KR102027843B1 - 예인선과 바지선의 접촉 구조 - Google Patents

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Abstract

예인선과 바지선의 접촉 구조가 개시된다. 오목부 둘레면에 압전 소자부가 배치된 바지선; 및 체결핀이 상기 바지선에 구비된 결합홈에 삽입되어 상기 바지선과 결합된 상태에서 상기 압전 소자부를 가압하는 가압 수단이 구비된 예인선이 포함된다.

Description

예인선과 바지선의 접촉 구조{Contact structure between tug and barge}
본 발명은 예인선과 바지선의 접촉 구조에 관한 것이다.
추진력을 가지는 예인선(tug)과, 화물을 적재하지만 추진력을 가지지 않는 바지선(barge)은 서로 결합된 형태로 강이나 호수, 항구 등에서 다양한 목적으로 이용되고 있다. 이때, 한 개의 예인선이 다수개의 바지선의 운항을 위해 선택적으로 이용될 수 있다.
즉, 도 1에 순차적으로 도시된 바와 같이, 추진력을 가지지 않는 바지선(110)의 선미에는 예인선(130)의 형상에 부합되는 오목부(115)가 형성된다.
오목부(115) 내부로 예인선(130)이 진입한 후, 예인선(130)은 구비된 사이드 커플러 유닛(side coupler unit)의 체결핀(135)을 오목부(115)의 둘레면 방향으로 인출시킨다.
외측으로 인출된 두개 이상의 체결핀(135)의 단부가 오목부(115)의 둘레면에 형성된 두개 이상의 결합홈(120)에 각각 삽입됨으로써 예인선(130)과 바지선(110)은 서로 결합되고, 바지선(110)은 예인선(130)의 추진력을 이용하여 운항될 수 있다. 일반적으로 결합홈(120)은 체결핀(135)의 단면 형상에 대응되도록 원형의 형상으로 형성되고 있다.
이때, 바지선(110)과 예인선(130)의 흘수선이 서로 상이할 수 있기 때문에, 도 2에 예시된 바와 같이, 체결핀(135)이 삽입되기 위한 결합홈(120)이 수직 방향으로 복수개 이격 형성된 소켓(socket)이 바지선(110)의 오목부(115)에 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
그러나 수직 방향으로 복수개의 결합홈(120)이 형성된 소켓을 구비할지라도, 바지선(110)과 예인선(130)의 흘수선 차이로 인해 적절한 높이에 결합홈(120)이 위치하지 않을 수도 있으며, 이 경우 예인선(130) 또는 바지선(110)의 평형수를 조절하여 상호간의 높이가 조정될 수 있다.
이외에도, 결합홈(120)을 도 3에 예시된 바와 같이 수직방향으로 소정의 길이만큼 선형(線形)으로 형성함으로써, 결합홈(120)과 체결핀(135)의 높이를 조정하기 위한 불편을 해소하기 위한 시도도 이루어지고 있다.
오목부(115) 내부로 진입한 예인선(130)과 바지선(110)이 체결핀(135)과 결합홈(120)을 이용하여 상호 결합된 상태에서, 예인선(130)의 선수부와 오목부(115)의 둘레면간에는 상호간의 충돌 방지 등의 목적으로 소정의 간격이 유지된다(도 1의 (c) 참조).
전술한 바와 같이, 바지선(110)은 추진력을 가지지 않기 때문에 오목부(115)에 결합된 예인선(130)의 추진력에 의해 운항할 수 있다. 그러나, 바지선(110)은 예인선(130)의 추진력을 이용하기 위해 결합되는 것일 뿐, 바지선(110)과 예인선(130)의 상호 결합이 추가적인 에너지 발전의 목적으로 확장되지 못하는 한계가 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 관한 이해를 도모하기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 널리 알려진 종래기술인 것으로 단정될 수는 없다.
미국등록특허 US 6,612,253 (Apparatus for coupling tug boats to barges)
본 발명은 예인선에서 가해지는 압력을 이용하여 전기를 발생시키는 구조물을 바지선에 구비함으로써, 예인선과 바지선의 결합 상태에서 전기를 발생시킬 수 있는 예인선과 바지선의 접촉 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 오목부 둘레면에 압전 소자부가 배치된 바지선; 및 체결핀이 상기 바지선에 구비된 결합홈에 삽입되어 상기 바지선과 결합된 상태에서 상기 압전 소자부를 가압하는 가압 수단이 구비된 예인선을 포함하는 예인선과 바지선의 접촉 구조가 제공된다.
상기 가압 수단은, 가압판; 일 단부가 상기 가압판의 일 측에 고정되는 축부; 및 상기 축부를 인출시키거나 인입시키는 구동부를 포함하되, 상기 결합된 상태에서 상기 가압판이 상기 압전 소자부에 접촉되어 가압할 때까지 상기 구동부는 상기 축부를 인출시킬 수 있다.
상기 가압 수단은, 상기 예인선의 선체 내측으로 오목하게 형성된 틀부; 및 상기 틀부의 상측 표면과 하측 표면을 연결하도록 수직 설치되는 하나 이상의 가이드바를 더 포함할 수 있다. 상기 구동부는 상기 가이드바를 관통 끼움하기 위한 가이드 홀을 구비하고, 상기 예인선 및 상기 바지선 중 하나 이상의 상하 움직임이 발생되면 상기 구동부는 상기 가이드바를 따라 상하 방향의 상대적인 움직임을 가질 수 있다.
상기 가압 수단은 돌출부 또는 방현재이고, 상기 돌출부의 돌출 길이 및 상기 방현재의 두께는 상기 결합된 상태에서 압전 소자를 가압하는 크기로 지정될 수도 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 바지선의 운항 중 예인선에서 가해지는 압력에 의해 전기를 발생시키고, 발전된 전기를 축전하여 다양한 용도로 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 예인선과 바지선의 고정 과정을 나타낸 도면.
도 2는 바지선의 오목부 둘레면에 형성되는 결합홈의 배치를 예시한 도면.
도 3은 바지선의 오목부 둘레면에 형성되는 결합홈의 형상을 예시한도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인선과 바지선의 접촉 구조를 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 유닛의 구성을 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 예인선과 바지선의 접촉 구조를 예시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예인선과 바지선의 접촉 구조를 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 유닛의 구성을 예시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 예인선(130)에는 체결핀(135)과 가압 유닛(400)이 구비된다.
체결핀(135)은 예를 들어 구비된 사이드 커플러 유닛(side coupler unit)의 일 구성요소로 포함될 수 있으며, 바지선(110)의 오목부(115) 일 측에 형성된 결합홈(120)에 삽입되어 예인선(130)과 바지선(110)을 결합시킨다.
가압 유닛(400)은 구동부(410), 축부(420) 및 가압판(430)을 포함할 수 있다.
가압 유닛(400)은 도 4에 예시된 바와 같이 복수개의 층을 형성하도록 각각 배치될 수 있고, 도 5에 예시된 바와 같이, 예인선(130)의 선수부에 수평 방향으로 각각 배치될 수 있다. 물론, 가압 유닛(400)의 배치 위치가 선수부뿐 아니라 예인선(130)의 측면에도 배치될 수 있음은 당연하다.
구동부(410)는 컨트롤러(도시되지 않음)의 제어에 의해 축부(420)를 외부로 인출시키거나 내부로 인입시키는 구동력을 발생시킨다. 구동부(410)와 축부(420)는 예를 들어 유압 실린더 등의 형태로 결합될 수 있다.
축부(420)의 단부에는 예를 들어 T자 형상을 이루도록 가압판(430)이 고정 부착된다.
구동부(410)에 의해 인출된 축부(420) 및 가압판(430)에 접촉되는 오목부(115)의 둘레면에는 압전 소자부(450)가 배치된다. 압전 소자부(450)는 예를 들어 복수의 압전 소자가 배치된 미리 지정된 크기를 가지는 판 형상으로 형성될 수 있고, 그 크기는 가압판(430)의 크기에 비해 상대적으로 크게 지정될 수 있다. 물론, 압전 소자부(450)가 가압판(430)이 접촉 가능한 임의의 위치인 오목부(115)의 둘레면에 연속적으로 배치될 수도 있음은 당연하다.
작업자의 조작에 의해 컨트롤러는 구동부(410)가 축부(420)를 외측 방향으로 인출하도록 제어하고, 축부(420)가 인출되어 가압판(430)이 오목부(115)의 둘레면에 배치된 압전 소자부(450)를 가압하면, 압전 소자부(450)는 가해지는 압력(즉, 기계적 응력)에 의해 전기를 발생시키고, 발생된 전기는 축전부(455)에 저장된다. 축전부(455)에 저장된 전기는 바지선(110) 내의 필요 개소로 공급되거나 예인선(130)에 공급되도록 전기 배선화될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 예인선(130)과 바지선(110)의 접촉에 의해 전기를 발생시키는 과정에 대해 간략히 설명한다.
둘레면의 복수 위치에 압전 소자부(450)가 배치된 바지선(110)의 오목부(115) 내부로 예인선(130)이 진입된다(도 5의 (a) 참조).
오목부(115) 내부로 예인선(130)이 진입된 후, 예인선(130)은 체결핀(135)을 외측으로 인출하고, 인출된 체결핀(135)은 오목부(115)에 형성된 결합홈(120)에 삽입되어 예인선(130)과 바지선(110)은 서로 결합된다(도 5의 (b) 참조).
이후, 예인선(130)에 구비된 가압 유닛(400)의 구동부(410)는 가압판(430)이 압전 소자부(450)를 가압하는 위치로 이동될 때까지 축부(420)를 외측으로 인출한다. 체결핀(135)과 결합홈(120)에 의해 예인선(130)과 바지선(110)이 서로 결합된 상태에서, 구동부(410)가 축부(420)를 외측으로 인출하는 길이는 미리 지정될 수 있다.
가압판(430)에 의해 압전 소자부(450)가 가압되면 압전 소자부(450)는 전기를 발생시키고, 발생된 전기는 축전부(455)에 저장된다.
예인선(130)의 추진력에 의해 바지선(110)이 운항하는 동안 지속적으로 압전 소자부(450)는 전기를 발생하게 될 것이다.
이때, 결합홈(120)과 체결핀(135)의 용이한 결합을 위해 결합홈(120)의 지름이 상대적으로 체결핀(135)의 단부 지름에 비해 상대적으로 크게 형성되기 때문에, 예인선(130)의 가속/감속 등에 의해 체결핀(135)은 결합홈(120) 내에서 미리 지정된 길이만큼 전진 또는 후진 이동할 수 있고, 가압판(430)은 변동되는 압력으로 압전 소자부(450)를 가압할 수도 있다.
다만, 예인선(130)과 바지선(110)의 하중의 차이로 인해 예인선(130)과 바지선(110)의 상하 움직임의 크기가 상이할 수 있고, 이 경우 가압판(430)이 압전 소자부(450)를 가압한 상태에서 예인선(130)이 바지선(110)과 상이한 폭으로 상승이나 하강하게 되면 축부(420)의 파손이 야기될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 가압 유닛(400)은 도 6에 예시된 바와 같이, 예인선(130)과 바지선(110)의 상대적 움직임의 크기가 상이한 경우에도 안정성을 가지는 구조로 형성될 수 있다.
즉, 도 6을 참조하면, 가압 유닛(400)은 예인선(130)의 선체 내측으로 오목하게 형성된 틀부(610), 틀부(610)의 상측 표면과 하측 표면을 연결하도록 수직 설치되는 하나 이상의 가이드바(620), 가이드바(620)에 끼워지는 가이드 홀(630)이 형성된 구동부(430), 축부(420) 및 가압판(430)을 포함할 수 있다.
즉, 구동부(410)가 가이드 홀(630)에 끼워진 가이드바(620)를 따라 상하 방향으로 이동될 수 있도록 배치됨으로써, 가압판(430)이 압전 소자부(450)를 가압한 상태에서 예인선(130)과 바지선(110)간에 상대적인 높이 차이의 변동이 발생되는 상황에서도 압전 소자부(450)를 지속적으로 가압하도록 할 수 있을 뿐 아니라 축부(420)의 꺽어짐에 따른 파손이 방지되는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 예인선과 바지선의 접촉 구조를 예시한 도면이다.
전술한 가압 유닛(400)을 대체하여 예인선(130)에는 선체 표면에 돌출 형성된 돌출부(710)가 형성되거나(도 7의 (a) 참조), 방현재(720)가 구비될 수도 있다(도 7의 (b) 참조).
이때, 돌출부(710)의 돌출 길이와 방현재(720)의 두께는 오목부(115)의 둘레면에 배치된 압전 소자부(450)를 가압할 수 있는 크기로 지정될 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 바지선 115 : 오목부
120 : 결합홈 130 : 예인선
135 : 체결핀 400 : 가압 유닛
410 : 구동부 420 : 축부
430 : 가압판 450 : 압전 소자부
455 : 축전부 610 : 틀부
620 : 가이드바 630 : 가이드 홀
710 : 돌출부 720 : 방현재

Claims (4)

  1. 오목부 둘레면에 압전 소자부가 배치된 바지선; 및
    체결핀이 상기 바지선에 구비된 결합홈에 삽입되어 상기 바지선과 결합된 상태에서 상기 압전 소자부를 가압하는 가압 수단이 구비된 예인선을 포함하되,
    상기 가압 수단은, 가압판; 일 단부가 상기 가압판의 일 측에 고정되는 축부; 및 상기 축부를 인출시키거나 인입시키는 구동부를 포함하고, 상기 결합된 상태에서 상기 가압판이 상기 압전 소자부에 접촉되어 가압할 때까지 상기 구동부는 상기 축부를 인출시키며,
    상기 가압 수단은, 상기 예인선의 선체 내측으로 오목하게 형성된 틀부; 및 상기 틀부의 상측 표면과 하측 표면을 연결하도록 수직 설치되는 하나 이상의 가이드바를 더 포함하여, 상기 구동부는 상기 가이드바를 관통 끼움하기 위한 가이드 홀을 구비하고, 상기 예인선 및 상기 바지선 중 하나 이상의 상하 움직임이 발생되면 상기 구동부는 상기 가이드바를 따라 상하 방향의 상대적인 움직임을 가지는, 예인선과 바지선의 접촉 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가압 수단은 돌출부 또는 방현재이고,
    상기 돌출부의 돌출 길이 및 상기 방현재의 두께는 상기 결합된 상태에서 압전 소자를 가압하는 크기로 지정되는, 예인선과 바지선의 접촉 구조.
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