KR20170060860A - 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그를 제공한다. 본 발명의 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그는 선박 추진 장치의 프로펠러 샤프트를 지지할 수 있도록 구비되는 샤프트 지지부; 상기 샤프트 지지부가 결합되며, 상기 샤프트 지지부를 상하 방향으로 승강시키는 승강부; 및 선체 바닥에 소정 높이로 설치되며 상부에 상기 승강부가 결합되는 메인 프레임을 포함하며, 상기 샤프트 지지부는 프로펠러 샤프트가 길이방향으로 이동시 프로펠러 샤프트의 저면을 회전 지지하는 지지롤러를 포함할 수 있다.

Description

선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그{Installation jig for shaft of ship propulsion apparatus}

본 발명은 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 엔진의 구동력이 프로펠러 샤프트(Propeller shaft)를 통해 프로펠러에 전달되고, 상기 프로펠러의 회전에 의해 선박이 이동되도록 되어 있으며, 상기 프로펠러 샤프트는 스턴튜브에 베어링 지지됨과 동시에 스턴튜브를 관통하도록 설치되고 프로펠러와 조립된다.

이러한 프로펠러 샤프트는 검사 및 보수를 위해 분리(Detach) 및 재설치 과정이 요구되며, 이러한 프로펠러 샤프트의 분리 및 재설치는 기관실 내부에서 중간 샤프트를 내려놓은 상태에서 체인 호이스트를 이용하여 작업을 수행하게 된다.

등록실용신안 20-0370905의 선박의 프로펠러 샤프트 이송장치를 살펴보면, 체인 호이스트는 레일과, 레일을 주행하는 다수개의 트롤리와, 트롤리의 하부에 설치되어 사용자의 푸쉬버튼 조작으로 인해 전원 공급시 구동하는 구동모터의 구동력에 의해 체인을 권선시켜 하부후크에 걸리는 프로펠러 샤프트를 들어올리거나 내리는 호이스트로 구성된다.

하지만, 이러한 체인 호이스트는 호이스트의 자체 무게가 무거울 뿐 아니라, 사이즈도 커서 선체구조상 선미 쪽이 협소한 선박에 설치하여 사용할 때는 선체와 간섭이 심하고, 프로펠러 샤프트가 공중에서 이동되는 과정에서 외력 및 트롤리 이동에 의한 흔들림으로 다른 구조물에 충돌하여 손상되거나 수평하지 않고 틀어진 상태(변형 발생)로 이송되는 문제가 있었다.

특히, 협소한 선미부분 때문에 레일이 선미격벽(BHD)에 가깝게 설치되지 못함으로써 트롤리의 이송 구간과 선미격벽 사이 간격이 멀어서 트롤리를 이용한 이송에 어려움이 많았다.

따라서, 종래에는 프로펠러 샤프트의 분리 및 재설치 작업에 다수의 작업자와 장비가 투입됨으로써 작업 효율이 떨어질 뿐만 아니라 설치 작업 중 작업자가 다치는 크고 작은 안전사고가 항상 도사리는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안 20-0370905(공고일 2004.12.17)

본 발명의 일 과제는, 선박의 특성상 협소한 구조를 갖는 선미부분에 프로펠러 샤프트를 선체 바닥으로부터 안정적으로 지지 이송할 수 있는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 과제는, 프로펠러 샤프트를 스턴튜브로부터 분리 이송시 간섭될 수 있는 중간 샤프트를 위치시킬 수 있는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 추진 장치의 프로펠러 샤프트를 지지할 수 있도록 구비되는 샤프트 지지부; 상기 샤프트 지지부가 결합되며, 상기 샤프트 지지부를 상하 방향으로 승강시키는 승강부; 및 선체 바닥에 소정 높이로 설치되며 상부에 상기 승강부가 결합되는 메인 프레임을 포함하며, 상기 샤프트 지지부는 프로펠러 샤프트가 길이방향으로 이동시 프로펠러 샤프트의 저면을 회전 지지하는 지지롤러를 포함하는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그가 제공될 수 있다.

또한, 상기 지지롤러는 프로펠러 샤프트를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 양단부에서 중심부로 갈수록 경사지게 형성된 경사면을 가질 수 있다.

또한, 상기 메인 프레임은 제1수직 프레임과 제2수직 프레임이 서로 이격되어 제공되고, 상기 제1수직 프레임과 상기 제2수직 프레임 사이에는 프로펠러 샤프트와 연결되는 중간 샤프트가 위치될 수 있는 수용 공간을 제공할 수 있다.

또한, 상기 승강부는 상기 샤프트 지지부가 설치되는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트를 승강시키는 승강기구; 및 상기 승강기구를 지지하고, 상기 메인 프레임 상부에 설치되는 베이스 플레이트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스 플레이트는 일단을 기준으로 상기 메인 플레임 상에서 회동될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 선박의 특성상 협소한 구조를 갖는 선미부분에 프로펠러 샤프트를 안정적으로 반출 및 재설치할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 제1수직 프레임과 제2수직 프레임 사이에 제공되는 수용 공간으로 중간 샤프트를 위치시킴으로써 프로펠러 샤프트의 반출 및 재설치 작업과정에서 중간 샤프트와의 간섭을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 추진 장치가 설치된 선박을 간략히 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1에서 본 발명의 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그의 일 실시예가 장착된 선박의 선미부를 보여주는 측단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 샤프트 설치용 지그의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 샤프트 설치용 지그의 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 샤프트 설치용 지그에서 베이스 플레이트가 회동된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 설치용 지그를 이용하여 프로펠러 샤프트를 선미관으로부터 반출하는 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 추진 장치가 설치된 선박을 간략히 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1에서 본 발명의 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그의 일 실시예가 장착된 선박의 선미부를 보여주는 측단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 화물 공간(4)의 일부와 엔진룸(3)의 전형적인 배치를 구비하는 선체(1)의 선미(stern)부를 도시한다.

선체(1)의 선미부(2)는 프로펠러(50)와 연결되는 프로펠러 샤프트를 설치하기 위해 선체(1)로부터 후방을 향하여 유선형으로 돌출된 부분으로 스턴보스(Stern boss)를 의미한다.

선체(1)의 선미부(2)에는 선미관(90)이 제공된다. 프로펠러 샤프트(30)는 선미관(90)을 관통하여 선미부(2)에 설치될 수 있다.

선미관(90)의 전단 및 후단에는 각각 전방 선미관 부시(92)(front rstern bush) 및 후방 선미관 부시(94)(rear stern bush)가 배치된다. 전방 선미관 부시(92) 및 후방 선미관 부시(94)는 각각 프로펠러 샤프트(30)를 회전 가능하게 지지한다.

선박 추진 장치(10)의 프로펠러 샤프트(30)는 전방 선미관 부시(92)를 통해 선미관(90) 안으로 삽입된다. 프로펠러 샤프트(30)의 후단부는 후방 선미관 부시(94)를 통해 외부로 노출된다. 프로펠러 샤프트(30)의 후단부에는 테이퍼 영역(32;도 8에 도시됨)이 형성된다. 테이퍼 영역(32)에서 프로펠러 샤프트(30)의 직경은 전방으로 갈수록 점진적으로 증가한다. 프로펠러 샤프트(30)는 테이퍼 영역(32) 이외 영역에서 일정한 직경을 유지할 수 있으나 이에 국한되지 않는다

선박 추진 장치(10)의 엔진(20)은 화물 영역(4)으로부터 분리된 엔진룸(3)에 배치된다. 구동 샤프트(40)는 엔진(20)의 출력 샤프트(22)와 프로펠러(80)를 구동하는 프로펠러 샤프트(30) 사이에 개재된 3개의 중간축(42)으로 구성될 수 있으며, 구동 샤프트(40)와 프로펠러 샤프트(30)는 출력 샤프트(22)와 함께 회전될 수 있다.

구동 샤프트(40)는 출력 샤프트(22) 및 프로펠러 샤프트(30)와 플랜지 커플링 방식으로 분리와 결합이 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 일 예로써 플랜지 커플링 방식을 제시하였지만, 연결 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 스플라인(spline) 축이음 방식, 마찰클러치방식, 마그네틱클러치방식 등이 선택적으로 채용될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 3개의 중간축으로 구성된 구동 샤프트가 개시되어 있으나, 중각축의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 엔진룸(3)의 상부에는 구동 샤프트(40) 및 프로펠러 샤프트(30)의 분리 및 재설치 작업을 위한 체인 호이스트(70)가 제공된다. 체인 호이스트(70)는 레일(74)과, 레일(74)을 주행하는 2개의 트롤리(72)를 포함할 수 있다.

이러한 체인 호이스트(70)는 선체구조상 선미부(2) 쪽의 공간이 협소한 관계로 선미격벽(2a)에 가깝게 설치되지 못함으로 프로펠러 샤프트(30)의 이송에는 샤프트 설치용 지그(100)가 사용된다.

본 실시예에 따른 샤프트 설치용 지그(10)는, 선박의 프로펠러 샤프트(30)(propeller shaft)의 설치 또는 반출을 위해 프로펠러 샤프트(30)를 지지하는 장치이다. 샤프트 설치용 지그(10)의 설치 위치는 선미격벽(BHD)(2a)과 체인 호이스트(70)의 이송 구간 사이에 제공될 수 있다. 일 예로, 샤프트 설치용 지그(100)는 전방 선미관 부시(92)와 축받침 블록(60) 사이에 위치된다. 여기서, 축받침 블록(60)은 프로펠러 샤프트(30) 및 출력 샤프트(22)로부터 분리된 구동 샤프트(40)를 엔진룸(3) 바닥에 내려놓을때 이를 받쳐주기 위해 사용된다.

도 3은 도 2에 도시된 샤프트 설치용 지그의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 샤프트 설치용 지그의 정면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 샤프트 설치용 지그에서 베이스 플레이트가 회동된 상태를 보여주는 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 설치용 지그(100)는 샤프트 지지부(110), 승강부(120) 그리고 메인 프레임(130)을 포함할 수 있다.

샤프트 지지부(110)는 회전축(112)과 축보스(114) 그리고 지지롤러(116)를 포함할 수 있다.

회전축(112)은 평면에서 바라보았을 때 프로펠러 샤프트(30)의 길이방향과 직교하는 방향으로 수평하게 설치될 수 있다. 회전축(112)의 양단은 축보스(114)에 의해 회전 가능하게 설치된다.

지지롤러(116)는 회전축(112)에 설치될 수 있다. 프로펠러 샤프트(30)의 반출 및 재설치시 프로펠러 샤프트(30)는 지지롤러(116)에 안착될 수 있다. 그리고 지지롤러(116)는 프로펠러 샤프트(30)가 길이방향으로 이동시 프로펠러 샤프트(30)의 이동에 따라 회전될 수 있다.

지지롤러(116)는 프로펠러 샤프트(30)의 외주면 하단을 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 양단부에서 중심부로 갈수록 경사지게 형성된 경사면(117)을 갖는다. 이와 같이, 경사면(117)에 의해 프로펠러 샤프트(30)가 지지롤러(116)에 면접되고 지지롤러(116)의 내측으로 하중이 집중되도록 하여 프로펠러 샤프트(30)의 이동시 프로펠러 샤프트(30)의 미끄럼 및 이탈을 방지할 수 있다.

한편, 지지롤러(116)는 프로펠러 샤프트(310)의 표면 스크래치를 방지하기 위해 경사면에 마찰력이 비교적 큰 고무 등의 재질을 포함할 수 있다.

승강부(120)는 샤프트 지지부(110)를 승강시킨다. 승강부(130)는 샤프트 지지부(110)를 승강시킴으로써, 프로펠러 샤프트(30)를 일정한 높이에서 지지할 수 있다. 즉, 프로펠러 샤프트(30)는, 구동 샤프트(40)와의 결합을 위한 플랜지(32,flange)가 구비되어 있으며, 프로펠러 샤프트(30)의 반출 및 재설치시 프로펠러 샤프트(30)의 길이 방향으로의 이동에 따라 프로펠러 샤프트(30)의 플랜지(32)가 샤프트 지지부(110)에 의해 간섭을 받을 우려가 있고, 프로펠러 샤프트(30)의 이송시 기울어진 상태로 지지될 문제가 있다.

따라서, 본 실시예의 샤프트 설치용 지그(100)는 승강부(120)를 통해 프로펠러 샤프트(30)의 플랜지(32)가 샤프트 지지부(110)에 의해 간섭되지 않도록 그리고 그 지지 높이가 변경되지 않도록 샤프트 지지부(110)의 높이를 낮춰 프로펠러 샤프트(30)를 반출 및 재설치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 승강부(120)는 샤프트 지지부(110)가 설치되는 상부 플레이트(122)와, 상부 플레이트(122)를 승강시키는 승강기구(124)들 그리고 승강기구(124)들을 지지하고, 메인 프레임(130) 상부에 설치되는 베이스 플레이트(126)를 포함한다.

승강기구(124)들은 동시에 샤프트 지지부(110)를 승강시킨다. 승강기구(124)들은 샤프트 지지부(110)에 지지된 프로펠러 샤프트(30)가 수평으로 유지되도록 한다. 승강기구(124)는 높낮이 조절나사 방식, 유압실린더 또는 공압실린더를 이용한 실린더방식, 모터와 볼스크류(Ball Screw) 등을 이용한 볼스크류방식, 모터와 랙기어(Rack Gear)와 피니언기어(Pinion Gear) 등을 이용한 기어방식, 모터와 풀리와 벨트 등을 이용한 벨트방식, 코일과 영구자석 등을 이용한 리니어모터(Linear Motor) 등을 이용하여 샤프트 지지부(110)를 승강시킬 수 있다. 일 예로써, 승강기구(124)는 상부 플레이트(122)에 나사 결합되어 회전에 의해 상부 플레이트(122)를 승강시키는 높낮이 조절나사 방식으로 개시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 승강부(120)의 베이스 플레이트(126)는 일단을 기준으로 메인 프레임(130) 상에서 회동되도록 설치될 수 있다.

메인 프레임(130)은 선체 바닥(엔진룸 바닥)에 소정 높이로 설치되며 상부에 승강부(120)가 결합된다. 메인 프레임(130)은 제1수직 프레임(132)과 제2수직 프레임(134)을 포함하며, 제1수직 프레임(132)과 제2수직 프레임(134)은 서로 이격되어 배치된다. 제1수직 프레임(132)과 제2수직 프레임(134) 사이에는 프로펠러 샤프트(30)와 연결되는 중간 샤프트(42)가 위치될 수 있는 수용 공간(136)을 제공할 수 있다. 도 5에서와 같이, 수용 공간(136)은 승강부(120)의 베이스 플레이트(126)가 일단을 기준으로 회동되었을 때 개방될 수 있다. 즉, 중간 샤프트(42)는 베이스 플레이트(126)가 90도 회동되었을 때 수용 공간(136)에 위치될 수 있다.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 설치용 지그를 이용하여 프로펠러 샤프트를 선미관으로부터 반출하는 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.

도 6 내지 도 10을 참조하면, 샤프트 설치용 지그(100)는 전방 선미관 부시(92)와 축받침 블록(60) 사이에 설치된다. 그리고, 엔진룸(3) 내부의 천장에 설치된 체인 호이스트(70)를 이용하여 구동 샤프트(40)의 일부(또는 전부)를 엔진룸 바닥에 내려놓는다. 구동 샤프트를 엔진룸 바닥에 내려놓는 작업은, 도 5에서와 같이 샤프트 설치용 지그(100)의 베이스 플레이트(126)가 90도 회동되어 수용 공간(36)이 오픈된 상태에서 이루어진다.

구동 샤프트(40)가 엔진룸(3) 바닥에 놓여지면, 프로펠러 샤프트(30)를 선미관(90)으로부터 반출하는 작업을 수행한다. 프로펠러 샤프트(30)의 반출 작업은 도 3에서와 같이 베이스 플레이트(126)가 원상태로 복귀되어 프로펠러 샤프트(30)를 지지할 수 있는 상태에서 이루어진다.

프로펠러 샤프트(30)는 일단이 샤프트 설치용 지그(100)의 샤프트 지지부(110)에 안착될 때 까지 그리고 체인 호이스트(70)의 트롤리가 도달할 수 있는 지점까지 별도의 장치(체인 블럭 등의 장치; 미도시됨)를 이용하여 이송하게 된다. 이때, 프로펠러 샤프트(30)의 일단은 샤프트 설치용 지그(100)에 지지되고 타단은 전방 선미관 부시(92)에 지지됨으로써 수평 상태를 유지한 상태에서 이동이 가능하다.

한편, 별도의 장치(체인 블록 등의 장치)에 의해 프로펠러 샤프트(30)의 일단이 체인 호이스트(70)의 트롤리(72)가 도달할 수 있는 지점까지 이동되면, 트롤리(72)를 이용하여 프로펠러 샤프트(30)를 선미관(90)으로부터 완전히 반출한다.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

10: 선박 추진 장치 20 : 엔진
30 : 프로펠러 샤프트 40 : 구동 샤프트
100 : 샤프트 설치용 지그 110 : 샤프트 지지부
120 : 승강부 130 : 메인 프레임

Claims (5)

1. 선박 추진 장치의 프로펠러 샤프트를 지지할 수 있도록 구비되는 샤프트 지지부;
   상기 샤프트 지지부가 결합되며, 상기 샤프트 지지부를 상하 방향으로 승강시키는 승강부; 및
   선체 바닥에 소정 높이로 설치되며 상부에 상기 승강부가 결합되는 메인 프레임을 포함하며,
   상기 샤프트 지지부는
   프로펠러 샤프트가 길이방향으로 이동시 프로펠러 샤프트의 저면을 회전 지지하는 지지롤러를 포함하는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지롤러는
   프로펠러 샤프트를 안정적으로 받쳐줄 수 있도록 양단부에서 중심부로 갈수록 경사지게 형성된 경사면을 갖는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 메인 프레임은
   제1수직 프레임과 제2수직 프레임이 서로 이격되어 제공되고, 상기 제1수직 프레임과 상기 제2수직 프레임 사이에는 프로펠러 샤프트와 연결되는 중간 샤프트가 위치될 수 있는 수용 공간을 제공하는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 승강부는
   상기 샤프트 지지부가 설치되는 상부 플레이트;
   상기 상부 플레이트를 승강시키는 승강기구; 및
   상기 승강기구를 지지하고, 상기 메인 프레임 상부에 설치되는 베이스 플레이트를 포함하는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 베이스 플레이트는 일단을 기준으로 상기 메인 플레임 상에서 회동되는 선박 추진 장치의 샤프트 설치용 지그.

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