KR20130098548A - 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박 - Google Patents

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Abstract

분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박은 수중에서 추진력을 제공하기 위한 추진장치, 추진장치가 분리 가능하게 설치되는 선체를 포함하며, 추진장치는 선체에 대해 추진력을 제공하는 추진부, 및 추진부에 결합되며, 추진부와 함께 수중에서 유동 가능하도록 마련되는 부력 공간과 부력 공간의 부력을 조절할 수 있도록 부력 공간에 대하여 유체의 출입을 허용하는 통로가 마련되는 캐니스터를 포함한다.

Description

분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박{SHIP INCLUDING DESTACHABLE AND FLOWABLE THRUSTER}
본 발명은, 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선박에서 추진 장치를 분리하여 수리 위치까지 이동시킬 수 있는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박에 관한 것이다.
시추 선은 일반적인 선박과 달리, 탐색 및 시추 장비가 탑재되어 있어 자원의 매장 가능성이 높은 대륙붕이나 심해저를 탐색하고, 바다 밑바닥을 뚫어 그 지역에 매장된 광물이나 원유 등을 채굴할 수 있는 특수 선박이다.
최근의 시추 선은 바닥 깊은 지역의 원유, 천연 가스, 가스 하이드 레이트 등과 같은 에너지 자원을 개발할 수 있는 첨단의 시추 장비를 탑재했을 뿐만 아니라, 일반적인 선박과 같이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있는 소위 드릴 쉽(drill ship)으로 개발되어 있다.
즉, 이러한 드릴 쉽 등과 같은 선박은, 자원의 탐색과 채굴을 위해 그 위치를 자주 옮겨야 하는 작업 조건 때문에, 예인선 없이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있도록 제작된다.
또한, 드릴 쉽은 기존의 계류 장치를 사용하지 않으면서 험한 해상 조건에서 선박의 위치를 정해진 시추 지점에 안정하게 유지할 수 있는 자기위치 제어 시스템(dynamic positioning system)을 구비할 수 있다.
선박의 메인(Main) 추진과 자기위치 제어에 사용되는 핵심적인 장비로는 추진장치의 일종인 아지무스 스러스터(azimuth thruster, 이하 "스러스터"라고 함)가 있다. 스러스터는 주로 선체의 바닥면 하부에 위치되며, 선체에 수직하는 축을 중심으로 360도 회전 가능한 프로펠러를 구비한다. 즉, 스러스터는 선박을 추진, 역추진 또는 선체의 중심에 대해 회전시킬 수 있는 추진 및 위치제어 겸용의 추진장치이다.
스러스터는 조류, 파도 등 선박을 움직일 수 있는 외력이 선박에 가해질 때, 선박의 시추 장비가 시추 지점에서 벗어나지 않도록 하는 등과 같이 그 목적하는 위치에 유지시킬 수 있는 자기위치 제어를 수행할 수 있다.
이전에는 항구 및 해상 구조물에 대한 접안이 메인 스러스터와 러더에 의한 제어만으로 불가능했으나, 다수의 스러스터가 메인 스러스터 및 러더와 함께 가동되는 자기위치 제어에 의해 가능해질 수 있었다.
반면에, 스러스터는 선체의 밑면에 위치하여 설치, 해제, 수리, 보수의 등의 작업에 있어서는 상당히 위험하고 복잡한 과정을 거쳐야 한다. 특히, 선박 운항 중 스러스터의 고장 시에는 해상 한 가운데서 수리, 보수를 위한 작업이 매우 어렵고 복잡한데, 선체의 하부에서 돌출된 구조로 인하여 도크에 집입하는 데에도 상당한 어려움이 따른다.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 자기위치 제어 시에 선체 외부로 돌출된 스러스터를 통상적인 운항 중에는 선체 내부로 인입하는 방법들이 제안되고 있다.
즉, 스러스터의 상부에 스러스터를 지지하는 캐니스터(canister)를 설치하고, 선체의 하부에서 선박의 흘수선의 상부까지 스러스터와 캐니스터를 상승시켜, 스러스터를 수리할 수 있는 캐니스터 타입 스러스터가 제안되어 있다.
KR 10-2009-0032628 A
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선체로부터 추진 장치의 분리 및 설치가 용이하며, 추진 장치를 수리하기 위한 접안 없이도 수리 작업을 수행할 수 있도록 선체의 밑면을 통해 추진 장치를 분리 및 이동하여 추진 장치를 지상으로 끌어올릴 수 있으며, 추진 장치의 전반전인 중요 수리와 보수를 원활하게 수행할 수 있는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수중에서 추진력을 제공하기 위한 추진장치; 및 상기 추진장치가 분리 가능하게 설치되는 선체를 포함하며, 상기 추진장치는, 상기 선체에 대해 추진력을 제공하는 추진부; 및 상기 추진부에 결합되며, 상기 추진부와 함께 수중에서 유동 가능하도록 마련되는 부력 공간과 상기 부력 공간의 부력을 조절할 수 있도록 상기 부력 공간에 대하여 유체의 출입을 허용하는 통로가 마련되는 캐니스터를 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박을 제공할 수 있다.
상기 캐니스터가 선체 밑면까지 수직으로 이동하는 통로인 수직 통로를 포함할 수 있다.
상기 캐니스터는 외측 또는 내측에 부력 탱크를 구비할 수 있다.
상기 부력 탱크는 상기 캐니스터의 외면 또는 내면을 감싸게 결합하여 상기 부력 공간을 제공하는 하나 이상의 연결 패널을 포함할 수 있다.
상기 캐니스터는 다각 기둥 구조이며, 상기 연결 패널은, 상기 캐니스터의 측면에 대응하여 이격되며, 상기 캐니스터를 둘러싸는 다수의 탱크 측판; 및 상기 캐니스터의 상면부와 저면부에서 상기 다수의 측판을 상기 캐니스터에 결합시키는 탱크 평판을 포함할 수 있다.
상기 부력 탱크는 부력 공간을 다수로 구획하는 다수의 구획 패널을 더 포함할 수 있다.
상기 부력 탱크의 각각의 구획된 부력 공간에는 다수의 개구가 마련되며, 상기 부력 탱크는, 다수의 상기 개구에 대응하며, 각각의 구획된 상기 부력 공간에 대한 공기의 유입 및 유출을 각각 허용하는 에어 인과 에어 아웃 포트; 및 각각의 구획된 상기 부력 공간에 대한 물의 유입과 유출을 허용하는 워터 포트를 더 포함할 수 있다.
상기 에어 인과 상기 에어 아웃 포트는 상기 부력 탱크의 상부에 배치되어 상기 선체에 설치되는 에어 컴프레셔와 에어 배관에 의해 연결되며, 상기 워터 포트는 물의 유동량을 조절할 수 있는 개폐밸브와 함께 상기 부력 탱크의 하부에 설치될 수 있다.
상기 선체의 수용부에는 상기 캐니스터가 다수의 개구 중 하나 이상으로 유체가 유입되어 상기 선체의 밑면으로 분리되도록, 상기 캐니스터를 구속한 상태에서 그 구속을 해제하는 록킹 장치가 설치될 수 있다.
상기 캐니스터의 다수의 개구는 세 개이며, 세 개의 상기 개구 중 두 개는 상부에 형성되며, 두 개의 상기 개구에는 상기 선체에 설치되는 에어 컴프레셔의 공기를 주입하고 유출시키기 위한 에어 배관이 각각 연결되며, 세 개의 상기 개구 중 나머지 하나는 물이 유입되도록 상기 캐니스터의 하부에 형성되며, 그 개구에는 물의 유입량을 조절하기 위한 개폐밸브가 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 선체로부터 추진 장치의 분리 및 설치가 용이하며, 추진 장치를 수리하기 위해서 접안이 쉬우며, 선체의 밑면을 통해 추진 장치를 용이하게 분리하여 수중에서 지상에 인접하게 이동시킨 후, 지상에 설치되어 있는 크레인 등에 의해 추진 장치를 끌어올려, 지상에서 전반적인 중요 수리와 보수를 수월하게 행할 수 있는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 캐니스터의 평면도이다.
도 3은 도 2의 캐니스터의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 캐니스터가 선체에서 분리되어 자세가 정렬되는 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 추진 장치를 지상에 접근시키는 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 기술되는 선박은, 부유식 원유생산 저장하역 설비(FPSO; floating production storage & offloading unit)나 부유식 가스저장재기화 설비(FSRU; floating storage and regasification unit)와 같은 부유식 해양 구조물을 포함하며, 이 외에도 자항과 자기 위치 제어 능력을 보유한 드릴 쉽(drill ship)과 같은 특수 선박도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 캐니스터의 평면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진장치를 구비한 선박은 수중에서 추진력을 제공하기 위한 추진장치(100)와, 추진장치(100)가 분리 가능하게 설치되는 선체(110)를 포함한다.
추진장치(100)는 개략적으로 도시되어 있으나, 선체(110)에 대칭되게 다수개가 배치될 수 있으며, 수중에서 추력을 발생시키도록 회전축에 결합된 프로펠러를 포함할 수 있다. 선체(110)는 부력에 의해 해상에 부유될 수 있는 구조와 항해에 필요한 각종 운영장비와 설비 및 특수 목적을 위한 기능을 갖춘 장비와 설비 등이 설치된다.
추진장치(100)는 선체(110)에 대해 추진력을 제공하기 위한 프로펠러가 있는 추진부(120)와, 추진부(120)의 추진력을 위한 동력을 제공하도록 추진부(120)에 결합되는 캐니스터(125)를 포함한다. 프로펠러가 추진부(120)에서 추진 역할을 하는 것은, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진체에 대한 하나의 실시예에 불과할 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
추진부(120)의 프로펠러는 캐니스터(125)의 외부에 배치되어 있는 동력 장치의 동력을 캐니스터(125)를 통해 전달받거나 캐니스터(125)에 내장된 동력장치부터 동력을 전달받아 구동될 수 있다.
도시하지 않았으나, 동력 장치는 선체(110)의 메인 엔진에 의해 구동되는 유압 모터, 배터리에 구동되는 전기 모터, 별도로 설치되는 서브 엔진 등을 선택할 수 있다. 이때, 동력 장치와 프로펠러 사이에는 동력을 전달할 수 있는 다수의 축, 기어, 베어링 등과 같은 다수의 동력 전달 요소가 설치될 수 있다.
전기 모터와 배터리는 캐니스터(125)에 내장되어 배치될 수 있다. 배터리는 메인 엔진이나 서브 엔진으로부터 변환된 전기 에너지를 저장할 수 있는 고용량의 배터리 셀을 포함할 수 있다.
구체적으로 도시하진 않았으나, 추진부(120)는 동력 전달 요소와 별도로, 프로 펠러를 선체(110)에 대한 수직 축을 중심으로 회전시키기 위한 회전 장치를 포함한다. 회전 장치는 프로펠러의 회전축을 함께 회전시키는 수평 지지부(121)와 수평 지지부(121)에 결합되어 수평 지지부(121)를 회전시키는 수직 지지부(122)를 포함할 수 있다.
캐니스터(125)는 선체(110)의 상부 공간에서 밑면까지 마련된 수직 통로(135)를 따라 이동하여 선체(110)의 하부에 배치된다. 캐니스터(125)가 선체(110)의 수용부에 배치될 수 있도록 수직 통로(135)의 하부에 수용부(111)가 연결된다. 캐니스터(125)는 크레인에 의해 리프팅되어 선체(110)의 선상에 배치된 선상 해치 등을 통해 수직 통로(135)에 투입된 후, 수직 통로(135)의 하부까지 이동되며, 수용부(111)에서 안정하게 정렬된 후 수용부(111)에 결합되어 구속될 수 있다.
본 실시 예에 도시하진 않았으나, 선체의 수직 통로(135) 영역에는 캐니스터(125)를 승강시키기 위한 승강 장치, 승강된 위치를 고정하기 위한 록킹 장치, 승강을 안내하기 위한 가이드 장치가 마련될 수 있다. 이때 승강 장치는 추진 장치(100)를 사용하지 않을 경우 캐니스터(125)를 승강시켜 선체의 저면부에 돌출된 추진부(120)를 수직 통로(135)의 내부로 인입되게 함으로써 추진부(120)에 의한 저항을 줄일 수 있다. 또한 승강 장치는 추진 장치(100)의 사용이 필요할 경우, 캐니스터(125)를 하강시켜 선체의 저면부로 추진부(120)가 돌출되게 함으로써 프로펠러에 의한 추진력을 제공할 수 있다. 이때 승강 장치는 유압 실린더에 연결되어 작동하는 와이어가 감긴 복수의 도르래를 포함할 수 있다. 즉 승강 장치는 유압 실린더로 작동하는 도르래 장치가 될 수 있다. 이때 승강 장치에 해당하는 도르래 장치는 수직 통로(135)의 양측 선체의 내부에 배치될 수 있다. 또한 승강 장치는 캐니스터(125)의 양측에 결합되는 랙 기어와 수직 통로(135)에 배치되며 피니언 기어가 회전축에 결합된 복수의 승강 모터를 포함할 수 있다. 캐니스터(125)는 승강 모터의 가동으로 상승되거나 하강될 수 있다. 더불어 선체의 수직 통로(135)에는 승강 장치에 의해 승강되는 캐니스터(125)의 위치를 고정시키기 위한 록킹 장치가 마련될 수 있다. 록킹 장치는 수직 통로(135)의 벽면에 마련되는 소켓과 캐니스터(125)에서 소켓 측으로 삽입되는 록킹 핀을 포함할 수 있다. 캐니스터(125)가 추진부(120)에 의한 추진력을 얻기 위해 선체의 하부로 하강되면, 수직 통로(135)의 하부 양측에 배치되어 있는 하부 소켓에 캐니스터(125)의 록킹 핀이 삽입됨으로써 캐니스터(125)의 하강된 위치가 고정될 수 있으며, 반대로 추진부(120)에 의한 저항을 줄이도록 캐니스터(125)가 상승하는 경우 수직 통로(135) 상부 양측에 배치되어 있는 상부 소켓에 캐니스터(125)의 록킹 핀이 삽입됨으로써 캐니스터의 상승된 위치가 고정될 수 있다. 이와 같이, 본 실시 예에 따른 선박은 캐니스터(125)를 구비한 추진 장치(100)가 운항 저항을 줄여 필요에 따라 작동할 수 있도록 하는 승강 장치와 승강 장치에 의한 위치를 고정시킬 수 있는 록킹 장치를 포함할 수 있다. 후술되는 바와 같이 캐니스터(125)에 해수가 유입되어 캐니스터(125)가 수직 통로(135)의 하방으로 이탈될 정도로 부력이 줄어드는 경우에, 록킹 장치(170)의 록킹 핀(172)이 소켓(171)에서 이탈되어 캐니스터(125)의 하강 위치의 고정이 해제된 후, 캐니스터(125)는 수직 통로(135)의 하방으로 탈출될 수 있다.
도 3은 도 2의 캐니스터의 다른 실시예를 도시한 평면도이며, 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 캐니스터가 선체에서 분리되어 자세가 정렬되는 상태도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박의 추진 장치를 지상에 접근시키는 상태도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 캐니스터(125)는 동력 장치 등이 설치된 외의 여유 공간이 부력을 발생시키기 위한 부력 공간(126)으로 이용될 수 있다. 부력 공간(126)은 캐니스터(125)와 추진부(120)가 수중에서 하강하지 않도록 부력을 발생시킬 수 있는 최소한의 공간 이상을 필요로 한다. 캐니스터(125)의 내부 용량이 이를 수용할 수 있다면 캐니스터(125)의 내부에 마련될 수 있고, 그렇지 않다면 캐니스터(125)의 외부에 마련될 수 있다. 즉, 캐니스터(125)는 부력 공간(126)을 마련하기 위한 부력 탱크(140)를 외측 또는 내측에 구비할 수 있다.
캐니스터(125)는 추진부(120)와 함께 수중에서 유동 가능하도록 마련되는 부력 공간(126)과 부력 공간(126)의 부력을 조절할 수 있도록 부력 공간(126)에 대하여 유체의 출입을 허용하는 통로(131, 132, 133)를 포함한다. 예를 들어 부력 공간(126)에 주입되는 유체는 공기 또는 공기에 비해 상대적으로 비중이 높은 해수일 수 있다. 캐니스터(125)가 하강할 때는 비중이 높은 유체인 해수 등을 통로를 통해 주입시키고, 캐니스터(125)가 상승할 때는 비중이 낮은 유체인 공기 등을 주입시킬 수 있다. 보다 자세하게는, 통로(131, 132, 133)는 다수의 개구로 형성될 수 있으며, 이 중 일부 개구는 공기의 주입 및 유출에 사용되고, 다른 일부 개구는 물의 유입 및 유출에 사용될 수 있다. 일 예로, 세 개의 개구(131, 132, 133)가 캐니스터(125)에 마련되는 경우, 두 개(131, 132)는 상부에 배치되어 공기의 주입과 배출을 위해 사용될 수 있고, 다른 하나(133)는 하부에 배치되어 해수의 유입을 위해 사용될 수 있다.
캐니스터(125)의 내부 공간을 부력 공간(126)으로 사용하여 캐니스터(125)가 선체(110)의 밑면으로 이탈된다고 상정하면, 캐니스터(125)는 부력이 조절되는 내부의 부력 공간(126)에 해수가 유입되어 하강하게 되고, 다시 공기가 주입되면서 일정 수준을 유지할 수 있다.
이때, 부력 공간(126)은 기본적으로 캐니스터(125)가 수중에서 떠오를 수 있을 정도로 마련된다. 캐니스터(125)가 선체(110)의 밑면으로 분리되기 위해서는, 캐니스터(125)의 동력 장치와 동력 전달 요소 등이 해수에 대해 차단된 상태에서, 캐니스터(125)의 부력을 줄일 수 있는 해수가 유입되어야 한다.
캐니스터(125)가 선체(110)의 밑면으로 이탈된 후, 해수가 부력 공간(126)에 유입되어 캐니스터(125)의 전체 비중량이 증가하면, 캐니스터(125)의 개구(131)를 통해 공기를 주입하여 비중량을 감소시켜 부력을 증가시킴으로써, 캐니스터(125)가 수중에서 더 하강하지 않도록 유지할 수 있다. 캐니스터(125)는 더 이상 하강하지 않는 중량과 부력의 평형상태에서 수리를 위한 위치까지 수동적으로 또는 자동적으로 이동될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 캐니스터(125)가 부력을 제공하기 위한 부력 탱크(140)를 포함하는 경우, 부력 탱크(140)는 캐니스터(125)의 외면 또는 내면을 감싸도록 결합되는 다수의 연결 패널(141)을 포함한다. 다수의 연결 패널(141)은 캐니스터(125)의 구조에 맞는 적합한 구조로 배치될 수 있다.
도 2와 도 3과 같이, 캐니스터(125)가 다각 기둥 구조인 경우, 다수의 연결 패널(141)은 캐니스터(125)의 측면에 대응하여 이격되며, 캐니스터(125)를 둘러싸는 다수의 탱크 측판(142)과, 캐니스터(125)의 상면부와 저면부에서 다수의 탱크 측판(142)을 캐니스터(125)에 결합시키는 탱크 평판(143)을 포함한다. 탱크 측판(142)과 탱크 평판(143)은 캐니스터(125)를 구성하는 패널과 함께 밀폐된 부력 공간(126)을 제공할 수 있다.
일 예로, 캐니스터(125)가 사각 기둥과 같은 직육면체인 경우, 탱크 측판(142)이 캐니스터(125)의 내부 또는 외부에서 캐니스터(125)를 구성하는 측면 패널(127)에 각각 대향하게 배치되고, 탱크 평판(143)이 그 위를 덮는 방식으로 부력 탱크(140)가 구성될 수 있다.
부력 탱크(140)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으나, 캐니스터(125)의 형상을 그대로 이용하여 캐니스터(125)의 내부에 또는 외부에 사각 기둥으로 형성되는 것이 유리하다. 캐니스터(125)와 부력 탱크(140)는 강인한 철재로 구성될 수 있으나, 사용 환경에 따라 보다 가벼운 금속이나 합성 수지를 이용하여서도 제작이 가능할 수 있다.
이 외에, 부력 탱크(140)는 공기의 압력에 의해 캐니스터(125)의 외부로 전개되는 부력 풍선과 같은 고무나 합성 피혁을 이용하는 구조를 채택할 수 있으나, 해상과 같이 급격한 위험 요소들이 존재하는 지역에서는 안정성 측면에서 다소 불리할 수 있다.
또한, 캐니스터(125)나 부력 탱크(140)의 내부에는 해수의 유입량을 통제하기 어려울 경우를 대비하여, 최소의 부력을 제공하기 위한 부력 캡슐(미도시)이 소정 부위에 채워져 배치될 수 있다. 부력 캡슐은 내부에 부력을 제공할 수 있는 기체가 주입되어 밀봉된 합성 수지재의 캡슐 타입 또는 공 타입의 부력체이다.
도 1과 도 3을 참조하면, 부력 탱크(140)는 부력 공간(126)을 다수로 구획하는 다수의 구획 패널(145)을 포함한다. 즉, 캐니스터(125)의 외측 또는 내측에 부력 탱크(140)가 마련된 경우, 구획 패널(145)이 캐니스터(125)의 각진 부분인 모서리와 부력 탱크(140)의 측판이 연결되는 모서리에 결합되어 연결되어 있는 부력 공간(126)을 다수로 구획할 수 있다.
본 실시 예의 부력 탱크(140)는 사각 구조이므로, 본 실시 예에 도시된 바와 같이 하나의 부력 공간(126)이 사다리 꼴 형상의 다수의 부력 공간(126)으로 구획될 수 있다. 또한 부력 공간(126)은 대칭되는 방식으로 구획될 수 있다. 즉, 부력 탱크(140)의 부력 공간(126)은 캐니스터(125)를 중심으로 사방에서 부력을 조절할 수 있도록 구획 패널(145)에 의해 네 개의 공간으로 구획된다.
도 3과 도 4를 참조하면, 각각의 부력 공간(126)은 개구(131, 132)와 연결되어 해수의 유입량이 조절될 수 있는데, 캐니스터(125)가 기울어진 경우, 기울어진 측에 배치된 부력 공간(126)의 반대 측에 있는 부력 공간(126)에 해수를 유입시켜 캐니스터(125)를 바로 세울 수 있다.
본 실시 예에서 이와 같이 부력 공간(126)이 네 개로 구비되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 하나 구비되어 있을 수도 있고, 5개 이상 구비되어 있을 수도 있을 것이다. 즉, 부력 공간(126)의 구회 패널(145)에 의한 구획은 본 실시 예에 도시된 바대로 반드시 정해진 것이 아니므로, 필요에 따라 더 많은 개수로 구획되거나 상부 공간과 하부 공간으로 구획될 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 부력 탱크(140)의 각각의 구획된 부력 공간(126)에는 다수의 개구(131, 132, 133)가 마련된다. 부력 탱크(140)는 다수의 개구(131, 132, 133)에 대응하며, 각각의 구획된 부력 공간(126)에 대한 공기의 유입 및 유출을 각각 허용하는 에어 인과 에어 아웃 포트(151, 152)와, 각각의 구획된 부력 공간(126)에 대한 해수의 유입과 유출을 허용하는 워터 포트(155)를 포함한다.
에어 인과 에어 아웃 포트(151, 152)는 부력 탱크(140)의 상부에 배치되어 선체(110)에 설치되는 에어 컴프레셔(160)와 에어 배관(161, 162)에 의해 연결되며, 워터 포트(155)는 해수의 유동량을 조절할 수 있는 개폐밸브(167)와 함께 부력 탱크(140)의 하부에 설치된다.
에어 컴프레셔(160)는 전기 또는 엔진에 의해 구동되는 장치로서, 부력 탱크(140)는 선상에 설치될 수 있는 에어 컴프레셔(160) 뿐만 아니라, 필요에 따라 지상에 설치된 에어 컴프레셔로부터 에어를 공급받을 수도 있다.
에어 컴프레셔(160)는 부력 탱크(140)에 에어를 주입하기 위한 에어 인 포트(151)에 연결되는 에어 배관(161)과 연결된다. 에어 아웃 포트(152)에 연결되는 에어 배관(162)은 선상의 일 지점에 고정되거나 해상에 뜨는 부유물에 고정되어 캐니스터(125)와 함께 이동될 수 있다.
도 1과 도 4 및 도 5를 참조하면, 에어 배관(161, 162)은 각각의 릴(163, 164)에 감긴 상태로 에어 컴프레셔(160) 상에 배치될 수 있다. 에어 배관(161, 162)은 캐니스터(125)가 분리되어 수중에서 이동될 때, 캐니스터(125)의 이동을 따라 감긴 상태에서 점차 풀리어 선상으로부터 연장될 수 있다. 릴(163, 164)은 자동 풀림 및 감김을 선택하는 전동 방식을 채택할 수 있다. 에어 배관(161)은 에어의 압력을 저장하여 일정 압력 이상 유지할 수 있는 에어 리저버(air reservoir)(미도시)를 경유할 수 있다. 에어 리저버는 에어 배관(161)의 길이에 따라 간격을 두고 이격되어 다수개가 배치될 수 있다. 반대로, 다른 에어 배관(162)은 에어의 배출이 신속하게 이루어질 수 있도록 흡입 펌프(미도시)에 연결될 수 있다.
에어 인과 에어 아웃 포트(151, 152)는 캐니스터(125)에 내장될 수 있는 배터리의 전기적인 구동에 의해 에어 인과 에어 아웃 포트(151, 152)를 개폐할 수 있는 솔레노이드 방식의 밸브(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 외력이 가해져 에어 인과 에어 아웃 포트(151, 152)에서 에어 배관(161, 162)이 분리되는 경우, 에어 인과 에어 아웃 포트(151, 152) 측으로 해수의 유입을 차단할 수 있다.
전술한 바와 같이 선체(110)의 수용부(111)에는 캐니스터(125)가 다수의 개구(131, 132, 133) 중 하나 이상으로 해수가 유입되어 선체(110)의 밑면으로 분리되도록, 캐니스터(125)의 위치를 구속한 상태에서 그 구속을 해제하는 록킹 장치(170)가 설치된다. 록킹 장치(170)는 선체(110)의 하부에 배치된 소켓(171)과, 캐니스터(125)의 양측에 배치되어 소켓(171)에 삽입되는 록킹 핀(172)을 포함하여 캐니스터(125)의 하강된 위치를 고정한다. 록킹 장치(170)는 록킹 핀(172)이 전동식 또는 유압식으로 구동되도록 구성될 수 있다.
한편, 해수는 수용부(111)의 내부로 유입이 허용된다. 캐니스터(125)의 하부에 배치되는 개폐밸브(167)는 록킹 장치(170)가 해제되기 전에 열릴 수 있으며, 캐니스터(125)의 부력이 줄어들어 캐니스터(125)가 수용부(111)에서 이탈될 때까지 개방될 수 있다. 개폐밸브(167)는 솔레노이드로 구동되는 방식을 채택할 수 있다. 개폐밸브(167)가 솔레노이드 방식인 경우, 전기적인 누전에 의한 작동의 고장을 대비하여 수동으로 개폐할 수 있는 레버(168)를 설치하거나, 수동 방식의 개폐밸브(167)를 더 배치할 수 있다.
개폐밸브(167)가 개방되어 부력 탱크(140)의 워터 포트(155)로 해수가 유입되면, 캐니스터(125)가 선체(110)의 밑면으로부터 하강하면서 분리된다. 즉, 해수가 유입되면 부력 탱크(140)의 기존 공기는 에어 아웃 포트(152)와 에어 배관(162)을 거쳐 외부로 배출된다. 캐니스터(125)가 선체(110)의 밑면을 통해 완전히 분리되면, 에어 배관(161)을 통한 에어 컴프레셔(160)의 가압된 공기가 신속하게 부력 탱크(140)에 주입되고, 캐니스터(125)는 부력이 증가하면서 해수에 일정한 깊이로 하강된 상태를 유지할 수 있다.
선체(110)에서 분리된 추진장치(100)를 지상에 인접하게 이동시키는 작업은 통상적으로 수중에서 많은 작업 경험을 가진 잠수부가 수행할 수 있다. 잠수부는 유영하면서 수중으로 분리된 캐니스터(125)를 밀어 지상에 인접하게 이동시키고, 크레인(180)의 호이스트에 의해 작동하는 후크(미도시)를 캐니스터(125)에 연결할 수 있다. 추진장치(100)는 캐니스터(125)가 크레인(180)의 작동에 의해 지상으로 들어 올려질 수 있다. 따라서, 추진장치(100)에 대한 중대한 수리와 보수 작업이 안정적으로 수행될 수 있다.
한편, 도시하진 않았으나, 추진장치(100)는 캐니스터(125)의 자체 동력을 이용하는 추진기를 사용하여 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이때는, 작업자가 추진장치(100)의 위치를 원격으로 조종하여 이동시킬 수 있도록, 원격 방향 조정장치 등이 캐니스터(125)에 더 구비될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 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 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 추진장치 110: 선체
120: 추진부 125: 캐니스터
126: 부력 공간 131, 132, 133: 개구
135: 수직 통로 140: 부력 탱크
141: 연결 패널 142: 탱크 측판
143: 탱크 평판 145: 구획 패널
151: 에어 인 포트 152: 에어 아웃 포트
155: 워터 포트 160: 에어 컴프레셔
161, 162: 에어 배관 163, 164: 릴
167: 개폐밸브 170: 록킹 장치

Claims (10)

  1. 수중에서 추진력을 제공하기 위한 추진장치; 및
    상기 추진장치가 분리 가능하게 설치되는 선체를 포함하며,
    상기 추진장치는,
    상기 선체에 대해 추진력을 제공하는 추진부; 및
    상기 추진부에 결합되며, 상기 추진부와 함께 수중에서 유동 가능하도록 마련되는 부력 공간과 상기 부력 공간의 부력을 조절할 수 있도록 상기 부력 공간에 대하여 유체의 출입을 허용하는 통로가 마련되는 캐니스터를 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐니스터가 선체 밑면까지 수직으로 이동하는 통로인 수직 통로를 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐니스터는 외측 또는 내측에 부력 탱크를 구비하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부력 탱크는 상기 캐니스터의 외면 또는 내면을 감싸게 결합하여 상기 부력 공간을 제공하는 하나 이상의 연결 패널을 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캐니스터는 다각 기둥 구조이며,
    상기 연결 패널은,
    상기 캐니스터의 측면에 대응하여 이격되며, 상기 캐니스터를 둘러싸는 다수의 탱크 측판; 및
    상기 캐니스터의 상면부와 저면부에서 상기 다수의 측판을 상기 캐니스터에 결합시키는 탱크 평판을 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 부력 탱크는 부력 공간을 다수로 구획하는 다수의 구획 패널을 더 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부력 탱크의 각각의 구획된 부력 공간에는 다수의 개구가 마련되며,
    상기 부력 탱크는,
    다수의 상기 개구에 대응하며,
    각각의 구획된 상기 부력 공간에 대한 공기의 유입 및 유출을 각각 허용하는 에어 인과 에어 아웃 포트; 및
    각각의 구획된 상기 부력 공간에 대한 물의 유입과 유출을 허용하는 워터 포트를 더 포함하는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 에어 인과 상기 에어 아웃 포트는 상기 부력 탱크의 상부에 배치되어 상기 선체에 설치되는 에어 컴프레셔와 에어 배관에 의해 연결되며, 상기 워터 포트는 물의 유동량을 조절할 수 있는 개폐밸브와 함께 상기 부력 탱크의 하부에 설치되는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 선체의 수용부에는 상기 캐니스터가 다수의 개구 중 하나 이상으로 유체가 유입되어 상기 선체의 밑면으로 분리되도록, 상기 캐니스터를 구속한 상태에서 그 구속을 해제하는 록킹 장치가 설치되는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캐니스터의 다수의 개구는 세 개이며,
    세 개의 상기 개구 중 두 개는 상부에 형성되며, 두 개의 상기 개구에는 상기 선체에 설치되는 에어 컴프레셔의 공기를 주입하고 유출시키기 위한 에어 배관이 각각 연결되며,
    세 개의 상기 개구 중 나머지 하나는 물이 유입되도록 상기 캐니스터의 하부에 형성되며, 그 개구에는 물의 유입량을 조절하기 위한 개폐밸브가 설치되는 분리 유동이 가능한 추진 장치를 구비한 선박.
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