Transcript 1.2 보조 기계의 구동 동력
보조기계의 구동 동력
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구동 동력의 종류
1) 2) 3) 4) 주기관 또는 발전기용 기관의 축에 연결된 치차장치 (gear train) 또는 풀리 (pulley) 와 벨트 (belt) 등의 기구에 의해 구동 원동기 ( 디젤기관 , 증기 왕복동기관 , 증기터빈 ) 전동기 유압장치 (hydraulic power system) 에 의해 구동 -
증기 동력에 의한 구동
큰 용량의 보일러가 설치되어야 하고 , 증기의 공급과 회수를 위한 증기관의 배관이 필요 현재 증기 원동기는 특수한 경우를 제외하고는 거의 사용되지 않음 내폭성이 우수하므로 유조선이나 액화석유가스수송선등과 같이 위험물을 운반하는 선박에 사용
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전기장치에 구동
펌프나 윈치 (winch) 등을 구동하는 원동기로 전동기를 사용 교류 (alternative current) 전원은 직류전원에 비하여 발전 , 배전 , 특히 변전이 용이 .
종래에 직류였던 선박의 전원이 점차 교류로 바뀌어 오늘날 대부분의 선박에서 교류전원이 사용 .
선박전원의 교류화에는 여러 난점 => 유도전동기는 구조가 간단하고 견고 , 등속운전시 안정성이 우수 . 그러나 교류전동기는 속도조절이 곤란하며 기동시의 힘이 약하고 기동전류가 크다는 결점 .
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유압 장치에 의한 구동
근래 유압장치가 화물선의 갑판기계나 어선의 어업 기계등의 보조기계의 구동장치로 많이 사용 유압장치와 교류전동기를 비교할때 유압장치가 갖고있는 장점 1) 속도를 마음대로 변화시킬수 있고 , 출력과 토크도 쉽게 제어 할수 있슴 2) 직선운동 , 회전운동 모두 가능 , 비교적 소형의 장치로 큰 출력을 얻음 3) 장치의 관성이 작고 속도조절이 쉬워 연속 및 간헐 동작이 쉽게 얻어지며 , 특히 기계적인 제동장치가 없어도 정확한 위치 결정이 가능 4) 자동화가 쉬우며 전기기기 , 공기압기계 (pneumatic machinery) 등과 조합함으로써 원격제어 , 집중제어등이 더욱 쉽게 이루어짐 5) 운동부분에 따로 윤활을 고려할 필요가 없으며 , 해상과 같은 가혹한 환경에도 잘 견딘다 .
각종 보조기계 구동용 원동기의 장단점 비교
가 ) 증기구동
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장점 1) 증기를 충분히 얻을수 있을 경우에는 일반적으로 값이 저렴하다 .
2) 장치는 내폭적이며 , 따라서 탱커선과 같이 위험물을 운반하는 배에서는 안전하다 .
3) 운전법이 널리 알려져 있다 .
4) 고속회전을 하는 증기터빈을 직접 사용하면 발전기의 용량을 경감할 수 있다 .
5) 큰 장치에서는 효율을 더 좋게 할 수 있다 .
6) 고장이 적고 유지 관리비가 저렴하다 .
* 단점 1) 보일러가 반드시 필요하다 .
2) 증기 배관이 필요하며 공사비가 비싸고 중량이 커진다 .
3) 증기관의 소모가 심하다 .
4) 원격조정이 곤란하다 .
5) 진동이 심하다 .
6) 작은 장치에서는 일반적으로 효율이 낮다 .
7) 예열과 같은 , 운전에 앞서서 운전준비를 할 필요가 있기때문에 즉시 시동이 곤란하다 .
나 ) 전기구동
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장점 1) 관제가 쉽고 원격조정이 간단하다 .
2) 대부분의 보기에 있어 효율이 좋은 것을 마음대로 택할 수 있다 .
3) 예열과 같은 수속이 필요 없으므로 즉시 기동할 수 있다 .
4) 깨끗하고 조용하며 진동이 적고 서늘한 상태에서 운전이 가능하다 .
5) 설치 및 관리가 간단하다 .
6) 전기장치를 사용하여 감시하기가 쉽다 .
* 단점 1) 일반적으로 값이 비싸다 .
2) 탱커선과 같이 위험물을 운반하는 선박에서는 구조에 제한을 받는다 .
3) 제어장치가 크며 , 공간을 많이 차지한다 .
다 ) 유압구동
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장점 1) 한대의 유압펌프로 여러 대의 유압 모터를 움직일 수 있으므로 경제적이다 .
2) 전동부분은 유압 펌프뿐이므로 배치를 고려하면 탱커선에서도 사용할 수 있다 .
3) 배관이 필요하나 증기에 배하여 소모가 적다 .
4) 원격조정이 용이하다 .
* 단점 1) 일반적으로 값이 비싸다 .
2) 유압배관의 누설방지 등으로 건조시의 공임이 비싸게 된다 .
3) 기온에 따라서 사용 액체의 선택이 곤란하며 경우에 따라서는 냉각기나 가열기가 필요하다 .
4) 배관상 먼지의 혼입 , 공기배제의 불완전 등에 기인하는 고장이 많다 .
5) 유압 모터 설치를 위한 공간이 필요하다 .
각종 동력의 적용 사례 배의 종류 객선, 화객선 고속정기화물선 중속정기화물선 기름탱커선 L.N.G., L.P.G.선 목재 운반선 컨테이너선 생선 가공선 기타 증기 O O O 전기 O O O O 전동유압
* L.N.G.(Liquefied Natural Gas), L.P.G.(Liquefied Petroleum Gas)
O O O O O
보기용 원동력으로서의 교류와 직류의 특징
1) 2) 3) 4) 5)
교 류
직류에 비하여 배전 , 특히 변전이 용이하다 .
보기에 사용되는 교류모터는 구조가 간단하며 , 튼튼하고 값이 싸다 .
기동장치는 단순한 형태를 하고있다 .
부속의 수량도 적고 육상 전기기기에 사용되는 것을 그대로 쓸 수 있으므로 편리하고 경제적이다 .
나침반에 영향을 미치지 않으며 , 선체 기타 선내 시설물에 유전작용을 일으키지 않는다 .
1) 2) 3)
직 류
직류모터는 필요에 따라 그 속도를 쉽게 조절할 수 있다 . 이것은 특히 양묘기 , 양화기와 같은 갑판 보기에서 필요한 특성이다 .
시동토크 (starting torque) 가 크며 , 제동하는데 편리하다 .
제어장치의 구조가 단순하다 .
각종 선박
- LNG 선박
초고속선
초고속선 초전도선에서 가장 중요한 전자추진의 원리는 플레밍의 왼손법칙을 직접 선박 추진에 적 용한 것으로 지금까지 없었던 새로운 추진 방식이다 .
즉 선체에 고정시킨 전자석에 의해 해수중에 자장을 형성시키고 , 전류를 자장과 직교시켜 흘려보내면 자장과 전장과의 상호작용에 의해 해수에 전자력 (Lorentz force) 이 발생하고 그 반작용으로 추진력을 얻는 것이다 .