KR100300565B1 - 선박추진장치 - Google Patents

Abstract

유압 구동형 선박 추진 장치가 제공된다. 350마력 이하의 고속디젤엔진을 이용하여 유압펌프를 구동하고 이로부터 발생된 유압을 추진장치 본체에 내장하여 추진기를 직결 운전하는 유압모터에 공급하여 작동유압을 250기압, 유압모터 회전수를2,500rpm 정도로 고압 고속 운전되도록 유압시스템을 폐회로로 구성하여 작동유 흐름을 유압펌프의 경사각을 상하 90도까지 원격조종이 가능하도록 하는 신형식 선미추진장치로서 선미벽에 부착하여 추진기의 전후진운전을 간단하게 수행하는구조와 기능을 갖는다.

Description

선박 추진 장치{MARINE DRIVE APPARATUS}

본 발명은 선박 추진 장치에 관한 것으로서, 소형선박을 추진하기 위해 선미벽에 부착되어 전후진운전, 조향 및 인양각을 원격으로 제어 가능한 구조를 갖는 유압모터 직결구동형 선미추진장치에 대한 것이다.

종래에는 구동엔진의 동력에 의해 감속기어, 클러치, 역전장치를 거쳐 추진축에 연결되어 구동되는 추진기와 좌우 선회를 위해 설치되는 조타장치가 선저에 별도로 설치되는 등 구조 및 유지가 복잡하고 천해지역에서 해저면이나 수중 돌출물에 추진기와타가충돌하여 손상되는 문제가 있었다.

즉, 종래의 일반적인 선박에서는 선박을 원하는 방향으로 운항하기 위해 선내에 설치된 구동엔진으로 선체 외부까지 연장된 축에 프로펠러를 장착하여 추진력을 얻을 수 있도록 하고, 또 프로펠러 뒤쪽 선저에 타를 설치하고, 이 타의 회동각도를 조정할 수 있는 별도의 조타장치를 설치하여 선박을 운항할 수 있도록 되어 있어 그 구조가 복잡하며, 천해지역에서의 추진기와 타의 손상 확률이 높을 뿐만 아니라 프로펠러 또는 타를 수리하기 위해서는 선박을 도크에 올려 도크 내의 물을 뺀 상태에서 작업을 하여야 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 선박을 육양할 때 추진기와 조타장치가 지면에 접촉되어 손상되는 것을 방지할 수있도록 해주고,추진기와 밀봉씰 교체 등의 정비 유지시 추진장치를 90도 이상 상부로 인양 가능하게할 수 있어 유지 및 보수가 용이하며, 조타실 등에서 추진기의 각도를 원격 조정할 수 있어 추진기 본래의 기능 외에 타의 기능도 더 가지도록 하여, 별도의 타가 필요치 않은신형식 추진장치를 제공하는 데 있다.

나아가서는, 최근에 개발되어 국산화가 시도되고 있는 엔진직결형 선미추진장치와 유압모터 상부탑재형 선미추진장치에 비해서도 유압모터가 추진장치 본체에 내장되는 관계로 구동엔진과 추진장치 사이에 연결되는 플렉시블 조인트(CV joint), 구동축, 역전클러치, 감속기어, 수직축, 연결기어 등이 생략되므로 경량화 내지는 사이즈를 축소할 수 있으며 이들 구성부품의 손상문제를 제거하므로써 내구성을 향상시킬 수 있으며 인양각 조종범위를 60도 이내에서 90도 이상으로 증대할 수 있고 선박의 크기에 따라 추진장치 부착위치와 추진기의 높이가 달라짐에 따라 상부본체와 하부본체사이의 거리를 증가시키는 중간본체를 삽입하여 추진장치를 선미벽에 부착하는 고정판과 추진기 사이의 거리를 적절히 조정할 수있도록 한다.

도 1은 유압 모터 직결구동형 추진장치의 구성도.

도 2는 구동엔진과 유압시스템의 배기 및 냉각시스템 구성도.

도 3a, 3b, 3c는 각각 추진장치의 측면도, 배면도 및 평면도.

도 4는 전후진, 주행속도 원격제어 유압시스템 구성도.

도 5a, 5b는 조향각 및 인양각 원격제어 유압시스템 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 구동엔진 2. 유압펌프 3. 유압펌프 설치대

4. 유압모터 5. 배기가스관 6. 선미벽

7. 고정판 8. 틸팅암/핀 9. 인양실린더

10. 인양링크 11. 유압호스 12. 조향 요오크

13. 조향암/핀 14. 상부본체 15. 중간본체

16. 하부본체 18. 지지베어링/밀봉씰

19. 추진축 커플링 20. 추진축 21. 추진기

22. 흡입여과기 24. 유준스위치

25. 유냉각기 26. 작동유탱크 27. 유압조정밸브

28. 순환량조정밸브 29. 조종레버 30. 순환펌프

31. 방식아연판 32. 해수펌프 33. 방식아연판

34. 청수냉각기 35. 온도조절밸브 36. 청수펌프

38. 추진장치 39. 조향핸들

40. 조향펌프 41. 조향역지밸브 42. 조향실린더

43. 조향링크 45. 충격부하 구호밸브

46. 인양역지밸브 47. 인양구호밸브 48. 인양펌프 여과기

49. 인양펌프 탱크50. 직류모터 51. 인양펌프

본 발명의 목적은선박의 선미벽 내측선박의 내부소정 위치에 설치되는 엔진,엔진의 구동에 의해유압을 발생시키는 유압 펌프, 선박의 전후 추진 및 좌우 조향을 위해 인양 링크, 인양 실린더, 조향 링크 및 조향 실린더를 포함하는 인양/조향수단을 통해 상기 선미벽 외측에 현수 되며,상하 및 좌우로 선회 가능한 본체부,본체부의 내부에 제공되고, 유압 펌프와 유압 호스에 의해 연결되어 유압 펌프로부터 발생되는 유압을 이용해본체부 후단에 설치된 프로펠러를 회전시키기 위한 유압 모터, 유압을 이용하여 본체부를 좌우로 선회 운동시킬 수 있도록 하기 위한 유압 시스템 및엔진과 유압 시스템의 냉각을 위한냉각 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박추진장치에 의해 달성 가능하다.

위 본체부는인양 수단에 결합되고, 상부 본체, 상부 본체와 볼트에 의해 결합되며 분리 가능한 중부 본체 및 그 내부에 유압 모터로부터 연장하는 추진축에 커플링되는 프로펠러가 장착된 하부 본체를포함하는 구성으로 이루어지고, 엔진으로부터 발생되는 배기 가스를 엔진 및 유압 시스템을 냉각시킨 해수와 같은 통로로 배출시키기 위한 배출 수단을 더 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

위 본체부는 유압 시스템에 의해 상하로 선회운동 가능케 설치되어 있고, 추진축에는 지지 베어링과 밀봉씰이 장착되는 구성으로 하는 것이 더욱 좋다.

위 유압 시스템은 작동유를 수용하는 작동유 탱크, 유압 펌프로부터 유압 모터로 공급되는 유압을 조절하기 위한 유압 조정 밸브, 선박의 전진 또는 후진 운전을 선택적으로 조정하기 위해 작동유의 유동 방향을 조절하는 조종 레버, 및 유압펌프와 동축에 설치되고 작동유 탱크로부터 작동유를 흡입하여 작동유를 일방향으로 순환시키고 작동유의 누설량을 보충하고 작동유의 일부가 냉각기 및 여과기를 통과하도록 하여 작동유의 온도를 적정히 유지시키고 작동유 내에 포함된 이물질을 제거시키기 위한순환 펌프를 포함하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또, 위 냉각 시스템은엔진의 크랭크축에 설치된 구동 풀리와 V-벨트를 통해 구동되는 해수 펌프, 해수 펌프에 의해 유입된 해수와 열교환하여 유압 시스템의 작동유를 냉각시키는 유냉각기, 엔진의 동력을 빌어 구동되는 청수 펌프, 청수 펌프에 의해 순환되는 청수와 해수 펌프에 의해 순환되는 해수를 열교환시키는 청수 냉각기를포함하는 구성으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 조타장치와 추진기를 선저부에 별도로 설치하는 종래의 추진시스템이나 구동엔진과 추진기가 일체로 되어 선미벽 외부에 설치되는 선외기의 기능을 복합시킨 유압모터 직결구동형 선미추진장치는 구동엔진이 선내의 기관실에 설치되고 추진기와 조타기능을 갖는 추진장치 본체는 선미벽에 고정되며 본체 내부에는 유압모터와 여기에 직결된 추진축과 추진축의 해수유입방지를 위한 밀봉장치가 설치되며 밀봉장치를 거쳐 외부에 노출된 추진축에 추진기가 설치된다. 추진장치 본체의 형상이 전후방향으로는 넓고 좌우방향으로는 좁은 유선형 단면적을 갖기 때문에 좌우 조향시 조타기의 기능을 갖으며 유압펌프에서 공급되는 작동유의 흐름방향과 유량에 따라 유압모터의 회전방향과 속도가 변화되어 여기에 직결된 추진기를 전후진 또는 변속되도록 하며 본체의 조향각과 수심에 따른 추진기의 높이를 조정하는 유압실린더를 원격으로 제어할 수 있어 현재까지 개발된 여타의 추진장치 보다도 내구성과 제어성능을 향상시킬 수 있다. 구동엔진은 유압펌프를 직결구동하고 역전 및 감속기어나 플렉시블 커플링을 별도로 설치하지 않기 때문에 기관실내의 구동엔진과 여기에 부착된 유압펌프의 설치위치를 임의로 선정할 수 있어 선실구획을 효과적으로 활용 가능한 장점이 있다.

이하, 도 1 내지 5를 참조하여 일 실시 예에 따른 선박 추진 장치를 상세히 설명한다.

도 1에는 유압모터 직결구동형 선미추진장치가 도시되어 있다. 상기 추진 장치의 주요기능은 구동엔진의 배기가스 배출 및 냉각, 유압발생, 전후진 및 주행속도 변환, 조향각 및 인양각 조종, 추력발생 등을 들 수 있다. 도 1을 참조하면, 선내의 밀폐된 기관실에 설치된 구동엔진(1)의 유압펌프설치대(3)에 유압펌프(2)를 조립하고 유압모터(4)로 구동되는 선미추진장치는 선미벽(6)에 고정판(7)이 볼트로 고정되며 선박을 정박 또는 수리시 육양하거나 수심에 따른 추진기의 해저면의 돌출물에 부딪혀 손상되는 것을 방지하기 위해 고정판(7)에 설치된 2개의 인양실린더(9)로 인양링크(10)를 상하로 구동하여 틸팅암/핀(8)으로 연결된 추진장치가 적절한 인양각(tilting angle)으로 유지되도록 한다. 인양각과 조향각은 별도로 설치된 인양 및 조향 유압시스템(도 5에 도시)으로 원격 제어되며 틸팅암(8)은 고정판(7)에 일체로 주조된다. 추진장치의 좌우현 조향각(steering angle)은 틸팅암/핀(8)과 상부본체(14)에 부착된 조향암/핀(13) 사이의 조향요오크(12)로 연결된 추진장치를 상부본체(14)에 설치된 1개의 조향실린더(제5도 참조)를 원격 제어하여 조종한다. 엔진속도의 변경, 전후진운전, 인양각 및 조향각 조종은 선박의 갑판에위치한 집중제어반에서 수행된다. 추진장치 본체는 상부본체(14) 및 유압모터(4), 추진축 커플링(19), 추진축(20), 지지베어링/밀봉씰(18)이 내장되고 외부에 추진기(21)가 설치되는 하부본체(16)로 분리되며 추진기(21)와 고정판(7) 사이의 거리를 조절하기 위해 중간본체(15)를 삽입하며 이들은 볼트로 조립된다. 유압모터(4)의 회전력은 추진축 커플링(19)과 추진축(20)을 거쳐 추진기(21)에 전달되며 추진축(20)은 지지베어링/밀봉씰(18)에 의해 지지되고 또한 본체내부에 내재한 윤활유의 누설이 방지된다. 선미벽(6)을 중심으로 선내의 유압펌프(2)와 선외의 유압모터(4) 사이에 연결된 유압호스(11)와 구동엔진의 배기다기관과 구동장치에 연결된 배기가스관(5)은 구동장치가 좌우현(조향) 또는 상하(인양)로 조작되는 경우 손상되지 않도록 충분한 신축성과 내마모성을 유지하는 구조와 재질로 제작된다. 구동엔진의 배기가스는 배기가스관(5)을 통하여 선외의 수중으로 토출되게 함으로서 주행속도로 인한 수중의 배기가스관 출구에서 발생되는 진공 때문에 배기가스의 토출이 촉진됨에 따라 배기효과를 개선하도록 하고, 도 2를 참조하면, 강제 순환되는 냉각해수는 윤활유냉각기, 청수냉각기, 배기다기관을 거쳐 배기가스와 선미벽 후부의 수면하로 토출되도록 한다. 정상운전시에도 추진장치는 선미벽(6)에 직접 접촉되지 않고 인양실린더(9)로 지지되므로 주행 중에도 수심에 따라 선미구동장치의 인양각을 원격으로 미세 조정이 가능하여 해저 돌출물에 의한 선미구동장치의 충돌사고를 방지하고 육양시 선박의 주행관성을 이용하여 인력을 이용하지 않고서도 충분한 위치까지 육양이 용이하여 선박의 유지관리 및 선미추진장치의 보관이 현재까지 상품화된 제품보다 유리하다.

도 2에는 구동엔진(1)의 냉각과 배기 및 유압시스템의 냉각시스템의 구성이 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 엔진의 크랭크축에 설치된 구동풀리와 V-belt를 통하여 구동되는 해수펌프(32)에 의해 공급되는 해수는 유압시스템의 작동유를 냉각하는 유냉각기(25), 청수냉각기(34), 배기다기관(미도시)을 거쳐 배기가스와 혼합되어 추진장치 전방의 선미벽 외부로 토출된다. 상기 배기다기관을 냉각하는 것은 구동엔진(1)의 과열을 방지하고 배기배압을 낮추며 냉각해수와 혼합되어 수면하로 배출되도록 함으로서 선박의 주행속도에 영향을 받아 배기토출구에서 유체역학적 부압이 형성되므로 배기효율을 개선함은 물론 배기소음을 획기적으로 저감시킬 수 있다. 구동엔진(1)은 밀폐된 기관실 내부에 설치되므로 자동차엔진에서와 같이 공랭식을 채택하는 것은 불가능하므로 해수로 간접 냉각하는 청수냉각기(34)에서 구동엔진(1)을 냉각시킨 후토출되는 청수를 냉각시키고 적정한 청수의 냉각온도를 적절하게 유지하기 위해 온도조절밸브를 설치하며 이들 냉각청수는 구동엔진(1)의 동력으로 구동되는 청수펌프(36)로 강제순환 시킨다. 해수가 접촉되는 유냉각기(25), 청수냉각기(34) 및 해수냉각관이 부식되는 것을 방지하기 위해 냉각기의 해수 입출구 측에 방식아연판(33)을 부착하고 상기 배기다기관은 내열 및 내식성이 강한 스테인레스강으로 제작한다.

도 3a, 3b, 3c에는 유압모터로 구동되는 선미추진장치의 측면, 배면, 평면도가 각각 도시되어 있다. 선미벽(6)에 볼트로 고정되는 고정판(7)과 선미추진장치 본체와의 사이에는 본체를 상하 90도 이상 인양하고 좌우 30도 정도로 조향하는조향실린더(42)와 인양링크(10)가 설치되고 구동엔진의 배기가스를 배출하는 배기가스관(5)과 유압모터(4)에 유압을 공급하는 유압호스(11)가 선미벽(6)을 관통하여 선미추진장치에 연결된다. 추진장치 본체(14,15,16)는 선미벽(6)에 부착되므로 중량이 무거우면 선체의 평형유지에 어려운 점이 많기 때문에 철강재에 비해 60% 정도 중량을 경감시키는 알루미늄 합금으로 제작되고 유압모터(4)에 연결되는추진축(20)과 이들 사이의 추진축커플링(19)및 지지베어링을 윤활하기 위하여하부본체(16)관통구에 밀봉씰(18)을 설치하여 윤활유가 외부로 유출되어 해양오염을 시키는 것을 방지하고 있다. 추진장치의 윤활유는 추진장치가 운전 중 항상 해면에 접해있기 때문에 여기서 발생되는 발열량을 충분히 방열시키므로 별도의 냉각기를 생략하고 있으며 알루미늄 합금으로 제작된 본체와 축계장치의 부식방지를 위해 적정용량의 방식아연판을 고정판(7)과 상하부 본체(14,16)에 부착한다. 유압모터(4)는 추진축(20) 전단의 추진축 커플링(19)에 의해 연결되고 상부본체(14)의 프레임에는 조향암/핀(13)이 부착되어 유압실린더(9,42)에 의해 인양링크(10)와 조향요오크(12)를 작동시켜 추진장치가 좌우 30도 범위로 조향되거나 상하 90도 내외의 인양각을 유지하도록 힌지형으로 연결되게 한다. 추진기(21)의 회전수가 2,500rpm 정도로 고속 운전되므로 이를 직결 구동하는 유압모터(4)의 회전수 또한 2,500rpm 정도로 회전 가능하게 유압펌프에서 공급되는 작동유의 유량과 유압을 조정해야 한다.

도 4에는 선미추진장치를 유압모터(4)로 직결구동하고 전후진운전과 주행속도를 변환시키는 유압시스템이 도시되어 있다. 구동엔진(1)의도 1 유압펌프 설치대(3)에 고정된 유압펌프(2)에서유압모터(4)에 공급되는 유압은 유압조정밸브(27)로 조정되며 작동유의 흐름방향은 조종레버(29)로 조정되어 선박의 전후진운전을 가능케 한다. 주행속도를 증감시키기 위해서는 구동엔진(1)의 회전수를 조종반에서 엔진속도 제어레버(도시 안됨)로 원격 제어되며 유압펌프(2) 구동축에 연결된 순환펌프(30)는 작동유탱크(26)에 있는 작동유를 흡입여과기(22)를 거쳐 작동유에 혼입된 이물질을 제거한 후 흡입하여 25기압 정도로 승압시킨 후 일정방향으로만 작동유를 순환시키고 유압계통내의 누설량을 보충하거나 작동유의 일부를 유냉각기(25)에 통과시켜 작동유를 적정온도로 유지되도록 냉각한다. 유냉각기(25)를 통과한 후 작동유탱크(26)에 유입되는 작동유는 일정 유준을 유지하도록 하는 유준스위치(24)를 작동유탱크(26) 상부에 설치하여 작동유의 보충이 필요한 경우에는 보충구(23)를 통하여 보충하고 유준이 저하하는 경우에는 경보나 유압시스템이 정지되도록 하여 대형사고를 방지한다. 유압펌프(2)와 순환펌프(30)에 설정압력보다 높은 압력이 부가되는 경우 시스템의 손상방지를 위해 각각의 유압조정밸브(27), 순환량 조종밸브(28)를 설치한다.

도 5a, 5b에는 선미추진장치의 조향각과 인양각을 원격으로 제어하는 독립된 유압시스템이 도시된다. 도 5를 참조하면, 조향핸들(39)에 연결된 조향펌프(40)에서 발생된 유압을 조향실린더(42)에 공급하는 소형선박의 선미추진장치인 선외기나 워터젯트 추진장치의 조향시스템에 널리 이용되는 장치이며 조향펌프(40)는 양방향 토출형이므로 조향핸들(39)의 회전방향에 따라 토출방향이 변화되어 1개의 조향실린더(42)에 연결된 조향링크(43)를 좌우로 조작하여 추진장치를 조향하고 부하조건에 따라 조향펌프(40), 조향핸들(39) 및 조향실린더(42)가 반대방향으로 움직이는것을 방지하기 위해 조향역지밸브(41)를 설치한다. 인양각제어시스템의 경우 인양펌프탱크(49)에 들어있는 작동유를 직류모터(50)로 구동되는 인양펌프(51)에서 2개의 인양실린더(9)에 공급하여 인양링크(10)를 상하로 원격 조작하여 선미추진장치가 수심에 따라 적절한 위치의 인양각을 유지하도록 한다. 선미추진장치의 부하상태에 따라 선미추진장치의 위치가 변하는 것을 방지하기 위해 인양역지밸브(46)를 설치하고 계통내의 과도한 압력방지와 이물질의 혼입을 방지하기 위해 인양구호밸브(47)와 배출여과기(미도시)를 설치한다. 나아가서 과도한 충격하중을 방지하여 유압시스템을 보호하기 위해 펌프와 유압실린더 사이에 충격부하구호밸브(45)를 설치한다.

본 고안장치는 소형선박의 선미추진장치를 종래의 엔진으로 직접 연결하여 구동하는 방법 대신에 구동엔진과 축계장치의배치, 추진장치의 구조를 간소화하고 구동엔진을 변속으로 운전하면서 선박의 추진속도와 전후진운전을 유압펌프의 유량과 토출방향을 원격제어 함으로서 종래의 조향장치와 추진장치를 복합적으로 기능이 발휘되도록 하고 선박의 크기에 따라 선미추진장치의 고정판과 추진기의 거리를 적절히 조정하도록 필요에 따라 볼트로 결합되는 상부본체와 하부본체 사이에 중간본체를 삽입하여 추진기가선저의적절한 위치에서 추력을 발생토록 하여 추진효율을 높일 수 있는 구조를 갖도록 한다. 나아가서 연안을 항해하는 소형선박은 조석간만의 차이가 심하고 해상 부유물이나 해저돌출물에 의한 추진기의 손상이 빈번하여 추진장치를 선미벽에 직접 부착하여 고정하는 방법 대신에 인양실린더로 지지하도록 함으로서 항행 중 추진장치의 인양각을 필요에 따라 운전자가 원격으로 미세조정하여 추진기의 높이가 임의의 위치에 있도록 하여 선박과 추진장치를 안전하게 유지보관하고 육양시 인력에 의존하지 않고 선박의 주행관성을 이용하므로 써 적절한 육양위치까지 육양이 가능한 장점이 있다. 또 항행 중 추진장치가 파도나 이물질에 의해 과도한 충격을 받는 경우 인양각 조종유압실린더 내부의 유압이 유출되도록 하는 충격완충 구호밸브를 설치하여 인양각이 자동 조정되도록 하여 추진장치 본체와 추진기 및 인양각 조종 유압시스템의 손상을 방지한다. 또 선박이 고속으로 운항 중 선박이 좌우 방향으로 선회할 때 조향각 조종을 원활히 하기 위해 조종반에서 조향타를 조작하므로 써 원활한 조향기능을 갖도록 조향타에 직결된 유압펌프와 여기서 발생되는 유압에 따라 추진장치를 좌우방향으로 임의의 조향각을 유지토록 하는 유압실린더로 구성된 조향유압시스템을 설치한다. 최근의 국내연안을 항해하는 6만척 이상의 소형선박(3톤 이하)은 가솔린엔진으로 구동되며 대부분 수동으로 조향 또는 인양되는 선외기는 연료소비량이 많고 면세연료유 가격폐지로 운항경비 중 연료비가 차지하는 비중이 증가되고 가솔린연료에 윤활유를 혼합하여 사용되는 관계로 엔진에서 배출되는 불완전 연소 가스의 수중 방출로 인하여 해상오염원이 되고있어 대부분의 선외기를 추진장치로 사용하고 있는 소형선박소유자는 가솔린에 비해 가격이 1/3 수준인 디젤유의 사용이 가능하고 연료 소비율이 작은 선미추진장치의 사용을 희망하고 있다. 더욱이 유압모터직결형 선미추진장치는 구동엔진과 추진장치 사이에 플렉시블 조인트의 설치나 추진축 배열문제가 필요 없고 추진장치에 부착되는 감속기어, 역전기어 및 클러치 등이 제거되므로 다른 시스템에 비해 내구성이 크게 향상되고 운전조종성이 우수하다.

이하, 본 발명에 따른 선박 추진 장치의 용도와 특성을 자세하게 설명한다.

본 추진장치는 탑재선박의 전후진운전과 조향 및 추진장치 인양기능을 갖으며 밀폐된 기관실 내부에 설치된 구동엔진에 양흡입 정용량 사판식 피스톤형 유압펌프를 부착하고 여기서 발생된 유압은 폐쇄회로로 구성된 유압배관을 거쳐 추진장치본체에 내장된 사축식 정용량 피스톤형인 유압모터에 공급되며 일정방향으로 회전하는 유압펌프의 경사판의 경사각도를 원격으로 제어하므로 써 작동유의 흐름방향이 변하여 유압모터를 정방향과 역방향으로 회전시켜 유압모터에 직결된 추진기의 추력을 변화시키므로 써 선박이 전후진 방향으로 운전되도록 한다. 선박의 주행속도는 구동엔진의 연료분사량을 원격 조절하므로 써 유압펌프의 회전수가 변하여 작동유의 토출량을 조절함으로써 가능하고 유압시스템의 압력을 적정하게 유지하도록 유압조절밸브와 구호밸브를 설치하며 연속운전에 따라 작동유의 온도가 상승되어 유압시스템이 과열되거나 작동유의점도가 저하되어 출력이 저감되는 것을 방지하기 위해 유압펌프의 본체에 설치되고 유압펌프 구동축으로 구동되는 정용량형 기어식 순환펌프로 작동유탱크에서 흡입하여 누출량만큼 폐회로에 25기압정도의 압력으로 공급하고 토출량의 일부를 누출량과 함께 유냉각기에서 냉각되도록 하고있다. 동력발생장치인 구동엔진은 수랭식 고속디젤엔진이므로 엔진본체의 냉각청수와 윤활유를 각각의 냉각기에서 해수로 간접냉각하고 이들 냉각기를 냉각한 해수는 구동엔진의 크랭크축에 설치된 풀리로 구동되는 V-belt에 연결된 용적형 고무임펠러형 해수펌프에 의해 공급되며 냉각기를 냉각한 후 배기다기관을 거쳐 구동엔진 배기가스와 함께 선외로 배출된다. 배기다기관을 냉각하는 이유는 600℃ 정도로 고온인배기가스에 의해 엔진본체가 가열되는 것을 방지하고 배기소음을 감소시키고 배기효율을 높이기 때문이다. 해수가 통과하는 냉각기와 배기가스관 및 선미구동장치에는 부식방지를 위해 적정용량의 방식아연판을 부착하고 방식도장이 필요하며 배기다기관의 재질은 고온가스와 해수가 접촉되므로 내식성이 양호한 스테인레스강을 사용한다. 선미추진장치를 구동하는 유압시스템은 밀폐형이고250기압정도의 고압을 유지하므로 유압모터와 유압펌프 사이의 배관장치는 고압에 견디도록 고장력강으로 제작한다. 순환펌프 계통의 여과기, 냉각기, 저장탱크, 유준계는 비교적 저압을 유지하지만 10기압에서 견디는 구조와 재질을 선택한다. 유압시스템을 고압 밀폐형(Closed type)으로 하는 것은 구동엔진의 동력소모를 감소하고 유압시스템을 컴팩트하게 하며 추진기를 구동하는 유압모터의 회전수를 2,500rpm 이상으로 고속 운전토록 함으로서 추진장치의 설치면적을 축소하기 때문이다. 작동유의 온도상승을 방지하기 위해 종래에는 유냉각기를 유압조절밸브를 통과한 후 배출구에 설치하였지만 순환펌프로 순환되는 전량의 작동유를 냉각할 수 있도록 순환펌프 출구에 설치하였으며 이와는 별도로 조향각 조종시스템은 조향핸들의 조작방향으로 유압이 발생되는 양방향 토출형 조향펌프와 선미구동장치를 좌우로 30도 범위 내에서 원격조종되도록 하는 1개의 유압실린더로 구성되고 인양각 조종시스템은 직류전동기에 직결된 인양펌프를 절환스위치를 통하여 조작하므로 써 발생되는 유압을 2개의 유압실린더에 공급하여 상하방향으로 90도 범위에서 원격 제어되도록 하기 때문에 선박의 조타실의 집중제어반에서 변속, 전후진, 조타 및 인양각을 운전자 1인이 용이하게 조종할 수 있는 특징이 있다.

이와 같은 조타장치와 추진기를 선저부에 별도로 설치하는 종래의 추진시스템이나 구동엔진과 추진기가 일체로 되어 선미벽 외부에 설치되는 선외기의 기능을 복합시킨 유압모터 직결구동형 선미추진장치는 구동엔진이 선내의 기관실에 설치되고 추진기와 조타기능을 갖는 추진장치 본체는 선미벽에 고정되며 본체 내부에는 유압모터와 여기에 직결된 추진축과 추진축의 해수유입방지를 위한 밀봉장치가 설치되며 밀봉장치를 거쳐 외부에 노출된 추진축에 추진기가 설치된다. 추진장치 본체의 형상이 전후방향으로는 넓고 좌우방향으로는 좁은 유선형 단면적을 갖기 때문에 좌우 조향시 조타기의 기능을 갖으며 유압펌프에서 공급되는 작동유의 흐름방향과 유량에 따라 유압모터의 회전방향과 속도가 변화되어 여기에 직결된 추진기를 전후진 또는 변속되도록 하며 본체의 조향각과 수심에 따른 추진기의 높이를 조정하는 유압실린더를 원격으로 제어할 수 있어 현재까지 개발된 여타의 추진장치 보다도 내구성과 제어성능을 향상시킬 수 있다. 구동엔진은 유압펌프를 직결구동하고 역전 및 감속기어나 플렉시블 커플링을 별도로 설치하지 않기 때문에 기관실내의 구동엔진과 여기에 부착된 유압펌프의 설치위치를 임의로 선정할 수 있어 선실구획을 효과적으로 활용 가능한 장점이 있다.

이상 본 발명이 바람직한 실시 예에 근거하여 서술되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어 질 수 있으며, 이러한 변형 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. (정정)

   선박의 선미벽 내측선박의 내부소정 위치에 설치되는 엔진;

   상기엔진의 구동에 의해유압을 발생시키는 유압 펌프;

   상기 선박의 전후 추진 및 좌우 조향을 위해 인양 링크, 인양 실린더, 조향 링크 및 조향 실린더를 포함하는 인양/조향수단을 통해 상기 선미벽 외측에 현수 되며,상하 및 좌우로 선회 가능한 본체부;

   상기 본체부의 내부에 제공되고, 상기 유압 펌프와 유압 호스에 의해 연결되어 상기 유압 펌프로부터 발생되는 유압을 이용해상기 본체부 후단에 설치된 프로펠러를 회전시키기 위한 유압 모터;

   유압을 이용하여 상기 본체부를 좌우로 선회 운동시킬 수 있도록 하기 위한 유압 시스템; 및

   상기 엔진과 상기 유압 시스템의 냉각을 위한냉각 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박추진장치.
2. (정정)

   제1항에 있어서,상기 본체부는상기 인양 수단에 결합되고, 상부 본체, 상기 상부 본체와 볼트에 의해 결합되며 분리 가능한 중부 본체 및 그 내부에 상기 유압 모터로부터 연장하는 추진축에 커플링되는 상기 프로펠러가 장착된 하부 본체를포함하는 구성으로 이루어지고, 상기 엔진으로부터 발생되는 배기 가스를 상기 엔진 및 상기 유압 시스템을 냉각시킨 해수와 같은 통로로 배출시키기 위한 배출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 추진 장치.
3. (정정)

   제2항에 있어서,상기 본체부는 상기 유압 시스템에 의해 상하로 선회운동 가능케 설치되어 있고,상기 추진축에는 지지 베어링과 밀봉씰이 장착되는 것을 특징으로 하는 선박 추진 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 유압 시스템은 작동유를 수용하는 작동유 탱크, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 모터로 공급되는 유압을 조절하기 위한 유압 조정 밸브, 상기 선박의 전진 또는 후진 운전을 선택적으로 조정하기 위해 작동유의 유동 방향을 조절하는 조종 레버, 및 상기 유압 펌프와 동축에 설치되고 상기 작동유 탱크로부터 상기 작동유를 흡입하여 상기 작동유를 일방향으로 순환시키고 상기 작동유의 누설량을 보충하고 상기 작동유의 일부가 냉각기 및 여과기를 통과하도록 하여 상기 작동유의 온도를 적정히 유지시키고 상기 작동유 내에 포함된 이물질을 제거시키기 위한 순환 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 추진 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 냉각 시스템은 상기 엔진의 크랭크축에 설치된 구동 풀리와 V-벨트를 통해 구동되는 해수 펌프, 상기 해수 펌프에 의해 유입된 해수와열교환하여 상기 유압 시스템의 상기 작동유를 냉각시키는 유냉각기, 상기 엔진의 동력을 빌어 구동되는 청수 펌프, 상기 청수 펌프에 의해 순환되는 청수와 상기 해수 펌프에 의해 순환되는 해수를 열교환시키는 청수 냉각기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 추진 장치.