KR890001753B1 - 선박용 2중반전 프로펠러 - Google Patents

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Description

선박용 2중반전 프로펠러

제1도, 제2도 및 제3도는 종래의 선박용 2중 반전 프로펠러의 평행축 기어방식의 기구설명도.

제4도는 종래의 선박용 2중 반전 프로펠러장치를 도시한 종단면기구도.

제5도는 종래의 선박용 2중 반전 프로펠러장치를 도시한 기구설명도.

제6도는 본 발명의 일실시예를 표시한 전체 종단면도.

제7도는 제6도의 반전전도 기구부분의 확대 종단면도.

제8도는 제7도의 Ⅳ-Ⅳ부분의 단면도.

제9도는 본 발명의 일실시예를 도시한 전체기구 설명도.

제10도는 제9도의 반전전도 기구부분의 다른 실시예의 확대 종단면도.

제11도는 제10도의 Ⅳ-Ⅳ부분의 각 기어배치도.

제12도는 본 발명의 또 다른 실시예의 종단면도.

제13도는 동 Ⅴ-Ⅴ선 단면도.

제14도는 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선미쪽 프로펠러 2 : 선수쪽 프로펠러

3 : 외측 3a : 중간외측

4 : 내측 4a : 중간내측

6 : 탄성조인트 7 : 디이젤주기관(저속)

8a, 8b : 트러스트베어링 10 : 슬리이브

11 : 마찰슬리리브커플링 14 : 플랜지가 붙은 커플링

20 : 반전전도기구 10a : 태양기어

10b : 소유성기어 10c : 대유성기어

105a, 106a : 소기어 105 : 출력쪽 기어장치

106 : 입력쪽 기어장치 106b : 아이들러기어

106c : 대기어

본 발명은 선박용의 2중 반전 프로펠러장치의 개량에 관한 것이다.

제1도, 제2도 및 제3도는 종래의 2중 반전 프로펠러를 장비한 배의 프로펠러 구동방식으로, 평행축기어 방식의 예를 도시한 것이다.

동도면에 있어서, (1)은 선미쪽 프로펠러, (2)는 선수쪽 프로펠러, (33)은 선미쪽 프로펠러 구동용 내측, (34)는 선수쪽 프로펠러 구동용 외측, (35)는 선미쪽 프로펠러 구동용 평행축기어장치. (35)은 선미쪽 프로펠러 구동용 평행축기어장치, (7)은 주기관이다. 그리고 주기관(7)을 1대 또는 복수대 사용하고, 평행축기어장치(35)(36)에 의해 내측(33), 외측(34)의 회전방향을 반대로 해서 토오크를 전달하려고 하는 것이다.

제1도의 도시예에서는 아이들러기어(5a)로 역회전을 부여한다.

제2도 및 제3도는 내축(33), 외축(34)에 토오크를 전달하는 주기관(7)의 회전방향을 바꾸어서 내축(33), 외축(34)에 역회전을 부여하는 것이다.

그러나, 이상 설명한 종래의 구동방식에는 다음과 같은 결점이 있다.

즉, 주기관(7)의 위치가, 내축(33), 외축(34)의 축선상에 없기 때문에 주기관(7) 및 구동장치(33)(34)(35)(36)의 배치에 넓은 스페이스를 필요로 하였다. 또 복수대의 주기관(7)을 사용한 경우에는 더욱 코스트가 높아지고, 취진성능의 향상에 의한 런닝코스트의 저감을 꾀하려는 2중 반전 프로펠러를 채용한다는 장점을 살릴 수 없었다.

또 종래의 방식에는 2중 반전 기구로서 도시를 생략한 유성기어방식 및 베벨기어방식이 있다.

유성기어방식의 경우는, 주기관으로부터 기어에 회전을 전달하는 입력측과 프로펠러내, 외의 출력측의 감속비와 토오크비는 서로 관계하기 때문에 토오크비를 최적으로 하기 위해서는, 주기관과 입력축과의 사이에 감속 또는 증속기를 별도 장치하고, 유성기어 입력축과의 회전을 조정하지 않으면 안되고, 최적회전수비, 최적토오크비를 동시에 얻기에 용이하지 않다.

한편, 베벨기어방식의 경우는, 특히 프로펠러 구동력이 큰 선박에 있어서는, 기어도 대용량이 되어 제작가공상의 제약이 있어 현실적이 아니었다.

또한 첨부한 도면 제4도에서와 같이 2중 반전 프로펠러는 선미쪽 프로펠러(1)와 선수쪽 프로펠러(2)와의 조합에 의해서 구성되고, 디이젤 주기관(7)의 발생토오크를 탄성조인트(6)에 의해서 변동분 즉, 진동분을 평활하게 하여 유성기구(5)에 전달되고, 또 유성기어기구(5)의 유성기어에 맞물린 평기어를 개재해서 내축(4)이 회전되고, 유성기어의 회전이 외축(3)으로 뽑아내어져서 회전되어, 내축(4)과, 외축(3)이 역회전방향으로 반전되며, 또한 거의 같은 크기의 토오크가 전달되고, 상기 양프로펠러(1)(2)는, 상기의 역회전과 함께 프로펠러의 형상 설계에의해서 거의 동일한 회전속도로 회전하게 되어 있다.

즉, 상기 2중 반전 프로펠러는 역방향에 회전되는 동시에 토오크 및 회전속도가 거의 같게되고, 추진효율이 최고로 발휘되도록 설계 되어있다.

또, 상기 선미쪽 프로펠러(1)와 선수쪽 프로펠러(2)의 드러스트추력은 축(4)과 외축(3)을 개재해서 드러스트 베어링(8)에 의해 선체에 전달되도록 되어있는 동시에 상기 탄성조인트(6)가 변동분을 평활하게 함과 동시에 회전방향을 반전시키는 유성기어기구(5)의 기어보호의 역할을 하는 구조로 되었다.

그러나 상기와 같은 선박용 2중 반전 프로펠러장치에 있어서는 추진효율을 최적으로 하기 위하여 양 프로펠러의 회전방향이 역방향으로 되고 또한 회전속도와 토오크가 거의 같게되도록 되어 있으나 도시한 바와같은 유성기어기구의 채용에 대해 다음과 같은 결점이 발생한다. 즉, (1) 유성기어기구(5)를 사용하여 2중 반전 프로펠러의 양 프로펠러(1)(2)를 서로 역방향으로 해서 회전속도가 같게 되도록하면 디이젤주기관(7)의 회전수가 감속 (감속비 3이상)되어서 프로펠러에 전달되기 때문에 주기관출력측이 저회전속도(예를들면 70회전/분)로 되는 저속디이젤을 채용하면, 프로펠러회전이 소망의 최적회전속도 이하로되어 추진효율은 반대로 악화시키게 되고, 또 주기관출력측의 회전속도가 비교적으로 높은 (예를들면 450회전/분)중속디이젤을 채용하면 프로펠러회전을 소망의 최적회전속도 가까이에 설정할 수 있어서 추진효율의 향상을 기대할 수 있으나, 양호한 연비율, 보수관리의 용이성, 악질의 연료유의 사용가능등의 저속 디이젤의 이점을 얻을 수 없게 되는 결점이 있다.

또 유성기어기구(5)의 입력쪽과 출력쪽 (외측(3)과 내측(4)의 감속비와 외측(3)과 내측(4)과의 토오크비는 서로 관게가 있기 때문에 토오크비를 최적으로 하기 위해서는 디이젤주기관의 출력측에 감속 또는 증속기를 별도 장비해서, 유성기어기구의 입력쪽의 회전을 조정하지 않으면 안된다는 단점이 있다(디이젤주기관에는 정격출력, 속도가 있기때문에 연속적인 회전속도를 선택할수 없다.).

2) 근년, 대형선박에 있어서의 주기관은, 상기와 같은 이점때문에 저속디이젤이 주류로 되어 있으며, 이 저속디이젤은 통상 프로펠러에 축을 개재해서 직결형상으로 사용되고 있기 때문에 주기관내에 트러스트베어링이 내장되어 있는 것이 표준으로 되어 있으며, 유성기어를 디이젤주기관과 프로펠러사이에 설치하면, 드러스트베어링을 프로펠러와 우성기어사이에 장치하여 준비하는 것이 필요하게 되어, 결국, 주기관내의 드러스트베어링은 디이젤주기관의 크랭츠축 이동을 저지시키는 역할만으로 되어서 용량이 과대해저셔 낭비가 되는 결점이 있었다(제4도에 있어서, 드러스트베어링(8)이 프로펠러(1)(2)쪽의 드러스트추력을 받고, 주기관내장의 드러스트베어링(도시생략)은 상기 드러스트추력을 받지 않는다.

또한 제5도에 도시한 바와같이 2중 반전 프로펠러는 선미쪽 프로펠러(1)와 선수쪽 프로펠러(2)에 의해서 구성되고, 디이젤 주기관(7)에 연설된 내축(4)을 개재해서 선미쪽 프로펠러(1)가 직접구동 연결됨과 동시에 내축(4)의 중간에 탄성조인트(6)를 설치하여 이 탄성조인트(6)에 의해서 변동분 즉, 진동분이 평활하게 되어서 입력외축(33a)에 토오크를 뽑아내게 되고, 입력외축(33a)에 고정설치된 입력 베벨기어(55a)와 케이싱(56f)에 회전자재하게 장착되고 입력 베벨기어(55a)에 맞물린 반전용 베벨기어(55b)와, 이 반전용 베벨기어(55b)에 맞물린 출력 베벨기어(55c)와, 이 출력베벨기어(55c)의 안쪽에 접동가능하게 감합되고 외축(33b)에 고정설치된 감합기어(55d)와, 복수개의 상기 반전용 베벨기어(55b)의 지지축 내단쪽을 지지한 링(55e)의 베벨기어군으로 이루워진 반전 전동기구(55)가 개장되어 있고, 상기 입력 베벨기어(55a)와 반전용 베벨기어(55b)와 출력베벨기어(55c)에 의해 회전방향이 반전되어서 외축(33b)에 전도되어, 선수쪽 프로펠러(2)가 구동되는 구조로 되어있다.

또한 선수쪽 프로펠러(2)로부터의 드러스트추력은 내측쪽의 드러스트 베어링(8b)에 있어서 내축(4)에 전달되고, 선미쪽 프로펠러(1)의 드러스트추력과 합치게 되어서, 디이젤주기관(7)내장의 드러스트 베어링(8a)에 의해서 선체(a)에 전달되도록 되어있고, 선체(a)가 전진으로 부터 후퇴로 변화하는 경우등에 발생하는 드러스트 베어링(8a)(8b)의 클리어런스내에서의 외축(33b)의 이동을 흡수하여 상기 베벨기어군을 보호하도록 감합기어(55d)가 출력베벨기어(55c)의 내면에 접동 가능하게 감합되어있다. (외축(33b)에 결합된 감합기어(55d)는출력베벨기어(55c)의 내면을 자유롭게 접동할 수 있는 구조로 되어 있다.

또한 반전용 베벨기어(55b)의 개수는 소망의 전달토오크를 얻기 위하여 적당한 수로 배설되고 이것들은 캐이싱(55f)의 내면쪽에서 회전하여 링(55e)에 의해서 그 지지축의 내단쪽이 서로 연결 보강되어 있고, 또한 상기기구는 적당히 축받침, 지지된 구조로 되어있어서 다음과 같은 장점이 있다.

(가) 연소율이 양호하고, 보수관리가 용이하고, 악질연료에 강한 저속디이젤을 효과적으로 채용하여 활용할 수 있다.

(나)는 선미쪽 프로펠러(1)는 저속디이젤주기관에 내축을 개재해서 직접결합되고, 다른쪽, 선수쪽 프로펠러(2)는 비틀림 진동이 작은 내축(4)의 중간부근에서 토오크가 봅아내어지고, 베벨기어군(55a, 55b, 55c)과 입력외축(33a)및 탄성조인트를 개재해서 저속디이젤과 결합되고 프로펠러 부하토오크에 관계없이 2중 반전 프로펠러의 양 프로펠러(1)(2)를 동일 회전속도로, 서로 역방향으로 회전하도록 할 수 있기때문에 2중 반전 프로펠러의 최적 설계를 자유로이 할수 있다(2중 반전 프로펠러는 각 프로펠러를 동일 회전속도로 역회전 시켜서, 양 프로펠러의 토오크를 거의 동일하게 한 때가 가장효율이 양호하게 된다.)

(다)는 탄성조인트(6)및 반전전도기구(55)즉 베벨기어군은 선수쪽 프로펠러(2)를 구동하는 용량, 즉 디이젤주기관 출력의 반분의 용량으로 된다(선미쪽 프로펠러(1)는 내축(4)을 개재해서 디이젤주기관(7)에 직결되기 때문에 내측쪽용의 탄성조인트기어등이 불필요하게 된다.)

(라) 내축(4)이 디이젤주기관(7)에 직결되어 있기때문에 표준장비에 있어서의 저속 디이젤주기 내장의 드러스트베어링을 최대로 활용할 수 있다.

(마) 상기 (다)(라)에 의해서 비교적 저렴한 반전전도 기구로 제작할 수 있다.

(바) 2중 반전 프로펠러의 각 프로펠러(1)(2)가 항상 동일속도로 반전되기 때문에 증, 감속이나 후진시의 과도특성이 양호하다(종래의 회전추진시스템에서는 각 프로펠러의 토오크밸런스에 의해서 그들의 회전속도가 변화하고, 경우에 따라서는 동일방향으로 회전하는 일도 있을 수 있다.)

그러나, 이러한 종래의 상기 선박용 2중 반전 프로펠러 장치에 있어서는, 선수쪽 프로펠러쪽의 반전전도기구로서 베벨기어군이 사용되고, 드러스트 베어링의 크리어런스내에서 외축(33b)의 이동을 흡수해서 베벨기어를 보호하기 때문에 출력베벨기어(55c)의 내부에 접동가능하게 감합에 의해서 조합된 감합기어(55d)가 필요하게되어, 베벨기어의 군이 복잡, 대형의 구조로 되는 동시에, 큰 프로펠러 구동력을 필요로 하는 선박에 있어서는 베벨기어 용량이 현저하게 증대, 대형화되고 또한 특수한 베벨기어로 되어, 제작이 극히 곤란하게 되고 현저하게 비용이 많이 드는 결점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 선박용 2중 반전 프로펠러장치의 결점을 해소하기 위해서 연구된, 선박추진용 2중 반전 프로펠러장치에 관한것으로서, 디이젤주기관쪽으로부터 중간내축 및 내축을 개재해서 선미쪽프로펠러에 직결하고, 상기 디이젤주기관쪽의 상기 중간내축의 플랜지가 붙은 마찰슬리이브 커플링으로 출력을 꺼내서, 탄성조인트와 반전전도기구 및 외축을 개재해서 선수쪽 프로펠러에 연결함과 동시에 상기 선수쪽 프로펠러로부터의 상기 외축의 드러스트추력을 상기 중간내축의 드러스트 베어링에 전달시키고, 동시에 상기내, 외측의 드러스트추력을 상기 디이젤주기에 내장된 드러스트 베어링으로 전달시킨 구성으로 한 점에 특징을 가진 것으로서, 간단한 기구에 의해 2중 반전 프로펠러의 회전구동 선능 및 드러스트추력 지지성능을 높이고, 저속디이젤주기의 채용을 가능케하여 상기한 바와같은 결점을 해소시킨 선박추진용 2중 반전 프로펠러장치를 제공하는 점에 있다.

본 발명은, 상기한 바와같은 구성으로 되어있으며, 디이젤주기관쪽으로부터 중간내축 및 내축을 개재해서 선미쪽 프로펠러에 직결하고, 상기 디이젤주기쪽의 상기 중간내측의 플랜지가 붙은 마찰슬리이브 커플링으로 출력을 꺼내서 탄성조인트와 반전전도 기구 및 외축을 개재해서 선수쪽 프로펠러에 연결됨과 동시에 상기 선수쪽 프로펠러로부터의 상기 외축의 드러스트추력을 상기 중간내축의 드러스트 베어링으로 전달시키고, 동시에 상기 내, 외축의 드러스트추력을 상기 디이젤주기관에 내장된 드러스트베어링에 전달시킨 구성으로 되어 있으므로, 디이젤주기관으로 부터 중간내축 및 내축을 개재해서 선미쪽 프로펠러가 직결, 구동되며, 한편, 중간내측의 플랜지가 붙은 마찰슬리이브커플링에 의해서 출력이 꺼내지고, 동시에 탄성조인트와 반전전도기구에 의해서 외축이 반전회전되어서 선수쪽 프로펠러가 회전구동되게 되어 있으며, 선미쪽 프로펠러의 내축과 선수쪽 프로펠러의 외축과의 회전방향의 반전, 회전속도 및 토오크분배의 자유성이 얻어져, 2중 반전 프로펠러의 회전구동성능이 현저하게 향상되고 동시에 저속 디이젤기관을 채용하여 그것을 유효하게 활용할 수 있어 그 특성을 얻을 수 있게 됨과 동시에, 선수쪽 프로펠러부터의 외축의 드러스트추력은 중간내축의 드러스트베어링으로 전달되고, 동시에 선미쪽 프로펠러로부터의 내축의 드러스트추력과 함께 디이젤주기관내장의 드러스트베어링에 전달되기때문에, 2중 반전 프로펠러의 회전구동성능이 현저하게 향상됨과 동시에, 플랜지가 붙은 마찰커플링 및 탄성조인트에 의한 출력전달성능에 의해서 반전전도 기구에 미치고 기어가 보호되어, 2중 반전 프로펠러의 회전구동성능이 한층 더 향상됨과 동시에 신뢰성이 현저하게 향상된다.

또한 본 발명의 다른 목적은 디이젤주기관에 연설된 내축에 선미쪽 프로펠러를 직결하고, 상기 내축의 중간으로부터 탄성조인트와 입력외축 및 반전전도기구를 개재해서 연통연결된 외축에 선수쪽 프로펠러를 연결한 선박용 2중 반전 프로펠러장치에 있어서, 상기 반전전도기구를, 상기 입력외축과 상기 외축간에 개장된 태양기어와 이 태양기어에 맞물린 소유성기어와 이 소유성기어에 결합된 대유성기어 및 이 대유성 기어에 맞물린 내부기어로 구성되는 유성기어기구에 의해서 구성한 점에 특징을 가진 것으로서, 선수쪽 프로펠러 구동기구로 되어 있는 입력외축과 외축간의 반전전도기구를, 외축의 드러스트방향의 이동을 허용하고 동시에 상기 입력외축과 외축을 같은 회전속도로 전도할 수 있는 특수구성의 유성기어기구로 하므로서, 종래의 결점을 해소한 선박용 2중 반전 프로펠러장치를 제공하게 된다.

상기 구성으로 된 선박용 2중 반전 프로펠러장치는 디이젤주기관에 연설된 내축에 선미쪽 프로펠러를 직결하고, 상기 내축의 중간으로부터 탄성조인트와 입력외축 및 반전전도기구를 개재해서 연동연결된 외축에 선미쪽 프로펠러를 연결함과 동시에, 상기 반전전도기구를 상기 입력외축과 상기 외축과의 사이에 개장된 태양기어와, 이 태양기어에 맞물린 소유성기어와, 이 소유성기어에 결합된 대유성기어 및 이 대유성기어에 맞물린 상기 외축쪽의 내부기어로 구성된 유성기어 기구에 의해서 구성되어 있으므로, 상기 내축쪽의 중간에서부터, 탄성조인트를 개재해서 변동분이 평활화 되어서 입력외축으로 토오크가 전달되고, 또 상기 유성기어기구에 있어서의 소유성기어에 결합된 대유성기어의 구성에 의해서, 각 기어를 평기어로 할 수 있으며 동시에 반전기능을 가짐과, 동시에 입력외축과 외축과의 회전속도와 토오크배분이 현저하게 자유롭게 설정할 수 있게되어, 상기 특수구성의 유성기어기구에 의해서 외축의 드러스트방향의 이동이 충분히 흡수되어 기어가 보호됨과 동시에, 선미쪽 프로펠러에 대한 선수쪽 프로펠러의 반전, 회전속도 및 토오크 배분기능이 현저하게 높여져서, 2중 반전프로펠러의 회전성능과, 신뢰성이 현저하게 향상된다.

더우기, 상기 유성기구는, 대유성기어가 단순히 부설되어 있는 정도에서 비교적 간단한 소형구성으로 할수 있고 값싸게 제공할 수 있음과 동시에, 상기와 같은 뛰어난 프로펠러 회전성능에 의해서 여러가지의 특성을 가진 저속디이젤주기관을 채용하여 유효하게 활용가능해지고, 또한 종래의 베벨기어군에 있어서의 특성도 겸비한 것이 된다.

본 발명의 또 다른 목적은 고연료비의 저속디이젤을 주기관으로 하는 2중 반전 프로펠러 구동기구의 간소화를 목적으로, 2중 반전 프로펠러 구동기구를, 프로펠러축과 동일선상에 배치된 주기에 결합하는 평행축 기어장치를 제공하는 것이다. 즉, 2중 반전 프로펠러로 추진하는 선박에 있어서, 일단에 선미쪽 프로펠러가 부착되고 타단에 주기관에 연결된 내축과, 내주면에 상기내축에 접하고, 외주면이 외축의 내주에 접한 탄성조인트와, 상기 외축에 반전기구를 개재해서 상기 선미쪽 프로펠러보다도 선수쪽에 부착된 선수쪽 프로펠러로 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도시한 바에 따라서 설명한다. 제6도 내지 제8동 본 발명의 일실시예를 표시하고 있으며, 도면중 (1)은 선미쪽 프로펠러, (2)는 선수쪽 프로펠러, (3)은 선수쪽 프로펠러(2)가 연결된 외축, (4)는 선미쪽 프로펠러(1)가 직결된 내축으로서, 저속의 디이젤주기관(7)의 출력축(9)으로부터 중단내축(4a) 및 내축(4)을 개재해서 선미쪽 프로펠러(1)에 직결되며, 디이젤주기관(7)쪽의 출력축과 중간내축(4a)과의 플랜지가 붙은 마찰슬리이브커플링(14)으로 토오크출력이 꺼내어지고, 또한 탄성조인트(6)와 반전전도 기구(20) 및 외축(3)을 개재해서 선수쪽 프로펠러(2)에 연결되어 있다.

더욱 상세히 설명하면, 선체(a)의 일부인 이중바닥의 탱크톱(b)상에 저속의 디이젤주기관(7)과 반전전도 기구(20)가 설치되며, 2중 반전 프로펠러 즉 선미쪽 프로펠러(1)와 선수쪽 프로펠러(2)를 각각 회전구동하는 내축(4), 외축(3)은 선체(a)의 일부를 구성하고 있는 기관실의 후부격벽(c)에 관통되어 있다.

디이젤주기관(7)의 출력축(9)은, 중간내축(4a)과 내축(4)을 개재해서 선미쪽 프로펠러(1)에 직결되어 있다. 즉, 출력축(9)과 중간내축(4a)은 플랜지가 붙은 마찰슬리이브커플링(14)으로 중간내축(4a)과 내축(4)은 마찰슬리이브커플링(11)으로 연결되어, 토오크와 드러스트추력을 함께 마찰로써 전달하는 구성으로 되어있다.

다른쪽의 선수쪽 프로펠러(2)는, 출력축(9)과 중간내축(4a)을 결합한 플랜지가 붙은 마찰슬리이브커플링(14)으로부터 탄성조인트(6), 반전전도 기구(20), 중간외축(3a), 슬리이브(10), 외축(3)을 개재해서 토오크가 전달되며, 중간외축(3a)과 슬리이브(10)및 외축(3)사이에는, 각각 플랜지식 마찰커플링(15)(16)이 개장되어 플랜지조인트에 의해서 결합되어 있으며, 토오크와 드러스트추력을 함께 마찰로서 전달하는 구성으로 되어있다.

또한, 상기 마찰커플링(11)(14)(15)(16)은, 유압이 부하되어 부착 및 개방이 가능한 공지의 오일분사형으로 되어있다.

또, 선수쪽 프로펠러(2)의 드러스트추력은, 외축(3), 슬리이브(10), 중간외축(3a)을 개재해서 중간내축(4a)의 드러스트베어링(8a)에 의해서 중간내축(4a)에 전달되어, 선미쪽 프로펠러(1)쪽의 내축(4), 중간내축(4a)을 개재한 드러스트추력과 함께 디이젤주기관(7)내장의 드러스트베어링(8b)으로 받아서 선체로 전달되는 구성으로 되어있다.

또한 상기 반전전도 기구(20)는, 제6, 제7도에 표시한 바와같이 케이싱(20-1), 대판(20-2), 입력베벨기어(20-3), 출력베벨기어(20-4), 반전용베벨기어(20-5), 감합기어(20-6), 링(20-7), 중간내축베어링(20-8), 베벨기어베어링(20-9), 베벨기어(감합기어부착) 베어링(20-10), 오일시이링(20-11), 오일누설방지커버(20-12), 방전용베벨기어베어링(20-13)등으로 구성되며, 케이싱(20-1)의 내면에서 회전할수 있게 부착되어 있는 반전용베벨기어(20-5)는, 디이젤주기관(7)이 선수쪽 프로펠러(2)에 토오크를 전달하는데 충분한 개수가 착설되어, 주기관쪽의 출력축(9)과 중간내축(4a)을 결합하는 플랜지가 붙은 마찰슬리이브커플링(14)으로부터 꺼내져서 탄성조인트(6)에 전달된 토오크는, 여기서 변동분 즉, 진동성분이 평활화되어 입력베벨기어(20-3)에 전달된다.

출력베벨기어(20-4)는, 갑합치를 내치고 가지고 있으며, 감합기어(20-6)의 외치와 축방향으로 슬라이드가 자유롭게 감합되어 있다.

(제7도의 단면참조). 이 방법에 의해서 선박의 전진 후진시에 감합 감합기어(20-6)가 중간내축쪽의 드러스트베어링(8a)의 클리어런스내에서 이동해도 베벨기어군(20-3)(20-4)(20-5)의 맞물림에는 지장이 생기지 않도록 연구되어 있다.

이렇게 해서, 디이젤주기관(7)의 토오크의 약절반은 선수쪽 프로펠러(2)에 전달되고 있다.

또한, 베벨기어군(20-3)(20-4)(20-5)이나, 감합기어(20-6)는, 적당히 베어링(20-9)(20-10)(20-13)에 의해서 지지되어 있다.

또, 중간내축(4a)은, 일정속도 회전시, 진동성분을 제외해서 상대속도가 없는 베어링(20-8)에 의해서 지지되어 있다. 반전전도 기구(20)의 내부는 기어나 베어링이 적당하게 기름으로 윤활되어 있으며, 이 기름을 외부로 누설시키지 않고 오일섬프(30)로 떨어지게 하여, 펌프로 재순환되게 오일투울링(20-11), 오일누설방지커버(20-12)를 부착하고 있다.

또한 내, 외축(4)(3)은 적당하게 기름 또는 해수에 의해서 윤활된 베어링에 의해서 지지되어 있다.

또한 마찰커플링(15)을 개방하므로서, 슬리이브(10)가 축방향 선수쪽으로 슬라이드되며, 내부의 마찰슬리이브커플링(11)을 개방할 수 있다.

따라서, 마찰커플링(16)도 개방하면, 내, 외축(4)(3)은 선체(a)밖으로 빼낼 수 있다. 또한 플랜지식 마찰슬리이브커플링(14)을 개방하여 선수쪽으로 슬라이드시켜, 축방향으로 상하 양분되어 있는 케이싱(20-1) 및 베어링(20-9)(20-10)을 개방하면, 중간 내, 외축(4a)(3a)도 개방점검, 보수점검이 가능하다.

또한, 중간내축이 길경우, 출력축(9)과 중간내축(4a)을 플랜지식 마찰슬리이브커플링(14)와는 별도의 마찰슬리이브커플링으로 결합해서, 이 플랜지식 마찰슬리이브커플링(14)를 중간축에만 마찰커플링시켜도 된다.

그리고 또, 케이싱(20-1)의 내면에 부착되어 있는 반전용베벨기어(20-5)는 그 측단을 링(20-7)으로 연결, 보강되어 있으나, 또한 반전용 베벨기어(20-5)이 지지강도가 부족하면, 링(20-7)을 케이싱(20-1)과 결합하여, 한층 더 보강이 가능하다.

도시한 상기 실시에는, 상기한 바와같은 구성르로 되어 있으므로, 상기 반전전도기구(20)즉 제6도 및 제7도에 표시한 바와같은 베벨기어구군으로 하므로서, 회전방향의 반전, 회전속도 및 토오크배분등의 회전전도성능이 향상되며, 연료소비율이 좋고, 보수관리가 용이하며, 악질연료유에 강한 저속디이젤기기를 채용할 수 있어서 효과적로 활용할 수 있어, 그 이점을 충분히 얻을 수 있다.

또, 선미쪽 프로펠러(1)는, 저속디이젤주기관(7)으로부터 중간내축(4a), 내축(4)을 개재해서 직결, 회전구동됨과 동시에, 한편, 선수쪽 프로펠러(2)는, 비틀림진동이 작은 중간내축 및 주기쪽의 출력축으로부터 플랜지식 마찰슬리이브커플링으로 토오크 즉 출력이 꺼내져서, 탄성조인트, 반전전도기구의 베벨기어군을 개재해서 전도연결되어 있기 때문에, 프로펠러부하 토오크에 관계없이 2중 반전 프로펠러의 각각의 프로펠러 회전속도의 방향이 서로 반대이고, 크기를 같게 할 수 있고, 토오크배분도 같게 할 수 있어, 2중 반전 프로펠러의 최적한 설계를 자유롭게 할 수 있다.

또한, 탄성조인트 및 반전전도기구의 베벨기어군은, 선수쪽 프로펠러를 구도하는 용량, 즉 디이젤주기관의 출력의 약절반이면 된다. 선미쪽 프로펠러는 내축, 중간내축을 개재해서 디이젤주기관과 직결되기 때문에, 이 축부에 탄성조인트 베벨기어등이 필요없게되어 간소화 할수 있다.

그위에 또, 중간내축이 디이젤주기관에 직결되어 있고, 그 슬라이드베어링에 의해서, 내, 외축쪽의 드러스트추력을 표준비인 저속디이젤주기관쪽에 내장된 드러스트베어링으로 받아서 선체쪽에서 받을 수 있게 할 수 있어, 드러스트추력의 지지성능을 현저하게 향상시킬 수 있고, 탄성조인트와 함께 반전전도기구의 베벨기어군을 보호할 수 있다.

종래의 유성기어방식에서는 각 프로펠러의 토오크 불균형이 생겨 회전속도가 변화하여, 극단적인 경우에는 양 프로펠러가 동일방향으로 회전되는 일도 있을 수 있으나, 본 실시예에 있어서의 상기한 회전전도 구동기구에서는, 2중 반전 프로펠러의 각 프로펠러가 항상 동일 회전속도로 반전되고, 증, 감속이나 후진시등의 과도특성이 현저하게 향상된 것이 되고, 또 전체적으로 비교적 값싼 구동기구가 되어서, 2중 반전 프로펠러의 회전구동성, 신뢰성이 대폭적으로 향상된다.

다음 본 발명의 다른 실시예를 제9도 내지 제11도에 의해서 설명한다.

상기 실시예와 동일한 구성요소는 같은 번호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

반전전도 기구(20)는, 특히, 제9도 및 제10도 표시한 바와같이 입력외축(33a)의 선단쪽에 고설한 태양기어(10a)와 이 태양기어(10a)에 맞물린 소유성기어(10b)와, 이 소유성기어(10b)의 같은 축상에 결합된 대유성기어(10c)와, 이 대유성기어(10c)에 맞물린 외축(33b)의 기부에 고설된 내부평기어(10d)로 된 유성기어기구로 구성되어 있으며, 상기 소유성기어(10d)와 대유성기어(10c)에 공통된 유성축(15)은 고정대(1)와 원판(12)에 도시한 바와같이 베어링으로 지지되고 또 상기, 대, 소유성기어(10b)(10c)의 짝은 선수쪽 프로펠러(2)에의 토오크전달에 필요한 개수로 설치되어 있다.

보다 상세하게 설명하면, 선수쪽 프로펠러(2)를 구동하기 위해서 내축(4)의 중간부로부터 꺼내어지고 입력외축(33a)으로 전달되는 토오크는 개장된 탄성조인트(6)에 의해서 변동분이 평활화되어 입력외축(33a)을 개재해서 태양기어(10a)에 전달되어서, 이 태양기어에 의해서 소유성기어(10b)와 대유성기어(10c)가 회전되고, 또한 이 대유성기어(10c)에 의해서 내부평기어(10d)및 외축(33b)이 전도회전되어서, 입력외축(33a)에 대해서 외축(33b)의 회전방향이 반전되는 구성으로 되어있다.

또, 상기의 각 기어는 모두 평기어로 형성되어 있음과 동시에, 상기 대, 소유성기어(10b)(10c)의 대, 소 즉치수비의 변경에 의해서 태양기어(10a)와 내부평기어(10d)가 동일회전속도로 반전되도록 한 것으로서, 제11도에 표시한 바와같이 태양기어(10a), 내부평기어(10d), 소유성기어(10b), 대유성기어(10c)의 반경을 각각 (r)(R)(a)(b)로 하여, R = a ＋ b ＋r

=

…〔1〕

상기 식〔1〕을 만족하는 기어직경으로 하면, 태양기어(10a)와 내부평기어(10d)즉, 입력내축(33a)와 외축(33b)이 동일회전속도로 반전된다.

(종래의 유성기어기구에서는 입력축과 출력축과의 회전속도를 동일하게 할 수는 없다.)

예를들면 a : b : r : R = 1 : 2 : 3 : 6 이면 상기식〔1〕을 만족할 수 있다. 또한, 상기 비율을 취하는 방법은 양 프로펠러의 구성과의 관련에 의해서 최적상태로 자유롭게 설정할 수 있다.

본 실시예는, 상기와 같은 구성으로 되어 있으므로, 선미쪽 프로펠러(1)가 저속디이젤주기관(7)쪽으로부터 내축(4)을 개재해서 직접 구동되며, 한편, 내축(4)의 중간부로부터 탄성조인트(6)에 의해서 변동분이 평활화되어 입력외축(33a)에 토오크출력이 꺼내어짐과 동시에, 반전전도기구(20)에 있어서의 소유성기어(10b)에 같은 축상에서 결합된 대유성기어(10c)의 구성에 의해서, 입력외축(33a)과 외축(33b)과의 사이의 회전방향 반전기능과 함께, 내축(4)에 대한 외축(33b)즉 선미쪽 프로펠러(1)에 대한 선수쪽 프로펠러(2)의 동일 회전속도 및 동일 토오크배분기능을 자유롭게 설정할 수 있고, 2중 반전 프로펠러의 회전추진성능, 신뢰성이 현저하게 향상된다.

또, 내부평기어(10d)와 대유성기어(10c)가 평기어의 맞물림관계가 되어, 외축(33b)의 드러스트방향에의 이동이 자유롭게 되고 드러스트추력을 흡수 할 수 있기때문에, 상기 유성기어기구(10)의 기어가 보호됨과 동시에, 외축(33b) 및 내축(4)의 드러스트추력을 받는 드러스트베어링(8b)(8a)의 기능이 충분히 발휘된다.

또한 대용량 선박용 추진장치로서 실적이 있는 종래의 유성기어기능에 상기와 같은 대유성기어를 부설하므로서, 종래의 특징을 가지면서 동시에 그 결점을 충분히 해소할 수 있게 되어 극히 간단한 소형구조로 실시가능하며, 또, 연료비, 보수관리성에 뛰어나고, 악질연료유의 사용가능등의 특징을 가진 저속디이젤주기관을 사용하며 동시에 그것을 유효하게 활용할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 태양기어(10a)를 입력쪽 평기어(10d)를 출력쪽으로 하고 있으나, 이에 한하지 않고, 역전배치로해도 같은 효과를 얻을 수 있으며, 또 복수조의 대, 소유성기어(10b)(10c)에 있어서의 유성축(15)단은 원판(12)으로 연결, 보강하고 있으나, 이 원판(12)을 고정대(11)에 결합해서 보다 더 보강된 설계로 하는 것도 가능하다.

제12도 내지 제14도에 있어서 상기 실시예와 동일한 구성요소는 같은 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시예는 선박용 2중 반전 프로펠러장치에 있어서, 선미쪽 프로펠러(1)는 내축(4)에 의해서 주기관(7)에 직결해서 구동된다. 또, 선수쪽 프로펠러(2)는 주기관(7)에 직결되는 내축(4)의 중간부로부터 탄성조인트(6)에 의해서, 변동분에 대해서 평활화된 토오크가 입력쪽 기어장치(106)의 대기어장치의 대기어(106c)에 전달되며, 또한 소기어(106a)에는 아이들러기어(106b)에 의해서 대기어(106c)와 같은 방향의 회전이 주어진다.

한편, 출력쪽 기어장치(105)에는 입력쪽 기어장치(106)의 소기어(106a)와 동일축상에 있는 소기어(105a)에 회전이 전달되고, 또한 이 소기어(105a)와 맞물리는 대기어(105b)에 입력쪽 기어장치(106)의 대기어(106c)와는 반대방향의 회전이 전달된다. 이로 인하여 선수쪽 프로펠러(2)는 주기관(7)에 직결된 선미쪽 프로펠러(1)와는 반대방향의 회전이 전달되게 된다.

또한 입력쪽 기어장치(106)의 증속비와 출력쪽 기어장치(105)의 감속비는 (증속비/감속비 = 1.0)이 되게 선택하면 된다.

이상, 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 다음의 효과를 얻을 수 있다.

①주기관이 프로펠러축선상에 배치되어, 전체가 콤팩트하게 뭉쳐진다.

②제작가공과, 조립이 용이하고, 신뢰성이 높은 기어장치를 제공할 수 있다.

③선미쪽 프로펠러가 주기에 직결되어 있기때문에, 탄성조인트는 주기관출력의 약 절반의 용량이면 된다.

④전체가 콤팩트하고, 제작코스트가 싸며, 그 위에 신뢰성이 높은 기어장치를 제공할 수 있는 2중 반전 프로펠러의 채용에 의해서, 추진성능향상에 의한 런닝코스트의 저감을 도모할 수 있는 장점을 보다 효과적으로 발휘할 수 있다.

Claims (5)

1. 2중 반전 프로펠러로 추진되는 선박의 2중 반전 프로펠러장치에 있어서, 한단이 디이젤주기관의 출력축에 직결되고 그 타단에 선미쪽 프로펠러를 장착한 내축과, 상기 내축과 연결되는 외축의 한단에 반전전도기구 및 탄성조인트를 개재하고, 그 타단에 선수쪽 프로펠러럴 장착한 외축을 구비한 것을 특징으로 한 선박용 2중 반전 프로펠러장치.
2. 제1항에 있어서, 외축에 걸리는 플로펠러추력을 내축에 전달하여, 내, 외축에 걸리는 프로펠러추력을 통합해서 주기간에 착설된 드러스트베어링(8b)에 전달하기 위해서 내축의 외주에 추력을 받게 하도록 착설한 플랜지 형상의 드러스트베어링장치(8a)를 구비한 것을 특징으로 한 선박용 2중 반전 프로펠러장치.
3. 제1항에 있어서, 반전전도기구가 탄성조인트를 개재해서 내축에 연결된 입력베벨기어(20-3)와, 입력베벨기어에 맞물리는 반전용 베벨기어(20-5)와, 반전용 베벨기어(20-13)에 맞물리는 출력 베벨기어(20-4)와, 출력베벨기어(20-4)의 내치에 그 위치가 맞물려서 축방향으로 슬라이드가 자유롭게 감합되어 외축에 고작된 감합기어(20-6)로 구성된 것을 특징으로 한 선박용 2중 반전 프로펠러장치.
4. 제1항에 있어서, 반전전도기구가 탄성조인트를 개재해서 내축에 연결된 태양기어(10a)와, 태양기어 맞물리는 소유성기어(10b)와, 소유성기어에 결합된 대유성기어(10c)와, 대유성기어에 맞물린 외축의 기부에 고설된 내부평기어(10d)로 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 2중 반전 프로펠러장치.
5. 제1항에 있어서, 반전전도기구가 탄성조인트를 개재해서 내축에 연결된 제1의 대기어와, 외축에 연결된 제2의 대기어와, 제1의 기어 및 제2의 기어중 한쪽의 대기어에 맞물리는 아이들러기어와, 서로 동일축상에 결합되어 한쪽이 아이들러기어에, 다른쪽이 아이들러기어와 맞물리지 않는 다른쪽의 대기어에 맞물리는 소기어로 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 2중 반전 프로펠러장치.

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