KR20120127659A

KR20120127659A - 선박용 추진 장치

Info

Publication number: KR20120127659A
Application number: KR1020127025138A
Authority: KR
Inventors: 다카시 운세키; 요 아키야마
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-11-22
Also published as: JP2012061939A; TW201223825A; WO2012035914A1; CN102858628A

Abstract

잉여 전력을 유효하게 이용하여 운행 비용을 삭감할 수 있음과 함께, 선체 내에 있어서의 구성 기기의 배치 자유도를 향상시킨 선박용 추진 장치를 제공한다. 구동축의 동력 전달 방향을 변환하는 베벨 기어 유닛을 이용하여, 선내에 설치된 동력원으로부터 포드 (2) 의 프로펠러 (3) 까지 구동력을 전달하는 구동력 전달 기구를 구비하고 있는 선박용 추진 장치 (1A) 가, 동력원으로서 선내에 설치된 1 쌍의 전동기 (M) 를 구비하고, 구동력 전달 기구는, 전동기 (M) 에 각각 연결된 1 쌍의 선내 수평 구동축 (8) 으로부터 선내 베벨 기어 유닛 (6) 을 통하여 수직 구동축 (9) 에 구동력을 전달하고, 다시 수직 구동축 (9) 으로부터 포드 내 베벨 기어 유닛 (7) 을 통하여 포드 내 수평 구동축 (10) 에 구동력을 전달하여 프로펠러 (3) 를 구동시킨다.

Description

선박용 추진 장치{MARINE PROPULSION APPARATUS}

본 발명은, 선내에 설치한 원동기의 동력을 프로펠러에 전달하는 동력 전달 기구로 베벨 기어를 사용하고 있는 선박용 추진 장치에 관한 것이다.

최근, 선박용 추진 장치로서, 애지머스 추진기의 사용이 증가하는 경향이 있다. 애지머스 추진기는, 수평 방향으로 360 도 회전하는 포드에 프로펠러를 장비한 구성이기 때문에, 고정축 프로펠러와 키에 의한 추진과 상이하여, 선박을 임의의 방향으로 이동시키거나, 현재 위치를 정확하게 유지할 수 있다.

이와 같은 애지머스 추진기에는, 선내에 설치한 원동기의 동력을 기계적으로 전달하여 프로펠러를 구동하는 방식과, 포드 내에 설치한 전동기에 선내에서 발전된 전력을 공급하여 프로펠러를 구동하는 방식이 있다.

상기 서술한 애지머스 추진기에는, 포드와 일체로 회전하는 러더 (키) 를 구비한 것도 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 애지머스 추진기 (1) 는, 예를 들어 선박 (S) 의 선미 (船尾) 등에 장착하여 사용된다. 이 애지머스 추진기 (1) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 포드 (2) 와 프로펠러 (3) 와 러더 (4) 를 구비하고 있다.

이 경우의 러더 (4) 는 수평 단면을 러더 형상으로 하고, 선박 (S) 과의 연결 축부를 포함하는 상부 스트럿 (4a) 과, 포드 (2) 의 하방으로 연장되어 동일한 러더 단면 형상을 갖는 하부 스트럿 (4b) 에 의해 구성되어 있다. 상부 스트럿 (4a) 보다 하방 부분은, 즉 러더 (4) 및 프로펠러 (3) 를 구비한 포드 (2) 는, 도시하지 않은 선회 장치에 의해, 선박 (S) 에 대해 일체로 회전 운동 가능 (도면 중의 화살표 R 참조) 하게 되어 있다.

선박 (S) 의 선내에는 원동기 (5) 가 설치되어 있고, 원동기 (5) 의 동력은, 2 쌍의 베벨 기어 유닛 (6, 7) 을 통하여 프로펠러 (3) 에 전달된다.

이 경우, 원동기 (5) 의 동력은, 선내에 배치 형성된 베벨 기어 유닛 (6) 에 의해 수평 방향의 구동력이 수직 방향으로 변환되고, 다시 포드 (2) 의 내부에 배치 형성된 베벨 기어 유닛 (7) 에 의해 수직 방향의 구동력이 수평 방향으로 변환되어 프로펠러 (3) 에 전달된다. 도면 중의 부호 8 은 선내 수평 구동축, 9 는 수직 구동축, 10 은 포드 내 수평 구동축이다.

하기 특허문헌 1 에는, 선내 동력을 이용하여 프로펠러를 회전시키는 선박용 추진 장치가 개시되어 있고, 구동력 전달 계통에는 베벨 기어가 사용되고 있다.

일본 특허 제4279627호

그런데, 최근의 환경 규제 강화에 의해, 클린 에너지의 사용이나 연비의 향상이 요구되고 있다. 그래서, 배열 (排熱) 회수에 의한 잉여 전력을 유효하게 이용하여 운행 비용을 삭감할 수 있고, 게다가, 선체 내에 있어서의 구성 기기류 배치의 자유도가 높은 선박용 추진 장치의 개발이 요망된다.

본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 잉여 전력을 유효하게 이용하여 운행 비용을 삭감할 수 있음과 함께, 선체 내의 구성 기기 배치 자유도를 향상시킨 선박용 추진 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 하기의 수단을 채용하였다.

본 발명의 일 양태에 관련된 선박용 추진 장치는, 구동축의 동력 전달 방향을 변환하는 베벨 기어 유닛을 이용하여, 선내에 설치된 동력원으로부터 포드의 프로펠러까지 구동력을 전달하는 구동력 전달 기구를 구비하고 있는 선박용 추진 장치에 있어서, 상기 동력원으로서 선내에 설치된 1 쌍의 전동기를 구비하고, 상기 구동력 전달 기구가, 상기 전동기에 각각 연결된 1 쌍의 선내 수평 구동축으로부터 선내 베벨 기어 유닛을 통하여 수직 구동축에 상기 구동력을 전달하고, 다시 상기 수직 구동축으로부터 포드 내 베벨 기어 유닛을 통하여 포드 내 수평 구동축에 상기 구동력을 전달하여 상기 프로펠러를 구동시키는 것이다.

이와 같은 선박용 추진 장치에 의하면, 동력원으로서 선내에 설치된 1 쌍의 전동기를 구비하고, 구동력 전달 기구가, 전동기에 각각 연결된 1 쌍의 선내 수평 구동축으로부터 선내 베벨 기어 유닛을 통하여 수직 구동축에 구동력을 전달하고, 다시 수직 구동축으로부터 포드 내 베벨 기어 유닛을 통하여 포드 내 수평 구동축에 구동력을 전달하여 프로펠러를 구동시키도록 했으므로, 잉여 전력을 유효 이용하여 구동되는 전동기의 출력을 구동력으로 하고, 이 구동력을 구동력 전달 기구에 의해 프로펠러까지 전달하여 회전시킴으로써, 선박의 추진력이 얻어진다. 전동기를 1 쌍 형성하였으므로, 필요한 출력을 두 개의 전동기에 의해 확보하면 되고, 따라서, 전동기의 소형화에 의해 선체 내의 기기 배치 자유도가 향상된다.

상기 서술한 본 발명에 의하면, 잉여 전력을 유효하게 이용하여 운행 비용을 삭감할 수 있음과 함께, 선체 내에 있어서의 구성 기기류의 배치 자유도를 향상시킨 선박용 추진 장치를 제공할 수 있다. 이 때문에, 배열 회수에 의해 얻어지는 잉여 전력의 사용이 가능해져, 클린 에너지의 전력을 사용하여 선박 항행의 연비를 향상시킨다는 현저한 효과가 얻어진다.

도 1 은 본 발명에 관련된 선박용 추진 장치의 일 실시형태로서, 러더가 부착된 애지머스 추진기를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 선박용 추진 장치 (러더가 부착된 애지머스 추진기) 를 선미에 장착한 선박을 나타내는 도면이다.
도 3 은 선박용 추진 장치 (러더가 부착된 애지머스 추진기) 에 관한 종래예를 나타내는 개략 구성도이다.

이하, 본 발명에 관련된 선박용 추진 장치의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 은, 선박용 추진 장치의 일례로서, 애지머스 추진기의 개략 구성예를 나타내고 있다. 도시하는 애지머스 추진기 (1A) 는, 선박 (S) 의 선미 등에 장착하여 사용되는 선박용 추진 장치의 일종이다. 이 애지머스 추진기 (1A) 는, 선박 (S) 의 선내에 설치한 전동기 (M) 의 동력을 기계적으로 전달하고, 러더 형상으로 한 스트럿을 통하여 선체에 장착된 포드 (2) 의 프로펠러 (3) 를 구동시켜 추진력을 얻는 장치이다. 이 애지머스 추진기 (1A) 는, 선박 (S) 에 대해, 러더 (4) 로서 기능하는 스트럿과 일체로 포드 (2) 가 회전 운동함으로써, 추진 방향을 변화시킬 수 있다.

이 경우의 스트럿은, 수평 단면을 러더 형상으로 하는 영역을 형성함으로써 러더 (4) 를 겸하고 있다. 즉, 러더 (4) 는, 러더 형상의 수평 단면을 갖고, 선박 (S) 과의 연결 축부를 포함하는 상부 스트럿 (4a) 과, 포드 (2) 의 하방으로 연장되어 동일한 러더 단면 형상을 갖는 하부 스트럿 (4b) 에 의해 구성되어 있다. 상부 스트럿 (4a) 보다 하방 부분인 러더 (4) 및 프로펠러 (3) 를 구비한 포드 (2) 는, 도시되지 않은 선회 장치에 의해, 선박 (S) 에 대해 일체로 회전 운동하도록 되어 있다.

본 실시형태의 전동기 (M) 는, 회전 방향이 역방향이 되는 1 쌍의 정전 전동기 (Ma) 및 반전 전동기 (Mb) 에 의해 구성되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 정전 전동기 (Ma) 및 반전 전동기 (Mb) 의 구별이 불필요한 경우, 간단히 전동기 (M) 라고 부르기로 한다.

전동기 (M) 의 동력은, 2 쌍의 베벨 기어 유닛, 즉 선내 베벨 기어 유닛 (6) 및 포드 내 베벨 기어 유닛 (7) 을 통하여 프로펠러 (3) 에 전달된다.

이 경우, 선내에 배치 형성된 선내 베벨 기어 유닛 (6) 에서는, 정전 전동기 (Ma) 에 연결된 선내 수평 구동축 (8a) 의 타단에 고정된 베벨 기어 (6a) 와, 반전 전동기 (Mb) 에 연결된 선내 수평 반전축 (8b) 의 타단에 고정된 베벨 기어 (6c) 가, 수직 구동축 (9) 의 상단부에 고정된 베벨 기어 (6b) 와의 맞물림에 의해, 수평 방향의 구동력이 수직 방향으로 변환된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 선내 수평 구동축 (8a) 및 선내 수평 반전축 (8b) 의 구별이 불필요한 경우, 간단히 선내 수평 구동축 (8) 이라고 부르기로 한다.

포드 (2) 의 내부에 배치 형성된 포드 내 베벨 기어 유닛 (7) 에서는, 일단에 프로펠러 (3) 를 장착한 포드 내 수평 구동축 (10) 의 타단에 고정된 베벨 기어 (7a) 와 수직 구동축 (9) 의 하단부에 고정된 베벨 기어 (7b) 의 맞물림에 의해, 수직 방향의 구동력이 수평 방향으로 변환되어 프로펠러 (3) 에 전달된다.

즉, 상기 서술한 애지머스 추진기 (1A) 는, 구동축의 동력 전달 방향을 변환하는 베벨 기어 유닛 (6, 7) 을 이용하여, 선내에 설치된 동력원의 전동기 (M) 로부터 포드 (2) 의 프로펠러 (3) 까지 구동력을 전달하는 구동력 전달 기구를 구비하고 있고, 동력원으로서 선내에 설치된 전동기 (M) 는, 1 쌍의 정전 전동기 (Ma) 및 반전 전동기 (Mb) 가 된다.

구동력 전달 기구는, 정전 전동기 (Ma) 및 반전 전동기 (Mb) 에 각각 연결된 1 쌍의 선내 수평 구동축 (8a) 및 선내 수평 반전축 (8b) 으로부터 선내 베벨 기어 유닛 (6) 을 통하여 수직 구동축 (9) 에 구동력을 전달하고, 수직 구동축 (9) 으로부터 포드 내 베벨 기어 유닛 (7) 을 통하여 포드 내 수평 구동축 (10) 에 구동력을 전달하여 프로펠러 (3) 를 구동시킨다.

도시하는 애지머스 추진기 (1A) 에 있어서, 도면 중의 부호 11 은 마운팅 데크, 12 는 스티어링 모터, 13 은 컨버터, 14 는 전원이다. 이 경우의 전원으로는, 예를 들어 선내의 배열을 회수하여 얻어진 잉여 전력을 사용할 수 있다.

즉, 전동기 (M) 는, 전원 (14) 으로부터 컨버터 (13) 를 통하여 공급되는 잉여 전력 등에 의해 출력을 일으키므로, 이 출력에 의한 회전 토크의 구동력이 구동력 전달 기구를 통하여 해 (海) 중에서 프로펠러 (3) 를 회전시키면, 선박 (S) 의 추진력이 얻어진다.

이와 같은 본 실시형태의 애지머스 추진기 (1A) 에 의하면, 동력원으로서 1 쌍의 전동기 (M) 를 구비하고 있고, 이 전동기 (M) 에 각각 연결된 1 쌍의 선내 수평 구동축 (8) 으로부터 선내 베벨 기어 유닛 (6) 을 통하여 수직 구동축 (9) 에 구동력을 전달하고, 수직 구동축 (9) 으로부터 포드 내 베벨 기어 유닛 (7) 을 통하여 포드 내 수평 구동축 (10) 에 구동력을 전달하여 프로펠러 (3) 를 구동시키도록 구성한 구동력 전달 기구를 구비하고 있으므로, 잉여 전력을 유효 이용하여 구동되는 전동기 (M) 의 출력으로부터 프로펠러 (3) 에 의한 선박 (S) 의 추진력을 얻어, 선박 (S) 의 항행이 가능해진다.

전동기 (M) 를 1 쌍 형성하였으므로, 프로펠러 (3) 의 구동에 필요한 출력을 두 개의 전동기 (M) 로부터 확보하면 되고, 따라서, 전동기 (M) 의 출력을 약 절반으로 하여 소형화할 수 있다. 이렇게 하여 소형화된 전동기 (M) 는, 대형 전동기와 비교하면, 선체 내에 있어서의 배치의 제약이 적기 때문에 자유도는 높다.

상기 서술한 본 실시형태의 애지머스 추진기 (1A) 는, 잉여 전력을 유효하게 이용하여 선박 (S) 의 운행 비용을 삭감할 수 있음과 함께, 선체 내에 있어서의 구성 기기류의 배치 자유도를 향상시킨 선박용 추진 장치가 된다. 이 때문에, 배열 회수에 의해 얻어지는 잉여 전력의 유효 이용이 가능해져, 클린 에너지의 전력 사용에 의해 선박 항행의 연비가 향상된다.

본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 경우는 없고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절히 변경할 수 있다.

1A : 애지머스 추진기 (선박용 추진 장치)
2 : 포드
3 : 프로펠러
4 : 러더 (스트럿)
6 : 선내 베벨 기어 유닛
7 : 포드 내 베벨 기어 유닛
8, 8a : 선내 수평 구동축
8b : 선내 수평 반전축
9 : 수직 구동축
10 : 포드 내 수평 구동축
M : 전동기

Claims

구동축의 동력 전달 방향을 변환하는 베벨 기어 유닛을 이용하여, 선내에 설치된 동력원으로부터 포드의 프로펠러까지 구동력을 전달하는 구동력 전달 기구를 구비하고 있는 선박용 추진 장치에 있어서,
상기 동력원으로서 선내에 설치된 1 쌍의 전동기를 구비하고,
상기 구동력 전달 기구가, 상기 전동기에 각각 연결된 1 쌍의 선내 수평 구동축으로부터 선내 베벨 기어 유닛을 통하여 수직 구동축에 상기 구동력을 전달하고, 다시 상기 수직 구동축으로부터 포드 내 베벨 기어 유닛을 통하여 포드 내 수평 구동축에 상기 구동력을 전달하여 상기 프로펠러를 구동시키는 선박용 추진 장치.