KR101696538B1

KR101696538B1 - 선박용 추진장치

Info

Publication number: KR101696538B1
Application number: KR1020150043169A
Authority: KR
Inventors: 조만택; 최익흥; 원선일; 김연태
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2017-01-16
Also published as: KR20160116231A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치는, 내축과 외축 사이에 씰링공간을 형성하는 내축 씰부; 상기 외축과 선체 사이에 씰링공간을 형성하는 외축 씰부; 상기 외축 씰부와 상기 내축 씰부를 연통하는 복수개의 분배라인; 및 상기 내축과 상기 외축 사이에 마련되어 상기 분배라인이 지지되도록 관통되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 전방 외축 씰을 씰링매체 분배실로 활용하여 별도의 씰링매체 분배박스를 구비하지 않으면서, 전방 외축 씰에서 내축 씰까지 연통되며 서로 어긋나게 배치되는 복수의 분배라인을 안정적으로 지지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

선박용 추진장치{Propulsion apparatus for ship}

본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것이다.

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.

나선형 프로펠러는, 성능별로도 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.

일반적으로, 이중반전 프로펠러를 사용하는 선박용 추진장치는, 선체 내부의 동력원에 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.

이러한 이중반전 프로펠러는, 힐링 모멘트(heeling moment)의 감소로 토크 균형(torque balance)이 증가하여, 항로 직진성이 우수하고 저진동, 저소음이며, 프로펠러의 힘과 효율이 우수하다. 또한, 이중반전 프로펠러는 EEDI(Energy Efficiency Design Index, 선박제조연비지수)를 저감시킬 수 있어, 국제해사기구(IMO)에서 요구하는 EEDI를 충족시킬 수 있다.

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.

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.

이러한 종래 기술은 일본 등록특허 제311733호(2000.10.06. 공개), 일본 등록특허 제3479328호(2003.10.03. 공개), 등에 공개되어 있다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전방 외축 씰을 씰링매체 분배실로 활용하여 별도의 씰링매체 분배박스를 구비하지 않으면서, 전방 외축 씰에서 내축 씰까지 연통되는 복수의 분배라인이 서로 어긋나게 위치되어 외축의 내구성을 충분히 확보할 수 있도록 하는 선박용 추진장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전방 외축 씰에서 내축 씰까지 연통되며 서로 어긋나게 배치되는 복수의 분배라인을 안정적으로 지지할 수 있는 선박용 추진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치는, 내축과 외축 사이에 씰링공간을 형성하는 내축 씰부; 상기 외축과 선체 사이에 씰링공간을 형성하는 외축 씰부; 상기 외축 씰부와 상기 내축 씰부를 연통하는 복수개의 분배라인; 및 상기 내축과 상기 외축 사이에서 상기 외축에 고정되도록 마련되어 상기 분배라인이 관통되는 설치홀을 갖는 링 또는 원호 형성의 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 지지부는, 상기 외축의 내부를 가로지르도록 마련되며, 상기 설치홀이 복수로 형성되는 지지판; 및 상기 지지판에 직각방향으로 마련되어, 상기 지지판이 상기 내축과 이격되어 회전되도록, 상기 지지판의 반대편에서 상기 외축에 설치되는 설치부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 설치부재는 상기 외축에 볼트로 결합되고, 상기 지지판이 상기 설치부재의 중심부를 가로질러 마련되어, 상기 볼트는 상기 지지판을 축으로 상기 설치부재의 일측과 타측 각각에 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 지지판에는 상기 한 쌍의 볼트에 대향하여 관통되는 이음홀이 형성되며, 상기 볼트의 풀림이 방지되도록, 상기 이음홀을 관통하여 양단이 상기 한 쌍의 볼트에 열결되는 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 이음홀은 상기 설치홀과 어긋나게 형성되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 지지부에는 상기 분배라인이 관통되는 설치홀이 복수로 형성되되, 복수의 상기 설치홀은 제1 방향에 대하여 서로 대칭인 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 복수의 상기 설치홀은 제2 방향에 대하여 서로 비대칭인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 전방 외축 씰을 씰링매체 분배실로 활용하여 별도의 씰링매체 분배박스를 구비하지 않으면서, 전방 외축 씰에서 내축 씰부까지 연통되는 복수의 분배라인이 서로 어긋나게 위치되어 외축의 내구성을 충분히 확보할 수 있도록 하여, 사후 수리 및 교체 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명은, 전방 외축 씰에서 내축 씰까지 연통되며 서로 어긋나게 배치되는 복수의 분배라인을 안정적으로 지지하여 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치에서 외축씰부에 연결되는 배관라인을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치에서 분배라인이 관통되는 외축을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치에서 지지부를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에서 A-A에 대하여 A방향으로 바라본 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치에서 다른 형태의 지지부를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치에서 다른 형태의 지지부를 일부 도시한 사시도이다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치(1)는, 내축 씰부(100), 외축 씰부(200), 씰링매체 탱크(300), 씰링매체 라인(400), 분배라인(500), 지지부(600), 내축 베어링(700)을 포함한다.

내축 씰부(100)는, 리어 프로펠러(10)에 연결되어 역방향으로 회전되는 내축(11)에 구비된다. 내축 씰부(100)는 내축(11)과 외축(21) 사이에서 해수 등이 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 구비되는 것으로서, 전방 내축 씰(110)과, 후방 내축 씰(120)을 포함할 수 있다.

전방 내축 씰(110)(Seal)은, 내축(11) 상에서 외축(21)의 전단에 인접 구비되며 하나 이상의 전방내축 씰링공간(111)을 갖는다. 구체적으로 전방 내축 씰(110)은 외축(21)의 외부로 노출되는 내축(11) 상에 배치될 수 있으며, 외축(21)의 전단에 고정되는 라이너 고정부(113)와, 라이너 고정부(113)에 결합되는 'L'자 형태의 씰 라이너(112)와, 내축(11)에 고정되고 씰 라이너(112)의 하단에 접촉하여 씰링을 형성하는 라이너 접촉부(114)를 구비할 수 있다. 이를 통해 전방 내축 씰(110)은 외부로부터 이물질 등이 내축(11)과 외축(21) 사이로 인입되는 것을 방지할 수 있다. 이때 전방 내축 씰(110)은 선체(2) 내측에 구비되므로 전방 내축 씰(110)이 인입을 방지하는 이물질은 해수가 아닌 기타 외부 물질일 수 있다.

이때 두 개의 씰 라이너(112) 사이에는 전방내축 씰링공간(111)이 형성되고, 전방내축 씰링공간(111)에 채워진 씰링매체가 씰 라이너(112)의 하부를 압력으로 내리누름으로써 씰 라이너(112)와 라이너 접촉부(114) 사이가 완벽히 밀폐될 수 있다. 씰링매체로는 오일을 사용할 수 있으며, 물론 이로 한정하는 것은 아니다.

즉 라이너 고정부(113)와 라이너 접촉부(114) 사이에 공간이 형성되며, 공간을 씰 라이너(112)로 구분한 뒤 구분된 전방내축 씰링공간(111)에 씰링매체를 채움으로써 충분한 씰링을 구현할 수 있다. 이는 후술할 다른 씰(120,210,220)에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.

전방내축 씰링공간(111)은 후술되는 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211)인 전방외축 제1 씰링공간(211a)에 연통되어 전방외축 제1 씰링공간(211a)으로부터 씰링매체를 공급받아, 전방외축 제2 씰링공간(211b)을 통해 씰링매체를 외부로 배출할 수 있다. 전방내축 씰링공간(111)의 씰링매체 유동에 대해서는 다른 씰(120,210,220)의 구성을 모두 설명한 후 기술하도록 한다.

후방 내축 씰(120)은, 내축(11) 상에서 프론트 프로펠러(20)의 후단에 구비되며 적어도 하나 이상의 씰링공간(121)을 가진다. 후방 내축 씰(120)은 프론트 프로펠러(20)의 후단에 고정되는 라이너 고정부(123)와, 라이너 고정부(123)에 구비되는 씰 라이너(122)와, 씰 라이너(122)에 접촉하여 라이너 고정부(123)와 함께 씰링을 구현하는 라이너 접촉부(124)를 포함할 수 있다.

후방 내축 씰(120)은 내축(11)의 후방에서 외축(21)으로부터 노출되는 부분에 구비되며, 프론트 프로펠러(20)와 리어 프로펠러(10) 사이에 배치될 수 있다. 따라서 후방 내축 씰(120)은 선체(2)의 외측에 배치됨에 따라 해수 등이 내축(11)과 외축(21) 사이에 유입되는 것을 차단할 수 있다.

후방 내축 씰(120)은, 적어도 하나 이상의 씰링공간(121)을 가지며, 구체적으로는 총 3개의 씰링공간(121)이 전방(반전기어장치 위치)부터 후방(프로펠러 위치)까지 배치되는 순서대로 후방내축 제1 씰링공간(121a), 후방내축 제2 씰링공간(121b), 후방내축 제3 씰링공간(121c)을 가질 수 있다.

이때 어느 하나의 씰링공간(121)(후방내축 제3 씰링공간(121c))은 다른 씰링공간(111,211,221)과 연통되지 않을 수 있으며, 나머지 씰링공간(121)(후방내축 제1 씰링공간(121a), 후방내축 제2 씰링공간(121b))은 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211)과 연통될 수 있다.

다른 씰링공간(111,211,221)과 연통되지 않는 후방내축 제3 씰링공간(121c)은 가장 후방에 위치하며, 후방 내축 씰(120)에서 1차적인 씰링을 담당할 수 있다. 또한 후방내축 제1 씰링공간(121a), 후방내축 제2 씰링공간(121b)은 서로 다른 씰링매체를 사용할 수 있다.

즉, 후방내축 제1 씰링공간(121a)과 후방내축 제2 씰링공간(121b) 각각은 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211)과 개별로 연통되어 씰링매체가 공급되어 배출될 수 있다. 예를 들어, 후방내축 제1 씰링공간(121a)은 전방외축 제3 씰링공간(211c)으로부터 씰링매체를 공급받아, 전방외축 제5 씰링공간(211e)을 통해 씰링매체를 외부로 배출할 수 있다.

또한, 후방내축 제2 씰링공간(121b)은 전방외축 제6 씰링공간(211f)으로부터 씰링매체를 공급받아, 전방외축 제7 씰링공간(211g)을 통해 씰링매체를 외부로 배출할 수 있다. 이러한 후방 내축 씰(120)의 씰링매체 유동에 대해서는 후술하도록 한다.

외축 씰부(200)는, 프론트 프로펠러(20)에 연결되어 정방향으로 회전되는 외축(21)과 선체(2) 사이에 구비된다. 외축 씰부(200)는 해수 등이 외축(21)과 선체(2) 사이로 유입되는 것을 방지하기 위해서 마련될 수 있다. 외축 씰부(200)는, 전방 외축 씰(210)과 후방 외축 씰(220)을 포함할 수 있다.

전방 외축 씰(210)은, 외축(21) 상에서 전방 내축 씰(110)의 후방에 구비되며 적어도 하나 이상의 씰링공간(211)을 갖는다. 전방 외축 씰(210)은 전방 내축 씰(110)과 마찬가지로 선체(2) 내측에 배치되므로 해수의 유입 방지보다는 기타 이물질의 유입 방지 역할을 수행할 수 있다.

구체적으로 전방 외축 씰(210)은 선체(2)에 고정되는 라이너 고정부(213)와, 라이너 고정부(213)에 일단이 고정된 씰 라이너(212)와, 씰 라이너(212)의 타단에 접촉하여 라이너 고정부(213)와 함께 씰링을 형성하는 라이너 접촉부(214)를 구비할 수 있다.

전방 외축 씰(210)은, 씰링공간(211)이 전방 내축 씰(110)의 씰링공간(111) 및 후방 내축 씰(120)의 씰링공간(121)에 연통되어 씰링매체 탱크(300)로부터 씰링매체를 공급받아 전방 외축 씰(210)뿐만 아니라 전방 내축 씰(110), 후방 내축 씰(120), 내축 베어링(700) 각각으로 분배할 수 있다.

즉, 전방 외축 씰(210)은 내축 씰부(100)에 씰링매체를 분배할 수 있으며, 씰링매체 분배박스로 활용될 수 있다. 물론 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211)은 후방 외축 씰(220)의 씰링공간(221)에도 연통되어 씰링매체를 분배할 수도 있으나 본 실시예에서는 후방 외축 씰(220)은 전방 외축 씰(210)과 개별적으로 씰링매체가 공급되는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

전방 외축 씰(210)은 구체적으로 7개의 씰링공간(211)(전방외축 제1 내지 제7 씰링공간(211a~211g))을 구비할 수 있다. 반전기어장치(도시하지 않음)가 위치되는 전방부터 리어 프로펠러(10)가 위치되는 후방까지 배치되는 전방외축 씰링공간(211)은 순서대로 전방외축 제1 씰링공간(211a), 전방외축 제2 씰링공간(211b), 전방외축 제3 씰링공간(211c), 전방외축 제4 씰링공간(211d), 전방외축 제5 씰링공간(211e), 전방외축 제6 씰링공간(211f) 및 전방외축 제7 씰링공간(211g)일 수 있다.

전방외축 제1 씰링공간(211a)은 앞서 언급한 전방 내축 씰(110)의 전방내축 씰링공간(111)에 연통될 수 있고, 외부로부터 씰링매체를 공급받아 전방내축 씰링공간(111)에 분배할 수 있다. 게다가, 전방내축 씰링공간(111)은 전방외축 제2 씰링공간(211b)과 연통되어, 전방내축 씰링공간(111)을 경유한 씰링매체가 전방외축 제2 씰링공간(211b)을 통해 외부로 배출된다.

여기서, 전방외축 씰링공간(211)은 분배라인(500)을 통해 전방 내축 씰(110)과 연통될 수 있는데, 분배라인(500)은 설명 및 이해의 편의를 위해 전방 외축 씰(210) 7개의 씰링공간(211)인 전방외축 제1 내지 제7 씰링공간(211a~211g) 각각에 대하여 부호 510 내지 570의 부호를 순차로 하여 설명하도록 한다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 전방외축 제1 씰링공간(211a)과 전방 내축 씰(110) 사이에 마련되는 분배라인은 부호 510이 될 수 있고, 전방 내축 씰(110)과 전방외축 제2 씰링공간(211b)사이에 마련되는 분배라인은 부호 520이 될 수 있으며, 530 내지 570의 부호는 각 순번이 연통되는 구성들의 설명에서 기술하기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전방외축 제3 씰링공간(211c)은, 후방 내축 씰(120)의 씰링공간(121)에 분배라인(530)에 의해 연통되어 외부로부터 씰링매체를 공급받아 후방 내축 씰(120)의 씰링공간(121) 중 후방내축 제1 씰링공간(121a)에 분배할 수 있다.

그리고 전방외축 제4 씰링공간(211d)은 내축(11)과 외축(21) 사이의 내축 베어링(700)으로 분배라인(540)을 경유시켜 씰링매체를 공급하여, 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)을 씰링매체로 채울 수 있다.

다만, 전방외축 제3 씰링공간(211c)으로 공급되는 씰링매체와 전방외축 제4 씰링공간(211d)으로 공급되는 씰링매체는 후술되는 감압밸브(420)에 의해 또는 씰링매체 종류의 차이 등에 의해 압력차이가 달리 이루어져, 전방외축 제3 씰링공간(211c)을 경유한 후방내축 제1 씰링공간(121a)의 씰링매체가 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)의 씰링매체보다 압력이 높게 이루어질 수 있다. 이러한 압력차이에 따라, 전방외축 제3 씰링공간(211c)의 씰링매체가 분배라인(530)을 통해 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배될 수 있다.

전방외축 제5 씰링공간(211e)은 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배된 씰링매체가 외부로 배출되기 위한 공간으로 이루어진다. 즉, 전방외축 제5 씰링공간(211e)은 분배라인(550)을 통해 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)과 연통되어, 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배된 씰링매체가 전방외축 제5 씰링공간(211e)을 통해 외부로 배출된다.

여기서, 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배되는 씰링매체가 외부로 배출시, 전방외축 제4 씰링공간(211d)을 통해 분배된 씰링매체뿐만 아니라, 전방외축 제3 씰링공간(211c)으로부터 분배받은 후방내축 제1 씰링공간(121a) 내의 씰링매체가 압력차이에 의해 내축 베어링(700) 측인 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 배출된 씰링매체를 포함한다. 이러한, 전방외축 제5 씰링공간(211e)은 전방외축 제4 씰링공간(211d)과 실질적으로 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)을 사이에 두고 연통될 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 전방외축 제6 씰링공간(211f)은 후방내축 제2 씰링공간(121b)과 분배라인(560)을 통해 연통되어 후방내축 제2 씰링공간(121b)으로 씰링매체를 분배할 수 있고, 전방외축 제7 씰링공간(211g) 또한 후방내축 제2 씰링공간(121b)과 분배라인(570)을 통해 연통되어 전방외축 제7 씰링공간(211g)이 후방내축 제2 씰링공간(121b)을 경유한 씰링매체를 외부로 배출할 수 있다.

후방 외축 씰(220)은, 외축(21) 상에서 프론트 프로펠러(20)의 전단에 구비되며 적어도 하나 이상의 씰링공간(221)을 갖는다. 후방 외축 씰(220)은 프론트 프로펠러(20)와 선체(2) 사이에 배치될 수 있으며, 선체(2)와 외축(21) 사이에 해수 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

후방 외축 씰(220) 역시 다른 씰과 마찬가지로 라이너 고정부(223)와 씰 라이너(222), 라이너 접촉부(224)를 포함하며 이에 대한 설명은 다른 씰을 설명하는 과정에서 언급한 바와 유사하므로 생략하도록 한다.

후방 외축 씰(220)은 적어도 하나 이상의 씰링공간(221)을 형성하며, 구체적으로 총 3개의 씰링공간(221)인 후방외축 제1 씰링공간(221a), 후방외축 제2 씰링공간(221b), 후방외축 제3 씰링공간(221c)을 구비할 수 있다.

3개의 씰링공간(221)은 서로 다른 씰링매체를 사용할 수 있으며, 특히 어느 하나의 씰링공간(221)은 외부와 연통되지 않을 수 있다. 연통되지 않는 씰링공간(221)은 가장 후방에 위치한 후방외축 제3 씰링공간(221c)이며, 이는 후방내축 제3 씰링공간(121c)과 마찬가지로 1차적 씰링을 담당할 수 있다. 해수의 유입을 방지하기 위한 씰(후방 외축 씰(220)과 후방 내축 씰(120))에서 1차적 씰링을 담당하는 씰링공간(121c,221c)을 외부와 연통시키지 않음으로써 해수의 유입을 보다 명확하게 방지할 수 있다.

여기서, 후방외축 제1 씰링공간(221a)과 후방외축 제2 씰링공간(221b)은 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211)으로부터 씰링매체를 공급받지 않고 별도의 씰링매체 탱크(도시하지 않음)로부터 씰링매체를 공급받을 수 있다. 또는 전방 외축 씰(210)과 동일한 씰링매체 탱크(300)로부터 씰링매체를 공급받되, 전방 외축 씰(210)과 후방 외축 씰(220) 각각이 개별적인 라인을 통해 공급받을 수 있다.

즉, 전방 외축 씰(210)이 씰링매체를 공급받아 내축 씰부(100)에 씰링매체를 분배하는 씰링매체 분배박스로 활용될 때, 전방 외축 씰(210)과 내축 씰부(100) 사이에는 분배라인(500)이 마련되어 씰링매체가 경유하나, 후방 외축 씰(220)은 전방 외축 씰(210)과는 개별적으로 씰링매체의 공급이 이루어져 전방 외축 씰(210)과 후방 외축 씰(220) 사이의 구성 및 배치 관계가 과도하게 복잡해지는 것을 방지하여 구성을 단순히 하여 설계 및 설치를 용이하게 할 수 있다.

한편, 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211)에서 씰링매체의 유입과 배출이 서로 다른 공간에서 이루어지는 것과 달리, 후방외축 제1 씰링공간(221a)과 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각은 유입과 배출이 동일한 씰링공간에서 이루어질 수 있다. 즉, 후방외축 제1 씰링공간(221a) 및 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각에는 유입구와 배출구가 형성되어, 씰링매체 탱크(300)로부터 후방외축 제1 씰링공간(221a) 및 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각이 씰링매체를 공급받아 후방외축 제1 씰링공간(221a) 및 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각에서 다시 배출시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에서 전방 외축 씰(210)은 내축 씰부(110)에 씰링매체를 공급하기 위한 분배박스로 활용되면서, 전방 외축 씰(210)을 경유하는 씰링매체의 이동거리가 후방 외축 씰(220)을 경유하는 씰링매체의 이동거리에 대비하여 길게 이루어져 씰링매체가 각 공간으로 충분히 공급되지 못하는 우려를 방지하도록, 씰링매체 탱크(300)로부터 공급되는 전방 외축 씰(210)의 씰링공간(211a, 211c, 211d, 211f)과 배출되는 씰링공간(211b, 211e, 211g)이 달리 이루어지는 것이다.

즉, 전방 외축 씰(210)에서는 씰링매체가 공급되고 배출되는 유입구와 배출구가 다른 씰링공간(211)에서 이루어져 전방 외축 씰(210)과 내축 씰부(110)를 충분히 채운 후 씰링매체 탱크(300) 등의 외부로 배출될 수 있다.

이와 달리, 후방 외축 씰(220)은 전방 외축 씰(210)에 대비하여 씰링매체가 경유하는 이동거리가 짧게 이루어져 충분히 후방 외축 씰(220)의 공간을 채울 수 있으므로, 후방외축 제1 씰링공간(221a) 및 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각이 씰링매체를 공급받아 후방외축 제1 씰링공간(221a) 및 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각에서 다시 배출시킬 수 있는 바와 같이, 하나의 씰링공간(221)에 유입구와 배출구가 형성될 수 있다.

씰링매체 탱크(300)는, 씰링공간(111,121,211,221)에 공급할 씰링매체를 저장하고, 씰링공간(111,121,211,221)으로부터 배출되는 씰링매체를 공급받을 수 있다. 씰링매체 탱크(300)는, 제1 씰링공간(211a), 전방외축 제3 씰링공간(211c), 전방외축 제4 씰링공간(211d), 전방외축 제6 씰링공간(211f), 후방외축 제1 씰링공간(221a), 후방외축 제2 씰링공간(221b)에 공급할 씰링매체를 저장하고, 전방외축 제2 씰링공간(211b), 전방외축 제5 씰링공간(211e), 전방외축 제7 씰링공간(211g), 후방외축 제1 씰링공간(221a), 후방외축 제2 씰링공간(221b)으로부터 씰링매체를 공급받을 수 있다.

씰링매체 탱크(300)는 각 씰링공간(111,121,211,221)에 순환되는 씰링매체를 중간에 저장해두는 역할을 하며, 필요 시에는 씰링매체 탱크(300)에서 외부로 씰링매체를 배출시킬 수 있고, 또는 외부로부터 씰링매체를 추가 공급받아 씰링공간(111,121,211,221)에 전달할 수 있다. 이를 위해 씰링매체 탱크(300)에는 로딩/언로딩 라인(도시하지 않음)과 로딩/언로딩 라인의 개폐 제어 또는 개도 조절을 위한 밸브(도시하지 않음)가 구비될 수 있다.

씰링매체 라인(400)은, 씰링매체 탱크(300)로부터 외축 씰부(200)에 연결된다. 씰링매체 라인(400)은 씰링매체 탱크(300)로부터 전방외축 제1 씰링공간(211a) 내지 전방외축 제7 씰링공간(211g), 후방외축 제1 씰링공간(221a), 후방외축 제2 씰링공간(221b) 각각에 연결될 수 있으며, 씰링매체 탱크(300)와 외축 씰부(200) 사이에서 씰링매체를 전달할 수 있다.

씰링매체 라인(400)에는, 씰링매체의 전달을 구현하는 씰링매체 펌프(410)가 구비될 수 있으며, 또한 유동하는 씰링매체의 유량을 제어하기 위한 씰링매체 유량조절밸브(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.

특히, 전방외축 제4 씰링공간(211d)으로 씰링매체를 전달하는 씰링매체 라인(400) 상에는 감압밸브(420)가 마련되어 전방외축 제3 씰링공간(211c)으로 공급되는 씰링매체보다 전방외축 제4 씰링공간(211d)으로 공급되는 씰링매체의 압력이 낮춰질 수 있다.

분배라인(500)은 내축(11)과 외축(21) 사이의 공간에서는 파이프 형태로 마련되고, 외축(21)을 관통하는 영역에서는 관통되는 홀의 형태로 마련되어, 전방 외축 씰(210)로부터 분기되어 배출되는 씰링매체가 전방 내축 씰(110), 후방 내축 씰(120), 내축 베어링(700) 각각으로 공급되도록 이동로를 이룰 수 있다. 이러한 분배라인(500)은 복수개인 7개로 마련되어 씰링매체가 경유하는 이동경로를 형성한다.

특히, 도 5에 도시한 바와 같이(외축 평면도), 홀 형태의 분배라인(500)은 전후로 어긋나는 서로 다른 위치에서 외축(21)을 관통하도록 외축(21)의 원주 방향을 따라 서로 이격되게 마련됨으로써, 외축의 내구성을 충분히 확보(절단 방지)할 수 있도록 하여, 사후 수리 및 교체 비용을 절감할 수 있다.

게다가, 홀 또는 파이프 형태에 관계없이 분배라인(500)은 외축(21)의 중심을 기준으로 일정 각도 서로 이격되게 마련될 수 있다. 일례로, 분배라인(500)은 제1 방향(원주 상에서 상하방향일 수 있음)에 대하여 서로 대칭이고 제2 방향(원주 상에서 방사상 방향일 수 있음)에 대하여 서로 비대칭으로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 전방 외축 씰(210)이 씰링매체를 분배하는 구성으로 이루어져, 전방 외축 씰(210)에서 배출되는 씰링매체가 분배라인(500)을 경유할 때, 분배라인(500)은 내축(11)과 외축(21) 사이에서 공중에 부양될 수 없으므로, 내축(11)과 외축(21) 사이에서 지지될 필요가 있다.

이를 위해, 지지부(600)가 분배라인(500)을 고정하게 되며, 분배라인(500)을 지지하는 지지부(600) 또한 내축(11)과 외축(21) 사이에서 부양될 수 없어 내축(11) 또는 외축(21)에 고정될 필요가 있다.

여기서, 분배라인(500)은 전방 외축 씰(210)로부터 씰링매체를 공급받게 되므로, 외축 씰부(200)와 연통되기 위해 외축(21)과 분리되는 것이 용이하지 않으므로, 분배라인(500)은 외축(21)과 연동하여 회전될 필요가 있다. 이에 따라, 지지부(600)는 내축(11)과 외축(21) 사이에 마련되되, 외축(21)에 고정되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 도 6 내지 도 9를 참조하면(지지부를 도시한 도면), 지지부(600)는 설치부재(610) 및 지지판(620)을 포함할 수 있다.

설치부재(610)는 외축(21)에 결합되어 지지판(620)을 외축(21)에 연결하는 구성으로서, 외축(21)의 내주면에 맞닿게 마련되며, 설치부재(610)가 외축(21)에 볼트(630)로 결합될 수 있다. 여기서, 설치부재(610)는 지지판(620)에 직각방향으로 마련되어 지지판(620)의 반대편에서 설치부재(610)가 외축(21)에 맞닿게 이루어지되, 볼트(630)가 삽입되는 면적을 가지도록, 원통 형상을 이룰 수 있다.

또한, 설치부재(610)에 마련되는 지지판(620)이 설치부재(610)의 내주면에서 중심을 가로지르도록 이루어져, 지지판(620)의 양측에서 설치부재(610)가 외축(21)에 한 쌍의 볼트(630)로 연결됨으로써, 결합이 안정적으로 이루어질 수 있다. 여기서, 설치부재(610)에는 볼트(630)가 체결되기 위한 볼트홀(611)이 형성될 수 있다.

이때, 한 쌍의 볼트(630)는 풀림이 방지되도록, 서로 연결될 수 있는데 이를 위해 지지판(620)에는 한 쌍의 볼트(630)에 대향하여 관통되는 이음홀(622)이 형성될 수 있다. 즉, 한 쌍의 볼트(630)는 풀림이 방지되도록, 이음홀(622)을 관통하여 양단이 한 쌍의 볼트(630)에 연결되는 연결부재(640)에 의해 고정될 수 있다.

여기서 연결부재(640)는 예를 들어, 철사 또는 와이어 등으로 이루어질 수 있으며, 철사와 같은 연결부재(640)가 '8'자 형태로 꼬여 각각의 원형 안에 한 쌍의 볼트(630)가 마련되게 설치될 수 있다. 이러한, 이음홀(622)은 후술되는 설치홀(621)과 어긋나게 형성되어 홀에 의한 내구성 저하를 최소화시킬 수 있다.

지지판(620)은 분배라인(500)이 설치되는 구성으로서, 지지판(620)이 설치부재(610)에 직각으로 마련되어 외축(21)의 내부를 가로지르고, 지지판(620)의 중심에 내축(11)이 관통되되 지지판(620)과 내축(11)이 이격되어 지지판(620)은 내축(11)에 간섭되지 않고 회전할 수 있다. 일례로 지지판(620)은 외축(21)의 내주면에 직각방향으로 마련되는 도넛 형상의 판으로 이루어질 수 있다.

또한, 지지판(620)에는 설치홀(621)이 복수로 형성되며, 설치홀(621)은 분배라인(500) 및 센서라인(도시하지 않음, 전기적 신호가 이동할 수 있으며, 내축 베어링의 온도 등의 상태를 계측하는 센서 및 전기선이 통과하는 구성임)이 관통되는 구성으로서 설치홀(621)의 수는 분배라인(500)과 센서라인의 합의 수와 동일하거나 많게 형성될 수 있다. 이와 같은 설치홀(621)은 복수개가 제1 방향에 대하여 서로 대칭이거나 제2 방향에 대하여 서로 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 복수의 설치홀(621)은 상하 방향으로 대칭이고 방사상으로 비대칭일 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나 외축(21)의 회전시 분배라인(500)이 지지판(620)에서 흔들리는 것을 방지할 수 있도록, 설치홀(621) 내주면에는 고무패킹이 마련되어 분배라인(500)이 지지판(620)에 밀착된 형태로 고정될 수 있다.

이러한, 지지부(600)는 외축(21)의 내부에서 분배라인(500)의 길이방향을 따라 복수개 마련되어 분배라인(500)을 다지점에서 지지할 수 있어, 분배라인(500)이 외축(21)에 안정적으로 고정될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 지지부(600)의 설치부재(610)와 지지판(620)이 폐곡선 형태로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 지지부(600)는 외축(21)에 분배라인(500)이 설치되도록 분배라인(500)을 지지하기 위한 구성으로서, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 가상의 원통 및 도넛형의 판이 절단되어 분리된 형상을 이룰 수도 있으며, 이 경우 외축(21)의 수직방향으로 동일축선 상에서 하나의 지지부(600)는 복수의 설치부재(610A)와 지지판(620A)이 이웃한 분배라인(500)을 지지하는 다른 설치부재(610B)와 지지판(620B)와 서로 비대칭 또는 대칭으로 이루어질 수 있다.

내축 베어링(700)은, 외축(21)과 내축(11) 사이에 구비되어 내축(11) 회전 시 내축(11)이 외축(21) 내부에서 원활히 회전되도록 할 수 있다. 내축 베어링(700)은 롤러 베어링 또는 미끄럼 베어링일 수 있으며, 외축(21) 역시 회전되므로 내축 베어링(700)은 회전되는 외축(21)의 내부에서 내축(11)이 반대 방향으로 원활히 회전되도록 한다.

내축 베어링(700)은 외축(21)의 양 끝단에서 외축(21)과 내축(11) 사이에 배치될 수 있으며, 외축(21)과 내축(11) 사이 공간(12)에는 윤활유가 공급될 수 있다. 이때 윤활유는 씰링매체를 활용할 수 있고, 이를 위해서 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)이 후방내축 제1 씰링공간(121a)과 연통되어 씰링매체가 전달되거나, 전방외축 제4 씰링공간(211d)으로부터 씰링매체가 전달될 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참고로 씰링매체의 순환에 대해 설명하도록 한다. 우선 씰링매체는 씰링매체 탱크(300)에 저장되어 있을 수 있다. 이때 씰링매체 라인(400)에 구비된 씰링매체 펌프(410)가 씰링매체를 씰링매체 탱크(300)로부터 인출하여 외축 씰부(200)에 공급할 수 있다.

우선 도 2에 도시한 바와 같이, 씰링매체는 전방 외축 씰(210)의 전방외축 제1 씰링공간(211a)에 유입될 수 있다. 전방외축 제1 씰링공간(211a)에 유입된 씰링매체는 전방 내축 씰(110)의 전방내축 씰링공간(111)에 분배되어 전방 내축 씰(110)의 씰링을 구현한다. 이는 전방외축 제1 씰링공간(211a)이 전방내축 씰링공간(111)과 연통되어 있기 때문이다. 다만 전방내축 씰링공간(111)에 과도한 씰링매체가 공급될 경우에는 전방내축 씰링공간(111)의 씰링매체가 전방외축 제2 씰링공간(211b)을 통해 다시 씰링매체 탱크(300)와 같은 외부로 배출될 수 있어, 씰링매체는 씰링매체 탱크(300)에 순환될 수 있다.

또한 도 3에 도시한 바와 같이, 씰링매체는 전방 외축 씰(210)의 전방외축 제3 씰링공간(211c)에 유입될 수 있다. 전방외축 제3 씰링공간(211c)에 유입된 씰링매체는 후방 내축 씰(120)의 후방내축 제1 씰링공간(121a)에 분배되어 후방 내축 씰(120)의 내측 씰링을 구현할 수 있다.

게다가 씰링매체는 전방 외축 씰(210)의 전방외축 제4 씰링공간(211d)에 유입될 수 있다. 전방외축 제4 씰링공간(211d)에 유입된 씰링매체는 내축 베어링(700)의 윤활을 위해 내축 베어링(700)이 위치되는 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배될 수 있다.

한편, 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)이 후방내축 제1 씰링공간(121a)과 연통되어 씰링매체가 전달될 수도 있다. 이는, 앞서 언급한 바와 같이, 전방외축 제4 씰링공간(211d)으로 씰링매체를 공급하는 씰링매체 라인(400) 상에 감압밸브(420)가 마련됨으로써, 후방내축 제1 씰링공간(121a)과 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12) 간에 압력차를 발생시킴으로써 이룰 수 있다.

즉 감압밸브(420)에 의해 후방내축 제1 씰링공간(121a)의 압력이 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)의 압력보다 높게 이루어지도록, 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배되는 씰링매체의 압력을 낮추어, 후방내축 제1 씰링공간(121a)으로부터 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 씰링매체가 유입될 수 있도록 한다.

여기서 후방내축 제1 씰링공간(121a)의 압력이 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)보다 큰 경우, 라이너 고정부(123)에 구비되는 씰 라이너(122)는 압력에 의해 밀려 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 개방될 수 있다.

그리고 후방내축 제1 씰링공간(121a)과 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)으로 분배된 씰링매체는 전방외축 제5 씰링공간(211e)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

즉, 외축(21)과 내축(11) 사이의 공간(12)은 분배라인(550)을 통해 전방외축 제5 씰링공간(211e)과 연통되는데, 이때 씰링매체가 충분히 공급되어 과잉되는 경우 잉여 씰링매체는 분배라인(550)으로 밀려 전방외축 제5 씰링공간(211e)을 경유하여 배출되므로, 전방외축 제5 씰링공간(211e)을 통해 씰링매체가 씰링매체 탱크(300)로 복귀할 수 있다.

뿐만 아니라 도 4에 도시한 바와 같이, 씰링매체는 전방 외축 씰(210)의 전방외축 제6 씰링공간(211f)에 유입될 수 있다. 전방외축 제6 씰링공간(211f)은 후방내축 제2 씰링공간(121b)과 연통되어 씰링매체를 분배하며, 분배된 씰링매체가 후방내축 제2 씰링공간(121b)에 충분히 공급되면 잉여 씰링매체는 전방외축 제7 씰링공간(211g)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 실시예에서는 씰링공간의 수에 대하여 한정하지 않으며, 씰의 강도 등에 의해 씰링공간의 개수가 가감될 수 있음은 물론, 그 순서가 변동될 수 있고, 이에 연동하여 분배라인의 수가 가감될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 본 실시예는, 전방 외축 씰(210)을 씰링매체 분배실로 활용하여 별도의 씰링매체 분배박스를 구비하지 않으면서, 전방 외축 씰(210)에서 내축 씰부(100)까지 연통되는 복수의 분배라인(500)이 서로 어긋나게 위치되어 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하여, 사후 수리 및 교체 비용을 절감할 수 있고, 지지부(600)가 서로 어긋나게 배치되는 복수의 분배라인(500)을 안정적으로 지지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

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.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 선박용 추진장치 11: 내축
21: 외축 100: 내축 씰부
110: 전방 내축 씰 111: 전방내축 씰링공간
112, 212, 222: 씰 라이너 113, 213, 223: 라이너 고정부
114, 214, 224: 라이너 접촉부 120: 후방 내축 씰
121a: 후방내축 제1 씰링공간 121b: 후방내축 제2 씰링공간
121c: 후방내축 제3 씰링공간 200: 외축 씰부
210: 전방 외축 씰 211a: 전방외축 제1 씰링공간
211b: 전방외축 제2 씰링공간 211c: 전방외축 제3 씰링공간
211d: 전방외축 제4 씰링공간 211e: 전방외축 제5 씰링공간
211f: 전방외축 제6 씰링공간 211g: 전방외축 제7 씰링공간
220: 후방 외축 씰 221a: 후방외축 제1 씰링공간
221b: 후방외축 제2 씰링공간 221c: 후방외축 제3 씰링공간
300: 씰링매체 탱크 400: 씰링매체 라인
410: 씰링매체 펌프 420: 감압밸브
500: 분배라인 600: 지지부
610, 610A, 610B: 설치부재 620, 620A, 620B: 지지판
700: 내축 베어링

Claims

내축과 외축 사이에 씰링공간을 형성하는 내축 씰부;
상기 외축과 선체 사이에 씰링공간을 형성하는 외축 씰부;
상기 외축 씰부와 상기 내축 씰부를 연통하는 복수개의 분배라인; 및
상기 내축과 상기 외축 사이에서 상기 외축에 고정되도록 마련되어 상기 분배라인이 관통되는 설치홀을 갖는 링 또는 원호 형성의 지지부를 포함하고,
상기 지지부는,
상기 외축의 내부를 가로지르도록 마련되며, 상기 설치홀이 복수로 형성되는 지지판; 및
상기 지지판에 직각방향으로 마련되어, 상기 지지판의 반대편에서 상기 외축에 설치되는 설치부재를 포함하되,
상기 설치부재는, 상기 외축에 볼트로 결합되고,
상기 지지판이 상기 설치부재의 중심부를 가로질러 마련되어, 상기 볼트가 상기 지지판을 축으로 상기 설치부재의 일측과 타측 각각에 한 쌍으로 설치되며,
상기 지지판에는 상기 한 쌍의 볼트에 대향하여 관통되는 이음홀이 형성되며, 상기 볼트의 풀림이 방지되도록, 상기 이음홀을 관통하여 양단이 상기 한 쌍의 볼트에 연결되는 연결부재를 더 포함하고,
상기 이음홀은, 상기 설치홀과 어긋나게 형성되는 것 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제1항에 있어서, 상기 설치부재는,
상기 지지판이 상기 내축과 이격되어 회전되도록, 상기 지지판의 반대편에서 상기 외축에만 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
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제1항에 있어서,
상기 지지부에는 상기 분배라인이 관통되는 상기 설치홀이 복수로 형성되되,
복수의 상기 설치홀은 제1 방향(원주 상에서 상하 방향)에 대하여 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제6항에 있어서,
복수의 상기 설치홀은 제2 방향(원주 상에서 방사상 방향)에 대하여 서로 비대칭인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.