KR102355190B1

KR102355190B1 - 선박용 포드형 추진 장치 및 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박

Info

Publication number: KR102355190B1
Application number: KR1020200132720A
Authority: KR
Inventors: 전경한; 윤지택
Original assignee: 주식회사 더원
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2022-02-07

Abstract

선박용 포드형 추진 장치 및 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박가 개시된다. 본 발명은, 선박의 추진을 위한 프로펠러를 회전시키는 전기 모터 및 전기 모터가 내부에 설치되는 포드 하우징을 구비하며, 전기 모터의 고정자는 포드 하우징의 내부면과 열적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 선박용 포드형 추진 장치에 설치된 전기 모터의 수랭식 방열 구조를 구현할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 인버터를 설치함으로써 인버터의 수랭식 방열 구조를 추가적으로 구현할 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 설치된 인버터의 정비 용이성을 확보할 수 있게 된다.

Description

선박용 포드형 추진 장치 및 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박{Pod Type Propulsion Device for Ships, and Ship with Pod Type Propulsion Device for Ships Installed}

본 발명은 선박용 포드형 추진 장치 및 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박용 포드형 추진 장치에 설치된 전기 모터의 수랭식 방열 구조를 구현할 수 있고, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 인버터를 설치함으로써 인버터의 수랭식 방열 구조를 추가적으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 설치된 인버터의 정비 용이성을 확보할 수 있도록 하는 선박용 포드형 추진 장치 및 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박에 관한 것이다.

선박에 추진력과 조타력을 제공하기 위해 선박의 선수 아래에 현수되는 선박용 포드형 추진 장치는 전기 모터, 전기 모터에 연결 설치되는 회전축 및 회전축의 단부에 설치되는 프로펠러를 포함한다.

한편, 이와 같이 선박용 포드형 추진 장치에 구비된 전기 모터의 과도한 발열로 인한 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 전기 모터의 냉각을 위한 별도의 냉각 장치를 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 설치하는 다양한 방법이 제안된 바 있다.

그러나, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 설치되는 냉각 장치는 냉각 장치의 노후화로 인한 기능 저하, 설계 및 제작 비용의 증가, 유지 관리 비용의 증가 등의 여러 문제점을 발생시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은, 선박용 포드형 추진 장치에 설치된 전기 모터의 수랭식 방열 구조를 구현할 수 있고, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 인버터를 설치함으로써 인버터의 수랭식 방열 구조를 추가적으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 설치된 인버터의 정비 용이성을 확보할 수 있도록 하는 선박용 포드형 추진 장치 및 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박용 포드형 추진 장치는, 선박의 추진을 위한 프로펠러를 회전시키는 전기 모터; 및 상기 전기 모터가 내부에 설치되는 포드 하우징을 포함하며, 상기 전기 모터의 고정자는 상기 포드 하우징의 내부면과 열적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전기 모터의 고정자와 열적으로 연결되어 있는 상기 포드 하우징의 내부면에 대응되는 상기 포드 하우징의 외부면은 물과 접촉되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포드 하우징의 내부에는 상기 전기 모터의 속도를 제어하는 인버터가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인버터는 상기 포드 하우징의 내부면과 열적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인버터는 상기 전기 모터의 상부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 포드 하우징의 내부에는 절연 오일이 충진되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기 모터는 독립 다상 모터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기 모터는 3상 모터인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 선박은 상기 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 선박용 포드형 추진 장치에 설치된 전기 모터의 수랭식 방열 구조를 구현할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 인버터를 설치함으로써 인버터의 수랭식 방열 구조를 추가적으로 구현할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 선박용 포드형 추진 장치의 내부에 설치된 인버터의 정비 용이성을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 내부 구조를 나타내는 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 내부 구조를 정면에서 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 상부 구조를 나타낸 도면, 및
도 4는 도 3에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 상부 구조에서 전원판을 제거한 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 내부 구조를 나타내는 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 내부 구조를 정면에서 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 포드형 추진 장치는 전기 모터(100), 포드 하우징(200), 인버터(300) 및 제어부(400)를 포함한다.

전기 모터(100)에는 선박의 추진을 위해 회전되는 프로펠러(10)가 단부에 설치된 회전축(120)이 연결 설치되어 있으며, 인버터(300)는 제어부(400)로부터 수신되는 제어 신호에 기초하여 전기 모터(100)의 회전 속도를 제어한다.

한편, 도 1 및 도 2에서와 같이 전기 모터(100), 인버터(300) 및 제어부(400)는 모두 포드 하우징(200)의 내부에 설치된다.

구체적으로, 전기 모터(100)는 포드 하우징(200)의 내부 바닥면에 설치되고, 인버터(300)는 전기 모터(100)의 상부에 적층되도록 설치되며, 도 2에서와 같이 제어부(400)는 인버터(300)의 측면에 설치된다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 전기 모터(100)의 고정자(110)는 포드 하우징(200)의 내부 바닥면과 내부 측면에 각각 접하도록 설치됨으로서 포드 하우징(200)의 내부면(210)과 열적으로 연결 설치되도록 함이 바람직할 것이다.

한편, 선박용 포드형 추진 장치의 사용 상태에서 선박용 포드형 추진 장치가 물에 잠김에 따라 포드 하우징(200)의 외부면은 물과 접촉되게 되며, 이에 전기 모터(100)에서 발생되는 폐열은 전기 모터(100)의 고정자(110)를 통해 포드 하우징(200)의 내부면(210)으로 전달되며 포드 하우징(200)의 내부면(210)으로 전달된 폐열은 포드 하우징(200)의 외부면에 접촉된 물을 통해 외부로 배출되게 된다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 인버터(300) 또한 포드 하우징(200)의 내부면(210)과 열적으로 연결되도록 설치됨이 바람직할 것이다.

구체적으로, 도 1에서와 같이 인버터(300)의 측면이 포드 하우징(200)의 내부 측면에 접하도록 설치됨으로써 인버터(300)에서 발생되는 폐열 또한 포드 하우징(200)의 내부면(210)으로 전달되고 포드 하우징(200)의 내부면(210)으로 전달된 폐열은 포드 하우징(200)의 외부 면에 접촉되어 있는 물을 통해 외부로 배출되도록 함이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 종래 기술과는 달리 인버터(300)를 포드 하우징(200)의 외부에 설치하지 않고 포드 하우징(200)의 내부에 설치하되, 인버터(300)에서 발생되는 폐열을 포드 하우징(200)을 통해 외부로 배출할 수 있도록 함으로써 인버터(300)에 대한 효과적인 방열 구조를 추가적으로 구현할 수 있게 된다.

또한, 본 발명을 실시함에 있어서, 포드 하우징(200)의 내부에는 절연 오일이 충진되도록 할 수도 있을 것이다. 이러한 경우에 절연 오일은 전기 모터(100)와 인버터(300)에서 발생하는 열을 냉각시키는 쿨링 오일로서의 기능을 수행하게 될 뿐만 아니라, 선박용 포드형 추진 장치가 잠겨있는 물이 포드 하우징(200)의 내부로 스며들지 않도록 함으로써 포드 하우징(200)의 수밀성을 보강하는 기능 또한 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 도 1 및 도 2에서와 같이 전기 모터(100)의 상부에 인버터(300)를 설치함으로써, 포드 하우징(200)의 내부에 설치된 인버터(300)의 정비가 필요한 경우에 작업자가 도 3에서와 같이 인버터(300)의 상부면에 설치되어 있는 전원판(310)을 제거함에 따라 도 4에서와 같이 포드 하우징(200)의 상부 개방구를 통해 노출되는 인버터(300)를 바로 정비할 수 있게 됨으로써, 인버터(300)의 정비 용이성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명을 실시함에 있어서, 전기 모터(100)는 독립 다상 모터가 될 수 있을 것이며, 이러한 경우에 도 2 및 도 4에서와 같이 독립 다상 모터의 고정자(110)에서의 각 권선을 인버터(300)에 전기적으로 연결하는 나란히 배치된 각 전극 구조체(130)가 절연 처리되도록 함이 바람직할 것이다.

한편, 이와 같은 전극 구조체(130)는 제어부(400)에 의한 인버터(300)의 출력 전류를 전기 모터(100)로 전송함으로써 전기 모터(100)는 인버터(300)의 출력 주파수에 따라 구동되게 된다.

한편, 본 발명에서의 전기 모터(100)를 독립 다상 모터로 구현함으로써, 독립 다상 모터를 구성하는 각 상별 구동 모듈 중 일부에 고장이 발생하는 경우에도 독립 다상 모터의 부분적 구동이 가능함에 따라 본 발명에 따른 선박용 포드형 추진 장치의 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 전기 모터(100)는 3상 모터가 될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 도 1에서와 같이 인버터(300)는 복수의 모듈로 구성될 수 있으며, 이러한 경우에 각각의 인버터(300) 모듈에 대해 도 2에서와 같이 제어부(400)가 개별적으로 설치될 수도 있으며, 복수의 인버터(300) 모듈을 통합적으로 제어하는 단일의 제어부(400)가 설치될 수도 있을 것이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10: 프로펠러, 100: 전기 모터,
110: 고정자, 120: 회전축,
130: 전극 구조체, 200: 포드 하우징,
210: 내부면, 300: 인버터,
310: 전원판.

Claims

선박의 추진을 위한 프로펠러(10)를 회전시키는 전기 모터(100);
상기 전기 모터(100)가 내부에 설치되는 포드 하우징(200); 및
상기 포드 하우징(200)의 내부에 설치되며, 상기 전기 모터(100)의 속도를 제어하는 인버터(300)
을 포함하며,
상기 전기 모터(100)의 고정자(110)는 상기 포드 하우징(200)의 내부면(210)과 열적으로 연결되어 있고,
상기 인버터(300)는 상기 포드 하우징(200)의 내부면과 열적으로 연결되어 있으며,
상기 인버터(300)는 상기 전기 모터(100)의 상부에 설치되되, 상기 포드 하우징(200)의 상부 개방구를 통해 외부로 노출되고,
상기 포드 하우징(200)의 내부에는 절연 오일이 충진되는 것인 선박용 포드형 추진 장치.
제1항에 있어서,
상기 인버터(300)의 측면이 상기 포드 하우징(200)의 내부 측면에 접하도록 설치되며, 상기 인버터(300)에서 발생되는 열이 상기 포드 하우징(200)을 통해 수중으로 배출되는 것인 선박용 포드형 추진 장치.
제1항에 있어서,
상기 전기 모터(100)는 독립 다상 모터인 것인 선박용 포드형 추진 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 선박용 포드형 추진 장치가 설치된 선박.