KR20220041436A - 선체 외벽 세정장치 - Google Patents

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KR20220041436A
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손혜종
박경령
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

선체 외벽 세정장치가 개시된다. 본 발명에 따른 선체 외벽 세정장치는, 에어 공급용 펌프로부터 에어를 공급받으며, 외주면에 에어가 분사되는 다수개의 분사노즐이 형성된 에어 공급용 튜브와, 에어 공급용 튜브에 연결되며, 분사노즐에서 분사된 에어를 선체의 외벽으로 유도하고 분사노즐에서 분사된 에어에 의해 회전되어 선체의 외벽을 청소하는 에어분사 청소유닛을 포함한다.

Description

선체 외벽 세정장치{Hull exterior wall cleaning device}
본 발명은, 선체 외벽 세정장치에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선체 표면에 붙어 있는 따개비류, 해조류 등의 각종 해양생물을 제거할 수 있는 선체 외벽 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박(vessel)은 물에 떠서 사람, 가축, 물자를 싣고, 물 위로 이동할 수 있는 구조물이다. 이러한 선박은 해상에서 운행되다가 목적지에 도착되면, 수중에 함침된 채로 정박되어 보관된다.
여기서, 선박의 하부가 수중에 함침된 상태로 정박된 경우에 일정시간이 경과하면, 수중에서 서식하는 각종 해상생물(미생물, 해조류, 조개류 등)이 선체의 함침된 외면에 다량으로 부착되어 선체 오염을 일으킨다. 특히 온대 및 열대 지역의 해수 온도는 수중 생물의 서식에 유리하므로 매우 빠른 시간에 해상생물이 선체 표면에 부착되어 성장할 수 있다.
상술한 바와 선체의 함침된 외면에 각종 해상생물이 부착된 경우, 선박의 표면 저항력이 증가되어 운항 중 마찰저항이 커진다. 이러한 마찰 저항 증가는 30~40%의 연료 소모 증가를 일으키기도 한다.
상술한 해상생물 등에 의한 선체 오염을 제거하는 방법으로 리도킹(re-docking)이 가장 유리하지만, 시간과 비용이 제약으로 보통 항구정박 중 세정(cleaning)작업이 수행된다.
세정 방법으로는 잠수부가 직접 제거하는 방법, 수중청소로봇을 사용하는 방법 등이 있다. 하지만 대형선의 경우에는 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0065916호, (2017.06.14.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 세정시간 및 세정비용을 줄일 수 있는 선체 외벽 세정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 에어 공급용 펌프로부터 에어를 공급받으며, 외주면에 에어가 분사되는 다수개의 분사노즐이 형성된 에어 공급용 튜브; 및 상기 에어 공급용 튜브에 연결되며, 상기 분사노즐에서 분사된 상기 에어를 선체의 외벽으로 유도하고 상기 분사노즐에서 분사된 상기 에어에 의해 회전되어 상기 선체의 외벽을 청소하는 에어분사 청소유닛을 포함하는 선체 외벽 세정장치가 제공될 수 있다.
상기 에어분사 청소유닛은, 상기 에어 공급용 튜브에 결합되며, 상기 분사노즐에 연통되는 스테이터용 에어 유동로와 상기 스테이터용 에어 유동로에 연통되어 상기 에어를 분사하는 스테이터용 에어 분사구가 형성된 스테이터부; 상기 스테이터부에 회전 가능하게 연결되며, 상기 스테이터용 에어 분사구에 연통되는 로터용 에어 유동로와 상기 로터용 에어 유동로에 연통되어 상기 에어를 분사하는 로터용 에어 분사구가 형성된 로터부; 및 상기 로터부의 외주면에 결합되는 브러쉬부를 포함할 수 있다.
상기 스테이터부는, 상기 에어 공급용 튜브에 고정되며, 상기 분사노즐에 연통되는 스테이터용 에어 유입구가 형성되는 스테이터용 내륜부; 상기 스테이터용 내륜부에 연결되며, 상기 스테이터용 에어 분사구가 형성된 스테이터용 외륜부; 및 상기 스테이터용 내륜부와 스테이터용 외륜부의 내벽면에 결합되며, 상기 스테이터용 에어 유동로가 형성되도록 상호 이격되어 배치되는 다수개의 스테이터용 격벽부를 포함할 수 있다.
상기 로터부는, 상기 스테이터용 외륜부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 스테이터용 에어 분사구에 연통되는 로터용 에어 유입구가 형성되는 로터용 내륜부; 상기 로터용 내륜부에 연결되며, 상기 로터용 에어 분사구가 형성된 로터용 외륜부; 및 상기 로터용 내륜부와 로터용 외륜부의 내벽면에 결합되며, 상기 로터용 에어 유동로가 형성되도록 상호 이격되어 배치되는 다수개의 로터용 격벽부를 포함할 수 있다.
상기 로터부는, 상기 스테이터부를 중심으로 하여 반시계방향으로 회전되는 제1 로터부; 및 상기 제1 로터부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 스테이터부를 중심으로 하여 시계방향으로 회전되는 제2 로터부를 포함할 수 있다.
상기 에어분사 청소유닛은 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 에어 공급용 튜브의 분사노즐에서 분사된 에어를 선체의 외벽으로 유도하고 분사노즐에서 분사된 에어에 의해 회전되어 선체의 외벽을 청소하는 에어분사 청소유닛을 구비함으로써, 선체 외벽의 세정시간 및 세정비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 세정장치가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 에어분사 청소유닛이 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 5는 도 3의 동작상태도이다.
도 6은 도 4의 동작상태도이다.
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, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 세정장치가 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 에어분사 청소유닛이 도시된 도면이며, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이고, 도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면이 도시된 도면이며, 도 5는 도 3의 동작상태도이고, 도 6은 도 4의 동작상태도이다. 도 2에서는 도시의 편의를 위해 브러쉬부 및 로터용 에어 분사구의 도시를 생략하였다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 선체 외벽 세정장치는, 에어 공급용 튜브(110)와, 에어분사 청소유닛(120)을 포함한다. 이러한 선체 외벽 세정장치는 수중에 함침된 선체(H1)의 외벽을 청소한다.
에어 공급용 튜브(110)는 길이가 긴 튜브 형상으로 마련된다. 이러한 에어 공급용 튜브(110)는 고무와 같은 플렉시블한 재질로 형성되어 함침된 선체(H1)의 형상에 따라 상응하게 구부러진다.
에어 공급용 튜브(110)의 양측 단부는 에어 공급용 펌프(미도시)에 각각 연결되어 에어 공급용 펌프로부터 에어를 공급받는다. 에어 공급용 펌프는 청소가 필요한 선박(H)의 양측에 배치되는 청소용 보트(CB)에 각각 적재된다.
본 실시예에 따른 공급용 튜브에는 에어가 공급됨으로서, 부력에 의해 쉽게 떠올라 에어분사 청소유닛(120)을 선체(H1)의 하부면에 더욱 밀착시킬 수 있다.
이러한 에어 공급용 튜브(110)의 외주면에는 에어가 분사되는 다수개의 분사노즐(111)이 형성된다. 이렇게 분사노즐(111)이 형성된 부분에는 에어분사 청소유닛(120)이 위치된다.
에어분사 청소유닛(120)은 에어 공급용 튜브(110)에 연결되어 분사노즐(111)에서 분사된 에어를 선체(H1)의 외벽으로 유도한다. 또한, 에어분사 청소유닛(120)의 로터부(140)는 분사노즐(111)에서 분사된 에어에 의해 회전되어 선체(H1)의 외벽을 청소한다. 이러한 에어분사 청소유닛(120)은 다수개로 마련되어 분사노즐(111)이 형성된 부분에 배치된다.
본 실시예에 따른 에어분사 청소유닛(120)은, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 에어 공급용 튜브(110)에 결합되며 분사노즐(111)에 연통되는 스테이터용 에어 유동로(134)와 스테이터용 에어 유동로(134)에 연통되어 에어를 분사하는 스테이터용 에어 분사구(132a)가 형성된 스테이터부(130)와, 스테이터부(130)에 회전 가능하게 연결되며 스테이터용 에어 분사구(132a)에 연통되는 로터용 에어 유동로(144)와 로터용 에어 유동로(144)에 연통되어 에어를 분사하는 로터용 에어 분사구(142a)가 형성된 로터부(140)와, 로터부(140)의 외주면에 결합되는 브러쉬부(150)를 포함한다.
스테이터부(130)는 에어 공급용 튜브(110)에 결합된다. 이러한 스테이터부(130)에는 분사노즐(111)에 연통되는 스테이터용 에어 유동로(134)와 스테이터용 에어 유동로(134)에 연통되어 에어를 분사하는 스테이터용 에어 분사구(132a)가 형성된다.
본 실시예에 따른 스테이터부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 에어 공급용 튜브(110)에 고정되며 분사노즐(111)에 연통되는 스테이터용 에어 유입구(131a)가 형성되는 스테이터용 내륜부(131)와, 스테이터용 내륜부(131)에 연결되며 스테이터용 에어 분사구(132a)가 형성된 스테이터용 외륜부(132)와, 스테이터용 내륜부(131)와 스테이터용 외륜부(132)를 연결하며 스테이터부(130)의 측방향을 마감하는 측벽부(미도시)와, 스테이터용 내륜부(131)와 스테이터용 외륜부(132)의 내벽면에 결합되며 스테이터용 에어 유동로(134)가 형성되도록 상호 이격되어 배치되는 다수개의 스테이터용 격벽부(133)를 포함한다.
스테이터용 내륜부(131)는, 원형의 고리 형상으로 형성되며, 에어 공급용 튜브(110)에 고정된다. 이러한 스테이터용 내륜부(131)에는 분사노즐(111)에 연통되는 스테이터용 에어 유입구(131a)가 형성된다.
스테이터용 외륜부(132)는 원형의 고리 형상으로 형성되어 스테이터용 내륜부(131)의 바깥쪽에 배치된다. 이러한 스테이터용 외륜부(132)는 측벽부(미도시)를 통해 스테이터용 내륜부(131)에 연결된다.
스테이터용 외륜부(132)에는 스테이터용 에어 유동로(134)와 연통되며 에어가 유출되는 스테이터용 에어 분사구(132a)가 형성되다.
스테이터용 격벽부(133)는 스테이터용 내륜부(131)와 스테이터용 외륜부(132)의 내벽면에 결합된다. 이러한 스테이터용 격벽부(133)는 다수개로 마련되며, 다수개의 스테이터용 격벽부(133)는 상호 이격되어 배치되어 스테이터용 에어 유동로(134)를 형성한다.
로터부(140)는 스테이터부(130)에 회전 가능하게 연결된다. 이러한 로터부(140)에는 스테이터용 에어 분사구(132a)에 연통되는 로터용 에어 유동로(144)와 로터용 에어 유동로(144)에 연통되어 에어를 분사하는 로터용 에어 분사구(142a)가 형성된다.
본 실시예에서 로터부(140)는, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 스테이터부(130)를 중심으로 하여 반시계방향으로 회전되는 제1 로터부(140a)와, 제1 로터부(140a)에 대해 이격되어 배치되며 스테이터부(130)를 중심으로 하여 시계방향으로 회전되는 제2 로터부(140b)를 포함한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 선체 외벽 세정장치는, 상호 반대방향으로 회전되는 제1 로터부(140a)와 제2 로터부(140b)를 구비함으로써, 제1 로터부(140a)와 제2 로터부(140b)의 회전에 의해 에어 공급용 튜브(110)가 일방향으로 회전되어 꼬이는 것을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 로터부(140a)와 제2 로터부(140b)는 동일한 구조를 가지되 서로 반대방향으로 회전되기 위해 로터용 격벽부(143)의 기울어진 방향만이 다르다. 따라서 이하에서는 제1 로터부(140a)와 제2 로터부(140b)로 구분하여 설명하지 않고 로터부(140)로 통칭하여 설명한다.
본 실시예에 따른 로터부(140)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터용 외륜부(132)에 회전 가능하게 결합되며 스테이터용 에어 분사구(132a)에 연통되는 로터용 에어 유입구(141a)가 형성되는 로터용 내륜부(141)와, 로터용 내륜부(141)에 연결되며 로터용 에어 분사구(142a)가 형성된 로터용 외륜부(142)와, 로터용 내륜부(141)와 로터용 외륜부(142)를 연결하며 로터부(140)의 측방향을 마감하는 측벽부(미도시)와, 로터용 내륜부(141)와 로터용 외륜부(142)의 내벽면에 결합되며 로터용 에어 유동로(144)가 형성되도록 상호 이격되어 배치되는 다수개의 로터용 격벽부(143)를 포함한다.
로터용 내륜부(141)는, 원형의 고리 형상으로 형성되며, 스테이터용 외륜부(132)에 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예의 로터용 내륜부(141)는 별도의 레이디얼 베어링(미도시)을 통해 스테이터용 외륜부(132)에 상대회전 가능하게 결합될 수 있다.
이러한 로터용 내륜부(141)에는 스테이터용 에어 분사구(132a)에 연통되는 로터용 에어 유입구(141a)가 형성된다.
로터용 외륜부(142)는 원형의 고리 형상으로 형성되어 로터용 내륜부(141)의 바깥쪽에 배치된다. 이러한 로터용 외륜부(142)는 측벽부(미도시)를 통해 로터용 내륜부(141)에 연결된다.
로터용 외륜부(142)에는 로터용 에어 유동로(144)와 연통되며 에어가 유출되는 로터용 에어 분사구(142a)가 형성되다. 로터용 에어 분사구(142a)를 통해 분사된 에어는 선체(H1)의 외벽에 부딪혀 선체(H1)의 외벽에 부착된 오염물질(미생물, 해조류, 조개류 등)을 날려 보내는 역할을 한다.
로터용 격벽부(143)는 로터용 내륜부(141)와 로터용 외륜부(142)의 내벽면에 결합된다. 이러한 로터용 격벽부(143)는 다수개로 마련되며, 다수개의 로터용 격벽부(143)는 상호 이격되어 배치되어 로터용 에어 유동로(144)를 형성한다.
브러쉬부(150)는 로터부(140)의 외주면에 결합된다. 이러한 브러쉬는 다수개의 세정용 브러쉬 모(151)로 이루어진다. 이러한 브러쉬부(150)는 선체(H1)의 외벽에 접촉되며 로터부(140)의 회전에 의해 회전되어 선체(H1)의 외벽을 청소한다.
이하에서 본 실시예에 따른 선체 외벽 세정장치의 동작을 도 1 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
먼저, 2척의 청소용 보트(CB)를 청소가 필요한 선박(H)의 양측에 위치시킨 후 에어 공급용 튜브(110)를 선체(H1)보다 아래쪽에 위치시킨다.
이후, 청소용 보트(CB) 사이의 간격을 조절하여 에어분사 청소유닛(120)이 선체(H1)의 외벽에 밀착되도록 한다.
다음, 에어 공급용 펌프(미도시)를 통해 에어 공급용 튜브(110)로 에어를 공급한다. 이때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 공급용 튜브로 공급된 에어가 분사노즐(111)과 스테이터용 에어 유동로(134)와 로터용 에어 유동로(144)를 거쳐 로터용 에어 분사구(142a)를 통해 선체(H1)의 외벽으로 분사된다.
로터용 에어 분사구(142a)를 통해 분사된 에어는 선체(H1)의 외벽에 부딪혀 선체(H1)의 외벽에 부착된 오염물질(미생물, 해조류, 조개류 등)을 날려 보내는 역할을 한다.
또한, 로터용 에어 분사구(142a)를 통해 분사되는 에어에 의해 로터부(140)가 회전되고 로터부(140)의 회전에 의해 선체(H1)의 외벽에 접촉된 브러쉬부(150)가 도 5 및 도 6에 도시된 화살표 방향으로 회전되어 선체(H1)의 외벽이 청소된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 선체 외벽 세정장치는, 에어 공급용 튜브(110)의 분사노즐(111)에서 분사된 에어를 선체(H1)의 외벽으로 유도하고 분사노즐(111)에서 분사된 에어에 의해 회전되어 선체(H1)의 외벽을 청소하는 에어분사 청소유닛(120)을 구비함으로써, 선체(H1) 외벽의 세정시간 및 세정비용을 줄일 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
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.
110: 에어 공급용 튜브 111: 분사노즐
120: 에어분사 청소유닛 130: 스테이터부
131: 스테이터용 내륜부 131a: 스테이터용 에어 유입구
132: 스테이터용 외륜부 132a: 스테이터용 에어 분사구
133: 스테이터용 격벽부 134: 스테이터용 에어 유동로
140: 로터부 140a: 제1 로터부
140b: 제2 로터부 141: 로터용 내륜부
141a: 로터용 에어 유입구 142: 로터용 외륜부
142a: 로터용 에어 분사구 143: 로터용 격벽부
144: 로터용 에어 유동로 150: 브러쉬부

Claims (6)

  1. 에어 공급용 펌프로부터 에어를 공급받으며, 외주면에 에어가 분사되는 다수개의 분사노즐이 형성된 에어 공급용 튜브; 및
    상기 에어 공급용 튜브에 연결되며, 상기 분사노즐에서 분사된 상기 에어를 선체의 외벽으로 유도하고 상기 분사노즐에서 분사된 상기 에어에 의해 회전되어 상기 선체의 외벽을 청소하는 에어분사 청소유닛을 포함하는 선체 외벽 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어분사 청소유닛은,
    상기 에어 공급용 튜브에 결합되며, 상기 분사노즐에 연통되는 스테이터용 에어 유동로와 상기 스테이터용 에어 유동로에 연통되어 상기 에어를 분사하는 스테이터용 에어 분사구가 형성된 스테이터부;
    상기 스테이터부에 회전 가능하게 연결되며, 상기 스테이터용 에어 분사구에 연통되는 로터용 에어 유동로와 상기 로터용 에어 유동로에 연통되어 상기 에어를 분사하는 로터용 에어 분사구가 형성된 로터부; 및
    상기 로터부의 외주면에 결합되는 브러쉬부를 포함하는 선체 외벽 세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스테이터부는,
    상기 에어 공급용 튜브에 고정되며, 상기 분사노즐에 연통되는 스테이터용 에어 유입구가 형성되는 스테이터용 내륜부;
    상기 스테이터용 내륜부에 연결되며, 상기 스테이터용 에어 분사구가 형성된 스테이터용 외륜부; 및
    상기 스테이터용 내륜부와 스테이터용 외륜부의 내벽면에 결합되며, 상기 스테이터용 에어 유동로가 형성되도록 상호 이격되어 배치되는 다수개의 스테이터용 격벽부를 포함하는 선체 외벽 세정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로터부는,
    상기 스테이터용 외륜부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 스테이터용 에어 분사구에 연통되는 로터용 에어 유입구가 형성되는 로터용 내륜부;
    상기 로터용 내륜부에 연결되며, 상기 로터용 에어 분사구가 형성된 로터용 외륜부; 및
    상기 로터용 내륜부와 로터용 외륜부의 내벽면에 결합되며, 상기 로터용 에어 유동로가 형성되도록 상호 이격되어 배치되는 다수개의 로터용 격벽부를 포함하는 선체 외벽 세정장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 로터부는,
    상기 스테이터부를 중심으로 하여 반시계방향으로 회전되는 제1 로터부; 및
    상기 제1 로터부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 스테이터부를 중심으로 하여 시계방향으로 회전되는 제2 로터부를 포함하는 선체 외벽 세정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에어분사 청소유닛은 다수개로 마련되어 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 선체 외벽 세정장치.
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