KR101482033B1 - 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에 관한 것으로, 구체적으로는 선박 엔진에 구비되는 샤프트의 선단(先端)부에 결합되어 크랭크의 전, 후방 진동을 감쇠하여 거주구의 종진동을 감쇠시키는 댐퍼에 다이어프램이 구비되는 밸브를 통해 오일이 전, 후방으로 이동되는 양을 조절함으로써 종진동을 감쇠시킬 수 있는 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에 관한 것이다.
본 발명은 선박의 주기관인 엔진에 구비되는 크랭크샤프트의 끝단에 결합되는 캠을 감싸도록 결합되는 종진동 감쇠용 댐퍼에 있어서, 상기 캠의 양측부와 접하고 내측에 오일이 수용되며, 상기 오일이 서로 흐를 수 있도록 연통되도록 유로에 의해 연결되는 한 쌍의 오일챔버 및 상기 유로의 면적을 조절하여 흐르는 오일의 양과 간극을 조절하는 밸브 및 상기 밸브의 개도를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼{Axial vibration damper with diaphragm controller for main engine in ship}

본 발명은 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에 관한 것으로, 구체적으로는 선박 엔진에 구비되는 샤프트의 선단(先端)부에 결합되어 크랭크의 전, 후방 진동을 감쇠하여 거주구의 종진동을 감쇠시키는 댐퍼에 다이어프램이 구비되는 밸브를 통해 오일이 전, 후방으로 이동되는 양을 조절함으로써 종진동을 감쇠시킬 수 있는 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에 관한 것이다.

최근 유가상승으로 인한 연비향상을 위해 저속 고출력 주기관(대형 디젤엔진)이 적용되고 동일한 이유로 프로펠러의 직경도 증가하고 있고, 선박 추진 축계에서 발생하는 추력변동력이 증가하고 있다. 이러한 종방향의 종진동은 선체로 전달되어 이러한 진동의 수준은 증가되고 있다.

이러한 종방향의 진동을 감쇠하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 댐퍼(1)가 엔진과 결합되는 크랭크샤프트(2)의 선단에 결합된다. 상기 크랭크샤프트(2)의 끝단부 중간에는 도넛 형상의 캠(3)이 삽입되어 상기 크랭크샤프트(2)와 동시에 움직이게 된다.

한편, 상기 캠(3)의 양측에는 오일챔버(4)가 형성되며, 각 오일챔버(4)는 상기 댐퍼(1)의 상부와 서로 연통되도록 형성되어 오일이 각각의 오일챔버(4)를 오갈 수 있도록 형성된다.

상기 오일이 흐르는 경로에는 오일이 흐르는 유량을 조절할 수 있는 복수의 박판(5)이 적층되어 결합되며, 상기 박판(5)에도 상기한 오일챔버(4)의 위치와 대응되는 관통공이 양 측부에 대칭되도록 형성된다. 여기서 상기 박판(5) 중 최상층에 적층된 박판(5)에는 상기 각 오일챔버(4)가 서로 연통되어 내측의 오일이 상기 캠(3)의 압력에 의해 오갈 수 있도록 하나의 관통공이 중심부에 형성된다.

따라서 엔진 및 프로펠러의 구동에 의해 상기 샤프트(2)는 전, 후방으로 이동되며, 이때 캠(3)도 동시에 샤프트(2)와 같이 이동된다. 이때 캠(3)이 이동되면서 오일을 가압하게 되며, 이때 가압된 오일은 반대측 오일챔버(4)로 유입된다. 이와 같이 오일챔버(4) 내에 오일이 머무는 시간을 달리하면서 추력변동력을 감쇠시키며, 그로 인하여 거주구로의 종진동의 전달을 막아주게 되는 것이다.

한편, 상기한 추력변동력의 크기에 따라 상기한 박판(5)의 개수를 조절할 수 있다. 예를 들어 박판(5)이 많이 적층이 되면 오일 이동경로의 단면적이 증가하고 그에 따라 이동하는 오일의 양이 증가하게 되어 감쇠가 감소하게 된다.

그러나 추력변동력의 세기에 따라 상기 박판(5)의 개수를 조절하여야 되는데 이때 선박의 엔진룸의 경우 온도가 너무 높아서 작업자가 쉽게 접근하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 엔진룸에 어렵게 들어가더라도 박판을 추가 또는 제거를 위해서는 엔진을 멈춰야 되며, 엔진을 멈춘 후 다시 재가동을 위해서는 고가인 연료유의 추가적인 소모가 필요하게 되어 경제성이 떨어지므로, 실질적인 종진동을 제어하기는 어려운 문제점이 있었다.

등록특허 10-351528호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 추력변동력에 따라 각 오일챔버 간을 오가는 오일의 양과 간극을 능동적으로 제어할 수 있도록 하여 거주구로의 진동의 전달을 최소화 할 수 있는 다이어프램 제어부가 구비되는 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 선박의 주기관인 엔진에 구비되는 크랭크샤프트의 끝단에 결합되되, 캠을 감싸도록 결합되는 종진동 감쇠용 댐퍼에 있어서, 상기 캠의 양측부와 접하고 내측에 오일이 수용되며, 상기 오일이 서로 흐를 수 있도록 연통되도록 유로에 의해 연결되는 한 쌍의 오일챔버 및 상기 유로의 면적을 조절하여 흐르는 오일의 양과 간극을 조절하는 밸브 및 상기 밸브의 개도를 제어하는 제어부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 밸브는, 상기 제어부의 판단에 의해 상하부로 이동하는 조작부; 상기 조작부의 하부에 결합되는 중심축; 상기 중심축의 하부에 구비되는 가압구; 상기 중심축의 이동에 따라 상기 유로의 개도를 조절될 수 있도록 상기 가압구와 밀착되는 다이어프램 및 상기 조작부의 하단부에 결합되어 상기 중심축 및 가압구를 수용하는 밸브 하우징을 포함한다.

본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에 의하면, 선박의 엔진 및 프로펠러에서 발생되는 추력변동력의 크기에 따라 다어이프램을 통하여 개도 정도를 조절할 수 있으므로, 추력변동력에 의해 발생되는 종진동의 세기를 적절히 조절하여 거주구로 전달되는 종진동을 감쇠시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 추력변동력의 세기에 따라 다이어프램의 개도정도(이동정도)를 제어할 수 있어 능동적으로 종진동을 감쇠시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 종진동 감쇠용 댐퍼의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 부분확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에서 상부의 오일챔버와 밸브가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 도 3의 작동상태도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼에서 상부의 오일챔버와 밸브가 결합된 모습을 개략적으로 나타낸 모식도이다.

우선 설명하기에 앞서 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼는 종래의 종진동 댐퍼와 기술적 구성이 거의 동일하다. 다만, 오일챔버를 통해 오가는 오일의 양을 제어하는 수단만 변경된 것으로 그 외의 구성에 대한 구체적인 설명은 공지된 기술로 대체하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼는, 선박의 주기관인 엔진에 구비되는 크랭크샤프트(20)의 선단에 결합되되, 캠(30)을 감싸도록 결합된다.

한편, 크랭크샤프트(20)의 끝단에 결합되는 캠(30)의 양측부와 접하고, 내측에는 오일이 수용되며, 상기 오일이 서로 오가며 흐를 수 있도록 연통되는 유로(41)와, 상기 유로(41)에 의해 연결되는 한 쌍의 오일챔버(40)가 구비된다.

또한, 상기 유로(41)에는 밸브(10)가 결합되는데, 상기 밸브(10)의 개도율을 조절하여 상기 오일챔버(40) 간을 오가는 오일의 양과 간극을 조절하게 된다.

상기 밸브(10)에 대하여 구체적으로 살펴보면, 상기 밸브(10)는, 상기 제어부(50)의 판단에 의해 상하부로 이동하는 조작부(13)와, 상기 조작부(13)의 하부에 결합되는 중심축(12)과, 상기 중심축(12)의 하부에 구비되는 가압구(11)와, 상기 중심축(12)의 이동에 따라 상기 유로(41)의 개도를 조절될 수 있도록 상기 가압구(11)와 밀착되는 다이어프램(14) 및 상기 조작부(13)의 하단부에 결합되어 상기 중심축(12) 및 가압구(11)를 수용하는 밸브 하우징(15)으로 구성된다.

한편, 상기 밸브(10)의 개도를 제어하는 제어부(50)가 구비되어 선박에서 발생되는 추력변동력에 따라 상기 밸브(10)의 개도를 제어하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼의 작동상태에 대하여 살펴보기로 한다.

도 4는 도 3의 작동상태도로서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 선박의 엔진 및 프로펠러가 구동될 시 추력변동력이 발생되고, 이때 상기 크랭크샤프트(20) 및 캠(30)은 전, 후방으로 움직이면서 종진동이 발생하게 된다. 이때 크랭크샤프트(20)가 전, 후로 이동되면서 캠(30)이 상기 오일챔버(40)의 오일을 전, 후방으로 가압하게 되면, 상기 오일은 유로(41)를 통하여 각각의 오일챔버(40)을 오가게 된다.

이때 상기 유로(41)의 개도 정도를 상기 다이어프램(14)이 하게 되는데, 상기 다이어프램(14)은 가압구(11)의 상승 및 하강에 의해 유로(41)를 조절하게 되며, 그로 인하여 종진동을 저감시키게 된다. 따라서 종진동이 거주구로 전달되는 것을 최소화 시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 다이어프램(14)이 도 4에 도시된 바와 같이 하강하여 유로(41)의 개도 면적을 좁히게 되면 종진동의 감쇠정도는 높아지고, 다이어프램(14)이 도 3에 도시된 바와 같이 상승하여 유로(41)의 개도 면적을 넓히게 되면 종진동의 감쇠정도는 낮아지게 된다.

정리하면, 상기 다이어프램(14)이 유로(41)의 바닥면과 가까워지면 종진동의 감쇠정도는 높아지고, 상기 다이어프램(14)이 유로(41)의 바닥면과 멀어지면 종진동의 감쇠정도는 낮아지게 되는 것이다.

따라서 추력변동력의 크기에 따라 상기 다어이프램(14)의 개도 정도를 조절하게 되면, 오일이 오일챔버(40)에 머무는 시간을 조절하게 되고, 그로 인하여 추력변동력에 의해 발생되는 종진동의 세기를 적절히 조절할 수 있어 거주구로 전달되는 종진동을 감쇠시킬 수가 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 밸브 11 : 가압구
12 : 중심축 13 : 조작부
14 : 다이어프램 15 : 밸브 하우징
20 : 크랭크샤프트 30 : 캠
40 : 오일챔버 41 : 유로
50 : 제어부

Claims (2)

1. 선박의 주기관인 엔진에 구비되는 크랭크샤프트(20)의 선단에 결합되며, 캠(30)을 감싸도록 결합되는 종진동 감쇠용 댐퍼에 있어서,
   상기 캠(30)의 양측부와 접하고 내측에 오일이 수용되며, 상기 오일이 서로 흐를 수 있도록 연통되도록 유로(41)에 의해 연결되는 한 쌍의 오일챔버(40) 및
   상기 유로(41)의 면적을 조절하여 흐르는 오일의 양과 간극을 조절하되, 제어부(50)의 판단에 의해 상하부로 이동하는 조작부(13)와, 상기 조작부(13)의 하부에 결합되는 중심축(12)과, 상기 중심축(12)의 하부에 구비되는 가압구(11)와, 상기 중심축(12)의 이동에 따라 상기 유로(41)의 개도를 조절될 수 있도록 상기 가압구(11)와 밀착되는 다이어프램(14) 및 상기 조작부(13)의 하단부에 결합되어 상기 중심축(12) 및 가압구(11)를 수용하는 밸브 하우징(15)으로 구성되는 밸브(10); 및
   상기 밸브(10)의 개도를 제어하는 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이어프램 제어부가 구비되는 선박 주기관용 종진동 감쇠용 댐퍼.
   
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