KR20140030909A - 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치 및 그 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 디젤 발전기를 지지하는 마운트의 강성을 변경하여 공진에 의한 디젤 발전기의 과도한 진동을 방지하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선박 디젤 발전기의 베어링 부분에 설치되며, 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 제어 장치로 보내는 진동 센서; 상기 진동 센서와 연결되며, 상기 진동 센서의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 전류 장치가 생성하는 전류의 세기를 조절하는 제어 장치; 선박 디젤 발전기의 마운트 중심에 설치되어 상기 제어 장치와 연결되며, 마운트 내부에서 전류를 발생시키되 상기 제어 장치의 제어에 따라 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 엠알 유체 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절하는 전류 장치 및; 선박 디젤 발전기의 마운트 내에 채워지며, 상기 전류 장치에 의하여 자기장의 세기가 조절됨에 따라 자체의 강성이 조절되고 이에 따라 마운트의 강성을 조절하게 되는 엠알 유체;를 포함하는, 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치 및 그 작동 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 선박의 다양한 가진 성분을 일일이 고려하거나 디젤 발전기의 본체가 확정된 상태에서 본체의 강성을 조절할 필요가 없이, 용이하게 선박 운전 영역 내에서 디젤 발전기의 공진을 회피할 수 있다.

Description

엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치 및 그 작동 방법{anti-vibration mount for diesel generator using MR fluid in ship}

본 발명은 엠알(MR) 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다.

선박에 설치되는 디젤 발전기(1)는 선박의 항해에 필요한 전력을 생산하는 장비로서 선박의 항해 시나 시운전 시에 상시 가동된다. 따라서 디젤 발전기(1)의 진동 방지는 매우 중요하며, 이를 위하여 디젤 발전기(1)는 주기관이나 프로펠러와 같은 외부 기진력에 의한 진동과 디젤 발전기(1) 내부 기진력에 의한 진동이 전달되는 것을 막기 위하여 마운트(2)로 지지된다(도 1).

디젤 발전기(1)의 진동 문제의 대부분은 디젤 발전기(1)의 고유 진동수가 외부 및 내부 기진력에 의한 가진 주파수와 일치하여 발생되는 공진에 의한 것이다. 그런데, 이 문제를 해결하기 위하여 선박의 주기관이나 프로펠러와 같은 외부 기진력을 변화시키는 것은 현실적으로 불가능하므로, 결국 디젤 발전기(1)의 고유 진동수를 획기적으로 변화시킬 수 있는 기술 연구가 필요하다.

디젤 발전기(1)의 강체 모드는 도 2에서 보는 바와 같이 총 6개(3개의 병진 방향 모드와 3개의 회전 방향 모드)이고, 각각의 모드의 고유 진동수는 디젤 발전기(1)의 관성 제원과 마운트(2)의 강성에 의해 결정된다. 한편, 선박의 디젤 발전기(1)는 설계 단계에서 업체(vendor)로부터 제공되는 탄성 마운트(2)의 동(動)강성을 적용하여 모델링 및 해석을 진행한다. 그리고 디젤 발전기(1) 강체 모드의 고유 진동수가 주기관이나 프로펠러 및 발전기 등의 가진 주파수와 일치하지 않도록 설계한다.

하지만, 고려해야 할 가진 성분의 수가 많고, 디젤 발전기(1) 자체의 가진 주파수가 높으므로 선박 운전 영역 내에서 공진을 회피하는 것은 상당히 어렵다. 또한, 디젤 발전기(1)의 본체가 확정된 상태에서는 본체의 강성의 조절을 통한 고유 진동수를 변경하는 것 역시 매우 어려운 일이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 선박의 디젤 발전기를 지지하는 마운트의 강성을 변경하여 공진에 의한 디젤 발전기의 과도한 진동을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

선박 디젤 발전기의 베어링 부분에 설치되며, 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 제어 장치로 보내는 진동 센서;

상기 진동 센서와 연결되며, 상기 진동 센서의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 전류 장치가 생성하는 전류의 세기를 조절하는 제어 장치;

선박 디젤 발전기의 마운트 중심에 설치되어 상기 제어 장치와 연결되며, 마운트 내부에서 전류를 발생시키되 상기 제어 장치의 제어에 따라 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 엠알 유체 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절하는 전류 장치 및;

선박 디젤 발전기의 마운트 내에 채워지며, 상기 전류 장치에 의하여 자기장의 세기가 조절됨에 따라 자체의 강성이 조절되고 이에 따라 마운트의 강성을 조절하게 되는 엠알 유체;

를 포함하는, 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치를 제공한다.

또한 본 발명은,

상기 진동 센서가 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 상기 제어 장치로 보내는 단계;

상기 제어 장치가 상기 진동 센서의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 상기 전류 장치가 생성하는 전류의 세기를 조절하는 단계;

상기 전류 장치가 상기 제어 장치의 제어에 따라 자신이 생성하는 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 상기 엠알 유체 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절하는 단계 및;

상기 엠알 유체의 강성이 자기장의 세기에 따라 조절되고 이에 따라 마운트의 강성이 조절되어 디젤 발전기 강체의 고유 진동수가 조절되는 단계;

를 포함하는, 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치의 작동 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 선박의 다양한 가진 성분을 일일이 고려하거나 디젤 발전기의 본체가 확정된 상태에서 본체의 강성을 조절할 필요가 없이, 용이하게 선박 운전 영역 내에서 디젤 발전기의 공진을 회피할 수 있다.

도 1은 선박에 설치되는 디젤 발전기의 모습.
도 2는 디젤 발전기의 강체 모드.
도 3은 본 발명에 따른 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치를 보여준다.

공진은 가진 주파수와 고유 진동수가 일치할 때 발생하며, 고유 진동수는 질량과 강성을 조절하여 바꿀 수 있는바, 본 발명은 엠알(MR) 유체(6)를 이용하여 디젤 발전기(1)의 마운트(2)의 강성을 조절함으로써 디젤 발전기(1)의 고유 진동수를 변경하며 이를 통하여 공진을 회피하고자 한다.

엠알 유체(6)는 자기장이 부하되면 입자가 분극화를 일으켜 자기장과 평행한 방향으로 섬유질이 형성되어 강성을 갖게 되는 유체이다. 본 발명에서 엠알 유체(6)는 디젤 발전기(1)의 마운트(2) 내에 채워지게 되는데, 이 경우 마운트(2)는 처음부터 엠알 유체(6)가 채워진 상태로 제작될 수도 있으나 그렇지 않은 경우에는 기존의 마운트(2)에서 고무를 들어내고 그 공간에 엠알 유체(6)를 채우면 된다.

한편, 마운트(2) 중심에는 전류 장치(5)를 설치한다. 전류 장치(5)는 마운트(2) 내부에서 전류를 발생시키는데, 후술하는 제어 장치(4)의 제어에 따라 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 엠알 유체(6) 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절한다. 이처럼 자기장의 세기가 조절되면 이에 따라 엠알 유체(6)의 강성이 조절되고 이에 따라 마운트(2)의 강성이 조절되어 결과적으로 디젤 발전기(1) 강체의 고유 진동수가 조절된다.

한편, 디젤 발전기(1)의 베어링 부분에는 진동 센서(3)를 설치한다. 이러한 진동 센서(3)는 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 제어 장치(4)로 보낸다. 제어 장치(4)는 진동 센서(3)의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 전류 장치(5)가 생성하는 전류의 세기를 조절한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치의 작동 방법에 대하여 단계별로 설명한다.

제 1 단계 : 진동 센서(3)가 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 제어 장치(4)로 보낸다. → 제 2 단계 : 제어 장치(4)가 진동 센서(3)의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 전류 장치(5)가 생성하는 전류의 세기를 조절한다. → 제 3 단계 : 전류 장치(5)가 제어 장치(4)의 제어에 따라 자신이 생성하는 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 엠알 유체(6) 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절한다. → 제 4 단계 : 엠알 유체(6)의 강성이 자기장의 세기에 따라 조절되고 이에 따라 마운트(2)의 강성이 조절되어 디젤 발전기(1) 강체의 고유 진동수가 조절된다.

본 발명에 따르면, 선박의 다양한 가진 성분을 일일이 고려하거나 디젤 발전기(1)의 본체가 확정된 상태에서 본체의 강성을 조절할 필요가 없이, 용이하게 선박 운전 영역 내에서 디젤 발전기(1)의 공진을 회피할 수 있다.

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 : 디젤 발전기 2 : 마운트
3 : 진동 센서 4 : 제어 장치
5 : 전류 장치 6 : 엠알 유체

Claims (2)

1. 선박 디젤 발전기의 베어링 부분에 설치되며, 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 제어 장치로 보내는 진동 센서;
   상기 진동 센서와 연결되며, 상기 진동 센서의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 전류 장치가 생성하는 전류의 세기를 조절하는 제어 장치;
   선박 디젤 발전기의 마운트 중심에 설치되어 상기 제어 장치와 연결되며, 마운트 내부에서 전류를 발생시키되 상기 제어 장치의 제어에 따라 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 엠알 유체 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절하는 전류 장치 및;
   선박 디젤 발전기의 마운트 내에 채워지며, 상기 전류 장치에 의하여 자기장의 세기가 조절됨에 따라 자체의 강성이 조절되고 이에 따라 마운트의 강성을 조절하게 되는 엠알 유체;
   를 포함하는, 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치.
2. 선박 디젤 발전기의 베어링 부분에 설치되는 진동 센서, 상기 진동 센서와 연결되는 제어 장치, 선박 디젤 발전기의 마운트 중심에 설치되어 상기 제어 장치와 연결되는 전류 장치, 선박 디젤 발전기의 마운트 내에 채워지는 엠알 유체를 포함하는, 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치의 작동 방법으로서,
   상기 진동 센서가 주기관의 RPM별 진동 레벨값을 측정하고 그 측정값을 상기 제어 장치로 보내는 단계;
   상기 제어 장치가 상기 진동 센서의 측정값에 따라 주기관의 RPM별로 상기 전류 장치가 생성하는 전류의 세기를 조절하는 단계;
   상기 전류 장치가 상기 제어 장치의 제어에 따라 자신이 생성하는 전류의 세기를 조절함으로써 전류의 세기에 따라 상기 엠알 유체 주위에 형성되는 자기장의 세기를 조절하는 단계 및;
   상기 엠알 유체의 강성이 자기장의 세기에 따라 조절되고 이에 따라 마운트의 강성이 조절되어 디젤 발전기 강체의 고유 진동수가 조절되는 단계;
   를 포함하는, 엠알 유체를 이용한 선박 디젤 발전기의 진동 저감형 마운트 장치의 작동 방법.

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