KR102526276B1 - 운송 수단 - Google Patents

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던컨 스트링펠로우
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아네모이 마린 테크놀로지스 리미티드
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Abstract

선박의 갑판 위로 플레트너 로터를 운반하기 위한 운송 수단이 기술된다. 상기 운송 수단은, 선로와의 롤링 맞물림을 위한 트롤리로서, 상기 선로와 맞물리기 위한 휠을 갖는 새시 및 상기 플레트너 로터의 하중을 선로로 전달하기 위해 플레트너 로터의 베이스와 맞물리도록 구성된 하중 베어링 메커니즘을 포함하는 트롤리를 포함한다. 또한, 선박, 선박의 갑판 위로 플레트너 로터를 운반하는 방법 및 선박의 갑판 상에서 플레트너 로터를 지지하기 위한 토대가 설명된다.

Description

운송 수단
본 발명은 선박의 갑판 위로 플레트너 로터(Flettner rotor)를 운반하기 위한 운송 수단에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선박의 갑판 위로 플레트너 로터를 운송하기 위해 선로와 롤링 맞물림(rolling engagement)을 위한 트롤리(trolley)를 포함하는 운송 수단에 관한 것이다.
매그너스 로터(Magnus rotors)라고도 하는 플레트너 로터(Flettner rotors)는 추진용 수상 선박에 사용될 수 있다. 이러한 로터는 선박 추진을 위해 매그너스 효과(Magnus effect)를 사용한다.
본 출원에서 사용되는 용어 플레트너 로터는, 로터 바디(rotor body) 뿐만 아니라 전체 기계를 나타낸다.
플레트너 로터는 일반적으로 수상 선박의 갑판 상에 수직으로 세워져 있다. 전형적으로, 플레트너 로터는 스테이터(stator) 주위에 배치된 원통형 튜브 형태의 외부 로터 바디를 포함하고, 상기 로터 바디는 회전 가능한 커플링을 통해 스테이터에 연결되며, 일반적으로 스테이터의 상단을 향한 상부 베어링 및 종종 그 중간 지점에 있는 스테이터의 하부에서 하부 베어링을 포함한다. 상기 스테이터는 전형적으로 베이스에 연결되고, 이는 선박 갑판에 차례차례 연결된다. 상기 로터 바디는 상기 스테이터 보다 길고 스테이터 위로 돌출하여, 상부 베어링이 로터 바디 높이의 중간 지점에 있을 수 있다.
수상 선박에 갖춰진 플레트너 로터의 경우, 상기 로터 바디는 그 수직축을 중심으로 회전하며, 주변 기류가 스피닝 로터 바디(spinning rotor body) 위로 이동함으로써, 상기 로터 바디의 회전체와 공기 사이의 상대 운동은 공기의 압력 차를 일으킨다. 기류로 회전하는 상기 로터 바디의 측면은 상기 로터 바디의 표면에 의한 드래그(drag)의 결과로 기류를 국지적으로 지체시키는 반면, 기류로부터 멀어지게 회전하는 로터 바디의 측면은 기류를 국부적으로 가속화시킨다. 그러면 기류로 회전하는 상기 로터 바디의 측면에서 고압 영역이 발생하고 기류에서 멀리 회전하는 상기 로터 바디의 측면에서 저압 영역이 발생한다. 이와 같이, 상기 로터 바디의 저압 영역 방향으로의 힘이 발생되고 상기 힘은 선박으로 전달되며, 이 힘은 선박의 추진을 도울 수 있다. 단일의 선박에 여러 개의 플레트너 로터를 함께 사용할 수 있다.
플레트너 로터의 현대적인 적용은 화물선과 같은 대형 선박 상에 있다. 플레트너 로터는 운송 중 1차 추진 시스템의 부담을 줄이기 위해 선박의 1차 추진 시스템과 함께 사용된다. 이는 특히 적절한 바람 조건에서 장거리 이동을 위해, 상당한 연료 절약을 이르게 할 수 있다. 플레트너 로터는 주요 구동 시스템에 비해 보다 효율적인 선박 추진 수단을 제공할 수 있으므로 플레트너 로터가 갖춰진 선박의 환경 영향은 이것이 장착되지 않은 선박에 비해 상당히 감소될 수 있다.
선박이 로터 바디의 크기와 선박의 갑판에서의 위치로 인해 항구에 있는 동안 하나 이상의 플레트너 로터가 장착된 선박에 문제가 발생할 수 있다. 상기 플레트너 로터는 크레인 및 적재, 배출 및 기타 기계류가 선박의 갑판에 접근하는 것을 방해할 수 있다. 선박의 적재 및 하역이 지연될 수 있으며 위험할 수도 있다.
이와 같이, 선박에 대한 접근이 방해받지 않고 전술된 연료 절약 이점을 제공하기 위해 선박의 갑판 상에 플레트너 로터가 사용될 수 있는 수단을 제공할 필요가 있다. 국제 공개특허공보 제2013-110695호(2013.01.24.) 및 영국 공개특허공보 제2187154호(1987.02.18.)는 매그너스 효과 로터(magnus effect rotor)에 대한 기술적 사상을 개시하고 있다.
본원에 기재되어 있음.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 선박의 갑판 위로 플레트너 로터(Flettner rotor)를 운반하기 위한 운송 수단이 제공되며, 상기 운송 수단은, 선로와의 롤링 맞물림(rolling engagement)을 위한 트롤리(trolley)로서, 상기 선로와 맞물리기 위한 휠(wheels)을 갖는 새시(chassis); 및 상기 플레트너 로터의 하중을 선로로 전달하기 위해 플레트너 로터의 베이스와 맞물리도록 구성된 하중 베어링 메커니즘을 포함하는 트롤리를 포함한다.
상기 운송 수단은 크레인의 접근 및 선박의 갑판에 대한 적재, 배출 및 기타 기계류를 방해하지 않도록 효율적이고 간단한 방식으로 선박의 갑판 위로 플레트너 로터를 이동시키는데 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 하중 베어링 메커니즘은 적어도 하나의 리프팅 포인트(lifting point), 바람직하게는 세 개의 리프팅 포인트를 포함한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 리프팅 포인트는 적어도 하나의 잭을 포함하고, 바람직하게는 적어도 하나의 잭(jack)은 스크류 잭(screw jack) 및 이동 너트(travelling nut)를 더 포함한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 리프팅 포인트는 3 개의 리프팅 포인트를 포함하고, 바람직하게는 3 개의 리프팅 포인트는 3 개 이상의 잭을 포함하고, 보다 바람직하게는 3 개의 잭이 동기화된다.
3개의 잭이 동기화되는 경우, 동일한 속도로 진행되어 플레트너 로터를 들어 올리는 작업 중에 안정적인 움직임 및 더 큰 제어 및 안정성을 제공한다.
바람직하게는, 2 개의 리프팅 포인트는 새시의 제1 측면의 한쪽 단부를 향해 위치되고 리프팅 포인트 중 하나는 새시의 제2 대향 측면 상에 중앙에 위치된다.
바람직하게는, 2 개의 휠이 새시의 제2 대향 측면 상에 위치되고, 상기 새시의 제2 대향 측면 상에 중앙에 위치된 리프팅 포인트는, 상기 운송 수단이 그 하중을 지지할 때 플레트너 로터가 피봇할 수 있는 지점으로서 작용하도록 구성되어, 제2 대향 측면 상에 위치한 2개의 휠에 걸친 하중 분포가 유지된다.
유리하게는, 이 특징은 선로가 유지되는 상태에서 두 휠의 양호한 견인을 보장하여 휠 미끄러짐의 가능성을 줄인다.
바람직하게는, 상기 하중 베어링 메커니즘은 바람직하게는 선상의 배터리(on board battery)에 의해 전력이 공급된다.
바람직하게는, 상기 휠 중 적어도 하나는 이중 플랜지 휠이다.
이것은 휠과 맞물리는 선로에 대한 휠의 측면 움직임을 방지한다.
바람직하게는, 휠 중 적어도 하나는 평평한 선로와 맞물리도록 구성된다.
유리하게는, 평평한 선로에 대해 평평한 선로와 맞물리는 휠의 측면 이동이 허용된다. 휠의 무제한 측면 이동은 이 휠에 측면 하중이 발생하지 않음을 의미한다.
바람직하게는, 상기 트롤리는 휠 중 적어도 하나를 구동하기 위한 구동 메커니즘을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 구동 메커니즘은 운송 수단의 일 측면에서만 휠을 구동 시키도록 구성된다.
이러한 방식으로, 상기 구동 메커니즘에 의해 생성된 길이 방향 하중은 한 라인 상에 작용하여 크래빙(crabbing)의 가능성을 줄이고 운송 수단의 제어를 보다 간단하게 할 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 구동 메커니즘은 바람직하게는 선상의 배터리에 의해 전력이 공급된다.
바람직하게는, 상기 새시는 선로 높이 변화에 따른 휠 맞물림을 개선하기 위해 신축성을 가지므로, 상기 새시는 선로와 휠 맞물림을 유지하도록 휠 수 있다.
이는 우수한 견인력이 유지될 때 휠 미끄러짐 가능성을 줄인다. 또한 보기(bogies) 및 서스펜션(suspension)이 필요 없다.
바람직하게는, 상기 새시는 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 구성을 갖는다.
바람직하게는, 상기 트롤리는 리프팅 서브프레임(lifting subframe)을 더 포함하며, 바람직하게는 리프팅 서브프레임은 삼각형 형상이다.
바람직하게는, 상기 리프팅 서브프레임은 사용 시에 플레트너 로터를 지지하기 위해 서브 프레임의 각각의 코너에 베어링 포인트를 포함한다.
바람직하게는, 각각의 리프팅 포인트는 리프팅 서브프레임 및 바람직하게는 리프팅 서브프레임의 코너와 맞물린다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 선박의 갑판 상에 플레트너 로터를 운반하도록 구성된 트롤리를 포함하는 운송 수단; 및 상기 선박의 갑판 상으로 상기 운송 수단의 이동을 안내하기 위한 선로를 포함하는 선박이 제공된다.
상기 운송 수단은 크레인의 접근 및 선박의 갑판에 대한 적재, 배출 및 기타 기계류를 방해하지 않도록 효율적이고 간단한 방식으로 선박의 갑판 위로 플레트너 로터를 이동시키는데 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 선박은 선로가 선박의 갑판 위로 올라가도록 선로를 지지하는 지지 구조물을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 운송 수단은 본 발명의 제1 양상의 운송 수단이다.
바람직하게는, 상기 선박은 플레트너 로터를 지지하기 위해 선박의 갑판 상에 토대를 더 포함한다.
본 발명의 제3 양상에 따르면, 선박의 갑판 위로 플레트너 로터를 운반하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 선로를 따라 운송 수단을 플레트너 로터 아래 위치로 이동시키는 단계; 상기 운송 수단의 리프팅 서브프레임을 상승시켜 상기 플레트너 로터의 하부면과 맞물림으로써, 상기 플레트너 로터의 무게를 토대로부터 트롤리로 전달하는 단계; 및 상기 선박의 갑판 위의 선로를 따라 상기 플레트너 로터와 함께 상기 운송 수단을 운반하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은, 상기 플레트너 로터와 함께 운송 수단을 저장 토대로 운반하는 단계; 및 상기 운송 수단의 리프팅 서브프레임을 하강시킴으로써, 플레트너 로터의 무게를 트롤리로부터 저장 토대로 전달하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제4 양상에 따르면, 플레트너 로터를 지지하기 위한 토대가 제공되며, 상기 토대는 선박의 갑판 상에 위치한 선로의 어느 한 쪽의 선박의 갑판과 접촉하기 위한 2 개의 토대 지지부를 포함하고, 따라서 캐비티(cavity)는 선로를 따라 운송 수단이 구동될 수 있는 토대 지지부에 의해 정의된다.
바람직하게는, 각각의 토대 지지부는 사용 시에 플레트너 로터의 위치를 수용하는 대응하는 베어링 포인트가 놓이는 적어도 하나의 베어링 포인트를 포함하며, 바람직하게는 각각의 베어링 포인트는 돔(dome) 형상이다.
바람직하게는, 상기 토대는 사용 중에 플레트너 로터를 토대에 고정하는데 사용될 수 있는 적어도 하나의 고정 포인트를 더 포함한다.
본원에 기재되어 있음.
본 발명의 실시예는 이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1a는 선로 및 플레트너 로터 상의 운송 수단을 포함하는 선박의 평면도를 도시하며, 상기 선로는 상기 선박의 갑판 위로 길이 방향으로 이어진다;
도 1b는 선로 및 플레트너 로터 상의 운송 수단을 포함하는 선박의 평면도를 도시하며, 상기 선로는 선박의 갑판 위로 폭 방향으로 이어진다;
도 1c는 선로 및 플레트너 로터 상의 운송 수단을 포함하는 선박의 평면도를 도시하며, 상기 선로는 선박의 갑판 위로 길이 방향 및 폭 방향으로 이어진다;
도 2는 도 1에 도시된 운송 수단을 보다 상세하게 도시한다;
도 3a는 도 1에 도시된 플레트너 로터를 보다 상세히 도시한다;
도 3b는 토대의 토대 지지부를 도시한다;
도 4는 도 1 및 도 3의 운송 수단의 통합된 리프팅 메커니즘을 분리하여 도시한다;
도 5a는 도 1 및 도 3의 운송 수단의 통합된 구동 메커니즘을 분리하여 도시한다; 및
도 5b는 대안적인 통합된 구동 메커니즘을 도시한다.
본 발명은 선박의 갑판에서 선로를 따라 플레트너 로터(Flettner rotor)를 운반하는 운송 수단에 관한 것이다.
본 출원에서 사용되는 용어인 선로는 운송 수단이 이동할 수 있는 한 쌍의 평행 트랙(parallel tracks) 또는 레일(rails)을 의미한다.
일 실시예에서, 상기 선로는 선박의 갑판 위로 길이 방향으로 이어진다. 선내 및 선외 용어가 본원에 사용된 경우, 선내 구성 요소는 대응하는 선외 구성 요소보다 구성 요소가 위치한 선박의 길이 방향 중심선에 상대적으로 더 가까운 구성 요소이며, 선외 구성 요소는 대응하는 선내 구성 요소보다 선박의 길이 방향 중심선으로부터 비교적 더 멀리 있는 구성 요소인 점이 이해될 것이다.
다른 실시예에서, 선로는 선박의 갑판 위로 폭 방향으로 이어진다. 본원에 설명된 선내 또는 선외 구성 요소는 쉽게 선미 구성 요소(즉, 선박의 선미에 상대적으로 더 가까운 구성 요소)일 수 있고, 본원에 기술된 선외 또는 선내 구성 요소는 쉽게 전방 구성 요소(즉, 선박의 전방에 상대적으로 더 가까운 구성 요소)일 수 있다.
다른 실시예에서, 선로는 선박의 갑판 위로 폭 방향으로 및 길이 방향으로 이어진다.
도 1a는 선박(100a)의 평면도를 도시한다. 선박(100a)의 갑판 상에는 선박의 갑판 위로 길이 방향으로 이어지는 선로(103a)가 위치된다. 선로(103a)는 우현 측면 상에서 선박(100a)의 갑판의 길이를 따라 이어지는 선내 선로(102) 및 선외 선로(104)를 포함한다. 선내 선로(102)는 선박(100a)의 길이 방향 중심선에 가장 가까운 선로이고 선외 선로(104)는 선박(100a)의 길이 방향 중심선으로부터 가장 먼 선로이다.
또한 도 1a에는 선박(100a)의 갑판 위로 플레트너 로터를 운반하기 위한 운송 수단이 도시되어 있으며, 상기 운송 수단은 트롤리(200) 및 플레트너 로터(106)를 포함한다.
도 1b는 대안적인 실시예에 따른 선박(100b)의 평면도를 도시한다. 선박(100b)의 갑판 상에는 선박(100b)의 갑판 위로 폭 방향으로 이어지는 선로(103b)가 위치해 있다. 도시된 선로(103b)는 선박(100b)의 갑판의 폭을 따라 이어지는 3 쌍의 횡 방향 연장 레일을 포함한다. 다른 수의 횡 방향으로 연장되는 레일의 쌍이 예상된다.
도 1b에는 선박(100b)의 갑판 위로 플레트너 로터를 운반하기 위한 운송 수단이 도시되어 있으며, 상기 운송 수단은 트롤리(200) 및 플레트너 로터(106)를 포함한다.
도 1c는 다른 대안적인 실시예에 따른 선박(100c)의 평면도를 도시한다. 선박(100c)의 갑판 상에는 선박(100c)의 갑판 위로 폭 방향으로 및 길이 방향으로 이어지는 선로(103c)가 위치된다. 선로(103c)는 선박(100c)의 갑판의 폭을 따라 이어지는 횡 방향 및 종 방향으로 연장되는 레일의 네트워크를 포함한다.
도 1c에는 선박(100c)의 갑판 위로 플레트너 로터를 운반하기 위한 운송 수단이 도시되어 있으며, 운송 수단은 트롤리(200) 및 플레트너 로터(106)를 포함한다.
대안적인 실시예에서, 상기 선로는 선로가 선박의 갑판 위로 올라가도록 선로를 지지하는 지지 구조물 상에 제공될 수 있다. 유리하게는, 이는 선박 갑판 상의 갑판 피팅(deck fittings)보다 여유를 제공한다.
도 2는 도 1a에 도시된 선로(103a) 상에 놓인 운송 수단을 보다 상세히 도시한다. 이와 같이, 운송 수단의 다양한 구성 요소는 도 1a에 도시된 선박(100a)에 대한 그들의 위치에 기초하여 선내 및 선외 구성 요소로서 설명될 것이다. 운송 수단이 도 1b에 도시된 선로(103b) 상에 놓여있는 경우, 운송 수단의 방향에 따라 다양한 구성 요소가 전방 및 후방으로 표식 될 수 있는 점이 이해될 것이다.
상기 운송 수단은 4 개의 휠을 포함하는 트롤리(200)를 포함하며, 그 중 2 개는 선외 휠(202)이고 2 개는 선내 휠(203), 새시(204) 및 삼각형 리프팅 서브프레임(206)이다. 상기 트롤리는 새시에 대해 리프팅 서브프레임(206) 및 각각의 선외 휠(202)에 결합된 2 개의 구동 메커니즘 모터(210)의 형태로 통합된 구동 메커니즘을 상승시키기 위해, 새시(204)와 리프팅 서브프레임(206) 사이에 결합된 3 개의 스크류 잭(208) 형태의 통합된 리프팅 메커니즘을 더 포함한다.
플레트너 로터의 이동에 필요한 모든 기계적 구성 요소는 트롤리(200)의 새시(204)에 장착된다. 상기 운송 수단은 상호 교환 가능하며 선박의 갑판 상에서 여러 개의 플레트너 로터를 서비스하는데 사용될 수 있으며, 아래에 더 자세히 설명된다. 상기 운송 수단은 각각의 플레트너 로터에 이동 기능을 구축하는 것과 달리 플레트너 로터의 이동을 위해 훨씬 간단하고 유지 보수가 쉽고 효율적이며 비용 효과적인 시스템을 제공한다.
새시(204) 및 리프팅 서브프레임(206)은 강철로 만들어 질 수 있지만, 다른 적합한 재료가 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
새시(204)는 도 2에 도시된 바와 같이 그릴 구조물을 갖는 실질적으로 직사각형 형상이다. 새시(204)의 주요 구조는 평행한 선내 및 선외 종 방향 빔이며, 여기에 선내 및 선외 휠(203, 202)이 각각 플랜 브레이싱 시스템(plan bracing system)에 장착된다. 직사각형 새시(204)는 개선된 안정성을 위해 긴 휠베이스(wheelbase)를 제공한다.
새시(204)는 선로 높이 변화에 따른 휠 맞물림 개선을 위해 신축성이 있으며 이로써 상기 새시는 선로(103a)와의 휠 맞물림을 유지하기 위해 정지 위치에서 새시(204)의 수평면으로부터 휘어질 수 있다. 이는 또한 보기(bogies) 및 서스펜션의 필요성을 제거한다.
상기 트롤리는 길이가 대략 5000mm이고 폭이 3600mm 인 것이 바람직하지만, 이들 치수는 특정 응용에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 치수는 선로(103a) 및 플레트너 로터(106)의 치수 및 당업자에 의해 이해되는 임의의 다른 그러한 파라미터에 따라 변할 수 있다.
가능하면, 트롤리에 장착된 구성 요소에 간편한 서비스를 위해 접근할 수 있다.
리프팅 서브프레임(206)은 실질적으로 삼각형 형상이다. 2 개의 스크류 잭(208)은 리프팅 서브프레임(206)의 선내 측면의 각 코너에 하나씩 트롤리(200)의 선내 측면에 위치되며, 스크류 잭(208) 중 하나는 리프팅 서브프레임(206)의 선외 측면 상의 코너에서 트롤리(200)의 선외 측면 상에 위치된다.
리프팅 서브 프레임(206)은 사용 중인 플레트너 로터를 지지하기 위해 리프팅 서브 프레임(206)의 각 코너에 베어링 포인트(212)를 포함한다. 이들 베어링 포인트(212)는 대응하는 하나의 스크류 잭(208)이 리프팅 서브프레임(206)과 맞물리는 포인트 바로 위에 위치된다. 각각의 베어링 포인트(212)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 리프팅 서브프레임(206)이 상승함에 따라 플레트너 로터의 하중이 베어링 포인트(212)에 의해 발생되도록 플레트너 로터의 밑면과 맞물리도록 구성된다.
상기 운송 수단은 스톰 브레이크(storm brake)를 더 포함할 수 있으며, 이는 특히 운송 수단에 플레트너 로터가 적재될 때 임의의 문제가 발생하는 경우 트롤리(200)를 제 위치에 고정시키기 위한 안전 장치 잠금 메커니즘으로서 작용한다. 또한 운송 수단에 적재된 플레트너 로터의 보관을 위해 트롤리(200)를 제 위치에 고정시키는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 트롤리(200)가 고정될 수 있는 선로(103a, 103b, 103c)의 길이를 따라 개별 위치에 구조적 정지부가 제공될 수 있다. 상기 트롤리가 임의의 위치에서 갑판에 끈으로 묶일(lashed) 수 있는 메커니즘이 또한 제공될 수 있다.
상기 운송 수단은 운송 수단의 장애물, 운송 수단의 탈선, 임의의 기우는(tilt) 운송 수단/선로/선박, 운송 수단의 리프팅 서브프레임(206) 및 새시(204)의 상대 위치, 및 선로(103a)를 따르는 운송 수단의 위치를 탐지하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다 (예를 들어, 리프팅 작업을 수행하기 위해 그것이 선로(103a)를 따라 올바른 장소에 있는지, 즉 플레트너 로터(106) 아래의 정확한 위치에 위치하는지를 결정하기 위해).
가청 경보가 울릴 수 있고, 시각 신호가 제공될 수 있고/있거나, 예를 들어 운송 수단의 경로에서 물체가 검출되는 경우, 운송 수단의 기울기(tilt) 또는 트림(trim)이 미리 결정된 임계 값 레벨을 초과하는 경우 (예를 들어, 3º 초과), 운송 수단의 탈선이 발생하는 경우, 사용자가 리프팅 작업을 수행 시도하는 선로를 따라 운송 수단이 잘못된 위치에 있는 경우, 자동 정지 특징이 관여될 수 있다.
상기 운송 수단은 제어 펜던트(control pendant), 제어 유닛, 원격 제어, 갑판 상의 고정된 위치에 받침대, 또는 갑판 승무원에 의한 운송 수단의 작동을 허용하는 다른 적절한 제어기를 더 포함할 수 있다. 상기 운송 수단의 속도는 느린 보행 속도로 설정될 수 있어서 조작자가 운송 수단과 나란히 걷는 동안 운송 수단을 제어할 수 있다.
상기 운송 수단은 트롤리(200)를 트랙의 한계에서 제어된 정지점으로 가져오고 두 운송 수단이 서로 만나야 하는 크레인 버퍼(crane buffers)와 같은 버퍼를 더 포함할 수 있다.
새시(204)의 선외 종 방향 빔에 장착된 장비는 구동 메커니즘, 안전 스톰 브레이크(safety storm brake), 및 커플링을 포함한다. 이러한 방식으로 모든 종 방향 하중 (관성 및 풍하중 제외)이 한 라인에 작용하여 이는 크래빙(crabbing)의 가능성을 줄이고 운송 수단을 보다 간단하게 제어할 수 있다.
상기 운송 수단의 모든 전원 공급 구성 요소는 배터리 전원 공급식일 수 있으며, 주로 구동 및 리프팅 메커니즘일 수 있다. 이러한 구성 요소에 전력을 공급하기 위해 운송 수단 상에 배터리 팩(battery pack)이 제공될 수 있다. 대안적으로, 선박(100a) 상에 위치한 전기 공급 장치에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
트롤리(200)는 평평한 레일 형태의 선내 레일(102), 및 티 섹션(tee section)인 선외 레일(104)을 포함하는 도 1a에 도시된 선로 상에 놓여 있는 것으로 도시되어 있다. 선외 레일(104)은 또한 단면이 실질적으로 I-형 또는 T-형일 수 있다. 이와 같이, 선외 휠(202)이 선내 휠(203)보다 더 높게 위치되어 운송 수단이 레벨(level)을 유지함에 따라 선박(100a)의 갑판의 캠버(camber)가 카운터 작용될 수 있다.
도 1b에 도시된 횡 방향 선로(103b)에서, 선박(10b)의 갑판의 캠버에 대응할 필요가 없기 때문에 두 레일은 평평한 레일 형태일 수 있다.
트롤리(200)는 선외 및 선내 휠(202, 203)을 통해 선로와 함께 마찰 롤링 맞물림 상태에 있다. 따라서, 운송 작업을 위해 갑판 상에 그리스(grease)가 필요하지 않아, 잠재적으로 위험할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 휠과 하나 이상의 레일 사이의 맞물림은 톱니 및 기어형 맞물림 일 수 있다. 레일 중 하나는 하나 이상의 휠의 일부를 포함하는 대응하는 기어와 맞물리는 톱니를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 2 개의 선외 휠(202)은 선외 레일(104)과 맞물리도록 구성되고, 선외 레일(104)에 대한 선외 휠(202)의 측면 이동을 방지하기 위해 이중 플랜지 식으로 되어 있다. 2 개의 선내 휠(203)은 평평한 선내 레일(102)과 맞물리도록 구성되고, 선내 휠(203)의 외부 표면은 평평한 선외 레일(104)에 대한 선내 휠(203)의 측면 이동이 허용되도록 실질적으로 평탄하다. 평평한 트레드(tread)로부터 기인한 선외 휠(202)에 대한 선내 휠(203)의 무제한 측면 이동은 선내 휠(203)이 측면 하중을 경험하지 않음을 의미한다. 선로를 가로지르는 모든 수평 하중은 휠 플랜지에 의해 레일 상에 반응된다. 플랜지형 선외 휠(202) 상의 긴 휠베이스는 좋은 트래킹을 보장하여 운송 수단이 훨씬 쉽게 제어될 수 있음을 의미한다. 이는 트롤리(200)가 플레트너 로터(106)의 하중 하에서 움직일 때 잠재적인 문제일 수 있는 '크래빙(crabbing)'(스큐잉(skewing))이 발생하는 것을 제한한다.
도 3a는 도 1a의 플레트너 로터(106)를 보다 상세히 도시한다. 플레트너 로터(106)는 그 아래에서 진행되는 선로의 선내 레일(102) 및 선외 레일(104)과 함께 작동 위치에 있다. 도 3a에서 알 수 있는 바와 같이, 플레트너 로터(106)는 받침대(302) 및 로터 바디(304)를 포함한다. 받침대(302)는 선로의 양쪽에 위치한 2 개의 토대 지지부(306)의 형태로 선박의 갑판 상에 토대 상에 놓인다. 플레트너 로터(106)는 래싱(lashings) 또는 다른 적절한 고정 메커니즘을 통해 토대 지지부(306)에 고정될 수 있다.
도 3b는 토대 지지부(306)를 보다 상세하게 도시한다. 각각의 토대 지지부(306)는 래싱/고정 포인트(310)뿐만 아니라 플레트너 로터(106)가 놓이는 2 개의 베어링 포인트(312)를 포함한다.
작동 위치에서, 플레트너 로터(106)는 선로를 가로 지르고 캐비티(cavity)는 플레트너 로터(106) 아래에 그리고 2 개의 토대 지지부(306) 사이에 제공되어 운송 수단이 플레트너 로터(106) 아래에서 구동되고 캐비티를 통과할 수 있다.
베어링 포인트(312)는 컵 및 돔형 배치로 플레트너 로터 받침대(302)의 밑면 상에서 대응하는 베어링 포인트 수용 위치와 맞물리도록 구성된다. 토대 지지부(306) 상의 베어링 포인트(312)는 돔 형상이고, 플레트너 로터(106) 받침대(302)의 밑면 상에 있는 베어링 포인트 수용 위치는 컵 형상이다. 플레트너 로터(106)는 래싱/고정 포인트(310)를 통해 토대 지지부(306)에 래싱 또는 고정될 수 있다. 턴버클은 래싱으로 사용될 수 있다.
이러한 설계로 인해, 토대 지지부(306)와 플레트너 로터(106) 사이의 정렬 불량이 수용될 수 있어서, 빌드 공차를 느슨하게 하고, 갑판 형상 (굽힘, 뒤틀림 등)의 단기 또는 장기 변화를 허용한다.
전술된 바와 같이, 트롤리(200)는 선로를 따라 플레트너 로터(106)의 받침대(302) 아래 위치로 이동될 수 있다. 일단 플레트너 로터(106) 아래의 위치에 있으면, 리프팅 서브프레임(206)의 베어링 포인트(212)가 플레트너 로터(106)의 받침대(302)의 하부와 맞물릴 때까지, 운송 수단의 통합된 리프팅 메커니즘이 리프팅 서브프레임(206)을 상승시키기 위해 사용된다. 통합된 리프팅 메커니즘에 의해 새시(204)에 대한 리프팅 서브프레임(206)의 지속적인 상승은 선박의 갑판 상의 토대 지지부(306)로부터 플레트너 로터(106)를 들어 올림으로써, 플레트너 로터(106)의 하중을 트롤리(200) 상으로 전달한다. 이 위치로부터, 선로를 따라 트롤리(200)의 이동은 플레트너 로터(106)를 이동시킨다.
플레트너 로터(106)가 토대 지지부(306)에 래싱되는 경우, 리프팅 서브프레임(206)이 플레트너 로터(106)의 받침대(302)의 밑면과 맞물리기 전에 래싱이 제거된다. 상기 운송 수단에는 일단 토대 지지대(306)에서 들어 올려지면 받침대(302)가 트롤리에 고정하기 위한 메커니즘이 제공될 수 있다. 상기 운송 수단의 작동은 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 4는 위에서 언급된 운송 수단의 통합된 리프팅 메커니즘을 도시한다. 선외 스크류 잭(208)은 횡 방향 구동 샤프트(404)에 의해 전기 스크류 잭 모터(402)에 연결된다. 추가 횡 방향 구동 샤프트(410)는 스크류 잭 모터(402)를 기어 박스(408)에 연결하고, 기어 박스(408)는 차례로 각각의 선내 스크류 잭(208)에 각각 연결된 2 개의 종 방향 구동 샤프트(406)에 연결된다. 이 구성에서, 단일 스크류 잭 모터(402)는 3 개의 스크류 잭(208) 모두를 구동하는데 사용될 수 있다. 스크류 잭 모터(402)는 전기에 의해 전력을 공급 받는다. 유리하게는, 이 배치는 각각의 스크류 잭(208)이 동일한 속도로 감겨서 이들이 동일한 속도로 동기 되고 진행되도록 보장한다. 이것은 리프팅 작업 중에 안정적인 이동 및 더 좋은 제어를 제공한다.
각각의 스크류 잭(208)은 이동 너트(travelling nut)(410)가 위치되는 리프팅 스크류(lifting screw)(412)를 포함한다. 리프팅 스크류(412)는 입력 샤프트의 회전이 리프팅 스크류(412)를 회전 시키도록 웜 기어(worm gear)를 포함하는 입력 샤프트에 결합된다. 입력 샤프트 자체는 해당 드라이브 샤프트에 결합된다. 이동 너트(410)는 리프팅 서브프레임(206)에 대한 이동 너트(410)의 회전이 방지되도록 리프팅 서브프레임(206)에 고정된다. 입력 샤프트에 의한 리프팅 스크류(412)의 회전은 이동 너트(410) 및, 따라서 리프팅 서브프레임(206)을 상승 및 하강 시킨다.
각각의 스크류 잭(208)은 캡티브 너트(captive nut)를 갖는 ACME 스크류 잭일 수 있다.
스크류 잭(208)은 유압식이기 보다는 기계식이다. 따라서, 손으로 감을 수도 있다. 이는 정전이 있어도 리프팅 시스템을 계속 작동할 수 있기 때문에 유용하다.
운송 수단의 리프팅 기능을 제공하기 위해 임의의 형태의 잭이 사용될 수 있으며 도시된 구성은 단지 바람직한 것임을 주목해야 한다.
스크류 잭의 베이스는 새시(204)에 결합되고 각각의 스크류 잭의 이동 너트(410)는 리프팅 서브프레임(206)에 결합된다. 스크류 잭 모터(402)가 스크류 잭(208)을 구동 할 때, 리프팅 서브프레임(206)은 스크류 잭(208)에 의해 새시(204)에 대해 상승되어 전술된 리프팅 기능을 수행한다.
단일 선외 스크류 잭(208) 주위의 선회도(degree of pivoting)가 허용될 때, 운송 수단의 새시(204)에 대해 리프팅 서브프레임(206)에 적재될 때 단일 선외 및 2 개의 선내 스크류 잭(208)의 상대 위치는 플레트너 로터(106)의 관절을 용이하게 한다. 이것은 선외 휠(202) 상의 하중이 고르게 분포되는 것을 보장하며, 특히 선외 휠(202)이 구동 메커니즘에 의해 구동되는 것과 같이, 선로(103a)와의 양호한 견인력이 유지되어 임의의 휠 미끄러짐의 가능성을 감소시키기 때문에 중요하다.
도 5a는 도 2에 도시된 바와 같이 운송 수단의 전술 한 통합된 구동 메커니즘을 분리하여 도시한다. 각각의 선외 휠(202)은 각각의 구동 메커니즘 모터(210)에 의해 직접 구동된다. 선내 휠(203)은 자유롭게 회전 가능하다.
선박의 갑판을 가로 지르는 선로가 제공되는 경우, 후미 휠은 선박이 해상에 있을 때 날씨로부터 보호하기 위해 각각의 구동 메커니즘 모터(210)에 의해 각각 구동되는 것들인 점이 바람직하다.
도 5b는 상기 운송 수단의 전술 한 통합된 구동 메커니즘의 대안적인 실시예를 분리하여 도시한다. 통합된 구동 메커니즘의 이 실시예에서, 2 개의 선외 휠(202)은 각각의 구동 샤프트(504) 및 기어 박스(506)에 의해 단일 구동 메커니즘 모터(502)에 결합된다.
두 배치에서, 구동 된 선외 휠(202)은 단일 선외 스크류 잭(208)과 같은 새시(204)의 동일한 측면에 있으며 이는 구동 된 선외 휠(202) 상의 하중이 전술 한 피봇팅 메커니즘(pivoting mechanism)을 통해 균일하게 분배되도록 함으로써, 이에 의해 구동되는 선외 휠(202)과 선외 레일(104) 사이의 마찰 결합이 유지되는 것을 보장한다.
도 2에 도시된 2 개의 구동 메커니즘 모터(210) 및 도 5b에 도시된 단일 구동 메커니즘 모터(502)는 전기에 의해 전력을 공급받는다.
대안적인 실시 예에서, 상기 운송 수단은 통합된 구동 메커니즘을 포함하지 않을 수 있다. 대신에, 운송 수단의 모든 휠은 모두 자유롭게 회전 가능하고 운송 수단은 수동으로 움직일 수 있거나 윈칭 시스템(winching system)에 의해 움직일 수 있다.
상기 운송 수단의 작동 모드가 이제보다 상세하게 설명될 것이다. 플레트너 로터(106)를 이동시키기 위해, 운송 수단은 플레트너 로터(106)의 받침대(302) 아래 위치로 구동된다. 받침대(302)와 토대 지지부(306) 사이의 임의의 래싱 또는 다른 고정 메커니즘이 제거된다. 상기 리프팅 메커니즘은 리프팅 서브프레임(206)이 받침대(302)의 밑면과 맞물리도록 새시(204)에 대해 리프팅 서브프레임(206)을 상승시킨다. 받침대(302)는 리프팅 서브프레임(206)에 고정될 수 있다. 이어서 플레트너 로터(106)의 하중이 토대 지지부(306)로부터 리프팅 서브프레임(206)의 베어링 포인트(212)로 전달되도록 및 운송 수단에서 하중을 받는 충분한 간극이 제공되도록 및 플레트너 로터(106)는 토대 지지부(306)로부터 이동될 수 있도록 리프팅 서브프레임(206)은 추가로 상승된다.
이 시점에서, 상기 운송 수단은 플레트너 로터(106)를 이동시키는 위치에 있다. 일반적으로 선박(100a)이 적재 및/또는 하적 되는 동안, 플레트너 로터(106)는 운송 수단에 의해 선로를 따라 플레트너 로터(106)가 저장 기간동안 저장을 위해 운송 수단에 의해 하강 될 수 있는 그 위의 저장 토대 지지부를 포함하는 저장 위치로 이동될 수 있다. 저장 토대 지지부는 선박의 중앙 영역이 플레트너 로터(106)에 의해 방해받지 않도록 선박(100)의 중심으로부터 멀어 지도록, 예를 들어 선박(100a)의 전방 또는 후방 단부를 향해 제공될 수 있다.
대안적으로, 플레트너 로터(106)는 운송 수단에 저장될 수 있다. 운송 수단은 선로를 따라 플레트너 로터(106)를 선박(100a)의 중심으로부터 떨어진 저장 위치로 이동할 수 있다. 플레트너 로터(106)가 상부에 있는 리프팅 서브프레임(206)은 새시(204)를 향해 저장 위치로 다시 낮아질 수 있다. 운송 수단의 스톰 브레이크는 저장 기간 동안 운송 수단 및 플레트너 로터(106)를 제자리에 고정시키는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 선로를 따라 구조적 정지부가 제공되어 운송 수단 및 플레트너 로터(106)가 제자리에 고정될 수 있다.
저장 기간이 종료되면, 운송 수단은 전술 한 단계를 반대로 하고 플레트너 로터(106)를 토대 지지부(306)로 복귀시킴으로써 플레트너 로터(106)를 작동 위치로 복귀시키는 데 사용될 수 있다.
복수의 플레트너 로터(106)를 각각의 토대 지지부로부터 대응하는 저장 토대 지지부로 이동시키기 위해 단일 운송 수단이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 복수의 저장 토대 지지부는 선박(100a)의 중심으로부터 멀어 지거나, 예를 들어 선박(100a)의 전방 또는 후방 단부를 향해 제공될 수 있다.
대안적으로, 예를 들어 다수의 운송 수단이 제공될 수 있으며, 예를 들어 선박(100a) 상에 설치된 각각의 플레트너 로터(106)에 대해 제공될 수 있다. 각각의 운송 수단은 운송 수단을 함께 연결하여 열차를 형성하기 위한 커플링이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 구동 메커니즘 또는 수단에 의해 다수의 운송 수단이 이동될 수 있고 단일 유닛으로서 제어될 수 있다.
전술 한 작업은 바람직하게는 일반적으로 선박(100a)이 항구에 있을 때 보호수에서 수행된다.
100a: 선박
102: 선내 선로
104: 선외 선로
106: 플레트너 로터
200: 트롤리

Claims (26)

  1. 선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치에 있어서,
    상기 장치는,
    플레트너 로터(106)를 포함하고,
    상기 장치는,
    작동 위치와 보관 위치 사이에서 선박(100a)의 갑판 위로 상기 플레트너 로터를 운반하기 위한 운송 수단;
    상기 선박의 갑판 위로 상기 운송 수단의 이동을 안내하기 위한 선로(103a); 및
    작동 위치에서 상기 선박의 갑판 상에 상기 플레트너 로터를 지지하기 위한 토대(306);
    를 더 포함하며,
    상기 운송 수단은 트롤리(200)를 포함하고, 상기 트롤리(200)는 선로(103a)와 맞물리기 위한 휠(202, 203)을 갖는 새시(204) 및 상기 플레트너 로터(106)의 하중을 상기 토대(306)에서 상기 선로(103a)로 전달하도록 상기 플레트너 로터(106)의 베이스와 맞물리도록 구성된 하중 베어링 메커니즘을 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중 베어링 메커니즘은 적어도 하나의 리프팅 포인트를 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하중 베어링 메커니즘은 3 개의 리프팅 포인트를 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 3 개의 리프팅 포인트는 적어도 3 개의 잭을 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    2 개의 리프팅 포인트는 상기 새시(204)의 제1 측면의 한쪽 단부를 향해 위치되고 상기 리프팅 포인트 중 하나는 상기 새시(204)의 제2 대향 측면 상에 중앙에 위치되는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    2 개의 휠이 상기 새시의 제2 대향 측면 상에 위치되며,
    상기 새시의 제2 대향 측면 상에 중앙에 위치된 리프팅 포인트는, 상기 운송 수단이 그 하중을 지지할 때 플레트너 로터(106)가 피봇할 수 있는 지점으로서 작용하도록 구성되어, 제2 대향 측면 상에 위치한 2개의 휠에 걸친 균일한 하중 분포가 유지되는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하중 베어링 메커니즘은 전기적으로 전력을 공급받는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휠(202, 203) 중 적어도 하나는 이중 플랜지 된 휠이거나,
    상기 휠(202, 203) 중 적어도 하나는 평평한 레일과 맞물리도록 구성되는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트롤리(200)는 상기 휠(202, 203) 중 적어도 하나를 구동하기 위한 구동 메커니즘을 더 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 메커니즘은, 전기적으로 전력을 공급받는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 새시(204)는 선로 높이 변화에 따른 휠 맞물림을 개선하기 위해 신축성을 가지고, 그에 의해 상기 새시는 선로(103a)와 휠 맞물림을 유지하도록 휠 수 있는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 새시(204)는 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형상을 가지는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트롤리(200)는 리프팅 서브프레임(206)을 더 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 리프팅 서브프레임(206)은 삼각형 형상이고, 사용 시에 플레트너 로터(106)를 지지하기 위해 상기 서브프레임(206)의 각각의 코너에 베어링 포인트(212)를 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  15. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트롤리(200)는 리프팅 서브프레임(206)을 더 포함하고,
    상기 리프팅 서브프레임(206)은 삼각형 형상이고, 사용 시에 플레트너 로터(106)를 지지하기 위해 상기 서브프레임(206)의 각각의 코너에 베어링 포인트(212)를 포함하고, 각각의 리프팅 포인트는 상기 리프팅 서브프레임(206)과 맞물리는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선로가 상기 선박(100a)의 갑판 위로 올라가도록 선로(103a)를 지지하는 지지 구조물을 더 포함하는,
    선박(100a) 상에서 사용하기 위한 플레트너 로터의 운반 장치.
  17. 작동 위치와 보관 위치 사이에서 선박(100a)의 갑판 위로 플레트너 로터(106)를 운반하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    선로(103a)를 따라 운송 수단을 플레트너 로터(106) 아래 위치로 이동시키는 단계;
    상기 플레트너 로터(106)의 하부면과 맞물리기 위해 상기 운송 수단의 리프팅 서브프레임(206)을 상승시키는 단계, 그에 의해 상기 플레트너 로터(106)의 무게를 토대로부터 트롤리(200)로 전달함; 및
    상기 선박(100a)의 갑판 위의 선로(103a)를 따라 상기 플레트너 로터(106)와 함께 상기 운송 수단을 운반하는 단계;
    를 포함하는,
    작동 위치와 보관 위치 사이에서 선박(100a)의 갑판 위로 플레트너 로터(106)를 운반하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 플레트너 로터(106)와 함께 운송 수단을 저장 토대로 운반하는 단계; 및
    상기 운송 수단의 리프팅 서브프레임(206)을 하강시키는 단계, 그에 의해 상기 플레트너 로터(106)의 무게를 트롤리(200)로부터 상기 저장 토대로 전달함;
    을 더 포함하는,
    작동 위치와 보관 위치 사이에서 선박(100a)의 갑판 위로 플레트너 로터(106)를 운반하는 방법.
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