KR20130050781A - Test apparatus for azimuth propulsion system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A test apparatus for an azimuth thruster is provided to accurately measure torque and thrust applied to a propeller shaft of a propeller. CONSTITUTION: A test apparatus for an azimuth thruster comprises a driving device(110), an intermediate shaft(120), and a propeller shaft sensor module(131). The driving device transfers driving force to a propeller shaft of the azimuth thruster. The intermediate shaft is vertically connected to the propeller shaft and transfers the driving force of the driving device to the propeller shaft. The propeller shaft sensor module is arranged in the azimuth thruster to measure the torque and thrust of the propeller shaft.

Description

선회식 추진기의 단독성능 시험장치{Test apparatus for azimuth propulsion system}Test apparatus for azimuth propulsion system

본 발명은, 선회식 추진기의 단독성능 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선회식 추진기의 추진성능을 계측하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single performance test apparatus for a swing propulsion machine, and more particularly, to a single performance test apparatus for a swing propeller that measures the propulsion performance of a swing propeller.

선박이 목적에 맞는 선체의 형상을 갖도록 하기 위해서 선형시험(船型試驗)을 실시한다. 선형시험은 실제로 선박을 제작하기 전에 상사법칙(相似法則)에 따른 모형선박을 제작하고, 예인수조에서 이 모형선박을 이용한 다양한 시험을 행하여 실제 선박의 성능을 예측해 본 후, 시험 결과를 선박의 설계에 반영하여 선박이 최적의 형상을 갖도록 설계한다.A linear test is to be carried out to ensure that the ship has the shape of the hull suitable for its purpose. In the linear test, the model ship is manufactured according to the law of similarity before the ship is actually manufactured, and various tests are performed using the model ship in the towing tank to predict the actual performance of the ship, and then the test results are designed. To reflect this, the ship is designed to have an optimal shape.

모형선박의 속도성능의 추정을 위해서는 예인수조에서 선박의 형상에 따른 물의 저항 및 프로펠러의 곡면형상에 따른 추진력 등과 같은 다양한 측정 시험이 이루어진다.In order to estimate the speed performance of a model ship, various measurement tests such as water resistance according to the shape of the ship and propulsion according to the curved surface of the propeller are carried out in the towing tank.

예인수조에서 수행되는 시험 중의 하나는 선체의 자항, 즉 추진감소계수, 반류비 및 상대회전효율 등을 측정하는 것이며, 이 경우 프로펠러를 구동하는 동력장치의 추력(스러스트)과 토크에 관한 데이터가 필요하므로, 시험용의 모형선박에는 축계에 자항 검력계가 설치된다.One of the tests carried out in towing tanks is to measure the ship's magnetic term, the propulsion reduction factor, the return ratio and the relative rotational efficiency, in which case data on the thrust (thrust) and torque of the power unit driving the propeller are required. Therefore, the self-testing dynamometer is installed in the shaft system for the model ship for testing.

지금까지 일반적인 프로펠러 추진기를 가진 선박의 추진성능 시험은 일반 자항검력계를 이용한 시험을 통해 테스트할 수 있었다.Until now, the propulsion performance test of a ship with a general propeller propeller could be tested through a test using a general magnetic force analyzer.

그런데 최근 유가 급등으로 인하여 특수추진 선박의 수요가 증가하면서 Azipod, Azimuth 등 선회식 추진기를 장착한 선박이 증가하고 있는 추세이다.However, due to the recent surge in oil prices, the demand for special propulsion ships has increased, leading to the increase of ships equipped with swing propulsion such as Azipod and Azimuth.

선회식 추진기는 360도 전방향으로 회전이 가능한 추진기로서, 추진기의 성능이 선박의 속도성능을 크게 좌우하게 되어, 선회식 추진기의 단독성능을 측정할 필요가 있다.Swivel propeller is a propeller capable of rotating in all directions 360 degrees, the performance of the propeller will greatly influence the speed performance of the ship, it is necessary to measure the sole performance of the swing propeller.

그런데 이러한 선회식 추진기를 종래와 같이 모형선박에 장착한 상태로 자항검력계를 이용하여 예인수조에서 성능 측정을 하는 경우, 선회식 추진기 만의 정확한 데이터를 얻기 어렵다. By the way, when performing the performance measurement in the towing tank using the self-acting force gauge with the swing propeller mounted on the model ship as in the prior art, it is difficult to obtain accurate data only of the swing propeller.

따라서 선회식 추진기를 모형선박에 장착하기에 앞서, 선회식 추진기 만의 정확한 추진성능을 계측할 수 있는 선회식 추진기의 성능 시험장치가 필요한 실정이다.Therefore, prior to installing the swing propulsion to the model ship, the situation is required to test the performance of the swing propulsion capable of measuring the exact propulsion performance of the swing propulsion only.

[특허문헌 1] KR 공개특허 제2001-0037419호 2001.05.07. 삼성중공업[Patent Document 1] KR Publication No. 2001-0037419 2001.05.07. Samsung Heavy Industries

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 선회식 추진기 만의 단독성능 시험을 수행할 수 있는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a single performance tester of the swing propulsion capable of performing a single performance test of the swing propulsion only.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선회식 추진기의 추진축에 구동력을 전달하는 구동장치; 상기 추진축과 수직으로 연결되며, 상기 구동장치의 구동력을 상기 추진축에 전달하는 중간 연결축; 및 상기 선회식 추진기 내에 마련되어 상기 추진축의 토크 및 추력을 계측하는 추진축 센서모듈을 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치가 제공될 수 있다. According to an aspect of the invention, the drive device for transmitting a driving force to the propulsion shaft of the swing-type propeller; An intermediate connecting shaft connected perpendicular to the propulsion shaft and transmitting a driving force of the driving device to the propulsion shaft; And a propulsion shaft sensor module provided in the revolving propeller to measure torque and thrust of the propulsion shaft.

상기 추진축 센서모듈은, 상기 추진축과 함께 회전하며 상기 추진축에 작용하는 토크를 계측하는 토크센서; 및 상기 토크센서와 인접하여 배치되고, 상기 추진축과 함께 회전하며, 상기 추진축에 작용하는 추력을 측정하는 스러스트 센서를 포함할 수 있다.The propulsion shaft sensor module may include a torque sensor that rotates together with the propulsion shaft and measures torque acting on the propulsion shaft; And a thrust sensor disposed adjacent to the torque sensor, rotating together with the propulsion shaft, and measuring a thrust acting on the propulsion shaft.

상기 선회식 추진기 내에 배치되어 상기 토크센서와 상기 스러스트 센서로부터 계측된 신호를 상기 선회식 추진기의 외부로 송신하는 슬립링을 더 포함할 수 있다.The slip ring may further include a slip ring disposed in the swing propeller to transmit a signal measured from the torque sensor and the thrust sensor to the outside of the swing propeller.

상기 선회식 추진기의 덕트에 설치되어, 상기 덕트에 작용하는 추력을 측정하는 덕트센서를 더 포함할 수 있다.Is installed in the duct of the swing propulsion, may further include a duct sensor for measuring the thrust acting on the duct.

상기 중간 연결축에 결합되며, 상기 선회식 추진기에 작용하는 6분력을 측정하는 6분력계를 더 포함할 수 있다.Is coupled to the intermediate connecting shaft, it may further include a six-component system for measuring the six components acting on the swing-type propeller.

상기 6분력계는 역 변환 메트릭스 연산을 통하여 간섭을 제거하는 신호 처리장치를 포함할 수 있다.The six-component system may include a signal processing device for removing interference through an inverse transform matrix operation.

상기 선회식 추진기 상부에 마련되어, 상기 선회식 추진기 주변의 불균일 유동을 감소시키는 파도 방지부를 더 포함할 수 있다.It may further include a wave protection unit provided on the swinging propeller, to reduce the non-uniform flow around the swinging propeller.

상기 파도 방지부는, 상기 선회식 추진기 상부의 상기 중간 연결축의 외주연에 결합되어, 상기 선회식 추진기로 유입되는 유체가 균일 유동하도록 가이드하는 가이드 평판; 상기 가이드 평판 상부에 결합되어, 상기 선회식 추진기 주변의 유체 흐름을 균일하게 유도하는 스트럿; 및 상기 스트럿의 상부에 결합되어, 상기 선회식 추진기의 가동에 의해 발생한 파도가 일정 높이 이상으로 올라오는 것을 방지하는 파도방지 평판을 포함할 수 있다.The wave prevention unit is coupled to the outer periphery of the intermediate connecting shaft of the upper portion of the swing propeller, the guide plate for guiding the fluid flowing into the swing propeller; A strut coupled to an upper portion of the guide plate to uniformly induce fluid flow around the swing propeller; And coupled to the upper portion of the strut, may include a wave preventing plate to prevent the rise of the waves generated by the operation of the swing-type propeller over a certain height.

상기 스트럿은 익형단면을 가진 형상으로 마련될 수 있다.The strut may be provided in a shape having a airfoil cross section.

상기 선회식 추진기와 상기 가이드 평판 사이의 상기 중간 연결축의 외주연에 결합하여, 상기 중간 연결축의 수밀성을 확보하는 튜브 어댑터를 더 포함할 수 있다.It may further include a tube adapter coupled to the outer periphery of the intermediate connecting shaft between the pivoting propeller and the guide plate, to secure the watertightness of the intermediate connecting shaft.

상기 선회식 추진기는 상기 추진축이 회전가능하게 수용되는 포드부와, 프로펠러가 회전 가능하도록 상기 포드부와 결합되는 프로펠러 허브를 포함하되, 상기 포드부에 물이 들어오지 않도록 상기 포드부와 상기 프로펠러 허브의 결합부위에 개재되는 수밀용 리데나를 더 포함할 수 있다.The pivotal thruster includes a pod part rotatably received by the propulsion shaft and a propeller hub coupled to the pod part so that the propeller is rotatable. It may further include a watertight lidena interposed at the coupling portion.

상기 중간 연결축은, 상기 추진축과 스파이럴 베벨기어에 의해 연결되는 내측 연결축; 및 상기 내측 연결축이 회전 가능하게 삽입되도록 중공 형태를 갖는 외측 연결축을 포함할 수 있다.The intermediate connecting shaft may include an inner connecting shaft connected to the propulsion shaft by a spiral bevel gear; And it may include an outer connecting shaft having a hollow shape so that the inner connecting shaft is rotatably inserted.

본 발명의 실시예들은, 물 속에서 회전하는 프로펠러의 추진축에 작용하는 토크 및 추력을 정확하게 측정할 수 있는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치를 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention, it is possible to provide a single performance tester of the swinging propeller that can accurately measure the torque and thrust acting on the propulsion shaft of the propeller rotating in water.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회식 추진기의 단독성능 실험장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 선회식 추진기의 단독성능 실험장치의 정면도이다.
도 3은 도 1의 선회식 추진기의 단독성능 시험장치의 개략적인 종단면도이다.
도 4는 도 3의 선회식 추진기의 확대 단면도이다.1 is a perspective view of a single performance testing device of the swing-type propeller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a single performance tester of the swing-type propeller of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic longitudinal cross-sectional view of a single performance tester of the swingable propeller of FIG. 1. FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view of the swingable propeller of FIG. 3.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회식 추진기의 단독성능 실험장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 선회식 추진기의 단독성능 실험장치의 정면도이며, 도 3은 도 1의 선회식 추진기의 단독성능 시험장치의 개략적인 종단면도이고, 도 4는 도 3의 선회식 추진기의 확대 단면도이다.1 is a perspective view of a single performance tester of the swing-type propeller according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the single-function test device of the swing-type propeller of Figure 1, Figure 3 is a swing-type propeller of Figure 1 Is a schematic longitudinal cross-sectional view of a single performance tester of FIG. 4, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the swinging propeller of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 선회식 추진기의 단독성능 시험장치는, 선회식 추진기(10)의 추진축(11)에 구동력을 전달하는 구동장치(110)와, 구동장치(110)의 구동력을 추진축(11)에 전달하는 중간 연결축(120)과, 선회식 추진기(10)에 의해 발생하는 토크 및 추력을 계측하는 추진축 센서모듈(131)와, 선회식 추진기(10)의 상부에 결합하여 선회식 추진기(10) 주변의 불균일 유동을 감소시키는 파도 방지부(140)와, 선회식 추진기(10)의 6분력을 측정하는 6분력계(150)를 포함한다.Referring to these drawings, the independent performance test apparatus of the swing-type propeller of the present embodiment, the drive unit 110 for transmitting the driving force to the propulsion shaft 11 of the swing-type propeller 10 and the driving force of the drive unit 110 The intermediate connecting shaft 120 to be transmitted to the propulsion shaft 11, the propulsion shaft sensor module 131 for measuring the torque and thrust generated by the swing propeller 10, and coupled to the upper portion of the swing propeller 10 Wave prevention unit 140 for reducing the non-uniform flow around the swivel propeller 10, and a six-component meter 150 for measuring the six components of the swivel propeller (10).

측정대상이 되는 선회식 추진기(10)는 프로펠러(13a)의 360도 선회가 가능한 전(全)방향 추진기인 아지무스식 추진기, 예를 들어, 아지무스 스러스터(azimuth thruster) 또는 아지포드(azipod)와 상사관계에 있는 모형의 선회식 추진기(10)가 사용된다.The turning propeller 10 to be measured is an azimuth thruster, an azimuth thruster or an azipod, which is an omnidirectional propeller capable of turning 360 degrees of the propeller 13a. The pivotal propeller 10 of the model, which is in a similar relationship with), is used.

선회식 추진기(10)에 대하여 먼저 살펴보면, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 본 실시예의 선회식 추진기(10)는, 포드부(12)와, 포드부(12)의 후방에 회전 가능하게 연결되는 프로펠러 허브(13)와, 프로펠러 허브(13)의 후방에 연결되는 엔드캡(14)과, 포드부(12)를 감싸는 형태로 마련되는 덕트(15)를 포함한다.Referring to the swinging thruster 10, as shown in detail in FIG. 4, the swinging thruster 10 of the present embodiment is rotatably connected to the pod part 12 and the rear of the pod part 12. It includes a propeller hub 13, an end cap 14 connected to the rear of the propeller hub 13, and the duct 15 is provided to surround the pod portion 12.

포드부(12)의 헤드캡(12a)과, 헤드캡(12a)의 후방에 연결되는 리어캡(12b)에 의해 만들어진 공간에는 추진축(11)이 수용되며, 추진축(11)은 프로펠러(13a)가 회전 구동되는 프로펠러 허브(13)에 연결된다.The propulsion shaft 11 is accommodated in a space formed by the head cap 12a of the pod part 12 and the rear cap 12b connected to the rear of the head cap 12a, and the propeller shaft 11 is a propeller 13a. Is connected to the propeller hub 13 which is rotationally driven.

프로펠러 허브(13)는 프로펠러(13a)가 고정 결합되며, 추진축(11)의 회전과 연동하여 회전한다. The propeller hub 13 is fixed to the propeller 13a and rotates in conjunction with the rotation of the propulsion shaft 11.

이러한 프로펠러 허브(13)는 포드부(12)에 대하여 상대회전 가능하게 연결되므로, 포드부(12)의 프로펠러 허브(13) 측 경계에서 포드부(12)로 물이 들어오지 않도록 하는 수밀이 필요하다.Since the propeller hub 13 is rotatably connected with respect to the pod part 12, watertightness is required to prevent water from entering the pod part 12 at the boundary of the propeller hub 13 side of the pod part 12. .

이를 위해, 리어캡(12b)의 프로펠러 허브(13) 측에는 수밀용 리테나(16)가 삽입된다. 수밀용 리테나(16)는 추진축(11)의 외주면 둘레 및 리어캡(12b)의 추진축(11)이 관통하는 부분이 수밀되도록 설치된다. 이때, 수밀용 리테나(16)를 추진축(11)의 회전에 따라 리어캡(12b) 내에서 유동 가능하게 설치하면, 수밀용 리테나(16)에 의해 추진축(11)에 가해지는 저항을 감소시킬 수 있다.To this end, a watertight retainer 16 is inserted into the propeller hub 13 side of the rear cap 12b. The watertight retainer 16 is installed such that a portion through which the circumference of the outer circumferential surface of the propulsion shaft 11 and the propulsion shaft 11 of the rear cap 12b penetrates is sealed. At this time, if the watertight retainer 16 is installed to be movable in the rear cap 12b in accordance with the rotation of the propulsion shaft 11, the resistance applied to the propulsion shaft 11 by the watertight retainer 16 is reduced. You can.

덕트(15)는 포드부(12) 측 입구의 직경에 비하여 프로펠러(13a) 측 출구의 직경이 작은 원추형이며, 리어캡(12b)에 지지부재(15a)에 의해 연결됨으로써 지지된다.The duct 15 is conical having a smaller diameter at the outlet of the propeller 13a side than the diameter at the inlet of the pod part 12 side, and is supported by being connected to the rear cap 12b by the supporting member 15a.

이와 같이 구성되는 선회식 추진기(10)의 성능을 측정하기 위해서는 선회식 추진기(10)를 모형선박(미도시)에 장착하기에 앞서 선회식 추진기(10) 만의 단독성능 시험이 필요하다. 선회식 추진기(10)의 성능 측정은 선회식 추진기(10)의 구동 시 발생하는 토크와 추력 등을 측정함으로써 수행될 수 있다.In order to measure the performance of the swing-type propeller 10 configured as described above, an independent performance test of only the swing-type propeller 10 is required before the swing-type propeller 10 is mounted on a model ship (not shown). Performance measurement of the swing thruster 10 may be performed by measuring torque and thrust generated when the swing thruster 10 is driven.

선회식 추진기(10)의 구동은 선회식 추진기(10)의 상부에 마련된 구동장치(110)에 의해 이루어진다. 구동장치(110)는 구동축(111)을 회전시키는 장치로, 전동기와 같은 장치가 사용될 수 있으며, 구동축(111)의 회전력은 중간 연결축(120)으로 전달된다.The swinging thruster 10 is driven by the driving device 110 provided on the top of the swinging thruster 10. Drive device 110 is a device for rotating the drive shaft 111, a device such as an electric motor may be used, the rotational force of the drive shaft 111 is transmitted to the intermediate connecting shaft (120).

구동축(111)과 중간 연결축(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 커플링(112)에 의해 연결된다. 커플링(112)을 적용하는 이유는 구동축(111)의 중심축 및 중간 연결축(120)의 중심축 사이의 미세한 오차가 존재할 수 있기 때문이다. 즉, 구동축(111) 및 중간 연결축(120) 각각의 중심축들이 일직선을 형성하면 안정적으로 회전력이 전달되는 반면, 두 중심축들 사이에 미세한 각도 차이 또는 위치 차이가 있는 경우에는 중간 연결축(120)에 굽힘 모멘트가 작용되거나 진동이 발생할 수 있기 때문이다.The drive shaft 111 and the intermediate connecting shaft 120 is connected by the coupling 112, as shown in FIG. The reason why the coupling 112 is applied is that there may be a slight error between the central axis of the drive shaft 111 and the central axis of the intermediate connecting shaft 120. That is, when the central axes of each of the driving shaft 111 and the intermediate connecting shaft 120 form a straight line, the rotational force is stably transmitted, whereas when there is a slight angle difference or a position difference between the two central axes, the intermediate connecting shaft ( 120 may be caused by bending moment or vibration.

따라서, 커플링(112)을 이용하여 상술한 바와 같은 문제를 예방할 수 있다. 커플링(112)으로는 올덤 커플링(Oldham's coupling), 유니버설 조인트(universal joint) 등을 사용할 수 있다.Thus, the coupling 112 can be used to prevent the above problems. As the coupling 112, Oldham's coupling, a universal joint, or the like may be used.

중간 연결축(120)은 구동장치(110)의 회전력을 선회식 추진기(10)에 전달하는 축으로, 추진축(11)과 수직으로 연결되는 내측 연결축(121)과, 내측 연결축(121)이 삽입되도록 중공 형태를 갖는 외측 연결축(122)을 포함한다.The intermediate connecting shaft 120 is an axis for transmitting the rotational force of the driving device 110 to the pivoting propeller 10, the inner connecting shaft 121 and the inner connecting shaft 121 which are vertically connected to the propulsion shaft 11. It includes an outer connecting shaft 122 having a hollow form to be inserted.

내측 연결축(121)의 일단은, 도 4에 도시된 바와 같이, 선회식 추진기(10)의 포드부(12) 내측에 마련된 추진축(11)과 연결된다. 내측 연결축(121)과 추진축(11)의 연결은 수직으로 구동력을 전달할 수 있어야 하므로 한 쌍의 베벨기어(123)가 사용된다.As shown in FIG. 4, one end of the inner connecting shaft 121 is connected to the propulsion shaft 11 provided inside the pod part 12 of the swing-type propeller 10. Since the connection between the inner connecting shaft 121 and the propulsion shaft 11 should be able to transmit the driving force vertically, a pair of bevel gears 123 are used.

한 쌍의 베벨기어(123) 중의 하나는 내측 연결축(121)의 하단부에 설치되고, 다른 하나는 내측 연결축(121)의 하단부에 설치된 베벨기어(123)와 치합되도록 추진축(11)의 중간 부분에 설치된다.One of the pair of bevel gears 123 is installed at the lower end of the inner connecting shaft 121, the other is in the middle of the propulsion shaft 11 to be engaged with the bevel gear 123 installed at the lower end of the inner connecting shaft 121. Is installed in the part.

그런데 치합된 한 쌍의 베벨기어(123)가 회전할 때에는 진동이 발생되며, 이러한 진동은 고속으로 회전할수록 심해지므로, 진동을 저감시키기 위해 스파이럴 베벨기어(spiral bevel gear)를 사용할 수 있다.However, when the pair of bevel gears 123 engaged rotate, vibrations are generated, and since the vibrations become more severe as they rotate at high speed, a spiral bevel gear may be used to reduce vibrations.

외측 연결축(122)은, 내측 연결축(121)이 추진축(11)에 연결되어 회전구동할 때, 선회식 추진기(10)의 포드부(12)를 지지한다. 이를 위해 외측 연결축(122)의 하단부는 선회식 추진기(10)의 리어캡(12b)에 수밀 상태가 되도록 고정 연결된다.The outer connecting shaft 122 supports the pod portion 12 of the swing-type propeller 10 when the inner connecting shaft 121 is connected to the propulsion shaft 11 to rotate. To this end, the lower end of the outer connecting shaft 122 is fixedly connected to the water-tight state to the rear cap 12b of the swing-type propeller 10.

이러한 외측 연결축(122)과 내측 연결축(121) 사이에는 내측 연결축(121)이 회전 가능하도록 간극이 마련되는데, 선회식 추진기(10)의 가동에 따른 추력으로 외측 연결축(122)이 변형될 때, 외측 연결축(122)과 내측 연결축(121)이 접하지 않도록 충분한 간극으로 마련된다.A gap is provided between the outer connecting shaft 122 and the inner connecting shaft 121 so that the inner connecting shaft 121 is rotatable, and the outer connecting shaft 122 is driven by thrust according to the operation of the swing-type propeller 10. When deformed, the outer connecting shaft 122 and the inner connecting shaft 121 are provided with a sufficient gap so as not to contact.

외측 연결축(122)의 상단부는 후술되는 6분력계(150)를 지나, 6분력계(150)의 상부에 마련된 연결축 지지부재(124)에 연결됨으로써, 선회식 추진기(10)에 걸리는 힘과 모멘트를 6분력계(150)에 전달하는 역할을 한다. 6분력계(150)에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.The upper end of the outer connecting shaft 122 passes through the six-componentometer 150, which will be described later, and is connected to the connecting shaft support member 124 provided at the upper portion of the six-component system 150, thereby applying a force applied to the swing-type propeller 10. And the moment serves to transfer the six-component system 150. The six-component system 150 will be described later.

센서부(130)는 추진축(11)의 토크와 추력을 측정하는 것으로, 추진축 센서모듈(131)과, 덕트(15)의 추력을 측정하는 덕트센서(132)를 포함한다. The sensor unit 130 measures torque and thrust of the propulsion shaft 11, and includes a propulsion shaft sensor module 131 and a duct sensor 132 for measuring the thrust of the duct 15.

도 4를 참조하면, 추진축 센서모듈(131)는, 추진축(11)에 결합하여 추진축(11)과 함께 회전하는 토크센서(131a)와, 스러스트 센서(131b)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the propulsion shaft sensor module 131 includes a torque sensor 131a and a thrust sensor 131b coupled to the propulsion shaft 11 to rotate together with the propulsion shaft 11.

토크센서(131a)와 스러스트 센서(131b)는 프로펠러 허브(13)에 인접한 추진축(11)에 직접 결합하여 토크 및 추력을 측정함으로써, 다른 장치에 의해 받을 수 있는 영향을 배제하고 추진축(11)에 작용하는 토크와 추력을 정확히 측정할 수 있다.The torque sensor 131a and the thrust sensor 131b are directly coupled to the propulsion shaft 11 adjacent to the propeller hub 13 to measure torque and thrust, thereby excluding the influence that may be caused by other devices, and thus preventing the influence on the propulsion shaft 11. Accurately measure the torque and thrust acting.

이러한 토크센서(131a)와 스러스트 센서(131b)는 스트레인 게이지(strain gage) 방식이 사용될 수 있다. The torque sensor 131a and the thrust sensor 131b may use a strain gage method.

부연 설명하면, 토크센서(131a)는 추진축(11)의 굽힘변형을 측정하는 스트레인 게이지가 사용될 수 있으며, 스러스트 센서(131b)는 추진축(11)의 전단변형을 측정하는 스트레인 게이지가 사용될 수 있다.In detail, the torque sensor 131a may use a strain gauge that measures the bending deformation of the propulsion shaft 11, and the thrust sensor 131b may use a strain gauge that measures the shear deformation of the propulsion shaft 11.

추진축(11)의 전방 측에는 토크센서(131a)와 스러스트 센서(131b)로부터 전달되는 전기 신호를 외부로 전달하는 슬립링(131c)이 결합된다. 슬립링(131c)을 통해 전달되는 전기신호는 무선 또는 유선에 의해 제어부(미도시)로 전달된다.The front side of the propulsion shaft 11 is coupled to the slip ring 131c for transmitting the electrical signal transmitted from the torque sensor 131a and the thrust sensor 131b to the outside. The electrical signal transmitted through the slip ring 131c is transmitted to the controller (not shown) by wireless or wired.

덕트(15)에 작용하는 추력은 덕트센서(132)에 의해 측정된다. 덕트센서(132)는 덕트(15)를 외측 연결축(122)에 고정하는 덕트 고정부재(132a)의 말단부에 장착되며, 덕트(15)에 부착된 스트레인 게이지를 통해 수신되는 신호를 전달받아 제어부에 전달한다. 여기서, 덕트 고정부재(132a)는 덕트(15)를 고정하는 역할뿐만 아니라, 덕트(15)에 작용하는 힘을 외측 연결축(122)을 통해 6분력계(150)에 전달하는 역할을 겸하게 된다.Thrust acting on the duct 15 is measured by the duct sensor 132. The duct sensor 132 is mounted to the distal end of the duct fixing member 132a for fixing the duct 15 to the outer connecting shaft 122, and receives the signal received through the strain gauge attached to the duct 15 to control the To pass on. Here, the duct fixing member 132a not only serves to fix the duct 15, but also serves to transmit the force acting on the duct 15 to the six-component system 150 through the outer connecting shaft 122. .

한편, 파도 방지부(140)는, 선회식 추진기(10)의 상부에 결합하는 가이드 평판(141)과, 가이드 평판(141) 상부에 결합되는 스트럿(143)과, 스트럿(143)의 상부에 결합되는 파도방지 평판(142)을 포함한다.On the other hand, the wave protection unit 140, the guide plate 141 coupled to the upper portion of the swing-type propeller 10, the strut 143 coupled to the upper portion of the guide plate 141, and the upper portion of the strut 143 It includes an anti-wave plate 142 is coupled.

가이드 평판(141)은 프로펠러(13a) 가동 시 발생하는 불균일한 유동이 선회식 추진기(10)에 유입되어, 선회식 추진기(10)에 비 정상적인 로드가 작용하는 것을 방지하는 것으로, 선회식 추진기(10) 상부의 중간 연결축(120)의 외주연에 결합된다. 그리고 가이드 평판(141)과 선회식 추진기(10)의 포드부(12) 사이에는, 중간 연결축(120)의 수밀성이 확보될 수 있도록 튜브 어댑터(141a)가 삽입된다. The guide plate 141 is a non-uniform flow generated when the propeller 13a operates to flow into the swinging thruster 10, thereby preventing abnormal load from acting on the swinging thruster 10. 10) is coupled to the outer periphery of the intermediate connecting shaft 120 of the upper. In addition, a tube adapter 141a is inserted between the guide plate 141 and the pod part 12 of the swinging thruster 10 so that the watertightness of the intermediate connecting shaft 120 can be secured.

스트럿(143)은 가이드 평판(141)과 파도방지 평판(142) 사이에 개재되어 선회식 추진기(10) 주변의 유체 흐름을 균일하게 유도하는 것이다. 이를 위해 본 실시예의 스트럿(143)은 불균일한 유동의 발생을 최소화할 수 있는 익형 단면으로 마련된다. 즉, 유체 유입구에 비하여 뒤로 갈수록 폭이 작아지는 유선형 단면으로 마련됨으로써 스트럿(143) 주위의 유체 흐름이 균일하게 유지될 수 있다.The strut 143 is interposed between the guide plate 141 and the anti-wave plate 142 to uniformly induce fluid flow around the swivel propeller 10. To this end, the strut 143 of the present embodiment is provided with an airfoil cross section that can minimize the occurrence of non-uniform flow. That is, the flow of fluid around the strut 143 may be maintained uniformly by providing a streamlined cross section having a smaller width as compared to the fluid inlet.

파도방지 평판(142)은 선회식 추진기(10)의 가동에 의해 발생한 파도가 일정 높이 이상으로 올라오는 것을 방지하는 것이다. 파도방지 평편(142)에 의해 파도가 6분력계(150) 및 그 상부에 설치되는 다른 장치들에 영향을 미치는 것이 방지된다. 파도방지 평판(142)의 상부에는 6분력계(150)가 고정 설치되고, 6분력계(150)의 상부에는 전술한 바와 같이 외측 연결축(122)을 고정하는 연결축 지지부재(124)가 고정 설치된다.The anti-wave plate 142 is to prevent the waves generated by the operation of the swing-type propeller 10 to rise above a certain height. The wave-proof flat 142 prevents the wave from affecting the six-component 150 and other devices installed thereon. The six-componentometer 150 is fixedly installed on the upper portion of the anti-wave plate 142, and the connecting shaft support member 124 for fixing the outer connecting shaft 122 is formed on the upper portion of the six-componentometer 150. It is fixedly installed.

이상에서 설명한 파도 방지부(140)가 설치됨으로서, 선회식 추진기(130) 내로 유입되는 유체 유동이 균일하게 이루어질 수 있고, 유체에 잠기는 부분을 제외한 나머지 장치가 파도에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.By installing the wave preventing unit 140 described above, the fluid flow flowing into the swing-type propeller 130 can be made uniform, it is possible to prevent damage to the rest of the device except the portion immersed in the fluid. .

한편, 6분력계(150)는 전술한 바와 같이 파도방지 평판(142)의 상부에 마련되고, 외측 연결축(122)이 6분력계(150)에 결합된다. 6분력계(150)는 선회식 추진기(10) 전체에 작용하는 3방향의 힘과 모멘트의 6분력을 측정하기 위한 것으로서, 하나의 작용점에 걸리는 힘과 모멘트를 동시에 계측하는 기기이다. 하나의 작용점에서의 3방향의 힘과 모멘트를 동시에 측정하여야 하는 것이므로 하나의 몸체로 구성되어 있다.On the other hand, the six-component system 150 is provided on the top of the anti-wave plate 142 as described above, the outer connecting shaft 122 is coupled to the six-component system 150. The six-component meter 150 is for measuring the six-component force of the force and the moment in the three directions acting on the entire swivel propeller 10, it is a device for measuring the force and the moment applied to one operating point at the same time. It is composed of one body because it is to measure the force and moment in three directions at one working point at the same time.

선회식 추진기(10)의 프로펠러(13a)가 가동되면, 선회식 추진기(10)에 작용하는 힘과 모멘트는 외측 연결축(122)을 통해 6분력계(150)에 전달된다. 6분력계(150)는 외측 연결축(122)을 통해 전달되는 힘과 모멘트의 6분력을 측정함으로써, 선회식 추진기(10) 전체에 작용하는 힘의 분력을 측정하게 된다.When the propeller 13a of the swing thruster 10 is operated, the force and moment acting on the swing thruster 10 are transmitted to the six-component system 150 through the outer connecting shaft 122. The six-component meter 150 measures the six-component force of the force and the moment transmitted through the outer connecting shaft 122, thereby measuring the component of the force acting on the entire swing propeller (10).

한편, 이러한 6분력계(150)는 한 방향의 힘 또는 모멘트만 작용되어도 나머지 방향의 힘 또는 모멘트가 발생될 수 있으므로, 검력계 설계 시 각각의 성분에 대한 성형성 및 이력성이 좋아야 함은 물론이고, 다른 성분과의 간섭성이 가능한 작게 나타나도록 제작되어야 한다.On the other hand, such a six-component system 150 may be generated by the force or the moment in the other direction even if only one force or moment in the direction, so that the design and hysteresis of each component in the design of the gyrometer, of course And coherence with other components should be made as small as possible.

본 실시예의 6분력계(150)는 다른 성분과의 간섭성을 처리하기 위해 신호처리 장치(미도시)를 포함한다.The six-componentometer 150 of this embodiment includes a signal processing device (not shown) to handle coherence with other components.

6분력계(150)는 보통 알려진 힘과 모멘트에 대해서 6분력계(150)가 계측한 출력치와 가해진 힘과 모멘트와의 관계를 분석 및 검증하여 교정치를 산출한 후에, 실제 6분력계(150)로 측정한 힘과 모멘트에 상기 교정치를 적용하여, 보다 정확한 실측치를 얻는 일련의 과정을 거치게 된다.The six-component system 150 analyzes and verifies the relationship between the output value measured by the six-component system 150 and the applied force and moment for a known force and moment, and then calculates a correction value. The calibration is applied to the forces and moments measured by), and a series of steps are taken to obtain more accurate measurements.

신호처리장치는 6분력계(150)의 각각의 교정을 실시하고, 역변환 메트릭스 연산을 통하여 간섭을 제거하는 장치이다.The signal processing device is a device that corrects each of the six-component system 150 and removes interference through the inverse transform matrix calculation.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 선회식 추진기의 단독성능 시험장치는, 선회식 추진기(10)의 추진축(11)과 덕트(15)에 마련된 센서들을 통해 다른 장치의 간섭없이 선회식 추진기(10)의 추력 및 토크를 정확하게 측정하고, 아울러, 선회식 추진기(10) 전체에 작용하는 6분력을 간섭을 제거하는 신호처리 장치가 내장된 6분력계(150)를 이용하여 측정함으로써 선회식 추진기(10)의 정확한 성능을 측정할 수 있다.As described above, the independent performance test apparatus of the swinging propulsion apparatus of the present embodiment is provided via the propulsion shaft 11 and the duct 15 of the swinging propeller 10 without the interference of other devices. The thrust and torque of the swinging thruster 10 is measured accurately, and the six-force acting on the whole swinging thruster 10 is measured using a six-component meter 150 with a built-in signal processing device for removing interference. Can be measured accurately.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

10: 선회식 추진기 11: 추진축
110: 구동장치 120: 중간 연결축
121: 외측 연결축 122: 내측 연결축
130: 센서부 131: 추진축 센서모듈
131a: 토크센서 131b: 스러스트 센서
132: 덕트센서 140: 파도 방지부
150: 6분력계10: turning propeller 11: propulsion shaft
110: drive unit 120: intermediate connecting shaft
121: outer connecting shaft 122: inner connecting shaft
130: sensor unit 131: propulsion shaft sensor module
131a: torque sensor 131b: thrust sensor
132: duct sensor 140: wave protection
150: 6-meter system

Claims (12)

선회식 추진기의 추진축에 구동력을 전달하는 구동장치;
상기 추진축과 수직으로 연결되며, 상기 구동장치의 구동력을 상기 추진축에 전달하는 중간 연결축; 및
상기 선회식 추진기 내에 마련되어 상기 추진축의 토크 및 추력을 계측하는 추진축 센서모듈을 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치. A driving device for transmitting a driving force to the propulsion shaft of the swing propeller;
An intermediate connecting shaft connected perpendicular to the propulsion shaft and transmitting a driving force of the driving device to the propulsion shaft; And
Independent performance test apparatus of the swing-type propeller comprising a propulsion shaft sensor module provided in the swing-type propeller to measure the torque and thrust of the propulsion shaft. 제1항에 있어서,
상기 추진축 센서모듈은,
상기 추진축과 함께 회전하며 상기 추진축에 작용하는 토크를 계측하는 토크센서; 및
상기 토크센서와 인접하여 배치되고, 상기 추진축과 함께 회전하며, 상기 추진축에 작용하는 추력을 측정하는 스러스트 센서를 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 1,
The propulsion shaft sensor module,
A torque sensor rotating together with the propulsion shaft and measuring torque acting on the propulsion shaft; And
And a thrust sensor disposed adjacent to the torque sensor and rotating together with the propulsion shaft to measure a thrust acting on the propulsion shaft. 제2항에 있어서,
상기 선회식 추진기 내에 배치되어 상기 토크센서와 상기 스러스트 센서로부터 계측된 신호를 상기 선회식 추진기의 외부로 송신하는 슬립링을 더 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 2,
And a slip ring disposed in the swing propeller to transmit a signal measured from the torque sensor and the thrust sensor to the outside of the swing propeller. 제1항에 있어서,
상기 선회식 추진기의 덕트에 설치되어, 상기 덕트에 작용하는 추력을 측정하는 덕트센서를 더 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 1,
It is installed in the duct of the swing propeller, the individual performance test device of the swing propeller further comprises a duct sensor for measuring the thrust acting on the duct. 제1항에 있어서,
상기 중간 연결축에 결합되며, 상기 선회식 추진기에 작용하는 6분력을 측정하는 6분력계를 더 포함하는 선회식 추진기의 단독 시험장치.The method of claim 1,
It is coupled to the intermediate connecting shaft, the sole test device of the swing propeller further comprises a six-component meter for measuring the six-component force acting on the swing propeller. 제5항에 있어서,
상기 6분력계는 역 변환 메트릭스 연산을 통하여 간섭을 제거하는 신호 처리장치를 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 5,
The six-component system is a singular performance tester of the swing-type propeller comprising a signal processing device for removing interference through the inverse transform matrix calculation. 제1항에 있어서,
상기 선회식 추진기 상부에 마련되어, 상기 선회식 추진기 주변의 불균일 유동을 감소시키는 파도 방지부를 더 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 1,
Is provided on top of the swivel propeller, the single performance tester of the swivel propeller further comprises a wave preventing unit for reducing the non-uniform flow around the swivel propeller. 제7항에 있어서,
상기 파도 방지부는,
상기 선회식 추진기 상부의 상기 중간 연결축의 외주연에 결합되어, 상기 선회식 추진기로 유입되는 유체가 균일 유동하도록 가이드하는 가이드 평판;
상기 가이드 평판 상부에 결합되어, 상기 선회식 추진기 주변의 유체 흐름을 균일하게 유도하는 스트럿; 및
상기 스트럿의 상부에 결합되어, 상기 선회식 추진기의 가동에 의해 발생한 파도가 일정 높이 이상으로 올라오는 것을 방지하는 파도방지 평판을 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 7, wherein
The wave prevention unit,
A guide plate coupled to an outer circumference of the intermediate connecting shaft above the swing propeller to guide the fluid flowing into the swing propeller to flow uniformly;
A strut coupled to an upper portion of the guide plate to uniformly induce fluid flow around the swing propeller; And
Is coupled to the upper portion of the strut, the performance tester of the swing propeller comprising a wave-proof plate to prevent the rise of the waves generated by the operation of the swing propeller over a certain height. 제8항에 있어서,
상기 스트럿은 익형단면을 가진 형상으로 마련되는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.9. The method of claim 8,
The strut is a singular performance test device of the swing-type propeller is provided in the shape having a cross section. 제8항에 있어서,
상기 선회식 추진기와 상기 가이드 평판 사이의 상기 중간 연결축의 외주연에 결합하여, 상기 중간 연결축의 수밀성을 확보하는 튜브 어댑터를 더 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.9. The method of claim 8,
And a tube adapter coupled to the outer periphery of the intermediate connecting shaft between the pivoting propeller and the guide plate to secure the watertightness of the intermediate connecting shaft. 제1항에 있어서,
상기 선회식 추진기는 상기 추진축이 회전가능하게 수용되는 포드부와, 프로펠러가 회전 가능하도록 상기 포드부와 결합되는 프로펠러 허브를 포함하되,
상기 포드부에 물이 들어오지 않도록 상기 포드부와 상기 프로펠러 허브의 결합부위에 개재되는 수밀용 리데나를 더 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 1,
The pivotal thruster includes a pod portion rotatably received by the propulsion shaft, and a propeller hub coupled to the pod portion such that the propeller is rotatable.
Independent performance test apparatus of the swing-type propeller further comprises a watertight lidena interposed at the coupling portion of the pod portion and the propeller hub so that water does not enter the pod portion. 제1항에 있어서,
상기 중간 연결축은,
상기 추진축과 스파이럴 베벨기어에 의해 연결되는 내측 연결축; 및
상기 내측 연결축이 회전 가능하게 삽입되도록 중공 형태를 갖는 외측 연결축을 포함하는 선회식 추진기의 단독성능 시험장치.The method of claim 1,
The intermediate connecting shaft,
An inner connecting shaft connected by the propulsion shaft and the spiral bevel gear; And
Single performance tester of the swing-type propeller comprising an outer connecting shaft having a hollow form so that the inner connecting shaft is rotatably inserted.
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