JP5826948B2 - スラスタシステム及びそれを含む船舶 - Google Patents

Description

本発明は、スラスタシステム及びそれを含む船舶に関し、より詳しくは、格納式(ｒｅｔｒａｃｔａｂｌｅ)スラスタシステム及びそれを含む船舶に関する。

スラスタシステムは、水面に浮遊する船舶や海洋構造物などの位置調整及び制御に使用されるものである。スラスタシステムは主に、船舶または海洋構造物の下部または内部に設けられ、横方向または任意の方向に回転しながら船舶または海洋構造物を所要の位置に移動させるか、あるいは現位置を維持させる。

スラスタシステムは、現位置を測定して潮流、波などの外乱に対して所定の位置へ補償移動する動的位置維持(Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ)を行うか、あるいは港口や海上構造物に接岸するために船舶や海洋構造物の現位置を維持させることができる。

スラスタシステムは、全方位スラスタシステムとトンネル式スラスタシステムに分けることができる。全方位スラスタシステムでは、１つまたは複数の推進方向制御によって船舶や海上構造物の位置を制御する。トンネル式スラスタシステムでは、横方向移動及び回転が可能で２つの自由度があり、主に接岸用に使用される。

スラスタシステムは船体の下部に設けられ、船体の下部から突出している。これにより、スラスタシステムは、船舶の運航中に抵抗体になって船舶の運航効率を低下させる。また、スラスタの設置がほとんど船舶の下部で行われるので、ダイバー(ｄｉｖｅｒ)による作業が必須であり、スラスタの設置・解体作業が危険かつ複雑で、その設置・解体効率も低い。さらに、船舶の運航中にスラスタシステムにトラブルが発生した場合は、修理作業が複雑であり、船舶の下部から突出しているスラスタシステムは船体修理のための船舶のドック再進入(ｒｅｄｏｃｋｉｎｇ)を難しくする。

かかる問題を解決するために、格納式スラスタシステムが提案されている。格納式スラスタシステムでは、動的位置維持モード(ＤＰ ｍｏｄｅ)でスラスタを船舶の外側に突出させ、運航中にはスラスタを船体内に組み込む。

格納式スラスタシステムでは、キャニスター(ｃａｎｉｓｔｅｒ)という構造物にスラスタを回収して、キャニスターをスラスタのメンテナンス(ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ)のための位置まで移動させることができる。

格納式スラスタシステムは、ラックギア(ｒａｃｋ ｇｅａｒ)及びピニオンギア(ｐｉｎｉｏｎ ｇｅａｒ)によってキャニスターを移動させるか、あるいは短いストロークのシリンダーを繰り返し動作させることにによってキャニスターを移動させる。

ラックギア及びピニオンギアによってキャニスターを移動させる場合、ラックギアのサイズはキャニスターのストロークよりも大きい必要がある。したがって、ラックギアのサイズ及びキャニスターの高さが増加するが、ラックギアのサイズが大きくなると、均一性(ｅｖｅｎｎｅｓｓ)を一定に維持するために設置精度が高くなる。

一方、シリンダーを用いるスラスタシステムでは、キャニスターを持ち上げるシリンダーのサイズが大きくなることを防止するために、シリンダーの固定位置を持続的に変更する必要があるため、シリンダーの着脱を繰り返さなければならない。

このような問題を解決するために、ワイヤーを用いたスラスタシステム(三星重工業、韓国特許出願１０−２０１１−００３７１８８)が提案されている。このスラスタシステムでは、キャニスターの上昇はワイヤーを引き上げる引張力によって行われ、キャニスターの下降はキャニスターの自重によって行われる。

キャニスターが水面下に下降するとキャニスターに浮力が作用するが、このとき、キャニスターの自重が浮力を下回ることができる。この場合、浮力による逆荷重が発生して、ワイヤーに連結されたキャニスターが正常に下降しないことができる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、キャニスターの下降時に浮力を相殺するスラスタシステム及びそれを含む船舶を提供することにその目的がある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様によるスラスタシステムは、スラスタが設けられ、船体内で上下移動可能なキャニスターと、キャニスターに連結されたワイヤーを制御してキャニスターの上下移動を可能にするワイヤー制御機と、キャニスターに与えられる浮力を相殺するためにキャニスターに設けられ、内部に水が満たされるバラストタンク(ｂａｌｌａｓｔ ｔａｎｋ)とを含む。

バラストタンクは、キャニスターの高さ方向に設けられる。

バラストタンクは、水の流入または流出が可能な１つ以上の穴を有する。

穴は、バラストタンクの底面に隣接して形成される。

本発明によるスラスタシステムはさらに、穴に設けられたフィルタネットを含む。

本発明によるスラスタシステムはさらに、水をバラストタンクに流入または流出するためのポンプを含む。

さらに、ポンプに連結され、キャニスターの外側に連通する第１のパイプ、及びポンプに連結され、バラストタンク内に連通する第２のパイプを含む。

第１のパイプおよび第２のパイプのうち、いずれか１つ以上に設けられるフィルタネットを含む。

ワイヤー制御機は、船体に固定されてワイヤーの方向を転換する補助ドラムと、ワイヤーの方向を転換するプーリーと、プーリーを上昇または下降させる油圧シリンダーとを含む。

ワイヤー制御機は、船体に固定されてワイヤーの方向を転換する補助ドラムと、ワイヤーを巻き付けるトラムと、トラムを回転させるモーターとを含む。

キャニスターは、船体の所定の位置に形成された溝に挿入されるためにキャニスターに設けられたストッパピンを含む。

さらに、キャニスターの上下移動を安定して支持するために、船体の内面またはキャニスターの側面に設けられるガイドローラーを含む。

キャニスターが水面下に下降することにより、バラストタンクに貯蔵された水の量が増加する。

キャニスターが上昇することにより、バラストタンクに貯蔵された水の量が減少する。

本発明の他の態様によれば、スラスタシステムを含む船舶を提供することができる。

本発明によるスラスタシステムによれば、バラストタンクによってキャニスターに与えられる浮力を相殺することができる。

本発明の一実施形態によるスラスタシステムの一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるスラスタシステムのキャニスターを示す平面図である。 本発明の一実施形態によるスラスタシステムの他の例を示す図である。 本発明の一実施形態によるスラスタシステムの動作を示す図である。 本発明の一実施形態によるスラスタシステムの動作を示す図である。 本発明の一実施形態によるスラスタシステムの動作を示す図である。 本発明の他の実施形態によるスラスタシステムを示す図である。 本発明のさらに他の実施形態によるスラスタシステムを示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する 。なお、本明細書において、同一の構成要素については、同一の名称及び符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態によるスラスタシステムの一例を示す図である。図１に示したように、本発明の一実施形態によるスラスタシステムは、キャニスター１１０と、ワイヤー制御機１２０と、バラストタンク１３０とを含む。

スラスタ１１１はキャニスター１１０に設けられ、キャニスター１１０は船体１１３内で移動可能である。スラスタシステムが動的位置維持モード(ＤＰ ｍｏｄｅ)で動作する場合、キャニスター１１０はスラスタ１１１が船体１１３の下部から突出するように下降することができる。スラスタシステムが船舶や海上構造物の運航のために転移モード(ｔｒａｎｓｉｔ ｍｏｄｅ)で動作する場合は、キャニスター１１０が上昇することにより、スラスタ１１１が船体１１３内に進入することができる。またスラスタシステムにトラブルなどがあって補修が必要な場合には、キャニスター１１０がさらに上昇して、スラスタ１１１を水面上に完全に露出させることができる。

ワイヤー制御機１２０は、キャニスター１１０に連結されたワイヤー１２１を制御してキャニスター１１０の上下移動を可能にする。ワイヤー制御機１２０は、ワイヤー１２１を引くか、あるいは引きを解除することによって、ワイヤー１２１に連結されたキャニスター１１０を上下移動させる。ワイヤー制御機１２０の詳細については図面を参照しながら後述する。

バラストタンク１３０は、キャニスター１１０内に設けられ、キャニスター１１０が水面下に移動するときにキャニスター１１０に与えられる浮力を相殺させる。上述したように、キャニスター１１０が水面下に下降するときの浮力がキャニスター１１０に与えられる重力より大きいとワイヤー１２１に引張力が作用するので、キャニスター１１０の下降が難しくなる。この浮力の影響を低減するために、キャニスター１１０の下降時にバラストタンク１３０に海水が流入される。

図１に示したように、船体の一部であるトランク１１３は、キャニスター１１０を持ち上げるための移動通路の役割をする。キャニスター１１０内にはスラスタ１１１を駆動する駆動モーター１１５などが設けられている。

トランク１１３とキャニスター１１０の間には１つ以上のワイヤー制御機１２０が設けられる。図１において、ワイヤー制御機１２０は１つ以上の油圧シリンダー１２３、プーリー１２５及び補助ドラム１２７を含む。プーリー１２５は油圧シリンダー１２３のロッドの先端に設けられる。

ワイヤー１２１の一端は、トランク１１３の上に設けられたデッキ(ｄｅｃｋ)１１７の下部に固定される。ワイヤー１２１はプーリー１２５を通して補助ドラム１２７を経てキャニスター１１０の側端に連結される。したがって、油圧シリンダー１２３のロッドが下降しながらワイヤー１２１を引くと、キャニスター１１０が上昇し、油圧シリンダー１２３のロッドが上昇すると、キャニスター１１０の引きが解除されて、キャニスター１１０に与えられる重力によってキャニスター１１０が下降する。

油圧シリンダー１２３はロッドを引くときに最大荷重がかかる構造であるため、座屈(ｂｕｃｋｌｉｎｇ)に影響がなく、ロッドの先端のプーリー１２５によって油圧シリンダー１２３のストロークの２倍にキャニスター１１０の移動距離を確保することができる。

キャニスター１１０の上昇・下降時の安定性を確保するためにトランク１１３の側面にガイドローラー１１９が設けられ、キャニスター１１０の外側を支持する。本発明の実施形態とは異なり、ガイドローラー１１９がキャニスター１１０の外側に設けられ、トランク１１３の内面をガイドすることもできる。

図１及び図２に示したように、所定の位置にキャニスター１１０を固定するために、ストッパ１１８を設けることができる。ストッパ１１８は、トランク１１３の外側の任意の位置に設けられ、ストッパピン１１８ａ及び溝１１８ｂを含む。キャニスター１１０上に設けられたリミットセンサー(図示せず)がキャニスター１１０の停止位置を検知するとキャニスター１１０が停止し、油圧によってストッパピン１１８ａが前進してストッパ１１８ｂのような構造物に挿入される。これによってストッパ１１８ｂにストッパピン１１８ａが嵌挿される。

ストッパ１１８は、動的位置維持モード、転移モード及びメンテナンスれが行われるそれぞれの位置に設けられ、これによって各々のモードにおける所要の高さにキャニスター１１０が固定される。

以上では、ワイヤー制御機１２０が油圧シリンダー１２３を用いてワイヤー１２１の引きまたは引き解除を制御したが、油圧シリンダー１２３及びプーリー１２５の代わりに、図３に示すウインチシステム(ｗｉｎｃｈ ｓｙｓｔｅｍ)３１０を用いてワイヤー１２１の引きまたは引き解除を制御することができる。ウインチシステム３１０は、円筒型のドラム３１１にワイヤー１２１を巻き付けてキャニスター１１０の上昇・下降を行う。モーター３１３はドラム３１１を回転させる。

ウインチシステム３１０の場合、ドラム３１１にワイヤー１２１が巻き付けられる量を険知するセンサー(図示せず)によってモーター３１３の駆動が制御され、キャニスター１１０が停止位置に停止することができる。

なお、図１ないし図３に示したように、バラストタンク１３０は、海水などの水を貯蔵する空間を有し、キャニスター１１０の高さ方向に設けられる。バラストタンク１３０は、バラストタンク１３０の空間とキャニスター１１０の内部空間を区画する仕切り部１３５を有する。

バラストタンク１３０は海水の流入・流出が可能な１つ以上の穴１３１を有する。バラストタンク１３０は穴１３１を介して海水が流入されるとき、海草などの異物質の流入を防止するためのメッシュ状のフィルタネット１３３を含む。このために、フィルタネット１３３は穴１３１の周りのバラストタンク１３０領域に設けられる。

キャニスター１１０が下降してバラストタンク１３０の穴１３１が水面下に位置すると、穴１３１を介して水がバラストタンク１３０へ流入される。これによって、バラストタンク１３０が水で満たされ、キャニスター１１０に与えられる浮力が相殺される。またキャニスター１１０が上昇すると、バラストタンク１３０の穴１３１を介してバラストタンク１３０の水が流出される。

すなわち、図４に示したように、動的位置維持モード(ＤＰ ｍｏｄｅ)でスラスタシステムが動作する場合、キャニスター１１０は最大に下降してスラスタ１１１が船体外に突出する。キャニスター１１０が下降してバラストタンク１３０の穴１３１が水面下に位置した時点から穴１３１を介してバラストタンク１３０へ海水が流入される。キャニスター１１０が下降することによってバラストタンク１３０に貯蔵される水量が増加する。キャニスター１１０が最大に下降すると、バラストタンク１３０に流入された海水量も最大になる。これによって、下降するキャニスター１１０に与えられる浮力が相殺される。

図５に示したように、スラスタシステムが船舶や海上構造物の運航のために転移モードで動作する場合は、キャニスター１１０が上昇することによってスラスタ１１１は船体１１３内に進入することができる。キャニスター１１０が上昇を開始すると、バラストタンク１３０内の海水が穴１３１から流出し始める。キャニスター１１０の上昇が停止すると、海水面の高さまでバラストタンク１３０に海水が満たされる。

また図６に示したように、キャニスター１１０がスラスタ１１１のメンテナンスのために最大高さまで上昇した場合は、スラスタ１１１とキャニスター１１０は海水面の上に出る。したがって、穴１３１は海水面よりも高い位置にあり、バラストタンク１３０内の海水量は最小になる。

すなわち、図４及び図５に示したように、キャニスター１１０が上昇することによってバラストタンク１３０内における貯蔵水の量が減少する。

このようにバラストタンク１３０の空間が高さ方向に形成されたことにより、キャニスター１１０の上昇高さによってバラストタンク１３０内における海水量が変わる。

以上、バラストタンク１３０の穴１３１を介して海水が流入・流出する構成について説明した。ところが、海水が穴１３１ではなく、ポンプを介してバラストタンク１３０に流入・流出することもできる。

すなわち、図７に示したように、本発明の他の実施形態によるスラスタシステムでは、ポンプ５１０を含む。ポンプ５１０はバラストタンク１３０内に押して海水を流入することができる。このために、ポンプ５１０に連結されたパイプ５１１，５１３のうちの一方５１１はキャニスター１１０の外側に連通され、他方５１３はバラストタンク１３０内に連通される。

スラスタシステムが動的位置維持モードで動作する場合、キャニスター１１０を下降させることよってポンプ５１０はキャニスター１１０の外側の海水をバラストタンク１３０内に吸引する。したがって、バラストタンク１３０内の水によってキャニスター１１０に与えられる重力が増加するので、キャニスター１１０が水面下へ下降するときに発生する浮力が相殺される。

またスラスタシステムが転移モードで動作するか、あるいはメンテナンスが必要な場合は、キャニスター１１０を上昇させることによってポンプ５１０はバラストタンク１３０内の海水をキャニスター１１０の外に流出させる。バラストタンク１３０内の海水が流出されることによってキャニスター１１０に与えられる重力が減少してキャニスター１１０の上昇が円滑になる。

本発明の他の実施形態においても、さらに、ポンプ５１０で吸引した水から異物質をこすフィルタネット５２０を含む。フィルタネット５２０は、キャニスター１１０の外側に連通されたパイプ５１１、あるいはバラストタンク１３０内に連通されたパイプ５１３に設けられる。

図８に示すように、本発明の他の実施形態によるスラスタシステムは、穴１３１を有するバラストタンク１３０及びポンプ５１０を含む。すなわち、キャニスター１１０の下降によって自然に穴１３１を介して外側の海水がバラストタンク１３０内に流入するだけではなく、ポンプ５１０は外側の海水を押してバラストタンク１３０内に流入させる。したがって、バラストタンク１３０に多量の海水が速く流入されて浮力の相殺も円滑に行われる。

一方、穴１３１がバラストタンク１３０の中間領域に設けられると、キャニスター１１０が水面下へ下降後、穴１３１が海水面の位置になるまでバラストタンク１３０に海水の流入が行われない。かかる海水流入の遅延を防止するために、バラストタンク１３０の穴１３１はバラストタンク１３０の底面に隣接して形成される。これにより、キャニスター１１０が水面下への下降を開始すると、穴１３１を介して海水の流入が迅速に行われる。

以上、本発明を好ましい実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲はこの発明の趣旨や範疇から離脱しない限り他の形態に具体化できることが、該当技術分野における通常の知識を有した者にとって明らかである。したがって、上述した実施形態は制限的なものではなく、例示的なものとしてみなされるべきであり、本発明は上述した詳細な説明に限定されるものではなく、添付する請求の範囲の範疇及びその同等範囲内で様々の変更が可能である。

Claims (15)

1. スラスタが下部に設けられ、前記スラスタが船体の外部に突出するか、または前記船体の内部に侵入するように、前記船体内で上下移動可能なキャニスターと、
   前記キャニスターに連結されたワイヤーを制御して前記キャニスターの上下移動を可能にするワイヤー制御機と、
   前記キャニスターに与えられる浮力を相殺するために前記キャニスターに設けられて、内部に水が満たされるバラストタンクとを含むスラスタシステム。
2. 前記バラストタンクは、前記キャニスターの高さ方向に設けられる請求項１記載のスラスタシステム。
3. 前記バラストタンクは、水の流入または流出が可能な１つ以上の穴を有する請求項１記載のスラスタシステム。
4. 前記穴は、前記バラストタンクの底面に隣接して形成される請求項３記載のスラスタシステム。
5. 前記穴に設けられたフィルタネットをさらに含む請求項３記載のスラスタシステム。
6. 水を前記バラストタンクに流入または流出するためのポンプをさらに含む請求項１記載のスラスタシステム。
7. 前記ポンプに連結されて、前記キャニスターの外側に連通する第１のパイプと、 前記ポンプに連結され、前記バラストタンク内に連通する第２のパイプをさらに、含む請求項６記載のスラスタシステム。
8. 前記第１のパイプおよび前記第２のパイプのうち、いずれか１つ以上に設けられるフィルタネットを含む請求項７記載のスラスタシステム。
9. 前記ワイヤー制御機は、
   前記船体に固定されて前記ワイヤーの方向を転換する補助ドラムと、
   前記ワイヤーの方向を転換するプーリーと、
   前記プーリーを上昇または下降させる油圧シリンダーとを含む請求項１記載のスラスタシステム。
10. 前記ワイヤー制御機は、
    前記船体に固定されて前記ワイヤーの方向を転換する補助ドラムと、
    前記ワイヤーを巻き付けるトラムと、
    前記トラムを回転させるモーターとを含む請求項１記載のスラスタシステム。
11. 前記キャニスターは、前記船体の所定の位置に形成された溝に挿入されるために前記キャニスターに設けられたストッパピンを含む請求項１記載のスラスタシステム。
12. 前記キャニスターの上下移動を安定して支持するために、前記船体の内面または前記キャニスターの側面に設けられるガイドローラーをさらに含む請求項１記載のスラスタシステム。
13. 前記キャニスターが水面下に下降することにより、前記バラストタンクに貯蔵された水の量が増加する請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載のスラスタシステム。
14. 前記キャニスターが上昇することにより、前記バラストタンクに貯蔵された水の量が減少する請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載のスラスタシステム。
15. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載のスラスタシステムを含む船舶。

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