KR20120097872A

KR20120097872A - 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박

Info

Publication number: KR20120097872A
Application number: KR1020110017378A
Authority: KR
Inventors: 박진영
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-09-05

Abstract

흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박은, 선체의 운항을 위한 추진력을 발생시키는 추진장치; 추진장치와 독립적으로 마련되어 선체의 흘수 조절 및 선체의 자세 조절 중 적어도 어느 하나를 위해 추진력을 발생시키는 흘수 및 자세조절장치; 및 흘수 및 자세조절장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박{SHIP WITH DRAFT AND POSITION CONTROLING DEVICE}

본 발명은, 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선박의 흘수(draft) 조절 또는 자세 조절을 할 수 있는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박에 관한 것이다.

선박은 화물을 적재하여 이동하는 것이 일반적이므로 화물이 적재된 상태를 감안하여 선박의 설계가 이루어진다. 따라서 선박에서 화물을 하역한 이후에는 선박의 무게중심이 상승되어 선박의 안정성에 문제가 발생할 수 있다.

또한, 화물을 선박에 적재하면 일반적으로 화물의 중량으로 인하여 선박의 선수부와 선미부의 흘수가 달라지는 트림(trim)이 발생하는데, 이러한 트림(trim)은 선박의 조종 성능을 저하시킬 수도 있고 심할 경우 선박의 안정성에도 문제를 발생시킬 수 있다.

이러한 문제점을 고려하여 일반적으로 선박에는 밸러스트 탱크가 구비된다. 종래의 일반적인 선박의 경우, 선박의 안정성 및 복원성을 향상시키기 위하여 선박의 내부에 해수(海水)를 유입하여 저장하는 복수의 밸러스트 탱크(ballast tank)를 마련하고, 밸러스트 탱크로 해수를 유입 또는 유출시키는 작업을 수행하여 선박의 복원성을 높이고 선미트림 및 흘수(draft)를 조절하여 선박의 운항에 도움을 주고 있다.

그런데, 선박이 밸러스트 탱크를 구비함으로써 몇 가지 문제점이 있다.

첫째는, 선박 내에 마련되는 밸러스트 탱크 및 그 밸러스트 탱크에 저장되는 밸러스트수(ballast water)의 중량에 의하여 선체 중량이 늘어나고 선박의 화물 적재용량이 감소될 수밖에 없는 문제가 있다. 이는 선박의 운송비용 증가를 야기하고, 따라서 화물의 운송 수단으로서 선박의 경쟁력이 약화되는 결과를 초래한다.

둘째는, 밸러스트 탱크 내로 밸러스트수(ballast water)를 유입 및 유출시키는 과정에서 미생물이나 해양 생물에 의한 바다 오염이 발생할 수 있는 문제가 있다. 즉 제1 국에서 유입된 밸러스트수가 전혀 다른 환경의 제2 국 해양에 배출되는 경우, 제1 국의 각종 이 물질 또는 미생물 및 세균 그밖에 유기물질 등이 제2 국의 해양 생태계에 변화를 초래시키는 위험이 발생하게 된다.

이러한 위험을 고려하여, 즉 밸러스트수에 포함되어 있는 유해균의 전파를 막기 위하여 2009년부터는 99%이상 살균하여 배수하도록 밸러스트수 처리 침전물 국제규정이 강화되었는데, 이와 같이 밸러스트수 처리 침전물 국제규정이 강화됨에 따라 밸러스트수 처리 문제가 쉽지 않은 문제가 있다.

그렇다고 이러한 문제점들을 해소하기 위하여 선박에서 밸러스트 탱크를 생략하는 경우에는 선박의 복원성이 저하되거나 선미트림 및 흘수 조절에 어려움이 생겨 선박의 안정성에 위험이 야기되므로 밸러스트 탱크를 생략하기 위해서는 이를 대체할 수 있는 수단이 필요하다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 밸러스트 탱크(ballast tank)를 생략하여 밸러스트수 처리문제에 자유로울 수 있으며 선체 중량을 감소시킬 수 있고 화물의 적재 공간을 종래 보다 더 확보할 수 있을 뿐만 아니라 선박의 운항 안정성도 유지시킬 수 있는, 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 운항을 위한 추진력을 발생시키는 추진장치; 상기 추진장치와 독립적으로 마련되어 상기 선체의 흘수 조절 및 상기 선체의 자세 조절 중 적어도 어느 하나를 위해 추진력을 발생시키는 흘수 및 자세조절장치; 및 상기 흘수 및 자세조절장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박이 제공될 수 있다.

상기 흘수 및 자세조절장치는, 상기 선체의 흘수 조절 및 상기 선체의 자세 조절 중 적어도 어느 하나를 위해 추진력을 발생시키는 흘수 및 자세조절유닛; 및 상기 흘수 및 자세조절유닛에 결합되어 상기 흘수 및 자세조절유닛의 위치를 조절하는 위치조절유닛을 포함할 수 있다.

상기 흘수 및 자세조절유닛은, 회전 가능한 프로펠러; 및 상기 프로펠러에 연결되어 상기 프로펠러를 구동시키는 포드를 포함할 수 있다.

상기 포드는, 포드본체; 및 상기 프로펠러에 연결되는 프로펠러 샤프트를 포함할 수 있다.

상기 포드는, 상기 포드본체 내부에 마련되어 상기 프로펠러 샤트프틀 통해 상기 프로펠러를 회전시키는 프로펠러 동력부를 더 포함할 수 있다.

상기 위치조절유닛은, 상기 흘수 및 자세조절유닛을 상기 선체에 대하여 상대회동시키는 회동부; 상기 회동부를 회동시키기 위한 동력을 공급하는 위치조절동력부; 및 상기 회동부와 상기 위치조절동력부를 연결하는 위치조절동력축을 포함할 수 있다.

상기 회동부는, 상기 흘수 및 자세조절유닛과 연결되는 회동샤프트; 및 상기 위치조절동력축과 상기 회동샤프트를 연결하는 기어열을 포함할 수 있다.

상기 선체에 마련되어 상기 흘수 및 자세조절장치에 전원을 공급하는 전원공급장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 흘수 및 자세조절장치의 상태를 감지하는 감지부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 밸러스트 탱크(ballast tank)를 생략하여 밸러스트수 처리문제에 자유로울 수 있으며 선체 중량을 감소시킬 수 있고 화물의 적재 공간을 종래보다 더 확보할 수 있을 뿐만 아니라 선박의 운항 안정성도 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박에서 흘수 및 자세조절장치를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박에서 흘수 및 자세조절장치를 이용하여 선체의 상하 방향으로 업/다운 자세 제어 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박에서 흘수 및 자세조절장치를 이용하여 선체의 좌우 방향으로 상대회동을 제어하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박에서 흘수 및 자세조절장치를 이용하여 선체의 전후 방향으로 상대회동을 제어하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박에서 흘수 및 자세조절장치를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.

우선 용어의 정의와 관련하여 간략히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 선체(101)의 선수부(103)와 선미부(105)를 잇는 가상의 라인을 X축으로 하고, X축에 평면상으로 교차되는 축을 Y축으로 하며, X축과 Y축이 이루는 평면에 수직인 축을 Z축으로 정의한다.

그리고 이하에서 설명할 흘수(draft)란, 선체(101)가 물 속에 잠기는 깊이를 말하는 것으로서, 일반적으로 설계 흘수(design draft) 또는 밸러스트 흘수(ballast draft)라 함은, 선박 제조 과정에서 또는 제조된 선박의 시운전(테스트) 과정에서 짐이 가득 실린 만재 시 또는 짐이 실리지 않은 때에 설정되는 선체(101)의 최대한 잠길 수 있는 깊이를 말하기도 한다.

선박은 안전을 위협하지 않는 선에서 화물을 싣도록 하는데, 이 기준은 '흘수' 또는 '흘수선'이 담당한다. 그리고, 롤링(rolling)이란 해수면에 대하여 선체(101)의 X축에 대한 상대회동에 관한 것이고, 트림(trim)이란 해수면에 대하여 선체(101)의 Y축에 대한 상대회동에 관한 것으로서, 선체(101)의 선수부(103)와 선미부(105)의 흘수가 차이가 나서 선체(101)의 일부분이 떠오르거나 가라앉는 것을 말한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박(100)은, 선체(101)에 추진력을 발생시키는 추진장치(50)와, 적재중량 또는 선체(101)의 롤링(rolling) 또는 트림(trim)을 고려하여 선체(101)의 자세를 조절하도록 선체(101)의 흘수 조절 및 자세 조절을 위한 흘수 및 자세조절장치(110)와, 흘수 및 자세조절장치(110)에 전원을 공급하는 전원공급장치(150)와, 흘수 및 자세조절장치(110)를 제어하는 제어장치(140)를 포함한다.

추진장치(50)는, 추진프로펠러(51)와, 추진프로펠러(51)에 연결되어 동력을 발생시키는 메인 엔진(미도시)과, 선박의 방향을 전환시키는 러더(52, rudder)를 포함한다.

한편, 선박은 운항 중에 여러 가지 외부 변수로부터 선박의 안정성 및 복원성이 좋아야 한다. 이를 위해, 종래의 경우 선박의 무게중심을 낮추는 한편, 롤링(rolling) 또는 트림(trim) 운동을 적절히 제어하기 위하여 밸러스트 탱크를 구비하고 있다. 그러나 밸러스트 탱크가 구비된 선박의 경우, 선박의 중량이 증가되고 선박의 적재 용량이 감소되며, 또한 밸러스트수의 처리문제 등이 발생함은 전술한 바와 같다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 실시예에서는 밸러스트 탱크를 생략하는 대신, 밸러스트 탱크의 기능을 대신할 수 있는 흘수 및 자세조절장치(110)를 구비한다.

이러한 흘수 및 자세조절장치(110)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 선체(101)의 흘수 조절 또는 선체(101)의 자세 조절을 위한 추진력을 발생시키는 흘수 및 자세조절유닛(111)과, 흘수 및 자세조절유닛(111)에 결합되어 흘수 및 자세조절유닛(111)의 위치를 조절하는 위치조절유닛(120)을 포함한다.

흘수 및 자세조절유닛(111)은, 회전가능한 프로펠러(112)와, 프로펠러(112)에 연결되어 프로펠러(112)를 구동시키는 포드(116, pod)를 포함한다.

프로펠러(112)는 해수 내에서 회전가능하도록 마련되는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프로펠러 사프트(119)에 연결되어 포드(116)의 단부에 배치된다. 본 실시예에서는 각 포드(116) 별로 1개의 프로펠러(112)가 구비되나, 각 포드(116)에 1개 이상의 프로펠러(112)가 마련될 수도 있을 것이다.

포드(116)는, 포드본체(117)와, 포드본체(117) 내부에 마련되는 프로펠러 동력부(118)와, 프로펠러 동력부(118)와 연결되어 프로펠러(112)로 동력을 전달하는 프로펠러 사프트(119)를 포함한다.

포드본체(117)는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 선체(101)의 측부 영역에 마련된다. 포드본체(117)는 선체(101)의 운항 중에 직접적으로 해수와 접촉할 수 있기 때문에 해수와의 마찰을 최소화하기 위해 그 형상을 유선형으로 마련하고 있다.

한편, 포드본체(117)는 위치조절유닛(120)에 의하여 선체(101)의 Y축을 기준으로 선체(101)에 대한 상대회동이 가능하다. 만약, 포드(116)를 Z축과 나란하게 배치시킨 후 프로펠러(112)를 추진하게 되면 프로펠러(112)는 물을 하방으로 밀어냄으로써 선체(101)를 상방으로 업(up)시킬 수 있고, 포드(116)를 이와 반대로 180도 회동시켜 상방으로 물을 밀어내도록 하는 경우 선체(101)가 하방으로 다운(down)되도록 할 수 있다.

포드(116)의 내부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로펠러(112)를 구동하는 프로펠러 동력부(118)가 마련된다. 본 실시예에서는 프로펠러 동력부(118)로서 제1 전기모터(118)가 마련되는데, 본 실시예의 전기로 구동되는 방식이 아닌 내연 기관 등 다른 구동 방식이 이용될 수도 있다. 이때, 선체(101)의 하중, 추진력 등을 고려할 필요가 있다.

또한, 본 실시예에서는 단순한 구조를 위해 포드본체(117)에 제1 전기모터(118)를 마련하고 이를 통하여 프로펠러(112)를 구동하도록 구성하고 있으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 이와 달리, 선체(101) 내부에 프로펠러 동력부(미도시)를 마련하고 이를 프로펠러(112)에 전기적으로 연결시켜 프로펠러(112)를 구동할 수도 있을 것이다. 이 경우에는 포드(116)가 가벼워져 위치조절유닛(120)으로 포드(116)를 회동시킬 때 보다 작은 동력이 소모될 수 있는 장점이 있다.

프로펠러 사프트(119)의 일단부는 프로펠러(112)에 연결되고, 타단부는 제1 전기모터(118)와 연결된다. 본 실시예에서는 프로펠러(112)가 프로펠러 사프트(119)를 통해 제1 전기모터(118)와 직접 연결되어 동력이 전달되는 방식이나, 제1 전기모터(118)의 회전수를 저감시키고 구동력을 증가시키기 위하여 프로펠러(112)와 제1 전기모터(118) 사이에 기어열 등의 차동장치 등이 배열될 수도 있을 것이다.

한편, 위치조절유닛(120)은 흘수 및 자세조절유닛(111)의 위치를 조절하는 역할을 한다. 이를 위해, 위치조절유닛(120)은, 흘수 및 자세조절유닛(111)을 선체(101)에 대하여 상대회동시키는 회동부(121)와, 회동부(121)를 회동시키기 위한 동력을 공급하는 위치조절동력부(125)와, 회동부(121)와 위치조절동력부(125)를 연결하는 위치조절동력축(124)을 포함한다.

회동부(121)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단부가 포드(116)의 측부와 연결되는 회동샤프트(122)와, 위치조절동력축(124)과 회동샤프트(122)를 연결하는 기어열(123)을 포함한다.

회동샤프트(122)는 선체(101) 내에 마련되는 위치조절동력부(125)와 연결되어 위치조절동력부(125)의 동력에 의해 회동하게 된다. 그리고 회동샤프트(122)의 회동에 의해, 포드(116)와, 포드(116)에 연결된 프로펠러(112)가 선체(101)의 Y축 방향에 대해 회동되어 그 각도가 변경될 수 있게 된다.

기어열(123)은 위치조절동력부(125)와 회동샤프트(122)를 상호 연결시켜 위치조절동력부(125)로부터 전달되는 동력을 가감하여 회동샤프트(122)를 회동시킨다. 본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 기어(123)를 마련하여 하나의 기어열을 마련하였지만 동력의 가감 정도, 포드(116)의 회동을 위하여 필수적으로 요구되는 토크(torque)의 크기에 따라 기어의 개수 또는 기어열의 개수는 증가될 수 있고 동력전달 방식 또한 다른 방식으로 대체될 수 있을 것이다.

위치조절동력부(125)는 본 실시예에서 제2 전기모터(125)가 적용되고 전원공급장치(150)와 전기적으로 연결된다. 제2 전기모터(125)에 전원을 공급하는 전원공급장치(150)에 대해서는 자세히 후술하겠지만, 태양광을 이용하여 전기를 생산하고 이를 이용하고 있다. 그러나 본 실시예와 달리, 위치조절동력부(125)로 제2 전기모터(125)를 적용하지 않고 내연기관 엔진(미도시)으로 적용할 수도 있을 것이며, 이 경우 전원공급장치(150)와 전기적으로 연결될 필요는 없다.

위치조절동력축(124)은, 일단부가 위치조절동력부(125)와 연결되고 타단부가 기어열(123)에 연결되어, 위치조절을 위한 동력을 회동부(121)로 전달하게 된다.

한편 전원공급장치(150)는 흘수 및 자세조절장치(110)의 회동부(121)를 회동시키는 동력을 제공하기 위한 위치조절동력부(125)에 전원을 공급한다.

본 실시예에서 전원공급장치(150)는 태양광 모듈(150)로 마련되어, 발생된 전기를 제2 전기모터(125)로 공급한다. 본 실시예에서 태양열 모듈(150)은, 태양광 전지판(151)과, 전원케이블(152)과, 배터리(153)를 포함한다. 본 실시예의 이러한 전원공급장치(150)로 인하여 발전기 등의 추가 설비가 생략될 수 있어 선체(101)의 중량을 줄이는 효과와 더불어 비용절감 및 환경 친화적인 이점이 있을 수 있다. 본 실시예에서 전원공급장치(150)는 태양광 모듈(150)로 마련되나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 전원공급장치(150)는 선박 내에 마련되는 다양한 전원공급장치를 이용하여 위치조절동력부(125)에 전원을 공급할 수도 있을 것이다.

한편 본 실시예에서 흘수 및 자세조절장치(110)는, 선수부(103) 측에 2개, 선미부(105) 측에 2개, 총 4개가 마련된다.

이러한 흘수 및 자세조절장치(110)는 기본적으로 선체(101)를 Z축에 대한 상대이동, 즉 상하 방향으로 이동할 수 있어 선체(101)의 흘수(draft)를 조절할 수 있다. 이에 의하여 종래 밸러스트 탱크가 차지하던 공간에 화물을 보다 많이 적재할 수 있고 이에 따라 선체(101)의 운항 비용이 절감되는 효과가 있게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 종래의 선박의 안정성을 위하여 요구되는 밸러스트 탱크의 역할을 흘수 및 자세조절장치(110)가 대신 수행할 수 있고, 밸러스트 탱크를 생략할 수 있어 밸러스트 탱크에 수용되는 밸러스트수 처리문제를 야기하지 않는다. 이에 따라, 밸러스트수 처리시스템과 같은 별도의 수처리 장치 및 시스템이 생략될 수 있어 선박 내 장치의 간소화를 이룰 수 있다.

그런데 흘수 및 자세조절장치(110)가 종래 밸러스트 탱크가 수행하던 기능을 수행하기 위해서는 선체(101)의 상태에 따라 적절히 제어되어야 한다. 이를 위해 본 실시예에 따른 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박(100)은, 흘수 및 자세조절장치(110)를 제어하는 제어장치(140)를 더 포함한다.

그리고 제어장치(140)에는 흘수 및 자세조절장치(110)의 상태를 감지하는 감지부(141)를 포함한다. 본 실시예에서 감지부(141)는 회동부(121)의 회동 각도를 감지하고 흘수 및 자세조절유닛(111)의 추진력을 감지한다.

본 실시예에서는 감지부(141)로서 감지센서(141)가 적용되는데, 감지센서(141)에서 감지된 감지신호는 제어장치(140)에 전달되고 제어장치(140)는 이에 기초하여 선체(101)에 대하여 포드(116)의 회동각 특히 프로펠러(112)의 추진방향을 결정하고 조절할 수 있으며, 또한 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력의 세기를 조절할 수 있다.

이제 제어장치(140)가 선체(101)의 중량 및 선체(101)의 자세에 기초하여 흘수 및 자세조절장치(110)를 제어하는 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제어장치(140)는 우선 선체(101)의 Z축의 상대이동을 제어하여 흘수(draft)를 조절한다. 도 3을 참조하여 설명하면, 제어장치(140)는 해수면(sea surface)에 대하여 선체(101)가 물 속에 잠기는 깊이인 흘수(draft)를 조절하도록 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 제어한다.

즉, 선체(101)에 화물이 많이 적재된 경우 이로 인해 선체(101)는 해수면 아래로 잠길 수 있다. 이때, 제어장치(140)는 선체(101)의 화물 적재량을 체크하여 적재중량에 대응하여 부양을 위한 추진력을 하방으로 분사하도록 흘수 및 자세조절장치(110)를 제어함으로써, 선체(101)가 상방으로 업(up)될 수 있도록 하며, 이로 인해 선체(101)의 흘수가 제조 과정에서 설정된 허용 흘수(최대 흘수 또는 만재 흘수) 범위 내에 위치하도록 한다.

이와 반대로 선체(101)에 화물을 싣지 않았을 때는, 포드(116)와 이에 연결된 프로펠러(112)를 도 4에 도시된 상태로부터 180도 회동시켜 상방으로 물을 밀어내도록 함으로써 선체(101)를 하방으로 다운(down)시키며, 이에 의하여 추진프로펠러(51)가 바다에 잠기게 하여 추진력을 높일 수 있도록 한다.

이와 같이 제어장치(140)가 해수면을 기준으로 Z축의 업/다운 이동을 제어할 때, 제어장치(140)는 각각의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 동일하게 제어함으로써, 해수면으로부터 선체(101)의 X축 및 Y축의 상대회동이 저지되도록 하되 상하 방향으로는 업/다운(up/down) 이동이 되도록 한다.

다음으로, 제어장치(140)는 선체(101)의 X축에 대한 상대회동을 제어할 수 있는데, 이때, 제어장치(140)는 흘수 및 자세조절장치(110) 각각의 추진력을 조절하게 된다.

일반적으로 선체(101)는 비, 바람, 파고 등의 기후 날씨 변화에 따라 X축에 대한 상대회동, 즉 롤링(rolling)이 발생할 수밖에 없다. 본 실시예에서의 제어장치(140)는 흘수 및 자세조절장치(110) 각각의 추진력을 조절하여 이러한 롤링(rolling)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 도 4를 참조하여 설명하면, 선체(101)가 X축에 대하여 회동하는 경우 즉 롤링(rolling) 현상이 발생한 경우, 제어장치(140)는, 롤링(rolling) 정도를 계산하여 흘수 및 자세조절장치(110) 중 일측의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 타측의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력보다 크게 동작시킨다. 이를 통해, 선체(101)가 외력에 대하여 발생되는 X축 방향의 회동각을 점차 줄일 수 있게 되고, 선체(101)의 복원력이 향상되는 이점이 있다.

다음으로, 제어장치(140)는 Y축에 대한 상대회동을 제어한다. 다시 말해, 제어장치(140)는 선체(101)의 Y축에 대한 상대회동 소위 트림(trim)을 조절하도록 선체(101)의 진행 방향에 대하여 포드(116)를 회동시키고 각각의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 상호 조절한다.

일반적으로 선체(101)의 속도가 달라지면 선체(101) 주위의 압력 분포가 달라지기 때문에 선수부(103)가 상승하고 선미부(105)는 선수부(103)보다 상대적으로 잠겨서 선미트림이 될 수 있고, 또한 선체(101) 내에 화물이 적재되는 위치에 따라서도 트림 예컨대, 선수부(103)에만 화물이 적재된다면 선수트림이 발생할 수 있다.

이러한 트림은 선체(101)의 안정성 등의 측면에서 상당한 연관성이 있기 때문에 필요에 따라 선체(101)를 선수트림(trim by bow) 또는 선미트림(trim by stern)을 유도하거나 또는 등트림(even draft) 상태로 제어할 필요가 있다. 종래 밸러스트 탱크가 구비된 선체(101)에서는 선수부(103)와 선미부(105)의 밸러스트 탱크 내부에 채워지는 밸러스트수를 조절함으로써 트림을 조절하고 있다.

본 실시예에서는 트림을 조절하기 위하여, 밸러스트 탱크가 생략되는 대신, 선수부(103)에 배치되는 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력과 선미부(105)에 배치되는 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 달리 하여 트림을 조절한다.

이를 위해, 제어장치(140)는 각각의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 상호 다르게 제어한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 선미트림을 유도하려는 경우, 제어장치(140)는 선수부(103)의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력을 선미부(105)의 흘수 및 자세조절장치(110)의 추진력보다 상대적으로 크게 동작시켜 선미부(105)의 흘수가 선수부(103)의 흘수보다 상대적으로 크게 하여 선미트림을 유도한다. 이와 유사한 방식으로 선수트림도 유도할 수 있다.

이처럼, 흘수 및 자세조절장치(110)를 통하여 추진력을 상방 또는 하방으로 분사함으로써 밸러스트 탱크가 없더라도 선체(101)의 흘수를 적정 범위 내로 조절할 수 있게 되고, 종래 밸러스트 탱크가 배치되는 공간에 화물을 더 적재할 수 있는 장점이 있다.

또한, 흘수 및 자세조절장치(110)를 이용하여 선체(101)의 롤링(rolling) 및 트림(trim), 흘수(draft)를 제어할 수 있어 선체(101)의 운항 안정성을 유지시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

50 : 추진장치 51 : 추진프로펠러
52 : 러더 101 : 선체
103 : 선수부 105 : 선미부
110 : 흘수 및 자세조절장치 112 : 프로펠러
116 : 포드(pod) 117 : 포드본체
118 : 프로펠러 동력부 119 : 프로펠러 사프트
120 : 위치조절유닛 121 : 회동부
122 : 회동샤프트 124 : 위치조절동력축
125 : 위치조절동력부 140 : 제어장치
141 : 감지부 150 : 전원공급장치

Claims

선체의 운항을 위한 추진력을 발생시키는 추진장치;
상기 추진장치와 독립적으로 마련되어 상기 선체의 흘수 조절 및 상기 선체의 자세 조절 중 적어도 어느 하나를 위해 추진력을 발생시키는 흘수 및 자세조절장치; 및
상기 흘수 및 자세조절장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제1항에 있어서,
상기 흘수 및 자세조절장치는,
상기 선체의 흘수 조절 및 상기 선체의 자세 조절 중 적어도 어느 하나를 위해 추진력을 발생시키는 흘수 및 자세조절유닛; 및
상기 흘수 및 자세조절유닛에 결합되어 상기 흘수 및 자세조절유닛의 위치를 조절하는 위치조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제2항에 있어서,
상기 흘수 및 자세조절유닛은,
회전 가능한 프로펠러; 및
상기 프로펠러에 연결되어 상기 프로펠러를 구동시키는 포드를 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제3항에 있어서,
상기 포드는,
포드본체; 및
상기 프로펠러에 연결되는 프로펠러 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제4항에 있어서,
상기 포드는,
상기 포드본체 내부에 마련되어 상기 프로펠러 샤트프틀 통해 상기 프로펠러를 회전시키는 프로펠러 동력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제2항에 있어서,
상기 위치조절유닛은,
상기 흘수 및 자세조절유닛을 상기 선체에 대하여 상대회동시키는 회동부;
상기 회동부를 회동시키기 위한 동력을 공급하는 위치조절동력부; 및
상기 회동부와 상기 위치조절동력부를 연결하는 위치조절동력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제6항에 있어서,
상기 회동부는,
상기 흘수 및 자세조절유닛과 연결되는 회동샤프트; 및
상기 위치조절동력축과 상기 회동샤프트를 연결하는 기어열을 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선체에 마련되어 상기 흘수 및 자세조절장치에 전원을 공급하는 전원공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 흘수 및 자세조절장치의 상태를 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흘수 및 자세조절장치를 구비한 선박.