KR102434572B1 - 2단 압축 어큐뮬레이터 및 이를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱 - Google Patents

2단 압축 어큐뮬레이터 및 이를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 에어챔버와 오일챔버의 실린더 및 피스톤의 단면적을 2단으로 제작함으로써 단면적이 넓은 에어챔버에서 가해지는 압력을 단면적이 작은 오일챔버에서 단면적의 비율만큼 압력을 상승시킨 오일 압력을 얻을 수 있는 2단 압축 어큐뮬레이터(accumulator)를 제공하고, 어큐뮬레이터의 에어챔버 압력을 오일챔버에서 크게 상승시켜 탑브레이싱의 실린더에 충전된 오일에 공급해줌으로써, 선체에서 엔진쪽으로 전달되는 진동 및 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 효율적으로 감쇄시킬 수 있는, 2단 압축 어큐뮬레이터를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱을 제공하기 위한 것이다.

Description

2단 압축 어큐뮬레이터 및 이를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱{Two-stage compression accumulator and top-bracing for lateral vibration damping of ship engine using the same}
본 발명은 2단 압축 어큐뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에어챔버와 오일챔버의 실린더 단면적을 다르게 함으로써, 에어챔버에서 가해지는 압력을 오일챔버에서 크게 상승시킬 수 있는 2단 압축 어큐뮬레이터 및 이를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱에 관한 것이다.
어큐뮬레이터(accumulator)는 유체를 에너지원으로 사용하기 위해 가압 상태로 저축하는 용기인데, 비압축성인 유압유에 대해 압축성 있는 기체인 공기나 질소 가스 등을 사용하여 충격을 완화시키는 등의 오일의 특성을 보완하여 특히 순간적으로 높은 출력을 요구하는 유압시스템에 사용되는 유압기기로, 유압회로의 압력이 크게 변할 때 즉 서지(surge) 압력이 발생할 때 이를 흡수하는 장치로 사용된다. 어큐뮬레이터는 다양한 분야에서 다양한 종류가 사용되고 있는데, 그 중에서 피스톤형 어규뮬레이터는 실린더 내에 위치한 피스톤에 의해 챔버가 분리되어 각 챔버에 기체와 액체가 분리 저장된 구조인데, 구조가 간단하고 강도가 높으며 내구성이 있다는 장점이 있어서 특히 고압이 필요한 장치나 설비에 사용된다.
한편, 대형 선박에 사용되는 엔진은 구동에 따라 피스톤의 직선운동과 커텍팅로드의 회전운동으로 인하여 상당량의 횡방향 진동이 발생하게 되며, 이때 엔진에서 발생한 진동이 선체에 전달되면 선체와 선체 구조물의 내구성을 단축시키고 엔진에도 무리가 갈 뿐만 아니라 선체 안전성도 떨어뜨리고 승선감을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다. 따라서 엔진의 진동을 흡수 상쇄시켜 선체에 전달되는 진동을 줄이기 위해 엔진과 선체를 물리적으로 연결하면서 엔진에서 발생하는 진동을 감쇄시켜 선체로 전달되는 진동을 최소화시키는 탑브레이싱(top bracing)이 사용되고 있다.
이와 같은 탑브레이싱은 선박 엔진이 작동할 때 진동하면서 발생한 횡방향 압력을 탑브레이싱의 메인챔버에 충전된 오일에서 흡수해 주게 하여 선체로 전달되지 않도록 하는데, 이때 메인챔버에서 큰 압력을 흡수해 줄 수 있기 위해서는 메인챔버에 충전된 오일에 큰 압력이 걸려 있어야 하고, 이를 위해서는 어큐뮬레이터의 오일챔버에서 큰 압력을 제공해 주어야 한다. 하지만, 지금까지 탑브레이싱에 사용된 어큐뮬레이터는 에어챔버에서 가해주는 압력(일반적으로 대형 선박은 7㎏/㎠를 사용하고 있음)을 오일챔버에서 더 압축시키지 못하고, 오일챔버에 걸리는 압력이 에어챔버에서 가해주는 압력과 동일하기 때문에 엔진 쪽에서 더 큰 압력이 작용하게 될 때는 탑브레이싱의 기능을 제대로 할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 출원인(발명자)은 대형 선박에 사용되는 탑브레이싱에 대하여 특허등록 제609051호 "선박 엔진의 진동 감쇄용 유압 탑브레이싱", 특허등록 제903087호 "선박 엔진의 진동 감쇄용 쌍방향 작동식 유압 탑브레이싱", 특허등록 제2185331호 "선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 양방향 작동식 탑브레이싱" 등을 특허받았는데, 상기 특허들은 기존의 어큐뮬레이터를 그대로 사용하면서 램(ram)과 피스톤 및 유입회로의 구조 및 작동방식을 변경하여 탑브레이싱의 실린더에 충전된 오일의 압력을 보충해 줌으로써 엔진쪽에서 선체쪽으로 가해지는 서지(surge) 압력을 흡수해 주기 위한 기술이다.
또한, 선박의 탑브레이싱에 사용되는 어큐뮬레이터에 관하여 특허등록 제1753421호 "선박 탑브레이싱용 어큐뮬레이터" 등과 같은 기술이 출현했지만, 어큐뮬레이터의 오일챔버에 충전된 오일의 압력이 탑브레이싱의 실린더에 충전된 오일의 압력을 크게 높여 줄 수 없어서 엔진쪽에서 선체쪽으로 가해지는 진동을 효율적으로 감쇄시킬 수 없는 구조이므로 위에서 지적한 어큐뮬레이터가 갖고 있는 문제를 해결할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 에어챔버와 오일챔버의 실린더 및 피스톤의 단면적을 2단으로 제작함으로써 단면적이 넓은 에어챔버에서 가해지는 압력을 단면적이 작은 오일챔버에서 단면적의 비율만큼 압력을 상승시킨 오일 압력을 얻을 수 있는 2단 압축 어큐뮬레이터(accumulator)를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 선박에서 사용하는 콘트롤 에어(control air)가 7바(bar)이므로 이 압력으로 엔진쪽에서 선체쪽으로 전달되는 큰 진동을 메인챔버 및 보조챔버에서 흡수하는 것이 불가능한 상황이 발생될 경우, 2단 압축 어큐뮬레이터에서 콘트롤 애어보다 압력을 상승시킨 오일을 메인챔버 및 보조챔버에 공급하여 오일 압력을 증가시키고 엔진 진동에 대한 응답속도를 빠르게 할 수 있는, 2단 압축 어큐뮬레이터를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터는, 단면적이 서로 다르게 형성되어, 상대적으로 단면적이 큰 부분과 작은 부분이 단(段)이져서 형성된 제1 및 제2실린더; 단면(斷面)이 '┳' 형상으로 일체로 형성되어, 수평방향으로 위치하게 되는 제1피스톤은 제1실린더 내측에 위치하게 되고, 수직방향으로 위치하게 되는 제2피스톤의 하단부분은 제2실린더의 내측에 위치하게 되는 피스톤; 상기 제1실린더의 상단(上端)을 막아서 폐쇄하게 되는 상부플레이트와 제1피스톤의 상면 사이에 형성된 챔버(chamber)이고, 상부플레이트를 관통하여 에어가 공급 또는 배출되게 되는 에어챔버; 상기 제2실린더의 하단(下端)을 막아서 폐쇄하게 되는 하부플레이트와 제2피스톤의 하면 사이에 형성된 챔버이고, 하부플레이트를 관통하여 오일이 공급 또는 배출되게 되는 오일챔버를 포함하여 구성되어, 상기 에어챔버에 가해진 압력이 오일챔버의 압력을 제1실린더와 제2실린더의 단면적 비율만큼 상승시키게 되어, 오일챔버에 충전된 오일의 압력이 에어챔버의 압력보다 상승되게 되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 제2실린더의 상단부를 형성하는 단턱부가 제1실린더의 하단부에 결합되어 제1 및 제2실린더가 일체로 구성되게 되고, 단턱부의 상면 가장자리 부분에 접하게 되는 제1실린더의 측벽에는 외부와 관통되도록 에어벤트홀이 형성되어 있다.
바람직하게는, 제1실린더와 제2실린더는 단면적이 서로 달라서 단턱부에 의해 단(段)이져서 일체로 형성되고, 단턱부의 상면 가장자리 부분에 접하게 되는 제1실린더의 측벽에는 외부와 관통되도록 에어벤트홀이 형성되어 있다.
바람직하게는, 제1 및 제2피스톤의 외주면에는 오링(O-ring)과 웨어링(wear ring)이 각각 구비되어 있다.
바람직하게는, 제1실린더의 단면적은 제2실린더의 단면적보다 1.5∼3.0배 크게 형성되어 있다.
본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱은, 선체측 구조물에 결합되어 설치되고, 피스톤에 의해 내부가 메인챔버와 보조챔버로 구획되어 있는 실린더; 상기 실린더에 형성된 메인챔버 및 보조챔버와 각각 연통되게 되며, 릴리프밸브와 솔레노이드밸브 및 체크밸브를 구비하여 구성된 밸브블록; 에어챔버와 오일챔버로 구획되고, 오일챔버가 상기 밸브블록과 연결되어, 실린더에 형성된 메인챔버 및 보조챔버에 충전된 오일 압력에 따라 에어챔버에 충전된 에어가 오일챔버에 충전된 오일의 압력을 조절해 주는 어큐뮬레이터;를 포함하여 구성되며, 상기 어큐뮬레이터는 에어챔버를 형성하는 제1실린더와 오일챔버를 형성하는 제2실린더의 단면적이 서로 다르게 형성되어, 에어챔버에 가해진 압력보다 오일챔버에 충전된 오일의 압력을 단면적의 비율만큼 높게 상승시키는 2단 압축 어큐뮬레이터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터는 에어챔버와 오일챔버의 실린더 단면적이 서로 다르게 제작되고, 실린더 내에 위치하는 피스톤도 단면적이 서로 다르게 2단으로 제작하여 단면적이 큰 제1피스톤은 단면적이 큰 에어챔버 내에 위치하고, 단면적이 작은 제2피스톤의 하단부분은 오일챔버 내에 위치하도록 조립된 구조이므로, 에어챔버에서 가해지는 압력을 오일챔버에서는 실린더의 단면적 비율만큼 상승시킨 오일압력을 얻을 수 있어서, 에어공급수단으로부터 동일한 에어압력이 가해지더라도 훨씬 상승된 오일압력을 얻을 수 있으므로 큰 오일압력이 필요한 유압시스템에 매우 유용하게 사용할 수 있다.
또, 선박에서 사용하는 콘트롤 에어(control air)가 7바(bar)이므로 이 압력으로 엔진쪽에서 선체쪽으로 전달되는 큰 진동을 메인챔버 및 보조챔버에서 흡수하는 것이 불가능한 상황이 발생될 경우, 2단 압축 어큐뮬레이터에서 콘트롤 에어보다 압력을 상승시킨 오일을 메인챔버 및 보조챔버에 공급하여 메인챔버 및 보조챔버에 충전된 오일 압력을 증가시켜 엔진 진동에 대한 응답속도를 빠르게 함으로써 메인챔버 및 보조챔버에 충전된 상승된 오일 압력이 엔진쪽에서 선체쪽으로 전달되는 진동을 효율적으로 감쇄시켜 횡방향으로 전달되는 압력을 효과적으로 차단시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터의 작동상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제1 및 제2실린더를 결합형과 일체형으로 제작한 각 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터를 사용한 선박의 탑브레이싱의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에서 엔진측에서 선체측으로 진동이 가해질 때의 탑브레이싱의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에서 선체측에서 엔진측으로 진동이 가해질 때의 탑브레이싱의 작동을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 어큐뮬레이터(accumulator)의 가장 큰 기술적 특징은, 에어챔버와 오일챔버의 실린더 단면적을 다르게 2단으로 제작하고, 피스톤도 실린더의 단면적 형상에 맞게 2단으로 제작함으로써 에어챔버에서 압력이 가해졌을 때 오일챔버에 충전된 오일의 압력을 단면적의 비율만큼 상승시킬 수 있게 했다는 점이다.
본 발명에서 '2단 어큐뮬레이터'라고 명명한 것은, 솔레노이드밸브를 통해 에어가 공급되면 에어챔버에 충전된 에어가 에어챔버에서 1차로 압력이 상승하고, 에어챔버로부터 오일챔버 쪽으로 압력이 가해지면 에어챔버와 오일챔버의 단면적의 비율만큼 오일챔버에 충전된 오일이 2차로 압축되므로, 2회에 결쳐 압력이 상승하기 때문에 붙인 이름이다.
본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터(accumulator)(10)는 단면적이 서로 다른 제1 및 제2실린더(11, 12)와, 제1 및 제2실린더(11, 12)에 각각 위치하게 되는 단면적이 서로 다른 제1 및 제2피스톤(141, 142)으로 구성된 피스톤(14)과, 실린더 내부가 피스톤(14)에 의해 에어챔버(13)와 오일챔버(15)로 구획되어 구성되어 있다.
실린더는 단면적이 서로 다르게 형성되어, 상대적으로 단면적이 큰 제1실린더(11)와, 상대적으로 단면적이 작은 제2실린더(12)가 단(段)이져서 형성된다. 제1 및 제2실린더(11, 12)를 각각 제작하여 이들을 결합시키는 결합형으로 제작할 수도 있고(도 2 ⒜ 참조), 제1 및 제2실린더(11, 12)를 일체형으로 제작할 수도 있다(도 2 ⒝ 참조).
도 2 ⒜는 결합형으로 제작한 실린더를 도시한 것인데, 제2실린더(12)의 상단부를 형성하는 단턱부(121)가 제1실린더(11)의 하단부에 결합되어 제1 및 제2실린더(11, 12)가 일체로 구성되게 되며, 단턱부(121)의 상면 가장자리 부분에 접하게 되는 제1실린더(11)의 측벽에는 외부와 관통되는 에어벤트홀(112)이 형성되어 있어서 제1피스톤(141)의 하면과 단턱부(121)의 상면 사이에 형성되게 되는 공간의 에어를 배출시키거나 흡입하게 된다.
도 2 ⒝는 일체형으로 제작한 실린더를 도시한 것인데, 제1실린더(11)와 제2실린더(12)가 처음부터 일체형으로 제작되고, 제1실린더(11)와 제2실린더(12)가 단면적의 차이로 인해 제1실린더(11)의 하단부와 제2실린더(12)의 상단부가 만나는 부분에 단(段)이져서 단턱부(121)가 형성되게 되며, 단턱부(121)의 상면 가장자리 부분에 접하게 되는 제1실린더(11)의 측벽에는 외부와 관통되는 에어벤트홀(112)이 형성되어 있다.
피스톤(14)은 단면(斷面)이 '┳' 형상으로 일체로 형성되어, 수평방향으로 위치하게 되는 제1피스톤(141)은 제1실린더(11) 내측에 위치하게 되고, 수직방향으로 위치하게 되는 제2피스톤(142)의 하단부분은 제2실린더(12)의 내측에 위치하게 된다. 제1피스톤(141)의 외주면에는 밀폐를 위해 오링(O-ring)(141a)이 끼워지고, 실린더 내에서 피스톤이 왕복운동하는데 가이드 역할을 하는 웨어링(wear ring)(141b)이 끼워지게 된다. 웨어링(141b)은 테프론과 같은 재질로 제작된 것으로, 챔버에 압력이 가해져서 피스톤이 움직일 때 편하중이 작용하여 편마모가 발생하지 않고 원활한 직선 왕복운동을 할 수 있도록 가이드 하는 역할을 하게 된다. 제2피스톤(142)의 외주면에도 오링(142a)과 웨어링(142b)이 끼워져 있다.
에어챔버(13)는 제1실린더(11)의 상단(上端)을 막아서 폐쇄하게 되는 상부플레이트(111)와 제1피스톤(141)의 상면 사이에 형성되어 에어(air)가 차있는 챔버(chamber)이고, 상부플레이트(111)를 관통하여 에어가 공급 또는 배출되게 된다. 또, 오일챔버(15)는 제2실린더(12)의 하단(下端)을 막아서 폐쇄하고 있는 하부플레이트(122)와 제2피스톤(142)의 하면 사이에 형성되어 오일이 충전된 챔버인데, 하부플레이트(122)를 관통하여 오일이 공급 또는 배출되게 되며, 하부플레이트(122)는 제2실린더(12)를 이루는 원통 형상과 일체로 제작되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 어큐뮬레이터(10)의 가장 큰 기술적 특징이 제1실린더(11)의 단면적이 제2실린더(12)의 단면적보다 1.5∼4.0배, 바람직하게는 1.5∼3.0배 크게 형성되고, 실린더 단면적의 크기에 맞춰 제1피스톤(141)의 직경도 제2피스톤(142)의 직경보다 크게 형성된다는 점인데, 이와 같이 제1실린더(11)와 제1피스톤(141)의 단면적을 제2실린더(12)와 제2피스톤(142)의단면적 보다 크게 형성했기 때문에 단면적 비율만큼 오일챔버(15) 내의 오일 압력을 신속하게 높이거나 낮출 수 있게 된다.
[실시예]
2단 압축 어큐뮬레이터의 에어챔버가 형성된 제1실린더의 직경이 160㎜이고, 오일챔버가 형성된 제2실린더의 직경이 90㎜이며, 에어챔버에 7㎏/㎠의 압력이 작용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
Figure 112021037058145-pat00001
- 에어챔버
에어챔버의 단면적 : 200.96㎠ (3.14×8×8=200.96)
에어챔버의 압력 : 7㎏/㎠
에어챔버에 작용하는 힘(force) : 1406.7 (7×200.96=1406.7)
- 오일챔버
오일챔버의 단면적 : 63.6㎠ (3.14×4.5×4.5=63.6)
오일챔버에 작용하는 힘(force) : 1406.7 (챔버에 작용하는 힘은 동일)
오일챔버의 압력 : 22.12㎏/㎠ (1406.7÷63.6=22.12)
구체적으로 설명하면, 에어챔버와 오일챔버의 단면적이 동일하면 에어챔버에 7㎏/㎠의 압력이 작용했을 때 오일챔버의 압력도 7㎏/㎠로 동일하게 나타나지만,
상기 실시예와 같이 에어챔버와 오일챔버의 단면적의 비율이 3.16배 차이가 나도록 제작된 경우에는, 양 챔버에 작용하는 힘이 동일해야 서로 평형을 이룰 수 있으므로, 에어챔버에 7㎏/㎠의 압력이 작용했을 때 오일챔버의 압력은 22.12㎏/㎠로 단면적의 비율만큼 3.16배 상승된 압력을 나타내게 된다.
본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터(10)는 다양한 개소에 사용될 수 있는데, 여기서는 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명에 따른 2단 압축 어큐뮬레이터(10)를 사용한 탑브레이싱(20)에 대하여 설명한다. 탑브레이싱은 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 엔진에서 선체쪽으로 전달되는 진동과, 선체에서 엔진쪽으로 전달되는 진동을 감쇄시키기 위한 장치이다.
상기 탑브레이싱은 선체의 일측에 결합되어 설치된 실린더(21)와, 실린더 내에 형성된 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)와 연결되는 밸브블록(26)과, 밸브블록과 연결되어 압력을 조절해 주는 어큐뮬레이터(10)를 기본적인 구성으로 구비하게 된다. 어큐뮬레이터(10)에 대하여는 앞에서 자세히 설명했기 때문에 중복되므로 설명을 생략한다.
실린더(21)는 선체측 구조물에 결합되어 설치되고, 피스톤(22)에 의해 내부가 메인챔버(24)와 보조챔버(25)로 구획되는데, 실린더(21)의 바닥면이 선체측 구조물에 결합되고, 바닥면에 대향(對向)하는 개방된 면에는 실린더커버(23)가 체결되게 되며, 메인챔버(24)는 실린더 바닥면과 피스톤(22) 사이에 형성되고, 보조챔버(25)는 피스톤(22)과 실린더커버(23) 사이에 형성되며, 메인챔버(24)와 보조챔버(25)에는 오일이 충전되게 된다.
밸브블록(26)은 릴리프밸브와 솔레노이드밸브 및 체크밸브가 하나의 조합을 이루도록 구비되어 있는데, 각 밸브는 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)와 각각 연통되도록 구성된다. 릴리프밸브는 설정된 일정 이상의 압력이 작용하게 되면 밸브가 열려서 압력을 낮춰 주는 역할을 하는 것이고, 체크밸브는 어큐뮬레이터(10) 쪽에서 메인챔버(24) 또는 보조챔버(25) 쪽으로만 오일이 유동하도록 하는 밸브이다.
탑브레이싱의 작동 상태를 간략히 설명한다.
탑브레이싱이 차단(off)된 상태에서는 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)와 각각 연결된 솔레노이드밸브가 모두 열려 있고, 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)에 차있는 오일 일부가 밸브블록(26)을 통해 어큐뮬레이터(10) 쪽으로 빠져서 압력이 해제되게 되어 충격이 전달되지 못하고 진동의 진폭이 작아지도록 작동하여 진동을 감쇄시키게 된다(도 1 ⒝ 참조).
여기서 선체와 엔진이 서로 멀어질 때는 엔진 쪽에서 선체 쪽으로 가해지는 힘에 의해 보조챔버(25)에 차있는 오일이 밸브블록의 솔레노이드밸브를 통해 어큐뮬레이터(10)로 빠져나가면서 피스톤(22)도 이동하여 보조챔버(25)의 압력도 빠지게 되어 진동에 의한 충격을 전달하지 않게 되므로 진동을 감쇄시키게 된다. 이때 어큐뮬레이터의 에어챔버(13)에서 빠져 나온 에어가 삼방밸브(도면부호 미지정)를 통해 외부로 배출(air drain)되게 된다(도 3 참조).
또한, 선체와 엔진이 서로 가까워질 때는 선체 쪽에서 엔진 쪽으로 가해지는 힘에 의해 메인챔버(24)에 차있는 오일이 밸브블록의 솔레노이드밸브를 통해 어큐뮬레이터(10)로 빠져나가면서 피스톤(22)도 이동하여 메인챔버(24)의 압력도 빠지게 되어 진동에 의한 충격을 전달하지 않게 되므로 진동을 감쇄시키게 된다. 이때 어큐뮬레이터의 에어챔버(13)에서 빠져 나온 에어가 삼방밸브를 통해 외부로 배출되게 된다(도 4 참조).
탑브레이싱의 작동(on)상태에서는 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)와 각각 연결된 솔레노이드밸브가 모두 닫혀 있고, 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)에 차있는 오일이 쿠션 기능을 하여 진동을 흡수해 주도록 작동한다. 여기서 엔진과 선체가 서로 멀어질 때는 솔레노이드밸브가 모두 닫혀 있으므로 메인챔버(111) 및 보조챔버(112)에 차있는 오일의 유동은 없으며, 엔진 쪽에서 선체 쪽으로 가하는 힘을 보조챔버(25)에 차있는 오일의 압력이 작용하여 쿠션 기능을 하여 진동을 흡수해 주면서 멀어지지 않도록 잡아주게 된다. 또한, 엔진과 선체가 서로 가까워질 때는 솔레노이드밸브가 모두 닫혀 있으므로 메인챔버(24) 및 보조챔버(25)에 차있는 오일의 유동은 없으며, 엔진 쪽에서 선체 쪽으로 가하는 힘을 메인챔버(24)에 차있는 오일이 쿠션 기능을 하여 진동을 흡수해 주면서 가까워지지 않도록 하게 된다.
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.
10 : 어큐뮬레이터(accumulator)
11 : 제1실린더 111 : 상부플레이트
112 : 에어벤트홀
12 : 제2실린더 121 : 단턱부
122 : 하부플레이트 13 : 에어챔버
14 : 피스톤 141 : 제1피스톤
142 : 제2피스톤 15 : 오일챔버
20 : 탑브레이싱 21 : 실린더
22 : 피스톤 23 : 실린더커버
24 : 메인챔버 25 : 보조챔버
26 : 밸브블록

Claims (6)

  1. 단면적이 서로 다르게 형성되어, 상대적으로 단면적이 큰 부분과 작은 부분이 단(段)이져서 형성된 제1 및 제2실린더;
    단면(斷面)이 '┳' 형상으로 일체로 형성되어, 수평방향으로 위치하게 되는 제1피스톤은 제1실린더 내측에 위치하게 되고, 수직방향으로 위치하게 되는 제2피스톤의 하단부분은 제2실린더의 내측에 위치하게 되는 피스톤;
    상기 제1실린더의 상단(上端)을 막아서 폐쇄하게 되는 상부플레이트와 제1피스톤의 상면 사이에 형성된 챔버(chamber)이고, 상부플레이트를 관통하여 에어가 공급 또는 배출되게 되는 에어챔버;
    상기 제2실린더의 하단(下端)을 막아서 폐쇄하게 되는 하부플레이트와 제2피스톤의 하면 사이에 형성된 챔버이고, 하부플레이트를 관통하여 오일이 공급 또는 배출되게 되는 오일챔버;
    를 포함하여 구성되어, 상기 에어챔버에 가해진 압력이 오일챔버의 압력을 제1실린더와 제2실린더의 단면적 비율만큼 상승시키게 되어, 상기 오일챔버에 충전된 오일의 압력이 에어챔버의 압력보다 상승되게 되는 것을 특징으로 하는 2단 압축 어큐뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2실린더의 상단부를 형성하는 단턱부가 제1실린더의 하단부에 결합되어 제1 및 제2실린더가 일체로 구성되게 되고,
    상기 단턱부의 상면 가장자리 부분에 접하게 되는 제1실린더의 측벽에는 외부와 관통되도록 에어벤트홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 압축 어큐뮬레이터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1실린더와 제2실린더는 단면적이 서로 달라서 단턱부에 의해 단(段)이져서 일체로 형성되고,
    상기 단턱부의 상면 가장자리 부분에 접하게 되는 제1실린더의 측벽에는 외부와 관통되도록 에어벤트홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 압축 어큐뮬레이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2피스톤의 외주면에는 오링(O-ring)과 웨어링(wear ring)이 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 압축 어큐뮬레이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1실린더의 단면적은 제2실린더의 단면적보다 1.5∼3.0배 크게 형성된 것을 특징으로 하는 2단 압축 어큐뮬레이터.
  6. 선박의 선체와 엔진 사이를 연결하면서 설치되어 선박 엔진의 횡방향 진동을 감쇄시키기 위한 탑브레이싱에 있어서,
    상기 탑브레이싱은,
    선체측 구조물에 결합되어 설치되고, 피스톤에 의해 내부가 메인챔버와 보조챔버로 구획되어 있는 실린더;
    상기 실린더에 형성된 메인챔버 및 보조챔버와 각각 연통되게 되며, 릴리프밸브와 솔레노이드밸브 및 체크밸브를 구비하여 구성된 밸브블록;
    에어챔버와 오일챔버로 구획되고, 오일챔버가 상기 밸브블록과 연결되어, 실린더에 형성된 메인챔버 및 보조챔버에 충전된 오일 압력에 따라 에어챔버에 충전된 에어가 오일챔버에 충전된 오일의 압력을 조절해 주는 어큐뮬레이터;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 어큐뮬레이터는 에어챔버를 형성하는 제1실린더와 오일챔버를 형성하는 제2실린더의 단면적이 서로 다르게 형성되어, 에어챔버에 가해진 압력보다 오일챔버에 충전된 오일의 압력을 단면적의 비율만큼 높게 상승시키는 2단 압축 어큐뮬레이터인 것을 특징으로 하는 2단 압축 어큐뮬레이터를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱.
KR1020210040829A 2021-03-30 2021-03-30 2단 압축 어큐뮬레이터 및 이를 사용한 선박 엔진의 횡방향 진동 감쇄를 위한 탑브레이싱 KR102434572B1 (ko)

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