KR20010075077A - 추진 유니트를 선회시키는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 선박을 이동 및 조종하기 위한 프로펠러 구동 장치 및 방법에 관한 것이다. 본발명에 따른 장치는 에지머씽 추진 유니트(6)와, 선박을 조종하기 위해 상기 에지머씽 추진 유니트를 선회시키기 위한 작동 설비를 포함한다. 상기 작동 설비는 전기 모터(20)를 포함하고, 상기 전기 모터는 그에 연결된 기계적 동력 전달 기관(40)에 의해 상기 추진 유니트(6)를 회전시키기 위한 것이다. 동력 유니트(30)는 상기 전기 모터(20)로 전력을 공급한다. 제어 유니트(34)는 상기 동력 유니트(30)에 의해 상기 전기 모터의 작동을 제어한다. 또한, 본 장치는 에지머씽 추진 유니트(6)의 회전 위치를 검출하기 위한 센서 디바이스(16)를 포함한다. 제어 유니트(34)가 상기 센서 디바이스(16)로부터의 선회 위치 정보와 제어 수단(38)으로부터의 조종 명령 정보를 프로세싱하고, 이 프로세싱에 기초하여 전기 모터(20)의 작동을 제어하도록 배열되어 있다.

Description

추진 유니트를 선회시키는 방법 및 장치{Arrangement and method for turning a propulsion unit}
대부분의 경우에, 다양한 배 또는 선박(여객선과 유람선, 화물선, 거룻배, 유조선, 쇄빙선, 근해 선박, 군함 등)은 회전 프로펠러 또는 프로펠러들에 의해 발생되는 견인력이나 추진력에 의해 이동된다. 선박은 독립적인 러더 기어(rudder gear)를 사용하여 조종된다.
종래에는 프로펠러 작동 장치, 즉, 회전 장치는 디젤, 가스 또는 전기 엔진 등의 프로펠러 샤프트 구동부가 선박의 선체 내측에 위치되어 있고, 그로부터 프로펠러 샤프트가 프로펠러 샤프트를 방수하도록 밀봉된 덕트를 경유하여 선박의 선체 외측으로 연장되어 있다. 상기 프로펠러 그 자체는 프로펠러 샤프트의 다른 단부, 즉, 선박 외측으로 연장된 단부에 위치되어 있고, 상기 프로펠러 샤프트는 엔진에 직접적으로 연결되거나, 기어링(gearing)을 경유하여 연결된다. 이 방식은 이동을위해 필요한 힘을 얻기 위해 수상운송에 사용되는 모든 선박에 주로 사용된다.
최근, 프로펠러 샤프트를 위한 추진 동력을 형성하는 설비(일반적으로, 전기 모터)와 소정의 기어링이 선체에 대해 회전하도록 지지된 특정 챔버나 호프내에서 선박의 선체 외측에 배치되어있는 프로펠러 유니트를 구비한 선박에 설치 배열되는 형태의 것이 있다.이 유니트는 선체에 대해 선회될 수 있으며, 이는 독립적인 러더 기어 대신 선박의 조종에 사용될 수도 있다는 것을 의미한다. 보다 명확하게 말하면, 엔진을 포함하는 포드가 특수한 관형 등의 샤프트에 의해 선박의 선체에 대해 회전하도록 지지되며, 이 관형 샤프트는 선박의 저면을 통해 배열된다. 이런 종류의 추진 유니트는 본 출원인의 핀란드 특허 제 76977호에 보다 상세히 설명되어 잇다. 또한, 이들 유니트는 일반적으로 에지머씽(azimuthing) 추진 유니트라 지칭되며, 예로서, 본 출원인은 아지포드(AZIPOD)라는 상표하에 이런 종류의 애지머씽 유니트를 판매하고 있다.
독립적인 러더 기어와 긴 프로펠러 샤프트가 없다는 것에 의해 얻어지는 장점뿐만 아니라, 상기 설비는 선박의 조종성에 근본적인 개선을 달성한다. 상기 선박의 에너지 경제성도 향상되는 것으로 파악되었다. 수상 운송용으로 설계된 다양한 선박에 애지머씽 추진 유니트를 사용하는 것은 최근 몇전에 걸쳐 실제로 보다 일반적인 일이 되어가고 있으며, 그 인기는 지속적으로 향상될 것으로 판단된다.
공지된 방법에서, 상기 에지머씽 추진 유니트의 선회 장치는 일반적으로 기어가 달린 틸러 링(tiller ring) 또는 틸러 림(rim)이 유니트의 선회축을 형성하는 관형 샤프트에 부착되도록 형성되고, 이 틸러는 그와 상호작동하도록 적용된 유압엔진의 도움으로 회전되게 된다. 상기 틸러의 선회 운동은 동일한 유압 엔진에 의해 조종 운동이 수행되지 않을때마다 정지되고, 정지된 위치에서 유지된다. 이로 인하여, 선박이 직선으로 운행할때에도 유압 시스템내에 항상 정상적인 작동 압력이 존재한다.
한가지 공지된 방법에 따라서, 네 개의 유압 엔진이 선회 림과 연결되어 위치된다. 엔진에 필요한 유압을 발생시키는 작동 기관은 유압 펌프와, 이를 회전시키는 전기 모터로 구성된다. 터닝 기어의 작동 신뢰성을 향상시키기 위해, 유압 엔진이 두 개의 분리된 유압 회로에 배열될 수 있고, 상기 유압회로 각각은 각각 유압을 발생시키는 작동 기관을 갖는다.
유압이 비교적 낮은 회전 속도에서 애지머씽 추진 유니트를 선회시키기 위해 필요한 비교적 높은 토크를 용이하게 발생시킬 수 있기 때문에 유압 선회 시스템이 사용된다. 동시에, 유압에 의한 선박의 선회 및 조종이 종래의 밸브 기어와 대응 유압 부품의 도움으로 용이하고 비교적 정밀하게 제어될 수 있다. 상술한 바와 같이, 유압 시스템에서 얻어지는 일 특성은 추진 유니트의 샤프트의 선회이동을 소정 위치에서 신속하고 정밀하게 정지시킬 수 있다는 것이다. 그후, 이 위치가 유지될 수 있고, 이는 선박의 조종에 매우 중요한 것으로 생각되어 왔다.
그러나, 효과적이고 신뢰성있는 것으로 판명된 상기 공지된 유압식 방법에서도 다수의 문제점과 단점이 존재한다. 선회 시스템을 설치하기 위해서는, 프로펠러 자체의 회전이 전기 모터에 의해 수행된다는 사실에도 불구하고 매우 다양한 부품들이 포함되어 있는 고가의 복잡한 분리된 유압 시스템을 설치하여야만 한다. 이는선박 외측의 애지머씽 추진 유니트에서 얻어지는 공간 활용 효율이라는 장점중 일부가 손실되게 한다. 또한, 유압 시스템은 규칙적이고 상대적으로 빈번한 정비 및 검사를 필요로하며, 이는 비용을 증가시키고, 정비 작업의 기간 동안 선박이 작업을 못하게 될 수 있다. 유압 시스템의 다른 단점은 그들이 특히 호스 파이프 및 다양한 결합부와 밀봉면으로부터 오일이나 유사한 유압 유체가 누출/드립(drip) 등이 발생하는 경향을 갖는 다는 것이다. 유압 유체의 누출과 소모로부터 발생하는 비용을 차치하더라도 환경적 문제 및 청결도의 문제가 발생된다. 유압 유체에 의해 얼룩진 표면은 미끄러지기 쉬우며, 그래서 위험하고, 누출된 유압 유체는 화재 위험도 있기 때문에, 누출은 현저한 안전성에 관한 위험을 발생시킨다. 유압 시스템의 내부 압력은 비교적 높으며, 그에 의해, 예로서, 호스 파이프에서의 누출은 높은 압력을 유발하고, 침상(바늘형) 오일 제트를 형성할 수 있고, 작동자가 이것을 맞게되면 심각한 부상을 유발할 수 있다. 작동중에, 유압 시스템은 소음이 많으며, 이는 조작자의 작업 환경에 영향을 미친다. 선박이 운행하는 동안 내내 시스템이 작동되기 때문에 이 소음은 계속되게 된다. 부가적으로, 유압 시스템은 추진 유니트를 위한 균일 속도 선회 운동(즉, 단일 속도)만을 수행한다. 그러나, 하나 이상의 다른 선회속도가 필요해질 가능성이 있다.
본 발명은 수상 운송에 사용되는 선박용 프로펠러 구동 장치에 관한 것으로, 특히, 선박의 선체에 대해 선회될 수 있는 추진 유니트를 구비한 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 수상 운행 선박을 이동 및 조종하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 단순화하여 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 따른 장치에 대한 블록 다이어그램.
도 3은 선박내에 설치된 추진 유니트를 도시하는 도면.
도 4는 일 변형에 따른 선회 설비를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 선회 장치의 작동에 관한 플로우 다이어그램.
본 발명의 목적은 공지된 기술의 단점을 제거하고, 선박의 선체에 대한 에지머씽 추진 유니트의 선회에 대한 다른 종류의 해법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 분리된 유압 시스템의 사용을 피하고, 에지머씽 추진 유니트의 선회에 관련된 문제점을 피할 수 있는 해법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 공지된 방법에 비해 에지머씽 추진 유니트의 선회 기관의 전체 경제성과 신뢰성을 향상시키는 해법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 공지된 방법에 비해 에지머씽 추진 유니트의 선회 기관의 소음 수준을 감소시키는 해법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 에지머씽 추진 유니트의 선회 속도를 변경 및/또는 조절할 수 있는 해법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 선회 기관에 으해 유발되는 환경적 위험을 감소시키고, 공지된 방법에 비해 청결도와 안전성 수준이 향상된 해법을 제공하는 것이다.
본 발명은 에지머씽 추진 유니트의 위치를 검출하는 센서 디바이스에 의해 제공된 위치 정보와, 상기 선방을 위해 발령된 조종 명령 양자 모두를 다루도록 사용되는 제어 유니트에 의해 제어되는 직접적 전기 구동부에 의해 에지머씽 추진 유니트가 회전되는 것을 기본 개념으로 한다. 전기 모터의 작동은 이 프로세싱에 기초한 제어유니트를 사용하여 전기 모터 동력 공급 유니트를 제어함으로써 제어되게 된다.
보다 명확하게 말하면, 본 발명에 따른 장치는 독립항인 청구범위 제 1 항에 포함된 특징부내에 기재된 내용을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 방법은 독립항인 청구범위 제 6 항의 특징부에 기재된 내용을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라서, 에지머씽 추진 유니트를 선회시키는 동력 전달 설비는 샤프트 유니트에 끼워진 기어 림과, 피니언 기어 및 웜 또는상기 기어 림과 상호작용하도록 적용된 유사한 장치를 포함하고, 기어 휠은 전기 모터에 연결된 감속 기어링을 경유하여 회전된다. 상기 설비는 상기 에지머씽 추진 유니트의 선회를 정지시키고, 정지된 위치를 유지하기 위한 적절한 제동 수단과, 상기 제동 수단을 위한 제어 명령을 전달하기 위한 제어 유니트와 상기 제동 수단 사이의 기능적 접속부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 다수의 현저한 장점을 제공한다. 본 발명에 의해서, 유압을 사용한 방식에 기초한 공지된 장치를 대체할 수 잇으며, 따라서, 유압의 사용과 관련된 상술한 문제들이 제거된다. 전기 모터의 사용에 기포한 방법의 전체 경제성이 양호하며, 정비 소요가 거의 없다. 전기 구동에 기초한 선회 시스템은 높은 신뢰성을 가진다. 현대의 선박에서, 전기는 용이하게 사용될 수 있으며, 다수의 상이한 장소에 사용되고 있고(또한, 에지머씽 추진 유니트는 전기 모터를 사용함), 그래서, 독립적인(고가) 유압 시스템을 구성하는 것을 피할 수 있다. 전기 구동부는 애지머씽 추진 유니트를 위한 속도를 조절할 수 있는 선회 장치를 달성하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 특성 및 장점들은 첨부된 도면을 참조로하는 하기의 상세한 설명을 통해 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이며, 상기 도면들에서 대응하는 참조 부호들은 대응하는 구성을 지칭하고 있다.
도 1은 본 발명의 원리를 개략적인 평면도 형태로 도시하고 있으며, 도 2는 본 발명에 따른 선회 기관의 일 실시예를 블록 다이어그램 형태로 도시하고 있다. 도 3은 선박(9)내에 설치된 에지머씽 추진 유니트(6)를 도시하는 도면이다. 보다 명확하게 말하면, 도 1은 애지머씽 추진 유니트(6)를 도시하고 있으며, 이는 방수 포드(1)를 포함한다. 상기 포드(1)의 내측에는 전기 모터(2)가 설치되어 있고, 이는 공지된 소정의 전기 모터 구조일 수 있다. 상기 전기 모터(2)는 샤프트(3)를 경유하여 공지된 방식으로 프로펠러(4)에 연결된다.
한가지 선택적인 형태로서, 상기 구조는 상기 프로펠러(4)와 전기 모터(2) 사이에 상기 포드(1)내의 기어가 끼워진 상태로 끼워질 수 있다. 한가지 선택적인 형태로서, 각 포드에 하나 이상의 프로펠러가 존재할 수 있다. 이경우에, 하나는 포드의 전방에 나머지 하나는 포드의 후방에 위치되는 형태 등으로 예로서, 두 개의 프로펠러가 위치될 수 있다.
상기 포드는 수직 샤프트 수단(8)에 의해 선박의 선체(선체는 도시되어 있지 않으며, 예로서 도 3등을 참조하기 바람)에서 수직축 둘레에서 회전하도록 지지된다(도면에는 베어링이 도시되어 있지 않으며, 이에 대한 일 예는 본 명세서에서 참조하고 있는 FI 특허 76977에 개시되어 있다). 상기 샤프트 수단(8; 예로서, 중공관형 샤프트)은 예로서, 포드내의 하부에 위치된 모터, 기어링 및 프로펠러 샤프트를 정비할 수 있을 정도의 직경을 가질 수 있다.
360°기어 림(10) 또는 대응 틸러 림은 선박의 선체에 대해 샤프트 수단을 선회시키는 데 필요한 동력을 상기 샤프트 수단(8)으로 전달하기 위해 상기 샤프트 수단(8)에 연결된다. 상기 샤프트 수단(8)이 선회될 때, 상기 애지머쓰 추진 유니트(6)는 대응해서 선회하게 된다. 도 1의 경우에서, 상기 기어 림(10)을 위한 선회 기관(40)은 피니언 기어(12), 베벨 기어(14), 스위치(24), 기어링(22) 및 전기 모터(20)를 포함하고, 이들 사이의 샤프트를 포함한다. 또한, 상기 샤프트에 배열된 제동 수단이 도시되어 있으며, 이는 디스크 브레이크(26)와 이에 필요한 구동 설비로 구성되어 있다. 이는 상술한 모든 소자가 본 발명을 적용하기 위한 선회 기관에 필수적인 것은 아니며, 이들 중 일부는 생략되거나, 다른 소자들로 대체될 수 있다.
전기 모터(20)를 위한 구동력은 동력원으로서 작용하는 AC 인버터(30)로부터 도전체(28)를 경유하여 공급된다. AC 인버터의 작동 원리는 본 기술 분야의 숙련자들에게는 모두 공지되어 있는 것이며, 그래서, AC 인버터의 주 구성 요소가 정류기, 직류 전압 중간 중계 회로 및 인버터 정류기(=인버터 구성요소)라는 것만을 언급하고, 부가적인 설명은 하지 않는다. AC 인버터는 일반적으로 교류 모터를 위한 입력 디바이스로서 사용되며, 다양하게 제어할 수 있는 전기 구동부에 특히 유용하다. 일반적으로 사용되는 AC 인버터는 전압 중계 회로에 끼워지며, 펄스폭 변조에 기초한 PWM 변환기를 포함한다.
상기 선회 기관의 회전 속도의 제어를 제공하고, 그에 의해 상기 샤프트(8)의 회전 속도를 제어할 수 있기 때문에 AC 인버터를 사용하는 것이 바람직하다. 일 방법에 따라서, 둘 이상의 상이한 사용 속도가 존재한다. 다른 방법에 따라서, 회전 속도는 소정 속도 범위, 예로서 0 내지 노미널(nominal) 회전 속도의 범위내에서 제어될 수 있다.
AC 인버터(30)의 작동은 접속부(32)를 경유하여, 제어 유니트(34; 서보 조종 등)에 의해 제어된다. 상기 제어 유니트(34)는 순차적으로 키 바퀴 휠(38) 등의 브리지나 유사한 위치에 위치된 조종 제어 디바이스에 기능적으로 연결되고, 이는 선박에 대한 실제 조종 명령을 발령하도록 사용된다. 키 바퀴를 사용하여 수동으로 발령된 조종 명령은 예로서, 독립적인 아날로그 서보 수단에 의해 경로(course) 명령으로 변환된다. 다른 방법에 따라서, 조종 명령은 휠에 접속된 트랜스포머를 사용하여 디지털 조종 신호로 변환되고, 이는 접속부(36)를 경유하여 제어 유니트로 보내진다.
상기 제어 유니트(34)는 키 바퀴(38; helm)에 의해 주어진 조종 명령 정보를 사용하여 AC 인버터(30)를 제어하고, 상기 인버터는 순차적으로 모터(20)로 전류를 공급하며, 모터의 소정(경로, 속도) 시계 또는 반시계 방향 회전이 상기 샤프트(8)의 선회 각도를 바람직하게 변화시키며, 그에 의해 상기 추진 유니트(6)의 선회 각도를 변화시킨다.
제어 유니트(34)는 마이크로 프로세서, 서보 조종 수단(아날로그 서보라 지칭됨) 또는 조종 명령이나 조종에 영향을 미치는 다른 정보의 처리를 수행할 수 있고, 이 처리에 기초하여 AC 인버터 또는 유사한 동력 유니트를 제어할 수 있는 이에 대응하는 장치 등의 적절한 소정 형태의 데이터 처리 디바이스 및/또는 제어 디바이스일 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 상기 샤프트(8)의 선회 각도를 검출하도록 에지머씽 추진 유니트(6; 여기서는 기어 림(10)의 상단)와 연결된 위치 또는 각도 센서(16)가 도시되어 있다. 이 목적에 적합한 다양한 위치 센서가 공지되어 잇으며, 상기 위치 센서(16)는 예로서, 포토-옵틱 센서, 사인/코사인 센서나 선회각도를 한정하는 기계 또는 컴퓨터 비젼 시스템에 기초한 센서에 기초할 수 있다. 센서(16)의 형태는 본 발명에 기초적인 영향을 미치지 않으며, 사용된 센서 디바이스에 의해 애지머씽 추진 유니트를 신뢰성있게 한정하는 것이면 된다.
위치 센서(16)는 위치 신호를 송신하기 위해 제어 유니트(34)에 대한 기능적 접속부(18)를 가진다. 상기 접속부(18)는 예로서, 케이블 접속부이거나 무선 링크일 수 있다. 상기 장치는 사용되는 제어 유니트가 디지털 신호로의 변환을 필요로 하는 경우에 센서(16)로부터의 아날로그 위치 신호를 상기 제어 유니트(34)에서 처리될 수 있는 디지털 형태로 변환하기 위한 아날로그/디지털(A/D) 변환기(35)를 구비할 수 있다.
제어 유니트(34)는 프로세서 또는 유사한 프로세싱 디바이스(33)내에서 상기 위치 센서(16)로부터 수신된 정보를 상기 조종 제어 디바이스(38)로부터 얻어진 조종 명령과 조합하며, 도 2에 도시된 바와 같이 이 처리에 기초하여 AC 인버터(30) 또는 유사한 동력 공급 유니트의 작동을 제어한다.
또한, 도 1 및 도 2에는 상술한 바와 같이 제동 수단(26)이 도시되어 있다. 이는 조종 명령이 발령되지 않을때마다 소정 위치에서 추진 유니트의 선회 동작을 정지시키고, 고정된 위치에 추진 유니트를 유지하도록 배열된다. 상기 제동 수단(26)의 작용(제동 및 유지력과 타이밍 등)은 시스템의 작동을 제어하는 제어 유니트에 의해 기능적 접속부를 경유하여 제어될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 양호한 방법에 따라서, 상기 제동 수단(26)의 작동은 AC 인버터(30)에 의해 제어되고, 이는 순차적으로, 상기 제어 유니트(34)로부터 조종 명령을 수신한다. 상기 제동 장치는 또한, 위치 센서(16)로부터 발생된 정보를 제동의 제어에 사용할 수 잇도록 해주며, 그래서, 프로펠러의 방향, 즉, 선박을 움직이는 추진력의 방향이 정밀하게 정확히 조절될 수 있다.
제동 수단은 예로서, 기계적 마찰 제동 장치(예로서, 디스크 또는 드럼 브레이크, 브레이크슈)나 자석 브레이크 등의 형태로 구성될 수 있으며, 이들은 동력 전달 설비(40)의 적절한 부분에 위치되거나, 추진 유니트(6)의 샤프트 수단(8)을 직접적으로 제동/유지하도록 위치될 수 있다. 일 선택적인 형태에서, 상기 기어림(10)에 영향을 미치는 코깅(cogging) 또는 상기 기어링(22) 은 그것이 추진 유니트(6)로부터 발생되는 회전 운동은 제동하지만, 상기 모터(20)로부터 발생되는 회전은 허용하도록 선택될 수 있다. 즉, 이는 전방으로 운송되도록 단지 일 방향으로부터의 선회력만을 허용하는 형태로 구성될 수 있다.
제동/유지를 위해 전기 모터(20)를 사용하는 다른 방식도 있다. 이 경우, 상기 모터(20)의 출력은 예로서, AC 인버터(30) 및 상기 제어 유니트(34)를 사용하여제어되며, 그래서, 소정 제동/유지 효과가 바람직하게 그리고 제어된 방식으로 얻어진다. 전기 모터(20)에 의해, 전체 제동/유지가 달성되거나, 필요한 제동 동력중 일부만을 발생시키도록 구성될 수 있고, 이경우에, 상기 제동은 독립적인 제동 수단에 의해 완성되게 된다. 본 실시예에 따라서, 제동 작업의 기계적 제동으로부터 필요한 제동력을 경감/감소시킬 수 있다. 일 해법에 따라서, 상기 전기 모터는 제동 동안 발전기로서 사용되고, 그에의해 제동 동안 발생된 전기 에너지가 전기 네트워크로 공급될 수 있다. 상기 전기 네트워크는 선회 시스템(40)내의 전기 기계가 전기 모터로서 기능할 때 그 작동 동력을 그로부터 얻게되는 것인 경우에 바람직하다.
도 4는 최대한의 소형화 및 단순한 구조를 위한 구성 방식을 도시하고 있다. 도 4에 따라서, 상기 터닝 기어 림(10)은 상기 기어링(22)에 직접적으로 접속된 웜(12)에 의해 회전된다. 그러나, 이 접속에서, 비록 도 1 및 도 4의 해법이 기어림(10) 및 상호작용 회전 수단(12)을 도시하고 있지만, 기어림의 사용은 항상 필수적인 것이 아니며, 추진 유니트(6)의 샤프트 유니트(8)에 동력을 전송하는 다른 방법으로 대체될 수 있다는 점을 주의하기 바란다. 이런 종류의 방법은 예로서, 림 모터가 있으며, 이는 샤프트(8)의 림에 배열된 주 대형 스테이터 코일을 구비한 전기 모터를 의미한다. 이 경우, 동력 전달 기관은 상기 샤프트(8)로 상기 모터로부터의 동력을 전달하는 소정의 수단으로 구성되는 것을 고려할 수 있다.
또한, 도 4는 추진 유니트의 샤프트 수단 근처에서 독립적으로 설치된 비접촉 센서(16)를 사용하는 센서를 사용한 방법을 도시하고 잇다. 상기 센서(16)는 샤프트 유니트 둘레에 배열된 위치 마킹을 검출하고, 이 검출된 정보에 기초한 위치 신호를 발생시킨다.
도 5는 본 발명에 따른 선회 설비의 작동을 위한 플로우 다이어그램을 도시한다. 본 발명의 원리에 따라서, 상기 선박은 에지머씽 추진 유니트에 의해 이동된다. 상기 애지머씽 추진 유니트의 위치는 센서 디바이스에 의해 검출된다. 상기 센서 디바이스에 의해 제공된 정보는 아날로그 형태로 사용되거나 필요시 디지털 형태로 변환되게 된다. 새로운 명령이 상기 경로를 변화시키도록 발령되지 않는한, 상기?? 애지머씽 추진 유니트는 브리지로부터 발령된 가장 최근 위치에서 유지된다. 위치 정보의 관찰 결과가 위치의 보정을 필요로할 경우에는(주어진 경로로부터의 이탈, 브레이크 슬립 또는 다른 유사한 사유로 인하여) 이는 자동적으로 수행되게 된다.
선박이 전회될 때, 대응 명령이 제어 유니트로 발령된다. 이 명령은 예지 설정된 방식으로 제어 유니트내에서 처리되며, 또한, 센서로부터 얻어진 가장최근의 위치 정보를 활용한다. 상기 프로세싱 이후에, 상기 제어 유니트는 에지머씽 추진 유니트의 선회 기관으로 명령을 발령하고, 상기 선회 기관은 전기 모터를 포함한다. 상기 전기 모터는 인버터 등의 동력원의 작동을 제어함으로써 제어되고, 그후, 전기 모터의 소정 회전이 애지머씽 추진 유니트를 선회 기관의 기계적 동력전달부를 경유하여 필요한만큼 선회되게 하고, 선박이 이에따라 그 경로를 변화하게 된다.
따라서, 본 발명은 애지머씽 추진 유니트가 장착된 선박을 조종하기 위한 새로운 종류의 방법 및 장치를 제공한다. 본 방법은 종래기술의 다수의 단점을 피할수 있도록 해주며, 단순한 구조의 장점과, 보다 양호한 전체 경제성과, 작동의 편리성 및 안전성을 제공한다. 상술한 본 발명의 예시적인 실시예는 청구범위에 기재된 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 한정된 본 발명의 정신과 범위내에서 수행되는 모든 변화 변용 및 이에 대응하는 것들을 포괄하는 것이다.

Claims (11)

  1. 선박의 외측에 위치된 포드(1)와, 상기 포드 내측에 위치되어 상기 포드에 연결된 프로펠러(5)를 회전시키는 전기 모터(2)나 그와 유사한 작동 디바이스와, 상기 선박(9)의 선체에 대해 회전가능한 방식으로 상기 포드를 지지하도록 상기 포드에 연결된 샤프트 수단(8)를 포함하는 에지머씽 추진 유니트와,
    선박의 조종 제어 디바이스(38)로부터 발생된 조종 명령에 따라 상기 선박을 조종하도록 상기 선박(9)의 선체에 대해 상기 애지머씽 추진 유니트(6)를 선회시키는 작동 수단을 포함하는, 물에서 운행하는 선박을 이동 및 조종하기 위한 프로펠러 구동 장치에 있어서,
    상기 작동 수단은 그에 연결된 기계적 동력 전달 기관(40)을 경유하여 상기 에지머씽 추진 유니트(6)를 선회시키는 전기 모터(20)를 포함하고,
    상기 전기 모터(20)로 전력을 공급하는 전력 공급 유니트(30)와,
    상기 전력 공급 유니트(30)를 제어함으로써 상기 전기 모터의 작동을 제어하는 제어 유니트(34)와,
    상기 애지머씽 추진 유니트(6)의 회전 위치를 검출하기 위해 상기 제어 유니트(34)에 기능적으로 연결된(18) 센서 수단(16)을 추가로 포함하고,
    상기 제어 유니트(34)는 상기 조종 제어 디바이스(38)로부터 발생된 조종 명령 정보와, 상기 센서 수단으로부터 발생된 회전 위치 정보 양자 모두를 프로세싱하여 상기 프로세싱에 기초하여 상기 전기 모터(20)의 작동을 제어하도록 배열되는것을 특징으로 하는 프로펠러 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 동력 전달 설비는 상기 샤프트 수단에 배열된 360°기어 림(10)과, 상기 기어 림과 상호작용하도록 배열된 피니언 기어 또는 웜 장치(12)와, 상기 전기 모터(20)와 상기 장치 사이에 배열된 기어링(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 동력 공급 유니트(30)는 AC 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 브레이크 수단(26)과, 제어 명령을 상기 브레이크 수단(26)으로 전달하기 위한 브레이크 수단과 상기 AC 인버터 사이의 기능적 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구동 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 브레이크 수단은 마찰 브레이크 또는 마그네틱 브레이크 등의 상기 전기 모터로부터 독립된 브레이크인 것을 특징으로 하는 프로펠러 구동 장치.
  6. 선박의 외측에 위치된 포드(1)와, 상기 포드 내에 위치되어 상기 포드에 연결된 프로펠러(5)를 회전시키는 전기 모터(2)나 그와 유사한 작동 디바이스와, 상기 선박(9)의 선체에 대해 회전가능한 방식으로 상기 포드를 지지하도록 상기 포드에 연결된 샤프트 유니트(8)를 포함하는 에지머씽 추진 유니트(6)를 사용하여 선박(9)을 이동시키는 단계와,
    선박의 조종 제어 디바이스(38)에 의해 주어진 조종 명령에 따라 상기 선박을 조종하도록 상기 선박(9)의 선체에 대해 상기 애지머씽 추진 유니트(6)를 선회시키는 단계를 포함하는, 물에서 운행하는 선박을 이동 및 조종하는 방법에 있어서,
    제어 유니트(34)에 기능적으로 연결된(18) 센서 수단(16)에 의해 상기 에지머씽 추진 유니트(6)의 회전 위치를 검출하는 단계와,
    상기 제어 유니트(34)내에서 상기 제어 디바이스(38)로부터의 조종 명령 정보와 상기 센서 수단(16)으로부터의 회전 위치 정보를 프로세싱하고, 상기 제어 유니트(34)에서 수행된 상기 프로세싱에 기초하여 전기 모터(20)에 연결된 기계적 동력 전달 기관에 의해 상기 에지머씽 추진 유니트(6)를 선회시키며, 상기 제어 유니트(34)에 의해 수행된 상기 프로세싱에 응답하여 상기 전기 모터(20)로 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 이동 및 조종 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 360°기어 림(10)과, 상기 기어 림과 상호 작용하도록 배열된 피니언 기어 또는 웜 장치(12)와, 상기 전기 모터(20)와 상기 장치 사이에 배열된 기어링(22)에 의해 상기 에지머씽 추진 유니트(6)를 선회시키는 단계를 특징으로 하는 선박 이동 및 조종 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, AC 인버터를 경유하여 상기 전기 모터를 위한 전력을 공급하는 단계와,
    상기 AC 인버터에 의해 제공된 전기 공급의 대응하는 규제에 의해 상기 애지머씽 추진 유니트(6)의 선회 속도를 필요한 방식으로 규제하는 단계를 특징으로하는 선박 이동 및 조종 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 AC 인버터(30)에 의해 제어되는 제동 디바이스(26)에 의해 상기 애지머씽 추진 유니트(6)의 회전을 정지시키는 단계 또는 그 선회 위치를 유지하는 단계를 특징으로하는 선박 이동 및 조종 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로 프로세서 또는 동력 제어 유니트 등의 데이터 프로세싱 디바이스에 의해 상기 제어 유니트내에서 상기 위치 정보 및 상기 조종 명령을 프로세싱하는 단계를 특징으로 하는 선박 이동 및 조종 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 발전기에 의해 상기 에지머씽 유니트의 회전을 제동하는 단계와, 발생된 전기 에너지를 전기 네트워크로 공급하는 단계를 특징으로하는 선박 이동 및 조종 방법.
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