KR20030046479A - 제트 추진 유닛용 축선방향 조절식 트러스트 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수상 수송 선박을 추진시키기 위한 제트 추진 유닛(1)에 관한 것이며, 이러한 제트 추진 유닛은, 임펠러 샤프트(22) 또는 상기 임펠러 샤프트(22)에 연결된 저널(21)이 베어링으로 회전가능하게 저널링되는 펌프 하우징(4)을 갖춘 하나 이상의 임펠러 펌프(3)와, 임펠러 블레이드(24)를 구비하는 임펠러(7)를 포함하며, 이러한 임펠러(7)는 임펠러 샤프트의 회전을 따라가도록 상기 임펠러 샤프트(22) 또는 저널(21)에 고정되어 있고, 임펠러 블레이드(24)는 상기 펌프 하우징(4)의 내측면과 각각의 임펠러 블레이드(24) 사이에 플레이를 가지면서 임펠러(7)에 배열되어 있다. 본 발명에 따르면, 제트 추진 유닛(1)은 상기 플레이(25)를 조절하기 위해 임펠러 샤프트(22)와 협력하도록 배열된 축선방향 조절식 트러스트 베어링(27)을 더 포함한다.

Description

제트 추진 유닛용 축선방향 조절식 트러스트 베어링{AXIALLY ADJUSTABLE THRUST BEARING FOR JET PROPULSION UNITS}

상술한 유형의 제트 추진 유닛(수류 유닛(water jet unit) 또는 임펠러 유닛이라고도 한다)은 약 500kW의 보다 작은 유닛에서부터 약 30000kW의 대형 유닛까지 다양한 구성 및 크기로 알려져 있다. 종래의 프로펠러와 비교할 때, 이러한 수류 유닛은 상당히 상이한 추진 방법을 가지고 있다. 이 수상 제트 유닛은 종래의 프로펠러를 대신해서, 수상 수송 선박의 선체에 장착된 소위, 수중 펌프 또는 임펠러 펌프를 구비한다. 이러한 임펠러 펌프는, 동시에 해수 흐름관의 일부분인 임펠러챔버 즉, 외장 내에 장착된 임펠러를 포함한다. 이러한 임펠러는 구동 샤프트의 단부(end)에 장착되고, 상기 샤프트에 간접적으로 연결되거나, 선박의 엔진 샤프트에 연결된다. 임펠러의 목적은 제트 추진 유닛이라고 하는 것으로부터 상당히 강력한 수류를 생성하는 해수를 가압하는 것이다.

펌프를 떠나는 물로부터 기인한 작용력은 선박을 추진시키는데 사용된다. 임펠러의 회전의 방향은 결코 변경되지 않지만, 대신에 개별의 "역류 장치(reversing device)"가 수류의 방향과 이에 다른 작용력의 방향을 편향시키는데 사용되며, 이러한 작용력은 선박의 추진의 방향을 또한 변경한다. 임펠러 펌프가 25노트(knots) 이상의 속도 및 90%까지의 효율을 가지기 때문에, 수류 유닛은 종래의 프로펠러와 비교해서 많은 장점을 가진다. 이것은 동일한 추진력에서 선박 속도를 보다 높일 수 있거나, 또는 동일한 속도와 보다 낮은 추진력에서 현저하게 연료 소모를 감소시킬 수 있다.

그러나, 오늘날, 한편으로는 빠르지만 고가인 항공화물과, 다른 한편으로 느리지만 저렴한 선박에 의한 운송화물 사이에 커다란 차이가 여전히 존재한다. 따라서, 예컨대 미국과 유럽 사이에서 고속 운송을 위해 상당히 대형이면서 상당히 빠른 원양 선박을 건조하고자 노력 중이며, 이러한 선박은 상당한 대형의 수류 유닛을 갖추게 될 것이다. 이러한 선박은 7.5미터의 높이의 파고에서조차 35노트의 평균 속도에 이를 수 있는 것으로 추정되며, 현재의 운송 시간이 1/3로 단축될 것으로 보인다. 상술한 선박을 위해서는, 적어도 50000kW에 이를 수 있고, 현재 알려진 2.0미터의 최대 직경에 견주어 3.25미터의 직경을 가지는 흡입구를 구비하게될 것이다. 계획된 선박은 약 500㎥/s에 맞먹는 플로우를 가지는 유닛을 구비한다. 이러한 용량을 처리하기 위해서는 거대한 유닛이 필요하다는 것을 이해하게 될 것이다.

그러나, 설치의 규모가 클 수록, 연료 소모의 경제적 개선을 위해 그리고 최적의 효율을 달성하도록 수류의 정확한 크기의 선택에서 보다 높은 정확성이 요구된다. 예컨대 양호한 조종특성(manoeuvrability)과, 높은 파도와 같은 거친 작동 상황의 양호한 핸들링 성능과 같은 기타 다른 점들이 추진 유닛에 공통으로 요구될 수 있다. 몇 가지 공동 요인들에 의해, 고려되는 요구들에 선박이 얼마나 잘 적합하게 될 것인가가 결정될 것이다.

임펠러 블레이드와 임펠러 챔버 사이의 플레이를 조절함으로써, 정상적인 작동 동안, 서로 접촉하여 이들 중 어느 하나가 야기시키는 위험이 실질적으로 줄어 들어서, 임펠러의 보다 높은 효율성이 얻어지게 될 것이다. 그러므로, 임펠러와 임펠러 챔버 사이의 플레이는 추진 출력에 상당히 중요하며, 그리고 플레이가 클 수록 임펠러 펌프의 효율을 감소시키므로, 이 플레이는 가능한 작아야 할 필요가 있다. 계획된 임펠러 펌프에서, 임펠러 블레이드는 약 4.5미터의 직경을 가질 것이며, 임펠러 블레이드와 임펠러 챔버 사이의 계획된 플레이는 약 4mm만이 될 것이다. 예컨대 온도 변화가 파손의 우려없이 플레이를 보다 감소시키는 것을 어렵게 하는 문제들을 수반하는 것으로 알려져 있다. 임펠러와 외장의 접촉의 결과로 인한 손상은 심각한 문제이다. 이러한 접촉은 예컨대, 캐비테이션(cavitation)에 의해 발생되는 진동(vibrations) 또는 동요(oscillation) 때문이다. 이러한 이유에대해, 대신에 플레이가 이중이라면 즉, 약 0.1% 내지 0.2%의 직경이라면, 추진 출력은 무시하지 못 할 비용 상승을 수반하는 약 1%만큼 추진 출력이 감소될 것이다.

퍼센트(percentage)로서 계산되는 달성될 수 있는 플레이 보다 좁은 각각의 mm를 얻을 수 있는 게인(gain) 때문에, 플레이가 정상적으로 가능한 협소한 마진으로 유지될 수 있는 것이 최고로 중요하다. 물론, 동시에, 임펠러와 외장 사이에 최대로 허용가능한 오차에 대한 요구가 앞으로 상당히 높게 될 것이다. 또한, 제트 추진 유닛이 크면 클 수록, 상이한 부재 사이의 허용오차에 대한 요구도 보다 클 것임이 또한 사실이다. 퍼센트로 계산한다면, 임펠러의 기계 오차는 시계 장치의 기계 오차보다 높다. 예컨대, 4500mm까지의 직경을 가지는 임펠러 블레이드는 수 십 mm의 정밀성을 가지고 깎아져서 그라인딩(grinding) 된다. 예를 들면 40노트의 속도에서, 이들 작은 허용오차는 내구성을 상승시키고 진동 및 소음-레벨을 최소화하면서, 구동력으로의 축력(shaft-force) 변환을 최적화시킨다.

그러나, 일부 상황에서 예컨대, 수상한 물체가 펌프를 통과할 때, 일부 상황에서의 동요 및 진동이, 임펠러 챔버와 접촉하게 될 임펠러 블레이드의 이러한 반경방향 이동을 발생시키는 위험이 야기된다. 이렇게 야기되는 손상의 위험은, 예컨대, 펌프를 통해 커다란 가속 또는 공기 흡입의 위험을 발생시키는 높은 파고와 같은 거친 기상에서 상당히 증가하게 된다. 또한, 임펠러의 위치는 선박 자체의 선체의 이동 때문에 변화될 수 있다. 대서양 한 가운데에서, 심한 강풍이 부는 동안 제트 추진 유닛이 파손된다면 그 결과는 심각할 수 있다.

따라서, 어떤 특수 상황에서는 플레이를 다소 증가시킴으로써 다소 감소된효율을 수용할 필요가 있을 수 있다. 임펠러 챔버 및 임펠러 블레이드가 원뿔형면을 가지기 때문에, 임펠러가 축선방향으로 이동된다면 플레이가 변경될 수 있다. 따라서, 필요할 때, 임펠러와 외장 사이의 플레이가 임펠러의 축선방향 이동에 의해 조절될 수 있는 것은 필수적인 요구이다.

본 발명은 수상 수송 선박을 추진시키기 위한 제트 추진 유닛에 관한 것이며, 이러한 제트 추진 유닛은, 임펠러 샤프트(impeller shaft) 또는 상기 임펠러 샤프트에 연결된 저널(journal)이 베어링으로 회전가능하게 저널링(rotatably journalled in bearings)되는 펌프 하우징과 임펠러 블레이드(impeller blade)를 구비하는 임펠러를 갖춘 하나 이상의 임펠러 펌프를 포함하며, 이러한 임펠러는 임펠러 샤프트의 회전을 따라가도록 상기 임펠러 샤프트 또는 저널에 고정되어 있고, 임펠러 블레이드는 상기 펌프 하우징의 내측면과 각각의 임펠러 블레이드 사이에 플레이(play)를 두고서 임펠러에 배열되어 있다.

도 1은 임펠러 챔버 내부에서 임펠러 샤프트의 단부에 장착된 임펠러를 포함하는, 본 발명에 따른 선박 추진용 제트 추진 유닛의 부재들의 개략적인 종단면도이다.

도 2는 트러스트 베어링이 도 1에 따른 임펠러 샤프트에 배열되어 있고, 트러스트 베어링에 의해 임펠러의 축선방향 이동이 달성될 수 있는, 제 1 실시예에 따른 트러스트 베어링의 부재들의 개략적인 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 트러스트 베어링의 부재들의 개략적인종단면도이다.

본 발명의 목적은 선박의 추진을 위한 이러한 제트 추진 유닛을 달성하는 것이며, 이러한 제트 추진 유닛은, 임펠러의 블레이드가 임펠러 챔버의 내벽과 접촉할 위험을 실질적으로 감소시키거나 또는 완전히 제거할 수 있게 하며, 기존의 선박의 크기 보다 상당히 큰 선박에서, 그리고 이전보다 양호한 방식으로 제트 추진 유닛의 유리한 품질을 이용할 수 있게 한다. 문제들의 복잡한 요소들의 해결안으로서, 내장되는 트러스트 베어링을 이동가능하게 배열하는 것이 제안된다. 어떤 완충 기능을 가지고 기여하는 어떤 종류의 유압식 피스톤 배열체를 이용함으로써, 이러한 트러스트 베어링의 이동을 적절하게 실행한다.

본 발명에 다른 제트 추진 유닛은, 이 제트 추진 유닛이, 상기 플레이를 조절하기 위해 임펠러 샤프트와 협력하도록 배열된 축선방향으로 조절가능한 트러스트 베어링을 또한 포함한다는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제트 추진 유닛의 다른 양상에 따르면:

- 트러스트 베어링은, 임펠러 샤프트에 연결되고 그와 협력하는 베어링 디스크를 둘러싸고 수용하는 베어링 하우징을 포함하며, 상기 베어링 하우징은, 펌프 하우징의 내측면과 임펠러 블레이드 사이의 플레이를 위한 충분한 거리가 블레이드의 최대 및 최소로 허용가능한 플레이의 범위 내에서 유지되도록 조절 장치에 의해 축선방향으로 이동가능하게 배열되어 있다.

- 베어링 하우징을 통해 연장되는 샤프트와 평행하게 이격되어 로드가 부착되고, 이 베어링 하우징은 가이드에 의해 로드를 따라 축선방향으로 이동하다.

- 트러스트 베어링은 베어링 하우징을 포함하는데, 이 베어링 하우징은 선박의 선체에 대해 고정되고, 임펠러 샤프트에 연결되거나 또는 임펠러 샤프트와 협력하는 베어링 디스크를 둘러싸고 수용하며, 이 베어링 디스크는 블레이드의 최대 및 최소의 허용가능한 플레이의 범위 내에서 유지되도록 펌프 하우징의 내측면과 임펠러 블레이드 사이의 플레이를 위해 충분한 거리로, 조절 장치에 의해 축선방향으로 조절가능하게 배열되어 있다.

- 조절 장치는 베어링 하우징 내부에 장착되어 있다.

- 조절 장치는 하나 이상의 유압 또는 공압 실린더를 포함한다.

- 선택적으로, 모든 조절 장치들 또는 그 일부는 기계적 조절 장치일 수 있다.

- 베어링 디스크는, 임펠러 샤프트, 저널, 또는 특히 트러스트 베어링용에 적합하고 임펠러 샤프트에 연결되는 중간 샤프트의 반경방향 돌출부이다.

- 베어링 하우징은 하나 이상의 베어링 지지부를 포함한다.

- 이러한 베어링 지지부는 예컨대, 테플론 세그먼트(Teflon segments)와 같이, 상이한 조성 물질인, 화이트 메탈 및/또는 스틸 등으로 이루어지는 베어링면을 포함한다.

- 조절 장치는, 베어링 하우징의 측방향 면(lateral surfaces)들 중 하나를 통해 압축 공기 및 유압작동유(hydraulic oil) 각각에 대해 파이프의 조인트를 가지는 유압 또는 공압 실린더로 이루어진다.

- 블레이드의 최대 및 최소의 허용가능한 플레이는 임펠러 블레이드의 위치의 반경방향 및/또는 실제 또는 예측된 축방향 변화에 따라 결정된다.

본 발명의 장점

정상적인 작동 동안, 즉 공해에서, 수상한 물체가 펌프를 통해 안으로 흡입되는 작은 위험이 있다면, 정상적인 기상 조건 동안, 임펠러의 블레이드와 임펠러 챔버 사이의 플레이가 선박의 추진에 상당히 유리한 값에 설정될 수 있다. 작동 상태가 악화된다면, 이러한 플레이는 일시적으로 증가될 수 있고, 불필요한 마모 등의 위험이 상당히 감소시키거나 완전히 제거된다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 선박의 추진을 위한 제트 추진 유닛(1)의 개략적인 종단면도가 도시되어 있다. 이 제트 추진 유닛(1)은 선박(2)의 선체의 일체형 부재이며, 펌프 하우징(4)을 갖춘 임펠러 펌프(3)를 포함하는데, 이러한 펌프 하우징(4)은 전방부 및 후방부로 이루어지며, 대개 선박(2)의 가로대 선미(6)에 또는 가로대 선미(6)를 따라 그리고 선박(2)의 선체의 선미 부재(5) 내에 장착된다. 또한, 임펠러 펌프(3)는 임펠러(7)를 포함하는데, 이러한 임펠러(7)는 임펠러 하우징(4) 내부의 임펠러 챔버(9)내에 중심으로 고정 장착되어 있는 허브 하우징(hub housing; 8)에서 회전가능하게 저널링되어 있다.

임펠러 하우징(4) 및 임펠러 챔버(9)는 팽창형, 원뿔형, 및 구형이며 해수용 유동관(11)에 부착되는 튜브 섹션(10)을 형성한다. 이 유동관(11)은, 바람직하게로는 반드시 선박의 바닥에 배열될 필요는 없지만 선박의 하중선 아래에 배열되는 입수구(water-inlet)로부터, 정상적으로는 상방으로 경사진 곡선(도시 안됨)으로 연장하고, 임펠러 챔버(9)의 입구 개방부(inlet opening; 12)에, 그리고 트랜섬 스턴(transom stern; 6)의 출수구(water outlet; 13) 뒤쪽으로 연장한다. 임펠러 펌프(3)가 작동하는 동안, 출구 노즐(17)을 통해 상당히 강력한 수류(S)가 생성된다.

허브 하우징(8)은, 펌프 하우징(4)의 내측면(15)과 허브 하우징(8)의 원뿔형 외부(16) 사이에 연장되는 여러 개의 가이드 레일(14)에 의해 펌프 하우징(4)에 단단히 연결되어 있다. 상기 외부(16)의 원뿔 형상은 뒤로 돌출되어 있으며, 펌프하우징(4)의 내측면(15)과 함께 출구 개방부 즉, 임펠러 챔버(9)의 출구-노즐(17)을 형성한다.

원뿔형 허브(8)의 내부에는, 반경방향 로드(rods; 19)를 통해 허브(8)에 단단히 부착되고 베어링 장치(20)를 보유하도록 배열되는 베어링 시트(18)가 배치되는데, 이 베어링 장치(20)는 예컨대, 구형, 원뿔형 또는 원통형 트러스트 베어링 및 반경방향 베어링과 같은 상이한 유형의 베어링의 조합체를 포함해서, 슬라이드 베어링 또는 롤링 베어링을 포함할 수 있다. 허브(8)는 오일과 같은 윤활제로 충진될 수 있어서, 투과되는 물로부터 밀봉된다.

도시된 실시예에서, 임펠러(7)는 저널(21)에 의해 임펠러 샤프트(22)에, 바람직하게 저널(21)의 단부에 부착되어 있다. 대안으로, 임펠러(7)가 임펠러 샤프트(22)에 바로 부착될 수도 있다. 임펠러 샤프트(22)는 상기 곡선에서 유동관(11)의 벽을 통해 내측으로, 그리고 임펠러 챔버(9) 안으로 연장된다. 이 임펠러 샤프트(22)는 선박의 구동 샤프트의 외단부를 구성하거나, 또는 구동 샤프트에 간접적으로 연결된다. 상술한 바와 같이, 임펠러 샤프트(22) 또는 저널(21)은 상기 베어링 장치(20)에 의해 펌프 하우징(4)의 허브(8) 내부에서 회전가능하게 저널링된다.

임펠러(7)는, 코운(cone part; 23)이 임펠러 샤프트(22)의 회전을 따라가는 방식으로 임펠러 샤프트(22) 또는 그 저널(21)과 마주하여 부착된 코운(23)의 원뿔대(frustum)를 포함한다. 따라서, 고정식 허브 코운(16)과, 이 허브 코운(16)에 회전가능하게 배열된 임펠러 코운(23)은 함께 돔 형상의 구를 형성하고, 그 둘레로 펌프 하우징(4)이 유사한 구형 임펠러 챔버(9)를 형성하도록 형상화된다. 여러 개의 임펠러 블레이드(24)는 뒤로 인도되는 수류(S)를 발생시키기 위해 원뿔(23)의 원뿔대의 외부에 배열되어 있다. 각각의 임펠러 블레이드(24)는 임펠러 코운(23)에 비해서, 각각의 블레이드(24)의 외주와 펌프 하우징(4)의 내측면(15) 사이의 거리(이하, 블레이드 플레이(25)(또는 플레이(25))라고 한다)가 정상적으로 임펠러(7)의 직경에 대해 상당히 작아지게 될 정도의, 길이 및 각도를 포함하는 그러한 연장부 및 길이를 가진다. 예컨대, 정상 작동 동안, 4.5m의 직경을 가지는 임펠러(7)는 유동관(11)의 직경의 약 0.1%의 플레이(25)를 가질 수도 있다.

도 1에 도시된 임펠러 펌프(3)에서, 개략적으로 도시된 바와 같이, 임펠러(7)는 임펠러 샤프트(22)의 저널(21) 상에 장착되어 있고, 저널(21)은 베어링 장치(20)에 의해 허브(8) 내에 베어링으로 저널링되어 있다. 바람직한 실시예에서, 베어링 장치(20)는 저널(21) 및/또는 임펠러 샤프트(22)를 따라 장착된 하나 이상의 슬라이드 베어링(26)을 포함한다. 적합하게는, 내장된 슬라이드 베어링(26)은 연속적인 반경방향 베어링으로 이루어진다. 베어링 장치(20)는 허브 원뿔(16) 내에 고정된 상기 반경방향 로드(19)에 의해 보유된다.

뒤로 인도되는 수류(S)는, 저널(21)을 통해 가능하게 임펠러 샤프트(22)로 전달되는 방향에 반대 방향으로, 임펠러(7)를 통해 작용력(F)을 발생시킨다. 이러한 축선방향 작용력(F)은 선박(2)의 선체로 전달되어야 하며, 이것은 아래에 보다 상세히 설명되는 방식으로 트러스트 베어링(27)에 의해 실행된다. 샤프트(22)의 일부 한정된 부재만이 임펠러(7)로부터의 거대한 압력의 힘을 보유할 수 있도록 구성되며, 이것은 임펠러(7) 자체로부터 적합한 거리에 위치된 하나 이상의 트러스트베어링(27)의 도움으로 실시된다.

따라서, 정상 작동 동안, 축선방향 힘 및/또는 이동을 정상적으로 발생시키는 기타 모든 다른 힘들을 포함하는 임펠러 샤프트의 축선방향 작용력(F)의 모두는 상기 트러스트 베어링(27)에 의해 보유된다. 임펠러 블레이드(24)와 펌프 하우징(4)의 내측면(15) 사이의 플레이(25)가 거의 일정하게 유지되어, 적어도, 모두 허용가능한 플레이(25)의 범위 내에서 유지되는 이동이 발생된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 플레이(25)는, 예컨대, 임펠러 챔버9)를 통과하는 외부 물체 및/또는 제트 추진 유닛(1) 및 그 추진 엔진의 결함있는 장착에 의해 야기되는 반경방향 위치의 변화, 및/또는 거친 항해 상황에서 임펠러 샤프트(22)와 선박(2)의 선체의 변형에 의해 야기된 동요 및 진동과 같이, 정상 작동 동안 정상적으로 존재하는 것으로 여겨지지 않는 추가의 이동 또는 외력에 의해 영향을 받을 수 있다. 상기 동요, 이동 및 진동은 펌프 하우징(4)의 내측면(15)과 접촉할 위험을 야기시키는 임펠러 블레이드(24)의 위치의 축선방향 및/또는 반경방향 변화를 발생시킨다.

이러한 이유로, 도 2에 도시된 바와 같이, 트러스트 베어링(27) 모두가 본 발명의 제 1 실시예에 따라 축선방향으로 이동가능하게 배열되거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 트러스트 베어링(27)의 일부 부재가 본 발명의 제 2 실시예에 따라 이러한 위험이 무시될 수 있거나 완전히 제거되기에 충분한 거리로, 축선방향으로 이동가능하다.

이러한 트러스트 베어링(27)은 베어링 디스크(29)를 둘러싸고 수용하는 고정된 베어링 하우징(28)을 포함하며, 이 베어링 디스크(29)는 트러스트 베어링(27)에특히 적당한 임펠러 샤프트(22), 저널(21), 또는 중간 샤프트(30)의 반경방향으로 돌출되는 원형 부재인 것이 바람직하다. 이러한 베어링 하우징(28)은 앞쪽 및 뒷쪽에 배열된 제 1 및 제 2 반경방향 측방향 면(lateral surface; 31, 32)을 구비하며, 각각의 측방향 면(31, 32)의 내측에 하나 이상의 베어링 지지부(33, 34)가 배열되어 있다. 대안으로, 또한 상기 베어링 지지부(33, 34)는 원형 베어링 디스크(29)의 측방향 면(35, 36) 중 하나 또는 양쪽 상에 배열된다.

또한, 베어링 하우징(28)은 2개의 밀봉 플랜지(37, 38)를 포함하는데, 이러한 밀봉 플랜지(37, 38)는 베어링 하우징(28)의 각 측면에 배열되고, 별개의 베어링 장치(39)에 의해, 베어링 하우징(28)을 통해 연장되고 구동 동안 회전하는 샤프트(21, 22, 30) 상에 베어링으로 저널링되며, 적합하게는 하나 이상의 반경방향 베어링을 포함한다. 베어링 지지부(33, 34)는 예컨대 텔프론 세그먼트, 상이한 복합 재료, 화이트 메탈 및/또는 스틸 등으로 이루어지는 베어링 면(40)을 포함한다.

제 1 실시예(도 2)에서, 전체 트러스트 베어링(27)은, 베어링 하우징(28)에 배열된 여러 개의 가이드(41)를 통해 여러 개의 로드(42)를 따라 축선 방향으로 이동가능하게 배열된다. 이러한 로드(42)는 베어링 하우징(28)을 통해 연장되는 샤프트(21, 22, 30)와 평행하게 일정거리 이격되어 배열되며, 그리고 이들 로드(42)는 적합한 방법으로 선박(2)의 선체에 부착된다.

베어링 하우징(28)의 전방에는 즉, 앞쪽에는 선체(2)에 부착된 여러 개의 조절 장치(43)가 배치되는데, 이러한 조절 장치(43)가 배열됨으로써, 샤프트(21, 22, 30)의 뒤로 축선방향 이동이 달성되고, 그리고 이러한 이동에 의해 임펠러 블레이드(24)의 축선방향 이동이 달성되며, 그리고 원치않는 동요, 이동 및/또는 진동으로 인해 펌프 하우징(4)의 내측면(15)과 접촉하는 위험을 야기하는 임펠러 블레이드(24) 위치의 이러한 축선방향 및/또는 반경방향 변화를 야기할 위험이 무시될 수 있거나 완전히 제거되기에 플레이(25)가 충분히 크게 될 충분한 거리로의 변화가 달성된다.

바람직하게, 각각의 조절 장치(43)는 하나 이상의 유압 또는 공압 실린더(44)를 포함하지만, 이 조절 장치(43) 모두 또는 이들 중 일부는 하나 이상의 전동 엔진(도시 안됨)을 포함하는 기계적 조절 장치일 수도 있다.

제 1 실시예와 달리, 제 2 실시예(도 3)의 베어링 하우징(28)이 적합한 방법(도시 안됨)으로 선체(2)에 고정된다. 여기서, 조절 장치(43)는 베어링 하우징(28)의 내부, 보다 정확하게는 베어링 디스크(29)와 베어링 하우징(28)의 전방으로 배열된 반경방향 측방향 면(32)의 내부 사이에 장착된다. 도 3의 실시예에서, 조절 장치(43)는 상기 측방향 면(32)을 통과하는 압축 공기 및 유압작동식 오일 각각을 위한 파이프(45)의 조인트를 구비하는 유압 또는 공압 실린더(44)이다. 그러나, 도시된 조절 장치(43)의 하나, 여러 개 또는 모두는 상술한 기계적 조절 장치로 대체될 수도 있다. 그렇지 않다면, 베어링 디스크(29), 샤프트(21, 22, 30), 임펠러(7), 임펠러 블레이드(24)의 이동과, 그리고 이러한 이동에 의한 플레이(25)의 변화는 상술한 제 1 실시예에서와 동일한 방식으로 달성된다.

일단은 보다 작은 플레이(25)가 보다 바람직할 때, 실린더(44)내의 감소된 압력은 샤프트(21, 22, 30)을 임펠러 펌프(3)로부터의 작용력으로 강제이동시킬 것이며, 이에 의해, 트러스트 베어링(27) 내의 베어링 디스크(29)를 앞으로 이동시킨다는 것을 이해한다. 그러나, 기계적 조절 장치(43)가 사용되는 경우, 그 변화는 플레이(25)의 증가와 동일한 방법이지만 반대 방향으로 실행된다. 이러한 경우에, 임펠러 드라이브는 앞으로의 이동을 달성하기 위해 가동되지 않고, 추가의 조절 장치(43)는 대신에, 상술한 조절 장치(43)에서와 동일한 기능을 달성하기 위해 베어링 하우징(28)의 뒤에, 반대 방향으로 장착된다.

기능의 상세한 설명

본 발명에 따른, 제트 추진 유닛(1)용 축선방향으로 조절가능하거나 이동가능한 트러스트 베어링(27)의 사용 및 기능은 다음과 같다.

정상적인 작동 동안, 임펠러(7)의 작용력은 정상 작동에 적합한 플레이(25)의 세팅에서 트러스트 베어링(27)에 의해 보유된다. 현재 또는 예측되는 동요, 진동, 이동 또는 상태를 볼 때, 또는 이러한 이동 등이 검출된다면, 너무 작은 플레이(25)로 인해 손상의 위험이 증가하는 경우, 조절 장치(43)가 자동으로 또는 수동으로 가동될 것이다. 조절 장치(43)는 베어링 디스크(29)를 포함하는 전체 베어링 하우징(28), 또는 베어링 디스크(29)만을, 그에 의해 샤프트(21, 22, 30) 뒤로 이동시키는데, 이러한 이동은, 임펠러 챔버(9)의 구형으로의 형상화와 뒤로의 폭 확장으로 인해, 차례로, 임펠러 블레이드(24)와 펌프 하우징(4)의 내측면(15) 사이의 플레이(25)를 증가시킨다.

다른 실시예들

따라서, 본 발명은 구체적으로 개시된 상술한 실시예에 한정되지 않고, 상술한 바에 따른 모든 다른 구성은 본 발명의 개념 내에 귀착된다.

예컨대, 종래의, 동종의 스틸 샤프트 대신에, 임펠러 샤프트(22)는 유리 섬유, 석탄 섬유, 플라스틱 등과 같은 복합 재료를 전체로 또는 부분적으로 포함할 수도 있음을 이해한다. 또한, 제트 추진 유닛(1)의 다른 부재는 적합하다고 생각된다면, 석탄 섬유 등과 같은 복합-또는 경 재료로 이루어질 수도 있다. 베어링 면과 부식에 노출되는 면들에는 예컨대 폴리우레탄에 의해, 적합하게 예방 코팅이 제공된다. 기본적으로, 여기에 언급하지 않지만 유사한 특성을 가지는, 상술한 재료 또는 다른 재료와의 복합물이 가능할 수도 있음을 이해한다.

또한, 이동을 위해 일부 유형의 실린더 장치가 사용될 경우, 본 구성은 어떤 완충 기능을 얻는다는 것을 이해한다. 베어링 장치(20, 39)를 포함하는 상술한 베어링은 물 또는 오일 윤활식일 수 있다.

결국, 제트 추진 유닛(1)을 포함하는 구성요소와 그 세부 사항의 수, 크기, 재료 및 형상은 선박 및 다른 우세한 요구 및 상황에 따라 개조되어야 함을 이해한다. 이것은 문제의 선박에 장착된 제트 추진 유닛(1)의 수에 또한 적합하다.

Claims (12)

1. 임펠러 샤프트(22) 또는 상기 임펠러 샤프(22)트에 연결된 저널(21)이 베어링으로 회전가능하게 저널링되어 있는 펌프 하우징(4)과, 상기 임펠러 샤프트(22)의 회전을 따라가도록 상기 임펠러 샤프트(22) 또는 저널(21)에 고정된, 임펠러 블레이드(24)를 구비하는 임펠러(7)를 갖춘 하나 이상의 임펠러 펌프(3)를 포함하며,

   상기 임펠러 블레이드(24)가 각각의 상기 임펠러 블레이드(24)와 펌프 하우징(4)의 사이에 플레이(25)를 두고서 상기 임펠러(7)에 배열되어 있는, 수상 수송 수단의 추진용 제트 추진 유닛(1)에 있어서,

   상기 플레이(25)를 조절하기 위해 상기 임펠러 샤프트(22)와 협력하도록 배열되는 축선방향 조절식 트러스트 베어링(27)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 트러스트 베어링(27)은 상기 임펠러 샤프트(22)에 연결되거나 협력하는 베어링 디스크(29)를 둘러싸고 수용하는 베어링 하우징(28)을 포함하며,

   상기 베어링 하우징(28)은, 상기 임펠러 블레이드(24)의 최대와 최소로 허용가능한 범위 내에서 유지되도록 상기 펌프 하우징(4)의 내측면(15)과 상기 임펠러 블레이드(24) 사이의 플레이(25)에 대해 충분한 거리로, 플레이(25)의 조절 장치(43)에 의해 축선방향으로 이동가능하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는제트 추진 유닛.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 베어링 하우징(28)을 통해 연장되는 샤프트(21, 22, 30)와 평행하게 일정 거리 이격되어 로드(42)가 부착되어 있고,

   상기 베어링 하우징(28)은 가이드(41)에 의해 상기 로드(42)를 따라 축선방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 트러스트 베어링(27)은, 상기 선박(2)의 선체에 대해 고정되어 있고, 상기 임펠러 샤프트(22)에 연결되거나 협력하는 베어링 디스크(29)를 둘러싸고 수용하는 베어링 하우징(28)을 포함하고,

   상기 베어링 디스크(29)는, 상기 펌프 하우징(4)의 내측면(15)과 상기 임펠러 블레이드(24) 사이의 플레이(25)에 대해 충분한 거리가 상기 임펠러 블레이드(24)의 최대와 최소로 허용가능한 범위 내에서 유지되도록 플레이(25)의 조절 장치(43)에 의해 축선방향으로 조절가능하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 조절 장치(43)는 상기 베어링 하우징(28) 내부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 장치(43)는 하나이상의 유압 또는 공압 실린더(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 조절 장치(43)의 일부 또는 모두는 기계적 조절 장치(43)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 디스크(29)는, 상기 임펠러 샤프트(22), 상기 저널(21), 또는 상기 트러스트 베어링(27)에 특히 적합하고 상기 임펠러 샤프트(22)에 연결되는 상기 중간 샤프트(30)의 반경방향으로 돌출되는 부재인 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링 하우징(28)은 하나 이상의 베어링 지지부(33, 34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 베어링 지지부(33, 34)는 예를 들면 테플론 세그먼트, 상이한 복합 재료, 화이트 금속 및/또는 스틸 등으로 이루어지는 베어링 면(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
11. 제 5 항에 있어서, 상기 조절 장치(43)는 상기 베어링 하우징(28)의 측방향면(31, 32) 중 하나를 통해서 압축 공기 및 유압작동식 오일 각각을 위한 파이프(45)의 조인트를 가지는 유압 또는 공압 실린더(44)인 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.
12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드의 상기 최대와 최소로 허용가능한 플레이(25)는 상기 임펠러 블레이드(24)의 위치의 실제 또는 예측된 축선방향 및/또는 반경방향 변화에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 제트 추진 유닛.