KR101335088B1 - 선박용 스러스터의 압력제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 스러스터에 관한 것으로서, 해수압이 작용하는 립씰과 오일중력압이 작용하는 립씰의 사이에 차압챔버를 형성하여 과도한 압력에 의한 립씰의 수명 단축 및 변형을 방지할 수 있게 구성한 선박용 스러스터의 압력제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 스러스터의 압력제어장치는 선박의 스러스터 회전축을 감싸 해수의 유입을 차단하는 제1립씰과, 선박의 스러스터 회전축을 감싸 스러스터의 케이스에 채워진 오일의 유입을 차단하는 제2립씰과, 제1립씰과 제2립씰의 사이에 형성된 챔버와, 챔버에서 연장된 차압배관과 선박의 외측에서 연장된 해수배관이 양측에 각각 연통되고 내부에는 해수와 오일을 구획하는 유연막이 위치하며 해수압에 의해 변형되는 유연막을 지지하는 탄성체를 구비한 차압기를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

선박, 조향, 스러스터, 립씰, 차압, 유연막

Description

선박용 스러스터의 압력제어장치{Pressure Control Apparatus of Vessel Thruster}

본 발명은 선박용 스러스터에 관한 것으로서, 특히 해수압이 작용하는 립씰과 오일중력압이 작용하는 립씰의 사이에 차압챔버를 형성하여 과도한 압력에 의한 립씰의 수명 단축 및 변형을 방지할 수 있게 구성한 것이다.

선박의 조향을 위해 선미 또는 선수에 스러스터가 장착된다.

도 1은 선미 쪽에 장착된 스러스터를 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박(1)의 선미에 횡방향으로 2개의 보스(3)를 형성하고 보스(3)를 횡방향으로 관통한 터널(5)에 스러스터(7)가 장착되며 선미가 스러스터(7)의 작동에 의해 선체 중심의 좌우방향으로 이동하면서 조향성을 갖는다.

한편, 스러스터의 회전축 둘레를 립씰이 감싸며 해수의 유입을 차단한다. 회전축을 감싸는 한 쌍의 립씰에 있어서, 립씰의 일측면은 해수와 접하고 타측면은 해수압을 상쇄하기 위한 오일과 접한다.

하지만, 선적되는 화물의 무게 등에 의해 선박의 침수높이가 달라지는데, 오일중력은 설정된 상태를 균일하게 유지함에 따라 해수압의 변화에 대해 적절하게 대응할 수 없다는 단점이 있다.

따라서 립씰에 과도한 해수압이 작용할 경우, 립씰의 형태가 변형되어 밀봉성이 떨어지게 되며, 또한 과도한 해수압에 의해 립씰이 파손되는 단점이 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 한 쌍의 립씰 사이에 챔버를 형성하여 해수압과 탄성력의 차압을 적용함으로써, 과도한 해수압에 의한 립씰의 파손 및 립씰의 변형을 방지하도록 구성한 선박용 스러스터의 압력제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 스러스터의 압력제어장치는 선박의 스러스터 회전축을 감싸 해수의 유입을 차단하는 제1립씰과, 선박의 스러스터 회전축을 감싸 스러스터의 케이스에 채워진 오일의 유입을 차단하는 제2립씰과, 제1립씰과 제2립씰의 사이에 형성된 챔버와, 챔버에서 연장된 차압배관과 선박의 외측에서 연장된 해수배관이 양측에 각각 연통되고 내부에는 해수와 오일을 구획하는 유연막이 위치하며 해수압에 의해 변형되는 유연막을 지지하는 탄성체를 구비한 차압기를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 차압기와 상기 해수배관은 해수면보다 낮게 위치한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 탄성체는 코일스프링이며, 오일이 채워진 구역의 차압기 내측면과 유연막에 지지된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 차압기의 케이스에는 탄성조절봉이 나사체결되어 케이스의 내부로 진입하거나 진출하면서 코일스프링을 유연 막의 방향으로 전후진 이동시킨다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스러스터의 케이스 내측에는 오일배관이 연결되고, 오일배관은 상부에 위치한 오일중력탱크에 연장되며, 오일중력탱크에서 오일배관을 통해 케이스 내부로 유입된 오일은 상기 제2립씰과 접한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 차압배관과 상기 오일배관을 연결하는 연결배관이 형성되고, 상기 연결배관에는 개폐밸브가 장착된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 차압기에는 상기 유연막 아래 부분에 대응하여 배기관이 차압기 외측으로 연장되고, 상기 배기관에는 개폐밸브가 장착된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 선박용 스러스터의 압력제어장치는 해수압이 가해지는 립씰과 오일중력이 가해지는 립씰 사이의 챔버에 차압을 적용하여 해수의 압력을 감소시킴으로써 립씰의 파손 및 변형을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 선박용 스러스터의 압력제어장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 선박용 스러스터의 압력제어장치를 나타낸 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 립씰을 나타낸 상세도이며, 도 4는 도 3에 도시 된 차압기의 탄성조절봉의 작동관계를 나타낸 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스러스터(110)의 회전축(111) 둘레에는 한 쌍의 립씰(121, 122)이 장착된다. 여기에서 해수와 접하는 립씰을 '제1립씰(121)'이라고 하고, 스러스터(110)의 내측 오일과 접하는 립씰을 '제2립씰(122)'이라 칭한다.

이와 같이 제1립씰(121)과 제2립씰(122)은 회전축(111)을 감싼 상태로 케이스(113)의 내부에 위치하는데, 제1립씰(121)과 제2립씰(122)의 사이에는 챔버(130)가 형성된다.

그리고 챔버(130)에는 차압기(140)에서 연장된 차압배관(141)이 연통되고, 케이스(113)의 안쪽에는 오일중력탱크(150)에서 연장된 오일배관(151)이 연결되며, 차압기(140)에는 선박 외부 즉 해수와 연통된 해수배관(142)이 연결된다.

상기 해수배관(142)과 차압기(140)는 해수면보다 낮은 위치에 설치되어 해수가 해수배관(142)을 통해 차압기(140)로 유입되며 해수압이 차압기(140)에 전달될 수 있게 구성된다.

한편, 차압기(140)는 일측에 해수배관(142)이 연통되고 타측에는 차압배관(141)이 연통되며, 해수배관(142)이 연결된 지점과 차압배관(141)이 연결된 지점의 사이에 유연막(143)이 위치하여 해수와 오일을 구분한다. 유연막(143)을 기준으로 해수배관(142)이 연통된 공간은 '해수구역(144)'이라 하고, 차압배관(141)이 연통된 공간은 '오일구역(145)'이라 한다.

이와 같은 차압기(140)에 있어서, 차압기(140)의 내부에는 설정된 해수압보 다 큰 해수압이 작용할 경우에 유연막(143)이 해수압에 의해 변형되는 것을 탄성력으로 억제하는 탄성체(160)가 위치한다. 탄성체(160)는 코일스프링(161)이며 코일스프링(161)이 오일구역(145) 쪽에 위치하여 유연막(143)을 지지한다. 따라서 해수압과 코일스프링(161)의 탄성력이 평형을 이루면 유연막(143)의 변형이 발생하지 않지만, 선박이 더 깊이 가라앉게 되면 해수압은 커지며 해수압에 의해 유연막(143)이 밀게 된다. 이와 같이 유연막(143)에 가해지는 해수압은 탄성체(160)의 탄성력과 상쇄된 상태로 오일구역(145)에 채워진 오일을 통해 챔버(130)에 가해진다. 여기에서 해수압과 탄성력의 상쇄된 압력을 '차압'이라 한다.

챔버(130)는 제1립씰(121)과 제2립씰(122) 사이에 형성된 공간으로서, 챔버(130)에 가해지는 차압은 제1립씰(121)과 제2립씰(122)을 상호 멀어지는 방향으로 밀게 되며, 제1립씰(121)은 증가된 해수압과 비례적으로 증가한 차압이 상호 대응하면서 제1립씰(121)에 가해지는 과도한 해수압을 상쇄시킨다. 제2립씰(122) 또한 오일중력과 차압이 상호 대응하면서 제2립씰(122)에 가해지는 오일중력이 감소된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 차압기(140)의 케이스에 나사체결된 탄성조절봉(170)이 조여지거나 풀리면서 차압기(140) 내부에 위치한 코일스프링(161)의 탄성력을 제어한다. 구체적으로 코일스프링(161)의 양단에는 받침판(171)이 각각 고정되며, 코일스프링(161)의 상단에 고정된 받침판은 유연막(143)과 접하며 코일스프링(161)의 하단에 고정된 받침판(171)은 탄성조절봉(170)에 지지된다. 따라서 탄성조절봉(170)을 조여 코일스프링(161)의 하단을 밀어올리면 코일스프링(161)의 탄성력을 커지며 반대로 탄성조절봉(170)을 풀면 코일스프링(161)의 하단은 내려오면서 코일스프링(161)의 탄성력을 작아진다.

그리고 오일구역(145)에 오일을 보충하기 위한 연결배관(153)이 오일배관(151)으로부터 분기되어 차압배관(141)으로 연결되며, 연결배관(153)에는 개폐밸브(155)가 장착되어 연결배관(153)을 개폐하여 오일의 보충을 제어한다. 또한 오일 보충 시에 공기 빼기를 위해 유연막(143)의 아래에 배기관(147)을 차압기(140)의 외측 상부로 연장하고 배기관(147)에 개폐밸브(149)를 장착하여 공기 배출 시에만 개방한다.

한편, 앞에서는 스러스터가 선미에 형성된 것으로 설명하였으나, 선수에 설치되더라도 본 발명의 기술적 사상을 적용할 수 있다.

도 1은 선미 쪽에 장착된 스러스터를 나타낸 개념도이다.

도 2는 본 발명에 따른 선박용 스러스터의 압력제어장치를 나타낸 개념도이고,

도 3은 도 2에 도시된 립씰을 나타낸 상세도이며,

도 4는 도 3에 도시된 차압기의 탄성조절봉의 작동관계를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 스러스터 111 : 회전축

113 : 케이스 121 : 제1립씰

122 : 제2립씰 130 : 챔버

140 : 차압기 141 : 차압배관

142 : 해수배관 143 : 유연막

144 : 해수구역 145 : 오일구역

147 : 배기관 149 : 개폐밸브

150 : 오일중력탱크 151 : 오일배관

153 : 연결배관 155 : 개폐밸브

160 : 탄성체 161 : 코일스프링

170 : 탄성조절봉 171 : 받침판

Claims (7)

1. 선박의 스러스터 회전축(111)을 감싸 해수의 유입을 차단하는 제1립씰(121)과,

   선박의 스러스터 회전축을 감싸 스러스터의 케이스에 채워진 오일의 유입을 차단하는 제2립씰(122)과,

   제1립씰과 제2립씰의 사이에 형성된 챔버(130)와,

   챔버에서 연장된 차압배관(141)과 선박의 외측에서 연장된 해수배관(142)이 양측에 각각 연통되고 내부에는 해수와 오일을 구획하는 유연막(143)이 위치하며 해수압에 의해 변형되는 유연막을 지지하는 탄성체(160)를 구비한 차압기(140)를 포함하며,

   상기 차압기에는 상기 유연막(143) 아래 부분에 대응하여 배기관(147)이 차압기 외측으로 연장되고, 상기 배기관에는 개폐밸브(149)가 장착된 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터의 압력제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 차압기와 상기 해수배관은 해수면보다 낮게 위치하는 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터의 압력제어장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 탄성체는 코일스프링(161)이며, 오일이 채워진 구역의 차압기 내측면과 유연막(143)에 지지되는 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터의 압력제어장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 차압기의 케이스에는 탄성조절봉(170)이 나사체결되어 케이스(113)의 내부로 진입하거나 진출하면서 코일스프링(161)을 유연막의 방향으로 전후진 이동시키는 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터의 압력제어장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   스러스터의 케이스 내측에는 오일배관(151)이 연결되고, 오일배관은 상부에 위치한 오일중력탱크(150)에 연장되며, 오일중력탱크에서 오일배관을 통해 케이스 내부로 유입된 오일은 상기 제2립씰(122)과 접하는 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터의 압력제어장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 차압배관과 상기 오일배관을 연결하는 연결배관(151)이 형성되고, 상기 연결배관에는 개폐밸브(155)가 장착된 것을 특징으로 하는 선박용 스러스터의 압력제어장치.
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