KR20150092959A - 쌍축 선박용 추진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 쌍축 선박용 추진 장치는 제1 프로펠러, 상기 제1 프로펠러를 회전시키는 제1 엔진, 상기 제1 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 제2 프로펠러, 상기 제2 프로펠러를 회전시키는 제2 엔진 및 상기 제1 엔진 및 제2 엔진에서 발생하는 기진력을 상쇄시키는 완충부를 포함한다.

Description

쌍축 선박용 추진 장치{PROPULSION DEVICE FOR BIAXIAL SHIP}

본 발명은 쌍축 선박용 추진 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 쌍축 선박에서 발생하는 기진력을 상쇄하는 추진 장치에 관한 것이다.

한국등록특허 제10-1202679호는 선박의 기진력 진동보상장치의 구동방법에 관한 것으로, 전기 제어식 기진력 진동보상장치의 구동 여부 및 제어 위상을 기관 회전속도 및 재화 조건 별로 각각 지정하여 작동시켜 선박의 기진력 이로 인한 진동 제어가 불필요한 속도 구간에서의 전기 제어식 진동보상장치의 동작을 방지할 수 있는 기술을 개시한다.

한국등록특허 제10-1202679호는 선박을 운항하는 중에 발생하는 선박의 엔진 및 프로펠러등의 추진기관에 의해 발생되는 선체 구조물의 진동을 제거하기 위한 방법과 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선체에서 발생한 진동과 반대되는 위상의 진동을 발생시켜 선체구조의 진동을 감쇄시켜 제거하는 원리로 기진력 발생장치 와 가속도계 등을 이용하여 가진기의 제어위상 변화에 따른 선체구조물의 진동 크기 및 위상변화로부터 진동상쇄를 위한 가진기의 최적 제어위상을 결정하고 이를 구동, 유지하여 선체구조의 진동을 제거하는 선박용 진동제어 방법과 장치로서, 전기신호를 증폭시키는 신호증폭기와 이 신호를 읽는 아날로그/디지탈 신호변환기와 디지탈신호를 읽는 디지탈 입력기판, 입력된 신호를 인지하여 가진기 제어에 필요한 물리량을 연산하는 중앙연산처리장치와 가진기에 제어명령을 전달하는 통신구와 디지탈/아날로그 신호변환기로 구성된 제어부를 가지고 제어대상 구조물의 진동감지기 즉 가속도계의 전기신호를 신호증폭기로 증폭시키고 선박추진기관의 위상센서와 가진기의 기진력 위상센서의 디지탈신호를 입력기판으로 입력시켜 중앙연산처리장치와 통신구로 가진기에 제어 명령을 하는 기술을 개시한다.

이러한 선행기술들은 쌍축 선박에서 발생하는 기진력을 효율적으로 상쇄할 수 없는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1202679호 한국등록특허 제10-1202679호

본 발명은 쌍축 선박의 엔진에서 발생하는 기진력을 상쇄할 수 있는 추진 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 대칭 구조를 이용하여 쌍축 선박의 진동을 상쇄할 수 있는 추진 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조를 이용하여 쌍축 선박의 횡기진력을 상쇄할 수 있는 쌍축 선박용 추진 장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조를 지지하는 데크(Deck) 구조를 구비한 쌍축 선박용 추진 장치를 제공하고자 한다.

실시예들 중에서, 쌍축 선박용 추진 장치는 제1 프로펠러, 상기 제1 프로펠러를 회전시키는 제1 엔진, 상기 제1 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 제2 프로펠러, 상기 제2 프로펠러를 회전시키는 제2 엔진 및 상기 제1 엔진 및 제2 엔진에서 발생하는 기진력을 상쇄시키는 완충부를 포함한다.

상기 제1 및 제2 프로펠러들은 상기 제1 및 제2 엔진들 사이의 센터라인(Centerline)을 중심으로 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 완충부는 상기 제1 및 제2 엔진들 사이에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있고, 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조로 구현되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 스웨이 브레이싱 구조는 상기 제1 엔진에서 상기 제2 엔진을 향해 배치되는 제1 스웨이 브레이싱 및 상기 제2 엔진에서 상기 제1 엔진을 향해 배치되는 제2 스웨이 브레이싱을 포함할 수 있다.

상기 스웨이 브레이싱 구조는 제1 및 제2 스웨이 브레이싱들을 지지하는 데크 구조를 구비 할 수 있다.

실시예들 중에서, 쌍축 선박은 제1 프로펠러, 상기 제1 프로펠러를 회전시키는 제1 엔진, 상기 제1 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 제2 프로펠러, 상기 제2 프로펠러를 회전시키는 제2 엔진 및 상기 제1 엔진 및 제2 엔진에서 발생하는 기진력을 상쇄시키는 완충부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치는 쌍축 선박의 엔진에서 발생하는 기전력을 효과적으로 상쇄할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치는 대칭 구조를 이용하여 쌍축 선박의 진동을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치는 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조를 이용하여 쌍축 선박의 횡기진력을 효율적을 상쇄할 수 있다.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치를 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치의 완충부를 설명하는 배치도이다.
도 3는 본 발명에 일 실시예에 따른 스웨이 브레이싱을 포함하는 쌍축 선박용 추진 장치의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치를 설명하는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 쌍축 선박용 추진 장치(100)는 제1 및 제2 프로펠러들(110), 제1 및 제2 프로펠러 샤프트들(111), 제1 및 제2 엔진들(120) 및 완충부(130)를 포함한다.

제1 및 제2 프로펠러들(110)은 회전에 의한 추진력을 발생시킨다. 제1 및 제2 프로펠러들(110)은 통상적으로 쌍축 선박의 선미에 위치하며, 회전에 의해 쌍축 선박을 이동시킨다. 제1 및 제2 프로펠러들(110)은 각각 제1 및 제2 프로펠러 샤프트들(111)과 연결되며, 제1 및 제2 엔진들(120)로부터 동력을 전달 받는다.

제1 및 제2 프로펠러들(110)의 사이에는 센터라인(Centerline)이 존재하며, 제1 및 제2 프로펠러들(110)은 센터 라인(Centerline)을 기준으로 좌우 대칭을 이루어 배치될 수 있다.

제1 및 제2 프로펠러들(110)은 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 프로펠러(110a)는 제1 프로펠러(110a)에서 제1 엔진(120a)를 향해 볼 때 시계방향으로 회전할 수 있고, 제2 프로펠러(110b)는 제1 프로펠러(110a)와 반대 방향인 반시계방향으로 회전할 수 있다.

제1 및 제2 프로펠러 샤프트들(111)은 제1 및 제2 프로펠러들(110)에 각각 연결되며, 제1 및 제2 엔진들(120)에서 발생한 회전력을 제1 및 제2 프로펠러들(110)에 각각 전달한다.

제1 및 제2 엔진들(120)은 제1 및 제2 프로펠러들(110) 각각을 회전시키는 동력을 제공한다. 제1 및 제2 엔진들(120)은 실린더 및 크랭크의 왕복운동에 의해 동력을 발생시킨다.

다만, 제1 및 제2 엔진들(120)은 반복적인 왕복운동에 의한 불평형력 및 불평형 모멘트를 발생시키며, 이러한 불평형력 및 불평형 모멘트는 기진력으로 작용할 수 있다.

기진력은 물체에 기계적 진동을 일으키게 하는 근원이 되는 교번적인 힘을 말한다. 기진력이 가해져서 물체가 진동하고 있을 경우, 반항 기진력(counter vibromotive force)은 착력점(着力點)에서의 그 물체의 기계 임피던스와 속도의 곱이고, 해당 반항기진력은 기진력과 평형 된다. 기진력은 엔진 자체, 기관실 및 거주구를 포함한 선체 주변에 진동을 발생시키는 기진원으로 작용한다.

기진력 중 횡기진력은 제1 및 제2 엔진들(120) 사이에 작용할 수 있다. 제1 엔진(120a)의 횡기진력은 제2 엔진(120b)로 향하는 방향 또는 제2 엔진(120b)으로부터 멀어지는 방향으로 형성될 수 있고, 제2 엔진(120b)의 횡기진력은 제1 엔진(120a)로 향하는 방향 또는 제1 엔진(120a)으로부터 멀어지는 방향으로 형성될 수 있다.

제1 및 제2 엔진들(120)이 센터라인을 중심으로 대칭으로 배치되어 동작하는 경우, 각각의 엔진에서 발생하는 횡기진력은 모두 수직으로 센터라인을 향하는 방향 또는 모두 수직으로 센터라인에서 멀어지는 방향으로 형성될 수 있다. 즉, 각각의 엔진에서 발생하는 횡기진력은 서로 위상이 반대되어 상쇄될 수 있다.

횡기진력의 세기는 제1 및 제2 엔진들(120)에서 발생시키는 동력의 크기에 의해 결정된다. 즉, 횡기진력의 세기는 제1 및 제2 엔진들(120)에서 발생시키는 회전력의 크기에 비례하여 결정된다.

또한, 횡기진력의 세기는 센터라인(Centerline)을 중심으로 양측의 구조가 동일한 경우 거의 동일한 크기로 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 프로펠러(110a), 제1 프로펠러 샤프트(111a), 제1 엔진(120a)의 구성 및 배치가 제2 프로펠러(110b), 제2 프로펠러 샤프트(111b), 제2 엔진(120b)의 구성 및 배치와 동일한 경우 각각의 엔진에서 발생하는 횡기진력의 세기는 서로 동일하고 발생하는 방향은 센터라인을 중심으로 서로 마주보는 방향 또는 서로 멀어지는 방향으로 형성될 수 있다.

완충부(130)는 제1 및 제2 엔진들(120)에서 발생하는 기진력을 상쇄시킨다. 완충부(130)는 제1 및 제2 엔진들(120) 사이에 배치되며, 횡기진력의 대칭성을 이용하여 제1 및 제2 엔진들(120)에서 발생하는 기진력을 상쇄한다.

완충부(130)는 설계적 요구에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 완충부(130)는 하나의 일체형 구조로 제1 및 제2 엔진들(120) 사이를 직접 연결할 수 있다.

일 실시예에서, 완충부(130)는 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조로 구현될 수 있다. 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조는 엔진에서 발생하는 진동을 감소시키는 구조를 말한다. 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조는 도 3을 통해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 일 실시예에 따른 쌍축 선박용 추진 장치의 완충부를 설명하는 배치도이다.

도 2에서, 제1 및 제2 엔진들(120)은 센터 라인을 중심으로 서로 대칭으로 배치될 수 있다.

완충부(130)는 제1 및 제2 엔진들(120) 사이에 배치된다. 도 2에서는 제1 및 제2 엔진들(120)의 상단를 서로 연결하여 완충부(130)를 형성하는 방식을 도시하였으나, 완충부(130)는 제1 및 제2 엔진들(120)의 상단, 중단 또는 하단 중 적어도 어느 한 부분을 연결하는 형식으로 구현 될 수 있다.

완충부(130)는 하나의 일체형 구조로 제1 및 제2 엔진들(120) 사이를 직접 연결할 수 있고, 각각의 엔진과 연결된 개별 구조로 형성될 수 있다.

완충부(130)는 제1 및 제2 엔진들(120) 사이를 연결하는 복수의 완충 부재들로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 완충부(130)가 복수의 완충부재들로 구현될 경우에도, 센터라인을 중심으로 좌우 대칭되는 구조를 형성할 수 있다.

완충부(130)는 설계 방식 또는 구조에 따라 최적의 완충부재의 개수를 결정하여 구현될 수 있다.

도 3는 본 발명에 일 실시예에 따른 스웨이 브레이싱을 포함하는 쌍축 선박용 추진 장치의 구조도이다.

도 3에서, 완충부(130)는 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조로 구현될 수 있다. 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조는 엔진에서 발생하는 진동을 감소시키는 구조를 말한다.

스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조는 복수의 스웨이 브레이싱 쌍으로 구성될 수 있다. 스웨이 브레이싱 쌍은 제1 및 제2 스웨이 브레이싱들(130a 및 130b)로 구성될 수 있다.

제1 스웨이 브레이싱(130a)은 제1 엔진(120a)에 연결되어 해당 엔진에서 발생하는 횡기진력을 전달 받고, 제2 스웨이 브레이싱(130b)은 제2 엔진(120b)에 연결되어 해당 엔진에서 발생하는 횡기진력을 전달 받는다.

제1 및 제2 스웨이 브레이싱들(130a 및 130b)은 서로 직접 연결되어 각각의 엔진에서 오는 횡기진력을 상쇄한다. 해당 횡기진력은 대칭구조에 의해 서로 반대 방향으로 같은 크기의 힘이 작용하고, 벡터합에 의해 서로 상쇄된다.

일 실시예에서, 스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조는 제1 및 제2 스웨이 브레이싱들(130a 및 130b)을 지지하는 데크 구조를 포함할 수 있다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 쌍축 선박용 추진 장치
110: 프로펠러
111: 프로펠러 샤프트
120: 엔진
130: 완충부
130a 및 130b: 제1 및 제2 스웨이 브레이싱들

Claims (7)

1. 제1 프로펠러;
   상기 제1 프로펠러를 회전시키는 제1 엔진;
   상기 제1 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 제2 프로펠러;
   상기 제2 프로펠러를 회전시키는 제2 엔진; 및
   상기 제1 엔진 및 제2 엔진에서 발생하는 기진력을 상쇄시키는 완충부를 포함하는 쌍축 선박용 추진 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 프로펠러들은
   상기 제1 및 제2 엔진들 사이의 센터라인(Centerline)을 중심으로 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 쌍축 선박용 추진 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 완충부는
   상기 제1 및 제2 엔진들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 쌍축 선박용 추진 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 완충부는
   스웨이 브레이싱(Sway Bracing) 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는 쌍축 선박용 추진 장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 스웨이 브레이싱 구조는
   상기 제1 엔진에서 상기 제2 엔진을 향해 배치되는 제1 스웨이 브레이싱; 및
   상기 제2 엔진에서 상기 제1 엔진을 향해 배치되는 제2 스웨이 브레이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍축 선박용 추진 장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 스웨이 브레이싱 구조는
   제1 및 제2 스웨이 브레이싱들은 지지하는 데크 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 쌍축 선박용 추진 장치.
   
7. 제1 프로펠러;
   상기 제1 프로펠러를 회전시키는 제1 엔진;
   상기 제1 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 제2 프로펠러;
   상기 제2 프로펠러를 회전시키는 제2 엔진; 및
   상기 제1 엔진 및 제2 엔진에서 발생하는 기진력을 상쇄시키는 완충부를 포함하는 쌍축 선박.
   

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