KR101510964B1 - Propulsion apparatus for ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것이다.The present invention relates to a marine propulsion device.
프로펠러는 축계를 통하여 전달된 추진 기관의 동력을 추력으로 변화시켜 선박을 추진시키는 장치이다. 선박용 프로펠러에는 나선형 프로펠러(screw propeller), 물 분사 추진기(jet propeller), 외륜차, 보이드 슈나이더 프로펠러 등이 있다. 이 중에서 나선형 프로펠러가 다른 종류의 추진장치보다 추진효율이 비교적으로 높고, 구조가 비교적 간단하며 제작비가 상대적으로 저렴하여, 가장 많이 사용되고 있다.The propeller is a device for propelling the ship by changing the power of the propulsion engine transmitted through the shaft system to thrust. Ship propellers include screw propellers, jet propellers, paddle cars, and void schneider propellers. Among them, helical propellers are the most popular because they have a relatively high propulsion efficiency, relatively simple structure, and relatively low production costs.
나선형 프로펠러는, 성능 별로도 구분할 수 있는데, 프로펠러 날개가 회전축과 연결된 허브에 고정된 고정 피치 프로펠러(fixed pitch propeller; FPP), 프로펠러의 날개가 회전축과 연결된 허브에서 움직일 수 있어 피치의 각을 조절할 수 있는 가변 피치 프로펠러(controllable pitch propeller; CPP), 프론트 프로펠러(front propeller)로부터 유출되는 회전력을 프론트 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 리어 프로펠러(rear propeller)로 회수하여 추진력으로 바꾸는 이중반전 프로펠러(contra-rotating propeller; CRP) 등이 있다. Spiral propellers can be classified by performance, with a fixed pitch propeller (FPP) fixed to a hub connected to a rotating shaft of the propeller wing, and a propeller wing can be moved in a hub connected to the rotary shaft, A controllable pitch propeller (CPP), a contra-rotating propeller that converts the rotational force exiting from the front propeller into a propelling force that is reversed by a rear propeller rotating in the opposite direction to the front propeller propeller (CRP).
일반적으로, 이중반전 프로펠러를 사용하는 선박용 추진장치는, 선체 내부의 주기관에 연결되는 내축과, 내축의 후단부에 결합된 리어 프로펠러와, 내축의 외면에 회전하도록 설치된 중공의 외축과, 외축 후단부에 결합된 프론트 프로펠러를 포함하여 구성된다. 이때 리어 프로펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 프론트 프로펠러를 회전시키는 수단으로 반전기어장치(Contra-Rotating Gear Box)를 사용할 수 있다.In general, a propulsion device for a ship using a double reversing propeller includes an inner shaft connected to a main engine in a hull, a rear propeller coupled to a rear end of the inner shaft, a hollow outer shaft provided to rotate on the outer surface of the inner shaft, And a front propeller coupled to the end portion. At this time, a contra-rotating gear box can be used as means for rotating the front propeller in the direction opposite to the direction of rotation of the rear propeller.
이러한 이중반전 프로펠러는, 프로펠러에 의하여 유기되는 토크 균형(torque balance)이 증가하여 선체 힐링 모멘트(heeling moment)가 감소하므로, 항로 직진성이 우수하고 저진동, 저소음이며, 프로펠러의 추력이 증가되어 효율이 우수하다. 또한, 이중반전 프로펠러는 EEDI(Energy Efficiency Design Index, 선박제조연비지수)를 저감시킬 수 있어, 국제해사기구(IMO)에서 요구하는 EEDI를 용이하게 충족시킬 수 있다.Such a double inverted propeller has an excellent linearity, low vibration, low noise, and high propeller thrust due to a decrease in the heeling moment due to an increase in the torque balance induced by the propeller. Do. In addition, the dual inversion propeller can reduce the EEDI (Energy Efficiency Design Index), which can easily meet the EEDI requirements of the International Maritime Organization (IMO).
그런데 이중반전 프로펠러는, 일축 프로펠러(uniaxial propeller)와 비교하여 볼 때, 베어링 구조, 윤활 구조, 씰링(sealing) 구조 등 여러 점에서 복잡한 구조를 이루고 있으며, 고가의 제작비용이 요구되어 초기 투자비용이 증가되고, 유지 보수가 용이하지 않는 등, 해결해야 할 과제를 안고 있다.However, the double-inverted propeller has a complex structure in various points such as a bearing structure, a lubricating structure, a sealing structure, and the like, compared with a uniaxial propeller. And the maintenance is not easy. Therefore, there is a problem to be solved.
따라서 최근에는 상기한 과제를 해결하면서, 기계 장치 신뢰성 확보, 제작 유지보수 비용 최소화, 운항 경제성 향상을 통해 선박에 이중반전 프로펠러 적용을 활성화할 수 있도록 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.In recent years, research and development have been carried out to solve the above-mentioned problems and to enable the application of the double inverted propeller to the ship through the improvement of the mechanical reliability, the minimization of the production maintenance cost, and the improvement of the operating economical efficiency.
이러한 종래기술로는 국내특허공보 제10-1313587호 (2013.09.25) 등이 공개되어 있다.Such conventional techniques are disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1313587 (Feb.
본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외축의 길이를 줄여 제조 및 조립을 용이하게 할 수 있고, 외축의 길이를 단축시킴으로써 베어링 하중 부하를 줄여 베어링 수명 안정성을 확보할 수 있는 선박용 추진장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to improve the prior art, and it is an object of the present invention to reduce the length of the outer shaft to facilitate manufacture and assembly, and to shorten the length of the outer shaft to reduce bearing load load, And to provide a propulsion device for a ship.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치는, 프론트 프로펠러가 마련되며 정방향으로 회전되는 외축; 리어 프로펠러가 마련되며 역방향으로 회전되는 내축; 동력원; 상기 동력원에 연결되는 발전기; 상기 발전기로부터 발생된 전기를 전달받아 상기 외축과 상기 내축으로 전달하는 전기모터; 및 상기 내축에 마련되어 상기 전기모터로부터 회전력을 전달받는 내축기어를 포함하며, 상기 내축은 상기 전기모터로부터 회전력을 전달받거나, 상기 동력원으로부터 회전력을 전달받는 것을 특징으로 한다.The propulsion device for a ship according to an embodiment of the present invention includes: an outer shaft provided with a front propeller and rotated in a forward direction; An inner shaft provided with a rear propeller and rotated in a reverse direction; Power source; A generator connected to the power source; An electric motor for receiving electricity generated from the generator and transferring the electric power to the outer shaft and the inner shaft; And an inner gear provided on the inner shaft to receive a rotational force from the electric motor, wherein the inner shaft receives a rotational force from the electric motor or receives a rotational force from the electric power source.
여기서, 상기 내축에 연결되는 내축플랜지; 및 상기 내축플랜지와 플랜지 이음되도록 상기 구동축에 마련되는 구동축플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.An inner shaft flange connected to the inner shaft; And a drive shaft flange provided on the drive shaft so as to be engaged with the inner shaft flange and the flange.
또한, 상기 동력원은, 상기 내축에 연결되어 동력을 전달하는 구동축; 및 상기 구동축에 마련되어 상기 내축과 상기 구동축을 접속하거나 차단하되, 상기 내축이 상기 전기모터로부터 회전력을 전달받을 경우 상기 내축과 상기 구동축을 차단하고, 상기 내축이 상기 구동축으로부터 동력을 전달받도록 상기 내축과 상기 구동축을 접속하는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power source may include a drive shaft connected to the inner shaft to transmit power; And a drive shaft provided on the drive shaft for connecting or disconnecting the inner shaft and the drive shaft so that the inner shaft and the drive shaft are blocked when the inner shaft receives a rotational force from the electric motor, And a clutch for connecting the drive shaft.
또한, 상기 외축은 상기 내축의 단부를 노출시키도록 마련되고, 상기 내축기어는 상기 외축으로부터 노출되는 위치의 상기 내축에 마련되는 것을 특징으로 한다.Further, the outer shaft is provided to expose an end of the inner shaft, and the inner gear is provided on the inner shaft at a position exposed from the outer shaft.
또한, 상기 외축은 외축기어를 포함하며, 상기 전기모터는 상기 외축기어와 이물림되는 모터기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the outer shaft includes an outer shaft gear, and the electric motor includes a motor gear engaged with the outer shaft gear.
또한, 상기 전기모터는 쌍으로 이루어져 하나는 상기 외축기어와 이물림되고, 다른 하나는 상기 내축기어와 이물림되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 한다.Also, the electric motor is formed in a pair, one of which is engaged with the outer shaft gear, and the other is engaged with the inner gear to transmit rotational force.
또한, 본 발명은 상기 내축기어에 이물림되는 중간기어를 더 포함하고, 상기 전기모터의 모터기어는 적어도 1개 이상으로 구비되어 상기 외축기어와 상기 중간기어 각각에 이물림되는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention further includes an intermediate gear engaged with the internal gear, wherein at least one motor gear of the electric motor is provided so as to be engaged with the external gear and the intermediate gear, respectively.
또한, 본 발명은 상기 내축과 상기 동력원 사이에 마련되는 감속기어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a reduction gear provided between the inner shaft and the power source.
본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 내축이 연결되는 단부가 외축으로부터 노출되게 마련될 수 있어 내축이 플랜지 이음되도록 하여, 외축 내부에 내축의 연결부위가 마련되는 경우 요구되는 슬리프 커플링이 생략될 수 있다.The propulsion device for a ship according to the present invention may be provided such that the end portion to which the inner shaft is connected is exposed from the outer shaft so that the inner shaft is flanged so that the required sleeve coupling is omitted .
또한, 본 발명은, 동력원과 전기모터를 상하로 배치하여 발전기에 연결되는 전기모터를 구동축의 수직방향(일례로 상방)에 배치되도록 함으로써, 수평길이에 비해 수직방향으로 공간이 여유로운 선박에 있어서, 상방으로 전기모터를 이동하여 여유공간을 활용할 수 있고, 종래와 달리 전기모터가 구동축의 수직방향에 위치함으로써 수평길이가 단축될 수 있다. 게다가, 대형 선박에 요구되는 외축은 길이가 길고 내경이 상대적으로 크기 때문에 내경 가공비용이 크게 증가되는데, 본 발명은 수평길이 방향의 축(외축, 구동축)의 길이를 단축할 수 있어 제조 및 조립을 용이하게 할 수 있다.Further, in the present invention, in a ship in which a space is provided in a vertical direction as compared with a horizontal length by arranging a power source and an electric motor vertically and arranging an electric motor connected to a generator in a vertical direction (for example, The free space can be utilized by moving the electric motor upward, and the horizontal length can be shortened by positioning the electric motor in the vertical direction of the drive shaft unlike the conventional art. In addition, since the outer shaft required for a large-sized ship is long and the inner diameter is relatively large, the inner diameter machining cost is greatly increased. The present invention can shorten the length of the horizontal longitudinal axis (outer shaft, drive shaft) It can be facilitated.
또한, 본 발명은 외축의 길이를 줄일 수 있어 외축을 지지하는 베어링에 부하되는 하중이 줄어들어 베어링 기능의 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있다. In addition, since the length of the outer shaft can be reduced, the load applied to the bearing supporting the outer shaft is reduced, so that the reliability of the bearing function can be easily ensured.
도 1은 종래의 선박용 추진장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 추진장치를 개념적으로 도시한 도면이다.1 is a view conceptually showing a conventional marine propulsion device.
2 is a conceptual view of a propulsion device for a ship according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual view of a propulsion device for a ship according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 선박용 추진장치를 개념적으로 도시한 도면이다.1 is a view conceptually showing a conventional marine propulsion device.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 선박용 추진장치(10)는, 외축(11), 내축(12), 동력원(13) 및 반전기어장치(14)를 포함하며, 선박용 추진장치(10)가 선체(도시하지 않음)의 후미에 마련되어 추진력을 생성하고, 선박용 추진장치(10)의 후방에는 러더(도시하지 않음)가 마련되어 선체의 이동 방향을 조정한다.1, a conventional
종래의 선박용 추진장치(10)는 프론트 프로펠러(8)가 마련되는 외축(11)과 리어 프로펠러(9)가 마련되는 내축(12)의 회전이 상반되도록, 외축(11)에 반전기어장치(14)가 마련되며, 내축(12)과 외축(11)이 분리되는 지점에 엘라스틱커플링(15)이 마련되어 외축(11)이 연결된다. The conventional
또한, 대형의 구조물인 선박의 특성상 선박용 추진장치(10)는 선박의 크기와 속도에 대응하는 추진력을 발생시켜야 하므로, 내축(12)과 외축(11)은 각각 일체형으로 제작하기 어려운 길이로 이루어진다. 이때, 외축(11) 내에 마련되는 내축(12)의 연결구조는 외축(11)에 둘러싸여 연결되는 부위가 외축(11)에 의해 간섭되어 조립작업이 어려우며, 내축(12)의 연결부위를 플랜지(도시하지 않음)로 체결하는 경우, 플랜지와 외축(11)의 간섭을 피하기 위해여 외축(11)의 직경을 크게 해야하는 불리한 점이 있으므로, 슬리브 커플링(도시하지 않음)에 의해 분리된 복수의 내축(12)이 연결된다. In addition, due to the characteristics of the ship, which is a large structure, the propulsion device for
한편, 선박의 선미 공간구조는 후방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상이므로, 외축(11)을 반대방향의 회전하도록 변환하는 반전기어장치(14)를 반전기어장치(14)의 폭에 대응하는 위치의 선미공간에 배치하면 프론트 프로펠러(8)로부터 상당 거리 전방에 놓여지게 된다. 따라서, 프론트 프로펠러(8)와 연결되는 외축(11)의 길이가 길어지게 되고, 내축(12)과 동일 회전중심으로 마련되고 내축(12)이 수용되는 형태로 마련되는 외축(11)의 길이도 함께 과도하게 길게 형성됨에 따라 축을 지지하는 다수의 베어링(도시하지 않음)이 요구되며 축계 제조 및 조립의 어려움이 있어 이를 개선할 필요가 있다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치를 개념적으로 도시한 도면이다.2 is a conceptual view of a propulsion device for a ship according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치(100)는, 프론트 프로펠러(110), 리어 프로펠러(120), 외축(130), 내축(140), 내축플랜지(141), 내축기어(142), 동력원(150), 발전기(150A), 전기모터(153) 및 감속기어(160)를 포함한다.
2, a
프론트 프로펠러(110)와 리어 프로펠러(120)는 선체(1)의 주행 방향에서 동일 회전축으로 차례대로 배열된 두 개의 상반 회전 프로펠러로서, 직경은 서로 동일하거나 어느 하나의 직경 예를 들어, 프론트 프로펠러(110)의 직경이 리어 프로펠러(120)의 직경보다 크게 이루어지고, 프론트 프로펠러(110)의 날개 끝이 후방으로 절곡되게 하여 프론트 프로펠러(110)의 단부가 리어 프로펠러(120)를 감싸는 형태로 이루어짐으로써, 프로펠러의 날개 형상을 최적화하여 효율을 향상시킬 수도 있다. 이와 달리, 리어 프로펠러(120)의 직경이 프론트 프로펠러(110)의 직경보다 크게 이루어져 프론트 프로펠러(110)에 의해 생성된 터닝 콘을 완전히 활용할 수도 있다. The
또한, 프론트 프로펠러(110)는 프로펠러 날개가 외축(130)과 연결된 허브에 고정된 고정 피치 프로펠러(fixed pitch propeller; FPP)로 이루어지고, 리어 프로펠러(120)는 프로펠러의 날개가 내축(140)과 연결된 허브에서 움직일 수 있어 피치의 각(프로펠러 날개의 경사)을 조절할 수 있는 가변 피치 프로펠러(controllable pitch propeller; CPP)로 이루어질 수 있다. The
이러한, 프론트 프로펠러(110)와 리어 프로펠러(120)는 각각이 외축(130)과 내축(140)에 연결되어 서로 반대 방향으로 회전하여, 프론트 프로펠러(110)의 후류에서 발생되는 회전력으로 인해 연료가 낭비되지 않도록, 프론트 프로펠러(110)로부터 유출되는 회전력을 프론트 프로펠러(110)와 반대 방향으로 회전하는 리어 프로펠러(120)가 회수하여 추진력(직진력)으로 바꾼다.
The
외축(130)에는 프론트 프로펠러(110)가 마련되며 동력원(150)에 의해 정방향으로 회전된다. 외축(130)과 내축(140)이 동일 회전축으로 마련되도록, 외축(130)은 중공을 이루어 외축(130)의 내부에 내축(140)이 마련되고, 외축(130)의 외측에 프론트 프로펠러(110)가 볼트결합, 억지끼움 등 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 여기서, 외축(130)과 프론트 프로펠러(110)가 억지끼움으로 연결되는 경우, 프론트 프로펠러(110)가 끼움되는 부분의 외축(130)은 테이퍼를 이루어, 프론트 프로펠러(110)가 외축(130)으로 전진하며 틈을 줄여 연결될 수 있다. 이는 내축(140)과 리어 프로펠러(120)의 일반적인 연결방식이며, 이와 같은 연결방식을 외축(130)과 프론트 프로펠러(110)의 체결에 적용할 수도 있다.
The
내축(140)은 리어 프로펠러(120)가 마련되며 동력원(150)에 의해 외축(130)과 상반되도록 역방향으로 회전된다. 내축(140)은 외축(130)의 중공에 마련되어 외축(130)과 동일 회전축으로 이루어져 외축(130)에 수용된 형태가 되어 외축(130)에 지지되고, 동력원(150)의 구동축(151)과 동일선상에 연결되어 동력원(150)의 동력을 전달받아 회전된다. 또한, 동력원(150)으로부터 동력을 전달받아 회전되는 내축(140)은 전기모터(153)로 회전될 수 있으며, 이를 위해 전기모터(153)의 모터기어(구체적으로 제1,2 기어 중 제2 기어)와 이물림되는 내축기어(142)가 마련된다. The
뿐만 아니라, 내축(140)과 외축(130) 사이에는 윤활유의 유로가 형성되어, 내축(140)와 외축(130)이 윤활유에 의해 분리되어 각각의 회전이 원활히 이루어질 수 있고, 윤활유가 새거나 해수가 유입되는 것을 방지하기 위해 내축(140) 양단은 씰링구조를 이룰 수 있다. In addition, a lubricating oil passage is formed between the
내축기어(142)는 내축(140)에 연결되되, 후술되는 제2 전기모터(155)에 마련되는 제2 기어(155A)와 이물림되도록 마련되어 후술되는 발전기(150A)의 구동력이 전달된다. 내축기어(142)와 이물림된 제2 전기모터(155)로부터 내축(140)이 동력을 전달받아 리어 프로펠러(120)는 회전된다.The
게다가, 내축(140)은 동력원(150)과 연결되도록 내축플랜지(141)를 포함한다. 여기서, 외축(130)은 내축(140)의 단부를 노출시키도록 마련되고, 내축플랜지(141)는 외축(130)으로부터 노출되는 위치의 내축(140)에 마련됨으로써, 내축플랜지(141)가 외축(130)에 간섭되지 않고, 내축기어(142) 또한 외축(130)에 간섭되지 않도록 제2 기어(155A)와 이물림되어, 제2 전기모터(155)의 회전력을 전달받을 수 있다.
In addition, the
동력원(150)은 내축(140)과 발전기(150A)를 구동하기 위한 동력원으로서, 외축(130)과 내축(140)을 구동하기 위한 주 내연기관으로 왕복 기관(reciprocating engine)이거나, 선체(1)에서 이용되는 각종장비(도시하지 않음)를 구동하기 위한 디젤엔진(또는 가스엔진) 및 터빈(turbine)일 수 있다. The
동력원(150)이 엔진으로 이루어지는 경우 중형엔진으로 이루어질 수 있으며, 중형엔진은 통상 600마력부터 2만 마력까지 4행정식(4-stroke) 엔진을 의미한다. If the
동력원(150)은 내축(140)과 연결되도록 내축플랜지(141)와 구동축(151)에 마련되는 구동축플랜지(152)가 플랜지 이음될 수 있다. 여기서, 구동축플랜지(152)는 내축플랜지(141)와 플랜지 이음되기 위한 구성으로서, 구동축플랜지(152)와 내축플랜지(141) 각각은 내축(140)과 구동축(151)의 외경보다 크게 이루어져 서로 볼트로 체결될 수 있다.The
게다가, 동력원(150)은 구동축(151)에 마련되는 클러치(clutch; 151A)를 포함하여, 내축(140)과 구동축(151)을 접속하거나 차단할 수 있다. 이러한, 클러치(151A)는 동력원(150)의 동력을 리어 프로펠러(120)에 전달하는 것을 차단할 수 있다. 이때, 동력원(150)은 리어 프로펠러(120)의 구동과 관계없이 정비를 받거나 교체될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 클러치(151A)는 내축(140)이 전기모터(153)로부터 회전력을 전달받을 경우 내축(140)과 동력원(150)을 차단하고, 내축(140)이 동력원(150)으로부터 동력을 전달받도록 내축(140)과 동력원(150)을 접속할 수 있다.
For example, when the
발전기(150A)는 축발전기(shaft generator)일 수 있으며, 동력원(150)에 연결된다. 발전기(150A)는 동력원(150)에서 발생된 동력을 통해 전기를 형성하여 전기모터(153)로 전기를 전달한다. 본 실시예의 발전기(150A)는 그 종류에 한정되지 않으며 교류발전기 또는 직류발전기일 수 있다.
The
전기모터(153)는 에너지전달부로서, 내축(140)과 외축(130)이 회전되도록 회전력을 전달시키는 구성으로서, 발전기(150A)로부터 발생된 전기를 전달받아 외축(130)과 내축(140)으로 전달한다. The
본 실시예의 전기모터(153)는 쌍으로 이루어지도록, 제1 전기모터(154)와 제2 전기모터(155)를 포함할 수 있고, 제1 전기모터(154)는 외축(130)에 마련되는 외축기어(131)와 이물림되고, 제2 전기모터(155)는 내축기어(142)와 이물림되어 각각에 회전력을 전달할 수 있다.The
여기서, 전기모터(153)는 회전력을 전달하도록 제1 전기모터(154)에는 제1 기어(154A)가 마련되고, 제2 전기모터(155)에는 제2 기어(155A)가 마련된다. 제1 기어(154A)와 제2 기어(155A)는 모터기어(154A, 155A)로서, 제1 기어(154A)와 제2 기어(155A)는 피니언 기어로 이루어질 수 있고 이해의 편의상 구분한 것이다. 그리고 본 실시예에서 제1 기어(154A)는 외축기어(131)와 이물림되고, 제2 기어(155A)는 내축기어(142)와 이물림된다.
The first
감속기어(160)는 동력원(150)에 마련되고, 감속기어(160)의 출구가 내축(140)을 구동 가능하게 연결되며, 감속기어(160)는 동력원(150)이 중형엔진일 경우, 중형엔진이 대형엔진에 비해 RPM이 높게 이루어짐에 따라 구비되는 것으로, 감속기어(160)는 RPM이 낮아진 상태로 회전력이 리어 프로펠러(120)로 전달되도록 한다.
The
이와 같이 본 실시예는, 내축(140)이 연결되는 단부가 외축(130)으로부터 노출되게 마련될 수 있어 내축(140)이 플랜지 이음되도록 하여, 외축(130) 내부에 내축(140)의 연결부위가 마련되는 경우 요구되는 슬리프 커플링이 생략될 수 있다.In this embodiment, the end to which the
또한, 본 실시예는, 동력원(150)과 전기모터(153)를 상하로 배치하여 발전기(150A)에 연결되는 전기모터(153)를 구동축(151)의 수직방향(일례로 상방)에 배치되도록 함으로써, 수평길이에 비해 수직방향으로 공간이 여유로운 선박에 있어서, 상방으로 전기모터(153)를 이동하여 여유공간을 활용할 수 있고, 종래와 달리 전기모터(153)가 구동축(151)의 수직방향에 위치함으로써 수평길이가 단축될 수 있다. 게다가, 대형 선박에 요구되는 외축(130)은 길이가 길고 내경이 상대적으로 크기 때문에 내경 가공비용이 크게 증가되는데, 본 발명은 수평길이 방향의 축(외축, 구동축)의 길이를 단축할 수 있어 제조 및 조립을 용이하게 할 수 있다.
The
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 추진장치를 개념적으로 도시한 도면이다. 앞서 설명한 일 실시예와 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.3 is a conceptual view of a propulsion device for a ship according to another embodiment of the present invention. The same or corresponding elements as those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals and duplicate descriptions thereof will be omitted.
도 3을 참조하여 선박용 추진장치(200)를 설명하도록 한다. 본 실시예의 선박용 추진장치(200)는 프론트 프로펠러(110), 리어 프로펠러(120), 외축(130), 내축(140), 내축플랜지(141), 내축기어(142), 동력원(150), 발전기(150A), 전기모터(253), 감속기어(160), 중간기어(270)를 포함한다. 다만, 일 실시예와 달리, 본 실시예에서는 전기모터(253)가 달리 이루어질 수 있고, 중간기어(270)를 더 포함할 수 있다.
The
본 실시예의 전기모터(253)는 내축(140)과 외축(130)이 회전되도록 동력을 전달시키는 구성으로서, 발전기(150A)로부터 발생된 전기를 전달받아 전기모터(253)를 구동할 수 있다. 여기서, 본 실시예의 전기모터(253)는 일 실시예와 달리, 하나 구비되고 동일축상에 모터기어(253A, 253B)인 제3 기어(253A)와 제4 기어(253B)가 마련될 수 있고, 모터기어(253A, 253B)는 피니언 기어로 이루어질 수 있다. 이때, 전기모터(253)는 제3 기어(253A)와 제4 기어(253B)를 회전시켜 외축(130)과 내축(140)으로 전달한다. The
제3 기어(253A)는 외축(130)으로 회전력을 전달하도록 외축(130)의 외축기어(131)와 이물림되고, 제4 기어(253B)는 내축(140)으로 회전력을 전달하도록 내축기어(142)와 이물림된 중간기어(270)와 이물림될 수 있다.The
여기서, 모터기어(253A, 253B)는 한 쌍으로 이루어지는 것을 예시하였으나 이와 달리, 하나의 피니언 기어로 이루어지고, 모터기어의 동일면에 외축기어(131)와 중간기어(270)가 이물림될 수도 있다.
Here, the motor gears 253A and 253B are illustrated as a pair, but the motor gears 253A and 253B may be formed of one pinion gear, and the
중간기어(270)는 일측이 제4 기어(253B)와 이물림되고 타측이 내축기어(142)와 이물림되어 동력원(150)으로부터 발생된 구동력을 전달받은 전기모터(253)의 회전력을 반전시켜 내축플랜지(141)로 전달한다.The
즉, 제4 기어(253B), 중간기어(270) 및 내축플랜지(141)가 도면에 도시한 바와 같이 수직의 동일선 상에 일렬로 마련되어, 전기모터(253)의 회전력이 중간기어(270)에 전달되고, 중간기어(270)에 의해 제4 기어(253B)의 회전력이 반전되어 내축기어(142)로 전달된다.That is, the
이로써, 제4 기어(253B)와 동일한 회전방향을 이루는 제3 기어(245A)에 의해 회전되는 외축(130)과 제4 기어(253B)의 회전방향과 반대로 이루어지는 중간기어(270)에 의해 회전력을 전달받아 회전되는 내축(140)이 서로 반대 방향으로 회전된다. The
이에 따라, 외축(130)에 연결된 프론트 프로펠러(110)와 내축(150)에 연결된 리어 프로펠러(120)는 상반되어 회전됨에 따라 프론트 프로펠러(110) 후류에서 형성되는 유체 회전력을 리어 프로펠러(120)가 회수하여 추진력으로 변경하여 이용할 수 있다.
The
이와 같이 본 실시예는, 내축플랜지(141)가 외축(130)에 간섭되지 않아 동력원(150)과 내축(140)이 내축플랜지(141)에 의한 플랜지 이음이 가능하여 내축(140)을 서로 연결하는 슬리브 커플링이 생략될 수 있으며, 하나의 전기모터(253)로 외축(130)을 구동함은 물론 중간기어(270)로 회전력을 반전시켜 내축(140)을 구동할 수 있어 구조가 단순화될 수 있다. 또한, 본 실시예는, 외축(130)의 길이를 줄일 수 있어 외축(130)을 지지하는 베어링(도시하지 않음)에 부하되는 하중이 줄어들어 베어링 기능의 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있다.
The
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10,100,200: 선박용 추진장치 8,110: 프론트 프로펠러
9,120: 리어 프로펠러 11,130: 외축
12,140: 내축 13,150: 동력원
14: 반전기어장치 15: 엘라스틱커플링
131: 외축기어 140A: 발전기
141: 내축플랜지 142: 내축기어
151: 구동축 151A: 클러치
152: 구동축플랜지 153,253: 전기모터
154: 제1 전기모터 154A: 제1 기어
155: 제2 전기모터 155A: 제2 기어
160: 감속기어 270: 중간기어
253A: 제3 기어 253B: 제4 기어10,100,200: Ship propulsion system 8,110: Front propeller
9,120: rear propeller 11,130: outer shaft
12,140: inner shaft 13,150: power source
14: Reverse gear device 15: Elastic coupling
131: outer shaft gear 140A: generator
141: inner shaft flange 142: inner shaft gear
151: drive
152: drive
154: first
155: second
160: reduction gear 270: intermediate gear
253A:
Claims (8)
리어 프로펠러가 마련되며 역방향으로 회전되고, 상기 외축으로부터 단부가 노출되는 내축;
동력원;
상기 동력원으로부터 발생된 에너지를 전달받아 상기 외축과 상기 내축으로 전달하는 에너지전달부; 및
상기 내축에 마련되어 상기 에너지전달부로부터 회전력을 전달받는 내축기어를 포함하며,
상기 내축은 상기 에너지전달부로부터 회전력을 전달받거나, 상기 동력원으로부터 회전력을 전달받고,
상기 내축기어는 상기 외축으로부터 노출되는 위치의 상기 내축에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.An outer shaft provided with a front propeller and rotated in a forward direction;
An inner shaft on which a rear propeller is provided and rotated in a reverse direction, and an end portion is exposed from the outer shaft;
Power source;
An energy transfer unit for transferring energy generated from the power source to the outer shaft and the inner shaft; And
And an inner gear disposed on the inner shaft and receiving rotational force from the energy transmitting portion,
Wherein the inner shaft receives a rotational force from the energy transmission unit, receives a rotational force from the power source,
Wherein the inner gear is provided on the inner shaft at a position exposed from the outer shaft.
상기 내축에 연결되는 내축플랜지; 및
상기 내축플랜지와 플랜지 이음되도록 상기 동력원의 축을 이루는 구동축에 마련되는 구동축플랜지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
An inner shaft flange connected to the inner shaft; And
Further comprising a drive shaft flange provided on a drive shaft which forms an axis of the power source so as to be coupled with the inner shaft flange and the flange.
상기 내축에 연결되어 동력을 전달하는 구동축; 및
상기 구동축에 마련되어 상기 내축과 상기 구동축을 접속하거나 차단하되, 상기 내축이 상기 에너지전달부로부터 회전력을 전달받을 경우 상기 내축과 상기 구동축을 차단하고, 상기 내축이 상기 구동축으로부터 동력을 전달받도록 상기 내축과 상기 구동축을 접속하는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.The power transmission device according to claim 1,
A drive shaft connected to the inner shaft to transmit power; And
Wherein the inner shaft and the drive shaft are connected to each other so that the inner shaft and the drive shaft are disconnected when the inner shaft receives a rotational force from the energy transfer unit, And a clutch for connecting the drive shaft.
상기 외축은 외축기어를 포함하며,
상기 에너지전달부는 상기 외축기어와 이물림되는 모터기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치. The method according to claim 1,
Wherein the outer shaft includes an outer shaft gear,
Wherein the energy transmission portion includes a motor gear engaged with the outer shaft gear.
상기 에너지전달부는 쌍으로 이루어져 하나는 상기 외축기어와 이물림되고, 다른 하나는 상기 내축기어와 이물림되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.6. The method of claim 5,
Wherein the energy transmitting portion is paired, one of the energy transmitting portions is engaged with the outer shaft gear, and the other is engaged with the inner gear to transmit rotational force.
상기 내축기어에 이물림되는 중간기어를 더 포함하고,
상기 모터기어는 적어도 1개 이상으로 구비되어 상기 외축기어와 상기 중간기어 각각에 이물림되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.6. The method of claim 5,
Further comprising an intermediate gear engaged with said internal gear,
Wherein at least one of the motor gears is provided to be engaged with the outer gear and the intermediate gear, respectively.
상기 내축과 상기 동력원 사이에 마련되는 감속기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
And a reduction gear provided between the inner shaft and the power source.
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