KR100390729B1 - 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유모멘트를 보정하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 보정장치(1)는 보정력을 발생시키기 위하여 축의 주위에서 유닛으로서 회전가능한 2개의 불평형 추(4, 10)로 분할된 불평형 질량체를 지닌다. 불평형 추는 회전축(7)에 관하여 편심 장착되어, 그 상대각도위치를(질량(M₁₊₂)의 공통중심과 회전축 사이의 거리가 짧은)제1의 위치로부터 (상기 거리가 긴)제2의 위치로 변화시킬 수 있다. 장치의 시동시 및 불평형 질량체의 최초의 1회전의 적어도 일부분의 회전중에, 불평형 추를 조정하여 질량의 공통중심을 회전축에 근접시켜, 작은 시동 토크로 장치를 시동할 수 있도록 한다. 불평형 질량체가 적절한 속도로 회전될 때, 불평형 추(4, 10)들이 상대적으로 회전하여, 원하는 크기의 보정 모멘트가 얻어지는 거리만큼, 불평형 질량체의 질량(M₁₊₂)의 공통중심을 회전축으로부터 이격시킨다.

Description

선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치{Apparatus for compensation of free moments resulting from inertia forces in an internal combustion engine in a ship}

본 발명은 선박의 피스톤 추진엔진, 특히, 대형 2 행정 크로스헤드 엔진에서 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치에 관한 것이며, 그 장치는 선박의 종방향에 있어서 엔진으로부터 소정의 거리를 두고 장착되도록 되어 있으며, 상기 장치는 수평축의 주위에서 회전가능한 불평형 질량체와, 장치의 시동 후에 불평형 질량체의 회전수 및 위상각을 엔진의 속도 및 위상각의 함수로서 제어할 수 있는 제어장치뿐만 아니라, 불평형 질량체를 회전시키는 구동수단을 지닌다.

그러한 장치 및 그 작동방법은 이미 공지되어 있는데, 예를들면, 유럽특허 제0010973호 명세서에 개시되어 있다. 그 특허명세서는, 엔진의 제1차 자유 모멘트를 보정하기 위한 단일의 불평형 질량체와, 제1차 및 제2차의 외부 모멘트를 각각 보정하기 위한 2개의 불평형 질량체를 구비한 장치를 개시하고 있다. 또한, 제2차 모멘트 보정기구가 공지되어 있는데, 수평축의 주위에서 반대방향으로 회전하는 2개의 회전 질량체에 의해, 발생되는 가변의 수직력이 보정된다. 선박의 주요 엔진에 관련하여 사용하기 위한 모멘트 보정기구는 통상 큰 보정력을 발생시켜야 하며, 각각의 회전 질량체는 충분히 큰 보정력을 발생시킬 수 있도록 상당히 큰 질량을 지닐 필요가 있다. 수평축의 주위에서 회전하는 불평형 질량체를 지니는 공지된 선박용 보정기구의 공통의 특징은 시동이 곤란하다는 것이다. 그 이유는, 회전운동의 개시시에, 큰 질량에 의한 큰 중력을 극복하여 불평형 질량체를 회전시켜야 하기 때문이다.

공지된 장치의 불평형 질량체를 회전시키기 위한 여러 가지 상이한 방법들이 개발되어 왔다. 한가지 방법에 따르면, 불평형 질량체가 완전 1회전하여, 그 속도를 서서히 증대시켜, 엔진과 동기화될 때까지, 불평형 질량체를 회전시키는 구동수단을 수회 절환(switching)하여, 질량체를 큰 진폭의 진자운동으로 일방향 및 반대방향으로 구동한다. 제어장치는 진동운동의 부단히 증대하는 진폭에 따라 연속적으로 구동수단을 절환하는 시간을 조정하여야 한다. 그러한 조정을 하려면, 매우 느린 회전속도에서 큰 토크를 발생시킬 수 있는 복잡하고 고가(高價)인 제어장치 및 구동수단을 필요로 한다. 상기 유럽특허에서는, 매우 큰 시동 토크를 발생시키기 위하여, 엔진에 장착된 펌프로부터 유압 유체를 공급하는 유압 모터를 사용하고 있다. 그러나, 큰 출력을 발생시키기 위하여 유압 모터 및 펌프의 크기를 크게 할 필요가 있으며, 또한, 펌프와 유압 모터 사이의 긴 유체 배관도 필요하며, 따라서, 모멘트 보정장치를 충분히 정확히 제어하는 것이 곤란하다는 것이 이해될 것이다.

유럽특허공고 제0409 462호 명세서는 엔진에 의해 발생하는 진동을 보정하기 위한 장치를 개시한다. 그 장치는 반대방향으로 회전하는 2쌍으로 되어 동심적으로 배치된 4개의 로터(rotor)를 지닌다. 바람직하지 않는 진동의 크기에 따라 장치에 의해 발생되는 관성력의 크기를 조정하기 위하여, 장치의 작동 중에, 각각의 쌍의 2개의 로터의 상대 각도위치를 0 - 180 ˚사이에서 조정할 수 있다. 4개의 로터의 위치는, 각각의 로터에 대한 전기 모터를 제어하는 제어유닛에 위치신호를 전달하는 고정된 센서에 의해 검출되며, 보정력의 크기 및 위상은 엔진의 작동 조건의 함수로서 조정된다. 로터는 작은 불평형 질량체를 지니며, 4개의 전기 모터들이 시동시의 특별한 제어를 필요로 하지 않고 회전운동을 발생시킬 수 있다. 선박용 모멘트 보정장치에 있어서, 불평형 질량체는 각각의 질량체에 직접 연결된 전기모터에 의해 장치를 시동시키는 것이 곤란할 정도의 큰 질량체를 지니며, 불평형 질량체의 운동을 조정하는 경우에는, 모터가 변화된 신호를 수용할 때부터 질량체가 새로운 속도에서 회전될 때까지 어느 정도의 시간이 걸릴 것이다.

미국특허 제4,289,042호 명세서는, 공통의 회전축의 주위에 동축적으로 장착된 2개의 로터를 지니는 바이브레이터(vibrator)를 개시하고 있으며, 그 로터들의 상대각도위치는, 바이브레이터의 스트로크를 조정하기 위하여, 즉, 진동 발생력의 크기를 조정하기 위하여, 조정될 수 있다.

프랑스특허 제1,115,555호 명세서는, 공통의 샤프트에 회전가능한 상태로 저널(journal)된 2개의 로터를 지니는 바이브레이터를 개시하고 있다. 하나의 로터는 스프링-장전된 후크를 지니며, 그 후크는, 다른 로터를 보지할 수 있으며, 상기 로터들 사이의 불평형을 상쇄하는 상대위치에 그 로터들을 유지시킨다. 바이브레이터의 시동 후에 로터가 충분히 큰 속도로 회전할 때, 후크가 해제되며, 로터는 불평형 질량체가 최대의 불평형 상태로 되는 제2의 상대위치까지 회전한다.

본 발명의 목적은, 매우 큰 불평형 질량체의 경우에 조차, 간단한 제어로, 작은 시동 토크에 의해 시동될 수 있는, 신뢰성이 높은 자유 모멘트 보정장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 장치는, 유닛으로서 회전가능한 불평형 질량체가, 그 자체로 공지된 방법으로 2개의 불평형 추로 분할되어 있으며, 상기 각각의 추가 공통의 수평회전축에 관하여 편심적으로 장착되어 있으며, 상기 불평형 추의 질량의 공통 중심이 회전축의 근방에 위치하는 제1의 위치와, 질량의 공통 중심이 회전축으로부터 더 이격되어 위치하는 제2의 위치 사이에서의 회전 운동 중에 회전축에 관한 불평형 추의 상대위치를 조정할 수 있도록 되어 있으며; 불평형 추의 회전중에 제1의 위치로부터 제2의 위치까지 불평형 추를 이동시키기 위한 조정장치는, 제2의 불평형 추에 형성된 단부벽을 구비하는 환형의 세그먼트의 형태로 된 적어도 하나의 압력실(pressure chamber)과, 제1의 불평형 추에 설치되어, 압력실내에 위치하며, 불평형 추가 상대적으로 회전하는 때에 압력실의 아치형 중앙선을 따라 이동하는 피스톤 부재와, 피스톤 부재의 양측에서 압력실로 개구되며, 제어 밸브를 통하여 유체 압력원 및 유체 드레인(fluid drain)에 각각 연결될 수 있는 2개의 유체 채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

공통 운동으로 회전가능한 2개의 불평형 추로 불평형 질량체를 분할하면, 불평형 추를 상대적으로 회전시키는 것이 가능하게 되며, 질량의 공통 중심을 회전축에 관하여 반경방향으로 이동시켜, 회전축에 관한 전체 불평형 질량체의 편심도를 변화시킬 수 있으며, 따라서, 특정 속도에서 불평형 질량체의 불평형도의 크기 및 보정 회전력의 크기를 변화시킬 수 있다. 불평형 추의 질량의 중심이 회전축의 양측에 있어서 직경방향에서 대향하고 있을 때, 불평형도는 최소로 된다. 그 위치로부터 불평형 추가 상대적으로 회전할 때, 질량의 공통중심은 회전축으로부터 이격되는 방향으로 이동하며, 불평형도가 증가되며, 또한 보정력도 증가한다. 이에따라, 전술된 바와같이, 최소의 불평형도 또는 불평형도가 없는 상태에서 장치를 시동시킬 수 있다. 그 결과, 불평형도는 원하는 크기로 조정될 수 있다.

무거운 불평형 추의 조정에 필요한 힘은, 적당한 유체 압력을 피스톤 부재에 가함으로써, 간단한 방식으로 얻어질 수 있다. 유체 압력 공급원은, 예를들면, 유압 펌프에 의해, 간단하고 매우 신뢰성있는 방식으로 제공될 수 있다. 조정장치의 작동은, 유체압력의 유지 및 단일의 제어밸브의 기능에만 의존하기 때문에, 조정장치의 작동의 신뢰성은 높다.

장치를 시동할 때, 질량의 중심이 회전축에 더 근접하거나 또는 회전축과 일치하도록 불평형 질량체를 조정하는 것이 가능하며, 또한, 불평형 질량체가 초기의 회전운동에 있어서 큰 중력에 대항하여 상승되지 않도록(다시말하면, 관성 모멘트가 작아지지 않도록) 불평형 질량체의 불평형도를 적당히 작게 또는 영으로 되게 할 수 있다. 이렇게 하면, 초기의 진자 운동을 필요로 하지 않고, 비교적 작은 토크로 불평형 질량체를 회전시킬 수 있다. 따라서, 온/오프 회로 차단기를 구비한 전기모터와 같은 소형이며 간단히 제어할 수 있는 구동기를 사용하는 것이 가능하다.

불평형 질량체가 회전할 때, 질량의 중심은 회전축으로부터 이격되도록 변화된다. 일단, 불평형 질량체가 회전하면, 편심 질량에 대한 중력의 영향은 없어진다. 그 이유는, 중력이 질량의 상방으로의 요동운동중에 흡수되는 에너지에 대응하는 운동에너지를 질량의 하방으로의 요동운동중에 발생시키기 때문이다.

대부분의 구동모터는, 정지하고 있을 때보다도 회전할 때에 큰 토크를 발생시키지만, 본 발명에 있어서는, 구동모터의 시동시에, 불평형 질량체의 질량의 중심을 회전축에 더 근접하거나 또는 회전축에 일치시킬 수 있는 실질적 효과를 달성할 수 있다. 회전축으로부터 이격되는 방향으로 불평형 질량체의 질량의 중심의 이동은, 예를들면, 50 ˚또는 100 ˚의 비교적 적은 각도의 회전후에 시작될 수 있으나, 불평형 질량체의 질량의 중심은, 필요한 토크에 대한 중력의 영향을 가능한 한 배제하도록, 적어도 불평형 질량체의 최초의 1/2 회전의 사이에는 회전축상에 유지되는 것이 바람직하다. 질량의 중심이 회전축으로부터 이격되도록 이동하기 전에, 구동모터가 최대 토크를 발생시키는 속도까지 불평형 질량체를 가속시키는 것이 실용적이라고 할 수 있다.

추진엔진의 외부 모멘트, 즉, 제2차 자유 모멘트는 엔진의 왕복운동하는 질량에 관한 관성력에 의해 발생되며, 상기 모멘트의 크기는 엔진의 속도에 의존한다. 엔진의 제2차 자유 모멘트는 선체의 진동 모드에 큰 에너지를 부여하며, 그것의 고유 진동수는 엔진의 현재 속도의 2배에 상당한다. 대형 2행정 디젤엔진에 있어서, 예를들면, 90 rpm의 속도에서, 제2차 자유 모멘트는 선체의 4-마디 또는 5-마디 수직 진동모드의 공명진동을 발생시키는 경우가 있다. 관련된 선체의 진동모드 및 마디의 위치는 선박의 부하상태에 의존한다. 보정장치의 수직 보정력은 보정 모멘트를 발생시키며, 그것의 크기는 보정장치로부터 선체진동의 가장 가까운 마디까지의 수평거리의 함수로 된다.

동일한 부하상태에서는, 가장 가까운 마디까지의 거리는 변화할 수 있다. 그 이유는, 엔진의 속도가 변화할 때에, 관련된 선체의 진동모드가 보다 다수의 마디 또는 보다 소수의 마디를 지니는 진동모드로 변화하기 때문이다. 예를들면, 전(全)부하에 있어서, 엔진은 5-마디 진동모드를 발생시키며, 부분부하(즉, 보다 낮은 엔진의 회전속도)에 있어서, 엔진은 4-마디 진동모드를 발생시키는 경우가 있다. 또한, 전술된 바와같이, 동일한 진동모드에 있어서도, 마디의 위치는 선박의 부하(하중)의 분포 및 부하의 양에 따라 변화하는 경우가 있다.

엔진으로부터의 자유 모멘트(바람직하게는, 제2차 자유 모멘트)에 의해 발생되는 진동은 선박의 선체에 관련된 진동 센서에 의해 검출할 수 있으며, 검출된 진동신호에 기초하여, 컴퓨터 유닛은 불평형 질량체의 질량의 중심과 회전축 사이의 거리의 연속적인 진동 감쇄 조정에 사용하는 제어신호를 결정할 수 있다. 측정된 현재의 진동수준에 기초하여, 컴퓨터 유닛이 진동의 감소가 바람직하다고 판정할 때, 보정력을 증대시킬 필요가 있거나 또는 감소시킬 필요가 있는가에 따라, 불평형 질량체의 질량 중심은 회전축에 대하여 더 이격되거나 또는 근접하도록 조정된다. 엔진 작동의 함수로서 보정장치의 회전수 및 위상각을 조정하는 것 이외에, 본 발명에 따른 장치는 또한 선박의 선체의 실제로 측정된 진동에 기초하여, 엔진의 현재의 작동에 따른 보정력의 크기 및 선박의 부하상태를 조정할 수 있다. 진동의 측정, 및 장치의 불평형도의 조정을 연속적으로 행할 필요는 없지만, 그것들의 측정 및 조정은, 선박의 부하상태가 변화한 후 및/또는 엔진의 부하가 실질적으로 변화할 때에, 적절한 기간에 걸쳐 실행될 수 있다.

물론, 경험적으로 얻어진 수치 데이터에 기초하여, 선박의 부하상태 및 엔진의 작동상태의 함수로서, 불평형 질량체의 질량의 중심을 자동적으로 조정할 수 있으며, 그 경우에는, 진동센서를 생략할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 제1의 불평형 추는, 회전축과 동축적으로 보정장치의 하우징에 저널되며, 연결부재에 의해 회전축의 방향으로 상호 분리된 2개의 피봇상에 편심적으로 장착된 2개의 본체로 이루어지며, 제2의 불평형 추는 2개의 본체 사이에 있어서 연결부재상에 그것과 편심적으로 요동가능한 상태로 저널되어 있다. 제2의 불평형 추가 축방향에 있어서 제1의 불평형 추의 내부에 위치하고 있으므로, 2개의 불평형 추의 질량의 중심은 회전축에 수직한 평면내에 존재할 수 있으며, 그에따라, 보정장치의 하우징은 불평형 추의 질량의 중심이 회전축의 방향으로 이격된 경우에 발생하는 회전 비틀림 모멘트의 영향을 받지 않는 효과를 발생시킨다.

한쪽의 불평형 추는, 불평형 추의 질량의 중심이 상호 짧은 거리로 이격되어 위치하는 제2의 위치에서 불평형 추의 상대각도위치를 결정하는 조정가능한 정지구를 지닐 수 있다. 시동 후, 다른 쪽의 불평형 추를 회전시켜 정지구에 접촉시킴으로써, 불평형도를 간단한 방법으로 변화시킬 수 있다. 그 정지구는 수동으로 조정할 수 있다. 그러나, 정지구의 수동 조정 대신에, 조정장치가 불평형 추를 제2의 위치로 자동적으로 배치시킬 수 있으며, 그 제2의 위치는 장치의 작동중에 조정할 수 있도록 되는 것이 바람직하다.

엔진의 자유 모멘트의 보정에 의해, 불평형 질량체의 위상각은 엔진의 위상 각에 합치하도록 정확히 조정된다. 즉, 보정 모멘트는 자유 모멘트에 대하여 반대 위상에 배치되어야 한다. 보정장치의 위상각의 조정은, 불평형 질량체가 그것의 제2의 위치에 있을 때의 불평형 질량체의 위상수정과 상대각도위치와의 상관관계에 대한 수정 테이블에 기초하여 수동으로 실행될 수 있다. 위상 수정은, 조정가능한 정지구를 조정할 때에, 제어장치에서 이루어지거나 또는 제어장치에 대한 입력의 조정에 의해 이루어질 수 있다. 변화된 엔진의 작동상태에 적합하도록 보정 모멘트를 조정하는 보정장치의 작동중에 조정가능한 정지구를 조정하는 경우, 위상수정을 수동조정하는 것은 확실히 바람직하지 않다. 그 이유는, 그 경우의 수동조정은 잘못된 조정을 초래하여, 선박의 선체에 큰 진동을 발생시킬 염려가 있기 때문이다.

위상 수정의 자동조정을 가능하게 하기 위하여, 보정장치는 다음과 같은 구성으로 할 수 있다 즉, 제2의 불평형 추의 요동축이 회전축과 일치하고, 축 방향으로 돌출하는 치부들을 지니는 아치형의 래크가 각각의 불평형 추에 고정되며, 상기 2개의 치가공된 래크가 그, 원호의 중심을 회전축상에 일치시킨 상태로 축방향으로 대향하여 배치되며; 회전축의 반경방향으로 연장하는 축의 주위에서 회전가능한 치차가 2개의 치가공된 래크들 사이에 배치되어 그 래크와 맞물리며, 상기 치차는, 고정적인 제로펄스발생기를 통과할 때 그 제로펄스발생기를 작동시키는 반경방향으로 돌출한 인디케이터 부재를 지니도록 구성된다.

불평형 추가 상대적으로 요동할 때, 치가공된 래크는 불평형 추의 질량의 공통중심의 각 변위에 정확히 대응하는, 불평형 추의 회전각도의 절반에 상당하는 아크만큼 치차를 원주방향으로 요동시킨다. 따라서, 치차는 항상 불평형 질량체의 질량의 중심을 나타내는 위치에 존재한다. 보정장치를 설치할 때, 장치의 위상각에 대한 수정치를 일단 결정하고, 엔진에 관하여 인디케이터 부재가 고정적인 제로펄스발생기를 작동시킬 때, 그 수정치는 불평형 추의 상대각도위치에 관계없이 순차적으로 수정된다.

부가의 적절한 실시예에 있어서, 치차는, 회전축을 따라 연장하는 로드에 운동을 전달할 수 있는 상태로 연결된 반경방향으로 연장하는 샤프트에 고정되어, 치차의 회전운동을 로드의 축방향 변위운동으로 변환한다. 제어밸브는 로드에 연결되어 있으며, 로드가 평형위치로부터 이격되도록 변위될 때, 제어밸브가 개방되어 유체압력을 유체채널로 안내하여, 로드를 평형위치로 회복시킨다.

하우징 및 밸브 슬라이더를 구비하며, 차단(cut-off) 에지와, 입구 및 출구 포트를 구비하고 있으며, 슬라이더가 하우징에 관한 평형위치로 복귀하도록 조정되는 제어밸브가 공지되어 있다. 로드 및 조정 구동자를 슬라이더 및 하우징에 연결함으로써, 조정 구동자는, 하우징과 불평형 추의 소기의 상대각도위치를 확립하도록 슬라이더와의 사이의 평형위치를 조정할 수 있다. 불평형 추가 소기의 위치로부터 이격되도록 회전할 경우, 치차가 회전하여 로드를 축방향으로 변위시키며, 슬라이더를 통하여 제어밸브를 개방하여 수정용의 유체를 압력실로 공급하며, 불평형 추의 소기의 각도위치를 회복시킨다. 제어밸브는 신속하게 작동하여, 예를들면, 1/2 ˚이내의 정확도로 불평형 추를 소기의 상대각도위치에 보지할 수 있다. 제어밸브의 평형위치를 조정할 수 있으므로, 조정가능한 정지구를 생략할 수 있다. 밸브 슬라이더를 구비한 제어밸브 대신에, 전자제어 변환밸브 형태의 제어밸브를 사용할 수도 있다.

불평형 질량체의 불평형도를 매우 간단한 방법으로 기계적으로 제어하는 특히 간단한 실시예에 있어서, 본 발명의 장치가 특징으로 하는 것은, 2개의 불평형 추가 인디케이터 부재를 각각 구비하며, 불평형 추의 1회전마다 인디케이터 부재가 센서를 통과할 때, 센서가 신호를 제어장치로 송신하며, 제어장치는, 수신된 신호 및 불평형 추의 질량의 중심에 관한 소기의 값에 기초하여, 불평형 질량체의 불평형도를 결정하며, 그 결정된 불평형도가 소기의 한계값을 초과할 경우, 불평형 추를 조정하도록 수정용 조정신호를 제어밸브에 전달한다.

제어장치는 1회전마다 각각의 불평형 추의 위치신호를 센서로부터 수용한다. 동일한 센서로부터 2개의 신호를 수용하는 사이의 시간간격에 기초하여, 제어장치는 불평형 추의 속도를 결정할 수 있으며, 또한, 상기 시간간격 및 2개의 센서로부터의 각각의 신호를 수용하는 사이의 시간지연에 기초하여, 불평형 추의 상대각도위치를 결정할 수 있다. 불평형 추의 질량의 중심에 관한 소정의 설정값은, 각각의 불평형 추의 질량, 및 회전축과 불평형 추의 질량중심 사이의 반경방향의 거리를 고려하여 정해진다. 측정된 값 및 상기 소정의 설정값에 기초하여, 제어장치는 불평형 질량체의 질량의 공통중심과 회전축 사이의 현재의 반경방향 거리를 계산할 수 있으며, 질량의 중심의 위상위치를 계산할 수 있다. 그 반경방향 거리에 따라 결정된 불평형도가 소정의 한계값 이상으로 소기의 값으로부터 벗어난 경우, 수정용 조정신호를 제어밸브로 보낸다.

본 발명에 따른 장치가 상기와 같은 구성을 지니므로, 기계적으로 조정가능한 정지구를 불평형 추에 설치할 필요가 없을 뿐만 아니라, 불평형 추의 현재위치를 결정하기 위한 기계적인 수단을 설치할 필요도 없다. 정확한 제어를 필요로 하는, 연속적으로 샘플링하는 인코더(encoder)를 구비하는 전기모터가 공지되어 있다. 그 인코더는, 예를들면, 회전부분에 설치된 스트립에 의해 구성되며, 그 스트립은 회전부분의 회전시에 센서를 각각 통과하는, 예를들면, 1024개의 마크로 이루어지며, 각각의 마크가 센서를 통과할 때, 대응하는 신호가 발생된다. 인코더를 구비한 그러한 공지의 구동모터를 사용함으로써, 시간적으로 상기의 계산보다도 더 간단한 계산방법으로 불평형 질량체의 불평형도를 결정할 수 있다. 장치의 구체적인 구성으로는, 불평형 추의 질량의 중심이 결정되며, 불평형의 크기 및 위치가 불평형 추의 상대각도위치의 함수로서 미리 계산되어, 제어장치에 기억된다. 부가적으로, 불평형 추의 상대각도위치와 구동모터의 마크(이 마크는, 불평형 추를 당해 각도위치에 유지시키기 위하여 각각의 불평형 추에 관한 위치신호를 수신하는 사이에 샘플링된다)의 수 사이의 상관관계에 관한 정보도 제어장치에 기억시킬 수 있다. 따라서, 소기의 불평형도는 다수의 마크에 의해 표시되며, 장치가 작동하고 있을 때에, 제어장치는 가산 및 감산 조작에 의해 소기의 수의 마크의 통과가 각각의 불평형 추에 관한 위치신호를 수신하는 사이에 측정되는지의 여부를 기억한다. 측정된 마크의 통과하는 수가 소정의 한계값 이상으로 원하는 값으로부터 벗어나는 경우, 제어장치는 조정신호를 제어밸브에 보낸다.

이제, 본 발명의 실시예들이 첨부도면을 참조로 더 상세히 설명될 것이다.

제1도는 선박의 주 엔진에 의해 발생하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치(1)를 제시한다. 그 엔진은 최대연속정격에서 80 - 120 rpm(분당 회전수)의 속도로 회전하는 대형의 2행정 크로스헤드 엔진이다. 저속의 경우, 엔진에 의해 발생하는 자유 모멘트는 저주파수 모멘트로 되어, 선박의 선체에서의 수직진동을 수반하는 공명진동을 발생시킬 위험성이 있으므로, 모멘트 보정장치를 사용할 필요가 있다.

모멘트 보정장치(1)는 선체의 적소(예를들면, 선체의 진동모드에서 가장 가까운 마디에 대하여 통상 유효한 긴 거리를 제공하는 스티어링 기어 룸)에 위치한 시트(3)에 볼트 고정 또는 용접된 하우징(2)을 지닌다. 제1의 불평형 추(4)는 하우징(2)내의 화이트메탈 베어링과 같은 베어링(6)에 장착된 2개의 피봇(5)들에 고정되어, 선체의 종방향 수직중심선에 실질적으로 수직한 회전축(7)의 주위에서 회전할 수 있다.

제1의 불평형 추(4)는 2개의 본체(8)로 이루어지며, 그 본체는, 예를들면, 가열끼워맞춤 또는 억지끼워맞춤에 의해, 회전축의 방향 및 연결부재(9)의 방향으로부터 보아 상호 정합하도록 대응하는 피봇(5)에 고정된다. 연결부재(9)는, 제1의 불평형 추가 전체적으로 단단한 결합부재로 되도록, 2개의 본체에 고정된다. 제2의 불평형 추(10)는 회전축의 방향에 있어서 2개의 본체(8) 사이에 위치하며, 금속 베어링을 지니는 2개의 링(11)에 의해 연결부재(9)에 저널된다. 예를들면, 링(11)은 제2의 불평형 추에 나사고정 또는 볼트고정된다.

제1 및 제2의 불평형 추는 함께 불평형 질량체를 형성하며, 그 질량체는 체인 또는 동기전달벨브(14)를 통하여 하나의 피봇상의 치차(15)에 작용하는 구동모터(13:이 모터는 하우징에 장착되어 있다)에 의해, 회전축(7)의 주위에서 공통의 운동으로 회전할 수 있다. 엔진과 동기하여 불평형 질량체가 회전할 때, 그 질량체의 공통의 중심은, 불평형 질량체의 현재의 속도에 있어서 그 질량체의 중심에 작용하는 원심력이 소기의 보정 모멘트를 발생시키는 크기로 되는 거리만큼 회전축(7)으로부터 이격되어 있다. 엔진으로부터의 제1차 자유 모멘트를 보정하기 위하여 장치를 사용하는 경우, 불평형 질량체는 엔진과 같은 속도로 회전하며, 제2차 자유 모멘트 등을 보정하기 위하여 장치를 사용하는 경우, 불평형 질량체는 주 엔진의 2배의 속도로 회전한다. 요동축(12)이 회전축(7)에 관하여 반경방향으로 변위하도록 연결부재(9)를 배치함으로써, 회전축(7)의 주위에 위치한 비활동 질량의 양이 최소로 되도록 제2의 불평형 추(10)의 질량을 회전축으로부터 이격되게 위치시킬 수 있으므로, 불평형 질량체의 전체 크기를 감소시킬 수 있다. 불평형 질량체의 전체적인 크기가 비교적 작게 되면, 그 만큼 작은 시동 토크로 장치를 시동할 수 있다.

전자컴퓨터유닛과 같은 제어장치(16)는 주 엔진의 회전수 및 위상각과 동기적으로, 불평형 질량체의 회전수 및 위상각을 제어한다. 그 제어장치는 와이어(17)를 통하여 구동모터에 대한 모터 제어부(18:예를들면, 구동모터가 전기모터인 경우에는 제어회로)에 연결된다. 제어장치는 적어도 불평형 질량체의 회전운동에 관한 정보를 제로펄스발생기(19)로부터 수용하며, 그 발생기는, 본체(8)의 대향단면에 장착된 작은 작동수단(21)이 발생기를 통과할 때마다, 와이어(20)를 통하여 신호를 제어수단에 송신한다.

제로펄스발생기(19)로부터의 신호는, 작동수단(21) 및 엔진에 장착된 제로펄스 발생기에 관련하여 불평형 질량체의 질량의 중심위치의 위상수정을 고려하여, 불평형 질량체의 현재의 위상각을 결정하기 위하여 사용된다. 위상수정은 제어장치의 조정부재(22)를 이용하여 수동으로 조정될 수 있다. 소정의 기간에 있어서의 제로펄스발생기(19)로부터의 신호의 수를 계수함으로써, 제어장치(16)는 불평형 질량체의 현재의 회전속도를 결정할 수 있다.

불평형 질량체의 속도의 더 민감한 측정을 원할 경우, 제어장치(16)는 와이어(23)를 통하여 임펄스 발생기(24)에 연결될 수 있다. 그 임펄스 발생기는, 불평형 질량체가 1회전의 일부만 요동할 때에 신호를 발생시킨다. 그러한 목적으로 사용되는 다양한 임펄스 발생기가 공지되어 있는데, 예를들면, 치차의 각각의 이의 통과를 통과를 검출하고, 치차의 1회전에 대하여 치차의 잇수에 대응하는 수의 신호를 발생시키는 소위 광학적 증분 인코더(Optical Incremental Encoder)또는 자기 센서가 있다. 측정된 신호에 기초하여, 제어장치(16)는 불평형 질량체의 현재의 각도위치, 각속도 및 각가속도를 결정할 수 있다.

주 엔진의 위상각 및 속도에 대한 현재의 값의 정보는 신호 와이어(25 및 26)를 통하여 제어장치(16)에 전달된다. 그 정보를 불평형 질량체의 운동에 관한 대응하는 현재의 값과 비교함으로써, 제어장치(16)는 2개의 운동을 동기시키도록 구동모터(13)에 대한 신호를 제어한다.

장치(1)를 시동시키는 경우, 제2의 불평형 추(10)가 요동축(12)의 주위에서 요동하여, 불평형 질량체의 질량의 중심을 회전축(7)에 더 근접시킨다. 이것은 조정장치에 의해 이루어지는데, 그 조정장치는 환형 세그먼트로서 형성된 2개의 압력실(30)로 이루어지며, 각각의 압력실의 반경방향 내측은 연결부재(9)에 의해 경계가 정해지며, 외측은 제2의 불평형 추(10)의 내표면에 의해 경계가 정해진다. 요동축(12)의 방향에 있어서, 압력실의 단면은 링(11)에 의해 경계가 정해진다. 2개의 압력실은 제2의 불평형 추에 설치된 2개의 돌기(31)에 의해 상호 격리되어 있다.

그 돌기는 요동축(12)에 평행하게 연장하며, 연결부재(9)에 접하는 개스킷을 구비한다. 따라서, 돌기의 측면은 압력실의 단부벽(32)을 형성한다. 연결부재(9)는 각각의 압력실내에서 축방향으로 연장하고 반경방향으로 돌출하는 피스톤부재(33)를 지지한다. 피스톤부재는 제2의 불평형 추의 원통형 내표면과 밀봉 접촉하는 개스킷을 구비한다. 제1의 불평형 추에 있어서는, 2개의 유체채널(34, 35)이 형성되며, 그 채널은 일단부에서 관련된 피스톤부재(33)의 양측에서 압력실로 개방되며, 타단부에서 하나의 피봇에 대응하는 환형의 그루브(36, 37)에 개방되어 있다.

그 환형의 그루브는, 하우징(2)을 통하여 제어밸브(40)를 통과하는 정지의 유체 채널에 유체연통하며, 그 제어밸브는 유체채널을 유체압력공급원(41) 및 유체 드레인(42)에 각각 연결한다.

예를들면, 윤활유 또는 유압오일을 압력 유체로서 사용할 수 있다. 공지된 바와같이, 압력공급원은 용기(45)로부터의 오일을 흡입도관(44)을 통하여 공급하는 하나의 펌프(43)로 구성될 수 있다. 전기모터(46)가 펌프를 구동하고, 고압측의 센서에 의해 전기모터를 조정하여, 일정한 공급압력을 얻는다. 축압기(47)가 제어밸브(40)의 작동에 의해 오일 시스템내에 발생된 압력 변화를 감쇠시킨다.

제어밸브(40)는, 도시된 위치에서, 유체채널(34)을 고압측에 연결시키고 유체채널(35)을 드레인에 연결시키는 절환밸브이다. 제어밸브를 절환하면, 유체채널은 상기 설명된 것과 반대의 태양으로 연결되며, 피스톤부재(33)로부터 이격되도록 돌기(31)를 가압하며, 제2의 불평형 추(10)를 제1의 불평형 추에 관하여 요동축(12)의 주위에서 요동시킨다.

각각의 불평형 추의 피스톤부재(33) 및 돌기(31)는 다음과 같이 배치되어 있다. 즉, 피스톤부재와 돌기가 상호 접하는 극한위치(도시되지 않았음)에 있어서는, 그것들이 불평형 추를 제6도에 도시된 제1의 상대위치에 보지하며, 그 제1의 상대위치에 있어서는, 불평형 추의 질량(M₁및 M₂)의 중심이 회전축(7)을 끼고 직경방향 양측에서 대향하며, 그로인해, 질량(M₁₊₂)의 공통중심은 회전축에 가능한 한 근접하게 위치하고, 불평형 질량체)의 불평형도가 최소로 된다. 제6도에 도시된 실시예에서는, 2개의 불평형 추의 질량의 공통중심이 회전축에 일치하고, 불평형도가 제로로 되어 있다.

불평형 질량체가 회전하면, 제어밸브가 적절한 시기에 절환되어, 제2의 불평형 추(10)가, 요동축(12)의 주위에서, 소기의 불평형도가 얻어지는 다른 위치(제2의 위치)까지 요동된다. 유체 드레인(42)은, 시프팅(shifting)이 예를들면, 20초가 걸리도록 유출오일을 제어하는 오리피스를 지닌다. 제7도 및 제8도에 도시된 바와같이, 상기 제2의 위치는, 요동축(12)을 중심에 지니는 원호를 따라 제2의 불평형 추(10)내에서 연장하는 관련된 안내트랙(15)에서 정지구(50)를 변위시킴으로써 조정될 수 있다. 조정 후, 정지구(50)는 안내트랙에 고정된다. 축방향으로 돌출한 정지구(52)는, 그 정지구가 안내트랙(51)내로 돌출하여 정지구(50)의 통로를 저지하는 위치에서 제1의 불평형 추(4)에 고정된다.

제2의 불평형 추(10)는, 제6도에 도시된 제1의 위치로부터, 제2의 극한위치의 불평형 질량체의 불평형도가 거의 최대로 되도록, 정지구는 안내트랙의 한단부의 근처에 고정되어 있다. 제7도에 도시된 바와같이, 불평형 질량체의 질량(M₁₊₂)의 공통중심은 회전축(7)으로부터 멀리 이격되어 있다.

제8도에서는, 제2의 불평형 추(10)만이 작은 각도()로 회전하는 만큼 제2의 극한위치에 도달하도록, 정지구(50)는 안내트랙(51)의 타단부의 근방에 고정되어 있다. 도시된 바와같이, 상기 위치에서 불평형 질량체의 질량(M₁₊₂)의 공통중심은 회전축(7)으로부터 약간 이격되어, 불평형 질량체에 적은 불평형도를 부여한다.

제1도에 도시된 바와같이, 조정가능한 정지구(50')를 제1의 불평형 추(4)에 선택적으로 고정할 수 있으며, 정지구(52')를 제2의 불평형 추(10)에 고정할 수도 있다. 커버(53)는 정지구의 수동조정을 할 때에 개방될 수 있다. 제어밸브(40)의 절환은 제어장치(16)로부터의 지시에 의해 이루어진다.

제3도는 변형 실시예를 제시하며, 그 실시예에서는, 장치의 작동중에 조정장치를 조정할 수 있다. 설명을 간단히 하기 위해, 제1도의 실시예와 비교하여 다른 사항만 설명하며, 제어장치(16) 및 그것에 관련된 연결 와이어 등은 설명되지 않았다. 제로펄스발생기(19)는 하우징의 더 높은 위치에 장착되며, 작동수단(21)은 본체(8)의 주변부에 장착되어 하우징의 내표면에 더 근접하여 위치한다. 한측부에 있어서, 제2의 불평형 추(10)는 링(11)에 정합한 오목부를 지니며, 그 오목부는 제2의 불평형 추에 고정된 기어 림(60)을 수용한다.

내측의 헬리컬 나사부를 구비한 파이프(61)가 회전축(7)과 동축인 피봇(5)내의 관통구멍에 회전가능한 상태로 저널되어 있다. 그 파이프는 본체(8)의 내부로 돌출하며, 기어 림(60)에 맞물리는 치차(62)를 지닌다.

외측의 헬리컬 나사부를 구비한 중심 로드(63)가 파이프(61)의 나사부에 맞물리며, 피봇(5)에 고정된 커버(68)를 관통하여 연장한다. 커버 및 로드는 회전축에 평행한 대응하는 그루브를 구비하여, 로드의 종방향 이동을 허용하지만, 피봇에 관한 로드(63)의 회전을 저지한다.

제1의 불평형 추(4)에 관하여 제2의 불평형 추(10)를 요동시킴으로써, 기어 림(60)이 요동하므로, 치차(62)가 회전된다. 치차(62)와 함께 파이프(61)가 회전하며, 파이프 및 로드(63)의 헬리컬 나사부의 상호작용에 의해, 로드가 종방향으로 변위된다.

제어밸브(40´)는, 로드(63)를 소정의 위치에 유지시키기 위하여 채널(34 및 35)들 전후의 오일의 유동을 제어하도록 구성되어 있다. 상기 소정의 위치는 센서(64)에 의해 결정되지만, 그 센서는 로드(63)의 단부에 접촉하도록 스프링에 의해 부하를 받아, 플레이트 부재(65)에 지지되어 있다. 그 플레이트 부재의 일단부는 회전축(7)에 직교하는 축의 주위에서 요동하도록 지지되며, 플레이트 부재의 타단부는 편심 디스크(66)와 같은 조정가능한 정지구에 의해 수동으로 조정가능하거나, 또는, 제어장치(16)에 의해 조정되는 전기작동 설정수단(67)에 의해 전기적으로 조정될 수 있다. 제어밸브(40´)는 제어장치(16)에 의해 조정되며, 로드(63)를 센서(64)로부터 철회되도록 제2의 불평형 추를 일시적으로 회전시켜, 그 센서를 다른 평형 위치용으로 조정할 수 있다.

제6도 내지 제8도로부터 알 수 있는 바와같이, 불평형 추가 상대적으로 회전하면, 불평형 질량체의 질량(M₁₊₂)의 공통중심이 회전축(7)에 관한 불평형 질량체의 각도위치를 변화시킨다. 이에따라, 주 엔진에 관한 불평형 질량체의 운동의 위상수정값이 변화한다. 제어장치(16)는 위상수정과 불평형 추의 상대각도위치 사이의 상관관계에 관한 수정 테이블을 지닐 수 있다.

제4도에 도시된 제2의 실시예에 있어서는, 동일한 기능을 갖는 요소에는 동일한 번호를 붙였다. 제2의 불평형 추(10)는 본체(8)로부터 축방향으로 이격되며, 연결부재(9´)상의 2개의 돌출 칼라(70)들 사이에 있어서 축방향으로 배치된다. 피봇(5´) 및 연결부재는 일체로 형성되어 동축적으로 연장하며, 제2의 불평형 추(10)의 요동축이 불평형 질량체의 회전축에 일치하도록 되어 있다. 제2의 불평형 추(10)를 향한 표면상에서, 본체(8)는 축방향으로 돌출된 이를 구비한 아치형의 치가공된 래크(71)를 구비한다. 그 치가공된 래크의 원호의 중심은 회전축(7)상에 위치하며, 따라서, 이는 회전축으로부터 일정한 반경방향 거리를 두고 위치한다. 제2의 불평형 추의 대향하는 표면은 치가공된 래크(71)와 축방향으로 대향하여 위치한 대응하는 아치형 치가공된 래크(72)를 지닌다. 치가공된 래크는, 예를들면, 관련된 불평형 추의 오목부내에 장착된 만곡된 치가공 래크로 주조되어 제조될 수 있다.

치차(73)는 2개의 치가공된 래크에 맞물리며, 회전축(7)에 대하여 반경방향으로 연장하는 축의 주위에서 회전가능하다. 반경방향으로 돌출한 인디케이터 부재(74)가 치차에 고정되어 있다. 제로펄스발생기(19´)가 하우징(2)에 장착되며, 인디케이터 부재가 그 제로펄스발생기를 통과할 때, 제로펄스발생기가 작동된다. 제2의 불평형 추(10)가 제1의 불평형 추에 관하여 요동할 때, 불평형 질량체의 질량의 공통중심의 회전각에 대응하는 원호만큼, 치차(73)가 인디케이터 부재(74)를 요동시키며, 그 결과, 장치의 위상수정을 자동적으로 조정한다.

치차(73)는 연결부재(9´)에 설치된 구멍을 통하여 축방향으로 연장된 보어(76)까지 반경방향으로 연장하는 샤프트(75)에 고정되며, 그 보어내에 있어서, 샤프트는 중간기어를 통하여 치가공된 로드(77)에 맞물리며, 치차(73)의 회전운동을 회전축(7)의 방향으로 치가공된 로드(77)의 변위운동으로 변환한다. 치가공된 로드(77)는 베어링(95)을 통하여 제어밸브(40´)내의 밸브 슬라이더(78; 제5도 참조)에 연결되어 있다.

제어밸브의 하우징은 종방향으로 변위가능한 치가공된 래크(79)에 고정되며, 그 래크는 제어장치(16)에 의해 제어되는 전기작동 구동기(80)에 의해 조정될 수 있으며, 불평형 추의 현재 원하는 각도위치를 조정한다.

제어밸브(40´)는, 전술된 바와같이 압력실(30)로 통하는 대응하는 유체채널(38, 39)에 연결된 2개의 출구포트(81, 82)를 지닌다. 더우기, 그 제어밸브는 유압공급원(41)에 연결된 입구포트(83)와, 유체 드레인(42)에 연결된 2개의 드레인 출구포트(84, 85)를 지닌다. 그 포트(81-85)들은 밸브 하우징 내부의 환형의 그루브(86-90)로 통하여 있다. 밸브 슬라이더(78)는 환형의 돌기(91-93)를 구비하며, 그 돌기는, 도시된 제어밸브의 중립위치에서, 출구포트(81, 82)를 입구포트(83) 및 드레인 출구포트(84, 85)로부터 차단한다.

예를들면, 밸브 슬라이더가 밸브 하우징에 관하여 우측으로 변위될 경우, 돌기(92)가 그루브(88)로부터 분리되고, 돌기(93)는 그루브(90)로부터 분리됨으로써, 출구포트(81)는 고압포트(83)에 연결하는 동시에 출구포트(82)를 드레인 포트(85)에 연결한다. 그에따라, 밸브 슬라이더를 중립위치로 복귀시키는 방향으로 제2의불평형 추(10)가 회전하며, 포트(81, 82)들이 다시 차단된다. 밸브 슬라이더가 밸브 하우징에 관하여 좌측으로 변위될 경우, 출구포트(81)가 드레인 포트(84)와 연결되고, 출구포트(82)가 고압포트(83)와 연결되어, 제2의 불평형 추는 밸브 슬라이더를 우측으로 이동시키는 방향으로 회전하여, 슬라이더를 중립위치로 복귀시킨다. 따라서, 제어밸브(40´)는 밸브 하우징의 종방향 변위에 따라 구동기(80)에 의해 조정될 수 있는 평형위치로 불평형 추를 배치시킨다.

진동센서(94)는, 수직 선체 진동의 배(antinode) 또는 선박의 선박의 일단부로 되는 것이 경험상 알려져 있는 위치에 있어서, 또는, 주갑판상에 있어서, 선박의 선체에 장착된다. 그 센서(94)는 제어장치(16)에 접속되어 있으며, 측정된 선체의 현재의 진동에 기초하여, 보정 모멘트를 최적의 진동 감쇄값으로 연속적으로 조정하도록, 제어장치가 불평형 추의 상대각도위치를 정교하게 조정할 수 있다.

제9도에 도시된 실시예에 있어서, 제1의 불평형 추는 그 주변부에 인디케이터 부재(301)를 지니며, 제2의 불평형 추(10)는 그 주변부에 대응하는 인디케이터 부재(302)를 지닌다. 그 인디케이터 부재들의 회전경로에 반경방향으로 정합한 상태에서, 2개의 센서(303 및 304)가 하우징(2)에 장착되며, 그 센서들은 각각의 신호 와이어(305 및 306)를 통하여 제어장치(16)에 연결되어 있다. 예를들면, 그 센서들은 유도센서(induction sensor) 또는 광학센서로 될 수 있다.

제어장치는 2개의 불평형 추의 질량(M₁및 M₂)에 관한 정보 및 회전축(7)으로부터의 관련된 질량중심의 반경방향거리(R₁및 R₂)에 대한 정보를 포함한다. 불평형추(4)가 샤프트에 견고하게 장착되어 있으므로, 센서(303)로부터의 신호는 불평형 질량체의 질량중심의 계산을 위한 개시점으로 사용될 수 있는 제로펄스를 나타낸다. M₁R₁및 M₂R₂가 불평형 추의 벡터 길이를 표시하며, 센서로부터의 신호가 벡터의 각도위치를 표시하고, M₁₊₂R₁₊₂는 회전질량의 벡터길이를 표시하는 간단한 벡터계산에 의해, 합성된 벡터에 기초하여, 회전축으로부터 불평형 질량체의 질량중심까지의 거리(R₁₊₂) 및 불평형 질량체의 각도위치를 결정할 수 있다.

불평형 질량체의 질량중심에 대한 위상위치가 원하는 위상으로부터 크게 벗어나 있는 경우, 제어장치는 모터제어부(18)에 수정 제어신호를 발송하여, 불평형 추에 대한 공통 회전운동을 조정할 수 있다. 거리 R₁₊₂가 소정의 한계값 이상으로 원하는 값으로부터 벗어나 있는 경우, 제어장치는 제어밸브(40´)에 수정 제어신호를 발송하여, 불평형 추(4)에 관하여 원하는 각도위치로 제2의 불평형 추(10)를 회전시킬 수 있다. 한계값은 절대값으로 될 수 있으며, 또한, 원하는 거리 R₁₊₂의 일정한 퍼센트로 될 수도 있다.

구동모터가 모터의 각도위치에 대한 신호를 발생시키는 인코더를 구비하고 있는 실시예에 있어서, 상기 신호들은 신호 와이어(23)를 통하여 제어장치(16)로 전달된다.

본 발명은 종래의 보정장치보다도 실질적으로 더 큰 불평형도를 지니는 진동 보정장치를 제공할 수 있다. 300 kg ×m까지의 불평형도를 제공할 수 있는 보정장치는 이미 공지되어 있다. 본 발명에 따르면, 회전축(7)으로부터 r = 57.3 cm의 거리만큼 이격되어 배치된 질량(M₁₊₂)의 중심을 지니는 5590 kg의 중량의 불평형 질량체에 대응하는, 예를들면, 3000 kg ×m까지의 불평형도를 사용할 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예의 종단면도이다.

제2도는 제1도의 장치의 선 II - II 를 따라 취한 단면도이다.

제3도는 본 발명에 따른 장치의 변형 실시예의 종단면도이다.

제4도는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예의 종단면도이다.

제5도는 제4도의 장치에 대한 제어 밸브를 제시하는 확대단면도이다.

제6도 내지 제8도는 제4도의 장치의 2개의 불평형 추에 대한 3 가지 상이한 각 위치를 제시하는 단면도이다.

제9도는 본 발명에 따른 장치의 부가의 실시예의 종단면도이다.

Claims (7)

1. 대형 2 행정 크로스헤드 엔진과 같은 선박의 피스톤 추진엔진에서 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치로서, 선박의 종방향에 있어서 엔진으로부터 소정의 거리를 두고 장착되도록 되어 있으며, 수평축의 주위에서 회전 가능한 불평형 질량체(unbalanced mass)와, 상기 불평형 질량체를 회전시키는 구동수단(13, 14)과, 상기 불평형 질량체의 회전수 및 위상각도를 엔진의 속도 및 위상각도의 함수로서 제어하는 제어장치(16)를 지니는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치에 있어서,

   유닛으로서 회전가능한 상기 불평형 질량체는 2개의 불평형 추, 즉 제1의 불평형 추(4) 및 제2의 불평형 추(10)로 분할되어 있으며, 상기 각각의 추가 공통의 수평회전축(7)에 관하여 편심적으로 장착됨으로써, 상기 불평형 추의 질량(M₁₊₂)의 공통중심이 상기 회전축의 근방에 위치하는 제1의 위치와, 상기 질량의 공통중심이 상기 회전축으로부터 더 이격되게 배치되는 제2의 위치 사이에서의 회전운동 중에, 상기 회전축에 관한 상기 불평형 추의 상대위치를 조정할 수 있도록 되어 있으며; 상기 불평형 추의 회전중에 상기 제1의 위치로부터 상기 제2의 위치까지 상기 불평형 추를 이동시키기 위한 조정장치는, 상기 제2의 불평형 추(10)에 형성된 단부벽(32)을 구비하는 환형의 세그먼트의 형태로 된 적어도 하나의 압력실(30)과, 상기 제1의 불평형 추(4)에 설치되고, 상기 압력실내에 위치하며, 상기 불평형 추가 상대적으로 회전하는 때에 상기 압력실의 아치형 중앙선을 따라 이동하는 피스톤 부재(33)와, 상기 피스톤 부재의 양측에서 상기 압력실로 개구되며, 제어밸브(40, 40´)를 통하여 유체 압력원(41) 및 유체 드레인(42; fluid drain)에 각각 연결될 수 있는 2개의 유체 채널(34, 35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1의 불평형 추(4)는, 상기 회전축(7)과 동축적으로 보정장치의 하우징(2)에 저널되며, 연결부재(9)에 의해 상기 회전축의 방향으로 상호 분리된 2개의 피봇(5)상에 편심적으로 장착된 2개의 본체로 이루어지며, 상기 제2의 불평형 추(10)는 상기 2개의 본체 사이에 있어서 상기 연결부재상에 그것과 편심적으로 요동가능한 상태로 저널되는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2의 불평형 추(10)는, 상기 불평형 추의 질량(M₁, M₂)의 중심이 상호 짧은 거리로 이격되게 배치되는 제2의 위치에서 불평형 추의 상대각도위치를 결정하는 조정가능한 정지구(50)를 지니는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정장치가 상기 불평형추(4, 10)를 상기 제2의 위치로 자동적으로 배치시킬 수 있으며, 상기 보정장치(1)가 작동하고 있는 사이에 상기 제2의 위치를 조정할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2의 불평형 추(10)의 요동축이 상기 회전축과 일치하고; 축방향으로 돌출하는 치부들을 지니는 아치형의 래크가 각각의 불평형 추에 고정되며, 상기 2개의 치가공된 래크(71, 72)가 그 원호의 중심을 상기 회전축(7)상에 일치시킨 상태로 축방향으로 대향하여 배치되며; 상기 회전축의 반경방향으로 연장하는 축의 주위에서 회전가능한 치차(73)가 상기 2개의 치가공된 래크들 사이에 배치되어 그 래크와 맞물리며; 상기 치차는, 고정적인 제로펄스발생기(19´)를 통과할때 그 제로펄스발생기를 작동시키는 반경방향으로 돌출한 인디케이터 부재(74)를 지니는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 치차(73)는, 상기 회전축을 따라 연장하는 로드(77)에 운동을 전달할 수 있는 상태로 연결된 반경방향으로 연장하는 샤프트에 고정됨으로써, 상기 치차의 회전운동을 상기 로드의 축방향 변위운동으로 변환하며, 상기 제어밸브(40´)가 상기 로드에 연결됨으로써, 상기 로드가 조정가능한 평형위치로부터 이격되도록 변위되면, 상기 제어밸브를 개방하여 가압유체를 상기 유체채널로 공급하며, 그 유체공급이 로드를 평형위치로 회복시키는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 2개의 불평형 추가 대응하는 인디케이터 부재(301, 302)를 각각 구비하며, 상기 불평형 추의 1회전마다 인디케이터 부재가 대응하는 센서(303, 304)를 통과할 때에 발생하는 신호가 상기 제어장치(16)로 송신되도록 되어 있으며, 수신된 상기 신호 및 불평형 추의 질량(M1, M2)의 중심에 관한 예정된 값에 기초하여, 상기 제어장치가 불평형 질량체의 불평형도를 결정하며, 그 결정된 불평형도가 원하는 불평형도로부터 소정의 한계값 이상으로 벗어난 경우, 상기 제어장치가 수정조정신호를 상기 제어밸브(40´)에 전달하도록 상기 불평형 추를 조정하는 것을 특징으로 하는 선박의 내연기관의 관성력에 기인하는 자유 모멘트를 보정하기 위한 장치.