KR20240014445A

KR20240014445A - 경범을 구비한 선박

Info

Publication number: KR20240014445A
Application number: KR1020230094260A
Authority: KR
Inventors: 유지 토쿠도메
Original assignee: 가부시키가이샤 나무라조센쇼
Priority date: 2022-07-25
Filing date: 2023-07-20
Publication date: 2024-02-01
Also published as: CN117446137A; JP2024015622A

Abstract

(과제) 큰 면적을 가지면서, 작은 격납고에 격납할 수 있는 경범을 구비한 선박을 제공한다.
(해결 수단) 경범(27)을 갑판 상에 돌출시켜서 바람에 의한 추진력을 얻는 사용 시에는, 상단 하중 유지부(37) 및 구동 기구(39)로 이루어지는 유지 구조에 의해, 연신 돛부(33, 35)를 돛 본체(31)로부터 폭 방향(WD) 외측으로 이동시켜서 연장시키고, 경범(27)의 폭 방향(WD)의 길이를 연신시킨다. 하역 시나 폭풍우 시 등에, 경범(27)을 격납고(29)에 격납하는 사용하지 않을 시에는, 유지 구조에 의해 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD) 내측으로 이동시켜서 돛 본체(31) 내에 수납하여, 폭 방향의 길이를 축소시킬 수 있다.

Description

경범을 구비한 선박{SHIP EQUIPPED WITH HARD SAILS}

본 발명은 경범을 구비한 선박에 관한 것이다.

벌크선 등의 대형 선박은 대량의 화석 연료를 소비하기 때문에, CO₂의 배출원이 되고 있다. 화석 연료의 소비를 억제하기 위해서, 대형 선박에 경범을 설치해, 추진력을 보조해서, CO₂의 배출을 삭감시키는 시도가 진행되고 있다. 일본 특허 제5828409호 공보(특허문헌 1)에 개시된 선박에서는, 갑판 상에 복수의 경범을 설치해, 풍력을 사용해서, 보조적으로 추진력을 얻도록 하고 있다. 도 17에는, 갑판 아래에 배치된 상하 방향으로 연장되는 승강 장치에 의해 경범이 상하동해서 격납고에 수납되고, 폭풍 시나 하역 시에 대응하는 격납 구조가 개시되어 있다. 또한, 최대의 추진력을 얻기 위해서, 경범의 면적은 최대한 넓은 것이 바람직하다. 일본 실용공개 소 61-187800 공개 실용 신안공보(특허문헌 2)에는, 조선에 필요한 시야나 레이더 탐지 범위를 확보하기 위해서 경범의 높이를 억제하는 대신에, 경범을 수평 방향으로 신축 가능하게 해서 면적을 충분히 넓게 가질 수 있도록 한 경범이 개시되어 있다. 경범은 유압 실린더 기구를 이용해서 신축시키고 있다.

일본 특허 제5828409호 공보 일본 실용신안공개 소 61-187800 공개 실용신안 공보

갑판 아래에 형성되는 경범의 격납고는 선체의 중량이나 강성 등의 설계에 영향을 주고, 선박의 적재량을 한정하므로, 그 사이즈는 가능한 한 작은 쪽이 유리하다. 그러나 격납고가 작아지면, 격납되는 경범의 면적도 작아져, 충분한 추진력을 얻을 수 없다. 특허문헌 2에 기재된 경범과 같이 경범을 수평 방향으로 연장시킬 수 있으면, 갑판 상에 있어서의 경범의 면적을 크게 하는 것은 가능하다. 그러나 특허문헌 2에는, 레이더 탐지 시에 레이더 탐지의 장해가 되지 않는 범위까지 경범의 폭 치수를 짧게 한다고 하는 발상이 개시되어 있을 뿐으로, 경범을 갑판 아래에 형성한 격납고에 수납하는 것 및 수납할 시에 생기는 문제는 개시도 시사도 없다.

본 발명의 하나의 목적은 큰 면적을 가지면서, 작은 격납고에 격납할 수 있는 경범을 구비한 선박을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 연신 시에 경범이 일그러져서 변형되는 것을 방지할 수 있고, 또는 최소한의 설정 범위 내로 억제할 수 있는 경범을 구비한 선박을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연신 및 축소가 단시간에 스무스하게 실행 가능한 경범을 구비한 선박을 제공하는 것에 있다.

본 발명이 대상으로 하는 선박은 바람을 받아서 추진력을 발생시키고, 사용 시에는 갑판 상에 있어서 수직 방향으로 돌출되고, 사용하지 않을 시에는 갑판 아래에 형성된 격납고에 격납되는 경범과, 경범을 상하 방향으로 승강시키는 승강 장치를 갖는 1개 이상의 풍력 추진 장치를 구비한 선박이다.

본 발명에서는, 풍력 추진 장치는 경범이 고정되어서 승강 장치에 의해 승강되는 장치 본체를 구비하고, 경범은 장치 본체에 지지된 돛 본체와, 돛 본체로부터 폭 방향으로 연장되는 연신 돛부와, 돛 본체에 연신 돛부를 폭 방향으로 이동 가능하게 유지시키는 유지 구조를 구비하고 있다. 본 발명에 있어서는, 유지 구조가 갑판 상에 경범이 돌출되어 있을 시에는, 연신 돛부를 폭 방향 외측으로 이동 가능하고, 경범이 격납고에 수납될 시에는, 연신 돛부를 폭 방향 내측으로 이동 가능하게 유지한다.

본 발명에 있어서는, 경범은 사용하지 않을 시에는 장치 본체가 하강한 위치에 있고 갑판 아래에 형성된 격납고에 격납되어 있다. 경범을 사용할 시에는 장치 본체를 상승시켜서 경범을 갑판 상에 있어서 수직 방향으로 돌출시킨 후에, 유지 구조에 의해, 연신 돛부를 돛 본체로부터 폭 방향 외측으로 이동시켜서 폭 방향의 길이를 연신시킴으로써, 경범의 면적을 크게 한다. 경범을 격납할 시에는, 장치 본체를 하강시키기 전에, 유지 구조에 의해 연신 돛부를 폭 방향 내측으로 이동시키고, 격납고에 격납 가능하도록 경범 전체의 폭 방향의 길이를 축소시킨다. 그 후, 장치 본체를 하강시켜서, 경범을 격납고에 격납한다. 따라서 본 발명에 의하면, 큰 면적의 경범을 작은 격납고에 격납할 수 있고, 이것에 의해, 선박의 구조나 적재량을 제한하는 일 없이, 충분한 추진력을 실현할 수 있다.

유지 구조는 돛 본체의 상단 가까이에 배치되고, 연신 돛부를 돛 본체로부터 매달도록 유지하는 상단 하중 유지부와, 연신 돛부를 폭 방향으로 이동시키는 힘을 연신 돛부에 부여하는 구동 기구를 구비하고 있어도 좋다.

이렇게 연신 돛부를 돛 본체로부터 매달도록 유지함으로써, 특히 경범이 대형일 경우에(예를 들면 연신 돛부를 연신시켜서, 폭 25m 이상, 높이 8m 이상일 경우), 연신 돛부를 폭 방향 외측으로 연장시켰을 시에, 연신 돛부가 자중으로 돛 본체에 대해서 기울어진 상태가 되어서, 연신 돛부가 돛 본체에 대해서 치우친 힘을 가하는 것을 저지할 수 있다. 그 결과, 경범의 일그러짐이나 변형을 방지 또는 최소한으로 억제하면서, 연신 돛부를 스무스하게 이동시킬 수 있다.

하중 유지부는 1개의 연신 돛부에 대해서 복수 구비할 수도 있지만, 경범 전체의 중량이 그만큼 증가하므로, 바람직하게는 상단 가까이에 1개이다. 같은 이유로 구동 기구도 1개인 것이 바람직하다. 또 하중 유지부가 구동 기구를 포함하고 있어도 좋지만, 돛 본체의 중심이 높아져, 경범의 구조나 강도에 관한 제한이 생긴다. 따라서 구동 기구는 돛 본체의 하단 가까이에 배치되는 것이 바람직하다.

구동 기구는 연신 돛부를 스무스하게 이동시키기 위해서, 연신 돛부의 하중을 부하하지 않도록 설계할 수도 있지만, 연신 돛부의 이동 과정에 있어서 적어도 일시적으로, 연신 돛부의 하중의 적어도 일부를 유지하도록 구성해도 좋다. 예를 들면, 하중 유지부가 연신 돛부를 폭 방향 외측으로 끝까지 연장시킨 후, 돛 본체의 하단 가까이에 배치된 구동 기구를 추가로 구동함으로써, 연신 돛부가 돛 본체에 대해서 늘어져 내리는 것을 하방으로부터 들어 올리도록 해서 방지 또는 보정한다.

구동 기구는 돛 본체에 대해서 회전 가능하게 고정되어서 폭 방향으로 연장되는 나사 형성 로드 부재와, 연신 돛부에 대해서 적어도 나사 형성 로드 부재의 축 방향에 대해서 고정되어 있고, 또한 나사 형성 로드 부재에 나사 결합된 너트 부재와, 나사 형성 로드 부재를 회전 구동해서 너트 부재를 나사 형성 로드 부재를 따라 폭 방향으로 이동시키는 구동원을 구비하고 있어도 좋다.

이러한 너트 부재와 나사 형성 로드 부재의 조합으로 이루어지는 구동 기구는 유압 실린더에 비해서 소형 또한 염가로 구성할 수 있는 데다가, 연신 돛부의 정지 위치를 세세하게 조정할 수 있고, 게다가 위치의 고정을 위해서 외부로부터 에너지(유압)를 계속해서 공급할 필요가 없어, 경제적이라고 하는 이점을 얻을 수 있다.

너트 부재는 나사 형성 로드 부재 상반분과 나사 결합하는 하프 너트 부재여도 좋다. 하프 너트 부재를 채용함으로써, 연신 돛부의 이동 중에 나사 형성 로드 부재와 나사 결합하는 부분에 편하중이 생겨도, 구동 기구에 의해 연신 돛부가 하방으로 끌어당겨져서 변형되거나 일그러지거나 하는 일이 없고, 나사산의 고착이나 나사산의 변형도 생기기 어려워져, 구동 기구의 내구성을 높일 수 있다.

구동 기구는 돛 본체에 고정되고, 나사 형성 로드 부재의 전장에 걸쳐서, 나사 형성 로드 부재 하반분의 나사산과 접촉하는 반원통 형상의 지지 홈이 형성된 지지 부재를 추가로 구비하고 있어도 좋다. 지지 부재는 나사 형성 로드 부재를 하방으로부터 지지하고, 하프 너트 부재를 개재해서 연신 돛부의 하중이 걸렸을 경우에는, 나사 형성 로드 부재를 지지해서 만곡을 방지하고, 나사 형성 로드 부재의 파손이나 구동 기구의 작동 정지 등을 회피할 수 있다. 또한 지지 홈에 윤활유를 담아 둠으로써, 하프 너트 부재와 나사 형성 로드 부재의 사이의 마찰을 용이하게 장시간에 걸쳐 경감시킬 수 있다.

돛 본체 및 연신 돛부로 이루어지는 경범 전체의 수평 단면 형상의 윤곽이 호 형상(날개형)을 보이는 형상을 갖고 있는 것이 공기 역학 상 유리하다. 이 경우, 하프 너트 부재는 나사 형성 로드 부재의 축선 방향에 위치하는 연신 돛부의 선단측의 단부에 연결 구조를 개재해서 이동 가능하게 고정되어 있어도 좋다. 연결 구조는 나사 형성 로드 부재의 축선과 교차해서 수평 방향으로 연장되는 가상선을 따라 소정의 범위 내에서 연신 돛부가 하프 너트 부재에 대해서 이동 가능하도록, 하프 너트 부재와 연신 돛부를 연결하는 구조를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 연결 구조를 채용하면, 직선 형상의 나사 형성 로드 부재에 너트 부재를 나사 결합시켜도, 연신 돛부를 호 형상의 궤적을 그리면서 스무스하게 이동시킬 수 있다.

연결 구조는 하프 너트 부재의 상부로부터 윗 방향으로 돌출 형성된 원기둥부와, 연신 돛부의 하단 가까이에 형성되어, 원기둥부가 이동 가능하게 감합되고, 나사 형성 로드 부재의 축선과 교차해서 수평 방향으로 연장되는 가상선을 따라 소정의 길이를 갖는 긴 구멍부를 구비한 구조로 할 수 있다. 이러한 연결 구조이면, 하프 너트 부재를 나사 형성 로드 부재를 따라 직선적으로 이동시켜도, 상대적으로 보아서 원기둥부가 긴 구멍부 내를 이동함으로써, 연신 돛부는 호의 궤적을 그리며 이동할 수 있다. 따라서 직선적인 움직임을 하는 나사 형성 로드 부재와 너트 부재로 이루어지는 구동 기구를 사용해도, 호의 궤적을 그리도록, 연신 돛부를 이동시킬 수 있다. 나사 형성 로드 부재의 수직인 반경 방향에 대해서도, 적절한 여유를 형성해서, 원기둥부가 긴 구멍 내를 큰 저항 없이 이동할 수 있게 해도 좋다.

상단 하중 유지부는 돛 본체의 상단 가까이를 폭 방향으로 연장되는 가이드 레일과, 연신 돛부에 대해서 회전 가능하게 형성된 가이드 레일의 전동면 상을 전동하는 1개 이상의 전동체를 구비하고 있어도 좋다. 이러한 가이드 레일과 전동체의 조합은 비교적 경량 또한 단순한 구성으로, 연신 돛부의 하중을 매달도록 유지할 수 있다.

돛 본체의 폭 방향의 양측에 한쌍의 연신 돛부가 배치되어 있고, 돛 본체와 한쌍의 연신 돛부는 돛 본체의 내부에 한쌍의 연신 돛부가 수납되도록 각각 구성되어 있어도 좋다. 이렇게 연신 돛부를 돛 본체의 내부에 수납함으로써, 연신 돛부를 축소한 경범의 두께(전후 방향의 길이)를 최소로 억제하고, 이것에 의해 경범의 격납고의 사이즈도 작게 할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용할 수 있는 경범을 구비한 선박의 일례인 산적 화물선의 사시도이다.
도 2는 도 1의 산적 화물선의 좌측면도(우현측으로부터 본 측면도)이다.
도 3은 도 1의 산적 화물선의 평면도이다.
도 4는 제 7 선창∼제 9 선창이 형성된 선체의 후방 부분을 나타낸 도면이다.
도 5의 (A)는 도 5의 (B)에 나타낸 본 실시형태의 선박에서 사용하는 풍력 추진 장치의 A-A선의 단면도이며, (B)는 표장 패널을 투명한 것으로 해서 내부의 구조를 보이도록 한 축소 상태의 경범의 정면도이며, (C)는 도 5의 (B)의 C-C선의 단면도이다.
도 6의 (A)는 도 6의 (B)에 나타낸 본 실시형태의 선박에서 사용하는 풍력 추진 장치의 A-A선의 단면도이며, (B)는 표장 패널을 투명한 것으로 해서 내부의 구조를 보이도록 한 연신 상태의 경범의 정면도이며, (C)는 도 6의 (B)의 C-C선의 단면도이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 각각, 도 5의 축소 상태의 경범에 있어서의 트롤리 부근의 구조를 확대해서 나타내는 확대 평면도와 확대 정면도이며, (C) 및 (D)는 각각, 구동 기구 부근의 구조를 나타내는 확대 정면도와 확대 C-C선의 단면도이다.
도 8의 (A) (B) 및 (C)는 각각, 도 6의 (A) (B) 및 (C)의 연신 상태의 경범의 3개소의 주요 부분의 구조를 나타내기 위해서 확대한 도면이다.
도 9는 도 6의 (B)의 IX-IX선의 단면도이다.

이하, 도면을 참조해서, 본 발명의 선박의 실시형태를 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 4를 사용해서 본 발명이 적용 가능한 선박의 일례의 구성을 설명한다. 도 1 내지 도 4에 나타낸 구조에서는, 본 발명의 구성에 있어서 필수 요건인 연신 돛부의 유지 구조는 도면에 나타내어져 있지 않다. 도 2는 도 1의 산적 화물선의 좌측면도(우현측으로부터 본 측면도)이며, 도 3은 평면도이다. 또한 도 4는 후술하는 제 7 선창∼제 9 선창이 형성된 선체의 후방 부분의 일부를 잘라낸 사시도이다.

<전체 구성>

도 1의 본 실시형태의 산적 화물선(1)은 선박의 안전성 확보를 위한 규칙을 정하는 다국간 조약 「해상에서의 인명안전을 위한 국제협약(International Convention for the Safety of Life at Sea)(SOLAS 조약)」의 대상이 되는 전장 55m 이상의 대형 선박이다. 산적 화물선(1)은 선체(3)의 진행 방향(FD)의 한쪽의 단부에 선수(5)를 갖고, 다른 쪽의 단부에 선미(7)를 갖고, 선체(3) 상에 갑판(상갑판)(9)을 갖고 있다. 산적 화물선(1)은 선체(3) 내가 복수의 구획으로 구획되어 있고, 갑판(9)의 아래에, 도 4에 일부를 나타내는 바와 같이, 화물을 적재하는 선창(11)(제 1 선창(11A)∼제 9 선창(11I))이 형성되어 있다. 또한, 도 1에는, 제 1 선창∼제 9 선창이 내부에 존재하는 위치에, 부호 11A∼11I를 첨부하고 있다. 제 1 선창(11A)∼제 9 선창(11I)의 각각은 갑판(9)으로 개구한 개구부(13A∼13I)와, 개구부(13A∼13I)의 주위를 둘러싸는 가장자리재(해치 코밍)(15A∼15I)와, 선체의 폭 방향(WD)으로 슬라이드해서, 개구부(13A∼13I)를 닫는 해치 커버(17A∼17I)를 구비하고 있다. 선미(7)에는, 선교(19)와, 레이더 마스트(21)와, 굴뚝(23)이 설치되어 있다.

본 실시형태의 산적 화물선(1)은 8대의 풍력 추진 장치(25)로서 경범 장치를 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 구체적으로는, 8대의 풍력 추진 장치(25)는 8대의 경범 장치(25A∼25H)이다. 8대의 경범 장치(25A∼25H)는 각각 풍력 추진력 발생부인 경범(27A∼27H)을 구비하고 있다. 도 1 내지 도 3에서는, 경범 장치(25A∼25H)는 사용 상태에 있고, 갑판(9) 상에 있어서 상하 방향(VD) 상방향으로 경범(27A∼27H)이 돌출된 상태가 되어 있다. 8대의 경범 장치(25A∼25H)는 선박의 진행 방향(FD)으로 늘어서는 2개의 선창(11)의 사이(예를 들면, 제 1 선창(11A)과 제 2 선창(11B)의 사이, 제 2 선창(11B)과 제 3 선창(11C)의 사이…)에 배치된 격납고(29A∼29H)와 세트로 되어 있다. 또한 도 1에는, 격납고가 존재하는 위치에 부호 29A∼29H를 첨부하고 있다. 후술과 같이, 경범(27A∼27H)은 갑판(9) 아래에 형성된 격납고(29A∼29H) 내에 격납 가능한 구성으로 되어 있다.

<경범 장치의 승강 기구>

도 4에는, 제 7 선창(11G)∼제 9 선창(11I)이 형성된 선체(3)의 후방 부분을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 제 7 선창(11G)과 제 8 선창(11H)의 사이나, 제 8 선창(11H)과 제 9 선창(11I)의 사이에는, 선창끼리를 가로막는 격벽(30A∼30H)이 설치되어 있다. 또한 도 4에는, 격벽(30G)과 격벽(30H)을 나타내고 있고, 그 밖의 도면에는 격벽(30A∼30F)은 도시하지 않고 있다. 이 격벽(30A∼30H)은 선박의 진행 방향으로 간격을 두고 늘어서는 2장의 격벽판에 의해 구성되어 있다. 이 2장의 격벽판의 사이에 경범을 수납하는 격납고(29)가 형성되어 있다.

도 4에는 모두는 도시하고 있지 않지만, 제 1 선창(11A)과 제 2 선창(11B)의 사이에는 격납고(29A), 제 2 선창(11B)과 제 3 선창(11C)의 사이에는 격납고(29B…)와 같이, 선체(3)에는 계 8개의 격납고(29A∼29H)(도 1 참조)가 형성되어 있고, 각각이 경범 장치(25A∼25H)와 세트로 되어 있다. 도 4에 나타낸 예에서는, 경범(27G)은 격납고(29G)로부터 꺼내진 사용 상태이며, 경범(27H)은 격납고(29H) 내에 격납된 사용하지 않는 상태이다. 필요에 따라서 경범을 격납고 내에 수납할 수 있기 때문에, 풍력이 항행의 방해가 될 경우는 모든 경범을 격납고에 격납함으로써 통상의 선박으로서 항행 가능하고, 또 항구에서 경범을 격납고에 격납하면, 경범이 하역 크레인의 방해가 되지 않는다.

이하에서는, 설명의 편의상, 특별히 구별할 필요가 있을 경우를 제외하고, 격납고는 부호 29, 경범은 부호 27, 풍력 추진 장치는 부호 25로 해서 설명하고, 다른 격납고, 경범 및 풍력 추진 장치에 대해서는, 설명을 생략한다.

격납고(29)는 선체(3)의 폭 방향(WD), 상하 방향(VD) 및 진행 방향(FD)으로 연장되는 형상을 하고 있다. 풍력 추진 장치(25)는 풍력 추진력 발생부인 경범(27)과, 경범(27)이 고정된 장치 본체(45)(도 5의 (B), 도 6의 (B)에 나타낸다)와, 장치 본체(45)에 연결시킨 와이어를 감아 올리고, 감아 내려서 경범(27)을 상하 방향으로 승강시키는 승강 장치(도시 생략)를 구비하고 있다. 장치 본체(45)는 경범(27)을 회전 가능하게 지지하는 축 구조부(49)와, 상기 축 구조부(49)를 회동시키는 회동 구동원을 포함한 구동 장치(도시 생략)를 구비하고 있다.

<경범의 확장>

본 실시형태에 있어서는, 도 1에 나타내는 8매의 경범 중 후방의 경범(27D∼27H)은 각각 폭 방향(WD)(축 구조부(49)의 회전에 의해 선박의 폭 방향(WD)으로부터 각도가 변화되었을 경우도 포함한다)의 길이가 신축하는 구조를 갖고 있다. 구체적으로는, 도 5 이하에 나타내는 바와 같이, 축 구조부(49)가 지지하는 돛 본체(31)의 내부에 한쌍의 연신 돛부(33, 35)를 수납하고 있다. 갑판(9) 상에 경범(27)을 돌출시킨 상태로, 한쌍의 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD)의 양쪽의 외측으로 연장시킴으로써, 바람을 받는 경범(27)의 면적을 확장시킨다.

또한 본 실시형태에 있어서의 경범(27D∼27H)은 각 도면에 나타내는 바와 같이 각각 사이즈가 다르지만, 연신 돛부를 연장시킨 후의 폭 방향(WD)의 길이는 38.2m, 상하 방향(VD)의 높이는 8.4m∼14.3m이다.

도 5 및 도 7은 축소한 상태로 표장 패널 및 골재를 투명한 것으로 해서 나타낸 경범 전체 및 각 부의 도면을 나타내고, 도 6, 도 8 및 도 9는 같은 경범의 연신된 상태의 표장 패널 및 골재를 투명한 것으로 해서 나타낸 경범 전체 및 각 부의 도면을 나타내고 있다.

풍력 추진 장치(25)는 경범(27)과, 경범(27)이 고정되어서, 승강 장치에 의해 승강되는 장치 본체(45)를 구비하고 있다. 경범(27)은 장치 본체(45)에 축 구조부(49)를 개재해서 지지된 돛 본체(31)와, 돛 본체(31)로부터 폭 방향(WD) 외측의 양쪽으로 연장되는 2개의 연신 돛부(33, 35)와, 돛 본체(31)에 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD)으로 이동 가능하게 유지시키는 유지 구조를 구비하고 있다. 유지 구조는 갑판(9) 상에 경범(27)이 나와 있을 시에 있어서, 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD)의 각각 좌우 방향 외측으로 이동 가능하게 유지하고, 또 경범(27)을 격납고(29)에 수납할 시에는, 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD)의 각각 좌우 방향 내측으로 이동 가능하게 유지한다.

유지 구조는 돛 본체(31)의 상단 가까이에 배치되고, 연신 돛부(33, 35)를 돛 본체(31)로부터 매달도록 유지하는 상단 하중 유지부(37)와, 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD)으로 이동시키는 힘을 연신 돛부(33, 35)에 부여하는 구동 기구(39)를 구비하고 있다.

돛 본체(31)는 폭 방향의 양단이 개구하는 상자 형상을 갖고 있고, 돛 본체(31)의 양단부로부터 연신 돛부(33, 35)가 삽입되어 있는 상태로 되어 있다. 즉 돛 본체(31)의 내부에 연신 돛부(33, 35)가 폭 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 상단 하중 유지부(37)는 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 돛 본체(31)의 상단 가까이를 폭 방향(WD)으로 연장되는 가이드 레일(61)과, 연신 돛부(33, 35)에 대해서 회전 가능하게 설치되어서 가이드 레일(61)의 전동면 상을 전동하는 복수의 트롤리 휠(63)을 구비하고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 돛 본체(31)의 상단 천판부(31A)에는, 가이드 레일(61)이 폭 방향으로 연장되도록 고정되어 있다. 가이드 레일(61)은 도 9에 나타내는 바와 같이 I형강이며, 상하의 플랜지(611, 612) 중 하방의 플랜지(612)의 상면이 트롤리 휠(63)의 전동면이 된다.

연신 돛부(33, 35)는 돛 본체(31)의 내부에 위치하는 한쪽의 단부에 개구부를 갖는 상자 형상을 갖고 있다. 그리고 돛 본체(31)의 내부에 위치하는 연신 돛부(33, 35)의 상단 천판부(33A, 35A) 상에는, 트롤리 휠(63)이 고정되어 있다. 트롤리 휠(63)은 가이드 레일(61)의 플랜지(612) 상에 2개의 휠부가 배치되는 구조를 갖고 있고, 휠이 가이드 레일(61)의 플랜지(612) 위를 회전하면서 이동한다. 이러한 가이드 레일(61)과 트롤리 휠(63)의 조합은 비교적 경량 또한 단순한 구성으로, 연신 돛부(33, 35)를 가이드 레일(61)에 매단 상태로 유지하는 것을 가능하게 한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 트롤리 휠(63)은 연신 돛부(33, 35)의 돛 본체(31)측의 단부에 각각 구비되어 있다. 본 실시형태에서는, 가이드 레일(61)과 트롤리 휠(63)에 의해, 상단 하중 유지부(37)가 구성되어 있다. 트롤리 휠(63)의 휠부는 가이드 레일(61)의 웹(614)을 사이에 둔 양측에, 폭 방향으로 2개 늘어서서, 계 4개가 배치되어 있다. 트롤리 휠(63)을 포함하는 트롤리로서는, 예를 들면 기제의 30톤 정격의 것을 사용할 수 있다.

가이드 레일(61)은 횡단면 형상이 호 형상을 보이는 돛 본체(31)의 내부를 슬라이드할 수 있도록 만곡되어 있다. 가이드 레일(61)은 돛 본체(31)의 폭 방향 전체에 걸쳐 1개로 구성되어 있고, 돛 본체(31)의 빔을 겸하고 있다. 가이드 레일(61)의 양단에는 스토퍼(도시 생략)가 구비되어 있어, 트롤리 휠(63)이 폭 방향(WD) 외측으로 이동해 가면, 스토퍼에 맞부딪쳐서 정지하고, 그 이상의 이동이 제한된다.

구동 기구(39)는 돛 본체(31)의 저벽부(31B)를 따라 배치되고, 저벽부(31B)에 대해서 회전 가능하게 고정된 2개의 나사 형성 로드 부재(411, 412)와, 2개의 나사 형성 로드 부재(411, 412)에 나사 결합하는 2개의 하프 너트 부재(43)와, 2개의 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 회전 구동하는 구동 장치(51)를 구비하고 있다. 하프 너트 부재(43, 43)는 연신 돛부(33, 35)의 저벽부(35B)의 돛 본체(31)측의 단부에 고정되어 있다. 하프 너트 부재(43, 43)는 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 수나사부에 각각 나사 결합되는 암나사부를 구비하고 있고, 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 각각 회전 구동하면, 하프 너트 부재(43, 43)는 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 따라 폭 방향(WD)으로 각각 이동한다.

도 8의 (B)에 나타내는 바와 같이, 구동 장치(51)는 구동 모터(511)와, 상하 방향(VD) 윗 방향으로 연장되는 구동 모터(511)의 구동 축에 고정된 구동측 베벨 기어(512)와, 구동측 베벨 기어(512)를 사이에 두고 대향해서 배치되고, 각각 구동측 베벨 기어(512)에 맞물리고, 각각 나사 형성 로드 부재(411, 412)에 고정되어서, 구동측 베벨 기어(512)에 따라서 회전하는 종동측 베벨 기어(513, 514)로 이루어진다.

이러한 하프 너트 부재(43)와 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 조합을 포함하는 구동 기구(39)는 유압 실린더에 비해서 소형 또한 염가로 구성할 수 있는 데다가, 연신 돛부(33, 35)의 정지 위치를 세세하게 조정할 수 있다. 게다가 위치의 고정을 위해서 외부로부터 에너지(유압)를 계속해서 공급할 필요가 없어, 경제적이다.

나사 형성 로드 부재(411, 412)의 축선은 축 구조부(49)로부터 거의 폭 방향(WD)을 따라 외측으로 수평 방향으로 연장된다. 도 6의 (C)에 나타내어져 있는 바와 같이, 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 축선은 경범(27)의 수평 단면 형상의 윤곽이 호 형상인 것에 대응해서, 약간 진행 방향(FD) 후방 방향(선미(7)에 가까워지는 방향)으로 경사져 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 축선의 방향은 경범의 사이즈에 따라서, 폭 방향(WD)과 일치해도 좋고, 또는 보다 본 실시형태보다 크게 경사져 있어도 좋다.

본 실시형태에 있어서, 하프 너트 부재(43)는 대응하는 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 상반분과 나사 결합한다. 하프 너트 부재를 채용함으로써, 연신 돛부(33, 35)의 이동 중에 나사 형성 로드 부재(411, 412)와 나사 결합하는 부분에 편하중이 생겨도, 구동 기구(39)에 의해 연신 돛부(33, 35)가 하방으로 끌어 당겨져서 변형되거나 일그러지는 일이 없고, 나사산의 고착이나 나사산의 변형도 생기기 어려워져서, 구동 기구(39)의 내구성을 높일 수 있다.

도 9 및 도 8의 (B)에 잘 나타내어져 있는 바와 같이, 구동 기구(39)는 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 따라 연장 또한 돛 본체(31)의 저벽부(31B)에 고정된 가늘고 긴 한쌍의 지지 부재(53)를 추가로 구비하고 있다. 지지 부재(53, 53)에는, 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 전장에 걸쳐서 연장되고, 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 나사산의 외경과 동일 사이즈의 내경을 갖는, 평활한 반원통 형상의 내주면(횡단면 형상이 반원형 형상의 면)을 구비한 지지 홈(53A)이 형성되어 있다. 지지 부재(53, 53)는 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 하방으로부터 지지하고, 2개의 하프 너트 부재(43)를 개재해서 연신 돛부(33, 35)의 하중이 걸렸을 경우에, 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 하방으로부터 지지해 나사 형성 로드 부재(411, 412)가 구부러지는 것을 방지해서, 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 파손이나 구동 기구(39)의 작동 정지 등의 문제의 발생을 회피한다. 지지 홈(53A)에는 윤활유를 담아 둠으로써, 2개의 하프 너트 부재(43)와 나사 형성 로드 부재(411, 412) 사이의 마찰을 경감시키도록 하고 있다.

상술된 바와 같이, 돛 본체(31) 및 연신 돛부(33, 35)로 이루어지는 경범(27) 전체의 수평 단면 형상의 윤곽이 호 형상(날개형)을 보이는 형상을 갖고 있으므로, 본 실시예의 경범은 공기 역학 상 유리하다. 2개의 하프 너트 부재(43)는 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 축선 방향에 위치하는 연신 돛부(33, 35)의 선단측의 단부에 연결 구조(58)를 개재해서 이동 가능하게 고정되어 있다. 연결 구조(58)는 나사 형성 로드 부재(411, 412)의 축선과 교차해서 수평 방향으로 연장되는 가상선(PL)을 따라 소정의 범위 내에서 연신 돛부(33, 35)가 하프 너트 부재(43)에 대해서 이동 가능하도록, 하프 너트 부재(43)와 연신 돛부(33, 35)를 연결하는 구조를 갖고 있다. 이러한 연결 구조(58)를 채용하면, 직선 형상의 나사 형성 로드 부재(411, 412)에 하프 너트 부재(43)를 나사 결합시켜도, 연신 돛부(33, 35)를 호 형상의 궤적을 그리면서 스무스하게 이동시킬 수 있다.

구체적인 연결 구조(58)는 도 8의 (B) 및 (C)에 나타내는 바와 같이, 하프 너트 부재(43)의 상부로부터 윗 방향으로 돌출 형성된 원주(55)와, 연신 돛부(33, 35)의 하단 가까이에 형성되어서, 원주(55)가 이동 가능하게 감합되고, 가상선(PL)을 따라 소정의 길이를 갖는 긴 구멍(57)을 구비하고 있다. 긴 구멍(57)은 연신 돛부(33, 35)의 하단의 가장 내측에 고정된 플레이트(59)에 형성되어 있다.

이러한 연결 구조(58)이면, 하프 너트 부재(43)를 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 따라 직선적으로 이동시켜도, 상대적으로 보아서 원주(55)가 긴 구멍(57)을 이동함으로써(물리적으로는, 긴 구멍(57)을 구비한 플레이트(59)가 원주(55)에 대해서 이동함으로써), 연신 돛부(33, 35)는 호의 궤적을 그려서 이동할 수 있다. 따라서 직선적인 움직임을 하는 나사 형성 로드 부재(411, 412)와 하프 너트 부재(43)로 이루어지는 구동 기구를 사용해도, 호의 궤적을 그리도록, 연신 돛부(33, 35)를 이동시킬 수 있다.

본 실시형태의 경범을 연신시킬 시에는, 상단 하중 유지부(37)에 의해 연신 돛부(33, 35)의 하중을 지지한 상태로, 돛 본체(31)의 하단 가까이에 배치된 구동 기구(39)의 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 구동함으로써, 연신 돛부(33, 35)가 돛 본체(31)에 대해서 폭 방향(WD)으로 이동한다.

본 실시형태에 있어서는, 돛 본체(31)의 폭 방향(WD)의 양측에 한쌍의 연신 돛부(33, 35)가 배치되어 있고, 돛 본체(31)와 한쌍의 연신 돛부(33, 35)는 돛 본체(31)의 내부에 한쌍의 연신 돛부(33, 35)가 수납되도록 각각 구성되어 있다. 이렇게 연신 돛부(33, 35)를 돛 본체(31)의 내부에 수납함으로써, 연신 돛부(33, 35)를 축소한 경범의 두께(진행 방향(FD)의 길이)를 최소로 억제하고, 이것에 의해 경범(27)의 격납고(29)의 사이즈도 작게 할 수 있다.

<동작>

다음으로, 본 실시형태의 동작에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 경범을 구비한 산적 화물선(1)은 항구에 정박 중인 하역 시에는, 작업에 지장이 없도록, 경범(27)이 도 5에 나타내는 연신 돛부(33, 35)를 축소시킨 상태로, 갑판(9) 아래의 격납고(29) 내에 격납되어 있다.

산적 화물선(1)이 출항해 외양에 도달해서, 풍력 추진 장치(25)를 사용해서 추진력을 얻으려고 할 시에는, 승강 장치(47)에 의해 장치 본체(45)를 상승시켜서, 경범(27)을 갑판(9) 상에 돌출시킨다.

다음으로 구동 기구(39)를 구동해서 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 회전시키면, 나사 형성 로드 부재(411, 412)에 나사 결합하고 있었던 하프 너트 부재(43)가 폭 방향(WD) 외측으로 이동한다. 하프 너트 부재(43)는 원주(55)와 긴 구멍(57)을 개재해서 반고정되어 있는 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD) 외측으로 이동시킨다. 동시에 상단 하중 유지부(37)의 트롤리 휠(63)이 가이드 레일(61)의 전동면 상을 전동하고, 상단 하중 유지부(37)는 연신 돛부(33, 35)를 매달아 하중을 지지하면서, 폭 방향(WD) 외측으로 이동한다.

트롤리 휠(63)이 스토퍼에 접촉하면, 상단 하중 유지부(37)는 정지해서 도 6에 나타내는 경범(27)을 연신한 상태가 된다.

경범(27)을 연장시킨 후는 축 구조부(49)를 회전시켜서, 풍향에 따라서 진행 방향(FD)으로의 추진력이 최대가 되도록 각도를 조정하고, 바람에 의한 보조 추진력을 얻어서, 산적 화물선(1)을 항행시킨다.

경범(27)을 격납할 시에는, 구동 기구(39)를 구동해서 나사 형성 로드 부재(411, 412)를 반대로 회전시켜, 하프 너트 부재(43)를 폭 방향(WD) 내측으로 이동시키면, 상단 하중 유지부(37)도 종동하고, 연신 돛부(33, 35)가 축소되고, 돛 본체(31) 내에 수납되어, 도 5에 나타내는 상태로 돌아간다. 그 후, 승강 장치(47)에 의해 장치 본체(45)를 하강시켜서, 경범(27)을 격납고(29)에 격납한다.

따라서 본 실시형태의 경범(27)을 구비한 산적 화물선(1)에 의하면, 큰 면적의 경범(27)을 작은 격납고(29)에 격납할 수 있고, 충분한 추진력을 실현할 수 있다.

특히 본 실시형태에 있어서는, 연신 돛부(33, 35)를 돛 본체(31)의 가이드 레일(61)과 트롤리 휠(63)을 구비한 트롤리로 이루어지는 상단 하중 유지부(37)에 의해 매달도록 유지함으로써, 특히 경범(27)이 대형일 경우에, 연신 돛부(33, 35)를 폭 방향(WD) 외측으로 연장시켰을 시에, 연신 돛부(33, 35)가 자중으로 돛 본체(31)에 대해서 기울어진 상태가 되어서, 연신 돛부(33, 35)가 돛 본체(31)에 대해서 치우친 힘을 가하는 것을 저지할 수 있다. 그 결과, 경범의 일그러짐이나 변형을 방지 또는 최소한으로 억제하면서, 연신 돛부(33, 35)를 스무스하게 이동시킬 수 있다.

상기 실시형태는 일례로서 기재한 것이며, 그 요지를 일탈하지 않는 한, 본 발명은 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 사용 시에는 연신 돛부를 돛 본체로부터 폭 방향 외측으로 이동시켜서 폭 방향의 길이를 연신시킴으로써, 큰 면적을 실현하면서, 사용하지 않을 시에는 연신 돛부를 폭 방향 내측으로 이동시켜서 폭 방향의 길이를 축소시킴으로써, 작은 격납고에 격납할 수 있는 경범을 구비한 선박을 제공할 수 있다.

1 산적 화물선
3 선체
5 선수
7 선미
9 갑판(상갑판)
11(11A∼11I) 선창
13(13A∼13I) 개구부
15(15A∼15I) 가장자리재
17(17A∼17I) 해치 커버
19 선교
21 레이더 마스트
23 굴뚝
25(25A∼25H) 풍력 추진 장치(경범 장치)
27(27A∼27H) 풍력 추진력 발생부(경범)
29(29A∼29H) 격납고
31 돛 본체
33, 35 연신 돛부
37 상단 하중 유지부
39 구동 기구
411, 412 나사 형성 로드 부재
43 하프 너트 부재
45 장치 본체
47 승강 장치
49 축 구조부
51 구동 장치
511 구동 모터
512 구동측 베벨 기어
513, 514 종동측 베벨 기어
53 지지 부재
55 원주
57 긴 구멍
58 연결 구조
59 플레이트
61 가이드 레일
63 트롤리 휠

Claims

바람을 받아서 추진력을 발생시키고, 사용 시에는 갑판 상에 있어서 수직 방향으로 돌출되고, 사용하지 않을 시에는 상기 갑판 아래에 형성된 격납고에 격납되는 경범과, 상기 경범을 상하 방향으로 승강시키는 승강 장치를 갖는 1개 이상의 풍력 추진 장치를 구비한 선박으로서,
상기 풍력 추진 장치는 상기 경범이 고정되어서 상기 승강 장치에 의해 승강되는 장치 본체를 구비하고,
상기 경범은 상기 장치 본체에 지지된 돛 본체와, 상기 돛 본체로부터 폭 방향으로 연장되는 연신 돛부와, 상기 돛 본체에 상기 연신 돛부를 폭 방향으로 이동 가능하게 유지시키는 유지 구조를 구비하고 있고,
상기 유지 구조는 상기 갑판 상에 상기 경범이 나와 있을 시에는, 상기 연신 돛부를 상기 폭 방향 외측으로 이동 가능하게 유지하고, 상기 경범을 상기 격납고에 수납할 시에는, 상기 연신 돛부를 상기 폭 방향 내측으로 이동 가능하게 유지하는 것을 특징으로 하는 경범을 구비한 선박.
제 1 항에 있어서,
상기 유지 구조는,
상기 돛 본체의 상단 가까이에 배치되고, 상기 연신 돛부를 상기 돛 본체로부터 매달도록, 상기 연신 돛부의 하중을 유지하는 상단 하중 유지부와,
상기 연신 돛부를 상기 폭 방향으로 이동시키는 힘을 상기 연신 돛부에 부여하는 구동 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 경범을 구비한 선박.
제 2 항에 있어서,
상기 구동 기구는 상기 연신 돛부의 이동 과정에 있어서 적어도 일시적으로, 상기 연신 돛부의 상기 하중의 적어도 일부를 유지하는 경범을 구비한 선박.
제 3 항에 있어서,
상기 구동 기구는 상기 돛 본체에 대해서 회전 가능하게 고정되어서 상기 폭 방향으로 연장되는 나사 형성 로드 부재와, 상기 연신 돛부에 대해서 적어도 상기 나사 형성 로드 부재의 축 방향에 대해서 고정되어 있고, 또한 상기 나사 형성 로드 부재에 나사 결합된 너트 부재와, 상기 나사 형성 로드 부재를 회전 구동해서 상기 너트 부재를 상기 나사 형성 로드 부재를 따라 상기 폭 방향으로 이동시키는 구동원을 구비하고 있는 경범을 구비한 선박.
제 4 항에 있어서,
상기 너트 부재는 상기 나사 형성 로드 부재의 상반분과 나사 결합하는 하프 너트 부재인 경범을 구비한 선박.
제 5 항에 있어서,
상기 구동 기구는 상기 돛 본체에 고정되고, 상기 나사 형성 로드 부재의 전장에 걸쳐서, 상기 나사 형성 로드 부재의 나사산의 외경과 동일 사이즈의 내경이며, 평활한 반원통 형상의 내주면을 갖는 지지 홈이 형성된 지지 부재를 추가로 구비하고 있는 경범을 구비한 선박.
제 4 항에 있어서,
상기 연신 돛부가 완전히 연신된 상태에 있어서의 상기 돛 본체 및 상기 연신 돛부로 이루어지는 경범 전체의 수평 단면 형상의 윤곽이 호 형상을 보이는 형상을 갖고 있고,
상기 하프 너트 부재는 상기 나사 형성 로드 부재의 축선 방향에 위치하는 상기 연신 돛부의 선단측의 단부에 연결 구조를 개재해서 이동 가능하게 고정되고,
상기 연결 구조는 상기 나사 형성 로드 부재의 축선과 교차해서 수평 방향으로 연장되는 가상선을 따라 소정의 범위 내에서 상기 연신 돛부가 상기 하프 너트 부재에 대해서 이동 가능하도록, 하프 너트 부재와 상기 연신 돛부를 연결하는 구조를 갖는 경범을 구비한 선박.
제 7 항에 있어서,
상기 연결 구조는 상기 하프 너트 부재의 상부로부터 윗 방향으로 돌출 형성된 원기둥부와, 상기 연신 돛부의 하단 가까이에 형성되어, 상기 원기둥부가 이동 가능하게 감합되고, 상기 나사 형성 로드 부재의 축선과 교차해서 수평 방향으로 연장되는 가상선을 따라 소정의 길이를 갖는 긴 구멍부를 구비하고 있는 경범을 구비한 선박.
제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상단 하중 유지부는,
상기 돛 본체의 상단 가까이를 폭 방향으로 연장되는 가이드 레일과,
상기 연신 돛부에 대해서 회전 가능하게 형성된 상기 가이드 레일의 전동면 상을 전동하는 1개 이상의 전동체를 구비하고 있는 경범을 구비한 선박.
제 1 항 내지 제 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돛 본체의 폭 방향의 양측에 한쌍의 상기 연신 돛부가 배치되어 있고,
상기 돛 본체와 상기 한쌍의 연신 돛부는 상기 돛 본체의 내부에 상기 한쌍의 연신 돛부가 수납되도록 각각 구성되어 있는 경범을 구비한 선박.