KR20160131803A - Collapsible sail apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 풍력 추진을 가능하게 하는 돛 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접철식 돛 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
선박들은 대개 화석연료를 사용하여 추진력을 얻고 있다. 선박에는 스러스터 등을 구동하기 위한 대출력의 엔진이 장착되어 있으며 장거리 운항 시에 대형 선박이 소비하는 연료의 양은 수백 톤에 달하는 것으로 알려져 있다. 이러한 선박들을 운용하는 데는 엄청난 비용이 들며 연료소비로 인한 오염물질의 배출도 매우 심각한 문제가 되고 있다.Vessels are usually powered by fossil fuels. The ship is equipped with a large-output engine to drive thrusters, etc. It is known that the amount of fuel consumed by large vessels reaches several hundred tons at long-distance operation. The operation of these vessels is very costly and the emission of pollutants from fuel consumption is also a serious problem.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 선박의 동력원을 다변화하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 추진력의 일부를 전기모터로부터 얻는 전기추진선박 기술이 개발되어 적용되고 있으며, 그 밖에도 선박이 해상에서 경험하는 다양한 환경조건을 이용하여 전기를 얻는 기술들이 개발되고 있다.To solve this problem, it is desirable to diversify the power source of the ship. For example, electric propulsion ship technologies have been developed and applied to obtain a portion of propulsion from electric motors. In addition, technologies are being developed to obtain electricity using various environmental conditions experienced by ships at sea.
풍력을 이용하여 추진력을 제공하고자 하는 기술도 이러한 기술의 일환으로 연구되고 있다. 풍력을 이용하여 추진력을 얻고자 하는 경우 풍력 발전을 통해서 전기에너지를 얻고 전기모터를 구동하는 기술뿐만 아니라, 오래 전부터 이용되어 왔던 기술인 돛을 활용하여 바람으로부터 직접 추진력을 얻는 기술 등도 새로이 연구되고 있다.Technologies that provide propulsion using wind power are also being studied as part of this technology. In order to obtain propulsive power by using wind power, not only technologies for obtaining electric energy through wind power generation and driving electric motors but also technology for obtaining propulsion force directly from wind by utilizing sail as a technology that has been used for a long time are being researched.
그러나, 대형화된 선박의 경우에는 돛을 활용하여 추진력을 얻기가 쉽지 않다. 특히, 대형 선박을 추진하기 위해서는 돛의 크기가 엄청나게 커지므로 바람이 불지 않아 돛이 필요 없는 경우에는 이를 수납하기도 만만치가 않다. 또한, 거대화된 돛을 손쉽게 접거나 펼치는 기술도 마땅히 개발되어 있지 않은 실정이며, 선체 내 외부에 빼곡히 들어찬 시설물과 적재공간으로 인해 돛을 설치할 공간도 부족한 문제가 있었다.However, in the case of a large-sized ship, it is not easy to obtain propulsion by utilizing a sail. Particularly, in order to propel a large-sized ship, the size of the sail becomes enormous, so it is difficult to store the sail when the wind is not needed and the sail is not needed. Also, there has been a problem that a technique for easily folding or unfolding a huge sail has not been developed yet, and there is also a problem that a space for installing a sail due to a facility and a loading space hung inside and outside the hull is insufficient.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로 접철이 가능하게 형성되는 접철식 돛 장치를 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a foldable sail apparatus which is foldable.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 의한 접철식 돛 장치는, 선체에 승하강 가능하게 결합되는 제1돛프레임; 상기 제1돛프레임과 적어도 일부가 중첩되어 승하강 가능하게 결합되는 제2돛프레임; 및 상기 제2돛프레임을 상기 제1돛프레임에 대해 승하강시키는 제2구동부를 포함하고, 상기 제2구동부는 상기 제1돛프레임 또는 상기 제2돛프레임에 고정되는 회전기어; 상기 회전기어에 치합되는 랙기어; 및 일단부는 상기 선체에 고정되고 타단부는 상기 회전기어에 연결되어, 상기 회전기어를 회전시키는 구동와이어를 포함한다.The foldable sail apparatus according to the present invention comprises: a first sail frame coupled to a hull so as to be able to move up and down; A second sail frame which is overlapped with at least a part of the first sail frame so as to be lifted up and down; And a second driving unit for moving the second sail frame up and down with respect to the first sail frame, wherein the second driving unit includes: a rotary gear fixed to the first sail frame or the second sail frame; A rack gear engaged with the rotary gear; And a driving wire fixed to the hull at one end and connected to the rotating gear to rotate the rotating gear.
상기 제1돛프레임 및 상기 제2돛프레임은 상기 선체 내부에 위치하는 화물저장탱크와 상기 선체의 외벽 사이에 수납되고, 상기 선체의 갑판을 통해 상승하여 펼쳐질 수 있다.The first sail frame and the second sail frame are housed between a cargo storage tank located inside the hull and the outer wall of the hull, and can be lifted up through the deck of the hull.
상기 회전기어의 일 측에 상기 회전기어와 동일한 회전중심을 가지며. 상기 구동와이어가 감기는 스풀이 형성될 수 있다.And has a rotation center on one side of the rotation gear, the rotation center being the same as the rotation gear. A spool on which the driving wire is wound can be formed.
상기 선체에 수평 방향으로 회전이 가능하게 형성되는 회전축을 더 포함하고, 상기 제1돛프레임이 상기 회전축을 따라서 승하강 가능하게 결합될 수 있다.The first sail frame may be coupled to the hull so as to be able to move up and down along the rotation axis.
상기 구동와이어가 감기는 방향으로 상기 회전기어에 탄성력을 가하는 탄성부재를 더 포함하고, 상기 탄성력이 상기 구동와이어에 걸린 장력과 균형을 유지할 수 있다.And an elastic member for applying an elastic force to the rotary gear in a direction in which the driving wire is wound. The elastic force may maintain a balance with the tension applied to the driving wire.
본 발명에 의하면, 대형화된 돛 장치를 매우 용이하게 승강시켜 접거나 펼칠 수 있고 선체의 공간을 매우 효율적으로 활용하여 이를 용이하게 수납할 수 있다. 또한, 돛 장치를 원하는 방향으로 회전시켜 정렬상태를 용이하게 가변 시킬 수 있을 뿐만 아니라 선체 내측으로 완전히 수납하여 안전하게 보관할 수 있다. 이러한 접철식 돛 장치를 활용하여 선박의 연료효율 향상과 보다 효과적인 선박 운용을 도모할 수 있다.According to the present invention, the enlarged sail device can be folded and unfolded very easily, and the space of the ship can be utilized very efficiently and can be easily accommodated. In addition, the sail device can be rotated in a desired direction so that the alignment state can be easily changed, as well as completely stored in the inside of the hull to be safely stored. By using such a foldable sail device, it is possible to improve the fuel efficiency of the ship and to operate the ship more effectively.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치를 포함하는 선박의 사시도이다.
도 2는 도 1의 선박에 장착된 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치의 사시도이다.
도 3은 접철식 돛 장치의 승 하강 상태를 도시한 도 1의 선박의 횡단면도이다.
도 4는 접철식 돛 장치의 내부 구조를 보다 상세히 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 접철식 돛 장치의 작동도이다.
도 7은 도 1의 선박의 운용상태를 예시적으로 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a ship including a folding type sail device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a folding type sail device according to an embodiment of the present invention mounted on the ship of FIG. 1;
Fig. 3 is a transverse sectional view of the ship of Fig. 1 showing the hoisting and lowering state of the folding type sail device.
4 is a sectional view showing in detail the internal structure of the folding type sail apparatus.
Figures 5 and 6 are operational views of the foldable sail device of Figure 4;
FIG. 7 is a view showing an exemplary operational state of the ship of FIG. 1;
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is merely defined by the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치와, 이러한 접철식 돛 장치를 포함하는 선박에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a foldable sail device according to an embodiment of the present invention and a ship including such a foldable sail device will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치를 포함하는 선박의 사시도이고, 도 2는 도 1의 선박에 장착된 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치의 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view of a ship including a folding type sail device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a folding type sail device according to an embodiment of the present invention mounted on the ship of FIG.
본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1돛프레임(100), 제2돛프레임(200), 제3돛프레임(300)이 서로 승하강 가능하게 결합되어 있는 구조로 형성된다. 접철식 돛 장치(10)는 특히, 제1돛프레임(100)을 승하강시키는 제1구동부(110), 제2돛프레임(200)을 승하강시키는 제2구동부(210), 제3돛프레임(300)을 승하강시키는 제3구동부(310)를 포함하되, 제2구동부(210) 및 제3구동부(310)는 회전기어(211, 311)가 구동와이어(213, 313)에 의해 회전력을 전달하는 독특한 구조로 형성된다. 이러한 구조를 통해 접철식 돛 장치(10)를 매우 용이하게 펴거나 접을 수 있다.2, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치(10)는 회전축(400)과 함께 회전하여 정렬방향 등을 매우 원활하게 변경시킬 수 있고, 접혔을 때 선체(1a) 내측의 수납공간(11)에 완전히 삽입되어 매우 안전하게 보관될 수 있다. 따라서 돛 장치를 활용하거나 활용하지 않는 서로 다른 선박(1)의 운용상황에 매우 적절하게 대처할 수 있다.The folding
한편, 이러한 접철식 돛 장치(10)를 포함하여 선박(1)이 형성될 수 있다. 선박(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 이러한 접철식 돛 장치(10)를 복수 개 포함하여 형성 가능하다. 접철식 돛 장치(10)는 선체(1a)의 서로 다른 위치에 설치되며 갑판(14) 위로 상승하여 펼쳐진 채 풍력에 의한 추진력을 제공할 수 있다. 따라서, 연료를 적게 사용하면서도 원하는 목적지까지 선박(1)을 운항할 수 있고, 날씨나 기류, 풍향 등을 고려하여 돛 장치를 활용한 최적의 항로를 편성할 수도 있다. 이와 같은 방식으로 선박(1)의 연료효율을 향상시키거나 보다 효과적인 선박(1)의 운용을 도모할 수 있다. On the other hand, the
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치에 대해 보다 상세히 설명한다. 이후, 이를 바탕으로 이러한 접철식 돛 장치를 포함하는 선박의 운용과정 등에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a foldable sail apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6. FIG. The operation of the ship including the folding sail device will be described in more detail.
도 3은 접철식 돛 장치의 승 하강 상태를 도시한 도 1의 선박의 횡단면도이고, 도 4는 접철식 돛 장치의 내부 구조를 보다 상세히 도시한 단면도이다. Fig. 3 is a cross-sectional view of the ship of Fig. 1 showing a lifting and lowering state of the folding type sail device, and Fig. 4 is a sectional view showing in detail the internal structure of the folding type sail device.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 접철식 돛 장치(10)는 선체(1a)에 승하강 가능하게 결합되는 제1돛프레임(100), 제1돛프레임(100)과 적어도 일부가 중첩되어 승하강 가능하게 결합되는 제2돛프레임(200), 및 제2돛프레임(200)을 제1돛프레임(100)에 대해 승하강시키는 제2구동부(210)를 포함한다. 특히, 제2구동부(210)는 제1돛프레임(100) 또는 제2돛프레임(200)에 고정되는 회전기어(211), 회전기어(211)에 치합되는 랙기어(212), 및 일단부는 선체(1a)에 고정되고 타단부는 회전기어(211)에 연결되어 회전기어(211)를 회전시키는 구동와이어(213)를 포함한다. 접철식 돛 장치(10)는 제1돛프레임(100)에 구동력을 전달하여 제1돛프레임(100)을 선체(1a)에 대해 승하강시키는 제1구동부(110)를 포함할 수 있다. 2 to 4, the
전술한 제2구동부(210)는 제1돛프레임(100) 및 제2돛프레임(200) 중 어느 하나에 고정되는 회전기어(211)와, 나머지 하나에 형성되어 회전기어(211)에 치합되는 랙기어(212)와, 일단부는 선체(1a)에 고정되고 타단부는 회전기어(211)에 감겨 제1돛프레임(100)의 움직임에 따라 회전기어(211)를 회전시키는 구동와이어(213)를 포함하여 형성될 수 있다. 따라서, 제2구동부(210)는 제1돛프레임(100)의 움직임에 대응하여 제2돛프레임(200)을 제1돛프레임(100)에 대해 승하강시킬 수 있다.The
한편, 제3돛프레임(300) 및 제3구동부(310)는 구조나 작용 등이 실질적으로 제2돛프레임(200) 및 제2구동부(210)와 동일한 것으로 접철식 돛 장치(10)를 다단으로 연장하기 위한 구조일 수 있다. 즉, 제3돛프레임(300)은 제2돛프레임(200)과 적어도 일부가 중첩되어 승하강 가능하게 결합되며, 제3구동부(310)는 제2돛프레임(200) 및 제3돛프레임(300) 중 어느 하나에 고정되는 회전기어(311)와, 나머지 하나에 형성되어 회전기어(311)에 치합되는 랙기어(312)와, 일단부는 선체(1a)에 고정되고 타단부는 회전기어(311)에 감겨 제2돛프레임(200)의 움직임에 따라 회전기어(311)를 회전시키는 구동와이어(313)를 포함한다. 따라서, 제3구동부(310) 역시 제2돛프레임(200)의 움직임에 대응하여 제3돛프레임(300)을 제2돛프레임(200)에 대해 승하강시킬 수 있다.The
즉, 접철식 돛 장치(10)는 제2돛프레임(200) 및 제2구동부(210) 등과 실질적으로 동일한 구조를 반복 적용하여, 복수 개의 서로 다른 돛프레임이 다단으로 접철 되도록 구성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 3개의 서로 다른 돛프레임이 서로 승하강되어 접철되는 3단 접철 구조를 기준으로 설명을 진행한다. 별도로 언급되지 않더라도 제3돛프레임(300) 및 제3구동부(310)에 관한 설명은 제2돛프레임(200) 및 제2구동부(210)에 관한 설명사항이 동일하게 적용되는 것으로 한다.That is, the
이러한 접철식 돛 장치(10)는 선체(1a) 내부의 공간을 매우 효율적으로 활용하여 설치될 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 제1돛프레임, 제2돛프레임, 제3돛프레임 등이 접혀 선체(1a) 내부에 위치하는 화물저장탱크(12)와 선체외벽(13) 사이에 수납되고, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 선체(1a)의 갑판(14)을 통해 상승하여 다시 펼쳐지도록 구성할 수 있다. 즉, 선체(1a) 내부의 화물저장탱크(12)와 선체외벽(13) 사이에 형성된 공간을 수납공간(도 2 및 도 4의 11참조)으로 활용하여 선체(1a)의 구조를 변형시키지 않고 그대로 유지하면서도 접철식 돛 장치(10)를 매우 컴팩트하게 설치할 수 있다.The
제1돛프레임(100)은 선체(1a)에 승하강이 가능하게 결합된다. 제1돛프레임(100)은 선체(1a)에 수평 방향으로 회전이 가능하게 형성되는 회전축(400)에 결합될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1돛프레임(100)이 선체(1a)에 형성된 회전축(400)에 결합되어 회전축(400)을 따라서 승하강 될 수 있다. 예를 들어, 제1돛프레임(100)에 랙기어(112)를 형성하고, 회전축(400)의 일 측에 랙기어(112)와 치합되는 구동기어(111)를 형성하여 기어작용에 의해 승하강이 가능하도록 제1돛프레임(100)을 선체(1a)와 결합할 수 있다. 회전축(400)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 전술한 수납공간(11)에 형성될 수 있다.The
제1돛프레임(100)은 외면이 유선형으로 가공된 판 형상의 부재로 형성될 수있다. 제1돛프레임(100)은 선체(1a)의 진행방향을 향하는 일측 단부로부터 그 반대방향을 향해서 두께가 점차 감소하는 공기역학적인 형상으로 형성될 수 있다. 제1돛프레임(100)은 내부가 비어 회전축(400) 등을 수용하도록 형성될 수 있다. 제1돛프레임(100)의 하단부에는 원통 형상으로 회전축(400) 둘레를 감싸는 원통부(101)가 형성되어 회전축(400)과 용이하게 연결될 수 있다.The
제1돛프레임(100)에 형성된 랙기어(112)와 회전축(400)에 형성된 구동기어(111)는 서로 치합되어 제1돛프레임(100)을 승하강 시키는 제1구동부(110)로 기능할 수 있다. 즉, 제1돛프레임(100)은 구동기어(111)의 회전에 의해 구동력을 전달받아 선체(1a)에 대해 승하강 운동할 수 있다. 구동기어(111)는 회전축(400)의 일 측에 결합된 기어구동부(410)로부터 직접 구동력을 전달받아 회전될 수 있다. The
기어구동부(410)는 예를 들어, 구동기어(111)에 체인, 벨트 등으로 연결되는 모터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있으며, 구동기어(111)와 직접 치합되어 모터의 구동력을 전달하는 기어박스 등을 포함할 수도 있다. 기어구동부(410)가 회전력을 전달하여 구동기어(111)를 구동하면 구동기어(111)는 랙기어(112)를 승하강시켜 랙기어(112)가 형성된 제1돛프레임(100) 전체가 승하강하게 된다.The
제2돛프레임(200)은 제1돛프레임(100)과 적어도 일부가 중첩된 상태로 결합된다. 제2돛프레임(200)은 제1돛프레임(100)과 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하며 제1돛프레임(100)과 마찬가지로 외면이 유선형으로 가공된 판 형상의 부재로 형성될 수있다. 따라서, 다단으로 형성된 돛프레임이 펼쳐졌을 때 서로 유기적으로 연결되어 하나의 돛으로 기능할 수 있다. 제3돛프레임(300) 역시 제1돛프레임(100), 제2돛프레임(200)과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.The
제2구동부(210)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 회전기어(211)와 회전기어(211)에 치합되는 랙기어(212)와, 일단부는 선체(1a)에 고정되고 타단부는 회전기어(211)에 감겨 회전력을 전달하는 구동와이어(213)를 포함한다. 서로 치합되는 회전기어(211)와 랙기어(212)의 쌍은 제1돛프레임(100)과 제2돛프레임(200) 중 하나와 다른 하나에 각각 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 제1돛프레임(100)에 회전기어(211)가 형성되고, 제2돛프레임(200)에 랙기어(212)가 형성되었으나 다른 실시예에서 둘은 서로 위치가 교환될 수도 있다.2 and 4, the
구동와이어(213)는 일단부가 선체(1a)에 고정되고 타단부는 회전기어(211)에 감겨 제1돛프레임(100)의 움직임에 따라 회전기어(211)를 회전시킨다. 이 때, 선체(1a)는 선체(1a)와 부속물을 포함하는 개념으로 선체(1a)에 형성된 회전축(400) 등에도 구동와이어(213)가 고정될 수 있다. 회전기어(211)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1돛프레임(100)에 고정된 홀더(211b)에 결합되어 회전할 수 있으며 홀더(211b)의 일 측으로 연장된 부분에 구동와이어(213)가 감기는 스풀(211a)이 형성될 수 있다. 즉, 회전기어(211)의 일 측에 회전기어(211)와 동일한 회전중심을 가지는 스풀(211a)이 형성되어 구동와이어(213)가 스풀(211a)에 감겨 회전기어(211)에 회전력을 매우 효과적으로 전달하도록 형성할 수 있다.One end of the
구동와이어(213)는 이와 같이 일단부는 선체(1a)에 고정되고 타단부는 회전기어(211)에 감겨 장력을 유지할 수 있다. 제1구동부(110)의 구동력에 의해 제1돛프레임(100)이 상승하면 회전기어(211, 311)가 함께 움직여 상승하므로 구동와이어(213)의 장력이 증가하고 이로 인해 회전기어(211)에 감겨있던 구동와이어(213)의 타단부가 풀리면서 회전기어(211)를 회전시키게 된다. 즉, 구동와이어의(213)의 타단부는 스풀(211a)등에 감겨 있되 그 말단이 회전기어(211)에 고정되어 장력에 의해 회전기어(211)를 회전시킬 수 있다. 장력은 제1돛프레임(100)이 상승하여 회전기어(211)와 선체(1a) 사이의 거리가 증가하는 때 증가하고 제1돛프레임(100)이 하강하여 회전기어(211)와 선체(1a) 사이의 거리가 감소하는 때 감소할 수 있다.One end of the
한편, 도시되지 않았지만, 구동와이어(213)가 감기는 방향으로 회전기어(211)에 탄성력을 가하는 탄성부재(미도시)를 설치하여 탄성부재의 탄성력이 구동와이어(213)에 걸린 장력과 균형을 이루도록 할 수 있다. 예를 들면, 회전기어(211)와 홀더(211b)의 사이에 비틀림 탄성 등을 주는 스프링을 설치하여 구동와이어(213)가 감기는 방향(도 4의 시계방향)으로 탄성력이 유지되도록 할 수 있다. 이를 통해 제2돛프레임(200)이 하강하여 장력이 감소하는 경우에도 구동와이어(213, 313)가 늘어지지 않고 스풀(211a) 등에 감겨 장력을 지속적으로 유지하도록 구성할 수 있다. Although not shown, an elastic member (not shown) for applying an elastic force to the
구동와이어(213)는 인장강도가 큰 금속이나 고분자재료 등을 혼합한 금속재 와이어 등으로 형성될 수 있으며, 필요한 경우 체인 등의 형태로 구성되는 것도 가능하다. 이상 설명한 제2돛프레임(200) 및 제2구동부(210)에 대한 사항은 전술한 바와 같이 제3돛프레임(300) 및 제3구동부(310)에 대해서도 동일하게 적용이 가능하다.The
제2구동부(210) 및 제3구동부(310)의 구동와이어(213, 313)는 일단부가 선체에 형성된 회전축(400)에 고정되어 장력을 유지할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(400)에 형성된 수평회전부(420) 등에 구동와이어(213, 313)가 고정되어 장력을 유지하도록 형성할 수 있다. 이를 통해, 각각의 돛프레임과, 각각의 돛프레임에 고정된 회전기어(211, 311)와, 회전기어(211, 311)에 감겨 장력을 유지하는 구동와이어(213, 313) 전체가 회전축(400)이 회전할 때 회전축(400)과 함께 회전되도록 구성할 수 있다. 회전축(400)은 모터 등을 포함하는 회전구동부(500)로부터 구동력을 전달받아 수평 방향으로 회전할 수 있으며, 수평회전부(420)는 기어나 벨트와 같은 운동전달요소를 통해 회전구동부(500)에 동력전달이 가능하게 연결될 수 있다.The driving
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 접철식 돛 장치의 작동과정에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the folding type sail apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
도 5 및 도 6은 도 4의 접철식 돛 장치의 작동도이다.Figures 5 and 6 are operational views of the foldable sail device of Figure 4;
우선 도 5를 참조하여 접철식 돛 장치 승하강 과정에 대해 설명한다.First, referring to Fig. 5, a description will be given of a folding-and-raising-sail device ascending and descending process.
먼저, 제1구동부(110)가 구동력을 전달하여 제1돛프레임(100)을 상승시킨다. 전술한 바와 같이 회전축(400)에 형성된 기어구동부(410)가 동작하여 랙기어(112)와 치합된 구동기어(111)를 회전시키고, 구동기어(111)가 랙기어(112)를 밀어 올려 랙기어(112)와 함께 랙기어(112)가 형성된 제1돛프레임(100) 전체를 상승시킬 수 있다.First, the
제1돛프레임(100)이 상승하면 제1돛프레임(100)에 고정된 회전기어(211)가 동반 상승하여 회전기어(211)에 감긴 구동와이어(213)의 장력을 증가시키며 장력에 의해 회전기어(211)가 즉각적으로 회전하여 회전기어(211)와 치합된 랙기어(212)를 밀어 올리게 된다. 이로 인해 랙기어(212)가 형성된 제2돛프레임(200) 역시 제1돛프레임(100)에 대해 상승하게 된다. 이 때, 구동와이어(213)의 타단부는 회전기어(211)가 상승한 길이만큼 풀려 신장된다.When the
이와 같은 상승 동작은 동일한 패턴으로 제3돛프레임(300)에서도 동시에 진행된다. 즉, 제2돛프레임(200)이 상승하고, 제2돛프레임(200)에 고정된 회전기어(311)가 동반 상승하여 구동와이어(313)의 장력을 증가시키고, 장력에 의해 회전기어(311)가 상승하여 회전기어(311)에 치합된 랙기어(312)와 제3돛프레임(300) 전체를 밀어 올리게 된다. 이를 통해 제1돛프레임(100), 제2돛프레임(200), 제3돛프레임(300) 전체가 갑판을 통해 수직 상승하여 선체 밖으로 펼쳐지게 된다.This ascending operation proceeds simultaneously in the
즉, 제1구동부(110)가 구동력을 가하는 동시에 제1돛프레임(100)이 상승하고, 제1돛프레임(100)이 상승하면서 제2구동부(210)를 구동시키고, 제2구동부(210)에 의해 제2돛프레임(200)이 상승하면서 다시 제3구동부(310)를 구동시키는 연쇄가 동시에 진행된다. 따라서, 접철식 돛 장치(10)를 상대적으로 빠르게 펼쳐 풍력 추진이 가능한 상태로 신속히 전환시킬 수 있다.That is, the
이러한 과정을 역으로 진행하면 접철식 돛 장치(10)를 역시 신속하게 하강시켜 접을 수 있다. 제1구동부(110)가 구동기어(111)를 역회전 시키는 등의 방식으로 제1돛프레임(100)을 하강시키고, 장력이 감소한 구동와이어(213, 313)는 전술한 상승 시의 회전방향과 역방향으로 회전하는 회전기어(211, 311)에 의해 감겨 길이가 점차 감소하게 된다. 이 때, 제2돛프레임(200) 및 제3돛프레임(300)이 자중에 의해 하강하면서 각각에 형성된 랙기어(212, 312)가 하방으로 이동하므로 회전기어(211, 311)는 자연스럽게 상승 시의 회전방향과 역방향(즉, 구동와이어가 감기는 방향)으로 회전할 수 있다. 그러나, 필요한 경우 전술한 바와 같이 탄성부재를 설치하여 구동와이어가 감기는 방향으로 회전기어(212, 312)에 탄성력을 가하는 것도 얼마든지 가능하다.If this process is reversed, the
이러한 방식으로 접철식 돛 장치(10)를 매우 용이하게 승하강시켜 접거나 펼칠 수 있다.In this way, the
한편, 접철식 돛 장치(10)는 완전히 상승하여 펼쳐진 상태에서 수평방향으로 용이하게 회전할 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 이에 대해 설명한다.On the other hand, the
전술한 바와 같이 회전축(400)은 선체 내부의 수납공간(11)에 형성될 수 있다. 수납공간(11)에서 회전축(400)이 수평 방향으로 회전하면, 회전축(400)에 연결된 제1돛프레임(100), 제2돛프레임(200), 제3돛프레임(300) 전체가 회전축(400)과 함께 수평 방향으로 회전한다. 이 때, 일단부가 회전축(400)과 연결되고 타단부는 각각의 회전기어(211, 311)에 감겨 장력을 유지하는 구동와이어(213, 313) 역시 도시된 바와 같이 수직방향으로 정렬된 상태를 유지하면서 회전축(400)과 함께 회전한다. 따라서, 각각의 돛프레임이 펼쳐진 상태를 유지하면서 회전되어 바람 방향의 변화 등에 신속히 대응할 수 있다. As described above, the
이 때, 제1돛프레임(100) 하단의 원통부(101)는 수납공간(11) 상단의 개구부(14a) 내측에서 회전축(400)과 연결상태를 유지할 수 있으며 제1돛프레임(100)은 원통부(101)의 원통형상으로 인해 이러한 연결 상태를 유지하면서도 원활하게 회전할 수 있다. 회전축(400)의 회전은 전술한 바와 같이 회전구동부(500)의 구동에 의해 이루어질 수 있고, 접철식 돛 장치(10)는 수평 방향으로 회전하여 돛 장치가 펼쳐졌던 위치로 복귀한 후 다시 용이하게 접힐 수 있다. 이와 같은 방식으로 접철식 돛 장치(10)를 작동시켜 매우 용이하게 접거나 펼쳐 사용할 수 있다.At this time, the
이하, 도 3, 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 접철식 돛 장치를 포함하는 선박의 운항과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the ship including the foldable sail apparatus according to one embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3 and FIG.
도 7은 도 1의 선박의 운용상태를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 7은 도 1의 선박을 위에서부터 내려다 본 평면도이다.FIG. 7 is a view showing an exemplary operational state of the ship of FIG. 1; FIG. 7 is a plan view of the ship of FIG. 1 viewed from above.
도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이 선체(1a)의 서로 다른 위치에 복수 개의 접철식 돛 장치(10)를 설치하여 사용할 수 있다. 접철식 돛 장치(10)는 특히, 도 3에 도시된 바와 같이 선체(1a) 내부의 화물저장탱크(12)와 선체외벽(13) 사이의 공간을 활용하여 설치될 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 선체(1a)의 측면을 따라서 접철식 돛 장치(10)가 순차적으로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 7, a plurality of
접철식 돛 장치(10)는 전술한 바와 같은 과정을 통해 하강시켜 선체(1a) 내부로 수납하거나 상승시켜 갑판 상부로 매우 용이하게 펼칠 수 있다. 펼쳐진 상태에서 바람의 방향에 대응하여 돛 장치를 회전시키고 선박(1)의 추진력을 얻어낼 수 있다. 접철식 돛 장치(10)는 전술한 바와 같이 회전축(도 2 및 도 4의 400참조)을 회전시켜 정렬상태를 바꿀 수 있다. The
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 바람(A)이 불어오는 방향과 비스듬하게 접철식 돛 장치(10)를 회전시켜 그 반력을 이용하여 추진할 수 있다. 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 바람(A)의 방향이 선체(1a)에 대해 바뀌는 경우에도, 회전축을 회전시켜 돛 장치 전체의 정렬 상태를 변화시킬 수 다. 이를 통해 원하는 추진방향(B)으로 선박(1)을 추진할 수 있다. 따라서, 풍력을 이용하여 선박(1)을 매우 효율적으로 운항할 수 있다. That is, as shown in FIG. 7, the
또한, 바람(A)의 방향이 심하게 변동하는 경우나 바람(A)이 없는 경우에는 전술한 바와 같이 접철식 돛 장치(10)를 선체(1a) 내부에 완전히 수납하여, 불필요한 영향을 최소화 한 상태로 선박(1)을 매우 효율적으로 운항할 수 있다.In the case where the direction of the wind A is heavily fluctuated or there is no wind A, the folding
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
1: 선박
10: 접철식 돛 장치
1a: 선체
11: 수납공간
12: 화물저장탱크
13: 선체외벽
14: 갑판
14a: 개구부
100: 제1돛프레임
101: 원통부
110: 제1구동부
111: 구동기어
112, 212, 312: 랙기어
200: 제2돛프레임
210: 제2구동부
211, 311: 회전기어
211a, 311a: 스풀
211b, 311b: 홀더
213, 313: 구동와이어
300: 제3돛프레임
310: 제3구동부
400: 회전축
410: 기어구동부
420: 수평회전부
500: 회전구동부
A: 바람
B: 추진방향1: Ship 10: Folding sail device
1a: Hull 11: Storage space
12: Cargo storage tank 13: Hull outer wall
14:
100: first sail frame 101: cylindrical portion
110: first driving part 111: driving gear
112, 212, 312: Rack gear 200: Second sail frame
210: second driving
211a, 311a:
213, 313: Driving wire 300: Third sail frame
310: third driving part 400:
410: Gear driving part 420:
500:
A: Wind B: Propulsion direction
Claims (5)
상기 제1돛프레임과 적어도 일부가 중첩되어 승하강 가능하게 결합되는 제2돛프레임; 및
상기 제2돛프레임을 상기 제1돛프레임에 대해 승하강시키는 제2구동부를 포함하고,
상기 제2구동부는
상기 제1돛프레임 또는 상기 제2돛프레임에 고정되는 회전기어;
상기 회전기어에 치합되는 랙기어; 및
일단부는 상기 선체에 고정되고 타단부는 상기 회전기어에 연결되어, 상기 회전기어를 회전시키는 구동와이어를 포함하는 접철식 돛 장치.A first sail frame coupled to the hull so as to be capable of ascending and descending;
A second sail frame which is overlapped with at least a part of the first sail frame so as to be lifted up and down; And
And a second drive unit for moving the second sail frame up and down relative to the first sail frame,
The second driver
A rotary gear fixed to the first sail frame or the second sail frame;
A rack gear engaged with the rotary gear; And
Wherein the one end portion is fixed to the hull and the other end portion is connected to the rotating gear to include a driving wire for rotating the rotating gear.
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2015
- 2015-05-08 KR KR1020150064892A patent/KR20160131803A/en not_active Application Discontinuation
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