KR101259023B1 - 선박용 추진장치 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

선박용 추진장치 및 그 조립방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 추진장치는 구동축과, 구동축에 고정된 후방프로펠러와, 후방프로펠러 전방의 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 구동축의 회전을 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치와, 전방프로펠러의 회전을 가이드하며 선박의 후진시 전방프로펠러의 추력을 구동축에 전달하도록 전방프로펠러와 구동축사이에 배치되는 제1추력베어링과, 제1추력베어링을 지지하기 위해 구동축에 스크류 결합되는 지지부재를 포함한다.

Description

선박용 추진장치 및 그 조립방법{PROPULSION APPARATUS FOR SHIP AND METHOD FOR ASSEMBLING PROPULSION APPARATUS}

본 발명은 선박용 추진장치 및 그 조립방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 프로펠러가 상호 반대로 회전하며 추진력을 발생시키는 선박용 추진장치 및 그 조립방법에 관한 것이다.

선박에서 추진장치는 운항을 위해 추진력을 발생시키는 장치이다. 가장 일반적인 것으로는 하나의 나선형 프로펠러를 채용한 것이다. 그러나 하나의 프로펠러를 갖춘 추진장치는 수류의 회전에너지를 추진력으로 이용할 수 없기 때문에 에너지 손실이 크다.

손실되는 회전에너지를 추진력으로 회수할 수 있는 것으로 이중반전 추진장치(Counter rotating propeller; CRP)가 있다. 이중반전 추진장치는 동일축선 상에 설치된 2개의 프로펠러가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시킨다. 전방프로펠러를 거친 유체의 회전에너지를 후방프로펠러가 역으로 회전하며 추진력으로 회수할 수 있다. 따라서 하나의 프로펠러를 갖춘 추진장치에 비하여 높은 추진성능을 발휘할 수 있다.

이중반전 추진장치는 선체 내부의 엔진과 연결된 내축과, 내축 후단부에 결합된 후방프로펠러와, 내축의 외면에 회전하도록 설치된 중공의 외축과, 외축 후단부에 결합된 전방프로펠러를 구비한다. 또 내축의 회전을 외축으로 반전시켜 전달하기 위해 선체의 내부에 설치된 반전회전장치를 포함한다. 반전회전장치로는 통상의 유성기어장치를 사용한다.

그러나 종래의 이중반전 추진장치는 반전회전장치로부터 선체 후방으로 길게 연장된 중공의 외축을 구비하기 때문에 선박에 장착할 때 내축과 외축의 중심을 정렬하여 설치하는 작업이 매우 어렵다. 또 외축이 길기 때문에 내축과 외축 사이의 마찰 감소를 위해 윤활을 해야 하는 영역이 증가한다. 뿐만 아니라 내축과 외축이 상호 반대로 회전하는 관계로 내축과 외축 사이에 형성되는 윤활막의 전단이 생기기 때문에 효과적인 윤활을 구현하기 어렵다.

또한, 종래의 이중반전 추진장치는 외축 후단부에 결합된 전방프로펠러의 전진 및 후진 추력을 구동축에 전달하기 위한 구조가 복잡하고, 조립작업이 어려운 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 외축이 없이도 두 프로펠러의 상호 반전을 구현할 수 있는 선박용 추진장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 간단한 구조로 전방프로펠러의 전진 및 후진 추력을 구동축에 전달할 수 있는 선박용 추진장치 및 그 조립방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동축과, 상기 구동축에 고정된 후방프로펠러와, 상기 후방프로펠러 전방의 상기 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치와, 상기 전방프로펠러의 회전을 가이드하며 선박의 후진시 상기 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하도록 상기 전방프로펠러와 상기 구동축사이에 배치되는 제1추력베어링과, 상기 제1추력베어링을 지지하기 위해 상기 구동축에 스크류 결합되는 지지부재를 포함하는 선박용 추진장치를 제공할 수 있다.

상기 지지부재는 상기 스크류 결합을 위한 암나사부를 포함하고, 상기 구동축은 상기 암나사부에 대응하는 수나사부를 포함할 수 있다.

상기 반전회전장치는 상기 구동축에 고정된 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러의 허브에 고정된 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함할 수 있다.

상기 선박의 전진시 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하도록 상기 전방프로펠러와 상기 구동축사이에 배치되는 제2추력베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 제1및 제2추력베어링사이에서 상기 구동축과 상기 전방프로펠러 허브 사이에 결합되는 레이디얼베어링을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 구동축과, 상기 구동축에 고정된 후방프로펠러와, 상기 후방프로펠러 전방의 상기 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치와, 상기 전방프로펠러의 상기 구동축에 대한 회전을 가이드하며 선박의 후진시 상기 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하는 제1추력베어링과, 상기 선박의 전진시 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하는 제2추력베어링과, 상기 제1추력베어링의 후방에서 상기 구동축에 스크류 결합되는 지지부재를 포함하고, 상기 제1추력베어링은 상기 지지부재와 상기 전방프로펠러의 허브에 의해 위치가 고정되는 선박용 추진장치를 제공한다.

상기 지지부재는 암나사부를 포함하고, 상기 구동축은 상기 암나사부에 대응하는 수나사부를 포함할 수 있다.

상기 반전회전장치는 상기 선박의 선체 외부에서 상기 선체 후미에 마련된 설치공간으로 진입되는 방식으로 설치될 수 있다.

상기 반전회전장치는 상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하기 위한 복수의 베벨기어를 구비하고, 복수의 베벨기어 중 하나가 상기 전방프로펠러의 허브에 고정될 수 있다.

상기 복수의 베벨기어는 상기 구동축에 고정된 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러의 허브에 고정된 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함할 수 있다.

상기 지지부재는 상기 후방프로펠러의 허브와 소정거리 이격되어 배치될 수 있다.

상기 구동축에는 상기 제2추력베어링을 지지하기 위한 단차부가 형성되며, 상기 제2추력베어링은 상기 단차부와 상기 전방프로펠러의 허브에 의해 위치가 고정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 구동축에 고정된 후방프로펠러와, 상기 후방프로펠러 전방의 상기 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 선체의 후미 쪽에 설치되며 상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치를 포함하는 선박용 추진장치의 설치방법에 있어서, 상기 전방프로펠러를 상기 구동축에 회전 가능하게 장착하고, 선박의 후진시 상기 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하는 제1추력베어링을 상기 전방프로펠러와 상기 구동축사이에 설치하고, 상기 제1추력베어링의 설치위치를 고정시키는 지지부재를 상기 제1추력베어링의 후방에서 상기 구동축에 스크류 결합시키고, 상기 지지부재의 후방에서 상기 후방프로펠러를 상기 구동축에 고정시키는 선박용 추진장치의 조립방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치를 복수의 베벨기어로 구성하여 그 부피를 줄일 수 있기 때문에 반전회전장치를 선체의 후미에 설치하는 것이 가능하다.

또 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치의 베벨기어와 전방프로펠러를 직결시킬 수 있기 때문에 종래와 달리 외축을 사용하지 않고서도 전방프로펠러로의 동력전달이 가능하고, 두 프로펠러의 상호반전을 구현할 수 있다.

또 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 외축을 사용하지 않기 때문에 구동축을 설치하는 작업 및 설치 후 축의 중심을 정렬하는 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 윤활이 필요한 영역을 줄일 수 있고, 윤활에 따른 문제를 최소화할 수 있다.

또 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치를 선체 후방으로부터 선체 후미에 마련된 설치공간으로 진입시켜 설치할 수 있기 때문에 추진장치의 설치작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 외축을 사용하지 않기 때문에 지지부재를 구동축에 스크류 결합시켜 전방프로펠러의 제1추력베어링을 지지할 수 있어 간단한 구조로 전방프로펠러의 후진 추력을 구동축에 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치가 선박에 적용된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전베벨기어와 케이싱 조립체를 선체 후미 설치공간에 설치하는 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제2밀봉장치 단면도이다.
도 8은 본 발명의 변형 예에 따른 지지부재를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 일부 분해사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 요부 확대도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 선체(1)의 후미(3)에 설치되며 2개의 프로펠러(20,30)가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시키는 이중반전 추진장치이다. 여기서 선체(1)의 후미(3)라 함은 두 프로펠러(20,30)가 설치된 구동축(10)을 지지하기 위해 선체(1)로부터 후방을 향하여 유선형으로 돌출된 부분, 즉 스턴보스(Stern boss)를 의미한다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 추진장치는 선체(1) 내부로부터 선체 후미(3)를 통하여 외측으로 연장된 구동축(10), 구동축(10)의 후단 쪽에 고정된 후방프로펠러(20), 후방프로펠러(20) 전방의 구동축(10) 외면에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러(30), 구동축(10)의 회전을 전방프로펠러(30)로 반전시켜 전달하기 위한 반전회전장치(70)를 구비한다.

구동축(10)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 선체(1) 내부에 설치된 구동원(2, 디젤엔진, 모터, 터빈 등)과 연결되고 선체(1)의 후미(3)를 관통하여 선체 외부로 연장된다. 이러한 구동축(10)은 구동원(2)에 의해 회전하면서 그 후단부에 고정된 후방프로펠러(20)를 회전시킨다.

구동축(10)은 도 2에 도시한 바와 같이, 그 외측에 반전회전장치(70), 전방프로펠러(30) 및 후술할 지지부재(130)를 순차적으로 설치하기 위해 외면이 다단형으로 마련된다. 반전회전장치(70)가 설치되는 부분에 제1단차부(12)를 갖는 플랜지부(11)가 마련되고, 전방프로펠러(30)의 장착을 위해 플랜지부(11) 후방에 제1단차부(12)보다 작은 외경으로 제2단차부(13)가 마련된다. 제2단차부(13)의 후방에는 후술할 제1추력베어링(52)을 지지하기 위한 지지부재(130)의 스크류 결합을 위해 소정구간의 수나사부(14)가 마련된다. 또한 후방프로펠러(20)의 장착을 위해 수나사부(14) 후방에는 후방으로 갈수록 외경이 축소되는 형태로 테이퍼부(15)가 형성된다. 플랜지부(11)는 구동축(10)과 일체로 마련되거나 별도로 제작된 후 구동축(10) 외면에 압입 고정되는 방식으로 설치될 수 있다.

후방프로펠러(20)는 구동축(10)의 후미부분에 고정되는 허브(21)와, 허브(21)의 외면에 마련된 복수의 날개(22)를 포함한다. 후방프로펠러(20)는 허브(21) 중심부에 형성된 축결합공(23)이 구동축(10)의 테이퍼부(15) 외면에 압입됨으로써 구동축(10)에 고정된다. 또 구동축(10) 후단부에 고정너트(24)가 체결됨으로써 구동축(10)에 더욱 견고히 고정된다. 이러한 결합을 위해 허브(21)의 축결합공(23)은 구동축(10)의 테이퍼부(15) 외면과 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 도 2에서 부호 25는 후방프로펠러 허브(21) 후면과 구동축(10) 후단을 덮도록 후방프로펠러 허브(21)에 장착되는 프로펠러캡이다.

전방프로펠러(30)는 후방프로펠러(20)로부터 전방으로 소정간격 이격된 위치의 구동축(10) 외면에 회전 가능하게 설치된다. 전방프로펠러(30)는 구동축(10) 외면에 회전 가능하게 지지되는 허브(31)와, 허브(31)의 외면에 마련된 복수의 날개(32)를 포함한다. 이러한 전방프로펠러(30)는 후방프로펠러(20)와 반대로 회전하는 것이므로 날개각이 후방프로펠러(20)의 날개각과 반대이다.

전방프로펠러(30)의 허브(31)는 그 중심부가 레이디얼베어링(51)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 레이디얼베어링(51)은 구동축(10)의 반경방향으로 작용하는 전방프로펠러(30)의 레이디얼 하중을 지지한다.

반전회전장치(70)는 도 2에 도시한 바와 같이, 전방프로펠러(30)의 허브(31)와 인접하는 선체(1)의 후미(3)에 설치된다. 이를 위해 선체 후미(3)에는 반전회전장치(70)를 수용할 수 있는 설치공간(4)이 마련된다. 설치공간(4)은 그 중심이 구동축(10)의 중심과 일치하는 원통형태로 마련될 수 있고, 전방프로펠러 허브(31)와 대면하는 후방이 개방된 형태이다.

반전회전장치(70)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 구동축(10)과 함께 회전하도록 구동축(10)의 플랜지부(11)에 고정된 구동베벨기어(71), 구동베벨기어(71)와 대면하는 형태로 전방프로펠러(30)의 허브(31) 전면에 고정된 피동베벨기어(72), 구동베벨기어(71)의 회전을 피동베벨기어(72)로 반전시켜 전달하는 복수의 반전베벨기어(73)를 구비한다. 또 복수의 반전베벨기어 축(74)을 지지하기 위해 반전베벨기어(73)의 외측을 포위하는 형태로 설치되는 원통형 케이싱(75)을 포함한다.

구동베벨기어(71)는 플랜지부(11)의 제1단차부(12)에 지지된 상태에서 복수의 고정볼트(71a)가 체결됨으로써 플랜지부(11)에 고정된다. 피동베벨기어(72)는 그 후면이 전방프로펠러 허브(31)에 접한 상태에서 역시 복수의 고정볼트(72a)가 체결됨으로써 허브(31)에 고정된다. 또 피동베벨기어(72)는 회전 시 마찰이 발생하지 않도록 그 내경부분이 구동축(10) 외면과 이격된다. 도 2는 피동베벨기어(72)가 고정볼트(72a) 체결에 의해 결합되는 방식을 도시하였으나, 피동베벨기어(72)는 전방프로펠러 허브(31)에 용접되거나 전방프로펠러 허브(31)와 일체로 마련될 수도 있다.

복수의 반전베벨기어(73)는 구동베벨기어(71)와 피동베벨기어(72) 사이에 각각 이물림 상태로 개재된다. 각 반전베벨기어(73)를 지지하는 축(74)은 구동축(10)과 교차하는 방향으로 형성되고 구동축(10)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다. 또 반전베벨기어 축(74)은 외측에 위치하는 단부가 케이싱(75)의 내면에 볼트체결이나 용접에 의해 고정될 수 있다. 각 반전베벨기어(73)와 이를 지지하는 축(74) 사이에는 반전베벨기어(73)의 원활한 회전을 위해 베어링(73a)이 설치될 수 있다.

본 실시 예는 반전베벨기어(73)가 복수로 구성된 경우를 예시하였으나, 반전베벨기어(73)는 구동베벨기어(71)의 회전을 반전시켜 피동베벨기어(72)로 전달할 수 있으면 될 것이므로, 반드시 복수일 필요는 없다. 구동부하가 크지 않은 소형선박의 경우에는 하나의 반전베벨기어만으로도 그 기능을 구현할 수 있을 것이다.

반전베벨기어들(73)은 도 4에 도시한 바와 같이, 축(74)에 의해 케이싱(75) 내면에 장착된 상태에서 케이싱(75)과 함께 설치공간(4)으로 진입되는 방식으로 설치될 수 있다. 이를 위해 케이싱(75) 외면에는 설치를 안내하고 설치 후 케이싱(75)의 회전을 제한하기 위해 구동축(10)의 축선방향으로 길게 형성되며 그 외면으로부터 돌출된 복수의 결합레일(76)이 마련된다. 그리고 설치공간(4) 내면에는 결합레일(76)이 대응하여 결합될 수 있는 복수의 결합홈(77)이 형성된다. 이는 반전베벨기어들(73), 축(74), 케이싱(75)이 하나의 조립체를 이루어 함께 결합될 수 있도록 하여 설치가 용이하도록 하기 위함이다. 여기서는 케이싱(75)이 복수의 결합레일(76)과 복수의 결합홈(77)에 의해 상호 결합되는 형태를 예시하였으나, 케이싱(75)은 설치후 회전이 제한될 수 있으면 될 것이므로 하나의 결합레일과 하나의 결합홈에 의해 결합되는 형태일 수도 있다.

이러한 반전회전장치(70)는 구동베벨기어(71)의 회전을 복수의 반전베벨기어(73)가 반전시켜 피동베벨기어(72)로 전달하므로 피동베벨기어(72)와 구동베벨기어(71)의 상반된 회전이 가능하다. 따라서 피동베벨기어(72)에 직결된 전방프로펠러(30)와 구동축(10)에 직결된 후방프로펠러(20)의 상반된 회전을 구현할 수 있다.

또 본 실시 예의 반전회전장치(70)는 복수의 베벨기어들(71,72,73)을 통해 반전을 구현하는 형태이므로 종래 유성기어식 반전회전장치에 비하여 그 부피를 줄일 수 있다. 따라서 선체 후미의 부피를 크게 하지 않으면서도 선체의 후미(3)에 장착하는 것이 가능하다. 또 반전회전장치(70)를 선체의 후미(3)에 장착할 수 있게 됨으로써 피동베벨기어(72)와 전방프로펠러 허브(31)의 직결이 가능하다.

본 실시 예는 반전회전장치(70)를 설치할 때 피동베벨기어(72)의 후면과 전방프로펠러 허브(31) 전면이 대면하도록 할 수 있고, 피동베벨기어(72)와 허브(31)의 회전중심을 일치시킬 수 있기 때문에 피동베벨기어(72)와 전방프로펠러 허브(31)를 직접 연결시키는 것이 가능하다. 따라서 종래와 다르게 외축을 사용하지 않고서도 전방프로펠러(30)로 동력을 전달하는 것이 가능하다. 또 외축이 없기 때문에 종래보다 구동축(10)의 마찰요인을 감소시킬 수 있어 종래보다 윤활영역을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 외축이 없기 때문에 구동축(10)을 설치하는 작업 및 설치 후 축의 중심을 정렬하는 작업도 용이하게 수행할 수 있다.

통상의 유성기어식 반전회전장치는 구동축에 설치되는 태양기어, 태양기어 외측에 설치되는 유성기어, 유성기어 외측에 설치되는 원통형의 내접기어를 포함하기 때문에 그 부피가 상대적으로 크다. 또 유성기어식 반전회전장치는 최외곽에 배치되는 내접기어가 회전해야 하기 때문에 그 외측의 케이싱까지 고려하면 부피가 매우 커질 수 밖에 없다. 따라서 이를 본 실시 예의 경우처럼 선체의 후미에 설치하기란 어려운 문제다. 설령 선체 후미에 설치한다 하더라도 선체 후미의 크기를 키워야 하는 문제가 생기고, 원통형 내접기어로부터 전방프로펠러로 동력을 전달하기 위해 종래의 외축에 상당하는 중공축을 사용해야 한다. 결국 본 실시 예처럼 구성을 단순화하면서 부피를 줄이기는 어렵다.

한편, 본 실시 예의 추진장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 구동축(10)의 지지를 위해 반전회전장치(70)와 인접한 전방의 구동축(10)과 선체(1) 사이에 설치된 레이디얼베어링(55)을 구비한다. 이 레이디얼베어링(55)은 반전회전장치 직전에서 구동축(10)을 지지함으로써 반전회전장치(70)의 원활한 동작을 구현하는데 기여한다. 즉, 레이디얼베어링(55)이 구동축(10)의 반경방향 진동이나 흔들림을 방지함으로써 구동베벨기어(71)와 반전베벨기어(73) 사이의 이물림 및 반전베벨기어(73)와 피동베벨기어(72) 사이의 이물림이 정확히 유지되도록 할 수 있다.

또 본 실시 예의 추진장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 선체 후미(3)와 전방프로펠러 허브(31) 사이를 밀봉하여 해수(또는 민물)나 이물질의 침입을 방지하는 제1밀봉장치(90)와, 같은 목적으로 전방프로펠러 허브(31)와 후방프로펠러 허브(21) 사이를 밀봉하는 제2밀봉장치(110)를 구비한다.

제1밀봉장치(90)는 도 5에 도시한 바와 같이, 전방프로펠러 허브(31)의 전면에 설치된 원통형 제1라이닝(91)과, 제1라이닝(91)의 외면에 접하도록 제1라이닝(91)의 외면을 덮으며 그 일단이 선체 후미(3)에 고정된 원통형 제1밀봉부재(92)를 포함한다.

제1밀봉부재(92)는 제1라이닝(91)과 대면하는 내면에 상호 이격되게 설치되어 제1라이닝(91)의 외면과 접하는 복수의 패킹(93a,93b,93c)과, 이들 패킹(93a,93b,93c) 사이의 홈으로 밀봉을 위한 유체를 공급하는 유로(95)를 구비한다. 제1밀봉부재(92)의 유로(95)는 소정의 압력을 가진 윤활유가 공급될 수 있도록 선체(1)에 마련된 윤활유 공급유로(96)와 연결될 수 있다. 압력을 가진 윤활유가 각 패킹(93a,93b,93c) 사이의 홈으로 공급되어 각 패킹(93a,93b,93c)을 제1라이닝(91) 쪽으로 가압하여 밀착시킴으로써 해수나 이물질의 침입을 방지할 수 있도록 한 것이다.

또 제1라이닝(91)은 도 6에 도시한 바와 같이, 구동축(10)에 전방프로펠러(30)를 설치한 후에 장착이 가능하도록 양측이 반원형으로 분할된 제1부재(91a)와 제2부재(91b)로 구성될 수 있다. 그리고 제1 및 제2부재(91a,91b)의 상호 분할된 부분(91c)에는 이들이 상호 결합될 때 밀봉이 이루어질 수 있도록 패킹(91d)이 개재될 수 있다. 또 제1부재(91a)의 분할된 부분(91c) 자유단 쪽에는 한 쪽으로부터 반대편으로 돌출하는 제1결속부(91e)가 마련되고, 그 반대편 제2부재(91b)에는 대응하여 결합되는 제2결속부(91f)가 마련되며, 여기에는 고정볼트(91g)가 체결됨으로써 양측이 상호 견고한 결합을 이루도록 할 수 있다. 전방프로펠러 허브(31)에 고정되는 플랜지부(91h)에는 다수의 고정볼트(91i)가 체결됨으로써 허브(31)에 견고히 고정될 수 있다.

제1밀봉부재(92)의 경우도 반원형으로 제작된 다수의 링(92a,92b,92c)을 제1라이닝(91) 외측에서 구동축(10)의 길이방향으로 적층시켜 고정하는 방식일 수 있다. 이 경우 다수의 링(92a,92b,92c)은 볼트 체결이나 용접에 의해 상호 결속될 수 있다.

제2밀봉장치(110)는 도 7에 도시한 바와 같이, 후방프로펠러 허브(21)의 전면에 설치된 원통형 제2라이닝(111)과, 제2라이닝(111)의 외면과 접하도록 제2라이닝(111) 외면을 덮으며 그 일단이 전방프로펠러 허브(31) 후면에 고정된 원통형 제2밀봉부재(112)를 포함한다. 제2밀봉부재(112) 역시 제1밀봉부재(92)와 마찬가지로 내면에 설치된 복수의 패킹(113a,113b,113c)과, 이들 패킹 사이의 홈으로 유체를 공급하는 유로(115)를 구비한다.

제2밀봉부재(112)의 유로(115)는 구동축(10) 중심부에 마련된 윤활유 공급유로(120)와 연결된다.

이를 위해 구동축(10)은 윤활유 공급유로(120)의 윤활유를 후방프로펠러(20)와 지지부재(130)사이의 이격공간(125)으로 유입시킬 수 있도록 윤활유 공급유로(120)와 이격공간(125)을 연통시키는 제1연결유로(121)를 포함한다. 제1연결유로(121)는 윤활유 공급유로(120)에서 반경반향으로 형성되어 윤활유 공급유로(120)상의 윤활유는 제1연결유로(121)를 통해 이격공간(125) 및 제2라이닝(111)의 내측공간(122)으로 유입될 수 있게 한다. 또한, 전방프로펠러 허브(31) 후면의 보강부재(42)는 제2라이닝(111)의 내측공간(122)과 제2밀봉부재(112)의 유로(115)를 연결하는 제2연결유로(123)를 포함한다.

이에 따라, 구동축(10)의 윤활유 공급유로(120)상의 윤활유는 제1연결유로(121)를 통해 이격공간(125) 및 제2라이닝(111)의 내측공간(122)으로 유입되고, 보강부재(42)의 제2연결유로(123)를 따라 제2밀봉부재(112)로 공급된다. 제2밀봉부재(112)로 공급된 윤활유는 패킹들(113a,113b,113c)을 가압하고, 이를 통해 밀봉을 구현할 수 있다.

제2라이닝(111)과 제2밀봉부재(112)도 제1밀봉장치(90)의 제1라이닝(91)과 제1밀봉부재(92)와 마찬가지로 각각 반원형으로 제작됨으로써 후방프로펠러(20)와 지지부재(60)의 설치 후에 결합하는 방식일 수 있다.

본 실시 예에서는 윤활유 공급유로(120)의 윤활유가 후방프로펠러(20)와 지지부재(130)사이의 이격공간(125)으로 유입시킬 수 있도록 윤활유 공급유로(120)와 이격공간(125)을 연통시키는 제1연결유로(121)를 포함하나, 이에 한정되지 아니하며 도 8에 도시된 변형 예와 같이, 제1연결유로(121)가 지지부재(130)가 고정된 부분으로 소정거리 이동되어 위치할 수 있으며, 이 때, 지지부재(130)에는 제1연결유로(121)와 연통되는 연통유로(133)를 포함하여 제1연결유로(121)로 유입되는 유체는 연통유로(133)를 통해 제2라이닝(111)의 내측공간(122)으로 유입될 수도 있다.

또한 본 실시 예의 추진장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 전방프로펠러(30)를 회전 가능하게 지지하며 선박의 후진시 전방프로펠러(30)의 추력을 구동축(10)에 전달하기 위한 제1추력베어링(52)과, 제1추력베어링(52)과 대향하는 위치에서 전방프로펠러(30)를 회전 가능하게 지지하며 선박의 전진시 전방프로펠러(30)의 추력을 구동축(10)에 전달하기 위한 제2추력베어링(53)과, 선박의 후진시 제1추력베어링(52)이 구동축의 후방으로 밀리지 않도록 제1추력베어링(52)의 위치를 고정시켜 주는 지지부재(130)를 포함한다.

전방프로펠러(30)는 허브(31)의 전, 후 양측이 제1추력베어링(52)과 제2추력베어링(53)에 의해 각각 회전 가능하게 지지된다.

전방프로펠러(30)의 허브(31)는 제1,2추력베어링(52,53)을 지지하기 위하여 전방 및 후방베어링지지부(33,34)와, 전방 및 후방베어링지지부(33,34)에 마련되어 허브(31)의 강성을 보강하는 보강부재(41,42)를 포함한다.

제1추력베어링(52)과 제2추력베어링(53)이 설치되는 부분에 각각 보강부재(41,42)를 설치함으로써 허브(31)의 강성이 커지도록 한 것이다. 이러한 보강부재(41,42)는 허브(31)보다 강성이 높은 강철소재로 마련될 수 있다.

제1추력베어링(52)은 내륜이 구동축(10)의 외면에 장착되는 지지부재(130)에 의해 축방향으로 밀리지 않도록 지지되고, 외륜이 허브(31)의 후방베어링지지부(34)에 지지되어 그 위치가 고정되어 선박의 후진시 전방프로펠러(30)의 추력을 구동축(10)에 전달할 수 있게 된다.

제2추력베어링(53)은 내륜이 구동축(10)의 제2단차부(13) 턱에 걸려 지지되고, 외륜이 허브(31)의 전방베어링지지부(33)에 지지되어 그 위치가 고정되어 선박의 전진시 전방프로펠러(30)의 추력을 구동축(10)에 전달할 수 있게 된다.

즉, 제1 및 제2추력베어링(52,53)은 구동축(10)에 전후 축방향으로 각각 작용하는 스러스트 하중을 지지할 수 있도록 한 것으로, 제2추력베어링(53)은 선박의 전진 시 전방프로펠러(30)로부터 선수 쪽으로 작용하는 스러스트 하중을 지지하고, 제1추력베어링(52)은 선박의 후진 시 전방프로펠러(30)로부터 선미 쪽으로 작용하는 스러스트 하중을 감당한다.

지지부재(130)는 도 9,10에 도시한 바와 같이, 구동축(10)에 스크류 결합되어 제1추력베어링(52)을 지지하는 것으로, 내부가 중공된 너트 형상으로, 내경에는 구동축(10)과의 스크류 결합을 위한 암나사부(131)가 형성된다.

구동축(10)의 외면에는 암나사부(131)에 대응하여 소정 구간 수나사부(14)가 형성된다. 이때, 수나사부(14)의 나사산(14a)측의 외경은 제2단차부(13)측의 외경과 같거나 작게 형성되는데, 이는 제2추력베어링(53) 및 레이디얼베어링(51)이 구동축(10)에 삽입되는 것을 가능하게 하기 위함이다. 또한, 수나사부(14)의 나사골(14b)측의 외경은 수나사부(14)와 테이퍼부(15) 사이의 구동축(10)의 외경과 실질적으로 동일하게 형성하여 지지부재(130)와 구동축(10)의 체결력을 강화할 수도 있다.

지지부재(130)는 제1추력베어링(52)에 밀착하도록 구동축(10)에 스크류결합되고, 이러한 지지부재(130)와 구동축(10)의 결합력만으로도 전방프로펠러(30)의 후진추력에 의해 제1추력베어링(52)이 선미방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있다.

다음은 도 9,10을 참조하여 본 실시예에 따른 추진장치의 조립방법에 대해 설명한다.

도 9,10에 도시한 바와 같이, 전방프로펠러(30) 및 제1추력베어링(52)을 구동축(10)에 설치한 다음, 지지부재(130)를 구동축(10)에 삽입한 후 구동축(10)의 수나사부(14)를 통해 스크류 결합시키고, 다음으로 구동축(10)에 후방프로펠러(20)를 압입시켜 지지부재(130) 및 후방프로펠러(20)를 구동축(10)에 설치할 수 있다.

이와 같이 지지부재(130)가 제1추력베어링(52)을 지지함으로써 전방프로펠러(30)의 후진 추력 발생시 제1추력베어링(52)이 뒤로 밀리는 것을 방지할 수 있다.

전방프로펠러(30)의 후진 추력시 제1추력베어링(52)이 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위한 것으로, 연결부재를 이용하여 제1추력베어링(52)을 구동축(10)에 압입 고정된 후방프로펠러(20)가 지지하는 방안을 고려할 수도 있다. 그러나, 후방프로펠러(20)를 구동축(10)에 압입방식으로 설치할 경우 환경에 따라 후방프로펠러(20)와 구동축(10)과의 결합 오차에 의해 후방프로펠러(20)의 조립위치가 달라지게 되므로 제1추력베어링(52)과 후방프로펠러 허브(21) 사이 간격을 정확히 유지하기 어렵게 된다. 이에 따라 후방프로펠러 허브와 제1추력베어링사이를 연결하는 연결부재의 설치가 곤란하게 된다.

따라서 본 실시예는 지지부재(130)를 구동축(10)에 스크류결합시켜 제1추력베어링(52)에 밀착시킴으로써, 전방프로펠러(30)의 후진시 추력을 지지부재(130)를 통해 구동축(10)에 바로 전달할 수 있게 되어 후방프로펠러(20)의 조립공차에 관계없이 전방프로펠러의 후방 추력 전달구조를 구성할 수 있다.

다음은 본 실시 예에 따른 추진장치의 동작을 설명한다.

추진장치는 선체(1) 내부 구동원(2)의 동작에 의해 구동축(10)이 회전하면, 구동축(10) 후단부에 직결된 후방프로펠러(20)가 구동축(10)과 동일한 방향으로 함께 회전한다. 동시에 반전회전장치(70)의 구동베벨기어(71)도 구동축(10)에 고정된 상태이므로 구동축(10)과 함께 회전한다. 구동베벨기어(71)의 회전은 복수의 반전베벨기어(73)에 의해 반전되어 피동베벨기어(72)로 전달되므로 피동베벨기어(72)가 구동축(10)과 반대로 회전한다. 따라서 피동베벨기어(72)와 직결된 전방프로펠러(30)는 후방프로펠러(20)와 반대로 회전한다.

상호 반대로 회전하는 전방프로펠러(30)와 후방프로펠러(20)는 날개각이 서로 반대이기 때문에 동일한 방향으로 추진수류를 발생시킨다. 즉 선박이 전진할 때는 후방으로 추진수류를 발생시키고, 선박이 후진할 때는 각각 역으로 회전하면서 전방으로 추진수류를 발생시킨다. 또 전진할 때 발생하는 추진수류는 전방프로펠러(30)를 거친 유체의 회전에너지를 후방프로펠러(20)가 역으로 회전하면서 추진력으로 회수하므로 추진성능이 향상된다. 후진할 때도 마찬가지다.

한편, 전방프로펠러(30)는 전진할 때 후방으로 추진수류를 발생시키므로 이에 상당하는 반력을 받는다. 이 힘은 제2추력베어링(53)을 통해 구동축(10)으로 전달되어 추진력으로 작용한다. 후방프로펠러(20)도 전진할 때 후방으로 추진수류를 발생시키므로 반력을 받게 되는데, 이 힘 역시 직결된 구동축(10)으로 전달되어 추진력으로 작용한다.

선박이 후진할 때는 전방프로펠러(30)의 추진력(반력)이 제1추력베어링(52)과 지지부재(130)를 통해 구동축(10)으로 전달되고, 후방프로펠러(20)의 추진력 역시 직결된 구동축(10)으로 전달된다. 결국 본 실시 예의 추진장치는 선박이 전진할 때와 후진할 때 전방프로펠러(30)와 후방프로펠러(20)의 동작에 의해 생기는 추진력이 모두 구동축(10)을 통하여 선체(1)로 전달된다.

1: 선체, 2: 구동원,
3: 선체의 후미, 4: 설치공간,
10: 구동축, 14: 수나사부,
20: 후방프로펠러, 30: 전방프로펠러,
41,42: 보강부재, 51,55: 레이디얼베어링,
52: 제1추력베어링, 53: 제2추력베어링,
70: 반전회전장치, 71: 구동베벨기어,
72: 피동베벨기어, 73: 반전베벨기어,
75: 케이싱, 90: 제1밀봉장치,
110: 제2밀봉장치, 130: 지지부재
131: 암나사부.

Claims (16)

1. 구동축과,
   상기 구동축에 고정된 후방프로펠러와,
   상기 후방프로펠러 전방의 상기 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와,
   상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치와,
   상기 전방프로펠러의 회전을 가이드하며 선박의 후진시 상기 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하도록 상기 전방프로펠러와 상기 구동축사이에 배치되는 제1추력베어링과,
   상기 제1추력베어링을 지지하기 위해 상기 구동축에 스크류 결합되는 지지부재를 포함하는 선박용 추진장치.
2. 제1항에 있어서
   상기 지지부재는 상기 스크류 결합을 위한 암나사부를 포함하고, 상기 구동축은 상기 암나사부에 대응하는 수나사부를 포함하는 선박용 추진장치.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 반전회전장치는 상기 구동축에 고정된 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러의 허브에 고정된 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함하는 선박용 추진장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 선박의 전진시 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하도록 상기 전방프로펠러와 상기 구동축사이에 배치되는 제2추력베어링을 더 포함하는 선박용 추진장치.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제1 및 제2추력베어링사이에서 상기 구동축과 상기 전방프로펠러 허브 사이에 결합되는 레이디얼베어링을 더 포함하는 선박용 추진장치.
6. 제 1항에 있어서
   상기 후방프로펠러와 상기 지지부재 사이에는 소정 폭을 가지는 이격공간이 형성되는 선박용 추진장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 구동축은 축방향으로 형성된 윤활유 공급유로와, 상기 윤활유 공급유로와 상기 이격공간을 연통시키는 제1연결유로를 포함하는 선박용 추진장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 구동축은 축방향으로 형성된 윤활유 공급유로와, 상기 윤활유 공급유로에서 상기 지지부재가 고정되는 상기 구동축의 외면으로 연장되는 제1연결유로를 포함하고,
   상기 지지부재는 상기 제1연결유로와 연통하는 연통유로를 더 포함하는 선박용 추진장치.
9. 구동축과,
   상기 구동축에 고정된 후방프로펠러와,
   상기 후방프로펠러 전방의 상기 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와,
   상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치와,
   상기 전방프로펠러의 상기 구동축에 대한 회전을 가이드하며 선박의 후진시 상기 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하는 제1추력베어링과,
   상기 선박의 전진시 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하는 제2추력베어링과,
   상기 제1추력베어링의 후방에서 상기 구동축에 스크류 결합되는 지지부재를 포함하고,
   상기 제1추력베어링은 상기 지지부재와 상기 전방프로펠러의 허브에 의해 위치가 고정되는 선박용 추진장치.
10. 제 6항에 있어서
    상기 지지부재는 암나사부를 포함하고, 상기 구동축은 상기 암나사부에 대응하는 수나사부를 포함하는 선박용 추진장치.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 반전회전장치는 상기 선박의 선체 외부에서 상기 선체 후미에 마련된 설치공간으로 진입되는 방식으로 설치되는 선박용 추진장치.
12. 제 10항에 있어서,
    상기 반전회전장치는 상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하기 위한 복수의 베벨기어를 구비하고, 복수의 베벨기어 중 하나가 상기 전방프로펠러의 허브에 고정되는 선박용 추진장치.
13. 제 12항에 있어서
    상기 복수의 베벨기어는 상기 구동축에 고정된 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러의 허브에 고정된 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함하는 선박용 추진장치.
14. 제 9항에 있어서
    상기 지지부재는 상기 후방프로펠러의 허브와 소정거리 이격되어 배치되는 선박용 추진장치.
15. 제 9항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 구동축에는 상기 제2추력베어링을 지지하기 위한 단차부가 형성되며, 상기 제2추력베어링은 상기 단차부와 상기 전방프로펠러의 허브에 의해 위치가 고정되는 선박용 추진장치.
16. 구동축에 고정된 후방프로펠러와, 상기 후방프로펠러 전방의 상기 구동축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 선체의 후미 쪽에 설치되며 상기 구동축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 반전회전장치를 포함하는 선박용 추진장치의 설치방법에 있어서,
    상기 전방프로펠러를 상기 구동축에 회전 가능하게 장착하고,
    선박의 후진시 상기 전방프로펠러의 추력을 상기 구동축에 전달하는 제1추력베어링을 상기 전방프로펠러와 상기 구동축사이에 설치하고,
    상기 제1추력베어링의 설치위치를 고정시키는 지지부재를 상기 제1추력베어링의 후방에서 상기 구동축에 스크류 결합시키고,
    상기 지지부재의 후방에서 상기 후방프로펠러를 상기 구동축에 고정시키는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치의 조립방법.

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