KR101894940B1 - 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101894940B1
KR101894940B1 KR1020160146576A KR20160146576A KR101894940B1 KR 101894940 B1 KR101894940 B1 KR 101894940B1 KR 1020160146576 A KR1020160146576 A KR 1020160146576A KR 20160146576 A KR20160146576 A KR 20160146576A KR 101894940 B1 KR101894940 B1 KR 101894940B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bearing
ship
heat generation
reference value
temperature
Prior art date
Application number
KR1020160146576A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180049988A (ko
Inventor
민정식
Original Assignee
삼성중공업(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업(주) filed Critical 삼성중공업(주)
Priority to KR1020160146576A priority Critical patent/KR101894940B1/ko
Publication of KR20180049988A publication Critical patent/KR20180049988A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101894940B1 publication Critical patent/KR101894940B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F16C17/243—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety related to temperature and heat, e.g. for preventing overheating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • B63B2750/00—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/32—Other parts
    • B63H23/321—Bearings or seals specially adapted for propeller shafts
    • B63H2023/322—Intermediate propeller shaft bearings, e.g. with provisions for shaft alignment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치는 선박의 추진기의 베어링 온도를 측정하는 베어링 온도 측정부; 및 측정된 베어링 온도에 기초하여 베어링의 온도 변화율을 산출하고, 온도 변화율을 설정된 기준값과 비교하여 베어링의 발열을 감시하는 감시부를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 선박 추진기의 베어링 발열을 미리 예측하여 베어링 발열 전에 후속 대응 조치를 조기에 취할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 선박의 직선 운항, 선회 동작에 따라 베어링 발열을 판단하는 기준을 상이하게 설정하여, 베어링 발열을 선박의 운항 조건에 따라 정확하게 예측할 수 있다.

Description

선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING CALESCENCE OF PROPELLER BEARING OF VESSEL}
본 발명은 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박 추진기의 베어링 발열을 미리 예측할 수 있는 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
선박의 추진 계통에서, 선미관 베어링은 선미관(Stern tube) 내의 축(Shaft) 반력을 지지하고, 베어링 내에 윤활막을 형성하여 추진력을 전달하는 역할을 한다. 베어링의 윤활막이 파괴되는 경우, 축과 직접적인 접촉으로 인해 발열이 발생하여 녹거나 훼손되는 결과로, 베어링의 성능이 저하될 수 있으며, 심할 경우 선미관 일체를 교체해야 하는 상황까지 발생할 수 있다. 베어링 손상을 방지하고 성능을 유지하기 위하여, 베어링 온도를 실시간 모니터링하는 방법이 사용되고 있다.
기존의 베어링 발열 모니터링 방법은 목표값을 미리 지정해두고, 베어링 온도가 지정된 목표값에 도달하는 경우, 베어링 발열을 경고하는 방식이다. 그러나, 선박 추진기에 적용된 베어링의 경우, 베어링 발열 경고가 발생한 이후 축의 회전수를 줄이거나 정지하는 후속 조치를 취하더라도, 베어링의 온도가 지속적으로 급격하게 상승하여 베어링이 손상될 수 있다. 또한 온도 측정 센서로부터 중앙 제어 시스템으로 제공되는 온도 정보는 실시간 대비 지연 시간이 있으므로, 베어링 발열 경고시에 이미 베어링 손상이 진행 중일 가능성이 커지게 된다.
본 발명은 선박 추진기의 베어링 발열을 미리 예측하여 베어링 발열 전에 후속 대응 조치를 조기에 취할 수 있도록 하는 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 선박의 직선 운항, 선회 동작에 따라 베어링 발열을 판단하는 기준을 상이하게 설정하여, 선박의 운항 조건에 따라 베어링 발열을 정확하게 예측할 수 있는 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치는 선박의 추진기의 베어링 온도를 측정하는 베어링 온도 측정부; 및 상기 베어링 온도에 기초하여 상기 추진기의 베어링의 온도 변화율을 산출하고, 상기 온도 변화율을 설정된 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열을 감시하는 감시부를 포함한다.
상기 감시부는, 상기 온도 변화율을 기반으로, 상기 베어링의 온도 변화율이 0.005 ~ 0.015 ℃/sec 범위 내에서 설정 시간 이상 유지되는 경우, 상기 베어링의 발열 발생을 경고할 수 있다.
상기 선박의 직선 운항 모드 또는 선회 동작 모드를 판단하는 모드 판단부를 더 포함할 수 있다.
상기 감시부는, 상기 선박이 직선 운항 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 제1 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하고, 상기 선박이 선회 동작 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 상기 제1기준 값보다 높은 제2 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고할 수 있다.
상기 제1 기준값은 0.005 ℃/sec 이고, 상기 제2 기준값은 0.01 ℃/sec 일 수 있다.
상기 감시부는, 상기 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우, 좌현측 추진기의 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 우현측 추진기의 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시할 수 있다.
상기 감시부는, 상기 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우, 상기 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 상기 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 추진기의 베어링 온도를 측정하는 단계; 일정 시간동안 측정한 상기 베어링 온도에 기초하여 상기 베어링의 온도 변화율을 산출하는 단계; 및 상기 온도 변화율을 설정된 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열을 감시하는 단계를 포함하는 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 방법이 제공된다.
상기 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 방법은 상기 선박의 직선 운항 모드 또는 선회 동작 모드를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 베어링의 발열을 감시하는 단계는, 상기 선박이 직선 운항 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 제1 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하는 단계; 및 상기 선박이 선회 동작 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준 값보다 높은 제2 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 베어링의 발열을 감시하는 단계는, 상기 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우, 좌현측 추진기의 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 우현측 추진기의 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시하는 단계; 및 상기 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우, 상기 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 상기 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 선박 추진기의 베어링 발열을 미리 예측하여 베어링 발열 전에 후속 대응 조치를 조기에 취할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 선박의 직선 운항, 선회 동작에 따라 베어링 발열을 판단하는 기준을 상이하게 설정하여, 베어링 발열을 선박의 운항 조건에 따라 정확하게 예측할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치를 구성하는 베어링 온도 측정부가 설치된 선박 추진기를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 설치된 선박 추진기의 베어링을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 적용된 선박의 쌍축(twin shaft) 베어링 온도와, 선박의 선회 방향 및 쌍축 회전속도를 보여주는 제1 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 적용된 선박의 쌍축 베어링 온도와, 선박의 선회 방향 및 쌍축 회전속도를 보여주는 제2 예시도이다.
도 7은 도 6의 'A'부를 확대한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 적용된 선박의 쌍축 베어링 온도와, 선박의 선회 방향을 보여주는 제3 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 베어링 발열을 선박의 선회 방향에 따라 모니터링하는 예를 보여주는 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치는 선박 추진기의 베어링 온도에 기초하여 베어링의 단위 시간당 온도 변화율을 산출하고, 베어링의 온도 변화율을 기반으로 베어링의 발열을 미리 예측한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 선박 추진기의 베어링 발열을 미리 예측하여 베어링 발열 전에 후속 대응 조치를 조기에 취할 수 있다.
일 실시 예에서, 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치는 선박의 운항 모드(직선 운항 모드, 선회 동작 모드)에 따라 상이한 기준값을 설정하여 베어링의 발열을 선박의 운항 조건에 따라 정확하게 예측할 수 있다.
일 실시 예에서, 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치는 선박이 직선 운항 모드인 경우 베어링의 온도 변화율을 상대적으로 낮은 값으로 설정되는 제1 기준값(예를 들어, 0.005 ℃/sec)과 비교하여 베어링의 발열을 보다 엄격한 기준으로 감시하고, 선박이 선회 동작 모드인 경우 베어링의 온도 변화율을 상대적으로 높은 값으로 설정되는 제2 기준값(예를 들어, 0.01 ℃/sec)과 비교하여 베어링의 발열 발생을 경고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치(100)는 베어링 온도 측정부(110) 및 감시부(120)를 포함한다.
베어링 온도 측정부(110)는 선박의 추진기의 베어링 온도를 실시간 측정한다. 감시부(120)는 베어링 온도 측정부(110)에 의해 측정된 베어링 온도를 제공받고, 실시간으로 수신되는 베어링 온도를 기반으로 베어링의 발열을 감시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치를 구성하는 베어링 온도 측정부가 설치된 선박 추진기를 보여주는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 설치된 선박 추진기의 베어링을 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 베어링(40)은 선미관(10) 내의 축 반력을 지지하고, 베어링(40)과 축(20) 사이에 윤활막을 형성하여 프로펠러(30)로 추진력을 잘 전달하는 역할을 한다.
일 실시 예에서, 베어링 온도 측정부(110)는 베어링(40)의 외경으로부터 내부를 향하여 형성되는 홈부(42)를 통해 최대한 베어링(40)의 내경에 가깝도록 삽입되는 온도 센서로 제공될 수 있다. 온도 센서에 의해 측정된 베어링의 온도 정보는 실시간으로 감시부(120)로 전달된다.
감시부(120)는 베어링 온도의 변화율을 산출하고, 베어링 온도 변화율을 설정된 기준값과 비교하여 베어링의 발열을 감시한다. 일 실시 예에서, 감시부(120)는 베어링의 온도 변화율을 기반으로, 베어링의 온도 변화율이 0.005 ~ 0.015 ℃/sec 범위 내에서 설정 시간(예를 들어, 1분) 이상 유지되는 경우, 베어링의 발열 발생을 경고할 수 있다.
감시부(120)에서 베어링의 발열 발생이 경고되면, 이에 따라 중앙 제어 시스템(140)은 출력계(150)의 가동을 제어하여 운전 제한이나 감속 요청 등의 후속 조치를 취함으로써, 베어링의 손상을 방지한다.
모드 판단부(130)는 선박의 직선 운항 모드 또는 선회 동작 모드를 판단한다. 감시부(120)는 베어링의 온도 변화율을 선박의 운항 모드(직선 운항 모드, 선회 동작 모드)에 따라 상이한 기준값과 비교하여 베어링의 발열을 감시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 방법의 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 실시간 측정된 베어링 온도에 기초하여, 베어링 온도 변화율이 산출된다(S10, S20).
선박이 직선 운항 모드인지 선회 동작 모드인지에 따라 베어링 발열을 감시하기 위한 기준값이 상이하게 적용된다. 예를 들어, 선박이 직선 운항하는 경우, 베어링 온도 변화율이 제1 기준값(예컨대, 0.005 ℃/sec) 이상인지를 판단하여 베어링 발열을 감시하고, 선박이 선회 동작하는 경우, 베어링 온도 변화율이 제2 기준값(예컨대, 0.01 ℃/sec) 이상인지를 판단하여 베어링 발열을 감시한다(S40 내지 S60).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 적용된 선박의 쌍축(twin shaft) 베어링 온도와, 선박의 선회 방향 및 쌍축 회전속도를 보여주는 제1 예시도이다.
도 5에 우현 베어링 온도(STBD bush), 좌현 베어링 온도(PORT bush), 선박의 선회 방향(STBD rudder), 우현 축 회전속도(STBD RPM) 및 좌현 축 회전속도(PORT RPM)가 도시되어 있다.
도 5에서, 선박의 선회 방향(STBD rudder)은 우현 러더를 기준으로 한 것으로, 좌측 Y축(세로축)의 0 을 기준으로 양(+)의 방향이 우현 선회를, 음(-)의 방향이 좌현 선회를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 좌현 선미관의 베어링 온도의 변화 구간들 중 하나가 붉은 박스로 표시되어 있으며, 해당 온도 변화 구간 내의 두 점(P1, P2) 사이의 온도 변화율은 0.0089 ℃/sec 값으로 산출된다.
선박이 선회 중인 것으로 가정하면, 제1 기준값보다 높은 제2 기준값인 0.01 ℃/sec 값이 베어링 발열 예측을 위한 기준값으로 결정되고, 해당 온도 변화 구간의 온도 변화율이 제2 기준값보다 작기 때문에, 이 경우에 좌현 선미관의 베어링에 목표값을 초과하는 발열이 발생하지 않을 것으로 예측된다.
만약, 선박이 직선 운항 중이었다면, 제2 기준값보다 낮은 제1 기준값(0.005 ℃/sec)이 베어링 발열 예측을 위한 기준값으로 결정되고, 해당 온도 변화 구간의 온도 변화율이 제1 기준값보다 크기 때문에, 이 경우에는 선박이 선회 동작 중인 경우와 달리 좌현 선미관의 베어링에 목표값을 초과하는 발열이 발생할 것으로 예측된다.
베어링 온도는 선박의 선회와 밀접한 관계가 있다. 특히 쌍축 적용된 선박의 경우, 선박이 좌현 방향 선회시 우현 축선 선미관 베어링의 온도가 상승하고, 선박이 우현 방향 선회시 좌현 축선 선미관 베어링의 온도가 상승하는 경향이 단일축이 적용된 선박보다 더 뚜렷하게 나타난다. 이는 선박 추진 방향으로의 해수 흐름에 의해 프로펠러 및 축이 베어링의 측면부에 영향을 가하는 방향으로 거동하기 때문이다.
일 예로, 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우, 좌현측 추진기의 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하고, 우현측 추진기의 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시할 수 있다.
반대로, 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우, 상기 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 상기 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시할 수 있다.
도 5의 예에서, 좌현 선미관의 베어링은 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우에만 제2 기준값이 적용되어 발열 여부가 모니터링되고, 우현 선미관의 베어링은 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우에만 제2 기준값이 적용되어 발열 여부가 모니터링되고, 그 나머지 경우에는 제1 기준값이 적용되어 발열 여부가 모니터링된다.
따라서, 도 5의 예에서, 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우에는 좌현 선미관의 베어링에 대해 제2 기준값(0.01 ℃/sec)이 적용되는 결과 목표값을 초과하는 발열이 발생하지 않을 것으로 예측되지만, 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우에는 좌현 선미관의 베어링에 대해 제1 기준값(0.005 ℃/sec)이 적용되는 결과 목표값을 초과하는 발열이 발생할 것으로 예측될 수 있다.
베어링에 발열이 발생할 것으로 예측된 경우, 출력계의 가동을 중단하거나, 축 회전속도를 감속하는 등의 후속 조치가 취해질 수 있다. 또는 출력계를 가동하되, 선박의 좌현 러더 또는 우현 러더를 가동하여 선박의 선회 방향을 발열이 발생하는 베어링의 방향으로 조정하여 베어링 발열이 더 이상 발생하지 않도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 적용된 선박의 쌍축 베어링 온도와, 선박의 선회 방향 및 쌍축 회전속도를 보여주는 제2 예시도이다. 도 7은 도 6의 'A'부를 확대한 도면이다.
도 6 및 도 7의 예에서, 우현 선미관의 베어링 온도(STBD bush)의 변화 구간들 중 두 점(P3, P4) 사이의 온도 변화율은 0.0037 ℃/sec 이다. 이러한 경우, 선박의 운항 모드(직선 운항, 선회 동작)에 관계 없이 온도 변화율이 기준값보다 작으므로, 베어링 발열이 발생하지 않을 것으로 예측된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치가 적용된 선박의 쌍축 베어링 온도와, 선박의 선회 방향을 보여주는 제3 예시도이다. 도 8에서, 좌현 선미관의 베어링 온도는 푸른색 실선으로 표시되어 있으며, 우현 선미관의 베어링 온도는 붉은색 실선으로 표시되어 있다.
선박이 우현(STBD) 방향으로 선회 중인 상태에서, 초기 두 점(P5, P6) 사이의 온도 변화율(0.0255 ℃/sec)이 기준값(0.01 ℃/sec)보다 크기 때문에, 베어링 발열 경고가 발생된다. 이에 따라 러더를 좌현 방향으로 조정하여 선박을 좌현(PORT) 방향으로 선회시킨 결과, 좌현 선미관의 베어링 온도가 안정화되는 것을 알 수 있다.
기존의 베어링 온도 모니터링 방식에 의하면, 두 점(P5, P6)의 베어링 온도 값이 정상 범위에 속하기 때문에, 베어링 발열 경고가 발생되지 않으며, 이로 인해 베어링 발열 방지 조치를 취하지 못하게 되고, 베어링 발열이 발생하여 성능이 열화되는 문제가 발생하게 된다.
기존 방식의 문제점을 확인하기 위해, 선박을 우현 방향으로 선회시킨 후, 기존 방식에 따라 베어링 온도 값에 기초하여 베어링 발열을 모니터링한 결과, 베어링 온도가 목표값에 도달한 직후 선박의 선회 방향을 급격하게 좌현(PORT) 방향으로 돌려 조정하였음에도, 베어링 온도가 멈추지 않고 계속하여 상승하는 것으로 확인된다(P7~P12). 이와 달리, 본 발명에 의하면, 베어링 온도가 목표값에 도달하기 전에, 베어링 온도의 변화율에 기초하여 베어링 발열을 미리 예상하여, 조기에 발열 방지 조치를 취할 수 있다.
일 실시 예로, 선박의 운항 모드는 좌/우현 러더의 구동 값에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 선박이 직선 운항 중에, 러더의 사용 정도에 따른 선박의 선회각도가 설정각도(예를 들어, 5°) 이상의 각도로 일정 시간(예컨대 30초) 이상 유지되는 경우, 선회 구간으로 전환한 것으로 정의할 수 있다.
다른 예로, 선박이 선회 동작 중에, 선박의 선회각도가 5° 미만으로 감소되는 상태로 일정 시간(예컨대 30초) 이상 유지되면, 직선 구간으로 전환한 것으로 정의할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 베어링 발열을 선박의 선회 방향에 따라 모니터링하는 예를 보여주는 도면이다. 베어링 발열 모니터링이 개시되는 초기 시점(T1) 이후 선박의 선회각도는 5°이내로 유지되며, 구간 1(직선 운항 구간)이 활성화되어 제1 기준값(0.005 ℃/sec)을 기준으로 베어링 발열이 모니터링된다.
이후, 선박의 선회각도가 5° 이상인 구간이 30초 이상 지속되는 시점(T2)에 구간 1(직선 운항 구간)에서 구간 2(선회 동작 구간)로 전환되며, 이에 따라 구간 2에 적용되는 제2 기준값(0.01 ℃/sec)을 기준으로 베어링 발열이 모니터링된다.
이후, 선박의 선회각도가 5° 미만인 구간이 30초 이상 지속되면, 해당 시점(T3)에 구간 2(선회 동작 구간)에서 구간 1(직선 운항 구간)로 전환되며, 이에 따라 다시 구간 1에 적용되는 제1 기준값(0.005 ℃/sec)을 기준으로 베어링 발열이 모니터링된다.
이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 선박의 선회 또는 직선 운항 조건에 따라 베어링 발열 예측을 위한 기준값을 상이하게 설정하여, 선박의 운항 조건 별로 베어링 발열을 정확하게 사전 예측하여, 후속 조치를 신속하게 취할 수 있다.
이상에서 초 단위의 온도 변화율을 산출하여 베어링 발열을 모니터링하는 실시 예에 대해 설명하였으나, 초 단위 외의 다른 단위로 베어링 온도 변화율을 산출하는 것도 가능하며, 온도 단위 역시 다양하게 변경될 수 있다. 본 명세서에서 선박은 액화천연가스 운반선, 유조선, 시추선, 유람선, 잭업리그, 추진기를 갖는 부유식 해양설비 등의 다양한 부유체로 제공될 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 선미관 20: 축
30: 프로펠러 40: 베어링
42: 홈부 100: 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치
110: 베어링 온도 측정부 120: 감시부
130: 모드 판단부 140: 중앙 제어 시스템
150: 출력계

Claims (8)

  1. 선박의 추진기의 베어링 온도를 측정하는 베어링 온도 측정부;
    상기 베어링 온도에 기초하여 상기 추진기의 베어링의 온도 변화율을 산출하고, 상기 온도 변화율을 설정된 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열을 감시하는 감시부; 및
    상기 선박의 직선 운항 모드 또는 선회 동작 모드를 판단하는 모드 판단부를 포함하고,
    상기 감시부는,
    상기 선박이 직선 운항 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 제1 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하고,
    상기 선박이 선회 동작 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준 값보다 높은 제2 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하되,
    상기 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우, 좌현측 추진기의 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 우현측 추진기의 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시하고,
    상기 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우, 상기 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 상기 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시하는 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 감시부는,
    상기 온도 변화율을 기반으로, 상기 베어링의 온도 변화율이 0.005 ~ 0.015 ℃/sec 범위 내에서 설정 시간 이상 유지되는 경우, 상기 베어링의 발열 발생을 경고하는, 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기준값은 0.005 ℃/sec 이고,
    상기 제2 기준값은 0.01 ℃/sec 인, 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치.
  5. 삭제
  6. 선박의 추진기의 베어링 온도를 측정하는 단계;
    일정 시간동안 측정한 상기 베어링 온도에 기초하여 상기 베어링의 온도 변화율을 산출하는 단계;
    상기 온도 변화율을 설정된 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열을 감시하는 단계; 및
    상기 선박의 직선 운항 모드 또는 선회 동작 모드를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 베어링의 발열을 감시하는 단계는,
    상기 선박이 직선 운항 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 제1 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하는 단계; 및
    상기 선박이 선회 동작 모드인 경우, 상기 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준 값보다 높은 제2 기준값과 비교하여 상기 베어링의 발열 발생을 경고하는 단계를 포함하되,
    상기 선박의 선회 방향이 좌현 방향인 경우, 좌현측 추진기의 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 우현측 추진기의 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시하고,
    상기 선박의 선회 방향이 우현 방향인 경우, 상기 제1 베어링의 온도 변화율을 상기 제2 기준값과 비교하여 상기 제1 베어링의 발열을 감시하는 동시에, 상기 제2 베어링의 온도 변화율을 상기 제1 기준값과 비교하여 상기 제2 베어링의 발열을 감시하는 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020160146576A 2016-11-04 2016-11-04 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법 KR101894940B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160146576A KR101894940B1 (ko) 2016-11-04 2016-11-04 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160146576A KR101894940B1 (ko) 2016-11-04 2016-11-04 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180049988A KR20180049988A (ko) 2018-05-14
KR101894940B1 true KR101894940B1 (ko) 2018-09-04

Family

ID=62187848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160146576A KR101894940B1 (ko) 2016-11-04 2016-11-04 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101894940B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102185713B1 (ko) * 2018-06-15 2020-12-02 현대중공업 주식회사 선박 관리 방법 및 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101577195B1 (ko) * 2008-04-08 2015-12-14 롤스 로이스 아베 큰 직경의 스크루 프로펠러를 선박에 제공하는 방법 및 큰 직경의 스크루 프로펠러를 갖는 선박

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313585B1 (ko) * 2011-06-13 2013-10-01 삼성중공업 주식회사 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101577195B1 (ko) * 2008-04-08 2015-12-14 롤스 로이스 아베 큰 직경의 스크루 프로펠러를 선박에 제공하는 방법 및 큰 직경의 스크루 프로펠러를 갖는 선박

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180049988A (ko) 2018-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006224695A (ja) 船舶用転舵装置
DK2876041T3 (en) Arrangement for determining a force acting on a rudder
US10577068B1 (en) Systems and methods for monitoring underwater impacts to marine propulsion devices
JP5042977B2 (ja) 可変ピッチプロペラの翼角制御方法および装置
KR101894940B1 (ko) 선박 추진기 베어링 발열 모니터링 장치 및 방법
US9868501B1 (en) Method and system for controlling propulsion of a marine vessel
WO2008155448A1 (en) Method and apparatus for controlling propulsion drive of ship
US10647401B2 (en) Boat
CN108349580A (zh) 用于操作船舶推进***的方法和船舶推进***
JP2016120767A (ja) 船舶機器メンテナンス判定装置
US10597132B2 (en) Ship
US20210229791A1 (en) Course control system for marine vessel, and marine vessel
EP3434580A1 (en) Ship
JP5101210B2 (ja) 船舶の推進装置
KR101920028B1 (ko) 선박의 운항 성능 제공 장치 및 이를 이용한 운항 성능 제공 방법
KR20140045239A (ko) 스턴 튜브 모니터링 장치
US11383802B2 (en) Trim tab control system for a ship and a ship with the trim tab control system
EP1742839B1 (en) Arrangement and method for controlling a propeller drive on a boat
KR101825282B1 (ko) 정지 기동 시에 수상 차량의 구동 시스템의 작동 방법, 하나 이상의 구동 시스템을 갖는 수상 차량용 제어 장치, 수상 차량, 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체
JP6807999B1 (ja) 舶用推進システム
KR102185713B1 (ko) 선박 관리 방법 및 시스템
JP5055243B2 (ja) 可変ピッチプロペラ船の推進制御装置
KR102631619B1 (ko) 선박 제어 장치, 선박 제어 방법, 및 기록 매체에 기록된 프로그램
JP6826839B2 (ja) 船舶の操舵システム及び船舶の操舵方法
KR102561811B1 (ko) 트윈스케그 선박의 프로펠러 제어 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant