KR101447862B1 - 선박용 추진기 연결 구조체 및 이를 구비한 선박 - Google Patents
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Abstract
선박용 추진기 연결 구조체가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체는, 외주면에 블레이드가 결합되는 선박용 추진기의 회전 몸체; 선박의 메인 엔진에 결합되어 구동되며 회전 몸체와 동심축 상에 배열되는 회전축 및 회전 몸체와 회전축이 함께 회전 가능하도록 회전축을 회전 몸체에 선택적으로 결합시키는 결합부를 포함한다.
Description
본 발명은 선박용 추진기 연결 구조체 및 이를 구비한 선박에 관한 것이다.
두 개의 엔진에 각각 추진기를 장착하고 있는 쌍축선에서는 실제로 한 개의 추진기만 가동하는 경우가 많다. 이 때, 한 개의 추진기만 가동하고자 할 경우, 보통 가동하지 않는 추진기를 메인 엔진과 연결된 상태에서 정지상태로 두기도 하지만 가동하지 않는 추진기가 메인 엔진과 연결되지 않도록 연결을 해제하여 추진기가 회전할 수 있도록 하면 저항 성능이 좋아져 전체 효율이 높아질 수 있다.
그런데, 종래의 쌍축선에서 메인 엔진에 추진기가 연결되는 구조는 메인 엔진에 결합된 제 1 회전축이 추진기에 연결된 제 2 회전축의 중공축 내에 회전가능하게 삽입된 상태에서 제 1 회전축이 베어링에 의하여 지지되며 제 1 회전축과 제 2 회전축이 커플링 기어에 의하여 선택적으로 함께 회전 가능하게 결합되었다.
이와 같은 쌍축선의 추진기 결합 구조에서는 메인 엔진이 가동되지 않는 경우 커플링 기어를 해제하여 제 1 회전축과 제 2 회전축이 함께 회전되지 않도록 하는데, 이와 같이 제 1 회전축 및 제 2 회전축이 함께 회전되지 않는 경우에도 추진기 측 제 2 회전축 내의 중공축이 제 1 회전축과 상대 회전하게 되므로 베어링에 심한 마찰이 발생하고 베어링이 파손되는 경우가 발생된다.
본 발명의 일 실시예는 선박용 추진기 연결 구조체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외주면에 블레이드가 결합되는 선박용 추진기의 회전 몸체; 선박의 메인 엔진에 결합되어 구동되며 상기 회전 몸체와 동심축 상에 배열되는 회전축 및 상기 회전 몸체와 상기 회전축이 함께 회전 가능하도록 상기 회전축을 상기 회전 몸체에 선택적으로 결합시키는 결합부를 포함하는 선박용 추진기 연결 구조체가 제공된다.
이 때, 상기 결합부는 상기 회전 몸체 내부에 삽입된 상기 회전축의 일측 단부에 위치되는 제 1 축기어; 상기 회전 몸체의 일측 단부에 위치되는 제 2 축기어; 상기 회전축의 연장 방향으로 이동가능하며 상기 제 1 및 제 2 축기어와 치합되도록 상기 제 1 및 제 2 축 기어와 서로 대향하는 제 3 축기어 및 상기 제 3 축기어가 상기 회전축의 연장 방향으로 이동할 수 있도록 상기 제 3 축기어에 결합되는 축기어 이동 수단을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 및 제 2 축기어는 동일 평면상에 배치될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 내지 제 3 축기어는 상기 회전축과 동심축 상에 배열될 수 있다.
한편, 상기 축기어 이동 수단은 상기 회전축 내에 위치되되 상기 제 3 축기어와 결합되어 상기 회전축의 연장 방향으로 이동 가능하게 형성되는 이동축; 상기 이동축을 상기 연장 방향으로 이동시키도록 상기 이동축에 결합되어 상기 회전축에 설치되는 유압 실린더 및 상기 유압 실린더에 유압을 공급하기 위하여 상기 회전축의 외측부에 형성되는 유압 펌프를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 실린더 내부로 연결되는 유체 공급 도관을 실링하기 위하여 상기 회전축의 외주부에 형성되는 실링부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 추진기; 상기 추진기를 구동하기 위한 메인 엔진 및 상기 메인 엔진에 연결된 회전축을 포함하며, 상기 회전축과 상기 추진기를 선택적으로 연결하도록 선박용 추진기 연결 구조체가 설치된 선박이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체는 선박의 추진기 내부에 설치되어, 선박의 추진기가 메인 엔진에 결합된 회전축과 연결되지 않는 경우 선체의 자중에 의해 연결 구조체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체의 추진기와 회전축이 결합된 상태의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체의 추진기와 회전축이 분리된 상태의 구성도이다.
도 3은 도 2의 A - A'에 따른 제 1 내지 제 3 축기어의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체의 추진기와 회전축이 분리된 상태의 구성도이다.
도 3은 도 2의 A - A'에 따른 제 1 내지 제 3 축기어의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체의 추진기와 회전축이 결합된 상태의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체의 추진기와 회전축이 분리된 상태의 구성도이다. 도 3은 도 2의 A - A'에 따른 제 1 내지 제 3 축기어의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체는 선박의 추진기와 메인 엔진에 연결된 회전축을 선택적으로 연결하기 위한 추진기 연결 구조체이다. 이 때, 회전축과 추진기를 선택적으로 연결시킨다는 것은 추진기가 회전축과 함께 회전 가능하도록 연결되거나 또는 그 연결이 해제될 수 있다는 것을 의미한다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 선박은 두 개의 메인 엔진을 구비하며, 두 개의 메인 엔진에 각각 추진기를 구비한 쌍축선일 수 있다.
이 때, 한 쌍의 추진기는 서로 나란하게 배열되어 상기 메인 엔진에 결합된 회전축에 의해 구동된다. 이 때, 회전축과 추진기를 선택적으로 연결하도록 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체가 설치된다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체는 회전 몸체(100), 회전축(300) 및 결합부(500)를 포함한다.
이 때, 회전 몸체(100)는 선박의 추진기(propeller)를 이루는 구성요소로서, 회전 몸체(100)의 외주면에 추진력을 발생시키는 복수의 블레이드(10)가 결합된다.
이 때, 회전 몸체(100)는 회전축(300)을 중심으로 하여 고속으로 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 몸체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 중공이 형성되어, 후술하는 회전축(300)의 일측 단부가 회전 몸체(100) 내부에 삽입될 수 있다.
한편, 회전축(300)은 선박의 동력 발생부, 예를 들어 메인 엔진에 결합되어 메인 엔진을 구동함에 따라 회전될 수 있는 구동축일 수 있다.
그리고, 회전축(300)의 일측 단부는 회전 몸체(100)에 형성된 중공 내부에 삽입된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(300)의 일측 단부와 회전 몸체(100)의 일측 단부는 동일 평면상에 배치될 수 있다.
이 때, 회전 몸체(100)와 회전축(300) 사이에는 베어링(540, 560)이 배열될 수 있다. 메인 엔진이 정지되어 회전축(300)이 구동되지 않는 경우, 회전 몸체(100)가 회전축(300)을 중심으로 원활하게 회전하도록 베어링(540, 560)이 배열된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체는 회전 몸체(100)와 회전축(300)이 함께 회전 가능하도록 회전축(300)을 회전 몸체(100)에 선택적으로 결합시키는 결합부(500)를 포함한다.
이 때, 결합부(500)는 제 1 축기어(510), 제 2 축기어(530), 제 3 축기어(550) 및 축기어 이동수단(570)를 포함한다.
제 1 축기어(510)는 회전 몸체(100) 내부에 삽입된 회전축(300)의 일측 단부에 위치된다. 그리고, 제 2 축기어(530)는 회전 몸체(100)의 일측 단부에 위치된다. 즉, 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)는 각각 도 1에서 볼 때 회전축(300) 및 회전 몸체(100)의 좌측 단부에 위치된다.
이 때, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)는 동일 평면상에 배치될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)는 동일 평면상에 배치되는 것에 한정되지 않고, 제 1 및 제 2 축기어가 서로 다른 평면상에 배치될 수도 있다.
한편, 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)는 기어 이(gear teeth)가 동일 원주상에 배열되며 동일한 평면을 이루는 페이스 기어(face gear)일 수 있다.
이 때, 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)는 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(300)과 동심축 상에 서로 다른 반경을 갖도록 배열된다.
한편, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제 3 축기어(550)는 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 치합되도록 제 1 및 제 2 축기어와 서로 대향하도록 배치된다. 이 때, 제 3 축기어(550)는 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 동심축에 배열된다.
그리고, 도 3을 참조하면, 제 3 축기어(550)는 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 결합되도록 페이스 기어일 수 있다.
이 때, 제 3 축기어(550)는 회전축(300)과 회전 몸체(100)가 선택적으로 연결되도록 회전축(300)의 연장 방향으로 이동 가능하다.
제 3 축기어(550)가 회전축(300) 연장 방향으로 이동하여 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 서로 결합되면, 회전축(300)과 회전 몸체(100)가 함께 회전할 수 있다. 반대로 제 3 축기어(550)가 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 결합이 해제되면, 회전축(300)과 회전 몸체(100)는 함께 회전하지 않는다.
이 때, 축기어 이동수단(570)은 제 3 축기어(550)를 회전축의 연장 방향으로 이동시켜, 제 3 축기어(550)를 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 결합 또는 해제한다.
도 3을 참조하면, 제 3 축기어(550)가 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 결합하는 경우에는, 제 3 축기어(550)의 기어 봉우리면(top land, 550a)이 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)의 기어 저면(bottom land, 510b, 530b)에 삽입되어 제 3축 기어(550)와 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)가 함께 회전하게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 축기어 이동수단(570)은 이동축(571), 유압 실린더(573) 및 유압 펌프(575)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동축(571)은 제 3 축기어(550)와 결합되어 회전축의 연장 방향으로 이동 가능하다. 이 때, 이동축(571)은 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)를 관통하여 회전축의 연장 방향으로 이동 가능하도록 설치된다.
이 때, 이동축(571)은 회전축(300)의 내측에 위치되는 원기둥형 부재일 수 있다.
한편, 이동축(571)의 일측 단부에는 제 3 축기어(550)를 고정할 수 있는 원판형의 지지판(579)이 결합된다. 그리고, 이동축(571)의 타측 단부는 유압 실린더(573)의 실린더 로드(577)에 결합된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유입 실린더(573)는 회전축(300) 내부에 설치되며, 유압 실린더(573)의 실린더 로드(577)가 이동축(571)의 타측 단부와 결합되어 제 3 축기어(550)를 회전축의 연장 방향으로 이동시킨다.
유압 펌프(575)는 회전축(300) 외부, 예를 들어 선체 내부에 설치되며 유압 실린더(573)를 작동하기 위한 작동 유체를 공급한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유압 펌프(575)로부터 나온 작동 유체는 유체 공급 도관(580)을 통하여 회전축(300)에 설치된 유압 실린더(573) 내부로 공급되거나 유압 실린더(573) 내부로부터 배출될 수 있도록 형성된다.
이 때, 유압 펌프(575)로부터 나온 작동 유체를, 회전하는 회전축(300) 상에 공급하기 위하여 회전축(300) 외주부에는 실링부(590)가 설치된다.
도 1을 참조하면, 실링부(590)는 실링 하우징(591), 베어링(595) 및 실링 부재(593)를 포함할 수 있다.
이 때, 실링 하우징(591)은 회전축(300) 외주부에 설치되는 한 쌍의 링형 판재 형상 하우징으로 이루어질 수 있다.
실링 하우징(591)의 외주부 일측에는 유체 공급 도관(580)이 연결되며, 이에 따라, 유체 공급 도관(580)을 통하여 작동 유체가 실링 하우징(591) 내부로 공급된다.
그리고, 실링 하우징(591)의 내부에는 회전축(300)의 외주부에 위치하는 베어링(595)이 설치되며, 이에 따라, 실링 하우징(591)은 베어링(595)과 함께 회전축(300)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다.
이 때, 베어링(595) 및 실링 하우징(591)의 내측면에는 실링 부재(593)가 설치되어 실링 하우징(591) 내부와 회전축(300) 틈 사이로부터 작동 유체가 누출되는 것을 방지한다.
실링 하우징(591) 내부로 유입된 유체는 회전축(300) 내부로 유입된 후 유압 실린더(573)의 내부로 공급될 수 있도록 형성된다.
한편, 유체 공급 도관(580)에는 개폐 밸브(520)가 설치되어 유압 실린더(573) 내부로 공급되는 작동 유체의 공급이 조절되도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체의 작동에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진기 연결 구조체는 회전축(300)과 추진기의 회전 몸체(100)가 동시에 회전해야 하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전축(300)과 회전 몸체(100)는 서로 결합된 상태를 유지한다. 이와 같이 회전축(300)과 회전 몸체(100)가 동시에 회전해야 하는 경우란 메인 엔진이 작동하여 추진기가 회전되어야 하는 경우이다.
이 때에는 회전축(300)에 설치된 이동축(571)이 도 1에서 볼 때 우측 방향으로 이동되어 이동축(571)에 결합된 제 3 축기어(550)가 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)와 결합된다.
이와 같이, 제 3 축기어(550)와 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)가 결합된 상태에서, 메인 엔진을 구동하면 메인 엔진에 결합된 회전축(300)이 회전하며, 이에 따라 회전축(300)과 결합된 회전 몸체(100)에 의해 추진기가 회전하게 되고 선박이 전진하게 된다.
회전축(300)과 회전 몸체(100)가 분리되는 과정은 회전축(300)과 회전 몸체(100)의 결합 과정의 역순으로 이루어질 수 있는 바 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다만, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 3 축기어(550)와 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)가 해제되는 경우, 추진기의 회전 몸체(100)가 회전축(300)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다.
이와 같이 제 3 축기어(550)와 제 1 및 제 2 축기어(510, 530)의 결합이 해제되면, 선박의 메인 엔진이 가동되지 않는 경우 추진기가 자유롭게 회전할 수 있어 선박이 받는 저항을 감소시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10: 블레이드 100: 회전 몸체
300: 회전축 500: 결합부
510: 제 1 축기어 530: 제 2 축기어
550: 제 3 축기어 570: 축기어 이동 수단
571: 이동축 573: 유압 실린더
575: 유압 펌프 577: 실린더 로드
579: 지지판 580: 유체 공급도관
300: 회전축 500: 결합부
510: 제 1 축기어 530: 제 2 축기어
550: 제 3 축기어 570: 축기어 이동 수단
571: 이동축 573: 유압 실린더
575: 유압 펌프 577: 실린더 로드
579: 지지판 580: 유체 공급도관
Claims (7)
- 외주면에 블레이드가 결합되는 선박용 추진기의 회전 몸체;
선박의 메인 엔진에 결합되어 구동되며 상기 회전 몸체와 동심축 상에 배열되는 회전축 및
상기 회전 몸체와 상기 회전축이 함께 회전 가능하도록 상기 회전축을 상기 회전 몸체에 선택적으로 결합시키는 결합부를 포함하되,
상기 결합부는
상기 회전 몸체 내부에 삽입된 상기 회전축의 일측 단부에 위치되는 제 1 축기어;
상기 회전 몸체의 일측 단부에 위치되는 제 2 축기어;
상기 회전축의 연장 방향으로 이동가능하며 상기 제 1 및 제 2 축기어와 치합되도록 상기 제 1 및 제 2 축 기어와 서로 대향하는 제 3 축기어 및
상기 제 3 축기어가 상기 회전축의 연장 방향으로 이동할 수 있도록 상기 제 3 축기어에 결합되는 축기어 이동 수단을 포함하는 선박용 추진기 연결 구조체. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 축기어는 동일 평면상에 배치되는 선박용 추진기 연결 구조체. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 내지 제 3 축기어는 상기 회전축과 동심축 상에 배열되는 선박용 추진기 연결 구조체. - 제 4 항에 있어서,
상기 축기어 이동 수단은
상기 회전축 내에 위치되되 상기 제 3 축기어와 결합되어 상기 회전축의 연장 방향으로 이동 가능하게 형성되는 이동축;
상기 이동축을 상기 연장 방향으로 이동시키도록 상기 이동축에 결합되어 상기 회전축에 설치되는 유압 실린더 및
상기 유압 실린더에 유압을 공급하기 위하여 상기 회전축의 외측부에 형성되는 유압 펌프를 포함하는 선박용 추진기 연결 구조체. - 제 5 항에 있어서,
상기 유압 펌프로부터 상기 유압 실린더 내부로 연결되는 유체 공급 도관을 실링하기 위하여 상기 회전축의 외주부에 형성되는 실링부를 포함하는 선박용 추진기 연결 구조체. - 추진기;
상기 추진기를 구동하기 위한 메인 엔진 및
상기 메인 엔진에 연결된 회전축을 포함하며,
상기 회전축과 상기 추진기를 선택적으로 연결하도록 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 선박용 추진기 연결 구조체가 설치된 선박.
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| KR1020130024520A KR101447862B1 (ko) | 2013-03-07 | 2013-03-07 | 선박용 추진기 연결 구조체 및 이를 구비한 선박 |
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- 2013-03-07 KR KR1020130024520A patent/KR101447862B1/ko not_active IP Right Cessation
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