KR20180133613A - 선박 엔진 및 축계 진단 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로펠러와 엔진 케이스 내부의 엔진이 축계를 통해 연결되는 선박의 엔진 및 축계 진단 시스템에 관한 것으로, 외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 무선으로 전력을 송신하는 복수의 무선 전력 송신 장치와, 상기 축계의 샤프트 및 적어도 하나 이상의 베어링의 외주연과 상기 엔진 케이스 내부 및 상기 엔진 케이스의 외측벽에 설치되어 진동, 압력, 소음 및 온도 중 적어도 하나 이상을 감지한 후 이를 무선으로 연결된 게이트웨이에 전송하는 복수의 센서부와, 상기 복수의 센서부가 설치된 외주연 상에서 형성되어 상기 복수의 센서부 각각과 연결되고, 상기 복수의 무선 전력 송신 장치 각각으로부터 송신되는 전력을 수신한 후 이를 복수의 센서부 각각에 제공하여 상기 복수의 센서부를 동작시키는 복수의 무선 전력 수신 장치를 포함하며, 상기 게이트웨이는 상기 복수의 센서부로부터 수신한 감지 데이터를 외부 장치에 전송하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 무선으로 동작할 수 있는 복수의 센서를 이용하여 선박의 엔진 및 축계를 진단할 수 있는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템에 관한 것이다.
선박에서는 엔진의 동작상태에 대한 감시와 경보에 빠르게 대처하고 효율적인 관리를 위해서 각 부분의 상태를 점검하는 것이 중요하다.
하지만 현실적으로 엔진 속의 실린더, 베어링, 각각의 밸브 및 밸브 속의 가스 상태, 냉각오일 등의 상태 점검을 위해 엔진을 분해 하기에는 많은 비용과 시간이 소요되며 그런 점검을 하기 위해서 엔지니어가 직접적으로 노출되기 때문에 안전사고와 직접적으로 연결이 된다.
이와 같은 이유로 엔진의 상태를 진단하고 실시간으로 모니터링 하여 선박의 운항에 위험요소를 사전에 방지하는 중요한 시스템이므로 시스템 오동작 및 시스템 다운 등에 대한 자체 진단과 보호회로 등을 고려하고 신뢰성이 확보가 되어야 한다.
이런 외부 환경요소가 미치는 영향을 최소화 하기 위한 구조적인 기술 분야 및 시스템의 정확한 동작에 영향을 미칠 수 있는 외부 요소들에 대해 보호 될 수 있는 전기, 전자의 회로 및 프로그램 설계에 대한 기술 분야가 요구 된다. 그리고 선박통합화 네트워크 구성, 무선통신을 통한 전기배선의 간단화, 시스템의 원격감시, 선박 엔진 제어 및 통신의 통합화 등이 절실하게 되고 있다.
본 발명은 무선 전력을 공급받아 동작할 수 있는 복수의 센서부를 축계 및 엔진 케이스에 설치하고, 설치된 복수의 센서부와 무선 통신을 통해 선박 엔진 및 축계에서 발생하는 진동, 소음, 압력 및 온도 변화를 감지한 감지 데이터를 전송받아 분석 및 진단할 수 있는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템을 제공한다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은 프로펠러와 엔진 케이스 내부의 엔진이 축계를 통해 연결되는 선박의 엔진 및 축계 진단 시스템에 있어서, 외부로부터 전원을 인가받아 무선으로 전력을 송신하는 복수의 무선 전력 송신 장치와, 상기 축계의 샤프트 및 적어도 하나 이상의 베어링의 외주연과 상기 엔진 케이스 내부 및 상기 엔진 케이스의 외측벽에 설치되어 진동, 압력, 소음 및 온도 중 적어도 하나 이상을 감지한 후 이를 무선으로 연결된 게이트웨이에 전송하는 복수의 센서부와, 상기 복수의 센서부가 설치된 외주연 상에서 형성되어 상기 복수의 센서부 각각과 연결되고, 상기 복수의 무선 전력 송신 장치 각각으로부터 송신되는 전력을 수신한 후 이를 복수의 센서부 각각에 제공하여 상기 복수의 센서부를 동작시키는 복수의 무선 전력 수신 장치를 포함하며, 상기 게이트웨이는 상기 복수의 센서부로부터 수신한 감지 데이터를 외부 장치에 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 샤프트 또는 베어링의 외주연과 소정 간격만큼 이격되어 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 1 코일에 연결되고, 상기 무선 전력 수신 장치는 상기 외주연과 제 1 코일 사이에 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 2 코일과 연결되며, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 제 1 코일에 RF 전력을 인가하여 상기 제 1 코일에 의해 생성된 전자기장을 통해 상기 제 2 코일에 유도 전류를 발생시키는 방식으로 상기 전력을 송신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 샤프트 또는 베어링의 외주연과 소정 간격만큼 이격되어 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 1 공진 코일 또는 제 1 안테나와 연결되고, 상기 무선 전력 수신 장치는 상기 외주연과 제 1 코일 사이에 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 2 공진 코일 또는 제 2 안테나와 연결되며, 상기 무선 전력 송신 장치는 상기 제 1 공진 코일 또는 제 1 안테나에 RF 전력을 인가하여 상기 제 1 공진 코일과 제 2 공진 코일 또는 제 1 안테나와 제 2 안테나에 자기 공진을 발생시켜 상기 전력을 송신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은 상기 엔진 케이스 내부에 설치된 센서부와 상기 게이트웨이를 중계하기 위한 중계기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선 전력 수신 장치는 상기 무선 전력 송신 장치로부터 수신한 전력을 충전하고, 상기 센서부의 동작을 위한 전력을 공급하기 위한 배터리를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 센서부는 상기 게이트웨이와의 통신을 수행하기 위한 통신 모듈과, 상기 진동, 온도 및 압력 중 적어도 하나 이상을 감지하기 위한 감지 모듈과, 상기 감지 모듈에 의해 감지된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 디지털 신호에 대응하는 감지 데이터를 메모리에 저장하고, 기 설정된 시간 간격으로 통신 모듈을 통해 상기 메모리에 저장된 감지 데이터를 상기 게이트웨이로 전송하며, 상기 감지 모듈의 제어를 위한 디지털 신호를 발생시키는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 의해 발생된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 감지 모듈에 인가하는 D/A 컨버터를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은 엔진의 주요 인자에 대한 기준 온도 정보, 기준 압력 정보 및 진동별 이상 징후를 판단하기 위한 판단 기준 정보가 저장된 데이터베이스와, 상기 게이트웨이에 연결되어 상기 감지 데이터를 수신하며, 상기 수신한 감지 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기반으로 진단 데이터를 생성하는 진단 서버를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 무선 전력을 공급받아 동작할 수 있는 복수의 센서부를 축계 및 엔진 케이스에 설치하고, 설치된 복수의 센서부와 무선 통신을 통해 선박 엔진 및 축계에서 발생하는 진동, 소음, 압력 및 온도 변화를 감지한 감지 데이터를 전송받아 분석 및 진단할 수 있는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템을 제공함으로써, 선박 엔진과 관련된 부분에 대한 진단 정확성을 높일 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 무선으로 전력을 전송하여 센서부를 동작시킬 수 있는 시스템을 제공함으로써, 진단하고자 하는 축계 및 엔진 부분에 대한 영향을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진 및 축계 진단 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치 및 센서부가 샤프트에 설치된 구조를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치 및 센서부의 세부 구성 및 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치 및 센서부가 샤프트에 설치된 구조를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 수신 장치 및 센서부의 세부 구성 및 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진 및 축계 진단 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 대한 설명에 앞서, 본 발명의 실시예에서 축계는 일측이 엔진 케이스 내부에 포함되고 타측이 프로펠러와 연결되는 샤프트 및 샤프트 상에 설치된 베어링을 의미할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은 복수의 무선 전력 송신 장치(100), 복수의 무선 전력 수신 장치(200), 복수의 센서부(300), 게이트웨이(400), 저장 장치(500), 단말 장치(600) 및 진단 서버(700) 등을 포함할 수 있다.
복수의 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200) 각각과 인접한 영역에 설치되어 외부로부터 공급받은 전원에 대응하는 전력을 무선으로 무선 전력 수신 장치(200)에 송신할 수 있다. 구체적으로, 복수의 무선 전력 송신 장치(100) 각각은 샤프트(20) 및 베어링(30)의 외주연에 설치된 복수의 무선 전력 수신 장치(200) 각각과 소정 간격만큼 이격된 부분에 설치될 수 있다. 수 있다.
복수의 무선 전력 수신 장치(200)는 복수의 무선 전력 송신 장치(100)로부터 무선으로 공급받은 전력을 복수의 센서부(300)에 인가할 수 있다.
복수의 센서부(300)는 복수의 엔진과 축계의 소정 부분에 연결되어 진동, 소음, 온도 변화 및 압력 등을 감지한 후 이에 대응하는 감지 데이터를 메모리에 저장하며, 기 설정된 시간 간격으로 메모리(도 3의 330)에 저장된 감지 데이터를 게이트웨이(400)를 통해 저장 장치(500)에 저장시키거나 단말 장치(600) 또는 진단 서버(700)에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 센서부(300)에 의해 감지되는 온도 관련 감지 데이터는 배기 가스의 온도, 냉각 시스템의 온도(실린더 라이너, 과급기 등의 온도), 윤활 시스템의 온도, 연료 시스템의 온도일 수 있으며, 압력 관련 감지 데이터는 윤활 시스템의 배관 압력, 냉각 시스템의 배관 압력일 수 있으며, 진동 및 소음 관련 감지 데이터는 샤프트(20), 베어링(30) 및 엔진 케이스(40)에서 발생되는 진동 및 소음일 수 있다.
상기와 같은 복수의 센서부(300)가 설치되는 지점에 대해 설명하면 아래와 같다.
프로펠러(10)와 연결된 샤프트(20) 상에 적어도 하나 이상의 센서부(300)가 설치될 수 있다. 구체적으로, 샤프트(20) 상에 형성된 베어링(30) 사이의 샤프트(20) 외주연에 센서부(300)가 적어도 하나 이상 설치되고, 엔진 케이스(40) 내부의 샤프트(20) 외주연에 적어도 하나 이상의 센서부(300)가 설치될 수 있다.
또한, 샤프트(20) 상에 형성된 베어링(30) 외주연에 적어도 하나 이상의 센서부(300)가 설치될 수 있고, 엔진 케이스(40) 외벽에 적어도 하나 이상의 센서부(300)가 설치될 수 있다.
샤프트(20), 베어링(30) 및 엔진 케이스(40) 내부에 설치된 센서부(300) 각각은 무선 전력 수신 장치(200) 각각과 연결되어 무선 전력 수신 장치(200)로부터 전력을 공급받아 동작할 수 있다. 구체적으로, 복수의 센서부(300)는 무선 전력 수신 장치(200)가 수신한 전력을 인가받아 동작하여 샤프트(20), 베어링(30) 및 엔진케이스(40)에서 발생되는 진동, 온도 변화, 압력 등을 감지할 수 있다.
한편, 엔진 케이스(40)의 외주연에 설치된 적어도 하나 이상의 센서부(300)는 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)를 통하지 않고 바로 전원을 인가받아 동작할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100), 무선 전력 수신 장치(200) 및 센서부(300)가 샤프트(20)에 설치되는 구조에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100), 무선 전력 수신 장치(200) 및 센서부(300)가 샤프트(20)에 설치된 구조를 도시한 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)와 소정 간격 이격된 위치에 설치될 수 있다.
또한, 무선 전력 송신 장치(100)는 전력을 무선으로 송신하기 위해 제 1 코일(110)에 연결될 수 있다. 여기에서, 제 1 코일(110)은 샤프트(20)의 외주연과 소정 간격만큼 이격된 위치에서 외주연을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있으며, 지지대(50)에 의해 지지될 수 있다.
무선 전력 수신 장치(200)는 샤프트(20)의 외주연 일영역에 설치되어 센서부(300)와 연결되며, 무선 전력 송신 장치(100)로부터 송신되는 무선 전력을 수신하기 위한 제 2 코일(210)과 연결될 수 있다. 여기에서, 제 2 코일(210)은 샤프트(20)의 외주연과 제 1 코일(110) 사이에 형성되며, 샤프트(20)의 외주연을 둘러싸는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)가 전력을 송수신하는 방법에 대해 설명하면 아래와 같다.
일 예로서, 무선 전력 송신 장치(100)가 전자기 유도를 통해 전력을 무선으로 전송할 수 있는데, 이를 위해 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 코일(110)에 RF 전력을 인가하여 제 1 코일(110)에 전자기장을 생성시키고, 이러한 전자기장을 통해 제 2 코일(210)에 유도 전류를 발생시킨다. 이러한 유도 전류에 의해 제 2 코일(210)과 연결된 무선 전력 수신 장치(200)는 전력을 수신할 수 있다.
다른 예로서, 무선 전력 송신 장치(100)가 자기 공진을 통해 전력을 무선으로 전송할 수 있는데, 이를 위해 무선 전력 송신 장치(100)는 제 1 코일(110)에 RF 전력을 인가하여 제 1 코일(110)에 자기 공진을 발생시키며, 제 1 코일(110)에 발생된 자기 공진에 따라 제 2 코일(210)에 공진이 발생되어 제 2 코일(210)과 연결된 무선 전력 수신 장치(200)는 전력을 수신할 수 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 코일(110, 210)은 공진 코일 또는 안테나일 수 있다.
센서부(300)는 샤프트(20)의 외주연의 다른 영역, 예컨대 일영역과 소정 간격만큼 이격된 외주연의 다른 영역에 설치되고, 무선 전력 수신 장치(200)의 배터리(도 3의 240)와 연결되어 전력을 공급받아 동작할 수 있다.
한편, 무선 전력 송신 장치(100), 무선 전력 수신 장치(200) 및 센서부(300)는 상술한 바와 같은 구조로 베어링(30)에도 설치될 수 있다. 구체적으로, 무선 전력 송신 장치(100)는 샤프트(20) 상에 형성된 베어링(30)과 소정 간격만큼 이격된 영역에 설치되고, 무선 전력 수신 장치(200)는 베어링(30)의 외주연 일영역에 설치되며, 센서부(300)는 베어링(30)의 외주연 다른 영역에 설치될 수 있다.
또한, 샤프트(20) 및 베어링(30)의 외주연에는 복수개의 센서부(300)와 이에 대응하는 무선 전력 수신 장치(200)가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은 엔진 케이스(40) 내부의 샤프트(20) 외주연에 설치된 무선 전력 수신 장치(200) 및 센서부(300)를 더 포함하며, 무선 전력 수신 장치(200)에 전력을 무선으로 공급하기 위한 무선 전력 송신 장치(100)를 더 포함할 수 있다.
또한, 엔진 케이스(40)의 내측벽에는 센서부(300)로부터 브로드캐스팅되는 감지 데이터를 게이트웨이(400)에 송신하기 위한 중계기(350)가 설치될 수 있다.
중계기(350)는 엔진 케이스(40) 내부에 설치된 센서부(300)를 게이트웨이(400)에 연결시키기 위한 것으로서, 센서부(300)로부터 브로드캐스팅되는 감지 데이터를 수신한 후 이를 게이트웨이(400)를 통해 저장 장치(500)에 저장하거나 단말 장치(600) 및 진단 서버(700)에 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100), 무선 전력 수신 장치(200) 및 센서부(300)의 세부 구성에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100), 무선 전력 수신 장치(200) 및 센서부(300)의 세부 구성 및 연결 관계를 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)는 외부의 전원과 연결되어 외부의 전원에 대응하는 송신 전력을 발생시키는 송신 전력 관리 모듈(120), 송신 전력 관리 모듈(120)로부터 발생된 송신 전력을 제 1 코일(110)에 인가시켜 무선 전송하는 전력 송신기(130)를 구비할 수 있다.
무선 전력 수신 장치(200)는 제 2 코일(210)과 연결되어 제 2 코일(210)을 통해 전력을 수신하여 배터리(240)에 충전시키는 전력 수신기(220) 및 제 2 코일(210)을 통해 수신한 전력을 관리하기 위한 수신 전력 관리 모듈(230)을 구비할 수 있다. 배터리(240)는 센서부(300)에 연결되어 센서부(300)의 동작에 필요한 전원을 센서부(300)에 인가할 수 있다.
센서부(300)는 진동, 온도 변화 및 압력 변화 등을 감지하여 이에 대응하는 신호를 출력하는 감지 모듈(310), 감지 모듈(310)로부터 출력되는 신호, 즉 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 A/D 컨버터(320), A/D 컨버터(320)로부터 출력되는 디지털 신호(감지 데이터)를 메모리(330)에 저장시킴과 더불어 센서부(300)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(340), 컨트롤러(340)로부터 발생되는 디지털 신호를 아날로그 신호를 컨버팅하여 감지 모듈(310)에 인가하는 D/A 컨버터(350) 및 메모리(330)에 저장된 감지 데이터를 무선으로 전송하기 위한 통신 모듈(360) 등을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 모듈(360)은 임의의 적합한 통신 프로토콜을 이용하여 게이트웨이(400)와 통신하도록 할 수 있다. 또한, 통신 모듈(360)은 상이한 통신 네트워크들을 이용하여 몇몇 통신 동작들을 동시에 수행하기 위한 하나 또는 그 이상의 사례(인스턴스)를 포함할 수 있으나, 도면을 지나치게 복잡하게 하지 않도록 도 4에는 하나만 도시되어 있다. 그 예로서, 통신 모듈(360)은 Wi-Fi(예컨대 802.11 프로토콜), 이더넷(Ethernet), 블루투스(Bluetooth), 무선 주파수(radio frequency) 시스템들, 셀룰러 네트워크들(예컨대 GSM, AMPS, GPRS, CDMA, EV-DO, EDGE, 3GSM, DECT, IS-136/TDMA, iDen, LTE 또는 임의의 다른 적합한 셀룰러 네트워크 또는 프로토콜), 적외선, TCP/IP(예컨대 TCP/IP 레이어들 각각에서 사용되는 프로토콜들 중 임의의 것), HTTP, 비트토런트(BitTorrent), FTP, RTP, RTSP, SSH, VOIP(Voice over IP), 임의의 다른 통신 프로토콜, 또는 이들의 임의의 결합을 지원할 수 있다.
게이트웨이(400)는 복수의 센서부(300) 및 중계기(350)를 통해 감지 데이터를 수신하며, 수신한 감지 데이터를 저장 장치(500)에 저장시키거나 기 등록된 단말 장치(600) 또는 진단 서버(700)에 전송할 수 있다.
단말 장치(600)는 선박 엔진을 관리하는 관리자에 의해 운용되는 기기로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 선박 엔진 및 축계 진단 프로그램(610)이 실행 가능한 형태로 저장된 기록매체(620), 감지 데이터가 수신됨에 따라 기록매체(620)에 저장된 선박 엔진 진단 프로그램(610)을 실행시키는 적어도 하나 이상의 프로세서(630) 및 게이트웨이(400)와의 통신을 위한 통신 회로(640) 등을 구비하는 스마트폰, PDA, 개인용 컴퓨터, 노트북 등을 들 수 있다.
한편, 단말 장치(600)의 기록매체(620)는 감지 데이터와 비교하기 위한 기준 데이터를 저장하고 있다. 이 경우, 선박 엔진 및 축계 진단 프로그램(610)은 감시 데이터와 기준 데이터를 기반으로 엔진과 축계(샤프트 및 베어링)의 고장 유무를 판단할 수 있다.
진단 서버(700)는 엔진의 주요 인자에 대한 기준 온도 정보, 기준 압력 정보, 진동 및 소음별 이상 징후를 판단하기 위한 판단 기준 정보 등이 저장된 데이터베이스(750)와 연동할 수 있다. 구체적으로, 진단 서버(700)는 감지 데이터에서 온도 정보, 압력 정보, 진동 정보 등을 추출하며, 추출한 온도 정보, 압력 정보 및 진동 정보와 데이터베이스(750)에 저장된 기준 온도 정보, 기준 압력 정보 및 판단 기준 정보간의 비교를 통해 선박의 엔진 및 축계에 대한 진단 데이터를 생성한 후 이를 관리자 또는 단말 장치(600)에 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 진단 서버(700)는 진동 관련 감지 데이터 중 엔진 케이스(40) 내부 및 외주연벽에 설치된 센서부(300)로부터 감지된 진동 감지 데이터와 데이터베이스(750)에 저장된 판단 기준 정보를 기반으로 엔진 정지 시 축의 변형에 따른 진동인지, 엔진 실린더 라이너 및 피스톤 링 마모에 따른 진동(소음)인지, 발전기 전류, 전압 변동에 따른 진동(소음)인지, 엔진 구조의 진동(소음)인지, 발전기 진동(소음)인지, 엔진 플라이휠의 각속도 변동에 따른 진동(소음)인지 엔진 실린더 불평형력에 따른 진동(소음)인지를 판단하여 진단 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 진단 서버(700)는 샤프트(20) 및 베어링(30)에 설치된 센서부(300)로부터 수신한 감지 데이터와 판단 기준 정보를 기반으로 축계 이상 유무를 나타내는 진단 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 진단 서버(700)는 샤프트(20) 및 베어링(30)에 설치된 센서부(300)로부터 수신한 감지 데이터와 판단 기준 정보를 비교하여 진동이 엔진 기진력에 따른 축계 비틀림 진동인, 프로펠러 기진력에 따른 축계 횡 진동인지, 프로펠러 이상에 따른 진동인지, 베어링 마모에 따른 진동인지, 기어박스 이상에 따른 진동인지, 프로펠러 이상 부하(어망, 돌고래 암초)로 발생한 미세 크랙으로 인한 진동인지, 엔진축과 프로펠러 사이 정렬 이상으로 인한 진동인지를 판단하여 축계 이상 유무를 나타내는 진단 데이터를 생성할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 프로펠러
20 : 샤프트
30 : 베어링
40 : 엔진 케이스
50 : 지지대
100 : 무선 전력 송신 장치
200 : 무선 전력 수신 장치
300 : 센서부
400 : 게이트웨이
500 : 저장장치
600 : 단말 장치
700 : 진단 서버
750 : 데이터베이스
20 : 샤프트
30 : 베어링
40 : 엔진 케이스
50 : 지지대
100 : 무선 전력 송신 장치
200 : 무선 전력 수신 장치
300 : 센서부
400 : 게이트웨이
500 : 저장장치
600 : 단말 장치
700 : 진단 서버
750 : 데이터베이스
Claims (7)
- 프로펠러와 엔진 케이스 내부의 엔진이 축계를 통해 연결되는 선박의 엔진 및 축계 진단 시스템에 있어서,
외부로부터 인가되는 전원을 이용하여 무선으로 전력을 송신하는 복수의 무선 전력 송신 장치와,
상기 축계의 샤프트 및 적어도 하나 이상의 베어링의 외주연과 상기 엔진 케이스 내부 및 상기 엔진 케이스의 외측벽에 설치되어 진동, 압력, 소음 및 온도 중 적어도 하나 이상을 감지한 후 이를 무선으로 연결된 게이트웨이에 전송하는 복수의 센서부와,
상기 복수의 센서부가 설치된 외주연 상에서 형성되어 상기 복수의 센서부 각각과 연결되고, 상기 복수의 무선 전력 송신 장치 각각으로부터 송신되는 전력을 수신한 후 이를 복수의 센서부 각각에 제공하여 상기 복수의 센서부를 동작시키는 복수의 무선 전력 수신 장치를 포함하며,
상기 게이트웨이는 상기 복수의 센서부로부터 수신한 감지 데이터를 외부 장치에 전송하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치는 상기 샤프트 또는 베어링의 외주연과 소정 간격만큼 이격되어 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 1 코일에 연결되고,
상기 무선 전력 수신 장치는 상기 외주연과 제 1 코일 사이에 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 2 코일과 연결되며,
상기 무선 전력 송신 장치는 상기 제 1 코일에 RF 전력을 인가하여 상기 제 1 코일에 의해 생성된 전자기장을 통해 상기 제 2 코일에 유도 전류를 발생시키는 방식으로 상기 전력을 송신하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 장치는 상기 샤프트 또는 베어링의 외주연과 소정 간격만큼 이격되어 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 1 공진 코일 또는 제 1 안테나와 연결되고,
상기 무선 전력 수신 장치는 상기 외주연과 제 1 코일 사이에 상기 외주연을 둘러싸는 구조로 형성된 제 2 공진 코일 또는 제 2 안테나와 연결되며,
상기 무선 전력 송신 장치는 상기 제 1 공진 코일 또는 제 1 안테나에 RF 전력을 인가하여 상기 제 1 공진 코일과 제 2 공진 코일 또는 제 1 안테나와 제 2 안테나에 자기 공진을 발생시켜 상기 전력을 송신하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은,
상기 엔진 케이스 내부에 설치된 센서부와 상기 게이트웨이를 중계하기 위한 중계기를 더 포함하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신 장치는,
상기 무선 전력 송신 장치로부터 수신한 전력을 충전하고, 상기 센서부의 동작을 위한 전력을 공급하기 위한 배터리를 구비하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 게이트웨이와의 통신을 수행하기 위한 통신 모듈과,
상기 진동, 온도 및 압력 중 적어도 하나 이상을 감지하기 위한 감지 모듈과,
상기 감지 모듈에 의해 감지된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와,
상기 디지털 신호에 대응하는 감지 데이터를 메모리에 저장하고, 기 설정된 시간 간격으로 통신 모듈을 통해 상기 메모리에 저장된 감지 데이터를 상기 게이트웨이로 전송하며, 상기 감지 모듈의 제어를 위한 디지털 신호를 발생시키는 컨트롤러와,
상기 컨트롤러에 의해 발생된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 감지 모듈에 인가하는 D/A 컨버터를 구비하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 선박 엔진 및 축계 진단 시스템은,
엔진의 주요 인자에 대한 기준 온도 정보, 기준 압력 정보 및 진동별 이상 징후를 판단하기 위한 판단 기준 정보가 저장된 데이터베이스와,
상기 게이트웨이에 연결되어 상기 감지 데이터를 수신하며, 상기 수신한 감지 데이터와 상기 데이터베이스에 저장된 정보를 기반으로 진단 데이터를 생성하는 진단 서버를 더 포함하는 선박 엔진 및 축계 진단 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170070643A KR20180133613A (ko) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 선박 엔진 및 축계 진단 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170070643A KR20180133613A (ko) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 선박 엔진 및 축계 진단 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180133613A true KR20180133613A (ko) | 2018-12-17 |
Family
ID=65007582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170070643A KR20180133613A (ko) | 2017-06-07 | 2017-06-07 | 선박 엔진 및 축계 진단 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180133613A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220009829A (ko) * | 2020-07-16 | 2022-01-25 | 대우조선해양 주식회사 | 독립형 고용량 신호 계측장치 |
| KR20220169316A (ko) * | 2021-06-18 | 2022-12-27 | 시그널링크 주식회사 | 대기모드를 갖는 스마트센서, 이를 이용한 선박의 진동소음 측정장치와 측정방법, 및 이를 적용한 선박 |
-
2017
- 2017-06-07 KR KR1020170070643A patent/KR20180133613A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220009829A (ko) * | 2020-07-16 | 2022-01-25 | 대우조선해양 주식회사 | 독립형 고용량 신호 계측장치 |
| KR20220169316A (ko) * | 2021-06-18 | 2022-12-27 | 시그널링크 주식회사 | 대기모드를 갖는 스마트센서, 이를 이용한 선박의 진동소음 측정장치와 측정방법, 및 이를 적용한 선박 |
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