KR19990071050A - 선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바타입이나 유압실린더타입으로 구성되어 부수적인 지원장비로 인한 설치의 난점과 진동 및 충격력 흡수불량 및 복원불량과 같은 문제점을 가지는 종래기술에서 벗어나, 선박의 엔진에서 발생되는 진동을 유효적절하게 흡수하면서도 선체(Hull)로의 전달이 방지되도록 하고 복원력이 우수하도록 한 브레이싱장치의 제공에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 브레이싱장치(100)는 피스톤(52)단부에 고정되는 플랜지(56)와 보조피스톤(58)에 의하여 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)로 구획되고;

메인챔버(59)와 보조챔버(60)내에 충진된 오일유동을 위한 체크밸브(65)와 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)에 유,공압 보충을 위한 충진밸브(66)를 더 구비하는 실린더(51)와;

상기 에어챔버(61)와 에어공(73)으로 도통된 플런져홈(70)에 복원스프링(71)과 플런져(72)를 포함하는 피스톤(52);

상기 피스톤(52)의 외측에 볼트홈(81)을 형성한 익스텐션바(82)와 디스탠스볼트(83)를 결합되어 길이가변이 가능하도록 구비되는 조인터(54)를 배치하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치.

본 발명은 선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 선박의 엔진에서 발생되는 진동을 유효적절하게 흡수하면서도 선체(Hull)로의 전달이 방지되도록 한 브레이싱장치의 제공에 관한 것이다.

대형선박의 경우에는 엔진의 크기도 상당하지만 그에 상응하는 힘(마력)을 구비함으로서 선박이 움직일 수 있는 추력을 발생시킨다.

상기와 같은 대형선박에서는 큰 엔진에서 발생하는 진동이 선체로 전달될 경우에는 선체의 이상은 물론 엔진의 이상까지 불러일으키는 요인이 되기 때문에 엔진에 의한 선체의 진동을 최소한으로 유지하여야 함은 선박품질의 척도(Baro-mater)가 된다.

이러한 이유로 선체진동의 주요원인이 되는 엔진의 고유진동이 선체에 전달되는 것을 최소하고 엔진자체의 진동을 적절한 지지장치를 이용하여 최소화 하여 엔진과 그 부속시설 및 선체의 설비등을 보호하여 고유기능을 발휘할 수 있도록 하는 장치가 요구된다.

이러한 요구를 수용하기 위하여 사용되는 것이 엔진진동을 흡수상쇄시켜 선체와 격리시키고 동시에 엔진의 지지기능을 수행하는 브레이싱장치가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 브레이싱장치는 여러종류가 있으며 그 대표적인 도 1,2에 도시된 바와같이 예가 바(Bar)타입(1)과 유압을 이용하는 유압실린더타입(2)이 있다.

바타입(1)의 경우에는 엔진(3)과 선체(4)상간에 고정브라켓(5)을 사이에 두고 막대형상의 긴 바(6)를 용접고정하는 구조로 되어있다.

상기와 같은 경우에는 엔진(3)과 선체(4)사이를 바(6)에 의하여 유동성 없는 상태로 단순히 구조물을 고정하고 있는 상태에 있기 때문에 엔진에서 발생하는 진동의 흡수가 곤란하고, 엔진의 진동에 의한 균열발생의 우려가 상당히 높다.

또, 전체적인 길이가 길고 중량이 무겁기 때문에 설치에 있어서도 상당한 애로점이 발생한다.

전체적으로는 엔진의 진동을 흡수하여 선체로의 전달을 차단하는 역할을 수행하지 못하고, 엔진과 선체상간을 지지하는 역할을 함으로서 엔진의 진동공명르 더욱더 부추켜 엔진상황을 파악하기 위한 각종게이지류의 노화를 앞당겨 불필요한 부품교체등에 투자력이 낭비된다.

그리고, 대형선박과 같이 진동이 큰 엔진등에 장착할 경우에는 진동등에 의한 용접부위가 균열로 파손될 우려가 있어 사후정비성을 요구하는 등의 부작용이 있어 진동발생이 큰 대형엔진에 적용이 불가능하고 진동정도가 약한 작은엔진에 적용하기에 적합한 타입니다.

유입실린더타입(2)의 경우에는 선체(10)에 고정되는 실린더(11)와 이의 내부에 삽입되어 엔진(12)과 고정되는 피스톤로드(13) 및 실린더(11)로 유압을 공급하기 위한 펌프(14)와 다수의 파이프라인(15)으로 구성되어있다.

상기와 같은 유압실린더타입의 경우에는 바타입에 비하여 충격에 대한 강도는 상태적으로 우수하나 충분한 진동흡수력을 발휘할 수 없게되고, 무엇보다도 추가적인 보조설비에 상당한 투자를 하여야 하는 문제점을 가진다.

즉, 유압실린더내로 유압을 공급하기 위한 수단으로 펌프와 파이프라인과 기타 전장설비를 설치하는데 상당한 인력과 시간 및 비용을 투자하여야 함으로서 설치공간을 많이 차지하고 보수 및 유지에 항상 신경을 쓰야한다.

그리고, 엔진에서 발생하는 진동과 충격등에 의하여 피스톤이 실린더내로 삽입되면서 이를 흡수하게 되는데 삽입된 피스톤의 복원성이 약하여 실질적으로 진동 및 충격흡수 기능이 미흡하게 되는 것이다.

이는 피스톤이 진동 및 충격을 흡수하면서 실린더내로 삽입되는 속도가 5mm/S라면, 피스톤이 복원하는데 소요되는 속도는 8mm/S정도이기 때문에 복원력저하로 인한 후발진동 및 충격력을 원활하게 감쇄시킬 수 없게되는 등의 문제점들이 있었다.

이에 본 발명에서는 보조역할을 수행하는 추가장비가 없는 간단한 구조의 브레이싱장치를 제공하여 상기와 같은 문제점들을 해결하여 엔진에서 발생하는 충격력은 물론 횡방향 및 종방향에 대한 진동을 유효적절하게 흡수하여 엔진의 진동이 선체로 전달되는 것을 차단, 선박의 품질을 향상시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 실린더내에 유,공압을 동시에 적용하고 피스톤의 내부에 유,공압에 의하여 압력조절이 되는 스프링과 플런져에 의하여 피스톤의 복원력을 향상시킬 수 있도록 한 것이 특징이다.

도 1은 종래기술의 브레이싱장치의 일 실시예를 도시한 정면도.

도 2는 종래기술의 다른 실시예를 도시한 브레이싱장치의 정면도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 브레이싱 장치의 개략적 정면도.

도 4는 본 발명의 브레이싱 장치를 도시한 사시도.

도 5는 도 4의 A - A선을 따라서 취한 반단면도.

도 6내지 도 8은 본 발명의 브레이싱장치의 작동관계를 도시한 개략적 단면도로서,

도 6은 초기상태를 도시한 단면도.

도 7은 진동흡수상태를 도시한 단면도.

도 8은 초기상태로 복원된 상태를 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

51; 실린더 52; 피스톤

54; 조인터 65; 체크밸브

71; 복원스프링 72; 플런져

84,85; 자웅부싱

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예와 더불어 작용관계를 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 브레이싱 장치의 개략적 정면도, 도 4는 본 발명의 브레이싱 장치를 도시한 사시도, 도 5는 도 4의 A - A선을 따라서 취한 반단면도, 도 6내지 도 8은 본 발명의 브레이싱장치의 작동관계를 도시한 개략적 단면도로서, 도 6은 초기상태를 도시한 단면도, 도 7은 진동흡수상태를 도시한 단면도, 도 8은 초기상태로 복원된 상태를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

본 발명의 브레이싱장치(100)는 선체(50)에 고정되는 실린더(51)와 이에 수용되는 피스톤(52) 및 엔진(53)에 고정되는 조인터(54)로 크게 구성되며, 실린더(51)와 조인터(54)의 외측에는 선체(50)와 엔진(53)고정하기 위한 브라켓(55)이 구비된다.

실린더(51)는 내부에 삽입된 피스톤(52)단부에 고정되는 플랜지(56)와 플랜지(56)와 실린더커버(57)상간에 위치한 보조피스톤(58)에 의하여 오일이 충진되는 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)로 구획된다.

실린더(51)의 내부에 구획되는 메인챔버(59)와 보조챔버(60)상간은 체크밸브(65)를 구비하여 엔진진동을 실린더(51)로 전달하는 피스톤(52)의 압력을 유효적절하게 분산시켜 흡수상쇄시킬 수 있도록 한다.

상기 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)에는 유,공압을 보충시키기 위한 충진밸브(66)를 더 구비한다.

상기 피스톤(52)의 중앙에는 플런져홈(70)을 형성하여 복원스프링(71)과 플런져(72)를 삽입하고, 플런져홈(70)은 에어챔버(61)와 에어공(73)으로 도통시킨다.

보조피스톤(58)에는 조절볼트(74)을 실린더커버(57)에 구비되는 조절너트(76)를 경유하여 이의 외방으로 돌출되도록하여 조절너트(76)에 의하여 보조피스톤(58)을 움직여 에어챔버(61)의 체적을 변화시켜 플런져(72)의 복원력을 조절할 수 있도록 한다.

피스톤(52)의 외측과 엔진(53)에 고정되는 브라켓(55)에 구비되는 조인터홈(80)상간에 구비되는 조인터(54)는 엔진(53)과 선체(50)상간의 간격을 극복하고 설치할 수 있도록 길이를 가변할 수 있도록 한다.

피스톤(52)의 조인터홈(80)에는 축방향에 볼트홈(81)을 형성한 익스텐션바(ExtensionBar;82)를 삽입하고, 브라켓(55)의 조인터홈(80)에는 디스탠스볼트(DistanceBolt;83)을 삽입하여 이 볼트(83)의 선단부가 익스텐션바(82)의 볼트홈(81)에 나사 결합되도록 한다.

익스텐션바(82)와 디스탠스볼트(83)의 양단부와 조인터홈(80)의 내측에는 반원형과 반구형으로 된 자웅(雌雄)부싱(84,85)을 개입시켜 엔진(53)의 진동방향에 관계없이 자유롭게 움직여 피스톤(52)으로 전달하도록 한다.

상기 자웅부싱(84,85)은 합성수지계통의 강화플라스틱등의 재질로 형성하여 엔진(53)의 진동을 1차 흡수하는 완충작용을 겸하고 조인터(54)의 움직임을 원활하게 하는 윤활작용을 함께 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명은 적용될 선박 엔진의 크기와 힘을 고려하여 실린더(51)에 구비되는 충진밸브(66)를 통하여 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)에 충격 및 진동흡수에 필요한 오일과 공기를 공급한다.

각 챔버(59,60,61)상에 오일과 공기의 공급이 완료되면 브레이싱장치(100)를 엔진(53)과 선체(50)상간에 위치시킨 후 실린더(51)의 외측과 조인터(54)의 외측에 구비되는 브라켓(55)을 이용하여 고정, 설치한다.

이과정에서 엔진(53)과 선체(50)상간의 거리에 따라 조인터(54)의 길이를 가변하여 갭(Gap)이 발생하지 않도록 함과 아울러, 실린더(51)와 피스톤(52) 및 조인터(54)가 적합한 위치에 있도록 조절한다.

이의 조절은 조인터(54)의 디스탠스볼트(83)을 회전시켜 디스탠스볼트(83)가 익스텐션바(82)의 볼트홈(81)을 출입하도록 함으로서 길이를 자유롭게 조절할 수 있게된다.

상기와 같이 브레이싱장치(100)의 설치가 완료된 상태에서의 작용관계는 다음과 같다.

엔진(53)의 진동이 전달되지 않는 초기상태는 도 6에서와 같이 조인터(54)의 움직임이 없는 상태에 있음으로서 피스톤(52)은 초기에 설정(셋팅)한 상태를 고수하게 된다.

이러한 상태에서 엔진(53)의 진동과 충격이 전달되면 브라켓(55)을 통하여 조인터(54)와 피스톤(52)으로 그 여파가 전달된다.

조인터(54)로 전달되는 진동과 충격은 조인터(54)의 양단부에 더 구비되는 자웅부싱(84,85)에 의하여 진동이나 충격방향에 관계없이 조인터(54)가 자유롭게 움직이면서 이를 피스톤(52)으로 전달한다.

뿐만아니라, 조인터(54)의 양단부에 위치한 자웅부싱(84,85)이 엔진(53)에서 전달되는 충격과 진동을 완충시켜 1차 흡수한 상태로 피스톤(52)으로 인가하고, 조인터(54)가 자유롭게 움직일 수 있는 윤활작용을 병행하게 된다.

조인터(54)에 의하여 엔진(53)의 진동과 충격이 전달되면 피스톤(52)은 실린더(51)의 내부방향으로 삽입되어 메인챔버(59)와 보조챔버(61)에 충진된 오일의 반력에 의하여 충격과 진동을 흡수 상쇄시키는 것이다.

실제 피스톤(52)이 엔진(53)의 진동과 충격력을 전달받아 실린더(51)내로 삽입되는 깊이는 극히 미미한 수준(약 1∼5mm정도)이 된다.

피스톤(52)이 삽입되면 피스톤(52)의 단부에 고정된 플랜지(56)가 메인챔버(59)전면에 걸쳐 압을 가하기 때문에 메인챔버(59)내에 충진된 오일이 반력을 발생시키고 동시에 이 오일들은 피스톤(52)이 누르는 힘에 의하여 체크밸브(65)를 통하여 보조챔버(60)로 이동함으로서 충격력과 진동을 최종 흡수하게 된다.

메인챔버(59)의 오일이 보조챔버(60)로 이동함으로서 메인챔버(59)의 체적은 줄어드는 반면에 보조챔버(60)의 체적은 증대되고, 동시에 피스톤(52)의 중앙에 형성된 플런져홈(70)에 삽입된 플런져(72)가 메인챔버(59)내의 오일반력에 의하여 복원스프링(71)의 탄성을 극복하고 후퇴하게된다.

동시에 플런져홈(70)과 에어공(73)으로 연결된 에어챔버(61)내의 공기는 플러져(72)가 후퇴한 만금의 압력이 상승한 상태에 있게된다.

상기와 같은 작용으로 충격과 진동이 흡수되고나면 피스톤(52)은 초기상태로 복원되어 차기동작 대기상태에 들어가는데, 이때 피스톤(52)의 복원을 도와주는 작용을 하는 것이 에어챔버(61)와 복원스프링(71)이다.

피스톤(52)으로 전달되는 진동과 충격력이 상쇄되면 메인챔버(59)에서 이동된 오일에 의하여 체적이 증되된 보조챔버(60)의 압력이 메인챔버(59)의 압력보다 상대적으로 높기 때문에 보조챔버(60)의 오일이 체크밸브(65)를 통하여 메인챔버(59)로 이동함으로서 점차적으로 증대되는 메인챔버(59)의 압력으로 피스톤(52)은 초기상태로 복원하게 된다.

동시에 메인챔버(59)의 반력으로 후퇴되었던 플런져(72)가 에어챔버(61)와 복원스프링(71)의 탄성력 회복에 힘입어 초기상태로 복귀하면서 피스톤(52)의 빠른 복원을 도운다.

이는 플런져(72)의 후퇴로 복원스프링(71)이 수축된 상태에 있고 에어챔버(61)의 압력이 상승된 상태에 있다가 진동과 충격력이 상쇄되면서 초기상태로 돌아가는 시점에 있기 때문에 에어챔버(61)의 압력이 초기화 되려는 힘과 복원스프링(71)의 탄성회복으로 플런져(72)가 원위치하면서 다시금 메인챔버(59)방향으로 이동하기 때문에 메인챔버(59)내의 오일이 플런져(72)에 대한 반력을 발생시킴으로서 가능하여진다.

상기와 같이 계속적인 반복작용으로 엔진(53)에서 발생하는 충격력과 진동을 흡수하여 상쇄시킴으로서 엔진(53)의 진동과 충결력이 선체(50)방향으로 전달되는 것을 방지하게 되는 것이다.

상기와 같이 브레이싱장치(100)가 유,공압과 플런져 및 스프링에 의하여 진동과 충격력을 흡수하고 복원되는 과정을 되풀이 하는동안 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)내에 충진된 오일과 공기가 자연소멸등의 이유로 보충의 여지가 있을 경우에는 브레이싱장치(100)에 구비되는 게이지(도시하지 않음)를 통하여 확인한 후 충진밸브(66)를 통하여 적정한 상태로 보충하면 된다.

그리고, 엔진의 종류와 크기등에 따라 복원력을 크게하고자 할 경우에는 보조피스톤(58)에 연결되어 실린더커버(57)에 구비되는 조절너트(76)을 경유하여 외방으로 돌출된 조절볼트(74)를 실린더커버(57)의 내,외방향으로 출입시킴으로서 보조피스톤(58)을 이동시켜 에어챔버(61)의 체적을 가,감시켜 적절한 상태로 조절할 수 있게된다.

이상과 같은 본 발명은 부수적인 추가지원장비의 설치가 없이도 조인터, 피스톤 및 실린더에 의하여 엔진의 진동과 충격력을 흡수, 상쇄시키고, 진동 및 충격력을 흡수하는 조건과 동일한 수준으로 복원이 가능하게 함으로서 브레이싱장치의 품질향상에 기여함은 물론 선박의 품질과 안전성에 기여도가 큰 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 선박의 엔진에서 발생되는 진동을 흡수, 상쇄시켜 선체(Hull)로의 전달이 방지되도록 하는 선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치(100)를 구성함에 있어서;

   상기 브레이싱장치(100)는 피스톤(52)단부에 고정되는 플랜지(56)와 보조피스톤(58)에 의하여 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)로 구획되고;

   메인챔버(59)와 보조챔버(60)내에 충진된 오일유동을 위한 체크밸브(65)와 메인챔버(59)와 보조챔버(60) 및 에어챔버(61)에 유,공압 보충을 위한 충진밸브(66)를 더 구비하는 실린더(51)와;

   상기 에어챔버(61)와 에어공(73)으로 도통된 플런져홈(70)에 복원스프링(71)과 플런져(72)를 포함하는 피스톤(52);

   상기 피스톤(52)의 외측에 볼트홈(81)을 형성한 익스텐션바(82)와 디스탠스볼트(83)를 결합되어 길이가변이 가능하도록 구비되는 조인터(54)를 배치하여 된 것을 특징으로 하는 선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 조인터(54)의 양단부에는 반원형과 반구형으로 된 자웅(雌雄)부싱(84,85)을 더 개입시킨 것을 특징으로 하는 선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 보조피스톤(58)에는 에어챔버(61)의 체적을 변화시켜 플런져(72)의 복원력을 조절할 수 있조 조절볼트(74)더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박엔진 진동감쇄용 브레이싱장치.