KR20130054527A

KR20130054527A - 선박용 스러스터

Info

Publication number: KR20130054527A
Application number: KR1020110119937A
Authority: KR
Inventors: 김가형; 신순성
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-27
Also published as: KR101313602B1

Abstract

선박용 스러스터가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터는 선체에 형성된 터널 내에 승강 가능하게 설치된 캐니스터와, 캐니스터 하부에 설치된 추진기조립체와, 캐니스터를 승강시키는 승강장치를 포함하고, 승강장치는 터널의 상측과 하측에 각각 설치된 상부휠 및 하부휠과, 일부가 캐니스터에 고정된 상태로 상부휠과 하부휠을 걸어서 연결하는 회전벨트와, 상부휠과 하부휠 중 적어도 하나를 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동장치를 포함한다.

Description

선박용 스러스터{THRUSTER FOR SHIP}

본 발명은 선박용 스러스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고장 및 파손을 줄여 내구성을 높일 수 있고 원활한 승강동작을 구현할 수 있는 캐니스터(Canister)형 선박용 스러스터에 관한 것이다.

해상에 정박한 상태에서 석유나 가스를 시추하는 드릴쉽(Drillship) 등의 특수 선박은 조류, 바람, 파고의 영향에도 위치를 유지할 수 있도록 하는 위치 제어장치(Dynamic Positioning Control System)를 갖추고 있다. 위치제어장치로는 선체를 일정하게 정박시키는 무어링 시스템(Mooring System)이나, 해수 속에서 360도 회전하면서 추진력을 발생시켜 선체의 위치를 유지할 수 있도록 하는 스러스터(Thruster) 등이 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2010-0074398호(2010. 07. 02. 공개)는 이러한 위치제어장치의 일 예로서 캐니스터형 스러스터를 제시하고 있다. 이 캐니스터형 스러스터는 선체에 수직으로 승강하도록 설치된 캐니스터와, 캐니스터의 하부에 360도 회전하도록 설치되며 프로펠러를 포함하는 추진기 조립체와, 프로펠러 및 추진기 조립체의 동작을 위해 캐니스터 내에 설치된 구동장치들과, 캐니스터의 승강동작을 위한 랙과 피니언 방식의 승강장치(원문은 “잭킹유닛”이라 표현함)를 갖추고 있다.

그러나 이러한 스러스터는 캐니스터를 승강시키는 승강장치가 랙과 피니언 방식이기 때문에 스러스터의 제작 및 설치가 어려운 문제가 있다. 즉 랙과 피니언은 매우 정교한 결합이 요구되기 때문에 캐니스터의 승강을 안내하는 안내수단을 슬라이딩방식으로 제작해야 하는 등 스러스터의 제작과 설치가 어려운 문제가 있었다.

또 랙과 피니언 방식의 승강장치는 열악한 해상환경으로 인해 캐니스터의 흔들림이 생기거나 랙과 피니언 사이에 이물이 끼일 경우 파손될 수 있는 등 내구성이 떨어지는 결점이 있었다.

특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 10-2010-0074398호(2010. 07. 02. 공개)

본 발명의 목적은 고장 및 파손을 줄여 내구성을 높일 수 있고 원활한 승강동작을 구현할 수 있는 선박용 스러스터를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 형성된 터널 내에 승강 가능하게 설치된 캐니스터와, 상기 캐니스터 하부에 설치된 추진기조립체와, 상기 캐니스터를 승강시키는 승강장치를 포함하고, 상기 승강장치는 상기 터널 주위에 적어도 하나 이상 마련된 승강장치 설치공간의 상측과 하측에 각각 설치된 상부휠 및 하부휠과, 일부가 상기 캐니스터에 고정된 상태로 상기 상부휠과 상기 하부휠을 걸어서 연결하는 회전벨트와, 상기 상부휠과 상기 하부휠 중 적어도 하나를 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동장치를 포함하는 선박용 스러스터가 제공될 수 있다.

상기 회전벨트는 로프, 체인, 와이어, 타이밍벨트 중 하나일 수 있다.

상기 승강장치는 상기 캐니스터 외부에 적어도 하나 이상 마련되는 고정부를 더 포함하며, 상기 고정부는 상기 회전벨트의 회전에 따라 상기 캐니스터가 승하강될 수 있도록 상기 회전벨트와 상기 캐니스터를 연결할 수 있다.

상기 스러스터는 상기 캐니스터의 승강 안내를 위해 상기 터널의 내측에 설치된 다수의 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 승강장치는 상기 캐니스터의 양측에 각각 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터는 승강장치가 회전벨트를 포함하는 형태이기 때문에 캐니스터의 승강과정에서 캐니스터의 흔들림이 생기는 경우에도 이를 수용할 수 있다. 따라서 종래 랙과 피니언 방식 승강장치에 비하여 고장 및 파손을 줄일 수 있어 기기의 내구성을 높일 수 있고, 열악한 해상환경에서도 원활한 승강동작을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터의 단면도로, 스러스터가 하강한 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터의 단면도로, 스러스터가 상승한 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 스러스터의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 선박용 스러스터의 단면도로, 다른 실시 예를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터형 스러스터가 선박에 장착된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 스러스터(10)가 적용되는 선박은 선체(1)에 상하방향으로 형성된 터널(2)을 구비하고, 스러스터(10)는 이러한 터널(2)에 상하로 승강하도록 설치된다.

스러스터(10)는 도 1과 도 4에 도시한 바와 같이, 터널(2) 내에 상하로 승강 가능하게 설치된 캐니스터(20), 캐니스터(20)의 하부에 설치된 추진기조립체(40), 캐니스터(20)를 상하로 승강시키는 승강장치(50), 캐니스터(20)의 승강을 안내하는 안내장치(60)를 구비한다.

캐니스터(20)는 도 4에 도시한 바와 같이, 사각의 상자형태로 마련될 수 있고, 이를 승강 가능하게 수용하는 터널(2)도 캐니스터(20)보다 약간 큰 사각의 단면구조를 가지도록 마련될 수 있다.

캐니스터(20)의 내부는 도 1에 도시한 바와 같이, 상호 상하로 이격된 복수의 갑판(22,23,24)에 의해 복수의 공간으로 구획된다. 즉 캐니스터(20)의 아래 쪽으로부터 바닥판(21)과 제1갑판(22) 사이의 하부격실(31), 제1갑판(22)과 제2갑판(23) 사이의 구동기기실(32), 제2갑판(23)과 제3갑판(24) 사이의 보조기기실(33), 제3갑판(24)과 상판(25) 사이의 상부격실(34)로 구획될 수 있다. 또 캐니스터(20) 내에는 각 공간으로 이동할 수 있도록 상하로 길게 사다리(26)가 설치될 수 있다. 구동기기실(32)에는 추진기조립체(40)를 구동하는 구동모터(27)가 설치되고, 보조기기실(33)에는 스러스터(10)의 동작제어를 위한 각종 제어설비와 전원공급설비 등이 설치될 수 있다.

추진기조립체(40)는 프로펠러(41)와, 프로펠러(41)를 지지하는 유선형의 프로펠러지지부(42)와, 프로펠러지지부(42)로부터 상방으로 연장되며 그 상단을 회전연결부(44)를 통해 캐니스터(20)의 바닥판(21)에 회전 가능하게 지지된 수직지지부(43)와, 추진수류의 형성을 위해 프로펠러(41)의 둘레에 설치된 원통형 슈라우드(45)를 구비한다.

하부격실(31)에는 구동모터(27)의 회전을 프로펠러(41) 쪽으로 전달하는 구동축(46)이 설치되고, 추진기조립체(40)의 수직지지부(43)와 프로펠러지지부(42) 내에는 도면에 나타내지는 않았지만 구동축(46)과 프로펠러(41)를 동력전달 가능하게 연결하는 회전축들과 기어들이 설치된다. 또 하부격실(31)에는 추진기조립체(40)를 360도 회전시킬 수 있도록 회전연결부(44)를 회전시키는 조향모터들(47)이 설치된다.

추진기조립체(40)는 구동모터(27)의 동작에 의해 프로펠러(41)가 회전함으로써 추진수류를 발생시킬 수 있고, 조향모터들(47)의 동작에 의해 추진기조립체(40)가 선회함으로써 추진수류의 방향을 제어할 수 있다. 그리고 이러한 추진수류는 선체(1)를 원하는 위치로 이동시킴으로써 조류나 파도의 영향 등에도 불구하고 선체(1)가 해상에서 제 위치를 유지하도록 할 수 있다.

캐니스터(20)를 상하로 이동시키는 승강장치(50)는 도 1과 도 4에 도시한 바와 같이, 터널(2)의 양측에 각각 설치될 수 있다. 승강장치(50)의 설치를 위해 터널(2) 주위에는 적어도 하나 이상의 승강장치 설치공간(3)이 마련될 수 있다.

각 승강장치(50)는 승강장치 설치공간(3)의 상측과 하측에 각각 설치된 상부휠(51) 및 하부휠(52)과, 상부휠(51)과 하부휠(52)이 함께 회전하도록 이들을 걸어서 연결하는 회전벨트(53)와, 상부휠(51)과 하부휠(52) 중 적어도 하나를 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동장치(55)를 구비한다. 구동장치(55)는 감속기어를 내장한 통상의 모터로 구현될 수 있다. 또한, 승강장치(50)는 고정부(54)를 더 포함할 수 있다. 회전벨트(53)는 한 쪽이 고정부(54)를 통해 캐니스터(20) 외면에 고정될 수 있다. 고정부(54)는 캐니스터(20) 외부에 적어도 하나 이상 마련되어, 회전벨트(53)의 회전에 따라 캐니스터(20)가 승하강될 수 있도록 회전벨트(53)와 캐니스터(20)를 연결할 수 있다.

회전벨트(53)는 로프, 체인, 와이어, 타이밍벨트 중 하나로 구현될 수 있고, 상부휠(51)과 하부휠(52)은 회전벨트(53)를 어느 것으로 채용하는가에 따라 그 형태가 변경될 수 있다. 로프나 와이어를 채용할 경우에는 상부휠(51)과 하부휠(52)이 풀리 형태로 마련될 수 있고, 타이밍벨트를 채용할 경우에는 상부휠(51)과 하부휠(52)이 기어형태일 수 있다. 체인이 채용될 경우에는 상부휠(51)과 하부휠(52)이 스프라켓형태일 수 있다.

캐니스터(20)의 승강을 안내하는 안내장치(60)는 도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 캐니스터(20)의 외면을 지지하도록 터널(2)의 내면에 설치된 다수의 롤러(61)를 포함할 수 있다. 이처럼 롤러(61)를 채용하면 캐니스터(20)의 원활한 승강이 가능하므로 승강장치(50)의 구동부하를 줄일 수 있다. 여기서는 일 예로서 롤러형태의 안내장치(60)를 예시하였으나, 안내장치(60)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 안내장치(60)는 캐니스터(20)의 외면과 터널의 내면 사이에 상호 미끄럼 이동 가능하게 지지되는 레일이나 슬라이딩장치의 형태로도 구현될 수 있다.

이러한 스러스터(10)는 승강장치(50)의 동작에 의해 상하로 승강할 수 있다. 즉 구동장치(55)의 동작에 회전벨트(53)가 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 도 1에 도시한 바와 같이, 추진기조립체(40)가 선체(1)의 하면(5)보다 하부로 돌출하도록 캐니스터(20)를 하방으로 이동시킬 수 있고, 도 3에 도시한 바와 같이, 추진기조립체(40)가 터널(2) 내부로 진입하도록 캐니스터(20)를 상방으로 이동시킬 수 있다. 따라서 이러한 스러스터(10)를 사용할 때는 도 1에 도시한 바와 같이, 추진기조립체(40)가 선체(1)의 하부로 돌출할 수 있고, 사용하지 않을 때는 도 3에 도시한 바와 같이, 선체의 터널(2) 내부로 진입할 수 있다.

특히 본 실시 예에 따른 스러스터(10)는 승강장치(50)가 회전벨트(53)를 포함하는 형태이기 때문에 캐니스터(20)의 승강과정에서 캐니스터(20)의 흔들림이 생기는 경우에도 이를 수용할 수 있다. 승강과정에서 충격이나 흔들림이 생기더라도 회전벨트(53)가 이를 수용할 수 있기 때문이다. 따라서 종래 랙과 피니언 방식 승강장치에 비하여 고장 및 파손을 줄일 수 있어 기기의 내구성을 높일 수 있고, 열악한 해상환경에서도 원활한 승강동작을 구현할 수 있다.

도 5는 스러스터의 다른 실시 예를 나타낸 것이다. 도 5의 예는 캐니스터(20)를 승강시키는 승강장치(50)가 캐니스터의 한쪽에만 설치된 것이고, 그 반대편에 롤러 형태의 안내장치(60)가 설치된 것이다. 이처럼 벨트형 승강장치(50)는 회전벨트(53)의 인장강도를 강화하면 될 것이므로 캐니스터(20)의 한쪽에만 설치하는 것으로도 캐니스터(20)의 승강을 구현할 수 있다.

10: 스러스터, 20: 캐니스터,
27: 구동모터, 40: 추진기조립체,
50: 승강장치, 51: 상부휠,
52: 하부휠, 53: 회전벨트,
54: 고정부, 55: 구동장치,
60: 안내장치.

Claims

선체에 형성된 터널 내에 승강 가능하게 설치된 캐니스터와, 상기 캐니스터 하부에 설치된 추진기조립체와, 상기 캐니스터를 승강시키는 승강장치를 포함하는 선박용 스러스터에 있어서,
상기 승강장치는 상기 터널 주위에 적어도 하나 이상 마련된 승강장치 설치공간의 상측과 하측에 각각 설치된 상부휠 및 하부휠과,
일부가 상기 캐니스터에 고정된 상태로 상기 상부휠과 상기 하부휠을 걸어서 연결하는 회전벨트와,
상기 상부휠과 상기 하부휠 중 적어도 하나를 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동장치를 포함하는 선박용 스러스터.
제1항에 있어서,
상기 회전벨트는 로프, 체인, 와이어, 타이밍벨트 중 하나인 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터.
제 1항에 있어서,
상기 승강장치는 상기 캐니스터 외부에 적어도 하나 이상 마련되는 고정부를 더 포함하며,
상기 고정부는 상기 회전벨트의 회전에 따라 상기 캐니스터가 승하강될 수 있도록 상기 회전벨트와 상기 캐니스터를 연결하는 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐니스터의 승강 안내를 위해 상기 터널의 내측에 설치된 다수의 롤러를 더 포함하는 선박용 스러스터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 승강장치는 상기 캐니스터의 양측에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터.