KR20120118935A - 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계 - Google Patents

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이춘주
조성락
정성엽
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한국해양연구원
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Abstract

본 발명은 모형시험 시 포드형 동력계를 구동하는 모터를 분력계 상부에서 눕히는(臥) 구조로 변경하고, 모터 하부에 모터베드를 설치하여 모터를 견고하게 지지하며, 모터축과 분력계축은 베벨기어를 통하여 동력을 전달할 수 있는 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계를 제공한다. 본 발명에 따르면 모터의 하중 및 회전관성이 분력계로 전달되는 것을 최소화할 수 있으며, 모터의 위치가 낮기 때문에 모형시험 시 다른 계측 장치와의 간섭을 줄일 수 있어, 모형시험을 보다 효율적이면서도 정밀하게 수행할 수 있다. 또한 포드형 동력계의 설치 및 탈착 시 안정감 있게 이동을 할 수 있기 때문에 유지관리가 용이하다.

Description

와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계{POD dynamometer which has a lay-down type motor}
본 발명은 포드(POD)형 추진기를 갖는 선박의 모형시험에 사용하는 포드형 동력계에 관한 것으로, 모터를 모터베드에 지지하여 눕혀 연결하고 베벨기어를 통해 동력을 전달함으로써 모터의 자중 및 회전관성에 의한 외력을 줄일 수 있는 와(臥)형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계에 관한 것이다.
실선에서 엔진의 크기 선정은 배가 건조되기 전에 수조에서 모형시험을 통하여 추정할 수 있으며, 특히 자항시험을 통하여 필요한 소요마력을 추정하여 실선으로 확장할 수 있다.
최근 친환경성 및 조종성이 우수한 포드(POD)형 추진기가 선박에 많이 적용되고 있다. 포드형 추진기는 전기 추진 시스템의 일부로서 선박의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있으며, 추진 장치가 선체 외부에 장착되기 위해 선내의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있어 선내 소음이 적게 발생하고 선박의 조종 성능도 높아지는(종래의 반 정도의 거리로 선박의 선회가 가능함) 등의 뛰어난 특색이 있다. 포드형 추진기는 현재 크루즈 선박에 주로 사용되고 있지만, 점차 소형 여객선, 페리 등에도 그 사용범위가 확장될 것으로 보고 있다.
한편, 이러한 포드형 추진기의 성능을 시험하기 위해 수조에서의 모형시험도 포드형 동력계(Dynamometer)를 이용한다.
그런데 종래의 포드형 동력계는 도 1의 왼쪽에 도시된 바와 같이 프로펠러를 구동하기 위한 모터(2)를 분력계축(5)과 일직선상에 두어 회전토크를 바로 전달하는 구조를 취하고 있다. 그리고 분력계축(5) 상에는 분력계(4)가 설치된다. 분력계(4)는 모형시험 시 모형선에 걸리는 힘을 측정하기 위한 센서로서 보통 Surge방향, Sway방향 및 Yawing방향의 힘을 계측한다.
하지만 이러한 구조에 따르면 일직선상으로 최상부에 위치한 모터(2)에 의하여 포드형 동력계의 전체 무게중심이 위로 너무 높게 형성되고, 이로 인하여 모터(2)의 회전 및 선박의 운동에 따른 큰 외력이 분력계축(5)에 직접 작용하게 되어, 결국 모형시험 시 데이터 계측의 에러가 많이 발생하고 따라서 모형시험의 정도가 떨어지는 문제점이 발생하게 된다. 또한 모터(2)가 너무 높게 위치해 있기 때문에 모형시험 시 다른 계측 장치와 부딪치거나 간섭이 발생할 가능성이 높은 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 종래의 포드형 동력계와는 달리 모형시험 시 포드형 동력계를 구동하는 모터를 분력계 상부에서 눕히는(臥) 구조로 변경하고, 모터 하부에 모터베드를 설치하여 모터를 견고하게 지지하며, 모터축과 분력계축은 베벨기어를 통하여 동력을 전달할 수 있는 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
포드(POD)형 추진기를 갖는 선박의 모형시험에 사용하는 포드형 동력계로서,
분력계 상부에서 옆으로 누운 상태로 배치되는 모터;
상기 모터 하부에 설치되어 상기 모터를 견고하게 지지하는 모터베드 및;
모터축과 분력계축 간의 동력을 전달하는 90° 교차축을 갖는 베벨기어;
를 포함하는 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계를 제시한다.
본 발명에 따르면 모터의 하중 및 회전관성이 분력계로 전달되는 것을 최소화할 수 있으며, 모터의 위치가 낮기 때문에 모형시험 시 다른 계측 장치와의 간섭을 줄일 수 있어, 모형시험을 보다 효율적이면서도 정밀하게 수행할 수 있다. 또한 포드형 동력계의 설치 및 탈착 시 안정감 있게 이동을 할 수 있기 때문에 유지관리가 용이하다.
도 1은 종래 및 본 발명에 따른 포드형 동력계의 비교.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계의 쌍축 설치 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하되, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1에는 본 발명에 따른 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계가 나타나 있다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계의 쌍축 설치 도면이다.
본 발명은 포드(POD)형 추진기를 갖는 선박의 모형시험에 사용하는 포드형 동력계로서, 종래의 포드형 동력계와는 달리 모형시험 시 포드형 동력계를 구동하는 모터(2)를 분력계(4) 상부에서 눕히는 구조로 변경하고, 모터(2) 하부에 모터베드(3)를 설치하여 모터(2)를 견고하게 지지하며, 모터축(1)과 분력계축(5)은 베벨기어(6)를 통하여 동력을 전달할 수 있는 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 분력계(4) 상부에서 옆으로 누운 상태로 배치되는 모터(2); 모터(2) 하부에 설치되어 모터(2)를 견고하게 지지하는 모터베드(3) 및; 모터축(1)과 분력계축(5) 간의 동력을 전달하는 90° 교차축을 갖는 베벨기어(6);를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 모터(2)와 분력계축(5)이 일직선상에 직결되어 있는 종래의 포드형 동력계(도 1의 왼쪽 그림)와는 달리, 모터(2)가 분력계(4) 상부에서 옆으로 누운 상태(와형(臥形, lay-down type))로 배치된다. 모터(2)는 본 발명에 따른 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계를 구동하기 위한 것으로 통상 AC 모터가 사용될 수 있다.
그리고 모터(2) 하부에는 모터(2)를 견고하게 지지하는 모터베드(3)(일종의 프레임)가 설치된다. 이 경우 모터(2)와 모터베드(3)는 볼트로 상호 견고하게 지지되므로 모터베드(3)는 모터(2)의 하중 및 회전관성을 충분히 받쳐줄 수 있다.
한편, 모터축(1)과 분력계축(5)은 90° 교차축을 갖는 베벨기어(6)를 사용하여 모터(2)에서 발생한 동력(회전토크)을 프로펠러까지 전달할 수 있는 구조를 갖는다.
본 발명에 따르면 모터(2)의 하중 및 회전관성이 분력계(4)로 전달되는 것을 최소화할 수 있으며, 모터(2)의 위치가 낮기 때문에 모형시험 시 다른 계측 장치와의 간섭을 줄일 수 있어, 모형시험을 보다 효율적이면서도 정밀하게 수행할 수 있다. 또한 포드형 동력계의 설치 및 탈착 시 안정감 있게 이동을 할 수 있기 때문에 유지관리가 용이하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 모터축
2 : 모터
3 : 모터베드
4 : 분력계
5 : 분력계축
6 : 베벨기어

Claims (1)

  1. 포드(POD)형 추진기를 갖는 선박의 모형시험에 사용하는 포드형 동력계로서,
    분력계 상부에서 옆으로 누운 상태로 배치되는 모터;
    상기 모터 하부에 설치되어 상기 모터를 견고하게 지지하는 모터베드 및;
    모터축과 분력계축 간의 동력을 전달하는 90° 교차축을 갖는 베벨기어;
    를 포함하는 와형 모터 구조를 갖는 포드형 동력계.
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