KR100990306B1 - 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치에 관한 것으로, 그 목적은 이중반전프로펠러용 저널베어링 장치에 있어서, 저널베어링으로의 윤활유 공급을 원활하게 하여, 열의 발생을 최소화하고, 마찰로 인한 침식을 방지하며, 프로펠러의 추진효율을 향상시킬 수 있는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 내측 회전축의 윤활유 공급통로를 통해 윤활유가 공급되고, 윤활유 공급구를 통해 오일포켓내로 윤활유가 공급되는 이중반전프로펠러용 저널베어링 장치에 있어서; 상기 윤활유 공급구가 윤활유 공급통로를 중심으로 방사형으로 형성되고, 상기 윤활유 공급구의 끝단에 연결하여 오일포켓을 형성하되, 상기 윤활유 공급구의 끝단이 내측 회전축의 회전방향에 대하여 선단에 위치하도록 오일포켓의 일측에 치우치게 배치 형성되도록 되어 있다.

저널베어링, 이중반전프로펠러, 베어링, 선박, 윤활유

Description

이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치{Device for Lubrication Oil Path in Journal Bearing of Contra-rotating Propeller Shaft}

본 발명은 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치에 관한 것으로, 회전축의 회전방향에 대하여 윤활유 공급구를 오일포켓 앞쪽에 배치하여 공급되는 윤활유의 속도저하방지 및 유막을 원활하게 형성할 수 있는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 이중반전 프로펠러는 선박 추진 시스템의 추진효율을 상승시키기 위하여 프로펠라 추진력을 효과적으로 활용하기 위한 것으로, 프론트 프로펠라를 가지는 외측 회전축과, 외측 회전축에 장착되고 리어 프로펠러를 가지는 내측 회전축을 서로 반대방향으로 회전시키도록 되어 있다.

상기와 같은 이중반전 프로펠러는 프로펠러 캐비테이션 성능의 개선, 기진력의 억제, 프로펠러 부하의 감소, 프로펠러 크기의 감소, 조종성능의 향상, 추진효율의 상승 및, 소음/진동이 감소되는 특성이 있다.

그러나, 이와 같은 이중반전 프로펠러는 중공의 외측 회전축내에 또하나의 동력전달축인 내측 회전축을 이중으로 축설하고 내측 회전축은 외측 회전축 내부에 배치된 베어링으로 지지되며 외축은 선미관 베어링에 의해 지지되는 구조상 문제점으로 인하여, 내측 회전축의 베어링은 내외측 회전축이 서로 반전하여 상대속도가 상승되며, 윤활오일이 원활히 공급되지 못해 고온의 열이 발생되는 문제점이 있었다.

즉, 회전축에 직각 방향 하중을 지지하는 베어링에 대규모 하중이 부하될 경우, 윤활면에 초기 공급된 윤활유 만으로는 장시간 운전을 할 수 없게 된다. 특히, 하중 부하가 클 경우, 베어링 접촉면에 열이 발생되어 초기 공급된 윤활유는 변질되거나 소모되어 베어링 기능을 수행할 수 없게되므로 베어링 윤활면에 지속적으로 윤활유를 공급하여 유막을 유지하도록 하여 발생된 열을 윤활유가 흡수하여 배출하여야 한다.

종래에는 상기와 같은 윤활유 공급의 문제점을 해소하기 위한 국내특허로는 대한민국 공개번호 특 1996-0004159 호, 공고번호 특1995-0012275 호, 공고번호 특1996-0001561호, 공고번호 특1990-0004060 호 및, 특허등록 제 0243070 호 등등이 있다.

특히, 일본 평5-45479호(이중반전프로펠라용 선미관베어링)은 오일공급홀이 내측 회전축의 중심홀로부터 반경방향으로 형성되고, 내측 회전축과 외측 회전축 또는 반전베어링 사이에서 반전베어링 표면을 향해 오일공급홀로부터 고압의 오일이 분사되어 유막을 형성함으로써, 유막에 의해 윤활작용이 이루어지도록 되어 있 다.

이와 같은 종래의 선출원특허들은 대부분 윤활유를 윤활면에 고르게 공급하기 위하여 윤활면 일부 면적에 윤활유가 고일 수 있는 공간을 마련하여 면적의 가운데에 윤활유를 공급하도록 되어 있었다.

그러나, 부하되는 하중이 크거나 축이 고속으로 회전하는 경우 별도의 공간을 통해 윤활유가 공급된다 하더라도, 윤활유에 의한 유막 형성이 어렵거나, 윤활면에 시공된 공간내에 이물질이 고여 그 기능을 효과적으로 수행할 수 없게 되는 현상이 발생되었다.

특히, 별도 공간의 가운데를 중심으로 윤활유 공급구가 형성되어 있으면, 한쪽 방향으로 주로 회전하는 회전체 베어링의 경우, 윤활면에서의 공급 윤활유의 흐름이 내축 표면에서 회전방향의 반대 방향으로 흐르게 되므로, 윤활면 일부 공간의 가운데로 공급되는 윤활유는 내축 표면 회전방향으로 거슬러 흐르지 못하게 되는 현상이 발생될 뿐 만 아니라, 흐르더라도 거슬러 공급되는 부분의 윤활유 공급 속도가 떨어지는 현상이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 이중반전프로펠러용 저널베어링 장치에 있어서, 유막형성을 위한 윤활유 공급을 원활하게 하여, 열의 발생을 최소화하고, 마찰로 인한 침식을 방지하며, 프로펠러의 추진효율을 향상시킬 수 있는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 회전축의 회전방향에 대하여 오일포켓의 앞쪽에 윤활유 공급구가 위치하도록 배치하여, 윤활유의 흐름을 원활하게 하고 불필요한 오일포켓 공간을 최소화하여 유막 면적 저하를 방지할 수 있는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 오일포켓의 선단홈 및 후단홈을 곡면으로 처리하여 유막을 원활하게 형성할 수 있는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 내측 회전축의 윤활유 공급통로를 통해 윤활유가 공급되고, 윤활유 공급구를 통해 오일포켓내로 윤활유가 공급되어 유체 윤활작용을 위한 유막을 형성시키는 이중반전프로펠러용 저널베어링 장치에 있어서;

상기 윤활유 공급구가 윤활유 공급통로를 중심으로 방사형으로 형성되고, 상 기 윤활유 공급구의 끝단에 연결하여 오일포켓을 형성하되, 상기 윤활유 공급구의 끝단이 내측 회전축의 회전방향에 대하여 선단에 위치하도록 오일포켓의 일측에 치우치게 배치 형성되도록 되어 있다.

또한, 상기 오일포켓은 곡선의 오목한 홈 형상으로 이루어지되, 윤활유가 흘러나가는 부위의 유막 형성을 시작하는 부분에서는 볼록 곡면으로 이루어 지고, 윤활유 공급구의 끝단은 오목한 홈형상의 최하단에 연결되도록 형성되어 있다.

이와 같이 본 발명은 내측 회전축의 회전방향에 따른 윤활유의 흐름을 고려하여, 윤활유 공급구와 오일포켓을 연결 배치시켜 회전축의 고속회전시에도 오일포켓 내부의 윤활유 공급속도를 일정하게 유지할 수 있으며, 오일포켓 볼록곡면과 외축사이의 윤활유가 유막을 원활하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 오일포켓을 곡선의 오목한 홈 형상으로 형성하여, 윤활유 공급구를 통해 공급되는 윤활유가 오일포켓내에서의 정체없이 신속하게 흐를 수 있으며, 높은 압력을 받을 시에도 유막 형성을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 저널 베어링 윤활면으로의 윤활유 공급을 용이하게 하여, 저널베어링의 열 발생을 최소화하고, 마찰에 따른 침식현상을 방지하며, 저널 베어링의 기능을 장시간 일정하게 유지시킴으로써, 프로펠러의 추진력을 향상시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 단면구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 변형된 오일포켓의 형상을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 또다른 변형된 오일포켓의 형상을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 중공의 외측 회전축(10)내에 또하나의 동력전달축인 내측 회전축(20)이 이중으로 축설되고, 내측 회전축의 윤활유 공급통로(21)와 연결된 윤활유 공급구(22)를 통해 오일포켓(23)내로 윤활유가 공급되는 이중반전프로펠러의 저널베어링 장치에 있어서; 상기 윤활유 공급구(22)가 윤활유 공급통로(21)를 중심으로 방사형으로 형성되고, 상기 윤활유 공급구(22)의 끝단에 연결하여 오일포켓(23)이 형성되되, 상기 윤활유 공급구(22)의 끝단이 내측 회전축(20)의 회전방향에 대하여 선단에 위치하도록 오일포켓(23)의 일측에 치우치게 배치 형성되어 있다.

상기 윤활유 공급구(22)는 내측 회전축(20)의 윤활유 공급통로(21)를 통해 윤활면(24)으로 윤활유를 공급하는 것으로, 윤활유 공급통로(21)를 중심으로 내측 회전축(20)의 원주방향 즉, 윤활면(24) 방향으로 도 1 에 도시된 바와 같이 다수개가 분기되어 형성되어 있다.

즉, 상기 윤활유 공급구(22)는 일측단이 윤활유 공급통로(21)에 연결되고 타측단이 오일포켓(23)에 연결되도록 형성되어 있다.

상기 오일포켓(23)은 공급되는 윤활유를 저널베어링의 윤활면에 고르게 공급하기 위하여, 윤활유가 일시 고일 수 있는 공간으로, 도 5 에 도시된 바와 같이, 내측 회전축(20)의 외주면 즉 윤활면에 다수개가 형성되어 있다.

이때, 상기 오일포켓(23)은 내측 회전축의 회전방향(30)을 기준으로, 선단이 윤활유 공급구(22)와 연결되도록 되어 있어 윤활유 공급구(22)가 오일포켓(23)의 중심부분이 아닌 오일포켓(23)의 일측에 치우쳐 형성된다.

도 2 는 본 발명에 따른 변형된 오일포켓의 형상을 보인 예시도를 도시한 것으로, 상기와 같은 오일포켓(23)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 내측 회전축의 회전방향(30)을 기준으로, 윤활유 공급구 후단에 위치하여 윤활유의 주흐름을 이루는 후단홈(26)과, 윤활유 공급구 선단에 위치하여 중력방향에 대한 회전축의 마찰을 최소화하는 선단홈(25)으로 구성되어 있으며, 상기 후단홈(26)과 선단홈(25)은 분리된 것이 아니라 일체로 형성되어 있다.

이때, 상기 선단홈(25)과 후단홈(26)은 윤활유 공급구(22)를 통한 윤활유 공급을 원활하게 하기 위한 것이다.

또한, 상기 선단홈(25)은 윤활유 공급구(22)를 통해 공급된 윤활유의 맴돌이 현상을 방지하기 위하여 오목한 홈형상으로 곡선처리되어 있으며, 이는 윤활유 공급구(22)를 통한 윤활유의 원활한 공급을 유도하면서 윤활유의 맴돌이 현상을 방지할 수 있도록 공간을 최소화한 것이다.

도 3 은 본 발명에 따른 또다른 변형된 오일포켓의 형상을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 오일포켓(23)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 선단 홈(25)과 후단홈(26)을 모두 곡선으로 형성하여 윤활유의 공급속도 저하를 최소화시키도록 되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 오일포켓(23)은 곡선의 오목한 홈 형상으로 이루어지되, 윤활유 공급구의 끝단이 오목한 홈형상의 최하단에 연결되도록 또한 내측 회전축의 회전방향을 기준으로 선단에 위치하도록 일측에 치우져 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 오일포켓(23)은 후단홈(26)이 볼록 곡면으로 처리되어 있어, 윤활유 공급구(22)를 통해 공급된 윤활유가 후단홈(26)의 곡률을 따라 윤활면(24)으로 원활하게 공급되게 된다.

상기와 같은 구성된 본 발명은 윤활유 공급구를 통해 오일포켓으로 윤활유가 공급되고, 공급되는 윤활유는 오일포켓의 선단홈 및 후단홈으로 고이게 되며, 오일포켓의 선단홈 및 후단홈을 통해 윤활면으로 고르게 공급된다. 이때, 윤활유의 주흐름은 후단홈을 통해 이루어진다.

또한, 도 1 내지 도 4 에서의 외측 회전축은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로, 도면부호 10은 외측 회전축 또는 반전베어링을 나타낸다.

이하, 이와 같이 구성된 본 발명은 중공의 외측 회전축내에 또하나의 동력전달축인 내측 회전축이 이중으로 축설되고, 내측 회전축은 외측 회전축내에 베어링 지지되는 이중반전 프로펠러의 저널베어링에 관한 것으로, 이중반전 프로펠러의 구성 및 작용효과에 대해서는 종래기술에서 언급된 공개번호 특 1996-0004159 호, 공 고번호 특1995-0012275 호, 공고번호 특1996-0001561호, 공고번호 특1990-0004060 호, 특허등록 제 0243070 호, 및, 일본 평5-45479호 등등에 상세하게 기재되어 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 단면구성을 보인 예시도

도 2 는 본 발명에 따른 변형된 오일포켓의 형상을 보인 예시도

도 3 은 본 발명에 따른 또다른 변형된 오일포켓의 형상을 보인 예시도

도 4 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 외측 회전축 (20) : 내측 회전축

(21) : 윤활유 공급통로 (22) : 윤활유 공급구

(23) : 오일포켓 (24) : 윤활면

(25) : 선단홈 (26) : 후단홈

(30) : 내측 회전축 회전방향

Claims (3)

1. 내측 회전축의 윤활유 공급통로를 통해 윤활유가 공급되고, 윤활유 공급구를 통해 오일포켓내로 윤활유가 공급되어 유체 윤활작용을 위한 유막을 형성시키는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치에 있어서;

   상기 윤활유 공급구가 윤활유 공급통로를 중심으로 방사형으로 형성되고,

   상기 윤활유 공급구의 끝단에 연결하여 오일포켓이 형성되되,

   상기 윤활유 공급구의 끝단이 내측 회전축의 회전방향에 대하여 선단에 위치하도록 오일포켓의 일측에 치우쳐 배치되고,

   상기 오일포켓은 내측 회전축의 회전방향을 기준으로, 윤활유 공급구 후단에 위치하여 윤활유의 주흐름을 이루는 볼록곡면 후단홈과, 윤활유 공급구 선단에 위치하고 작은 공간을 차지하여 베어링 유막감소를 최소화하는 선단홈으로 구성되며,

   상기 선단홈은 윤활유 공급구를 통해 공급된 윤활유의 정체 현상을 방지하기 위하여 오목한 홈형상으로 곡선처리되고,

   상기 윤활유 공급구를 통해 공급된 윤활유는 후단홈의 볼록곡면을 따라 윤활면으로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이중반전프로펠러용 저널베어링의 윤활유 공급장치.
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