KR20120122892A - 진동 보상 장치 - Google Patents

Abstract

진동 보상 장치는 반대 회전 방향으로 회전 2 개의 로터 요소 (3A, 3B) 를 포함한다. 진동 보상 장치는 연속 작동으로 로터 요소 (3A, 3B) 를 회전시키는 주동력원 (1) 에 의하여 구동되고, 정지 상태로부터 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전을 개시하기 위해 사용되는 추가의 개시 동력원 (6) 이 제공된다.

Description

진동 보상 장치{VIBRATION COMPENSATOR APPARATUS}

본 발명은 내연 기관의 작동으로부터 발생하는 하중 (mass force) 에 의하여 생성된 진동을 보상하기 위한 진동 보상 장치에 관한 것이고, 상기 장치는 내연 기관에 배치된다.

선박의 선체에 탑재된 엔진과 같은 내연 기관의 작동에 의해 생성된 진동을 방해하기 위하여 사용되는 진동 보상 장치는 공지되었다. 특히, 종래 기술에 따른 진동 보상 장치는 반대 회전 방향으로 회전되는 2 개의 로터 요소를 포함한다. 로터 요소는 회전축에 관하여 편심이고, 특정한 방향으로 관성력을 제공하기 위하여 동일한 회전 속도에서 회전된다. 공지된 장치는 내연 기관과 함께 진동 시스템을 형성하는 구조체에 탑재된다. 회전 로터 요소의 회전 속도 및 회전 위상은 내연 기관의 회전 속도 및 회전 위상에 근거하여 제어된다.

로터 요소를 회전시키기 위하여, 진동 보상 장치에 대해 요구되는 토크는 특정 트랜스미션 배열체를 통하여 내연 기관으로부터 직접적으로 발생될 수 있다. 하지만, 진동의 보상이 요구되지 않을 경우, 진동 보상 장치를 구동하는 것은 전체 시스템의 효율의 감소를 초래한다.

상기 문제의 측면에서, 로터 요소의 회전과 내연 기관의 회전 사이의 요구되는 관계를 유지하기 위하여 제어되는 전동기와 같은 지정 동력원에 의하여 구동되는 진동 보상 장치가 제안된다.

본 발명의 목적은, 내연 기관의 작동으로부터 발생하는 하중에 의하여 생성된 진동을 보상하기 위한 진동 보상 장치로서, 단순화된 구조체를 포함하는 특정한 지정 동력원에 의하여 구동되고, 적은 비용으로 제조할 수 있는 진동 보상 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1 의 특징부의 조합을 갖는 진동 보상 장치에 의하여 해결된다. 추가의 유리한 발명은 종속 청구항에서 정의된다.

본 발명은 내연 기관의 작동으로부터 발생하는 하중에 의하여 생성된 진동을 보상하기 위한 진동 보상 장치를 제공하고, 상기 장치는 내연 기관에 배치된다. 상기 장치는, 서로에 대하여 평행하거나 동축인 각각의 축을 중심으로 반대 회전 방향으로 회전 적어도 2 개의 로터 요소를 포함하는 로터 배열체를 포함하고, 각 로터 요소는 각각의 축에 관련하여 질량 관련 편심을 가진다. 추가로, 상기 로터 요소에 구동 연결된 주동력원이 제공된다.

진동 보상 장치는, 상기 로터 요소의 회전 속도 및 회전 위상이 상기 내연 기관의 회전 속도와 회전 위상에 대하여 미리 정해진 관계를 달성하도록 연속 작동으로 상기 주동력원을 제어하는 제어 장치를 포함한다.

본 발명의 기본 개념에 따라, 상기 주동력원에 더하여, 장치는 상기 로터 요소에 구동 연결가능한 개시 동력원을 포함하고, 상기 로터 요소가 정지 상태로부터 미리 정해진 회전 관련 상태를 향하여 이동되도록, 상기 제어 장치는 상기 개시 동력원의 개시 작동을 제어한다.

본 발명에 따라, 주동력원은 진동 보상 장치의 미리 정해진 작동 상태를 유지하기 위하여 사용된다. 이로써, 주동력원은, 장치의 연속 작동 또는 정상 작동의 측면에서 설계된 토크 또는 동력 출력을 제공하기 위하여 요구된다. 즉, 주동력원은, 장치의 연속 작동으로 마찰 손실을 극복하고, 내연 기관의 회전 속도의 변화에 근거하여 로터 요소의 회전 속도의 제어를 수행 하기에 충분한 토크를 제공하도록 요구된다.

로터 요소가 정지 상태에 있는 경우, 로터 요소의 편심은, 로터 요소가 하사점에서 위치되는 상태를 초래한다. 로터 요소의 회전을 개시하는 것을 요구할 때, 우선, 로터 요소는 하사점으로부터 높은 토크를 요구하는 상사점을 향하여 이동되어야만 한다. 한편, 로터 요소의 회전 위상 및 회전 속도의 제어를 개시하기 위하여 특정 회전 속도가 달성되어야 한다. 본 발명의 해결책에 따라, 주동력원에 더하여, 하사점으로부터 상사점으로 로터 요소를 이동시키고 특정한 회전 관련 상태를 달성하기 위하여 로터 요소를 구동하는 개시 동력원이 제공된다.

주동력원이 연속 작동 또는 정상 작동을 위해 사용되고, 한편, 개시시에, 정지 상태로부터의 로터 요소의 회전은 하사점으로부터 상사점으로 로터 요소를 이동시키고 특정한 회전 관련 상태를 달성에 충분한 토크로 설계되는 개시 동력원에 의하여 달성되기 때문에, 주 동력원이 종래 기술의 동력원에 대하여 감소된 정격 토크 또는 정격 동력으로 설계될 수 있다는 것이 본 발명의 진동 보상 장치의 특정한 구조체의 효과이다. 그러므로, 주동력원은, 크기, 정격 토크, 정격 동력 및, 게다가, 소비 전력에 관하여 줄일 수 있다. 본 발명에 따라, 진동 보상 장치는 전체로서 소형화될 수 있고, 진동 보상 장치의 제조 및 작동 비용은 줄일 수 있다.

바람직하게는, 정지 상태로부터 상기 로터 요소를 이동시키기 위하여 상기 로터 요소의 회전을 개시할 때 상기 개시 동력원은 작동되고, 상기 미리 정해진 회전 관련 상태가 충족될 때, 상기 개시 동력원의 작동은 정지되고, 상기 미리 정해진 회전 관련 상태가 충족된 후에, 상기 로터 요소는 상기 주동력원에 의해서만 독점적으로 또는 유일하게 구동된다.

상기 배치로, 제어가능성에 관한 개시 동력원의 요구가 낮아지기 때문에, 개시 작동을 적합시키는 개시 동력원이 사용될 수 있다.

바람직하게는, 로터 요소가 상사점을 통하여 적어도 한 번 회전될 때, 및/또는 로터 요소의 회전 속도가 미리 정해진 개시 회전 속도보다 더 높을 때, 미리 정해진 회전 관련 상태는 충족된다.

장치 개시 시에, 주요 요건은, 진동 작동이 가능하도록 로터 요소가 상사점을 통하여 이동되는 것이다. 추가로, 전체 회전 시스템의 관성 때문에, 미리 정해진 회전 속도는 로터 요소의 회전 위상 및 회전 속도의 제어를 개시하기 위하여 달성되어야 한다.

바람직하게는, 주동력원은 로터 요소에 대한 제 1 토크를 인가할 수 있고, 개시 동력원은 로터 요소에 대한 제 2 토크를 인가할 수 있고, 여기서 제 1 토크는 제 2 토크보다 더 작다.

본 발명에 따라, 높은 토크를 필요로하는 개시 작동이 개시 동력원을 작동시킴으로써 달성되기 때문에, 주동력원은 감소한 토크로 설계될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로터 요소의 작동 속도가 내연 기관의 회전 속도의 정수배가 되도록 주동력원은 상기 제어 장치에 의하여 제어되고, 상기 정수배는 바람직하게는 2 의 값을 가진다.

내연 기관의 작동으로부터 발생하는 제 2 차 (second order) 진동이, 가능한 한 줄어들어야 하는 총 진동 주파수 범위의 범위인 것은 공지되었다. 하지만, 배수가 2 와 상이한 값을 가질 수 있도록 상이한 차수가 고려될 수 있다.

바람직하게는, 전환 클러치는 상기 로터 요소와 상기 개시 동력원 사이의 토크 전달 경로 내에 배치되고, 상기 전환 클러치는 상기 개시 동력원이 작동될 때 맞물리고 상기 개시 동력원이 작동되지 않을 때 해제된다.

개시 동력원은 개시 시에 오직 사용되기 때문에, 로터 요소와 개시 동력원 사이의 전달 경로 내에서 전환 클러치를 해제하는 것은, 다르게는 개시 동력원의 드래깅 (dragging) 으로 인해 생성되는 전력 손실을 감소시킨다,

바람직하게는, 장치는 트랜스미션을 추가로 포함하고, 이 트랜스미션은 개시 동력원의 토크 및/또는 주동력원의 토크를 입력받아 결합 토크를 출력하고, 상기 결합된 토크는 트랜스미션으로부터 로터 요소에 전달된다.

상기 배열체에 따라, 주동력원의 동력 토크 및 개시 동력원의 동력 토크는 트랜스미션 내로 도입되어 결합될 수 있고, 결합된 토크가 로터 요소로 출력될 수 있다. 추가로, 트랜스미션은 각각의 동력원으로부터의 회전 속도를 특정 기어 비에 근거한 요건에 대해 적합시는 배열체로써 작동한다. 게다가, 트랜스미션은 반대 방향으로 로터 요소를 회전시키기 위한 회전을 제공하는 수단으로써 작동한다.

바람직하게는, 배열체는, 정지 상태로부터 로터 배열체를 개시할 때, 상사점을 통하여 하사점으로부터 상기 로터를 이동시키는 것이 상기 개시 동력원에 의하여 제공된 정격 토크 또는 상기 주동력원에 의하여 제공된 정격 토크에 의하여 추가된 상기 개시 동력원에 의하여 제공된 상기 정격 토크를 필요로 하도록 된다.

전술된 배열체에 근거하여, 하사점으로부터 상사점을 통하여 로터 요소를 이동시키기 위한 개시 작동은 개시 동력원만을 작동시킴으로써 또는 개시 동력원 및 주동력원을 조합하여 작동시킴으로써 달성될 수 있다. 후자의 경우, 개시 동력원의 크기 및 정격 동력 또는 정격 토크는, 개시 동력원의 동력이 주동력원에 의하여 제공된 동력에 의하여 보충되기 때문에, 추가로 감소될 수 있다.

바람직하게는, 배열체는, 정지 상태로부터 로터 배열체를 개시할 때, 상사점을 통하여 하사점으로부터 상기 로터를 이동시키는 것이 오직 상기 주동력원만으로 제공된 정격 토크보다 더 높은 토크를 필요로 하도록 된다.

개시 작동의 구별되는 요건 및 주동력원의 크기를 최소화하기 위한 로터 배열체의 연속 작동 또는 정상 작동을 고려함으로써, 시스템은 보다 간소화될 수 있고, 시스템의 제조 비용은 보다 절감될 수 있다.

바람직하게는, 주동력원은 전동기이고 개시 동력원은 가압된 공기 모터이다.

보다 바람직하게는, 전동기는 교류 유도 전동기가고, 및/또는 상기 가압된 공기 모터는 터빈형 공기 모터이다.

전동기는 특정한 그리고 간단한 위상 및 속도 제어를 가능하게 하는 특정한 특성을 가진다. 추가로, 교류 유도 전동기는 종래 기술에 공지된 주파수 인버터에 의하여 제어될 수 있다.

가압된 공기 모터, 특히, 터빈형 공기 모터는 낮은 유지 요건을 가지고 통상적으로 사용된 밸브 제어 기구에 의하여 제어될 수 있다. 추가로, 가압된 공기 모터는 로터 배열체를 개시하기 위하여 요구되는 고출력 토크를 제공하지만, 특정 위상 및 속도 제어는 요구되지 않는다.

주동력원 및 개시동력원은 전술된 효과가 달성될 수 있는 한 상이한 장치로서 구체화될 수 있다.

바람직하게는, 제어 장치는 회전 속도 및/또는 로터 요소의 회전 속도를 나타내는 센서 및 상기 내연 기관의 크랭크 축의 위상 속도 및/또는 회전 속도를 나타내는 센서로부터 신호를 획득한다. 추가로, 제어 장치는 주동력원 및 상기 개시 동력원을 제어하기 위한 신호를 사용한다.

해당 회전 부재의 회전 위치 또는 위상을 나타내기 위한 신호를 제공하는 센서에 근거하여, 회전 위상 및 회전 속도의 간단하고 정확한 제어는 실시될 수 있다.

게다가, 진동 보상 장치의 작동은 요건에 적합해질 수 있고, 즉, 내연 기관의 회전 속도 및 회전 위상에 대한 미리 결정된 관계는 상기 제어의 사용으로 필요한 대로 변화될 수 있다.

본 발명은 사전에 정의된 바와 같이 진동 보상 장치 및 내연 기관을 포함하는 시스템을 추가로 제공하고, 상기 장치는 상기 내연 기관에 배치되고, 상기 내연 기관은 디젤 엔진, 바람직하게는 2 행정 디젤 엔진이고, 상기 장치 및 상기 내연 기관은 상기 시스템의 구조체에 진동 전달 방식으로 탑재된다. 바람직하게는, 시스템은 상기 구조체를 형성하는 선체를 갖는 선박으로서, 다른 대안으로서는, 상기 구조체를 형성하는 건축물을 갖는 발전소로서 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 실시 형태는 이하의 첨부된 도면에 근거하여 설명된다.

도 1 은 실시 형태에 따른 진동 보상 장치의 단면도이다.
도 2 는 실시 형태에 따른 진동 보상 장치의 상면도이다.
도 3 은 실시 형태에 따른 진동 보상 장치의 전방 단면도이다.

이하에서, 본 발명에 따른 진동 보상 장치의 실시 형태는 설명된다. 상기 실시 형태에 따른 도시된 진동 보상 장치는, 선박의 선체에 탑재된 내연 기관으로부터 발생하는 진동을 방해하기 위하여 사용될 수 있다.

우선, 진동 보상 장치의 일반적인 구조는 도면에 근거하여 설명된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 진동 보상 장치는, 하부에 지지부 (8) 가 장착된 하우징 (7) 을 포함한다. 하우징 (7) 이 진동 보상을 요구하는 구조체에 지지부 (8) 에 의하여 탑재될 수 있도록, 지지부 (8) 는 형성된다. 장치의 작동으로 생성된 하중이 장치와, 구동원으로서 내연 기관을 갖는 선박의 선체와 같은 구조체 사이에 전달될 수 있도록, 지지부 (8) 를 갖는 하우징 (7) 은 구조체에 탑재된다.

본 실시 형태에서, 로터 요소는, 하우징 내에 설치되어 로터 요소 (3A, 3B) 의 각각의 회전 가능한 축을 형성하는 각각의 저널 (13A, 13B) 상에 동축으로 회전 가능하게 배치된다. 로터 요소 (3A, 3B) 는 베어링 (11A, 11B) 을 통하여 저널 (13A, 13B) 에 대하여 지지된다. 도 1 및 도 3 에서 볼 수 있는 것처럼, 로터 요소 (3A, 3B) 는 이들의 회전 축에 대하여 편심이다. 도 3 은, 로터 요소가 하사점에 위치되는 정지 상태에서 로터 배열체 (3) 를 형성하는 로터 요소 (3A, 3B) 를 도시한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 각 로터 요소에는, 본 실시 형태에서 구동 스프로킷 (sprocket) 에 의하여 형성되는 구동 바퀴 (15A, 15B) 가 장착된다. 로터 요소 (3A, 3B) 가 개별적으로 회전될 수 있도록, 로터 요소 (3A, 3B) 는 상기 저널 (13A, 13B) 에 대하여 회전 가능하게 지지된다.

본 실시 형태에 따른 진동 보상 장치는, 진동 보상 장치의 하우징 (7) 의 상부에 위치되는 로터 요소 (3A, 3B) 를 구동하기 위한 배열체를 포함한다. 도 1 에서 볼 수 있는 것처럼, 배열체는 후술되는 바와 같이 주 동력원으로써 전동기 (1) 및 개시 동력원으로써 가압된 공기 모터 (6) 를 포함한다. 도 2 는 가압된 공기 모터 (6) 와 전동기 (1) 사이에 위치된 트랜스미션 (2) 을 도시한다. 전동기는 토크 전달 커플링 (10) 을 통하여 트랜스미션 (2) 에 구동 연결된다. 가압된 공기 모터 (6) 는 상기 실시 형태에서 맞물림 클러치 (9) 로서 형성되고 맞물린 위치와 분리된 위치 사이에서 전환할 수 있는 클러치를 통하여 트랜스미션 (2) 에 연결가능하다. 맞물림 클러치 (9) 의 맞물린 위치에서, 가압된 공기 모터 (6) 의 토크는 기어 트랜스미션으로 도입될 수 있다. 맞물림 클러치 (9) 가 분리되는 경우에, 가압된 공기 모터 (6) 와 트랜스미션 (2) 사이의 토크 전달은 저지된다.

도 2 에서 볼 수 있는 것처럼, 트랜스미션 (2) 는, 가압된 공기 모터 (6) 의 축 및 전동기 (1) 축에 수직하고 서로에 대하여 동축인 2 개의 출력축을 포함한다. 출력축에는 본 실시형태에서 구동 스프로킷 (16A, 16B) 으로써 구체화된 구동 바퀴가 장착된다. 구동 스프로킷 (16A, 16B) 은 로터 요소 (3A, 3B) 의 구동 스프로킷 (15A, 15B) 과 정렬된다.

도 3 에서 볼 수 있는 것처럼, 구동 스프로킷 (16A) 은 체인 (5A) 에 의하여 구동 스프로킷 (15A) 에 연결되고, 구동 스프로킷 (16B) 은 체인 (5B) 에 의하여 구동 스프로킷 (15B) 에 연결된다.

전동기 (1) 로부터 회전 입력이 구동 스프로킷 (16A, 16B) 의 회전으로 전환되고 구동 스프로킷 (16A, 16B) 의 회전 방향이 서로에 반대가 되도록, 기어 트랜스미션은 베벨 기어 구조체에 의하여 형성된다. 구동 스프로킷 (16A, 16B) 의 회전은, 로터 요소의 반대 방향의 회전이 달성되도록 구동 스프로킷 (15A, 15B) 에 전달된다. 미리 정해진 기어비가 스프로킷 사이에서 달성되도록 구동 스프로킷 (16A, 16B) 의 크기 및 구동 스프로킷 (15A, 15B) 의 크기는 설정된다. 본 실시 형태에서, 구동 스프로킷 (16A, 16B) 의 지름은 트랜스미션 (2) 으로부터 로터 요소 (3A, 3B) 로의 토크를 증가시키기 위하여 구동 스프로킷 (15A, 15B) 의 지름보다 더 작다.

맞물림 클러치 (9) 가 맞물리고 가압된 공기 모터 (6) 에 가압된 공기를 공급하기 위하여 가압된 공기 모터 (6) 용으로 제공된 제어 밸브 (4) 가 개방되는 경우, 가압된 공기 모터 (6) 의 회전은 트랜스미션 (2) 내로 도입된다.

진동 보상 장치는 도시되지 않은 제어 장치를 추가로 포함한다. 제어 장치는 진동 보상 장치의 제어를 실시하기 위하여 센서로부터 신호를 획득한다. 센서는 진동 구조체에 배치되는 내연 기관의 크랭크축의 회전 위치를 감지하기 위한 센서를 포함한다. 추가로, 제어 장치는, 로터 요소 (3A) 및 로터 요소 (3B) 각각의 회전 위치를 감지하기 위하여 제공된 센서로부터 신호를 획득한다. 센서에 의하여 제공된 신호에 근거하여, 각각의 요소, 즉 내연 기관의 크랭크 축, 로터 요소 (3A) 및 로터 요소 (3B) 의 회전 위상은 제어하기 위하여 감지되어 사용될 수 있다.

이하에서, 본 실시 형태에 따른 진동 보상 장치의 제어는 설명된다.

정지 상태에서, 로터 요소 (3A, 3B) 는 이들의 편심 때문에 하사점에 위치된다. 내연 기관이 개시되었다는 결정에 의하여 나타내어지는 개시 요구 시에, 제어 장치는 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전을 개시하기 위한 개시 절차를 개시한다. 본 실시 형태에 따라, 가압된 공기가 가압된 공기 모터 (6) 에 공급되도록 제어 장치는 제어 밸브 (4) 를 제어한다. 이와 연계하여, 가압된 공기 모터 (6) 로 부터의 토크 출력이 트랜스미션 (2) 내로 도입되도록 맞물림 클러치 (9) 는 맞물린 위치로 전환된다. 트랜스미션 (2) 은 반대 회전 방향으로 구동 스프로킷 (16A, 16B) 에 토크를 공급한다. 구동 스프로킷 (16A, 16B) 에 공급된 토크가 하사점으로부터 로터 요소 (3A, 3B) 의 상사점을 향하여 그리고 로터 요소 (3A, 3B) 의 상사점을 통하여 로터 요소 (3A, 3B) 를 이동시키기에 충분하도록, 가압된 공기 모터 (6) 의 정격 동력 및 정격 토크는 설계된다.

제어 장치는 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 위상을 지속적으로 감지한다. 일단 로터 요소 (3A, 3B) 가 상사점을 통하여 이동하면, 제어 장치는 개시 절차가 종료될 수 있다는 것을 결정한다. 로터 요소 (3A, 3B) 가 적어도 한 번 상사점을 통하여 이동되었다는 전술한 회전 관련 상태를 만족시킬 경우, 토크가 가압된 공기 모터 (6) 로부터 트랜스미션 (2) 에 더 이상 전달되지 않도록 제어 장치는 제어 밸브 (4) 를 스위치 오프 시키고 맞물림 클러치 (9) 를 분리시킨다. 상기 절차와 동시에, 전동기 (1) 의 작동은 제어 장치의 제어에 근거하여 개시된다.

로터 요소 (3A, 3B) 의 특정 회전 상태가 진동 보상 장치의 연속 작동을 위하여 달성되고 유지되도록 전동기 (1) 는 제어 장치에 의하여 제어된다. 각각의 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 방향이 반대가 되고 그리고 회전하는 로터 요소가 동시에 상사점 및 하사점을 통하여 이동하도록 상기 실시 형태에서 회전상태가 설정된다. 상기 작동에 근거하여, 회전하는 로터 요소 (3A, 3B) 에 의한 하중은 수직으로 향한 지지부 (8) 및 하우징 (7) 으로 저널 (13A, 13B) 을 통하여 가해진다. 하지만, 장치의 하중의 방향이 수직 방향에 제한되지 않고, 진동을 방해하기 위한 수단을 요구하는 특정한 구조체에서의 요구에 적합해진다. 하중 질량의 방향은 기술 분야에서 공지된 로터 요소의 회전 위상을 적합시킴으로써 설정될 수 있다.

전동기 (1) 는 진동 보상 장치를 지속적으로 작동시키기에, 즉 개시 절차가 종료된 후에 로터 요소 (3A, 3B) 를 구동시키기에 충분한 정격 토크 및 정격 동력을 제공하기 위하여 설계된다. 따라서, 전동기는 오직 동력원으로써 전동기 (1) 를 사용하는 선행 기술의 시스템에 비해 다소 낮은 정격 토크 및 다소 낮은 정격 동력으로 설계될 수 있다.

전술된 바와 같이 진동 보상 장치는 선체를 갖는 선박에 사용될 수 있고, 선박용 동력원은 진동 시스템을 형성하는 선체에 탑재되는 내연 기관이다. 진동 보상 장치는 내연 기관의 작동으로부터 발생하는 특정 진동 작용을 방해하기 위하여 선체 내로 진동 전달 방식으로 탑재된다. 본 실시 형태에서, 내연 기관의 작동으로부터 발생하는 제 2 차 진동이, 특히 선박의 선체에 대한 최고 임계 진동 범위라는 사실 때문에, 진동 보상 장치는 내연 기관의 회전 속도의 2 배인 회전 속도에서 구동된다. 하지만, 진동 보상 장치의 정교한 제어 때문에, 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 속도 및 위상과 내연 기관의 회전 속도 및 위상 사이의 다른 관계는 선택될 수 있고 정확하게 제어될 수 있다.

이하에서, 수정된 실시 형태는 설명된다.

주동력원이 전동기 (1) 로서 설명되었으나, 유압 모터와 같은 상이한 동력원을 사용할 수 있다. 게다가, 개시 동력원은 가압된 공기 모터 (6) 로써 설명되었다. 하지만, 개시 동력원은 유압 모터 또는 추가의 전동기와 같은 상이한 동력원일 수 있다.

구동원으로부터 로터 요소로의 동력 전달은 스프로킷 및 체인에 근거하여 설명되었다. 하지만, 구동원 및 로터 요소로부터의 동력 전달이 실현되고 위상 및 속도 제어의 요건을 충족시키는 한 다른 배치는 가능하다.

추가로, 상기 실시 형태는 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 축을 형성하는 저널이 동축인 구조체에 근거하여 설명되었다. 하지만, 로터 요소 (3A, 3B) 는, 하중이 로터 요소 (3A, 3B) 의 반대 방향 회전에 근거하여 달성될 수 있는 한, 평행한 축과 같이, 상이한 방법으로 배치될 수 있다.

추가로, 맞물림 클러치 (9) 는 마찰 클러치 또는 일방향 베어링과 같은, 기어 트랜스미션 및 개시 동력원의 연결 및 분리를 가능하게 하는 구조체에 의하여 교체될 수 있다.

본 발명은, 단 일 쌍의 로터 요소를 포함하는 구조체에 근거하여 예를 들었다. 다수의 차수의 진동을 방해하기 위하여, 상이한 차수 진동을 고려하여 상이한 회전 속도에서 회전되는 1 쌍 이상의 로터 요소가 제공될 수 있다. 장치의 적용은 수직 또는 수평 방향의 진동과 같은 어떠한 특정한 유형의 진동에 제한되지 않는다. 추가로, 장치의 작동은 요건, 특히 힘의 방향 및 진동의 차수에 적합될 수 있다.

상기 실시 형태에서, 진동 보상 장치의 적용은 진동하는 구조체로서 선체를 갖는 선박에 대하여 논의되었다. 하지만, 진동 보상 장치는 동력 생성 설비와 같은 상이한 적용에 대하여 사용될 수 있고, 진동 시스템은 동력 생성용으로 사용된 내연기관으로부터 발생하는 진동을 보상하기 위한 진동 보상 장치 및 내연 기관을 지지하는 동력 설비의 기초에 의하여 형성된다. 본 발명의 효과 및 이점이 달성되는 한, 진동 보상 장치의 다른 적용이 가능하다.

진동 보상 장치는 반대 회전 방향으로 회전 가능한 2 개의 로터 요소 (3A, 3B) 를 포함한다. 진동 보상 장치는 연속 작동으로 로터 요소 (3A, 3B) 를 회전시키는 주 동력원 (1) 에 의하여 구동되고, 정지 상태로부터 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전을 개시하기 위하여 사용되는 추가의 개시 구동원 (6) 이 제공된다.

Claims (15)

1. 내연 기관의 작동으로부터 발생하는 하중에 의하여 생성된 진동을 보상하기 위한 진동 보상 장치로서, 상기 장치는 내연 기관에 배치되고,
   서로에 대하여 평행하거나 동축인 각각의 축 (13A, 13B) 을 중심으로 반대 회전 방향으로 회전 가능한 적어도 2 개의 로터 요소 (3A, 3B) 를 포함하고, 상기 각 로터 요소 (3A, 3B) 는 각각의 축 (13A, 13B) 과 관련하여 질량 관련 편심을 갖고, 상기 각 로터 요소 (3A, 3B) 는 정지 상태에서 로터 요소의 편심 때문에 하사점에 위치되는 로터 배열체 (3),
   상기 로터 요소 (3A, 3B) 에 구동 연결된 주동력원 (1), 및
   상기 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 속도 및 회전 위상이 상기 내연 기관의 회전 속도 및 회전 위상에 대하여 소정의 관계를 달성하도록 연속 작동으로 상기 주동력원 (1) 을 제어하는 제어 장치를 포함하는 진동 보상 장치에 있어서,
   상기 장치는, 상기 주동력원 (1) 에 더하여, 상기 로터 요소 (3A, 3B) 에 구동 연결가능한 개시 동력원 (6) 을 포함하고, 상기 각 로터 요소 (3A, 3B) 가 정지 상태로부터 미리 정해진 회전 관련 상태로서의 로터 요소의 상사점을 향하여 그리고 상사점을 통하여 이동되도록 상기 제어 장치가 개시 동력원 (6) 의 개시 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 개시 동력원 (6) 은, 정지 상태로부터 상기 로터 요소 (3A, 3B) 를 이동시키기 위하여 상기 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전을 개시할 때 작동되고, 상기 미리 정해진 회전 관련 상태가 충족될 때, 상기 개시 동력원 (6) 의 작동은 정지되고, 상기 미리 정해진 회전 관련 상태가 충족된 후에, 상기 로터 요소 (3A, 3B) 는 상기 주동력원 (1) 에 의해서만 구동되는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   로터 요소 (3A, 3B) 가 상사점을 통하여 적어도 한 번 회전될 때, 및/또는 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 속도가 미리 결정된 개시 회전 속도보다 더 높을 때, 상기 미리 정해진 회전 관련 상태가 충족되는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   주동력원 (1) 은 로터 요소 (3A, 3B) 에 제 1 토크를 인가할 수 있고, 개시 동력원 (6) 은 로터 요소 (3A, 3B) 에 제 2 토크를 인가할 수 있고, 제 1 토크는 제 2 토크보다 더 작은 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 로터 요소 (3A, 3B) 의 작동 속도가 내연 기관의 회전 속도의 정수배가 되도록 상기 주동력원 (1) 은 상기 제어 장치에 의하여 제어되고, 상기 정수배는 바람직하게는 2 의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 로터 요소 (3A, 3B) 와 상기 개시 동력원 (6) 사이의 토크 전달 경로에 배치된 전환 클러치 (9) 를 추가로 포함하고, 상기 개시 동력원이 작동될 때 전환 클러치 (9) 가 맞물리고, 상기 개시 동력원 (6) 이 작동되지 않을 때 전환 클러치 (9) 가 해제되는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   트랜스미션 (2) 을 추가로 포함하고, 이 트랜스미션은 개시 동력원 (6) 의 토크 및/또는 주동력원 (1) 의 토크를 입력받아 결합 토크를 출력하고, 상기 결합 토크는 트랜스미션 (2) 으로부터 로터 요소 (3A, 3B) 에 전달되는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 트랜스미션 (2) 이 반대 회전 방향으로 각각의 로터 요소 (3A, 3B) 에 토크를 출력하는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 배열체는, 정지 상태로부터 로터 배열체 (3) 를 개시할 때, 하사점으로부터 상사점을 통하여 상기 로터 요소 (3A, 3B) 를 이동시키는 것이,
   상기 개시 동력원 (6) 에 의하여 제공된 정격 토크, 또는
   상기 주동력원 (1) 에 의하여 제공된 정격 토크에 의하여 보충된 상기 개시 동력원 (6) 에 의하여 제공된 상기 정격 토크를 필요로 하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배열체는, 정지 상태로부터 로터 배열체 (3) 를 개시할 때, 하사점으로부터 상사점을 통하여 상기 로터 요소 (3A, 3B) 를 이동시키는 것이 오직 상기 주동력원 (1) 단독에 의해 제공된 정격 토크보다 더 큰 토크를 필요로 하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주동력원 (1) 은 전동기이고, 상기 개시 동력원 (6) 은 가압된 공기 모터인 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전동기가 교류 유도 전동기이고, 그리고/또는 상기 가압된 공기 모터는 터빈형 공기 모터인 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    - 로터 요소 (3A, 3B) 의 회전 속도 및/또는 회전 속도를 나타내는 센서, 및
    - 상기 내연 기관의 크랭크축의 회전 위상 및/또는 회전 속도를 나타내는 센서로부터 신호를 획득하고,
    상기 제어 장치는 주동력원 (1) 및 상기 개시 동력원 (6) 을 제어하기 위하여 상기 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 진동 보상 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 진동 보상 장치 및 내연 기관을 포함하는 시스템으로서,
    상기 장치가 배치된 상기 내연 기관은 디젤 엔진, 바람직하게는 2 행정 디젤 엔진이고, 상기 장치 및 상기 내연 기관은 상기 시스템의 구조체에 진동 전달방식으로 탑재된 것을 특징으로 하는 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 시스템이,
    상기 구조체를 형성하는 선체를 갖는 선박, 또는
    상기 구조체를 형성하는 기초를 갖는 동력 생성 장치로서 구현되는 것을 특징으로 하는 시스템.

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