KR20170120152A - 추가 프로펠러를 구비하는 배 - Google Patents

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KR20170120152A
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노부요시 모리모토
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노부요시 모리모토
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Abstract

선박의 운항 안전성을 손상시키지 않고, 연료 소비 저감을 도모할 수 있도록 한다. 주기(12)에 의해 상용 프로펠러(11)를 구동하여 추진력을 얻는 선박(10)에, 선수부에 선저를 관통하는 상하 터널(30)이 형성되고, 상하 터널(30)에 연통하여 가로 방향 터널(32)이 형성되며, 추가 프로펠러(20) 및 그 구동 수단(22)을 포함하는 추가 프로펠러 장치(24)가 마련되고, 추가 프로펠러 장치(24)는 그 추가 프로펠러(20)가 상하 터널(30)의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되며, 추가 프로펠러(20)가 선저보다 하방 및 가로 방향 터널(32)의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되고, 추가 프로펠러(20)가 가로 방향 터널(32)의 높이 위치에 있을 때, 가로 방향 터널(32)을 따르도록 구성되어 있다.

Description

추가 프로펠러를 구비하는 배
본 발명은, 덕트 프로펠러 등의 추가 프로펠러를 구비하는 배 및 그 운항 방법에 관한 것이다.
배, 예를 들면 상선(商船), 특히 화물선의 경우는, 화물을 적재한 단계와 짐을 내린 후의 단계에서 끽수선(喫水船)의 상하가 극히 크다.
일반적으로, 화물선의 경우, 운항은 밸러스트(ballast) 끽수 또는 계획 만재(滿載) 끽수로 운항하고 있다. 특히 해상 상태가 불량일 때의 안전성을 고려하여, 악천후 운항의 끽수가 유지지도록 설계되어 건조되어 있다. 또한, 끽수 깊이는 추진용 프로펠러를 안전하게 효율적으로 사용하기 위해, 프로펠러 이머전(propeller immersion)도 고려되어 결정되고 있다.
그런데, 끽수를 깊게 유지하는 것은 배수량의 증가, 외판(外板)의 물과의 접촉 면적의 증가 수선(水線) 면적 계수의 악화가 되어 연료소비의 증가를 의미한다.
화물선은, 짐을 내린 후에는 운임수입이 없음에도 불구하고, 배의 안정성을 고려하여 밸러스트 계획 끽수 상태로 운항하는 것이 현상황이다. 이 상태에서의 연료소비 저감을 도모하는 것은 경제효과가 크고, 또한 Nox 및 Sox 등의 환경개선 효과도 있다.
특히, 최근에는 밸러스트 수(ballast water)에 해양생물이 혼입하는 환경 문제로부터 밸러스트 수의 처리가 문제시되고 있다.
또한, 후술하는 덕트 프로펠러(노즐 프로펠러)에 관하여, 다음의 선행기술문헌이 있다.
일본 특허공보 제3508811호 일본 특허공보 제5231878호
대형선 및 중형선은, 연료소비량이 소형선에 비교하여 크기 때문에, 연료소비 저감을 도모하는 것이 중요하다.
또한, 대형선 및 중형선은, 미세한 운동 성능이 뒤떨어져, 부두나 해안에 대하여 출발과 도착 시에 배를 조종하는데 곤란을 겪는 경우가 많다.
따라서, 본 발명의 주된 과제는, 연료소비 저감을 도모할 수 있는 배를 제공하는 것에 있다. 또한, 부두 또는 해안에 대하여 출발과 도착 시에 조종하는 것이 용이한 배를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결한 본 발명은,
주기(主機)에 의해 상용 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 선박에, 선수부(船首部)에 선저(船底)를 관통하는 상하 터널이 형성되고,
상기 상하 터널에 연통하여 가로 방향 터널이 형성되며,
상기 상하 터널 내에 프로펠러 및 그 구동 수단을 포함하는 추가 프로펠러 장치가 마련되고,
상기 상하 터널 내의 수면의 상방으로부터 상기 추가 프로펠러 장치를 매다는 후크(hook) 수단이 마련되며,
상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러가 선저보다 하방 및 상기 가로 방향 터널의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되고,
상기　후크 수단에 의해 매달린 상태에서, 상기 추가 프로펠러 장치가 상기 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되며,
상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이의 위치에 있을 때, 상기 가로 방향 터널을 따르도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배에 관한 것이다.
본 발명에서는, 상용 프로펠러 이외에 상용 프로펠러보다 소형인 추가 프로펠러 및 그 구동 수단을 마련한다. 추가 프로펠러의 상기 구동 수단의 출력은 상기 주기의 구동 수단의 출력의 35% 이하, 보다 바람직하게는 25% 이하이다. 적하 시에는, 계획 만재 끽수에 가까운 끽수 상태에서, 상용 프로펠러를 구동하여 운행한다. 필요하다면 추가 프로펠러를 병용하여 운항한다.
짐을 내린 후의 귀항 항해는, 소형의 추가 프로펠러로 주로 운항한다. 특히 날씨가 온화한 날에는, 선박 항해시의 안정성에 대해 과도하게 엄격하게 할 필요성이 적다. 따라서, 끽수선을 내린 상태에서 소형의 추가 프로펠러로 주행시킨다.
그 결과, 끽수선을 내림으로써 외관상의 배수량이 저하되고, 외판의 물과의 접촉 면적이 작아져, 수선 면적 계수의 개선을 도모할 수 있어, 연료소비의 저감 효과가 큰 것이 된다.
또한, 소형의 추가 프로펠러를 구동하므로, 구동 장치의 출력(주기의 구동 수단의 출력의 35% 이하, 보다 바람직하게는 25% 이하)은 작은 것으로 충분하고, 이 관점에서도 연료소비의 저감 효과가 큰 것이 된다.
선박이 적하를 만재한 후에 출항하고, 통상의 항해로 이행하는 경우에는 상용 프로펠러를 구동하여 깊은 끽수로 항해한다. 또한, 양하(揚荷) 후 밸러스트로 항해하는 경우는 통상 항해 상태로 이행한 후에 추가 프로펠러 운항으로 한다. 단,날씨가 나쁜 경우에는, 설령 공선(空船)이어도 밸러스트 수를 채우고, 안정화시킨 상태에서 소형의 추가 프로펠러 또는 상용 프로펠러로 주행시킬 수 있다. 또한 필요한 경우, 추가 프로펠러 및 상용 프로펠러를 병용하는 것도 가능하다.
밸러스트 항해 시에 주로 추가 소형 덕트 프로펠러를 사용함으로써, 메인 프로펠러의 프로펠러 몰수율(沒水率)의 제한이 적어져, 상용 프로펠러의 프로펠러 직경을 종래의 설계 기준에 의한 프로펠러의 직경보다 크게 할 수 있다. 이로써 프로펠러 효율 상승이 가능해져, 약 5~7%의 효율 상승이 된다. 이렇게 하여, 보다 큰 직경의 상용 프로펠러 채용에 의해 프로펠러 효율이 상승하고, 동일 선속(船速)에 대하여 주기관의 필요출력은 감소하며, 이로써 큰 연비 개선이 된다.
한편, 본 발명에서는, 상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러가 선저보다 하방 및 그리고 상기 가로 방향 터널 높이 위치로 승강 가능하게 구성되어 있다.
상기 소형의 추가 프로펠러를 사용하여 항행하는 경우에는, 상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러를 선저보다 하방으로 돌출시켜 에너지 절약의 운항을 실시한다.
한편, 귀항 시 또는 출항 시에는, 상기 추가 프로펠러를 상기 가로 방향 터널 높이 위치로 상승시킴과 함께, 상기 가로 방향 터널을 따르는 방향으로 방향을 결정해두고, 해안 또는 부두에 상기 배를 접안(接岸) 또는 이안(離岸)시킬 때, 사이드 스러스터(side thruster)로 이용함으로써, 접안 또는 이안 시의 배를 조종하는 것이 극히 용이해진다.
상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이 위치에 있을 때에, 상기 추가 프로펠러 장치를, 상기 상하 터널의 안쪽으로 돌출되는 지지부에 고정 가능하게 구성할 수 있다.
배를 접안 또는 이안시킬 때에, 상기 추가 프로펠러를 가로 방향 터널의 높이 위치로 상승시킴과 함께, 상기 가로 방향 터널을 따르는 방향으로 방향을 결정하는 경우, 프로펠러의 회전에 따르는 수력 변동 및 그것에 유래하는 진동 요인이 크기 때문에, 안정적으로 상기 추가 프로펠러 장치를 고정하는 것이 바람직하다.
이 고정을 위해서는, 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이 위치에 있을 때 외에, 필요에 의해 추가 프로펠러가 선저보다 하방 위치에 있을 때에, 어느 경우에도, 상기 상하 터널의 안쪽으로 돌출되는 지지부를 형성해 두고, 그 지지부에 상기 추가 프로펠러 장치를 고정하는 구조로 함으로써, 상기 추가 프로펠러 장치의 안정된 고정이 가능해진다.
추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이 위치에 있을 때에, 상기 지지부에 상기 추가 프로펠러 장치를 고정하는 구조에서, 상기 지지부 상에 상기 추가 프로펠러 장치를 상방으로부터 프레스하여 고정하는 구조가 높은 고정 안정성을 나타내는 것이 된다. 그런데, 상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러가 선저보다 하방 및 상기 가로 방향 터널 높이 위치로 승강 가능하게 구성되므로, 상기 지지부로서, 예를 들면 전체 둘레에 걸친 플랜지(flange)에서는 상기 추가 프로펠러 장치의 승강을 할 수 없다.
따라서, 지지부로서 플랜지를 둘레 방향으로 복수 분할해 두고, 상기 추가 프로펠러 장치에는 바깥둘레부에 둘레 방향으로 복수 분할된 절결부를 가지며, 그 절결부를 가로질러 넘어 걸어멈춤부를 가지는 고정부를 형성해 두고, 상기 지지부 상호간에 상기 걸어멈춤부를 위치시킨 상태에서 상기 추가 프로펠러 장치를 끌어 올려, 그 후 상기 추가 프로펠러 장치를 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 회전시키고, 상기 걸어멈춤부를 플랜지 위치에 위치맞춤하고, 걸어멈춤부를 지지부에 적절한 고정 수단에 의해 상방으로부터 프레스하여 고정할 수 있다.
이로써 상기 추가 프로펠러 장치의 승강 및 고정이 가능해진다.
상기 상용 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 상용 운전 상태와, 추가 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 운전 상태를 선택 가능하게 할 수 있다.
상기 추가 프로펠러로는, 효율적인 추진을 실시하게 하는데 있어 덕트 프로펠러인 것이 바람직하다.
추가 프로펠러로서 덕트 프로펠러를 사용하면, 소형이어도 상대적으로 큰 추진력을 얻을 수 있다.
상기 추가 프로펠러 장치는, 그 프로펠러를 회전 구동하는 구동 수단을 가지고, 이 추가 프로펠러 장치와는 다른 선회 수단에 의해 상기 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 상하 터널 내의 수면의 변동을 감시 또는 검지하는 수면 검지 수단을 마련할 수 있다.
주기에 의해 상용 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 선박에, 선수부에 선저를 관통하는 상하 터널이 형성되고,
상기 상하 터널에 연통하여 가로 방향 터널이 형성되며,
상기 상하 터널 내에 프로펠러 및 그 구동 수단을 포함하는 추가 프로펠러 장치가 마련되고,
상기 상하 터널 내의 수면의 상방으로부터 상기 추가 프로펠러 장치를 매다는 후크 수단이 마련되며,
상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러가 선저보다 하방 및 상기 가로 방향 터널의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되고,
상기　후크 수단에 의해 매달린 상태에서, 상기 추가 프로펠러 장치가 상기 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되며,
상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이의 위치에 있을 때, 상기 가로 방향 터널을 따르도록 구성되어 있는 추가 프로펠러를 구비하는 배에 대해;
적하 상태에서는 상기 상용 프로펠러를 구동하여 추진하고, 짐을 싣지 않은 상태에서는 적어도 상기 추가 프로펠러를 구동하여 추진하는 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배의 운행 방법.
상기 추가 프로펠러를 상기 가로 방향 터널 높이 위치로 상승시켰을 때, 상기 가로 방향 터널을 따르는 방향으로 방향을 결정해 두고,
해안 또는 부두에 상기 배를 접안 또는 이안시키는 청구항 8에 기재된 배의 운행 방법.
그런데, 상기 상하 터널의 지름을 과도하게 크게 하는 것은 경제적이지 않다. 또한, 선회 수단을 상기 추가 프로펠러 장치에 삽입하면, 상기 상하 터널의 내경을 크게 할 수 밖에 없다.
이에 대하여, 상기 상하 터널 내의 수면의 상방으로부터 상기 추가 프로펠러 장치를 매다는 후크 수단을 마련해 두고, 상기　후크 수단에 의해 매달린 상태에서 상기 추가 프로펠러 장치를 상기 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 함으로써, 상기 상하 터널의 지름의 증대를 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 배의 운항 안전성을 손상시키지 않고 연료소비 저감을 도모할 수 있다. 또한, 부두 또는 해안에 대하여 출발과 도착 시에 배를 조종하는 것이 용이해진다.
도 1은 본 발명에 따른 추가 프로펠러 장치의 배치예의 개요 사시도이다.
도 2는 그 부분 측면도이다.
도 3은 선저 측으로부터의 저면도이다.
도 4는 추가 프로펠러 장치예의 개요도이다.
도 5는 추가 프로펠러 장치의 구조예의 종단면도이다.
도 6(a) 내지 (d)는 고정 수단예의 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 짐을 싣지 않은 운전 상태의 배의 개요 정면도이다.
도 8은 적하상태의 배의 개요 정면도이다.
도 9는 다른 고정 수단예의 부분 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 7 및 도 8은, 본 발명에 따른 배, 예를 들면 적하 상태의 상선(10), 예를 들면 화물선의 개요 측면도이다. 이 상선(10)에는, 디젤 기관 등의 주기(주기관)(12)에 의해 상용 프로펠러(메인 프로펠러)(11)를 구동하여 추진력을 얻는다.
도 2에도 참조되는 바와 같이, 선박에 추가 프로펠러(20) 및 그 구동 수단(22)을 포함하는 덕트 추가 프로펠러 장치(24)가 상하 방향 터널(30)을 따르는 형태로 마련되어 있다.
이 추가 프로펠러(20)는 상용 프로펠러(11)와는 다른 위치, 즉 도시한 선수영역에 배치된다.
또한, 선미(船尾) 측에는 브리지(brideg)(13)가 마련되고, 선수 방향뿐만 아니라 선미 방향 측도 감시할 수 있도록 창문(13A)이 형성되어 있다.
추가 프로펠러 장치(24)의 예가 주로 도 1, 도 4 및 도 5에 나타나 있다. 추가 프로펠러(20)의 구동 수단(22), 예를 들면 모터의 출력은, 주기(12)의 구동 수단의 출력의 25% 이하로 작은 것이다.
그리고, 상용 프로펠러(11)를 구동하여 추진력을 얻는 상용 운전 상태와, 추가 프로펠러(21)를 구동하여 추진력을 얻는 운전 상태를 선택 가능하게 되어 있다.
추가 프로펠러 장치(21)의 예를 설명하면, 구동 수단(22)으로는, 전기 모터, 유압모터 등 외에, 필요하다면 주기(주기관)(12)와 연결하여 구동력을 얻도록 할 수도 있다. 구동 수단(22)은 커버(22A)에 의해 수밀(水密) 구조로 하는 것이 바람직하다.
구동 수단(22)에 의한 출력축(23)의 회전 구동력은, 한 쌍의 베벨기어(25)를 통해 가로축(26)에 전달되어, 프로펠러의 주위에 덕트(21)를 가지는 추가 프로펠러(20)를 회전시키도록 구성되어 있다.
또한, 선저(10A)보다 하방의 덕트 추가 프로펠러 장치(24)를 포함하는 기기는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 선저(10A)의 밖으로 내뻗는 상태에 있지만, 통상의 항해 혹은 얕은 바다에서의 항해에서는 방해가 되므로, 선내로 끌어 들이는 것이 가능하다.
이러한 배 구조이면, 화물(R)의 적하 시에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 계획 만재 끽수에 가까운 끽수 상태에서, 주기(12)에 의해 상용 프로펠러(11)를 구동하여 운행한다.
짐을 내린 후에는, 특히 날씨가 온화한 날, 혹은 파도가 고요한 바다에서는, 선박의 항해 시의 안정성에 대해 과도하게 엄격하게 할 필요성이 적으므로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 끽수선을 내린 상태에서 소형의 추가 프로펠러(20)로 주행시킨다. 이 경우, 도 8의 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이 배의 진행 방향은 적절히 선택할 수 있고, 배의 진행 방향에 의해 브리지(13)에서 선수, 선미를 감시한다.
그 결과, 끽수선을 내림으로써, 외관상의 배수량이 저하되고, 외판의 물과의 접촉 면적이 작아져, 수선 면적 계수의 개선을 도모할 수 있어, 연료소비의 저감 효과가 큰 것이 된다.
또한, 소형의 추가 프로펠러(20)를 구동하므로, 구동 장치(22)의 출력은 작은 것으로 충분하고, 주기(12)의 구동 수단의 출력의 35% 이하, 특히 25% 이하, 특히 10%~5% 정도의 출력으로 항행할 수 있는 관점에서도 연료소비의 저감 효과가 큰 것이 된다. 날씨가 온화한 날(보퍼트 스케일(beaufort scale)로 0~3일)에서의 주행 속도는 5~10노트 정도로 충분하다.
해당 선박이 화물(R)을 만재한 후에 출항하고, 통상의 항해로 이행하는 경우에는, 상용 프로펠러(11)를 구동하고, 또는 추가 프로펠러(20)도 병용하여 깊은 끽수로 항해한다.
또한, 날씨가 나쁜 경우에는, 설령 공선이어도 밸러스트 수(BW)(밸러스트 수의 저류 공간은 도시하지 않는다.)를 채우고, 안정화시킨 상태에서 소형의 추가 프로펠러(20) 또는 상용 프로펠러(11)로 주행시킬 수 있다.
덕트 추가 프로펠러 장치(24)가, 상하 축선 주위로 회전 가능하면, 필요로 하는 운전 상태에서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 덕트 추가 프로펠러 장치(24)를 구동하여 선미 방향으로 추진할 수 있다.
또한, 덕트 추가 프로펠러 장치(24)에 의한 추진 방향을 선수 방향으로 할 수 있다. 그 때문에, 상용 프로펠러(11)에 대하여, 그 회전을 방지하는 프로펠러 공회전 방지 장치(11A)를 마련해 둘 수 있다.
한편, 본 발명예에서는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 선수부에 선저를 관통하는 상하 터널(30)이 형성되고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 그 상하 터널(30)에 연통하여 가로 방향 터널(32)이 형성되어 있다. 32A는 가로 방향 터널(32)의 보호 커버이다.
그리고, 상하 터널(30) 내에 프로펠러(20) 및 그 구동 수단(22)을 포함하는 추가 프로펠러 장치(24)가 마련되어 있다. 또한, 상기 상하 터널 내의 수면의 상방으로부터 상기 추가 프로펠러 장치를 매다는 후크 수단(도시하지 않음)이 마련되고, 추가 프로펠러 장치(24)는, 그 추가 프로펠러(20)가 선저(10A)보다 하방과, 가로 방향 터널(32)의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되어 있다.
또한, 상기　후크 수단에 의해 매달린 상태에서 상기 추가 프로펠러 장치(24)는, 그 추가 프로펠러(20)가 상하 터널(30)의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되어 있다.
그리고, 추가 프로펠러 장치(24)의 추가 프로펠러(20)가 가로 방향 터널(32)의 높이 위치에 있을 때, 추가 프로펠러(20)가 가로 방향 터널(32)을 따르도록 구성되어 있다.
추가 프로펠러(20)의 후크 수단, 또는 추가 프로펠러 장치(24)의 승강 시에는 적당한 수단을 이용할 수 있다.
간편하게는, 상하 터널(30)의 상방에 메인터넌스용 갑판(10C)에 또는 상갑판(10B)상의 데릭(derrick: 도시하지 않음)에 마련한 체인이나 실린더 등의 승강기(도시하지 않음)를 추가 프로펠러 장치(24)와 연결하여, 승강기에 의해 승강시키는 형태이다. 이 형태를 보다 이해할 수 있도록, 도 9에 모터 커버에 마련한 승강용 후크(50)의 부분을 나타내었다.
한편, 일본 공표특허 2002-544028과 같이, 상하 터널(30)의 내면에 혹은 이것에 연결한 샤프트를 따라 랙 레일(rack rail)을 마련하고, 추가 프로펠러 장치(24) 측에 피니언 및 그 구동 장치를 마련하며, 피니언을 랙 레일에 맞물리게 하고, 피니언 구동 장치에 의해 추가 프로펠러 장치(24)를 승강시키는 구성이어도 된다.
상술한 바와 같이, 상하 터널(30)의 지름을 과도하게 크게 하는 것은 경제적이지 않다. 그런데, 선회 수단을 추가 프로펠러 장치에 삽입하면, 상하 터널(30)의 지름을 크게 할 수 밖에 없다.
이에 대하여, 이 추가 프로펠러 장치와는 다른 선회 수단에 의해 추가 프로펠러 장치를 상하 터널(30)의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 함으로써, 상하 터널(30)의 지름의 증대를 방지할 수 있다.
이를 위한 선회 수단으로는, 체인이나 실린더 등의 승강기를, 추가 프로펠러 장치(24)를 매단 상태에서 상하 터널(30)의 상하 방향 중심선 주위로 선회하는 형태를 들 수 있다.
한편, 상하 터널(30) 내에 끼워 맞추는 선회용 지지통(도시하지 않음)을 마련하고, 예를 들면 선회용 지지통을, 그 상부 위치에 마련한 선회 구동 수단에 의해, 예를 들면 선회용 지지통 측과 선회 구동 수단 사이에 대향 배치한 맞물림 기어를　통해 구동하며, 선회용 지지통을 상하 터널(30)의 상하 방향 중심선 주위로 선회하도록 구성할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 배를 접안 또는 이안시킬 때에, 추가 프로펠러(20)를 가로 방향 터널(32)의 높이 위치로 상승시킴과 함께, 추가 프로펠러(20)를 가로 방향 터널(32)을 따르는 방향으로 방향을 결정하고, 사이드 스러스터, 즉 바우 스러스터(bow thruster)로 사용한다.
추가 프로펠러 장치(24)의 고정을 위해, 예를 들면 도 1, 도 5 및 도 6이 참조되는 바와 같이, 상하 터널(30)의 안쪽으로 돌출되는 지지부(30B, 30B)를 형성해 두고, 그 지지부(30B, 30B)에 추가 프로펠러 장치(24)를 고정하는 구조로 함으로써 추가 프로펠러 장치(24)의 안정된 고정이 가능해진다.
이 형태에서, 지지부(30B, 30B)에 추가 프로펠러 장치(24)를 고정하는 구조에서, 지지부(30B, 30B) 상에 추가 프로펠러 장치(24)를 상방으로부터 프레스하여 고정하는 구조가 높은 고정 안정성을 나타내는 것이 된다. 그런데, 추가 프로펠러 장치(24)는, 그 추가 프로펠러(20)가 선저(10A)보다 하방과, 가로 방향 터널(32)의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되므로, 지지부(30B, 30B)로서, 예를 들면 전체둘레에 걸치는 플랜지에서는 추가 프로펠러 장치(24)의 승강을 할 수 없다.
따라서, 지지부(30B, 30B)로서, 도 6(c)와 같이 상하 터널(30)의 안쪽으로 돌출되는 플랜지를 둘레 방향으로 복수 분할해 두고, 추가 프로펠러 장치(24)에는, 구동 수단(22) 및 모터 케이스(22A)의 고정 베이스(40)에 대해, 도 6(a)(b)와 같이 바깥둘레부에 둘레 방향으로 복수 분할된 절결부(40A, 40A)를 가지며, 그 절결부(40A, 40A)를 가로질러 넘어 걸어멈춤부(40B, 40B)를 가지는 고정부를 형성해 두고, 지지부(30B, 30B) 상호간에 걸어멈춤부(40B, 40B)를 위치시킨 상태에서 추가 프로펠러 장치(24)를 끌어 올려, 그 후, 추가 프로펠러 장치(24)를 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 회전시키고, 걸어멈춤부(40B, 40B)를 플랜지 위치에 위치맞춤하여, 걸어멈춤부(40B, 40B)를 지지부(30B, 30B)에 적절한 고정 수단에 의해 상방으로부터 프레스하여 고정할 수 있다.
이러한 형태에서, 추가 프로펠러(20)를 가로 방향 터널(32)을 따르는 방향으로 방향을 결정했을 때에, 상하 터널(30)의 상하 방향 중심선 주위의 위치도 결정되는 형태로서, 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지부(30B, 30B)의 단부(端部)에 스토퍼(30D, 30D)를 형성해 두면, 추가 프로펠러 장치(24)를 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 회전시키고, 고정 베이스(40)를 회전시킬 때, 그 걸어멈춤부(40B, 40B)가 지지부(30B, 30B)의 단부의 스토퍼(30D, 30D)에 부딪치도록 할 수 있다.
또한, 걸어멈춤부(40B, 40B)의 하면(下面)으로부터 돌출되어 원추 핀(40C)을 형성하고, 이것에 대응하여, 지지부(30B, 30B)에 테이퍼(taper) 형상의 끼워 넣음 구멍(30E)을 형성해 두면, 원추 핀(40C)이 끼워 넣음 구멍(30E)에 들어가므로, 고정 베이스(40)의 둘레 방향의 위치 결정을 실시하게 할 수 있다.
한편, 걸어멈춤부(40B, 40B)를 지지부(30B, 30B)에 상방으로부터 프레스하여 고정하는 고정 수단으로는, 적절한 형태를 채용할 수 있다.
고정 수단(60)의 제1 예는, 도 4 및 도 5에 나타나는 바와 같이, 예를 들면 편심원 캠(61)을 걸어멈춤부(40A) 상에 마련하고, 이 편심원 캠(61)을 예를 들면 지지대(10D)에 고정한 구동 모터(62)의 회전 구동력을, 기어 박스(63)를 통해 편심원 캠(61)에 회전력으로서 전달시키는 것이다.
걸어멈춤부(40B, 40B)를 지지부(30B, 30B)에 위치맞춤한 후, 편심원 캠(61)에 의해 프레스하는 힘으로서 작용시키는 경우에, 편심원 캠(61)을 그 작용점이 하방이 되도록 회전시킨다. 떼어내는 경우는, 반대의 조작을 실시한다.
고정 수단(60)의 제2 예는, 도 9에 나타나는 바와 같이, 예를 들면 토글 (toggle) 기구를 채용한 예이다.
즉, 상하 터널(30) 또는 지지부(30B)에 마련한 브래킷(64)에, 프레싱 암(pressing arm)(65)을 연결하고, 다른 쪽에서 상하 터널(30)에 브래킷(66)을 마련하며, 신축(伸縮) 실린더(67)의 선단을, 프레싱 암(65)과의 사이에서는 링크(68)에 의해 연결하고, 브래킷(66) 사이에서는 링크(69)에 의해 연결한 것이다.
이 예에서는, 걸어멈춤부(40B, 40B)를 지지부(30B, 30B)에 위치맞춤한 후, 신축 실린더(67)의 피스톤 로드를 신장시켜, 토글 기구를 통해 프레싱 암(65)의 타단부를 걸어멈춤부(40B)에 강하게 가압하는 것이다.
또한, 추가 프로펠러 장치(24)의 추가 프로펠러(20)가 선저보다 하방 위치에 있을 때에는, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상하 터널(30)의 하단부에 형성한 안쪽으로 돌출되는 지지부(30F)에, 상술한 예의 구조와 같이 고정 베이스(40)를 고정할 수 있다.
또한, 필요하다면, 선미 측의 추가 프로펠러 장치(24A)에 대해서는, 배의 중심선을 경계로 하여 좌우에 마련할 수도 있다. 선미 측의 좌우에 추가 프로펠러 장치(24A, 24A)를 마련함으로써 배를 조종하는 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 사이드 스러스터로서 이용 시에 해안에 도착하는 것이 보다 한층 간단해진다.
한편, 선미 측의 추가 프로펠러 장치(24A)의 설치는 실시하지 않아도 된다. 대신에, 스턴 사이드 스러스터(stern side thruster)를 마련할 수도 있다. 또한, 스턴 사이드 스러스터로는, 선미(stern) 측의 배의 중심축에는 기관실 등이 있으므로, 상하 터널(30)을 형성할 수는 없다. 따라서, 스턴 사이드 스러스터를 마련하는 경우에는, 상술한 바와 같이, 배의 중심축을 사이에 두고 좌우에 2개의 스턴 사이드 스러스터를 마련하게 된다.
또한, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명예에서는 상하 터널(30) 내에 물이 들어가게 된다. 그런데, 상하 터널(30) 내의 (해)수면(WL)은 파도의 영향을 거의 받지 않는다. 따라서, 상하 터널(30) 내의 (해)수면(WL)을 적당한 검출기(도시하지 않음)에 의해 검출하여, 도 2에 개요를 나타내는 바와 같이, 현재의 끽수를 파악 또는 감시할 수 있다.
본 발명은, 일반화물선 외에, 컨테이너선, 탱커, LNG선, 자동차운반선, 벌크화물선, 여객화물선 등에 대해 적용가능하다.
10: 배 10A: 선저
11: 상용 프로펠러(메인 프로펠러) 12: 주기(주기관: 구동 수단)
20: 추가 프로펠러 21: 덕트
22: 구동 수단 22A: 커버
24: 추가 프로펠러 장치 30: 상하 터널
30B: 지지부 30D: 스토퍼
30F: 지지부 32: 가로 방향 터널
40: 고정 베이스 40B: 걸어멈춤부
60: 고정 수단 61: 편심원 캠
67: 신축 실린더 WL: (해)수면

Claims (8)

  1. 주기(主機)에 의해 상용 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 선박에, 선수부(船首部)에 선저(船底)를 관통하는 상하 터널이 형성되고,
    상기 상하 터널에 연통하여 가로 방향 터널이 형성되며,
    상기 상하 터널 내에 프로펠러 및 그 구동 수단을 포함하는 추가 프로펠러 장치가 마련되고,
    상기 상하 터널 내의 수면의 상방으로부터 상기 추가 프로펠러 장치를 매다는 후크 수단이 마련되며,
    상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러가 선저보다 하방 및 상기 가로 방향 터널의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되고,
    상기　후크 수단에 의해 매달린 상태에서, 상기 추가 프로펠러 장치가 상기 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되며,
    상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이 위치에 있을 때, 상기 가로 방향 터널을 따르도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이 위치에 있을 때에, 상기 추가 프로펠러 장치를 상기 상하 터널의 안쪽으로 돌출되는 지지부에 고정 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 선저보다 하방 위치에 있을 때에, 상기 추가 프로펠러 장치를 상기 상하 터널의 안쪽으로 돌출되는 지지부에 고정 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배.
  4. 상기 상용 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 상용 운전 상태와, 추가 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 운전 상태를 선택 가능하게 된 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 추가 프로펠러는 덕트 프로펠러인 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상하 터널 내의 수면의 변동을 감시 또는 검지하는 수면 검지 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배.
  7. 주기에 의해 상용 프로펠러를 구동하여 추진력을 얻는 선박에, 선수부에 선저를 관통하는 상하 터널이 형성되고,
    상기 상하 터널에 연통하여 가로 방향 터널이 형성되며,
    상기 상하 터널 내에 프로펠러 및 그 구동 수단을 포함하는 추가 프로펠러 장치가 마련되고,
    상기 상하 터널 내의 수면의 상방으로부터 상기 추가 프로펠러 장치를 매다는 후크 수단이 마련되며,
    상기 추가 프로펠러 장치는, 그 추가 프로펠러가 선저보다 하방 및 상기 가로 방향 터널의 높이 위치로 승강 가능하게 구성되고,
    상기　후크 수단에 의해 매달린 상태에서, 상기 추가 프로펠러 장치가 상기 상하 터널의 상하 방향 중심선 주위로 선회 가능하게 마련되며,
    상기 추가 프로펠러 장치의 추가 프로펠러가 상기 가로 방향 터널 높이의 위치에 있을 때, 상기 가로 방향 터널을 따르도록 구성되어 있는 추가 프로펠러를 구비하는 배에 대해;
    적하(積荷) 상태에서는 상기 상용 프로펠러를 구동하여 추진하고, 짐을 싣지 않은 상태에서는 적어도 상기 추가 프로펠러를 구동하여 추진하는 것을 특징으로 하는 추가 프로펠러를 구비하는 배의 운행 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추가 프로펠러를, 상기 가로 방향 터널의 높이 위치로 상승시켰을 때, 상기 가로 방향 터널을 따르는 방향으로 방향을 결정해 두고,
    해안 또는 부두에 상기 배를 접안(接岸) 또는 이안(離岸)시키는 것을 특징으로 하는 배의 운행 방법.
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