KR940001623B1 - 선박용 추진장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

선박용 추진장치
제1도는 신규의 추진장치의 개략도.
제2도는 제1도의 변형의 부분도.
제3도는 종좌표는 요구되는 추진력 P을 나타내며, 횡좌표는 선박속도 vs(좌측)와 추진엔진크랭크축 속도 nk(우측)을 나타내는 그래프.
본 발명은 선박용, 특히 여객선용 추진장치에 관한 것으로, 추진엔진으로 이용되는 저속 2행정 디젤엔진을 통해 크랭크축에 직렬로 연결되고, 가변피치 프로펠러를 구비한 최소한 1개의 구동축과, 선박의 전기장치에 공급되는 전기에너지를 발생하는 제너레이터를 각각 구동하는 최소한 2개의 보조 디젤엔진이 설치되는 선박용 추진장치에 관한 것이다.
여객선, 특히 순항선박에 요구되는 최고속도는 최대 요구 순항속도를 상당히 초과한다. 이 최고속도는 예외적인 경우에만 요구되지만, 추진장치는 최고속도에 대해 설계되어야 하며, 따라서 이 추진장치가 너무 크게 설계되어 있어서 설정된 엔진력이 비교적 비효율적으로 이용되었다.
한편, 안전상의 이유로 요구되는 전기에너지를 발생시키기 위한 보조 디젤엔진의 엔진력은 필요 이상으로 상당히 커야하며, 따라서 요구되는 파워는 중속 또는 고속 보조엔진에 의해서만 발생된다. 설정된 파워의 잉여분은 예를 들면 30∼40%이다.
본 발명의 목적은 선박에 최소한 3개의 디젤엔진의 형태로 설정된 전(全)엔진력의 이용을 향상시키는 것이다. 이를 위하여 본 발명에 의하면, 전기 모터/제너레이터는 일측 추진엔진의 크랭크축에 기계적으로 연결되고, 타측이 선박의 전기장치에 전기적으로 연결되며, 선박의 전기장치로부터 파워를 공급받아서, 추진엔진의 크랭크축을 통해 구동축에 파워를 공급하거나, 또는 선박의 전기장치에 추진엔진의 잉여구동력을 전달한다.
이와 같이 추진엔진은 안전한도를 허용하면서, 예를 들면 최대 파워의 90%를 이용해서 최대 순항속도에 요구되는 파워를 공급할 수 있도록 설계하며, 이 파워는 추진능력의 기본부하를 형성하며, 반면에 최대 순항속도보다 고속인 경우의 추진력은 추진엔진의 크랭크축에 기계적으로 연결된 제너레이터를 통해 선박의 전기장치의 잉여보유력으로부터 공급받는다.
그 결과 신규의 추진장치의 2행정 디젤엔진은 통상적으로 요구되는 순항속도범위에 유용하며, 이 추진장치는 소량의 연료소모, 저렴한 유지비와 트랜스미션 손실의 제거 등의 특징을 가지고 있다.
동기(同期)장치가 모터/제너레이터로 이용될 경우, 동기속도에 도달한 후, 추진력 예를 들면 선박속도의 증가를 위해서는 가변피치 프로렐러의 블레이드의 피치만 변경시키는 것에 잇점이 있다.
잇점은 선박의 저속에 기인한 어떤 잉여력이 존재할 경우, 가변피치 프로펠러 블레이드의 피치를 변경시킴으로써, 추진력을 증가시키지 않고도 모터/제너레이터의 동기속도까지 회전속도를 증가시킬 수 있는 것이다. 다음에, 동기속도에서 유용한 추진엔진의 잉여력이 모터/제너레이터에 의해 전기에너지로 변환되어, 선박의 전기장치에 공급된다. 이리하여, 보조 디젤엔진의 출력은 감소될 수 있으며, 전기에너지는 추진장치의 경제적 2행정 디젤엔진에 의해 발생될 수 있다.
이를 위해 저속 모터/제너레이터는 추진엔진의 크랭크축에 직접 연결될 수 있다. 또는, 이 전기장치의 크기가 너무 클 경우에, 추진엔진의 크랭크축과 모터/제너레이터 사이에 스텝다운기어를 설치해도 되며, 이 경우 기어와 크랭크축 사이에 가요성 클러치를 설치해도 된다.
본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 각각 가변피치 프로펠러(2)에 이어지는 2개의 구동축(1)을 포함하는 추진장치를 나타낸다. 구동축(1)은 디젤추진엔진(3), 즉 저속 2행정 엔진에 각각 직접 연결되어 있다. 그리고, 2개의 구동축(1) 대신에 1개 또는 2개 이상의 구동축도 이용할 수 있다.
선박의 전기장치(4)에 파워를 공급하기 위해 4개 또는 그 이상의 제너레이터(5)가 설치되어 있다. 각 제너레이터(5)는 별개의 보조 디젤엔진(6) 즉 중속 또는 고속 4행정 엔진에 의해 구동된다. 이 엔진에 설정된 용량은 전기에너지 요구량이 예를 들면 계수 1.25∼1.5로 수차례 충족될 수 있을 만큼 크다.
본 발명에 의하면, 2개의 모터/제너레이터(7)는 일측이 선박의 전기장치(4)에 연결되며, 타측이 제1도의 스텝다운기어(8)를 통해 또는 제2도와 같이 직접 추진엔진(3)의 크랭크축(9)에 연결되어 있다. 제1도에 있어서, 가요성 클러치(10)는 크랭크축(9)으로부터 기계적으로 모터/제너레이터(7)를 분리시키는데 이용된다. 상기와 같이, 추진엔진(3)은 최대 파워의 약 90%를 이용할때, 최대 요구 순항속도를 유지할 수 있도록 설계되어 있다.
이 파워는 제3도의 좌측 그래프의 점(11)에 대응한다. 그러므로, 선박속도영역(A)은 추진엔진(3)만에 의해서 충족될 수 있다. 이 파워는 회전속도를 변화시켜 조정할 수 있다는 잇점이 있다.
제3도의 좌측부의 점(11)과 (12) 사이의 속도영역(B)에 대해 요구되는 파워는 추진엔진(3)만으로는 충족될 수 없다. 이 영역에 있어서는, 본 발명에 의하면, 모터/제너레이터(7)는 선박의 전기장치(4)로부터 파워를 공급받아 크랭크축(9)을 통해 구동축(1)으로 공급된다.
제3도의 우측부에 나타낸 바와 같이, 점(11)에서의 추진력은 모터/제너레이터(7)의 동기속도(ns)와 일치(제2도) 또는 대응(제1도)하는 크랭크축 속도(점 13)에 해당된다.
종래의 추진엔진(3)의 속도규제장치 자체는 파워를 더 증가시킨 후에도 회전동기속도(ns)는 일정하게 유지되며, 요구되는 파워의 증가는 가변피치 프로펠러(2) 블레이드의 피치를 변경시켜 공지의 방법으로 충족시킬 수 있도록 설계된다. 이와 같이 최대 선박속도(12)에 요구되는 파워는 점(14)에 도달하며, 요구되는 파워(C)는 선박의 전기장치(4)로부터 전기 모터/제너레이터(7)를 통해 공급된다.
상기한 바와 같이, 저선박속도 예를 들면, 제3도의 그래프의 점(15) 또는 (16)에서 2행정 추진엔진(3) 및 4행정 보조엔진(6) 사이에 상당한 효율차가 있을 경우, 파워는 회전속도 대신 블레이드를 규제하여 조정 가능하며, 회전속도는 동시에 n1으로부터 ns로 증가될 수 있다. 이리하여, 속도영역(D)에서 추진엔진(3)으로부터 이용가능한 보유력은 선박의 전기장치(4)에 전기에너지로 모터/제너레이터(7)에 의해 공급된다.

Claims (5)

  1. 추진엔진으로 이용되는 저속 2행정 디젤추진엔진(3)을 통해 크랭크축(9)에 직렬로 연결되고, 가변피치 프로펠러(2)를 구비한 최소한 1개의 구동축(1)과, 선박의 전기장치(4)에 공급되는 전기에너지를 발생시키는 제너레이터(5)를 각각 구동하는 최소한 2개의 보조 디젤엔진(6)이 설치되는 선박용 추진장치에 있어서, 전기 모터/제너레이터(7)는 일측이 추진엔진(3)의 크랭크축(9)에 기계적으로 연결되고, 타측이 선박의 전기장치(4)에 전기적으로 연결되며, 선박의 전기장치(4)로부터 파워를 공급받아서, 추진엔진(3)의 크랭크축(9)을 통해 구동축(1)에 파워를 공급하거나, 또는 선박의 전기장치(4)에 추진엔진(3)의 잉여 구동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
  2. 제1항에 있어서, 스텝다운기어(8)가 추진엔지(3)의 크랭크축(9)과 모터/제너레이터(7)의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
  3. 제2항에 있어서, 클러치(10)가 추진엔진(3)의 크랭크축(9)과 스텝다운기어(8)의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
  4. 제1항∼제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터/제너레이터(7)는 동기장치인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
  5. 제1항∼제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터/제너레이터(7)의 동기속도(ns)에 도달된 후, 가변 피치 프로펠러(2)의 블레이드를 조정하여 파워를 변화시키는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
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