KR20210004497A - 쇄빙선 - Google Patents

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Abstract

쇄빙선이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 쇄빙선은 선체; 상기 선체의 선미부에 배치된 포드 추진기; 상기 선체의 선미부의 저부에 상기 선체의 길이 방향으로 연장되고, 상기 포드 추진기의 전방에 배치되는 스케그; 및 결빙 해역에서 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 끼지 않도록 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이 공간으로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함한다.

Description

쇄빙선{Icebreaker}
본 발명은 쇄빙선에 관한 것이다.
쇄빙선은 얼음이 덮여 있는 결빙해역(結氷海域)에서 얼음을 부수어 항로를 만들기 위해 사용되는 선박을 말하며, 쇄빙선에는 결빙해역의 얼음을 깨뜨리기 위한 강력한 추진 기관이 장착되어 있다.
이러한 쇄빙선은 쇄빙 능력을 보유하고 있어 남극대륙 주변이나 북극해처럼 얼어있는 바다에서도 독자적인 항해가 가능하기 때문에 극지를 포함한 어느 곳에서라도 자력으로 항해할 수 있다.
뿐만 아니라 일반 선박이 항해할 수 없는 결빙된 해역에서 항로를 개척해 줌으로써 화물선 선단을 이끌어 화물수송이 가능하도록 돕거나 운항하던 선박이 얼음에 갇힐 경우 이를 구조하는 역할을 수행하기도 한다.
쇄빙선은 후진하며 두꺼운 얼음을 부수며 항로를 만들기도 한다. 그런데 쇄빙선이 후진하며 쇄빙하는 과정에서 얼음이 추진기와 스케그 사이에 끼어 쇄빙선의 후진을 방해하는 문제가 발생하고 있다.
본 발명의 실시예는, 후진 시 추진기와 스케그 사이에 얼음이 끼어 후진을 방해하는 것이 방지되도록 구성된 쇄빙선을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체; 상기 선체의 선미부에 배치된 포드 추진기; 상기 선체의 선미부의 저부에 상기 선체의 길이 방향으로 연장되고, 상기 포드 추진기의 전방에 배치되는 스케그; 및 결빙 해역에서 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 끼지 않도록 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이 공간으로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함하는, 쇄빙선이 제공될 수 있다.
상기 유체 분사부는, 상기 포드 추진기와 마주보는 스케그의 후방측에 형성된 노즐; 및 상기 노즐에 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함할 수 있다.
상기 노즐은 복수로 제공되고, 상기 복수의 노즐은 상기 스케그의 좌측 후방 및 우측 후방 중 어느 하나를 향할 수 있다.
상기 노즐에서 분사되는 유체는 연속적 또는 주기적으로 분사될 수 있다.
상기 유체 분사부는, 결빙 해역에서 쇄빙을 위해 상기 선체가 후진 또는 전진하는 과정에서 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 끼었는지 여부를 판단하기 위한 상황 정보를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부에서 수신된 상황 정보를 기반으로 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 낀 것으로 판단되면, 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이 공간으로 유체가 분사되도록 상기 유체 분사부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선체가 결빙 해역에서 쇄빙을 위해 후진 또는 전진하는 과정에서 유체 분사부가 유체를 분사함으로써, 스케그와 포드 추진기 사이에 얼음이 끼는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선을 측면쪽에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선을 아래쪽에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선의 일 작동례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 자동으로 작동하는 유체 분사부의 일 실시예를 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선을 측면쪽에서 바라본 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선을 아래쪽에서 바라본 도면이다. 도 1 및 도 2에서 +X축 방향은 쇄빙선의 전방을 의미하고, +Y축 방향은 쇄빙선의 좌측 방향을 의미하고, +Z축 방향은 쇄빙선의 상측 방향을 의미한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 쇄빙선은 선체(100)와, 포드 추진기(200)와, 스케그(300)와, 유체 분사부(400)를 포함한다.
선체(100)는 공지된 쇄빙선의 형상을 가진다.
선체(100)의 선미부(101)에는 포드 추진기(200)가 배치된다. 포드 추진기(200)는 공지된 형상 및 기능을 가진다. 예컨대, 포드 추진기(200)는 추력을 발생시키는 프로펠러(210)와, 프로펠러(210)를 회전시키기 위한 구동 모터(미도시)가 내장된 하우징(220)과, 하우징(220)을 지지하는 스트럿(230)을 포함한다. 스트럿(230)은 선체(100)에 회전 가능하게 지지된다.
스케그(300)는 선체(100)의 하부에 형성되고, 선체(100)의 길이 방향으로 연장된다.
스케그(300)는 일반 해역(결빙 해역이 아닌 해역)에서 선체(100)가 도 1 과 같이 직진할 때(ex. +X축 방향으로 이동할 때) 선체(100)의 직전성을 향상시킨다. 스케그(300)는 선체(100)가스케그(300)는 공지된 스케그(300)의 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 스케그(300)는 플레이트 형상 또는 속이 빈 박스 형상을 가질 수 있다.
유체 분사부(400)는 쇄빙 과정에서 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 끼지 않도록 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이 공간으로 유체를 분사한다. 유체는 물 또는 공기를 포함한다.
유체 분사부(400)는 노즐(410)과 유체 공급부(430)를 포함한다.
노즐(410)은 포드 추진기(200)와 마주보는 스케그(300)의 후방측에 형성된다. 노즐(410)의 분사 구멍은 스케그(300)의 외부로 노출된다. 노즐(410)은 다수로 제공되고 복수의 노즐(410)은 스케그(300)의 상하 방향으로 이격되어 배치된다.
복수의 노즐(410)은 스케그(300)의 좌측 후방 및 우측 후방 중 어느 하나를 향한다. 이때, 복수의 노즐(410) 중 스케그(300)의 좌측 후방을 향하는 노즐(410)과 우측 방향을 향하는 노즐(410)은 각각 적어도 하나 이상일 수 있다.
유체 공급부(430)는 노즐(410)에 유체를 공급한다.
유체 공급부(430)는 유체를 저장하는 저장탱크(431)와, 저장탱크(431)와 노즐(410)을 연결하는 연결라인(432)과, 연결라인(432) 상에 설치되는 펌프(433)를 포함할 수 있다. 연결라인(432) 상에는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
노즐(410)에서 분사되는 유체는 연속적 또는 주기적으로 분사될 수 있다. 이 경우, 유체 분사부(400)는 별도의 제어부(미도시)를 통해 유체 공급부(430)를 제어하여 노즐(410)에서 분사되는 유체가 연속적 또는 주기적으로 분사되도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇄빙선의 일 작동례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 쇄빙선의 일 작동례 설명하기 위한 설명한다.
도 3을 참조하면, 결빙 해역에서 선체(100)가 쇄빙을 위해 후진한다(ex. -X축 방향으로 이동). 이때, 포드 추진기(200)의 프로펠러(210)는 도 2와 달리 선체(100)의 후방(ex. -X축 방향)을 향한다. 참고로, 도 2는 선체(100)가 전진하는 상황을 도시한 것으로 도 2에서 포드 추진기(200)의 프로펠러(210)가 선체(100)의 전방(ex. +X축 방향)을 향한다.
선체(100)가 후진하며 쇄빙하는 과정에서, 유빙에서 부서진 얼음이 포드 추진기(200)를 지나 선체(100)의 전방으로 이동한다. 이 과정에서 얼음이 포드 추진기(200)와 스케그(300)의 후단부 사이에 끼이는 일이 발생할 수 있다.
이 경우, 유체 분사부(400)가 노즐(410)을 통해 유체를 분사하면 유체의 분사력으로 인해 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 끼인 얼음의 움직임을 유발하고, 그 과정에서 얼음이 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이를 벗어나 전방(ex. +X축 방향)으로 이동할 수 있다.
유체 분사부(400)는 노즐(410)을 통해 분사되는 유체가 연속적 또는 주기적으로 분사되도록 제어할 수 있고, 유체 분사부(400)는 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 끼인 얼음을 효과적으로 제거하기 위해 분사 방식을 선택할 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나 결빙 해역에서 선체(100)가 쇄빙을 위해 전진(ex. +X축 방향으로 이동)할 수 있다. 이때, 포드 추진기(200)의 프로펠러(210)는 도 3과 달리 선체(100)의 전방(ex. +X축 방향)을 향한다. 이 경우에도, 유체 분사부(400)는 유체를 분사하여 포드 추진기(200)와 스케그(300)의 후단부 사이에 얼음이 끼는 것을 방지한다.
포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이 공간으로 유체를 분사하는 유체 분사부(400)의 작동은 쇄빙선에 탑승한 작업자에 의해 수동으로 수행될 수 있다.
또는 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이 공간으로 유체를 분사하는 유체 분사부(400)의 작동은 자동으로 수행될 수 있다.
도 4는 자동으로 작동하는 유체 분사부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 유체 분사부(400')는 노즐(미도시)과, 유체 공급부(430)와, 감지부(450)와, 제어부(470)를 포함한다.
감지부(450)는 결빙 해역에서 쇄빙을 위해 선체(100)가 후진 또는 전진하는 과정에서 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 끼었는지 여부를 판단하기 위한 상황 정보를 감지한다.
예컨대, 감지부(450)는 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이를 촬영하는 카메라(미도시)일 수 있다. 이 경우, 카메라에 의해 촬영된 촬영 이미지 또는 영상은 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 끼었는지 여부를 판단하기 위한 상황 정보일 수 있다.
또는 감지부(450)는 선속계(船速計)(미도시) 일 수 있다. 이 경우, 선속계에서 감지된 속도는 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 끼었는지 여부를 판단하기 위한 상황 정보가 된다. 감지된 속도가 급격히 감소하면 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 낀 것으로 판단할 수 있다.
제어부(470)는 수신된 상황 정보를 기반으로 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 끼었는지 여부를 판단한다.
예컨대, 제어부(470)는 감지부(450)로부터 수신된 촬영 이미지 또는 영상을 분석하여 얼음이 끼었는지 여부를 판단할 수 있다. 또는 제어부(470)는 김지부로부터 수신된 선속을 분석하여 얼음이 끼었는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(470)는 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 얼음이 낀 것으로 판단되면, 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이 공간으로 유체가 분사되도록 유체 공급부(430)를 제어한다. 이 경우, 제어부(470)는 유체 공급부(430)를 구성하는 펌프 또는 밸브를 제어할 수 있다.
이와 같은 도 4의 유체 분사부(400')는 결빙 해역에서 쇄빙을 위해 선체(100)가 후진 또는 전진하는 과정에서 포드 추진기(200)와 상기 스케그(300) 사이에 낀 얼음을 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 제어부(470)는 포드 추진기(200)와 스케그(300) 사이에 끼인 얼음을 효과적으로 제거하기 위해 노즐(미도시)에서 분사되는 유체의 분사 방식(ex. 연속적 또는 주기적)을 선택할 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.
100 : 선체 101 : 선미부
200 : 포드 추진기 210 : 프로펠러
220 : 하우징 230 : 스트럿
300 : 스케그 400, 400': 유체 분사부
410 : 노즐 430 : 유체 공급부
431 : 저장탱크 432 : 연결라인
433 : 펌프 450 : 감지부
470 : 제어부

Claims (4)

  1. 선체;
    상기 선체의 선미부에 배치된 포드 추진기;
    상기 선체의 선미부의 저부에 상기 선체의 길이 방향으로 연장되고, 상기 포드 추진기의 전방에 배치되는 스케그; 및
    결빙 해역에서 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 끼지 않도록 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이 공간으로 유체를 분사하는 유체 분사부를 포함하는, 쇄빙선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 분사부는,
    상기 포드 추진기와 마주보는 스케그의 후방측에 형성된 노즐; 및
    상기 노즐에 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함하는, 쇄빙선.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노즐은 복수로 제공되고,
    상기 복수의 노즐은 상기 스케그의 좌측 후방 및 우측 후방 중 어느 하나를 향하는, 쇄빙선.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유체 분사부는,
    결빙 해역에서 쇄빙을 위해 상기 선체가 후진 또는 전진하는 과정에서 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 끼었는지 여부를 판단하기 위한 상황 정보를 감지하는 감지부; 및
    상기 감지부에서 수신된 상황 정보를 기반으로 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이에 얼음이 낀 것으로 판단되면, 상기 포드 추진기와 상기 스케그 사이 공간으로 유체가 분사되도록 상기 유체 분사부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 쇄빙선.
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