WO2013168986A1 - 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박 Download PDF

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WO2013168986A1
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reverse rotation
propeller
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이동현
서종수
이태구
백광준
박광근
황보승면
김지남
권혁
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Definitions

  • the present invention relates to a ship, and more particularly to a ship propulsion device and a ship comprising the two propellers rotate oppositely to generate a propulsion force.
  • a typical marine propulsion device has one spiral propeller.
  • a propeller with a single propeller has a high energy loss since the rotational energy of the water flow due to the propeller's rotation cannot be used as a driving force.
  • the counter rotating propeller can recover this lost rotational energy as the driving force.
  • CRP counter rotating propeller
  • two propellers installed on the same axis rotate in opposite directions to generate propulsion force.
  • the rotational energy of the fluid passing through the front propeller is recovered by propulsion while the rear propeller rotates backward. Therefore, it is possible to exhibit a high propulsion performance compared to the propulsion device having a single propeller.
  • the double reversal propulsion device includes a reverse rotation device and a hollow shaft that implement opposite rotations of two propellers, it is relatively difficult to manufacture and install, and requires high technical level to operate stably while maintaining reliability. do.
  • the double reversal propulsion device is required for an emergency operation that can drive the other propellers to operate the ship when one of the propellers can not be driven due to the failure of the reverse rotation device.
  • An embodiment of the present invention is to provide a ship propulsion device and a ship including the same, which can simplify the power transmission system and realize a stable mutual reversal of the two propellers as well as easy to manufacture, install and maintain.
  • an embodiment of the present invention is to provide a ship propulsion device and a ship comprising the same that can block the transmission of power to the reverse rotation device if necessary.
  • an embodiment of the present invention is to provide a ship propulsion device and a ship having the same that can protect the reverse rotation device when the propulsion only by the rear propeller.
  • an embodiment of the present invention is to provide a ship propulsion apparatus and a ship including the same that can automatically implement the power transmission to the reverse rotation device.
  • a reverse rotation device including a gear box, a coupling device that detachably connects the rotation shaft and the reverse rotation device, and disconnects power transmission from the rotation shaft to the inversion rotation device, and upon separation of the coupling device.
  • a propulsion device for a ship may be provided that includes a rotation preventing device for preventing rotation of the front propeller.
  • the coupling device includes a friction member interposed between the rotating shaft and the reverse rotation device to prevent slip.
  • the coupling device includes a drive flange formed in the radial direction of the rotary shaft, and a plurality of connecting bolts for coupling the rotary shaft with the reverse rotation device through the drive flange.
  • the friction member may be formed of a plurality of pieces to be separated between the rotating shaft and the reverse rotation device when the bolt is separated.
  • the plurality of gears may include a driving bevel gear, a driven bevel gear for transmitting power to the front propeller, at least one inverted bevel gear for inverting and transmitting rotation of the driving bevel gear, and the driving bevel. And a first connection member connected to the gear and extending toward the driving flange.
  • the coupling device further includes a driven flange extending from the reverse rotation device to receive the driving force of the rotating shaft, and the anti-rotation device includes a shaft for fixing the driven flange to the hull.
  • the driven flange includes a fastening hole to which one end of the shaft is fixed
  • the hull includes a shaft frame to which the other end of the shaft is fixed.
  • the anti-rotation device may restrain the rotation of the first connection member when the first connection member and the drive flange is disconnected.
  • the coupling device further includes a driven flange extending from the reverse rotation device to receive the driving force of the rotating shaft, and the anti-rotation device includes a pair of friction pads disposed opposite to edges of the driven flange. Disc brakes.
  • the coupling device includes a first gear unit fixed to the rotating shaft, a second gear unit fixed to the reverse rotation device, and a connection unit for selectively connecting the first gear unit and the second gear unit. It may be configured as a clutch device.
  • the second gear unit further includes a cylindrical portion coupled to the reverse rotation device, and a second gear portion disposed at an end of the cylindrical portion adjacent to the first gear portion of the first gear unit.
  • connection unit includes a retraction unit provided in the outer diameter of the cylindrical portion sliding in the axial direction along the cylindrical portion, and extending from the retraction unit corresponding to the first gear portion and the second gear portion.
  • the clutch device includes a hydraulic chamber which is partitioned between the advance unit and the second gear unit, the fluid is accommodated to allow the advance unit sliding.
  • the clutch device includes a flow path for supplying a fluid to the hydraulic chamber.
  • the plurality of gears may include a driving bevel gear, a driven bevel gear for transmitting power to the front propeller, and one or more inverted bevel gears for inverting and transmitting rotation of the driving bevel gear.
  • the second gear unit may be connected to the driving bevel gear and extend toward the first gear unit.
  • the propulsion device according to the embodiment of the present invention can be detachably coupled to the front connection member and the rotating shaft, it is possible to block the power transmission to the reverse rotation device in an emergency situation, such as failure of the reverse rotation device.
  • the propulsion device by providing a rotation preventing device for preventing the rotation of the front propeller when the power to the reverse rotation device, the reverse rotation device that may occur due to the rotation of the front propeller, etc. Breakage of components can be prevented.
  • the propulsion device can be mounted in such a way that the gearbox of the reverse rotation apparatus enters the installation space formed at the rear of the hull in the state in which the reverse rotation apparatus is manufactured and assembled outside the hull. Installation can be performed easily.
  • the propulsion device can easily remove the front and rear propellers from the rotating shaft when the failure occurs, and the gearbox of the reverse rotation device can be separated from the hull to easily perform maintenance work, such as troubleshooting can do.
  • the propulsion device by providing a clutch device for automatically implementing the coupling, the separation of the reverse rotation device and the rotating shaft, it is possible to automate the power transmission and blocking to the reverse rotation device.
  • the propulsion device by providing a rotation preventing device for preventing the rotation of the front propeller when the power to the reverse rotation device, the reverse rotation device that may occur due to the rotation of the front propeller, etc. Breakage of components can be prevented.
  • the propulsion device is to implement the reversal of the front propeller by using a plurality of bevel gears can reduce the volume and simplify the configuration of the power transmission system compared to the conventional planetary gear type reverse rotation device. can do.
  • the volume of the reverse rotation apparatus can be reduced, it is possible to install the reverse rotation apparatus at the rear of the hull.
  • the propulsion device according to the embodiment of the present invention can remove the hollow shaft as in the prior art by installing a reverse rotation device on the rear side of the hull can not only simplify the power transmission system but also reduce the area requiring lubrication. Therefore, the problems caused by lubrication can be minimized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a propulsion apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a vessel.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the propulsion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the reverse rotation apparatus of the propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a detailed cross-sectional view showing the mounting structure of the bearings for supporting the front propeller of the propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a detailed cross-sectional view illustrating a mounting structure of bearings for supporting the front propeller of the propulsion apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, in which the first radial bearing is separated.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of mounting the reverse rotation device of the propulsion apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the reverse rotation device is separated.
  • FIG 8 illustrates a state in which a rotating shaft and a reverse rotation device are coupled to the propulsion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the rotation preventing device is installed after the coupling device is separated from the propulsion device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a first sealing device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a second sealing device of the propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the anti-rotation device is installed on the rear of the hull according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which a rotation preventing device according to another embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the first sealing device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a partial cutaway perspective view showing a coupling device of the propulsion device according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a cross-sectional view of a main portion showing a state in which the coupling device is operated in the propulsion device according to another embodiment of the present invention.
  • 17 is a main cross-sectional view showing a state in which the clutch device is released from the propulsion device according to an embodiment of the present invention, and a rotation preventing device is installed.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view of the reverse rotation device of the propulsion apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • 19 is a cross-sectional view illustrating a mounting example of the reverse rotation apparatus of the propulsion apparatus according to another embodiment of the present invention, showing a state in which the reverse rotation apparatus is separated.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a propulsion apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a vessel.
  • the front propeller 10 and the rear propeller 10 is arranged so that the axis line coincides with the rotating shaft 5, the rotating shaft 5 behind the hull 1, Inverted rotation device 30 installed on the rear end 3 of the hull 1 to realize the opposite rotation of the propeller 20, the front propeller 10 and the rear propeller 20, the rotary shaft 5 and the reverse rotation And a coupling device 60 for detachably connecting the device 30.
  • This embodiment is a double reversal propulsion device for generating propulsion while the two propellers (10,20) are rotated opposite to each other.
  • the tail 3 of the hull 1 is a stern boss as a part that protrudes in a streamlined direction from the hull 1 to the rear for installation of the front and rear propellers 10 and 20 and the reverse rotation device 30. ).
  • the hull aft 3 may be made of casting and then fixed to the hull 1 by welding.
  • it is provided with an installation space (4) penetrated back and forth to accommodate the reverse rotation device (30).
  • the inner surface of the installation space 4 can be processed into a cylindrical by boring (boring) to correspond to the outer shape of the reverse rotation device (30).
  • the rotary shaft 5 may be connected to the front end of the reverse rotation device 30 to be detachably coupled to the main drive shaft 6 in the hull (1).
  • the main drive shaft 6 is connected to the drive source (8, engine, motor, turbine, etc.) installed in the hull 1, the rotary shaft 5 can rotate with the main drive shaft (6).
  • the main drive shaft 6 and the rotation shaft 5 can be connected to the separation and coupling by the cylindrical coupling (Coupling) device (7).
  • the coupling (Coupling) shaft joint As an example, the coupling (Coupling) shaft joint, but the connection method of the main drive shaft 6 and the rotary shaft 5 is not limited thereto. Flange coupling method, friction clutch method, magnetic clutch method and the like can be selectively employed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the propulsion device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view of the propulsion device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a reverse rotation device of the propulsion device according to an embodiment of the present invention Perspective view.
  • the front propeller 10 is rotatably installed on the outer surface of the rotary shaft 5 between the rear propeller 20 and the reverse rotation device (30).
  • the front propeller 10 includes a hub 11 rotatably supported on the outer surface of the rotating shaft 5 and a plurality of wings 12 provided on the outer surface of the hub 11.
  • the front propeller 10 may be installed on the outer surface of the rotary shaft 5 before installing the rear propeller 20.
  • the wing angle is opposite to the wing angle of the rear propeller 20 because it is rotated opposite to the rear propeller 20.
  • the rear propeller 20 is fixed to the rear end of the rotary shaft 5 to rotate together with the rotary shaft 5.
  • the rear propeller 20 includes a hub 21 fixed to the rotation shaft 5 and a plurality of wings 22 provided on an outer surface of the hub 21.
  • the hub 21 of the rear propeller 20 may be fixed in such a way that the shaft coupling hole 23 in the center portion is pressed into the outer surface of the rotation shaft 5.
  • the rear propeller 20 may be more firmly fixed to the rotary shaft 5 by fastening the fixed cap 24 to the rear end of the rotary shaft 5.
  • the rear end portion 5a of the rotating shaft 5 may be provided with a tapered outer surface whose outer diameter decreases toward the rear, and the shaft coupling hole 23 of the hub 21 is provided on the outer surface of the rotating shaft 5. It may consist of a corresponding tapered inner surface.
  • reference numeral 25 denotes a propeller cap mounted to the hub 21 to cover the rear propeller 20 and the rear surface of the hub 21 and the fixing cap 24.
  • the reverse rotation device 30, the gear box 40 and the rotating shaft 5 is formed in the installation space 4 of the rear end 3 of the hull 1 to form an appearance
  • Driven bevel gear 31 installed in the gearbox 40 so as to rotate together with the driven bevel gear 31 rotatably supported by the rotating shaft 5 inside the gearbox 40 in a form opposite to the driving bevel gear 31.
  • (32) at least one inverted bevel gear (33) for inverting and transmitting the rotation of the driving bevel gear (31) to the driven bevel gear (32).
  • second connecting member 36 connecting the driven bevel gear 32 and the hub 11 of the front propeller 10 It may include, the rotating shaft 5 and the driving bevel gear 31, the driven bevel gear 32 and the hub 11 of the front propeller 10 is directly connected without the first and second connecting members (35, 36) The configuration is also possible.
  • the gearbox 40 may accommodate the driving bevel gear 31, the driven bevel gear 32, and the inversion bevel gear 33 to form the reverse rotation device 30 as one unit.
  • the rear propeller 20 is fixed to the rotation shaft 5 extending rearward of the gearbox 40, and the front propeller 10 is rotatably supported on the outer surface between the rear propeller 20 and the gearbox 40. .
  • the front propeller 10 may be connected to the reverse rotation device 30 to rotate opposite to the rear propeller 20 when the rotating shaft 5 rotates.
  • the front propeller 10 will be described in detail.
  • Figure 5 is a detailed cross-sectional view showing the mounting structure of the bearings for supporting the front propeller of the propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the hub 11 of the front propeller 10 includes a rotating shaft (1) by a first thrust bearing 13, a second thrust bearing 14, and a first radial bearing 15. 5) It can be rotatably supported on the outer surface.
  • the first thrust bearing 13 and the second thrust bearing 14 are installed between the front inner surface of the hub 11 and the outer surface of the rotary shaft 5, and the first radial bearing 15 is rearward of the hub 11. It can be installed between the inner surface and the outer surface of the rotary shaft (5).
  • the first radial bearing 15 bears the radial load of the front propeller 10 acting in the radial direction of the rotary shaft 5, and the first and second thrust bearings 13, 14 are connected to the rotary shaft 5.
  • the thrust load acting in the front and rear axial direction can be taken.
  • the second thrust bearing 14 bears a thrust load acting toward the bow from the front propeller 10 when the ship moves forward, and the first thrust bearing 13 moves from the front propeller 10 to the stern when the ship moves backward. It can bear the thrust load acting.
  • the inner ring of the first thrust bearing 13 and the inner ring of the second thrust bearing 14 are disposed to be in contact with each other in a state of being press-fitted to the outer surface of the rotary shaft 5 so as not to be pushed in the axial direction.
  • the outer ring of the first thrust bearing 13 may be supported by the fixing ring 39 mounted on the second connection member 36 coupled to the hub 11 so as not to be pushed in the axial direction.
  • a cylindrical first support ring 17a and a second support ring 17b are respectively provided between the hub 11 and the rotation shaft 5 of the front propeller 10 so that the second thrust bearing 14 is pushed in the axial direction. You can do that.
  • the first support ring 17a may be interposed between the outer ring of the second thrust bearing 14 and the outer ring of the first radial bearing 15 to allow them to be mutually supported, and the second support ring 17b may include a second ring. It may be interposed between the inner ring of the thrust bearing 14 and the inner ring of the first radial bearing 15 so that they are mutually supported.
  • the inner ring of the hub 11 between the outer ring of the first radial bearing 15 and the first sealing cover 71 to be described later is provided with a gap adjusting ring 18 so that the outer ring of the first radial bearing 15 is axial. It can be prevented from being pushed in the direction.
  • the gap adjusting ring 18 is installed to support the outer ring of the first radial bearing 15 more stably is presented, but the outer ring of the first radial bearing 15 is the inner surface of the hub 11.
  • the outer radial ring 15 may be fixed even if the gap adjusting ring 18 is not installed. Therefore, the gap adjusting ring 18 may be selectively employed according to the design.
  • the inner ring of the first radial bearing 15 may be fixed not to be pushed in the axial direction by mounting the cylindrical wedge member 16 between the outer surface of the rotating shaft 5.
  • the wedge member 16 has a tapered outer surface whose outer diameter is reduced toward the rear and a thread formed on the rear side outer surface thereof, and the inner surface may be press-fitted to the outer surface of the rotary shaft 5.
  • the fastening nut 16a is fastened to the rear thread by the wedge member 16 to restrain the inner ring of the first radial bearing 15. Accordingly, the first radial bearing 15 may be firmly fixed between the outer surface of the rotation shaft 5 and the inner surface of the hub 11.
  • a fixing clip 16b for preventing loosening may be fastened to the wedge member 16 and the tightening nut 16a.
  • FIG. 6 is a detailed cross-sectional view illustrating a mounting structure of bearings for supporting the front propeller of the propulsion apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, in which the first radial bearing is separated.
  • the front propeller 10 When installing the front propeller 10, first, the first thrust bearing 13, the second thrust bearing 14, the first and second support rings 17a, 17b, and the wedge member 16 on the outer surface of the rotating shaft 5; Can be installed sequentially. Next, as shown in FIG. 6, the hub 11 of the front propeller 10 is coupled to the outer side of the rotating shaft 5 so that the inner surfaces of the hub 11 are formed of the first and second thrust bearings 13 and 14. It can be combined with the outer ring. Subsequently, the first radial bearing 15 is pushed and installed between the outer surface of the wedge member 16 and the inner surface of the hub 11, and then the tightening nut 16a is fastened to the wedge member 16 to thereby first radial bearing. The inner ring of (15) can be fixed. After the first radial bearing 15 is installed, the gap adjusting ring 18 may be installed and the first sealing cover 71 may be mounted.
  • the gap adjusting ring 18 measures the distance between the outer ring of the first radial bearing 15 and the first sealing cover 71 in a state where the first radial bearing 15 is mounted, and then installs the same after manufacturing the same. Can be.
  • the front propeller 10 When the front propeller 10 is detached from the rotary shaft 5 for later troubleshooting, the first sealing cover 71 and the gap adjusting ring 18 are separated, and the fastening nut fastened to the wedge member 16. After releasing (16a) to allow the first radial bearing 15 to be separated, the front propeller 10 may be pulled backward to separate. After the front propeller 10 is removed, the first and second thrust bearings 13 and 14, the wedge member 16, and the first and second support rings 17a and 17b are exposed, so that they are also rotated. It can be easily separated from.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of mounting the reverse rotation device of the propulsion apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which the reverse rotation device is separated.
  • the gearbox 40 of the reverse rotation device 30 includes a driving bevel gear 31, a driven bevel gear 32, and a plurality of inversion bevel gears 33.
  • a cylindrical body portion 41 which receives and opens both ends, a front cover 42 coupled to the body portion 41 to close the front side opening of the body portion 41, and a rear side of the body portion 41; It may include a rear cover 43 coupled to the body portion 41 to close the opening.
  • the front cover 42 may rotatably support the first connecting member 35 penetrating the central portion thereof, and the rear cover 43 may rotatably support the second connecting member 36 penetrating the central portion thereof. I can support it.
  • a front bearing 44 is installed between the outer surface of the first connecting member 35 and the front cover 42, and a rear outer bearing 45 is disposed between the outer surface of the second connecting member 36 and the rear cover 43. Can be installed.
  • the rear outer bearing 45 may be rotated in a state in which a plurality of second connecting members 36 are stably supported by being installed in series in the longitudinal direction of the rotation shaft 5.
  • a rear inner bearing 46 is installed between the inner surface of the second connecting member 36 and the rotating shaft 5 to support the rotatable support of the second connecting member 36, and the first connecting member 35 and the rotating shaft 5.
  • a cylindrical sleeve bearing 47 may be installed between the outer surfaces.
  • a cylindrical separation ring 49 supporting them may be installed on the outer surface of the rotary shaft 5 between the inner ring 46 and the inner ring 46 of the rear inner bearing 46.
  • the front bearing 44, the rear outer bearing 45, the rear inner bearing 46 may all be composed of a radial bearing. These bearings 44, 45, 46 may implement their stable rotation while supporting radial loads acting on the rotary shaft 5, the first connecting member 35, and the second connecting member 36.
  • the driving bevel gear 31 is connected to the first connecting member 35 by fastening a plurality of fixing bolts 31a to rotate together with the first connecting member 35.
  • the driven bevel gear 32 is also connected to the second connection member 36 by fastening a plurality of fixing bolts 32a.
  • the driven bevel gear 32 may have an inner diameter portion spaced apart from the rotation shaft 5 so that the driven bevel gear 32 does not interfere with the rotation shaft 5 during rotation.
  • the plurality of inverted bevel gears 33 are interposed between the driving bevel gears 31 and the driven bevel gears 32 in a seized state.
  • the shaft 34 supporting each of the inverted bevel gears 33 may be disposed in a direction intersecting with the rotation shaft 5 (radial direction of the rotation shaft), and a plurality may be radially disposed about the rotation shaft 5.
  • bearings 34a and 34b may be installed at both ends of the shaft 34 of each inverted bevel gear 33 for smooth rotation of the shaft 34.
  • the inner frame 50 may be installed in the gearbox 40 to install the inverted bevel gears 33, and the inner frame 50 may include a plurality of fixing members in a state of entering the gearbox 40. It can be fixed in the body portion 41 by fastening 51.
  • the inner frame 50 has a through hole 52 through which the rotating shaft 5 penetrates in a central portion thereof, and a width W of the inverted bevel gear 33. It may be provided in the form of a cylinder or a polygonal column smaller than the maximum outer diameter of).
  • the inner frame 50 accommodates each inverted bevel gear 33 to be rotatable, but a plurality of gears whose both sides are open so that the inverted bevel gear 33 can engage with the driving and driven bevel gears 31 and 32.
  • the installation part 53 is provided.
  • a first shaft support portion 54 and a second shaft support portion 55 are provided to support the bearings 34a and 34b provided at both ends of the shaft 34 of the inversion bevel gear 33, respectively. These configurations may be arranged radially with respect to the through-hole 52 so as to install a plurality of inverted bevel gears 33, respectively.
  • the first shaft support part 54 and the second shaft support part 55 may be provided to open in one side direction of the inner frame 50 for mounting the inverted bevel gear shaft 34.
  • the second fastening member 55a may be mounted on the first fastening member 54a to cover and fix the bearings 34a and 34b. Therefore, when the inverted bevel gears 33 are installed in the inner frame 50, the inverted bevel gears 33, the shaft 34 of the inverted bevel gears, and the bearings 34a and 34b are assembled to the inner frame. After installation in such a manner as to enter the gear mounting portion 53 from one side direction of the 50, the first and second fastening members 54a and 55a can be fastened and fixed.
  • the mounting method of the reverse bevel gears 33 is not limited thereto.
  • the manner of mounting the inverted bevel gear 33 to the inner frame 50 may also be changed.
  • the inner frame 50 to which the inverted bevel gears 33 are mounted is driven bevel gear 31, driven bevel gear 32, front cover 42, and rear cover in the process of assembling the reverse rotation device 30. 43, before the installation into the body portion 41 of the gearbox 40, the plurality of fastening members 51 can be fastened and fixed in the body portion 41.
  • the plurality of fixing members 51 may be provided in a cylindrical pin shape as shown in FIGS. 4 and 7.
  • the fixing member 51 is installed to penetrate the body portion 41 from the outside of the body portion 41 into the body portion 41 so that the inner end thereof can support the inner frame 50 in a fixed state.
  • the inner end of the fixing member 51 may engage the inner frame 50 by entering the fixing groove 56 around the inner frame 50.
  • the outer end of the fixing member 51 may be fixed to the body portion 41 by fastening the fixing screw.
  • the gearbox 40 after mounting the inverted bevel gear assembly including the inner frame 50 in the body portion 41, the driving bevel gear 31 and the driven bevel through the openings on both sides of the body portion 41
  • the gear 32 may be installed, and then components such as the front cover 42, the rear cover 43, the first connecting member 35, and the second connecting member 36 may be installed. Therefore, the reverse rotation device 30 can be easily assembled, and the troubleshooting can be easily performed later.
  • the inversion rotating device 30 shows a case in which the inversion bevel gears 33 are plural, but the inversion bevel gear 33 inverts the rotation of the driving bevel gear 31 to the driven bevel gear 32. It does not have to be plural because it may be delivered. Small vessels with small driving loads can be implemented with only one inverted bevel gear.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which a rotating shaft and a reverse rotation device are coupled to a propulsion device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a state in which a rotation prevention device is installed at the rear of the hull according to an embodiment of the present invention. .
  • the embodiment includes a coupling device 60 for detachably connecting the rotary shaft 5 and the reverse rotation device (30).
  • Coupling device 60 is a drive flange 61 provided on the rotary shaft 5 in front of the gear box 40, the driven flange 62 provided on the first connecting member 35 to face the drive flange 61, the drive flange It may include a friction member 63 interposed between the 61 and the driven flange 62, and a plurality of connecting bolts 64 for fastening them through.
  • the drive flange 61 may be provided integrally with the rotation shaft 5 or separately manufactured and then fixed to the rotation shaft 5 by welding or the like.
  • the driven flange 62 may be provided separately or integrally with the first connection member 35, and formed to have a diameter larger than the diameter of the driving flange 61 to facilitate coupling with the rotation preventing device 130 to be described later.
  • the outer circumferential end may include a fastening hole 62a for coupling with the rotation preventing device 130 in a circumferential direction with a predetermined interval therebetween.
  • the friction member 63 is interposed between the rotary shaft 5 and the reverse rotation device 30 to prevent mutual slip.
  • the friction member 63 is penetrated by the connecting bolt 64 and between the driving flange 61 and the driven flange 62. Is fixed to.
  • the friction member 63 is formed of a plurality of pieces to be separated to the outside at the time of separation of the coupling device 60, as shown in Figure 8, when separating the coupling device 60 after loosening and removing the connecting bolt 64 The pieces of friction member 63 can be separated radially outward.
  • the coupling device 60 may disconnect the friction member 63 by releasing the plurality of connecting bolts 64 to cut off the power connection between the driving flange 61 and the driven flange 62 when necessary. For example, when a malfunction of the reverse rotation device 30 occurs during operation of the ship, power transmission from the rotation shaft 5 to the first connection member 35 may be blocked. In this case, the ship can be operated only by the operation of the rear propeller 20.
  • the present embodiment includes a rotation preventing device 130 that prevents rotation of the front propeller 10 when the coupling device 60 is separated.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the anti-rotation device is installed after the coupling device is separated from the propulsion device according to an embodiment of the present invention.
  • one end of the anti-rotation device 130 is supported by the hull 1 to restrain the rotation of the driven flange 62 in front of the hull aft 3, and the other end of the anti-rotation device 130 is driven. And at least one shaft 131 supported at 62.
  • At least one or more shafts 131 may be arranged in four places at equal intervals along the circumferential direction of the driven flange 62, and each shaft 131 may have one end at a shaft frame 132 installed at the hull rear end 3. It is rotatably supported, and the other end may be bolted and fixed through the fastening hole 62a of the driven flange 62.
  • the driven flange 62 has a diameter relatively larger than the diameter of the drive flange 61 for convenience of bolt coupling with the other end of each shaft 131, and separate fastening holes 62a on the outer circumferential side as in the present embodiment. ) May be provided, but the other end of the shaft 131 may be coupled to the hole in which the connecting bolt 64 is separated after the separation of the coupling device 60. In this case, the driven flange 62 and the driving flange 61 are provided. The diameter of can also be kept the same.
  • each shaft 131 is rotatably supported by the shaft 132a of the shaft frame 132, and the other end is provided with a bolt hole 133 for bolting and a fastening hole 62a of the driven flange 62.
  • a bolt hole 133 for bolting and a fastening hole 62a of the driven flange 62.
  • the operator may rotate the shafts 131 provided in front of the hull aft 3 from the inside of the hull 1.
  • the reverse rotation apparatus 30 by the rotation of the front propeller 10 by coupling one end of the shaft to the shaft frame 132 and the other end of the bolt 134 to the fastening hole 62a of the driven flange 62. This will prevent further damage to the gears.
  • the anti-rotation device 130 is to perform the restraint of the driven flange 62 by the manual operation of the operator, the anti-rotation device 130 is a friction pad (not shown) through the electronic control or hydraulic control method Of course, it is also possible to automatically restrain the rotation of the driven flange 62 by advancing and restraining the driven flange.
  • the rotation preventing device 140 may be provided in the form of a disc brake installed near the hull aft 3 corresponding to the driven flange 62.
  • a disk brake is a conventional brake device that obtains a braking force by compressing pads on both sides of a rotating disk and causing friction, and the anti-rotation device 140 of this embodiment protrudes more than an edge of the driving flange 61.
  • a pair of friction pads 141 are spaced apart on both sides near the edge of the driven flange 62, and the pair of friction pads 141 are operated by a cylinder 143 that advances and retracts hydraulically to the driven flange 62. It may be provided to be compressed on both sides of the).
  • the anti-rotation device 140 of the disc brake type has a pair of friction pads 141 for pressing both sides of the driven flange 62, but is provided to advance and retreat by hydraulic or pneumatic Of course, it may be provided with a friction pad in close contact with the edge of the flange (62). In this case, the friction pad may be formed in an arc shape to be in close contact with the edge of the driven flange 62.
  • FIG. 15 is a partial cutaway perspective view showing a coupling device of the propulsion device according to another embodiment of the present invention
  • Figure 16 is a sectional view of the main portion showing a state in which the coupling device is operated in the propulsion device according to another embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals are assigned to components having the same function, and detailed description thereof will be omitted.
  • the coupling device may be configured as a clutch device 560 for selectively transmitting the power of the rotary shaft 5 to the reverse rotation device (30).
  • the gearbox 40 of the reverse rotation device 30 includes a driving bevel gear 31, a driven bevel gear 32, and a plurality of inverted bevel gears 33.
  • a cylindrical body portion 41 received at both ends and open at both ends, a front cover 42 coupled to the body portion 41 to close the front side opening of the body portion 41, and a rear portion of the body portion 41. It may include a rear cover 43 coupled to the body portion 41 to close the side opening.
  • the front cover 42 can rotatably support the second gear unit 562, which will be described later, penetrating the central portion thereof, and the rear cover 43 rotates the second connecting member 36 which also penetrates the central portion thereof. I can possibly support it.
  • a front bearing 44 is installed between the outer surface of the second gear unit 562 and the front cover 42, and a rear outer bearing 45 is disposed between the outer surface of the second connecting member 36 and the rear cover 43. Can be installed.
  • the rear outer bearing 45 may be rotated in a state in which a plurality of second connecting members 36 are stably supported by being installed in series in the longitudinal direction of the rotation shaft 5.
  • a rear inner bearing 46 is installed between the inner surface of the second connecting member 36 and the rotating shaft 5 to support the rotatable support of the second connecting member 36, and the second gear unit 562 and the rotating shaft 5 are provided.
  • a cylindrical sleeve bearing 47 may be installed between the outer surfaces.
  • a cylindrical separation ring 49 supporting them may be installed on the outer surface of the rotary shaft 5 between the inner ring 46 and the inner ring 46 of the rear inner bearing 46.
  • the front bearing 44, the rear outer bearing 45, the rear inner bearing 46 may all be composed of a radial bearing. These bearings 44, 45, 46 may implement their stable rotation while supporting radial loads acting on the rotating shaft 5, the second gear unit 562, and the second connecting member 36.
  • the driving bevel gear 31 is connected to the second gear unit 562 by fastening a plurality of fixing bolts 31a to rotate together with the second gear unit 562.
  • the driven bevel gear 32 is also connected to the second connection member 36 by fastening a plurality of fixing bolts 32a.
  • the driven bevel gear 32 may have an inner diameter portion spaced apart from the rotation shaft 5 so that the driven bevel gear 32 does not interfere with the rotation shaft 5 during rotation.
  • the clutch device 560 includes a first gear unit 561 fixed to the rotation shaft 5, a second gear unit 562 fixed to the reverse rotation device 30, and first and second gear units 561 and 562. It may include a connection unit 630 for selectively connecting.
  • the driving or operating state of the clutch device 560 means a state in which the first and second gear units 561 and 562 are connected, and the release state of the clutch device 560 means that the first and second gear units 561 and 562 are connected. It means a separated state.
  • the first gear unit 561 may be provided integrally with the rotary shaft 5 or manufactured separately, and then fixed to the rotary shaft 5 by welding or press-fitting, etc.
  • the first gear 561a may be formed on the outer ring.
  • the second gear unit 562 is coupled to the reverse rotation device 30 and extends in front of the cylindrical portion 563 and the second gear portion 561a adjacent to the first gear portion 561a at the end of the cylindrical portion 563.
  • a gear 564 is included.
  • One end of the second gear unit 562 is coupled to the driving bevel gear 31 by a plurality of fixing bolts 31a, and the other end of the second gear unit 562 is leaked to the hull 1 toward the oil filled in the gearbox 40. Sealing cover is combined to prevent.
  • a cylindrical sleeve bearing 47 may be installed between the second gear unit 562 and the outer surface of the rotation shaft 5.
  • connection unit 630 is a retreat unit 631 which is slidable in the axial direction at the outer diameter of the cylindrical portion 563, and extends from the retreat unit 631, the first gear 561a and the second gear ( And a connection gear 632 having a tooth shape corresponding to 564.
  • Advancing and retreating unit 631 is selectively provided to be able to move forward and along the axial direction, it is formed in a cylindrical housing accommodating the cylindrical portion (563).
  • Hydraulic chambers 634a and 634b are formed between the advancing unit 631 and the cylindrical portion 563 to accommodate the fluid.
  • the hydraulic chambers 634a and 634b are partitioned into first and second hydraulic chambers 634a and 634b by fixing portions 633 protruding annularly to the outer diameter of the cylindrical portion 563, and the retraction unit 631 is each hydraulic A pair of inlet and outlet holes 635a and 635b for supplying fluid to the chambers 634a and 634b or for discharging the fluid in the hydraulic chambers 634a and 634b to the outside are provided.
  • connection gear 632 is coupled to the front side of the retreat unit 631 to move forward and backward in the axial direction according to the sliding movement of the retreat unit 631.
  • the inner tooth of the connecting gear 632 has teeth corresponding to the first and second gears 61a and 64, and when the clutch device 560 is driven, the first and second gears 61a and 64 are connected to each other. When the drive of the device 560 is released, the first and second gears 61a and 64 are disconnected.
  • An oil supply member 636 for supplying a fluid to the hydraulic chambers 634a and 634b is provided outside the advance unit 631.
  • the oil supply member 636 is formed in a cylindrical shape surrounding the advancing unit 631, and oil lines 638a and 638b communicating with the entry and exit holes 635a and 635b penetrate the inside and outside of the oil supply member 636. Is formed.
  • a bearing 637 is interposed between the advancing unit 631 and the oil supply member 636 to allow relative rotational movement of the oil supply member 636. Therefore, even when the advancing unit 631 rotates, the rotation of the oil supply member 636 can be restricted, thereby fixing the positions of the oil lines 638a and 638b.
  • the oil supply member 636 is rotatably provided with respect to the retreat unit 631, and the rotation is limited.
  • the oil supply member 636 is provided to retreat like the retreat unit 631 with respect to the axial movement of the retreat unit 631.
  • the external hydraulic line (not shown) connected to the oil lines (638a, 638b) is a flexible pipe form to maintain the connection with the oil lines (638a, 638b) even during the advancing movement of the oil supply member 636 It can be prepared as.
  • Inlet / outlet holes 635a and 635b of the advance and exit unit 631 and oil lines 638a and 638b of the oil supply member 636 may supply fluid to the hydraulic chambers 634a and 634b from the outside of the clutch device 560. Since the flow path is formed, the retraction unit 631 can be advanced in the axial direction by supplying or discharging oil to the first and second hydraulic chambers 634a and 634b.
  • the clutch device 560 is operated to supply fluid to the second hydraulic chamber 634b through the second oil line 638b and the second entry and exit hole 635b (drain the fluid of the first hydraulic chamber 634a).
  • the advance and retreat unit 631 is advanced so that the connection gear 632 couples the first and second gears 561a and 564, so that the power of the rotation shaft 5 is increased by the first and second gear units 561 and 562. It is transmitted to the reverse rotation device 30 through.
  • the retraction unit 631 moves backwards, so that the first and second gears Connection gear 632 connecting the 561a, 564 is reversed along the retraction unit 631 to release the connection to block the transmission of the power of the rotary shaft 5 to the reverse rotation device (30).
  • Such operation and release of the clutch device 560 senses a failure of the reverse rotation device 30 and the like and releases the clutch device 560 based on this, or an operator applies a signal through an input device (not shown).
  • the clutch device 560 can be released or operated.
  • the connection gear unit 632 automatically connects the first and second gear units 561a and 564 by sensing the failure of the reverse rotation device 30 or the like by operating the clutch device 560 through the input of an operator, By releasing the connection, the power of the rotary shaft 5 is selectively transmitted to the reverse rotation device 30.
  • the outer diameters of the first gear 561a and the second gear 564 may be the same or different, so that the rotation speeds of the front propeller 10 and the rear propeller 20 may be different as necessary.
  • One example is to operate the clutch device 560 by sliding the advancing unit 631 using hydraulic pressure, but it is a matter of course that the clutch device can be operated by using a mechanical configuration other than the electronic device or the hydraulic device.
  • the clutch device 560 may block power transmission from the rotary shaft 5 toward the reverse rotation device 30 when a failure of the reverse rotation device 30 occurs during operation of the ship.
  • the ship can be operated only by the operation of the rear propeller 20.
  • the present embodiment includes a rotation preventing device 130 that prevents rotation of the front propeller 10 when the clutch device 560 is released.
  • 17 is a main cross-sectional view showing a state in which the clutch device is released from the propulsion device according to an embodiment of the present invention, and a rotation preventing device is installed.
  • the anti-rotation device 130 includes a flange portion 641 protruding radially from the outer circumferential surface of the connection gear 632, a shaft frame 132 fixed to the hull 1, and One end may be fixed to the flange portion 641 and the other end may include at least one shaft 131 is fixed to the shaft frame 132.
  • the flange portion 641 is provided in the form of a flange on the outer circumferential surface of the connection gear 632, but is not limited thereto. If the position or shape is restricted to the rotation of the reverse rotation device, the limitation on the position or the shape may be limited. none.
  • each shaft 131 is coupled to the shaft frame 132 and the other end is inverted by the rotation of the front propeller 10 by engaging the bolt 644 to the fastening hole 641a of the flange portion 641.
  • the gears of the rotating device 30 are prevented from being further damaged.
  • the second connection member 36 has a connection flange 37 connected to the hub 11 of the front propeller 10 at the rear end thereof.
  • the connection flange 37 may be provided integrally with the second connection member 36 and may be fixed to the front surface of the hub 11 of the front propeller 10 by fastening the plurality of fixing bolts 37a. Therefore, the rotation of the driven bevel gear 32 may be transmitted to the front propeller 10 by the second connection member 36.
  • a cylindrical third support ring 38a and a fourth support ring 38b may be installed between the second connection member 36 and the outer surface of the rotary shaft 5 to support the rear inner bearing 46.
  • the third support ring 38a may be interposed between the inner ring of the rear inner bearing 46 and the inner ring of the first thrust bearing 13 to maintain a gap therebetween.
  • the fourth support ring 38b may be installed on the inner surface side of the second connection member 36 to support the outer ring of the rear inner bearing 46.
  • a fixing ring 39 may be mounted at the rear end of the second connection member 36 to prevent the fourth support ring 38b from being separated. As shown in FIGS. 2 and 5, the fixing ring 39 may support the outer ring of the first thrust bearing 13.
  • the reverse rotation device 30 when the rotating shaft 5 rotates, the first connecting member 35 rotates, and the driving bevel gear 31 connected to the first connecting member 35 rotates. Since the rotation of the driving bevel gear 31 is inverted by the plurality of inversion bevel gears 33 and then transferred to the driven bevel gear 32, the driven bevel gear 32 rotates opposite to the driving bevel gear 31. The rotation of the driven bevel gear 32 is transmitted to the front propeller 10 by the second connection member 36. Therefore, it is possible to implement the opposite rotation of the front propeller 10 and the rear propeller 20.
  • the reverse rotation device 30 of the present embodiment implements mutual inversion of the two propellers 10 and 20 through the plurality of bevel gears 31, 32 and 33, the volume of the reverse rotation device 30 is higher than that of the conventional planetary gear type reverse rotation device. Can be reduced. Therefore, it is possible to minimize the volume of the gearbox 40 installed in the hull aft (3).
  • the conventional planetary gear type reverse rotation apparatus includes a sun gear installed on the rotating shaft, a planetary gear installed on the outside of the sun gear, and a cylindrical internal gear installed on the outside of the planetary gear, its volume is relatively large.
  • the planetary gear type reverse rotation device since the planetary gear type reverse rotation device has to rotate the internal gear disposed at the outermost side, the outer casing must have a very large volume. Therefore, it is a very difficult problem to be installed in the rear of the hull as in the case of the present embodiment. Even if it is installed in the hull tail, there is a problem to increase the size of the hull tail.
  • the propulsion device of the present embodiment as shown in Figure 2, the first seal for sealing between the hull aft 3 and the hub 11 of the front propeller 10 to prevent the ingress of seawater (or fresh water) or foreign matter Apparatus 90 and a second sealing device 110 for sealing between the hub 11 of the front propeller 10 and the hub 21 of the rear propeller 20 for the same purpose.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a first sealing device of the propulsion device according to the embodiment of the present invention.
  • the first sealing device 90 includes a cylindrical first lining 91 installed on the connecting flange 37 of the second connecting member 36 fixed to the front surface of the front propeller hub 11.
  • the first sealing member 92 may include a cylindrical first sealing member 92 covering an outer surface of the first lining 91 to be in contact with the outer surface of the first lining 91 and having one end fixed to the rear cover 43.
  • the first sealing member 92 is installed on the inner surface facing the first lining 91 to be spaced apart from each other a plurality of packings (93a, 93b, 93c) in contact with the outer surface of the first lining 91, these packings 93a And a flow path 95 for supplying a fluid for sealing to the groove between the 93b and 93c.
  • the flow path 95 of the first sealing member 92 may be connected to the lubricating oil supply passage 96 passing through the front and rear covers 42 and 43 of the gear box 40 so that the lubricating oil having a predetermined pressure may be supplied. (See FIG. 2).
  • a lubricant with pressure is supplied to the grooves between the packings 93a, 93b, and 93c to press the packings 93a, 93b, and 93c toward the first lining 91 so as to be in close contact with each other to prevent the ingress of seawater or foreign matter. have.
  • the first lining 91 may include a first member 91a and a second member 91b, each of which is divided into semicircles.
  • the packing 91d may be interposed in the mutually divided portions 91c of the first and second members 91a and 91b so that the sealing may be performed when they are joined to each other.
  • a first binding portion 91e protruding from one side to the opposite side is provided on the divided part free end side of the first member 91a, and a second binding portion correspondingly coupled to the opposite second member 91b.
  • 91f is provided, whereby fixing bolts 91g are fastened so that both sides can be firmly coupled to each other.
  • a plurality of fixing bolts 91i are fastened to the flange portion 91h fixed to the connecting flange 37, thereby being firmly fixed to the hub 11.
  • the first lining 91 is divided into two sides for easy installation of the first lining 91 is shown.
  • the first lining 91 is not limited thereto, and the first member 91a and the second lining 91 are not limited thereto. It may be a cylindrical shape in which the member 91b is integrally connected.
  • a plurality of rings 92a, 92b and 92c formed in a semicircular shape may be stacked and fixed in the longitudinal direction of the rotation shaft 5 outside the first lining 91.
  • the plurality of rings 92a, 92b and 92c may be tied together by bolting or welding.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a second sealing device of the propulsion apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the second sealing device 110 includes a cylindrical second lining 111 provided on the front surface of the rear propeller hub 21 and a second lining so as to contact an outer surface of the second lining 111. 111) may cover the outer surface and one end thereof may include a cylindrical second sealing member 112 fixed to the rear surface of the front propeller hub (11).
  • the second sealing member 112 also includes a plurality of packings 113a, 113b and 113c provided on an inner surface thereof, and a flow path 115 for supplying a fluid to the grooves between the packings.
  • the flow path 115 of the second sealing member 112 may communicate with the lubricating oil supply flow path 120 provided at the center of the rotation shaft 5.
  • a radial first connection passage 121 is formed in the rotary shaft 5 to connect the lubricating oil supply passage 120 and the inner space 122 of the second lining 111, and the front propeller hub 11 is formed at the front propeller hub 11.
  • a second connection passage 123 may be formed to communicate the inner space 122 of the second lining 111 and the flow passage 115 of the second sealing member 112. Therefore, the lubricating oil supplied from the center of the rotation shaft 5 toward the second sealing member 112 may press the packings 113a, 113b, and 113c, thereby realizing sealing.
  • the second lining 111 and the second sealing member 112 are also made of semi-circular shapes, so that the second propeller 20 It can be combined after installation.
  • the front propeller 10 is formed in a ring shape mounted on the rear side of the hub 11 to seal a gap between the outer surface of the rotating shaft 5 and the inner surface of the hub 11.
  • 1 includes a sealing cover (71).
  • the first sealing cover 71 is provided with a sealing member 71a for enhancing adhesion to the inner circumferential surface in contact with the outer surface of the rotating shaft 5.
  • the first sealing cover 71 can prevent the seawater from flowing into the gearbox 40 even if seawater invades the inner space 122 of the second lining 111 due to the failure of the second sealing device 110. have. That is, the first sealing cover 71 can more reliably prevent seawater intrusion into the gearbox 40 by implementing the secondary barrier.
  • the driven flange 62 in front of the gearbox 40 has a second shape similar to the aforementioned first sealing cover 71 for sealing between the driven flange 62 and the outer surface of the rotation shaft 5.
  • the sealing cover 72 may be installed.
  • the second sealing cover 72 may prevent the lubricant oil filled in the gearbox 40 from leaking toward the hull 1.
  • the reverse rotation device 30 has a front sealing cover 73 for sealingly covering the front surface of the front bearing 44 between the front cover 42 and the first connecting member 35, and the rear cover 43 and the second connection. It may include a rear sealing cover 74 to sealably cover the rear of the rear outer bearing 45 between the members (36).
  • the front and rear sealing covers 73 and 74 may also be provided in a similar form to the first sealing cover 71 described above.
  • the front sealing cover 73 and the rear sealing cover 74 may prevent the lubricant in the gearbox 40 from leaking out of the gearbox 40.
  • the rear sealing cover 74 like the first sealing cover 71, even if seawater enters the inner space of the first lining 91 due to the failure of the first sealing device 90, the seawater flows into the gearbox 40. It can also function as a secondary barrier that prevents it from becoming.
  • the propulsion apparatus of the present embodiment may include a second radial bearing 81, a third thrust bearing 82, and a fourth thrust bearing 83 for supporting the rotation shaft 5 in front of the gearbox 40.
  • the second radial bearing 81 may be fixed to the first bearing support portion 86 inside the hull 1 in a state in which the second radial bearing 81 is accommodated in the first bearing case 84.
  • the third and fourth thrust bearings 82 and 83 may also be fixed to the second bearing support portion 87 inside the hull 1 in a state in which the respective inner rings are accommodated in the second bearing case 85 so as to support each other. have.
  • the second radial bearing 81 supports the rotating shaft 5 in front of the gearbox 40 to prevent radial vibration or shaking of the rotating shaft 5.
  • the third and fourth thrust bearings 82 and 83 function to transfer the axial force transmitted from the front and rear propellers 10 and 20 to the rotation shaft 5 toward the hull 1.
  • the third thrust bearing 82 has a function of transmitting the force acting in the bow direction from the rotary shaft 5 to the hull 1 when the ship moves forward
  • the fourth thrust bearing 83 has the rotary shaft when the ship moves backward ( It serves to transmit the force acting in the stern direction from 5) to the hull (1).
  • reference numeral 128 denotes a first covering covering the hull aft 3 and the front propeller hub 11 outside the first sealing device 90
  • reference numeral 129 denotes a front propeller hub outside the second sealing device 110.
  • the first covering 128 is fixed to the hull aft 3 and is installed in a manner slightly spaced from the hub 11 of the front propeller, or the hub of the front propeller 10 in a state slightly spaced from the hull aft 3. It is fixed to 11) can rotate with the front propeller (10).
  • the second covering 129 may also rotate together with the side that is fixed in a state fixed to either one of the hub 11 of the front propeller and the hub 21 of the rear propeller.
  • the following describes a method of manufacturing a propulsion device according to the present embodiment and installing it on the hull.
  • the gearbox 40 and the related parts and the rotating shaft 5 constituting the reverse rotation device 30 are assembled prior to mounting on the hull 1. That is, the inner frame 50, the driving bevel gear 31, the driven bevel gear 32, the first connecting member 35, the body portion 41, the inverted bevel gear 33 is assembled outside the rotating shaft (5), The front cover 42, the front bearing 44, the second connecting member 36, the rear cover 43, the rear outer bearing 45 and the like are assembled. The first lining 91 and the first sealing member 92 of the first sealing device 90 are also installed between the connecting flange 37 and the rear cover 43 of the second connecting member 36.
  • the reverse rotation device 30 can be assembled after processing the respective parts in a separate manufacturing plant, it is possible to manufacture a sophisticated.
  • the first sealing device 90 which should be installed after the installation of the front propeller 10 in advance, can be mounted in the reverse rotation device 30 in advance, the operation of installing the propulsion device on the hull 1 is simplified later. can do.
  • the rotating shaft 5 and the reverse rotation apparatus 30 assembled at the manufacturing plant may be mounted on a tail 3 of the hull 1 after being moved to a dock for manufacturing the hull 1 using a transport means.
  • a lifting device such as a crane capable of lifting the reverse rotation device 30 assembly may be used.
  • the gearbox 40 of the reverse rotation device 30 is first slid into the installation space 4 of the hull aft 3 from the rear of the hull 1.
  • the center of the rotation shaft 5 and the center of the main drive shaft 6 are aligned.
  • the front fixing members 48a are respectively located at the front and the rear of the gearbox 40.
  • a rear fixing member 48b to fix the gearbox 40 to the hull aft 3.
  • the front and rear fixing members 48a and 48b may be divided into a plurality of forms.
  • the front and rear fixing members 48a and 48b may be fixed to the structure of the gearbox 40 and the hull aft 3 by fastening a plurality of fixing bolts.
  • the rear fixing member 48b can be mounted by an operator approaching from the rear of the hull 1, and the front fixing member 48a can be mounted by an operator approaching from the inside of the hull 1.
  • the reverse rotation device 30 mounted in the manner of entering the installation space 4 of the hull aft 3 may separate the reverse rotation device 30 from the hull 1 when a failure occurs later. Troubleshooting can be done in this state. Therefore, troubleshooting can be easily performed.
  • the present exemplary embodiment illustrates the case in which the front fixing member 48a and the rear fixing member 48b are fastened to the front and rear of the gear box 40 to secure the gear box 40
  • the gear box 40 is fastened.
  • the outer surface of the gear box 40 is maintained in the state supported on the inner surface of the installation space (4), the gear box 40 is also fastened only to the rear fixing member 48b hull rear It can be fixed to (3).
  • the gearbox 40 After the gearbox 40 is fixed to the hull aft 3, the main drive shaft 6 and the rotation shaft 5 are connected with the coupling device 7, and the second radial bearing 81 is installed inside the hull 1. ), The third and fourth thrust bearings (82, 83) are installed so that the rotating shaft (5) can be supported by the hull (1).
  • the reverse rotation device 30 is mounted on the rear end 3 of the hull, as shown in FIGS. 1 and 2, the front propeller 10, the rear propeller 20, and related parts are mounted on the rotation shaft 5.
  • the installation of the propulsion device can be completed by attaching the second sealing device 110.
  • the propulsion device rotates together with the rear propeller 20 directly connected to the rear end of the rotation shaft 5 in the same direction as the rotation shaft 5 when the rotation shaft 5 is rotated by the operation of the inner drive source 8 of the hull 1.
  • the driving bevel gear 31 of the reverse rotation device 30 is also fixed to the rotation shaft 5 and rotates together with the rotation shaft 5. Since the rotation of the driving bevel gear 31 is inverted by the plurality of inversion bevel gears 33 and transferred to the driven bevel gear 32, the driven bevel gear 32 rotates opposite to the rotation shaft 5. Therefore, the front propeller 10 connected by the driven bevel gear 32 and the second connection member 36 rotates opposite to the rear propeller 20.
  • the front propeller 10 and the rear propeller 20 rotating opposite to each other generate propulsion water in the same direction because the wing angles are opposite to each other.
  • each propulsion water is generated while rotating in reverse.
  • the propulsion water generated when moving forward recovers the rotational energy of the fluid passing through the front propeller 10 as the propulsion force while the rear propeller 20 rotates backward, thereby improving the propulsion performance. The same applies when reversing.
  • the front propeller (10) generates a propulsion water to the rear when moving forward receives a corresponding reaction force.
  • This force is transmitted to the rotating shaft 5 through the second thrust bearing 14 to act as a driving force.
  • the rear propeller 20 also receives a reaction force by generating a propulsion flow rearward when moving forward, this force is also transmitted to the direct rotation shaft (5) acts as a driving force.
  • the propulsion device of the present embodiment is transmitted to the rotary shaft 5 when the ship is moving forward and backward when the driving force generated by the operation of the front propeller 10 and the rear propeller 20. And the propulsion force transmitted to the rotary shaft 5 is transmitted to the hull 1 through the third and fourth thrust bearings 82 and 83, so the propulsion of the hull 1 is made.
  • the engine is first stopped and the coupling device 60 is disconnected to block the transmission of the power of the rotation shaft 5 to the reverse rotation device 30. do.
  • the connecting bolt 64 coupling the driving flange 61 and the driven flange 62
  • the friction member 63 interposed between the drive flange 61 and the driven flange 62 is separated. .
  • both ends of the shaft 131 are respectively fastened in the fastening hole 62a and the hull aft of the driven flange 62. It is fixed to the shaft frame 132.
  • the power of the rotating shaft 5 is prevented from being transmitted to the reverse rotation device 30, and the engine is operated in a state in which the rotation of the front propeller 10 is limited, whereby a plurality of gear units in the reverse rotation device 30 are provided.
  • the ship can be operated only by the propulsion force of the rear propeller 20 while preventing damage to each component such as (31, 32, 33).
  • the sensor or the like detects this and transmits a signal, or the operator releases the clutch device 560 through an input device (not shown).
  • the clutch device 560 is released, the advance and retreat unit 631 retreats backward so that the connection between the first gear unit 561 and the second gear unit 562 is released and the power of the rotary shaft 5 is reversed. To be blocked).
  • the rotation of the front propeller 10 is limited by using the anti-rotation device 130, and both ends of the shaft 131 are connected to the fastening hole 641 a of the flange portion 641 and the shaft of the hull aft 3, respectively. It is fixed to the frame 132.
  • the power of the rotating shaft 5 is prevented from being transmitted to the reverse rotation device 30, and the engine is operated in a state in which the rotation of the front propeller 10 is limited, whereby a plurality of gear parts in the reverse rotation device 30 are provided.
  • the ship can be operated only by the propulsion force of the rear propeller 20 while preventing damage to each component such as (31, 32, 33).

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Abstract

선박용 추진장치 및 이를 갖춘 선박이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 추진장치는 회전축과, 회전축에 고정된 후방프로펠러와, 후방프로펠러 전방의 회전축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 선체 후미의 설치공간에 안착되며 회전축의 회전을 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 복수의 기어와, 복수의 기어를 수용하는 기어박스를 포함한 반전회전장치와, 회전축과 반전회전장치를 분리 가능하게 연결하며 분리시 회전축에서 반전회전장치로의 동력전달을 차단시키는 결합장치와, 결합장치의 분리시 전방프로펠러의 회전을 방지하기 위한 회전방지장치를 포함한다.

Description

선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박
본 발명은 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 프로펠러가 상호 반대로 회전하며 추진력을 발생시키는 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
통상적인 선박용 추진장치는 하나의 나선형 프로펠러를 구비한다. 그러나 하나의 프로펠러를 갖춘 추진장치는 프로펠러의 회전에 따른 수류의 회전에너지를 추진력으로 이용할 수 없기 때문에 에너지 손실이 크다.
이중반전 추진장치(Counter rotating propeller; CRP)는 이처럼 손실되는 회전에너지를 추진력으로 회수할 수 있다. 이중반전 추진장치는 동일축선 상에 설치된 2개의 프로펠러가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시킨다. 전방프로펠러를 거친 유체의 회전에너지를 후방프로펠러가 역으로 회전하면서 추진력으로 회수한다. 따라서 하나의 프로펠러를 갖춘 추진장치에 비해 높은 추진성능을 발휘할 수 있다.
하지만 이중반전 추진장치는 두 프로펠러의 상반된 회전을 구현하는 반전회전장치와 중공축 등을 포함하는 관계로 상대적으로 제작과 설치에 어려움이 있고, 신뢰성을 유지하면서 안정적으로 동작하도록 하는데 높은 기술수준이 요구된다.
또한, 이중반전 추진장치는 반전회전장치 등의 고장으로 인하여 어느 하나의 프로펠러를 구동할 수 없는 경우 나머지 프로펠러를 구동하여 선박을 운항하게 할 수 있는 비상 운전을 위한 장치 등이 요구된다.
본 발명의 실시 예는 동력전달계통을 종래보다 단순화하면서도 두 프로펠러의 안정된 상호 반전을 구현할 수 있을 뿐 아니라 제작과 설치 및 유지보수가 용이한 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 필요 시 반전회전장치로의 동력전달을 차단할 수 있는 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 후방프로펠러만으로 추진시 반전회전장치를 보호할 수 있는 선박용 추진장치 및 이를 갖춘 선박을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 반전회전장치로의 동력전달 차단을 자동으로 구현할 수 있는 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 회전축과, 상기 회전축에 고정된 후방프로펠러와,
상기 후방프로펠러 전방의 상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와, 선체 후미의 설치공간에 안착되며, 상기 회전축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 복수의 기어와, 상기 복수의 기어를 수용하는 기어박스를 포함하는 반전회전장치와, 상기 회전축과 상기 반전회전장치를 분리 가능하게 연결하며 분리시 상기 회전축에서 상기 반전회전장치로의 동력전달을 차단시키는 결합장치와, 상기 결합장치의 분리시 상기 전방프로펠러의 회전을 방지하기 위한 회전방지장치를 포함하는 선박용 추진장치가 제공될 수 있다.
또한 상기 결합장치는 상기 회전축과 상기 반전회전장치사이에 개재되어 슬립을 방지하는 마찰부재를 포함한다.
또한 상기 결합장치는 상기 회전축의 반경방향으로 형성된 구동플랜지와, 상기 구동플랜지를 관통하여 상기 회전축을 상기 반전회전장치와 결합시키는 복수의 연결볼트를 포함한다.
또한 상기 마찰부재는 상기 볼트의 분리시 상기 회전축과 상기 반전회전장치 사이에서 이탈될 수 있도록 복수의 조각으로 형성될 수 있다.
또한 상기 복수의 기어는 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러에 동력을 전달하는 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어와, 상기 구동베벨기어와 연결되어 상기 구동플랜지측으로 연장된 제1연결부재를 포함한다.
또한 상기 결합장치는 상기 반전회전장치에서 연장되어 상기 회전축의 구동력을 전달받는 피동플랜지를 더 포함하고, 상기 회전방지장치는 상기 피동플랜지를 상기 선체에 고정시키는 샤프트를 포함한다.
또한 상기 피동플랜지는 상기 샤프트의 일단이 고정되는 체결홀을 포함하고, 상기 선체는 상기 샤트프의 타단이 고정되는 샤프트프레임을 포함한다.
또한 상기 회전방지장치는 상기 제1연결부재와 상기 구동플랜지의 연결 해제시 상기 제1연결부재의 회전을 구속할 수 있다.
또한 상기 결합장치는 상기 반전회전장치에서 연장되어 상기 회전축의 구동력을 전달받는 피동플랜지를 더 포함하고, 상기 회전방지장치는 상기 피동플랜지의 가장자리 양측에 마주하게 배치되는 한 쌍의 마찰패드를 구비한 디스크 브레이크를 포함한다.
또한 상기 결합장치는 상기 회전축에 고정된 제1치차유닛과, 상기 반전회전장치에 고정된 제2치차유닛과, 상기 제1치차유닛과 상기 제2치차유닛을 선택적으로 연결하는 연결유닛을 포함하는 클러치 장치로 구성될 수 있다.
또한 상기 제2치차유닛은 상기 반전회전장치에 결합된 원통부와, 상기 원통부의 단부에서 상기 제1치차유닛의 제1치차부에 인접한 상태로 배치되는 제2치차부를 포함한다.
또한 상기 연결유닛은 상기 원통부의 외경에 마련되어 상기 원통부를 따라 축방향으로 슬라이딩하는 진퇴유닛과, 상기 진퇴유닛에서 연장되어 상기 제1치차부와 상기 제2치차부에 대응하는 연결치차부를 포함한다.
또한 상기 클러치장치는 상기 진퇴유닛과 상기 제2치차유닛사이에 구획되어 상기 진퇴유닛의 슬라이딩이 가능하도록 유체가 수용되는 유압실을 포함한다.
또한 상기 클러치장치는 상기 유압실로 유체를 공급하는 유로를 포함한다.
또한 상기 복수의 기어는 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러에 동력을 전달하는 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함하고, 상기 제2치차유닛은 상기 구동베벨기어와 연결되어 상기 제1치차유닛측으로 연장될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 전방연결부재와 회전축을 분리 가능하게 결합함으로써, 반전회전장치의 고장 등 비상 상황시 반전회전장치로의 동력전달을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치로의 동력을 차단하는 경우 전방프로펠러의 회전을 방지하기 위한 회전방지장치를 마련함으로써, 전방프로펠러의 회전으로 인하여 발생할 수 있는 반전회전장치 등 구성요소의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치를 선체의 외부에서 제작하여 조립한 상태에서 반전회전장치의 기어박스를 선체 후미에 형성된 설치공간으로 진입시키는 방식으로 장착할 수 있기 때문에 제작과 설치를 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 고장발생 시 전방 및 후방프로펠러를 회전축으로부터 분리할 수 있고 반전회전장치의 기어박스를 선체로부터 분리할 수 있기 때문에 고장수리 등 유지보수작업을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치와 회전축과의 결합, 분리를 자동으로 구현하는 클러치장치를 마련함으로써, 반전회전장치로의 동력전달 및 차단을 자동화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치로의 동력을 차단하는 경우 전방프로펠러의 회전을 방지하기 위한 회전방지장치를 마련함으로써, 전방프로펠러의 회전으로 인하여 발생할 수 있는 반전회전장치 등 구성요소의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 복수의 베벨기어를 이용하여 전방프로펠러의 반전을 구현하는 형태이므로 통상의 유성기어식 반전회전장치에 비하여 그 부피를 줄일 수 있고 동력전달계통의 구성을 단순화할 수 있다. 또 반전회전장치의 부피를 줄일 수 있기 때문에 반전회전장치를 선체의 후미에 설치하는 것이 가능하다.
또 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는 반전회전장치를 선체 후미 쪽에 설치하여 종래와 같은 중공축을 배제할 수 있기 때문에 종래보다 동력전달계통을 단순화할 수 있을 뿐 아니라 윤활이 필요한 영역을 줄일 수 있고, 윤활에 따른 제반문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치가 선박에 적용된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 전방프로펠러를 지지하는 베어링들의 장착구조를 나타낸 상세 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 전방프로펠러를 지지하는 베어링들의 장착구조를 나타낸 상세 단면도로, 제1레이디얼베어링이 분리된 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치의 장착 예를 나타낸 단면도로, 반전회전장치가 분리된 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치에서 회전축과 반전회전장치를 결합하는 모습을 도시한 것이다.
도 9은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치에서 결합장치가 분리된 후 회전방지장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 단면도이다
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제2밀봉장치 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 선체 후미에 회전방지장치가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 회전방지장치가 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추진장치의 결합장치를 나타낸 부분 절개사시도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추진장치에서 결합장치가 작동된 상태를 나타낸 요부단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치에서 클러치장치가 해제되고, 회전방지장치가 설치된 상태를 나타낸 요부단면도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치의 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치의 장착 예를 나타낸 단면도로, 반전회전장치가 분리된 상태를 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치가 선박에 적용된 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박용 추진장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 회전축(5)과, 선체(1) 후방의 회전축(5)에 축선이 일치하도록 배치되는 전방프로펠러(10)와, 후방프로펠러(20)와, 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 상반된 회전을 구현하기 위해 선체(1)의 후미(3)에 설치된 반전회전장치(30)와, 회전축(5)과 반전회전장치(30)를 분리 가능하게 연결하는 결합장치(60)를 포함한다. 본 실시 예는 두 프로펠러(10,20)가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시키는 이중반전 추진장치다.
여기서 선체(1)의 후미(3)는 전방 및 후방프로펠러(10,20)와 반전회전장치(30)의 설치를 위해 선체(1)로부터 후방을 향하여 유선형으로 돌출된 부분으로 스턴 보스(Stern boss)를 의미한다. 선체 후미(3)는 주물(casting)로 제작된 후 용접에 의해 선체(1)에 고정될 수 있다. 또 반전회전장치(30)를 수용할 수 있도록 전후로 관통된 설치공간(4)을 구비한다. 설치공간(4)의 내면은 반전회전장치(30)의 외형에 대응하도록 보링(boring)에 의해 원통형으로 가공될 수 있다.
회전축(5)은 반전회전장치(30)의 전방으로 돌출하는 선단이 선체(1) 내부의 메인구동축(6)에 분리와 결합 가능하게 연결될 수 있다. 그리고 메인구동축(6)은 선체(1) 내부에 설치된 구동원(8, 엔진, 모터, 터빈 등)과 연결됨으로써 회전축(5)이 메인구동축(6)과 함께 회전할 수 있다.
메인구동축(6)과 회전축(5)은 원통형의 커플링(Coupling)장치(7)에 의해 분리와 결합이 가능하게 연결될 수 있다. 여기서는 일 예로써 커플링(Coupling) 축이음을 제시하지만, 메인구동축(6)과 회전축(5)의 연결방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 플랜지커플링 방식, 마찰클러치방식, 마그네틱클러치방식 등이 선택적으로 채용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치 분해 사시도이다.
전방프로펠러(10)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 후방프로펠러(20)와 반전회전장치(30) 사이의 회전축(5) 외면에 회전 가능하게 설치된다. 전방프로펠러(10)는 회전축(5) 외면에 회전 가능하게 지지되는 허브(11)와, 허브(11)의 외면에 마련된 복수의 날개(12)를 구비한다. 이러한 전방프로펠러(10)는 후방프로펠러(20)를 설치하기 전에 회전축(5) 외면에 설치될 수 있다. 또 후방프로펠러(20)와 반대로 회전하는 것이므로 날개각이 후방프로펠러(20)의 날개각과 반대다.
후방프로펠러(20)는 회전축(5)과 함께 회전하도록 회전축(5) 후미부분에 고정된다. 후방프로펠러(20)는 회전축(5)에 고정되는 허브(21)와, 허브(21)의 외면에 마련된 복수의 날개(22)를 포함한다. 후방프로펠러(20)의 허브(21)는 중심부의 축결합공(23)이 회전축(5)의 외면에 압입되는 방식으로 고정될 수 있다. 회전축(5) 후단부에는 고정캡(24)이 체결됨으로써 후방프로펠러(20)가 회전축(5)에 더욱 견고히 고정될 수 있다. 이러한 결합을 위해 회전축(5)의 후미부분(5a)은 후방으로 갈수록 외경이 축소되는 테이퍼형 외면으로 마련될 수 있고, 허브(21)의 축결합공(23)은 회전축(5)의 외면에 대응하는 테이퍼형 내면으로 구성될 수 있다. 도 2에서 부호 25는 후방프로펠러(20) 허브(21) 후면과 고정캡(24)을 덮도록 허브(21)에 장착되는 프로펠러캡이다.
반전회전장치(30)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 외관을 형성하며 선체(1)의 후미(3)의 설치공간(4)에 수용되는 기어박스(40)와, 회전축(5)과 함께 회전하도록 기어박스(40) 내에 설치된 구동베벨기어(31), 구동베벨기어(31)와 대향하는 형태로 기어박스(40) 내부의 회전축(5)에 회전 가능하게 지지되는 피동베벨기어(32), 구동베벨기어(31)의 회전을 피동베벨기어(32)로 반전시켜 전달하는 적어도 하나의 반전베벨기어(33)를 구비한다. 또 회전축(5)과 구동베벨기어(31)를 연결하는 제1연결부재(35), 피동베벨기어(32)와 전방프로펠러(10)의 허브(11)를 연결하는 제2연결부재(36)를 포함할 수 있으며, 회전축(5)과 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32)와 전방프로펠러(10)의 허브(11)는 제1 및 제2연결부재(35,36)없이 직결되는 구성도 가능하다.
기어박스(40)는 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32) 및 반전베벨기어(33)를 수용함으로써 반전회전장치(30)를 하나의 유닛으로 형성되게 할 수 있다. 기어박스(40)의 후방으로 연장된 회전축(5)에는 후방프로펠러(20)가 고정되고, 후방프로펠러(20)와 기어박스(40) 사이의 외면에 전방프로펠러(10)가 회전 가능하게 지지된다.
전방프로펠러(10)는 반전회전장치(30)와 연결됨으로써 회전축(5)이 회전할 때 후방프로펠러(20)와 반대로 회전할 수 있다. 이하 전방프로펠러(10)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 전방프로펠러를 지지하는 베어링들의 장착구조를 나타낸 상세 단면도이다.
전방프로펠러(10)의 허브(11)는 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 제1스러스트베어링(13), 제2스러스트베어링(14), 제1레이디얼베어링(15)에 의해 회전축(5) 외면에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 제1스러스트베어링(13)과 제2스러스트베어링(14)은 허브(11)의 전방 쪽 내면과 회전축(5) 외면 사이에 설치되고, 제1레이디얼베어링(15)은 허브(11)의 후방 쪽 내면과 회전축(5) 외면 사이에 설치될 수 있다.
제1레이디얼베어링(15)은 회전축(5)의 반경방향으로 작용하는 전방프로펠러(10)의 레이디얼 하중을 감당하고, 제1 및 제2스러스트베어링(13,14)은 회전축(5)에 전후 축방향으로 각각 작용하는 스러스트 하중을 감당할 수 있다. 구체적으로 제2스러스트베어링(14)은 선박의 전진 시 전방프로펠러(10)로부터 선수 쪽으로 작용하는 스러스트 하중을 감당하고, 제1스러스트베어링(13)은 선박의 후진 시 전방프로펠러(10)로부터 선미 쪽으로 작용하는 스러스트 하중을 감당할 수 있다.
제1스러스트베어링(13)의 내륜과 제2스러스트베어링(14)의 내륜은 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(5) 외면에 압입된 상태에서 상호 접하도록 배치됨으로써 축방향으로 밀리지 않도록 지지될 수 있다. 제1스러스트베어링(13) 외륜은 허브(11)와 결합되는 제2연결부재(36)에 장착된 고정링(39)에 지지됨으로써 역시 축방향으로 밀리지 않도록 지지될 수 있다.
전방프로펠러(10)의 허브(11)와 회전축(5) 사이에는 원통형의 제1지지링(17a)과 제2지지링(17b)이 각각 설치됨으로써 제2스러스트베어링(14)이 축방향으로 밀리지 않도록 할 수 있다. 제1지지링(17a)은 제2스러스트베어링(14)의 외륜과 제1레이디얼베어링(15)의 외륜 사이에 개재되어 이들이 상호 지지되도록 할 수 있고, 제2지지링(17b)은 제2스러스트베어링(14)의 내륜과 제1레이디얼베어링(15)의 내륜 사이에 개재되어 이들이 상호 지지되도록 할 수 있다. 또 제1레이디얼베어링(15)의 외륜과 후술할 제1밀봉커버(71) 사이의 허브(11) 내면에는 간격조절링(18)이 설치됨으로써 제1레이디얼베어링(15)의 외륜이 축방향으로 밀리지 않도록 할 수 있다. 여기서는 제1레이디얼베어링(15)의 외륜을 보다 안정적으로 지지하기 위해 간격조절링(18)을 설치한 경우를 제시하고 있으나, 제1레이디얼베어링(15)의 외륜이 허브(11)의 내면에 압입될 경우에는 간격조절링(18)을 설치하지 않더라도 제1레이디얼베어링(15) 외륜의 고정이 가능할 것이므로, 간격조절링(18)은 설계에 따라 선택적으로 채용될 수 있을 것이다.
제1레이디얼베어링(15)의 내륜은 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(5) 외면과의 사이에 원통형 쐐기부재(16)가 장착됨으로써 축방향으로 밀리지 않도록 고정될 수 있다. 쐐기부재(16)는 후방으로 갈수록 외경이 축소되는 테이퍼형 외면과 그 후방 측 외면에 형성된 나사산을 구비하고, 내면이 회전축(5) 외면에 압입 고정될 수 있다. 그리고 이러한 쐐기부재(16)에는 후방 쪽 나사산에 조임너트(16a)가 체결됨으로써 제1레이디얼베어링(15)의 내륜을 구속할 수 있다. 따라서 제1레이디얼베어링(15)은 회전축(5) 외면과 허브(11) 내면 사이에서 견고히 고정될 수 있다. 쐐기부재(16)와 조임너트(16a)에는 풀림을 방지하는 고정클립(16b)이 체결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 전방프로펠러를 지지하는 베어링들의 장착구조를 나타낸 상세 단면도로, 제1레이디얼베어링이 분리된 상태를 도시한 것이다.
전방프로펠러(10)를 설치할 때는 우선 회전축(5) 외면에 제1스러스트베어링(13), 제2스러스트베어링(14), 제1 및 제2지지링(17a,17b), 쐐기부재(16)을 순차적으로 설치할 수 있다. 다음으로 도 6에 도시한 바와 같이, 회전축(5) 외측에 전방프러펠러(10)의 허브(11)를 결합시켜 허브(11)의 내면이 제1 및 제2스러스트베어링(13,14)의 외륜과 결합되도록 할 수 있다. 이어서 쐐기부재(16)의 외면과 허브(11)의 내면 사이에 제1레이디얼베어링(15)을 밀어 넣어 설치한 후 쐐기부재(16)에 조임너트(16a)를 체결하여 제1레이디얼베어링(15)의 내륜을 고정할 수 있다. 제1레이디얼베어링(15)을 설치한 후에는 간격조절링(18)을 설치하고, 제1밀봉커버(71)를 장착할 수 있다.
이처럼 제1레이디얼베어링(15)을 쐐기부재(16)를 이용해 고정하면, 제1 및 제2지지링(17a,17b) 등의 부품에 제작오차가 생겨 제1레이디얼베어링(15)의 설치위치가 변하는 경우에도 쐐기부재(16) 및 제1레이디얼베어링(15)의 장착위치를 조정함으로써 결합오차를 보정할 수 있다. 즉 쐐기부재(16)와 제1레이디얼베어링(15)을 제1 및 제2지지링(17a,17b) 쪽으로 밀착시킨 상태에서 제1레이디얼베어링(15)을 고정할 수 있기 때문에 부품들 간 결합오차를 최소화할 수 있다. 간격조절링(18)은 제1레이디얼베어링(15)이 장착된 상태에서 제1레이디얼베어링(15) 외륜과 제1밀봉커버(71) 사이의 거리를 측정하여 이에 부합하도록 제작한 후 설치할 수 있다.
추후 고장수리 등을 위해 전방프로펠러(10)를 회전축(5)으로부터 분리할 때는 역으로 제1밀봉커버(71)와 간격조절링(18)을 분리하고, 쐐기부재(16)에 체결된 조임너트(16a)를 풀어 제1레이디얼베어링(15)이 분리될 수 있도록 한 후, 전방프로펠러(10)를 후방으로 당겨 분리할 수 있다. 전방프로펠러(10)를 분리한 후에는 제1 및 제2스러스트베어링(13,14), 쐐기부재(16), 제1 및 제2지지링(17a,17b)이 노출되므로 이들 역시 회전축(5)으로부터 쉽게 분리할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 반전회전장치의 장착 예를 나타낸 단면도로, 반전회전장치가 분리된 상태를 도시한 것이다.
반전회전장치(30)의 기어박스(40)는 도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이, 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 복수의 반전베벨기어(33)를 그 내부에 수용하며 양단이 개방된 원통형의 몸체부(41)와, 몸체부(41)의 전방 측 개구를 폐쇄하도록 몸체부(41)에 결합되는 전방커버(42), 그리고 몸체부(41)의 후방 측 개구를 폐쇄하도록 몸체부(41)에 결합되는 후방커버(43)를 포함할 수 있다.
전방커버(42)는 그 중심부를 관통하는 제1연결부재(35)를 회전 가능하게 지지할 수 있고, 후방커버(43)는 역시 그 중심부를 관통하는 제2연결부재(36)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이를 위해 제1연결부재(35) 외면과 전방커버(42) 사이에는 전방베어링(44)이 설치되고, 제2연결부재(36) 외면과 후방커버(43) 사이에는 후방 외측베어링(45)이 설치될 수 있다.
후방 외측베어링(45)은 복수개가 회전축(5)의 길이방향으로 연속하여 설치됨으로써 제2연결부재(36)가 안정적으로 지지된 상태에서 회전하도록 할 수 있다. 제2연결부재(36) 내면과 회전축(5) 사이에는 제2연결부재(36)의 회전 가능한 지지를 위해 후방 내측베어링(46)이 설치되고, 제1연결부재(35)와 회전축(5) 외면 사이에는 원통형의 슬리브베어링(47)이 설치될 수 있다. 또 후방 내측베어링(46) 내륜과 슬리브베어링(47) 사이의 회전축(5) 외면에는 이들 사이를 지지하는 원통형의 이격링(49)이 설치될 수 있다.
전방베어링(44), 후방 외측베어링(45), 후방 내측베어링(46)은 모두 레이디얼베어링으로 구성될 수 있다. 이러한 베어링들(44,45,46)은 회전축(5), 제1연결부재(35), 제2연결부재(36)에 작용하는 레이디얼 하중을 지지하면서 이들의 안정된 회전을 구현할 수 있다.
구동베벨기어(31)는 제1연결부재(35)와 함께 회전하도록 복수의 고정볼트(31a) 체결에 의해 제1연결부재(35)와 연결된다. 피동베벨기어(32)도 역시 복수의 고정볼트(32a) 체결에 의해 제2연결부재(36)와 연결된다. 피동베벨기어(32)는 회전 시 회전축(5)과 간섭되지 않도록 그 내경부분이 회전축(5)과 이격될 수 있다.
복수의 반전베벨기어(33)는 구동베벨기어(31)와 피동베벨기어(32) 사이에 각각 이물림 상태로 개재된다. 각 반전베벨기어(33)를 지지하는 축(34)은 회전축(5)과 교차하는 방향(회전축의 반경방향)으로 배치되고, 복수가 회전축(5)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다. 또 각 반전베벨기어(33)의 축(34) 양단에는 축(34)의 원활한 회전을 위해 각각 베어링(34a,34b)이 설치될 수 있다.
기어박스(40) 내부에는 반전베벨기어들(33)을 설치하기 위해 내부프레임(50)이 설치될 수 있고, 내부프레임(50)은 기어박스(40) 내에 진입된 상태에서 복수의 고정부재(51)를 체결함으로써 몸체부(41) 내에 고정될 수 있다.
내부프레임(50)은 도 4에 도시한 바와 같이, 그 중심부에 회전축(5)이 관통하는 관통공(52)이 형성되고, 그 폭(W, 회전축의 길이방향 폭)이 반전베벨기어(33)의 최대 외경보다 작은 원통 또는 다각기둥의 형태로 마련될 수 있다. 이러한 내부프레임(50)은 각 반전베벨기어(33)를 회전 가능하게 수용하되 반전베벨기어(33)가 구동 및 피동베벨기어(31,32)와 치합될 수 있도록 그 양측이 개방된 복수의 기어설치부(53)를 구비한다. 또 반전베벨기어(33)의 축(34) 양단에 설치된 베어링들(34a,34b)을 각각 지지할 수 있도록 마련된 제1축지지부(54)와 제2축지지부(55)를 구비한다. 이러한 구성들은 복수의 반전베벨기어(33)를 설치할 수 있도록 각각 복수가 관통공(52)을 중심으로 방사형으로 배치될 수 있다.
제1축지지부(54)와 제2축지지부(55)는 반전베벨기어 축(34)의 장착을 위해 내측프레임(50)의 한쪽 측면 방향으로 개방되는 형태로 마련될 수 있다. 그리고 여기에는 베어링들(34a,34b)을 덮어서 고정하는 제1체결부재(54a)가 제2체결부재(55a)가 장착될 수 있다. 따라서 각 반전베벨기어(33)를 내부프레임(50)에 설치할 때 반전베벨기어(33), 반전베벨기어의 축(34), 베어링들(34a,34b)을 조립한 상태에서 이 조립체를 내부프레임(50)의 한쪽 측면방향으로부터 기어설치부(53)에 진입시키는 방식으로 설치한 후, 제1 및 제2체결부재(54a,55a)를 체결하여 고정할 수 있다. 여기서는 반전베벨기어들(33)을 내부프레임(50)에 장착하는 방법에 대한 하나의 예를 제시한 것일 뿐 반전베벨기어(33)의 장착방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 내부프레임(50)의 형태가 변경될 경우 반전베벨기어(33)를 내부프레임(50)에 장착하는 방식도 바뀔 수 있다.
반전베벨기어들(33)이 장착된 내부프레임(50)은 반전회전장치(30)를 조립하는 과정에서 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 전방커버(42), 후방커버(43)를 설치하기 전에 기어박스(40)의 몸체부(41) 내로 진입시킨 후, 복수의 고정부재(51)를 체결하여 몸체부(41) 내에 고정할 수 있다.
복수의 고정부재(51)는 도 4와 도 7에 도시한 바와 같이, 원통형의 핀형태로 마련될 수 있다. 이러한 고정부재(51)는 몸체부(41)의 외측으로부터 몸체부(41)를 관통하여 몸체부(41) 내로 진입하도록 설치됨으로써 그 내측 단부가 내부프레임(50)을 고정상태로 지지할 수 있다. 고정부재(51)의 내측단부는 내부프레임(50)의 둘레의 고정홈(56)에 진입함으로써 내부프레임(50)을 결속할 수 있다. 고정부재(51)의 외측단부는 고정나사의 체결에 의해 몸체부(41)에 고정될 수 있다.
이러한 기어박스(40)에 의하면, 내부프레임(50)을 포함한 반전베벨기어 조립체를 몸체부(41) 내에 장착한 후, 몸체부(41) 양측의 개구를 통해 구동베벨기어(31)와 피동베벨기어(32)를 설치할 수 있고, 이어서 전방커버(42), 후방커버(43), 제1연결부재(35), 제2연결부재(36) 등의 부품들을 설치할 수 있다. 따라서 반전회전장치(30)를 쉽게 조립할 수 있고, 추후 고장수리를 용이하게 수행할 수 있다.
본 실시 예에서 반전회전장치(30)는 반전베벨기어(33)가 복수인 경우를 제시하고 있으나, 반전베벨기어(33)는 구동베벨기어(31)의 회전을 피동베벨기어(32)로 반전시켜 전달할 수 있으면 될 것이므로, 반드시 복수일 필요는 없다. 구동부하가 크지 않은 소형선박 등은 하나의 반전베벨기어만으로도 그 기능을 구현할 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치에서 회전축과 반전회전장치를 결합하는 모습을 도시한 것이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 선체 후미에 회전방지장치가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
또 본 실시 예는 도 7, 8 및 도 12에 도시한 바와 같이, 회전축(5)과 반전회전장치(30)를 분리 가능하게 연결하는 결합장치(60)를 구비한다. 결합장치(60)는 기어박스(40) 전방의 회전축(5)에 마련된 구동플랜지(61), 구동플랜지(61)와 대면하도록 제1연결부재(35)에 마련된 피동플랜지(62), 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62) 사이에 개재되는 마찰부재(63), 그리고 이들을 관통하는 형태로 체결하는 복수의 연결볼트(64)를 포함할 수 있다.
구동플랜지(61)는 회전축(5)과 일체로 마련되거나 별도로 제작된 후 용접 등에 의해 회전축(5)에 고정될 수 있다.
피동플랜지(62)는 제1연결부재(35)와 별도로 또는 일체로 마련될 수 있으며, 후술할 회전방지장치(130)와의 결합을 용이하게 하기 위해 구동플랜지(61)의 직경보다 큰 직경으로 형성되며, 외주단부에는 회전방지장치(130)와의 결합을 위한 체결홀(62a)이 소정간격 이격된 상태로 원주방향으로 형성될 수 있다.
마찰부재(63)는 회전축(5)과 반전회전장치(30)사이에 개재되어 상호 슬립을 방지하기 위한 것으로, 연결볼트(64)에 의해 관통되어 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62)사이에 고정된다. 이러한 마찰부재(63)는 도 8과 같이 결합장치(60)의 분리시 외측으로 분리될 수 있도록 복수의 조각으로 형성됨으로써, 결합장치(60)를 분리하는 경우 연결볼트(64)를 풀어서 제거한 후 마찰부재(63)의 조각을 반경방향 외측으로 분리할 수 있다.
결합장치(60)는 필요 시 복수의 연결볼트(64)를 풀어 마찰부재(63)를 분리하여 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62)의 동력연결을 차단할 수 있다. 예를 들어 선박의 운항 중 반전회전장치(30)의 고장이 생길 경우 회전축(5)으로부터 제1연결부재(35) 쪽으로의 동력전달을 차단할 수 있다. 이 경우 후방프로펠러(20)의 동작만으로 선박이 운항하도록 할 수 있다.
이 때, 후방프로펠러(20)의 동작으로 선박이 운항하는 경우 선박의 운항에 따른 수류에 의해 전방프로펠러(10)가 회전하게 되는데, 전방프로펠러(10)가 회전하면 이에 치차 결합된 복수의 기어들(31,32,33)이 회전하게 된다. 반전회전장치(30)가 고장난 상태에서 복수의 기어들(31,32,33)이 회전하게 되면 기어 등 각 부품들의 파손이 심화될 수 있기 때문에 전방프로펠러(10)의 회전을 제한시키는 것이 요구된다.
이를 위해 본 실시 예는 결합장치(60)의 분리시 전방프로펠러(10)의 회전을 방지하는 회전방지장치(130)를 구비한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치에서 결합장치가 분리된 후 회전방지장치가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 9 및 도 12를 참조하면, 회전방지장치(130)는 선체 후미(3)의 전방에서 피동플랜지(62)의 회전을 구속할 수 있도록 일단이 선체(1)에 지지되고, 타단이 피동플랜지(62)에 지지되는 적어도 하나 이상의 샤프트(131)를 포함할 수 있다.
적어도 하나 이상의 샤프트(131)는 피동플랜지(62)의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 4개소 배치될 수 있으며, 각 샤프트(131)는 선체 후미(3)에 설치되는 샤프트 프레임(132)에 일단이 회전 가능하게 지지되고, 타단은 피동플랜지(62)의 체결홀(62a)를 통해 볼트 결합되어 고정될 수 있다.
피동플랜지(62)는 각 샤프트(131)의 타단과 볼트 결합의 편의성을 위하여 구동플랜지(61)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 하여 본 실시 예와 같이 외주측에 별도의 체결홀(62a)을 마련할 수 있으나, 결합장치(60)의 분리 후 연결볼트(64)가 분리된 홀에 샤프트(131)의 타단을 결합할 수 있으며, 이 때 피동플랜지(62)와 구동플랜지(61)의 직경을 동일하게 유지할 수도 있다. 각 샤프트(131)는 샤프트 프레임(132)의 축(132a)에 일단이 회전 가능하게 지지되고, 타단에는 피동플랜지(62)의 체결홀(62a)과 볼트 결합을 위한 볼트홀(133)이 마련될 수 있다.
반전회전장치(30)의 고장시 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62)의 동력연결을 차단한 경우, 작업자는 선체(1) 내부로부터 선체 후미(3)의 전방에 마련된 각 샤프트(131)의 일단을 샤프트 프레임(132)에 결합시키고 타단을 피동플랜지(62)의 체결홀(62a)에 볼트(134)를 결합시킴에 따라 전방프로펠러(10)의 회전에 의해 반전회전장치(30)의 기어들이 추가적으로 손상되는 것을 방지하게 된다.
한편, 본 실시 예에서는 회전방지장치(130)는 작업자의 수동작업에 의하여 피동플랜지(62)의 구속을 수행하도록 하였으나, 회전방지장치(130)는 전자 제어 또는 유압 제어 방식을 통하여 마찰패드(미도시)를 진퇴시켜 피동플랜지를 구속하거나 구속을 해제함으로써 자동으로 피동플랜지(62)의 회전을 구속할 수도 있음은 물론이다.
이러한 일 예로서, 도 13에 도시한 바와 같이 회전방지장치(140)는 피동플랜지(62)와 대응하는 선체 후미(3) 근방에 설치된 디스크 브레이크 형태로 마련될 수 있다.
디스크 브레이크(Disk Brake)는 회전하는 디스크 양면에 패드를 압착한 뒤 마찰을 일으켜 제동력을 얻는 통상의 제동장치로서, 본 실시 예의 회전방지장치(140)는 구동플랜지(61)의 가장자리보다 더 돌출된 피동플랜지(62)의 가장자리 부근 양측에 이격 배치되는 한 쌍의 마찰패드(141)를 구비하고, 한 쌍의 마찰패드(141)는 유압에 진퇴하는 실린더(143)에 의해 작동되어 피동플랜지(62)의 양측에 압착되도록 마련될 수 있다.
이를 통해, 피동플랜지(62)는 한 쌍의 마찰패드(141)의 압착력에 의하여 회전이 제한되게 되므로, 전방프로펠러(10)의 회전에 의한 반전회전장치(30)의 기어들의 추가적 손상은 막을 수 있게 된다.
한편, 본 실시 예에서는 디스크 브레이크 형태의 회전방지장치(140)는 피동플랜지(62)의 양측을 가압하기 위한 한 쌍의 마찰패드(141)를 구비하도록 하였으나, 유압 또는 공압에 의해 진퇴하도록 마련되어 피동플랜지(62)의 가장자리에 밀착되는 마찰패드를 구비할 수 있음은 물론이다. 이 경우 마찰패드는 피동플랜지(62)의 가장자리에 밀착되도록 원호 형태로 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 결합장치와 회전방지장치에 대하여 설명한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추진장치의 결합장치를 나타낸 부분 절개사시도이고, 도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 추진장치에서 결합장치가 작동된 상태를 나타낸 요부단면도이다. 이하에서는 동일한 기능을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 결합장치는 도 15, 16에 도시한 바와 같이, 회전축(5)의 동력을 반전회전장치(30)로 선택적으로 전달하는 클러치장치(560)로 구성될 수 있다. 여기서 반전회전장치(30)의 기어박스(40)는 도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 복수의 반전베벨기어(33)를 그 내부에 수용하며 양단이 개방된 원통형의 몸체부(41)와, 몸체부(41)의 전방 측 개구를 폐쇄하도록 몸체부(41)에 결합되는 전방커버(42), 그리고 몸체부(41)의 후방 측 개구를 폐쇄하도록 몸체부(41)에 결합되는 후방커버(43)를 포함할 수 있다. 전방커버(42)는 그 중심부를 관통하는 후술하는 제2치차유닛(562)을 회전 가능하게 지지할 수 있고, 후방커버(43)는 역시 그 중심부를 관통하는 제2연결부재(36)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 이를 위해 제2치차유닛(562) 외면과 전방커버(42) 사이에는 전방베어링(44)이 설치되고, 제2연결부재(36) 외면과 후방커버(43) 사이에는 후방 외측베어링(45)이 설치될 수 있다.
후방 외측베어링(45)은 복수개가 회전축(5)의 길이방향으로 연속하여 설치됨으로써 제2연결부재(36)가 안정적으로 지지된 상태에서 회전하도록 할 수 있다. 제2연결부재(36) 내면과 회전축(5) 사이에는 제2연결부재(36)의 회전 가능한 지지를 위해 후방 내측베어링(46)이 설치되고, 제2치차유닛(562)과 회전축(5) 외면 사이에는 원통형의 슬리브베어링(47)이 설치될 수 있다. 또 후방 내측베어링(46) 내륜과 슬리브베어링(47) 사이의 회전축(5) 외면에는 이들 사이를 지지하는 원통형의 이격링(49)이 설치될 수 있다.
전방베어링(44), 후방 외측베어링(45), 후방 내측베어링(46)은 모두 레이디얼베어링으로 구성될 수 있다. 이러한 베어링들(44,45,46)은 회전축(5), 제2치차유닛(562), 제2연결부재(36)에 작용하는 레이디얼 하중을 지지하면서 이들의 안정된 회전을 구현할 수 있다.
구동베벨기어(31)는 제2치차유닛(562)과 함께 회전하도록 복수의 고정볼트(31a) 체결에 의해 제2치차유닛(562)과 연결된다. 피동베벨기어(32)도 역시 복수의 고정볼트(32a) 체결에 의해 제2연결부재(36)와 연결된다. 피동베벨기어(32)는 회전 시 회전축(5)과 간섭되지 않도록 그 내경부분이 회전축(5)과 이격될 수 있다.
클러치장치(560)는 회전축(5)에 고정되는 제1치차유닛(561)과, 반전회전장치(30)에 고정되는 제2치차유닛(562)과, 제1,2치차유닛(561,562)을 선택적으로 연결하는 연결유닛(630)을 포함할 수 있다. 본 실시 예에는 클러치장치(560)의 구동 또는 작동상태는 제1,2치차유닛(561,562)이 연결된 상태를 의미하고, 클러치장치(560)의 해제상태는 제1,2치차유닛(561,562)이 분리된 상태를 의미한다.
제1치차유닛(561)은 회전축(5)과 일체로 마련되거나 별도로 제작된 후 용접 또는 압입 결합 등에 의해 회전축(5)에 고정될 수 있으며, 외륜에는 제1치차부(561a)가 형성된다.
제2치차유닛(562)은 반전회전장치(30)에 결합되어 전방으로 연장되는 원통부(563)와, 원통부(563)의 단부에서 제1치차부(561a)에 인접하게 위치하는 제2치차부(564)를 포함한다.
제2치차유닛(562)의 일단은 복수의 고정볼트(31a)에 의해 구동베벨기어(31)와 결합되고, 타단은 기어박스(40) 내부에 채워지는 윤활유가 선체(1)쪽으로 누설되는 것을 방지하기 위해 밀봉커버가 결합된다. 제2치차유닛(562)과 회전축(5) 외면 사이에는 원통형의 슬리브베어링(47)이 설치될 수 있다.
연결유닛(630)은 원통부(563)의 외경에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 마련되는 진퇴유닛(631)과, 진퇴유닛(631)에서 연장되어 제1치차부(561a)와 제2치차부(564)에 대응하는 치형을 가지는 연결치차부(632)를 포함한다.
진퇴유닛(631)은 선택적으로 축방향을 따라 진퇴 가능하게 마련된 것으로, 원통부(563)를 수용하는 원통형으로 형성된다.
진퇴유닛(631)과 원통부(563)의 사이에는 유체가 수용될 수 있는 유압실(634a,634b)이 형성된다. 유압실(634a,634b)은 원통부(563)의 외경에 환형으로 돌출된 고정부(633)에 의해 제1,2유압실(634a,634b)로 구획되고, 진퇴유닛(631)은 각 유압실(634a,634b)로 유체를 공급하거나, 유압실(634a,634b)의 유체를 외부로 배출하기 위한 입출홀(635a,635b)이 한 쌍으로 마련된다.
연결치차부(632)는 진퇴유닛(631)의 전방측에 결합되어 진퇴유닛(631)의 슬라이딩 이동에 따라 축방향으로 진퇴한다. 연결치차부(632)의 내경에는 제1,2치차부(61a,64)에 대응하는 치형을 가지며 클러치장치(560)가 구동하면 제1,2치차부(61a,64)를 연결시키며, 클러치장치(560)의 구동이 해제되면 제1,2치차부(61a,64)의 연결을 해제한다.
진퇴유닛(631)의 외측에는 유압실(634a,634b)로 유체를 공급하기 위한 오일공급부재(636)가 마련된다.
오일공급부재(636)는 진퇴유닛(631)을 감싸는 형태의 원통형으로 형성되며, 입출홀(635a,635b)과 연통되는 오일라인(638a,638b)이 오일공급부재(636)의 내외측을 관통하여 형성된다.
진퇴유닛(631)과 오일공급부재(636)사이에는 오일공급부재(636)의 상대 회전운동이 가능하도록 베어링(637)이 개재된다. 따라서, 진퇴유닛(631)이 회전하는 경우에도 오일공급부재(636)의 회전을 제한할 수 있어 오일라인(638a,638b)의 위치를 고정시킬 수 있다. 오일공급부재(636)는 진퇴유닛(631)에 대해 회전 가능하게 마련되어 회전이 제한되고, 진퇴유닛(631)의 축방향 운동에 대해서는 진퇴유닛(631)과 같이 진퇴 운동하게 마련된다. 이 때, 오일라인(638a,638b)과 연결되는 외부의 유압라인(미도시)은 오일공급부재(636)의 진퇴 운동시에도 오일라인(638a,638b)과의 연결을 유지하기 위해 플렉서블관 형태로 마련될 수 있다.
진퇴유닛(631)의 입출홀(635a,635b)과 오일공급부재(636)의 오일라인(638a,638b)은 클러치장치(560)의 외부에서 유압실(634a,634b)로 유체를 공급할 수 있는 유로를 형성하게 되어, 제1,2유압실(634a,634b)에 오일을 공급 또는 배출함으로써 진퇴유닛(631)을 축방향으로 진퇴시킬 수 있다.
즉, 클러치장치(560)를 작동시켜 제2오일라인(638b)과 제2입출홀(635b)을 통해 제2유압실(634b)에 유체를 공급(제1유압실(634a)의 유체를 배출)하면 진퇴유닛(631)은 전진하게 되어 연결치차부(632)가 제1,2치차부(561a,564)를 결합시킴으로써, 회전축(5)의 동력은 제1,2치차유닛(561,562)을 통해 반전회전장치(30)로 전달된다.
또한, 클러치장치(560)를 해제시켜 제1유압실(634a)에 유체를 공급(제2유압실(634b)의 유체를 배출)하면 진퇴유닛(631)은 후진하게 되어 제1,2치차부(561a,564)를 연결하고 있는 연결치차부(632)가 진퇴유닛(631)을 따라 후진하여 연결을 해제시킴으로써 회전축(5)의 동력이 반전회전장치(30)로 전달되는 것을 차단한다.
이와 같은 클러치장치(560)의 작동 및 해제는 반전회전장치(30) 등의 고장 등을 센싱하여 이를 기초로 클러치장치(560)를 해제하거나, 작업자가 입력장치(미도시)를 통해 신호를 인가하여 클러치장치(560)를 해제 또는 작동시킬 수 있다. 반전회전장치(30) 등의 고장을 센싱 또는 작업자의 입력을 통해 클러치장치(560)를 동작시켜 자동으로 연결치차부(632)가 제1,2치차부(561a,564)를 연결시키거나, 연결을 해제시킴으로써 회전축(5)의 동력을 반전회전장치(30)로 선택적으로 전달하게 된다.
제1치차부(561a)와 제2치차부(564)의 외경은 동일 또는 상이하게 하여 필요에 따라 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 회전속도를 달리 할 수도 있으며, 본 실시 예에서는 유압을 이용하여 진퇴유닛(631)를 슬라이딩시켜 클러치장치(560)를 동작시키는 것을 일 예로 하고 있으나, 전자장치 또는 유압장치 이외의 다른 기계적 구성을 이용하여 클러치장치를 동작시킬 수 있음은 물론이다.
클러치장치(560)는 일 예로 선박의 운항 중 반전회전장치(30)의 고장이 생길 경우 회전축(5)으로부터 반전회전장치(30) 쪽으로의 동력전달을 차단할 수 있다. 이 경우 후방프로펠러(20)의 동작만으로 선박이 운항하도록 할 수 있다.
이 때, 후방프로펠러(20)의 동작으로 선박이 운항하는 경우 선박의 운항에 따른 수류에 의해 전방프로펠러(10)가 회전하게 되는데, 전방프로펠러(10)가 회전하면 이에 치차 결합된 복수의 기어들(31,32,33)이 회전하게 된다. 반전회전장치(30)가 고장난 상태에서 복수의 기어들(31,32,33)이 회전하게 되면 기어 등 각 부품들의 파손이 심화될 수 있기 때문에 전방프로펠러(10)의 회전을 제한시키는 것이 요구된다.
이를 위해 본 실시 예는 클러치장치(560)의 해제시 전방프로펠러(10)의 회전을 방지하는 회전방지장치(130)를 구비한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치에서 클러치장치가 해제되고, 회전방지장치가 설치된 상태를 나타낸 요부단면도이다.
회전방지장치(130)는 도 17에 도시된 바와 같이, 연결치차부(632)의 외주면에서 반경방향으로 돌출된 플랜지부(641)와, 선체(1)에 고정되는 샤프트 프레임(132)과, 일단이 플랜지부(641)에 고정되고 타단이 샤프트 프레임(132)에 고정되는 적어도 하나 이상의 샤프트(131)를 포함할 수 있다. 플랜지부(641)는 일 예로 연결치차부(632)의 외주면에 플랜지 형태로 마련된 것으로 하고 있으나, 이에 한정되지 아니하고 반전회전장치의 회전을 구속할 수 있는 위치 또는 형태라면 위치나 형태에 대한 제한은 없다.
반전회전장치(30)의 고장 등으로 인하여 제1치차유닛(561)과 제2치차유닛(562)의 동력연결을 차단한 경우, 작업자는 선체(1) 내부로부터 선체 후미(3)의 전방에 마련된 각 샤프트(131)의 일단을 샤프트 프레임(132)에 결합시키고 타단을 플랜지부(641)의 체결홀(641a)에 볼트(644)를 결합시킴에 따라 전방프로펠러(10)의 회전에 의해 반전회전장치(30)의 기어들이 추가적으로 손상되는 것을 방지하게 된다.
제2연결부재(36)는 도 2, 4 및 도 7을 참고하여 설명하면, 후단에 전방프로펠러(10)의 허브(11)에 연결되는 연결플랜지(37)를 구비한다. 연결플랜지(37)는 제2연결부재(36)와 일체로 마련될 수 있고, 복수의 고정볼트(37a) 체결에 의해 전방프로펠러(10)의 허브(11) 전면에 고정될 수 있다. 따라서 피동베벨기어(32)의 회전은 제2연결부재(36)에 의해 전방프로펠러(10)로 전달될 수 있다.
제2연결부재(36)와 회전축(5) 외면 사이에는 후방 내측베어링(46)을 지지하는 원통형의 제3지지링(38a)과 제4지지링(38b)이 설치될 수 있다. 제3지지링(38a)은 후방 내측베어링(46)의 내륜과 제1스러스트베어링(13)의 내륜 사이에 개재되어 이들 사이의 간격을 유지할 수 있다. 제4지지링(38b)은 후방 내측베어링(46)의 외륜을 지지하도록 제2연결부재(36)의 내면 쪽에 설치될 수 있다. 그리고 제2연결부재(36)의 후단에는 제4지지링(38b)의 이탈 방지를 위해 고정링(39)이 장착될 수 있다. 고정링(39)은 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 제1스러스트베어링(13)의 외륜을 지지할 수 있다.
이러한 반전회전장치(30)는 회전축(5)이 회전할 때 제1연결부재(35)가 회전하고, 제1연결부재(35)와 연결된 구동베벨기어(31)가 회전한다. 구동베벨기어(31)의 회전은 복수의 반전베벨기어(33)에 의해 반전된 후 피동베벨기어(32)로 전달되므로 피동베벨기어(32)가 구동베벨기어(31)와 반대로 회전한다. 그리고 피동베벨기어(32)의 회전은 제2연결부재(36)에 의해 전방프로펠러(10)로 전달된다. 따라서 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 상반된 회전을 구현할 수 있다.
이처럼 본 실시 예의 반전회전장치(30)는 복수의 베벨기어들(31,32,33)을 통해 두 프로펠러(10,20)의 상호 반전을 구현하는 것이므로 종래 유성기어식 반전회전장치에 비하여 그 부피를 줄일 수 있다. 따라서 선체 후미(3)에 설치되는 기어박스(40)의 부피를 최소화할 수 있다.
통상의 유성기어식 반전회전장치는 회전축에 설치되는 태양기어, 태양기어 외측에 설치되는 유성기어, 유성기어 외측에 설치되는 원통형의 내접기어를 포함하는 형태이기 때문에 그 부피가 상대적으로 크다. 또 유성기어식 반전회전장치는 최외곽에 배치되는 내접기어가 회전해야 하므로 그 외측의 케이싱까지 고려하면 부피가 매우 커질 수 밖에 없다. 따라서 이를 본 실시 예의 경우처럼 선체의 후미에 설치하기란 현실적으로 매우 어려운 문제다. 설령 선체 후미에 설치한다 하더라도 선체 후미의 크기를 키워야 하는 문제가 생긴다.
또 본 실시 예의 추진장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 선체 후미(3)와 전방프로펠러(10)의 허브(11) 사이를 밀봉하여 해수(또는 민물)나 이물질의 침입을 방지하는 제1밀봉장치(90)와, 같은 목적으로 전방프로펠러(10)의 허브(11)와 후방프로펠러(20)의 허브(21) 사이를 밀봉하는 제2밀봉장치(110)를 구비한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제1밀봉장치 단면도이다.
제1밀봉장치(90)는 도 10에 도시한 바와 같이, 전방프로펠러 허브(11)의 전면에 고정되는 제2연결부재(36)의 연결플랜지(37)에 설치된 원통형 제1라이닝(91)과, 제1라이닝(91)의 외면에 접하도록 제1라이닝(91)의 외면을 덮으며 그 일단이 후방커버(43)에 고정된 원통형 제1밀봉부재(92)를 포함할 수 있다.
제1밀봉부재(92)는 제1라이닝(91)과 대면하는 내면에 상호 이격되게 설치되어 제1라이닝(91)의 외면과 접하는 복수의 패킹(93a,93b,93c)과, 이들 패킹(93a,93b,93c) 사이의 홈으로 밀봉을 위한 유체를 공급하는 유로(95)를 구비한다. 제1밀봉부재(92)의 유로(95)는 소정의 압력을 가진 윤활유가 공급될 수 있도록 기어박스(40)의 전방 및 후방커버(42,43)를 통과하는 윤활유 공급유로(96)와 연결될 수 있다(도 2참조). 압력을 가진 윤활유가 각 패킹(93a,93b,93c) 사이의 홈으로 공급되어 각 패킹(93a,93b,93c)을 제1라이닝(91) 쪽으로 가압하여 밀착시킴으로써 해수나 이물질의 침입을 방지할 수 있다.
제1라이닝(91)은 도 14에 도시한 바와 같이, 양측이 반원형으로 분할된 제1부재(91a)와 제2부재(91b)로 구성될 수 있다. 그리고 제1 및 제2부재(91a,91b)의 상호 분할된 부분(91c)에는 이들이 상호 결합될 때 밀봉이 이루어질 수 있도록 패킹(91d)이 개재될 수 있다. 또 제1부재(91a)의 분할된 부분 자유단 쪽에는 한 쪽으로부터 반대편으로 돌출하는 제1결속부(91e)가 마련되고, 그 반대편 제2부재(91b)에는 대응하여 결합되는 제2결속부(91f)가 마련되며, 여기에는 고정볼트(91g)가 체결됨으로써 양측이 상호 견고하게 결합되도록 할 수 있다.
연결플랜지(37)에 고정되는 플랜지부(91h)에는 다수의 고정볼트(91i)가 체결됨으로써 허브(11)에 견고히 고정될 수 있다. 여기서는 제1라이닝(91)의 용이한 설치를 위해 제1라이닝(91)이 양측으로 분할되는 경우를 제시하지만, 제1라이닝(91)은 이에 한정되지 않고, 제1부재(91a)와 제2부재(91b)가 일체로 연결된 원통형태일 수도 있다.
제1밀봉부재(92)의 경우도 반원형으로 제작된 다수의 링(92a,92b,92c)을 제1라이닝(91) 외측에서 회전축(5)의 길이방향으로 적층시켜 고정하는 방식일 수 있다. 다수의 링(92a,92b,92c)은 볼트 체결이나 용접에 의해 상호 결속될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치의 제2밀봉장치 단면도이다.
제2밀봉장치(110)는 도 11에 도시한 바와 같이, 후방프로펠러 허브(21)의 전면에 설치된 원통형 제2라이닝(111)과, 제2라이닝(111)의 외면과 접하도록 제2라이닝(111) 외면을 덮으며 그 일단이 전방프로펠러 허브(11) 후면에 고정된 원통형 제2밀봉부재(112)를 포함할 수 있다. 제2밀봉부재(112) 역시 제1밀봉부재(92)와 마찬가지로 내면에 설치된 복수의 패킹(113a,113b,113c)과, 이들 패킹 사이의 홈으로 유체를 공급하는 유로(115)를 구비한다.
제2밀봉부재(112)의 유로(115)는 회전축(5) 중심부에 마련된 윤활유 공급유로(120)와 연통될 수 있다. 이를 위해 회전축(5)에는 윤활유 공급유로(120)와 제2라이닝(111)의 내측공간(122)을 연결시키는 반경방향의 제1연결유로(121)가 형성되고, 전방프로펠러 허브(11)에는 제2라이닝(111)의 내측공간(122)과 제2밀봉부재(112)의 유로(115)를 연통시키는 제2연결유로(123)가 형성될 수 있다. 따라서 회전축(5) 중심부로부터 제2밀봉부재(112) 쪽으로 공급되는 윤활유가 패킹들(113a,113b,113c)을 가압할 수 있고, 이를 통해 밀봉을 구현할 수 있다.
제2라이닝(111)과 제2밀봉부재(112)도 제1밀봉장치(90)의 제1라이닝(91)과 제1밀봉부재(92)와 마찬가지로 각각 반원형으로 제작됨으로써 후방프로펠러(20)의 설치 후에 결합하는 방식일 수 있다.
전방프로펠러(10)는 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 회전축(5)의 외면과 허브(11)의 내면 사이의 틈을 밀봉하기 위해 허브(11)의 후면 쪽에 장착된 링형태의 제1밀봉커버(71)를 포함한다. 제1밀봉커버(71)는 회전축(5)의 외면과 접하는 내주면에 밀착성을 높이는 실링부재(71a)를 구비한다. 이러한 제1밀봉커버(71)는 제2밀봉장치(110)의 고장으로 제2라이닝(111) 내측공간(122)으로 해수가 침입하더라도 이 해수가 기어박스(40) 쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉 제1밀봉커버(71)가 2차 방벽을 구현함으로써 기어박스(40) 쪽으로의 해수침입을 보다 확실하게 막을 수 있다.
도 2를 참조하면, 기어박스(40) 전방의 피동플랜지(62)에는 피동플랜지(62)와 회전축(5) 외면 사이의 밀봉을 위해 전술한 제1밀봉커버(71)와 유사한 형태의 제2밀봉커버(72)가 설치될 수 있다. 제2밀봉커버(72)는 기어박스(40) 내부에 채워지는 윤활유가 선체(1) 쪽으로 누설되는 것을 막을 수 있다.
반전회전장치(30)는 전방커버(42)와 제1연결부재(35) 사이의 전방베어링(44) 전면을 밀봉 가능하게 덮는 전면밀봉커버(73)와, 후방커버(43)와 제2연결부재(36) 사이의 후방 외측베어링(45) 후면을 밀봉 가능하게 덮는 후면밀봉커버(74)를 포함할 수 있다. 전면 및 후면밀봉커버(73,74)도 전술한 제1밀봉커버(71)와 유사한 형태로 마련될 수 있다.
전면밀봉커버(73)와 후면밀봉커버(74)는 기어박스(40) 내부의 윤활유가 기어박스(40) 외측으로 누설되는 것을 막을 수 있다. 아울러 후면밀봉커버(74)는 제1밀봉커버(71)와 마찬가지로 제1밀봉장치(90)의 고장으로 제1라이닝(91) 내측공간으로 해수가 침입하더라도 이 해수가 기어박스(40) 쪽으로 유입되는 것을 방지하는 2차 방벽의 기능도 할 수 있다.
또 본 실시 예의 추진장치는 기어박스(40) 전방에서 회전축(5)을 지지하는 제2레이디얼베어링(81), 제3스러스트베어링(82), 제4스러스트베어링(83)을 포함할 수 있다. 제2레이디얼베어링(81)은 제1베어링케이스(84)에 수용된 상태에서 선체(1) 내부의 제1베어링지지부(86)에 고정될 수 있다. 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)도 각각의 내륜이 상호 지지되는 형태로 제2베어링케이스(85)에 수용된 상태에서 선체(1) 내부의 제2베어링지지부(87)에 고정될 수 있다.
제2레이디얼베어링(81)은 기어박스(40) 전방에서 회전축(5)을 지지하여 회전축(5)의 반경방향 진동이나 흔들림을 방지한다. 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)은 전방 및 후방프로펠러(10,20)로부터 회전축(5)으로 전달되는 축방향 힘을 선체(1) 쪽으로 전달하는 기능을 한다. 특히 제3스러스트베어링(82)은 선박의 전진 시 회전축(5)으로부터 선수방향으로 작용하는 힘을 선체(1)에 전달하는 기능을 하고, 제4스러스트베어링(83)은 선박의 후진 시 회전축(5)으로부터 선미 방향으로 작용하는 힘을 선체(1)에 전달하는 기능을 한다.
도 2에서 부호 128은 제1밀봉장치(90) 외측의 선체 후미(3)와 전방프로펠러 허브(11) 사이를 덮는 제1커버링이고, 부호 129는 제2밀봉장치(110) 외측의 전방프로펠러 허브(11)와 후방프로펠러 허브(21) 사이를 덮는 제2커버링이다. 제1커버링(128)은 선체 후미(3)에 고정되고 전방프로펠러의 허브(11)와 약간 이격되는 방식으로 설치되거나, 선체 후미(3)와 약간 이격된 상태로 전방프로펠러(10)의 허브(11)에 고정되어 전방프로펠러(10)와 함께 회전할 수 있다. 제2커버링(129)도 전방프로펠러의 허브(11)와 후방프로펠러의 허브(21) 중 어느 한쪽에 고정된 상태에서 고정되는 쪽과 함께 회전할 수 있다.
다음은 본 실시 예에 따른 추진장치를 제작하여 선체에 설치하는 방법에 대하여 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 추진장치를 설치할 때는 선체(1)에 장착하기에 앞서 반전회전장치(30)를 구성하는 기어박스(40) 및 관련 부품들과 회전축(5)을 조립한다. 즉 회전축(5) 외측에 몸체부(41), 반전베벨기어(33)가 조립된 내부프레임(50), 구동베벨기어(31), 피동베벨기어(32), 제1연결부재(35), 전방커버(42), 전방베어링(44), 제2연결부재(36), 후방커버(43), 후방 외측베어링(45) 등을 조립한다. 제1밀봉장치(90)의 제1라이닝(91)과 제1밀봉부재(92)도 제2연결부재(36)의 연결플랜지(37)와 후방커버(43) 사이에 설치한다.
이러한 반전회전장치(30)는 별도의 제조공장에서 각 부품들을 가공한 후 조립할 수 있으므로 정교한 제작이 가능하다. 또 통상의 경우 전방프로펠러(10)의 설치 후에 설치해야 하는 제1밀봉장치(90)를 반전회전장치(30)에 미리 장착할 수 있기 때문에 추후 선체(1)에 추진장치를 설치하는 작업을 간소화할 수 있다.
제조공장에서 조립된 회전축(5)과 반전회전장치(30)는 운송수단을 이용해 선체(1)를 제조하는 도크 등으로 옮긴 후 선체(1)의 후미(3)에 장착할 수 있다. 이때는 반전회전장치(30) 조립체를 들어 올릴 수 있는 크레인 등의 인양장치를 이용할 수 있다. 반전회전장치(30)를 장착할 때는 우선 반전회전장치(30)의 기어박스(40)을 선체(1)의 후방으로부터 선체 후미(3)의 설치공간(4)으로 슬라이딩방식으로 진입시킨다. 그리고 회전축(5)의 중심과 메인구동축(6)의 중심이 일치하도록 정렬시킨다.
반전회전장치(30)를 선체 후미(3)의 설치공간(4)으로 진입시켜 정렬한 후에는 도 10에 도시한 바와 같이, 기어박스(40)의 전방과 후방에 각각 전방고정부재(48a)와 후방고정부재(48b)를 설치하여 기어박스(40)를 선체 후미(3)에 고정시킨다. 전방 및 후방고정부재(48a,48b)는 다수로 분할된 형태일 수 있다. 전방 및 후방고정부재(48a,48b)는 다수의 고정볼트를 체결함으로써 기어박스(40)와 선체 후미(3)의 구조물에 고정될 수 있다.
후방고정부재(48b)는 작업자가 선체(1)의 후방으로부터 접근하여 장착할 수 있고, 전방고정부재(48a)는 작업자가 선체(1) 내부로부터 접근하여 장착할 수 있다. 이처럼 선체 후미(3)의 설치공간(4)에 진입되는 방식으로 장착되는 반전회전장치(30)는 추후 고장 등이 생길 때 반전회전장치(30)를 선체(1)로부터 분리할 수 있고, 분리 상태에서 고장수리를 할 수 있다. 따라서 고장수리를 용이하게 수행할 수 있다.
본 실시 예는 기어박스(40)의 견고한 고정을 위해 기어박스(40) 전방과 후방에 전방고정부재(48a)와 후방고정부재(48b)를 체결하는 경우를 예시하였으나, 기어박스(40)를 설치공간(4)으로 진입시키면 기어박스(40)의 외면이 설치공간(4)의 내면에 지지된 상태를 유지하므로, 기어박스(40)는 후방고정부재(48b)만을 체결하는 것으로도 선체 후미(3)에 고정될 수 있다.
기어박스(40)을 선체 후미(3)에 고정한 후에는 메인구동축(6)과 회전축(5)을 커플링장치(7)로 연결시키고, 선체(1)의 내부에서 제2레이디얼베어링(81), 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)을 설치하여 회전축(5)이 선체(1)에 지지될 수 있도록 한다.
반전회전장치(30)를 선체의 후미(3)에 장착한 후에는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 회전축(5)에 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20) 및 관련 부품들을 장착하고, 제2밀봉장치(110)를 장착하는 것으로 추진장치의 설치를 마무리할 수 있다.
다음은 본 실시 예에 따른 추진장치의 동작을 설명한다.
추진장치는 선체(1) 내부 구동원(8)의 동작에 의해 회전축(5)이 회전하면, 회전축(5) 후단부에 직결된 후방프로펠러(20)가 회전축(5)과 동일한 방향으로 함께 회전한다. 동시에 반전회전장치(30)의 구동베벨기어(31)도 회전축(5)에 고정된 상태이므로 회전축(5)과 함께 회전한다. 구동베벨기어(31)의 회전은 복수의 반전베벨기어(33)에 의해 반전되어 피동베벨기어(32)로 전달되므로 피동베벨기어(32)가 회전축(5)과 반대로 회전한다. 따라서 피동베벨기어(32)와 제2연결부재(36)에 의해 연결된 전방프로펠러(10)는 후방프로펠러(20)와 반대로 회전한다.
상호 반대로 회전하는 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)는 날개각이 서로 반대이기 때문에 동일한 방향으로 추진수류를 발생시킨다. 즉 선박이 전진할 때는 후방으로 추진수류를 발생시키고, 선박이 후진할 때는 각각 역으로 회전하면서 전방으로 추진수류를 발생시킨다. 또 전진할 때 발생하는 추진수류는 전방프로펠러(10)를 거친 유체의 회전에너지를 후방프로펠러(20)가 역으로 회전하면서 추진력으로 회수하므로 추진성능이 향상된다. 후진할 때도 마찬가지다.
한편, 전방프로펠러(10)는 전진할 때 후방으로 추진수류를 발생시키므로 이에 상당하는 반력을 받는다. 이 힘은 제2스러스트베어링(14)을 통해 회전축(5)으로 전달되어 추진력으로 작용한다. 후방프로펠러(20)도 전진할 때 후방으로 추진수류를 발생시키므로 반력을 받게 되는데, 이 힘 역시 직결된 회전축(5)으로 전달되어 추진력으로 작용한다.
선박이 후진할 때는 전방프로펠러(10)의 추진력이 제1스러스트베어링(13)을 통해 회전축(5)으로 전달되고, 후방프로펠러(20)의 추진력 역시 직결된 회전축(5)으로 전달된다.
결국 본 실시 예의 추진장치는 선박이 전진할 때와 후진할 때 전방프로펠러(10)와 후방프로펠러(20)의 동작에 의해 생기는 추진력이 회전축(5)으로 전달된다. 그리고 회전축(5)으로 전달된 추진력은 제3 및 제4스러스트베어링(82,83)을 통하여 선체(1)로 전달되므로 선체(1)의 추진이 이루어진다.
선박의 운항 중 반전회전장치(30)의 고장 등 비상 상항이 발생하면 먼저 엔진을 중지시키고, 결합장치(60)를 분리하여 회전축(5)의 동력이 반전회전장치(30)로 전달되는 것을 차단한다. 이를 위해 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62)를 결합하고 있는 연결볼트(64)를 분리한 후, 구동플랜지(61)와 피동플랜지(62) 사이에 개재된 마찰부재(63)를 분리시킨다.
다음으로, 회전방지장치(130)를 이용하여 전방프로펠러(10)의 회전을 제한하는데, 도 9와 같이 샤프트(131)의 양단을 각각 피동플랜지(62)의 체결홀(62a)과 선체 후미 내의 샤프트 프레임(132)에 고정시킨다.
이와 같이 회전축(5)의 동력이 반전회전장치(30)로 전달되는 것을 차단하고, 전방프로펠러(10)의 회전을 제한한 상태로 엔진을 동작시킴으로써, 반전회전장치(30) 내의 복수의 기어부(31,32,33) 등 각 구성의 파손을 방지하면서 후방프로펠러(20)의 추진력만으로 선박을 운항할 수 있다.
한편 도 16 및 17의 실시 예의 경우에는, 센서 등이 이를 감지하여 신호를 송신하거나, 작업자가 입력장치(미도시)를 통해 클러치장치(560)를 해제시킨다. 클러치장치(560)를 해제시키면 진퇴유닛(631)이 후방으로 후퇴함으로써 제1치차유닛(561)과 제2치차유닛(562)의 연결이 해제되어 회전축(5)의 동력이 반전회전장치(30)로 전달되는 것이 차단된다.
다음으로, 회전방지장치(130)를 이용하여 전방프로펠러(10)의 회전을 제한하는데, 샤프트(131)의 양단을 각각 플랜지부(641)의 체결홀(641a)과 선체 후미(3)의 샤프트 프레임(132)에 고정시킨다.
이와 같이 회전축(5)의 동력이 반전회전장치(30)로 전달되는 것을 차단하고, 전방프로펠러(10)의 회전을 제한한 상태로 엔진을 동작시킴으로써, 반전회전장치(30) 내의 복수의 기어부(31,32,33) 등 각 구성의 파손을 방지하면서 후방프로펠러(20)의 추진력만으로 선박을 운항할 수 있다.

Claims (15)

  1. 회전축과,
    상기 회전축에 고정된 후방프로펠러와,
    상기 후방프로펠러 전방의 상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 전방프로펠러와,
    선체 후미의 설치공간에 안착되며, 상기 회전축의 회전을 상기 전방프로펠러로 반전시켜 전달하는 복수의 기어와, 상기 복수의 기어를 수용하는 기어박스를 포함하는 반전회전장치와,
    상기 회전축과 상기 반전회전장치를 분리 가능하게 연결하며 분리시 상기 회전축에서 상기 반전회전장치로의 동력전달을 차단시키는 결합장치와,
    상기 결합장치의 분리시 상기 전방프로펠러의 회전을 방지하기 위한 회전방지장치를 포함하는 선박용 추진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합장치는 상기 회전축과 상기 반전회전장치사이에 개재되어 슬립을 방지하는 마찰부재를 포함하는 선박용 추진장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결합장치는 상기 회전축의 반경방향으로 형성된 구동플랜지와, 상기 구동플랜지를 관통하여 상기 회전축을 상기 반전회전장치와 결합시키는 복수의 연결볼트를 포함하는 선박용 추진장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마찰부재는 상기 볼트의 분리시 상기 회전축과 상기 반전회전장치 사이에서 이탈될 수 있도록 복수의 조각으로 형성되는 선박용 추진장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 기어는 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러에 동력을 전달하는 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어와, 상기 구동베벨기어와 연결되어 상기 구동플랜지측으로 연장된 제1연결부재를 포함하는 선박의 추진장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결합장치는 상기 반전회전장치에서 연장되어 상기 회전축의 구동력을 전달받는 피동플랜지를 더 포함하고,
    상기 회전방지장치는 상기 피동플랜지를 상기 선체에 고정시키는 샤프트를 포함하는 선박용 추진장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피동플랜지는 상기 샤프트의 일단이 고정되는 체결홀을 포함하고,
    상기 선체는 상기 샤트프의 타단이 고정되는 샤프트프레임을 포함하는 선박용 추진장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 회전방지장치는 상기 제1연결부재와 상기 구동플랜지의 연결 해제시 상기 제1연결부재의 회전을 구속하는 선박용 추진장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 결합장치는 상기 반전회전장치에서 연장되어 상기 회전축의 구동력을 전달받는 피동플랜지를 더 포함하고,
    상기 회전방지장치는 상기 피동플랜지의 가장자리 양측에 마주하게 배치되는 한 쌍의 마찰패드를 구비한 디스크 브레이크를 포함하는 선박용 추진장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 결합장치는 상기 회전축에 고정된 제1치차유닛과, 상기 반전회전장치에 고정된 제2치차유닛과, 상기 제1치차유닛과 상기 제2치차유닛을 선택적으로 연결하는 연결유닛을 포함하는 클러치 장치로 구성되는 선박용 추진장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2치차유닛은 상기 반전회전장치에 결합된 원통부와, 상기 원통부의 단부에서 상기 제1치차유닛의 제1치차부에 인접한 상태로 배치되는 제2치차부를 포함하는 선박용 추진장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연결유닛은 상기 원통부의 외경에 마련되어 상기 원통부를 따라 축방향으로 슬라이딩하는 진퇴유닛과, 상기 진퇴유닛에서 연장되어 상기 제1치차부와 상기 제2치차부에 대응하는 연결치차부를 포함하는 선박용 추진장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 클러치장치는 상기 진퇴유닛과 상기 제2치차유닛사이에 구획되어 상기 진퇴유닛의 슬라이딩이 가능하도록 유체가 수용되는 유압실을 포함하는 선박용 추진장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클러치장치는 상기 유압실로 유체를 공급하는 유로를 포함하는 선박용 추진장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 기어는 구동베벨기어와, 상기 전방프로펠러에 동력을 전달하는 피동베벨기어와, 상기 구동베벨기어의 회전을 상기 피동베벨기어로 반전시켜 전달하는 하나 이상의 반전베벨기어를 포함하고,
    상기 제2치차유닛은 상기 구동베벨기어와 연결되어 상기 제1치차유닛측으로 연장되는 선박의 추진장치.
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