KR20190085628A - 프로펠러 설치 방법 - Google Patents

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Abstract

선박을 구동하기 위한 프로펠러를 리프팅하고 턴오버하여 샤프트에 결합하기 위한 프로펠러 설치 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 설치 방법은, 상기 샤프트가 결합될 프로펠러 허브의 원통 형상의 측면부에 제 1 리프팅 홀을 가공하고, 상기 프로펠러 허브의 상기 측면부에 대해 수직인 전단부에 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계; 상기 제 1 리프팅 홀에 제 1 리프팅 아이를 결합하고, 상기 제 2 리프팅 홀에 제 2 리프팅 아이를 결합하는 단계; 상기 제 1 리프팅 아이에 제 1 와이어를 연결하고, 상기 제 2 리프팅 아이에 제 2 와이어를 연결하는 단계; 상기 제 2 리프팅 아이에 연결된 상기 제 2 와이어를 이용하여 상기 프로펠러를 수평 자세로 리프팅하는 단계; 상기 제 1 와이어 및 상기 제 2 와이어를 이용하여 상기 프로펠러를 수직으로 턴오버하는 단계; 및 턴오버된 상기 프로펠러를 상기 샤프트에 결합하는 단계;를 포함한다.

Description

프로펠러 설치 방법{PROPELLER INSTALLATION METHOD}
본 발명은 프로펠러 설치 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박을 구동하기 위한 프로펠러를 리프팅한 후 턴오버하여 샤프트에 결합하는 프로펠러 설치 방법에 관한 것이다.
선박을 구동하는데 사용되는 프로펠러는 상당한 중량물로써, 적게는 20톤 많게는 약 100톤 이상의 무게를 가진다. 프로펠러가 입고되면, 습합 등의 작업을 거친 후, 샤프트에 결합하는 작업을 수행하게 된다. 이때, 블레이드가 수평으로 누워있는 상태의 프로펠러를 샤프트에 설치하기 위하여 프로펠러를 90° 턴오버하는 작업을 수행해야 한다.
종래의 프로펠러 턴오버 작업은 프로펠러의 날개(blade) 부분에 슬링벨트를 걸어 크레인으로 들어올리거나, 유압 시스템이 적용된 별도의 대형 지그를 활용하여 수행되고 있다.
슬링벨트를 이용하는 방법은 비용이 저렴한 이점은 있으나, 블레이드와 간섭 등으로 인해 슬링벨트가 파손, 절단되어 안전 사고를 일으킬 우려가 있다. 또한, 이 방법은 초대형 컨테이너선에 사용되는 프로펠러를 턴오버하는데 사용되기 적합하지 않다. 프로펠러 턴오버용의 대형 지그 장비를 사용하는 경우, 고가의 장비 비용이 발생하며, 장비의 유지 보수에도 상당한 비용이 발생하게 된다.
본 발명은 적은 비용으로, 안전하면서도 효율적으로 프로펠러를 턴오버하여 샤프트에 연결할 수 있는 프로펠러 설치 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박을 구동하기 위한 프로펠러를 인상하고 턴오버하여 샤프트에 결합하기 위한 프로펠러 설치 방법에 있어서, 상기 샤프트가 결합될 프로펠러 허브의 원통 형상의 측면부에 제 1 리프팅 홀을 가공하고, 상기 프로펠러 허브의 상기 측면부에 대해 수직인 전단부에 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계; 상기 제 1 리프팅 홀에 제 1 리프팅 아이를 결합하고, 상기 제 2 리프팅 홀에 제 2 리프팅 아이를 결합하는 단계; 상기 제 1 리프팅 아이에 제 1 와이어를 연결하고, 상기 제 2 리프팅 아이에 제 2 와이어를 연결하는 단계; 상기 제 2 리프팅 아이에 연결된 상기 제 2 와이어를 이용하여 상기 프로펠러를 수평 자세로 리프팅하는 단계; 상기 제 1 와이어 및 상기 제 2 와이어를 이용하여 상기 프로펠러를 수직으로 턴오버하는 단계; 및 턴오버된 상기 프로펠러를 상기 샤프트에 결합하는 단계;를 포함하는 프로펠러 설치 방법이 제공된다.
상기 프로펠러 설치 방법은 상기 프로펠러가 상기 샤프트에 결합된 후, 상기 제 1 리프팅 홀 및 상기 제 2 리프팅 홀에서 상기 제 1 리프팅 아이 및 제 2 리프팅 아이를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 프로펠러 설치 방법은 상기 제 1 리프팅 아이가 제거된 상기 제 1 리프팅 홀을 제 1 플러그로 메공하고, 상기 제 2 리프팅 아이가 제거된 상기 제 2 리프팅 홀을 제 2 플러그로 메공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 전단부에 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계는, 상기 전단부의 지름 방향으로 2개의 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제 1 리프팅 홀과 상기 제 2 리프팅 홀은 상기 전단부의 평면 상의 방위각을 기준으로 90° 각도를 이루도록 가공될 수 있다.
상기 제 1 리프팅 홀은 상기 프로펠러 허브의 축방향을 따라 2개 이상 가공될 수 있다.
상기 제 2 리프팅 홀은 상기 전단부의 외주연으로부터 상기 프로펠러 허브의 반경 방향 두께의 1/3 위치에 가공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 적은 비용으로, 안전하면서도 효율적으로 프로펠러를 턴오버하여 샤프트에 연결할 수 있는 프로펠러 설치 방법이 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 설치 방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1의 단계 S10에 따라 프로펠러 허브에 제 1 리프팅 홀과 제 2 리프팅 홀이 가공된 것을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 단계 S20에 따라 각 리프팅 홀에 리프팅 아이가 설치된 것을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1의 단계 S30에 따라 리프팅 아이를 활용하여 프로펠러를 수평 자세로 리프팅한 것을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 단계 S40에 따라 프로펠러를 수직으로 턴오버한 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 단계 S50에 따라 프로펠러가 샤프트에 결합되고 각 리프팅 홀에서 리프팅 아이가 제거된 것을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1의 단계 S70에 따라 프로펠러 허브의 리프팅 홀을 플러그로 메공한 것을 보여주는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 설치 방법의 시뮬레이션 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
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", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 설치 방법은 선박을 구동하기 위한 프로펠러를 리프팅하고 턴오버하여 샤프트에 결합하기 위한 것이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 설치 방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 프로펠러를 샤프트에 결합하기 위한 리프팅 및 턴오버를 안전하고 효율적으로 행할 수 있도록, 먼저 프로펠러 허브에 제 1 리프팅 홀과 제 2 리프팅홀을 가공하는 과정을 수행한다(S10).
도 2는 도 1의 단계 S10에 따라 프로펠러 허브에 제 1 리프팅 홀과 제 2 리프팅 홀이 가공된 것을 보여주는 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 프로펠러(100)는 프로펠러 허브(120)와, 프로펠러 허브(120)의 둘레를 따라 결합되는 날개부(140)를 포함한다.
프로펠러 허브(120)는 대략 원통 형상으로 이루어지고, 그 중심부에 샤프트가 결합될 수 있도록 결합공(120a)이 관통 형성되어 있다.
제 1 리프팅 홀(125, 126)은 프로펠러 허브(120)의 원통 형상의 측면부(122)에 가공된다.
실시예에서, 프로펠러(120)의 턴오버 작업을 원활하게 수행하기 위하여, 제 1 리프팅 홀(125, 126)은 프로펠러 허브(120)의 축방향(Z)을 따라 2개 이상 가공될 수 있다.
제 2 리프팅 홀(123, 124)은 프로펠러 허브(120)의 측면부(122)에 대해 수직인 전단부(121)에 가공된다. 전단부(121)는 대략 원판 형상을 가진다. 제 2 리프팅 홀(123, 124)은 전단부(121)의 지름 방향으로 양측에 각각 가공될 수 있다.
프로펠러의 리프팅 및 턴오버 작업을 안전하고 원활하게 수행할 수 있도록 하기 위하여, 제 2 리프팅 홀(123, 124)은 전단부(121)의 외주연으로부터 프로펠러 허브(120)의 반경 방향 두께(T)의 1/3 위치에 가공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 제 1 리프팅 홀(125, 126)과 제 2 리프팅 홀(123, 124)은 전단부(121)의 평면 상의 방위각을 기준으로 90° 각도를 이루도록 가공될 수 있다.
제 1 리프팅 홀(125, 126)과 제 2 리프팅 홀(123, 124)은 프로펠러(100)가 수평인 자세로 바닥면에 놓인 상태에서 가공될 수 있다.
도 3은 도 1의 단계 S20에 따라 각 리프팅 홀에 리프팅 아이가 설치된 것을 보여주는 사시도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 단계 S10에서 프로펠러 허브(120)에 제 1 리프팅 홀(125, 126)과 제 2 리프팅 홀(123, 124)이 가공되고 나면, 제 1 리프팅 홀(125, 126)에 각각 제 1 리프팅 아이(165, 166)를 결합하고, 제 2 리프팅 홀(123, 124)에 각각 제 2 리프팅 아이(163, 164)를 결합한다(S20).
리프팅 아이(163, 164, 165, 166)는 프로펠러를 리프팅하기에 충분한 강도를 가지는 것이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 크롬-몰리브덴 합금강, 크롬-니켈-몰리브덴 합금강 등의 리프팅 아이볼트가 사용될 수 있다.
제 1 리프팅 아이(165, 166)와 제 2 리프팅 아이(163, 164)에는 볼트가 형성되어 있어, 제 1 리프팅 아이(165, 166)와 제 2 리프팅 아이(163, 164)의 볼트를 제 1 리프팅 홀(125, 126)과 제 2 리프팅 홀(123, 124)에 나사 결합함으로써 제 1 리프팅 아이(165, 166)와 제 2 리프팅 아이(163, 164)를 제 1 리프팅 홀(125, 126)과 제 2 리프팅 홀(123, 124)에 용이하게 결합할 수 있다.
도 4는 도 1의 단계 S30에 따라 리프팅 아이를 활용하여 프로펠러를 수평 자세로 리프팅한 것을 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 각각의 제 1 리프팅 아이(165, 166)와 제 2 리프팅 아이(163, 164)에 제 1 와이어(W2)와 제 2 와이어(W1)를 연결하고, 제 2 리프팅 아이(163, 164)에 연결된 제 2 와이어(W1)를 이용하여 크레인에 의해 프로펠러(100)를 수평 자세로 리프팅한다(S30).
도 5는 도 1의 단계 S40에 따라 프로펠러를 수직으로 턴오버한 것을 보여주는 도면이다. 도 4와 같이 프로펠러(100)가 수평 자세로 리프팅되면, 제 1 와이어(W2)와 제 2 와이어(W1)를 이용하여 크레인에 의해 프로펠러(100)를 수직으로 턴오버한다(S40).
도 6은 도 1의 단계 S50에 따라 프로펠러가 샤프트에 결합되고 각 리프팅 홀에서 리프팅 아이가 제거된 것을 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 단계 S40에서 프로펠러(100)가 턴오버되어 프로펠러 허브(120)의 결합공이 샤프트(200)와 나란해지면, 턴오버된 프로펠러(100)를 크레인을 이용하여 샤프트(200)에 결합한다(S50). 프로펠러(100)가 샤프트(200)에 결합되면, 각 리프팅 홀(123, 124, 125, 126)에서 리프팅 아이(163, 164, 165, 166)를 제거한다(S60).
도 7은 도 1의 단계 S70에 따라 프로펠러 허브의 리프팅 홀을 플러그로 메공한 것을 보여주는 도면이다. 리프팅 홀에 의해 프로펠러의 토크가 불균일해지는 것을 방지하기 위해, 리프팅 아이가 제거된 제 1 리프팅 홀(125, 126)을 제 1 플러그(185, 186)로 메공하고, 리프팅 아이가 제거된 제 2 리프팅 홀(123, 124)을 제 2 플러그(183)로 메공한다(S70).
본 발명의 실시예에 의하면, 적은 비용으로, 안전하면서도 효율적으로 프로펠러를 턴오버하여 샤프트에 연결하는 작업을 수행할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러 설치 방법의 시뮬레이션 도면이다. 도 8 및 도 9의 시뮬레이션에 적용된 프로펠러의 무게는 각각 113톤, 60톤이며, 위치별 강도(응력) 및 변형의 분포를 시뮬레이션 결과를 통해 확인할 수 있다. 도 8의 경우 2개의 제 1 리프팅 홀이 적용되었으며, 도 9의 경우 1개의 제 1 리프팅 홀이 적용되었다.
도 8의 시뮬레이션 결과에서, 프로펠러의 턴오버 과정에서 리프팅 홀의 최대 변형 값은 허용 기준(1.0 mm 이하)을 만족하는 0.172 mm 였으며, 도 9의 시뮬레이션 결과에서, 프로펠러의 턴오버 과정에서 리프팅 홀의 최대 변형 값 역시 0.007 mm로 허용 기준을 만족하는 것으로 확인된다.
또한, 도 8의 시뮬레이션 결과에서, 프로펠러의 턴오버 과정에서 리프팅 홀의 최대 응력(stress) 값은 42.98 MPa, 도 9의 시뮬레이션 결과에서, 프로펠러의 턴오버 과정에서 리프팅 홀의 최대 응력 값은 18.02 MPa로, 허용 가능한 응력 범위 내의 수치를 나타내었다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100: 프로펠러 120: 프로펠러 허브
120a: 결합공 121: 전단부
122: 측면부 123, 124: 제 2 리프팅 홀
125, 126: 제 1 리프팅 홀 140: 날개부
163, 164: 제 2 리프팅 아이 165, 166: 제 1 리프팅 아이
183: 제 2 플러그 185, 186: 제 1 플러그
W1: 제 2 와이어 W2: 제 1 와이어

Claims (7)

  1. 선박을 구동하기 위한 프로펠러를 리프팅하고 턴오버하여 샤프트에 결합하기 위한 프로펠러 설치 방법에 있어서,
    상기 샤프트가 결합될 프로펠러 허브의 원통 형상의 측면부에 제 1 리프팅 홀을 가공하고, 상기 프로펠러 허브의 상기 측면부에 대해 수직인 전단부에 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계;
    상기 제 1 리프팅 홀에 제 1 리프팅 아이를 결합하고, 상기 제 2 리프팅 홀에 제 2 리프팅 아이를 결합하는 단계;
    상기 제 1 리프팅 아이에 제 1 와이어를 연결하고, 상기 제 2 리프팅 아이에 제 2 와이어를 연결하는 단계;
    상기 제 2 리프팅 아이에 연결된 상기 제 2 와이어를 이용하여 상기 프로펠러를 수평 자세로 리프팅하는 단계;
    상기 제 1 와이어 및 상기 제 2 와이어를 이용하여 상기 프로펠러를 수직으로 턴오버하는 단계; 및
    턴오버된 상기 프로펠러를 상기 샤프트에 결합하는 단계;를 포함하는 프로펠러 설치 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로펠러가 상기 샤프트에 결합된 후, 상기 제 1 리프팅 홀 및 상기 제 2 리프팅 홀에서 상기 제 1 리프팅 아이 및 제 2 리프팅 아이를 제거하는 단계;를 더 포함하는 프로펠러 설치 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 리프팅 아이가 제거된 상기 제 1 리프팅 홀을 제 1 플러그로 메공하고, 상기 제 2 리프팅 아이가 제거된 상기 제 2 리프팅 홀을 제 2 플러그로 메공하는 단계;를 더 포함하는 프로펠러 설치 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전단부에 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계는, 상기 전단부의 지름 방향으로 2개의 제 2 리프팅 홀을 가공하는 단계를 포함하는 프로펠러 설치 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 리프팅 홀과 상기 제 2 리프팅 홀은 상기 전단부의 평면 상의 방위각을 기준으로 90° 각도를 이루는 프로펠러 설치 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 리프팅 홀은 상기 프로펠러 허브의 축방향을 따라 2개 이상 가공되는 프로펠러 설치 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 리프팅 홀은 상기 전단부의 외주연으로부터 상기 프로펠러 허브의 반경 방향 두께의 1/3 위치에 가공되는 프로펠러 설치 방법.
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