KR102018744B1 - 선박의 사이드 스러스터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선체의 선수 및 선미에 각각 구비된 사이드 스러스터의 터널부 좌현 및 우현 입구에 각각 분사방향을 터널부의 중심방향 외측으로 설정하는 공기 배출부를 설치함으로써 선박의 전진시 버블층의 형성을 매개로 선체의 저항을 감소시킴과 동시에 사이드 스러스터의 가동시 소음을 저감시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선체(12)의 횡방향으로 관통 형성되는 터널부(14), 상기 터널부(14) 내에 설치되어 수류를 배출하는 스러스터, 및 상기 터널부(14)의 입구 외부에 설치되는 공기 배출부(18)를 구비하고, 상기 공기 배출부(18)는 상기 터널부(14)의 입구 외부에서 전 둘레에 걸쳐 방사상으로 다수로 설치되면, 각각의 분사방향은 상기 터널부(14)의 중심방향 외측을 향하도록 설정된다.

Description

선박의 사이드 스러스터{Side thruster of vessels}
본 발명은 선박의 사이드 스러스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체의 선수 및 선미에 각각 구비되는 터널부의 좌현 및 우현 입구에 각각 공기의 배출을 위한 노즐을 설치하고, 노즐로부터 분사되는 공기 방울의 방향을 터널부의 중심방향 외측으로 설정하여 선박의 전진시 선체의 저항을 감소시킬 수 있는 선박의 사이드 스러스터에 관한 것이다.
일반적으로 선박에 설치되는 사이드 스러스터(Side thruster)는 프로펠러와는 달리 선체의 측방향으로 추력을 발생시키는 장비에 해당한다. 이러한 사이드 스러스터에서 발생된 추력은 선박을 측방향으로 이동시키거나 선박의 선회반경을 줄이기 위한 목적으로 이용된다.
종래 사이드 스러스터는 선체에 형성된 터널부와, 터널부의 내부에 설치된 프로펠러를 구비한다. 이에 따라 프로펠러가 회전하면, 터널부 내에서 특정의 방향으로 수류가 발생하고, 이를 통해 선체의 측방향으로 향한 추력이 얻어지게 된다.
그런데, 이와 같이 프로펠러의 회전에 따라 수반되는 소음의 발생은 터널부를 통해 여과 없이 외부로 방사되어 수중 생태계에 악영향을 미치는 문제를 유발한다.
이에 따라, 공개특허 10-2012-0000300호의 소음이 저감된 선박에서는 터널부의 좌현 및 우현측 입구에 유체의 소통을 가능하게 하는 커버부를 각각 설치하고, 각각의 커버부에 대해 외부로 공기를 배출시킬 수 있는 공기 배출구를 개별적으로 마련하고 있는 구성을 개시하고 있다.
이와 같은 선행기술의 구성에 있어 공기 배출구는 격자형상의 커버부에 각각 구비되고, 도면을 참조로 할　때 공기 배출구의 구체적인 위치는 격자형상의 부위가 교차하는 부위에 마련되는 구조로 이루어진다.
그런데 상기와 같이 공기 배출구의 위치가 커버부의 전 부위에 걸쳐 형성되면, 프로펠러로부터 터널부를 통해 외부로 배출되는 수류의 중심방향을 향하는 공기 방울의 배출도 있지만, 수류의 중심방향을 향하지 못하는 공기 방울의 배출도 존재하게 된다.
특히, 터널부를 통해 외부로 배출되는 수류의 중심방향이 터널부의 직경방향 중심임을 고려할 때, 다수의 공기 배출구로부터 개별적으로 분사되는 공기 방울 중 수류의 중심방향을 향하는 비중은 지극히 미약할 뿐만 아니라, 대부분의 공기 방울의 유동방향은 수류의 중심으로부터 벗어날 수밖에 없으므로, 공기 방울에 따른 버블층의 형성 정도는 설계치를 만족할 수 없는 결과를 낳게 된다.
공개특허 10-2012-0000300호, "소음이 저감된 선박"
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 선체의 선수 및 선미에 각각 구비된 사이드 스러스터의 터널부 좌현 및 우현 입구에 각각 분사방향을 터널부의 중심방향 외측으로 설정하는 공기 배출부를 설치함으로써 선박의 전진시 버블층의 집중적인 형성을 매개로 선체의 저항을 효율적으로 감소시킴과 동시에 사이드 스러스터의 가동시 소음을 현저하게 저감시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선박의 사이드 스러스터로서, 선체의 횡방향으로 관통 형성되는 터널부, 상기 터널부 내에 설치되어 수류를 배출하는 스러스터, 및 상기 터널부의 입구 전 둘레에 걸쳐 설치되고 상기 터널부의 중심방향 외측을 향해 분사방향을 설정하는 다수의 공기 배출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 선박의 사이드 스러스터로서, 선체의 횡방향으로 관통 형성되는 터널부, 상기 터널부의 입구에 배치되는 커버부, 및 상기 커버부의 둘레에 설치되고 상기 터널부의 중심방향 외측을 향해 분사방향을 설정하는 다수의 공기 배출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 선박의 사이드 스러스터로서, 선체의 횡방향으로 관통 형성되는 터널부, 상기 터널부 내에 설치되어 수류를 배출하는 스러스터, 및 상기 터널부의 입구 외부에 설치되는 공기 배출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 공기 배출부는 상기 터널부의 입구 외부에서 전 둘레에 걸쳐 배치되도록 방사상으로 다수의 개소로 설치되고, 각각의 분사방향은 상기 터널부의 중심방향 외측을 향하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 터널부는 선체의 선수 및 선미에 각각 형성되고, 상기 공기 배출부는 선수 및 선미에서 좌현과 우현에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 공기 배출부는 압축공기를 발생시켜 저장하고 공급하는 공기 공급부, 상기 공기 공급부로부터 상기 공기 배출부에 이르도록 설치되는 공급관로, 및 상기 공급관로의 개폐를 조절하는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 공기 공급부의 구동과 상기 개폐밸브의 개폐를 각각 조절하는 제어부를 더 포함하고, 상기 공급관로는 상기 공기 공급부로부터 선체의 선수 및 선미를 향해 각각 배치되는 선수 및 선미 공급관로, 상기 선수 및 선미 공급관로로부터 각각 분지되어 좌현 및 우현의 공기 배출부로 배치되는 좌현 및 우현 공급관로로 이루어지며; 상기 개폐밸브는 상기 선수 및 선미 공급관로에 각각 설치되는 선수 및 선미 개폐밸브, 상기 좌현 및 우현 공급관로에 각각 설치되는 좌현 및 우현 개폐밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 공기 배출부는 상기 터널부의 입구 전 둘레부위 중에서 터널부의 수직한 방향을 기준으로 선수부를 향한 다수의 전방 공기 배출부와 선미부를 향한 다수의 후방 공기 배출부의 그룹으로 양분되고, 상기 전방 공기 배출부는 상기 좌현 및 우현 공급관로로부터 분지되는 전방 공급관로와 연결되며, 상기 후방 공기 배출부는 상기 좌현 및 우현 공급관로로부터 분지되는 후방 공급관로와 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 전방 공급관로와 상기 후방 공급관로에는 각각 전방 개폐밸브와 후방 개폐밸브가 설치되고, 상기 전방 개폐밸브와 상기 후방 개폐밸브는 각각 상기 제어부에 의해 개폐 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 전방 공기 배출부와 상기 후방 공기 배출부는 상기 선체의 선수부와 선미부의 공기 배출부 중에서 선수부에 위치한 공기 배출부에 적용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 터널부의 입구에 설치되고 이물질 제거를 위한 격자형태의 구조물로 이루어진 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박의 사이드 스러스터에 의하면, 선체의 선수 및 선미에 각각 사이드 스러스터를 설치함과 더불어, 선수 및 선미측 터널부의 좌현 및 우현 입구에 각각 분사방향을 터널부의 중심방향 외측으로 집중적으로 설정하는 다수의 공기 배출부를 설치함으로써, 선박이 전진할 때 선수측 사이드 스러스터의 터널부에 위치한 공기 배출부만의 가동을 통해 선체의 사이드 쉘 외측에서 선수로부터 선미방향으로 향한 수류를 타고 이동하는 공기 방울에 의해 형성되는 버블층을 매개로 선체의 저항을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 사이드 스러스터의 가동시 터널부의 입구를 통해 외부로 배출되는 수류에 의한 소음을 터널의 입구측 전 둘레에 걸쳐 외부로 위치한 공기 배출부로부터 각각 방출되는 공기 방울에 의한 버블층의 형성을 통해 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 사이드 스러스터의 배치구조를 도시한 선체의 측면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 터널부의 종단면으로 공기 배출부에 의한 공기 방울의 분사방향을 구체적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 사이드 스러스터의 공기 배출부에 대한 공급관로의 배치상태를 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 배출부의 구성을 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 스러스터의 공기 배출부에 대한 공급관로의 배치상태를 설명하기 위한 개략도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 2를 각각 참조로 하면, 사이드 스러스터(10)는 선체(12)의 선수 및 선미에 각각 구비된다. 상기 각각의 사이드 스러스터(10)는 상기 선체(12)의 선수 및 선미에서 각각 횡방향으로 관통하는 터널부(14)의 형성과, 상기 각각의 터널부(14)의 내부에 설치되어 수류의 배출방향을 좌현 또는 우현으로 가변적으로 조절할 수 있는 가변 피치형 프로펠러(16)에 의해 구성된다.
상기 터널부(14)는 좌현과 우현측 입구의 전 둘레부위에 걸쳐 각각 압축공기의 분사에 따른 공기 방울의 형성을 위해 노즐 형태의 공기 배출부(18)를 다수로 구비한다. 이때, 상기 다수의 공기 배출부(18)는 상기 터널부(14) 각각의 입구 외부에서 전 둘레에 걸쳐 방사상으로 배치된다.
또한, 상기 공기 배출부(18)에 의해 분사되는 공기 방울의 분사방향은 전부 상기 터널부(14)의 중심방향을 따라 외측을 향하도록 설정된다. 즉, 다수의 공기 배출부(18)로부터 각각 분사되는 공기 방울은 상기 터널부(14)의 외측에서 터널부(14)의 중심방향을 향하게 된다.
여기서 상기 공기 배출부(18)는 압축공기의 공급을 위해 공기를 압축하고 저장하는 일련의 설비에 해당하는 공기 공급부(20)와, 상기 공기 공급부(20)로부터 상기 공기 배출부(18)에 이르도록 압축공기의 공급을 위해 설치되는 공급관로(22), 및 상기 공급관로(22)에 대한 관로의 개폐를 조절하는 개폐밸브(24)를 포함하여 구성된다. 이때, 제어부(26)는 상기 공기 공급부(20)에 대한 구동과 상기 개폐밸브(24)에 대한 개폐 작용을 각각 조절하게 된다.
또한, 상기 공급관로(22)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공기 공급부(20)로부터 선체(12)의 선수부와 선미부를 향해 각각 개별적으로 배치되는 선수 및 선미 공급관로(22a,22b)와, 선수부와 선미부에서 상기 선수 및 선미 공급관로(22a,22b)로부터 각각 분지되어 좌현 및 우현의 공기 배출부(18)로 개별적으로 배치되는 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)로 이루어진다.
아울러, 상기 개폐밸브(24)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 선수 및 선미 공급관로(22a,22b)에 각각 개별적으로 설치되는 선수 및 선미 개폐밸브(24a,24b)와, 선수부와 선미부에서 상기 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)에 대해 각각 개별적으로 설치되는 좌현 및 우현 개폐밸브(24c,24d)로 이루어진다.
한편, 상기 터널부(14)는 그 입구에 각각 개별적으로 격자형태의 구조물로 이루어진 커버부(28)를 설치하는 바, 상기 커버부(28)는 상기 터널부(14)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 역할을 수행한다.
따라서 본 발명은 선체(12)의 선수 및 선미에 각각 사이드 스러스터(10)를 설치하고, 사이드 스러스터(10)의 터널부(14) 좌현 및 우현 입구측 전 둘레에 걸쳐 각각 방사상으로 배치되는 다수의 공기 배출부(18)를 설치하며, 각각의 공기 배출부(18)는 터널부(14)의 중심방향 외측을 향하도록 분사방향을 집중적으로 설정함으로써, 다수의 공기 배출부(18)로부터 분사되는 압축공기의 방향을 한 군데로 집중할 수 있게 된다.
이 결과, 선박이 전진할 때 선수측에 위치한 좌현 및 우현의 공기 배출부(18)만을 가동시켜 선체(12)의 사이드 쉘 외측에서 선수로부터 선미방향으로 향하는 수류를 따라 이동하는 공기 방울에 의한 버블층의 형성을 통해 선체의 저항을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 사이드 스러스터(10)의 가동시 상기 다수의 공기 배출부(18)로부터 분사되는 압축공기의 분사방향을 상기 터널부(14)의 중심방향 외측으로 집중할 수 있으므로 터널부(14)의 입구를 통해 외부로 배출되는 수류에 의한 소음을 보다 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 종래와 스러스터의 공기 배출구와 비교할 때 외부로 분사되는 압축공기의 분사방향을 터널부(14)의 중심방향 외측으로 집중함에 따라 공기 방울에 의해 생성되는 버블층의 형성부위를 보다 풍부하고 광범위한 영역에 걸쳐 설정할 수 있으므로 선체 저항을 감소하고 소음을 줄이는 데 보다 만족스러운 결과를 초래할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 제2실시예로서 도 4를 참조로 하면, 상기 선체(12)의 선수부에 위치한 다수의 상기 공기 배출부(18)는 상기 터널부(14)의 입구에서 중앙부위의 수직한 방향을 기준으로 선수부를 향한 전방과 선미부를 향한 후방의 양쪽으로 각각 분할되는 전방 공기 배출부(18a)와 후방 공기 배출부(18b)로 이루어진 2개의 그룹으로 각각 구분된다.
즉, 상기 선수측 좌현 및 우현부에 각각 위치한 다수의 공기 배출부(18)는 상기 터널부(14)의 입구 전 둘레부위 중에서 선수부를 향한 절반의 부위를 감싸도록 배치되는 다수의 전방 공기 배출부(18a)에 의한 제1그룹과, 상기 터널부(14)의 입구 전 둘레부위 중에서 선미부를 향한 절반의 부위를 감싸도록 배치되는 다수의 후방 공기 배출부(18b)에 의한 제2그룹으로 양분된다.
또한, 선수측의 좌현 및 우현부에서 각각 2개의 그룹으로 각각 분할되는 전방 공기 배출부(18a)와 후방 공기 배출부(18b)는 각각 압축공기를 독립적으로 배출시킬 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선수측 공급관로(22a)로부터 좌현 및 우현으로 각각 분지되는 상기 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)는 각각 전방 공급관로(22e)와 후방 공급관로(22f)로 다시 한 번 더 분지된다.
즉, 상기 선수측 좌현 공급관로(22c)는 좌현측에서 전방 공급관로(22e)와 후방 공급관로(22f)로 각각 분지되고, 상기 선수측 우현 공급관로(22d)는 우현측에서 전방 공급관로(22e)와 후방 공급관로(22f)로 각각 분지된다.
또한, 상기 좌현측 전방 공급관로(22e)는 좌현에 위치한 다수의 전방 공기 배출부(18a)와 상호 교통 가능하게 연결되고, 상기 좌현측 후방 공급관로(22f)는 좌현에 위치한 다수의 후방 공기 배출부(18b)와 상호 교통 가능하게 연결된다.
또한, 상기 우현측 전방 공급관로(22e)는 우현에 위치한 다수의 전방 공기 배출부(18a)와 상호 교통 가능하게 연결되고, 상기 우현측 후방 공급관로(22f)는 우현에 위치한 다수의 후방 공기 배출부(18b)와 상호 교통 가능하게 연결된다.
아울러, 좌현측에서 상기 전방 공급관로(22e)에는 관로의 개폐를 조절하기 위해 전방 개폐밸브(24e)가 설치되고, 상기 후방 공급관로(22f)에는 관로의 개폐를 조절하기 위해 후방 개폐밸브(24f)가 설치된다. 또한, 우현측에서도 동일하게 상기 전방 공급관로(22e)에는 전방 개폐밸브(24e)가 설치되고, 상기 후방 공급관로(22f)에는 후방 개폐밸브(24f)가 설치된다.
이 경우, 상기 전방 개폐밸브(24e)와 상기 후방 개폐밸브(24f)에 대한 개폐 조절은 다른 밸브와 동일하게 상기 제어부(26)의 제어에 따라 이루어진다.
따라서 본 발명의 제2실시예에서는 선박의 전진시 선수측의 좌현 및 우현에 각각 위치한 공기 배출부(18)만을 가동시킬 때, 상기 공기 배출부(18) 중에서 선수를 향한 전방 공기 배출부(18a)만을 단독으로 동작시킴으로써 선체(12)의 사이드 쉘 외측에서 선수로부터 선미방향으로 향하는 수류를 따라 이동하는 공기 방울에 의한 버블층의 형성 효과를 한층 더 향상시켜 선체의 저항을 더욱 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.
이때, 선수측 좌현 및 우현에 각각 위치한 공기 배출부(18)중에서 선미를 향한 후방 공기 배출부(18b)로부터 압축공기의 분사는 제한되는 데, 이러한 일련의 제어는 선수부에 위치한 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)로부터 각각 전후방으로 분지되는 전방 및 후방 공급관로(22e,22f) 중에서, 상기 전방 공급관로(22e) 중에 설치된 전방 개폐밸브(24e)를 개방시키는 반면에, 상기 후방 공급관로(22f) 중에 설치된 후방 개폐밸브(24f)를 폐쇄시킴으로써 구현할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10-사이드 스러스터 12-선체
14-터널부 16-프로펠러
18-공기 배출부 20-공기 공급부
22-공급관로 24-개폐밸브
26-제어부 28-커버부

Claims (11)

  1. 선박의 사이드 스러스터로서,
    선체(12)의 횡방향으로 관통 형성되는 터널부(14);
    상기 터널부(14) 내에 설치되어 수류를 배출하는 스러스터(10); 및
    상기 터널부(14)의 입구 외부에 설치되는 공기 배출부(18);를 포함하며,
    상기 공기 배출부(18)는,
    압축공기를 공급하는 공기 공급부(20);
    상기 공기 공급부(20)로부터 상기 공기 배출부(18)에 이르도록 설치되는 공급관로(22); 및
    상기 공급관로(22)의 개폐를 조절하는 개폐밸브(24);를 포함하고,
    상기 공급관로(22)는,
    상기 공기 공급부(20)로부터 선체(12)의 선수 및 선미를 향해 각각 배치되는 선수 및 선미 공급관로(22a,22b); 및
    상기 선수 및 선미 공급관로(22a,22b)로부터 각각 분지되어 좌현 및 우현의 공기 배출부(18)로 배치되는 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d);를 포함하며,
    상기 개폐밸브(24)는,
    상기 선수 및 선미 공급관로(22a,22b)에 각각 설치되는 선수 및 선미 개폐밸브(24a,24b); 및
    상기 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)에 각각 설치되는 좌현 및 우현 개폐밸브(24c,24d);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기 배출부(18)는 상기 터널부(14)의 입구 외부에서 전 둘레에 걸쳐 방사상으로 다수로 설치되고, 각각의 분사방향은 상기 터널부(14)의 중심방향 외측을 향하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 터널부(14)는 선체(12)의 선수 및 선미에 각각 형성되고, 상기 공기 배출부(18)는 선수 및 선미에서 좌현과 우현에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기 공급부(20)의 구동과 상기 개폐밸브(24)의 개폐를 각각 조절하는 제어부(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기 배출부(18)는 상기 터널부(14)의 입구 전 둘레부위 중에서 터널부(14)의 수직한 방향을 기준으로 선수부를 향한 다수의 전방 공기 배출부(18a)와 선미부를 향한 다수의 후방 공기 배출부(18b)의 그룹으로 양분되고, 상기 전방 공기 배출부(18a)는 상기 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)로부터 분지되는 전방 공급관로(22e)와 연결되며, 상기 후방 공기 배출부(18b)는 상기 좌현 및 우현 공급관로(22c,22d)로부터 분지되는 후방 공급관로(22f)와 연결되는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전방 공급관로(22e)와 상기 후방 공급관로(22f)에는 각각 전방 개폐밸브(24e)와 후방 개폐밸브(24f)가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 전방 공기 배출부(18a)와 상기 후방 공기 배출부(18b)는 상기 선체(12)의 선수부와 선미부의 공기 배출부(18) 중에서 선수부에 위치한 공기 배출부(18)에 적용되는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 터널부(14)의 입구에 설치되고 이물질 제거를 위한 격자형태의 구조물로 이루어진 커버부(28)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 사이드 스러스터.
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