KR20100020372A - 선박용 흡진 장치 - Google Patents

Abstract

선박용 흡진 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 선박용 흡진 장치는, 선박의 갑판 하부에 설치된 두 측벽 사이에 위치되는 질량체, 일측이 상기 질량체에 연결되고 타측이 상기 두 측벽에 의하여 각각 지지되고, 상기 질량체가 상기 선박에서 발생되는 진동을 흡수하도록 상기 질량체에 서로 반대 방향의 장력을 부가하는 한쌍의 케이블 및 상기 한 쌍의 케이블의 장력을 조절하기 위한 장력 조절 부재를 포함하며, 간단한 구조로 이루어져 공간적인 제약을 받지 않기 때문에, 적은 공간을 활용하여 선박에 발생하는 진동을 감쇄시킬 수 있다.

흡진, 선박, 진동, 질량체

Description

선박용 흡진 장치 {Damping device for a ship}

본 발명은 선박용 흡진 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 갑판 하부의 좁은 공간에 설치될 수 있는 구조로 이루어짐으로써 공간적인 제약을 받지 않는 흡진 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박이 운행 중에 있을 때, 주기관, 프로펠러, 프로펠러 축등의 작동으로 인하여 선체에는 소음과 진동이 발생한다. 또한 선박의 갑판의 공진에 의하여 진동이 발생하기도 한다. 이와 같은 선체의 진동은 선박의 수명을 단축시키고, 심할 경우 선체 파손을 일으키기도 한다.

이와 같은 진동을 줄이기 위하여 여러가지 흡진 장치가 사용되고 있다. 이들 흡진 장치는 흡진 장치가 설치되는 구조물의 진동을 억제하기 위하여 진동자를 구비한다. 이와 같은 진동자는 스프링에 의하여 흡진 장치 내에 탄성적으로 지지된다. 이에 따라, 구조물이 진동하면, 구조물의 진동 에너지가 흡진장치의 진동자에 전달되어 진동자가 흡진함으로써 진동이 감쇠되도록 형성된다.

도 1은 이와 같은 종래의 흡진 장치의 일 례를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 흡진 장치(100)는 4각 케이스(110)를 구비하고, 상기 4각 케이스(110) 내부에는 진동자(120)가 설치된다. 상기 진동자(120)는 상단부가 4각 케이스(110)의 천장에 설치된 힌지에 의하여 힌지 고정되어, 이 지점을 중심으로 소정의 각도만큼 회동가능하다. 상기 진동자(120)의 양 측면과 4각 케이스(110)의 양쪽 벽 사이에는 스프링(140)이 각각 설치되어 있다. 이에 따라 진동자(120)는 흡진 장치가 설치된 구조물에 소정의 힘이 가해지는 경우 수평 방향 즉, 좌우로 진동될 수 있도록 형성된다. 상기 진동자(120)의 내부는 나사(150)와 안내봉(160)이 설치되어 있고, 상기 나사(150)와 안내봉(160)에는 추(170)가 결합되어 있다. 상기 추(170)는 나사(150)에 의하여 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 상기 추(170)는 진동자(120)의 진동 특성을 조절하기 위한 것이다. 이에 따라 진동구조물이 좌우로 진동하면, 여기에 고정된 흡진 장치의 진동자(120)도 좌우로 진동하게 된다. 즉, 진동 구조물의 진동 에너지가 진동자(120)의 운동 에너지로 변환하게 된다. 또한 진동 구조물의 진동 주파수에 따라 진동자(120)의 진동 주파수를 조절하여 둠으로써 상호간의 수평 방향의 진동을 상쇄하여 진동 구조물의 수평 방향 진동을 감쇄시킬 수 있는 것이다.

이와 같은 종래의 흡진 장치는 4각 케이스 내부에 설치되어 있어 선박의 갑판 상부에 설치할 경우 갑판 상의 장애물이 되었으며, 또한 소정의 크기를 가지고 있었기 때문에 갑판 하부 설치를 위하여도 공간상의 제약을 받는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 선박에 설치되는 흡진 장치가 가지고 있는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선박에 설치시 공간상의 제약을 받지 않을 수 있는 선박용 흡진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 목적은 선박 갑판의 공진에 의한 진동을 감쇄시킬 수 있는 선박용 흡진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 갑판 하부에 설치된 두 측벽 사이에 위치되는 질량체, 일측이 상기 질량체에 연결되고 타측이 상기 두 측벽에 의하여 각각 지지되고, 상기 질량체가 상기 선박에서 발생되는 진동을 흡수하도록 상기 질량체에 서로 반대 방향의 장력을 부가하는 한쌍의 케이블 및 상기 한쌍의 케이블의 장력을 조절하기 위한 장력 조절 부재를 포함하는 선박용 흡진 장치가 제공된다.

이 때, 상기 한 쌍의 케이블 중 적어도 어느 하나에는 나사산이 형성되며, 상기 장력 조절 부재는 상기 나사산에 결합되고 측벽에 의하여 지지되는 너트 부재를 포함할 수 있다.

한편, 상기 장력 조절 부재는 상기 질량체와 측벽의 사이에 설치되어 케이블의 길이를 조절할 수 있도록 형성된다.

이 때, 상기 선박용 흡진 장치는 상기 선박의 갑판 하부의 서로 다른 위치에 복수 개로 형성될 수 있다.

한편, 상기 측벽의 지지강도를 보강하도록 상기 측벽에 설치된 브라켓을 더 포함할 수 있다.

또한, 선박용 흡진 장치는 상기 케이블의 장력을 측정하기 위한 모니터링 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 질량체의 질량은 가변적일 수 있다.

본 발명에 따른 선박용 흡진 장치는, 선박에 설치시 간단한 구조로 이루어져 공간적인 제약을 받지 않기 때문에, 적은 공간을 활용하여 선체의 흔들림 또는 선박 갑판의 공진에 의하여 발생하는 진동을 감쇄시킬 수 있는 장점이 있다.

이하 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치가 선박의 갑판 하부에 설치되는 위치를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면에 설치된 흡진 장치의 개략도이다. 도 4는 도 3에서 B 부분의 확대도로서, 도 3에서 장력 조절 부재의 확대 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치(10)는 선체(1)의 진동 또는 갑판(2)의 공진에 의한 진동을 흡수하도록 갑판(2)의 하부에 설치되는 질량체(20) 와, 상기 질량체(20)를 지지하기 위한 장력을 제공하는 케이블(30) 및 상기 케이블(30)의 장력을 조절하기 위한 장력 조절 부재(40)를 포함하여 형성된다.

이 때, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치(10)의 질량체(20)는 별도의 케이싱을 구비함이 없이 선박 하부에 위치되는 서로 소정의 간격을 가지며 이격된 측벽(4) 사이에 설치된다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치(10)는 설치를 위한 공간적 제약을 덜 받게 된다.

이 때, 질량체(20)의 양 측면에는 질량체(20)를 양 측벽 사이에 매달 수 있도록 하기 위하여 각각 케이블(30)이 고정 설치된다. 상기 케이블(30)의 양 단부측은 양 측벽(4)에 고정적으로 설치된다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치가 설치되는 측벽의 지지 강도를 높이기 위하여 측벽에는 브라켓(8)과 같은 보강 부재가 설치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 브라켓(8)은 측벽(4)에 수직한 방향으로 설치되어 측벽(4)의 지지강도를 높임으로써, 측벽(4)에 설치되는 케이블(30)이 질량체(20)를 보다 견고하게 지지하도록 할 수 있다. 이와 같이 측벽에 설치되는 브라켓의 수, 형상 및 강도는 질량체를 지지하기 위하여 케이블에 부가되는 장력의 크기, 질량체의 무게 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.

한편, 상기 케이블(30)이 양 측벽(4)에 설치될 때, 케이블(30)은 질량체(20)를 매달아 지지하기 위한 장력이 조절 가능하도록 설치된다.

케이블(30)의 장력을 조절하기 위한 장력 조절 부재로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 흡진 장치는 너트와 같은 부재가 케이블(30)의 표면에 형성된 나사산에 결합되도록 형성된다. 도 4에는 이와 같은 케이블 장력 조절 부재(40)의 구체적인 예가 도시되어 있다.

보다 상세히, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치에서, 일측이 질량체(20)에 연결된 케이블(30)의 타측은 측벽(4)에 형성된 홀(6)을 관통하여 설치된다.

이 때, 상기 홀(6)을 관통한 케이블의 표면에는 나사산(32)이 형성되고, 상기 홀(6)을 관통한 케이블(30) 표면 상에 형성된 나사산(32)에는 상기 나사산(32)에 대응하는 나사산(42)을 갖는 너트와 같은 체결 부재(41)가 나사 결합된다.

상기 체결 부재(41)의 일측은 측벽(4)에 의하여 지지된다. 이와 같이 체결 부재(41)가 케이블(30)에 나사 결합되고, 측벽(4)에 의하여 지지됨으로써 케이블(30)에는 질량체(20)를 잡아당기기 위한 장력이 부가된다.

이 때, 케이블(30)의 장력은 체결 부재(41)를 질량체(20)에 가까워지는 방향 혹은 질량체로부터 멀어지는 방향으로 움직이도록 회전시킴으로써 용이하게 조절될 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치(10)에서는 케이블(30)에 나사산을 형성하고, 케이블(30)에 형성된 나사산에 대응하는 나사산을 갖는 체결 부재를 이용하여 케이블이 측벽에 의하여 지지되도록 하였으나, 측벽과 질량체 사이의 장력을 조절하기 위한 부재가 반드시 케이블의 측벽에 의하여 지지되도록 위치되어야 하는 것은 아니며, 이와 같은 장력 조절 부재는 케이블의 장력을 조절할 수 있 도록 형성되는 구성이라면 어떠한 위치에 어떠한 구성으로든 이루어질 수 있다.

장력 조절 부재의 다른 실시예로서, 도 5에는 케이블에 설치되는 장력 조절 부재의 위치가 측벽이 아닌 질량체와 측벽 사이에 설치되는 실시예가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면 케이블(30a, 30b)은 각각 질량체(20) 및 측벽(4)에 고정되도록 형성되고, 질량체(20)에 부가되는 케이블(30a, 30b)의 장력을 조절하기 위한 장력 조절 부재(40')는 질량체(20)와 측벽(4)의 사이에 위치된다.

이 때 장력 조절 부재(40')는 질량체(20)에 고정된 케이블(30a)과 측벽(4)에 설치되는 케이블(30b)의 양 단부가 내부에서 맞물리도록 내부에 나사산이 형성된 관형 부재로 이루어진다.

상기 장력 조절 부재(40')의 내부에 형성된 나사산은 장력 조절 부재를 일 방향으로 회전시킴에 따라 질량체(20)와 측벽(4)에 각각 고정된 두개의 케이블(30a, 30b)이 서로 가까워지는 방향으로 이동되도록 형성된다.

이를 위해 질량체(20)가 형성된 케이블(30a)에 형성된 나사산에 맞물리는 장력 조절 부재의 나사산의 방향과, 측벽(4)에 고정되는 케이블(30b)의 나사산에 맞물리는 장력 조절 부재의 나사산의 방향이 서로 반대 방향으로 형성되어 있다. 이와 같이 형성됨으로써 장력 조절 부재를 일 방향 회전시키면 두 케이블(30a, 30b)이 서로 인접하도록 이동되어 질량체에 부가되는 케이블의 장력이 커지고, 그 반대 방향으로 회전시키면 질량체(10)에 부가되는 케이블의 장력이 작아질 수 있게 된다.

이와 같이 질량체를 지지하는 케이블에 걸리는 장력을 조절하기 위하여 케이블에 설치되는 장력 조절 부재는 앞서 설명한 실시예에서와 같이 질량체를 서로 반대 방향으로 잡아당기는 한 쌍의 케이블 모두에 설치되도록 양 측벽에 모두 설치되는 것도 가능하나, 하나의 케이블에만 장력 조절 부재가 설치되고 반대측 케이블에는 케이블의 장력 조절 부재가 설치되지 않더라도, 하나의 장력 조절 부재 만으로 질량체에 부가되는 장력의 조절이 이루어질 수 있다.

또한 질량체에 장력을 부가하기 위한 케이블의 수량 및 연결 방법에 있어서, 본 발명의 일 실시예에서는 두 개의 케이블이 한쌍으로 이루어지도록 하여, 서로 반대 방향으로 소정의 장력 T로 질량체를 잡아당기도록 하였으나, 질량체를 잡아당기는 케이블의 위치 및 수량, 그리고 케이블의 연결 방법은, 흡진 장치가 설치되는 선박의 갑판 하부의 위치 및 조건에 따라, 그리고, 질량체의 형상 및 질량 등의 설치 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치에 있어서, 장력 조절 부재의 장력 조절은 케이블의 상태에 따라 선박의 진동을 감쇄할 수 있는 최적의 상태로 조절되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 케이블이 질량체에 일정한 크기의 장력을 부가하는 경우 시간이 경과함에 따라 질량체를 지지하는 케이블의 장력이 약해지기 때문에, 주기적으로 장력 조절 부재에 의하여 케이블의 장력을 조절하는 것이 바람직하다.

이 때, 케이블(30)의 장력 측정을 위하여, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 케이블 장력 모니터링 장치(50)가 케이블(30)에 장착될 수 있다.

이와 같은 케이블(30)의 장력 모니터링 장치(50)는 예를 들어, 공지의 스트레인 게이지(미도시)와 같은 장력 측정 센서를 케이블(30)에 설치한 후 스트레인 게이지에 의하여 측정된 케이블의 길이 방향 변형치를 기록하여 모니터링하도록 형성됨으로써, 케이블의 장력을 측정할 수 있다.

이와 같은 케이블의 장력 모니터링은, 지속적으로 혹은 주기적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치에서, 장력 T 와 집중 질량체 M(kg)으로 이루어진 흡진 장치의 고유 진동수 f_A(Hz)는 아래식과 같이 결정될 수 있다.

이 때, k는 흡진 장치가 설치되는 구조물의 주변 환경에 따라 변할 수 있는 상수이다. M은 질량체의 무게이며, L은 양 측벽 사이의 거리를 나타낸다.

상기 식에서 갑판의 고유 진동수가 f_D(Hz)라고 할 때, f_A를 f_D 와 유사하도록 장력 T(N)과 집중 질량체 M(kg)을 결정할 수 있으며, 이와 같이 결정된 장력은 케이블의 장력 조절 부재를 조절하여 케이블에 부가될 수 있다.

이 때, 질량체의 질량은 최초 설계시 흡진 장치의 설치 환경 및 고유 진동수에 따라 적정한 질량체를 선택하여 소정의 선택된 질량을 갖는 질량체를 설치하여 둘 수 있으나, 질량체의 질량이 달라질 수 있도록 질량체를 가변적으로 구성하는 것도 가능할 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치는 선박의 갑판 하부에 위치되는 측벽 사이에 설치될 수 있으나, 이와 같이 흡진 장치가 설치되는 측벽은 갑판의 공진에 의한 진동 혹은 선박 선체의 진동을 감쇄하기 위하여 질량체가 설치될 수 있는 양 측벽이 구비된 위치라면 도 3에 도시된 바와 같이 갑판의 하부면에 설치된 측벽에만 한정되지 아니하고, 갑판 하부의 어느 위치에든 설치될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치의 설치 위치는 갑판의 공진에 의한 진동 혹은 선박 선체에 부여되는 진동의 감쇄를 위하여 선박의 횡방향 혹은 길이 방향에 관계 없이 설치될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 흡진 장치는, 복수개가 선박의 갑판 하부에 설치될 수도 있으며, 이와 같이 복수개로 설치된 흡진 장치 각각에 흡진 장치 각각의 케이블의 장력을 모니터링 하기 위한 장치들을 장착하고, 각각의 흡진 장치에 설치된 장력 모니터링 장치들을 동시에 모니터링 하여 장력의 조절이 필요한 케이블의 장력을 조절할 수 있도록 형성할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 선박용 흡진 장치 및 이를 구비한 선박에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 선박용 흡진 장치의 개략도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치가 선박에 설치되는 위치를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치의 개략도,

도 4는 도 3의 선박용 흡진 장치의 장력 조절 부재의 단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 흡진 장치의 장력 조절 부재의 다른 실시예이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1 선체 2 갑판

4 측벽 8 브라켓

10 흡진 장치 20 질량체

10 케이블 40 장력 조절 부재

Claims (7)

1. 선박의 갑판 하부에 설치된 두 측벽 사이에 위치되는 질량체;

   일측이 상기 질량체에 연결되고 타측이 상기 두 측벽에 의하여 각각 지지되고, 상기 질량체가 상기 선박에서 발생되는 진동을 흡수하도록 상기 질량체에 서로 반대 방향의 장력을 부가하는 한쌍의 케이블; 및

   상기 한쌍의 케이블의 장력을 조절하기 위한 장력 조절 부재를 포함하는 선박용 흡진 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 케이블 중 적어도 어느 하나에는 나사산이 형성되며,

   상기 장력 조절 부재는 상기 나사산에 결합되고 측벽에 의하여 지지되는 너트 부재를 포함하는, 선박용 흡진 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 장력 조절 부재는 상기 질량체와 측벽의 사이에 설치되어 케이블의 길이를 조절할 수 있도록 형성되는, 선박용 흡진 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 선박의 갑판 하부의 서로 다른 위치에 복수 개로 형성되는, 선박용 흡진 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 측벽의 지지강도를 보강하도록 상기 측벽에 설치된 브라켓을 더 포함하는, 선박용 흡진 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 케이블의 장력을 측정하기 위한 모니터링 장치를 더 포함하는, 선박용 흡진 장치.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 질량체의 질량은 가변적인 것을 특징으로 하는, 선박용 흡진 장치.

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