KR20200034323A - 바우 스러스터 장치 - Google Patents

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KR20200034323A
KR20200034323A KR1020180113978A KR20180113978A KR20200034323A KR 20200034323 A KR20200034323 A KR 20200034323A KR 1020180113978 A KR1020180113978 A KR 1020180113978A KR 20180113978 A KR20180113978 A KR 20180113978A KR 20200034323 A KR20200034323 A KR 20200034323A
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tunnel
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bow thruster
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KR1020180113978A
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박종우
송지수
양희준
박경령
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삼성중공업 주식회사
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    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

바우 스러스터 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 바우 스러스터 장치는 선체에 대해 폭방향으로 추력을 제공하는 바우 스러스터 장치로서, 유체가 이동하도록 상기 선체를 폭방향으로 관통하여 형성되는 터널부; 상기 터널부 내부에 배치되는 프로펠러; 상기 프로펠러가 회전하도록 구동력을 제공하는 메인구동부; 상기 선체의 우현측에서 상기 터널부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 선체에 대해 폭방향으로 출몰동작하는 제1출몰부재; 및 상기 선체의 좌현측에서 상기 터널부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 선체에 대해 폭방향으로 출몰동작하는 제2출몰부재를 포함한다.

Description

바우 스러스터 장치{Bow thruster apparatus}
본 발명은 바우 스러스터 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 바우 스러스터 장치는 선박의 선체 선수부(bow)에 마련되어 선체의 폭방향으로 추력을 제공할 수 있다.
예컨대, 바우 스러스터 장치(50)는 도 1과 같이 터널부(51) 및 프로펠러(52)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 1은 종래의 바우 스러스터 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 1에서는 +X축방향이 선체의 선수방향을 나타내고, 선체의 일부가 도시되어 있다.
터널부(51)는 양측이 개방되게 선체(10)를 폭방향(예컨대, 도 1에서 Y축방향)으로 관통하여 형성될 수 있다. 프로펠러(52)는 터널부(51) 내부에 설치되고 정회전 또는 역회전할 수 있다.
이 경우, 선체(10) 외부의 유체는 프로펠러(52)의 회전에 의해 터널부(51)의 개방된 일측으로 유입되어 터널부(51) 내부를 이동하고, 터널부(51)의 개방된 타측을 통해 터널부(51) 외부로 배출될 수 있다. 이때, 터널부(51)에서 배출되는 유체에 의한 배출유동(F)은 선체(10)의 폭방향, 즉 선체(10)의 우현측 또는 좌현측을 향해 배출되며 선체(10)에 대해 추력을 제공할 수 있다.
이러한 바우 스러스터 장치(50)는 선체(10)가 안벽에 접안하거나 이안할 때 또는 좁은 수로를 운항할 때 선체(10)의 조종 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 선체(10)는 좁은 수로를 운항할 때 저속으로 전진하며 바우 스러스터 장치(150)를 작동시킬 수 있다. 이 경우, 선체(10)의 외측벽에는 선체(10) 외부의 유체가 선체(10)의 선수에서 선미를 향한 방향, 즉 선체(10)의 길이방향(예컨대, 도 1에서 볼 때 X축방향)으로 이동하는 외부유동(S)이 발생할 수 있다. 이러한 외부유동(S)은 터널부(51)에서 배출되는 배출유동(F)과 간섭될 수 있다.
예컨대, 선체(10)의 우현측을 향한 배출유동(F)은 도 1과 같이 선체(10)의 우현측에서 이동하는 외부유동(S)과 간섭될 수 있다. 이 경우, 배출유동(F)은 외부유동(S)에 의해 그 배출방향을 선체(10)의 우현측으로 유지하지 못하고, 선체(10)의 외측벽, 즉 선체(10)의 길이방향을 따라 이동할 수 있다.
이때, 선체(10)의 우현측의 압력은 선체(10)의 우현측과 좌현측의 유동의 차이에 의해, 선체(10)의 좌현측의 압력보다 작아지고, 이러한 압력차이로 인해 선체(10)에는 배출유동(F)이 선체(10)에 제공하는 추력의 반대방향으로 압력이 작용할 수 있다.
따라서, 종래 바우 스러스터 장치는 선체가 저속으로 운항할 때 외부유동에 의해 추력이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 선체가 운항할 때 추력을 선체의 폭방향으로 효과적으로 제공할 수 있는 바우 스러스터 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 대해 폭방향으로 추력을 제공하는 바우 스러스터 장치로서, 유체가 이동하도록 상기 선체를 폭방향으로 관통하여 형성되는 터널부; 상기 터널부 내부에 배치되는 프로펠러; 상기 프로펠러가 회전하도록 구동력을 제공하는 메인구동부; 상기 선체의 우현측에서 상기 터널부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 선체에 대해 폭방향으로 출몰동작하는 제1출몰부재; 및 상기 선체의 좌현측에서 상기 터널부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 선체에 대해 폭방향으로 출몰동작하는 제2출몰부재를 포함하는, 바우 스러스터 장치가 제공될 수 있다.
상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재는 각각 상기 선체가 설정선속 이하로 운항할 때 상기 선체에 대해 돌출되고, 상기 선체가 정지하거나 상기 설정선속을 초과하여 운항할 때 상기 선체에 대해 삽입될 수 있다.
상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재의 각 횡단면은 원형으로 제공될 수 있다.
상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재의 각 횡단면은 반원형으로 제공될 수 있다.
상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재는 각각 상기 터널부에 대해 전방측에 배치될 수 있다.
상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재는 각각 상기 터널부에 대해 후방측에 배치될 수 있다.
상기 제1출몰부재가 폭방향으로 출몰동작하도록 구동력을 제공하는 제1보조구동부; 및 상기 제2출몰부재가 폭방향으로 출몰동작하도록 구동력을 제공하는 제2보조구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1보조구동부는 일단부가 상기 선체에 지지되고 타단부가 상기 제1출몰부재에 지지되면, 폭방향으로 신축동작하는 제1신축부재를 포함하고, 상기 제2보조구동부는 일단부가 상기 선체에 지지되고 타단부가 상기 제2출몰부재에 지지되며, 폭방향으로 신축동작하는 제2신축부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선체에 대해 출몰동작하는 제1출몰부재 및 제2출몰부재를 통해 터널부에서 폭방향으로 배출되는 배출유동이 선체의 외측벽을 따라 선체의 선수측에서 선미측을 이동하는 외부유동과 간섭되는 것이 저감되어, 선체에 대해 추력을 효과적으로 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 바우 스러스터 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터 장치가 설치된 선체의 일부를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 A를 확대한 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 CC선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바우 스러스터 장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 제1출몰부재 배치구조의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터 장치가 설치된 선체의 일부를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 A를 확대한 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 도 BB선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 CC선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
참고로, 도 2 내지 도 5에서는 +X축방향이 선체의 선수방향을 나타내고, 도 5에서는 제1출몰부재 및 제2출몰부재가 선체에서 돌출된 상태가 도시되어 있고, 메인구동부가 생략되어 도시되어 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(100)는 터널부(110), 프로펠러(120), 메인구동부(130), 제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)를 포함한다.
본 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(100)는 선체(10)에 형성되어, 선체(10)에 대해 폭방향으로 추력을 제공한다.
터널부(110)는 선체(10)를 폭방향(예컨대, 도 4에서 볼 때 Y축방향)으로 관통하여 형성된다. 터널부(110)는 양측이 개방될 수 있다. 예컨대, 터널부(110)는 도 3 및 도 4와 같이 횡단면이 원형으로 형성되어, 선체(10)의 우현측에서 좌현측으로 연장되는 파이프 형태로 제공될 수 있다.
터널부(110)는 도 2 및 도 3과 같이 선체(10)의 선저부에 배치될 수 있다. 이 경우, 터널부(110)는 해수면 아래에 위치할 수 있다.
터널부(110)에는 유체가 이동한다. 이때, 터널부(110)는 선체(10) 외부의 유체, 예컨대 해수가 후술하는 프로펠러(120)의 회전에 의해 유입되어 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
프로펠러(120)는 터널부(110) 내부에 배치된다.
메인구동부(130)는 프로펠러(120)가 회전하도록 구동력을 제공한다.
예컨대, 메인구동부(130)는 도 4와 같이 메인모터(131)를 포함할 수 있다.
이 경우, 메인모터(131)의 메인구동샤프트(미도시)는 터널부(110) 내부를 향해 연장되는 스트럿(132) 내부에 지지될 수 있다. 스트럿(132)은 터널부(110) 내부에 형성되는 포드(133)와 연결될 수 있다.
프로펠러(120)의 회전샤프트(121)는 적어도 일부가 포드(133) 내부에 지지될 수 있다. 메인구동샤프트와 회전샤프트(121)는 포드(133) 내부에서 베벨기어(미도시)를 매개로 연결될 수 있다. 이 경우, 메인모터(131)에 의해 회전하는 메인구동샤프트는 베벨기어를 매개로 회전샤프트(121)를 회전시키고, 프로펠러(120)는 회전샤프트(121)를 따라 회전할 수 있다.
이때, 프로펠러(120)는 메인모터(131)의 작동에 따라 일방향으로 회전하거나 타방향으로 회전할 수 있다. 이 경우, 선체(10)의 주변의 유체는 프로펠러(120)의 회전에 따라 터널부(110)를 통해 선체(10)의 폭방향으로 배출될 수 있다.
다시 말해, 선체(10)의 주변의 유체는 터널부(110) 좌측, 즉 선체(10)의 좌현측에서 터널부(110) 내부로 유입되어 터널부(110) 우측, 즉 선체(10)의 우현측에서 터널부(110) 외부로 배출되거나, 터널부(110) 우측, 즉 선체(10)의 우현측에서 터널부(110) 내부로 유입되어 터널부(110) 좌측, 선체(10)의 좌현측에서 터널부(110) 외부로 배출될 수 있다.
이와 같이 터널부(110)에서 배출되는 유체의 의한 배출유동(F)은 선체(10)에 대해 폭방향, 즉 선체(10)의 좌현측 또는 우현측으로 추력을 제공할 수 있다.
예컨대, 터널부(110)에서 배출되는 배출유동(F)은 도 5와 같이 선체(10)의 우현측으로 배출될 수 있다. 이 경우, 배출유동(F)은 선체(10)에 대해 선체(10)의 좌현측으로 추력을 제공할 수 있다.
제1출몰부재(140)는 도 3 및 도 5와 같이 선체(10)의 우현측에서 터널부(110)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된다. 이때, 제1출몰부재(140)는 터널부(110) 외측벽의 적어도 일부를 감싸도록 선체(10)에 형성될 수 있다.
제1출몰부재(140)는 터널부(110)의 연장방향, 즉 선체(10)의 폭방향으로 연장될 수 있다.
본 실시예에서, 제1출몰부재(140)의 횡단면은 도 3과 같이 원형으로 제공될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140)는 터널부(110) 외측벽을 둘러싸는 원형 파이프 형태로 제공될 수 있다.
제1출몰부재(140)는 선체(10)에 대해 폭방향으로 출몰동작한다. 다시 말해, 제1출몰부재(140)는 터널부(110) 외부의 선체(10)에 선체(10)의 우현측으로 출몰동작하도록 형성될 수 있다.
예컨대, 선체(10)에는 도 5와 같이 제1출몰부재(140)가 삽입되는 제1삽입홈(141)이 형성될 수 있다. 제1삽입홈(141)은 선체(10)의 우현측 측벽에서 선체(10) 내부를 향해 오목하게 형성되고, 선체(10)의 우현측을 향해 개방되게 형성될 수 있다.
이때, 제1삽입홈(141)은 제1출몰부재(140)에 대응하여 횡단면이 원형이며 터널부(110)를 둘러싸도록 제공되고, 터널부(110)의 연장방향, 즉 선체(10)의 폭방향으로 연장 형성될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140)는 선체(10)의 폭방향으로 이동하며 제1삽입홈(141) 외부로 돌출되거나 제1삽입홈(141) 내부로 삽입될 수 있다.
제1출몰부재(140)는 선체(10)의 폭방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 형성될 수 있다.
예컨대, 제1삽입홈(141)의 내측벽에는 선체(10)의 폭방향으로 연장되는 슬라이딩홈(미도시)이 형성될 수 있다. 제1출몰부재(140)의 슬라딩홈을 향한 측부에는 슬라이딩홈에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩돌기(미도시)가 형성될 수 있다.
이와 같은 제1출몰부재(140)는 선체(10)의 운항상태에 따라 출몰동작할 수 있다.
보다 상세히, 제1출몰부재(140)는 선체(10)가 설정선속 이하로 운항할 때 선체(10)에 대해 돌출될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140)는 선체(10)의 우현측 측벽에 대해 돌출될 수 있다.
여기서, 설정선속은 선체(10)가 항만 근처나 좁은 수로와 같은 지역을 운항할 때 터널부(110)에서 배출되는 배출유동(F)이 제공하는 추력에 의해 선체(10)의 진행방향이 조정될 수 있는 선속으로, 선체(10)가 주로 운항하는 설계선속보다 작을 수 있다. 이러한 설정선속은 다양한 모형실험 또는 수치해석 등의 방법을 통해 결정될 수 있다.
선체(10)가 설정선속 이하로 운항하는 과정에서, 선체(10)의 외측벽에는 선체(10) 외부의 유체가 선체(10)의 선수에서 선미를 향한 방향, 즉 선체(10)의 길이방향(예컨대, 도 5에서 볼 때 X축방향)으로 이동하는 외부유동(S)이 발생하고, 이러한 외부유동(S)은 터널부(110)를 향할 수 있다.
이때, 선체(10)에 대해 돌출된 제1출몰부재(140)는 도 5와 같이 터널부(110)를 향하는 외부유동(S)을 차단하며, 터널부(110)에서 선체(10)의 우현측으로 배출되는 배출유동(F)을 선체(10)의 폭방향, 즉 선체(10)의 우현측으로 가이드하여, 외부유동(S)이 배출유동(F)과 간섭되는 것을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 배출유동(F)은 제1출몰부재(140)에 의해 그 배출방향을 폭방향으로 효과적으로 유지하고, 선체(10)에 대해 효과적으로 추력을 제공할 수 있다.
또는, 제1출몰부재(140)는 선체(10)가 정지하거나 설정선속을 초과하여 운항할 때 선체(10)에 대해 삽입될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140)는 외부 구조물과 충돌하는 것이 방지되거나 운항하는 선체(10)에 대한 저항을 저감시킬 수 있다.
제1출몰부재(140)는 제1보조구동부(미도시)의 구동력에 의해 선체(10)의 폭방향, 즉 선체(10)의 우현측으로 출몰동작할 수 있다.
일례로, 제1보조구동부는 도시되지 않았지만, 제1신축부재를 포함할 수 있다
제1신축부재의 일단부는 선체에 지지되고, 제1신축부재의 타단부는 제1출몰부재에 지지될 수 있다. 이 경우, 제1신축부재는 선체에 대해 제1출몰부재를 지지할 수 있다.
제1신축부재는 폭방향으로 신축동작할 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재는 제1신축부재가 신장동작할 때 선체의 폭방향으로 이동하여 선체 외부로 돌출되고, 제1신축부재가 수축동작할 때 선체의 폭방향으로 이동하여 선체 내부로 삽입될 수 있다.
예컨대, 제1신축부재는 유압 또는 공압에 의해 신축동작할 수 있다.
대안적으로, 제1보조구동부는 도시되지 않았지만, 랙-피니언 구조와 같이 제1출몰부재가 폭방향으로 이동하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
제2출몰부재(160)는 도 5와 같이 선체(10)의 좌현측에서 터널부(110)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된다.
참고로, 본 실시예에서 제2출몰부재(160)는 제1출몰부재(140)와 배치위치에서 차이가 있고, 구조 및 작동 메커니즘에서 있어 실질적으로 동일하여 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서, 제2출몰부재(160)의 횡단면은 원형으로 제공될 수 있다.
제2출몰부재(160)는 선체(10)에 대해 폭방향으로 출몰동작한다. 다시 말해, 제2출몰부재(160)는 터널부(110) 외부의 선체(10)에 선체(10)의 좌현측으로 출몰동작하도록 형성될 수 있다.
예컨대, 선체(10)에는 도 5와 같이 제2출몰부재(160)가 삽입되는 제2삽입홈(161)이 형성될 수 있다. 제2삽입홈(161)은 선체(10)의 좌현측 측벽에서 선체(10) 내부를 향해 오목하게 형성되고, 선체(10)의 좌현측을 향해 개방되게 형성될 수 있다.
이때, 제2삽입홈(161)은 제2출몰부재(160)에 대응하여 횡단면이 원형이며 터널부(110)를 둘러싸도록 제공되고, 터널부(110)의 연장방향, 즉 선체(10)의 폭방향으로 연장 형성될 수 있다. 이 경우, 제2출몰부재(160)는 선체(10)의 폭방향으로 이동하며 제2삽입홈(161) 외부로 돌출되거나 제2삽입홈(161) 내부로 삽입될 수 있다.
제2출몰부재(160)는 선체(10)의 폭방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 형성될 수 있다.
이와 같은 제2출몰부재(160)는 선체(10)의 운항상태에 따라 출몰동작할 수 있다.
보다 상세히, 제2출몰부재(160)는 선체(10)가 설정선속 이하로 운항할 때 선체(10)에 대해 돌출될 수 있다. 이 경우, 제2출몰부재(160)는 선체(10)의 좌현측 측벽에 대해 돌출될 수 있다.
이때, 선체(10)에 대해 돌출된 제2출몰부재(160)는 터널부(110)를 향하는 외부유동(S)을 차단하며, 터널부(110)에서 선체(10)의 좌현측으로 배출되는 배출유동(미도시)을 선체(10)의 폭방향, 즉 선체(10)의 좌현측으로 가이드하여, 외부유동(S)이 배출유동과 간섭되는 것을 감소시킬 수 있다.
또는, 제2출몰부재(160)는 선체(10)가 정지하거나 설정선속을 초과하여 운항할 때 선체(10)에 대해 삽입동작할 수 있다.
제2출몰부재(160)는 제2보조구동부(미도시)의 구동력에 의해 선체(10)의 폭방향, 즉 선체(10)의 좌현측으로 출몰동작할 수 있다.
일례로, 제2보조구동부는 도시되지 않았ㅈ디만, 제2신축부재를 포함할 수 있다.
제2신축부재의 일단부는 선체에 지지되고, 제2신축부재의 타단부는 제2출몰부재에 지지될 수 있다.
제2신축부재는 폭방향으로 신축동작할 수 있다. 이 경우, 제2출몰부재는 제2신축부재가 신장동작할 때 선체의 폭방향으로 이동하여 선체 외부로 돌출되고, 제2신축부재가 수축동작할 때 선체의 폭방향으로 이동하여 선체 내부로 삽입될 수 있다.
대안적으로, 제2보조구동부는 도시되지 않았지만, 랙-피니언 구조와 같이 제2출몰부재가 폭방향으로 이동하도록 구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.
제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 도 5와 같이 선체(10)가 설정선속 이하로 운항할 때 모두 선체(10)에 대해 돌출될 수 있다. 또는, 제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 선체(10)가 설정선속 이하로 운항할 때 배출유동(F)의 배출방향에 대응하여 어느 하나가 돌출동작할 수 있다.
앞서 살핀 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(100)는 선체(10)에 대해 출몰동작하는 제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)를 통해 터널부(110)에서 폭방향으로 배출되는 배출유동(F)이 선체(10)의 외측벽을 따라 선체(10)의 선수측에서 선미측을 이동하는 외부유동(S)과 간섭되는 것이 저감되어, 선체(10)에 대해 추력을 효과적으로 제공할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 6 내지 도 8에서는 +X축방향이 선수방향을 나타내고, 메인구동부가 생략되어 도시되어 있다.
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(100)의 작동을 설명한다.
본 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(100)는 제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)가 선체(10)가 설정선속 이하로 운항할 때 모두 돌출될 수 있다.
참고로, 본 작동예에서는 프로펠러(120)의 회전에 의해 터널부(110)에서 배출되는 배출유동(F)이 선체(10)의 우현측을 향하는 경우를 예를 들어 설명하나, 이에 국한되지 않는다.
도 6을 참조하면, 선체(10)는 정지한 상태에서 선체(10)의 폭방향으로 이동할 수 있다. 예컨대, 선체(10)는 정지한 상태에서 안벽(미도시)에 접근할 수 있다.
이때, 프로펠러(120)는 메인구동부(미도시)의 구동력에 의해 회전하고, 터널부(110)는 유체를 폭방향, 즉 선체(10)의 우현측으로 배출할 수 있다. 이 경우, 선체(10)의 우현측으로 배출되는 배출유동(F)은 선체(10)에 대해 좌현측으로 추력을 제공할 수 있다.
제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 모두 선체(10)에 대해 삽입될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 선체(10)가 안벽에 접근하는 과정에서 안벽과 충돌하는 것이 방지될 수 있다.
도 7을 참조하면, 선체(10)는 설정선속 이하로 운항하며 진행방향이 조정될 수 있다. 예컨대, 선체(10)는 좁은 수로를 설정선속 이하로 운항할 수 있다.
이때, 프로펠러(120)는 메인구동부(미도시)의 구동력에 의해 회전하고, 터널부(110)는 유체를 폭방향, 즉 선체(10)의 우현측으로 배출할 수 있다. 이 경우, 선체(10)의 우현측으로 배출되는 배출유동(F)은 선체(10)에 대해 좌현측으로 추력을 제공할 수 있다.
제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 모두 선체(10)에 대해 돌출될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140)는 선체(10)의 우현측으로 배출되는 배출유동(F)이 외부유동(S)과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 선체(10)는 설정선속을 초과하여 운항할 수 있다. 예컨대, 선체(10)는 설정항로를 따라 설계선속으로 운항할 수 있다.
이때, 프로펠러(120)는 메인구동부(미도시)의 작동이 중지되어 회전이 중지되고, 터널부(110)는 유체를 배출하지 않을 수 있다.
제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 모두 선체(10)에 대해 삽입될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(140) 및 제2출몰부재(160)는 선체(10)에 대한 저항을 저감시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 바우 스러스터 장치를 나타내는 도면이다.
참고로, 도 9에서는 +X축방향이 선체의 선수방향을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(200)는 터널부(110), 프로펠러(미도시), 메인구동부(미도시), 제1출몰부재(240) 및 제2출몰부재(미도시)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 터널부(110), 프로펠러 및 메인구동부는 앞선 실시예의 터널부(도 4의 110), 프로펠러(도 4의 120) 및 메인구동부(도 4의 130)와 실질적으로 동일하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 바우 스러스터 장치(200)는 제1출몰부재(240) 및 제2출몰부재(미도시)의 구조에 있어 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점을 설명한다.
본 실시예에 따른 제1출몰부재(240)는 도 9와 같이 횡단면이 반원형으로 제공될 수 있다. 이 경우, 제1출몰부재(240)는 선체(10)의 우현측에 배치되어, 터널부(110)의 외측벽 중 절반을 감싸는 반원형 파이프 형태로 제공될 수 있다.
일례로, 제1출몰부재(240)는 도 9와 같이 터널부(110)에 대해 전방측에 배치될 수 있다.
이 경우, 선체(10)에 대해 돌출된 제1출몰부재(240)는 터널부(110)의 전방측에서 터널부(110)를 향하는 외부유동(미도시)을 차단하며, 선체(10)의 우현측으로 배출되는 배출유동(미도시)을 선체(10)의 우현측으로 가이드할 수 있다.
나아가, 제1출몰부재(240) 선체(10)의 전방을 향해 볼록한 곡면 형상을 가짐으로써, 선체(10)가 운항할 때 외부유동에 의한 저항을 저감할 수 있다.
대안적으로, 제1출몰부재(240') 도 10과 같이 터널부(110)에 대해 후방측에 배치될 수 있다. 참고로, 도 10은 도 9의 제1출몰부재의 배치구조의 일 변형례를 나타내는 도면이고, 도 10에서는 +X축방향이 선체의 선수방향을 나타낸다.
이 경우, 선체(10)에 대해 돌출된 제1출몰부재(240')는 터널부(110)의 후방측에서 선체(10)의 우현측으로 배출되는 배출유동(F)을 선체(10)의 우현측으로 가이드할 수 있다.
나아가, 제1출몰부재(240')는 선체(10)의 후방을 향해 오목한 곡면 형상을 가짐으로써, 배출유동을 가두어 보다 효과적으로 가이드할 수 있다.
본 실시예에 따른 제2출몰부재는 도시되지 않았지만, 횡단면이 반원형으로 제공될 수 있다. 이 경우, 제2출몰부재는 선체의 좌현측에 배치되어, 터널부의 외측벽 중 절반을 감싸는 반원형 파이프 형태로 제공될 수 있다.
참고로, 본 실시예에서 제2출몰부재는 제1출몰부재(140)와 배치위치에서 차이가 있고, 구조 및 작동 메커니즘에서 있어 실질적으로 동일하여 그 상세한 설명을 생략한다.
일례로, 제2출몰부재는 터널부에 대해 전방측에 배치될 수 있다.
대안적으로, 제2출몰부재는 터널부에 대해 후방측에 배치될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선체
100, 200: 바우 스러스터 장치
110: 터널부
120: 프로펠러
130: 메인구동부
140, 240, 240': 제1출몰부재
141: 제1삽입홈
160: 제2출몰부재
161: 제2삽입홈

Claims (4)

  1. 선체에 대해 폭방향으로 추력을 제공하는 바우 스러스터 장치로서,
    유체가 이동하도록 상기 선체를 폭방향으로 관통하여 형성되는 터널부;
    상기 터널부 내부에 배치되는 프로펠러;
    상기 프로펠러가 회전하도록 구동력을 제공하는 메인구동부;
    상기 선체의 우현측에서 상기 터널부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 선체에 대해 폭방향으로 출몰동작하는 제1출몰부재; 및
    상기 선체의 좌현측에서 상기 터널부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 선체에 대해 폭방향으로 출몰동작하는 제2출몰부재를 포함하는, 바우 스러스터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재는 각각 상기 선체가 설정선속 이하로 운항할 때 상기 선체에 대해 돌출되고, 상기 선체가 정지하거나 상기 설정선속을 초과하여 운항할 때 상기 선체에 대해 삽입되는, 바우 스러스터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재의 각 횡단면은 원형으로 제공되는, 바우 스러스터 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1출몰부재 및 상기 제2출몰부재의 각 횡단면은 반원형으로 제공되는, 바우 스러스터 장치.
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