KR101701150B1 - High/low type hydraulic top bracing for reducing the vibration from engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유압 탑 브레이싱에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선박 엔진과 선체 사이에 설치되어 엔진으로부터 발생된 횡방향 진동을 감쇄시키고, 특정 rpm 구간에서 공진이 일어날 경우에 탑 브레이싱(top bracing)이 낮은 강성값을 갖도록 전환하여 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화시킬 수 있는, 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic tower bracing, and more particularly, to a hydraulic bracing system that is installed between a marine engine and a hull to attenuate lateral vibration generated from the engine, Low-type hydraulic top bracing for vibration damping of a marine engine which is capable of minimizing vibration transmitted to the hull from the engine by switching to have a low stiffness value.
선박의 추진력은 엔진 실린더에서의 폭발력에 의한 구동력으로 프로펠러 샤프트를 회전시켜 나오는 것으로, 여러 요인에 의해 진동이 많이 발생하게 되는데, 특히 엔진에서는 피스톤과 커넥팅 로드의 상하 왕복운동 및 회전운동에 의한 무게중심의 주기적 변화, 실린더 축방향으로 발생하는 왕복운동의 관성력, 커넥팅 로드를 통해 피스톤과 연결된 크랭크축의 회전운동에 의한 관성력 및 크랭크축에 가해지는 회전력의 주기적 변화 등의 많은 요인에 의해 엔진 자체적으로 많은 진동이 발생하게 된다.The propulsive force of the ship is caused by the propulsive shafts rotating by the driving force due to the explosive force in the engine cylinders, and many vibrations are generated by various factors. Especially, in the engine, the piston and the connecting rod are moved up and down, The inertial force of the reciprocating motion generated in the axial direction of the cylinder, the inertial force due to the rotational motion of the crankshaft connected to the piston through the connecting rod, and the cyclic change of the rotational force applied to the crankshaft, .
대형 선박의 엔진은 출력이 크기 때문에 상기와 같이 발생하는 선박 엔진의 진동이 직접적으로 선체에 전달되는 경우에는 선체 진동이 증가하게 되어 선박과 구조물의 피로 파괴를 촉진시켜 내구성을 저하시키고, 이로 인하여 선박 안전상의 심각한 문제를 발생시킨다. 따라서, 선박에 설치된 엔진의 진동을 완화하는 방안이 모색되어 왔으며, 그 중에서도 가장 일반적으로 사용되는 방안 중 하나가, 선박 엔진이 횡방향으로 진동하는 것을 방지하기 위하여 선박 엔진의 상단과 선체 구조물 사이에 탑 브레이싱(top brasing)이라는 구조물을 설치하는 방식이다.Since the engine of a large-sized ship has a large output, when the vibration of the ship engine is directly transmitted to the hull, the vibration of the hull is increased, thereby promoting the fatigue failure of the ship and the structure. It causes serious safety problems. Therefore, a method of mitigating the vibration of the engine installed on the ship has been sought. One of the most commonly used methods is to prevent the ship engine from oscillating in the lateral direction, It is a method of installing a structure called top brassing.
탑 브레이싱은 엔진의 상단과 주변 구조물을 서로 연결하는 형태로 설치되고, 수평 자세를 취하면서 선박의 횡방향을 따라 연장하도록 설치된다. 이러한 탑 브레이싱에는 마찰식 탑 브레이싱과, 유압식 탑 브레이싱이 있다. 마찰식은 엔진과 선체 사이에서 발생하는 횡방향의 진동을 감쇠시키기 위해 엔진과 주변 구조물이 스틸 바(steel bar)로 연결되고, 스틸 바의 단부와 주변 구조물이 마찰판을 매개로 하여, 삽입된 마찰판의 마찰력에 의해 엔진의 진동을 감쇠하도록 구성되어 있다. 그러나 마찰식은 유동성이 없는 상태로 단순히 구조물을 고정하고 있는 형태로 그 구성이 간단하게 형성된다는 점에서 장점이 있으나, 큰 강성(rigidity)을 갖기 때문에 외력을 받으면 자체 균열이나 주변 구조물의 균열을 초래하게 되고, 마찰판이 엔진의 진동을 거의 완충하지 못하며 엔진의 로드에 따라 변화하는 진동에 대해서 능동적으로 작동을 하지 못한다는 단점이 있다.Top bracing is installed so as to connect the top and peripheral structures of the engine to each other, and is installed to extend along the lateral direction of the ship in a horizontal posture. These top bracing include friction top bracing and hydraulic top bracing. In order to attenuate the lateral vibration generated between the engine and the hull, the engine and the peripheral structure are connected to steel bars, and the ends of the steel bars and the peripheral structures are connected to each other through a friction plate. And is configured to attenuate the vibration of the engine by frictional force. However, the friction type is advantageous in that the structure is simply formed in a state that the structure is fixed in a state of no fluidity, but since it has a large rigidity, external force causes self cracking or cracking of the surrounding structure And the friction plate hardly cushions the vibration of the engine and does not act actively against vibrations that vary with the load of the engine.
유압식 탑 브레이싱은 엔진에 연결된 유압실린더와, 유압실린더에 내장되고 주변 구조물과 연결된 피스톤과, 어큐뮬레이터를 구비하여 구성된다. 어큐뮬레이터는 엔진에서 발생한 가진력(excitation force)의 가진 주파수에 따라 유압실린더 내의 유압을 자동으로 조절하는데, 유압식은 마찰식에 비해 충격에 대한 강도가 강하고 진동 완충 및 공진 회피가 가능하다는 장점이 있으나, 유압을 공급하기 위한 펌프나 유압 라인과 같은 많은 설비를 구비하여야 하기 때문에 구조 및 작동 메커니즘이 복잡하다는 문제가 있다.The hydraulic type top bracing comprises a hydraulic cylinder connected to the engine, a piston incorporated in the hydraulic cylinder and connected to the peripheral structure, and an accumulator. The accumulator automatically adjusts the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder according to the frequency of the excitation force generated by the engine. The hydraulic type is advantageous in that the strength against impact is strong and vibration buffering and resonance avoidance are possible, There is a problem in that the structure and the operation mechanism are complicated.
유압식 탑 브레이싱에 관한 기술을 예로 들면, 공개특허 제2016-92312호 "낮은 강성값을 제공하는 유압식 탑 브레이싱 장치"는 공진시 횡방향으로 발생하는 진폭을 줄이기 위해 엔진과 선체를 자유롭게 하여 고유진동수를 변경시켜 낮은 강성값을 제공하기 위한 것이다.As an example of a hydraulic top bracing technique, the disclosure of Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2016-92312 entitled "Hydraulic Top Bracing Apparatus Providing Low Stiffness Value" discloses a structure in which the engine and the hull are freed to reduce the amplitude occurring in the transverse direction To provide a low stiffness value.
하지만, 상기 특허기술은 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, 실린더와 피스톤 사이에 씰링(sealing)이 약해서 메인챔버 내의 오일이 누유(淚油)가 발생하게 되어 탑 브레이싱의 기능을 제대로 할 수 없다는 문제가 있다.However, the patented technique has the following problems. First, since the sealing between the cylinder and the piston is weak, the oil in the main chamber may leak, resulting in a problem that the function of the top bracing can not be properly performed.
둘째, 유압 라인이 저압회로와 고압회로로 구분되어 있고, 어큐뮬레이터도 고압용과 저압용으로 각각 별도로 구분되어 있어서, 장치 자체도 복잡할 뿐만 아니라 그에 따른 밸브의 종류 및 개수가 많아 매니폴드 블록의 구조가 매우 복잡하여 고장이 발생할 염려가 많다는 문제가 있다.Second, since the hydraulic line is divided into a low-pressure circuit and a high-pressure circuit, and the accumulator is separately divided into high-pressure and low-pressure lines, the apparatus itself is complicated, and the types and the number of valves are large. There is a problem that there is a high possibility that a failure will occur.
셋째, 피스톤 로드의 단부와 엔진쪽 플랜지 및 피스톤 파일럿 사이에 각각 면접촉이 일어나게 되는데, 필요시 이 부분에 구리스를 주입해 주기 위한 별도의 구성이 구비되어 있지 않기 때문에 마찰이 심해 마모가 많이 발생하게 될 뿐만 아니라 피스톤 로드와 플랜지 및 피스톤 사이로 구리스가 새거나 먼지나 각종 이물질이 침투하게 되는 등 많은 문제가 있다.Third, there is a surface contact between the end of the piston rod and the flange of the engine side and the piston pilot. If necessary, there is no separate structure for injecting the grease. But also there are many problems such as grease leaking between the piston rod, the flange and the piston, and penetration of dust or various foreign substances.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 선박 엔진의 구동으로 인해 발생하는 횡방향 진동을 줄여주고, 특히 엔진 진동과 다른 진동(선체 진동, 축계 진동 등) 사이에 공진이 일어날 경우에 탑 브레이싱의 압력을 로우(low)로 전환시켜서 강성값에 변화를 주어 고유진동수를 변경 시킴으로써 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화시키면서 구조도 매우 간단하고, 실린더와 램 사이의 씰링을 강화하여 누유도 발생하지 않는, 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reduce the lateral vibration generated due to the driving of a marine engine, The vibration of the top bracing is changed to low and the stiffness is changed to change the natural frequency so that the vibration transmitted to the hull from the engine is minimized and the structure is very simple. Low-type hydraulic top bracing for vibration damping of a marine engine which does not cause leakage by enhancing the sealing of the marine engine.
본 발명에 따른 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱은, 선체 구조물에 일단(一端)이 결합된 실린더; 상기 실린더 내에서 전후방향으로 이동하면서 실린더 내부에 메인챔버를 형성하는 램(ram); 일단이 상기 램의 엔진쪽 단부(端部) 부분과 구면 접촉하게 되는 로크너트; 엔진쪽에 일단이 결합된 베어링커버; 일단이 상기 베어링커버의 선체쪽 단부 부분과 구면 접촉하게 되는 피스톤로드; 일단이 상기 피스톤로드와 결합되고, 타단이 로크너트와 결합되는 트란스퍼 베리어(transfer barrier); 상기 메인챔버에 연결되며, 릴리프밸브와 솔레노이드밸브 및 체크밸브를 구비하여 구성되는 밸브매니폴드; 상기 밸브매니폴드와 연결되며, 메인챔버 내의 오일 압력에 따라 내부에 충진된 질소 가스가 압력을 조절해 주는 어큐뮬레이터(accumulator)를 포함하여 구성되어, 엔진과 선체 사이에 공진이 일어날 경우에는 탑 브레이싱의 압력을 로우(low)로 전환시켜서 강성값에 변화를 주어 고유진동수를 변경시킴으로써 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화하도록 작동되는 것을 특징으로 한다.A high / low type hydraulic tower bracing for vibration damping of a marine engine according to the present invention comprises: a cylinder having one end coupled to a hull structure; A ram for moving in the back and forth direction in the cylinder and forming a main chamber inside the cylinder; A lock nut whose one end is in spherical contact with an engine-side end portion of the ram; A bearing cover having one end coupled to the engine; A piston rod whose one end is in spherical contact with a hull-side end portion of the bearing cover; A transfer barrier in which one end is engaged with the piston rod and the other end is engaged with a lock nut; A valve manifold connected to the main chamber, the valve manifold including a relief valve, a solenoid valve, and a check valve; And an accumulator connected to the valve manifold and adjusting the pressure of the nitrogen gas filled in the main chamber according to the oil pressure. When resonance occurs between the engine and the hull, The pressure is switched to low so as to change the stiffness value to change the natural frequency so as to minimize the vibration transmitted to the hull from the engine.
바람직하게는, 어큐뮬레이터는, 내부에 오일이 충진되어 있고, 상기 밸브매니폴드와 연결되는 오일챔버; 고무(rubber)로 제작된 챔버 내부에 일정 압력을 갖는 질소 가스가 충진되어 있다가 상기 오일챔버에 압력을 가하거나 흡수해 주는 가스챔버로 구성된다.Preferably, the accumulator includes an oil chamber filled with oil and connected to the valve manifold; A chamber made of rubber is filled with nitrogen gas having a predetermined pressure, and a gas chamber for applying pressure or absorbing pressure to the oil chamber.
바람직하게는, 로크너트의 외주면과 램(ram)의 엔진쪽 단부 내주면 사이와, 베어링커버의 선체쪽 단부 내주면과 피스톤로드의 외주면 사이에 형성된 공간을 밀폐시키는 프로텍터가 더 결합되어 있으며, 상기 프로텍터는, 양단(兩端)이 로크너트의 외주면과 램 단부의 내주면 사이와, 베어링커버 단부의 내주면과 피스톤로드의 외주면 사이에 각각 삽입되며, 신축성과 탄력성을 구비하여 구성된 벨로즈고무; 상기 로크너트의 외주면 및 피스톤로드의 외주면에 각각 형성된 홈에 삽입되어, 벨로즈고무의 일단에 의해 압착되게 되는 오링(O-ring); 상기 램 단부의 내주면과 베어링커버 단부의 내주면에 각각 형성된 홈에 벨로즈고무의 타단이 절곡되면서 삽입되고, 절곡된 부분에 삽입되게 되는 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, a protector for sealing a space formed between the outer circumferential surface of the lock nut and the inner circumferential surface of the end portion of the ram of the engine and between the inner circumferential surface of the end surface of the bearing cover and the outer circumferential surface of the piston rod is further coupled, A bellows rubber having both ends inserted between the outer circumferential surface of the lock nut and the inner circumferential surface of the ram end portion and between the inner circumferential surface of the end portion of the bearing cover and the outer circumferential surface of the piston rod and having elasticity and elasticity; An O-ring inserted into a groove formed in an outer circumferential surface of the lock nut and an outer circumferential surface of the piston rod, respectively, and pressed by one end of the bellows rubber; And a spring inserted into the groove formed in the inner circumferential surface of the end portion of the ram and the inner circumferential surface of the end portion of the bearing cover while the other end of the bellows rubber is bent and inserted into the bent portion.
바람직하게는, 메인챔버 내의 오일 압력이 일정 압력보다 높아지면 어큐뮬레이터 내에 구비된 가스챔버 내의 질소 가스가 압력을 흡수해 주도록 작동하며, 메인챔버 내의 오일 압력이 일정 압력보다 낮아지면 어큐뮬레이터 내에 구비된 가스챔버 내의 질소 가스가 오일챔버에 힘을 가해서 오일 압력을 높여 주도록 작동한다.Preferably, when the oil pressure in the main chamber is higher than a predetermined pressure, the nitrogen gas in the gas chamber provided in the accumulator is operated to absorb the pressure. When the oil pressure in the main chamber becomes lower than a predetermined pressure, Is operated to increase the oil pressure by applying a force to the oil chamber.
본 발명에 따른 선박 엔진의 진동 감쇄용 유압 탑 브레이싱은 선박 엔진의 구동으로 인하여 발생하는 횡방향 진동을 흡수하고, 특히 엔진 진동과 다른 진동(선체 진동, 축계 진동 등) 사이에 공진이 일어날 경우에 탑 브레이싱의 압력을 로우(low)로 전환시켜서 강성값에 변화를 주어 고유진동수를 변경시킴으로써 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화하여 선박의 안전성은 물론 구조물의 내구성을 현저하게 향상시킬 수 있다.The hydraulic top bracing for vibration damping of a marine engine according to the present invention absorbs the lateral vibration generated due to the driving of the marine engine, and particularly when resonance occurs between the engine vibration and other vibrations (hull vibration, shaft vibration, etc.) By changing the pressure of the top bracing to low and varying the stiffness value to change the natural frequency, the vibration transmitted to the hull from the engine is minimized, and the durability of the structure as well as the safety of the ship can be remarkably improved.
또한, 본 발명의 유압 탑 브레이싱은, 트란스퍼 베리어와 베어링커버의 결합부위 단부(端部) 및 로크너트와 램(ram)의 결합부위 단부 사이에 오링(O-ring)과 벨로즈 고무로 구성되어 유연하게 변형될 수 있는 프로텍터를 결합시켰기 때문에 트란스퍼 베리어가 엔진측 또는 선체측과의 연결 위치 및 각도가 변하더라도 프로텍터가 형상을 변형하면서 능동적으로 대처하여 틈새로 이물질이 유입되거나 구리스가 누유(淚油)되는 것을 근원적으로 방지해 준다.The hydraulic top bracing according to the present invention is constituted by an O-ring and a bellows rubber between an end portion of a joint portion of a transmission pulverizer and a bearing cover and a joint portion between a lock nut and a ram. The transporter can be flexibly deformed. Therefore, even if the transporter's position and angle change with the engine side or the hull side, the protector actively copes with deforming the shape, causing foreign matter to flow into the gap, Oil) is prevented.
또, 필요시 피스톤로드를 통해 구리스를 주입해 줄 수 있도록 구성하고, 둥글게 형성된 트란스퍼 베리어와 로크너트의 각 단부에 구리스홈을 형성했기 때문에 선체에 걸리는 부하에 따라 베어링커버 및 램과의 간격이 변하더라도 트란스퍼 베리어 및 로크너트의 각 단부와 베어링커버 및 램과의 마찰력을 최소화해 주면서 마모를 방지해 준다.Since the grease can be injected through the piston rod if necessary, and the grease groove is formed at each end of the rounded transfer ferrule and the lock nut, the gap between the bearing cover and the ram It minimizes friction between each end of the transfer ferrule and lock nut and the bearing cover and the ram, thus preventing wear.
도 1은 본 발명에 따른 탑 브레이싱을 선박에 장착한 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 일부를 절개한 단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 로우(low)로 전환된 상태에서 엔진에서 선체쪽으로 힘을 가하는 경우의 본 발명에 따른 탑 브레이싱의 작동관계를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4는 엔진에서 선체쪽으로 힘을 가하지 않는 경우의 본 발명에 따른 탑 브레이싱의 작동관계를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 어큐뮬레이터를 도시한 단면도이다.1 is a view showing a state in which a tower bracing according to the present invention is mounted on a ship.
FIG. 2 is a sectional view showing a part of FIG. 1; FIG.
3 is a schematic cross-sectional view showing the operating relationship of the top bracing according to the present invention in the case where a force is applied to the hull from the engine in a state of being switched to low.
4 is a schematic cross-sectional view showing the operating relationship of the top bracing according to the present invention in the case where no force is applied to the hull from the engine.
5 is a sectional view showing the accumulator.
본 발명에 따른 유압 탑 브레이싱의 가장 큰 기술적 특징은, 특정 rpm에서 엔진 진동과 다른 진동(선체 진동, 축계 진동 등) 사이에 공진이 일어날 경우에 탑 브레이싱을 high/low 방식으로 작동하여 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화시켜 선박의 안전성은 물론 구조물의 내구성을 현저하게 향상시켰다는 점이다.The most significant technical feature of the hydraulic top bracing according to the present invention is that when resonance occurs between engine vibration and other vibrations (hull vibration, shaker vibration, etc.) at a certain rpm, the top bracing is operated in a high / And the durability of the structure is remarkably improved as well as the safety of the ship.
본 발명에 따른 탑 브레이싱은 선박의 엔진과 선체 사이에 설치되어 엔진의 구동으로 인해 발생하는 진동을 감쇄해 주고, 특히 엔진 진동과 다른 진동(선체 진동, 축계 진동 등)사이에 공진이 일어날 경우에 high/low 방식으로 작동하여 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동과, 선체에서 엔진쪽으로 전달되는 진동을 최소화 하기 위한 장치이다.The top bracing according to the present invention is installed between the engine of the ship and the hull so as to attenuate vibrations caused by the driving of the engine. In particular, when resonance occurs between the engine vibration and other vibrations (hull vibration, shaft vibration, etc.) It is a device for minimizing vibration transmitted from the engine to the hull and from the hull to the engine by operating in high / low mode.
본 발명에 따른 탑 브레이싱(10)은, 선체 구조물에 일단(一端)이 결합된 실린더(11)와, 실린더(11) 내에서 전후방향으로 이동하는 램(12)과, 램(12)의 엔진쪽 단부(端部)에 결합되는 로크너트(13)와, 엔진쪽에 일단이 결합된 베어링커버(16)와, 베어링커버(16)의 선체쪽 단부에 결합되는 피스톤로드(15)와, 양단이 로크너트(13)와 피스톤로드(15)에 각각 결합되는 트란스퍼 베리어(14)와, 실린더 내부에 형성된 메인챔버(111)와 연결되는 밸브매니폴드(18)와, 밸브매니폴드(18)와 연결되는 어큐뮬레이터(19) 및 전체 작동을 제어하는 제어부(20)를 구비하여 구성된다.A
램(ram)(12)은 실린더(11) 내에서 전후방향으로 이동하면서 실린더 내부에 메인챔버(111)를 형성하게 되며, 메인챔버(111) 내부에는 어큐뮬레이터(19)로부터 공급된 오일이 충진되어 압력을 제공하게 된다. 또한, 램(12)의 엔진쪽 단부(端部) 부분은 구면(球面)으로 형성되어 단부(端部)가 구면으로 형성된 로크너트(13)와 구면접촉을 하게 된다. 미설명 부호 121은 실린더(11) 내벽과 램(12)의 외주면 사이에 설치된 씰링(sealing)이며, 탑 브레이싱의 기능을 확보하기 위해서는 실린더(11) 내벽과 램(12)의 외주면 사이에서 누유(淚油)가 발생하지 않아야 하는데, 본 발명에서는 누유를 완벽하게 방지하기 위해 3중으로 설치하였다.The
베어링커버(16)는 일단이 엔진쪽에 결합되고, 선체쪽 단부 부분은 구면(球面)으로 형성되어 단부가 구면으로 형성된 피스톤로드(15)와 구면접촉을 하게 된다. 또한, 트란스퍼 베리어(transfer barrier)(14)는 일단(一端)이 피스톤로드(15)와 결합되고 타단(他端)이 로크너트(13)와 각각 결합되어 이들 사이를 일체로 연결하게 된다.One end of the
피스톤로드(15)와 트란스퍼 베리어(14)를 통해 구리스를 주입해 줄 수 있는 구리스 주입구(152)가 형성되어 있고, 램(12)의 엔진쪽 단부 부분과 구면 접촉하게 되는 로크너트(13)의 단부와, 베어링커버(16)의 선체쪽 단부 부분과 구면 접촉하게 되는 피스톤로드(15)의 단부에는 구면을 따라 구리스홈(131, 151)이 각각 형성되어 있어서, 필요시 언제든지 구리스를 주입해 줄 수 있어서 면접촉되는 부위의 마찰을 줄여 마모를 줄여주게 된다.A
로크너트(13)의 외주면과 램(12)의 엔진쪽 단부(端部) 내주면 사이와, 베어링커버(16)의 선체쪽 단부 내주면과 피스톤로드(15)의 외주면 사이에는 간격이 있어야 하므로 공간(틈새)이 형성되게 되어 있어서, 공간(틈새)을 통해서 구리스가 누유되고 각종 이물질이 침투하게 되므로, 이 공간(틈새)을 밀폐시키기 위해 프로텍터(17)를 결합시키는 것이 바람직하다. 이러한 프로텍터(17)는 탑 브레이싱(10)의 작동에 따라 피스톤로드(15)의 각도와 위치가 변하면서 공간(틈새)의 간격의 크기가 변하게 되므로 간격 변화에 능동적으로 대처할 수 있도록 하기 위하여 신축성과 탄력성이 있어야 한다.Since there is a gap between the outer circumferential surface of the
프로텍터(17)는 벨로즈고무(171)의 양단에 오링(172)과 스프링(173)이 위치하게 되는데, 벨로즈고무(171)는 양단(兩端)이 로크너트(13)의 외주면과 램(12) 단부의 내주면 사이와, 베어링커버(16) 단부의 내주면과 피스톤로드(15)의 외주면 사이에 각각 삽입되며, 판상(板狀)의 부재가 아니고 신축성과 탄력성을 구비하여 주름지거나 굴곡을 가진 벨로즈와 같은 형상이다.The
오링(O-ring)(172)은 로크너트(13)의 외주면 및 피스톤로드(15)의 외주면에 각각 형성된 홈에 삽입되어 벨로즈고무(171)의 일단에 의해 압착되게 되면서 밀폐시키게 되고, 스프링(173)은 램(12) 단부의 내주면과 베어링커버(16) 단부의 내주면에 각각 형성된 홈에 벨로즈고무(171)의 타단이 절곡되면서 삽입되고 절곡된 부분에 삽입되게 된다. The O-
밸브매니폴드(18)는 메인챔버(111)에 연결되어 유압을 제어하기 위한 밸브들이 배치된 블록인데, 설정된 일정 이상의 압력이 작용하게 되면 밸브가 열려서 압력을 낮춰주는 역할을 하는 릴리프밸브(181)와, 탑 브레이싱을 high/low로 변환시키는 역할을 하는 솔레노이드밸브(182)와, 오일이 한방향으로만 이동하도록 하는 체크밸브(183) 및 일정 압력 이하로 떨어지면 알람 신호를 발하는 압력 트란스미터(184)로 구성되어 구조가 매우 간단하다. 미설명 부호 20은, 밸브매니폴드(18)를 포함한 탑 브레이싱의 모든 작동을 제어해 주는 제어부이다.The
메인챔버(111) 내의 유압은 항상 일정 수준(예를 들면, 49㎏/㎠) 이하를 유지하고 있는데, 압력이 더 높아지면 릴리프밸브(181)가 개방되면서 어큐뮬레이터(19)쪽으로 오일을 유출시켜 압력을 낮춰주게 되고, 메인챔버(111) 내의 유압이 일정 수준(예를 들면, 10㎏/㎠) 이하로 떨어지면 어큐뮬레이터(19)쪽에서 체크밸브(183)을 통해 오일을 유입시켜 압력을 높여주게 된다. 또, 엔진 진동과 다른 진동(선체 진동, 축계 진동 등) 사이에 공진이 일어날 경우에는 솔레노이드밸브(182)를 통해 오일챔버(192)로 오일이 이동하면서 가스챔버(191) 내에 충진된 질소 가스가 압력을 흡수해 주면서 탑 브레이싱의 압력을 로우(low)로 전환시켜서 강성값에 변화를 주어 고유진동수를 변경시킴으로써 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화하도록 작동하게 된다.The hydraulic pressure in the
어큐뮬레이터(accumulator)(19)는 내부에 일정 압력의 질소 가스가 충진된 고무(rubber)로 제작된 가스챔버(191)가 구비되어 있어서, 가스챔버(191)가 신축하면서 가스챔버(191) 내부의 질소 가스가 압력을 흡수했다가 다시 발산해 주게 된다. 구체적으로 설명하면, 메인챔버(111)의 오일 압력이 높아지게 되면 가스챔버(191) 내의 질소 가스가 오일의 압력을 흡수하고, 반대로 메인챔버(111)의 오일 압력이 떨어지게 되면 압력을 흡수하고 있던 질소 가스가 오일에 압력을 가하면서 오일의 압력을 높여주는 역할을 한다.The
도 3과 4를 참조하여 본 발명에 따른 탑 브레이싱의 작동 관계를 상세하게 설명하면, 탑 브레이싱에 선체나 엔진으로부터 릴리프밸브(181)의 설정 압력보다 낮은 힘이 가해질 경우에는 메인챔버(111)의 유압이 증가하게 되고, 이 압력으로 엔진의 횡방향 진동을 지탱하게 된다.3 and 4, when a force lower than the set pressure of the
탑 브레이싱에 더 큰 힘이 가해지게 되면, 즉 릴리프밸브(181)에 설정된 압력보다 큰 힘이 가해지게 되면 릴리프밸브(181)가 개방되면서 메인챔버(111)에 있는 오일이 포펫밸브(poppet valve)(193)를 통과하여 오일챔버(192)로 이동하고, 이와 같이 오일이 이동되는 동안 고무(rubber)로 제작된 가스챔버(191) 내의 질소 가스가 압축되면서 압력을 흡수하게 되므로 어큐뮬레이터(19)가 상기 힘을 흡수하게 된다.When a force greater than the pressure set on the
역하중을 받는 경우, 즉 엔진이나 선체가 서로 멀어지는 경우에는 메인챔버(111)의 유압이 감소하게 된다. 이와 동시에 가스챔버(191) 내부의 압축된 질소 가스가 가스챔버(191)의 고무벽을 밀면서 팽창하여 오일챔버(192) 쪽으로 밀어내고, 오일챔버(192) 내부의 오일이 체크밸브(183)를 통하여 메인챔버(111)로 흘러들어가게 된다.In the case of receiving a reverse load, that is, when the engine or the hull is distant from each other, the hydraulic pressure in the
또, 엔진 진동과 다른 진동(선체 진동, 축계 진동 등) 사이에 공진이 일어날 경우에는 솔레노이드밸브(182)를 통해 어큐뮬레이터의 오일챔버(192)로 오일이 이동하면서 가스챔버(191) 내에 충진된 질소 가스가 압력을 흡수해 주면서 탑 브레싱의 압력을 로우(low)로 전환시켜서 강성값에 변화를 주어 고유진동수를 변경시킴으로써 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화하도록 작동하게 된다.When resonance occurs between the engine vibration and other vibrations (hull vibration, shaft vibration, etc.), the oil moves to the
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Various modifications and variations will be possible without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the scope of the appended claims, and technical scope within the scope of equivalency thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 탑 브레이싱
11 : 실린더 111 : 메인챔버
12 : 램(ram) 121 : 씰링(sealing)
13 : 로크너트 131 : 구리스홈
14 : 트란스퍼 베리어(transfer barrier)
15 : 피스톤로드 151 : 구리스홈
152 : 구리스 주입구
16 : 베어링커버
17 : 프로텍터 171 : 벨로즈고무
172 : 오링(O-ring) 173 : 스프링
18 : 밸브매니폴드 181 : 릴리프밸브
182 : 솔레노이드밸브 183 : 체크밸브
184 : 압력 트란스미터
19 : 어큐뮬레이터(Accumulator) 191 : 가스챔버
192 : 오일챔버 193 : 포펫밸브(poppet valve)
20 : 제어부 10: Top Bracing
11: cylinder 111: main chamber
12: ram 121: sealing
13: Lock nut 131: Grease groove
14: transfer barrier
15: piston rod 151:
152: Grease inlet
16: Bearing cover
17: Protector 171: Bellows rubber
172: O-ring 173: spring
18: Valve manifold 181: Relief valve
182: Solenoid valve 183: Check valve
184: Pressure Transmitter
19: Accumulator 191: Gas chamber
192: Oil chamber 193: Poppet valve
20:
Claims (6)
상기 탑 브레이싱은,
선체 구조물에 일단(一端)이 결합된 실린더;
상기 실린더 내에서 전후방향으로 이동하면서 실린더 내부에 메인챔버를 형성하는 램(ram);
일단이 상기 램의 엔진쪽 단부(端部) 부분과 구면 접촉하게 되는 로크너트;
엔진쪽에 일단이 결합된 베어링커버;
일단(一端)이 상기 베어링커버의 선체쪽 단부(端部) 부분과 구면 접촉하게 되는 피스톤로드;
일단이 상기 피스톤로드와 결합되고, 타단이 로크너트와 결합되는 트란스퍼 베리어(transfer barrier);
상기 메인챔버에 연결되며, 릴리프밸브와 솔레노이드밸브 및 체크밸브를 구비하여 구성되는 밸브매니폴드;
상기 밸브매니폴드와 연결되며, 메인챔버 내의 오일 압력에 따라 내부에 충진된 질소 가스가 압력을 조절해 주는 어큐뮬레이터(accumulator);
를 포함하여 구성되고,
상기 로크너트의 외주면과 램(ram)의 엔진쪽 단부(端部) 내주면 사이와, 베어링커버의 선체쪽 단부 내주면과 피스톤로드의 외주면 사이에 형성된 공간을 밀폐시키는 프로텍터가 더 결합되어 있으며,
상기 프로텍터는,
양단(兩端)이 로크너트의 외주면과 램 단부의 내주면 사이와, 베어링커버 단부의 내주면과 피스톤로드의 외주면 사이에 각각 삽입되며, 신축성과 탄력성을 구비하여 구성된 벨로즈고무;
상기 로크너트의 외주면 및 피스톤로드의 외주면에 각각 형성된 홈에 삽입되어, 벨로즈고무의 일단에 의해 압착되게 되는 오링(O-ring);
상기 램 단부의 내주면과 베어링커버 단부의 내주면에 각각 형성된 홈에 벨로즈고무의 타단이 절곡되면서 삽입되고, 절곡된 부분에 삽입되게 되는 스프링;
으로 구성되며,
엔진과 선체 사이에 공진이 일어날 경우에는 탑 브레이싱의 압력을 로우(low)로 전환시켜서 강성값에 변화를 주어 고유진동수를 변경시킴으로써 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 최소화하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱.
A hydraulic top bracing for vibration damping generated by driving an engine installed between an engine of a ship and a hull,
The top bracing comprises:
A cylinder having one end coupled to the hull structure;
A ram for moving in the back and forth direction in the cylinder and forming a main chamber inside the cylinder;
A lock nut whose one end is in spherical contact with an engine-side end portion of the ram;
A bearing cover having one end coupled to the engine;
A piston rod whose one end is in spherical contact with an end portion of the bearing cover on the side of the hull;
A transfer barrier in which one end is engaged with the piston rod and the other end is engaged with a lock nut;
A valve manifold connected to the main chamber, the valve manifold including a relief valve, a solenoid valve, and a check valve;
An accumulator connected to the valve manifold and adapted to regulate the pressure of nitrogen gas filled in the main chamber according to the oil pressure;
And,
A protector for sealing a space formed between an outer circumferential surface of the lock nut and an inner circumferential surface of an end portion of a ram of the ram and between the inner circumferential surface of the end portion of the bearing cover and the outer circumferential surface of the piston rod,
The protector includes:
A bellows rubber having both ends inserted between the outer circumferential surface of the lock nut and the inner circumferential surface of the ram end portion, between the inner circumferential surface of the bearing cover end portion and the outer circumferential surface of the piston rod, and having elasticity and elasticity;
An O-ring inserted into a groove formed in an outer circumferential surface of the lock nut and an outer circumferential surface of the piston rod, respectively, and pressed by one end of the bellows rubber;
A spring inserted into the groove formed in the inner circumferential surface of the end portion of the ram and the inner circumferential surface of the end portion of the bearing cover while the other end of the bellows rubber is bent and inserted into the bent portion;
Lt; / RTI >
Characterized in that when the resonance occurs between the engine and the hull, the pressure of the top bracing is switched to low so as to change the rigidity value to change the natural frequency so as to minimize the vibration transmitted to the hull from the engine. High / low type hydraulic top bracing for engine vibration damping.
내부에 오일이 충진되어 있고, 상기 밸브매니폴드와 연결되는 오일챔버;
고무(rubber)로 제작된 챔버 내부에 일정 압력을 갖는 질소 가스가 충진되어 있다가, 상기 오일챔버에 압력을 가하거나 흡수해 주는 가스챔버;
로 구성된 것을 특징으로 하는 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱.
2. The accumulator as claimed in claim 1,
An oil chamber filled with oil and connected to the valve manifold;
A gas chamber filled with a nitrogen gas having a predetermined pressure inside the chamber made of rubber and applying pressure or absorbing pressure to the oil chamber;
And a high / low type hydraulic top bracing for vibration damping of a marine engine.
상기 메인챔버 내의 오일 압력이 일정 압력보다 높아지면 어큐뮬레이터 내에 구비된 가스챔버 내의 질소 가스가 압력을 흡수해 주도록 작동하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱.
The method according to claim 1,
Low pressure type hydraulic top bracing for vibration damping of a marine engine, characterized in that when the oil pressure in the main chamber becomes higher than a certain pressure, nitrogen gas in the gas chamber provided in the accumulator operates to absorb the pressure.
상기 메인챔버 내의 오일 압력이 일정 압력보다 낮아지면 어큐뮬레이터 내에 구비된 가스챔버 내의 질소 가스가 오일챔버에 힘을 가해서 오일 압력을 높여 주도록 작동하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱.
The method according to claim 1,
Wherein when the oil pressure in the main chamber is lower than a predetermined pressure, nitrogen gas in the gas chamber provided in the accumulator acts on the oil chamber to increase the oil pressure by increasing the oil pressure. Top bracing.
상기 램의 엔진쪽 단부 부분과 구면 접촉하게 되는 로크너트와, 베어링커버의 선체쪽 단부 부분과 구면 접촉하게 되는 피스톤로드에는 구면을 따라 구리스홈이 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박 엔진의 진동 감쇄용 하이/로우 타입 유압 탑 브레이싱.The method according to claim 1,
And a piston groove which is in spherical contact with a hull side end portion of the bearing cover is formed with a grease groove along the spherical surface, High / Low Type Hydraulic Top Bracing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160155147A KR101701150B1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | High/low type hydraulic top bracing for reducing the vibration from engine |
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KR1020160155147A KR101701150B1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | High/low type hydraulic top bracing for reducing the vibration from engine |
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KR101701150B1 true KR101701150B1 (en) | 2017-02-01 |
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KR1020160155147A KR101701150B1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | High/low type hydraulic top bracing for reducing the vibration from engine |
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CN112682462A (en) * | 2020-11-24 | 2021-04-20 | 江苏科技大学 | Hydraulic polar region ship shafting rotary vibration semi-active control device |
CN113911308A (en) * | 2021-10-26 | 2022-01-11 | 湖北宜昌精森机械有限公司 | Raft frame of power cabin raft of ship |
Citations (1)
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KR20090116010A (en) * | 2008-05-06 | 2009-11-11 | 전영근 | Hydraulic top bracing |
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2016
- 2016-11-21 KR KR1020160155147A patent/KR101701150B1/en active IP Right Grant
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