KR101589800B1 - 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치, 실링 조립체, 케이싱 플랜지 및 스페이서 - Google Patents

선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치, 실링 조립체, 케이싱 플랜지 및 스페이서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치, 실링 조립체, 케이싱 플랜지 및 스페이서에 관한 것이다. 선박의 프로펠러 샤프트는 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내의 베어링 수단에 의해 지지되고, 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 은 상기 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체 (118) 를 구비하는 고물 단부를 갖고, 상기 실링 조립체 (118) 및 선미관 또는 선미 프레임 (120) 은 상기 실링 조립체 (118) 의 상태를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 누설 모니터 라인 (142) 을 갖고, 상기 적어도 하나의 누설 모니터 라인 (142) 은 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162) 을 구비한다.

Description

선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치, 실링 조립체, 케이싱 플랜지 및 스페이서 {AN ARRANGEMENT, A SEALING ASSEMBLY, A CASING FLANGE AND A SPACER FOR SEALING THE PROPELLER SHAFT OF A MARINE VESSEL}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 청구항 8의 전제부에 따른 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 또한 청구항 16의 전제부에 따른 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체용 케이싱 플랜지에 관한 것이다.
본 발명은 또한 청구항 17의 전제부에 따른 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체용 스페이서에 관한 것이다.
선박의 추진 시스템은 선박의 선체 (hull) 내의 엔진 룸 내측에 위치되는 동력원 (통상적으로 적절한 트랜스미션을 구비할 수 있는 디젤 엔진) 및 선체의 외측의 선박의 고물에 위치되는 프로펠러를 포함한다. 프로펠러는 프로펠러 샤프트에 의해 구동된다. 프로펠러 샤프트는 선미관 (stern tube) 에 의해 선박의 선체의 내측에 설치된다. 선미관의 내측에는 프로펠러 샤프트 및 프로펠러 양자의 중량을 지탱하기 위한 베어링 수단이 제공되어 있다. 선미관은 선미 프레임 (stern frame) 에 의해 선체에 체결된다. 선미관의 고물 단부, 즉 프로펠러에 가장 근접하는 단부에는, 해수가 선박의 선체 내에 유입하는 것을 방지하고 또한 베어링 윤활 오일이 해수로 누출되는 것을 방지하기 위한 실링 조립체가 제공되어 있다. 그러나, 실링 부재는 시간이 경과함에 따라 마모 또는 열화되고, 그 후 해수 또는 오일 또는 양자는 실링을 통과할 수 있다. 실링 부재는 그 자체로는 어떤 문제도 노출하지 않지만, 어떤 특별한 조치도 취해지지 않으면, 시일의 손상은 해수 내의 오일이나 빌지 (bilge) 내의 해수로서 육안으로만 관찰될 수 있다. 최초에는 대부분의 경우 누설이 매우 작아서 실링이나 추진의 작용에 어떤 문제도 유발하지 않지만, 시간이 경과함에 따라 실링 부재의 열화가 성장하고, 누설 양이 매우 커지므로 신속한 행동이 요구된다. 따라서, 실링 조립체의 누설을 가능한 신속하게, 즉 누설의 발생 직후에 검출하는 것은 극히 중요하다.
위에서 언급한 문제를 검토하는 몇 가지 종래 기술의 특허 문헌, 즉 US-A-4,174,672 및 US-A-4,483,540이 있다. 양 문헌들은, 프로펠러 샤프트 실링 조립체가 한 세트의 해수용 시일 및 한 세트의 오일용 시일과 같은 일련의 환형 시일들을 포함하는 것을 교시한다. 예를 들면, US-A-4,174,672는 해수 시일 세트 내의 하나의 시일 링 (ring) 및 오일 시일 세트 내의 2 개의 시일 링들이 있는 것을 교시한다. 이 시일 세트들 사이에는 시일 손상의 경우에 해수 또는 오일이 누설하여 진입하는 빈 공간이 있다. 양 종래 기술의 특허 문헌들은, 위에서 언급된 빈 공간이 실링 조립체 및 선미관 또는 선미 프레임과 관련하여 배치되는 모니터 라인 (monitor line) 에 의해, 연속적으로 모니터링되는 특수 탱크에 연결되는 방법을 교시한다. 다시 말하면, 누설이 발생하자 마자 누설된 액체는 모니터 라인을 따라 누설 유체 탱크 내로 유입하고, 누설은 어떤 실제 손상이 발생하기 훨씬 전에 검출된다. 누설 유체 탱크는, 몇 가지 대안, 예를 들면, 점검창에 의해, 또는 탱크 내의 유체 액위를 모니터링하여 유체 액위의 변화가 발생할 때 시각적 및/또는 청각적 경보를 주는 전기적 수단에 의해 모니터링될 수 있다. 이 방식으로, 경보는 조기 단계에서 수신되고, 실링 조립체의 유지보수는 즉각 행해질 필요가 없고, 정상적인 유지보수 과정 중에서만 행해질 수 있다.
현재, 누설 유체의 모니터 라인은 실링 조립체의 일부를 형성하는 수 개의 케이싱 링들 및 케이싱 플랜지를 통해 연장하도록 제작된다. 가장 실제적으로, 케이싱 링들의 일부는 환형의 시일들을 수용하기 위해 사용되고, 또 일부, 통상적으로 케이싱 플랜지 만은 실링 조립체를 선미관이나 선미 프레임에 부착하기 위해 사용된다. 케이싱 링들 및 케이싱 플랜지는 일련의 원주방향으로 배치되는 볼트들에 의해 상호 부착된다. 선미관 또는 선미 프레임의 설계 시, 조선소는, 특정의 선미관이나 선미 프레임의 직경에 대해, 시일 조립체를 선미관이나 선미 프레임에 체결하기 위해 특정 개수의 부착 볼트들을 보통 사용하고, 이것에 의해 볼트들을 위한 구멍의 위치가 어느 정도 표준이 되므로 실제적 문제가 존재한다. 그러나, 누설 유체 모니터 라인을 위한 구멍 또는 (수 개의 구멍이 존재할 수 있으므로) 구멍들을 위치시킬 때, 조선소는 어떤 표준도 적용하지 않는 것 같고, 모니터 라인은 다소 무질서하게 위치된다. 역사적 관점에서 보았을 때, 유일한 규칙은 구멍/구멍들이 선미관의 수직 직경을 따라 연장하는 중심선으로부터 약 10 ~ 35°로 위치되도록 상기 중심선의 일측에 배치되는 것으로 생각된다.
선미관 또는 선미 프레임과 프로펠러 샤프트 사이의 시일을 형성하는 실링 조립체들이 종종 추진 시스템과 함께 공급되거나 또는 일부의 기타 공급자에 의해 공급되므로, 실링 조립체 공급자는 선미관 또는 선미 프레임의 고물 단부 장착 면에 정합 (matching) 하도록 실링 조립체를 제작해야 한다. 선미관 또는 선미 프레임 내의 모니터 라인의 각도방향 (angular) 의 위치에서 아주 작은 변화라도 발생할 때마다, 시일 조립체 공급자는 전체 실링 조립체를 재설계해야 했다. 실제로, 모니터 라인의 각도방향의 위치의 변화가 0.5° 미만인 경우, 실링 조립체 및 선미관 또는 선미 프레임 내의 모니터 라인들은 중복되므로, 실링 조립체의 새로운 설계가 요구되지 않았지만, 0.5°의 허용범위를 초과하는 경우 새로운 설계가 규칙이었다. 전술한 관행에 의해, 약간 다른 치수를 갖는 막대한 수의 실링 조립체 부품들이 발생한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 일부의 문제들이 최소화되는 프로펠러 샤프트 실링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 시일의 손상의 경우 유체 누설을 위한 모니터 라인의 위치결정이 최적화되는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 선미관 또는 선미 프레임 내의 모니터 라인의 각도방향/원주방향 위치의 가능한 변화를 고려하여, 동일한 실링 조립체 부품들이 상기 변화에 무관하게 가능한 한 빈번하게 사용될 수 있는 실링 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 선미관 또는 선미 프레임 내의 모니터 라인의 각도방향/원주방향 위치의 변화에도 불구하고 표준 시일 케이싱들을 사용할 수 있으므로, 동일한 실링 조립체 부품들이 상기 변화에 무관하게 가능한 한 빈번하게 사용될 수 있는 케이싱 플랜지를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 선미관 또는 선미 프레임 내의 모니터 라인의 각도방향/원주방향 위치의 변화에도 불구하고 표준 시일 케이싱들을 사용할 수 있으므로, 동일한 실링 조립체 부품들이 상기 변화에 무관하게 가능한 한 빈번하게 사용될 수 있는 스페이서를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치로서, 상기 프로펠러 샤프트는 선미관 또는 선미 프레임 내의 베어링 수단에 의해 지지되고, 상기 선미관 또는 선미 프레임은 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체를 구비하는 고물 단부를 갖고, 상기 실링 조립체 및 선미관 또는 선미 프레임은 실링 조립체의 상태를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 누설 모니터 라인을 갖고, 상기 적어도 하나의 누설 모니터 라인은 원주방향으로 연장하는 채널 부분을 포함하는, 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치에 의해 실질적으로 달성된다.
본 발명의 목적들은 또한 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체로서, 상기 실링 조립체는 해수 실링 유닛과 오일 실링 유닛을 포함하고, 상기 유닛들 사이에는 빈 공간이 있고, 상기 실링 조립체는 실링 조립체를 선박의 선미관 또는 선미 프레임에 체결하기 위한 장착면을 갖고, 상기 실링 조립체는 상기 빈 공간으로부터 상기 장착면으로 연장하는 적어도 하나의 누설 모니터 라인을 더 갖고, 상기 적어도 하나의 누설 모니터 라인은 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분에서 종료되는, 실링 조립체에 의해 달성된다.
본 발명의 목적들은 또한 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체용 케이싱 플랜지로서, 상기 케이싱 플랜지는 상기 실링 조립체를 선미관 또는 선미 프레임 및 누설 유체 모니터 라인의 일부를 형성하는 적어도 하나의 채널 부분에 부착하기 위한 구멍들을 갖고, 상기 케이싱 플랜지는, 사용 시, 상기 실링 조립체로부터 상기 선미관 또는 선미 프레임으로의 누설 유체 유동을 허용하기 위한 상기 적어도 하나의 채널 부분과 유체 연통 상태로 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분을 더 포함하는, 실링 조립체용 케이싱 플랜지에 의해 달성된다.
본 발명의 목적들은 또한 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체와 선박의 선미관 또는 선미 프레임 사이에 설치하는 스페이서로서, 상기 스페이서는 실링 조립체를 선미관 또는 선미 프레임에 부착하기 위한 구멍들을 갖고, 사용 시, 상기 실링 조립체로부터 상기 선미관 또는 선미 프레임으로의 누설 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분을 더 포함하는, 스페이서에 의해 달성된다.
본 발명의 기타 특징은 첨부된 종속 청구항들로부터 명확하게 알 수 있을 것이다.
이하에서, 본 발명은 첨부한 예시적, 개략적 도면들을 참조하여 몇 가지 실시예들을 통해 설명될 것이다.
도 1 은 누설 유체 모니터링 시스템을 포함하는 종래 기술의 실링 조립체의 축방향 단면도를 도시하고,
도 2 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 실링 조립체 및 누설 유체 모니터링 시스템의 축방향 단면도를 도시하고,
도 3 은 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태에 따른 실링 조립체 및 누설 유체 모니터링 시스템의 축방향 단면도를 도시하고,
도 4 는 도 3 의 중간 링 또는 스페이서의 평면도를 도시한다.
도 1 은 선미관에 관련하여 배치되는 종래 기술의 프로펠러 샤프트 실링 조립체 및 누설 유체 모니터링 시스템을 도시한다. 도 1 은 프로펠러 (12) 가 체결된 프로펠러 샤프트 (10) 의 고물 단부를 보여준다. 프로펠러 샤프트 (10) 는 후단부에서 슬리브 (14) 에 의해 포위되고, 이 슬리브 (14) 는 또한 프로펠러 (12) 에 볼트 체결된다. 슬리브 (14) 의 외면 (16) 은 실링 조립체 (18) 의 다양한 환형의 시일들이 협동하는 샤프트 실링 표면으로서 사용된다. 실링 조립체 (18) 는 선미관 (20) 의 고물 단부 면에 체결된다. 선미관 (20) 은 배의 선체로부터 프로펠러 (12) 의 근접부까지 연장하여, 프로펠러 샤프트 (10) 를 포위하고, 또 이 프로펠러 샤프트 (10) 를 지지하는데 사용되는 베어링 수단 (도시되지 않음) 을 수용한다. 도시된 종래 기술의 구조에서, 실링 조립체 (18) 는 케이싱 커버 (22), 각각의 제 1, 제 2 및 제 3 케이싱 링들 (24, 26, 28), 및 케이싱 플랜지 (30) 를 포함한다. 케이싱 커버 (22), 케이싱 링들 (24 ~ 28), 및 케이싱 플랜지 (30) 는 4 개의 환형의 시일들 (32 ~ 38) 을 수용한다. 환형의 시일들 (32, 34, 36) 은 선미관 (20) 내로의 해수의 누설을 방지하고, 환형 시일 (38) 은 바다를 향한 베어링 윤활 오일의 누설을 방지한다. 3 개의 제 1 케이싱 부재들 (22 ~ 26), 부분적으로 또한 제 3 케이싱 링 (28) 은 환형의 시일들 (32, 34, 36) 과 함께 선미관으로부터 해수를 실링하기 위해 필요한 제 1 실링 유닛을 형성하고, (부분적으로) 케이싱 링 (28) 및 케이싱 플랜지 (30) 는 환형 시일 (38) 과 함께 윤활 오일의 실링을 위한 제 2 실링 유닛을 형성한다. 이 2 개의 실링 유닛들 사이에는 환형 빈 공간 (40) 이 형성된다. 이 경우, 빈 공간 (40) 은 케이싱 링 (28) 내에만 형성되지만, 2 개의 인접하는 케이싱 링들에도 마찬가지로 형성될 수 있다. 빈 공간 (40) 은 적어도 하나의 모니터 라인 (42) 에 의해 누설 유체용 모니터링 탱크 (44) 에 연결된다. 실제로, 모니터 라인 (42) 은 케이싱 링들 및 케이싱 플랜지 내에 기계 가공된 채널을 따라 빈 공간 (40) 으로부터 선미관 (20) 까지, 그리고 선미관 (20) 을 따라 모니터링 탱크 (44) 를 향해 전방으로 연장하고, 모니터링 탱크 (44) 는 보통 엔진 룸 내에 위치되지만, 또한 일부의 다른 적절한 위치들도 사용될 수 있다. 모니터 라인들 (42) 의 개수는 조선소 및 선미관 또는 선미 프레임 설계자에 따라 변하지만, 그 개수는 보통 0 ~ 4 개의 범위이다. 그러나, 때때로 심지어 5 개의 모니터 라인들이 사용되어왔다.
도 1 의 하측 부분은 실링 조립체의 조립 방법을 보여준다. 프로펠러 샤프트 (10) 는 베어링 수단에 의해 선미관 (20) 에 지지되므로, 프로펠러 샤프트 (10) 는 선미관 (20) 과 동축임이 명백하다. 따라서, 도 1 에 도시된 바와 같이, 실링 조립체 (18) 는 선미관 (20) 에, 바람직하게는 그 고물 단부 장착면에 체결되고, 바람직하게는 볼트 체결된다. 도 1 의 실링 조립체 (18) 의 구조는, 케이싱 플랜지 (30) 가 체결을 위해 사용되는 것을 보여준다. 따라서, 선미관 (20) 의 고물 단부 장착면에 대한 실링 조립체 (18) 의 정합 (matching) 은 케이싱 플랜지 (30) 에 의해 이루어진다. 즉, 케이싱 플랜지 (30) 의 치수 및 설계는, 한편으로, 실링 조립체 (18) 및 샤프트 슬리브 (14) 의 치수에 의해 결정되고, 다른 한편으로, 선미관 및 고물 단부 장착면 내의 볼트 구멍들의 치수에 의해 결정된다. 케이싱 플랜지 (30) 및 선미관 (20) 의 정합은 도 2 의 기재의 종래 기술 부분과 관련하여 더 상세히 설명되었다.
도 1 의 하측 부분은 더욱 케이싱 커버 (22) 및 케이싱 링들 (24 ~ 28) 이 차례 차례로 제거될 수 있도록 이들이 체결되는 방법을 보여준다. 다시 말하면, 모두 4 개의 케이싱 부재들 (22 ~ 28), 및 환형의 시일들 (32 ~ 36) 은 패키지로서 제거될 수 없으나, 한 번에 하나의 케이싱 부재 및 환형 시일만이 제거될 수 있다. 당연히, 일부의 다른 종래 기술의 실링 조립체들은 다소 상이한 내부 구조를 가질 수 있으나, 실행될 수 있는 실링 조립체의 해체 방법은 본 문제와 극히 적은 관련성을 가지므로 본 명세서에서 더 상세히 설명하지 않았다.
선미관들의 외부 치수 및 이 선미관 (20) 의 고물 단부 장착면에서 실링 조립체 (18) 를 체결하기 위해 사용되는 볼트용 구멍들의 원주방향의 또는 각도방향의 위치가 변화되므로, 케이싱 플랜지 (30) 는 각 선미관 (20) 에 대해 별도로 설계되어야 한다는 것은 이미 위에서 언급되었다. 따라서, 빈 공간 (40) 으로부터 선미관 (20) 을 통해 모니터링 탱크 (44) 까지의 모니터 라인 (42) 은 실링 조립체 (18) 의 구조 및 설계를 현저하게 복잡하게 한다. 다시 말하면, 새로운 선미관 (20) 내의 모니터 라인의 각도방향 위치가 전의 것과 실질적으로 동일하지 않을 때 (0.5°의 허용범위) 마다, 모니터 라인을 위한 채널 부분을 수용하는 각 케이싱 링 또는 케이싱 플랜지, 즉 빈 공간 (40) 과 선미관 (20) 사이의 케이싱 링 및 케이싱 플랜지 (30) 는 재설계되어야 한다. 재설계는 새로운 위치들 내에 모니터 라인들을 위한 구멍들을 드릴링하는 것을 의미할 뿐만 아니라 실링 조립체의 모든 또는 거의 모든 케이싱 링들 내의 변화를 초래할 수 있다. 이와 같은 종류의 변화들의 이유는, 도 1 의 하측 부분이 보여주는 바와 같이, 케이싱 커버의 주변, 케이싱 링들 및 케이싱 플랜지를 따라 배치되는 볼트들을 체결하기 위한 다수의 구멍이 존재한다는 사실이다. 따라서, 모니터 라인 (42) 을 위한 구멍의 원주방향, 즉 각도방향 위치의 변화에 의해, 상기 구멍은 체결 볼트용 구멍에 과도하게 접근하거나, 심지어 2 개의 구멍들이 상호 연결될 수 있다. 이것은 선미관 (20) 내의 모니터 라인 (42) 의 실제적 위치결정을 고려할 때 더 심하다. 보통, 선미관의 고물 단부 장착면 내의 모니터 라인들을 위한 구멍들은 선미관 (20) 의 중심을 통해 연장하는 수직 중심선으로부터 10 ~ 30° 사이에 위치된다. 더욱, 이 구멍들은 또한 위에서 언급된 중심선에 대해 대칭으로 위치된다. 결국, 이것은 구멍들의 원주방향의 각도방향 위치들이 변화되면, 구멍들은 보통 수직선을 향해 이동하거나, 그 수직선으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다는 것을 의미한다. 다시 말하면, 이 구멍들은 상호 더 접근하거나 상호 더 멀어진다. 이런 상황이므로, 케이싱 플랜지 (30) 내의 모니터 라인들과 접촉하는 실링 조립체의 다른 케이싱 링들의 위치결정은 먼저 언급된 케이싱 링들을 회전시키는 것만으로 실행될 수 없다.
이 시점에서, 지금까지는 종래 기술의 설명이 선미관 (20) 에 대해서만 언급하였으나, 실링 조립체 (18) 가 체결되는 부재는 또한 선미 프레임일 수도 있다는 것을 언급할 가치가 있다. 이와 같은 경우, 선미관은 선미 프레임과 선박의 선체 사이에 배치된다. 따라서, 위에서 설명한 이유로, 이하에서는 선미관 및 선미 프레임의 양자가 설명되었다.
도 2 는 부분적으로는 종래 기술의 구조를, 그리고 부분적으로는 종래 기술의 구조의 위에서 설명된 문제에 대한 해결책을 설명한다. 도 2 는 도 1 과 유사한 도면부호 앞에 숫자 1을 붙인 도면부호를 사용한다. 따라서, 도 2 의 시일 조립체 (118) 는 케이싱 커버 (122), 제 1 케이싱 링 (124), 제 2 케이싱 링 (126), 제 3 케이싱 링 (128), 케이싱 플랜지 (130), 및 환형의 시일들 (132 ~ 138) 을 포함한다. 3 개의 제 1 환형의 시일들 (132, 134, 136) 은 협동하는 케이싱 커버 및 링들과 함께 해수 실링 유닛을 형성하고, 환형 시일 (138) 은 제 3 케이싱 링 (128) 및 케이싱 플랜지 (130) 와 함께 오일 실링 유닛을 형성한다. 당연히, 양 유닛들 내의 환형의 시일들의 개수는 변화될 수 있으나, 양 유닛들 내에 적어도 하나의 환형 시일은 존재해야 한다. 누설 유체를 위한 빈 공간 (140) 은 제 3 케이싱 링 (128) 내에 위치되지만, 2 개의 케이싱 링들 사이에 위치될 수도 있다. 빈 공간 (140) 은 이 빈 공간 (140) 으로부터 누설 유체 모니터링 탱크 (144) 까지 연장하는 모니터 라인 (142) 의 출발점이다. 모니터 라인 (142) 은 실링 조립체 (118) 의 다양한 부재들 내에서, 그리고 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내에서 바람직하게는 드릴링에 의해 형성되는 수개의 채널 부분들로 형성된다. 실제로, 채널 부분들은 빈 공간 (140) 과 선미관 또는 선미 프레임 (120) 사이의 실링 조립체의 모든 케이싱 링들 내에, 그리고 케이싱 플랜지 (130) 내에 배치된다. 따라서, 도 2 및 도 3 에 도시된 실시형태에서, 모니터 라인 (142) 은 다음과 같은 다수의 채널 부분들을 포함한다. 제 1 채널 부분 (150) 은 빈 공간 (140) 으로부터 시작하여 제 3 케이싱 링 (128) 의 외주까지 연장하는 반경방향의 드릴링된 구멍인 것이 바람직하다. 이 구멍, 즉 제 1 채널 부분 (150) 은 제 3 케이싱 링 (128) 의 외주에서 탭핑 가공된다. 제 2 채널 부분 (152) 은 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 제 3 케이싱 링 (128) 의 장착면으로부터 출발하여 제 1 채널 부분 (150) 에서 개방되도록 제 3 케이싱 링 (128) 내에 형성될 수도 있다. 바람직하게, 제 2 채널 부분 (152) 은 축방향으로 연장하고, 드릴링에 의해 형성된다. 케이싱 플랜지 (130) 는 다음의 3 개의 채널 부분들을 포함한다. 제 3 채널 부분 (154) 은 케이싱 플랜지 (130) 의 깊이에서 제 3 케이싱 링 (128) 에 대면하는 케이싱 플랜지 (130) 의 장착면으로부터 연장한다. 바람직하게, 제 3 채널 부분 (154) 은 축방향이고, 드릴링에 의해 형성된다. 제 3 채널 부분 (154) 의 중요한 특징은, 실링 조립체 (118) 가 조립될 때, 제 3 케이싱 링 (128) 내의 제 2 채널 부분 (152) 의 위치를 정합하기 위해, 제 3 채널 부분 (154) 이 반경방향 및 원주방향/각도방향의 양 방향으로 위치된다는 것이다. 다시 말하면, 빈 공간 (140) 으로부터 누설 유체는 실질적으로 어떤 장해도 없이 제 3 채널 부분 (154) 까지 유동할 수 있어야 한다.
제 4 채널 부분 (156) 은, 케이싱 플랜지 (130) 의 외주로부터 출발하여 케이싱 플랜지 (130) 내로 깊게 연장하고, 결국 제 3 채널 부분 (154) 내에서 개방되도록 케이싱 플랜지 (130) 내에 제공된다. 바람직하게, 제 4 채널 부분 (156) 은 반경방향이고, 드릴링에 의해 형성된다. 제 4 채널 부분 (156) 은 케이싱 플랜지 (130) 의 외주에서 탭핑 가공된다. 당연히, 케이싱 플랜지 (130) 의 내주로부터 출발하는 제 4 채널 부분을 가질 수도 있고, 또한 그에 따라 채널 부분 (156) 의 내단부가 탭핑 가공될 수 있다. 제 5 채널 부분 (158) 은 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 케이싱 플랜지 (130) 의 장착면으로부터 케이싱 플랜지 (130) 내로 연장하여, 제 4 채널 부분 (156) 에서 개방된다. 바람직하게, 제 5 채널 부분 (158) 은 축방향이고, 드릴링에 의해 형성된다. 여기까지, 도 2 는 종래 기술에 따른 실링 조립체 및 모니터 라인을 설명한 것이다. 이하에서, 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내의 제 6 채널 부분 (160) 이 케이싱 플랜지 (130) 내의 제 5 채널 부분 (158) 의 반경방향 및 원주방향/각도방향 위치의 양자에 정합하도록, 종래 기술의 모니터 라인은 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에서 계속된다. 또는 실제로, 전체 실링 조립체 (118) 는, 그 채널 부분들 (150 ~ 158) 의 위치결정이 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내의 모니터 라인의 각도방향 위치에 의존하도록 설계되어야 한다.
이하, 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따르면, 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 케이싱 플랜지 (130) 의 장착면은, 제 5 채널 부분 (158) 이 실제로 요부 (162) 의 저면으로부터 출발하도록 길쭉한 원주방향 요부 (162) 를 구비한다. 이 요부 (162) 에 의해 원주방향으로 연장하는 채널 부분이 제공된다. 이와 같은 채널 부분에 의해, 케이싱 플랜지 (130) 의 제 5 채널 부분 (158) 및 선미관 또는 선미 프레임 (120) 의 제 6 채널 부분 (160) 이 정확하게 유사하게 위치될 필요가 없어질 수 있다. 다시 말하면, 실링 조립체 (118) 내의 빈 공간 (140) 으로부터 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내의 제 6 채널 부분 (160) 으로 모니터 라인 (142) 을 따라 누설 액체의 자유로운 유동을 보장하기 위해, 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내의 제 6 채널 부분 (160) 이 케이싱 플랜지 (130) 내의 요부 또는 원주방향의 채널 부분 (162) 과 유체 연통 상태이면 족하다. 따라서, 제 6 채널 부분 (160) 의 위치는 케이싱 플랜지 (130) 내의 제 5 채널 부분 (158) 의 위치로부터 원주방향/각도방향으로 수 각도 만큼 벗어날 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 요부 (162) 는 제 6 채널 부분 (160) 의 반경방향 위치에서 다소의 변화를 허용할 수도 있다. 길쭉한 요부의 치수는, 한편으로, 반경방향에서, 선미관 또는 선미 프레임 (120) 의 고물 단부 장착면의 치수 및 케이싱 플랜지 (130) 의 장착면의 치수에 의존하므로, 이 표면들 사이에 충분한 실링이 배치될 수 있고, 다른 한편, 원주방향에서, 시일 조립체 체결 볼트들을 위한 인접하는 구멍들 사이의 원주방향의 거리에 의존한다. 길쭉한 요부 (162) 의 크기는 도 4 와 관련하여 더 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4 는 본 발명의 제 2 바람직한 실시형태를 설명한다. 실제로, 도 2 에 도시된 구조에 비해 유일한 차이는 케이싱 플랜지 (130) 와 선미관 또는 선미 프레임 (120) 사이에서 볼 수 있는데, 여기서 중간 링 또는 스페이서 (164) 가 추가되었다. 스페이서 (164) 는 본 발명의 제 1 실시형태의 길쭉한 요부 (162) 에 대응하는 기능의 길쭉한 개구, 즉 원주방향 또는 각도방향으로 연장하는 채널 부분 (166) 을 구비한다. 본 발명의 추가의 실시형태로서, 심지어 그 길쭉한 개구 (166) 을 구비하는 스페이서 (164) 가 사용된 경우에도, 케이싱 플랜지 (130) 는 요부 (162) 를 가질 수 있다 (그러나, 반드시 필수적인 것은 아니다). 실제로, 도 3 은 이 추가의 실시형태를 도시한다. 그리고, 몇 가지 추가의 실시형태들을 언급하면, 스페이서 (164) 는 길쭉한 개구/개구들을 가질 필요는 없지만, 그러나, 도 2 및 도 3 의 케이싱 플랜지 (130) 내의 길쭉한 요부에 대응하는 그 장착면/장착면들 내의 길쭉한 요부로부터 출발하거나 그 길쭉한 요부에서 종료하는 (또는 양자) 하나 이상의 원형 개구들은 유용할 것이다. 더욱, 도 4 는, 스페이서 및 기타 실링 조립체 (118) 의 부품들이 재설계되어 변화되는 것이 필요할 때까지, 선미관 또는 선미 프레임 내의 제 6 채널 부분의 위치가 얼마만큼 변화될 수 있는지를 쉽게 추측할 수 있도록, 발명의 명확화를 위해, 도면부호 160에 의해, 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내에 위치되는 제 6 채널 부분을 보여준다.
도 4 에서 설명되는 본 발명의 실시형태는 스페이서 (164) 가 체결 볼트들을 위한 12 개의 구멍들 (168) 을 갖는 것을 보여주고, 이 구멍들 (168) 은 각도방향으로 30° 이격되고, 구멍들 (168) 에 관련하여 실링 표면의 요구되는 폭이 고려되었을 때, 그 사이에 약 20°의 적용 가능한 랜드 (land) 영역을 남긴다. 따라서, 길쭉한 개구 또는 원주방향의 채널 부분의 최대 길이 (ML) 는 약 20° 이다. 그러나, 도 4 에 도시되는 스페이서 구조는, 스페이서 (164) 의 수직 직경 또는 중심선 (CL) 에 대해 대칭으로 위치되고 그리고 약 13°의 유효한 각도방향 연장부 (EL) 를 갖는 4 개의 길쭉한 개구들 (166) 을 갖는다. 따라서, 도시된 실시형태에서, 스페이서 (164) 의 구조 변화가 필요할 때까지, 모니터 라인/제 6 채널 부분 (160) 의 각도방향 위치는 스페이서 (및 선미관 또는 선미 프레임) 의 수직 중심선 (CL) 으로부터 약 20 ~ 약 33° 사이의 범위일 수 있다. 그러나, 이미 언급한 바와 같이, 길쭉한 개구 (166) 는 가능한 원주방향/각도방향으로 긴 또는 연장된 것으로 도 4 에 도시되어 있지 않다. 따라서, 모니터 라인이 중심선 (CL) 으로부터 더 멀리 이격되는 경우, 길쭉한 개구는 수직 중심선 (CL) 으로부터 약 40°로 연장될 수 있다. 다시 말하면, 길쭉한 개구 (166) 의 원주방향/각도방향의 총 연장, 또는 도 2 에 관련하여 앞에서 설명된 요부 (162) 의 원주방향/각도방향의 총 연장은 약 20° ~ 약 40° 이다.
그러나, 단 1 개의 볼트도 수직 중심선 상에 위치되지 않고, 또 볼트들은 동등한 각도방향 간격으로 그리고 수직 중심선에 대칭으로 위치되는 12 개의 볼트들에 의해 실링 조립체가 선미관 또는 선미 프레임에 체결된 경우에만 상기 치수들이 적용된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 한 쌍의 볼트가 수직 중심선 상에 위치되도록 12 개의 볼트들이 위치된 경우, 길쭉한 개구 또는 요부가 수직 중심선에 가장 근접하는 체결 볼트들을 위한 구멍들 사이의 랜드 영역 내에 배치되면, 위에서 설명된 길쭉한 개구 또는 요부의 원주방향 또는 각도방향의 총 연장은 약 5° ~ 약 25° 사이이다. 길쭉한 개구가 중심선으로부터 다소 더 멀리 이격되는 다음 랜드 영역 내에 위치되는 경우, 각도방향 연장은 약 35° ~ 약 55° 사이이다. 당연히, 체결 볼트들의 개수도 변화될 수 있다. 소직경인 경우, 12 개 미만의 체결 볼트들로 충분하고, 대직경인 경우 12 개 이상의 볼트들이 필요하다는 것은 명백하다. 따라서, 길쭉한 요부들 또는 개구들의 실제의 각도방향의 연장은 볼트 구멍들의 개수, 및 스페이서 내에서 또는 케이싱 플랜지 내에서의 그들의 위치에 전적으로 의존한다.
본 발명의 또 다른 추가적인 실시형태는 위에서 이미 극히 간단히 언급하였다. 즉, 도 2 내의 요부 (162) 가 반경방향으로도 약간 연장한다는 것이 언급되었다. 당연히, 동일한 것이 본 발명 (도 3 및 도 4 ) 의 스페이서 형식에도 또한 적용된다. 그러나, 도 2 및 도 3 에서 보았을 때, 길쭉한 요부 또는 개구가, 실링 요구의 관점에서, 도시된 것보다 (축선을 향해) 반경방향으로 훨씬 더 멀리 연장할 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다. 다시 말하면, 선미관 또는 선미 프레임 (120) 내의 모니터 라인 채널 부분 (160) 이 실링 조립체 체결 볼트들과 동일한 반경 상에 위치되지 않은 경우, 요부는 원주방향의 채널 부분 뿐만 아니라 원주방향 및 반경방향의 양 방향으로 동시에 연장하는 채널 부분을 형성하도록 연장한다. 이와 같은 경사진 채널 부분에 의해, 전에 설명된 실시형태들 보다 넓은 영역으로부터 제 6 채널 부분들 (160) 의 개구들을 포착하는 것이 가능해진다.
연구 결과, 길쭉한 개구들 또는 요부들, 즉 원주방향/각도방향으로 연장하는 채널 부분들을 사용함으로써, 본 발명은 현재 사용 중인 선미관 또는 선미 프레임의 80%를 초과하여 커버할 수 있음이 밝혀졌다. 따라서, 별도의 부품들의 설계 및 제작에 대한 요구가 최소로 감소되고, 이것에 의해 설계 작업이 감소될 뿐만 아니라 부품 수, 도면 및 모든 관련 문제도 또한 감소된다.
실링 조립체 내의 빈 공간과 모니터링 탱크 사이의 모니터 라인의 구조를 단순화시키는 추가의 방법은 선미관 또는 선미 프레임의 고물 단부 장착면 내에 원주방향으로 연장하는 채널 부분을 배치하는 것이다.
본 발명은 현재 가장 바람직한 실시형태들인 것으로 생각되는 것과 관련된 예시에 의해 본 명세서에서 설명되었으나, 본 발명은 개시된 실시형태들에 한정되지 않고, 첨부된 청구항들에 한정된 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 포함되는 그 특징들의 다양한 조합 또는 개조 및 수개의 다른 적용들을 포함하고자 한다. 위의 임의의 실시형태와 관련하여 설명된 세부들은, 기술적으로 조합이 가능한 경우, 다른 실시형태와 관련하여 사용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치 (arrangement) 로서,
    상기 프로펠러 샤프트 (10) 는 선미관 (stern tube) 또는 선미 프레임 (120) 내의 베어링 수단에 의해 지지되고, 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 은 상기 프로펠러 샤프트 (10) 를 실링하기 위한 실링 조립체 (118) 가 체결되는 고물 단부 장착면을 가진 고물 단부를 구비하고, 상기 실링 조립체 (118) 는 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 장착면을 갖고, 상기 실링 조립체 (118) 및 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 은 상기 실링 조립체 (118) 의 상태를 모니터링하기 위한 적어도 하나의 누설 모니터 라인 (142) 을 구비하고,
    상기 장착면들 중 적어도 하나는 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 을 구비하고, 상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 은 상기 적어도 하나의 누설 모니터 라인 (142) 과 유동 연통 상태인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링 조립체 (118) 는 상기 실링 조립체 (118) 를 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 체결시키는 케이싱 플랜지 (130) 를 갖고, 상기 케이싱 플랜지 (130) 는 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 상기 장착면을 갖고, 상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162) 은 상기 케이싱 플랜지 (130) 의 상기 장착면 내에 제공되는 길쭉한 요부인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링 조립체 (118) 는 상기 실링 조립체 (118) 를 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 체결시키는 케이싱 플랜지 (130) 를 갖고, 중간 링 또는 스페이서 (164) 는 상기 케이싱 플랜지 (130) 와 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 사이에 배치되고, 상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (166) 은 상기 중간 링 또는 스페이서 (164) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스페이서 (164) 는 상기 케이싱 플랜지 (130) 에 대면하는 하나의 장착면 및 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 다른 장착면의 2 개의 대향하는 장착면들을 갖고, 상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분은 상기 스페이서 (164) 장착면들 중 하나 또는 양자 내에 제공되는 길쭉한 요부인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 은 상기 스페이서 (164) 내의 길쭉한 개구 (166) 인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    케이싱 플랜지 (130) 및 스페이서 (164) 중 어느 하나 이상이 수직 중심선 (CL) 을 갖고, 상기 실링 조립체 (118) 는 적어도 2 개의 원주방향으로 연장하는 채널 부분들 (162, 166) 을 포함하고, 상기 채널 부분들 (162, 166) 은 상기 중심선 (CL) 에 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 은 반경방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 장치.
  8. 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체로서,
    상기 실링 조립체 (118) 는 해수 실링 유닛과 오일 실링 유닛을 포함하고, 상기 해수 실링 유닛과 상기 오일 실링 유닛 사이에는 빈 공간 (140) 이 있고, 상기 실링 조립체는 상기 실링 조립체 (118) 를 선박의 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 체결하기 위한 장착면을 갖고, 상기 실링 조립체 (118) 는 상기 빈 공간 (140) 으로부터 상기 장착면까지 연장하는 적어도 하나의 누설 모니터 라인 (142) 을 더 가지며,
    상기 적어도 하나의 누설 모니터 라인 (142) 은 상기 장착면 내에 제공되는 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 에서 종료되는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실링 조립체 (118) 는 케이싱 플랜지 (130) 를 갖고, 상기 장착면은 상기 케이싱 플랜지 (130) 의 일부인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 실링 조립체 (118) 는 케이싱 플랜지 (130) 및 상기 케이싱 플랜지 (130) 에 부착되는 스페이서 (164) 를 갖고, 상기 장착면은 상기 스페이서 (164) 의 일부인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분은 상기 장착면 내의 길쭉한 요부 (162) 인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162) 은 상기 스페이서 (164) 내의 길쭉한 개구 (166) 인 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  13. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링 조립체 (118) 는 수직 중심선 (CL) 을 갖고, 상기 실링 조립체는 적어도 2 개의 원주방향으로 연장하는 채널 부분들 (162, 166) 을 포함하고, 상기 채널 부분들 (162, 166) 은 상기 중심선 (CL) 에 대해 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  14. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    케이싱 플랜지 (130) 및 스페이서 (164) 중 어느 하나 이상이 체결 볼트들을 위한 구멍들 (168) 및 상기 구멍들 (168) 사이의 랜드 (land) 영역들을 갖고, 상기 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 은 상기 랜드 영역 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  15. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162, 166) 은 또한 반경방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체.
  16. 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체용 케이싱 플랜지로서,
    상기 케이싱 플랜지 (130) 는 상기 실링 조립체 (118) 를 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 부착하기 위한 구멍들, 사용 시 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 대면하는 장착면, 및 누설 유체 모니터 라인 (142) 의 일부를 형성하는 적어도 하나의 채널 부분 (158) 을 구비하고,
    상기 케이싱 플랜지 (130) 는, 사용 시 상기 실링 조립체로부터 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 으로의 누설 유체 유동을 허용하기 위해, 상기 적어도 하나의 채널 부분 (158) 과 유동 연통 상태로 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (162) 을 그 장착면 내에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체용 케이싱 플랜지.
  17. 선박의 프로펠러 샤프트를 실링하기 위한 실링 조립체와 선박의 선미관 또는 선미 프레임 사이에 설치하는 스페이서(164)로서,
    상기 스페이서 (164) 는 상기 실링 조립체 (118) 를 선미관 또는 선미 프레임 (120) 에 부착하기 위한 구멍들을 갖고,
    상기 스페이서 (164) 는, 사용 시 상기 실링 조립체로부터 상기 선미관 또는 선미 프레임 (120) 으로의 누설 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나의 원주방향으로 연장하는 채널 부분 (166) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스페이서.
  18. 실링 조립체, 케이싱 플랜지 또는 원주방향/각도방향 연장부를 갖는 채널 부분을 구비하는 스페이서를 사용하는 방법으로서,
    상기 채널 부분은, 누설 유체 모니터링 라인의 일부이고 또한 선박의 프로펠러 샤프트 실링의 수리 또는 구축 시에, 선미관 또는 선미 프레임의 고물 단부에 상기 실링 조립체를 장착하기 위해 사용되는 장착면들 중 적어도 하나 내에 위치되는, 실링 조립체, 케이싱 플랜지 또는 원주방향/각도방향 연장부를 갖는 채널 부분을 구비하는 스페이서를 사용하는 방법.
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