KR101516560B1

KR101516560B1 - 캐니스터 안내장치 설치방법

Info

Publication number: KR101516560B1
Application number: KR1020130055512A
Authority: KR
Inventors: 이덕훈; 김명성; 조태민; 최성태
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2015-05-04
Anticipated expiration: 2033-05-16
Also published as: KR20140135380A

Abstract

캐니스터 안내장치 설치방법을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터 안내장치 설치방법은 (a) 복수의 블록단위로 제조된 선체나 부유구조물의 트렁크 블록 내면의 미리 설정된 위치에 랙기어를 갖춘 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치를 설치하는 단계; (b) 각각의 트렁크 블록을 조립하는 단계; (c) 안내장치의 설치위치를 측정하는 단계; 및 (d) 측정된 설치위치와 미리 설정된 위치간의 오차값을 기초로, 안내장치의 두께를 조절하여 안내장치의 설치위치를 보정하는 단계를 포함한다.

Description

캐니스터 안내장치 설치방법{METHOD FOR INSTALLING CANISTER GUIDE APPARATUS}

본 발명은 캐니스터 안내장치 설치방법에 관한 것이다.

드릴쉽(Drillship)과 같은 특수선박은 해상의 작업영역에서 정박할 수 있어야 하므로 조류, 바람, 파고의 영향에도 위치를 유지할 수 있는 장치(Dynamic Positioning System)가 필요하다. 따라서 이러한 선박은 수중에서 방향을 전환하면서 추진력을 발생시켜 선체의 위치를 제어할 수 있는 스러스터(Thruster)를 갖추고 있다.

하지만 통상적인 스러스터는 선체 하부(수중)에 설치되기 때문에 고장이 생길 경우 수리나 교체가 어려운 문제가 있다. 해상에서 고장이 생길 경우 수리를 위해 도크(dock)가 있는 육상까지 선체를 이동시켜야 하는 상황이 발생하기도 한다. 이러한 운용상의 난점을 해결하고 해상의 작업영역에서도 스러스터의 수리나 교체작업을 수행할 수 있도록 하고자 제안된 것이 캐니스터식 스러스터다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0139545호(2011. 12. 29. 공개) 및 공개특허공보 10-2010-0074397호(2010. 07. 02. 공개)는 캐니스터식 스러스터의 예를 각각 제시하고 있다. 캐니스터식 스러스터는 선체의 갑판으로부터 저면까지 관통된 트렁크 내에 승강하도록 설치된 캐니스터와, 캐니스터의 하부에 설치되며 360도 방향을 전환할 수 있는 추진헤드와, 캐니스터 내에서 추진헤드를 동작시키는 구동장치들과, 캐니스터를 승강시키는 승강장치와, 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치를 갖추고 있다.

캐니스터를 승강시키는 승강장치는 캐니스터의 측면에 설치되는 랙기어와, 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 모터를 갖춘 승강구동부를 포함하는 형태일 수 있다.

이러한 스러스터는 캐니스터의 승강을 통해 추진헤드의 위치를 변화시킬 수 있다. 즉 추진헤드를 선체 저면 아래에 위치시키는 운용모드, 선체가 운항할 때 추진헤드를 트렁크 내부로 끌어 올리는 이동모드, 선체 내부의 유지보수영역으로 추진헤드를 끌어올리는 유지보수모드로 전환하는 것이 가능하다. 또 크레인 등을 이용해 캐니스터와 추진헤드를 함께 상부로 들어 올려 선체로부터 분리하는 것도 가능하다.

한편, 캐니스터는 단면의 폭이 대략 5 ~ 6m에 이르고 높이가 대략 10m에 이르는 거대구조물이다. 따라서, 설치 시 캐니스터와 트렁크 사이에 마련되는 안내장치의 정확한 합체가 요구된다. 그러나 안내장치를 용접 방식으로 트렁크 내측의 미리 설정된 위치에 고정시킨 경우, 용접 변형 등으로 인해 본래의 설정위치와 오차가 발생하는 경우가 많다. 이때, 용접된 안내장치를 분리시켜 다시 설치할 경우 그에 따른 작업비용이 소요되고, 다시 설치하더라도 용접에 의해 재차 변형이 이루어질 수 있으므로 설치 효율성이 상당히 떨어지게 된다.

또, 안내장치가 정확하게 설계된 설치위치에 고정되지 않은 경우에는 승강장치의 랙기어와 피니언기어의 정확한 이물림에 영향을 줄 수 있다. 또, 설치과정에서 캐니스터의 진입이 어긋날 경우 랙기어와 피니언기어 이물림 충격이 발생할 수 있고, 이로 인해 승강구동부의 고장이 생길 수도 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0139545호(2011. 12. 29. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2010-0074397호(2010. 07. 02. 공개)

본 발명의 실시 예는 안내장치의 두께를 조절함으로써 안내장치의 설치위치를 효과적으로 보정할 수 있는 캐니스터 안내장치 설치방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 복수의 블록단위로 제조된 선체나 부유구조물의 트렁크 블록 내면의 미리 설정된 위치에 랙기어를 갖춘 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치를 설치하는 단계; (b) 각각의 상기 트렁크 블록을 조립하는 단계; (c) 상기 안내장치의 설치위치를 측정하는 단계; 및 (d) 상기 측정된 설치위치와 상기 미리 설정된 위치간의 오차값을 기초로, 상기 안내장치의 두께를 조절하여 상기 안내장치의 설치위치를 보정하는 단계;를 포함하는 캐니스터 안내장치 설치방법이 제공될 수 있다.

상기 랙기어는 캐니스터의 양측 외면에 승강방향으로 길게 설치되며, 피니언기어와 이물림하는 치부가 대칭을 이루도록 마련되고, 상기 안내장치는 상기 트렁크 블록 내면에 고정되는 지지브래킷과, 상기 랙기어 양측 치부를 각각 안내하도록 상기 지지브래킷 양측에 대칭을 이루도록 마련된 치면안내부, 및 상기 랙기어의 측면과 접하여 승강을 안내하는 측면안내부를 포함하고, 상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 상기 치면안내부와 상기 측면안내부의 두께를 조절하는 방법으로 상기 안내장치의 설치위치를 보정할 수 있다.

상기 치면안내부와 상기 측면안내부는 상기 랙기어의 승강방향에 대하여 경사를 유지하는 진입안내부를 각각 포함하고, 상기 (a) 단계는 상기 트렁크 블록 내면에 상기 지지브래킷을 고정하는 단계와, 상기 진입안내부를 상기 지지브래킷의 전단부 및 양측에 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 설계된 두께를 갖는 두께조절판을 제작하거나 기 제작된 두께조절판을 가공하는 단계와, 상기 진입안내부 전면에 상기 두께조절판을 설치하는 단계와, 상기 두께조절판 전면에 상기 랙기어와 접하여 승강을 안내하는 슬라이딩패드를 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 다양한 치수의 두께를 갖도록 미리 제작된 두께조절판을 조합하여 상기 진입안내부 전면에 설치하는 단계와, 상기 두께조절판 전면에 상기 랙기어와 접하여 승강을 안내하는 슬라이딩패드를 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 지지브래킷은 용접 방식에 의해 고정되고, 상기 두께조절판 및 상기 슬라이딩패드는 볼트체결방식에 의해 분리와 결합이 가능하게 장착될 수 있다.

상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 설계된 두께를 갖는 슬라이딩패드를 제작하거나 기 제작된 슬라이딩패드를 가공하는 단계와, 상기 진입안내부 전면에 상기 슬라이딩패드를 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 트렁크 내면에 상기 랙기어와 이물림하는 상기 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 설치하는 단계와, 상기 승강구동부의 설치위치 및 미리 설정된 위치간의 차이를 비교하여 상기 승강구동부의 설치위치를 보정하는 단계를 더 포함하고, 상기 안내장치는 상기 승강구동부의 상측 및 하측에 둘 이상 설치될 수 있다.

상기 (c) 단계는 상기 안내장치의 설치위치로 광을 조사하고, 반사된 상기 광의 시간, 거리 및 각도 중 하나 이상을 기초로 상기 안내장치의 위치정보를 추출하는 방법으로 이루어질 수 있다.

상기 안내장치는 최상위 안내장치와 최하위 안내장치간의 이격거리가 상기 랙기어의 전체길이보다 짧도록 상기 트렁크 내면에 둘 이상 설치될 수 있다.

상기 안내장치는 상기 랙기어와 같은 선상에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터 안내장치 설치방법은 안내장치의 두께를 조절함으로써 안내장치의 설치위치를 효과적으로 보정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 내부구성 및 선체 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도로, 캐니스터가 운용모드, 이동모드, 유지보수모드의 위치로 각각 이동한 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 캐니스터와 트렁크의 단면구조 및 캐니스터를 구속하는 구속장치의 구성을 나타낸 횡방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 하부안내유닛 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 하부안내유닛 정면도이다.
도 9 내지 도 12는 도 1의 캐니스터식 스러스터의 안내장치를 설치하는 과정을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터의 내부구성 및 선체 장착상태를 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 캐니스터식 스러스터(100)는 해상의 작업영역에서 정박상태를 유지할 필요가 있는 선박이나 부유구조물에 적용될 수 있다. 예를 들면, 석유나 가스 등 해저 자원의 채취를 위해 시추작업을 하는 드릴쉽(Drillship), 부유식 원유생산·저장·하역설비(FPSO: Floating Production Storage Offloading) 등에 적용될 수 있다. 또 이러한 캐니스터식 스러스터(100)는 반드시 정박상태에서 위치제어가 필요한 경우 외에도 예인선, 쇄빙선 등과 같은 특수선박이나 통상의 운송선박에도 적용될 수 있다.

도 1과 도 2를 참조하면, 캐니스터식 스러스터(100)가 적용되는 선박의 선체(1, 또는 부유구조물)는 상하방향으로 관통된 트렁크(2)를 구비한다. 그리고 스러스터(100)는 트렁크(2) 내에 승강 가능하게 설치되는 캐니스터(110), 캐니스터(110)의 하부에 설치된 추진헤드(130), 캐니스터(110)를 상하로 이동시키는 승강장치(140), 캐니스터(110)의 승강을 안내하는 안내장치를 포함한다.

캐니스터(110)는 도 1, 도 2, 도 6에 도시한 바와 같이, 그 하부 및 측면이 수밀 가능한 사각의 상자형태로 마련될 수 있다. 선체(1)의 트렁크(2)는 캐니스터보다 약간 큰 사각통 형태일 수 있다. 여기서는 하나의 예로써 캐니스터(110)와 트렁크(2)의 단면형상이 사각형인 경우를 제시하지만, 캐니스터(110)와 트렁크(2)는 단면형상이 육각, 팔각, 원형 등 다양하게 변경될 수 있다.

캐니스터(110)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상하방향으로 상호 이격된 복수의 갑판(112,113,114)에 의해 내부가 복수의 공간으로 구획될 수 있다. 즉 캐니스터(110)의 아래 쪽으로부터 바닥판(111)과 제1갑판(112) 사이의 하부격실(116), 제1갑판(112)과 제2갑판(113) 사이의 구동기기실(117), 제2갑판(113)과 제3갑판(114) 사이의 보조기기실(118), 제3갑판(114)과 상판(115) 사이의 상부격실(119)로 구획될 수 있다. 또 캐니스터(110) 내에는 각 공간으로 이동할 수 있도록 상하로 길게 사다리(120)가 설치될 수 있다.

구동기기실(117)에는 후술할 추진헤드(130)를 구동하는 구동모터(121)가 설치되고, 보조기기실(118)에는 스러스터(100)의 동작제어를 위한 각종 제어설비와 전원공급설비 등이 설치될 수 있다. 여기서는 하나의 예로써 캐니스터(110) 내부의 구성을 제시하는 것일 뿐 캐니스터(110) 내부구성이 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다. 캐니스터(110) 내부는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

추진헤드(130)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 프로펠러(131)와, 프로펠러(131)를 지지하는 유선형 프로펠러지지부(132)와, 프로펠러지지부(132)로부터 상방으로 연장되며 그 상부의 회전연결부(134)가 캐니스터(110) 바닥판(111)에 회전 가능하게 지지된 수직지지부(133)와, 추진수류의 안내를 위해 프로펠러(131)의 둘레에 설치된 원통형 슈라우드(135)를 포함할 수 있다.

캐니스터(110)의 하부격실(116)에는 구동모터(121)의 회전을 프로펠러(131) 쪽으로 전달하는 구동축(136)이 설치되고, 추진헤드(130)의 수직지지부(133)와 프로펠러지지부(132) 내에는 도면에 나타내지는 않았지만 구동축(136)과 프로펠러(131)를 동력전달 가능하게 연결하는 회전축들과 기어들이 설치된다. 또 하부격실(116)에는 추진헤드(130)를 360도 회전시킬 수 있도록 회전연결부(134)를 회전시키는 조향모터들(137)이 설치될 수 있다.

추진헤드(130)는 도 1과 도 3과 같이 선체(1)의 저면보다 아래에 위치한 상태에서 구동모터(121)의 동작에 의해 프로펠러(131)가 회전함으로써 추진수류를 발생시킬 수 있다. 또 조향모터들(137)의 동작에 의해 추진헤드(130)가 회전함으로써 추진수류의 방향을 제어할 수 있다. 그리고 이러한 추진수류는 선체(1)를 원하는 위치로 이동시킴으로써 조류나 파도 등의 영향에도 불구하고 선체(1)가 해상에서 제 위치를 유지하도록 할 수 있다. 이처럼 추진헤드(130)가 선체(1)의 하부에서 회전하는 형태의 추진기를 아지무스 스러스터(azimuth thruster)라고도 한다.

캐니스터(110)를 상하로 이동시키는 승강장치(140)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 캐니스터(110) 외면과 트렁크(2)의 내면 사이에 설치될 수 있다. 또 캐니스터(110) 양측을 대등한 조건으로 승강시킬 수 있도록 동일한 형태의 승강장치(140)가 캐니스터(110)의 양측에 각각 마련될 수 있다.

각 승강장치(140)는 캐니스터(110)의 측면에 고정되며 승강방향으로 길게 연장된 랙기어(141)와, 트렁크(2)의 내면 쪽에 설치되며 랙기어(141)와 이물림하는 두 피니언기어(142) 및 이들 피니언기어(142)를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부(143)를 포함할 수 있다.

랙기어(141)는 도 2와 도 3에 도시한 예처럼 캐니스터(110)의 측면 상부에서 하부까지 길게 연장되고, 그 폭 방향 양측에 두 피니언기어(142)와 각각 이물림하는 치부(141b)가 대칭을 이루도록 마련된다. 본 실시 예는 안정적인 승강을 구현하기 위해 두 피니언기어(142)가 랙기어(141)의 양측 치부(141b)에 각각 이물림 하는 구성을 제시하지만, 랙기어(141)의 치부(141b)가 한쪽에만 마련되고 여기에 하나의 피니언기어(142)가 이물림하는 형태일 수도 있다. 또 본 실시 예는 랙기어(141)의 바디부(141a)와 그 양측의 치부(141b)가 일체화된 형태를 제시하지만, 랙기어(141)는 바디부(141a)와 치부(141b)가 각각 별도로 제작된 후 상호 결합되는 형태일 수 있다. 또 랙기어(141)는 거대구조물인 캐니스터(110)의 승강을 구현하는 것이어서 길고 큰 부품이므로 복수의 요소로 분할 제작된 후 설치 시 상호 결합되는 형태일 수도 있다.

승강구동부(143)는 도 1에 도시한 바와 같이, 트렁크(2)의 상하 중간부분보다 상부위치에 설치될 수 있고, 승강구동부(143)가 위치하는 트렁크(2)의 내면 양측에는 이러한 승강구동부(143)의 설치 및 유지보수를 위한 설치공간(3)이 마련될 수 있다. 승강구동부(143)의 구동원은 두 피니언기어(142)의 상반된 감속회전을 구현할 수 있는 감속기어장치와 이를 구동하는 모터를 포함하는 형태일 수 있고, 설치공간(3) 내부의 고정구조물(4)에 고정될 수 있다.

승강장치(140)는 승강구동부(143)의 동작에 의해 랙기어(141)가 승강함으로써 캐니스터(110)의 상하 이동을 구현할 수 있고, 이를 통해 캐니스터(110) 하부에 설치된 추진헤드(130)의 위치를 변화시킬 수 있다. 즉 도 3과 같이 추진헤드(130)를 선체(1) 저면 아래에 위치시켜 선체(1)의 위치제어를 수행하는 운용모드, 도 4와 같이 선체(1)가 운항할 때 저항을 줄이기 위해 추진헤드(130)를 트렁크(2) 내부로 끌어 올리는 이동모드, 도 5와 같이 추진헤드(130)의 유지보수를 위해 추진헤드(130)를 트렁크(2) 상부의 유지보수위치로 끌어 올리는 유지보수모드로 전환할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 유지보수모드에서 추진헤드(130)가 위치하는 높이의 트렁크(2) 측면 쪽에는 추진헤드(130)의 유지보수를 위한 유지보수공간(6)이 마련될 수 있다. 유지보수공간(6)은 추진헤드(130)의 부품을 분리한 후 그 내부에 보관하거나 작업자가 추진헤드(130)에 접근하여 유지보수를 수행하기에 충분한 크기일 수 있고, 선박의 진수상태에서 수면보다 상부에 위치할 수 있다.

또 이러한 캐니스터식 스러스터(100)는 도 3과 도 6에 도시한 바와 같이, 운용모드, 이동모드 등으로 전환된 상태에서 캐니스터(110)를 흔들림 없이 구속할 수 있는 복수의 구속장치(150)를 구비한다.

구속장치(150)는 캐니스터(110) 내에 설치되며 모터나 유압실린더를 등으로 이루어지는 구동부(151), 구동부(151)의 동작에 의해 캐니스터(110) 외측으로 돌출하여 걸림을 구현하는 걸림로드(152), 구속장치(150)와 대응하는 위치의 트렁크(2) 내면에 고정되며 걸림로드(152)가 진입하여 걸리는 홈을 갖춘 복수의 걸림부재(153)를 포함할 수 있다. 복수의 걸림부재(153)는 캐니스터(110)가 운용모드, 이동모드, 유지보수모드로 이동한 상태에서 걸림로드(152)의 걸림을 구현할 수 있도록 해당하는 위치에 각각 마련될 수 있다.

캐니스터(110)의 승강을 안내하는 안내장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 승강구동부(143) 상측의 트렁크(2) 내면에 설치되어 랙기어(141)를 지지함으로써 랙기어(141)의 승강을 안내하는 상부안내유닛(160)과, 승강구동부(143) 하측의 트렁크(2) 내면에 설치되어 역시 랙기어(141)를 지지함으로써 랙기어(141)의 승강을 안내하는 하부안내유닛(170)을 포함할 수 있다.

즉 본 실시 예는 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)이 랙기어(141)의 승강궤적과 일치하는 트렁크(2)의 내면에 장착되어 랙기어(141)를 슬라이딩 가능하게 지지함으로써 캐니스터(110)의 원활한 승강을 안내한다. 여기서는 일 예로써 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)만을 제시하지만, 안내장치는 상부 또는 하부안내유닛(160,170)과 같은 형태로 마련되어 랙기어(141)의 승강궤적 상에 추가로 설치되는 안내유닛을 포함할 수 있다. 그리고 이러한 안내장치는 승강장치(140)가 위치하는 트렁크(2)의 양측에 대등한 형태로 마련될 수 있다.

하부안내유닛(170)은 도 2, 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이, 트렁크(2) 내면에 고정되는 지지브래킷(171)과, 지지브래킷(171)의 양측에 대칭을 이루도록 마련되어 랙기어(141) 양측의 치부(141b)에 각각 접하는 두 치면안내부(172), 랙기어(141)의 측면(치부가 형성되지 않은 평탄면)과 접하여 랙기어(141)의 승강을 안내하도록 두 치면안내부(172) 사이의 지지브래킷(171)에 마련된 측면안내부(173)를 포함한다. 하부안내유닛(170)은 두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)가 랙기어(141) 주위를 감싸는 ㄷ형태를 유지함으로써 랙기어(141)를 흔들림 없이 지지할 수 있다.

두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)의 골격을 이루는 지지브래킷(171)은 복수의 금속판재를 용접으로 연결하는 방식으로 제작될 수 있고, 이러한 지지브래킷(171)이 용접에 의해 트렁크(2) 내면에 고정될 수 있다.

두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)는 랙기어(141)와 접하여 승강을 안내하는 슬라이딩패드(172a,173a)를 각각 포함한다. 각 슬라이딩패드(172a,173a)는 마모나 훼손 시 교체가 가능하도록 치면안내부(172)와 측면안내부(173)의 내면 쪽에 볼트체결방식으로 분리와 결합이 가능하게 장착될 수 있다. 또 치면안내부(172)의 진입안내부(172c)와 슬라이딩패드(172a) 사이, 측면안내부(173)의 진입안내부(173c)와 슬라이딩패드(173a) 사이에는 설치 시 슬라이딩패드(172a,173a)와 랙기어(141) 사이의 간극을 조절하기 위해 하나 이상의 두께조절판(172b,173b)이 개재될 수 있다.

상술한 치면안내부(172)와 측면안내부(173)의 진입안내부(172c,173c)는 랙기어(141)가 그 내측으로 원활히 진입할 수 있도록 랙기어(141)의 승강방향에 대하여 경사를 유지하며, 슬라이딩패드(172a,173a)의 상단과 하단에도 랙기어(141)의 승강방향에 대하여 경사를 유지하는 경사안내면(172d,173d)이 형성될 수 있다.

슬라이딩패드(172a,173a)는 랙기어(141)의 치부(141b)를 보호하면서도 원활한 미끄럼이동을 안내할 수 있도록 랙기어(141)보다 강성이 약한 비금속소재로 마련될 수 있다. 바람직하게는 마찰저항이 작고 내마모성과 내충격성이 우수한 합성수지소재일 수 있다.

상부안내유닛(160)도 하부안내유닛(170)과 실질적으로 동일한 형태로 마련될 수 있다. 다만, 캐니스터(110)가 하강하거나 상승할 때 랙기어(141)가 상부안내유닛(160) 또는 하부안내유닛(170)으로부터 이탈하였다가 다시 진입하는 점을 고려해 경사를 유지하면서 랙기어(141)의 진입을 안내하는 진입안내부(172c, 162c)의 방향이 반대로 배치될 수 있다. 즉 도 3의 예처럼 상부안내유닛(160)은 진입안내부(162c)가 하부에 배치되고, 하부안내유닛(170)은 진입안내부(172c)가 상부에 배치될 수 있다.

상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)의 이격거리는 랙기어(141)의 전체길이보다 짧게 마련될 수 있다. 이는 도 5에 도시한 바와 같이, 승강하는 랙기어(141)가 상부안내유닛(160)과 승강구동부(143)의 피니언기어(142)에 의해 지지되거나, 도 3에 도시한 바와 같이 하부안내유닛(170)과 승강구동부(143)의 피니언기어(142)에 의해 지지되는 상태, 즉 최소 2점 이상의 지지를 유지하도록 하여 랙기어(141)의 안정된 승강을 구현하기 위함이다.

이러한 캐니스터식 스러스터(100)를 선체(1)에 최초 설치하거나 고장수리를 위해 선체(1)로부터 분리하였다가 다시 설치할 때는 추진헤드(130)가 장착된 캐니스터(110)를 크레인 등으로 들어 올린 상태에서 캐니스터(110)가 트렁크(2) 상부의 개구로 진입하도록 캐니스터(110)를 하강시킨다.

이때 캐니스터(110) 양측의 랙기어(141)는 상부안내유닛(160)에 의해 진입이 안내되고, 이어 그 하부에 위치하는 승강구동부(143)의 피니언기어(142)와 이물림을 하게 되면서 안정적으로 지지될 수 있다. 이후에는 승강구동부(143)의 동작에 의해 캐니스터(110)의 진입이 이루어질 수 있고, 하강하는 랙기어(141)가 하부안내유닛(170)으로 자연스럽게 진입하여 안정되게 지지될 수 있다.

특히 본 실시 예는 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)이 랙기어(141)와 같은 선상에 배치되어 랙기어(141)를 안내하는 형태이기 때문에 안내장치와 승강장치가 다른 위치에 배치되는 통상의 캐니스터식 스러스터에 비하여 용이한 설치를 구현할 수 있다.

통상의 캐니스터식 스러스터처럼 안내장치와 승강장치가 별도로 마련되면, 설치과정에서 안내장치의 정확한 결합을 유지하면서 승강장치의 랙기어와 피니언기어의 정확한 이물림도 함께 고려해야 하기 때문에 각 부분의 결합공차를 유지하며 정확한 설치를 구현하기가 매우 어렵다. 캐니스터와 같은 거대구조물은 크기와 무게로 인하여 취급이 용이하지 않기 때문이다. 그러나 본 실시 예의 캐니스터식 스러스터는 상부안내유닛(160) 및 하부안내유닛(170)이 승강장치(140)의 랙기어(141)와 같은 선상에 배치되어 랙기어(141)의 승강을 안내하는 방식이기 때문에 보다 용이한 설치를 구현할 수 있다. 아울러 캐니스터(110) 쪽에 안내를 위해 별도로 레일을 설치할 필요가 없는 등 구성을 단순화하는 것도 가능하기 때문에 제작비용을 줄이고 생산성도 높이는 효과도 얻을 수 있다.

한편, 상술한 캐니스터(110)는 안내장치와 정확한 합체가 이루어져야 하며, 이를 위해 안내장치가 트렁크(2) 내면의 미리 설정된 위치에 정확하게 설치되어야 한다. 이때, 안내장치를 용접 방식으로 트렁크(2) 내측의 미리 설정된 위치에 고정시킨 경우, 용접 변형 등으로 인해 미리 설정된 위치(설계된 설치위치)와 실제 설치된 위치간에 오차가 발생할 수 있다. 예컨대, 두 치면안내부(172)와 측면안내부(173)의 골격을 이루는 지지브래킷(171)은 용접에 의해 트렁크(2) 내면에 고정될 수 있으며, 이때 용접 변형으로 인해 미리 설정된 위치와 실제 설치된 위치간에 오차가 발생할 수 있다.

또, 오차 보정을 위해 용접된 안내장치를 분리시켜 다시 설치할 경우 그에 따른 작업비용이 소요되고, 다시 설치하더라도 용접에 의해 재차 변형이 이루어질 수 있으므로 설치 효율성이 상당히 떨어지게 된다.

이하에서는 전술한 도 1 내지 도 8의 내용을 기초로, 도 9 내지 도 12를 통해 상술한 문제점을 해소시키면서 효과적으로 안내장치를 설치하는 과정(S401~S431)에 대해서 설명하기로 한다. 다만, 도 1 내지 도 8에서 설명된 중복된 내용은 되도록 생략한다.

안내장치는 상술한 바와 같이, 승강구동부(143)의 상측 및 하측에 설치된 상술한 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)을 포함할 수 있다. 또 안내장치는 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)뿐 아니라, 필요에 따라 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170) 사이에 하나 이상 더 설치될 수도 있다. 설명의 편의상 트렁크 내에 상부안내유닛(160)과 하부안내유닛(170)을 설치하는 것을 예로 들어 설명하며, 주로 하부안내유닛(170)을 중심으로 설명하기로 한다.

도 9와 도 10을 참조하면, 복수의 블록단위로 제조된 선체나 부유구조물의 트렁크 블록(B) 내면의 미리 설정된 위치에 랙기어(141)를 갖춘 캐니스터(110)의 승강을 안내하는 안내장치를 설치하고, 각 트렁크 블록(B1~B3)을 조립한다(S401, S411). 여기서 안내장치는 랙기어(141)와 같은 선상에 배치되며, 승강장치(140)가 위치하는 트렁크의 양측에 대등한 형태로 설치될 수 있다. 또 안내장치는 제1블록(B1)에 설치된 최상위 안내장치(상부안내유닛(160))와 제3블록(B3)에 설치된 최하위 안내장치(하부안내유닛(170))간의 이격거리가 랙기어(141)의 전체길이보다 짧도록 트렁크 내면에 둘 이상 설치될 수 있다. 다른 예에서는 제2블록(B2)에도 안내장치가 설치될 수 있다.

안내장치는 지지브래킷(171)과, 치면안내부(172) 및 측면안내부(173)를 포함하며, 치면안내부(172)와 측면안내부(173)는 진입안내부(172c,173c), 두께조절판(172b,173b), 및 슬라이딩패드(172a,173a)를 각각 포함할 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 하부안내유닛(170)의 지지브래킷(171)을 트렁크 제3블록(B3) 내면에 용접접합에 의해 고정하고, 미리 설계된 수치에 따라 제작된 진입안내부(172c,173c)를 지지브래킷(171)의 전단부 및 양측에 설치한다. 진입안내부(172c,173c)는 용접 방식, 볼트체결 방식 등에 의해 장착될 수 있다. 하부안내유닛(170)과 실질적으로 동일한 형태로 마련된 상부안내유닛(160, 도 10 참조)의 지지브래킷과 진입안내부(162c) 또한 하부안내유닛(170)과 마찬가지로 트렁크 블록(B1) 내면에 설치된다. 하부안내유닛(170)과 상부안내유닛(160)의 설치 순서는 변경될 수 있으며, 동시에 진행될 수도 있다.

도 10에 도시한 바와 같이 안내장치를 장착한 후, 각 트렁크 블록(B1~B3)을 순차적으로 용접 및 체결부재(볼트) 등에 의해 조립(결합)시킨다. 이에 따라 상위의 제1블록(B1)에는 상부안내유닛(160)이 위치하고, 하위의 제3블록(B3)에는 하부안내유닛(170)이 위치한다.

다음으로, 도 11을 참조하면, 안내장치의 설치위치를 측정한다(S421). 이때, 안내장치의 설치위치로 광을 조사하고, 반사된 광의 시간, 거리 및 각도 중 하나 이상을 기초로 안내장치의 위치정보를 추출할 수 있다. 이를 위해, 위치측정기(300)가 사용될 수 있으며, 레이저광, 적외선광 등이 사용될 수 있다. 이러한 위치측정기(300)는 상술한 설치공간(3) 또는 유지보수공간(6)에 설치되거나, 별도로 트렁크(2) 내면의 양측에 마련된 측정기 설치공간(S)에 설치될 수 있다. 위치측정기(300)는 안내장치의 지지브래킷(171)과 진입안내부(172c,173c)의 설치위치(측정포인트)로 광을 조사하고, 반사된 광의 시간, 거리 및 각도 중 하나 이상을 기초로 안내장치의 위치정보(예를 들어 X,Y,Z 좌표 값)를 추출할 수 있다. 이와 같이 측정된 안내장치의 위치정보는 네트워크 연결된 모니터링 시스템으로 전달되어, 작업자가 안내장치의 설치위치를 확인할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 12를 참조하면, 안내장치의 측정된 설치위치와 미리 설정된 위치간의 오차값을 기초로 안내장치의 두께를 조절하여 안내장치의 설치위치를 보정한다(S431). 도 12는 안내장치를 평면도로 나타낸 것으로, 보다 구체적인 형태는 도 7과 도 8을 함께 참조하기 바란다. 여기서, 안내장치의 설치위치를 보정하기 위해 안내장치의 지지브래킷(171)과 진입안내부(172c,173c)가 설치된 상태에서, 상술한 오차값을 기초로 두께조절판(172b,173b)의 두께를 설계하여 두께조절판(172b,173b)을 제작한다. 여기서, ‘제작’은 안내장치의 설치위치를 보정하기 위해 필요한 두께만큼 두께조절판(172b,173b)을 가공하는 의미를 포함할 수 있다. 그리고, 진입안내부(172c,173c) 전면에 두께조절판(172b,173b)을 설치하고, 두께조절판(172b,173b) 전면에 미리 설계된 수치에 따라 제작된 슬라이딩패드(172a,173a)를 설치한다.

예컨대, 안내장치의 지지브래킷(171)과 진입안내부(172c,173c)가 설치된 상태에서, 안내장치의 설치위치를 측정한 결과, 미리 설정된 위치(설계위치)로부터 좌측으로 거리 “2㎜”만큼 이동한 경우, 미리 설정된 위치와 실제 설치위치간 오차값이 “2㎜”만큼 차이가 난다. 여기서, 최초 지지브래킷(171)의 양측에 배치된 진입안내부(172c)에 설치되는 좌측과 우측의 두께조절판(172b-1,172b-2)의 두께가 각각 “5㎜”로 설계되고, 슬라이딩패드(172a,173a)의 두께가 각각 “30㎜”으로 설계되어 있다고 가정한다.

상술한 오차값을 기초로 안내장치의 설치위치를 보정하기 위해, 좌측 두께조절판(172b-1)의 두께를 “7㎜”로 설계 변경하고, 우측 두께조절판(172b-2)의 두께를 “3㎜”으로 설계 변경한다. 그리고, 변경된 두께로 좌우 두께조절판(172b-1,172b-2)을 각각 제작한다. 이후, 도 12에 도시한 바와 같이, 제작된 좌우 두께조절판(172b-1,172b-2)을 진입안내부(172c) 전면에 설치하고, 좌우 두께조절판(172b-1,172b-2) 전면에 슬라이딩패드(172a)를 설치한다. 지지브래킷(171)의 전단부에 배치된 진입안내부(173c)에 설치되는 두께조절판(173b)은 이 경우 두께 변경이 필요 없으므로, 최초 설계상의 수치대로 제작하여 해당 위치에 설치한다. 이를 통해 안내장치의 설치위치를 좌우 두께조절판(172b-1,172b-2)의 두께 조절로 보정할 수 있다.

다른 예로서, 치면안내부(172)와 측면안내부(173)는 두께조절판(172b,173b)이 생략된 진입안내부(172c,173c)와 슬라이딩패드(172a,173a)로만 구성될 수도 있다. 이 경우, 진입안내부(172c,173c)를 미리 설계 수치에 따라 제작하여 지지브래킷(171)에 설치한 상태에서, 상술한 오차값을 기초로 슬라이딩패드(172a,173a)의 두께를 설계 및 제작하게 된다. 상술한 바와 마찬가지로, 예컨대 안내장치가 좌측으로 거리 “2㎜”만큼 이동한 경우, 미리 설정된 위치와 실제 설치위치간 오차값이 “2㎜”만큼 차이가 난다. 슬라이딩패드(172a,173a)의 두께가 각각 “35㎜”로 설계된 경우, 좌측 슬라이딩패드(172a-1)의 두께를 “37㎜”로 설계 변경하고, 우측 두께조절판(172a-2)의 두께를 “33㎜”으로 설계 변경한다. 그리고, 변경된 두께로 좌우 슬라이딩패드(172a-1,172a-2)를 각각 제작하여 진입안내부(172c) 전면에 설치한다. 이와 같이 안내장치의 설치위치를 좌우 슬라이딩패드(172a-1, 172a-2)의 두께 조절로 보정할 수 있다. 지지브래킷(171)의 전단부에 배치된 진입안내부(173c)에 설치되는 슬라이딩패드(173a)는 두께 변경이 필요 없으므로, 최초 설계상의 수치대로 제작하여 해당 위치에 설치한다. 상술한 안내장치 설치위치 보정 방법은 상부안내유닛(160)에도 그대로 적용될 수 있다.

상술한 도 9 내지 도 12의 과정(S401~S431)에서, 안내장치의 설치 전 또는 설치 후에, 트렁크(2) 내면에 랙기어(141)와 이물림하는 피니언기어(142) 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부(143)를 설치공간(3) 내부의 고정구조물(4)에 고정시킬 수 있다. 승강구동부(143) 또한 안내장치와 마찬가지로 미리 설정된 위치와 실제 설치된 위치를 비교하여 오차값에 따른 설치위치를 보정할 수 있도록 설치위치에 대한 측정이 이루어질 수 있다. 또 다른 예로서, 승강구동부(143)가 설치되는 고정구조물(4) 설치위치에 대한 측정이 이루어져 설계된 위치에 고정구조물(4)이 정확하게 위치되도록 함으로써, 승강구동부(143)를 해당 고정구조물(4)에 설치하는 것만으로 승강구동부(143)의 정확한 설치가 이루어지도록 할 수도 있다.

안내장치의 설치위치 보정을 위해, 상술한 실시 예에서는 안내장치의 지지브래킷(171)과 진입안내부(172c,173c)를 설치한 상태에서, 오차값을 기초로 두께조절판(172b,173b)의 두께를 설계 변경하여 제작한 후 이를 설치한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 두께조절판(172b,173b)을 미리 설계 수치에 따라 제작한 상태에서, 안내장치의 설치위치를 보정하기 위해 필요한 두께만큼 두께조절판(172b,173b)을 가공한 후 설치할 수도 있다.

또, 두께조절판(172b,173b), 및 슬라이딩패드(172a,173a)를 모두 설치한 상태에서, 안내장치의 설치위치를 보정하기 위해 두께 조절이 필요한 두께조절판(172b,173b)만 분리시켜 가공한 후, 다시 설치하는 방식으로 이루어질 수도 있다. 이는, 두께조절판(172b,173b)이 생략된 진입안내부(172c,173c)와 슬라이딩패드(172a,173a)를 포함하는 안내장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 슬라이딩패드(172a,173a)와 두께조절판(172b,173b)은 볼트체결방식으로 장착되므로, 분리시켜 가공한 후 다시 설치하여도 안내장치의 위치변경에 영향을 미치지 않는다.

또, 두께조절판(172b,173b)이 다양한 치수의 두께를 갖도록 미리 제작되어 있는 경우, 상술한 오차값을 기초로 두께조절판(172b,173b)을 둘 이상 조합하여 진입안내부(172c,173c) 전면에 설치할 수도 있다. 여기서 진입안내부(172c,173c)에 둘 이상의 두께조절판(172b,173b)이 슬라이딩패드(172a,173a)와 함께 설치되어 있는 경우에는 두께조절판(172b,173b)에 추가로 다른 두께조절판을 더하거나 설치된 두께조절판(172b,173b)에서 빼는 방식으로 두께를 조절하여 안내장치의 설치위치를 보정할 수도 있다. 이 경우, 별도로 가공이나 설계 변경 등의 작업이 필요하지 않아 안내장치의 설치위치 보정을 보다 신속하게 효율적으로 수행할 수 있다.

도 9 내지 도 12의 과정(S401~S431)은 PE 작업장에서 이루어질 수 있으며, 필요한 작업이 모두 완료된 블록(B)은 선체나 부유구조물의 설치위치에 설치되거나, 다른 블록들과 결합될 수 있다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

2: 트렁크, 110: 캐니스터,
130: 추진헤드, 131: 프로펠러,
140: 승강장치, 141: 랙기어,
141c: 완충치부, 150: 구속장치,
160: 상부안내유닛, 170: 하부안내유닛,
300: 위치측정기.

Claims

(a) 복수의 블록단위로 제조된 선체나 부유구조물의 트렁크 블록 내면의 미리 설정된 위치에 랙기어를 갖춘 캐니스터의 승강을 안내하는 안내장치를 설치하는 단계;
(b) 각각의 상기 트렁크 블록을 조립하는 단계;
(c) 상기 안내장치의 설치위치를 측정하는 단계; 및
(d) 상기 측정된 설치위치와 상기 미리 설정된 위치간의 오차값을 기초로, 상기 안내장치의 두께를 조절하여 상기 안내장치의 설치위치를 보정하는 단계;를 포함하되,
상기 안내장치는 상기 트렁크 블록 내면에 고정되는 지지브래킷과, 상기 랙기어 양측 치부를 각각 안내하도록 상기 지지브래킷 양측에 대칭을 이루도록 마련된 치면안내부, 및 상기 랙기어의 측면과 접하여 승강을 안내하는 측면안내부를 포함하고,
상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 상기 치면안내부와 상기 측면안내부 중 하나 이상의 두께를 조절하는 방법으로 상기 안내장치의 설치위치를 보정하는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제1항에 있어서,
상기 랙기어는 캐니스터의 양측 외면에 승강방향으로 길게 설치되며, 피니언기어와 이물림하는 치부가 대칭을 이루도록 마련된 캐니스터 안내장치 설치방법.
제2항에 있어서,
상기 치면안내부와 상기 측면안내부는 상기 랙기어의 승강방향에 대하여 경사를 유지하는 진입안내부를 각각 포함하고,
상기 (a) 단계는 상기 트렁크 블록 내면에 상기 지지브래킷을 고정하는 단계와,
상기 진입안내부를 상기 지지브래킷의 전단부 및 양측에 설치하는 단계를 포함하는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제3항에 있어서,
상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 설계된 두께를 갖는 두께조절판을 제작하거나 기 제작된 두께조절판을 가공하는 단계와,
상기 진입안내부 전면에 상기 두께조절판을 설치하는 단계와,
상기 두께조절판 전면에 상기 랙기어와 접하여 승강을 안내하는 슬라이딩패드를 설치하는 단계를 포함하는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제3항에 있어서,
상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 다양한 치수의 두께를 갖도록 미리 제작된 두께조절판을 조합하여 상기 진입안내부 전면에 설치하는 단계와,
상기 두께조절판 전면에 상기 랙기어와 접하여 승강을 안내하는 슬라이딩패드를 설치하는 단계를 포함하는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제5항에 있어서,
상기 지지브래킷은 용접 방식에 의해 고정되고, 상기 두께조절판 및 상기 슬라이딩패드는 볼트체결방식에 의해 분리와 결합이 가능하게 장착되는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제3항에 있어서,
상기 (d) 단계는 상기 오차값을 기초로 설계된 두께를 갖는 슬라이딩패드를 제작하거나 기 제작된 슬라이딩패드를 가공하는 단계와,
상기 진입안내부 전면에 상기 슬라이딩패드를 설치하는 단계를 포함하는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제1항에 있어서,
상기 트렁크 내면에 상기 랙기어와 이물림하는 피니언기어 및 이를 구동하는 구동원을 갖춘 승강구동부를 설치하는 단계와,
상기 승강구동부의 설치위치 및 미리 설정된 위치간의 오차값을 기초로 상기 승강구동부의 설치위치를 보정하는 단계를 더 포함하고,
상기 안내장치는 상기 승강구동부의 상측 및 하측에 둘 이상 설치되는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는 상기 안내장치의 설치위치로 광을 조사하고, 반사된 상기 광의 시간, 거리 및 각도 중 하나 이상을 기초로 상기 안내장치의 위치정보를 추출하는 방법으로 이루어지는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제1항에 있어서,
상기 안내장치는 최상위 안내장치와 최하위 안내장치간의 이격거리가 상기 랙기어의 전체길이보다 짧도록 상기 트렁크 내면에 둘 이상 설치되는 캐니스터 안내장치 설치방법.
제1항에 있어서,
상기 안내장치는 상기 랙기어와 같은 선상에 설치되는 캐니스터 안내장치 설치방법.