KR20110002737U - 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치는, 선박의 선수 또는 선미 양측에 터널을 형성하고 해당 터널의 중앙에 정, 역회전하는 팬을 장착한 분사 제어기를 설치하여, 상기 팬의 정, 역회전에 따라 선수 또는 선미 하부 측면의 물을 상기 터널의 일측 또는 타측을 통하여 배출하면서 조향하는 스러스터에 있어서: 상기 터널을 연직 방향으로 가로지르는 다수의 힌지 축과 상기 힌지 축에 각각 일대일로 고정 결합되며 그 각각이 절편으로 구성되되, 각 절편이 그 일부가 겹치도록 펼쳐질 때 상기 터널의 평단면과 동일형상을 갖는 그리드 및 상기 힌지 축을 회동시켜 상기 그리드가 서로 겹쳐지도록 하거나 혹은 서로 겹치지 않도록 최대 이격거리를 유지하도록 하는 기어박스와 동력원을 포함하여 터널 스러스터의 그리드를 회전시켜 터널을 개폐할 수 있도록 함으로써 운항 중에는 터널 스러스터가 없는 정도의 플로우 라인을 가지도록 하여 저항을 최대한 줄이고, 선속을 증가시켜 많은 경제적이고 효율적인 선박 운영이 가능하다는 효과를 가진다.

터널, 스러스터, 그리드, 브라인드

Description

스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치{Cover of Thruster tunnel using Thruster grids}

본 고안은 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스러스터 터널에 구비되는 그리드를 회동가능하게 구현하며 그리드의 회동을 통해 브라인드 효과를 줌으로써 스러스터 터널의 개폐가 가능하도록 하여 선박의 운항 중에는 스러스터 터널이 없는 정도의 플로우 라인(Flow line)을 가지도록 하여 저항을 최대한 줄이고 그에 따른 경제적인 운항을 하도록 하기 위한 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 안벽에 접안하거나, 수리를 위하여 도크(Dock)에 진입시킬 때에 안벽 또는 도크와 평행을 이루도록 선체를 미세하게 조향시킴으로써 정렬할 필요가 있다.

그리고, 특수한 목적을 갖는 선박, 더욱 상세히는 해상의 정확한 지점에서 작업을 행할 필요가 있는 시추선이나 굴착선 등과 같은 선박의 경우에는 계류할 때, 외력, 즉 물의 저항에 대항하여 선체를 미세하게 조향하면서 원하는 범위에서 위치 제어를 할 필요가 있다.

특히, 대형 선박의 경우에는 상기와 같은 위치 정렬을 위하여 전, 후진을 통한 정렬을 실시하거나, 크게 선회한 후 안벽 또는 도크에 정렬되도록 하는 등의 불필요한 동력 및 시간의 낭비가 불가피한 문제점이 있었다.

상기와 같은 관점에서 도 1과 같이 선박(1)의 선수 또는 선미에 좌우현을 관통하도록 터널(2)을 형성하여 상기 터널 중앙에 정, 역회전하는 팬(3)을 장착한 분사 제어기(5, side tunnel thruster, 이하 '스러스터')를 설치하여, 상기 팬(3)의 정, 역회전에 따라 선수 또는 선미 하부측의 물(w)을 상기 터널(2)의 일측 또는 타측을 통하여 배출하면서 조향하는 방법이 있다.

상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 스러스터(5)는 평소에도 상기 터널(2)이 개방된 상태로 운항하게 되는 바, 이로 인한 동력 손실이 발생하는 문제점이 있었던 바, 상기와 같은 동력 손실을 최소화하고, 불필요한 동력 및 정렬에 따른 시간을 절감할 수 있도록 하는 장치의 개발이 절실하다 하겠다.

더욱이 종래의 보우 스러스터(Bow Thruster)가 있는 선박의 경우는 통상 보우 스러스터 위치에서의 플로우 라인을 고려하여 스캘럽(Scallop) 형상을 결정하고 있으며, 선박의 성능측면에서는 약 1~2%정도의 손실이 있는 것으로 보고 있다. 또한 선속이 빠르고 보우 스러스터 위치에서 선폭의 변화가 급한 경우 통상의 예상과는 달리 성능에 미치는 영향이 크므로 선체 유동의 저항이 심해져 선속이 감소되고 연료 소비량이 많아짐에 따라 전술한 바와 같이 불필요한 동력 및 정렬에 따른 시간을 절감할 수 있도록 하는 장치의 개발이 절실하다 하겠다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서,스러스터 터널에 구비되는 그리드를 회동가능하게 구현하며 그리드의 회동을 통해 스러스터 터널의 개폐가 가능하도록 하여 선박의 운항 중에는 스러스터 터널이 없는 정도의 플로우 라인(Flow line)을 가지도록 하여 저항을 최대한 줄이고 그에 따른 경제적인 운항을 하도록 하기 위한 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 문제점들을 해결하기 위한 본 고안에 따르면, 선박의 선수 또는 선미에 터널을 형성하고 해당 터널의 내부에 정, 역회전하는 팬을 장착한 분사 제어기를 설치하여, 상기 팬의 정, 역회전에 따라 물을 상기 터널의 일측 또는 타측을 통하여 배출함으로써 선박을 조향하는 스러스터 장치에 있어서, 상기 터널을 연직 방향으로 가로지르는 다수의 힌지 축과; 상기 힌지 축에 각각 일대일로 고정 결합되며 그 각각이 절편으로 구성되되, 각 절편이 펼쳐질 때 상기 터널의 평단면과 동일형상을 갖는 그리드와; 상기 힌지 축을 회동시켜 상기 그리드가 펼쳐지거나 접혀지도록 하는 구동수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치가 제공된다.

상기 구동수단은, 각각의 상기 힌지 축의 일단에 설치된 기어와, 다수의 상기 기어를 동시에 회전시킬 수 있도록 상기 기어들과 맞물리는 랙을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 랙은 모터의 구동축에 설치된 기어에 의해 직선운동할 수 있다.

상기 랙은 유압 장치에 의해 직선운동할 수 있다.

상기 터널이 원형의 평단면 형상을 가지는 경우, 상기 그리드의 각 절편들 중 일측 반원을 형성하는 절편들과 타측 반원을 형성하는 절편들은 서로 반대 방향으로 회전함으로써 상기 터널을 개폐하는 것이 바람직하다.

상기 그리드의 절편들은 터널의 내측에 설치되거나 상기 절편들이 펼쳐졌을 때 선체의 좌우 외측면과 동일평면을 이루도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 고안은 터널 스러스터의 그리드를 회전시켜 터널을 개폐할 수 있도록 함으로써 운항 중에는 터널 스러스터가 없는 정도의 플로우 라인을 가지도록 하여 저항을 최대한 줄이고, 선속을 증가시켜 많은 경제적이고 효율적인 선박 운영이 가능하다는 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 고안의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 고안을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

첨부한 도 2와 도 3은 본 고안에 따른 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치의 동작 상태를 나타내는 예시도로서, 도 2에 도시된 예는 스러스터 그리드를 이용하여 터널을 막은 경우이며, 도 3에 도시한 예는 스러스터의 기능 수행을 위해 터널을 개방한 예이다.

또한, 첨부한 도 4는 서로 다른 형상을 갖는 스러스터 그리드의 회동방향을 제어하기 위한 기어박스의 예시도이다.

도시되어 있는 바와 같이, 선박(1)의 선수 또는 선미에 좌우현을 관통하도록 터널(2)을 형성하여 상기 터널 중앙에 정, 역회전하는 팬(3)을 장착한 분사 제어기(5, side tunnel thruster)를 설치하여, 상기 팬(3)의 정, 역회전에 따라 선수 또는 선미 하부측의 물(w)을 상기 터널(2)의 일측 또는 타측을 통하여 배출하면서 조향하는 스러스터에 있어, 상기 터널(2)을 연직 방향으로 가로지르는 다수의 힌지 축(H)과, 상기 힌지 축(H)에 각각 일대일로 고정 결합되며 그 각각이 절편으로 구성되되, 각 절편이 그 일부가 겹치도록 펼쳐질 때 상기 터널의 평단면과 동일형상을 갖는 그리드(G), 및 상기 힌지 축을 회동시켜 상기 그리드가 서로 겹쳐지도록 하거나 혹은 서로 겹치지 않도록 최대 이격거리를 유지하도록 하는 모터(M)와 기어박스(첨부한 도 4 참조)로 구성되어진다.

상기 터널(2)은 통상 원형 단면을 갖기 때문에 브라인드처럼 동작하는 그리드(G)는 각 절편(G11~14 및 G21~24)의 형상이 대략 사다리꼴의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 그런데, 각 절편들이 각각의 기어들의 회전중심인 힌지 축(H)에 있어서 동일한 방향을 향하여 돌출되도록 부착되어 있다면, 모든 그리드(G)를 동일 방향으로 회전시킬 경우 터널(2)의 내벽면과 간섭이 일어날 우려가 있다.

따라서 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 참조번호 G11 내지 G14로 지칭되는 우측 반원에 해당하는 그리드와 참조번호 G21 내지 G24로 지칭되는 좌측 반원에 해당하는 그리드는 힌지 축(H) 상의 서로 다른 방향으로 돌출되도록 부착되는 것이 바람직하다. 도 4에서는 힌지 축(H)이 도시되어 있지 않으나, 각 기어(GG, GG11, GG12, GG21, GG22 등)의 회전축은 각각의 힌지 축과 동일하다.

첨부한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 각 그리드 절편에 고정 결합되어진 힌지 축(H)의 일단에 기어박스를 연결하였다.

도시된 예에서와 같이 상기 터널(2)의 중앙에 위치하는 그리드(G)는 대칭적인 절편의 형상을 가지며, 참조번호 GG로 지칭되는 중앙 그리드의 힌지 축에 연결 된 기어를 중심에 위치시킨 후, 좌측 반원의 그리드에 힘을 전달할 기어(GG21, GG22 등)와 우측 반원의 그리드에 힘을 전달할 기어(GG11, GG12 등)를 랙 부재에 의해 동일한 방향으로 회전하도록 배치하였다.

이와 같은 기어 배치는 예시를 들기 위한 것이며, 도시된 예 및 그 구성에 한정되지 않음을 미리 밝혀둔다.

따라서 중앙의 기어(GG)가 모터에 의해 회전함에 따라 중앙의 그리드(G)가 정방향으로 90도 회전 운동을 할 때, 랙 부재에 의해 각각의 기어들이 연동하여 회전하고, 계속해서 각각의 그리드(G21 내지 G24, 및 G11 내지 G14)도 정방향으로 90도 회전운동하게 된다. 각각의 기어들은 일직선 상으로 배열되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 중앙의 그리드(G)는 힌지 축의 양쪽 방향으로 돌출된 형상을 가지며, 우측 반원을 형성하는 그리드(G11 내지 G14)들은 힌지 축의 일측 방향(도 4에서 볼 때 아래쪽)으로만 돌출된 형상을 가지며, 좌측 반원을 형성하는 그리드(G21 내지 G24)들은 힌지 축의 타측 방향(도 4에서 볼 때 위쪽)으로만 돌출된 형상을 갖는다. 그러므로, 기어가 도 4에서 볼 때 시계반대 방향으로 90도 회전하면 각각의 그리드들은 완전한 원형을 이루어 터널을 폐쇄할 수 있다. 역으로 기어가 도 4에서 볼 때 시계방향으로 90도 회전하는 터널은 개방된다.

이때 도시한 예에서는 모터(M)가 동력을 발생시키는 수단으로 개제되었으나 유압실린더 등을 힘의 발생수단으로서 사용하여도 무방하다.

이를 통해 각 그리드 절편은 브라인드 처럼 동작하여 서로간에 겹쳐지는 경 우는 전체적으로 원판의 형상을 이루어 상기 터널(2)의 커버로써의 역할을 수행하며, 그 반대의 회전을 통해서는 스러스터 그리드 본연의 기능(부피가 큰 부유물의 유입을 방지)을 수행하게 된다.

도 2 및 도 3에서는 그리드가 터널의 내측에 설치되는 것으로 도시하고 있으나, 그리드가 펼쳐졌을 때 선체의 좌우측면과 대략 동일평면을 이루도록 설치될 수 있음은 물론이다.

또한, 각각의 그리드들은 펼쳐졌을 때 서로 가장자리부분이 중첩될 수 있는 폭을 가질 수 있다. 그리드의 개수와 각각의 그리드의 크기 역시 설계시 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 2 및 도 3에서는 선체의 상하방향으로 연장된 축을 중심으로 각각의 그리드들이 회전하는 것으로 도시하고 있으나 선체의 수평방향 혹은 사선방향으로 연장된 축을 중심으로 각각의 그리드들이 회전하도록 구성하여도 좋다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 명백하며, 이러한 변형된 실시례들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

도 1은 종래 스러스터의 구성 및 동작 개념을 설명하기 위한 예시도

도 2와 도 3은 본 고안에 따른 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치의 동작 상태를 나타내는 예시도

도 4는 서로 다른 형상을 갖는 스러스터 그리드의 회동방향을 제어하기 위한 기어박스의 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 선박 2 : 터널

3 : 팬 5 : 스러스터

G11~G14, G21~G24, G : 그리드 H : 힌지 축

M : 모터

Claims (6)

1. 선박의 선수 또는 선미에 터널을 형성하고 해당 터널의 내부에 정, 역회전하는 팬을 장착한 분사 제어기를 설치하여, 상기 팬의 정, 역회전에 따라 물을 상기 터널의 일측 또는 타측을 통하여 배출함으로써 선박을 조향하는 스러스터 장치에 있어서,

   상기 터널을 연직 방향으로 가로지르는 다수의 힌지 축과;

   상기 힌지 축에 각각 일대일로 고정 결합되며 그 각각이 절편으로 구성되되, 각 절편이 펼쳐질 때 상기 터널의 평단면과 동일형상을 갖는 그리드와;

   상기 힌지 축을 회동시켜 상기 그리드가 펼쳐지거나 접혀지도록 하는 구동수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 구동수단은, 각각의 상기 힌지 축의 일단에 설치된 기어와, 다수의 상기 기어를 동시에 회전시킬 수 있도록 상기 기어들과 맞물리는 랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 랙은 모터의 구동축에 설치된 기어에 의해 직선운동하는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 랙은 유압 장치에 의해 직선운동하는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 터널이 원형의 평단면 형상을 가지는 경우, 상기 그리드의 각 절편들 중 일측 반원을 형성하는 절편들과 타측 반원을 형성하는 절편들은 각각의 힌지 축 상에 있어서 서로 반대 방향으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 그리드의 절편들은 터널의 내측에 설치되거나 상기 절편들이 펼쳐졌을 때 선체의 좌우 외측면과 동일평면을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스러스터 그리드를 이용한 스러스터 터널 개폐장치.

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