KR100478428B1 - 방위각 프로펠러 장치 - Google Patents

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Abstract

방위각 프로펠러 장치는 방위각 포드, 상기 방위각 포드가 제공된 POD 프로펠러 부재, 및 POD 프로펠러 부재를 구동하는 모터를 포함한다. 모터는 상기 방위각 포드내에 제공되고, 모터에 의해 발생된 열을 감소시키기 위해 적어도 하나의 방열 부재가 상기 방위각 포드의 외주연부에 제공된다.

Description

방위각 프로펠러 장치{AZIMUTH PROPELLER DEVICE}
본 발명은 방위각 프로펠러 장치(azimuth propeller device)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 POD 프로펠러를 구동하기 위한 모터를 포함하는 방위각 프로펠러 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 선박은 프로펠러, 및 이 프로펠러가 하나씩 구비된 키(rudder)가 제공되며, 선박에 대한 구동력이 프로펠러에 의해 작동되고, 선박의 회전과 같은 작동이 키에 의해 수행되도록 선미에 부착된다.
그러나, 최근에, 선박을 구동하기 위해 이용된 프로펠러 및 선박을 작동하기 위해 이용된 키는 일체화되고, 선박의 수직방향으로 회전가능하도록 선박에 부착된, 간단히, 방위각 프로펠러로 불리는 방위각 프로펠러 장치가 개발되어져 왔다.
종래의 방위각 프로펠러의 구조는 도3 및 도4를 참조하여 간단히 기술될 것이다. 도3은 선미에서 방위각 프로펠러 장치의 부착을 도시하는 개략도이다. 도4a는 방위각 프로펠러 장치의 우측의 부분 단면도를 도시하는 도면이다. 도4b는 도4a에서 선A-A를 따라 취해진 방위각 프로펠러 장치의 단면도를 도시한 도면이다. 도면에서, 도면부호 1은 선박의 바닥의 후방부를 표시하고, 2는 방위각 포드를 표시하고,3은 샤프트를 표시하고, 4는 유동 플레이트 부재를 표시하고, 5는 POD 프로펠러 부재를 표시하고, 6은 프로펠러 샤프트를 표시하고, 7은 고정자를 표시하고, 8은 회전자를 표시하고, 9는 모터를 표시하고, 10은 방위각 프로펠러 장치를 표시한다.
도면에서 도시된 바와 같이, 방위각 프로펠러 장치(10)는 샤프트(3)를 통해선박의 바닥의 후방부(1)에 회전가능하게 부착된다. 방위각 프로펠러 장치(10)는 POD 프로펠러 부재(5), 방위각 포드(2), 및 유동 플레이트 부재(4)를 포함한다. 선박에 대한 구동력에 영향을 미치는 POD 프로펠러 부재(5)는 방위각 프로펠러 장치(10)의 전방 또는 후방에 부착될 수 있다. 방위각 포드(2)는 그 내부에서 모터(9)등의 프로펠러 구동 기구를 수용한다. 유동 플레이트 부재(4)는 방위각 포드(2)의 상부에 일체로 고정되고 유선형 단면 형상을 갖는다. 유동 플레이트 부재(4)는 수직 방향으로 연장하는 샤프트(3)의 하부에 부착되고, 샤프트(3)의 상부는 (도면에 도시되지 않은)구동 기구와 결합되며, 샤프트(3), 유동 플레이트 부재(4), 방위각 포드(2), 및 POD 프로펠러 부재(5)가 일체로 회전되도록 선체 내에 배치된다.
상술된 구조를 갖는 방위각 프로펠러 장치(10)를 이용함으로써, POD 프로펠러 부재(5)를 회전함으로써 발생된 구동력을 이용하여 선박을 구동시키고, 선박의 이동 코스를 변경시키기 위해 선박의 바닥의 후방부(1)에 대하여 방위각 프로펠러 장치(10)를 회전함으로써 조향 기능을 달성하는 것이 가능해진다.
두 가지 타입의 방위각 프로펠러 장치(10)가 존재한다. 그 중 하나는, POD 프로펠러(5)에 대한 구동력을 산출하기 위한 모터(9)가 도4a에서 도시된 바와 같이 방위각 포드(2)내에 배치되고, 다른 하나는 모터 등의, (도면에 도시되지 않은) 구동원으로부터 수용된 구동력이 선체에 배치된다. 도4a 및 도4b에서 도시된 방위각 프로펠러 장치(10)는 회전자(8)가 중공형 방위각 포드(2)의 내부벽에 고정된 고정자(7)에 대하여 프로펠러 샤프트(6)와 함께 회전되는 구조를 갖는다. 모터(9)를 구동함으로써 발생된 열을 처리하기 위해서, 냉각 공기가 선체로부터 방위각 포드(2)로 공급되어 순환되는 공냉식 시스템(air-cooling system)이 종래의 방위각 프로펠러 장치(10)에 적용된다.
그러나, 방위각 프로펠러 장치에 대해 상술된 공냉식 시스템에 대하여, 상기 시스템은 냉각 공기를 강제적으로 순환시키므로, 냉각 공기의 공급원, 냉각 공기에 대한 통로, 냉각 공기용 팬 등의 임펠링 수단, 및 임펠링 수단을 작동하기 위한 구동원 등의 다수의 구성요소가 요구된다. 이러한 이유로, 구조적 면에서, 선체 및 방위각 프로펠러 장치 중 적어도 하나에 통로, 임펠링 수단 등을 설치하기 위한 공간 확보가 요구된다. 따라서, 방위각 프로펠러 장치의 크기 또는 비용 감소 측면에서 불리하다. 또한, 공냉식 시스템에 대해서 동력이 소모되므로, 구동 비용은 또한 증가된다.
본 발명은 상술된 환경을 고려하고, 모터 등을 냉각시키거나 공냉식 시스템을 이용하는 필요성을 완전히 제거하거나, 또는 이를 최소 레벨로 낮추는 방위각 프로펠러 장치를 제공하는데 그 목적을 갖는다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 방위각 포드, 방위각 포드가 제공된 POD 프로펠러 부재, POD 프로펠러 부재를 구동하고 방위각 포드내에 제공된 모터, 및 방위각 포드의 외주연부에 제공된 적어도 하나의 방열 부재를 포함하는 방위각 프로펠러 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 방열 부재는 방위각 포드의 전후 방향에서 연장하는 핀이다.
본 발명의 다른 태양에서, 핀은 핀의 전방에서 후방까지 POD 프로펠러 부재의 회전 방향으로 비틀어져 있다.
상기 방위각 프로펠러 장치에 따라, 적어도 하나의 방열 부재가 방위각 포드의 외주연부에 제공되고, 방위각 포드의 내부에서 모터의 회전에 의해 발생된 열을 방열 부재를 통해 주변 물 속으로 효율적으로 감소시키는 것이 가능해진다. 즉, 선박이 이동하는 대양, 강, 호수 등의 물을 이용하여 수냉식 작동을 효율적으로 수행하는 것이 가능해지고, 따라서 공냉식 작동은 제거되거나 최소한의 레벨로 감소할 수 있다. 따라서, 방위각 프로펠러 장치의 크기 및 비용에서 감소는 현저한 효과를 갖는다.
또한, 방위각 포드의 전후 방향으로 연장하는 핀 중의 적어도 하나는 방열 부재로 채택되고, 방사 효율을 향상하는 향상하도록 넓은 열 변환 영역을 보호하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라, 핀이 핀의 전방에서 후방까지 POD 프로펠러 부재의 회전 방향으로 비틀림으로, 상술된 방사 효율 이외에 물 유동 조정 효과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 구동력에서 향상을 달성할 수 있다.
본 발명의 특징 및 장점 중 일부는 기술되어져 있고, 나머지는 첨부된 도면을 참조하여 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
상기에서 요약된 열거된 청구범위에 의해 한정된 본 발명은 첨부된 도면을 참조하고, 다음 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 것이다. 본 발명의 특별한 도구를 조립하고 이용할 수 있도록 이하에서 설명된, 특히 양호한 실시예의 상세한 설명은 열거된 청구범위로 제한하지 않지만, 특정 실시예로 작용한다.
본 발명의 실시예에 따른 방위각 프로펠러 장치는 도1a 및 도1b를 참조하여 기술될 것이다. 다음 도면에서, 종래 기술에서 기술된 것과 동일한 요소는 동일한 도면부호를 이용하여 지시되고, 이에 대한 설명은 생략될 것임을 유의해야 한다.
도1a 및 도1b에서 도시된 본 발명의 실시예의 제1 실시예에 따른 방위각 프로펠러 장치에서, 도면부호 1은 선박 바닥의 후방부를 지시하고, 2는 방위각 포드를 지시하고, 3은 샤프트를 지시하고, 4는 유동 플레이트 부재를 지시하고, 5는 POD 프로펠러 부재를 지시하고, 10A는 방위각 프로펠러 장치를 지시하고, 11은 (복수개의) 방사 핀(즉, 방열 부재)를 지시한다.
도면에서 도시된 바와 같이, 방위각 프로펠러 장치(10A)는 샤프트(3)에 의해 선박의 바닥(1)의 후방부에 회전가능하게 부착된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "선박 바닥부의 후방부(the rear portion of the ship's bottom)"는 선박의 이동 방향에 대해 선체의 후면에 위치된 선박의 바닥부를 의미한다. 따라서, 방위각 프로펠러 장치(10A)는 선박이 이동하는 대양, 강, 호수 등 수면의 아래에 위치된다.
방위각 프로펠러 장치(10A)는 POD 프로펠러를 구동하기 위한 모터(도시되지 않음)가 내부에 수용된 방위각 포드(2)를 포함하고, 물을 후방으로 밀어냄으로써 선박에 구동력을 인가하는 POD 프로펠러 부재(5)는 전후에 (도1a에 도시된 장치(10A)에서는 후면에) 부착된다. 유선형 단면 형태를 갖는 유동 플레이트 부재(4)는 방위각 포드(2)의 상부에 일체로 고정된다. 유동 플레이트 부재(4)는 수직 방향으로 연장하는 샤프트(3)의 하부에 부착되고, 샤프트(3)의 상부는 (도면에 도시되지 않은) 구동 기구와 결합되며, 샤프트(3), 유동 플레이트 부재(4), 방위각 포드(2) 및 POD 프로펠러 부재(5)가 일체로 회전될 수 있도록 선체 내에 배치된다.
도1a 및 도1b에서 도시된 바와 같이, 다수의 방사 핀(11)은 방위각 포드(2)의 외주연부에 부착되어 이로부터 연장된다. 방사 핀(11) 각각은 방위각 포드(2)의 전후방 방향 즉, POD 프로펠러 부재(5)의 구동력에 의한 이동 방향으로 연장하는 판형 부재이다. 방사 핀(11)에 대한 우수한 열 전도성을 갖는 부재를 이용하는 것이 양호하다.
비록 방사 핀(11) 18개가 서로들 사이의 동일한 간격을 갖는 방위각 포드(2)의 외주연부에 방사상으로 부착될지라도, 본 발명은 이러한 특별한 구성에 제한되지 않음을 유의해야 한다.
상술된 구조를 갖는 방위각 프로펠러 장치(10A)에서, POD 프로펠러 부재(5)를 회전하기 위한 (도면에 도시되지 않은)모터로부터 발생된 열은 방위각 포드(2)의 벽을 통해 방사 핀(11) 각각으로 전도되고, 각각의 방사 핀(11)의 표면으로부터 주변 물속으로 방출된다. 즉, 방위각 포드(2)는 본 발명의 실시예에 따라 방사 핀(11)을 통한 수냉식 시스템에 의해서 냉각된다. 이러한 이유로, 공냉식 시스템에 대한 동력원, 임펠링 수단을 작동하기 위한 구동원, 및 냉각 공기에 대한 통로 등의, 종래 기술에서 요구되는 요소는 불필요하게 되고, 따라서 공간, 에너지 소모 및 비용이 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 방위각 프로펠러 장치의 내구성 및 신뢰성이 본 발명의 실시예에 따라 향상될 수 있다.
또한, 모터의 가열 수치가 큰 경우와 같이, 본 발명의 실시예의 수냉식 시스템에 의해서도 전체 가열 수치가 커버되지 않는다면, 종래의 공냉식 시스템과 함께 본 발명의 수냉식 시스템을 이용하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 공냉식 시스템에 대한 부담이 종래의 시스템에서의 부담과 비교하여 줄어들 수 있으므로, 팬의 크기 또는 냉각 공기에 대한 통로는 감소될 수 있다.
다음으로, 상술된 실시예의 다른 실시예는 도2a 및 도2b를 참조하여 기술될 것이다. 도1a 및 도1b에서 도시된 실시예에서 기술된 것과 동일한 요소는 동일한 도면 부호를 이용하여 지시되고 그에 대한 설명이 생략될 것임을 유의해야 한다.
변형된 실시예에서, 유동 플레이트 핀(12)이 방열 부재로서 이용된다. 유동 플레이트 핀(12)은 일반적으로, 상술한 핀(11)을 POD 프로펠러(5)의 회전 방향으로 전방에서 후방까지 비틀리게 배치함으로써 형성된다. 도2a 및 도2b에서 도시된 예에서, POD 프로펠러(5)는 도2b에서 화살표(13)에 의해 표시된 바와 같이 방위각 프로펠러 장치(10B)의 (이동 방향에서)전방으로부터 도시된 시계방향으로 회전하고, 유동 플레이트 핀(12) 각각은 각을 이루거나 전방으로부터 후방으로 경사를 이룬다. 그 경사는 방위각 포드(2)의 축에 대하여 POD 프로펠러(5)의 회전 방향에서 유동 플레이트 핀(12)의 꼬리부가 위를 향하도록 유동 플레이트 핀(12)의 비틀림에 기인한다. 즉, 유동 플레이트 핀(12)의 경사면(12a)은 POD 프로펠러(15)에 의해 배출된 물의 흐름에 따라 형성된다.
만약 상술된 구조를 갖는 유동 플레이트 핀(12)이 적용된다면, 상술된 수냉식 기능뿐만 아니라 POD 프로펠러(5)에 의해 배출되는 물에 대한 물 흐름 적응 기능을 달성하는 것이 가능해진다. 따라서, 손실이 감소되며, POD 프로펠러(5)를 회전시킴으로써 적용된 구동력은 증가될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 방위각 프로펠러 장치의 구조는 상술된 것에 제한되지 않으며, 본 발명의 영역내에서 변형될 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 우수한 열전도성을 갖는 부재는 모터로부터 열전도를 보다 강화하도록 방위각 포드 및 모터 사이에 개재될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에서 상술된 것의 다양한 변화, 변형, 및 향상은 당업자에게 쉽게 일어날 수 있음이 명백하다. 명백히 상술되어 있다고 여겨지지 않는, 이러한 변화, 변형, 및 향상은 그럼에도 불구하고 본 발명의 영역내에 포함되고 함축된다. 따라서, 상술된 바는 단지 예시적이며, 본 발명은 다음 청구범위 및 그에 대등한 것에 의해 단지 한정되고 제한된다.
본 발명의 방위각 프로펠러 장치에 의해, 공냉식 시스템을 이용하거나 모터를 냉각시키는 등의 필요성을 완전히 제거할 수 있다.
도1a는 본 발명의 실시예에 따른 방위각 프로펠러 장치의 개략 측면도.
도1b는 도1a에 도시된 방위각 프로펠러 장치의 정면도.
도2a는 본 발명의 변형 실시예에 따른 방위각 프로펠러 장치의 측면도.
도2b는 도2a에 도시된 방위각 프로펠러 장치의 정면도.
도3은 선미에서 종래의 방위각 프로펠러 장치의 부착물을 도시하는 개략도.
도4a는 종래의 방위각 프로펠러 장치의 개략 측면도.
도4b는 도4a에 도시된 A-A선을 따라 취해진 방위각 프로펠러의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 후방부
2 : 방위각 포드
3 : 샤프트
4 : 유동 플레이트 부재
5 : POD 프로펠러 부재
6 : 프로펠러 샤프트
7 : 고정자
8 : 회전자
9 : 모터
10 : 방위각 프로펠러 장치

Claims (3)

  1. 방위각 포드와,
    상기 방위각 포드가 제공된 POD 프로펠러 부재와,
    상기 POD 프로펠러 부재를 구동시키고 상기 방위각 포드 내에 제공된 모터와,
    상기 방위각 포드 외주연부에 제공되고, 상기 모터가 상기 POD 프로펠러 부재를 구동할 때에 상기 모터를 냉각시키는 적어도 하나의 방열 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 방위각 프로펠러 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방열 부재는 상기 방위각 포드의 전후 방향으로 연장하는 핀인 것을 특징으로 하는 방위각 프로펠러 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 핀은 상기 핀의 전방에서부터 후방으로 POD 프로펠러 부재의 회전 방향으로 비틀려 있는 것을 특징으로 하는 방위각 프로펠러 장치.
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