KR100295417B1 - 소형선박용 추진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형선박용 추진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형선박의 선체 선미부하방에 하측과 후방이 개구되게 터널형 공간부를 구비하고, 그 터널형 공간부의 내측에 추진기의 선단부를 삽입 설치하면서 추진기의 후단부는 선미부 후방으로 노출된 상태에서 상하좌우로 각도 가변될 수 있도록 함으로서, 선박이 주행시 터널형 공간부로 유입되는 물에 프로펠러가 완전히 잠겨서 선박의 추진력이 향상될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 엔진(5)의 동력전달축(6)과 추진기(7)의 추진기본체(8)이 일직선상에 직결된 소형선박에 있어서, 상기 소형선박의 선체(1) 선미부 하방에는 하측과 후방이 개구된 상태에서 후방으로 갈수록 완만하게 경사진 터널형 공간이 확대되며, 중앙 경사부 소정위치에 추진기설치부(4)를 구비한 터널형 공간부(3)를 형성하고, 상기 터널형 공간부(3)의 추진기설치부(4)에는 추진기(7)의 선단부를 설치하며 추진기(7)의 후단부는 터널형 공간부(3)의 후방으로 노출되게 설치하고, 상기 추진기(7)는 말단에 프로펠러(17)가 설치되는 회전축(18)과 엔진(5)의 동력전달축(6)이 각도 변환이 자유롭게 선회하는 조인트(16)로서 연결되어 추진기본체(8)의 후단부가 상하좌우로 각도 변환이 가능하며, 이 추진기본체(8)의 상하측에는 방향키(9)와 수직연결판(10)이 각각 수직 형성되고, 수직연결판(10)의 상측에는 공기유입방지판(11)이 수직연결판(10)과 일체로 수평 설치되며, 상기 공기유입방지판(11)의 선단부에는 장공(12)이 길이방향으로 형성되고 이 장공(12)에는 터널형 공간부(3)의 말단 상부에 설치된 유동방지핀(13)이 삽입되며, 선미판(2)과 공기유입방지판(11)의 사이에는 추진기(7)의 후단부를 상하좌우로 선회시킬 수 있는 상하실린더(14)와 좌우실린더(15)가 각각 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

소형선박용 추진기{The propelling equipment for a small vessel}

본 발명은 소형선박용 추진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형선박의 선체 선미부하방에 하측과 후방이 개구되게 터널형 공간부를 구비하고, 그 터널형 공간부의 내측에 추진기의 선단부를 삽입 설치하면서 추진기의 후단부는 선미부 후방으로 노출된 상태에서 상하좌우로 각도 가변이 자유롭게 함으로서, 선박이 주행시 터널형 공간부로 유입되는 물에 프로펠러가 완전히 잠겨서 선박의 추진력이 향상될 수 있도록 하기 위한 것이다.

종래의 일반적인 소형선박의 추진장치는, 선체의 내측에 설치된 엔진으로 부터 발생된 동력이 동력전달축을 통해 프로펠러로 전달되면, 프로펠러가 회전하면서 물을 밀어 내어 선체가 전방으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 일반적인 소형선박에 있어서 프로펠러는 물속에 잠겨 있어야만 물을 제대로 밀어내어 선체 추진력을 부여하게 되므로, 엔진은 선체의 내측에 위치함에도 불구하고 프로펠러는 물속에 짐길 수 있도록 엔진보다는 낮게 설치되어야만 했고, 그에 따라 엔진의 동력전달축을 다수개의 베벨기어를 이용하여 프로펠러에 동력을 전달하게 되었는데, 이는 기어 연결부에서 저항이 발생하면서 엔진의 동력을 프로펠러에 제대로 전달하라 수 없게 되는 동력의 손실이 있었다.

따라서 그 이후에는 엔진부터 프로펠러까지의 동력전달축을 일직선화 하려고 많은 연구와 노력을 기울이게 되었는데, 엔진의 설치위치는 높고 프로펠러의 설치위치가 낮음에 따라 동력전달축을 일직선화할 경우에 프로펠러가 물속에 완전히 잠길 수 없어서 프로펠러의 절반만 물에 잠기고 절반은 수면위로 떠오르게 하면서 물이 수면으로 떠오른 부분으로 공급될 수 있도록 개발하게 되었는데, 이와 같은 종래의 소형선박에 대해서 도 1 및 도 2를 토대로 살펴보기로 한다.

먼저, 축계는 도면에는 도시가 생략되었지만 엔진(5)의 동력전달축과 프로펠러(17)가 설치되는 회전축이 유니버샬조인트와 같이 굴절이 자유로우면서 회전이 가능한 연결수단에 의해 연결되었으며, 수면위로 절반이 노출되는 프로펠러(17)의 상측으로 물을 뿜어줄 수 있도록 추진기(7)의 몸체에 물을 안내할 수 있는 이중구조의 가이드판(19)을 경사지게 설치하였다.

상기와 같이 소형선박이 주행하게 되면 시동초기에는 물속에 절반만 잠긴 프로펠러(17)가 회전하면서 선체에 서서히 추진력을 부여하고 선체의 추진속도가 점차적을 빨라지게 되면 가이드판(19)의 선단부로 부터 물살이 가이드판(19)에 안내되면서 후방 프로펠러의 상측으로 뿜어주게 되어 프로펠러는 물속에 잠긴것과 동일하게 물살을 밀어내며 전방으로 주행하게 되는 것이다.

그러나, 이는 프로펠러가 초기에 회전할 경우에 프로펠러의 상측 절반이 수면위로 노출된 상태이므로 공동현상(캐비테이션:cavitation)이 발생하여 소음과 진동이 발생함과 동시에 프로펠러의 이면에 부식을 초래하면서도 추진력이 약한 문제가 대두되어 고가의 캐비테이션 방지용 프로펠러를 반드시 사용하게 되었다.

그럼에도 불구하고 프로펠러에 물살을 뿜어줄 때 까지는 선체의 추진속도가 매우 느리므로 스타트가 매우 늦은 문제점과, 프로펠러측으로 물살을 뿜어주고져 가이드판(19)의 선단부로 부터 물살이 유입되는 과정에서 선체가 진행하는 수면위에 나무조각이나 스치로폼조각등 흔히 수면위에 떠 있을 수 있는 이물질이 있을 경우 프로펠러측으로 물을 뿜어 줄 수 없게 되어 프로펠러가 고속으로 회전하면서도 공회전하게 되는 결함을 지니고 있었다.

상기와 같이 프로펠러가 고속으로 회전하면서도 공회전하게 되면, 소음과 진동은 물론이고 고열이 발생하여 고가의 추진기가 고열에 의해 손상되게 되는 치명적인 결함을 지니고 있었다.

본 출원인은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 선체의 저면에 터널형공간부를 형성하고 , 그 터널형공간부의 내측에 추진기를 장착하는 소형선박과 추진기에 대하여 선출원(공개특허 제98-19385호:터널형공간부를 갖는 소형선박의 선체제조방법 및 그 선체, 공개특허 제98-81965호:선박용 추진기)하여서 프로펠러가 항상 물속이 잠기도록 하였다.

상기와 같이 터널형공간부의 내측에 장착된 추진기가 물속이 항상 잠기게 되어 최상의 추진력을 제공하는 효과가 있었으나, 터널형공간부의 내측에 추진기 전체가 장착되므로 그 만큼 터널형공간부가 커지게 되었고, 터널형공간부가 커지게 됨에 따라 갑판의 활용면적이 축소되는 문제점을 지니고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 모든 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 소형선박의 선체 선미부하방에 하측과 후방이 개구되게 터널형 공간부를 구비하고, 그 터널형 공간부의 내측에 추진기의 선단부를 삽입 설치하면서 추진기의 후단부는 선미부 후방으로 노출된 상태에서 상하좌우로 각도 가변될 수있도록 함으로서, 터널형 공간부가 축소되어 갑판의 활용면적이 확대되면서도 프로펠러가 물속에 완전히 잠겨서 선박의 추진력이 향상될 수 있도록 하는 소형선박용 추진기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 동력전달축과 추진기의 추진기본체이 일직선상에 직결된 소형선박에 있어서, 상기 소형선박의 선체 선미부 하방에는 하측과 후방이 개구된 상태에서 후방으로 갈수록 완만하게 경사진 터널형 공간이 확대되며, 중앙 경사부 소정위치에 추진기설치부를 구비한 터널형 공간부를 형성하고, 상기 터널형 공간부의 추진기설치부에는 추진기의 선단부를 설치하며 추진기의 후단부는 터널형 공간부의 후방으로 노출되게 설치하고, 상기 추진기는 말단에 프로펠러가 설치되는 회전축과 엔진의 동력전달축이 각도 변환이 자유롭게 선회하는 조인트로서 연결되어 추진기본체의 후단부가 상하좌우로 각도 가변이 가능하며, 이 추진기본체의 상하측에는 방향키와 수직연결판이 각각 수직 형성되고, 수직연결판의 상측에는 공기유입방지판이 수직연결판과 일체로 수평 설치되며, 상기 공기유입방지판의 선단부에는 장공이 길이방향으로 형성되고 이 장공에는 터널형 공간부의 말단 상부에 설치된 유동방지핀이 삽입되며, 선미판과 공기유입방지판의 사이에는 추진기의 후단부를 상하좌우로 각도 가변시킬 수 있는 상하실린더와 좌우실린더가 각각 연결된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 추진기의 설치상태를 도시한 구조도.

도 2a 및 도 2b는 종래 추진기의 작용상태 설명도.

도 3은 본 발명의 설치상태를 도시한 구조도.

도 4는 도3에 있어서 추진기의 내부를 보인 단면도.

도 5는 도3에 있어서 추진기의 설치상태를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 요부인 선체를 보인 선체의 저면 사시도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명 추진기의 작용상태 설명도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 선체 2. 선미판 3. 터널형 공간부

4. 추진기설치부 5. 엔진 6. 동력전달축

7. 추진기 8. 추진기본체 9. 방향키

10. 수직연결판 11. 공기유입방지판 12. 장공

13. 유동방지핀 14. 상하실린더 15. 좌우실린더

16. 조인트 17.프로펠러 18. 회전축

19. 가이드판

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 소형선박의 선체(1) 선미부 하방에는 하측과 후방이 개구된 상태에서 후방으로 갈수록 완만하게 경사진 터널형 공간이 확대되며, 중앙 경사부 소정위치에 추진기설치부(4)를 구비한 터널형 공간부(3)가 형성되어 있다.

상기 터널형 공간부(3)의 내측 추진기설치부(4)에는 추진기(7)의 선단부가 고정 설치되며, 추진기(7)의 후단부는 터널형 공간부(3)의 후방으로 노출되게 설치된다.

그리고, 상기 추진기(7)는 말단에 프로펠러(17)가 설치되는 회전축(18)과 엔진(5)의 동력전달축(6)이 각도 변환이 자유롭게 선회하는 유니버샬 조인트등의 조인트(16)로서 연결되어 추진기본체(8)의 후단부가 상하좌우로 각도 변환이 가능하며, 이 추진기본체(8)의 상하측에는 방향키(9)와 수직연결판(10)이 각각 수직 형성되고, 수직연결판(10)의 상측에는 공기유입방지판(11)이 수직연결판(10)과 일체로 수평 설치되어 있다.

또한, 상기 공기유입방지판(11)의 선단부에는 장공(12)이 길이방향으로 형성되고 이 장공(12)에는 터널형 공간부(3)의 말단 상부에 설치된 유동방지핀(13)이 삽입되어 공기유입방지판(11)을 상하실린더(14)와 좌우실린더(15)로서 상하 좌우로 각도를 변환시킬 경우에도 추진기(7)의 수직연결판(10)과 방향키(9)가 수직 상태를 유지할 수 있도록 되었으며, 선체(1)의 후방 선미판(2)과 공기유입방지판(11)의 사이에는 추진기(7)의 후단부를 상하 좌우로 각도를 변환시킬 수 있는 상하실린더(14)와 좌우실린더(15)가 각각 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용관계를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 소형 선박이 물위에 떠 있게 되며, 본 발명의 소형선박은 자중에 의해 선체(1)의 하부가 물속으로 소정의 깊이만큼 잠기게 되는데, 이 선체(1)의 후방에는 하측과 후방이 개방된 터널형 공간부(3)가 형성되어 있어서 이 터널형 공간부(3)에는 물이 가득 찬 상태가 된다.

이 때, 터널형 공간부(3)에 선단부가 설치된 추진기(7)도 전체가 물속에 완전히 잠기게 되는데, 이 상태에서 엔진(5)을 가동시키게 되면 엔진(5)의 동력이 동력전달축(6)과 조인트(16)-회전축(18)-프로펠러(17)로 전달되어 프로펠러(17)가 회전하게 된다.

상기 프로펠러(17)로 동력을 전달하는 동력전달축(6)가 회전축(18)이 일직선상태로 직결되어 엔진(5)의 동력이 손실없이 프로펠러(17)로 전달되어 회전시키게 되며, 물속에 잠겨 있던 프로펠러(17)가 회전함에 따라 물속에서 회전하는 프로펠러(17)가 물을 밀어내어 선체(1)에는 추진력이 발생되면서 전방으로 이동하게 되는 것이다.

상기와 같이 선체(1)가 이동하는 상태에서 터널형 공간부(3) 내측의 압력이 낮으므로 선저의 흐르는 물이 터널형 공간부(3)의 내측으로 유입되게 되며 이상태에서 프로펠러(17)가 계속적으로 회전하고 있기 때문에 터널형 공간부(3)로 유입되는 물은 프로펠러(17)측으로 이동하게 되는데, 터널형 공간부(3)의 형상이 후방으로 갈수록 완만하게 경사진 터널형태로 형성되어 있고, 그 후방에는 공기유입방지판(11)이 터널형 공간부(3)의 경사부와 연결되는 형태로 설치되어 있어서 상기 프로펠러(17)측으로 이동하는 물은 도 7a의 화살표와 같이 프로펠러(17) 전체로 흐르게 된다.

상기와 같이 프로펠러(17)의 전체로 물이 흐르게 되므로 프로펠러(17)가 물속에 잠긴 상태와 동일한 상태가 되어 프로펠러(17)의 공회전이 전혀 없이 물을 후방으로 밀어내어 추진 효율이 매우 높아지게 되는 것이다.

도 7b는 본 발명의 소형선박이 수심이 낮은 지역을 통과할 경우에 추진기(7)의 후단부를 소정의 각도만큼 들어올린 것으로, 본 발명에서 추진기(7)의 후방각도를 변환시킬 수 있는 것은, 도 4및 도 5에서와 같이 추진기본체(8)가 분할된 상태에서 구면 결합되었고 동력전달축(6)과 회전축(18)이 유니버샬 조인트등의 조인트(16)로서 결합되어 있으며, 상하실린더(14) 및 좌우실린더(15)가 선미판(2)과 추진기(7)가 설치된 공기유입방지판(11)의 사이에 설치되어서 상하실린더(14)와 좌우실린더(15)를 조작시킴에 따라 추진기(7)의 후단부가 상하측이나, 또는 좌우로 각도가 변환되게 되는 것이다.

참고로, 본 발명에서는 상기 추진기(7)의 후단부가 들어올리는 각도를 최대 22°로 설계하였으며, 이렇게 추진기(7)의 후단부를 22°각도로 상향 변환된 상태에서도 선저를 흐르는 물이 터널형 공간부(3)와 공기유입방지판(11)의 하측으로 흐르며 프로펠러(17) 전체로 통과하므로 프로펠러(17)가 공회전없이 최상의 추진력을 발휘할 수 있으며, 추진기(7)에 하향 형성된 방향키(9)의 하단부가 선저와 동일선상에 놓이게 되므로 수심이 매우 낮은 지역에서도 운항이 가능한 것이다.

도 2b는 종래의 추진기를 도시한 것으로 수심이 낮은 지역을 운항하기 위해서 추진기(7)의 후단부를 들어올린 것인데, 이는 추진기(7) 후단부의 각도가 급작스럽게 변환되므로 선저를 흐르는 물이 프로펠러(17)측으로 빨려 올라가기가 어려우므로 추진 효율이 대폭 저하되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 소형선박용 추진기는, 소형선박의 선체 선미부하방에 후방으로 갈수록 터널형 공간이 확대되는 터널형공간부를 형성하고, 그 터널형 공간부의 내측에 추진기의 선단부를 삽입 설치하면서 추진기의 후단부는 선미부 후방으로 노출되도록 설치하며, 이 추진기의 말단부가 상하좌우로 각도를 변환시킬 수 있도록 함으로서, 선박이 주행시 터널형 공간부로 유입되는 물에 프로펠러가 완전히 잠겨서 선박의 추진력이 향상되는 효과와, 추진기의 후단부가 상하좌우로 각도를 변환되어 수심이 낮은 곳에서도 주행이 가능하고 모래받에 정박시킬 경우에도 추진기의 하단부가 지면에 닿지 않아 추진기의 손상을 방지할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 엔진(5)의 동력전달축(6)과 추진기(7)의 추진기본체(8)이 일직선상에 직결된 소형선박에 있어서,

   상기 소형선박의 선체(1) 선미부 하방에는 하측과 후방이 개구된 상태에서 후방으로 갈수록 완만하게 경사진 터널형 공간이 확대되며, 중앙 경사부 소정위치에 추진기설치부(4)를 구비한 터널형 공간부(3)를 형성하고,

   상기 터널형 공간부(3)의 추진기설치부(4)에는 추진기(7)의 선단부를 설치하며 추진기(7)의 후단부는 터널형 공간부(3)의 후방으로 노출되게 설치하고,

   상기 추진기(7)는 말단에 프로펠러(17)가 설치되는 회전축(18)과 엔진(5)의 동력전달축(6)이 각도 변환이 자유롭게 선회하는 조인트(16)로서 연결되어 추진기본체(8)의 후단부가 상하좌우로 각도 변환이 가능하며,

   상기 추진기본체(8)의 상하측에는 방향키(9)와 수직연결판(10)이 각각 수직 형성되고, 수직연결판(10)의 상측에는 공기유입방지판(11)이 수직연결판(10)과 일체로 수평 설치된 것을 특징으로 하는 소형선박용 추진기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공기유입방지판(11)의 선단부에는 장공(12)이 길이방향으로 형성되고 이 장공(12)에는 터널형 공간부(3)의 말단 상부에 설치된 유동방지핀(13)이 삽입되며, 선미판(2)과 공기유입방지판(11)의 사이에는 추진기(7)의 후단부를 상하좌우로 각도 가변시킬 수 있는 상하실린더(14)와 좌우실린더(15)가 각각 연결된 것을 특징으로 하는 소형선박용 추진기.