KR101454387B1 - Apparatus for reducing rolling - Google Patents
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Abstract
횡동요 저감장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 횡동요 저감장치는 선체에 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 또는 외부에 위치되고, 회전운동을 직선 왕복 운동으로 변환시키는 크랭크 장치부; 상기 직선 왕복 운동을 상기 직선 왕복 운동의 이동 거리보다 큰 이동 거리의 직선 왕복 운동으로 변환시키는 증속부; 및 상기 증속부의 직선 왕복 운동에 따라 직선 왕복 운동하는 중량부를 포함할 수 있다.A lateral rocking reduction apparatus is disclosed. The apparatus for reducing lateral movement according to an embodiment of the present invention includes: a housing provided in a hull; A crank device positioned inside or outside the housing and converting the rotational motion into a linear reciprocating motion; A speed increasing section for converting the linear reciprocating motion into a linear reciprocating motion having a moving distance larger than the moving distance of the linear reciprocating motion; And a weight portion that linearly reciprocates according to the linear reciprocating motion of the speed increasing portion.
Description
본 발명은 횡동요 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lateral rocking reduction apparatus.
일반적으로 해상에서 선박이 항해를 할 때 파도로 인한 동요를 하게 되며 이는 선원, 승객, 작업자의 승선감과 작업능력을 떨어뜨릴 수 있다.Generally, when a ship is sailing at sea, it causes fluctuations due to waves, which can deteriorate the sense of aboard and work of crew, passengers, and workers.
선박의 동요는 그 움직임의 양상에 따라 선박의 길이 방향의 운동인 전후 동요(Surging), 폭방향의 운동인 좌우동요(Swaying), 상하방향의 운동인 상하동요(Heaving)와 전후, 좌우, 상하동요 운동방향 축에 대한 회전운동인 횡동요(Rolling), 종동요(Pitching), 선수동요(Yawing) 등 6자유도운동의 조합으로 나타나는데 그 중에서도 횡동요는 해상파 주기와의 공진이 자주 발생하고 공진 시 그 응답이 매우 큰 특성을 가지고 있어 횡동요 저감장치가 많이 제안되었다.The shaking motion of the ship can be classified into three categories according to the movement of the ship: longitudinal movement (Surging), lateral movement (Swaying), vertical movement (Heaving), front and rear, It is a combination of six degrees of freedom movement such as rolling, pitching, and yawing, which are rotational movements about the direction of the motion of motion. Among them, Since the response is very large, many transverse vibration reduction devices have been proposed.
또한, 상부갑판 위로 컨테이너를 적재하는 컨테이너선과 같은 선박에서는 무게중심이 높게 형성되는 선박의 경우 횡동요에 의해 전복될 우려가 있으므로 주의가 요구된다.Also, in a ship such as a container ship carrying a container on the upper deck, a vessel having a high center of gravity may be overturned due to horizontal swaying.
이와 같은 선박의 횡동요를 억제하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. 즉, 선박은 파도, 중량 변화 등에 의한 외력을 받을 수 있고, 이들 외력으로부터 선박의 안정화를 도모하기 위한 수단으로 횡동요 등과 같이 선박의 안정화를 저해하는 요소를 감쇄하기 위해 장치로서, 빌지 킬(bilge keel), 핀 안정기(fin stabilizer), 횡동요 감쇄 탱크(anti-rolling Tank), 안티 힐링 시스템(anti-heeling system) 등을 사용하고 있다. Various techniques have been developed to suppress the rolling of such ships. In other words, the ship is capable of receiving an external force due to changes in waves and weight, and as a means for stabilizing the ship from these external forces, as a device for attenuating the factors impeding the stabilization of the ship, keel, fin stabilizer, anti-rolling tank, anti-heeling system and so on.
가장 널리 알려진 것이 바로 빌지킬(Bilge Keel)이다. 빌지킬은 판과 같은 부재로서 선저와 선체의 측벽이 만나는 빌지 부분에 부착되는 장치이다. 이와 같은 빌지킬은 선박이 횡동요를 할 때 와류를 발생시키는데, 설치시 부가적인 비용이 크지 않음에 따라 대부분의 선박에 채택되어 사용되고 있다. The most widely known is Bilge Keel. The bilge keel is a plate-like member which is attached to the bilge where the bottom of the hull meets the side wall of the hull. Such a bilge jigger generates a vortex when the ship rolls, and since the additional cost of installation is not large, it is used in most ships.
또한, 위와 같은 빌지킬 만으로 횡동요 감쇠효과를 충분히 얻지 못할 경우에는 횡동요 감쇠탱크(anti rolling tank)나 핀안정기와 같은 장비를 부가 설치하게 된다. 감쇠탱크는 선박의 중앙부 U자형 물탱크를 설치하여 물탱크 내부 유동의 공진현상을 이용하는 것으로 수동식과 능동식이 모두 사용되고 있다.In addition, if the bilge keel can not sufficiently obtain the effect of the rolling motion damping, an equipment such as an anti-rolling tank or a pin ballast may be installed. The damping tank is a passive type and an active type in which the U-shaped water tank at the center of the ship is installed to utilize the resonance phenomenon of the flow inside the water tank.
그리고 핀안정기는 빌지에 핀을 부착시켜 횡동요에 따라 핀의 각도를 조절함으로써 핀에 양력을 발생시켜 부가적인 복원력과 감쇠력을 발생시키는 횡동요 감쇠장치이다.The pin ballast is a rolling motion damping device that attaches a pin to the bilge and adjusts the angle of the pin according to the rolling motion to generate lift force on the pin, thereby generating additional restoring force and damping force.
그런데, 종래의 횡동요 감쇠방식에서 빌지킬은 저렴한 비용으로 거의 모든 선박에 보편적으로 적용되고 있으나, 횡동요의 감쇠 성능이 우수하지 못하거나 사용상 제한이 따른다.However, in the conventional rolling damping system, the bilge keel is universally applied to almost all ships at low cost, but the damping performance of the rolling sway is not excellent or the use thereof is limited.
또한, 핀안정기와 감쇠탱크는 설치에 많은 비용과 공간이 소요되어 작동하는데 지속적으로 동력을 소모하는 문제점이 있었다. 더욱이 핀안정기는 일정속도 이상으로 항해할 때만 유효하며 정지 중에는 효과가 없다는 문제점이 있었다.In addition, the pin ballast and the damping tank require a lot of cost and space for installation, and there is a problem that the power is continuously consumed for operation. Furthermore, the pin ballast is only effective when navigating above a certain speed and has no effect during stoppage.
또한, 발명의 배경이 되는 특허문헌의 선박용 횡동요 저감장치는 가동질량체를 왕복 이동시키는 구동수단으로서, 일반적으로 널리 알려진 이송스크류를 정역 회전시키는 구동모터를 가지고 있으나, 구동모터 및 이송스크류의 작동량(예: 스트로크)만큼 가동질량체를 비례적으로 움직일 수 있을 수 있을 뿐, 구동모터 및 이송스크류의 작동량에 비해 증가되게 가동질량체를 움직일 수 없고, 구동모터 및 이송스크류의 작동량에 비해 가동질량체를 가속시킬 수 없으므로 구동모터 및 이송스크류의 효율을 극대화시킬 수 없다. In addition, the ship lateral motion reduction apparatus of the patent document which is the background of the invention is a drive means for reciprocating the movable mass, and generally has a drive motor for normally and constantly rotating the feed screw. However, It is possible to move the movable mass in proportion to the amount of movement of the movable mass (for example, stroke) and can not move the movable mass so as to be increased in comparison with the operation amount of the drive motor and the feed screw, The efficiency of the drive motor and the feed screw can not be maximized.
또한, 특허문헌을 비롯한 종래의 선박용 횡동요 저감장치는 횡동요 고유주기에 따라 한주기를 기준으로 가동질량체를 움직이도록 되어 있고, 반복된 장치 작동으로 인해 피로 파괴 등이 예상되고, 적은 구동력으로 상대적으로 넓은 범위에서 신속하게 가동질량체를 왕복 이동시키기 어렵다.In addition, in the conventional ship lateral rocking reduction apparatus including the patent literature, the movable mass is moved on the basis of one-week period according to the natural period of the rocking motion, fatigue failure is expected due to repeated operation of the apparatus, It is difficult to quickly move the movable mass in a wide range.
본 발명의 실시예는 크랭크 스트로크 길이의 두배의 진폭으로 중량부를 왕복 운동시킬 수 있으므로 비교적 큰 가속도를 발생시킬 수 있는 횡동요 저감장치를 제공하고자 한다.The embodiment of the present invention is intended to provide a rolling motion reduction apparatus capable of generating a relatively large acceleration since the weight can be reciprocated by an amplitude twice the crank stroke length.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 마련된 하우징; 상기 하우징의 내부 또는 외부에 위치되고, 회전운동을 직선 왕복 운동으로 변환시키는 크랭크 장치부; 상기 직선 왕복 운동을 상기 직선 왕복 운동의 이동 거리보다 큰 이동 거리의 직선 왕복 운동으로 변환시키는 증속부; 및 상기 증속부의 직선 왕복 운동에 따라 직선 왕복 운동하는 중량부를 포함하는 횡동요 저감장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hull comprising: a housing; A crank device positioned inside or outside the housing and converting the rotational motion into a linear reciprocating motion; A speed increasing section for converting the linear reciprocating motion into a linear reciprocating motion having a moving distance larger than the moving distance of the linear reciprocating motion; And a weight portion that linearly reciprocates in accordance with the linear reciprocating motion of the speed increasing portion.
또한, 상기 증속부는 상기 크랭크 장치부의 직선 왕복 운동의 이동 거리보다 2배의 이동 거리의 직선 왕복 운동으로 변환시킬 수 있다.In addition, the speed increasing portion can be converted into a linear reciprocating motion having a travel distance that is twice the travel distance of the linear reciprocating motion of the crank device.
또한, 상기 크랭크 장치부는, 구동모터; 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 구동모터에 의해 회전되는 크랭크휠; 및 일측 단부가 상기 크랭크휠의 휠조인트에 연결되는 크랭크를 포함할 수 있다.The crank device may further include: a driving motor; A crank wheel installed inside the housing and rotated by the driving motor; And a crank having one end connected to the wheel joint of the crank wheel.
또한, 상기 증속부는, 상기 크랭크의 일측 단부와 연결되는 링크바; 중심조인트가 상기 링크바에 연결되고 서로 이격되는 복수의 피니언기어; 및 상기 피니언기어에 치합된 랙기어를 포함할 수 있다.Further, the speed increasing portion may include a link bar connected to one end of the crank; A plurality of pinion gears having center joints connected to the link bars and spaced from each other; And a rack gear engaged with the pinion gear.
또한, 상기 랙기어는, 상기 하우징의 바닥에 고정되고 상기 피니언기어 아래에 치합된 하부 랙기어; 및 상기 피니언기어 위에 치합된 상부 랙기어를 포함하고, 상기 중량부는 상기 상부 랙기어에 고정될 수 있다.The rack gear further includes a lower rack gear fixed to the bottom of the housing and engaged with the pinion gear; And an upper rack gear meshed on the pinion gear, and the weight portion may be fixed to the upper rack gear.
또한, 상기 중량부의 길이는 상기 피니언기어의 이격 거리보다 클 수 있다.Further, the length of the weight portion may be larger than the separation distance of the pinion gear.
또한, 상기 하우징의 천장과 상기 중량부 사이에 다수의 롤러가 개재될 수 있다.Also, a plurality of rollers may be interposed between the ceiling of the housing and the weight portion.
본 발명의 실시예들에 따른 횡동요 저감장치는 일측에 위치한 크랭크 장치부와, 크랭크 장치부에 연결되어 왕복 운동력을 전달받도록 타측에 위치한 증속부와, 증속부에 의해 상기 크랭크 장치부의 크랭크 스트로크 길이의 두배의 진폭의 진폭으로 왕복 운동하는 중량부를 구비함에 따라, 크랭크 장치부의 작동량에 비해 큰 가속도로 중량부를 움직일 수 있게 하여, 작동 효율을 증대시키고, 신속하게 선박의 횡동요를 저감시켜 선박을 안정화시킬 수 있다.The rolling motion reduction apparatus according to embodiments of the present invention includes a crank device unit disposed at one side, a speed increasing unit connected to the crank device unit to receive a reciprocating force, and a crank stroke length The weight portion can be moved with a large acceleration relative to the operation amount of the crank device portion, so that the operation efficiency can be increased and the rolling motion of the ship can be quickly reduced, Can be stabilized.
본 발명의 실시예는 크랭크 장치부와 중량부를 포함한 증속부간 좌우 질량 균형을 맞춘 상태에서, 일측 방향(예: 크랭크 장치부의 반대쪽 방향)으로의 횡동요에 대해서 제어하여 선박의 횡동요를 저감시킴으로써, 장치 운용상 필요한 과대한 에너지 소비를 막을 수 있고, 반주기 횡동요에 대한 제어를 통해 기기 작동 속도를 낮출 수 있고, 그 횟수도 한주기의 반으로 줄게 되어 피로 파괴 등의 하자 발생도 비교적 줄일 수 있다.The embodiment of the present invention controls the lateral rocking motion in one direction (for example, the direction opposite to the crank device portion) in a state in which the right and left mass balance between the crank device portion and the speed increasing portion including the weight portion is adjusted, It is possible to prevent the excessive energy consumption required for the operation of the apparatus and to reduce the operation speed of the apparatus by controlling the half swaying motion and reduce the number of times thereof to one half of one week so that the occurrence of defects such as fatigue breakdown can be relatively reduced .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡동요 저감장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 횡동요 저감장치의 작동관계를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 횡동요 저감장치가 횡동요를 저감하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram of a lateral vibration suppression apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining the operating relationship of the lateral rocking reduction apparatus shown in FIG.
FIGS. 3 and 4 are views schematically showing a process of reducing rolling sway by the rolling sway reducing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응하는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the same or corresponding parts throughout the several views, Is omitted.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡동요 저감장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a lateral vibration suppression apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 횡동요 저감장치(100)는 선박용으로 사용될 수 있고, 선체의 상부, 거주구의 상부, 네비게이션 데크(navigation deck) 등에 설치되어 사용될 수 있다. 이러한 횡동요 저감장치(100)의 설치 위치와 같은 발명적 사상은 선체의 어떠한 곳이라도 횡동요 저감장치(100)의 설치 공간이 허락하는 범위 내에서 위치될 수 있으므로 이에 한정되지 않을 수 있다.The lateral
횡동요 저감장치(100)는 하우징(101), 롤러(102), 크랭크 장치부(110), 증속부(120), 중량부(130)를 포함할 수 있다. The horizontal
하우징(101)은 선체에 마련될 수 있도록 횡동요 저감장치의 외형을 이룰 수 있다. 하우징(101)의 내부 또는 외부에는 롤러(102), 크랭크 장치부(110), 증속부(120), 중량부(130)가 설치될 수 있다.The
하우징(101)은 상부 하우징(101a)과 하부 하우징(101b)으로 분해 조립이 가능하게 결합되어 있어서, 내부 구성품의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.The
하우징(101)의 레이 아웃은 중공 구조물의 형상에 따라 다양하게 설계될 수 있으므로, 도 1 내지 도 4에서와 같이 직육면체 형태로만 한정되지 않을 수 있다.Since the layout of the
롤러(102)는 하우징(101)의 천장에 다수로 마련되고, 일렬 또는 복수열로 배치되고, 하우징(101)의 다수의 롤러 브래킷(미 도시)에 각각 회전 가능하게 결합되어 있을 수 있다.The
롤러(102)는 중량부(130)의 슬리이딩 이동 또는 왕복 운동을 가이드하는 역할을 담당할 수 있고, 롤러(102) 자체가 중량부(130)의 이동에 따라 회전이 가능하고, 윤활제 등과 함께 사용함에 따라, 중량부(130)와 접촉된 상태라 하더라도, 단순 미끄림 접촉에 비해 중량부(130)의 표면과의 마찰을 최소화시킬 수 있다.The
크랭크 장치부(110)는 하우징(101)의 내부 또는 외부에 위치되고, 선박에 기 마련되어 있는 횡동요 감시 시스템(미 도시) 또는 횡동요 주기 계측센서(111)의 횡동요 주기 계측 신호에 대응하게 크랭크(115)를 왕복 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.The
증속부(120)는 크랭크 스트로크 길이의 두배의 진폭으로 중량부(130)를 왕복 운동시킴으로써, 비교적 큰 가속도를 발생시키는 역할을 담당할 수 있다. 즉, 증속부(120)는 장치 운용상 필요한 과대한 에너지 소비를 막을 수 있고, 반주기 횡동요에 대한 제어를 통해 기기 작동 속도를 낮출 수 있고, 그 횟수도 한주기의 반으로 줄게 되어 피로 파괴 등의 하자 발생도 비교적 줄일 수 있는 역할을 담당할 수 있다.The accelerating portion 120 can play a role of generating a relatively large acceleration by reciprocating the
이런 증속부(120)는 크랭크(115)의 왕복 이동에 따라 크랭크 스트로크 길이의 두배의 진폭으로 왕복 운동하도록, 크랭크(115)에 연결된 제 1 피니언기어(123)의 하부와 상부에 위치되어 있는 하부 랙기어(122) 및 상부 랙기어(127)를 포함할 수 있다.The speed increasing portion 120 is provided at a lower portion of the
중량부(130)는 증속부(120)와 롤러(102) 사이에 위치한 것으로서, 콘크리트 철판 박스 조립체, 스틸 플레이트 적층 조립체 등과 같이 이동 가능한 중량물일 수 있다. 예컨대, 중량부(130)는 철판으로 만들어진 박스의 내부에 콘크리트를 채워 경화시키는 방식으로 제작되거나, 다수의 스틸 플레이트를 적층하여 직육면체 형상으로 만드는 방식으로 제작될 수 있다. 이러한 중량부(130)의 형상, 제작 방법 등의 발명적 사상은 중량물인 경우 어떠한 것이라도 적용 가능하므로 위의 내용만으로 한정되지 않을 수 있다.The
이하, 하우징(101), 크랭크 장치부(110), 증속부(120)에 대하여 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the
하우징(101)의 내에 존재하는 크랭크 장치부(110)의 구성 요소 및 증속부(120)의 구성 요소는 좌우 질량 균형을 감안하여 설치, 배치 또는 제작되어 있을 수 있다.The constituent elements of the
예컨대, 크랭크 장치부(110)는 구성 요소로서, 횡동요 주기 계측센서(111), 모터제어기(112), 구동모터(113), 크랭크휠(114), 크랭크(115)를 포함할 수 있다.For example, the
이때, 구동모터(113), 크랭크휠(114), 크랭크(115)는 하우징(101)의 내부에 위치할 수 있고, 횡동요 주기 계측센서(111), 모터제어기(112)는 하우징(101)의 외부에 위치할 수 있다.At this time, the
횡동요 주기 계측센서(111)는 선박에 설치되어 있는 횡동요 감시 시스템에 접속되어 횡동요 주기 계측 신호를 발생시킬 수 있다.The transverse rocking
모터제어기(112)는 횡동요 주기 계측 신호에 대응하게 모터 정역 회전을 제어하는 역할을 담당하도록 횡동요 주기 계측센서(111)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.The
구동모터(113)는 하우징(101)에 지지되는 모터하우징과, 모터회전축에 결합된 구동기어(미 도시)를 포함하고, 모터제어기(112)의 동작 신호에 의해 모터회전축 및 구동기어를 정역 회전시킬 수 있도록 되어 있다.The
크랭크휠(114)은 하우징(101)에서 회전 가능하게 설치되고, 구동모터의 모터회전축의 구동기어와 치합된 치열(미 도시)를 가질 수 있다. 크랭크휠(114)는 크랭크휠(114)의 회전중심으로부터 편심된 위치의 휠조인트(114a)를 포함할 수 있다.The
크랭크휠(114)의 휠조인트(114a)는 크랭크(115)의 일측 단부와 연결되어서, 크랭크휠(114)의 회전에 따라 크랭크(115)를 왕복 이동, 즉 크랭크 스트로크 길이 범위 내에서 전진 또는 후진시키는 역할을 담당한다.The wheel joint 114a of the
크랭크(115)는 크랭크(115)의 타측 단부를 피니언기어(123, 124, 125) 중 제 1 피니언기어(123)의 중심조인트(123a)에 연결하고 있다. 여기서, 중심조인트(123a)는 제 1 피니언기어(123)의 중심구멍에 회전 가능하게 결합된 것으로서, 크랭크(115)의 타측 단부와 증속부(120)의 링크바(116)의 연결 지점이 될 수 있는 샤프트 또는 봉 부재로 제작될 수 있다.The
중심조인트(123a)는 샤프트의 외주면에 외주면의 원주 방향을 따라 형성된 다수의 홈을 샤프트의 길이 방향을 따라 이격 형성하고, 그 홈에 각각 베어링을 장착한 후, 각 베어링의 직경에 대응한 크기를 갖는 크랭크(115)의 타측 단부의 결합구멍과, 링크바(116)의 결합구멍과 회전 가능하게 결합될 수 있다.The center joint 123a has a plurality of grooves formed along the circumferential direction of the outer circumferential surface on the outer circumferential surface of the shaft and spaced along the longitudinal direction of the shaft, and bearings are mounted on the grooves, respectively. And the engaging hole of the link bar 116 can be rotatably engaged with the engaging hole of the other end of the
이를 통해서, 크랭크(115)의 왕복 이동력은 제 1 피니언기어(123)를 비롯하여, 링크바(116)에도 전달될 수 있다.Through this, the reciprocating force of the
증속부(120)는 하우징(101)의 바닥에 설치된 고정 시트(121)와, 크랭크(115)의 왕복 이동 방향에 대응하게 연장되어 있고 고정 시트(121) 위에 고정된 하부 랙기어(122)를 포함할 수 있다.The speed increasing portion 120 includes a fixed
증속부(120)는 하부 랙기어(122)의 치열을 따라 구름 작동하도록 하부 랙기어(122) 위에 치합되고 이격 간격을 유지하는 다수의 피니언기어(123, 124, 125)를 포함할 수 있다.The speed increasing portion 120 may include a plurality of pinion gears 123, 124 and 125 that are engaged with the
증속부(120)는 다수의 피니언기어(123, 124, 125)간 이격 간격을 일정하게 유지시키면서, 크랭크(115)의 왕복 이동력을 동일하게 피니언기어(123, 124, 125)에 전달하는 역할을 담당하는 링크바(126)를 포함할 수 있다.The speed increasing portion 120 is configured to transmit the reciprocating force of the
링크바(126)에는 피니언기어(123, 124, 125)간 이격 간격에 대응하게 다수의 결합구멍이 형성되어 있다. 링크바(126)의 결합구멍은 피니언기어(123, 124, 125)의 중심에서 회전 가능하게 결합된 중심조인트(123a, 124a, 125a)에 결합되어 있다.The
따라서, 크랭크(115)의 왕복 이동력은 링크바(126)를 통해 피니언기어(123, 124, 125)에 전달될 때, 하부 랙기어(122)와 상부 랙기어(127)의 사이에 위치한 피니언기어(123, 124, 125)를 동시에 구름 작동시키는 구름력으로 변환될 수 있다.Therefore, when the reciprocating force of the
증속부(120)는 하부 랙기어(122)의 길이 보다 짧고, 하부 랙기어(122)에 대하여 평행하게 위치되도록, 다수의 피니언기어(123, 124, 125) 위에 치합된 상부 랙기어(127)를 포함할 수 있다. 여기서, 상부 랙기어(127)의 길이는 중량부(130)의 길이와 대등하게 제작될 수 있거나, 적어도 제 1, 제 2 피니언기어(123, 124) 사이의 간격보다 길게 제작될 수 있다. 따라서, 상부 랙기어(127)은 제 1, 제 2 피니언기어(123, 124) 등과 같이 두지점 또는 두지점 이상에서 지지될 수 있으므로 수평 이동이 가능한 상태이다.The speed increasing portion 120 is provided with an
또한, 증속부(120)의 하부 랙기어(122)는 고정된 상태이고, 그 하부 랙기어(122) 위에서 피니언기어(123, 124, 125)들이 구름 작동하므로, 그 구름 작동에 연동하는 이동 기어와 같은 상부 랙기어(127)가 수평 이동될 수 있다. 결과적으로, 증속부(120)의 상부 랙기어(127)는 피니언기어(123, 124, 125)의 진폭에 두배로 이동될 수 있다.Since the
특히, 중량부(130)의 저부는 상부 랙기어(127)의 상면에 고정되어 있다. 따라서, 상부 랙기어(127)의 이동과 중량부(130)의 이동은 동시에 일어날 수 있다.Particularly, the bottom of the
또한, 중량부(130)의 상부가 롤러(102)에 접촉되어 슬라이딩 가능하게 되어 있으므로, 상부 랙기어(127) 및 중량부(130)는 크랭크 스트로크 길이(예: 피니언기어의 구름 작동에 따라 피니언기어가 이동한 거리)의 진폭에 두배로 이동될 수 있다.The
또한, 상부 랙기어(127) 및 중량부(130)의 이동 속도는 크랭크(115) 및 피니언기어(123, 124, 125)의 이동 속도에 비해 두 배로 가속될 수 있다.The moving speed of the
이하, 횡동요 저감장치(100)의 작동 관계에 대하여 설명하고자 한다.Hereinafter, the operation of the lateral
도 2는 도 1에 도시된 횡동요 저감장치의 작동관계를 설명하기 위한 구성도이다.2 is a block diagram for explaining the operating relationship of the lateral rocking reduction apparatus shown in FIG.
도 2의 (a)를 참조하면, 구동모터(113)은 앞서 언급한 모터제어기에 의해 제어되는 상태에서 크랭크휠(114)을 회전시킬 수 있다. 이런 경우, 크랭크휠(114)에 연결된 크랭크(115)가 왕복 운동을 시작하여 도 2의 (b)와 같은 상태가 될 수 있다.Referring to FIG. 2 (a), the
도 2의 (a)와 도 2의 (c)를 비교하여 볼 때, 크랭크 스트로크 길이의 두배의 진폭으로 중량부(130)가 움직인 것을 확인할 수 있다.2 (a) and 2 (c), it can be seen that the
도 2의 (d)를 참조하면, 크랭크휠(114)이 회전 방향으로 계속 회전할 경우, 중량부(130)는 다시 원래 위치 쪽으로 이동을 시작하고, 결국 크랭크휠(114)이 1주기의 회전을 끝낼 때, 도 2의 (a)와 같은 상태로 되돌아올 수 있다.2 (d), when the
즉, 크랭크휠(114)를 역회전시키지 않더라도 중량부(130)는 크랭크휠(114)의 회전의 반주기를 기준으로 일측 방향으로 이동(도 2의 우측으로 이동)하거나, 크랭크휠(114)의 회전의 나머지 반주기를 기준으로 타측 방향으로 이동(도 2의 좌측으로 이동)이 가능함에 따라, 구동모터(113)의 무리한 정역 회전이 아니더라도, 중량부(130)를 왕복 이동시킬 수 있다.That is, even if the
횡동요 주기 계측센서의 횡동요 주기 계측 신호에 대응하게 구동모터를 제어하고, 그 결과 중량부(130)가 이동됨에 따라 선체의 횡동요를 저감시킬 수 있다.It is possible to control the driving motor in accordance with the lateral yawing period measuring signal of the lateral yawing period measuring sensor, and as a result, the lateral yawing of the yacht can be reduced as the
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 횡동요 저감장치가 횡동요를 저감하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. FIGS. 3 and 4 are views schematically showing a process of reducing rolling sway by the rolling sway reducing apparatus shown in FIG. 1. FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 횡동요 저감장치(100)는 선체(10)의 상부 또는 거주구의 상부와 같이, 선체(10)의 중심(G)으로부터 상향으로 이격된 거리(d)만큼 떨어진 곳에 위치할 수 있고, 이에 국한되지 않고 선체(10)의 형상 등에 따라 횡동요 저감장치(100)의 설치 위치는 변경 가능하다.3 and 4, the rolling-
도 3을 참조하면, 선체(10)가 횡동요하여 일측 방향(R1)으로 회전한다. 이 경우, 선박, 즉 선체(10)에 마련된 횡동요 주기 계측센서는 선체(10)의 기울어짐을 측정하고, 그 측정값을 모터제어기에 입력시킨다. 모터제어기는 측정값을 입력값으로 이용하여 횡동요 주기 산출 알고리즘(미 도시)에 의해 구동모터용 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호는 구동모터에 전달된다.Referring to FIG. 3, the
구동모터는 전달받은 제어신호에 의해 모터회전축을 회전시키고, 그 결과 크랭크휠이 회전된다.The drive motor rotates the motor rotation shaft by the transmitted control signal, and as a result, the crank wheel is rotated.
크랭크는 크랭크휠의 회전에 의해 이동되고, 이와 연동되는 피니언기어들은 고정 상태의 하부 랙기어와 이동 가능한 상태의 상부 랙기어 사이에서 구름 작동을 하게 된다.The crank is moved by the rotation of the crank wheel, and the pinion gears associated therewith perform a rolling operation between the fixed lower rack gear and the movable upper rack gear.
피니언기어들의 구름 작동에 따라 상부 랙기어가 크랭크 스트로크 길이의 두배의 진폭에 해당할 만큼 신속하게 이동하고, 이와 함께 상부 랙기어 위의 중량부(130)도 F1 방향, 즉 선체(10)의 좌측 방향으로 신속하게 이동한다.The upper rack gear is moved so as to correspond to twice the amplitude of the crank stroke length in accordance with the rolling operation of the pinion gears and the
이렇게 이동된 중량부(130)의 자중에 의해 선체(10)가 일측 방향(R1)으로 회전하는 것을 방해하는 반횡동요 모멘트(Anti-rolling moment)인 모멘트(M1)가 발생되고, 선체(10)의 횡동요는 저감된다.The moment of mass M1 of the
이후, 선체(10)는 일측 방향(R1)으로의 회전을 멈추고 도 4와 같이 타측 방향(R2)으로 회전한다.Thereafter, the
도 4를 참조하면, 선체(10)의 타측 방향(R2)의 회전은 역시 횡동요 주기 계측센서에 의해 감지되고, 결과적으로 횡동요를 저감시킬 수 있는 구동모터용 제어신호가 구동모터에 전달된다.Referring to FIG. 4, the rotation of the
이렇게 구동모터는 전달받은 제어신호에 따라 작동함에 따라, 중량부(130)가 F2 방향, 즉 선체(10)의 우측 방향으로 신속하게 이동한다.As the drive motor operates in accordance with the received control signal, the
이 경우에도 중량부(130)의 자중에 의해 선체(10)가 타측 방향(R2)으로 회전하는 것을 방해하는 반횡동요 모멘트(Anti-rolling moment)인 모멘트(M2)가 발생되고, 선체(10)의 횡동요는 저감된다.Even in this case, a moment M2, which is an anti-rolling moment, is generated by the weight of the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.
101 : 하우징 102 : 롤러
110 : 크랭크 장치부 115 : 크랭크
120 : 증속부 122 : 하부 랙기어
123, 124, 125 : 피니언기어 126 : 링크바
127 : 상부 랙기어 130 : 중량부101: housing 102: roller
110: crank device unit 115: crank
120: speed increasing portion 122: lower rack gear
123, 124, 125: pinion gear 126: link bar
127: upper rack gear 130:
Claims (7)
상기 하우징의 내부 또는 외부에 위치되고, 회전운동을 직선 왕복 운동으로 변환시키는 크랭크 장치부;
상기 직선 왕복 운동을 상기 직선 왕복 운동의 이동 거리보다 큰 이동 거리의 직선 왕복 운동으로 변환시키는 증속부; 및
상기 증속부의 직선 왕복 운동에 따라 직선 왕복 운동하는 중량부를 포함하며,
상기 크랭크 장치부는, 구동모터; 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 구동모터에 의해 회전되는 크랭크휠; 및 일측 단부가 상기 크랭크휠의 휠조인트에 연결되는 크랭크를 포함하고,
상기 증속부는, 상기 크랭크의 일측 단부와 연결되는 링크바; 중심조인트가 상기 링크바에 연결되고 서로 이격되는 복수의 피니언기어; 및 상기 피니언기어에 치합된 랙기어를 포함하는 횡동요 저감장치.A housing provided on the hull;
A crank device positioned inside or outside the housing and converting the rotational motion into a linear reciprocating motion;
A speed increasing section for converting the linear reciprocating motion into a linear reciprocating motion having a moving distance larger than the moving distance of the linear reciprocating motion; And
And a weight portion linearly reciprocating according to the linear reciprocating motion of the speed increasing portion,
The crank device includes a drive motor; A crank wheel installed inside the housing and rotated by the driving motor; And a crank having one end connected to the wheel joint of the crank wheel,
Wherein the speed increasing portion includes: a link bar connected to one end of the crank; A plurality of pinion gears having center joints connected to the link bars and spaced from each other; And a rack gear engaged with the pinion gear.
상기 증속부는 상기 크랭크 장치부의 직선 왕복 운동의 이동 거리보다 2배의 이동 거리의 직선 왕복 운동으로 변환시키는 횡동요 저감장치. The method according to claim 1,
Wherein the speed increasing section converts the speed increasing section into a linear reciprocating motion having a travel distance that is twice the moving distance of the linear reciprocating motion of the crank apparatus section.
상기 하우징의 바닥에 고정되고 상기 피니언기어 아래에 치합된 하부 랙기어; 및
상기 피니언기어 위에 치합된 상부 랙기어를 포함하고,
상기 중량부는 상기 상부 랙기어에 고정되는 횡동요 저감장치. The rack gear according to claim 1,
A lower rack gear fixed to the bottom of the housing and engaged with the pinion gear; And
And an upper rack gear engaged with the pinion gear,
And the weight portion is fixed to the upper rack gear.
상기 중량부의 길이는 상기 피니언기어의 이격 거리보다 큰 횡동요 저감장치.The method according to claim 1,
And the length of the weight portion is larger than the spacing distance of the pinion gear.
The apparatus as claimed in any one of claims 1, 2, 5, and 6, wherein a plurality of rollers are interposed between the ceiling of the housing and the weight portion.
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KR20120112891A (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-12 | 현대중공업 주식회사 | Rolling reduction device with moving mass for ship |
-
2013
- 2013-01-17 KR KR1020130005481A patent/KR101454387B1/en active IP Right Grant
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