KR100629228B1 - 선박엔진의 축 진동 감쇄장치 - Google Patents

선박엔진의 축 진동 감쇄장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박엔진의 축 진동 감쇄장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 적정한 위치의 축 외주에 일정한 간격을 두고 회전전자석과 고정전자석으로 이루어진 진동 감쇄장치을 설치하고, 측의 비틀림진동과 엔진의 측면 및 마운트진동 정도에 따라 콘트롤부에서 상기 진동 감쇄장치의 자력을 제어하여 2개 전자석의 상호 자기력 작용에 의해 축의 진동을 감쇄시킴으로써 축계 또는 관련부품의 손상 및 피로파괴를 억제함에 따른 선박의 추진력 상실을 방지하고, 이에 따라 인명 및 경제적 손실을 예방할 수 있는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치에 관한 것이다.
본 발명은 엔진 축의 비틀림진동, 엔진의 측면진동 및 마운트진동을 센싱하여 전기신호를 출력하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서가 설치된 선박에 있어서, 상기 축의 일측 외주에 설치되며 2개의 전자석이 갖는 자기력의 상호작용에 의해 비틀림, 측면 및 마운트진동으로 발생되는 축의 진동을 최소화되도록 감쇄시키는 진동 감쇄장치와, 상기 축의 비틀림진동, 엔진의 측면진동, 마운트진동을 센싱하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서로부터 출력되는 신호에 의해 상기 진동 감쇄장치의 자력을 조절하는 콘트롤부로 구성되는 것에 특징이 있다.
선박, 엔진, 축, 축계장치, 진동, 전자석, 횡진동, 마운드진동, 비틀림진동

Description

선박엔진의 축 진동 감쇄장치{A device for reducing vibration of a shafting for a marine engine}
도 1은 선박 선체 내부의 엔진 축에 본 발명에 따른 진동 감쇄장치가 설치된 상태의 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 결합 종단면도.
도 4는 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 결합 종단면도.
도 5는 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 콘트롤부 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치에 있어 축과 회전전자석 커버의 다른 결합상태를 나타낸 예시도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 선체 2 : 엔진 3 : 축 3a : 키홈
5a~5c : 제 1 내지 제 3 진동감지센서 10 : 진동 감쇄장치
11 : 유동방지홈 12 : 절연재 13 : 회전전자석
13a,17a : 보빈 13b,17b : 코일
14a,14b : 회전전자석 커버 14c,14d : 몸체
14e,14f : 유동방지 돌기부 14g,14h : 스냅돌기
14i,14j : 스냅홈 14k : 키홈 15a,15b : 슬립링설치부
16a,16b : 슬립링 17 : 고정전자석 18 : 고정전자석 커버
19a,19b : 브러쉬 20 : 공간부 30 : 신호처리부
32 : 데이터처리부 33 : 연산처리부 34 : 데이터베이스
35 : 데이터베이스 36 : 전류제어부 40 : 콘트롤부
50 : 진동 감시장치 51 : 통신포트
본 발명은 선박엔진의 축 진동 감쇄장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 적정한 위치의 축 외주에 일정한 간격을 두고 회전전자석과 고정전자석으로 이루어진 진동 감쇄장치을 설치하고, 측의 비틀림진동과 엔진의 측면 및 마운트진동 정도에 따라 콘트롤부에서 상기 진동 감쇄장치의 자력을 제어하여 2개 전자석의 상호 자기력 작용에 의해 축의 진동을 감쇄시킴으로써 축계 또는 관련부품의 손상 및 피로파괴를 억제함에 따른 선박의 추진력 상실을 방지하고, 이에 따라 인명 및 경제적 손실을 예방할 수 있는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치에 관한 것이다.
일반적으로 동력 전달 축계장치, 예를 들면 디젤 엔진을 동력원으로 하는 선박용 추진축계 또는 증기터빈을 동력원으로 하는 발전설비의 구동축계는 전달 토크의 맥동, 축계장치의 고유진동 등에 의하여 필연적으로 비틀림 또는 진동이 발생하며, 그 발생량은 계측위치, 운전속도, 부하조건, 관련부품의 성능에 따라 변하게 된다.
이러한 진동이 과대하게 발생하면 축계 또는 관련부품의 손상 및 피로파괴를 유발하게 되므로 축계장치에서 발생하는 비틀림진동 상태는 지속적으로 감시되어야 하며, 선박의 추진축계 등에서 축계장치의 손상 및 파손은 선박의 추진력 상실을 초래하여 인명 및 경제적 손실이 막대하므로 일부 선박 안전 규정에서는 비틀림 및 진동 관련 부품인 비틀림 진동댐퍼, 탄성 커플링 등의 성능 유지상태에 대한 감시를 강제 사항으로 규정하고 있다.
또한, 측의 비틀림진동은 통상적으로 각도 또는 각속도의 변화량으로 계측되어지나, 축계장치의 특성에 따라 작은 각속도 진동량이라도 축계장치를 손상시킬 수도 있고, 높은 각속도 진동량이라도 축계장치의 안전성에 문제가 없을 수도 있으나, 이것은 축계장치에 따라 규격, 관련 부품의 기계적 특징등이 다르기 때문이며, 이러한 축계장치의 특성을 파악하기 위해서는 전산 프로그램에 의하여 축계장치에 대한 시스템 해석을 행하여 판단하여야 한다.
그러나 이러한 시스템 해석을 수행하기 위해서는 진동 댐퍼, 피스톤, 크랭크축, 탄성 커플링, 프로펠러 등의 진동 특성 관련 값인 탄성계수(k), 감쇠계수(c), 관성질량(m) 등을 정확히 알아야 하고, 고급의 전산 프로그램과 숙련된 기술자를 필요로 하게 된다.
따라서 축계장치의 손상방지 또는 손상부품의 최소화와 함께 축계장치의 가동율을 높이기 위하여 축계장치에서 발생하는 비틀림진동 상태를 지속적으로 감시 및 분석하여 이상 진동이 발생할 경우 경보를 발령하고, 이상 진동원인 등의 정보 를 운전자에게 신속하게 제공하는 비틀림진동 감시장치가 필요하게 된다.
이러한 비틀림진동 감시장치는 종래에 여러 차례 제안된 바 있으나, 1회성의 단순 계측 및 분석에 의한 축계장치의 설계 및 제작 결과 검증에 그쳤으며, 축계장치 관련 기능부품, 예를 들면 비틀림진동 댐퍼, 탄성 커플링 등의 손상, 마모 등에 의한 기능 저하시 점검이 곤란하였고, 축계장치의 구조적인 문제로 검출기의 취부 및 형식의 선택에 제약이 있었으며, 예방 정비제도 도입을 위한 경향 분석 및 그에 대한 자료 축적 불가능 등의 문제가 여전히 존재하였다.
상기의 문제점을 극복하기 위해 대한민국 등록실용신안 제 29208호(등록일자:2002년12월10일)에서는 비틀림진동 감시시스템이 제안되였으며, 이는 축계장치의 비틀림진동 상태를 지속적으로 감시하여 기능품의 성능저하, 관련부품의 손상 등 이상 발생시 시각적, 청각적 신호의 경보를 발생하고 운전자에게 이상 원인 정보를 시각적으로 보여주도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래 비틀림진동 감시시스템은 축계장치에서 발생하는 비틀림진동을 용이하게 지속적으로 감시하며, 이상 진동이 발생할 경우 운전자에게 이에 대한 비틀림진동 분석정보를 제공하여 운전자로 하여금 신속한 대책을 수립할 수 있도록 하고 있으나, 실질적으로 축계장치에서 비틀림진동이 발생할 경우 이를 억제하거나 보정하여 주지는 못함으로써 축계 또는 관련부품의 손상 및 피로 파괴를 유발하게 되어 선박의 추진력 상실을 초래함에 따라 인명 및 경제적 손실은 여전히 발생되고 있는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로써 적정한 위치의 축 외주에 일정한 간격을 두고 회전전자석과 고정전자석으로 이루어진 진동 감쇄장치을 설치하고, 측의 비틀림진동과 엔진의 측면 및 마운트진동 정도에 따라 콘트롤부에서 상기 진동 감쇄장치의 자력을 제어하여 2개 전자석의 상호 자기력 작용에 의해 축의 진동을 감쇄시킴으로써 축계 또는 관련부품의 손상 및 피로파괴를 억제함에 따른 선박의 추진력 상실을 방지하고, 이에 따라 인명 및 경제적 손실을 예방할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 엔진의 구동에 의해 동력을 전달하는 축과, 상기 축의 비틀림진동, 엔진의 측면진동 및 마운트진동을 센싱하여 전기신호를 출력하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서가 설치된 선박에 있어서, 상기 축의 일측 외주에 설치되며 2개의 전자석이 갖는 자기력의 상호작용에 의해 비틀림, 측면 및 마운트진동으로 발생되는 축의 진동을 최소화되도록 감쇄시키는 진동 감쇄장치와, 상기 축의 비틀림진동, 엔진의 측면진동, 마운트진동을 센싱하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서로부터 출력되는 신호에 의해 상기 진동 감쇄장치의 자력을 조절하는 콘트롤부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치를 첨부된 도 1 내지 도 6에 의해 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 제어장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 선박 선체 내부의 엔진 축에 본 발명에 따른 진동 감쇄장치가 설치된 상태의 예시도로서, 선박의 선체(1) 바닥면에 축(3)을 회전시켜 선박을 추진시키는 엔진(2)이 설치되어 있으며, 상기 선체(1)와 엔진(2)의 측면에서 발생되는 측면 진동을 억제 및 감쇄하기 위한 통상의 에어댐퍼(4a)(4b)가 설치되고, 상기 축(3)의 일측 외주에는 2개의 전자석이 갖는 자기력의 상호작용에 의해 축의 비틀림진동을 최소 및 감쇄시키는 진동 감쇄장치(10)가 설치된다.
상기 축(3)의 일측에는 비틀림진동을 센싱하는 제 1 진동감지센서(5a)가 설치되고, 엔진(2)의 일측면에는 엔진의 측면진동을 센싱하는 제 2 진동감지센서(5b)가 설치되며, 엔진(2)의 바닥면에는 엔진 자체의 발생되는 마운트진동을 센싱하는 제 3 진동감지센서(5c)가 설치된다.
또한, 축(3)의 비틀림진동과, 엔진(2)의 측면진동과, 마운트진동을 센싱하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~5c)로부터 출력되는 비틀림진동 신호에 의해 진동 감쇄장치(10)의 자력을 조절하여 축(3)의 진동을 감쇄시키는 콘트롤부(40)가 구비된다.
도 2는 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 결합 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치의 결합 종단면도로서, 상기 축(3)의 일측에 적정 길이를 두고 진동 감쇄장치(10)의 전.후 방향으로 유동을 방지하기 위한 유동방지홈(11)이 형성되어 있으며, 이 유동방지홈(11) 사이의 축(3) 외측에는 절연을 위한 절연재(12)가 설치되고, 상기 절연재(12)의 외측에는 보빈(13a)에 일정한 간격으로 코일(13b)이 권선되어 축(3)과 연동 회전하는 회전전자석(13)이 설치 된다.
상기 회전전자석(13)의 외측에는 상하로 구분되어 스냅홈(14i)(14j)과 스냅돌기(14g)(14h)에 의해 서로 결합되는 몸체(14c)(14d)가 구비되고,상기 몸체(14c) (14d)의 양끝단부에는 브러쉬(19a)(19b)를 통하여 코일(13b)에 전류를 공급하기 위한 슬립링(16a)(16b)이 설치되는 슬립링설치부(15a)(15b)가 형성되며, 상기 슬립링설치부(15a)(15b) 및 몸체(14c)(14d)의 경계면에는 축(3)에 형성된 유동방지홈(11)에 유입되어 회전전자석(13)의 유동을 방지하는 유동방지 돌기부(14e)(14f)가 형성된 회전전자석 커버(14a)(14b)가 설치된다.
여기서 상기 몸체(14c)(14d), 유동방지 돌기부(14e)(14f), 스냅돌기(14g) (14h), 스냅홈(14i)(14j), 슬립링설치부(15a)(15b)로 이루어지는 회전전자석 커버(14a)(14b)는 각각 일체로 형성하는 것이 바람직하며, 전류가 흐르지 않는 부도체로서 자기장은 원활하게 투과하고, 열에 강한 합성수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 회전전자석 커버(14a)(14b)의 외측에는 일정한 간격의 공간부(20)를 두고 보빈(17a)에 일정한 간격으로 코일(17b)이 권선되는 고정전자석(17)이 배치되며, 상기 고정전자석(17)의 외측에는 선체(1)의 바닥면과 고정되어 상기 고정전자석(17)을 고정시키는 회전전자석 커버(18)가 설치가 설치된다.
도 5는 본 발명에 따른 선박엔진의 축 비틀림진동 감쇄장치에 있어 콘트롤부의 블록도로서, 축(3)의 비틀림진동과, 엔진(2)의 측면진동 및 마운트진동을 센싱하여 그에 비례하는 전기신호를 출력하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~5c)의 출력신호를 필터링하여 진동주파수를 추출 및 샘플링하여 디지털신호로 출력하는 신호처리부(30)와, 다양한 기준 진동주파수 데이터 및 제어 데이터 즉, 전류방향, 전류세기, 전류 공급주기, 전류 도통주기, 전류 도통방향 등 각종 제어 데이터가 저장된 데이터베이스(34)와, 상기 신호처리부(31)로부터 수신되는 측정 진동주파수와 데이터베이스(34)에 저장된 기준 데이터와 연산하여 차이 값을 산출하는 데이터처리부(32)와, 상기 데이터처리부(32)의 산출 값과 데이터베이스(34)의 기준 데이터 값을 이용하여 전류의 방향, 세기, 주기 등을 연산하는 연산처리부(33)와, 상기 연산처리부(33)의 출력 데이터에 의해 전류 도통 각 및 주기, 도통방향 등의 전류 제어신호를 출력하는 제어신호발생부(35)와, 상기 제어신호발생부(35)의 출력신호에 의해 회전전자석(13) 및 고정전자석(17)에 전류를 공급하는 전류제어부(36)로 구성된다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 진동 감쇄장치(10)의 조립과정을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 분해사시도와 도 3 및 도 4에 도시된 단면도에서와 같이 유동방지홈(11) 사이에 있는 축(3) 외측에 절연재(12)를 설치한 다음, 회전전자석 커버(14a)(14b)를 회전전자석(13) 외측에 설치하고, 슬립링설치부(15a)(15b)에 슬립링(16a)(16b)을 설치한다.
상기 회전전자석 커버(14a)(14b)의 설치는 유동방지 돌기부(14e)(14f)를 축(3)에 형성된 유동방지홈(11)에 유입시킨 후, 스냅돌기(14g)(14h)를 스냅홈(14i) (14j)에 유입시키면 상기 회전전자석 커버(14a)(14b)가 서로 견고하게 결합됨으로 써 회전전자석(13)이 축(3)에 고정됨과 동시에 유동방지홈(11)과 유동방지 돌기부(14e)(14f)가 서로 맞물리게 되어 전.후 방향으로 유동되지 않게 되는 것이다.
그 다음, 상기 회전전자석 커버(14a)(14b) 외측에 고정전자석(17)과 고정전자석 커버(18)를 순차적으로 설치하게 되면 상기 고정전자석 커버(18) 내측 벽면에 고정전자석(17)이 밀착되는 형태로 설치됨으로써 일정한 간격의 공간부(20)가 자동으로 형성되며, 이 후 전류가 공급되는 브러쉬(19a)(19b)를 슬립링(16a)(16b)에 접촉되도록 설치함으로써 본 발명에 따른 진동 감쇄장치(10)의 조립을 완료하게 된다.
여기서, 공간부(20)의 간격은 실제 자력이 미치는 공간으로 엔진(2)의 출력정도와 축(3)의 직경 정도에 따라 서로 다르게 결정되며, 상기 고정전자석 커버(18)는 선체(1)의 바닥면에 볼트로서 견고하게 설치됨에 따라 고정전자석(17)의 유동은 전혀 발생되지 않게 된다.
이와 같이 조립된 상태에서 진동감지센서(5)의 출력신호에 의해 콘트롤부(40)에서 진동 감쇄장치(10)를 제어하여 축(3)의 진동을 감쇄시키는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 선박용 추진축계 또는 증기터빈을 동력원으로 하는 발전설비의 구동축계는 전달 토크의 맥동, 축계장치의 고유진동 등에 의하여 필연적으로 비틀림 또는 진동이 발생하며, 그 발생량은 계측위치, 운전속도, 부하조건, 관련부품의 성능에 따라 변하게 되고, 이러한 진동은 횡진동, 마운트진동, 비틀림진동으로 구분될 수 있다.
즉, 상기 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~5c)는 축(3)의 횡진동, 마운트진동, 비틀림진동을 센싱하여 그에 대응하는 전기신호를 출력하게 되며, 상기 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~5c)로부터 출력되는 횡진동, 마운트진동, 비틀림진동신호는 도 5에 도시된 콘트롤부(40)의 신호처리부(30)에 전송됨에 따라 필터링하여 신호에 포함된 노이즈를 제거한 다음, 횡진동, 마운트진동, 비틀림진동 주파수에 해당하는 신호를 분리한 후, 입력되는 진동주파수를 샘플링하여 디지털신호로 변환하여 데이터처리부(32)로 전송하게 된다.
상기 데이터처리부(32)는 신호처리부(30)로부터 출력되는 센싱된 진동주파수와 데이터베이스(34)에 저장된 기준 데이터와 비교 매핑(mapping) 및 연산하고, 양자의 진동주파수 차이값을 산출하여 연산처리부(33)로 출력하게 된다.
상기 연산처리부(33)는 데이터처리부(32)로부터 수신되는 양자의 진동주파수 차이값을 수신함과 동시에, 그 값에 해당되는 제어 데이터를 데이터베이스(34)로부터 읽어들여 진동 감쇄장치(10)인 회전 및 고정전자석(13)(17)의 코일(13b)(17b)에 공급될 전류의 방향, 전류의 세기, 전류의 공급주기를 계산함과 동시에 전류의 전류의 도통주기, 전류의 도통방향을 산출하여 제어신호발생부(35)로 전송하게 된다.
상기 제어신호발생부(35)는 연산처리부(33)로부터 전류의 방향, 세기, 공급주기, 도통주기, 도통방향의 제어 데이터를 수신하여 실질적으로 진동 감쇄장치(10)인 회전 및 고정전자석(13)(17)의 코일(13b)(17b)에 공급될 수 있도록 각종 제어 데이터를 아날로그신호로 변환하여 전류제어부(36)로 출력하게 된다.
상기 전류제어부(36)는 제어신호발생부(35)로부터 출력되는 전류 제어신호에 의해 진동 감쇄장치(10)의 회전전자석(13) 및 고정전자석(17)에 그에 합당한 교류(AC)전류를 공급하는 한편, 연산처리부(33)에서 연산된 값에 의해 설정된 전류방향, 전류세기, 전류 공급주기, 전류 도통주기, 전류 도통방향을 유지하도록 회전전자석(13) 및 고정전자석(17)을 제어하게 된다.
이때, 상기 콘트롤부(40)의 전류제어부(36)로부터 출력되는 제어전류는 브러쉬(19a)(19b)와 슬립링(16a)(16b)을 통해 회전전자석(13)의 코일(13b)에 공급되며, 고정전자석(17)의 코일(17b)에는 전류제어부(36)에서 직접 공급하게 됨으로써 축(3)과 연동 회전하는 회전전자석(13)에 안정된 전류를 공급하게 된다.
이와 같이 콘트롤부(40)로부터 출력되는 전류가 진동 감쇄장치(10)의 코일(13b)(17b)에 공급되면 상기 회전전자석(13)과 고정전자석(17)은 전자석의 성질을 띄게 되므로 공간부(20)를 사이에 두고 인력 또는 반발력이 작용하게 된다.
따라서 공간부(20)를 사이에 두고 회전전자석(13)과 고정전자석(17) 상호간에 강력한 인력 또는 반발력이 작용할 경우 전달 토크의 맥동, 축계장치의 고유진동 등 필연적으로 발생되는 횡진동, 마운트진동, 비틀림진동으로 인한 엔진(2) 축(3)의 진동을 감쇄시킬 수 있게 되는 것이다.
상기 회전전자석(13)과 고정전자석(17) 상호간에 강력한 인력 또는 반발력의 제어는 전술한 바와 같이 진동감지센서(5)로부터 출력되는 횡진동, 마운트진동, 비틀림진동의 주파수에 따라 콘트롤부(40)에서 전류방향, 전류세기, 전류 공급주기, 전류 도통주기, 전류 도통방향을 산출하여 결정하게 됨으로써 선박용 추진축계 또는 증기터빈을 동력원으로 하는 발전설비의 구동축계에서 필연적으로 발생되는 전 달 토크의 맥동, 축계장치의 고유진동 등을 현저히 감쇄시킬 수 있는 것이다.
또한, 도 5에서와 같이 진동 감쇄장치(10)를 제어하는 콘트롤부(40)는 통신포트(51)를 이용하여 기존에 사용되고 있는 진동 감시장치(50)와 통신함으로써 진동의 발생지, 진동주파수, 진동 감쇄장치(10)의 회전 및 고정전자석(13)(17)에 가해지는 전류방향, 전류세기, 전류 공급주기, 전류 도통주기, 전류 도통방향 등을 디스플레이되도록 하여 운전자에게 구동정보를 시각적으로 보여줄 수 있도록 되어 있다.
도 6은 본 발명에 따른 선박엔진의 축 진동 감쇄장치에 있어 축(3)과 회전전자석 커버(14a)(14b)의 다른 결합상태를 나타낸 예시도로서, 상기 축(3)의 유동방지홈(11)에 일정한 간격으로 키홈(3a)을 형성하고, 회전전자석 커버(14a)(14b)에 형성된 유동방지 돌기부(14e)(14f)의 끝단부에는 상기 키홈(3a)에 유입되는 키(14k)를 형성한 것이다.
즉, 회전전자석 커버(14a)(14b)를 축(3)에 설치할 경우 키(14k)를 키홈(3a)에 유입시키게 되면 축(3)과 회전전자석(13)은 키(14k)와 키홈(3a)에 의해 서로 맞물려 연동 회전하게 되어 회전전자석(13)이 개별적으로 회전하는 현상을 방지하도록 한 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 선박 엔진 축의 적정한 위치에 일정한 간격을 두고 회전전자석과 고정전자석으로 이루어진 진동 감쇄장치를 설치하고, 진동감지센서로부터 출력되는 횡진동, 마운드진동, 비틀림진동을 콘트롤러에서 축 의 진동 주파수에 따라 전류방향, 전류세기, 전류 공급주기, 전류 도통주기, 전류 도통방향을 산출하여 회전 및 고정전자석의 자력을 제어함에 따라 상기 2개의 전자석의 상호 자기력 작용에 의해 축의 진동을 최소화하도록 감쇄시킴으로써 축계 또는 관련부품의 손상 및 피로파괴를 억제함에 따른 선박의 추진력 상실을 방지하고, 이에 따라 인명 및 경제적 손실을 예방할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 엔진(2)의 구동에 의해 동력을 전달하는 축(3)과, 상기 축(3)의 비틀림진동, 엔진(2)의 측면진동 및 마운트진동을 센싱하여 전기신호를 출력하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~ 5c)가 설치된 선박에 있어서,
    상기 축(3)의 일측 외주에 설치되며 2개의 전자석이 갖는 자기력의 상호작용에 의해 비틀림, 측면 및 마운트진동으로 발생되는 축(3)의 진동을 최소화되도록 감쇄시키는 진동 감쇄장치(10)와,
    상기 축(3)의 비틀림진동, 엔진(2)의 측면진동, 마운트진동을 센싱하는 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~5c)로부터 출력되는 신호에 의해 상기 진동 감쇄장치(10)의 자력을 조절하는 콘트롤부(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치.
  2. 제 1항에 있어서 상기 진동 감쇄장치(10)는,
    상기 축(3)의 일측에 일정 길이를 두고 형성되어 진동 감쇄장치(10)의 전.후 방향으로 유동을 방지하기 위한 유동방지홈(11)과,
    상기 유동방지홈(11) 사이의 축(3) 외측에 설치되어 전기적 절연을 위한 절연재(12)와,
    상기 절연재(12)의 외측에 설치되며 보빈(13a)에 코일(13b)이 권선되어 축(3)과 연동 회전하고 브러쉬(19a)(19b) 및 슬립링(16a)(16b)으로부터 전류를 공급 받는 회전전자석(13)과,
    상기 회전전자석(13)의 외측에 설치되어 축(3)과 회전전자석(13)을 결합시켜 유동을 방지하고 전기적 절연기능을 갖는 회전전자석 커버(14a)(14b)와,
    상기 회전전자석 커버(14a)(14b)의 외측에 공간부(20)를 두고 설치되며 보빈(17a)에 코일(17b)이 권선되는 고정전자석(17)과,
    상기 고정전자석(17)의 외측에 설치되며 선체(1)의 바닥면과 고정되어 상기 고정전자석(17)을 고정시키는 회전전자석 커버(18)로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치.
  3. 제 2항에 있어서 상기 회전전자석 커버(14a)(14b)는,
    상하로 구분되어 스냅돌기(14g)(14h) 및 스냅홈(14i)(14j)에 의해 서로 결합되는 몸체(14c)(14d)와,
    상기 몸체(14c)(14d)의 양끝단부에 형성되어 슬립링(16a)(16b)이 설치되는 슬립링설치부(15a)(15b)와,
    상기 슬립링설치부(15a)(15b) 및 몸체(14c)(14d)의 경계면에 형성되며 상기 축(3)에 형성된 유동방지홈(11)에 유입되어 회전전자석(13)의 유동을 방지하는 유동방지 돌기부(14e)(14f)로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치.
  4. 제 3항에 있어서 상기 축(3)의 유동방지홈(11)에 일정한 간격으로 키홈(3a) 을 형성하고, 상기 회전전자석 커버(14a)(14b)의 유동방지 돌기부(14e)(14f) 끝단부에는 상기 키홈(3a)에 유입되는 키(14k)를 형성한 것을 특징으로 하는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서 상기 콘트롤부(40)는,
    상기 제 1 내지 제 3 진동감지센서(5a~5c)의 출력신호를 필터링하여 진동주파수를 추출 및 샘플링하여 디지털신호로 출력하는 신호처리부(30)와,
    다양한 기준 진동주파수 데이터 및 상기 진동 감쇄장치(10)의 제어 데이터 등 각종 제어 데이터가 저장된 데이터베이스(34)와,
    상기 신호처리부(31)로부터 수신되는 측정 진동주파수와 데이터베이스(34)에 저장된 기준 데이터와 연산하여 차이 값을 산출하는 데이터처리부(32)와,
    상기 데이터처리부(32)의 산출 값과 데이터베이스(34)의 기준 데이터 값을 이용하여 전류의 방향, 세기, 주기 등을 연산하는 연산처리부(33)와,
    상기 연산처리부(33)의 출력 데이터에 의해 전류 도통 각 및 주기, 도통방향 등의 전류 제어신호를 출력하는 제어신호발생부(35)와,
    상기 제어신호발생부(35)의 출력신호에 의해 회전전자석(13) 및 고정전자석(17)에 전류를 공급하는 전류제어부(36)로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박엔진의 축 진동 감쇄장치.
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