KR102642808B1 - 축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기 - Google Patents

축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 회전자와, 회전자의 둘레에 형성된 고정자와, 회전자와 고정자를 커버하는 하우징으로 구성되고, 회전자에 결합되는 회전자 플렌지가 하우징으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기, 및 하우징의 전면에 배치되며, 원주상에 지지볼트홀이 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자가 관통하는 하우징커버와, 하우징커버에 고정되며 하우징커버로부터 회전자 플렌지를 향해 일정 길이로 연장되고 회전자 일부를 감싸는 지지대와, 지지대의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀로 삽입되어 일단은 지지볼트홀에 체결되고 타단은 회전자 플렌지에 볼트체결되는 지지볼트와, 지지대의 하단에 배치되어 하우징커버에 결합되는 보강판으로 구성되는, 회전자 지지부를 포함하는, 축발전기용 회전자 지지장치를 제공한다.

Description

축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기{APPARATUS FOR SUPPORTING ROTOR FOR SHAFT GENERATOR AND SHAFT GENERATOR INCLUDING THE SAME}
본 발명은 축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진룸 설치를 위한 이송시 축발전기용 회전자를 임시로 지지하고 고정하는, 축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 선박용 축발전기(shaft generator)는 운항시 추진용 주기엔진(M/E)의 회전구동축의 회전력을 이용하여 선박에 필요한 전력을 생산하는 구성으로서, 연료소모량과 유해 배기가스를 저감할 수 있는 친환경 기술이다.
즉, 축발전기는 국제해사기구(IMO) 환경규제에 따라 선박 제조 연비 지수(EEDI) 개선을 위해 설치되는데, 주기엔진의 출력을 활용하여 발전기와 같이 선박내 전력계통에 전력을 공급하는 PTO(Power Take Out) 모드로 구동하거나, 디젤 발전기 또는 에너지 저장 시스템(ESS)으로부터 전력을 공급받아 전동기로 동작하여 선박 추진에 기여하는 PTI(Power Take In) 및 PTH(Power Take Home) 모드로 구동할 수 있다.
한편, 축발전기는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축에 결합하여 회전하는 회전자와, 회전자의 둘레에 형성된 고정자로 구성되고, 회전자의 종단에는 프로펠러 구동축에 결합되는 플렌지가 하우징 외부로 노출되도록 형성되어서, 축발전기의 제작 후 엔진룸 설치를 위한 이송시 회전자를 임시로 지지하여 고정할 필요가 있는데, 종래에는 회전자와 고정자에 대해 단순 스터드볼팅 방식으로 고정하거나 에어갭(air gap)으로 보호하는 방식으로 이루어져서 회전자를 보다 더 견고하게 지지하고 고정하여 회전자와 고정자의 접촉으로 인한 파손을 방지할 수 있는 기술이 요구된다.
한국 등록특허공보 제10-2315722호 (선박 추진 시스템, 2021.10.21. 공고) 한국 공개특허공보 제10-2021-0112211호 (선박 추진 시스템, 2021.09.14.)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 지지대를 관통하는 스터드볼트에 의해, 엔진룸 설치를 위한 이송시 축발전기용 회전자를 임시로 지지하고 고정하면서 회전자의 축변형 및 회전자와 고정자의 접촉으로 인한 파손을 방지할 수 있는, 축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 양단에 스커트를 고정하여 구조적 강도를 보강한 지지대에 의해, 엔진룸 설치를 위한 이송시 축발전기용 회전자를 임시로 지지하고 고정하면서 회전자의 축변형 및 회전자와 고정자의 접촉으로 인한 파손을 방지할 수 있는, 축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 사상이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 지지대를 관통하는 스터드볼트와 보강판에 의해, 엔진룸 설치를 위한 이송시 축발전기용 회전자를 임시로 지지하고 고정하면서 회전자의 축변형 및 회전자와 고정자의 접촉으로 인한 파손을 방지할 수 있고 베어링에 의해 회전자 위치 조정이 쉽도록 하는, 축발전기용 회전자 지지장치 및 동 장치를 포함하는 축발전기를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 제1실시예는, 회전자와, 상기 회전자의 둘레에 형성된 고정자와, 상기 회전자와 상기 고정자를 커버하는 하우징으로 구성되고, 상기 회전자에 결합되는 회전자 플렌지가 상기 하우징으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기; 및 상기 하우징의 전면에 배치되며, 원주상에 지지볼트홀이 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 상기 회전자가 관통하는 하우징커버와, 상기 하우징커버에 고정되며 상기 하우징커버로부터 상기 회전자 플렌지를 향해 일정 길이로 연장되고 상기 회전자 일부를 감싸는 지지대와, 상기 지지대의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀로 삽입되어 일단은 상기 지지볼트홀에 체결되고 타단은 상기 회전자 플렌지에 볼트체결되는 지지볼트로 구성되는, 회전자 지지부;를 포함하는, 축발전기용 회전자 지지장치를 제공한다.
여기서, 상기 지지대는 대향하는 상부지지대와 하부지지대로 분리되어 구성되어 상호 결합할 수 있다.
이때, 상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 고무코팅층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 흑연코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부지지대 및 상기 하부지지대로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편과, 상하 대향하는 상기 체결편을 상호 체결하는 볼트 및 너트를 포함하여, 상기 상부 지지대 및 상기 하부지지대를 결합할 수 있다.
또한, 상기 지지대로부터 상기 하우징커버의 볼트홀에 볼트체결되어 상기 지지대를 상기 하우징커버에 고정할 수 있다.
또한, 상기 회전자는 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축에 결합하여 회전할 수 있다.
또한, 상기 회전자 플렌지는 프로펠러 구동축에 결합될 수 있다.
또한, 상기 하우징커버는 원판 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지대는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 전술한 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 제2실시예는, 회전자와, 상기 회전자의 둘레에 형성된 고정자와, 상기 회전자와 상기 고정자를 커버하는 하우징으로 구성되고, 상기 회전자에 결합되는 회전자 플렌지가 상기 하우징으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기; 및 상기 하우징의 전면에 배치되며, 원주상에 볼트홀이 각각 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 상기 회전자가 관통하는 하우징커버와, 상기 하우징커버로부터 상기 회전자 플렌지까지 연장되며, 상기 회전자를 감싸고 양측면에 스커트가 각각 결합된 지지대로 구성되고, 상기 스커트는 상기 볼트홀 및 상기 회전자 플렌지에 볼트체결되는, 회전자 지지부;를 포함하는, 축발전기용 회전자 지지장치를 제공한다.
여기서, 상기 지지대는 대향하는 상부지지대와 하부지지대로 분리되어 구성되어 상호 결합할 수 있다.
이때, 상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 고무코팅층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 흑연코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부지지대 및 상기 하부지지대로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편과, 상하 대향하는 상기 체결편을 상호 체결하는 볼트 및 너트를 포함하여, 상기 상부 지지대 및 상기 하부지지대를 결합할 수 있다.
또한, 상기 스커트는, 상기 볼트홀에 볼트 체결되는 원판 형상의 제1스커트, 및 상기 회전자 플렌지에 볼트 체결되는 원판 형상의 제2스커트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1스커트 및 상기 제2스커트는 상기 지지대의 양단에 용접되어 고정될 수 있다.
또한, 상기 회전자는 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축에 결합하여 회전하고, 상기 회전자 플렌지는 프로펠러 구동축에 결합될 수 있다.
또한, 상기 하우징커버는 원판 형상으로 형성되고, 상기 지지대는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징커버의 상단과, 상기 회전자 플렌지에 인접한 상기 상부지지대 사이에는 와이어 또는 링크의 보조지지구를 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 하우징커버의 하단과, 상기 회전자 플렌지에 인접한 상기 하부지지대 사이에는 와이어 또는 링크의 보조지지구를 통해 연결될 수 있다.
또한, 상기 상부지지대 및 상기 하부지지대의 일측면으로부터 연장되는 체결편과, 상기 상부지지대 및 상기 하부지지대의 타측면에 형성되는 힌지부에 의해 힌지개폐구조로 상기 지지대를 감싸거나 상기 지지대로부터 분리될 수 있다.
또한, 전술한 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 제3실시예는, 회전자와, 상기 회전자의 둘레에 형성된 고정자와, 상기 회전자와 상기 고정자를 커버하는 하우징으로 구성되고, 상기 회전자에 결합되는 회전자 플렌지가 상기 하우징으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기; 및 상기 하우징의 전면에 배치되며, 원주상에 지지볼트홀이 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 상기 회전자가 관통하는 하우징커버와, 상기 하우징커버에 고정되며 상기 하우징커버로부터 상기 회전자 플렌지를 향해 일정 길이로 연장되고 상기 회전자 일부를 감싸는 지지대와, 상기 지지대의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀로 삽입되어 일단은 상기 지지볼트홀에 체결되고 타단은 상기 회전자 플렌지에 볼트체결되는 지지볼트와, 상기 지지대의 하단에 배치되어 상기 하우징커버에 결합되는 보강판으로 구성되는, 회전자 지지부;를 포함하는, 축발전기용 회전자 지지장치를 제공한다.
여기서, 상기 지지대는 대향하는 상부지지대와 하부지지대로 분리되어 구성되어 상호 결합할 수 있다.
이때, 상기 하부지지대의 내측면에는 하나 이상의 베어링 라인이 형성될 수 있다.
또한, 상기 보강판은 상기 하부지지대의 일단 하측으로 연장형성되고, 상기 보강판은 상기 하우징커버에 볼트체결되어 고정될 수 있다.
또한, 상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 고무코팅층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 흑연코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부지지대 및 상기 하부지지대로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편과, 상하 대향하는 상기 체결편을 상호 체결하는 볼트 및 너트를 포함하여, 상기 상부 지지대 및 상기 하부지지대를 결합할 수 있다.
또한, 상기 지지대로부터 상기 하우징커버의 볼트홀에 볼트체결되어 상기 지지대를 상기 하우징커버에 고정할 수 있다.
또한, 상기 회전자는 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축에 결합하여 회전할 수 있다.
또한, 상기 회전자 플렌지는 프로펠러 구동축에 결합될 수 있다.
또한, 상기 하우징커버는 원판 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지대는 원통 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은 앞서 기술한 축발전기용 회전자 지지장치를 포함하는 축발전기를 제공한다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 지지대를 상하로 분리 구성하여 회전자를 임시적으로 지지하도록 하여 결합 및 분리 작업이 쉽도록 하며, 스터드볼트에 의해 지지대를 보강하여 회전자 축변형을 최소화하고, 축발전기 이송시 회전자와 고정자의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하도록 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르면, 지지대를 상하로 분리 구성하여 회전자를 임시적으로 지지하도록 하여 결합 및 분리 작업이 쉽도록 하며, 양단에 스커트를 구비한 지지대를 보강하여 회전자 축변형을 최소화하고, 축발전기 이송시 회전자와 고정자의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하도록 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 제3실시예에 따르면, 지지대를 상하로 분리 구성하여 회전자를 임시적으로 지지하도록 하여 결합 및 분리 작업이 쉽도록 하며, 스터드볼트 및 보강판에 의해 지지대를 보강하여 회전자 축변형을 최소화하고, 베어링 라인에 의해 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자의 위치 조정을 위한 회전자의 회전을 보다 쉽도록 하고, 축발전기 이송시 회전자와 고정자의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 축발전기용 회전자 지지장치의 분해도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 축발전기용 회전자 지지장치의 분해도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치의 사시도를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 축발전기용 회전자 지지장치의 분해도를 도시한 것이다.
도 7은 도 1의 축발전기용 회전자 지지장치의 단면구조를 예시한 것이다.
도 8은 본 발명의 축발전기용 회전자 지지장치에 있어 보조지지구를 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 제1실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축(11)에 결합하여 회전하는 회전자(111)와, 회전자(111)의 둘레에 형성된 고정자(112)와, 회전자(111)와 고정자(112)를 커버하는 하우징(113)으로 구성되고, 회전자(111)에 결합되어 프로펠러 구동축에 결합되는 회전자 플렌지(114)가 하우징(113)으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기(110), 및 하우징(113)의 전면에 배치되며, 원주상에 지지볼트홀(121a)이 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자(111)가 관통하는 원판 형상의 하우징커버(121)와, 하우징커버(121)에 고정되며 하우징커버(121)로부터 회전자 플렌지(114)를 향해 일정 길이로 연장되고 회전자(111) 일부를 감싸는 원통 형상의 지지대(122)와, 지지대(122)의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀(122a)로 삽입되어 일단은 지지볼트홀(121a)에 체결되고 타단은 회전자 플렌지(114)에 볼트체결되는 지지볼트(123)로 구성되는, 회전자 지지부(120)를 포함하여서, 축발전기 이송시 회전자(111)와 고정자(112)의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 전술한 제1실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 축발전기(110)는, 국제해사기구(IMO) 환경규제에 따라 선박 제조 연비 지수(EEDI) 개선을 위해 설치되는데, 주기엔진(M/E)의 출력을 활용하여 발전기와 같이 선박내 전력계통에 전력을 공급하는 PTO(Power Take Out) 모드로 구동하거나, 디젤 발전기 또는 에너지 저장 시스템(ESS)으로부터 전력을 공급받아 전동기로 동작하여 선박 추진에 기여하는 PTI(Power Take In) 및 PTH(Power Take Home) 모드로 구동할 수 있다.
예컨대, 축발전기(110)는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축(11)에 결합하여 회전하는 회전자(111)와, 회전자(111)의 둘레에 형성된 고정자(112)와, 회전자(111)와 고정자(112)를 커버하는 하우징(113)으로 구성되고, 회전자(111)의 종단에 결합되어 프로펠러 구동축(미도시)에 결합되는 회전자 플렌지(114)가 하우징(113)으로부터 연장되어 노출되도록 형성될 수 있다.
다음, 회전자 지지부(120)는, 지지대(122)와 지지볼트(123)로 강도를 보강하여 이송시에는 하우징(113) 외부로 노출된 회전자(111)를 지지하여 축변형을 방지하고, 엔진룸 설치시에는 제거되는 구성으로서, 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(113)의 전면에 배치되며, 원주상에 한 쌍 이상의 지지볼트홀(121a)이 일정각도로 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자(111)가 관통하는 원판 형상의 하우징커버(121)와, 하우징커버(121)의 전면에 고정되며 하우징커버(121)로부터 회전자 플렌지(114)를 향해 일정 길이 연장되며, 하우징커버(121)측 회전자(111)의 일부만을 감싸도록 일정두께의 원통 형상으로 형성된 지지대(122)와, 지지대(122)의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀(122a)로 삽입되어 일단은 지지볼트홀(121a)에 체결되고 타단은 회전자 플렌지(114)의 볼트홀(114b)을 관통하여여 볼트체결되는 지지볼트(123)로 구성된다.
여기서, 지지볼트(123)는 지지대(122)를 관통하여 하우징커버(121)와 회전자 플렌지(114) 사이에 고정될 수 있다.
또한, 지지대(122)는, 도 2에 예시된 바와 같이, 하우징커버(121)측 회전자(111) 일부만을 지지하고, 회전자 플렌지(114)측 회전자는 지지하지 않도록 일정 길이로 연장 형성되는데, 대향하는 반원통 형상의 상부지지대(122A)와 하부지지대(122B)로 분리되어 구성되어 회전자(111)의 외주면에 상호 결합되고, 회전자(111)의 외주면으로부터 각각 상하로 분리될 수 있다.
또한, 지지대(122)는 관통홀(122a)로부터 하우징커버(121)의 볼트홀(121b)에 볼트체결되는 볼트(121c)를 통해 하우징커버(121)에 견고하게 고정되면서 회전자(111)를 지지한다.
또한, 상부지지대(122A) 또는 하부지지대(122B)의 내측면에는 고무코팅층(124)(도 7 참조)이 형성되어서, 회전자(111)와 상부지지대(122A) 또는 하부지지대(122B)와의 직접적인 접촉을 차단하여 마찰, 소음발생, 부식, 파손 등을 최소화하고, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또는, 상부지지대(122A) 또는 하부지지대(122B)의 내측면에는 흑연코팅층(미도시)이 형성되어서, 회전자(111)와 상부지지대(122A) 또는 하부지지대(122B)와의 직접적인 접촉을 차단하여 마찰, 소음발생, 부식, 파손 등을 최소화하고, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또한, 상부지지대(122A) 및 하부지지대(122B)로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편(125)과, 상하 대향하는 체결편(125)을 상호 체결하는 볼트(125a) 및 너트(125b)를 포함하여, 볼트체결에 의해 상부 지지대(122A) 및 하부지지대(122B)를 결합하여 회전자(111)를 감싸도록 하고, 엔진룸 설치시 볼트체결해제에 의해 회전자(111)로부터 상부 지지대(122A) 및 하부지지대(122B)를 각각 상하로 분리하여 제거할 수 있다.
또는, 상부지지대(122A) 및 하부지지대(122B)의 일측면으로부터 연장되는 체결편(미도시)과, 상부지지대(122A) 및 하부지지대(122B)의 타측면에 형성되는 힌지부(미도시)에 의해 힌지개폐구조로 지지대(122)를 감싸거나 지지대(122)로부터 분리될 수도 있다.
한편, 하우징커버(121)는 원판 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로 지지대(122) 역시 원통 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
이에, 지지대를 상하로 분리 구성하여 회전자를 임시적으로 지지하도록 하여 결합 및 분리 작업이 쉽도록 하며, 스터드볼트에 의해 지지대를 보강하여 회전자 축변형을 최소화하고, 축발전기 이송시 회전자와 고정자의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하도록 할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축(11)에 결합하여 회전하는 회전자(111)와, 회전자(111)의 둘레에 형성된 고정자(112)와, 회전자(111)와 고정자(112)를 커버하는 하우징(113)으로 구성되고, 회전자(111)에 결합되어 프로펠러 구동축에 결합되는 회전자 플렌지(114)가 하우징(113)으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기(110), 및 하우징(113)의 전면에 배치되며, 원주상에 볼트홀(221a)이 각각 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자(111)가 관통하는 원판 형상의 하우징커버(221)와, 하우징커버(221)로부터 회전자 플렌지(114)까지 연장되며, 회전자(111)를 감싸고 양측면에 원판 형상의 제1스커트(226) 및 제2스커트(227)가 각각 결합된 원통 형상의 지지대(222)로 구성되고, 제1스커트(226)는 볼트홀(221a)에 볼트체결되고, 제2스커트(227)는 회전자 플렌지(114)에 볼트체결되는, 회전자 지지부(220)를 포함하여서, 제1스커트(226) 및 제2스커트(227)에 의해 지지대(222)의 강도를 보강하여 축발전기 이송시 회전자(111)와 고정자(112)의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 전술한 제2실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 축발전기(110)는, 국제해사기구(IMO) 환경규제에 따라 선박 제조 연비 지수(EEDI) 개선을 위해 설치되는데, 주기엔진(M/E)의 출력을 활용하여 발전기와 같이 선박내 전력계통에 전력을 공급하는 PTO(Power Take Out) 모드로 구동하거나, 디젤 발전기 또는 에너지 저장 시스템(ESS)으로부터 전력을 공급받아 전동기로 동작하여 선박 추진에 기여하는 PTI(Power Take In) 및 PTH(Power Take Home) 모드로 구동할 수 있다.
예컨대, 축발전기(110)는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축(11)에 결합하여 회전하는 회전자(111)와, 회전자(111)의 둘레에 형성된 고정자(112)와, 회전자(111)와 고정자(112)를 커버하는 하우징(113)으로 구성되고, 회전자(111)의 종단에 결합되어 프로펠러 구동축(미도시)에 결합되는 회전자 플렌지(114)가 하우징(113)으로부터 연장되어 노출되도록 형성될 수 있다.
다음, 회전자 지지부(220)는, 양단에 스커트(226,227)가 형성된 지지대(222)로 강도를 보강하여 이송시에는 하우징(113) 외부로 노출된 회전자(111)를 지지하여 축변형을 방지하고, 엔진룸 설치시에는 제거되는 구성으로서, 구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(113)의 전면에 배치되며, 원주상에 한 쌍 이상의 볼트홀(221a)이 각각 일정각도로 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자(111)가 관통하는 원판 형상의 하우징커버(221)와, 하우징커버(221)로부터 회전자 플렌지(114)까지 연장되며, 회전자(111)를 감싸고 양측면에 반원판으로 분리가능한 원판 형상의 제1스커트(226) 및 제2스커트(227)가 각각 결합된 원통 형상의 지지대(222)로 구성되고, 제1스커트(226)는 원주상에 배치되는 볼트(226a)를 통해 볼트홀(221a)에 볼트체결되어 고정되고, 제2스커트(227)는 원주상에 배치되는 볼트(227a)가 제2스커트(227)의 볼트홀(227b)을 관통하여 회전자 플렌지(114)의 볼트홀(114a)에 볼트체결될 수 있다.
여기서, 지지대(222)는, 도 4에 예시된 바와 같이, 대향하는 반원통 형상의 상부지지대(222A)와 하부지지대(222B)로 분리되어 구성되어 회전자(111)의 외주면에 상호 결합되고, 회전자(111)의 외주면으로부터 각각 상하로 분리될 수 있다.
또한, 상부지지대(222A) 또는 하부지지대(222B)의 내측면에는 고무코팅층(미도시)이 형성되어서, 회전자(111)와 상부지지대(222A) 또는 하부지지대(222B)와의 직접적인 접촉을 차단하여 마찰, 소음발생, 부식, 파손 등을 최소화하고, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또는, 상부지지대(222A) 또는 하부지지대(222B)의 내측면에는 흑연코팅층(미도시)이 형성되어서, 회전자(111)와 상부지지대(222A) 또는 하부지지대(222B)와의 직접적인 접촉을 차단하여 마찰, 소음발생, 부식, 파손 등을 최소화하고, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또한, 상부지지대(222A) 및 하부지지대(222B)로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편(225)과, 상하 대향하는 체결편(225)을 상호 체결하는 볼트(225a) 및 너트(225b)를 포함하여, 볼트체결에 의해 상부 지지대(222A) 및 하부지지대(222B)를 결합하여 회전자(111)를 감싸도록 하고, 엔진룸 설치시 볼트체결해제에 의해 회전자(111)로부터 상부 지지대(222A) 및 하부지지대(222B)를 각각 상하로 분리하여 제거할 수 있다.
또는, 상부지지대(222A) 및 하부지지대(222B)의 일측면으로부터 연장되는 체결편(미도시)과, 상부지지대(222A) 및 하부지지대(222B)의 타측면에 형성되는 힌지부(미도시)에 의해 힌지개폐구조로 지지대(222)를 감싸거나 지지대(222)로부터 분리될 수도 있다.
또한, 제1스커트(226) 및 제2스커트(227)는 지지대(222)의 양단에 용접되어 고정되어서, 반원판 형상의 제1스커트(226) 및 제2스커트(227)에 의해 상부 지지대(222A) 및 하부지지대(222B)의 구조적 형태가 견고하게 유지되어 지지대(222)를 안정적으로 지지할 수 있다.
한편, 하우징커버(221)는 원판 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로 지지대(222) 역시 원통 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
이에, 지지대를 상하로 분리 구성하여 회전자를 임시적으로 지지하도록 하여 결합 및 분리 작업이 쉽도록 하며, 양단에 스커트를 구비한 지지대를 보강하여 회전자 축변형을 최소화하고, 축발전기 이송시 회전자와 고정자의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하도록 할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축(11)에 결합하여 회전하는 회전자(111)와, 회전자(111)의 둘레에 형성된 고정자(112)와, 회전자(111)와 고정자(112)를 커버하는 하우징(113)으로 구성되고, 회전자(111)에 결합되어 프로펠러 구동축에 결합되는 회전자 플렌지(114)가 하우징(113)으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기(110), 및 하우징(113)의 전면에 배치되며, 원주상에 지지볼트홀(321a)이 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자(111)가 관통하는 원판 형상의 하우징커버(321)와, 하우징커버(321)에 고정되며 하우징커버(321)로부터 회전자 플렌지(114)를 향해 일정 길이로 연장되고 회전자(111) 일부를 감싸는 원통 형상의 지지대(322)와, 지지대(322)의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀(322a)로 삽입되어 일단은 지지볼트홀(321a)에 체결되고 타단은 회전자 플렌지(114)에 볼트체결되는 지지볼트(323)와, 지지대(322)의 하단에 배치되어 하우징커버(321)에 결합되는 보강판(326)으로 구성되는, 회전자 지지부(320)를 포함하여서, 축발전기 이송시 회전자(111)와 고정자(112)의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하는 것을 요지로 한다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 전술한 제3실시예에 의한 축발전기용 회전자 지지장치를 구체적으로 상술하면 다음과 같다.
우선, 축발전기(110)는, 국제해사기구(IMO) 환경규제에 따라 선박 제조 연비 지수(EEDI) 개선을 위해 설치되는데, 주기엔진(M/E)의 출력을 활용하여 발전기와 같이 선박내 전력계통에 전력을 공급하는 PTO(Power Take Out) 모드로 구동하거나, 디젤 발전기 또는 에너지 저장 시스템(ESS)으로부터 전력을 공급받아 전동기로 동작하여 선박 추진에 기여하는 PTI(Power Take In) 및 PTH(Power Take Home) 모드로 구동할 수 있다.
예컨대, 축발전기(110)는, 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축(11)에 결합하여 회전하는 회전자(111)와, 회전자(111)의 둘레에 형성된 고정자(112)와, 회전자(111)와 고정자(112)를 커버하는 하우징(113)으로 구성되고, 회전자(111)의 종단에 결합되어 프로펠러 구동축(미도시)에 결합되는 회전자 플렌지(114)가 하우징(113)으로부터 연장되어 노출되도록 형성될 수 있다.
다음, 회전자 지지부(320)는, 지지대(322)와 지지볼트(323)로 강도를 보강하며, 추가로 보강판(326)에 의해 지지대(322)의 처짐을 방지하여 이송시에는 하우징(113) 외부로 노출된 회전자(111)를 지지하여 축변형을 방지하고, 베어링에 의해 회전자(111)의 위치 조정이 쉽도록 하고, 엔진룸 설치시에는 제거되는 구성으로서, 구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(113)의 전면에 배치되며, 원주상에 한 쌍 이상의 지지볼트홀(321a)이 일정각도로 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 회전자(111)가 관통하는 원판 형상의 하우징커버(321)와, 하우징커버(321)의 전면에 고정되며 하우징커버(321)측 회전자(111)의 일부만을 감싸도록 일정두께의 원통 형상으로 형성된 지지대(322)와, 지지대(322)의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀(322a)로 삽입되어 일단은 지지볼트홀(321a)에 체결되고 타단은 회전자 플렌지(114)의 볼트홀(114a)을 관통하여 볼트체결되는 지지볼트(323)와, 지지대(322)의 하단에 배치되어 하우징커버(321)에 결합되는 보강판(326)으로 구성될 수 있다.
여기서, 지지볼트(323)는 지지대(322)를 관통하여 하우징커버(321)와 회전자 플렌지(114) 사이에 고정될 수 있다.
또한, 보강판(326)은 지지대(322)의 하단에 용접되어 결합되고(즉, 하부지지대(322B)의 일단 하측으로 연장형성), 하우징커버(321)에 볼트체결되어 고정되어서, 이송시 발생하는 진동으로 인한 지지대(322)의 처짐과 베어링 라인(327)의 형성으로 인한 무게 증가로 인한 처짐을 방지하도록 할 수 있다.
여기서, 지지대(322)는, 도 6에 예시된 바와 같이, 하우징커버(321)측 회전자(111) 일부만을 지지하고, 회전자 플렌지(114)측 회전자는 지지하지 않도록 일정 길이로 연장 형성되는데, 대향하는 반원통 형상의 상부지지대(322A)와 하부지지대(322B)로 분리되어 구성되어 회전자(111)의 외주면에 상호 결합되고, 회전자(111)의 외주면으로부터 각각 상하로 분리될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 하부지지대(322B)의 내측면에는 하나 이상의 베어링 라인(327)이 형성되어서, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또한, 상부지지대(322A)의 내측면에는 고무코팅층(미도시)이 형성되어서, 회전자(111)와 상부지지대(322A)와의 직접적인 접촉을 차단하여 마찰, 소음발생, 부식, 파손 등을 최소화하고, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또는, 상부지지대(322A)의 내측면에는 흑연코팅층(미도시)이 형성되어서, 회전자(111)와 상부지지대(322A)와의 직접적인 접촉을 차단하여 마찰, 소음발생, 부식, 파손 등을 최소화하고, 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자(111)의 위치 조정을 위한 회전자(111)의 회전을 보다 쉽도록 할 수 있다.
또한, 상부지지대(322A) 및 하부지지대(322B)로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편(325)과, 상하 대향하는 체결편(325)을 상호 체결하는 볼트(325a) 및 너트(325b)를 포함하여, 볼트체결에 의해 상부 지지대(322A) 및 하부지지대(322B)를 결합하여 회전자(111)를 감싸도록 하고, 엔진룸 설치시 볼트체결해제에 의해 회전자(111)로부터 상부 지지대(322A) 및 하부지지대(322B)를 각각 상하로 분리하여 제거할 수 있다.
또는, 상부지지대(322A) 및 하부지지대(322B)의 일측면으로부터 연장되는 체결편(미도시)과, 상부지지대(322A) 및 하부지지대(322B)의 타측면에 형성되는 힌지부(미도시)에 의해 힌지개폐구조로 지지대(322)를 감싸거나 지지대(322)로부터 분리될 수도 있다.
또한, 지지대(322)는 관통홀(322b)로부터 하우징커버(321)의 볼트홀(321b)에 볼트체결되는 볼트(321c)를 통해 하우징커버(321)에 견고하게 고정되면서 회전자(111)를 지지한다.
한편, 하우징커버(321)는 원판 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로 지지대(322) 역시 원통 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다.
이에, 지지대를 상하로 분리 구성하여 회전자를 임시적으로 지지하도록 하여 결합 및 분리 작업이 쉽도록 하며, 스터드볼트 및 보강판에 의해 지지대를 보강하여 회전자 축변형을 최소화하고, 베어링 라인에 의해 엔진룸 설치시 프로펠러 구동축과의 정렬 또는 회전자의 위치 조정을 위한 회전자의 회전을 보다 쉽도록 하고, 축발전기 이송시 회전자와 고정자의 상호 접촉으로 인한 파손을 방지하도록 할 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 하우징커버(221)의 상단과, 회전자 플렌지(114)에 인접한 상부지지대(222A) 사이에는 한 쌍의 와이어 또는 링크의 보조지지구(115)를 통해 연결되거나, 하우징커버(221)의 하단과, 회전자 플렌지(114)에 인접한 하부지지대(222B) 사이에는 한 쌍의 와이어 또는 링크의 보조지지구(115)를 통해 지지되도록 하여 지지대(222)의 처짐을 추가적으로 방지하도록 할 수도 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 축발전기 111 : 회전자
112 : 고정자 113 : 하우징
114 : 회전자 플렌지 120 : 회전자 지지부
121 : 하우징커버 122 : 지지대
123 : 지지볼트 124 : 고무코팅층
125 : 체결편 126 : 스터드볼트
220 : 회전자 지지부 221 : 하우징커버
222 : 지지대 225 : 체결편
226 : 제1스커트 227 : 제2스커트
320 : 회전자 지지부 321 :하우징커버
322 : 지지대 323 : 지지볼트
324 : 스터드볼트 325 : 체결편
326 : 보강판 327 : 베어링 라인

Claims (13)

  1. 회전자와, 상기 회전자의 둘레에 형성된 고정자와, 상기 회전자와 상기 고정자를 커버하는 하우징으로 구성되고, 상기 회전자에 결합되는 회전자 플렌지가 상기 하우징으로부터 연장되어 노출되는, 축발전기; 및
    상기 하우징의 전면에 배치되며, 원주상에 지지볼트홀이 이격되어 대칭적으로 형성되고, 중공이 형성되어 상기 회전자가 관통하는 하우징커버와, 상기 하우징커버에 고정되며 상기 하우징커버로부터 상기 회전자 플렌지를 향해 일정 길이로 연장되고 상기 회전자 일부를 감싸는 지지대와, 상기 지지대의 길이방향으로 관통 형성된 관통홀로 삽입되어 일단은 상기 지지볼트홀에 체결되고 타단은 상기 회전자 플렌지에 볼트체결되는 지지볼트와, 상기 지지대의 하단에 배치되어 상기 하우징커버에 결합되는 보강판으로 구성되는, 회전자 지지부;를 포함하고,
    상기 지지대는 대향하는 상부지지대와 하부지지대로 분리되어 구성되어 상호 결합하며,
    상기 보강판은 상기 하부지지대의 일단 하측으로 연장형성되고,
    상기 보강판은 상기 하우징커버에 볼트체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부지지대의 내측면에는 하나 이상의 베어링 라인이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 고무코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부지지대 또는 상기 하부지지대의 내측면에는 흑연코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부지지대 및 상기 하부지지대로부터 측면으로 각각 연장되는 한 쌍 이상의 체결편과, 상하 대향하는 상기 체결편을 상호 체결하는 볼트 및 너트를 포함하여, 상기 상부 지지대 및 상기 하부지지대를 결합하는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대로부터 상기 하우징커버의 볼트홀에 볼트체결되어 상기 지지대를 상기 하우징커버에 고정하는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자는 선박의 주기엔진의 추진용 회전구동축에 결합하여 회전하는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전자 플렌지는 프로펠러 구동축에 결합되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징커버는 원판 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는 원통 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    축발전기용 회전자 지지장치.
  13. 제 1 항, 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 축발전기용 회전자 지지장치를 포함하는 축발전기.
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