KR20130000054A - 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치 - Google Patents

Abstract

사이드 스러스터의 유동방향 조절장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치는 선박의 사이드 스러스터가 설치되어 있고 상기 선박의 가로방향을 따라 관통되어 있는 도관(tunnel)과, 상기 사이드 스러스터로부터 발생된 유동의 방향을 조절하도록, 상기 도관의 출입구에 일렬로 배열되어서 각각 회전 가능하게 결합된 복수개의 루버(louver)와, 상기 루버의 조향 각도 조절에 필요한 회전력을 상기 루버에 제공하도록 상기 선박에 탑재되어 있는 구동부를 포함할 수 있다.

Description

사이드 스러스터의 유동방향 조절장치{APPARATUS FOR CONTROLLING FLOW DIRECTION OF SIDE THRUSTER}

본 발명은 선박의 이착안 시의 조선성능(操船性能)을 향상시키는 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박 내부에 장착되는 스러스터(thruster)는 바우(bow) 스러스터, 터널(tunnel) 스러스터, 사이드(side) 스러스터로 호칭될 수 있다.

예컨대, 사이드 스러스터는 선박 내부의 도관(tunnel) 안에 설치된 것으로서, 선박의 선수 또는 선미의 수면 밑에 잠긴 도관 내의 스크루 프로펠러를 회전시켜 선박의 가로방향, 즉 선폭방향으로 추력을 발생시킬 수 있도록 되어 있다.

즉, 사이드 스러스터는 선회용 프로펠러로서, 안벽에 접안 또는 이안할 별도의 예인선 없이도 다른 선박 또는 안벽과 접촉위험을 줄이면서 선폭방향으로 추력을 작용시킬 수 있다.

특히, 사이드 스러스터를 위한 도관은 선체 외판에 구멍을 뚫은 것과 같은 형태로 설치되어 있으므로, 선박 운항시 저항을 유발하는 와류를 발생시켜 결국 선속의 감소 효과를 가져올 수 있다.

또한, 사이드 스러스터는 크루즈 여객선과 같은 특수 선박에 설치되어 사용되는 것으로서, 수시로 부두에 접안 또는 이안하는 용도로 사용되기 때문에, 사이드 스러스터를 이용한 접이안 능력은 선박에서 운항 경제성과 맞물려 중요한 성능인자가 되고 있다.

그러나, 앞서 언급한 바와 같이 사이드 스러스터가 장착된 도관의 출입구는 일반적으로 개방된 형태로 구성되기 때문에, 선박의 항주시에 도관의 출입구에 의해 유체 저항을 증가시키는 문제점을 가지고 있고, 또한 개방된 도관 내부 쪽으로 이물질이 유입될 우려가 있다.

이를 보완하기 위해, 도 1과 도 2에 도시된 종래 기술의 선박(1)에서는 사이드 스러스터(3)가 선박(1) 내부의 도관(2)에 설치되어 있다.

이때, 도관(2)의 양측 출입구에는 액추에이터(4b)로 작동되는 완전 폐쇄형 도어(4a)를 갖는 도어장치(4)가 설치되어 있다.

종래 기술에 따른 도어장치(4)는 사이드 스러스터(3)의 작동시에 도어(4a)를 개방하고, 사이드 스러스터(3)의 비작동시에 도어(4a)를 폐쇄하도록 구성되어서, 선속의 감소를 억제하는 용도로 사용되고 있다.

그러나, 종래 기술의 도어장치는 사이드 스러스터의 도관의 출입구에 의한 선속의 감소를 방지하는 거나, 또는 유체 저항을 저감시키는 용도로만 구성되어 있을 뿐 선박의 접이안 성능을 향상시킬 수 없는 단점이 있다.

예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 선박이 사이드 스러스터(3)를 이용해서 부두의 안벽(5)로부터 이안하는 경우에는 사이드 스러스터(3)의 구동에 의해 선박(1)을 밀어내는 추력(M)을 얻을 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 사이드 스러스터(3)에서는 도어가 개방된 도관(2)를 통해서 사이드 스러스터(3)에 의한 유동(T)이 발생될 수 있다.

사이드 스러스터(3)에 의한 유동(T)은 도관(2)으로부터 안벽(5) 쪽으로 배출된 후 안벽(5)에 부딪히고, 이후, 유동(T)의 일부가 선박(1)의 좌현 선측을 따라 선미부쪽으로 이동하는 선미 유동(B)을 일으키게 된다.

이런 선미 유동(B)은 선박(1) 좌현과 안벽(5)의 사이에서 낮은 압력장(P)을 야기시킨다. 또한, 선박(1)의 우현쪽에는 정체된 유동의 높은 압력장이 생기게 된다.

특히, 선박(1) 좌현과 안벽(5)의 사이에 야기된 낮은 압력장(P)은 이안하려는 선박(1)을 다시 안벽(5)쪽으로 끌어 당기는 현상(G)을 발생시키게 되어서, 결국 선박(1)의 접이안 성능이 떨어지는 문제점이 나타나게 된다.

특히, 종래 기술의 사이드 스러스터는 단순히 도관의 출입구를 단순 개폐시키기 위한 도어 또는 도어장치만을 가지고 있으므로, 선박의 접이안 성능을 향상시키기 위한 기술적 사상이나 구성을 포함하고 있지 않음이 분명하다.

특히, 종래 기술의 사이드 스러스터용 도어장치는 개폐 방식에 따라, 도어를 슬라이딩시켜 개폐시키는 미닫이 구조, 도어를 회전시켜 개폐시키는 방식의 여닫이 구조 또는 회전문 구조, 복수개의 날개(louver)를 동시에 개폐시키는 블라인드 구조 등과 같이 다양한 도어 구조로서, 단순히 도어를 지지하거나 회전 또는 작동시킬 수 있는 정도의 지지 구조로만 구성되어 있어서, 도관을 통해 방출되는 유동에 따른 작용력을 견딜 수 없을 뿐만 아니라, 도어의 고착 또는 고장으로 이어져 선박 사고의 원인이 될 수 있다.

특히, 종래 기술의 사이드 스러스터용 도어장치 중 회전식 도어들은 유동 변화를 일으키기 위한 각도로 조절 또는 유지하거나, 또는 유동 변화를 위한 작용력을 지탱할 수 있는 어떠한 구성도 가지고 있지 않는다.

따라서, 종래 기술의 사이드 스러스터용 도어장치는 그의 단순 개폐 동작 만으로는 사이드 스러스터의 유동방향을 조절하는 수단으로 적용 또는 차용될 수 없을 뿐만 아니라, 스러스터의 추력에 대응한 작용력을 안전하게 지탱하면서 유동 방향 또는 각도를 변화시킬 수 없다.

본 발명의 실시예는 선박 접이안시 사이드 스러스터 추력에 의한 유동의 방향을 복수개의 루버(louver)로 조절하였을 경우, 그 조절된 상태를 안정되게 유지할 수 있어서 정확한 유동방향 조절이 이루어질 수 있게 구성할 수 있고, 유동의 일부가 부두의 안벽과 선박 좌현 사이로 흐르지 못하도록 유동 방향을 조절할 수 있고, 또한 선박 주위 유동장의 압력저하를 막아 선박을 부두의 안벽으로 끌어당기는 힘이 발생하지 않게 방지할 수 있음에 따라, 선박의 접이안 성능을 향상시킬 수 있는 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 사이드 스러스터가 설치되어 있고 상기 선박의 가로방향을 따라 관통되어 있는 도관(tunnel)과, 상기 사이드 스러스터로부터 발생된 유동의 방향을 조절하도록, 상기 도관의 출입구에 일렬로 배열되어서 각각 회전 가능하게 결합된 복수개의 루버(louver)와, 상기 루버의 조향 각도 조절에 필요한 회전력을 상기 루버에 제공하도록 상기 선박에 탑재되어 있는 구동부를 포함하는 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치가 제공될 수 있다.

또한, 루버는 도관의 상측과 하측으로 상기 선박의 내부에 설치되어 있는 복수개의 수밀 타입 베어링블록과, 상기 베어링블록에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 베어링블록으로부터 상기 루버까지 연결되어, 상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 루버에 전달하거나 상기 루버의 회전을 지지하는 하나 이상의 조향샤프트를 포함할 수 있다.

또한, 구동부는 조향샤프트의 일측에 결합되어, 회전력을 전달하도록 복수개의 기어로 결합된 동력전달기구와, 상기 동력전달기구에 회전력을 제공하도록 결합된 모터샤프트를 갖는 구동모터와, 상기 조향샤프트의 주변에 결합되어, 상기 조향샤프트의 회전 각도를 검출하여 상기 루버의 조향 각도를 조향제어부에 입력시키는 엔코더를 포함할 수 있다.

또한, 동력전달기구는 루버의 조향샤프트에 각각 축결합된 복수개의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어의 치열에 치합되어 연결되고, 상기 동력전달기구의 기저부의 가이드레일을 따라 직선 운동 가능하게 결합된 랙 기어와, 상기 랙 기어의 치열에 치합되고 구동모터의 모터샤프트에 축결합된 구동 기어를 포함할 수 있다.

또한, 동력전달기구는 루버에 대한 잠금 작동(locking) 또는 풀림 작동(releasing)을 구현하여 상기 루버의 조향 각도를 고정하도록, 상기 기어에 대응하여 교합되기 위한 치열을 일측에 구비한 정지블록과, 상기 정지블록의 타측에 연결되어 상기 정지블록을 상기 기어 쪽으로 전진 또는 후진시키는 액추에이터를 갖는 조향고정부를 더 포함할 수 있다.

또한, 루버는 도관의 출입구에 일렬로 정렬되고, 상기 도관의 출입구를 폐쇄할 수 있는 조향 각도로 위치되어 있을 때, 상기 도관의 출입구 관통 단면 형상과 대응한 형상을 가질 수 있다.

또한, 루버는 도관의 원형 단면을 복수개로 분할하였을 때 루버간 유격를 유지하고 있고, 상기 루버의 폭에 비해 상하 길이가 긴 평판 또는 블레이드(blade) 판 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예는 선박 접이안시 사이드 스러스터에서 분출된 유동의 일부를 부두의 안벽과 선박 좌현 사이로 흐르지 못하도록 유동 방향을 복수개의 루버로 조절함으로써, 선박 주위 유동장의 압력저하를 막아 선박을 부두의 안벽으로 끌어당기는 힘이 발생하지 않게 방지할 수 있고, 이에 따라 선박의 접이안 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 유동 방향을 조절하기 위한 복수개의 루버의 조향 각도를 구동모터의 회전력과 동력전달기구를 통해 제어하도록 구성하여, 사이드 스러스터가 탑재된 선박의 접이안 능력을 대폭적으로 향상시킬 수 있어서, 선박 운항 경제성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 루버에 대한 잠금 작동(locking) 또는 풀림 작동(releasing)을 구현할 수 있는 조향고정부를 제공하여, 도관을 통해 방출되는 유동에 따른 작용력을 안정되게 지탱할 수 있어서, 복수개의 루버가 구조적으로 안정되게 설치될 수 있게 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 유동의 방향을 복수개의 루버로 조절하였을 경우, 그 조절된 상태가 조향고정부에 의해 임시 고정 및 안정되게 유지될 수 있어서 정확한 유동방향 조절이 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 루버의 조향샤프트의 조향 각도를 검출하는 엔코더를 구비하여, 루버의 조향 각도를 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 사이드 스러스터의 도어장치를 설명하기 위한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 선박과 부두의 안벽을 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치의 구성을 설명하기 위해 선체의 외판 일부를 절개한 부분 확대도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 복수개의 루버 및 조향고정부의 작동 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 도 4에 도시된 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치를 장착한 선박의 이안을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치의 구성을 설명하기 위해 선체의 외판 일부를 절개한 부분 확대도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 사이드 스러스터(30)의 유동방향 조절장치(100)는 도관(20)(tunnel)과, 복수개의 루버(110)(louver)와, 구동부(120)와, 조향고정부(130)와, 조향제어부(140)를 포함할 수 있다.

도관(20)은 선박(10)의 사이드 스러스터(30)가 설치되어 있는 곳으로서, 선박(10)의 가로방향을 따라 관통되어 있는 터널 부재를 의미할 수 있다.

도관(20)은 선박(10)의 선수 또는 선미, 혹은 통상적인 사이드 스러스터 장착 위치에 대응하게 선박(10)에 마련되어 있을 수 있고, 선박(10)의 규모, 크기, 또는 접이안 성능을 고려하여 하나 이상으로 선박(10)에 마련되어 있을 수 있다.

각각의 도관(20)에는 사이드 스러스터(30)가 설치되어 있을 수 있다.

사이드 스러스터(30)는 도관(20)의 중간 위치에 설치되어 있는 것으로서, 사이드 스러스터(30)의 프로펠러를 정회전 또는 역회전시켜서, 유동을 발생시키고, 그 유동을 도관(20)의 출입구를 통해 선박 외부로 배출시킬 수 있다.

루버(110)는 복수개로 세워진 상태에서 좌, 우 회전함에 따라 도관(20)을 통해 배출되는 유동의 방향을 조절하여, 선박(10) 주위 유동장의 압력저하를 방지함에 따라 상대적으로 효율적인 접이안을 가능케 하기 위한 수단을 의미할 수 있다.

즉, 루버(110)는 사이드 스러스터(30)로부터 발생된 유동의 방향을 조절하도록, 도관(20)의 양측 출입구에 복수개로 세워져서 회전 가능하게 결합되어 있을 수 있다.

여기서, 루버(110)가 세워져서 설치된 위치, 설치 각도 등은 선형에 대응하여 정해지거나, 도관(20)의 출입구 형상에 상응하게 정해질 수 있다.

또한, 루버(110)는 루버(110)의 두께를 고려하여 정하거나, 또는 상기 루버(110)의 회전시 도관(20)의 내표면 또는 인접한 다른 루버와의 간섭을 일으키지 않는 범위 내에서 미리 정한 유격(c1, c2)을 갖도록 도관(20)의 일측 또는 양측 출입구에 설치되어 있을 수 있다. 이때, 복수개의 루버(110)는 도관(20)의 출입구에 일렬로 정렬되고, 도관(20)의 출입구를 폐쇄할 수 있는 조향 각도로 위치되어 있을 때, 도관(20)의 출입구 관통 단면 형상과 대응하거나 동일한 형상을 가질 수 있다.

예컨대, 각 루버(110)는 도관(20)의 원형 단면을 복수개로 분할하였을 때 루버(110)간 유격(c2)를 유지하고 있고, 각 루버(110)의 폭에 비해 상하 길이가 긴 평판 또는 블레이드(blade) 판 형상을 가질 수 있다.

각 루버(110)는 도관(20)의 상측과 하측으로 선박(10)의 내부에 설치되어 있는 한 쌍의 수밀 타입 베어링블록(111, 112)과, 베어링블록(111, 112)에서 회전 가능하게 결합되고, 베어링블록(111, 112)으로부터 루버(110)까지 연결되어, 구동부(120)로부터 회전력을 전달받아 루버(110)에 전달하거나, 루버(110)의 회전을 지지하는 하나 이상의 조향샤프트(113, 114)를 포함할 수 있다.

여기서, 베어링블록(111, 112)은 한 개 이상의 베어링과, 메카니컬 실링(mechanical seal) 또는 그랜드 실링(gland seal)과, 이들이 설치된 블록 몸체로 구성될 수 있다.

조향샤프트(113, 114)는 각 루버(110)의 상부에서 상향으로 돌출되어, 구동부(120)로부터 회전력을 전달받아 루버(110)에 전달하는 역할의 상측 조향샤프트(113)와, 각 루버(110)의 하부에서 하향으로 돌출되어, 루버(110)의 회전을 지지하는 역할의 하측 조향샤프트(114)일 수 있다.

조향샤프트(113, 114)는 분리형으로 구성될 경우, 베어링블록(111, 112)으로부터 각 루버(110)의 상부와 하부까지 연결되는 구조로 마련될 수 있다.

또한, 조향샤프트(113, 114)는 일체형으로 구성될 경우, 각 루버(110)의 상부와 하부를 관통함과 함께 관통 지점을 용접하고, 이후 베어링블록(111, 112)에 결합되는 구조로 마련될 수 있다.

본 실시예에서는 각 루버(110)의 상측 조향샤프트(113)에 구동부(120)가 연결되어, 루버(110)의 조향 각도 조절에 필요한 회전력이 전달될 수 있게 구성될 수 있다.

즉, 구동부(120)는 루버(110)의 조향 각도 조절에 필요한 회전력을 루버(110)에 제공하도록 선박(10)에 탑재되어 있을 수 있다.

여기서, 구동부(120)는 상측 조향샤프트(113)에 결합되어, 회전력을 전달하도록 복수개의 기어(121a, 121b, 121c)로 결합된 동력전달기구(121)를 포함할 수 있다.

예컨대, 동력전달기구(121)는 상측 조향샤프트(113)에 각각 축결합된 복수개의 피니언 기어(121a)와, 피니언 기어(121a)의 치열에 치합되어 연결되고, 동력전달기구(121)의 기저부의 가이드레일을 따라 직선 운동 가능하게 결합된 랙 기어(121b)와, 랙 기어(121b)의 치열에 치합되고 구동모터(122)의 모터샤프트에 축결합된 구동 기어(121c)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 랙 기어(121b)는 측부 치열과 상부 치열을 랙 기어(121b)의 길이 방향을 따라 배치하고 있을 수 있다. 또한, 랙 기어(121b)의 측부 치열에는 복수개의 피니언 기어(121a)가 이격 간격을 유지하면서 치합되어 있을 수 있다. 또한, 랙 기어(121b)의 상부 치열에는 구동 기어(121c)가 치합되어 있을 수 있다.

또한, 동력전달기구(121)는 상기와 같이 복수개의 기어(121a, 121b, 121c)뿐만 아니라, 작동축 및 링크 구조, 볼샤프트 구조, 체인벨트 및 풀리 구조 등과 같이 구동모터(122)의 회전력이 각 루버(110)의 조향력 또는 회전력이 될 수 있게 하는 어떠한 기구물로서 구성될 수 있다. 이런 연유로 동력전달기구(121)는 본 실시예에서 복수개의 기어(121a, 121b, 121c) 또는 기어 조립체로만 한정되지 않을 수 있다.

또한, 구동부(120)는 동력전달기구(121)에 회전력을 제공하도록 결합된 모터샤프트를 갖는 구동모터(122)를 포함할 수 있다.

구동모터(122)는 유압 또는 공압식 모터, 전기식 모터 등이 될 수 있다. 구동모터(122)는 모터 고정용 프레임 또는 브래킷을 이용하여 선박(10)의 내부 구조물에 고정 및 설치되어 있을 수 있다.

또한, 구동부(120)는 상측 조향샤프트(113)의 주변에 결합되어, 상측 조향샤프트(113)의 회전 각도를 검출함으로써, 루버(110)의 조향 각도를 조향제어부(140)에 입력시키는 엔코더(123)를 포함할 수 있다.

예컨대, 엔코더(123)는 루버(110) 또는 루버(110)의 조향샤프트(113, 114)의 조향 각도를 정밀하게 검출할 수 있는 일종의 각도 센서일 수 있다. 엔코더(123)는 복수개의 조향샤프트(113, 114)에 대등하여 각각 설치되거나, 복수개의 조향샤프트(113, 114) 중 어느 하나에 설치될 수 있다.

조향제어부(140)는 선박(10)에 미리 설치되어 있는 중앙관제실(예: CACC, Centralized Administration Control Center) 또는 선박 내 모든 제어 가능한 장치를 전사적 조작 및 운용할 수 있도록 구성한 집적자동시스템(예: IAS, Integrated Automation System)의 조타제어시스템(도시 안됨)과 연동할 수 있도록 구성될 수 있다.

예컨대, 조향제어부(140)는 엔코더(123)를 통해 검출한 루버(110)의 조향 각도를 선박(10)의 조타제어시스템 쪽으로 피드백시키고, 선박(10)의 조타제어시스템으로부터 전달된 구동모터(122)용 조향 제어 신호, 액추에이터(132)용 잠금 제어 신호에 따라 구동모터(122) 또는 조향고정부(130)의 액추에이터(132)를 제어할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.

조향고정부(130)는 동력전달기구(121)에 포함될 수 있다. 조향고정부(130)는 한 개 이상으로 구성될 수 있는 것으로서, 루버(110)의 회전 이후 정지 상태에 있을 때, 루버(110)에 대한 잠금 작동(locking) 또는 풀림 작동(releasing)을 구현하여 루버(110)의 회전 상태 및 조향 각도를 고정하도록, 동력전달기구(121)의 기어(121a, 121b, 121c)에 대응, 예컨대 랙 기어(121b)에 대응하여 교합되기 위한 치열을 일측에 구비한 정지블록(131)을 구비하고 있을 수 있다.

또한, 조향고정부(130)는 정지블록(131)의 타측에 연결되어 정지블록(131)을 동력전달기구(121)의 랙 기어(121b) 쪽으로 전진 또는 후진시키는 액추에이터(132)를 구비하고 있을 수 있다.

본 실시예에서는 조향고정부(130)가 정지블록(131)과 액추에이터(132)로 구성된 것을 예시적으로 설명하고 있지만, 통상적으로 루버(110) 또는 조향샤프트(113)의 회전 상태를 임시 정지 또는 고정시킬 수 있는 스토퍼 장치, 브레이크 장치 등과 같은 수단으로도 구성될 수 있다.

이런 연유로 조향고정부(130)는 본 실시예에서 정지블록(131)과 액추에이터(132)로만 한정되지 않을 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 통해서 도 4에 도시된 루버 및 조향고정부의 작동 관계가 설명될 수 있다.

도 5 내지 도 7은 도 4에 도시된 복수개의 루버 및 조향고정부의 작동 관계를 설명하기 위한 도면들이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 각 루버(110)는 선박(10)의 정박 또는 항주 상태에서 도관(20)의 출입구(21)를 폐쇄하는 각도로 위치 및 배열되어 있을 수 있다.

조향고정부(130)의 정지블록(131)은 액추에이터(132)의 후진 작동 또는 상승 이동에 따라 랙 기어(121b)와 이격된 위치에 배치되어 있을 수 있다.

이런 경우, 루버(110)는 동력전달기구(121)를 통해 구동모터(122)의 회전력을 전달 받아 회전할 수 있는 상태가 될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 선박(10)의 조타제어시스템과 조향제어부는 조향 제어 신호에 대응하여 구동모터(122)를 가동시킬 수 있다.

구동모터(122)의 가동에 따른 회전력은 동력전달기구(121)의 구동 기어를 회전시키고, 구동 기어에 치합된 랙 기어(121b)가 가이드레일을 따라 직선 운동하게 하여, 그 랙 기어에 치합된 복수개의 피니언 기어를 동시에 회전시킴으로써, 각 피니언 기어에 결합된 상측 조향샤프트(113)와, 상측 조향샤프트(113)에 연결된 각 루버(110)에 전달될 수 있다.

이에 따라 각 루버(110)가 회전하여 루버(110)의 조향 각도가 조절될 수 있다.

이 과정에서, 엔코더는 상측 조향샤프트(113)의 조향 각도를 검출하고, 조향제어부를 통해 선박(10)의 조타제어시스템 쪽으로 전송한다.

선박(10)의 조타제어시스템은 전송받은 검출 신호를 체크하여, 루버(110)가 목표한 조향 각도에 도달할 때, 구동모터(122)의 가동을 정지시킨다.

또한, 선박(10)의 조타제어시스템은 조향 각도를 임시 고정시키기 위해서, 조향고정부(130)의 작동을 제어할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 선박의 조타제어시스템은 액추에이터(132)의 전진 작동 또는 하강 이동을 진행하여, 결과적으로 정지블록(131)이 동력전달기구(121)의 랙 기어(121b)에 접촉 또는 교합되게 함으로써, 랙 기어(121b)가 직선 이동하지 않게 함과 동시에, 랙 기어(121b)에 치합된 모든 피니언 기어가 회전되지 않게 임시 고착 상태로 유지할 수 있다.

이런 경우, 피니언 기어에 결합된 조향샤프트(113) 및 루버(110)가 고정될 수 있다.

따라서, 사이드 스러스터에 의해 발생되고 도관(20)을 따라 흐르다가 복수개의 루버(110)에 부딛혀 루버(110)의 조향 각도에 대응하게 유동 방향이 조절된 방향 제어 유동(F)에 의한 작용력이 루버(110)를 통해 상측 조향샤프트(113)와 피니언 기어 및 랙 기어(121b)에 전달되더라도, 조향고정부(130)와 랙 기어(121b)간 임시 고착 상태로 말미암아, 결국 루버(110)의 조향 각도에 변화가 일어나지 않게 되고, 조향 각도가 조절된 상태를 안정되게 유지할 수 있어서 정확한 유동방향 조절이 이루어질 수 있다.

또한, 방향 제어 유동(F) 내에서 추력 또는 작용력 변화에 따라, 루버(110)에 과도한 하중, 충격, 진동이 인가되더라도, 루버(110)가 조향고정부(130)에 의해 지지되어 안정되게 유지될 수 있게 된다.

도 8은 도 4에 도시된 사이드 스러스터의 유동방향 조절장치를 장착한 선박의 이안을 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 부두의 안벽(50)에 접안되어 있던 선박(10)이 이안하려는 경우, 선박(10)의 조타제어시스템은 앞서 설명한 바와 같이 루버(110)의 조향 각도를 조절하여 사이드 스러스터(30)에 의해 도관(20)을 통해 발생된 유동이 방향 제어 유동(F)으로 변화 또는 조절되도록 할 수 있다.

이런 경우, 선박(10)을 안벽(50)으로부터 밀어내는 추력(N)을 얻을 수 있다.

이와 동시에, 본 실시예에서는 도관(20)를 통해 안벽(50)과 경사지게 배출된 방향 제어 유동(F)으로 말미암아, 종전과 같이 선박(10)과 안벽(50) 사이로 선박(10)의 좌현 선측을 따라 선미부쪽으로 이동하는 선미 유동이 거의 발생되지 않게 된다.

따라서, 선박(10) 좌현과 안벽(50)의 사이에는 낮은 압력장이 발생되지 않게 되어서, 즉, 선박(10) 주위 유동장의 압력저하를 막아서, 결국 종전과 같이 선박(10)을 다시 안벽(50)쪽으로 끌어 당기는 현상이 발생하지 않게 방지하거나, 선박(10)을 안벽(50)쪽으로 끌어당기는 힘이 원천적으로 발생되지 않게 방지함으로써, 선박(10)의 이안 성능이 증대될 수 있게 된다.

아울러, 이러한 루버(110)의 조향 각도 조절은 선박(10)의 착안 또는 접안시에도 이용되어, 원하는 방향으로 사이드 스러스터(30)의 유동 방향을 제어 또는 조절함에 따라, 결과적으로 선박(10)의 접안 성능도 증대될 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

110 : 루버 113, 114 : 조향샤프트
120 : 구동부, 121 : 동력전달기구
122 : 구동모터 123 : 엔코더
130 : 조향고정부 131 : 정지블록
132 : 액추에이터 140 : 조향제어부

Claims (7)

1. 선박의 사이드 스러스터가 설치되어 있고 상기 선박의 가로방향을 따라 관통되어 있는 도관(tunnel)과,
   상기 사이드 스러스터로부터 발생된 유동의 방향을 조절하도록, 상기 도관의 출입구에 일렬로 배열되어서 각각 회전 가능하게 결합된 복수개의 루버(louver)와,
   상기 루버의 조향 각도 조절에 필요한 회전력을 상기 루버에 제공하도록 상기 선박에 탑재되어 있는 구동부를 포함하는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 루버는,
   상기 도관의 상측과 하측으로 상기 선박의 내부에 설치되어 있는 복수개의 수밀 타입 베어링블록과,
   상기 베어링블록에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 베어링블록으로부터 상기 루버까지 연결되어서, 상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 루버에 전달하거나 상기 루버의 회전을 지지하는 하나 이상의 조향샤프트를 포함하는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 조향샤프트의 일측에 결합되어, 회전력을 전달하도록 복수개의 기어로 결합된 동력전달기구와,
   상기 동력전달기구에 회전력을 제공하도록 결합된 모터샤프트를 갖는 구동모터와,
   상기 조향샤프트의 주변에 결합되어, 상기 조향샤프트의 회전 각도를 검출하여 상기 루버의 조향 각도를 조향제어부에 입력시키는 엔코더를 포함하는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 동력전달기구는,
   상기 루버의 조향샤프트에 각각 축결합된 복수개의 피니언 기어와,
   상기 피니언 기어의 치열에 치합되어 연결되고, 상기 동력전달기구의 기저부의 가이드레일을 따라 직선 운동 가능하게 결합된 랙 기어와,
   상기 랙 기어의 치열에 치합되고 구동모터의 모터샤프트에 축결합된 구동 기어를 포함하는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 동력전달기구는,
   상기 루버에 대한 잠금 작동(locking) 또는 풀림 작동(releasing)을 구현하여 상기 루버의 조향 각도를 고정하도록, 상기 기어에 대응하여 교합되기 위한 치열을 일측에 구비한 정지블록과, 상기 정지블록의 타측에 연결되어 상기 정지블록을 상기 기어 쪽으로 전진 또는 후진시키는 액추에이터를 갖는 조향고정부를 더 포함하는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 루버는,
   상기 도관의 출입구에 일렬로 정렬되고, 상기 도관의 출입구를 폐쇄할 수 있는 조향 각도로 위치되어 있을 때, 상기 도관의 출입구 관통 단면 형상과 대응한 형상을 가지는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.
   
7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 루버는,
   상기 도관의 원형 단면을 복수개로 분할하였을 때 루버간 유격를 유지하고 있고, 상기 루버의 폭에 비해 상하 길이가 긴 평판 또는 블레이드(blade) 판 형상을 가지는
   사이드 스러스터의 유동방향 조절장치.

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