KR20090079872A

KR20090079872A - 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법 및 평가 장치

Info

Publication number: KR20090079872A
Application number: KR1020097000377A
Authority: KR
Inventors: 이와오 스기모토
Original assignee: 히다치 조센 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2009-07-22
Also published as: US20130158781A1; JPWO2008047424A1; CN101516719B; CN101516719A; JP4999857B2; KR101213551B1; WO2008047424A1; EP2088074A1; US20090271053A1; EP2088074A4

Abstract

미리, 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 따라 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중의 허용 범위(A)를 나타내는 평가 맵을 작성하고, 기관의 선체로의 설치시에 허용 범위 내에 수용되는 각 축의 경사를 간단히 알 수 있도록 함과 아울러, 취항선에 있어서는 그 크랭크축 및 중간축의 경사를 측정하는 것만으로 그 축계 얼라인먼트를 평가할 수 있다.

선박, 축계 얼라인먼트

Description

선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법 및 평가 장치{METHOD AND DEVICE FOR EVALUATING SHAFTING ALIGNMENT OF SHIP}

본 발명은 선박용 기관에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법 및 평가 장치에 관한 것이다.

선박에 주기관인 엔진 및 프로펠라축을 설치할 경우, 엔진의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 구동축계의 축심 위치 맞춤 즉 축계 얼라인먼트를 정확하게 행할 필요가 있다.

이 축계 얼라인먼트를 정확하게 행할 수 있는 것으로서, 본 발명자들은 구동축계의 위치 검출 방법을 제안하고 있다[예컨대, 일본 특허 공개 2003-19997호 공보(특허문헌1이라고도 칭함) 참조].

이하, 이 위치 검출 방법을 간단히 설명하면 우선, 크랭크축을 모델화하고, 처음에 개개의 베어링 위치를 가정하고, 그리고 크랭크축의 선수(船首)측 베어링에 있어서의 상태량(변위량 및 작용력)을 기관의 제원 데이터에 의해 이미 알고 있는 격간(格間) 전달 매트릭스, 격점(格点) 전달 매트릭스, 선수측에서의 경계 조건인 경계 매트릭스, 및 선미(船尾)측에서의 경계 매트릭스를 사용해서 선미측으로 상태를 전달해 가고, 미지수인 선수측 베어링에서 있어서의 상태량을 구하고, 또한 그 결과를 이용하여 크랭크 디플렉션(crank deflection)을 구하고, 그 값과 실측값의 비교에 있어서 오차(평가값)를 구한다. 이어서, 가정된 개개의 베어링 위치를 랜덤하게 변경시켜서 상기와 마찬가지의 계산에 의해 그 베어링 위치 조건에 있어서의 크랭크 디플렉션의 계산값과 실측값의 오차를 구하는 작업을 반복해서 행하고, 이 오차가 작아지는(즉 평가가 높아지는) 베어링 위치 조건을 구한다. 이것에 의해 설치 위치를 정확하게 추정하는 것이었다.

상술한 구동축계의 위치 검출 방법에 의하면, 현재의 베어링의 설치 위치를 정확하게 추정하는 것은 가능하지만, 그 추정된 베어링 위치가 타당한 것인지의 여부에 대한 평가가 얻어지지 않는다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 취항선, 신조선(新造船)에 한정되지 않고, 축계 얼라인먼트로서의 베어링의 설치 위치를 간단하게 평가할 수 있는 평가 방법 및 평가 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 축계 얼라인먼트의 평가 방법은 기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서,

상기 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구하고,

이 변위에 기초해서 크랭크축의 크랭크 디플렉션을 구함과 아울러, 이 구해진 크랭크 디플렉션과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 방법이다.

또한, 본 발명의 제 2 축계 얼라인먼트의 평가 방법은 기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서,

이 변위에 기초해서 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구함과 아울러, 이 구해진 베어링 하중과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 방법이다.

또한, 본 발명의 제 3 축계 얼라인먼트의 평가 방법은 기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서,

이 변위에 기초해서 크랭크축의 크랭크 디플렉션 및 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구함과 아울러, 이들 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 방법이다.

또한, 본 발명의 제 4 축계 얼라인먼트의 평가 방법은 기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서,

상기 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구함과 아울러, 이 변위에 기초해서 크랭크축에 있어서의 크랭크 디플렉션 및 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구하고,

이들 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중이 평가 조건에 대응하는 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사를 좌표축으로 하는 이차원 좌표 상에 프로팅(plotting)해서 이루어지는 평가 맵을 이용하여 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 방법이다.

또한, 본 발명의 제 1 축계 얼라인먼트의 평가 장치는 상기 제 1 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서,

구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와,

상기 제원 데이터를 이용하여 구동축계에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 구동축계에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와,

이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위를 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와,

이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평가를 행하는 평가부와,

이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하고,

또한 상기 베어링 위치 연산부는 적어도 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 축계 변위 연산부는 크랭크축에 있어서의 크랭크 암과 저널부의 교점에 상당하는 부위의 변위를 구하는 것이며,

상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 크랭크 디플렉션을 연산하는 크랭크 디플렉션 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표로서의 크랭크 디플렉션을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단을 갖는 것이다.

또한, 본 발명의 제 2 축계 얼라인먼트의 평가 장치는 상기 제 1 평가 장치에 있어서의 베어링 위치 연산부에 수평 기준 위치에 대한 베어링의 수평 방향 위치를 구하는 베어링 수평 방향 위치 연산 수단을 구비시킨 것이다.

또한, 본 발명의 제 3 축계 얼라인먼트의 평가 방법은 상기 제 2 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 크랭크축 및 중간축에 관한 데이터를 이용해서 크랭크축에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와,

또한 상기 베어링 위치 연산부는 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 축계 변위 연산부는 각 베어링 내의 축의 변위를 출력하는 것이며,

상기 평가 지표 연산부는 상기 축의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 베어링 하중을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것이다.

또한, 본 발명의 제 4 축계 얼라인먼트의 평가 장치는 상기 제 3 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서,

상기 제원 데이터를 이용해서 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 크랭크축 및 중간축에 관한 것을 이용해서 크랭크축의 소정 부위에 있어서의 변위량을 구하는 축계 변위 연산부와,

이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위량을 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와,

상기 축계 변위 연산부는 크랭크 암과 저널부의 교점에 상당하는 부위의 변위 및 각 베어링의 변위를 출력하는 것이며,

상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 크랭크 디플렉션을 구하는 크랭크 디플렉션 연산 수단 및 상기 베어링의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중을 각각의 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단 및 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것이다.

또한, 본 발명의 제 5 축계 얼라인먼트의 평가 장치는 상기 제 3 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 크랭크축 및 중간축에 관한 것을 이용해서 크랭크축에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와,

또한 상기 베어링 위치 연산부는 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단 및 수평 기준 위치에 대한 베어링의 수평 방향 위치를 구하는 베어링 수평 방향 위치 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 연직 방향 및 수평 방향의 크랭크 디플렉션을 구하는 크랭크 디플렉션 연산 수단, 및 상기 베어링의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고,

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 연직 방향 및 수평 방향의 크랭크 디플렉션을 각각 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단, 및 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 베어링 하중을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것이다.

또한, 본 발명의 제 6 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치는 상기 제 1 내지 제 5 중 어느 하나에 기재된 평가 장치에 있어서의 데이터 입력부 및 출력부의 적어도 인쇄부 또는 표시 화면부가 단말에 구비되고, 그 이외는 단말과 네트워크로 접속된 서버 장치에 구비된 것이다.

또한, 본 발명의 제 7 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치는 상기 제 1 내지 제 5 중 어느 하나에 기재된 평가 장치에 있어서의 베어링 위치 연산부는 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터가 각각 수치 범위로 입력되었을 때에 그 수치 범위 내에서의 각 경사의 조합 데이터를 발생하는 조합 발생 수단을 가짐과 아울러 이 조합 발생 수단에 의해 발생된 각 경사의 조합에 대해서 베어링 위치를 연산하는 것이고,

출력부는 각 경사의 조합에 의한 평가 결과를 이차원 좌표 평면 상에 표시하는 평가 맵을 출력하는 평가 맵 작성 수단을 갖는 것이다.

<발명의 효과>

상기 평가 방법 및 평가 장치에 의하면, 기관에 있어서의 크랭크축의 경사와 중간축의 경사를 구하는 것만으로 축계 얼라인먼트(설치 상태)를 용이하게 평가할 수 있다. 예컨대, 선박을 건조할 경우에는 선체에 기관, 프로펠라축 등을 설치할 때의 축계 얼라인먼트의 설계의 평가를 간단하게 행할 수 있고, 한편, 취항을 완료한 선박에 대해서는 현재의 축계 얼라인먼트의 평가를 간단하게 행할 수 있다.

또한, 평가 맵을 이용함으로써 기관축계에 있어서의 크랭크 디플렉션과 그 베어링 하중이 적정범위에 수용되는 각 축의 경사의 조합을 용이하게 알 수 있으므로, 축계 얼라인먼트 설계의 경험이 얕은 사람이라도 간단하게 적절한 설계값을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태1에 따른 구동축계의 개략적인 구성을 나타내는 모식도이다.

도 2는 동 구동축계의 크랭크축의 1크랭크 슬로우(crank throw)에서의 모식 정면도이다.

도 3은 동 크랭크축의 로컬 좌표계를 나타내는 모식 측면도이다.

도 4는 동 크랭크축에 있어서의 크랭크 디플렉션의 연산 순서를 설명하는 모식도이다.

도 5는 동 구동축계의 연직 방향에 있어서의 변위에 대한 설명도로서, 도 5(a)는 구동축계의 모식도, 도 5(b)는 초기의 축계 얼라인먼트를 나타내는 그래프, 도 5(c)는 기관실 이중 바닥의 선체 휨을 나타내는 그래프, 도 5(d)는 기관의 열팽창에 의한 변형량을 나타내는 그래프이다.

도 6은 동 구동축계의 수평 방향에 있어서의 변위에 대한 설명도로서, 도 6(a)는 구동축계의 모식도, 도 6(b)는 초기의 축계 얼라인먼트를 나타내는 그래프이다.

도 7은 동 평가 방법에 있어서의 상태량을 구하는 플로우챠트이다.

도 8은 동 평가 방법에 의한 크랭크 디플렉션의 평가 맵의 작성 순서를 설명하는 도면이다.

도 9는 동 크랭크 디플렉션의 허용 범위를 나타내는 평가 맵이다.

도 10은 동 평가 방법에 의한 베어링 하중의 평가 맵의 작성 순서를 설명하는 도면이다.

도 11은 동 베어링 하중의 허용 범위를 나타내는 평가 맵이다.

도 12는 동 크랭크 디플렉션과 베어링 하중의 허용 범위를 나타내는 평가 맵이다.

도 13은 동 평가 방법에 의한 수평 방향에서의 크랭크 디플렉션의 허용 범위를 나타내는 평가 맵이다.

도 14는 동 평가 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 15는 본 발명의 실시형태2에 따른 평가 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

[실시형태1]

이하, 본 발명의 실시형태1에 따른 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법 및 평가 장치에 대해서 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 축계 얼라인먼트의 평가 방법을 개략적으로 설명한다.

간단하게 말하면, 선박에 있어서의 엔진(기관이라고도 함)의 크랭크축(기관축이라고도 함)의 경사와 중간축의 경사에 기초해서 축계 얼라인먼트의 평가를 행하도록 한 것이며, 또한 평가 맵을 이용해서 간단하게 평가를 행할 수 있도록 한 것이다.

또한, 이 평가 맵은 크랭크축의 경사와 중간축의 경사를 좌표축으로 하는 이차원 평면의 맵으로서, 이 맵에는 각 경사에 대응해서 구해진 엔진의 크랭크 디플렉션 및 크랭크축 및 중간축에 설치된 각 베어링에 작용하는 베어링 하중이 어느 평가 레벨에 상당한지를 용이하게 알 수 있도록 도형화(시각화)한 것이다.

그런데, 크랭크축 및 중간축의 각 경사에 기초해서 크랭크 디플렉션을 구함에 있어서, 전달 매트릭스법을 이용하여 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 구동축계(단지, 축계라고도 함)에 있어서의 소정 위치에서의 상태량(변위 및 작용력)을 구하고, 그리고 이 상태량 중 변위를 이용하여 크랭크 디플렉션을 구하도록 하고 있고, 또한 각 경사를 구함에 있어서, 선체의 이중 바닥 부분(이하, 이중 바닥이라고 함)에서의 강성이 고려됨과 아울러, 기관의 운전 상태, 예컨대 기관이 운전되지 않는 냉태(冷態) 상태, 기관이 운전되는 온태(溫態) 상태, 또한 온태 상태에서의 적하 상태 즉 공선(空船)시의 짐이 없는 상태, 밸러스트(ballast) 상태, 적재시의 만재 상태 등이 고려된다. 즉, 신조선 및 취항선 중 어느 쪽에도 정밀도 좋게 대처할 수 있도록 고려되어 있다.

우선, 선체의 기본적인 구성, 그리고 상기 각 상태에 있어서의 크랭크축 및 중간축의 기준선에 대한 경사로부터 연산에 필요한 초기값으로서의 기준 위치에 대한 베어링 변위(변위량)를 구하는 방법을 설명하고, 또한 이 초기값으로서의 베어링 변위를 이용해서 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중을 구하는데에 필요로 되는 상태량을 구하는 전달 매트릭스법에 대해서 설명한다.

그런데, 베어링 변위에 대해서는 연직 방향과 수평 방향이 있고, 연직 방향에 대한 기준 위치로서는 높이 기준선(높이 기준 위치의 일례)이 이용됨과 아울러, 수평 방향에 대한 기준 위치로서는 수평 방향 기준선(수평 기준 위치의 일례)이 이용된다. 또한, 연직 방향 및 수평 방향의 기준선 중 어느 하나, 또는 양자를 포함하는 경우에는 「기준 위치」라는 어구를 이용한다. 또한, 높이 기준선에 대한 연직 방향에서의 베어링 변위를 「베어링 높이」라고 칭해서 설명함과 아울러, 수평 방향 기준선에 대한 수평 방향에서의 베어링 변위를 「베어링 수평 위치」로서 설명한다.

또한, 크랭크 디플렉션에 대해서도 연직 방향과 수평 방향이 있지만, 한번에 양방향을 구할 수도 있지만, 실용상, 각각 구해도 거의 지장이 없으므로, 여기서는 연직 방향을 구한 후, 수평 방향을 구하는 것으로 하여 설명한다.

또한, 전체의 순서를 간단히 설명하면, 기준선에 대한 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사로부터 기준 위치에 대한 각 베어링의 연직 변위 및/또는 수평 변위를 초기값으로서 구하고, 이 초기값에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 축계에 있어서의 소정 위치에서의 상태량(변위 및 작용력)을 구하고, 그리고 이 상태량 중 변위를 이용하여 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중을 구하고, 이들 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사와, 상기 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중의 평가 레벨의 관계를 나타내는 맵을 작성하도록 한 것이다.

(1) 우선, 선체 구조를 도 1에 기초해서 간단하게 설명해 둔다.

통상, 대형의 선박의 배 밑바닥 부분은 이중 바닥 구조로 되어 있고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 이중 바닥 부분에 엔진(기관)(1)이 배치됨과 아울러, 선미측을 향해서 중간축(3) 및 프로펠라축(4)이 배치되어 있고, 엔진(1)의 크랭크축(2), 중간축(3) 및 프로펠라축(또한, 중간축과 프로펠라축을 합쳐서 추진축이라고도 함)(4)에 의해 구동축계가 구성되어 있다.

여기서, 이 구동축계에 있어서의 베어링의 배치에 대해서 설명한다.

또한, 엔진(1)은 예컨대 7개의 피스톤에 의해 크랭크축(2)을 회전시키는 것에 대해서 설명한다.

즉, 엔진(1)의 크랭크축(2)에 대해서는 베어링(5A)이 8개 설치되게 되지만, 선미측의 후단부는 또한 격벽에 설치된 베어링(5A)에 의해 지지되어 있고, 또한 중간축(3)에 대해서는 그 중간 위치에 설치된 베어링(5B)에 의해 지지되어 있고, 또한 프로펠라축(4)에 대해서는 2개의 선미관 베어링 즉 선수측의 선미관 베어링(5C) 및 선미측의 선미관 베어링(5D)에 의해 지지되어 있다. 또한, 크랭크축(2)에 대해서는 엔진 그 자체에 배치된 #1~#8의 베어링에 의해 지지되어 있지만, 그 선미측 단부는 격벽에 설치된 #9의 베어링에 의해서도 지지되어 있다.

따라서, 이 구동축계에 있어서는 크랭크축(2)에 대해서 9개소에 배치된 #1~#9의 베어링(5A)과, 중간축(3)에 대해서 1개소에 배치된 #10의 베어링(5B)과, 프로펠라축(4)에 대해서 2개소에 배치된 #11~#12의 베어링(5C,5D)이 구비되어 있다. 또한, 크랭크축(2)의 베어링(5A)에 대해서는 #1은 선수측(Fore)의 것을 나타내고, #9는 선미측(Aft)의 것을 나타낸다. 물론, 크랭크축(2)의 각 피스톤(11)에 대응하는 위치에는 크랭크 암(12)을 통해서 크랭크 핀(13)이 설치됨과 아울러, 이 크랭크 핀(13)과 피스톤(11)이 각각 커넥팅 로드(14)를 통해서 연결되어 있다.

(2) 이어서, 전달 매트릭스법의 개요에 대해서 설명해 둔다.

여기서는, 엔진(1)의 크랭크축(2)의 소정 위치(이하, 각 부위라고도 함)에 있어서의 상태량 중 변위를 전달 매트릭스법에 의해 구하는 방법에 대해서 설명한다.

이 전달 매트릭스법에서는 크랭크축(2) 전체에 걸쳐서 각 부위의 변위를 연산할 때에 대들보와 같은 직선부에 있어서 변위를 전달하는 격간 전달 방정식(그 계수를 격간 전달 매트릭스라고 함)이 사용됨과 아울러, 대들보의 연속성을 차단하는 지점부(베어링 또는 축방향의 변화점)에 있어서 변위를 전달하는 격점 전달 방정식(그 계수를 격점 전달 매트릭스라고 함)이 사용된다.

이하의 설명에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 크랭크축(2)을 따라 전달 매트릭스법이 적용되지만, 크랭크 축심(저널부 축심)을 따르는 방향을 글로벌 좌표계(x,y,z로 나타내고, 절대 좌표계라고도 함)라고 함과 아울러, 크랭크 암(12) 및 크랭크 핀(13)을 따르는 방향을 로컬 좌표계(x',t,r로 나타내고, 상대 좌표계라고도 함)라고 한다. 또한, 도 2는 1개의 크랭크 슬로우에서의 글로벌 좌표축이 취 하는 쪽을 나타내고, 도 3에 크랭크 슬로우에 작용하는 힘을 로컬 좌표계에 분해한 것을 나타낸다.

이하의 설명에 있어서, 특별히 언급되어 있지 않은 기호는 하기와 같다. 또한, 이들 값은 예컨대 데이터 입력부(후술함)로부터 입력되는 것이다.

a: 크랭크 암 간의 초기 길이

A: 단면적

D_d: 크랭크 암 간 거리

Def: 크랭크 디플렉션

E: 세로 탄성 계수

F: 전단력

G: 전단 계수

I: 단면 이차 모멘트

J: 단면 이차극 모멘트

k: 베어링에서의 스프링 정수

L: 길이

M: 휨 모멘트

T: 비틀림 모멘트

θ: 크랭크각

우선, 하기의 식에 나타내는 바와 같이, 선수측 베어링에 있어서의 상태량 (변위 및 작용력)(B)을 미지수로 하는 방정식을 작성한다. 또한, 하기 식 중 S는 격간 전달 매트릭스, P는 격점 전달 매트릭스, R은 선수측에서의 경계 조건을 나타내는 경계 매트릭스, R'는 선미측에서의 경계 매트릭스로서, 각각 이미 알려져 있다.

R'S_nsP_ns-1S_ns-1 …ㆍP₁S₁RB=0

또한, 상기 식 중의 첨자 ns는 선수측(Fore)과 선미측(Aft)의 축단 간의 축이 그 사이의 베어링에 의해 구획되는 축의 개수를 나타내고 있다.

그리고, 이 식을 풀음으로써 선수측에서의 상태량(B)이 구해진다. 이 상태량(B)이 이하의 설명에서 나타내는 변위 벡터(q) 및 힘 벡터(q)이며, 이하, 이들의 상태량을 초기값으로 하여 격간 전달 방정식 및 격점 전달 방정식을 반복 이용하고, 크랭크축 전체에 있어서의 상태량을 구하게 된다.

즉, 글로벌 좌표계에 있어서의 상태량인 변위 벡터(q) 및 힘 벡터(q)는 하기 (1)식 및 (2)식으로 나타내어진다. 또한, 식 중에 있어서의 벡터는 굵은 글씨로 나타내는 것으로 한다.

단, (1)식 중 d_x,d_y,d_z는 변위ㆍ휨 등을 나타내고, 또한 φ_x,φ_y,φ_z는 비틀림 각ㆍ휨각 등을 나타내고, (2)식 중 T_x,M_y,M_z는 비틀림 모멘트ㆍ휨 모멘트 등을 나타 내며, 또한 F_x,F_y,F_z는 축력ㆍ전단력 등을 나타낸다.

또한, 로컬 좌표계에 있어서의 상태량인 변위 벡터(q') 및 힘 벡터(Q')는 하기 (3)식 및 (4)식으로 나타내어진다.

마찬가지로, (3)식 중 d_x',d_t,d_r은 변위ㆍ휨 등을 나타내고, 또한 φ_x',φ_t,φ_r은 비틀림 각ㆍ휨각 등을 나타내고, (4)식 중 T_x',M_t,M_r은 비틀림 모멘트ㆍ휨 모멘트 등을 나타내며, 또한 F_x',F_t,F_r은 축력ㆍ전단력 등을 나타낸다.

이어서, 전달 매트릭스법에서 이용되는 격간 전달 방정식 및 격점 전달 방정식에 대해서 설명한다. 선수측(fore측이며, F의 첨자로 나타냄)으로부터 선미측(aft측이며, A의 첨자로 나타냄)의 상태량을 구하는 격간 전달 방정식은 하기 (5)식으로 나타내어진다.

단, (5)식 중 i는 베어링 번호(베어링에 의해 구획되는 축의 번호)를 나타낸다.

이어서, 상태량을 글로벌 좌표계로부터 로컬 좌표계로 변환하는 좌표 변환식(전달 방정식)은 하기 (6)식으로 나타내어진다.

한편, 상태량을 로컬 좌표계로부터 글로벌 좌표계로 변환하는 좌표 변환식(전달 방정식)은 하기 (7)식으로 나타내어진다.

예컨대, 저널부로부터 크랭크 암으로의 좌표 변환식(전달 방정식)은 하기 (8)식으로 나타내어진다.

또한, 크랭크 암으로부터 저널부로의 좌표 변환도 상기 (8)식이 사용된다.

또한, 크랭크 핀으로부터 크랭크 암으로의 좌표 변환식(전달 방정식)은 하기 (9)식으로 나타내어지고, 크랭크 암으로부터 크랭크 핀으로의 좌표 변환도 동일한 하기 (9)식으로 나타내어진다.

그런데, 각 베어링에 있어서의 격점 전달 방정식은 하기 (10)식으로 나타내어진다.

또한, 상기 h₂에 있어서의 d_z0에 베어링 높이 데이터가 대입된다(후술하지만, 연직 방향의 변위만을 구할 경우에는 d_y0에 대해서는 「0(제로)」으로 됨).

이어서, 크랭크 디플렉션의 연산 순서에 대해서 설명한다.

여기서, d_x1,d_y1,d_z1을 크랭크 슬로우에 있어서의 선수측 부분에서의 변위로 하고, d_x2,d_y2,d_z2를 크랭크 슬로우에 있어서의 선미측 부분에서의 변위로 하며, 또한 a를 크랭크 슬로우에서의 초기 길이로 하면, 서로 인접하는 크랭크 슬로우간의 거리(D_d)는 하기 (11)식으로 나타내어진다(단, 변위ㆍ휨 등의 d에 대한 첨자의 1은 후술하는 도 4의 (b)위치를 나타내고, 동일하게, 첨자의 2는 도 4의 (h)위치를 나타냄).

또한, 피스톤의 상사점(TDC,0도)에서의 거리를 D₀, 피스톤의 하사점(BDC,180 도)에서의 거리를 D₁₈₀으로 하면, 크랭크 디플렉션(Def)은 하기 (12)식으로 나타내어진다.

그런데, a는 5×10²㎜이고, 또한 개개의 변위량(d_x,d_y,d_z)의 오더는 10^-3㎜이기 때문에, 상기 (11)식은 하기 (13)식과 같이 변형할 수 있다.

따라서, 크랭크 디플렉션은 하기 (14)식 및 (15)식으로 구할 수 있다. 또한, (14)식은 연직 방향 및 (15)식은 수평 방향을 나타내고 있다.

(14) 식 및 (15)식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 크랭크 디플렉션은 거의 크랭크 축심 방향에서의 변형량에 의존하고 있다.

여기서, 상기 연산식에 기초한 크랭크 디플렉션의 구체적인 연산 순서를 도 4에 기초하여 설명한다. 여기서는 1크랭크 슬로우에 착안해서 각 부재마다의 연산 공정으로서 순번대로 설명한다.

A공정. (a)부의 베어링에서는 (5)식의 격간 전달 방정식이 이용된다.

B공정. (b)부의 절곡부에서는 A공정에 있어서의 (5)식의 좌변을 (6)식의 좌표 변환식의 우변에 대입하고, 그 때의 (6)식의 좌변을 (8)식의 좌표 변환식의 우변(저널부)에 대입한다.

C공정. (c)부에서는 B공정에 있어서의 (8)식의 좌변을 (5)식의 우변에 대입한다.

D공정. (d)부에서는 C공정에 있어서의 (5)식의 좌변을 (9)식의 좌표 변환식의 우변에 대입한다.

E공정. (e)부에서는 D공정에 있어서의 (9)식의 좌변을 (5)식의 우변에 대입한다.

F공정. (f)부에서는 E공정에 있어서의 (5)식의 좌변을 (9)식의 좌변으로 한다.

G공정. (g)부에서는 F공정에 있어서의 (9)식의 우변[q'Q'1]T_arm을 (5)식에 대입한다.

H공정. (h)부에서는 G공정에 있어서의 (5)식의 좌변을 (8)식의 좌변으로 하고, 그 때의 (8)식의 우변의 [q'Q'1]T_journal을 (7)식의 좌표 변환식의 우변에 대입한다.

I공정. (i)부에서는 H공정에 있어서의 (7)식의 좌변을 (5)식의 우변에 대입한다.

또한, 소정 크랭크 슬로우 12로부터 인접하는 크랭크 슬로우 12로의 [(j부)에 나타내는 지점을 경계로 함)전달은 (10)식의 격점 전달 방정식이 사용되고, I공정에 있어서의 (5)식의 좌변을 (10)식의 우변에 대입함으로써 행해진다.

이와 같이, 상태량인 q 및 Q(Q=0)가 전달 방정식의 계수인 각 전달 매트릭스에 의해 선수측으로부터 선미측으로 전달되어 각 변위가 구해져 간다. 물론, 전달의 과정에 있어서 (5)식과 (10)식의 f₁,f₂,h₁,h₂에 의해 Q도 변화되어 가게 된다.

(3) 이어서, 전달 매트릭스법을 사용할 때의 초기값으로서의 각 베어링 위치를 구하는 방법, 바꿔 말하면, 크랭크축의 경사와 중간축의 경사로부터 연직 변위인 베어링 높이 및 수평 변위인 베어링 수평 위치를 구하는 식을 도 5에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 엔진을 기관이라고 칭해서 설명한다.

우선, 이하에 나타내어지는 식 중의 기호의 의미 및 설정값(좌표값)에 대해서는 하기와 같다. 또한, 선미관 베어링의 높이(z_n-1,z_n)를 0.0㎜로 한다.

θ_e: 크랭크축의 연직 방향에서의 경사

θ_e': 크랭크축의 수평 방향에서의 경사

θ_i: 중간축의 연직 방향에서의 경사

θ_i': 중간축의 수평 방향에서의 경사

H_int: 중간 베어링 높이(Z_n-2)

H_ea: 기관의 선미단 베어링의 높이(z_n-3)

H_ea': 기관의 선미단 베어링의 수평 방향 변위(y_n-3)

H_ef: 기관의 선수단 베어링의 높이(z₁)

H_ef': 기관의 선수단 베어링의 수평 방향 변위(y₁)

H_T: 기관의 열팽창에 의한 변형량

H_HOG-T: 기관의 온도 변화에 의한 중고량(中高量)(>0)

H_SAG: 기관 설치시의 기관의 초기 휨의 최대량(<0)

D: 기관 이중 바닥의 최대 휨량

H_HOG-D: 기관의 흘수(喫水) 변화에 따른 중고량(>0)

x_j: 베어링 위치(j=1,…,n)

단, j=1은 기관의 선수단 베어링(주베어링)의 위치, j=n은 선미관 베어링의 위치를 나타내고, 이들의 값으로서는 설계값이 이용된다.

z_j: 베어링 높이(j=1,…,n)

또한, 기관 설치 상태의 초기의 베어링 높이를 z_1j로 나타내고, 취항 후의 선체 변형 및 열변형을 고려한 베어링 높이의 변화량을 z_2j로 나타낸다.

L_e: 기관 길이

L_v: 기관실 이중 바닥 길이

(a) 기관 설치시의 변위에 대해서 설명한다.

여기서는, 경사(θ_e 및 θ_i)는 프로펠라축을 기준선으로 한다(단, 이것에 한정되는 것은 아님).

중간축의 경사(θ_i)는 하기 (16)식으로 나타내어진다.

크랭크축의 경사(θ_e)는 하기 (17)식으로 나타내어진다.

이 경우, 기관 부분의 베어링 높이는 하기 (18)식으로 나타내어진다(단, 기관의 선미단 베어링을 기준으로 한 것임).

기관의 선수단 베어링과 선미단 베어링을 연결한 직선(기관 중심선)을 기준으로 할 경우에는 하기 (19)식으로 나타내는 바와 같이 각도(θ₁)의 좌표 변환이 필요하게 된다.

또한, x축 방향의 구속이 없어 자유롭기 때문에 좌표 변환에 의한 영향은 받지 않는다. 동시에, 길이 방향에 대해서 회전 각도가 약간이므로 좌표 변환에 의한 영향은 무시할 수 있다. 또한, 좌표 변환 후에 기관 부분에 하기의 (20)식에 나타내는 초기 휨이 주어진다.

(b) 온태시의 변위에 대해서 설명한다.

기관의 열팽창에 대한 베어링의 연직 변위는 하기와 같이 주어진다.

상술한 기관 중심선을 기준선으로 할 경우, 추진축계에서의 베어링 높이는 하기 (21)식으로 나타내어진다.

또한, 기관 부분에서는 열팽창에 의해 중고로 구부러지므로 하기 (22)식으로 나타내어진다.

(c) 흘수 변화에 의한 연직 방향에서의 변위(선체의 휨)에 대해서 설명한다.

선미측의 선미관 베어링과 기관의 선수측의 베어링(주베어링)을 기준 위치로 하는 휨식에 J.Stefenson(1974)[J.Stefenson:Utveckling av Berakningsmetoder och Instllationskriterier for Medelvarvsmotoranlaggningari Fartyg,NSTM74 Stockholm,Sweden(1974)]의 식을 이용하면 그 변위(z_2j)는 하기 (23)식에 의해 구해진다. 이 식은 기관실의 이중 바닥 부분의 양단을 기준으로 하는 폭 중앙에 있어서의 축방향의 휨을 나타낸다.

여기서, 흘수에 대한 선체의 휨의 최대값을 D로 하면 선체의 휨은 하기 (24)식에 의해 구해진다.

또한, 선체의 최대 휨과 흘수 깊이는 비례 관계에 있는 것을 역해석 결과로부터 실적으로서 검증되어 있는 것임과 동시에, Sakai 등(1978)의 논문으로부터 이론적으로도 올바른 [H.Sakai,Y.Kanda:A Simple Estimation Method of Double Bottom Deformation,Journal of the Faculty of Engineering,The University of Tokyo,Vol.XXXIV,No.4(1978)p.589-600].

또한, 기관의 선수단과 선미단을 기준선으로 할 경우에는 하기 (25)식에 의해 구해진다.

그런데, 상술한 J.Stefenson의 식은 중간축 및 선미관(프로펠라축에 상당)으로 이루어지는 추진축계의 베어링 높이의 변화에 대해서는 잘 일치하지만, 기관 부분의 휨에 대해서는 실제보다 큰 값을 나타낸다. 이 이유로서는, 기관의 강성이 선체만의 강성에 비해서 높기 때문에, 실제의 기관 부분에서의 선체 강성이 높게 되어 있고, 이 결과, J.Stefenson의 식으로 구해진 값보다 실제의 변위량이 작게 되기 때문이다.

그래서, 기관 부분에서의 휨을 실제의 값에 일치시키기 위해서, 기관 부분의 휨식으로서, 상술한 바와 같이, 등분포 하중의 대들보의 휨 곡선을 이용하면, 하기 (26)식과 같이 된다.

(d) 상술한 사항을 총합한 베어링 높이(축계 얼라인먼트)에 대해서는 이하와 같이 된다.

즉, 기관의 초기 설치 상태(높이, 경사, 초기 휨)(z_1j ^T), 온도 변화에 따른 기관의 열팽창, 흘수 변화에 따른 기관실 이중 바닥의 선체 변형(z_2j ^T)을 고려한 축 계 얼라인먼트는 하기 (27)식으로 나타내어진다[(21)식 및 (25)식으로부터 구해짐].

특히, 기관 부분은 하기 (28)식으로 나타내어진다[(20)식, (22)식 및 (26)식으로부터 구해짐].

상기 각 식에 있어서의 z_j는 (10)식의 d_z0에 상당하고, 또한 상기 (27)식은 중간축의 베어링 및 선미관 베어링에 대해서 이용되며, 또한 (28)식은 기관에서의 베어링에 대해서 이용된다.

또한, (28)식은 #1 베어링(5A)과 #9 (n-3) 베어링(5A)을 연결한 선분(기관 중심선)을 높이 기준선으로 한 변위이기 때문에, #1 베어링(5A) 및 #9 (n-3) 베어링(5A)의 높이(d_z0)는 각각 제로「0」가 된다.

따라서, 기관의 냉태, 온태 등의 조건 및 선체의 적재 상태 등에 따른 휨의 식에 기초하여 중간축에서의 베어링 높이, 기관에서의 베어링 높이를 구하고, 이것을 초기 높이로서 (10)식의 h₂에 대입하고, 그리고 전달 매트릭스법을 이용하여 각 부위에서의 상태량, 즉 변위 및 작용력이 구해진다.

그리고, 각 부위에서의 변위에 기초하여 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중이 구해짐과 아울러, 이들 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중이 미리 설정된 평가 범위 내(정확하게 말하면, 어느 평가 레벨 내)에 들어가는지의 여부가 조사된다.

이어서, 수평면내(수평 방향)에서의 축계 얼라인먼트를 도 6에 기초하여 설명한다.

또한, 수평면내에서의 경사는 선미관 중심선을 기준선(중간축도 기준 상에 있는 것으로 함)으로 하고, 이 기준선에 대한 중간축(3)의 경사를 θ_i'로, 또한 크랭크축의 경사를 θ_e'로 나타낸다.

(a) 수평 방향(y방향)에서의 중간축(3)의 경사의 초기값은 하기 (29)식으로, 또한 크랭크축(기관)의 경사는 하기 (30)식으로 주어진다.

이 경우, 크랭크축에 있어서의 수평면내에서의 베어링 위치는 하기 (31)식에 의해 구해진다(단, 기관의 선미단 베어링을 기준이라고 한 식임).

이 y_j는 (10)식의 h₂에 있어서의 d_y0에 상당한다.

이들 값에 기초하여, 연직 방향과 마찬가지로, 전달 매트릭스법을 이용해서 축계에 있어서의 각 부위에서의 상태량(변위 및 작용력)이 구해지고, 그리고 이것들 변위에 기초해서 기관에 있어서의 크랭크 디플렉션이 구해져서 이 디플렉션 값이 소정의 평가 범위 내(정확하게는 어느 평가 레벨 내)에 들어가 있는지의 여부가 조사된다.

여기서, 평가 방법을 개략적으로 설명해 둔다.

크랭크 디플렉션(Def)에 대해서는 상술한 (14)식 및 (15)식에 의해 구할 수 있고, 베어링 하중(F_z)에 대해서는 대상이 되는 베어링의 초기 높이(여기서는 축이 베어링의 최하면에 접한 상태에 있어서의 축의 중심 위치의 높이로 함) 즉 초기 베어링 높이를 d_z0, 구해진 베어링 높이를 (d_z)로 하며, 기관 본체의 병진 스프링 정수를 k_z로 하면 하기 (32)식에 의해 구할 수 있다.

F_z=k_zㆍ(d_z-d_z0) … (32)

여기서, 베어링 하중에 착안해서 상기 평가 방법의 연산 순서를 도 7의 플로우챠트에 기초하여 설명한다.

우선, 스텝1에서는 크랭크축 및 추진축계의 치수ㆍ하중 등의 제원 데이터, 및 초기 베어링 높이를 입력한다.

이어서, 스텝2에서 전달 매트릭스법을 이용하여 상태량, 즉 변위(베어링 높이) 및 작용력을 구한다.

이어서, 스텝3에서, 스텝2에서 구해진 높이 방향의 변위(d_z)가 하향인지의 여부, 상향이면 베어링 내의 최상면에 축이 접하고 있는지의 여부를 판단한다. 이것은, 상향의 경우, 베어링 높이와 초기 베어링 높이의 차(d_z-d_z0)가 크랭크축과 베어링 메탈의 허용값(c)의 범위 내에 들어가 있는지의 여부가 판단되고, 허용값(베어링 내경과 축외경의 차(간극)이며, 하향을 플러스로 하고 있기 때문에 마이너스의 값을 취함)(c)의 범위 내에 들어가 있을 경우에는 연산 정밀도의 향상을 도모하기 위해서 스텝4로 진행되고, 스프링 정수(k_z)를 제로로 두고, 다시 스텝2로 되돌아가 연산이 행해진다.

한편, 스텝2에서 구해진 베어링 높이와 초기 베어링 높이의 차(d_z-d_z0)가 크랭크축과 베어링 메탈의 허용값(c)을 초과하는 경우 또는 마이너스로 될 경우에는 스텝5로 진행된다.

스텝5에서는 각 부위에서의 베어링 높이를 이용하여 (14)식 및 (15)식에 기초해서 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중이 구해진다.

그리고, 스텝6에서 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중에 대해서 어느 평가 레벨인지의 여부가 판단된 후, 스텝7에서 평가 맵이 작성ㆍ출력된다.

또한, 베어링 하중을 구할 때에 베어링 높이와 초기 베어링 높이의 차가 크랭크축과 베어링 메탈의 허용값(c)의 범위 내에 들어가 있을 경우에는 베어링 하중을 「제로」로 하여 연산을 계속하도록 했지만, 베어링 높이와 초기 베어링 높이의 차가 허용값을 초과하고 있을 경우에는 즉 베어링 하중이 마이너스로 되어 있을 경우에는 축의 부상이 생기는 범위이며, 허용 범위 밖이 된다.

그런데, 운전 상태의 축부(크랭크 저널)에는 크랭크 슬로우 등의 회전체의 원심력과 실린더 등의 왕복운동체의 관성력 및 가스 폭발력이 작용하고 있고, 정적(靜的) 상태에 있어서 베어링 하중이 무하중이면 진동 회전이 커진다. 이와 같이, 진동 회전이 작용하면(물론, 정적 상태에서 베어링 하중이 마이너스일 경우도 적용하지만), 축이 베어링을 두드리는 현상이 생기고, 베어링 메탈이 박리되거나 타격 자국이 발생되거나 해서, 그것이 원인으로 베어링이 눌러 붙고, 최악의 경우, 선박의 운항을 할 수 없게 되어 버린다. 이 때문에, 어느 하나의 베어링에 있어서 베어링 하중이 마이너스로 되었을 경우에는 평가 범위 밖인 것으로 판단된다.

상술한 바와 같이, 베어링 변위에 대해서는 연직 방향과 수평 방향이 있지만, 주로 연직 방향이 문제가 되기 때문에, 우선, 연직 방향에서의 변위가 소정의 허용 범위 내에 들어가도록 된 후, 수평 방향에서의 변위가 평가된다.

또한, 상술한 평가 맵, 특히 연직 방향에 따른 평가 맵의 작성 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

크랭크 디플렉션의 평가 조건 즉 평가 범위에 대한 기관의 연직 방향에서의 설치 조건[크랭크축(기관)의 경사 및 중간축의 경사]에 대해서 기관 냉태시 및 기관 온태시에 또한 선체의 휨을 1㎜마다 변화시켰을 경우에 상술한 각 식에 기초해서 연산된 크랭크 디플렉션의 평가 레벨을 맵으로 나타내면 도 8과 같이 된다. 또한, 도 8의 (a)는 기관 냉태시에 선체 휨이 0㎜인 경우를 나타내고, 도 8의 (b)~(h)는 기관 온태시에 선체 휨이 0㎜~6mm(1㎜피치)의 경우를 나타낸다. 또한, 도면 중 (0)부는 평가 레벨 「0」(허용 범위 내), (1)부는 평가 레벨 「1」(허용 범위 밖), (2)부는 평가 레벨 「2」 (허용 범위 밖), (3)부는 평가 레벨 「3」(허용 범위 밖)을 나타내고 있다. 이 평가 레벨에 대해서는 엔진 메이커가 제공하는 수치가 3개 있을 경우이며, 구체적으로는 이들 수치를 경계로 해서 허용 한계 이상을 레벨 「3」, 허용 한계 이하를 레벨 「2」, 허용 한계 이하에서 재조정이 바람직한 범위를 레벨 「1」, 이 재조정보다 작으며 바람직한 범위(통상의 범위임)를 레벨 「0」으로 했을 경우에, 또한 이용자는 허용값을 상기 3개 중에서 임의로 선택할 수 있다. 단, 본 실시형태에서는 평가 레벨 「0」을 허용 범위로서 취급하고, 허용 범위 밖을 3개로 나누어 평가 레벨 「1」~「3」으로 하고 있지만, 이들 3개의 레벨 나누기는 크랭크 디플렉션의 허용 범위로부터의 괴리의 정도를 파악하기 위해서만 사용되는 것이다.

또한, 이들을 모두 만족하는 허용 범위(총합 평가라고도 하고, 각 맵의 평가 레벨 「0」을 『1』, 그 외를 『0』으로 하여 2진수화 데이터의 논리곱을 취함)를 나타내면, 도 9의 (0)부와 같이 된다.

마찬가지로, 베어링 하중이 마이너스가 되지 않는 기관의 설치 조건[크랭크축(기관)의 경사 및 중간축의 경사]에 대해서 기관 냉태시 및 기관 온태시에 또한 선체의 휨을 1㎜마다 변화시켰을 경우에 상술한 각 식에 기초해서 연산된 베어링 하중의 평가 레벨을 맵으로 나타내면 도 10과 같이 된다. 또한, 도 10의 (a)는 기관 냉태시에 선체 휨이 0㎜인 경우를 나타내고, 도 10의 (b)~(h)는 기관 온태시에 선체 휨이 0㎜~6mm인 경우를 나타낸다. 또한, 도면 중 (0)부는 평가 레벨 「0」(허용 범위 내), (1)부는 평가 레벨 「1」(허용 범위 밖)을 나타내고 있다. 또한, 이 들을 모두 만족하는 허용 범위(총합 평가의 범위)를 나타내면 도 11의 (0)부와 같이 된다.

그리고, 최종적으로, 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중 모두 허용 범위 내에 들어가는 설치 조건을 나타내는 평가 맵으로서는, 도 12의 (A)부로 나타내는 바와 같이, 도 9 및 도 11의 (0)부 즉 평가 레벨 「0」의 양쪽을 만족하는 범위(총합 평가이며, 평가 레벨 「0」에 대해서 2진수화 데이터의 논리곱을 취함)가 된다.

이어서, 수평 방향에 따른 평가 맵의 작성 방법에 대해서 설명한다.

크랭크 디플렉션의 평가 조건 즉 평가 레벨에 대한 기관의 수평 방향에서의 설치 조건[크랭크축(기관)의 경사 및 중간축의 경사]에 대해서 기관 냉태시 및 기관 온태시에 또한 선체의 휨을 1㎜마다 변화시켰을 경우에 상술한 소정의 식에 기초해서 연산된 크랭크 디플렉션의 평가값을 맵으로 나타내면 도 13과 같이 된다. 또한, 도 13 중 (0)부는 평가 레벨 「0」(허용 범위 내), (1)부는 평가 레벨 「1」(허용 범위 밖), (2)부는 평가 레벨 「2」(허용 범위 밖), (3)부는 평가 레벨 「3」(허용 범위 밖)을 나타내고 있다. 이 경우의 평가 레벨에 대해서도 도 8에서 설명한 경우와 같은 단계로 취하여 나누어져 있다.

따라서, 수평 방향에서의 크랭크 디플렉션에 대한 설치 조건(각 축의 경사)으로서는 도 13의 (0)부(평가 레벨 「0」)의 영역으로 나타내어지는 범위 내가 되도록 설치하면 좋다.

예컨대, 기관의 설치시에 있어서는 크랭크 디플렉션의 계측 결과를 기본으로 하여 그 값이 (0)부의 범위 내에 수용되도록 수평 방향에서 각 축의 조정이 행해진 다.

크랭크축(기관)의 경사의 변경만으로는 수용되지 않는 경우에는 기관을 수평 방향으로 평행 이동시키고, 또한 필요에 따라 수평면내에서의 크랭크축의 경사를 조정하면 된다.

또한, 이미, 설치되어 있는 기관의 경우, 기관 내부의 선미측의 베어링에 베어링의 축심을 어긋나게 한 베어링 메탈을 삽입해서 조정하면 된다. 이 경우, 조정량에 대해서는 수평 방향의 크랭크 디플렉션에 합치하는 얼라인먼트 조건을 역해석법(특허문헌1에 기재된 기술에 의해)으로 구해 두고, 그 결과에 기초해서 크랭크축(기관)의 경사와 중간축의 경사의 평균값의 경사가 되는 축심을 갖는 베어링 메탈이 이용된다. 또한, 이용하는 베어링(베어링 메탈)에 대해서는 실제의 베어링을 준비하기 전에 순해석법에 의해 기관 내부의 선미측의 베어링의 축심을 변화시켰을 경우의 크랭크 디플렉션을 연산으로 구하고, 그 타당성을 검증해 둔다.

이어서, 축계 얼라인먼트의 평가 장치를 도 14에 기초하여 설명한다.

이 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트 평가 장치는 크게 나누어 데이터 입력부(31)와, 베어링 위치 연산부(32)과, 축계 변위 연산부(33)와, 평가 지표 연산부(34)와, 평가부(35)와, 출력부(36)로 구성되어 있다. 또한, 이 평가 장치에서의 각종 연산은 프로그램에 의해 실행되는 것이고, 이 때문에, 컴퓨터 시스템이 이용되고 있다. 예컨대, 데이터 입력부(31)로서는 단말(컴퓨터 단말)이 이용됨과 아울러, 베어링 위치 연산부(32), 축계 변위 연산부(33), 평가 지표 연산부(34) 및 평가부(35)는 단말과 접속된 서버측[연산 장치(컴퓨터가 이용됨)]에 설치되고, 또한 출력부(36)의 일부에 대해서는 단말측에 설치되어 있다(물론, 1대의 컴퓨터로 구축할 수도 있음).

구체적으로, 상기 데이터 입력부(31)로서는 예컨대 표시 화면, 연산 처리부, 키보드 등으로 이루어지는 컴퓨터 단말이 이용되고 있고, 구동축계의 제원 데이터, 평가 조건(예컨대, 크랭크 디플렉션에 대해서는 통상의 허용값(최저한 필요인)과, 재조정하는 쪽이 바람직한 값과, 최대 한계값이며, 또한 베어링 하중에 대해서는 예컨대 최대 허용값과 최소 허용값임), 기관의 경사 즉 크랭크축(2)의 경사(구체적으로는 기관에 있어서의 선수단 베어링과 선미단 베어링을 연결하는 선의 경사)(θ_e) 및 기관에 있어서의 선미관 베어링(5A)과 중간 베어링(5B) 사이에 배치된 중간축(3)의 경사(θ_i)를 키보드 등으로부터 입력할 수 있도록 되어 있다. 또한, 크랭크축(2)의 경사(θ_e) 및 중간축(3)의 경사(θ_i)에 대해서는 각각 1개의 수치로 하여 또는 수치 범위로 입력할 수 있도록 되어 있다. 또한, 그 외에 선택하는 데이터로서는 예컨대 기관의 형식 등이 있다. 또한, 평가 조건에 대해서도 선택해서 입력할 수도 있다. 형식의 선택에 의해 적절한 계산 모델이 이용가능하게 된다.

상기 제원 데이터로서는 기관의 제원 데이터와, 중간축 및 선미관의 제원 데이터가 있다. 예컨대, 각종 부재 치수, 부재끼리간 치수, 각종 계수, 각 축부에 작용하는 각종 모멘트 등, 또한 축단에 설치되어 있는 베어링의 높이, 기관의 열팽창에 의한 변형량, 기관실 이중 바닥 부분의 휨 등이다. 또한, 기관의 제원 데이터에 대해서는 기관 메이커로부터의 데이터 제공을 받아서 미리 1개 또는 복수개의 기관 에 대해서 기억 수단에 등록된 것으로부터 선택하도록 해도 좋다. 물론, 등록되어 있지 않은 제원 데이터에 대해서는 입력하는 것이 가능하다.

이 경우, 데이터 입력부(31)에는 모든 데이터에 관한 입력란이 준비되어 있지만, 이미 등록 완료된 데이터에 대해서는 그 입력란이 표시되지 않도록 되어 있다.

예컨대, 경사 데이터를 입력할 때에 수치로 1개 입력하는 것은 1세트의 크랭크축의 경사와 중간축의 경사의 조합(θ_e,θ_i)에 대해서 평가하고 싶은 경우이며, 구체적으로는 취항선의 현재의 상태를 평가하는 경우이다. 또한, 수치 범위로 입력할 경우에는 신조선이나 취항선에 대해서 현재 상태의 얼라인먼트에 문제가 있는 것으로 평가가 나왔을 때에 신조선이면 기관 자체의 적정한 설치가 되는 적정한 경사의 조합(θ_e,θ_i)의 정보를 얻을 목적으로, 취항선이면 기관을 이동시킬 수 없으므로 상기 적정한 조합을 참고로 해서 베어링과 그 베어링으로 지지하는 축 사이에 끼워지는 환상의 베어링 메탈의 개구 위치를 중심으로부터 어느 정도 편심시킨 것을 사용하면 좋은 것인지를 정할 목적으로 이용된다. 또한, 수치 범위로의 입력에 대해서는 유저에 의한 입력을 구하지 않고, 상식적인 범위를 사전에 베어링 위치 연산부(32)에서 이용할 수 있도록 기억 수단에 기억시켜 둠으로써 데이터 입력부(31)에서의 입력을 생략할 수도 있다. 본 실시형태1에서는 유저에 의한 입력 방식으로 설명을 행한다.

상기 베어링 위치 연산부(32)는 축계 변위 연산부(33)에서의 연산에 필요한 베어링 위치(초기 베어링 높이, 수평 위치) 데이터를 구하는 것으로, 경사(θ_e,θ_i)가 수치 범위로 입력되었을 때에 그 조합 데이터를 발생하는 조합 발생 수단(41)과, 높이 기준선에 대한 베어링 높이를 구하는 높이 연산 수단(42)과, 수평 방향 기준선에 대한 베어링 수평 위치를 구하는 수평 위치 연산 수단(43)이 구비되어 있다.

따라서, 상기 높이 연산 수단(42)에서는 상술한 (27)식 또는 (28)식에 기초하여 연직 방향의 초기 베어링 높이가 구해지고, 또한 수평 위치 연산 수단(43)에서는 상술한 (31)식에 기초하여 수평 방향의 초기 베어링 수평 위치가 구해진다.

이들 양 연산 수단(42,43)에 의해 이용되는 경사에 대해서는 1개의 조합(θ_e,θ_i)이 데이터 입력부(31)에서 입력되었을 경우에는 그것을 이용하고, 수치 범위로 입력되었을 경우에는 조합 발생 수단(41)에 의해 그 범위 내에서 소정의 피치 각도로도 모든 조합이 발생되고, 이들 발생된 각 조합이 상기 양 연산 수단(42,43)에 의해 이용되게 된다.

여기서 구해진 초기 베어링 위치가 전달 매트릭스법에 의한 연산에 이용된다. 즉, 연직 방향에 대해서는 (16)식 및 (17)식에 의해 선미관 중심선에 대한 높이와 경사의 관계를 알 수 있도록 되어 있다. 수평 방향에 대해서는 (29)식 및 (30)식에 의해 선미관 중심선에 대한 수평 방향의 위치와 경사의 관계를 알 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 평가 방법에 있어서는 예컨대 신조선의 경우, 취항한 후에도 문제가 없는 얼라인먼트인지의 여부를 아는 것이 중요하므로, 1개의 경사의 조합이여도 기관이 온태시이고, 또한 선체의 휨이 0(=0mm)으로부터 선체의 휨이 최대가 되는 만선시에서의 휨(최대 휨: 예컨대 6mm)까지 소정의 피치량(예컨대 1㎜)으로도 평가를 행하도록 하고 있고, 즉 1개의 경사의 조합으로 합계 7개의 베어링 위치를 발생시키게 된다. 즉, 전체 경사의 조합×「7」가지(1세트의 경사와 1개의 선체 휨을 조합시킨 데이터를 패턴이라고 칭함)에 대해서 초기의 베어링 위치를 연산하게 된다.

평가를 행할 때에 모든 패턴에 있어서의 초기의 베어링 위치를 구해서 평가 지표 연산부(34)에 건네 주어 각각 평가 지표를 연산한 후, 모든 평가 지표를 평가부(35)에 건네주고, 모든 패턴에 대해서 평가를 행하도록(평가 레벨을 구하도록) 해도 좋지만, 베어링 위치 연산부(32)에서 1개씩 패턴을 발생시켜 상기의 순서에 의해 평가를 행하고, 그 후, 다시, 베어링 위치 연산부(32)에 되돌아오고, 다음의 패턴을 발생시켜 평가를 행한다는 순서를 반복하도록 해도 좋다. 또한, 처리의 순서는 이것들에 한정되지 않아 여러가지가 있으므로 어느 것을 채용해도 좋지만, 본 실시형태1에서는 1개씩 패턴을 발생시키는 순서로 행하는 것으로 한다.

상기 축계 변위 연산부(33)에서는 베어링 위치 연산부(32)에 의해 주어진 초기의 베어링 위치를 이용하여 크랭크축(2) 및 중간축(3)에 있어서의 소정 부위의 변위를 구하는 것이다. 여기서 소정 부위는 크랭크 디플렉션의 연산에 필요한 크랭크 암과 저널부의 각 교점에 상당하는 부분(부위)과, 각 베어링의 위치(중심 위치)이며, 거기에서의 변위가 구해진다.

상기 평가 지표 연산부(34)에서는 축계 변위 연산부(33)에서 구해진 소정 부위의 변위를 이용하여 평가 지표가 구해진다. 평가 지표로서는 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중이지만, 그 어느 쪽이 한쪽만이어도 되고, 또한 양쪽이어도 된다. 이것들은 작업자의 지정을 따르는 것이지만, 양쪽 실시하는 쪽이 바람직하기 때문에, 본 실시형태1에서는 양쪽을 실시하는 것으로 하여 설명을 행한다.

즉, 이 평가 지표 연산부(34)에는 상기 교점에 상당하는 부분의 변위(변위량)에 기초해서 크랭크 디플렉션을 구하는 크랭크 디플렉션 연산 수단(45) 및 각 베어링의 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단(46)이 구비되어 있다.

또한, 크랭크 디플렉션은 크랭크 디플렉션 연산 수단(45)에 의해 상기 교점 중 동일한 크랭크 슬로우의 선수측 및 선미측의 변위를 이용하여 구해진다. 또한, 베어링 하중은 베어링 하중 연산 수단(46)에 의해 초기의 베어링 위치에 대한 변위 중 연직 방향의 변위를 이용하여 구해진다.

상기 평가부(35)는 미리 기억 수단에 기억된 예컨대 엔진 메이커가 추장하는 평가 조건 즉 평가 레벨과, 연산에 의해 구해진 평가 지표를 비교해서 상기 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')이 어느 평가 레벨에 속하는지를 판단한다. 예컨대, 기관에 있어서의 베어링 하중의 최대 허용값과 최소 허용값, 크랭크 디플렉션의 기관 냉태시에 있어서의 한계값(최대 한계값, 재조정하는 쪽이 바람직한 값, 통상의 허용값)이 나타내어져 있다. 크랭크 디플렉션에 대해서는 연직 방향 및 수평 방향도 동일한 값이 이용된다.

상술한 바와 같이, 베어링 하중에 대해서는 최소 허용값으로부터 최대 허용값까지의 평가 레벨 「0」과, 그 이외의 재조정 필요 레벨의 2진수화된 평가 레벨 「1」이 된다. 또한, 크랭크 디플렉션에 대해서는 통상의 허용값인 「0」, 재조정하는 쪽이 바람직한 값 「1」, 재조정하는 쪽이 바람직한 값을 초과해서 최대 한계값까지의 「2」, 최대 한계값을 초과한 「3」이라는 합계 4개의 평가 레벨이 설정되어 있다.

그리고, 기관의 냉태, 온태, 휨이 범위(기관 설치시, 밸러스트시, 만선시)에서의 각 조건에 있어서의 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')의 평가를 구하고, 동일한 경사의 조합에 있어서의 전체 평가의 논리곱 연산을 행하고, 모든 조건에서 가장 좋은 평가 레벨을 나타내는 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')을 구한다.

구체적으로는 크랭크 디플렉션이 입력되면 크랭크 디플렉션 평가 수단(51)이, 또한 베어링 하중이 입력되면 베어링 하중 평가 수단(52)이 각각 상술의 레벨 나누기를 실시한다. 또한, 모든 패턴에 관한 평가가 완료되어 있지 않은 경우에는 다시 베어링 위치 연산부(32)에 처리를 되돌리게 된다. 모든 패턴에 관한 평가가 실시되면, 총합 평가 수단(53)에 의해 평가 지표에 대해서 총합적인 평가가 행해진다. 총합 평가 수단(53)은 크랭크 디플렉션 평가 수단(51)과 베어링 하중 평가 수단(52) 각각에 대해서 얻어진 모든 평가 결과에 대해서 각 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')에 대한 각 휨(본 실시형태에서는 7패턴)에 대해서 논리곱 연산을 행해 2진수화해서 총합 평가를 행한다. 또한, 2개의 평가 지표에 대해서 총합적으로 평가하는 경우에는 상술한 개별의 총합 평가에 추가해서, 동일한 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')에 관한 크랭크 디플렉션과 베어링 하중의 모든 패턴(상술의 예에서는 합계 14패턴)에 대해서 논리곱 연산을 행하고, 이들 2개의 평가 지표에 관한 더나은 총합 평가(이하, 통합 평가라고도 칭함)를 행한다.

또한, 상기 출력부(36)는 평가 결과의 화면 출력을 위한 신호 발생이나, 프린터로 인쇄 출력하기 위한 데이터 발생을 행한다. 또한, 이 출력부(36)에는 평가 맵 작성 수단(55)이 설치되어 있고, 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')에 대해서 수치 범위로 평가를 행했을 경우에는 이 평가 맵 작성 수단(55)으로부터 평가 맵이라는 형태로 출력된다.

이 평가 맵 작성 수단(55)은 상기 평가부(35)로부터 수취한 평가 결과를 2개의 경사(θ_e 및 θ_i),(θ_e' 및 θ_i')를 2축으로 한 이차원 평면에 평가 결과를 반영시켜 도형화(그래프화)하는 것이다. 상술한 각 패턴마다의 출력과, 통합 평가 및 총합 평가의 출력도 가능하게 되어 있다. 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')을 1개만 주었을 경우에는 그 평가 결과만, 또는 평가 결과와 그 때의 베어링의 초기 위치(d_z0,d_y0)를 출력하는 것도 가능하다.

상기 평가 장치에 의한 평가 방법을 각각 사용 조건에 따라 설명한다.

A. 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')을 수치 범위로 입력할 경우에, 또한 연직 방향 및 수평 방향에 대해서 연산할 경우;

(1) 데이터 입력부(31)에 의해 제원 데이터와, 연직 방향의 경사의 조합(θ_e,θ_i)과 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')의 각각 최소값과 최대값을 입력한다.

(2) 베어링 위치 연산부(32)에서는 높이 연산 수단(42)과 수평 위치 연산 수단(43)이 연산에 필요한 제원 데이터를 판독하고, 또한 조합 발생 수단(41)은 연직 방향의 경사의 조합(θ_e,θ_i) 및 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')의 수치 범위를 판독한다.

(3) 조합 발생 수단(41)에 의해, 연직 방향의 경사의 조합(θ_e,θ_i)이 최소값인 조합 데이터 및 선체의 휨의 최소값이 발생되어 높이 연산 수단(42)에 건네 줌과 아울러, 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')이 최소값인 조합 데이터에 대해서도 발생시켜 수평 위치 연산 수단(43)에 건네 준다.

이후는, 소정의 피치 폭에 기초하는 선체 휨에서, 또한 전회와 동일한 경사의 조합 데이터를 각 연산 수단(42,43)에 건네 주게 된다. 선체 휨이 최대값까지 되면, 다음은, 각 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')에 대해서 소정의 피치 폭으로 변경하고, 상술과 마찬가지로 선체 휨 전체에 대해서 각 연산 수단(42,43)에 건네 준다.

(4) 높이 연산 수단(42) 및 수평 위치 연산 수단(43)은 조합 발생 수단(41)이 발생한 경사의 조합 데이터를 수취하고, 각 베어링의 초기 위치(d_z0,d_y0)를 연산한다.

(5) 각 베어링의 초기 위치(d_z0,d_y0)가 축계 변위 연산부(33)에 건네지고, 전달 매트릭스법에 의한 연산이 실시되며, 크랭크 암과 저널부의 각 교점에 상당하는 부분과, 각 베어링의 변위(d_x,d_y,d_z)가 구해진다.

(6) 평가 지표 연산부(34)에서는 크랭크 디플렉션 연산 수단(45)에 의해 구해진 크랭크 암과 저널부의 각 교점에 상당하는 부분의 변위를 사용해서 연직 방향과 수평 방향의 크랭크 디플렉션을 구하고, 한편, 베어링 하중 연산 수단(46)에서는 구해진 각 베어링의 변위를 이용하여 연직 방향의 베어링 하중을 구한다.

(7) 평가부(35)에서는 평가 지표 연산부(34)로부터의 크랭크 디플렉션을 평가 조건과 비교해서 레벨 나누기한 결과와 그 때의 패턴을 관련시켜서 기억 수단(도시 생략)에 기억시킨다. 베어링 하중에 대해서도 평가 조건과 비교해서 레벨 나누기한 결과와 그 때의 패턴을 관련시켜서 마찬가지로 기억시킨다.

그 후, (3)으로 되돌아가고, 마찬가지의 순서를 모든 패턴에 대해서 반복한다.

그리고, 최후의 패턴에 있어서의 평가와 그 기억이 완료되면, 총합 평가 수단(53)에 의해 우선 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중 각각에 대해서 각 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')에 있어서의 평가 결과를 기초로 평가 지표마다 총합 평가(논리곱 연산)가 행해지고, 이어서 양 평가 지표의 총합 평가 즉 통합 평가가 행해진다(구체적으로는 크랭크 디플렉션과 베어링 하중의 총합 평가를 각 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')마다 논리곱 연산이 행한다). 이들 통합 평가의 결과에 대해서도 기억 수단에 기억되고, 출력부(36)에 평가의 완료가 알려진다.

(8) 평가부(35)에서의 평가가 종료되면, 출력부(36)는 기억 수단으로부터 소정의 평가 결과를 인출하고, 평가 맵 작성 수단(55)에 의해 평가 맵을 작성한다. 그리고, 필요에 따라 이 평가 맵은 화면 등의 표시 수단 또는 프린터 등의 인쇄 수단에 출력된다. 예컨대, 프린터에서는 각 경사(θ_e,θ_i)를 이차원의 좌표축으로 하는 평가 맵으로서 출력된다. 또한, 최종적으로는 연직 방향에 관한 크랭크축의 경사(θ_e)와 중간축의 경사(θ_i)를 좌표축으로 하는 랭크 디플렉션과 베어링 하중의 허용 범위를 나타내는 평가 맵, 및 수평 방향에 관한 크랭크축의 경사(θ_e')와 중간축의 경사(θ_i')를 좌표축으로 하는 크랭크 디플렉션과 베어링 하중의 허용 범위를 나타내는 평가 맵이 출력된다.

(9) 작업원은 평가 맵으로부터 연직 방향 및 수평 방향에 관한 크랭크축의 경사(θ_e,θ_e')와 중간축의 경사(θ_i,θ_i')의 허용 범위를 알 수 있다. 예컨대, 신조선에 대해서는 이것을 참고로 기관의 설치에 대해서 조정함으로써 취항 후의 얼라인먼트를 의식한 조정을 행할 수 있다. 취항 후의 선박에 대해서는 설치한 기관의 위치를 어긋나게 할 수 없으므로, 평가 맵을 참고로 해서 베어링의 초기 위치인 중심으로부터 편심된 위치에 축을 삽입통과시키는 구멍을 뚫은 베어링 메탈을 교환하고, 얼라인먼트의 조정을 행할 수 있다.

B. 경사의 조합(θ_e,θ_i)을 수치 범위로 입력할 경우에, 또한 연직 방향 및 수평 방향을 순번대로 연산할 경우;

이 경우에는 A의 경우보다 효율을 중시한 것이다. 제약이 많은 연직 방향에 대한 경사의 허용 범위를 구하고나서 이 허용 범위를 사용하여 수평 방향에 대해서 연산함으로써 연직 방향에 대한 허용 범위 밖의 경사와 수평 방향의 경사의 조합에 의한 연산을 생략할 수 있다.

순서 (1)과 (2)에 대해서는 A의 경우와 동일하다.

(3) 조합 발생 수단(41)에 의해, 연직 방향의 경사의 조합(θ_e,θ_i)이 최소값인 조합 데이터 및 선체의 휨의 최소값이 발생되고, 높이 연산 수단(42)에 건네진다.

이후는, 소정의 피치 폭에 의한 선체 휨으로, 또한 전회와 동일한 경사의 조합으로 각각의 연산 수단(42,43)에 건네 주게 된다. 선체 휨의 최대값까지 되면, 연직 방향의 경사의 조합(θ_e,θ_i)에 대해서 소정의 피치 폭으로 변경하고, 상술한 바와 마찬가지로, 선체의 휨 전체에 대해서 각 연산 수단(42,43)에 건네진다.

(4) 베어링 높이 연산 수단(42)에서는 조합 발생 수단(41)에 의해 발생된 패턴을 수취하고, 베어링의 초기 위치(d_z0)를 연산한다.

(5) 베어링의 초기 위치(d_z0,d_y0)(단, d_y0은 제로로 함)가 축계 변위 연산부(33)에 건네지고, 전달 매트릭스법에 의한 연산이 실시되며, 크랭크 암과 저널부의 각 교점에 상당하는 부분과, 각 베어링의 변위(d_x,d_y,d_z)가 구해진다.

(6) 평가 지표 연산부(34)의 크랭크 디플렉션 연산 수단(45)에서는 축계 변위 연산부(33)에서 구해진 크랭크 암과 저널부의 각 교점에 상당하는 부분의 변위를 사용해서 연직 방향의 크랭크 디플렉션이 구해지고, 한편, 베어링 하중 연산 수단(46)에서는 각 베어링의 변위를 이용하여 연직 방향의 베어링 하중이 구해진다.

(7) 평가부(35)에서는 평가 지표 연산부(34)에서 구해진 크랭크 디플렉션을 평가 조건과 비교해서 레벨 나누기한 결과와 그 때의 패턴을 관련시켜서 도시하지 않은 기억 수단에 기억시킨다. 베어링 하중에 대해서도 평가 조건과 비교해서 레벨 나누기한 결과와 그 때의 패턴을 관련시켜서 마찬가지로 기억시킨다.

그 후, (3)으로 되돌아오고, 마찬가지의 순서를 모든 패턴에 대해서 반복한다.

그리고, 최후의 패턴에 대한 평가와 그 기억이 완료되면, 총합 평가 수단(53)에 의해 크랭크 디플렉션과 베어링 하중 각각에 대해서 연직 방향의 각 경사의 조합(θ_e,θ_i)에 있어서의 평가 결과를 기초로 평가 지표마다 총합 평가(논리곱 연산)가 행해지고, 이어서 양 평가 지표의 총합 평가 즉 통합 평가가 행해진다. 이들 총합 평가의 결과에 대해서도 기억 수단에 기억시킨 후, 하기의 (3')로 진행된다.

(3') 조합 발생 수단(41)에서는 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')이 최소값인 조합 데이터가 발생되고, 수평 위치 연산 수단(43)에 건네진다.

이후는, 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')에 대해서 소정의 피치 폭으로 변경된다.

(4') 높이 연산 수단(42)은 기억 수단에 기억된 총합 평가가 허용 범위 내인 연직 방향의 경사의 조합(θ_e,θ_i)을 인출하고, 베어링의 초기 위치(d_z0)를 구한다. 단, 이것은 최초만이다. 또한, 수평 위치 연산 수단(43)은 조합 발생 수단(41)이 발생한 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')을 수취하고, 베어링의 초기 위치(d_y0)를 연산한다.

(5')에 대해서는 A의 경우의 (5)와 동일하다.

(6') 평가 지표 연산부(34)의 크랭크 디플렉션 연산 수단(45)에서는 (5')에서 구해진 크랭크 암과 저널부의 각 교점에 상당하는 부분의 변위를 사용해서 수평 방향의 크랭크 디플렉션이 구해진다.

(7') 평가부(35)에서는 평가 지표 연산부(34)로부터의 크랭크 디플렉션을 평가 조건과 비교해서 레벨 나누기한 결과와 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')을 관련시켜서 기억 수단에 기억시킨 후, (3')로 되돌아간다.

그리고, 최후의 수평 방향의 경사의 조합(θ_e',θ_i')의 평가와 기억이 완료되면 출력부(36)에 평가의 완료가 알려진다.

(8')에 대해서는 A의 경우의 (8)과 동일하다.

(9')에 대해서도 A의 경우의 (9)와 동일하다.

C. 1세트의 경사(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')를 수치로 입력할 경우에, 또한 연직 방 향과 수평 방향을 동시에 연산할 경우;

이 경우에는, A의 경우에 있어서 양방향에서의 경사의 조합(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')이 고정되고, 선체 휨의 수만큼 패턴이 존재하는 정도이므로 설명을 생략한다. 또한, 이 경우, 평가값이 출력되는 것만으로 평가 맵은 출력되지 않는다.

상술한 평가 장치 및 평가 방법에 의하면, 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사를 변수로 함과 아울러, 기관에 있어서의 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중의 허용 범위를 알 수 있는 평가 맵을 작성했으므로, 축계 얼라인먼트의 작업에 숙련되어 있지 않더라도 현재의 크랭크축(기관)의 경사 및 중간축의 경사를 측정하는 것만으로 용이하게 축계 얼라인먼트의 평가를 행할 수 있다.

또한, 선체에 기관을 설치할 경우에도 평가 맵으로부터 허용 범위 내에 들어가는 크랭크축(기관)의 경사 및 중간축의 경사의 조합을 용이하게 찾을 수 있으므로, 축계 얼라인먼트의 설계에 익숙하지 않더라도 적절한 지시를 낼 수 있다.

또한, 취항선의 경우에 있어서도 크랭크축(기관) 및 중간축의 경사를 측정함으로써 그 축계 얼라인먼트의 상태를 용이하게 평가할 수 있다.

[실시형태2]

이하, 본 발명의 실시형태2에 따른 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치에 대해서 설명한다.

상술한 실시형태1에 있어서는 평가 장치를 단일의 컴퓨터 시스템으로 구성했을 경우에 대해서 설명했지만, 본 실시형태2에 있어서는 데이터 입력부와 출력부의 기능의 일부를 단말인 클라이언트에 구비시킴과 아울러, 다른 부분을 상기 클라이언트와 네트워크를 통해서 접속된 서버 장치에 구비시킨 클라이언트/서버형의 시스템을 이용한 것이다.

이하, 클라이언트/서버형의 경우에 대해서 설명한다.

일반적으로, 유저측에 설치된 퍼스널 컴퓨터(PC)를 클라이언트(단말임)로 하고, 이 클라이언트와 네트워크 예컨대 인터넷을 통해서 서버 장치가 접속된 서비스에서는 인터넷(World Wide Web)을 사용해서 송신된 정보를 클라이언트측의 열람 소프트(브라우저)를 사용하여 입력해서 서버 장치에 송신하고, 서버 장치로부터의 출력을 클라이언트측에서 표시하는 방법이 널리 사용되고 있고, 본 실시형태2에 있어서도 일반적으로 사용되고 있는 열람 소프트에 의해 클라이언트가 이용하는 형태로 설명을 행하기 때문에 클라이언트에 관한 설명은 생략한다. 또한, 이 클라이언트에는 적어도 데이터 입력부(31)와 출력부(36)의 일부의 기능(예컨대 화면 표시 기능, 인쇄 기능 등)이 구비되어 있다.

즉, 도 15에 나타내는 바와 같이, 서버 장치(60)에는 인터넷(61)에 직접 접속되어 복수개의 클라이언트(62)와 서버 장치(60) 사이에서의 데이터의 주고받기를 실시하는 인터페이스가 되는 Web 서버(어플리케이션부라고도 함)(63)와, 클라이언트를 계약자인지의 여부를 판단하기 위한 유저 인증 서버(유저 인증부)(64)와, 클라이언트(62)로부터 입력된 데이터를 이용하여 연산을 행하는 연산 서버(연산부)(65)와, 유저가 이용한 서비스를 기억하는 이용 관리 데이터 베이스(66)가 구비되어 있다. 이들 각 서버는 인트라넷으로 접속된 복수개의 컴퓨터에 분산되어 배치 되어 있는 것으로서 설명하지만, 물론 1대의 서버에 각 처리부를 통합하여 배치해도 좋다.

Web 서버(63)에 어플리케이션부를 배치하고 있으므로, 주도적으로는 Web 서버(63)가 작용하고, 클라이언트(62)의 브라우저에 표시하기 위한 표시 폼이나 입력 폼의 데이터 생성을 행한다. 데이터의 입력을 클라이언트(62)로부터 접수하면, 인증에 관해서는 유저 인증 서버(64)에 데이터를 건네 준다. 정보를 받은 유저 인증 서버(64)가 그 인증 결과를 Web 서버(63)에 전달한다. 또한, Web 서버(63)가 평가를 위한 데이터 입력을 클라이언트(62)로부터 접수하면, 연산 서버(65)에 데이터를 건네 주고, 연산 서버(65)가 연산 결과를 Web 서버(63)에 되돌린다는 처리가 행해진다.

또한, Web 서버(63)는 유저의 이용료에 관한 정보를 클라이언트(62)에 출력할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 데이터 입력부(31)와 출력부(36)의 일부를 클라이언트(62)가 담당하지만, 연산 서버(65)에는 실시형태1에 나타낸 다른 구성(베어링 위치 연산부, 축계 변위 연산부, 평가 지표 연산부, 평가부, 출력부의 나머지)을 모두 구비하고 있고, 그 처리 순서도 실시형태1과 동일하기 때문에, 상기 연산 서버(65)에 있어서의 연산 처리에 관한 설명을 생략한다.

이하, 클라이언트/서버형 형태에 의한 처리의 흐름에 대해서 설명하지만, 실시형태1에서 나타낸 처리와 완전히 동일한 처리를 행하는 연산 서버(65)에서의 처리에 대해서는 생략한다.

이하에 나타내는 (1)~(8)에 대해서는 각 부분에서의 작용을 클라이언트에 의한 액세스로부터 클라이언트가 로그 아웃할 때까지의 순서를 나타내고 있다.

(1) Web 서버(63)는 클라이언트(62)로부터의 액세스를 접수하면, 어플리케이션부에서 사전에 준비되어 있는 초기 메뉴 화면 데이터를 클라이언트(62)에 송신한다.

(2) 클라이언트(62)에서는 열람 소프트에 의해 표시된 초기 메뉴 화면으로부터 로그인 메뉴가 선택된다.

(3) 클라이언트(62)로부터 로그인 메뉴 선택의 통지를 받으면, 어플리케이션부는 계약자 정보인 ID나 패스워드 등의 로그인 정보를 입력하기 위한 로그인 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신한다.

(4) 로그인 폼이 표시된 클라이언트(62)에서 로그인 정보가 입력된다.

(5) 로그인 정보를 수취한 어플리케이션부는 유저 인증 서버(64)로 로그인 정보를 건네주고, 유저 인증 서버(64)는 수취한 로그인 정보를 사전에 기억하고 있는 이용 관리 데이터 베이스(66)를 검색함으로써 계약자인지의 여부의 판단을 행한다.

(6) 유저 인증 서버(64)로부터 인증 결과를 수취한 어플리케이션부는 계약자가 아닐 때는 이용할 수 없다라는 취지의 메시지 데이터를, 계약자일 때는 유저 메뉴 데이터를 클라이언트(62)에 송신한다. 유저 메뉴로서는 다음의 5개가 준비된다.

메뉴 1: 얼라인먼트 평가 맵 작성

메뉴 2: 얼라인먼트 평가(베어링 하중)

메뉴 3: 얼라인먼트 평가(크랭크 디플렉션)

메뉴 4: 얼라인먼트 평가(베어링 하중 및 크랭크 디플렉션)

(7) 클라이언트(62)에 의해 선택된 메뉴가 실행된다(상세한 것은 후술함).

(8) 유저 메뉴 화면에는 별도로, 이용 상황 메뉴 및 로그아웃 메뉴가 구비되어 있고, 이용 상황 메뉴가 선택되면, 인증한 유저 정보를 사용해서 이용 관리 데이터 베이스부(66)를 검색하고, 수취한 이용 상황 데이터에 기초해서 이용 메뉴에 따른 과금(課金) 정보의 표시 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신한다. 또한, 로그아웃 메뉴가 선택되면, 상기 로그인 중에 발생한 과금 정보의 표시 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신함과 아울러 상기 유저에 의한 이용을 종료한다.

개략적인 처리의 흐름은 상술한 바와 같다.

이어서, 상기 유저 메뉴마다의 설명을 행한다.

메뉴 1: 얼라인먼트 평가 맵 작성

(M1-1) 클라이언트(62)에 의해 본메뉴가 선택되면, 어플리케이션부는 연산 서버(65)에 문의하고, 등록되어 있는 기관과 등록 완료된 데이터를 확인하고, 기관의 형식을 선택할 수 있는 화면 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신한다.

(M1-2) 클라이언트(62)가 미등록의 기관을 선택한 경우에는 Web 서버(63)는 필요한 제원 데이터와, 중간축의 경사(θ_i,θ_i')의 조정 가능 범위와, 크랭크축의 경사(θ_e,θ_e')의 조정 가능 범위의 모든 입력란을 표시하는 입력 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신한다.

등록 기관을 선택했을 경우에 있어서도 입력 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신하지만, 이 경우에는 연산 서버(65)에 문의하고, 미리 등록되어 있는 데이터에 관한 입력란이 불필요하게 된 입력 폼이 작성된다.

또한, 어느 경우도 적어도 중간축의 경사(θ_i,θ_i') 및 크랭크축의 경사(θ_e,θ_e')의 각 범위 데이터(하한값, 상한값)가 상식적인 수치일 경우의 입력 폼이 작성되지만, 필요에 따라 변경 가능하게 되어 있다.

(M1-3) 클라이언트(62)로부터의 데이터 입력을 접수하면, 어플리케이션부는 그것들을 연산 서버(65)에 건네준다. 연산 서버(55)에서는 이들 데이터가 데이터 입력부(31)에 입력되고, 베어링 하중 및 크랭크 디플렉션 각각의 총합 평가 및 이들 양 평가값을 통합해서 이루어지는 통합 평가의 맵 데이터를 출력한다.

(M1-4) 맵 데이터를 수취한 어플리케이션부는 평가 맵의 표시 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신함과 아울러, 인증한 유저 정보, 일시 정보, 본메뉴의 이용 실적을 이용 관리 데이터 베이스(66)에 등록한다.

메뉴 2: 얼라인먼트 평가(베어링 하중)

(M2-1) M1-1과 동일한 것에 대해서 생략.

(M2-2) M1-2와 동일한 것에 대해서 생략. 단, 각 경사(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')에 대해서는 범위를 지정할 수 없는 입력란으로 되어 있다.

(M2-3) M1-3과 동일한 것에 대해서 생략. 단, 평가 지표 연산부(34)에서의 연산은 베어링 하중 연산만이 행해짐과 아울러, 평가부(35)에서의 평가에 대해서는 베어링 하중 평가만이 행해지고, 또한 출력 데이터에 대해서도 입력된 경사(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')와 좋고ㆍ나쁨의 결과뿐이다.

(M2-4) 출력 데이터를 수취한 어플리케이션부는 경사(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')와 좋고ㆍ나쁨의 결과를 표시하기 위한 표시 폼 데이터를 클라이언트(62)에 송신함과 아울러, 인증한 유저 정보, 일시 정보, 본메뉴의 이용 실적을 이용 관리 데이터 베이스(66)에 등록한다.

메뉴 3: 얼라인먼트 평가(크랭크 디플렉션)

(M3-1) M2-1과 동일한 것에 대해서 생략.

(M3-2) M2-2와 동일한 것에 대해서 생략.

(M3-3) M1-3과 동일한 것에 대해서 생략. 단, 평가 지표 연산부(34)에서의 연산은 크랭크 디플렉션 연산만이 행해짐과 아울러, 평가부(35)에서의 평가는 크랭크 디플렉션 평가만이 행해지고, 또한 출력에 대해서도 입력된 경사(θ_e,θ_i),(θ_e',θ_i')와 좋고ㆍ나쁨의 결과뿐이다.

(M3-4) M2-4와 동일한 것에 대해서 생략.

메뉴 4: 얼라인먼트 평가(베어링 하중 및 크랭크 디플렉션의 통합)

(M4-1) M2-1과 동일한 것에 대해서 생략.

(M4-2) M2-2와 동일한 것에 대해서 생략.

(M4-3) M1-3과 동일한 것에 대해서 생략. 단, 출력되는 것은 입력된 경사

(θ_e,θ_i)과 좋고ㆍ나쁨의 결과뿐이다.

(M4-4) M1-4와 동일한 것에 대해서 생략. 단, 출력되는 것은 입력된 경사(θ_eθ_i)와 좋고ㆍ나쁨의 결과뿐이다.

이 클라이언트/서버형의 시스템에 있어서도 실시형태1과 마찬가지의 효과를 가짐과 아울러, 작업자가 단말로 소정의 데이터를 입력하는 것만으로 간단하게 축계 얼라인먼트의 평가를 행할 수 있다.

그런데, 상기 실시형태에 있어서는 축계 얼라인먼트의 평가를 행할 때에 크랭크 디플렉션과 베어링 하중에 기초해서 평가를 행하도록 설명했지만, 예컨대 크랭크 디플렉션에만, 또는 베어링 하중에만 기초해서 평가를 하여도 좋다.

이하, 이들에 대한 평가 방법 및 평가 장치의 주요한 구성에 대해서 기재해 둔다.

즉, 크랭크 디플렉션만을 고려한 평가 방법은 기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서, 상기 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구하고, 이 변위에 기초해서 크랭크축의 크랭크 디플렉션을 구함과 아울러, 이 구해진 크랭크 디플렉션과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 방법이고,

그 평가 장치는 구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와, 상기 제원 데이터를 이용하여 구동축계에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와, 이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 구동축계에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와, 이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위를 이용해서 평가 지표를 구입하는 평가 지표 연산부와, 이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평가를 행하는 평가부와, 이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하고, 또한 상기 베어링 위치 연산부는 적어도 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이며,

상기 축계 변위 연산부는 크랭크축에 있어서의 크랭크 암과 저널부의 교점에 상당하는 부위의 변위를 구하는 것이고, 상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 크랭크 디플렉션을 연산하는 크랭크 디플렉션 연산 수단을 갖는 것이고, 상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표로서의 크랭크 디플렉션을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단을 갖는 것이고,

또한 상기 베어링 위치 연산부에 수평 기준 위치에 대한 베어링의 수평 방향 위치를 구하는 베어링 수평 방향 위치 연산 수단을 구비시킨 것이다.

또한, 베어링 하중만을 고려한 평가 방법은 기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서, 상기 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 구동축 계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구하고, 이 변위에 기초해서 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구함과 아울러, 이 구해진 베어링 하중과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 방법이고,

그 평가 장치는 구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와, 상기 제원 데이터를 이용하여 구동축계에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와, 이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 크랭크축에 관한 데이터를 이용하여 크랭크축에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와, 이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위를 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와, 이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평가를 행하는 평가부와, 이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하며,

또한 상기 베어링 위치 연산부는 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이고, 상기 축계 변위 연산부는 각 베어링 내의 축의 변위를 출력하는 것이며, 상기 평가 지표 연산부는 상기 축의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고, 상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 베어링 하중을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것이다.

본 발명의 축계 얼라인먼트의 평가 방법은 미리 크랭크축의 경사 및 중간축 의 경사에 따라 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중의 허용 범위를 나타내는 평가 맵을 이용하도록 하고 있기 때문에, 예컨대 선체에 기관 및 추진축계를 설치할 때에 허용 범위 내에 수용되는 각 축의 경사를 간단히 알 수 있으므로, 축계 얼라인먼트의 작업 지시를 매우 용이하게 행할 수 있고, 또한 취항선에 대해서도 현재의 축계 얼라인먼트의 평가를 용이하게 행할 수 있다.

Claims

기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서:

상기 크랭크축의 경사 및 상기 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 상기 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구하고;

이 변위에 기초해서 상기 크랭크축의 크랭크 디플렉션을 구함과 아울러, 이 구해진 크랭크 디플렉션과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 상기 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법.
기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서:

상기 크랭크축의 경사 및 상기 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 상기 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구하고;

이 변위에 기초해서 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구함과 아울러, 이 구해진 베어링 하중과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 상기 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법.
기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서:

상기 크랭크축의 경사 및 상기 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 상기 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구하고;

이 변위에 기초해서 상기 크랭크축의 크랭크 디플렉션 및 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구함과 아울러, 이들 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중과 미리 설정된 평가 조건을 비교해서 상기 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법.
기관의 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축으로 이루어지는 선박의 구동축계의 얼라인먼트의 평가 방법으로서:

상기 크랭크축의 경사 및 상기 중간축의 경사에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 상기 구동축계의 소정 부위에 있어서의 변위를 구함과 아울러, 이 변위에 기초해서 크랭크축에 있어서의 크랭크 디플렉션 및 각 베어링에 작용하는 베어링 하중을 구하고;

이들 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중이 평가 조건에 대응하는 상기 크랭크축의 경사 및 상기 중간축의 경사를 좌표축으로 하는 이차원 좌표 상에 프로팅해서 이루어지는 평가 맵을 이용하여 상기 구동축계의 얼라인먼트를 평가하는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 방법.
제 1 항에 기재된 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서:

구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와,

상기 제원 데이터를 이용하여 상기 구동축계에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터에 기초해서 전달 매트릭스법을 이용하여 상기 구동축계에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와,

이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위를 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와,

이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평가를 행하는 평가부와,

이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하고;

또한 상기 베어링 위치 연산부는 적어도 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 축계 변위 연산부는 상기 크랭크축에 있어서의 크랭크 암과 저널부의 교점에 상당하는 부위의 변위를 구하는 것이며;

상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 크랭크 디플렉션을 연산하는 크랭크 디플렉션 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표로서의 상기 크 랭크 디플렉션을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 베어링 위치 연산부에 수평 기준 위치에 대한 베어링의 수평 방향 위치를 구하는 베어링 수평 방향 위치 연산 수단을 구비시킨 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.
제 2 항에 기재된 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서:

구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와,

상기 제원 데이터를 이용하여 상기 구동축계에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 크랭크축 및 중간축에 관한 데이터를 이용해서 상기 크랭크축에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와,

이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위를 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와,

이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평가를 행하는 평가부와,

이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하고;

또한 상기 베어링 위치 연산부는 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 축계 변위 연산부는 각 베어링 내의 축의 변위를 출력하는 것이며;

상기 평가 지표 연산부는 상기 축의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 베어링 하중을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.
제 3 항에 기재된 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서:

구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와,

상기 제원 데이터를 이용해서 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 상기 크랭크축 및 상기 중간축에 관한 것을 이용해서 상기 크랭크축의 소정 부위에 있어서의 변위량을 구하는 축계 변위 연산부와,

이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위량을 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와,

이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평 가를 행하는 평가부와,

이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하고;

또한 상기 베어링 위치 연산부는 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 축계 변위 연산부는 크랭크 암과 저널부의 교점에 상당하는 부위의 변위 및 각 베어링의 변위를 출력하는 것이며;

상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 크랭크 디플렉션을 구하는 크랭크 디플렉션 연산 수단 및 상기 베어링의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 크랭크 디플렉션 및 베어링 하중을 각각의 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단 및 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.
제 3 항에 기재된 평가 방법을 행하기 위한 평가 장치로서:

구동축계의 제원 데이터, 평가 조건 및 기관에 있어서의 크랭크축의 경사 및 중간축의 경사에 관한 데이터를 입력하는 데이터 입력부와,

상기 제원 데이터를 이용해서 크랭크축, 중간축 및 프로펠라축에 있어서의 각 베어링 위치를 구하는 베어링 위치 연산부와,

이 베어링 위치 연산부에서 구해진 베어링 위치 및 상기 제원 데이터 중 크 랭크축 및 중간축에 관한 것을 이용해서 상기 크랭크축에 있어서의 소정 부위에서의 변위를 구하는 축계 변위 연산부와,

이 축계 변위 연산부에서 구해진 변위를 이용해서 평가 지표를 구하는 평가 지표 연산부와,

이 평가 지표 연산부에서 구해진 평가 지표와 상기 평가 조건을 비교해서 평가를 행하는 평가부와,

이 평가부에서 얻어진 평가 결과를 출력하는 출력부를 구비하고;

또한 상기 베어링 위치 연산부는 높이 기준 위치에 대한 베어링 높이를 구하는 베어링 높이 연산 수단 및 수평 기준 위치에 대한 베어링의 수평 방향 위치를 구하는 베어링 수평 방향 위치 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 축계 변위 연산부는 크랭크 암과 저널부의 교점에 상당하는 부위의 변위 및 각 베어링의 변위를 출력하는 것이며;

상기 평가 지표 연산부는 상기 교점에 상당하는 부위의 변위에 기초해서 연직 방향 및 수평 방향의 크랭크 디플렉션을 구하는 크랭크 디플렉션 연산 수단, 및 상기 베어링의 변위에 기초해서 베어링 하중을 구하는 베어링 하중 연산 수단을 갖는 것이고;

상기 평가부는 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 연직 방향 및 수평 방향의 크랭크 디플렉션을 각각 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 크랭크 디플렉션 평가 수단, 및 상기 평가 지표 연산부에서 구해진 베어링 하중을 평가 조건과 비교해서 평가를 행하는 베어링 하중 평가 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 선박에 있어 서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 입력부 및 출력부의 적어도 인쇄부 또는 표시 화면부가 단말에 구비되고, 그 이외는 단말과 네트워크로 접속된 서버 장치에 구비된 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 위치 연산부는 상기 크랭크축의 경사 및 상기 중간축의 경사에 관한 데이터가 각각 수치 범위로 입력되었을 때에 그 수치 범위 내에서의 각 경사의 조합 데이터를 발생하는 조합 발생 수단을 가짐과 아울러 이 조합 발생 수단에 의해 발생된 각 경사의 조합에 대해서 베어링 위치를 연산하는 것이고;

상기 출력부는 각 경사의 조합에 의한 평가 결과를 이차원 좌표 평면 상에 표시하는 평가 맵을 출력하는 평가 맵 작성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 선박에 있어서의 축계 얼라인먼트의 평가 장치.