KR20200038760A - Active mechanical in-phase control device of ship - Google Patents

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KR20200038760A
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Abstract

The present invention relates to an active mechanical in-phase control device for a ship, which matches phases of two shafts to be rotated at the same rotating speed by using a mechanical device in the ship having a pair of shafts. The active mechanical in-phase control device for a ship includes: a vibration sensor installed on a hull structure to sense vibration; a vibration controller comparing the vibration sensed by the vibration sensor and the predetermined standard vibration for phase control and generating a control signal for the phase control when the sensed vibration is greater than the standard vibration; and a mechanical phase control means connecting the pair of shafts of the ship to each other to match the rotating speeds of the pair of the shafts in accordance with the control signal generated in the vibration controller.

Description

선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치{Active mechanical in-phase control device of ship}Active mechanical in-phase control device of ship

본 발명은 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쌍축을 갖는 선박에서, 기계적 장치를 이용하여 두 축의 위상을 일치시켜 동일한 회전속도로 회전되도록 한 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an active mechanical in-phase control device for a ship, and more particularly, in a ship having a twin axis, by using a mechanical device to match the phases of two axes to rotate at the same rotational speed, the active mechanical in-phase control of a ship It is about the device.

일반적으로 선박에서는 프로펠러, 주기관, 보기(발전기, 펌프 등), 파도, 유체 유동 등에 의해 진동 및 소음이 유발된다.In general, vibration and noise are caused by propellers, main engines, bogies (generators, pumps, etc.), waves, and fluid flow in ships.

특히, 2행정 디젤 엔진(쌍축 디젤 엔진) 추진 방식을 이용하는 선박(이하, "상축 선박"이라 약칭함)에서, 두 축의 회전속도가 일정하지 않으면 두 축의 위상 차이가 발생하며, 위상 차이로 인해 맥놀이 현상(beating)이 발생한다. 이러한 맥놀이의 주파수가 선체 거주구의 고유 진동수와 일치하여 공진이 발생하는 경우에는 선체에 높은 수준의 진동을 유발시킨다.Particularly, in a ship using a two-stroke diesel engine (twin-axle diesel engine) propulsion method (hereinafter abbreviated as "upstream ship"), if the rotational speed of the two axes is not constant, a phase difference occurs between the two axes, and the phase difference causes pulsation Beating occurs. When resonance occurs when the frequency of the pulse beat coincides with the natural frequency of the hull residence, the hull causes a high level of vibration.

선박에 과도한 진동이나 소음이 발생하면 승객의 안락성이 저하되고, 거주하는 승무원의 피로도 증가로 작업능률이 저하된다. 아울러 선체진동은 탑재된 장비나 기기에 오작동 또는 손상을 초래할 수도 있으며, 진동에 의해 유발되는 동적 응력(dynamic stress)은 선체(hull)나 축계(軸系, shaft system)의 피로손상(疲勞損傷, fatigue failure)을 일으킬 수도 있다.If excessive vibration or noise occurs on the ship, passenger comfort decreases and work efficiency decreases due to increased fatigue of the occupants. In addition, hull vibration may cause malfunction or damage to the mounted equipment or devices, and dynamic stress caused by vibration may cause fatigue damage of the hull or shaft system. fatigue failure).

이와 같이 쌍축 선박에서 두 축 간의 회전 속도가 상이하여 발생하는 맥놀이 현상을 방지하기 위해 다양한 방법이 제안되고 있으며, 대표적인 예가 전자적으로 동위상을 제어하는 방식을 주로 이용한다.As described above, various methods have been proposed to prevent a pulsation phenomenon caused by a difference in rotational speed between two axes in a twin-screw vessel, and a typical example mainly uses a method of electronically controlling the in-phase.

쌍축 선박에서 두 축 간의 회전 속도를 일치시키기 위해 엔진을 제어하는 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.Conventional technology for controlling an engine to match the rotational speed between two axes in a twin-screw vessel is disclosed in <Patent Document 1> below.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 선박에 구비되는 복수의 추진 축을 각각 제어하는 복수의 주기관 및 복수의 주기관에 구비되는 엔진의 출력을 제어하는 제어부를 포함하되, 제어부는, 복수의 주기관의 가진력 간 누적 위상 차가 기설정된 임계 범위 내에 포함되도록, 복수의 주기관 중 적어도 하나에 대한 엔진의 출력을 제어한다. 이러한 구성을 통해, 쌍축 선박에서 맥놀이를 저감시키게 된다.The prior art disclosed in <Patent Document 1> includes a plurality of main engines each controlling a plurality of propulsion shafts provided in a ship, and a control unit controlling outputs of engines provided in the plurality of main engines. The output of the engine for at least one of the plurality of main engines is controlled so that the cumulative phase difference between the engine's excitation forces is included within a predetermined threshold range. Through this configuration, pulsation is reduced in a twin-screw vessel.

대한민국 공개특허공보 10-2018-0090593(2018.08.13. 공개)(선박의 엔진 제어 방법 및 장치)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0090593 (published on August 13, 2018) (engine control method and apparatus for ship)

그러나 상기와 같은 종래기술은 쌍축 선박에서 두 축의 회전 속도가 달라서 발생하는 맥놀이 현상을 방지하기 위해 전자적인 제어를 통해 동 위상 제어를 수행하여 어느 정도는 맥놀이 현상을 방지할 수 있는 장점은 있으나, 감지 및 제어를 위한 고가의 정밀 제어장치가 필요하여 선박의 제조 비용을 상승시키는 단점이 있다.However, the prior art as described above has the advantage of preventing the pulsation phenomenon to some extent by performing the same-phase control through electronic control to prevent the pulsation phenomenon caused by different rotational speeds of two axes in a twin-screw vessel. And there is a disadvantage of increasing the manufacturing cost of the ship by requiring an expensive precision control device for control.

또한, 전자적인 제어 방식을 이용한 동 위상 제어 방식이므로, 기계적인 장치의 동 위상 제어에 비하여 완벽한 동 위상 제어는 어려운 단점도 있다.In addition, since it is a dynamic phase control method using an electronic control method, there is a disadvantage in that perfect dynamic phase control is difficult compared to dynamic phase control of a mechanical device.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 쌍축을 갖는 선박에서, 기계적 장치를 이용하여 두 축의 위상을 일치시켜 동일한 회전속도로 회전되도록 한 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is proposed to solve all the problems arising in the prior art as described above, in a ship having a twin axis, by using a mechanical device to match the phase of the two axes to rotate at the same rotational speed of the active mechanical The purpose is to provide an in-phase control device.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치는, 선체 구조물에 설치되어 진동을 감지하는 진동 감지기; 상기 진동 감지기에 의해 감지한 진동과 위상 제어를 위해 미리 설정된 기준 진동을 비교하여, 감지한 진동이 기준 진동보다 클 경우 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 진동 제어기; 상기 진동 제어기에서 발생하는 제어 신호에 따라 쌍축 선박의 쌍축을 상호 연결하여 쌍축의 회전 속도를 일치시키는 기계식 위상 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the active mechanical in-phase control device of the ship according to the present invention, installed in the hull structure vibration sensor for detecting vibration; A vibration controller that compares the vibration sensed by the vibration detector with a preset reference vibration for phase control, and generates a control signal for dynamic phase control when the detected vibration is greater than the reference vibration; It characterized in that it comprises a mechanical phase control means to match the rotational speed of the twin shaft by interconnecting the twin shafts of the twin-axis vessel according to the control signal generated by the vibration controller.

상기에서 진동 제어기는 감지한 진동과 기준 진동을 비교하는 비교기; 상기 비교기의 비교 결과에 따라 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 제어신호 발생기; 상기 제어신호 발생기에서 발생한 제어 신호를 기초로 동력을 발생하여 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the vibration controller, a comparator comparing the sensed vibration with a reference vibration; A control signal generator which generates a control signal for in-phase control according to the comparison result of the comparator; It characterized in that it comprises a motor to generate power based on the control signal generated by the control signal generator.

상기에서 모터는 상기 제어신호 발생기에서 발생하는 제1 제어신호에 따라 정회전을 하고, 상기 제어신호 발생기에서 발생하는 제2 제어신호에 따라 역회전을 하는 정역 모터인 것을 특징으로 한다.In the above, the motor is a forward-reverse motor that rotates forward according to a first control signal generated by the control signal generator and reversely rotates according to a second control signal generated by the control signal generator.

상기에서 기계식 위상 제어수단은 상기 진동 제어기의 모터 축에 연결되어 정회전 또는 역회전에 따라 전진 또는 후진하는 로드; 상기 쌍축의 각각의 축에 고정된 제1 및 제2 톱니바퀴; 상기 로드의 양단에 대향되게 설치되어 전진 또는 후진하는 제1 및 제2 가이드; 상기 제1 및 제2 가이드의 일단에 설치되며 상기 제1 및 제2 톱니바퀴에 각각 맞물리도록 형성된 제3 및 제4 톱니바퀴; 상기 제1 및 제2 가이드의 타단에 설치된 제1 및 제2 치차; 상기 제1 및 제2 치차에 결합되는 체인을 포함하는 것을 특징으로 한다.The mechanical phase control means in the rod is connected to the motor shaft of the vibration controller to forward or reverse according to the forward or reverse rotation; First and second cogwheels fixed to each axis of the twin shaft; First and second guides installed opposite to both ends of the rod to move forward or backward; Third and fourth gears installed at one end of the first and second guides and formed to mesh with the first and second gears, respectively; First and second teeth installed at the other ends of the first and second guides; It characterized in that it comprises a chain coupled to the first and second teeth.

상기에서 로드는 상기 제1 및 제2 톱니바퀴와 상기 제3 및 제4 톱니바퀴가 상호 맞물려 회전할 때 상기 제1 및 제2 가이드를 회전시키는 제1 및 제2 베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the rod, the first and second cogwheels and the third and fourth cogwheels may include first and second bearings that rotate the first and second guides when they rotate in engagement with each other. .

상기에서 동 위상 제어시 제1 톱니바퀴와 제3 톱니바퀴가 상호 맞물리며, 제2 톱니바퀴와 제4 톱니바퀴가 상호 맞물려 회전하는 것을 특징으로 한다.In the above-described phase control, the first gear and the third gear mesh with each other, and the second gear and the fourth gear rotate with each other.

본 발명에 따르면 쌍축을 갖는 선박에서, 고가의 정밀 제어장치 및 전자적인 제어 장치를 이용하지 않으면서도 능동형 기계적 장치를 이용하여 두 축의 위상을 완벽하게 일치시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in a ship having a twin axis, there is an effect of perfectly matching the phases of the two axes by using an active mechanical device without using an expensive precision control device and an electronic control device.

또한, 쌍축 선박에서 두 축의 위상을 능동형 기계적 장치를 이용하여 일치시켜 동일한 회전속도로 회전시킴으로써, 쌍축 선박에서 두 축의 위상 차이로 인해 발생하는 맥놀이 현상을 방지할 수 있어, 선박의 진동을 저감할 수 있는 효과가 있다.In addition, by matching the phases of the two axes in an twin-screw vessel using an active mechanical device and rotating at the same rotational speed, it is possible to prevent a pulsation phenomenon caused by a phase difference between the two shafts in a twin-screw vessel, thereby reducing ship vibration. It has an effect.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 적용된 기계식 위상 제어수단의 구조도이다.1 and 2 is a block diagram of an active mechanical in-phase control device for a ship according to the present invention,
3 is a structural diagram of a mechanical phase control means applied to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing with reference to the accompanying drawings, identical or corresponding components will be given the same reference numbers, and redundant description thereof will be omitted. do.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치의 동작 예시도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 기계식 위상 제어수단의 구조도이다.1 and 2 are exemplary views of operation of an active mechanical in-phase control device for a ship according to the present invention, and FIG. 3 is a structural diagram of a mechanical phase control means applied to the present invention.

본 발명에 따른 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치는 저진동 선박을 구현하기 위한 것으로, 액화천연가스운반선(Liquified Natural Gas Carrier), 상선, 어선, 특수선 및 군함 등 진동 저감이 필요한 쌍축 엔진을 구비한 쌍축 선박에 공통으로 적용할 수 있다.The active mechanical in-phase control device for a ship according to the present invention is for realizing a low-vibration ship, a twin-screw equipped with a twin-screw engine that requires vibration reduction, such as a liquefied natural gas carrier, commercial vessel, fishing vessel, special ship, and warship. It can be applied to ships in common.

본 발명에 따른 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치는 선체 구조물(1)에 설치되어 진동을 감지하는 진동 감지기(109), 상기 진동 감지기(109)에 의해 감지한 진동과 위상 제어를 위해 미리 설정된 기준 진동을 비교하여, 감지한 진동이 기준 진동보다 클 경우 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 진동 제어기(107), 상기 진동 제어기(107)에서 발생하는 제어 신호에 따라 쌍축(105, 106) 선박의 쌍축(105, 106)을 상호 연결하여 쌍축(105, 106)의 회전 속도를 일치시키는 기계식 위상 제어수단(108)을 포함한다.The active mechanical in-phase control device of the ship according to the present invention is installed on the hull structure 1, the vibration detector 109 for detecting vibration, and the preset criteria for vibration and phase control detected by the vibration detector 109 By comparing vibrations, when the detected vibration is greater than the reference vibration, the vibration controller 107 generates a control signal for in-phase control, and the twin shaft 105, 106 ships according to the control signal generated by the vibration controller 107 It includes a mechanical phase control means (108) to match the rotational speed of the twin shaft (105, 106) by interconnecting the twin shafts (105, 106).

도 1 내지 도 3에서 참조부호 101, 102는 제1 및 제2 프로펠러를 나타내고, 103 및 104는 제1 및 제2 엔진을 나타낸다.1 to 3, reference numerals 101 and 102 denote first and second propellers, and 103 and 104 denote first and second engines.

상기 선체 구조물(1)은 프로펠러, 발전기, 펌프, 파도 및 유체 유동 등에 의해 진동 및 소음이 유발되는 일반적인 선체 구조물로, 예컨대 통상적인 펌프타워, 연료배관, 화물배관 및 탑재장비 등 진동이 발생하는 다양한 구조물로 이루어질 수 있다. 이와 같은, 선체 구조물(1)은 통상 쌍축 엔진의 위상 불일치에 의해 진동 및 소음이 발생된다.The hull structure 1 is a general hull structure in which vibration and noise are caused by propellers, generators, pumps, waves, and fluid flows. For example, various vibrations such as conventional pump towers, fuel pipes, cargo pipes, and mounting equipment are generated. It can be made of structures. As such, the hull structure 1 generates vibration and noise due to the phase mismatch of the twin-screw engine.

또한, 상기 진동 감지기(109)는 선체 구조물(1)에 설치되어 쌍축 엔진의 위상 불일치로 인해 발생하는 맥놀이 현상으로 유발되는 진동을 측정하는 것으로서, 일반적인 3축 진동센서를 이용할 수 있다. 3축 진동센서는 일반적인 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도 1에서 진동 감지기(109)는 선체 구조물(1)의 상부에 설치한 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 진동 감지기(109)는 진동을 효율적으로 측정할 수 있는 위치이면 어느 위치이던 설치될 수 있다.In addition, the vibration detector 109 is installed on the hull structure 1 to measure vibration caused by a pulsation phenomenon caused by a phase mismatch of a twin-axis engine, and a general three-axis vibration sensor can be used. Since the 3-axis vibration sensor is a general technology, detailed description will be omitted. In addition, in FIG. 1, the vibration sensor 109 is illustrated as being installed on the upper portion of the hull structure 1, but is not limited thereto. That is, the vibration detector 109 may be installed at any location as long as it can efficiently measure vibration.

또한, 상기 진동 제어기(107)는 내부에 감지한 진동과 기준 진동을 비교하는 비교기, 상기 비교기의 비교 결과에 따라 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 제어신호 발생기, 상기 제어신호 발생기에서 발생한 제어 신호를 기초로 동력을 발생하여 모터가 내장된 것으로 가정한다.In addition, the vibration controller 107 is a comparator that compares the internally detected vibration with a reference vibration, a control signal generator that generates a control signal for in-phase control according to the comparison result of the comparator, and the control generated by the control signal generator It is assumed that a motor is built in by generating power based on a signal.

여기서 모터는 상기 제어신호 발생기에서 발생하는 제1 제어신호에 따라 정회전을 하고, 상기 제어신호 발생기에서 발생하는 제2 제어신호에 따라 역회전을 하는 정역 모터로 구현하는 것이 바람직하다.Here, the motor is preferably implemented as a forward-reverse motor that rotates forward according to the first control signal generated by the control signal generator and reversely rotates according to the second control signal generated by the control signal generator.

이러한 진동 제어기(107)는 임의의 파형 신호(진동 측정 신호)에 대하여 여러 가지 주파수의 정현파로 분해하여 그 성분을 분석하는 장치이다.The vibration controller 107 is a device that analyzes components of an arbitrary waveform signal (vibration measurement signal) by decomposing it into sinusoids of various frequencies.

또한, 상기 기계식 위상 제어수단(108)은 상기 진동 제어기(107)의 모터 축에 연결되어 정회전 또는 역회전에 따라 전진 또는 후진하는 로드(111), 상기 쌍축(105, 106)의 각각의 축에 고정된 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115), 상기 로드(111)의 양단에 대향되게 설치되어 전진 또는 후진하는 제1 및 제2 가이드(116, 117), 상기 제1 및 제2 가이드(116, 117)의 일단에 설치되며 상기 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115)에 각각 맞물리도록 형성된 제3 및 제4 톱니바퀴(118, 119), 상기 제1 및 제2 가이드(116, 117)의 타단에 설치된 제1 및 제2 치차(121, 122), 상기 제1 및 제2 치차(121, 122)에 결합되는 체인(120)을 포함한다.In addition, the mechanical phase control means 108 is connected to the motor shaft of the vibration controller 107, the rod 111 that forwards or reverses according to the forward or reverse rotation, each axis of the twin shaft (105, 106) The first and second cogwheels (114, 115) fixed to the first and second guides (116, 117), which are installed opposite to both ends of the rod (111), to move forward or backward, the first and second The third and fourth cogwheels 118, 119, and the first and second guides, which are installed at one end of the guides 116 and 117 and are formed to engage the first and second cogwheels 114, 115, respectively. 116, 117, the first and second gears (121, 122) installed at the other end, and the chain 120 coupled to the first and second gears (121, 122).

아울러 상기 로드(111)는 상기 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115)와 상기 제3 및 제4 톱니바퀴(118, 119)가 상호 맞물려 회전할 때 상기 제1 및 제2 가이드(116, 117)를 회전시키는 제1 및 제2 베어링(112, 113)을 포함한다.In addition, the rod 111 is the first and second cogwheel (114, 115) and the third and fourth cogwheel (118, 119) is the first and second guides 116, 116 when rotating with each other in rotation It includes a first and second bearing (112, 113) for rotating the 117).

여기서 동 위상 제어시 제1 톱니바퀴(114)와 제3 톱니바퀴(118)가 상호 맞물리며, 제2 톱니바퀴(115)와 제4 톱니바퀴(119)가 상호 맞물려 회전한다.Here, in the same phase control, the first gear 114 and the third gear 118 mesh with each other, and the second gear 115 and the fourth gear 119 mesh with each other and rotate.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the active mechanical in-phase control device of the ship according to the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 쌍축 선박의 선체 구조물(1)에 진동 감지기(109)를 설치한 상태에서, 쌍축 선박의 운행이 시작되면, 진동 감지기(109)는 3축 진동 센서 등을 이용하여 진동을 감지하여 진동 제어기(107)에 전달한다.First, in the state in which the vibration sensor 109 is installed on the hull structure 1 of the twin-screw vessel, when the operation of the twin-screw vessel starts, the vibration detector 109 detects vibration using a 3-axis vibration sensor or the like, and controls the vibration. (107).

쌍축 선박에서 진동 및 소음을 다양한 요인에 의해 발생하지만, 쌍축 엔진의 위상 불일치로 인한 진동 및 소음이 가장 큰 요인으로 작용한다. 통상, 쌍축 엔진의 위상 불일치로 인해 발생하는 맥놀이 현상으로 진동이 유발된다.Although vibration and noise are generated by a variety of factors in a twin-screw vessel, vibration and noise due to a phase mismatch in a twin-screw engine act as the largest factor. Normally, vibration is caused by a pulsation phenomenon that occurs due to a phase mismatch in a twin-axis engine.

상기 진동 제어기(107)는 상기 진동 감지기(109)에 의해 감지한 진동과 위상 제어를 위해 미리 설정된 기준 진동을 비교한다.The vibration controller 107 compares the vibration sensed by the vibration detector 109 with a reference vibration preset for phase control.

여기서 진동 제어기(107)는 도면에는 도시하지 않았지만 내부에 비교기를 구비하고, 감지한 진동과 기준 진동을 비교한다. 비교기는 진동 감지기(109)에서 발생한 진동 검출 신호 즉, 임의의 파형 신호(진동 측정 신호)에 대하여 여러 가지 주파수의 정현파로 변환하여 비교하는 장치라고 가정한다. Here, the vibration controller 107, although not shown in the drawing, includes a comparator therein and compares the detected vibration with the reference vibration. The comparator is assumed to be a device that converts and compares a vibration detection signal generated by the vibration detector 109 to a sine wave of various frequencies with respect to an arbitrary waveform signal (vibration measurement signal).

이 비교 결과 감지한 진동이 기준 진동보다 클 경우, 내부의 제어신호 발생기에서 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생한다. 여기서 제어신호 발생기는 중앙처리장치나 마이크로컨트롤러 등과 같은 제어장치를 이용할 수 있다. 상기 제어 신호는 제1 및 제2 제어신호로 구분된다. 제1 제어신호는 모터 정회전 제어신호이고, 제2 제어신호는 모터 역회전 제어신호이다. 즉, 위상 제어를 수행하지 않은 초기 상태의 기계식 위상 제어수단(108)은 도 2와 같은 상태에 놓여있다.As a result of this comparison, when the detected vibration is greater than the reference vibration, an internal control signal generator generates a control signal for in-phase control. Here, the control signal generator may use a control device such as a central processing unit or a microcontroller. The control signal is divided into first and second control signals. The first control signal is a motor forward rotation control signal, and the second control signal is a motor reverse rotation control signal. That is, the mechanical phase control means 108 in an initial state without performing phase control is placed in the state as shown in FIG. 2.

이와 같은 상태에서, 감지한 진동이 기준 진동보다 클 경우, 제어신호 발생기에서 제1 제어 신호를 발생하면, 이에 연동하는 모터가 동작을 하여 모터 축에 결합된 기계식 위상 제어수단(108)의 로드(111)가 동작을 한다. 상기 모터는 정역 회전이 가능한 모터이다. 여기서 제1 제어신호에 의해 모터가 정회전을 하면 로드(111)가 도 2와 같은 상태에서 당겨지고, 제2 제어신호에 의해 모터가 역회전을 하면 로드(111)가 밀어져 다시 도 2와 같은 상태가 되는 것으로 가정한다.In this state, when the detected vibration is greater than the reference vibration, when the control signal generator generates the first control signal, the motor interlocked therewith operates to load the mechanical phase control means 108 coupled to the motor shaft ( 111) works. The motor is a motor capable of forward and reverse rotation. Here, when the motor rotates forward by the first control signal, the rod 111 is pulled in the state as shown in FIG. 2, and when the motor rotates reversely by the second control signal, the rod 111 is pushed back to the FIG. 2 again. It is assumed to be in the same state.

상기 진동 제어기(107)에서 발생하는 제1 제어 신호에 따라 로드(111)가 당겨져 도 1에 도시한 바와 같이, 쌍축(105, 106) 선박의 쌍축(105, 106)을 상호 연결하여 쌍축(105, 106)의 회전 속도를 일치시키게 된다.As shown in Fig. 1, the rod 111 is pulled according to the first control signal generated by the vibration controller 107, and the twin shafts 105 and 106 are interconnected to interconnect the twin shafts 105 and 106 of the ship. , 106).

예컨대, 기계식 위상 제어수단(108)은 로드(111)가 상기 진동 제어기(107)의 모터 축에 연결되어 모터의 정회전에 따라 후진하게 되고, 이에 따라 상기 로드(111)의 양단에 대향되게 설치되는 제1 및 제2 가이드(116, 117)가 후진한다. 여기서 로드(111)의 후진 거리는 미리 설정되어 있으며, 모터는 스텝 모터 등을 이용하여 정밀하게 모터 회전 수를 제어하여 후진 거리를 정확하게 제어하게 된다.For example, in the mechanical phase control means 108, the rod 111 is connected to the motor shaft of the vibration controller 107 to be reversed according to the normal rotation of the motor, and accordingly installed opposite to both ends of the rod 111 The first and second guides 116 and 117 retract. Here, the reverse distance of the rod 111 is set in advance, and the motor accurately controls the reverse distance by controlling the number of motor revolutions using a step motor or the like.

상기 제1 및 제2 가이드(116, 117)의 일정 거리로 후진하게 되면, 일단에 설치된 제3 및 제4 톱니바퀴(118, 119)가 쌍축 엔진의 각각의 축(105, 106)에 설치된 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115)에 각각 맞물리게 된다. 즉, 제1 톱니바퀴(114)와 제3 톱니바퀴(117)가 맞물리게 되고, 제2 톱니바퀴(115)와 제3 톱니바퀴(118)가 맞물리게 되어, 상호 회전을 한다. 여기서 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115)가 회전되는 상태에서 로드(11)의 후진에 따라 제3 및 제4 톱니바퀴(118, 119)가 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115)에 맞물리면 톱니바퀴가 상호 부딪히는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 충돌 문제를 해결하기 위해서 엔진을 정지시킨 후 각각의 톱니바퀴를 상호 맞물리는 방법이 있을 수 있으며, 다른 방법으로는 엔진 회전 상태를 그대로 유지하면서 제1 및 제2 가이드(116, 117)가 일정거리만큼 후진한 후 내측에서 외측으로 이동하는 형태로 각각의 톱니바퀴를 상호 맞물리는 방법을 이용할 수 있다.When the first and second guides 116 and 117 are retracted by a predetermined distance, third and fourth cogwheels 118 and 119 installed at one end are installed on each of the shafts 105 and 106 of the twin shaft engine. The first and second gears 114 and 115 are engaged with each other. That is, the first cogwheel 114 and the third cogwheel 117 are engaged, and the second cogwheel 115 and the third cogwheel 118 are meshed to rotate each other. Here, the first and second cogwheels 114 and 115 rotate the third and fourth cogwheels 118 and 119 according to the reverse of the rod 11 while the first and second cogwheels 114 and 115 are rotated. ) May cause a problem that the cogwheels collide with each other. Therefore, in order to solve the collision problem, there may be a method of interlocking each cogwheel after stopping the engine. Alternatively, the first and second guides 116 and 117 may be maintained while maintaining the engine rotational state. After reversing by a certain distance, a method of interlocking each cogwheel in a form of moving from inside to outside can be used.

즉, 쌍축 엔진의 회전에 따라 쌍축(105, 106)이 회전을 하면, 이에 연동하여 제1 및 제2 톱니바퀴(114)도 회전을 하는 상태가 된다. 이 상태에서 제1 톱니바퀴(114)와 제3 톱니바퀴(117)가 맞물리고, 제2 톱니바퀴(115)와 제3 톱니바퀴(118)가 맞물리며, 자연스럽게 제3 및 제4 톱니바퀴(118, 119)도 회전을 한다. 이때, 제1 및 제2 가이드(116, 117)의 타단에 설치된 제1 및 제2 치차(121, 122)도 동일하게 회전을 한다. 여기서 제1 및 제2 치차(121, 122)에는 체인(120)이 결합되어 있는 상태가 되므로, 결과적으로 쌍축 회전(105, 106)의 속도가 동일하게 이루어진다. 여기서 로드(111)에는 상기 제1 및 제2 톱니바퀴(114, 115)와 상기 제3 및 제4 톱니바퀴(118, 119)가 상호 맞물려 회전할 때 상기 제1 및 제2 가이드(116, 117)를 회전시키는 제1 및 제2 베어링(112, 113)이 마련되어, 로드(111)와는 무관하게 제1 및 제2 가이드(116, 117)가 자연스럽게 회전을 한다.That is, when the twin shafts 105 and 106 rotate according to the rotation of the twin shaft engine, the first and second cogwheels 114 also rotate in conjunction with this. In this state, the first cogwheel 114 and the third cogwheel 117 mesh, the second cogwheel 115 and the third cogwheel 118 mesh, and naturally the third and fourth cogwheel 118 , 119) also rotates. At this time, the first and second gears 121 and 122 installed at the other ends of the first and second guides 116 and 117 rotate in the same way. Here, since the chain 120 is coupled to the first and second gears 121 and 122, as a result, the speeds of the twin shaft rotations 105 and 106 are the same. Here, when the first and second cogwheels 114 and 115 and the third and fourth cogwheels 118 and 119 rotate on the rod 111, the first and second guides 116 and 117 ) Is provided with the first and second bearings 112 and 113 to rotate, and the first and second guides 116 and 117 rotate naturally regardless of the rod 111.

여기서 프로펠러(101, 102)의 날개 익수와 상기 각각의 톱니바퀴의 익수를 동일하게 하면, 동위상 제어가 용이해지는 장점이 있다.Here, when the number of blades of the propellers 101 and 102 and the number of blades of the respective gears are the same, there is an advantage in that in-phase control is facilitated.

이와 같이 본 발명은 기계적 위상 제어장치를 이용하여 두 축의 위상을 일치시켜 동일한 회전속도로 쌍축을 회전시키면, 두 축의 회전속도가 일정하지 않아 발생하는 맥놀이 현상을 제거할 수 있으며, 이로 인해 진동 발생도 억제할 수 있게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, when the twin axes are rotated at the same rotational speed by matching the phases of the two axes by using a mechanical phase control device, the pulsation phenomenon caused by the inconsistent rotational speed of the two axes can be eliminated. It can be suppressed.

쌍축 동 위상 제어를 통해 쌍축의 회전 속도가 일정하게 유지되면, 진동 제어기(107)는 진동 감지기(109)의 감지한 진동과 기준 진동을 비교한 결과, 감지한 진동이 기준 진동보다 더 작아지게 된다.When the rotational speed of the twin axes is kept constant through the twin-axis dynamic phase control, the vibration controller 107 compares the sensed vibration and the reference vibration of the vibration detector 109, and the detected vibration becomes smaller than the reference vibration. .

이 경우, 진동 제어기(107)는 제2 제어신호를 이용하여 상기 모터를 역회전으로 구동시켜, 상기 로드(111)를 다시 전진시켜, 도 2에 도시한 바와 같이 기계식 위상 제어수단(108)을 원래의 위치로 복원할 수 있다. 이와는 달리 쌍축 동 위상 제어를 통해 쌍축의 회전 속도를 일정하게 유지한 상태에서 선박 운행을 진행하고, 선박 운행이 종료되어 쌍축 엔진의 회전이 종료되면, 기계식 위상 제어수단(108)을 원래의 위치로 복원할 수도 있다.In this case, the vibration controller 107 drives the motor in reverse rotation using the second control signal, advances the rod 111 again, and moves the mechanical phase control means 108 as shown in FIG. 2. You can restore it to its original location. On the contrary, when the rotational speed of the twin shaft is kept constant through the twin-axis dynamic phase control, the ship is operated, and when the operation of the twin shaft engine is finished due to the end of the ship operation, the mechanical phase control means 108 is returned to its original position. It can also be restored.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be changed in various ways without departing from the gist thereof. It is obvious to those who have it.

1: 선체 구조물
105, 106: 쌍축
107: 진동 제어기
108: 기계식 위상 제어수단
109: 진동 감지기
111: 로드
112, 113: 베어링
114, 115: 제1 및 제2 톱니바퀴
116, 117: 제1 및 제2 가이드
118, 119: 제3 및 제4 톱니바퀴
120: 체인
121, 122: 제1 및 제2 치차1: hull structure
105, 106: twin axis
107: vibration controller
108: mechanical phase control means
109: vibration detector
111: load
112, 113: bearing
114, 115: first and second cogwheels
116, 117: first and second guides
118, 119: Third and fourth cogwheels
120: chain
121, 122: first and second teeth

Claims (6)

쌍축 선박에서 기계식 위상 제어로 동 위상을 제어하는 장치로서,
선체 구조물에 설치되어 진동을 감지하는 진동 감지기;
상기 진동 감지기에 의해 감지한 진동과 위상 제어를 위해 미리 설정된 기준 진동을 비교하여, 감지한 진동이 기준 진동보다 클 경우 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 진동 제어기; 및
상기 진동 제어기에서 발생하는 제어 신호에 따라 쌍축 선박의 쌍축을 상호 연결하여 쌍축의 회전 속도를 일치시키는 기계식 위상 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치.
As a device to control the copper phase by mechanical phase control in a twin-screw vessel,
Vibration detector installed on the hull structure to detect vibration;
A vibration controller that compares the vibration sensed by the vibration detector with a preset reference vibration for phase control, and generates a control signal for dynamic phase control when the detected vibration is greater than the reference vibration; And
And a mechanical phase control means for matching the rotational speeds of the twin shafts by interconnecting the twin shafts of the twin shaft vessels according to the control signal generated by the vibration controller.
청구항 1에서, 상기 진동 제어기는 감지한 진동과 기준 진동을 비교하는 비교기; 상기 비교기의 비교 결과에 따라 동 위상 제어를 위한 제어 신호를 발생하는 제어신호 발생기; 상기 제어신호 발생기에서 발생한 제어 신호를 기초로 동력을 발생하여 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치.
The method according to claim 1, The vibration controller is a comparator that compares the detected vibration and the reference vibration; A control signal generator which generates a control signal for in-phase control according to the comparison result of the comparator; An active mechanical in-phase control device for a ship, comprising a motor by generating power based on a control signal generated by the control signal generator.
청구항 2에서, 상기 모터는 상기 제어신호 발생기에서 발생하는 제1 제어신호에 따라 정회전을 하고, 상기 제어신호 발생기에서 발생하는 제2 제어신호에 따라 역회전을 하는 정역 모터인 것을 특징으로 하는 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치.
The ship according to claim 2, wherein the motor is a forward-reverse motor that rotates forward according to a first control signal generated by the control signal generator and reversely rotates according to a second control signal generated by the control signal generator. Active mechanical in-phase control device.
청구항 1에서, 상기 기계식 위상 제어수단은 상기 진동 제어기의 모터 축에 연결되어 정회전 또는 역회전에 따라 전진 또는 후진하는 로드; 상기 쌍축의 각각의 축에 고정된 제1 및 제2 톱니바퀴; 상기 로드의 양단에 대향되게 설치되어 전진 또는 후진하는 제1 및 제2 가이드; 상기 제1 및 제2 가이드의 일단에 설치되며 상기 제1 및 제2 톱니바퀴에 각각 맞물리도록 형성된 제3 및 제4 톱니바퀴; 상기 제1 및 제2 가이드의 타단에 설치된 제1 및 제2 치차; 상기 제1 및 제2 치차에 결합되는 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치.
The method according to claim 1, The mechanical phase control means is connected to the motor shaft of the vibration controller is a rod that forwards or reverses according to the forward or reverse rotation; First and second cogwheels fixed to each axis of the twin shaft; First and second guides installed opposite to both ends of the rod to move forward or backward; Third and fourth gears installed at one end of the first and second guides and formed to mesh with the first and second gears, respectively; First and second teeth installed at the other ends of the first and second guides; An active mechanical in-phase control device for a ship, comprising a chain coupled to the first and second gears.
청구항 4에서, 상기 로드는 상기 제1 및 제2 톱니바퀴와 상기 제3 및 제4 톱니바퀴가 상호 맞물려 회전할 때 상기 제1 및 제2 가이드를 회전시키는 제1 및 제2 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치.
In claim 4, The rod includes first and second bearings for rotating the first and second guides when the first and second cogwheels and the third and fourth cogwheels rotate in engagement with each other. It is characterized by an active mechanical in-phase control device for a ship.
청구항 5에서, 상기 동 위상 제어시 제1 톱니바퀴와 제3 톱니바퀴가 상호 맞물리며, 제2 톱니바퀴와 제4 톱니바퀴가 상호 맞물려 회전하는 것을 특징으로 하는 선박의 능동형 기계식 동위상 제어장치.The method according to claim 5, When the phase control, the first gear and the third gear are engaged with each other, and the second gear and the fourth gear are engaged with each other.
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