KR102554213B1 - 추진 유닛 - Google Patents

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페트리 펠리넨
아리 투루넨
사카리 시필레흐토
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에이비비 오와이
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Abstract

추진 유닛은 선박에 지지된 하우징(20)을 포함한다. 프로펠러 샤프트(30)가 하우징 내에서 연장된다. 프로펠러 샤프트는 제1 베어링(100)과 제2 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 프로펠러는 프로펠러 샤프트의 적어도 하나의 단부에 부착된다. 제1 베어링(100)은 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)을 포함한다. 제1 레디얼 베어링은 제1 추력 베어링 내부에 축방향으로 위치 설정된 활주 베어링이다. 제1 베어링은 하우징의 제1 단부에 위치 설정되고 제2 베어링은 하우징의 제2 단부에 위치 설정되거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

Description

추진 유닛{A PROPULSION UNIT}
본 발명은 추진 유닛에 관한 것이다.
추진 유닛의 프로펠러 샤프트는 롤러 또는 활주 베어링으로 회전 가능하게 지지될 수 있다.
깊은 홈 볼 베어링(deep groove ball bearing)은 전기 기계에서 가장 일반적인 유형의 베어링이다. 깊은 홈 볼 베어링은 반경방향 하중 및 추력 하중을 모두 처리할 수 있다. 깊은 홈 볼 베어링의 낮은 마찰 토크는 특히 고속에 적합하다. 원통형 롤러 베어링은 무거운 반경방향 하중을 유지해야 하는 용례에 사용된다. 원통형 롤러 베어링에서 내륜(inner race)과 외륜(outer race) 사이의 접촉은 볼 베어링에서과 같은 점이 아니라 선이다. 이는 하중을 더 넓은 영역에 걸쳐 확산시켜, 원통형 롤러 베어링이 볼 베어링보다 훨씬 더 큰 반경방향 하중을 처리하게 한다. 원통형 롤러 베어링은 많은 추력 하중을 처리하도록 설계되지 않았다.
활주 베어링은 그 작동이 특정 조건 내에서 유지된다면 사실상 무한한 수명을 갖는다. 전기 기계에는 양단부에 활주 베어링이 있다. 구동 단부의 베어링은 제한된 비축방향 힘(non-axial force)을 견딜 수 있는 가이드 베어링일 수 있다. 비구동 단부에서의 베어링은 격리되어 있을 수 있다. 베어링은 전기 기계의 각각의 단부 차폐부에 견고하게 장착될 수 있다. 베어링 하우징은 주철로 제조될 수 있다. 온도계, 오일 입구, 오일 출구 및 오일 레벨 표시를 위한 탭 구멍이 베어링 하우스의 양측부에 제공될 수 있다. 활주 베어링은 자체 윤활 또는 오일 순환 유형일 수 있는 유체 역학 윤활에 의해 윤활될 수 있다. 베어링 쉘은 베어링 하우스에 구형으로 안착될 수 있다. 자체 윤활 베어링의 오일 유동은 오일 링의 중앙 배치에 의해 보장될 수 있다. 정밀한 쉘 시팅은 또한 베어링 쉘과 베어링 하우스 사이에 양호한 열 전달을 제공한다. 베어링 쉘은 화이트 메탈(white metal)로 라이닝된 강철 본체로 구성될 수 있다. 순환 오일 시스템이 있는 베어링에도 오일 링이 장착될 수 있다. 오일 링은 정전 후에도 전기 모터의 로터가 일정 시간 동안 계속 회전하는, 정전시 전기 모터의 안전 작동을 제공할 수 있다.
활주 베어링(때때로 플레인 베어링, 활주 베어링, 슬리브 베어링, 솔리드 베어링, 저널 베어링 또는 마찰 베어링이라고도 명명됨)은 베어링 표면만 포함하고 롤링 요소가 없는 가장 단순한 유형의 베어링이다. 따라서, 저널, 즉 베어링과 접촉하는 샤프트 부분이 베어링 표면 위에서 활주된다.
전기 기계는 또한 전기 기계의 샤프트의 일 단부에 레디얼 베어링과 추력 베어링이 제공될 수 있다. 레디얼 베어링과 추력 베어링은 공통 베어링 하우스 내에 둘러싸일 수 있다.
유럽 특허 번호 2 279 114 는 선박의 추진 장치의 베어링에 관한 것이다. 베어링은 마모되고 유지 보수가 필요한 부품인데, 프로펠러 설치시 베어링을 교체하려면 항상 선박을 도킹해야 하며, 이는 비용과 시간이 많이 소요되는 작업이다. 베어링의 마모는 추진 장치의 효율성을 감소시킬 수도 있다. 상기 문헌에는 베어링의 신뢰성을 개선하고 유지보수를 더 쉽게 만들기 위한 솔루션이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 개선된 추진 유닛을 달성하는 것이다.
본 발명에 따른 추진 유닛은 청구항 1에 정의되어 있다.
추진 유닛은,
선박의 선체에 지지 아암으로 지지되는 하우징으로서, 하우징은 하우징의 길이방향으로 제1 단부 및 제2 대향 단부를 갖는, 하우징,
하우징 내에서 하우징의 길이방향으로 연장되는 프로펠러 샤프트로서, 프로펠러 샤프트는 회전축을 가지며 제1 베어링 및 제2 베어링에 의해 하우징 내에서 회전 가능하게 지지되는, 프로펠러 샤프트,
하우징 외부의 프로펠러 샤프트의 적어도 하나의 단부에 부착되는 프로펠러를 포함한다.
추진 유닛은, 제1 베어링이 제1 레디얼 베어링 및 제1 추력 베어링을 포함하고, 제1 레디얼 베어링은 제1 추력 베어링 내에 축방향으로 위치 설정된 활주 베어링이며, 제1 베어링은 하우징의 제1 단부에 위치 설정되고 제2 베어링은 하우징의 제2 단부에 위치 설정되거나 그 반대의 경우도 마찬가지인 것을 특징으로 한다.
제1 추력 베어링 내부에 축방향으로 위치 설정된 제1 레디얼 베어링은 하우징 내부로부터 제1 베어링에 대한 액세스를 제공하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 제1 베어링은 선박의 드라이 도킹(dry docking) 없이 하우징 내부로부터 서비스 및/또는 교체될 수 있다. 제1 레디얼 베어링과 제1 추력 베어링은 모두 하우징 내부로부터 교체 및/또는 서비스될 수 있다.
제1 추력 베어링 내부에서 축방향으로 제1 레디얼 베어링의 위치는 축방향 또는 반경방향에서 하우징 내부로부터 제1 레디얼 베어링을 서비스 및/또는 교체할 수 있게 한다. 제1 레디얼 베어링의 구성은 축방향으로부터 서비스 및/또는 교체될 수 있거나, 또는 반경방향으로부터 서비스 및/또는 교체될 수 있도록 될 수 있다.
제1 추력 베어링 내부에서 축방향으로 제1 레디얼 베어링의 위치는 반경방향에서 하우징 내부로부터 제1 추력 베어링을 서비스 및/또는 교체할 수 있게 한다.
제1 추력 베어링 내부에서 축방향으로 제1 레디얼 베어링의 위치는 제1 레디얼 베어링의 반경방향 외부 표면 외측 및 제1 추력 베어링의 반경방향 외부 표면의 외측에 반경방향으로 공간을 남긴다. 공간은 또한 제1 레디얼 베어링의 축방향 내부 단부 내부에 축방향으로 남아 있다.
다음에서, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 의해 보다 상세하게 설명될 것이고, 도면에서:
도 1은 추진 유닛의 단면도를 도시하고,
도 2는 제1 베어링의 단면도를 도시하며,
도 3은 제2 베어링의 단면도를 도시하고,
도 4와 도 5는 레디얼 베어링의 단면도를 도시하며,
도 6은 추력 베어링의 단면도를 도시한다.
도 1은 추진 유닛의 단면도를 도시한다.
추진 유닛은 선박의 선체(10) 상에 지지 아암(25)으로 지지되는 하우징(20)을 포함할 수 있다. 하우징(20)은 길이방향 형태를 가질 수 있다. 하우징(20)은 추진 유닛의 다양한 장비를 위한 인클로저를 형성할 수 있다. 지지 아암(25)은 선박의 선체(10) 상에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 지지 아암(25)은 선박의 선체(10) 상에 선회 베어링(26)으로 지지될 수 있다. 선회 밀봉부(27)는 선박의 선체(10)에 대해 지지 아암(25)을 추가로 밀봉할 수 있다. 회전 휠(28)은 선박의 선체(10) 내의 지지 아암(20)에 부착될 수 있다. 회전 휠(28)은 그 자체로 공지된 전기 또는 유압 모터(도면에 도시되지 않음)에 의해 작동될 수 있다.
하우징(20)은 하우징(20)의 길이방향으로 제1 단부(E1) 및 제2 대향 단부(E2)를 가질 수 있다. 하우징(20)은 선박의 선체(10) 외부에 위치 설정될 수 있다. 하우징(20)은 선박의 수선(waterline) 아래에 위치 설정될 수 있다. 하우징(20)은 해수가 하우징(20)으로 누설되지 않도록 수밀식일 수 있다. 지지 아암(25)은 중공형일 수 있다.
지지 아암(25)은 선박의 선체(10)로부터 하향 연장될 수 있다. 지지 아암(25)은 지지 아암(25)의 길이방향 중심축을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 따라서, 지지 아암(25)의 길이방향 중심축(Y-Y)은 지지 아암(25)의 회전축을 형성한다. 지지 아암(25)의 길이방향 중심축(Y-Y)은 수직일 수 있거나 수직선에 대해 경사질 수 있다. 지지 아암(25)의 회전축(Y-Y)은 추진 유닛(20)의 회전축도 형성한다. 지지 아암(25) 및 이에 의해 또한 하우징(20)은 회전축(Y-Y)을 중심으로 360도 회전될 수 있다. 따라서, 추진 유닛은 회전축(Y-Y)을 중심으로 360도 회전될 수 있다.
프로펠러 샤프트(30)가 하우징(20) 내에 배치될 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)는 회전축(X-X)을 가질 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)의 회전축(X-X)은 또한 하우징(20)의 길이방향 축을 형성할 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)는 하우징(20)의 적어도 하나의 단부(E1, E2)로부터 돌출될 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)는 도면에 도시된 실시예에서 하우징(20)의 제2 단부(E2)로부터 돌출된다. 프로펠러 샤프트(30)는 베어링(100, 200)에 의해 하우징(20) 내에서 회전 가능하게 지지될 수 있다. 하우징(20)의 제1 단부(E1)에는 제1 베어링(100)이 위치 설정될 수 있다. 하우징(20)의 제2 단부(E2)에는 제2 베어링(200)이 위치 설정될 수 있다. 제1 베어링(100) 및 제2 베어링(200)은 각각의 베어링 하우스에 위치 설정될 수 있다. 베어링 하우스는 하우징(20) 내에서 하우징(20) 상의 지지 구조로 지지될 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)의 회전축(X-X)은 하우징(20)의 길이방향으로 연장될 수 있다.
프로펠러(40)는 하우징(20)의 적어도 하나의 단부(E1, E2) 외부에서 프로펠러 샤프트(30)에 부착될 수 있다. 프로펠러(40)는 도면에 도시된 실시예에서 하우징(20)의 제2 단부(E2) 외부의 프로펠러 샤프트(30)에 부착된다. 프로펠러(40)는 프로펠러 샤프트(30)와 함께 회전할 수 있다. 프로펠러(40)는 풀링 프로펠러일 수 있고, 즉 프로펠러(40)는 제1 방향(S1)으로 선박을 전방으로 당긴다. 제1 방향(S1)은 선박의 정상 주행 방향이다. 그러나, 프로펠러(40)는 또한 제1 방향(S1)과 반대인 제2 방향(S2)으로 선박을 후진시키기 위해 반대 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 항구를 떠나고 접근할 때 선박의 후진이 필요할 수 있다.
추진 유닛은 선박의 선미 단부에 위치 설정될 수 있다. 하우징(20)의 제1 단부(E1)는 하우징(20)의 선미 단부를 형성할 수 있고, 하우징(20)의 제2 단부(E2)는 프로펠러(40)가 선박을 제1 방향(S1)으로 전방으로 당길 때 하우징(20)의 전방 단부를 형성할 수 있다.
제1 베어링(100)은 제1 레디얼 베어링 및 제1 추력 베어링(도 2에 도시됨)을 포함할 수 있다.
프로펠러 샤프트(30)는 모터(50)에 의해 구동될 수 있다. 모터(50)는 전기 모터일 수 있다. 전기 모터(50)는 하우징(20) 내에 위치 설정될 수 있다. 전기 모터(50)는 프로펠러 샤프트(30)에 연결된 로터(60) 및 로터(60)를 둘러싸는 스테이터(70)를 포함할 수 있다. 로터(60)는 프로펠러 샤프트(30)와 함께 회전한다. 스테이터(70)는 하우징(20) 내에 고정 지지될 수 있다. 로터(60)의 외부 표면과 스테이터(70)의 내부 표면 사이에는 공극(G1)이 존재한다. 프로펠러 샤프트(30)는 전기 모터(50)를 통과할 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)의 대향 단부 부분은 전기 모터(50)의 각각의 축방향 단부로부터 돌출될 수 있다.
전기 모터(50)로의 전력은 선박 내부로부터 제공될 수 있다. 연소 엔진에 의해 구동되는 하나 이상의 발전기가 선박에 위치 설정될 수 있다. 선박 내의 발전기로 생성된 전력은 지지 아암(25)의 상부 부분과 연계되어 위치 설정된 슬립 링 배치에 의해 하우징(20) 내의 전기 모터로 전달될 수 있다.
도면은 지지 아암(25) 및 이에 의해 또한 하우징(20)이 회전축(Y-Y)을 중심으로 360도 회전될 수 있는 실시예를 도시한다. 따라서, 추진 유닛은 회전축(Y-Y)을 중심으로 360도 회전될 수 있다. 한편, 추진 유닛은 선박의 선체(10)에 대해 고정식일 수 있다. 그러한 실시예에서 지지 아암(25)은 고정식일 것이다. 따라서, 지지 아암(25)은 회전축(Y-Y)을 중심으로 회전 가능하지 않게 된다.
지지 아암(25)은 선박의 선체(10) 내부로부터 지지 아암(25)을 통해 하우징(20)에 이르기까지의 통로를 제공하는 중공형일 수 있다. 통로는 하우징(20)에 이르기까지 지지 아암(25)의 중심을 통과할 수 있다. 수직 중심 통로로부터 하우징(20)의 양 축방향 X-X 단부(E1, E2)를 향하는 통로를 개방하는 해치 또는 도어가 있을 수 있다. 제1 통로(P1)는 하우징(20)의 제1 축방향 X-X 단부(E1)를 향해 지지 아암(25)으로부터 하우징(20)으로 이어질 수 있다. 제1 통로(P1)는 지지 아암(25)으로부터 하우징(20)을 통해 제1 베어링(100)으로의 액세스를 제공한다. 제2 통로(P2)는 하우징(20)의 제2 축방향 X-X 단부(E2)를 향해 지지 아암(25)으로부터 하우징(20)으로 이어질 수 있다. 제2 통로(P2)는 지지 아암(25)으로부터 하우징(20)을 통해 제2 베어링(200)으로의 액세스를 제공한다.
도 2는 제1 베어링의 단면도를 도시한다.
제1 베어링(100)은 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)을 포함할 수 있다. 제1 레디얼 베어링(110)은 제1 추력 베어링(120) 내부에 축방향으로(X-X) 위치 설정될 수 있다. 제1 레디얼 베어링(110)은 활주 베어링일 수 있다. 제1 추력 베어링(120)은 또한 활주 베어링일 수 있다. 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)은 별도의 베어링 하우징(131, 132) 내에 또는 공통 베어링 하우징(130) 내에 위치 설정될 수 있다. 별도의 베어링 하우스(131, 132)는 서로 부착될 수 있다. 각각의 베어링 하우스(131, 132) 또는 공통 베어링 하우스(130)는 하우징(20) 내에서 하우징(20) 상의 지지 구조로 지지될 수 있다.
제1 레디얼 베어링(110)은 프로펠러 샤프트(30)를 둘러싸는 제1 지지부(111)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(111)는 고정식일 수 있다. 따라서, 샤프트(30)는 제1 지지부(111) 내에서 회전될 수 있다. 제1 지지부(111)는 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면에 대해 위치 설정된 베어링 표면(112)을 포함할 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면과 베어링 표면(112) 사이에 윤활이 사용될 수 있다. 제1 지지부(111)는 원통형 슬리브를 형성하는 2개 이상의 원형 세그먼트를 포함하는 원통형 슬리브로 형성될 수 있다. 원형 세그먼트는 실린더가 형성되도록 서로 인접하게 위치 설정될 수 있다. 베어링 표면(112)은 원통형 슬리브의 내부 표면을 따라 연장될 수 있다. 베어링 표면은, 인접한 원형 세그먼트의 대향 에지가 서로 부착되도록 또는 인접한 원형 세그먼트의 대향 에지가 서로 각도 거리에 위치 설정되도록 위치 설정되는 원형 세그먼트로 형성될 수 있다.
제1 지지부(111)는 제1 지지부(111)를 둘러싸는 제2 지지부(113)에 지지될 수 있다. 제1 지지부(111)의 외부 표면은 외향 만곡된 형태를 가질 수 있고, 제2 지지부(113)는 내향 만곡된 형태를 가질 수 있다. 제1 지지부(111)의 만곡부는 제2 지지부(113)의 만곡된 네스트에 수용될 수 있다. 따라서, 프로펠러 샤프트(30)가 벤딩될 때 제1 지지부(111)와 제2 지지부(113)는 만곡된 표면을 따라 서로에 대해 이동할 수 있다. 제2 지지부(113)는 제1 레디얼 베어링(110)의 베어링 하우징(130, 131)에 지지될 수 있다.
제1 추력 베어링(120)은 프로펠러 샤프트(30)로부터 반경방향 외향으로 돌출된 칼라(121)를 포함할 수 있다. 칼라(121)는 프로펠러 샤프트(30)에 견고하게 부착될 수 있다. 따라서, 칼라(121)는 프로펠러 샤프트(30)와 함께 회전할 수 있다. 칼라(121)는 2개의 대향 측면(121A, 121B)을 포함할 수 있다. 각 측면(121A, 121B)은 활주 피스(도 6) 상에 지지될 수 있다. 활주 피스는 칼라(121) 및 이에 의해 프로펠러 샤프트(30)를 정확한 축방향 위치에 유지한다.
제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스(132) 또는 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)의 공통 베어링 하우스(130)는 체결 플랜지(140)에 부착될 수 있다. 체결 플랜지(140)는 하우징(20)의 구조를 지지하도록 부착될 수 있다. 베어링 하우스(130, 132)와 체결 플랜지(140) 사이에 전기 절연층이 사용될 수 있다. 체결 플랜지(140)는 하우징(20)과 제1 추력 베어링(120)의 반경방향 외부 표면 사이에 반경방향으로 공간을 제공하도록 제1 추력 베어링(120)의 축방향 외부에 위치 설정될 수 있다. 그러나, 제1 베어링(100)과 하우징(20) 사이의 지지 플랜지(140)로부터 축방향 내향으로 추가 지지부를 추가하는 것도 가능할 것이다. 추가 지지부는 제1 베어링(100)과 하우징(20) 사이에서 연장되는 반경방향 지지 아암과 함께 배치될 수 있다. 반경방향 지지 아암은 지지 아암들 사이에 액세스가 제공되도록 제1 베어링의 반경방향 외부 표면의 둘레를 따라 분포될 수 있다. 반경방향 지지 아암은, 예를 들어 제1 레디얼 베어링(110)과 제1 추력 베어링(120)에 반경방향 액세스를 제공하기 위해 제1 레디얼 베어링(110)과 제1 추력 베어링(120) 사이의 영역에 제공될 수 있다.
제1 레디얼 베어링(110)이 그 자체의 베어링 하우스(131)를 가질 때, 제1 레디얼 베어링(110)의 상기 베어링 하우스(131)는 제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스(132) 상에 지지될 수 있다. 제1 레디얼 베어링(110)의 베어링 하우스(131)는 제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스(132) 상에 볼트 체결될 수 있다. 이때, 제1 베어링(100)은 제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스(132)를 통해서만 하우징(20) 상에 지지될 수 있다. 따라서, 제1 추력 베어링(110)의 베어링 하우스(132)는 제1 레디얼 베어링(110)으로부터 외향 축방향으로(X-X) 하우징(20) 상에 지지될 수 있다. 제1 레디얼 베어링(110)과 제1 추력 베어링(120)이 공통 베어링 하우스(130) 내에 둘러싸여 있는 상황에도 동일하게 적용될 수 있다. 이때, 공통 베어링 하우스(130)는 제1 레디얼 베어링(110)으로부터 외향 축방향으로(X-X) 하우징(20) 상에 지지될 수 있다. 따라서, 제1 베어링(100)은 이 실시예에서 제1 레디얼 베어링(110)으로부터 외향 축방향으로 하우징(230) 상에 지지될 수 있다. 따라서, 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 반경방향 액세스가 제공될 수 있다. 체결 플랜지(140)는 제1 레디얼 베어링(110)으로부터 외향 축방향으로(X-X) 위치 설정될 수 있다.
제1 레디얼 베어링(110)은 제1 레디얼 베어링(110)의 축방향(X-X) 내부 단부에서 제1 밀봉부(150)로 밀봉될 수 있다. 제1 밀봉부(150)는 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면에 작용하거나 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면 상에 마련된 라이너에 작용할 수 있다. 제1 밀봉부(150)는 제1 레디얼 베어링(110)의 베어링 하우스(130, 131)의 축방향(X-X) 내부 표면에 대해 위치 설정될 수 있다. 제1 밀봉부(150)는 윤활 유체가 제1 레디얼 베어링(110)으로부터 하우징(20)으로 프로펠러 샤프트(30)를 따라 누설되는 것을 방지한다. 제1 밀봉부(150)는 제1 레디얼 베어링(110)을 서비스 및/또는 교체하기 위해 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 액세스(A1)가 제1 레디얼 베어링(110)의 베어링 하우스(130, 131)의 축방향(X-X) 외부 단부로부터 제공되도록 제거 가능할 수 있다.
제1 레디얼 베어링(110)은 제1 밀봉부(150)가 제거된 경우 하우징(20) 내부로부터 축방향(A1)으로 서비스 및/또는 교체될 수 있다. 따라서, 제1 레디얼 베어링(110)의 구성은 하우징(20) 내부로부터 축방향(A1)으로 제1 레디얼 베어링(110)의 서비스 및/또는 교체를 가능하게 하도록 될 수 있다.
그러나, 제1 레디얼 베어링(110)은 또한 하우징(20) 내부로부터 제1 베어링 하우스(130)의 반경방향 외부 표면으로부터 반경방향(R1)으로 제1 레디얼 베어링(110)의 서비스 및/또는 교체가 수행될 수 있도록 구성될 수 있다. 제1 베어링 하우스(130)의 반경방향 외부 표면으로부터 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 액세스가 제공될 것이다. 이때, 제1 레디얼 베어링(110)의 구성은 반경방향(R1)으로의 제1 레디얼 베어링(110)의 서비스 및/또는 교체가 가능하도록 되어야 할 것이다. 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 반경방향 액세스가 가능하도록 제1 레디얼 베어링(110)의 베어링 하우징(131, 130)의 반경방향 외부 표면과 하우징(20) 사이에 충분한 공간이 존재한다.
제1 통로(P1)는 지지 아암(25)으로부터 하우징(20) 내의 제1 베어링(100)으로 이어져 제1 베어링(100)에 대한 액세스를 제공한다. 제1 레디얼 베어링(110)은 하우징(20) 내부로부터 축방향으로 및/또는 반경방향으로 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 제1 추력 베어링(120)은 하우징(20) 내부로부터 반경방향으로 서비스될 수 있다. 따라서, 전체 제1 베어링(100)은 하우징(20) 내부로부터 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 따라서, 제1 베어링(100)을 서비스하기 위해 선박의 드라이 도킹이 필요하지 않다.
도 3은 제2 베어링의 단면도를 도시한다.
제2 베어링(200)은 제2 레디얼 베어링(210)을 포함할 수 있다. 제2 레디얼 베어링(210)은 활주 베어링일 수 있다. 제2 레디얼 베어링(210)은 프로펠러 샤프트(30)를 둘러싸는 제1 지지부(211)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(211)는 고정식일 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)는 제1 지지부(211) 내에서 회전할 수 있다. 제1 지지부(211)는 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면에 대해 위치 설정된 베어링 표면(212)을 포함할 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면과 베어링 표면(212) 사이에 윤활이 사용될 수 있다. 제1 지지부(211)는 원통형 슬리브를 형성하는 2개 이상의 원형 세그먼트를 포함하는 원통형 슬리브로 형성될 수 있다. 원형 세그먼트는 실린더가 형성되도록 서로 인접하게 위치 설정될 수 있다. 베어링 표면(212)은 원통형 슬리브의 내부 표면을 따라 연장될 수 있다. 베어링 표면은 원형 세그먼트로 형성될 수 있다. 원형 세그먼트는 인접한 원형 세그먼트의 대향 에지가 서로 부착되도록 또는 인접한 원형 세그먼트의 대향 에지가 서로 각도 거리에 위치 설정되도록 위치 설정될 수 있다.
제1 지지부(211)는 제1 지지부(211)를 둘러싸는 제2 지지부(213)에 지지될 수 있다. 제1 지지부(211)의 외부 표면은 외향 만곡된 형태를 가질 수 있고, 제2 지지부(213)는 내향 만곡된 형태를 가질 수 있다. 제1 지지부(211)의 만곡부는 제2 지지부(213)의 만곡된 네스트에 수용될 수 있다. 따라서, 프로펠러 샤프트(30)가 벤딩될 때 제1 지지부(211)와 제2 지지부(213)는 만곡된 표면을 따라 서로에 대해 이동할 수 있다. 제2 지지부(213)는 베어링 하우스(230)에 지지될 수 있다. 베어링 하우스(230)는 하우징(20)의 지지 구조 상에 지지될 수 있다.
제2 레디얼 베어링(210)은 제2 레디얼 베어링(210)의 축방향(X-X) 내부 단부에서 제2 밀봉부(250)로 밀봉될 수 있다. 제2 밀봉부(250)는 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면에 작용하거나 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면 상에 마련된 라이너에 작용할 수 있다. 제2 레디얼 베어링(210)은 제2 레디얼 베어링(210)의 축방향(X-X) 외부 단부에서 제3 밀봉부(260)로 추가로 밀봉될 수 있다. 제3 밀봉부(260)는 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면에 작용하거나 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면 상에 마련된 라이너에 작용할 수 있다. 제2 밀봉부(250) 및 제3 밀봉부(260)는 윤활 유체가 제2 레디얼 베어링(210)으로부터 하우징(20)으로 및/또는 바다로 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면을 따라 누설되는 것을 방지한다. 제2 밀봉부(250) 및 제3 밀봉부(260)는 제거 가능할 수 있다. 제2 밀봉부(250)의 제거는 하우징(20)의 내부로부터 제2 레디얼 베어링(210)으로 축방향(X-X) 방향으로의 액세스(A3)를 제공한다. 제3 밀봉부(260)의 제거는 제2 레디얼 베어링(210)을 서비스 및/또는 교체하기 위해 하우징(20)의 외부로부터 제2 레디얼 베어링(210)으로 축방향으로의 액세스(A4)를 제공한다.
제2 밀봉부(250)의 제거는 하우징(20) 내부로부터 축방향(X-X) 방향으로 제2 레디얼 베어링(210)을 서비스 및/또는 교체할 수 있게 한다. 제2 레디얼 베어링(210)을 교체하기 위해 선박의 드라이 도킹이 필요하지 않게 된다.
제3 밀봉부(260)의 제거는 하우징(20)의 외부로부터 축방향(X-X) 방향으로 제2 레디얼 베어링(210)을 서비스 및/또는 교체할 수 있게 한다. 이는 선박의 드라이 도킹 중에 수행될 수 있다.
제2 레디얼 베어링(210)은, 양 축방향(X-X) 단부에서 밀봉부(250, 260)가 제공되는 대신에, 제2 레디얼 베어링(210)의 축방향(X-X) 내부 단부에서만 밀봉부(250)가 제공되거나 제2 레디얼 베어링(210)의 축방향(X-X) 외부 단부에서만 밀봉부(260)가 제공될 수 있다. 제2 레디얼 베어링(210)에 대한 액세스는 하우징(20)의 내부로부터만 또는 하우징(20)의 외부로부터만 축방향(X-X) 방향으로 제공될 것이다.
제2 레디얼 베어링(210)은 또한 제2 레디얼 베어링(210)의 교체 및/또는 서비스가 반경방향으로 수행될 수 있도록 구성될 수 있다. 제2 레디얼 베어링(210)에 대한 액세스는 반경방향으로부터 배치되어야 한다. 베어링 하우스(230)의 지지 구조로의 축방향 통로를 제공하도록 해치가 베어링 하우스(230)의 지지 구조에 배치될 수 있다.
제2 통로(P2)는 지지 아암(25)으로부터 하우징(200) 내의 제2 베어링(200)으로 이어져 제2 베어링(200)에 대한 액세스를 제공한다. 제2 베어링(200)은 하우징(20) 내부로부터 축방향으로 및/또는 반경방향으로 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 따라서, 제2 베어링(200)을 교체 및/또는 서비스하기 위해 선박의 드라이 도킹이 필요하지 않다.
도 4와 도 5는 레디얼 베어링의 단면도를 도시한다.
도 4 및 도 5에 도시된 레디얼 베어링은 활주 베어링일 수 있다.
도 4는 베어링 표면(112)이 제1 지지부(111) 내에서 원통형 표면으로 형성된 레디얼 베어링을 도시한다. 원통형 베어링 표면(112)은 2개의 원통형 절반부를 포함할 수 있다. 레디얼 베어링의 구성은 프로펠러 샤프트(30)를 따라 축방향(X-X) 방향으로 레디얼 베어링을 서비스 및/또는 교체할 수 있게 한다.
도 5는 베어링 표면(112)이 제1 지지부(111) 내의 원형 세그먼트로 형성된 레디얼 베어링을 도시한다. 제1 지지부(111)는 베어링 표면(112)이 교체될 수 있는 해치(111A)를 포함할 수 있다. 베어링은 해치로부터 반경방향으로 베어링 표면을 교체할 수 있도록 교체 및/또는 서비스 중에 리볼버 방식으로 회전될 수 있다. 레디얼 베어링의 구성은 베어링 하우스의 반경방향 외부 표면으로부터 레디얼 베어링을 서비스 및/또는 교체할 수 있게 한다.
레디얼 베어링은 하우징(20) 내부로부터 반경방향으로 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 베어링 내부의 원형 세그먼트 형태의 활주 피스는 하우징(20) 내부로부터 반경방향으로 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 레디얼 베어링은 리볼버형 베어링일 수 있다. 레디얼 베어링의 베어링 하우스의 반경방향 표면 상에 서비스 해치가 있을 수 있다. 서비스 해치는 레디얼 베어링의 베어링 하우스의 반경방향 표면의 세그먼트를 개방하고 레디얼 베어링 내의 원형 세그먼트 형태로 활주 피스에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 이때, 레디얼 베어링은 원형 세그먼트 형태의 활주 피스를 레디얼 베어링으로부터 하나씩 제거하기 위해 리볼버와 같이 회전될 수 있다. 원형 세그먼트 형태의 새로운 활주 피스가 동일한 방식으로 하나씩 삽입될 수 있다.
도 6은 추력 베어링의 단면도를 도시한다.
제1 추력 베어링(120)은 프로펠러 샤프트(30)로부터 반경방향 외향으로 돌출된 칼라(121)를 포함할 수 있다. 칼라(121)는 프로펠러 샤프트(30)에 견고하게 부착될 수 있다. 따라서, 칼라(121)는 프로펠러 샤프트(30)와 함께 회전할 수 있다. 칼라(121)는 2개의 대향 측면(121A, 121B)을 포함할 수 있다. 각 측면(121A, 121B)은 활주 피스(122, 123) 상에 지지될 수 있다. 활주 피스(122, 123)는 칼라(121) 및 이에 의해 프로펠러 샤프트(30)를 정확한 축방향 위치에 유지한다. 활주 피스(122, 123)에는 칼라(121)의 측면(121A, 121B)에 대해 활주하는 베어링 표면이 제공될 수 있다.
활주 피스(122, 123)는 베어링 하우스(130, 131) 상에 지지될 수 있다. 베어링 하우스(130, 132)는 하우징(20) 내에 견고하게 지지될 수 있다. 베어링 하우스(130, 132)는 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면에 대해 밀봉부(124, 125)에 의해 대향 축방향 측면에서 밀봉될 수 있다. 밀봉부(124, 125)는 윤활 유체가 제1 추력 베어링(120)으로부터 밖으로 프로펠러 샤프트(30)의 외부 표면을 따라 침투하는 것을 방지한다.
활주 피스(122, 123)는 원통형을 가질 수 있다. 제1 추력 베어링(120)은 하우징(20) 내부로부터 반경방향으로 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 활주 피스(122, 123)는 하우징(20) 내부로부터 반경방향으로 교체 및/또는 서비스될 수 있다. 제1 추력 베어링(120)은 리볼버형 베어링일 수 있다. 제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스의 반경방향 표면 상에 서비스 해치가 있을 수 있다. 서비스 해치는 제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스의 반경방향 표면의 세그먼트를 개방하고 제1 추력 베어링(120) 내의 활주 피스(122, 123)에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 이때, 제1 추력 베어링(120)은 제1 추력 베어링(120)으로부터 활주 피스(122, 123)를 하나씩 제거하기 위해 리볼버와 같이 회전될 수 있다. 새로운 활주 피스(122, 123)가 하나씩 동일한 방식으로 삽입될 수 있다.
활주 피스(122, 123)와 칼라(121)의 측면(121A, 121B) 사이에 윤활을 제공하기 위해 윤활 유체가 제1 추력 베어링(120)으로 지향될 수 있다.
도면은 제1 베어링(100)이 하우징(20)의 제1 축방향(X-X) 단부(E1)에 위치 설정되고 제2 베어링(200)이 하우징(20)의 제2 축방향(X-X) 단부(E2)에 위치 설정되는 실시예를 도시한다. 이는 유리한 실시예이다. 하우징(20)의 형태는 최적화될 수 있고 하우징(20)의 외부 둘레는 하우징(E2)의 전방 단부, 즉 제2 단부(E2)에서 작게 유지될 수 있다.
그러나, 상황은 반전되어 제1 베어링(100)이 하우징(20)의 제2 단부(E2)에 위치 설정되고 제2 베어링(200)이 하우징(20)의 제1 단부(E1)에 위치 설정될 수 있다. 제1 레디얼 베어링(110)은 이 실시예에서도 여전히 제1 추력 베어링(120)과 관련하여 내향 축방향으로(X-X) 위치 설정될 것이다.
도면은 프로펠러(40)가 하우징(20)의 일 단부 외측에, 즉 제2 단부(E2) 외측에만 있는 실시예를 도시한다. 이는 유리한 실시예이다. 그러나, 하우징(20)의 양 단부 외측에 프로펠러(40)가 있을 수 있고, 즉 하우징(20)의 제1 단부(E1) 외측에 하나의 프로펠러(40)가 있고 하우징(20)의 제2 단부(E2) 외측에 하나의 프로펠러(40)가 있을 수 있다.
도면은 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)이 공통 제1 베어링 하우스(130)에 위치 설정되는 실시예를 도시한다. 이는 유리한 실시예이다. 그러나, 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)은 대신에 별도의 베어링 하우스(131, 132)에 위치 설정될 수 있다.
제1 레디얼 베어링(110) 및 제2 레디얼 베어링(210)은 활주 베어링일 수 있다.
도면은 프로펠러(40)가 풀링 프로펠러인 실시예를 도시한다. 본 발명은 프로펠러(40)가 푸싱 프로펠러인 상황에서도 자연스럽게 적용될 수 있다.
도면은 프로펠러(40)가 단 하나의 프로펠러로 형성된 실시예를 도시한다. 본 발명은 프로펠러(40)가 2개 이상의 프로펠러, 예를 들어 2개의 역방향-회전 프로펠러로 형성되는 상황에서도 자연스럽게 적용될 수 있다.
도면은 프로펠러(40)가 해수에서 자유롭게 회전하는 실시예를 도시한다. 프로펠러(40)는 당연히 추력 링으로 둘러싸일 수도 있다.
본 발명 및 그 실시예는 전술한 예에 제한되지 않고 청구범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims (15)

  1. 추진 유닛으로서,
    선박의 선체(10)에 지지 아암(25)으로 지지되는 하우징(20)으로서, 하우징(20)은 하우징(20)의 길이방향으로 제1 단부(E1) 및 제2 대향 단부(E2)를 갖는, 하우징(20),
    하우징(20) 내에서 하우징(20)의 길이방향으로 연장되는 프로펠러 샤프트(30)로서, 프로펠러 샤프트(30)는 회전축(X-X)을 가지며 제1 베어링(100) 및 제2 베어링(200)에 의해 하우징(20) 내에서 회전 가능하게 지지되는, 프로펠러 샤프트(30),
    하우징(20) 외부의 프로펠러 샤프트(30)의 적어도 하나의 단부에 부착되는 프로펠러(40)를 포함하는 추진 유닛에 있어서,
    제1 베어링(100)은 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)을 포함하고, 제1 레디얼 베어링(110)은 제1 추력 베어링(120) 내에 축방향(X-X)으로 위치 설정된 활주 베어링이며, 제1 베어링(100)은 하우징(20)의 제1 단부(E1)에 위치 설정되고 제2 베어링(200)은 하우징(20)의 제2 단부(E2)에 위치 설정되거나 또는 제1 베어링(100)은 하우징(20)의 제2 단부(E2)에 위치 설정되고 제2 베어링(200)은 하우징(20)의 제1 단부(E1)에 위치 설정되고,
    통로(P1, P2)가 지지 아암(25)으로부터 하우징(20) 내부의 제1 베어링(100)으로 배치되어 서비스 직원이 제1 베어링(100)을 서비스, 교체, 또는 서비스 및 교체할 수 있도록 제1 베어링(100)에 도달할 수 있는 경로를 제공하는 추진 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 액세스는, 제1 레디얼 베어링(110)을 서비스, 교체, 또는 서비스 및 교체하도록 제1 레디얼 베어링(110)의 반경방향 표면으로부터 반경방향(R1)으로 제공되는, 추진 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 액세스는 제1 레디얼 베어링(110)을 서비스, 교체, 또는 서비스 및 교체하도록 제1 레디얼 베어링(110)의 축방향 내부 단부로부터 축방향(A1)으로 제공되는, 추진 유닛.
  5. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 추력 베어링(120)에 대한 액세스는 제1 추력 베어링(120)을 서비스, 교체, 또는 서비스 및 교체하도록 제1 추력 베어링(120)의 반경방향 표면으로부터 반경방향(R1)으로 제공되는, 추진 유닛.
  6. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 레디얼 베어링(110)은 제1 레디얼 베어링(110)의 축방향(X-X) 내부 단부에서 제1 밀봉부(150)로 밀봉되고, 제1 밀봉부(150)는 분리 가능하여 제1 밀봉부(150)의 제거는 제1 레디얼 베어링(110)을 서비스, 교체, 또는 서비스 및 교체하도록 축방향(A1)으로 제1 레디얼 베어링(110)에 대한 액세스를 제공하는, 추진 유닛.
  7. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 추력 베어링(120)은 프로펠러 샤프트(30)와 함께 회전하고 프로펠러 샤프트(30)로부터 반경방향 외향으로 돌출하는 칼라(121)를 포함하고, 칼라(121)의 대향 측면(121A, 121B)은 제1 추력 베어링(120)의 베어링 하우스(130, 132)에 지지된 활주 피스(122, 123) 상에 회전 가능하게 지지되는, 추진 유닛.
  8. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)은 별도의 베어링 하우스(131, 132)에 위치 설정되는, 추진 유닛.
  9. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 레디얼 베어링(110) 및 제1 추력 베어링(120)은 공통 베어링 하우스(130)에 위치 설정되는, 추진 유닛.
  10. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 베어링(200)은 제2 레디얼 베어링(210)을 포함하는, 추진 유닛.
  11. 제10항에 있어서, 제2 레디얼 베어링(210)은 활주 베어링인, 추진 유닛.
  12. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 베어링(200)은 제2 베어링(200)의 축방향(X-X) 내부 단부에서 제2 밀봉부(250)로 밀봉되고, 제2 밀봉부(250)는 분리 가능하여 제2 밀봉부(250)의 제거는 제2 베어링(200)을 서비스, 교체, 또는 서비스 및 교체하도록 하우징(20) 내부로부터 축방향(A2)으로 제2 베어링(200)에 대한 액세스를 제공하는, 추진 유닛.
  13. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 프로펠러 샤프트(30)는 전기 모터(50)로 구동되고, 전기 모터(50)는 프로펠러 샤프트(30)에 부착된 로터(60) 및 로터(60)를 둘러싸는 스테이터를 포함하는, 추진 유닛.
  14. 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 아암(25)은, 지지 아암(25)이 지지 아암(25)의 길이방향 중심축(Y-Y)을 중심으로 360도 회전 가능하고, 이에 의해 또한 하우징(20)이 지지 아암(25)과 함께 360도 회전하도록 선박의 선체(10)에 회전 가능하게 지지되는, 추진 유닛.
  15. 선박으로서, 선박은 제1항, 제3항, 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 추진 유닛을 포함하는, 선박.
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