KR101399849B1 - Propulsion apparatus for ship and shaft alignment method therefor, and ship having the same - Google Patents
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Abstract
선박용 추진장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 선박용 추진장치는 후방프로펠러가 고정되는 회전축과, 후방프로펠러 전방의 회전축에 회전 가능하게 지지되는 전방프로펠러와, 회전축이 관통하며 회전축의 회전을 반전시켜 전방프로펠러로 전달하는 복수의 기어를 내장한 기어박스를 구비하고, 선체 후미에 형성된 설치공간에 장착되는 반전회전장치를 포함하고, 회전축은 설치공간에 장착되는 반전회전장치의 센터링을 위하여 회전축의 중앙을 관통하는 계측홀과, 계측홀과 구분된 독립의 윤활유로를 포함한다.A marine propulsion device is disclosed. In the embodiment of the present invention, the marine propulsion device includes a front propeller rotatably supported on a rotary shaft in front of a rear propeller, a front propeller through which a rotary shaft passes, And a rotary shaft mounted on an installation space formed in a rear portion of the hull, the rotary shaft having a measuring hole passing through the center of the rotary shaft for centering the reverse rotary device installed in the installation space, Includes independent lubrication lines separated from holes.
Description
본 발명은 두 프로펠러가 상호 반대로 회전하며 추진력을 발생시키는 선박용 추진장치 및 이를 갖춘 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a propulsion device for a ship in which two propellers rotate in opposite directions and generate propulsion force, and a ship equipped with the propulsion device.
통상적인 선박용 추진장치는 하나의 나선형 프로펠러를 구비한다. 그러나 하나의 프로펠러를 갖춘 추진장치는 프로펠러의 회전에 따른 수류의 회전에너지를 추진력으로 이용할 수 없기 때문에 에너지 손실이 크다. A typical marine propulsion system has one helical propeller. However, the propulsion system equipped with one propeller has a large energy loss because it can not utilize the rotational energy of the water stream due to the rotation of the propeller as a propulsion force.
이중반전 추진장치(Counter rotating propeller; CRP)는 이처럼 손실되는 회전에너지를 추진력으로 회수할 수 있다. 이중반전 추진장치는 동일축선 상에 설치된 2개의 프로펠러가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시킨다. 전방프로펠러를 거친 유체의 회전에너지를 후방프로펠러가 역으로 회전하면서 추진력으로 회수한다. 따라서 하나의 프로펠러를 갖춘 추진장치에 비해 높은 추진성능을 발휘할 수 있다.Counter rotating propeller (CRP) can recover lost rotational energy as propulsion. In the double reversing propulsion system, two propellers installed on the same axis rotate propelling each other to generate propulsive force. The rotational energy of the fluid passing through the forward propeller is recovered by propulsive force while the propeller is rotating backward. Therefore, it is possible to exert a higher propelling performance than a propelling device equipped with one propeller.
하지만 이중반전 추진장치는 두 프로펠러의 상반된 회전을 구현하는 반전회전장치와 중공축 등을 포함하는 관계로 상대적으로 제작과 설치 및 유지보수에 어려움이 있었다.However, the dual inversion propulsion system has a difficulty in manufacture, installation, and maintenance due to the inclusion of an inversion device and a hollow shaft which realize counterclockwise rotation of the two propellers.
미국 공개특허공보 US2011/0033296호(2011. 02. 10. 공개)와 일본 공개특허공보 소62-279189호(1987. 12. 04. 공개)는 전술한 이중반전 추진장치의 예를 제시한 바 있다. 미국 공개특허공보 US2011/0033296호는 선체 내에 설치된 유성기어식 반전회전장치와 중공축을 갖춘 이중반전 추진장치를 제시하였고, 일본 공개특허공보 소62-279189호는 유성기어식 반전회전장치를 선미 쪽에 설치한 이중반전회전장치를 제시하였다.US Patent Publication No. US2011 / 0033296 (published on Mar. 10, 2011) and Japanese Laid-Open Publication No. 62-279189 (published on December 04, 1987) have presented an example of the above- . US Patent Application Publication No. US2011 / 0033296 discloses a double reversing propulsion device having a hollow shaft and a planetary gear type reversing rotation device installed in a hull. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-279189 discloses a dual- Inverse rotation device is proposed.
본 발명의 실시 예는 동력전달계통을 종래보다 단순화하면서도 두 프로펠러의 안정된 상호 반전을 구현할 수 있을 뿐 아니라 제작과 설치 및 유지보수가 용이한 선박용 추진장치 및 이를 갖춘 선박을 제공하고자 한다.
The embodiment of the present invention is intended to provide a propulsion device for a ship and a ship equipped with the propulsion device, which can simplify the power transmission system and simplify the production, installation and maintenance as well as realize stable mutual inversion of two propellers.
본 발명의 일 측면에 따르면, 후방프로펠러가 고정되는 회전축과, 상기 후방프로펠러 전방의 상기 회전축에 회전 가능하게 지지되는 전방프로펠러와, 상기 회전축이 관통하며, 상기 회전축의 회전을 반전시켜 상기 전방프로펠러로 전달하는 복수의 기어를 내장한 기어박스를 구비하고, 선체 후미에 형성된 설치공간에 장착되는 반전회전장치를 포함하고, 상기 회전축은 상기 설치공간에 장착되는 상기 반전회전장치의 센터링을 위하여 상기 회전축의 중앙을 관통하는 계측홀과, 상기 계측홀과 구분된 독립의 윤활유로를 포함하는 선박용 추진장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a propeller comprising: a rotating shaft to which a rear propeller is fixed; a front propeller rotatably supported on the rotating shaft in front of the rear propeller; And a reverse rotation device mounted on an installation space formed at the rear of the hull, wherein the rotary shaft is rotatably supported by a center of the rotary shaft for centering the reverse rotary device installed in the installation space, And a separate lubricating oil passage separated from the measuring hole, may be provided.
또한, 상기 반전회전장치는 상기 회전축의 회전력을 상기 복수의 기어에 전달하도록 상기 회전축에 마련된 구동플랜지와 연결되는 제1연결부재와, 상기 복수의 기어의 출력을 상기 전방프로펠러에 전달하도록 상기 전방프로펠러의 허브에 연결된 제2연결부재를 포함한다.The reverse rotation device may further include a first connection member connected to a drive flange provided on the rotary shaft to transmit the rotation force of the rotary shaft to the plurality of gears and a second connecting member connected to the front propeller for transmitting the output of the plurality of gears to the forward propeller, And a second connecting member connected to the hub of the second connecting member.
또한, 상기 복수의 기어는 상기 제1연결부재와 연결되는 구동베벨기어와, 상기 회전축 주위를 회전 가능하게 지지되며 상기 제2연결부재와 연결되는 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함한다.The plurality of gears may include a driven bevel gear connected to the first connecting member, a driven bevel gear rotatably supported around the rotating shaft and connected to the second connecting member, And one or more reverse bevel gears for inverting and delivering the driven bevel gears.
또한, 상기 회전축은 상기 선체 내부의 구동원에 연결된 메인구동축에 결합될 수 있다.In addition, the rotary shaft may be coupled to a main drive shaft connected to a driving source inside the hull.
본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치를 선체의 외부에서 제작하여 조립한 상태에서 반전회전장치의 기어박스를 선체 후미에 형성된 설치공간으로 진입시킨 후 회전축에 형성된 계측홀을 통하여 반전회전장치의 센터링을 할 수 있어 제작과 설치를 용이하게 수행할 수 있다.In the propulsion device according to the embodiment of the present invention, the gear box of the reverse rotation device enters the installation space formed at the rear of the ship with the reverse rotation device manufactured and assembled from the outside of the ship, It is possible to carry out the centering of the light emitting diode panel easily, thereby facilitating manufacture and installation.
또 본 실시 예에 따른 추진장치는 고장발생 시 반전회전장치의 기어박스를 선체로부터 분리할 수 있기 때문에 유지보수를 용이하게 수행할 수 있다.In addition, the propulsion device according to the present embodiment can easily perform the maintenance because the gear box of the reverse rotation device can be separated from the hull when a failure occurs.
또 본 실시 예에 따른 추진장치는 복수의 베벨기어를 이용하여 전방프로펠러의 반전을 구현하는 형태이므로 통상의 유성기어식 반전회전장치에 비하여 그 부피를 줄일 수 있고 동력전달계통의 구성을 단순화할 수 있다. 또 반전회전장치의 부피를 줄일 수 있기 때문에 반전회전장치를 선체의 후미에 설치하는 것이 가능하다.In addition, since the propulsion device according to the present embodiment realizes the inversion of the front propeller by using a plurality of bevel gears, the volume of the propeller can be reduced and the configuration of the power transmission system can be simplified compared to a conventional planetary gear type reverse rotation device . In addition, since the volume of the inverting rotating device can be reduced, it is possible to install the inverting rotating device at the rear of the hull.
또 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치를 선체 후미 쪽에 설치하여 종래와 같은 중공축을 배제할 수 있기 때문에 종래보다 동력전달계통을 단순화할 수 있을 뿐 아니라 윤활이 필요한 영역을 줄일 수 있고, 윤활에 따른 제반문제를 최소화할 수 있다.
In addition, the propulsion device according to the embodiment of the present invention can eliminate the hollow shaft as in the conventional art by installing the reversing and rotating device on the rear side of the hull, so that the power transmission system can be simplified and the area required for lubrication can be reduced , It is possible to minimize the problems caused by lubrication.
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 반전회전장치 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 전방프로펠러를 지지하는 베어링들의 장착구조를 나타낸 상세 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 전방프로펠러를 지지하는 베어링들의 장착구조를 나타낸 상세 단면도로, 제1레이디얼베어링이 분리된 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치의 장착 예를 나타낸 단면도로, 반전회전장치가 분리된 상태를 도시한 것이다.
도 8은 상기 도 7의 반전회전장치 내의 기어박스에 조립된 회전축의 중심과 구동원에 연결된 메인구동축의 중심을 축정렬 검사장치를 이용하여 정렬시키는 방법을 단면도로 도시한 것이다.
도 9는 상기 도 8의 축정렬 검사장치를 도시한다.
도 10은 도 9의 축정렬 검사장치에 포함된 광감지부의 설치 형태 및 회전축의 후단이 밀봉마개에 의해 폐쇄된 상태를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치가 선체 후미의 설치공간에 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제2밀봉장치 단면도이다.1 is a sectional view showing a state in which a propulsion device according to an embodiment of the present invention is applied to a ship.
2 is a cross-sectional view of a propulsion device according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of a propulsion device according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of the inverting rotating device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
5 is a detailed sectional view showing a mounting structure of bearings for supporting a front propeller of a propulsion device according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed sectional view showing a mounting structure of bearings for supporting a front propeller of a propulsion device according to an embodiment of the present invention, in which the first radial bearing is separated.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an installation example of an inversion rotation device of a propulsion device according to an embodiment of the present invention, in which the inversion rotation device is separated.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a method of aligning the center of a rotational shaft incorporated in a gear box in the reverse rotation device of FIG. 7 and the center of a main drive shaft connected to a drive source using an axial alignment inspection apparatus.
FIG. 9 shows the alignment inspection apparatus of FIG.
Fig. 10 shows a mounting state of the light sensing part included in the alignment inspection apparatus of Fig. 9 and a state in which the rear end of the rotation shaft is closed by a sealing cap.
11 is a cross-sectional view showing a state in which the inversion rotating device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention is installed in the installation space at the rear of the hull.
12 is a sectional view of the first sealing device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
13 is an exploded perspective view of the first sealing device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
14 is a sectional view of the second sealing device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예에 따른 선박용 추진장치는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 선체(1)의 후방에 축선이 일치하도록 배치되는 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)를 구비하고, 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 상반된 회전을 구현하기 위해 선체(1)의 후미(3)에 설치된 반전회전장치(30)를 구비한다. 즉 두 프로펠러(10,20)가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시키는 이중반전 추진장치다. 1 and 2, a propulsion device for a ship according to an embodiment of the present invention includes a
여기서 선체(1)의 후미(3)는 전방 및 후방프로펠러(10,20)와 반전회전장치(30)의 설치를 위해 선체(1)로부터 후방을 향하여 유선형으로 돌출된 부분으로 스턴보스(Stern boss)를 의미한다. 선체 후미(3)는 주물(casting)로 제작된 후 용접에 의해 선체(1)에 고정될 수 있다. 또 후술할 반전회전장치(30)의 기어박스(40)를 수용할 수 있도록 전후로 관통된 설치공간(4)을 구비한다. 설치공간(4)의 내면은 기어박스(40)의 외형에 대응하도록 보링(boring)에 의해 원통형으로 가공될 수 있다. The
반전회전장치(30)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 선체(1)의 후미(3)의 설치공간에 수용되는 기어박스(40)와, 기어박스(40)의 대략 중심부분을 관통한 상태로 기어박스(40)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(5)을 포함한다. 2 and 3, the
반전회전장치(30)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 회전축과 함께 회전하도록 기어박스(40) 내에 설치된 구동베벨기어(31), 구동베벨기어(31)와 대향하는 형태로 기어박스(40) 내부의 회전축(5)에 회전 가능하게 지지되는 피동베벨기어(32), 구동베벨기어(31)의 회전을 피동베벨기어(32)로 반전시켜 전달하는 복수의 반전베벨기어(33)를 구비한다. 또 회전축(5)과 구동베벨기어(31)를 연결하는 원통형 제1연결부재(35), 피동베벨기어(32)와 전방프로펠러(10)의 허브(11)를 연결하는 원통형 제2연결부재(36)를 포함할 수 있다.2 to 4, the
회전축(5)은 기어박스(40)의 전방으로 돌출하는 선단이 선체(1) 내부의 메인구동축(6)에 분리와 결합 가능하게 연결될 수 있다. 그리고 메인구동축(6)은 도 1에 도시한 바와 같이, 선체(1) 내부에 설치된 구동원(8, 디젤엔진, 모터, 터빈 등)과 연결됨으로써 회전축(5)이 메인구동축(6)과 함께 회전할 수 있다. The front end of the
기어박스(40)의 후방으로 연장된 회전축(5)에는 후방프로펠러(20)가 고정되고, 후방프로펠러(20)와 기어박스(40) 사이의 외면에 전방프로펠러(10)가 회전 가능하게 지지된다. 전방프로펠러(10)는 이후에 보다 상세히 설명하겠지만 반전회전장치(30)와 연결됨으로써 회전축(5)이 회전할 때 후방프로펠러(20)와 반대로 회전할 수 있다.A
메인구동축(6)과 회전축(5)은 원통형의 커플링(Coupling)장치(7)에 의해 스플라인(spline) 축이음 방식으로 분리와 결합이 가능하게 연결될 수 있다. 여기서는 일 예로써 스플라인 축이음을 제시하지만, 메인구동축(6)과 회전축(5)의 연결방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 플랜지커플링 방식, 마찰클러치방식, 마그네틱클러치방식 등이 선택적으로 채용될 수 있다.The
후방프로펠러(20)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 회전축(5)과 함께 회전하도록 회전축(5) 후미부분에 고정된다. 후방프로펠러(20)는 회전축(5)에 고정되는 허브(21)와, 허브(21)의 외면에 마련된 복수의 날개(22)를 포함한다. 후방프로펠러(20)의 허브(21)는 중심부의 축결합공(23)이 회전축(5)의 외면에 압입되는 방식으로 고정될 수 있다. 회전축(5) 후단부에는 고정캡(24)이 체결됨으로써 후방프로펠러(20)가 회전축(5)에 더욱 견고히 고정될 수 있다. The
이러한 결합을 위해 회전축(5)의 후미부분(5a)은 후방으로 갈수록 외경이 축소되는 테이퍼형 외면으로 마련될 수 있고, 허브(21)의 축결합공(23)은 회전축(5)의 외면에 대응하는 테이퍼형 내면으로 구성될 수 있다. 도 2에서 부호 25는 후방프로펠러(20) 허브(21) 후단과 고정캡(24)을 덮도록 허브(21)에 장착되는 프로펠러캡이다.The
전방프로펠러(10)는 후방프로펠러(20)와 반전회전장치(30) 사이의 회전축(5) 외면에 회전 가능하게 설치된다. 전방프로펠러(10)는 회전축(5) 외면에 회전 가능하게 지지되는 허브(11)와, 허브(11)의 외면에 마련된 복수의 날개(12)를 구비한다. 이러한 전방프로펠러(10)는 후방프로펠러(20)를 설치하기 전에 회전축(5) 외면에 설치될 수 있다. 또 후방프로펠러(20)와 반대로 회전하는 것이므로 날개각이 후방프로펠러(20)의 날개각과 반대다.The
전방프로펠러(10)의 허브(11)는 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 제1스러스트베어링(13), 제2스러스트베어링(14), 제1레이디얼베어링(15)에 의해 회전축(5) 외면에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 제1스러스트베어링(13)과 제2스러스트베어링(14)은 허브(11)의 전방 쪽 내면과 회전축(5) 외면 사이에 설치되고, 제1레이디얼베어링(15)은 허브(11)의 후방 내면과 회전축(5) 외면 사이에 설치될 수 있다. 2 and 5, the
제1레이디얼베어링(15)은 회전축(5)의 반경방향으로 작용하는 전방프로펠러(10)의 레이디얼 하중을 감당하고, 제1 및 제2스러스트베어링(13,14)은 회전축(5)에 전후 축방향으로 각각 작용하는 스러스트 하중을 감당할 수 있다. 구체적으로 제2스러스트베어링(14)은 선박의 전진 시 전방프로펠러(10)로부터 선수 쪽으로 작용하는 스러스트 하중을 감당하고, 제1스러스트베어링(13)은 선박의 후진 시 전방프로펠러(10)로부터 선미 쪽으로 작용하는 스러스트 하중을 감당할 수 있다.The first
제1스러스트베어링(13)의 내륜과 제2스러스트베어링(14)의 내륜은 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(5) 외면에 압입된 상태에서 상호 접하도록 배치됨으로써 축방향으로 밀리지 않도록 지지될 수 있다. 제1스러스트베어링(13) 외륜은 허브(11)와 결합되는 제2연결부재(36)에 장착된 고정링(39)에 지지됨으로써 역시 축방향으로 밀리지 않도록 지지될 수 있다. The inner ring of the
전방프로펠러(10)의 허브(11)와 회전축(5) 사이에는 원통형의 제1지지링(17a)과 제2지지링(17b)이 각각 설치됨으로써 제2스러스트베어링(14)이 축방향으로 밀리지 않도록 할 수 있다. 제1지지링(17a)은 제2스러스트베어링(14)의 외륜과 제1레이디얼베어링(15)의 외륜 사이에 개재되어 이들이 상호 지지되도록 할 수 있고, 제2지지링(17b)은 제2스러스트베어링(14)의 내륜과 제1레이디얼베어링(15)의 내륜 사이에 개재되어 이들이 상호 지지되도록 할 수 있다. 또 제1레이디얼베어링(15)의 외륜과 후술할 제1밀봉커버(71) 사이의 허브(11) 내면에는 간격조절링(18)이 설치됨으로써 제1레이디얼베어링(15)의 외륜이 축방향으로 밀리지 않도록 할 수 있다. 여기서는 제1레이디얼베어링(15)의 외륜을 보다 안정적으로 지지하기 위해 간격조절링(18)을 설치한 경우를 제시하고 있으나, 제1레이디얼베어링(15)의 외륜이 허브(11)의 내면에 압입될 경우에는 간격조절링(18)을 설치하지 않더라도 제1레이디얼베어링(15) 외륜의 고정이 가능할 것이므로, 간격조절링(18)은 설계에 따라 선택적으로 채용될 수 있을 것이다.A cylindrical
제1레이디얼베어링(15)의 내륜은 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(5) 외면과의 사이에 원통형 쐐기부재(16)가 장착됨으로써 축방향으로 밀리지 않도록 고정될 수 있다. 쐐기부재(16)는 후방으로 갈수록 외경이 축소되는 테이퍼형 외면과 그 후방 측 외면에 형성된 나사산을 구비하고, 내면이 회전축(5) 외면에 압입 고정될 수 있다. 그리고 이러한 쐐기부재(16)에는 후방 나사산에 조임너트(16a)가 체결됨으로써 제1레이디얼베어링(15)의 내륜을 구속할 수 있다. 따라서 제1레이디얼베어링(15)은 회전축(5) 외면과 허브(11) 내면 사이에서 견고히 고정될 수 있다. 쐐기부재(16)와 조임너트(16a)에는 풀림을 방지하는 고정클립(16b)이 체결될 수 있다.The inner ring of the first
전방프로펠러(10)를 설치할 때는 우선 회전축(5) 외면에 제1스러스트베어링(13), 제2스러스트베어링(14), 제1 및 제2지지링(17a,17b), 쐐기부재(16)을 순차적으로 설치할 수 있다. 다음으로 도 6에 도시한 바와 같이, 회전축(5) 외측에 전방프러펠러(10)의 허브(11)를 결합시켜 허브(11)의 내면이 제1 및 제2스러스트베어링(13,14)의 외륜과 결합되도록 할 수 있다. 이어서 쐐기부재(16)의 외면과 허브(11)의 내면 사이에 제1레이디얼베어링(15)을 밀어 넣어 설치한 후 쐐기부재(16)에 조임너트(16a)를 체결하여 제1레이디얼베어링(15)의 내륜을 고정할 수 있다. 제1레이디얼베어링(15)을 설치한 후에는 간격조절링(18)을 설치하고, 제1밀봉커버(71)를 장착할 수 있다.The first thrust bearing 13, the second thrust bearing 14, the first and second support rings 17a and 17b and the
이처럼 제1레이디얼베어링(15)을 쐐기부재(16)를 이용해 고정하면, 제1 및 제2지지링(17a,17b) 등의 부품에 제작오차가 생겨 제1레이디얼베어링(15)의 설치위치가 변하는 경우에도 쐐기부재(16) 및 제1레이디얼베어링(15)의 장착위치를 조정함으로써 결합오차를 보정할 수 있다. 즉 쐐기부재(16)와 제1레이디얼베어링(15)을 제1 및 제2지지링(17a,17b) 쪽으로 밀착시킨 상태에서 제1레이디얼베어링(15)을 고정할 수 있기 때문에 부품들 간 결합오차를 최소화할 수 있다. 간격조절링(18)은 제1레이디얼베어링(15)이 장착된 상태에서 제1레이디얼베어링(15) 외륜과 제1밀봉커버(71) 사이의 거리를 측정하여 이에 부합하도록 제작한 후 설치할 수 있다.When the first
추후 고장수리 등을 위해 전방프로펠러(10)를 회전축(5)으로부터 분리할 때는 역으로 제1밀봉커버(71)와 간격조절링(18)을 분리하고, 쐐기부재(16)에 체결된 조임너트(16a)를 풀어 제1레이디얼베어링(15)이 분리될 수 있도록 한 후, 전방프로펠러(10)를 후방으로 당겨 분리할 수 있다. 전방프로펠러(10)를 분리한 후에는 제1 및 제2스러스트베어링(13,14), 쐐기부재(16), 제1 및 제2지지링(17a,17b)이 노출되므로 이들 역시 회전축(5)으로부터 쉽게 분리할 수 있다. The
반전회전장치(30)의 기어박스(40)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 복수의 반전베벨기어(33)를 그 내부에 수용하며 양단이 개방된 원통형의 몸체부(41)와, 몸체부(41)의 전방 측 개구를 폐쇄하도록 몸체부(41)에 결합되는 전방커버(42), 그리고 몸체부(41)의 후방 측 개구를 폐쇄하도록 몸체부(41)에 결합되는 후방커버(43)를 포함할 수 있다. 2 and 4, the
전방커버(42)는 그 중심부를 관통하는 제1연결부재(35)를 회전 가능하게 지지할 수 있고, 후방커버(43)는 역시 그 중심부를 관통하는 제2연결부재(36)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이를 위해 제1연결부재(35) 외면과 전방커버(42) 사이에는 전방베어링(44)이 설치되고, 제2연결부재(36) 외면과 후방커버(43) 사이에는 후방 외측베어링(45)이 설치될 수 있다.The
후방 외측베어링(45)은 복수개가 회전축(5)의 길이방향으로 연속하여 설치됨으로써 제2연결부재(36)가 안정적으로 지지된 상태에서 회전하도록 할 수 있다. 제2연결부재(36) 내면과 회전축(5) 사이에는 제2연결부재(36)의 회전 가능한 지지를 위해 후방 내측베어링(46)이 설치되고, 제1연결부재(35)와 회전축(5) 외면 사이에는 원통형의 슬리브베어링(47)이 설치될 수 있다. 또 후방 내측베어링(46) 내륜과 슬리브베어링(47) 사이의 회전축(5) 외면에는 이들 사이를 지지하는 원통형의 이격링(49)이 설치될 수 있다.A plurality of rear
전방베어링(44), 후방 외측베어링(45), 후방 내측베어링(46)은 모두 레이디얼베어링으로 구성될 수 있다. 이러한 베어링들(44,45,46)은 회전축(5), 제1연결부재(35), 제2연결부재(36)에 작용하는 레이디얼 하중을 지지하면서 이들의 안정된 회전을 구현할 수 있다.The
구동베벨기어(31)는 제1연결부재(35)와 함께 회전하도록 복수의 고정볼트(31a) 체결에 의해 제1연결부재(35)와 연결된다. 피동베벨기어(32)도 역시 복수의 고정볼트(32a) 체결에 의해 제2연결부재(36)와 연결된다. 피동베벨기어(32)는 회전 시 회전축(5)과 간섭되지 않도록 그 내경부분이 회전축(5)과 이격될 수 있다. The
복수의 반전베벨기어(33)는 구동베벨기어(31)와 피동베벨기어(32) 사이에 각각 이물림 상태로 개재된다. 각 반전베벨기어(33)를 지지하는 축(34)은 회전축(5)과 교차하는 방향(회전축의 반경방향)으로 배치되고, 복수가 회전축(5)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다. 또 각 반전베벨기어(33)의 축(34) 양단에는 축(34)의 원활한 회전을 위해 각각 베어링(34a,34b)이 설치될 수 있다.The plurality of
기어박스(40) 내부에는 반전베벨기어들(33)을 설치하기 위해 내부프레임(50)이 설치될 수 있고, 내부프레임(50)은 기어박스(40) 내에 진입된 상태에서 복수의 고정부재(51)를 체결함으로써 몸체부(41) 내에 고정될 수 있다. The
내부프레임(50)은 도 4에 도시한 바와 같이, 그 중심부에 회전축(5)이 관통하는 관통공(52)이 형성되고, 그 폭(W, 회전축의 길이방향 폭)이 반전베벨기어(33)의 최대 외경보다 작은 원통 또는 다각기둥의 형태로 마련될 수 있다. 이러한 내부프레임(50)은 각 반전베벨기어(33)를 회전 가능하게 수용하되 반전베벨기어(33)가 구동 및 피동베벨기어(31,32)와 치합될 수 있도록 그 양측이 개방된 복수의 기어설치부(53)를 구비한다. 또 반전베벨기어(33)의 축(34) 양단에 설치된 베어링들(34a,34b)을 각각 지지할 수 있도록 마련된 제1축지지부(54)와 제2축지지부(55)를 구비한다. 이러한 구성들은 복수의 반전베벨기어(33)를 설치할 수 있도록 각각 복수가 관통공(52)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다. 4, a through
제1축지지부(54)와 제2축지지부(55)는 도 4에 도시한 바와 같이, 반전베벨기어 축(34)의 장착을 위해 내부프레임(50)의 한쪽 측면 방향으로 개방되는 형태로 마련될 수 있다. 그리고 여기에는 베어링들(34a,34b)을 덮어서 고정하는 제1체결부재(54a)가 제2체결부재(55a)가 장착될 수 있다. 따라서 각 반전베벨기어(33)를 내부프레임(50)에 설치할 때 반전베벨기어(33), 반전베벨기어의 축(34), 베어링들(34a,34b)을 조립한 상태에서 이 조립체를 내부프레임(50)의 한쪽 측면방향으로부터 기어설치부(53)에 진입시키는 방식으로 설치한 후, 제1 및 제2체결부재(54a,55a)를 체결하여 고정할 수 있다. 여기서는 반전베벨기어들(33)을 내부프레임(50)에 장착하는 방법에 대한 하나의 예를 제시한 것일 뿐 반전베벨기어(33)의 장착방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 내부프레임(50)의 형태가 변경될 경우 반전베벨기어(33)를 내부프레임(50)에 장착하는 방식도 바뀔 수 있다.As shown in FIG. 4, the first and second axially supports 54 and 55 are formed to be opened in one side direction of the
반전베벨기어들(33)이 장착된 내부프레임(50)은 반전회전장치(30)를 조립하는 과정에서 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 전방커버(42), 후방커버(43)를 설치하기 전에 기어박스(40)의 몸체부(41) 내로 진입시킨 후, 복수의 고정부재(51)를 체결하여 몸체부(41) 내에 고정할 수 있다. The
복수의 고정부재(51)는 도 4와 도 7에 도시한 바와 같이, 원통형의 핀형태로 마련될 수 있다. 이러한 고정부재(51)는 몸체부(41)의 외측으로부터 몸체부(41)를 관통하여 몸체부(41) 내로 진입하도록 설치됨으로써 그 내측 단부가 내부프레임(50)을 고정상태로 지지할 수 있다. 고정부재(51)의 내측단부는 내부프레임(50)의 둘레의 고정홈(56)에 진입함으로써 내부프레임(50)을 결속할 수 있다. 고정부재(51)의 외측단부는 고정나사의 체결에 의해 몸체부(41)에 고정될 수 있다.The plurality of fixing
이러한 기어박스(40)에 의하면, 내부프레임(50)을 포함한 반전베벨기어 조립체를 몸체부(41) 내에 장착한 후, 몸체부(41) 양측의 개구를 통해 구동베벨기어(31)와 피동베벨기어(32)를 설치할 수 있고, 이어서 전방커버(42), 후방커버(43), 제1연결부재(35), 제2연결부재(36) 등의 부품들을 설치할 수 있다. 따라서 반전회전장치(30)를 쉽게 조립할 수 있고, 추후 고장수리를 용이하게 수행할 수 있다.In this
본 실시 예에서 반전회전장치(30)는 반전베벨기어(33)가 복수인 경우를 제시하고 있으나, 반전베벨기어(33)는 구동베벨기어(31)의 회전을 피동베벨기어(32)로 반전시켜 전달할 수 있으면 될 것이므로, 반드시 복수일 필요는 없다. 구동부하가 크지 않은 소형선박은 하나의 반전베벨기어만으로도 그 기능을 구현할 수 있을 것이다.The inverting
또 반전회전장치(30)는 도 2와 도 7에 도시한 바와 같이, 회전축(5)과 제1연결부재(35)를 분리 가능하게 연결하는 동력연결장치(60)를 구비한다. 동력연결장치(60)는 기어박스(40) 전방의 회전축(5)에 마련된 구동플랜지(61), 구동플랜지(61)와 대면하도록 제1연결부재(35)에 마련된 피동플랜지(62), 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62) 사이에 개재되는 마찰부재(63), 그리고 이들을 관통하는 형태로 체결하는 복수의 연결볼트(64)를 포함할 수 있다. 구동플랜지(61)는 회전축(5)과 일체로 마련되거나 별도로 제작된 후 용접 등에 의해 회전축(5)에 고정될 수 있다. 피동플랜지(62)는 제1연결부재(35)와 일체로 마련될 수 있다. 마찰부재(63)는 연결볼트(64)를 풀어서 제거한 후 반경방향 외측으로 분리할 수 있도록 복수가 반원형으로 분할된 형태일 수 있다.2 and 7, the reversing and
동력연결장치(60)는 필요 시 복수의 연결볼트(64)를 풀어 마찰부재(63)를 분리함으로써 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62)의 동력연결을 차단할 수 있다. 예를 들어 선박의 운항 중 반전회전장치(30)의 고장이 생길 경우 회전축(5)으로부터 제1연결부재(35) 쪽으로의 동력전달을 차단할 수 있다. 이 경우 후방프로펠러(20)의 동작만으로 선박이 운항하도록 할 수 있다.The
제2연결부재(36)는 후단에 전방프로펠러(10)의 허브(11)에 연결되는 연결플랜지(37)를 구비한다. 연결플랜지(37)는 제2연결부재(36)와 일체로 마련될 수 있고, 복수의 고정볼트(37a) 체결에 의해 전방프로펠러(10)의 허브(11) 전면에 고정될 수 있다. 따라서 피동베벨기어(32)의 회전은 제2연결부재(36)에 의해 전방프로펠러(10)로 전달될 수 있다.The second connecting
제2연결부재(36)와 회전축(5) 외면 사이에는 후방 내측베어링(46)을 지지하는 원통형의 제3지지링(38a)과 제4지지링(38b)이 설치될 수 있다. 제3지지링(38a)은 후방 내측베어링(46)의 내륜과 제1스러스트베어링(13)의 내륜 사이에 개재되어 이들 사이의 간격을 유지할 수 있다. 제4지지링(38b)은 후방 내측베어링(46)의 외륜을 지지하도록 제2연결부재(36)의 내면 쪽에 설치될 수 있다. 그리고 제2연결부재(36)의 후단에는 제4지지링(38b)의 이탈 방지를 위해 고정링(39)이 장착될 수 있다. 고정링(39)은 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 제1스러스트베어링(13)의 외륜을 지지할 수 있다.A
이러한 반전회전장치(30)는 회전축(5)이 회전할 때 제1연결부재(35)가 회전하고, 제1연결부재(35)와 연결된 구동베벨기어(31)가 회전한다. 구동베벨기어(31)의 회전은 복수의 반전베벨기어(33)에 의해 반전된 후 피동베벨기어(32)로 전달되므로 피동베벨기어(32)가 구동베벨기어(31)와 반대로 회전한다. 그리고 피동베벨기어(32)의 회전은 제2연결부재(36)에 의해 전방프로펠러(10)로 전달된다. 따라서 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 상반된 회전을 구현할 수 있다.When the
이처럼 본 실시 예의 반전회전장치(30)는 복수의 베벨기어들(31,32,33)을 통해 두 프로펠러(10,20)의 상호 반전을 구현하는 것이므로 종래 유성기어식 반전회전장치에 비하여 그 부피를 줄일 수 있다. 따라서 선체 후미(3)에 설치되는 기어박스(40)의 부피를 최소화할 수 있다. As described above, since the
통상의 유성기어식 반전회전장치는 회전축에 설치되는 태양기어, 태양기어 외측에 설치되는 유성기어, 유성기어 외측에 설치되는 원통형의 내접기어를 포함하는 형태이기 때문에 그 부피가 상대적으로 크다. 또 유성기어식 반전회전장치는 최외곽에 배치되는 내접기어가 회전해야 하므로 그 외측의 케이싱까지 고려하면 부피가 매우 커질 수 밖에 없다. 따라서 이를 본 실시 예의 경우처럼 선체의 후미에 설치하기란 현실적으로 매우 어려운 문제다. 설령 선체 후미에 설치한다 하더라도 선체 후미의 크기를 키워야 하는 문제가 생긴다.The conventional planetary gear type inverting rotary device has a relatively large volume because it includes a sun gear installed on the rotary shaft, a planetary gear provided outside the sun gear, and a cylindrical internal gear installed outside the planetary gear. In the planetary gear type reverse rotation device, since the internal gear disposed at the outermost periphery needs to rotate, considering the casing on the outside, the volume becomes very large. Therefore, it is practically very difficult to install it in the rear of the hull as in the case of the present embodiment. Even if it is installed at the back of the hull, there arises a problem of increasing the size of the rear of the hull.
또 본 실시 예의 추진장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 선체 후미(3)와 전방프로펠러(10)의 허브(11) 사이를 밀봉하여 해수(또는 민물)나 이물질의 침입을 방지하는 제1밀봉장치(90)와, 같은 목적으로 전방프로펠러(10)의 허브(11)와 후방프로펠러(20)의 허브(21) 사이를 밀봉하는 제2밀봉장치(110)를 구비한다. 2, the propulsion device of the present embodiment includes a first seal (not shown) for sealing between the
제1밀봉장치(90)는 도 12에 도시한 바와 같이, 전방프로펠러 허브(11)의 전면에 고정되는 제2연결부재(36)의 연결플랜지(37)에 설치된 원통형 제1라이닝(91)과, 제1라이닝(91)의 외면에 접하도록 제1라이닝(91)의 외면을 덮으며 그 일단이 후방커버(43)에 고정된 원통형 제1밀봉부재(92)를 포함할 수 있다. The
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 기어박스(40)의 전방 및 후방커버(42,43)를 통과하는 윤활유 공급유로(96)와 연결될 수 있다(도 2참조). 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 있다.The
제1라이닝(91)은 도 13에 도시한 바와 같이, 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 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 견고하게 결합되도록 할 수 있다. 연결플랜지(37)에 고정되는 플랜지부(91h)에는 다수의 고정볼트(91i)가 체결됨으로써 허브(11)에 견고히 고정될 수 있다. 여기서는 제1라이닝(91)의 용이한 설치를 위해 제1라이닝(91)이 양측으로 분할되는 경우를 제시하지만, 제1라이닝(91)은 이에 한정되지 않고, 제1부재(91a)와 제2부재(91b)가 일체로 연결된 원통형태일 수도 있다.As shown in Fig. 13, the
제1밀봉부재(92)의 경우도 반원형으로 제작된 다수의 링(92a,92b,92c)을 제1라이닝(91) 외측에서 회전축(5)의 길이방향으로 적층시켜 고정하는 방식일 수 있다. 다수의 링(92a,92b,92c)은 볼트 체결이나 용접에 의해 상호 결속될 수 있다. The
제2밀봉장치(110)는 도 14에 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(11) 후단에 고정된 원통형 제2밀봉부재(112)를 포함할 수 있다. 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. 14, the
제2밀봉부재(112)의 유로(115)는 회전축(5) 중심부에서 편향된 위치에 마련된 윤활유로(120)와 연통될 수 있다. 이를 위해 회전축(5)에는 윤활유로(120)와 제2라이닝(111)의 내측공간(122)을 연결시키는 반경방향의 제1연결유로(121)가 형성되고, 전방프로펠러 허브(11)에는 제2라이닝(111)의 내측공간(122)과 제2밀봉부재(112)의 유로(115)를 연통시키는 제2연결유로(123)가 형성될 수 있다. 따라서 윤활유로(120)로부터 제2밀봉부재(112) 쪽으로 공급되는 윤활유가 패킹들(113a,113b,113c)을 가압할 수 있고, 이를 통해 밀봉을 구현할 수 있다.The
한편, 회전축(5)의 중심부에는 도 2에 도시한 바와 같이, 설치공간(4)에 기어박스(40)를 설치하는 경우 기어박스(40)의 센터링 조정을 위해 회전축(5)의 축방향을 따라 관통되는 계측홀(100)이 마련된다. 계측홀(100)을 통한 기어박스(40)의 센터링 작업에 대하여는 후술한다.2, when the
제2라이닝(111)과 제2밀봉부재(112)도 제1밀봉장치(90)의 제1라이닝(91)과 제1밀봉부재(92)와 마찬가지로 각각 반원형으로 제작됨으로써 후방프로펠러(20)의 설치 후에 결합하는 방식일 수 있다.The
한편, 본 실시예에서는 윤활유로(120)가 회전축(5)의 중심부에서 편향된 위치에 배치된 하나의 독립된 유로를 개시하였으나, 이에 한정되지 않으며 회전축(5)의 중심부 주위에서 방사형태로 복수개 배치될 수 있다. 또한, 윤활유로(120)는 선체(1) 내부에 설치되는 윤활유 공급장치(미도시)로부터 공급되는 윤활유를 전달받는 윤활유 공급유로의 기능을 수행하거나, 회전축(5) 주위의 윤활 또는 밀봉장치에 유입된 후 다시 윤활유 공급장치(미도시)로 회수되는 윤활유 회수유로의 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.In the present embodiment, the lubricating
전방프로펠러(10)는 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(5)의 외면과 허브(11)의 내면 사이의 틈을 밀봉하기 위해 허브(11)의 후단 쪽에 장착된 링형태의 제1밀봉커버(71)를 포함한다. 제1밀봉커버(71)는 회전축(5)의 외면과 접하는 내주면에 밀착성을 높이는 실링부재(71a)를 구비한다. 이러한 제1밀봉커버(71)는 제2밀봉장치(110)의 고장으로 제2라이닝(111) 내측공간(122)으로 해수가 침입하더라도 이 해수가 기어박스(40) 쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉 제1밀봉커버(71)가 2차 방벽을 구현함으로써 기어박스(40) 쪽으로의 해수침입을 보다 확실하게 막을 수 있다.2 and 5, the
도 2를 참조하면, 기어박스(40) 전방의 피동플랜지(62)에는 피동플랜지(62)와 회전축(5) 외면 사이의 밀봉을 위해 전술한 제1밀봉커버(71)와 유사한 형태의 제2밀봉커버(72)가 설치될 수 있다. 제2밀봉커버(72)는 기어박스(40) 내부에 채워지는 윤활유가 선체(1) 쪽으로 누설되는 것을 막을 수 있다.2, the driven
반전회전장치(30)는 전방커버(42)와 제1연결부재(35) 사이의 전방베어링(44) 전면을 밀봉 가능하게 덮는 전면밀봉커버(73)와, 후방커버(43)와 제2연결부재(36) 사이의 후방 외측베어링(45) 후단을 밀봉 가능하게 덮는 후단밀봉커버(74)를 포함할 수 있다. 전면 및 후단밀봉커버(73,74)도 전술한 제1밀봉커버(71)와 유사한 형태로 마련될 수 있다. The
전면밀봉커버(73)와 후단밀봉커버(74)는 기어박스(40) 내부의 윤활유가 기어박스(40) 외측으로 누설되는 것을 막을 수 있다. 아울러 후단밀봉커버(74)는 제1밀봉커버(71)와 마찬가지로 제1밀봉장치(90)의 고장으로 제1라이닝(91) 내측공간으로 해수가 침입하더라도 이 해수가 기어박스(40) 쪽으로 유입되는 것을 방지하는 2차 방벽의 기능도 할 수 있다.The
또 본 실시 예의 추진장치는 기어박스(40) 전방에서 회전축(5)을 지지하는 제2레이디얼베어링(81), 제3스러스트베어링(82), 제4스러스트베어링(83)을 포함할 수 있다. 제2레이디얼베어링(81)은 제1베어링케이스(84)에 수용된 상태에서 선체(1) 내부의 제1베어링지지부(86)에 고정될 수 있다. 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)도 각각의 내륜이 상호 지지되는 형태로 제2베어링케이스(85)에 수용된 상태에서 선체(1) 내부의 제2베어링지지부(87)에 고정될 수 있다. The propulsion device of the present embodiment may include a second
제2레이디얼베어링(81)은 기어박스(40) 전방에서 회전축(5)을 지지하여 회전축(5)의 반경방향 진동이나 흔들림을 방지한다. 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)은 전방 및 후방프로펠러(10,20)로부터 회전축(5)으로 전달되는 축방향 힘을 선체(1) 쪽으로 전달하는 기능을 한다. 특히 제3스러스트베어링(82)은 선박의 전진 시 회전축(5)으로부터 선수방향으로 작용하는 힘을 선체(1)에 전달하는 기능을 하고, 제4스러스트베어링(83)은 선박의 후진 시 회전축(5)으로부터 선미 방향으로 작용하는 힘을 선체(1)에 전달하는 기능을 한다.The second
도 2에서 부호 131은 제1밀봉장치(90) 외측의 선체 후미(3)와 전방프로펠러 허브(11) 사이를 덮는 제1커버링이고, 부호 132는 제2밀봉장치(110) 외측의 전방프로펠러 허브(11)와 후방프로펠러 허브(21) 사이를 덮는 제2커버링이다. 제1커버링(131)은 선체 후미(3)에 고정되고 전방프로펠러의 허브(11)와 약간 이격되는 방식으로 설치되거나, 선체 후미(3)와 약간 이격된 상태로 전방프로펠러(10)의 허브(11)에 고정되어 전방프로펠러(10)와 함께 회전할 수 있다. 제2커버링(132)도 전방프로펠러의 허브(11)와 후방프로펠러의 허브(21) 중 어느 한쪽에 고정된 상태에서 고정되는 쪽과 함께 회전할 수 있다.2,
다음은 본 실시 예에 따른 추진장치를 제작하여 선체에 설치하는 방법에 대하여 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명한다. Next, a method of manufacturing the propulsion device according to the present embodiment and installing the propulsion device on the hull will be described with reference to Figs. 7 to 11. Fig.
도 7에 도시한 바와 같이, 추진장치를 설치할 때는 선체(1)에 장착하기에 앞서 반전회전장치(30)를 구성하는 기어박스(40) 및 관련 부품들과 회전축(5)을 조립한다. 즉 회전축(5) 외측에 몸체부(41), 반전베벨기어(33)가 조립된 내부프레임(50), 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 제1연결부재(35), 전방커버(42), 전방베어링(44), 제2연결부재(36), 후방커버(43), 후방 외측베어링(45) 등을 조립한다. 제1밀봉장치(90)의 제1라이닝(91)과 제1밀봉부재(92)도 제2연결부재(36)의 연결플랜지(37)와 후방커버(43) 사이에 설치한다. As shown in Fig. 7, when the propulsion device is installed, the
이러한 반전회전장치(30)는 별도의 제조공장에서 각 부품들을 가공한 후 조립할 수 있으므로 정교한 제작이 가능하다. 또 통상의 경우 전방프로펠러(10)의 설치 후에 설치해야 하는 제1밀봉장치(90)를 반전회전장치(30)에 미리 장착할 수 있기 때문에 추후 선체(1)에 추진장치를 설치하는 작업을 간소화할 수 있다. Such a
제조공장에서 조립된 회전축(5)과 반전회전장치(30)는 운송수단을 이용해 선체(1)를 제조하는 도크 등으로 옮긴 후 선체(1)의 후미(3)에 장착할 수 있다. 이때는 반전회전장치(30) 조립체를 들어 올릴 수 있는 크레인 등의 인양장치를 이용할 수 있다. 반전회전장치(30)를 장착할 때는 우선 반전회전장치(30)의 기어박스(40)를 선체(1)의 후방으로부터 선체 후미(3)의 설치공간(4)으로 슬라이딩방식으로 진입시킨다. The
그리고 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 일치하도록 정렬시킨다. 즉, 메인구동축(6)의 중심은 구동원(3)의 (가상의) 축선과 일치하도록 구동원(3)에 연결되어 있으므로, 회전축(5)의 중심이 메인구동축(6)의 중심에 일치하도록 정렬됨으로써, 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 축선과 일치하게 된다.Then, the center of the
도 8을 참조하면, 회전축(5)의 중심을 메인구동축(6)의 중심에 일치하도록 정렬하기 위해 축정렬 검사장치가 사용될 수 있다. 축정렬 검사장치는 후술할 광조사부(210)에 의해 회전축(5)의 전방으로부터 회전축(5)의 관통된 계측홀(100)로 광을 조사하고, 후술할 광감지부(220)에 의해 회전축(5)의 관통된 계측홀(100)을 통과하는 광의 입사위치를 측정한다. 이때, 조사되는 광은 레이저 광, 적외선 등을 포함할 수 있다.8, an axis alignment inspection apparatus can be used to align the center of the
축정렬 검사장치에 의해 측정된 값을 기초로, 회전축(5)은 메인구동축(6)에 정렬되어 결합된다. 이때, 회전축(5)은 상술한 바와 같이, 그 선단 쪽이 메인구동축(6)에 분리와 결합 가능하게 연결된다. 또한, 메인구동축(6)과 회전축(5)은 예컨대, 원통형의 커플링장치(7)에 의해 스플라인(spline) 축이음 방식으로 분리와 결합이 가능하게 연결될 수 있다.On the basis of the values measured by the axial alignment inspection apparatus, the
도 9를 참조하면, 축정렬 검사장치는 광조사부(210)와 광감지부(220)를 포함한다.Referring to FIG. 9, the axial alignment inspection apparatus includes a
도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 광조사부(210)는 메인구동축(6)의 중심으로부터 회전축(5)의 관통된 계측홀(100)로 광을 조사한다. 광조사부(210)는 메인구동축(6)의 내측 또는 구동원(8)의 전방에 설치되어 메인구동축(6)을 지지하는 중간베이링(9,도 1 참조)의 내측에 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 메인구동축(6) 내측에 광조사부(210)가 설치된 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 여기서, 중간베이링(9)은 그 중심이 메인구동축(6)의 중심과 축선을 기준으로 일치하도록 설치되며, 예컨대 슬리브 베어링을 포함할 수 있다. 9 (a), the
광조사부(210)는 광원(211) 및 제1수평계(212)를 포함한다. 광원(211)은 광을 조사하며, 이때 광은 레이저 광 등을 포함할 수 있다. 광원(211)은 메인구동축(6)의 중심과 일치되게 수평으로 광을 조사하게 된다. 이때, 제1수평계(212)는 광조사부(210)의 수평상태를 측정하며, 이를 통해 광조사부(210)의 광이 수평으로 조사되는지 여부가 검사될 수 있다. The
광조사부(210)는 광을 조사하는 기준위치(C1)가 메인구동축(6)의 중심에 일치하도록 제1조절부재(213)에 의해 높낮이가 조절될 수 있다. 이는, 광을 조사하는 기준위치(C1)가 메인구동축(6)의 중심과 일치되게 설정되어, 메인구동축(6)의 중심과 일치하게 광이 조사되도록 하기 위함이다.The
제1조절부재(213)는 제1지지바(213a)와 제1레벨기(213b)로 구성되며, 제1레벨기(213b)에 의해 광조사부(210)가 제1지지바(213a)의 상하로 이동하면서 높낮이가 조절될 수 있다. 작업자는 광조사부(210)에 연결된 외부장치를 이용하여 광조사부(210)의 기준위치(C1)를 좌표값으로 확인하면서 광조사부(210)의 기준위치(C1)가 메인구동축(6)의 중심에 일치하도록 높낮이를 조절할 수 있다.The
또한, 제1지지바(213a)는 제1고정부(215)와 연결되며, 제1고정부(215)는 광조사부(210)를 메인구동축(6)의 내면에 고정시킨다. 예컨대, 제1고정부(215)는 그 하부가 메인구동축(6)의 내면 곡률에 대응되도록 마련되어, 광조사부(210)를 메인구동축(6)의 내면에 안정되게 고정시킬 수 있다. 제1고정부(215)는 자성체로 마련되어 광조사부(210)가 탈착식으로 설치되도록 한다. 그러나 이에 한정하지는 않으며, 예컨대 제1고정부(215)는 용접 등에 의해 부착될 수도 있다.The first supporting
도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 광감지부(220)는 회전축(5) 또는 회전축(5) 후방에 광조사부(210)에 대향하도록 설치되며, 광의 입사위치를 측정한다. 예컨대, 광감지부(220)는 회전축(5)의 중공 또는 후단(5b)에 설치되어 광의 입사위치를 측정할 수 있다. 이러한 광감지부(220)는 수광부(221), 제2수평계(222) 및 판단부(미도시)를 포함한다.9 (b), the
수광부(221)는 광조사부(210)으로부터 입사된 광을 검출한다. 수광부(221)는 화면에 입사된 광의 위치를 표시할 수 있다. 작업자는 화면에 표시된 광의 입사위치를 확인하고, 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 일치하도록 기어박스(40)를 정렬하는 작업을 수행할 수 있다. 이때, 다른 예로서 입사된 광의 위치가 좌표값으로 데이터화되어, 외부장치로 전달될 수 있다. 이 경우, 작업자는 외부장치에 표시된 좌표값을 통해 회전축(5)과 메인구동축(6)의 정렬상태를 확인할 수 있다.The
제2수평계(222)는 광감지부(220)의 수평상태를 측정한다. 이는 광조사부(210)와 광감지부(220)가 서로 수평상태에서 광 조사 및 광 수신을 수행할 수 있도록 하기 위함이다. The
판단부(미도시)는 광의 입사위치를 기초로 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 정렬된 여부를 판단한다. 판단부(미도시)는 광이 조사되는 광조사부(210)의 기준위치(C1)와 일치하는 광감지부(220)의 기준위치(C2)에 광이 입사된 경우, 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 정렬된 것으로 판단한다. 여기서, 광감지부(220)의 기준위치(C2)는 회전축(5)의 중심과 일치하도록 설정되어 있다. 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 정렬된 것으로 판단된 경우, 알림음 등을 통해 작업자에게 해당 사실을 알릴 수 있다.The determination unit (not shown) determines whether the center of the
이러한 광감지부(220)는 광이 입사되는 기준위치(C2)가 회전축(5)의 중심에 일치하도록 제2조절부재(223)에 의해 높낮이가 조절될 수 있다. 제2조절부재(223)는 제2지지바(223a)와 제2레벨기(223b)로 구성되며, 제2레벨기(223b)에 의해 광감지부(220)가 제2지지바(223a)의 상하로 이동하면서 높낮이가 조절될 수 있다. 작업자는 광감지부(220)에 연결된 외부장치를 이용하여 광감지부(220)의 기준위치(C2)를 좌표값으로 확인하면서 광감지부(220)의 기준위치(C2)가 회전축(5)의 중심에 일치되도록 높낮이를 조절할 수 있다.The
또한, 제2지지바(223a)는 제2고정부(225)와 연결되며, 제2고정부(225)는 광감지부(220)를 회전축(5)의 후단면에 고정시킨다. 제2고정부(225)는 자성체로 마련되어 광감지부(220)가 탈착식으로 설치되도록 한다. 그러나 이에 한정하지는 않으며, 예컨대 제2고정부(225)는 용접, 체결수단 등에 의해 부착될 수도 있다.The second supporting
이러한 축정렬 검사장치는 축(5,6) 어긋남이 의심될 때, 주기적으로 또는 외부장치가 전달한 제어명령에 따라 상술한 광 송수신 동작을 수행하여, 축 정렬상태를 측정하여 외부장치로 전달할 수 있다. 이를 위해, 각각의 광조사부(210)와 광감지부(220)는 제어부(미도시)를 각각 포함할 수 있다. 예컨대, 광조사부(210)의 제어부(미도시)는 주기적으로 또는 외부장치가 전달한 제어명령에 따라 광조사부(210)가 광을 조사하도록 하며, 광감지부(220)의 제어부(미도시)는 수신된 광의 입사위치를 측정하여 외부장치로 전달한다. When the
도 10의 (a)는 상술한 광감지부(220)가 회전축(5)의 후단에 고정된 형태를 나타낸다. 도 10의 (b)를 참조하면, 축정렬 검사장치에 의한 측정 과정이 완료되면, 회전축(5)의 후단은 밀봉마개(230)에 의해 폐쇄된다 10 (a) shows a state in which the
이와 같이, 축정렬 검사장치를 구비하여, 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 일치되게 정렬되도록 함으로써, 축(5,6) 정렬작업의 정확성 및 효율성을 높이고, 축(5,6)의 피로와 파손 및 진동 등을 방지할 수 있다. As described above, the axis alignment inspection apparatus is provided so that the center of the
반전회전장치(30)를 선체 후미(3)의 설치공간(4)으로 진입시켜 정렬한 후에는 도 11에 도시한 바와 같이, 기어박스(40)의 전방과 후방에 각각 전방고정부재(48a)와 후방고정부재(48b)를 설치하여 기어박스(40)를 선체 후미(3)에 고정시킨다. 전방 및 후방고정부재(48a,48b)는 다수로 분할된 형태일 수 있다. 전방 및 후방고정부재(48a,48b)는 다수의 고정볼트를 체결함으로써 기어박스(40)와 선체 후미(3)의 구조물에 고정될 수 있다. The
후방고정부재(48b)는 작업자가 선체(1)의 후방으로부터 접근하여 장착할 수 있고, 전방고정부재(48a)는 작업자가 선체(1) 내부로부터 접근하여 장착할 수 있다. 이처럼 선체 후미(3)의 설치공간(4)에 진입되는 방식으로 장착되는 반전회전장치(30)는 추후 고장 등이 생길 때 반전회전장치(30)를 선체(1)로부터 분리할 수 있고, 분리 상태에서 고장수리를 할 수 있다. 따라서 고장수리를 용이하게 수행할 수 있다. The
본 실시 예는 기어박스(40)의 견고한 고정을 위해 기어박스(40) 전방과 후방에 전방고정부재(48a)와 후방고정부재(48b)를 체결하는 경우를 예시하였으나, 기어박스(40)를 설치공간(4)으로 진입시키면 기어박스(40)의 외면이 설치공간(4)의 내면에 지지된 상태를 유지하므로, 기어박스(40)는 후방고정부재(48b)만을 체결하는 것으로도 선체 후미(3)에 고정될 수 있다.The present embodiment exemplifies the case where the
기어박스(40)를 선체 후미(3)에 고정한 후에는 메인구동축(6)과 회전축(5)을 커플링장치(7)로 연결시키고, 선체(1)의 내부에서 제2레이디얼베어링(81), 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)을 설치하여 회전축(5)이 선체(1)에 지지될 수 있도록 한다.After fixing the
반전회전장치(30)를 선체의 후미(3)에 장착한 후에는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 회전축(5)에 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20) 및 관련 부품들을 장착하고, 제2밀봉장치(110)를 장착하는 것으로 추진장치의 설치를 마무리할 수 있다.1 and 2, the
다음은 본 실시 예에 따른 추진장치의 동작을 설명한다. The following describes the operation of the propulsion device according to the present embodiment.
추진장치는 선체(1) 내부 구동원(8)의 동작에 의해 회전축(5)이 회전하면, 회전축(5) 후단부에 직결된 후방프로펠러(20)가 회전축(5)과 동일한 방향으로 함께 회전한다. 동시에 반전회전장치(30)의 구동베벨기어(31)도 회전축(5)에 고정된 상태이므로 회전축(5)과 함께 회전한다. 구동베벨기어(31)의 회전은 복수의 반전베벨기어(33)에 의해 반전되어 피동베벨기어(32)로 전달되므로 피동베벨기어(32)가 회전축(5)과 반대로 회전한다. 따라서 피동베벨기어(32)와 제2연결부재(36)에 의해 연결된 전방프로펠러(10)는 후방프로펠러(20)와 반대로 회전한다. The propeller is rotated by the
상호 반대로 회전하는 전방프로펠러(10)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(10)를 거친 유체의 회전에너지를 후방프로펠러(20)가 역으로 회전하면서 추진력으로 회수하므로 추진성능이 향상된다. 후진할 때도 마찬가지다.The
한편, 전방프로펠러(10)는 전진할 때 후방으로 추진수류를 발생시키므로 이에 상당하는 반력을 받는다. 이 힘은 제2스러스트베어링(14)을 통해 회전축(5)으로 전달되어 추진력으로 작용한다. 후방프로펠러(20)도 전진할 때 후방으로 추진수류를 발생시키므로 반력을 받게 되는데, 이 힘 역시 직결된 회전축(5)으로 전달되어 추진력으로 작용한다. On the other hand, since the
선박이 후진할 때는 전방프로펠러(10)의 추진력이 제1스러스트베어링(13)을 통해 회전축(5)으로 전달되고, 후방프로펠러(20)의 추진력 역시 직결된 회전축(5)으로 전달된다. The thrust of the
결국 본 실시 예의 추진장치는 선박이 전진할 때와 후진할 때 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 동작에 의해 생기는 추진력이 회전축(5)으로 전달된다. 그리고 회전축(5)으로 전달된 추진력은 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)을 통하여 선체(1)로 전달되므로 선체(1)의 추진이 이루어진다.As a result, the propulsion system of the present embodiment transmits the propulsive force generated by the operation of the
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.The foregoing has shown and described specific embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
1: 선체, 3: 선체의 후미,
4: 설치공간, 5: 회전축,
6: 메인구동축, 7: 커플링장치,
8: 구동원, 10: 전방프로펠러,
13: 제1스러스트베어링, 14: 제2스러스트베어링,
15: 제1레이디얼베어링, 16: 쐐기부재,
20: 후방프로펠러, 30: 반전회전장치,
31: 구동베벨기어, 32: 피동베벨기어,
33: 반전베벨기어, 35: 제1연결부재,
36: 제2연결부재, 37: 연결플랜지,
40: 기어박스, 41: 몸체부,
42: 전방커버, 43: 후방커버,
44: 전방베어링, 45: 후방 외측베어링,
46: 후방 내측베어링, 50: 내부프레임,
60: 동력연결장치, 61: 구동플랜지,
62: 피동플랜지, 63: 마찰부재,
71: 제1밀봉커버, 72: 제2밀봉커버,
73: 전면밀봉커버, 74: 후단밀봉커버,
81: 제2레이디얼베어링, 82: 제3스러스트베어링,
83: 제4스러스트베어링, 90: 제1밀봉장치,
100: 계측홀, 120: 윤활유로,
110: 제2밀봉장치, 210: 광조사부,
220: 광감지부.1: hull, 3: hull,
4: installation space, 5: rotating shaft,
6: main drive shaft, 7: coupling device,
8: drive source, 10: forward propeller,
13: first thrust bearing, 14: second thrust bearing,
15: first radial bearing, 16: wedge member,
20: rear propeller, 30: reverse rotation device,
31: driven bevel gear, 32: driven bevel gear,
33: inverted bevel gear, 35: first connecting member,
36: second connecting member, 37: connecting flange,
40: gear box, 41: body part,
42: front cover, 43: rear cover,
44: front bearing, 45: rear outer bearing,
46: rear inner bearing, 50: inner frame,
60: Power connection device, 61: Driving flange,
62: driven flange, 63: friction member,
71: first sealing cover, 72: second sealing cover,
73: front sealing cover, 74: rear end sealing cover,
81: second radial bearing, 82: third thrust bearing,
83: fourth thrust bearing, 90: first sealing device,
100: measurement hole, 120: lubricating oil,
110: second sealing device, 210: light irradiation part,
220: Light sensing part.
Claims (7)
상기 후방프로펠러 전방의 상기 회전축에 회전 가능하게 지지되는 전방프로펠러;
상기 회전축이 관통하며, 상기 회전축의 회전을 반전시켜 상기 전방프로펠러로 전달하는 복수의 기어를 내장한 상태로 선체 후미에 형성된 설치공간으로 상기 선체의 외부에서 진입 설치되는 기어박스를 포함하는 반전회전장치; 및
상기 회전축은 상기 설치공간에 장착되는 상기 반전회전장치의 센터링을 위하여 상기 회전축의 중앙을 축방향으로 관통하는 계측홀과, 상기 계측홀과 구분된 독립의 윤활유로를 포함하는 선박용 추진장치.A rotating shaft to which the rear propeller is fixed;
A front propeller rotatably supported on the rotary shaft in front of the rear propeller;
A gear box including a plurality of gears for transmitting rotation of the rotary shaft through the rotary shaft and transmitting the rotary gear to the forward propeller, And
Wherein the rotary shaft includes a measurement hole axially passing through the center of the rotary shaft for centering of the rotary device installed in the installation space and an independent lubricating oil path separated from the measurement hole.
상기 반전회전장치는
상기 회전축의 회전력을 상기 복수의 기어에 전달하도록 상기 회전축에 마련된 구동플랜지와 연결되는 제1연결부재와,
상기 복수의 기어의 출력을 상기 전방프로펠러에 전달하도록 상기 전방프로펠러의 허브에 연결된 제2연결부재를 포함하는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
The reverse rotation device
A first connecting member connected to a driving flange provided on the rotating shaft to transmit the rotating force of the rotating shaft to the plurality of gears,
And a second connecting member connected to the hub of the forward propeller for transmitting the output of the plurality of gears to the forward propeller.
상기 복수의 기어는
상기 제1연결부재와 연결되는 구동기어와,
상기 회전축 주위를 회전 가능하게 지지되며 상기 제2연결부재와 연결되는 피동기어와,
상기 구동기어의 회전을 상기 피동기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전기어를 포함하는 선박용 추진장치.3. The method of claim 2,
The plurality of gears
A driving gear connected to the first linking member,
A driven gear rotatably supported around the rotating shaft and connected to the second linking member,
And one or more reverse gears for transmitting the rotation of the drive gear to the driven gear and transmitting the rotation.
상기 회전축은 상기 선체 내부의 구동원에 연결된 메인구동축에 결합되는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
Wherein the rotary shaft is coupled to a main drive shaft connected to a drive source inside the hull.
상기 기어박스는 상기 설치공간에서 상기 선체의 후측으로 분리 가능하게 설치되는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
Wherein the gear box is detachably installed to the rear side of the hull in the installation space.
상기 기어박스를 상기 설치공간으로 진입시키고,
구동원에 연결된 메인구동축에 광조사부를 위치시키고,
상기 회전축에 광감지부를 위치시키고,
상기 광감지부는 상기 회전축에 관통된 계측홀을 통과하는 광의 입자위치를 측정하는 선박용 추진장치의 축정렬방법.
A method of aligning a propulsion device for a ship for aligning a shaft of a propulsion device according to claim 1,
The gear box is introduced into the installation space,
Placing the light irradiation part on the main drive shaft connected to the driving source,
Placing the light sensing part on the rotation shaft,
Wherein the light sensing unit measures a particle position of light passing through a measurement hole passing through the rotation axis.
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