KR100471689B1 - 링크벨트 장착선박의 가속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 링크벨트 장착선박의 가속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체(100)의 내부에 장착된 중심부력탱크(10)와, 선체의 양 측면에 장착되며 일측에 이탈방지턱(21)이 형성된 측면 부력탱크(20)와, 상기 측면부력탱크(20)의 내측으로 선체의 전방과 후방에서 횡방향으로 선체를 관통하는 휠축(30)과, 상기 휠축(30)에 축설되어 있는 수차휠(40)과, 상기 수차휠(40)에 끝단이 감기며 외주면에 일정간격으로 갈퀴형상의 날개(51)가 돌출 형성되어 있는 링크벨트(50)와, 상기 링크벨트(50)와 중심부력탱크(10) 사이에 위치하며 상기 측면부력탱크(20)의 측면에 부착된 브라켓(22)에 고정되어 있는 다수의 롤러축(60)과, 상기 롤러축(60)에 회전가능하게 축설되며 중심부력탱크(10)의 상부와 링크벨트(50) 사이에 장착된 다수의 상부 제1롤러(70)와, 중심부력탱크(10)의 하부와 링크벨트(50) 사이에 장착된 다수의 하부 제2롤러(80)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며, 선체가 일체식이 아니고 부품별로 별개로 조립되고 있으므로 수리가 용이하며 부품교환도 필요한 부분만 할 수 있어 제작에 용이할 뿐만 아니라, 링크벨트는 물위에 있을때도 잠수부가 벨트를 쉽게 교환할 수 있으며, 바퀴가 물속에 있으므로 윤활과 냉각이 필요 없어 경제적이고 또한 기존의 추진기에 마찰면을 최소화한 효율적인 가속장치이다.

Description

링크벨트 장착선박의 가속장치{Acceleration apparatus of link belt ship}

본 발명은 링크벨트 장착선박의 가속장치에 관한 것으로서, 특히 선체의 중심에 중심부력탱크와 선체의 측면에는 측면부력탱크가 장착되고 외주면에 날개가 형성된 링크벨트와 수차휠이 장착된 것에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 사람 또는 각종 화물 등을 운반하는 수상 교통수단이다. 이러한 선박은 내연기관, 증기기관 또는 전기 모터와 같은 원동기 등의 동력에서 전달된 축에 의해서 물에 잠긴 스크류가 회전되면서 물을 배출시키는 것에 의해 추진력을 얻어 선박이 추진 또는 조향하게 되는 것이다.

종래의 선박은 원동기에 동력축을 통해서 연결되는 스크류가 선체의 후미에 위치하는 것이고, 상기 스크류는 원동기의 회전력에 의해서 회전되면서 선박을 전후방향으로 추진시키는 것이며, 상기 스크류가 회전될 때 후미에 설치된 조향 플레이트를 작동시켜 선박의 진행방향을 가변시키는 것이다. 상기 스크류 및 조향 플레이트는 조타실 등에서 조정하는 것으로써, 상기 스크류의 회전방향과 회전속도에 따라 선박의 진행방향과 진행속도가 결정되는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 선박은 원동기에 의해 스크류가 회전하면서 발생되는 에너지와 상기 스크류가 회전하게 되면 스크류가 수류를 뒤쪽으로 배출시키는 수류에너지에 의해 선박을 추진시키게 되는데, 상기 수류는 선박이 추진하는데 아무런 도움도 주지 못하고 자연 소멸되어 선박의 추진력을 일정 이상으로 추진시킬 수 없었다.

또한 선박 특히 선체구조의 혁신을 위해 모든 선박이 마찰계수를 줄이기 위해 유선형으로 되어 있어도 효과적으로 마찰저항을 줄일 수 없으며, 선박의 전진시 밀려나온 물결은 엄청난 파도를 조성한다. 참고로 해군 구축함이 38노트(약70㎞/hr)의 속도로 달릴때 파도는 약1㎞나 떨어진 곳에서도 큰 영향을 받게 된다.

그 만큼 선체에 마찰저항을 많이 받으므로 속도의 저하를 막기 위해 선체의 연구와 아울러 고마력의 엔진을 요구하게된다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 선박의 추진기관에 대하여 여러 가지 고안과 발명이 출현하게 되었다. 예를 들면, 대한민국 공개공보 특허 제2000-0039958호는 350마력 이하의 고속디젤엔진을 이용하여 유압펌프를 구동하고 이로부터 발생된 유압을 추진장치 본체에 내장하여 추진기를 직결 운전하는 유압모터에 공급하여 작동유압을 250기압, 유압모터 회전수를2,500rpm 정도로 고압 고속 운전되도록 유압시스템을 폐회로로 구성하여 작동유 흐름을 유압펌프의 경사각을 상하 90도까지 원격조종이 가능하도록 하는 신형식 선미추진장치로서 선미벽에 부착하여 추진기의 전후진운전을 간단하게 수행하는 구조와 기능을 유압 구동형 선박 추진 장치를 소개하고 있으나, 상기 발명은 구조가 복잡하고 본 발명이 물의 저항과 물의 표면장력을 이용하여 추진력을 배가시킨다는 점에서 상기 발명과는 차이가 있으며, 또한 특허 공개공보 제1999-003827호에 따르면 선박의 선체 선미 또는 현측에 수차를 축설치하되, 수차의 외주면에 돌설된 날개를 돌설시켜 선박의 동력으로 수차가 회전되어 수차를 얻게되는 선박에 있어서, 선체의 선수와 선미측에 날개를 돌설한 각각의 수차를 축설치하여 선체의 부력과 함께 선박의 동력에 의한 회전으로 추력을 얻도록 구성하며 선수측의 수차는 조향장치에 의한 조향능력을 부여함과, 튜브형의 수차외주면에는 날개와 함께 브러쉬를 형성시켜 유출된 누유를 흡착시켜 스크레퍼에 의해 제거 누유저장탱크로 수집되도록 구성함을 특징으로 한 수차를 이용한 유회수 선박에 대하여 소개하고 있다. 상기 발명은 비록 날개가 형성되어 있는 수차를 이용하여 추진력과 함께 오염유류를 제거하는 효과를 얻는 면에서 본 발명의 외주면에 날개가 형성된 링크벨트와 같은 형상을 가지나, 본 발명은 상기 발명과 달리 링크벨트가 수차휠의 양끝단에 걸쳐 회전하며 또한 추진기관에 연결되어 추진되는 것이 아닌 물의 저항과 표면장력에 의하여 가속되는 것에 있어 다르다 할 수 있다

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 작은 추진력으로 선박의 속도를 가속시킬 수 있으며, 또한 제작이 간단하면서도 효율적인 선박의 가속장치를 제공하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 선체의 내부에 장착된 중심부력탱크와, 선체의 양 측면에 장착되며 일측에 이탈방지턱이 형성된 측면 부력탱크와, 상기 측면부력탱크의 내측으로 선체의 전방과 후방에서 횡방향으로 선체를 관통하는 휠축과, 상기 휠축에 축설되어 있는 수차휠과, 상기 수차휠에 끝단이 감기며 외주면에 일정간격으로 갈퀴형상의 날개가 돌출 형성되어 있는 링크벨트와, 상기 링크벨트는 다수의 합성섬유절편이 연결핀(단, 링크벨트가 일체형으로 된 것은 연결핀 없음)으로 연결장착되고 양측에 날개와 이탈방지 돌기가 형성되고, 상기 링크벨트와 중심부력탱크 사이에 위치하며 상기 측면부력탱크의 측면에 부착된 브라켓에 고정되어 있는 다수의 롤러축과, 상기 롤러축에 회전가능하게 축설되며 중심부력탱크의 상부와 링크벨트 사이에 장착되고 롤러 브라켓의 내측에 삽입된 다수의 상부 제1롤러와, 중심부력탱크의 하부와 링크벨트 사이에 장착되고 롤러 브라켓의 내측에 삽입되어 있는 다수의 하부 제2롤러를 포함하여 구성되며, 상기 상부 제1롤러는 일정한 간격을 두고 롤러축에 축설되어 있고, 상기 하부 제2롤러는 지그재그로 서로 맞물리게 롤러축에 축설되어 있는 것을 특징으로 하는 링크벨트 장착선박의 가속장치를 제공하고자 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동에 관하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 링크벨트 장착선박의 가속장치의 측면투시도이고, 도2는 본 발명의 링크벨트 장착선박의 가속장치의 정단면도이며, 도3은 본 발명의 하부 제2롤러의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도4는 본 발명에 있어서 링크벨트가 다수장착된 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도5는 본 발명의 링크벨트의 종류중 일체식이 아닌 개개식(탱크의 퀘도와 유사)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 도6은 본 발명의 링크벨트와 수차휠에 돌기가 형성된 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도7은 본 발명의 휠축에 바퀴가 부착된 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 기술한 측면투시도인 도1과, 정단면도인 도2와, 하부 제2롤러의 구성을 개략적으로 도시한 단면도인 도3에서 알 수 있듯이, 본 발명은 선체(100)의 내부에 장착된 중심부력탱크(10)와, 선체의 양 측면에 장착되며 일측에 이탈방지턱(21)이 형성된 측면 부력탱크(20)와, 상기 측면부력탱크(20)의 내측으로 선체의 전방과 후방에서 횡방향으로 선체를 관통하는 휠축(30)과, 상기 휠축(30)에 축설되어 있는 수차휠(40)과, 상기 수차휠(40)에 끝단이 감기며 외주면에 일정간격으로 갈퀴형상의 날개(51)가 돌출 형성되어 있는 링크벨트(50)와, 상기 링크벨트(50)와 중심부력탱크(10) 사이에 위치하며 상기 측면부력탱크(20)의 측면에 부착된 브라켓(22)에 고정되어 있는 다수의 롤러축(60)과, 상기 롤러축(60)에 회전가능하게 축설되며 중심부력탱크(10)의 상부와 링크벨트(50) 사이에 장착되고 롤러 브라켓(61)의 내측에 삽입된 다수의 상부 제1롤러(70)와, 중심부력탱크(10)의 하부와 링크벨트(50) 사이에 장착되고 롤러 브라켓(61)의 내측에 삽입되어 있는 다수의 하부 제2롤러(80)를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 링크벨트(50)는 본 발명의 링크벨트의 구조를 개략적으로 도시한 도5에서 알 수 있듯이, 도시된 링크벨트(50)는 일체식이 아닌 다수의 합성섬유절편(52)이 연결핀(53)으로 연결장착되고 양측에 날개(51)와 이탈방지 돌기(54)가 형성되어 있으며, 상기 상부 제1롤러(70)는 일정한 간격을 두고 롤러축(60)에 축설되어 있고, 상기 하부 제2롤러(80)는 지그재그로 서로 맞물리게 롤러축(60)에 축설되어 있는 구조로 되어 있다.

또한 상기 도 2에서 측면부력탱크(20)의 내측에 경사부(K)를 형성시킨 이유는 측면부력탱크(20)가 외부로는 물결을 일어키지 않고 내측으로 수압을 모아줌으로써 표면장력의 상승효과를 주기 위한 것이며, 상기 측면부력탱크(20)의 외측하단에 돌기부(P)를 형성시킨 이유는 측면부(S)에서 받는 마찰계수를 최소화 하기 위한 것이다.

그리고 본 발명의 다른 실시예인 도 4을 살펴보면, 본 발명의 링크벨트(50)가 선체에 일정한 경사로 다수 장착되어 있어 대형선박에도 적용할 수 있게 하였으며, 그리고 본 발명의 또다른 실시예인 도 6 및 도7을 살펴보면, 타이밍 벨트식으로 상기 수차휠(40)의 외측으로 돌출된 휠축(30)에 바퀴(31)가 회전가능하게 장착하게 할 수 도 있으며, 상기 링크벨트(50)의 내측에 제1돌기(55)가 형성되고 수차휠(40)의 외주면에 형성된 홈부(41)가 서로 맞물리며 회전가능한 구조로 할 수 도 있게 된다.

상술한 구조의 본 발명에서 살펴봤듯이, 링크벨트(50)는 외주면에 날개(51)가 형성되어 있어 물의 저항을 받아 미끄러지지 못하고 그 자리에 있으려고 하며 이때 추진장치로 추진력을 주게되면 선체의 측면으로 강한 물의 저항을 받게 되며 상기 저항이 링크벨트(50)를 선체의 선미측으로 회전시키게 된다.

상기 하부 제2롤러(80)는 물의 표면장력을 강하게 느끼는 벨트면을 조금이라도 찌그러지지 않게 촘촘히 지그재그로 배열하게 되며, 또한 강도와 내구성이 허락하는 한도에서 작은 직경의 것을 쓰며, 상부 제1롤러(70)는 특별한 하중이 걸리지 않으므로 간극을 넓게 하여 장착하게 된다.

또한 중심부력탱크(10) 및 측면부력탱크(20)부력탱크들은 적정한 흘수부분을 형성시켜 주며 상부 제1롤러(70)가 항상 물에 잠김이 없도록 크기가 조절되게 된다.

그리고 10노트 이하의 속력으로 선박이 전진할때는 상부 제1롤러(70) 및 하부 제2롤러(80)가 구르지 않을 수 있으나, 그 이상의 속도로 전진할때는 링크벨트(50)의 날개(51)는 물의 저항을 강하게 받으므로 그 자리에 머무려고 하고 선박의 전진속도가 점점 증가할 수 록 상기 링크벨트(50)의 전면적에 물의 표면장력이 강하게 작용함으로써 배는 서서히 부상하게 된다.

이하 본 발명의 작동에 관하여 설명하면, 추진장치(1)를 구동하여 스크류(2)를 회전시켜 선체(100)에 추진력을 주는 단계와, 상기 추진장치(1)의 추진력의 반작용으로 상부 제1롤러(70)와 하부 제2롤러(80)가 구르는 단계와, 추진력이 좀더 증가하면 선체 측면의 물의 저항에 의해 수차휠(40)이 회전하여 상기 수차휠(40)과 연결된 링크벨트(50)가 선체의 선미측으로 회전하는 단계와, 추진력이 더 증가할 수 록 물의 표면장력과, 상기 링크벨트(50)에 형성된 날개(51)가 강한 저항을 받아 상기 링크벨트(50)에 표면장력이 강하게 작용되어 선체의 전방이 부상되고 선체가 가속되는 단계가 순차적으로 이루어져 선박의 속력이 가속되게 되는 것이다.

즉, 물의 저항을 받는 링크벨트(50)는 미끄러지지 않고 그 자리에 위치할려고 할 때 선미에서 강한 추진력을 주면 선체(100)는 전진하며, 상기 선체에 장착되어 있는 상부 제1롤러(70) 및 하부 제2롤러(80)는 물의 표면장력과 저항을 받고 있는 링크벨트(50) 위를 구르게 되며, 추진장치(1)에 의해 추진력을 더욱 상승시키면 상기 링크벨트(50)의 외주면에 형성되어 있는 날개(51)가 더욱 강한 물의 저항을 받게되어 링크벨트(50)에 표면장력이 차츰 커지게 작용되므로 선체의 선수부가 부상하게 되어 선수부의 링크벨트(50)의 날개(51)가 수면위를 딛으며 전진함으로써 선박의 전진속력을 가속하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 일정한 추진장치의 추진력으로 속도를 배가시킬 수 있어 연료손실이 적을 뿐 아니라, 선체가 일체식이 아니고 부품이 별개로 조립되고 있으므로 수리가 용이하며, 부품 교환도 필요한 부분만 할 수 있게 되어 제작이 어렵지 않고, 또한 선박이 물위에 있을때도 잠수부가 링크벨트를 쉽게 교환할 수 있고 수차휠이 물속에 있으므로 윤활과 냉각이 필요 없으며, 초스피드를 요하는 군사용 선박에도 적합하고, 그밖에 레져용 선박, 인명 구조선 및 고속 여객선에도 적용할 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 링크벨트 장착선박의 가속장치의 측면투시도.

도2는 본 발명의 링크벨트 장착선박의 가속장치의 정단면도.

도3은 본 발명의 하부 제2롤러의 구성을 개략적으로 도시한 단면도.

도4는 본 발명에 있어서 링크벨트가 다수장착된 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

도5는 본 발명의 링크벨트의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도6은 본 발명의 링크벨트와 수차휠에 돌기가 형성된 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

도7은 본 발명의 휠축에 바퀴가 부착된 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 추진장치 2 : 스크류

10 : 중심부력탱크 20 : 측면부력탱크

21 : 이탈방지턱 22 : 브라켓

30 : 휠축 31 : 바퀴

40 : 수차휠 41 : 홈부

50 : 링크벨트 51 : 날개

52 : 합성섬유 절편 53 : 연결핀

54 : 이탈방지 돌기 55 : 제1돌기

60 : 롤러축 61 : 롤러 브라켓

70 : 상부 제1롤러 80 : 하부 제2롤러

100 : 선체

Claims (7)

1. 선체(100)의 내부에 장착된 중심부력탱크(10)와, 선체의 양 측면에 장착되며 일측에 이탈방지턱(21)이 형성된 측면 부력탱크(20)와, 상기 측면부력탱크(20)의 내측으로 선체의 전방과 후방에서 횡방향으로 선체를 관통하는 휠축(30)과, 상기 휠축(30)에 축설되어 있는 수차휠(40)과, 상기 수차휠(40)에 감기며 외주면에 일정간격으로 갈퀴형상의 날개(51)가 돌출 형성되어 있는 링크벨트(50)와, 상기 링크벨트(50)와 중심부력탱크(10) 사이에 위치하며 상기 측면부력탱크(20)의 측면에 부착된 브라켓(22)에 고정되어 있는 다수의 롤러축(60)과, 상기 롤러축(60)에 회전가능하게 축설되며 중심부력탱크(10)의 상부와 링크벨트(50) 사이에 장착되고 롤러 브라켓(61)의 내측에 삽입된 다수의 상부 제1롤러(70)와, 중심부력탱크(10)의 하부와 링크벨트(50) 사이에 장착되고 롤러 브라켓(61)의 내측에 삽입되어 있는 다수의 하부 제2롤러(80)를 포함하여 구성된 선박의 가속장치에 있어서, 상기 링크벨트(50)는 다수의 합성섬유절편(52)이 연결핀(53)으로 연결장착되고 양측에 날개(51)와 이탈방지 돌기(54)가 형성되고, 상기 측면부력탱크(20)의 내측은 경사부(K)가 형성되며, 상기 측면부력탱크(20)의 측면하단부는 측면(S)부에서 받는 마찰계수를 최소화 하기위해 돌출부(P)가 형성된 것을 특징으로 하는 링크벨트 장착선박의 가속장치.
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