KR100768128B1 - 선박용 스쿠루 프로펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 스크루 프로펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드를 중심선이 보스의 중심을 지나지 않도록 회전방향에 대하여 그 반대방향으로 이동시킴으로써 분사된 물이 원추형으로 확산되는 것을 감소시키고 수선위로 솟구치는 물보라를 감소시킴으로써 프로펠러의 효율을 향상시킨 선박용 스크루 프로펠러에 관한 것이다.

본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러는, 구동 샤프트에 연결되는 보스와, 소정의 피치각을 갖고 상기 보스에 접합된 복수의 블레이드를 포함하는 선박용 스크루 프로펠러에 있어서, 상기 블레이드 각각은 그 중심선이 회전중심을 지나지 않고 회전방향에 대하여 반대방향의 위치에 위치되도록 상기 보스에 접합된 것을 특징으로 한다.

선박용 스크루 프로펠러

Description

선박용 스쿠루 프로펠러{SCREW PROPELLER FOR SHIP}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러를 도시한 평면도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드의 중심선과 입수면을 블레이드의 이동 전후를 대비하여 도시한 개념도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드와 회전반경과의 위치관계를 도시한 개념도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러를 도시한 평면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드의 중심선과 입수면을 블레이드의 이동 전후를 대비하여 도시한 개념도

도 6a 및 도 6b는 종래의 선박용 스크루 프로펠러를 도시한 평면도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

20,30 선박용 스크루 프로펠러

21,31 보스

22,32 보스의 중심

23,33 블레이드

24,34 블레이드의 중심선

25,35 입수면

26a,26b,36a,36b 압력면

27,37 끝면

본 발명은 선박용 스크루 프로펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드를 중심선이 보스의 중심을 지나지 않도록 회전방향에 대하여 그 반대방향으로 이동시킴으로써 분사된 물이 원추형으로 확산되는 것을 감소시키고 수선위로 솟구치는 물보라를 감소시킴으로써 프로펠러의 효율을 향상시킨 선박용 스크루 프로펠러에 관한 것이다.

선박용 스크루 프로펠러는 구동 샤프트에 연결되는 보스에 복수의 블레이드가 적절하게 선택된 소정의 피치각으로 접합된다. 도 5a 및 도 5b는 종래의 선박용 스크루 프로펠러를 도시한 평면도이다. 종래의 선박용 스크루 프로펠러는 복수의 블레이드(13,18)가 방사대칭형으로 보스(11,16)에 접합된다. 종래의 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드(13,18)는 그 중심선(14,19)이 회전중심, 즉 보스의 중심(12,17)을 지나는 것이 일반적이다.

선박용 스크루 프로펠러는 물을 후방으로 분사시키고 그 반작용에 의한 추력(thrust)을 얻는다. 일반적으로 프로펠러의 회전으로 후방으로 분사되는 물은 원추형으로 확산된다. 상기와 같이 물이 원추 형태로 확산되는 것은 추력을 감소시 키고 고속에서는 배와 수면이 만나는 선(수선) 위로 물보라를 일으킴으로써 선박용 스크루 프로펠러의 효율, 즉 샤프트의 회전력을 추진력으로 바꾸는 비율을 떨어뜨린다. 뿐만 아니라 수선 위로 솟구치는 물보라는 선체 후미에 부딪혀 선체에 진동이 발생되도록 한다.

상기와 같이 원추 형태로 물이 분사되는 것을 방지하기 위하여 프로펠러에 슈라우드(shroud)나 링(ring)을 다는 방법이 사용된다. 그러나 상기와 같이 슈라우드나 링을 프로펠러에 달더라도 물이 원추형으로 확산되는 것이 완전히 해소되지 않을 뿐만 아니라 그에 따라 크게 형성된 난류에 의해 저항력이 증가된다.

한편, 프로펠러는 블레이드의 압력면 전체에 걸쳐 압력이 작용되어야 그 효율이 높아진다. 그러나, 종래와 같이 블레이드의 중심선이 보스의 중심을 지나는 종래의 선박용 스크루 프로펠러의 경우에는 상기 블레이드가 상기 보스에 접합되는 쪽에서는 블레이드의 말단에 비해 충분한 압력이 작용되지 않는다. 이는 종래의 선박용 스크루 프로펠러에서 블레이드가 보스에 접합되는 쪽에서 블레이드의 압력면에 이끼가 끼는 것으로 확인된다.

그런데, 블레이드의 중심선이 보스의 중심을 지나는 종래의 선박용 스크루 프로펠러는 후방으로 분사되는 물이 원추형으로 크게 확산되고 물보라가 수선 위로 크게 솟구침으로써 프로펠러의 효율이 떨어지는 단점을 갖는다.

또한, 블레이드의 중심선이 보스의 중심을 지나는 종래의 선박용 스크루 프로펠러는 압력면 중에서 보스 쪽에 가까운 쪽에는 충분한 압력이 작용되지 않아 추 력의 손실이 발생되는 단점을 갖는다.

본 발명은 일반적인 선박용 스크루 프로펠러가 갖는 문제점을 해소하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 블레이드를 중심선이 보스의 중심을 지나지 않도록 회전방향의 반대방향으로 이동시킴으로써 분사된 물이 원추형으로 확산되는 것을 감소시킴과 동시에 수선위로 솟구치는 물보라를 감소시킴으로써 프로펠러의 효율을 향상시킨 선박용 스크루 프로펠러를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 블레이드의 압력면 전체에 걸쳐 압력이 작용되도록 하여 프로펠러의 효율을 향상시킨 선박용 스크루 프로펠러를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러는, 구동 샤프트에 연결되는 보스와, 소정의 피치각을 갖고 상기 보스에 접합된 복수의 블레이드를 포함하는 선박용 스크루 프로펠러에 있어서, 상기 블레이드 각각은 그 중심선이 회전중심을 지나지 않고 회전방향에 대하여 반대방향의 위치에 위치되도록 상기 보스에 접합된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드의 중심선과 입수면을 블레이드의 이동 전후를 대비하여 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드와 회전반경과의 위치관계를 도시한 개념도이다.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 스크루 프로펠러의 블레이드의 중심선과 입수면을 블레이드의 이동 전후를 대비하여 도시한 개념도이다.

여기서 도 4 및 도 5에 도시된 선박용 스크루 프로펠러는 도 1 내지 도 3에 도시된 선박용 스크루 프로펠러와 달리 중심선이 나선형으로 휘어진 스큐(Skew)가 형성된 선박용 스크루 프로펠러에 관한 것이다. 상술한 바와 같이 본 발명은 블레이드의 중심선이 보스의 중심을 지나지 않도록 블레이드가 이동되어 보스에 접합된 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 특징은 블레이드의 스큐의 유무 및 정도와는 무관하다. 따라서, 이하에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 도 4 및 도 5에 도시된 실시예로부터 본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러(20, 30)의 주요 특징을 동시에 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러(20,30)는 구동 샤프트(도면에 미도시)에 연결되는 보스(21,31)와, 소정의 피치각을 갖고 상기 보스(21,31)에 접합된 복수의 블레이드(23,33)를 포함한다. 도면에는 상기 블레이드(23,33)이 3개인 실시예가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러(20,30)는 상기 블레이드(23,33)가 그 중심선(24,34)이 상기 보스의 중심(22,32)을 지나지 않도록 회전방향(R)의 반대방향으로 이동된 위치에 위치되도록 상기 보스(21,31)에 접합된 것을 특징으로 한다. 여기서 보스의 중심(22,32)는 프로펠러의 회전중심과 일치한다. 도 2 및 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러(20,30)는 블레이드(23,33)를 종래의 선박용 스크루 프로펠러에서 블레이드(점선으로 도시된 부분)가 접합된 위치로부터 이동시켜 보스(21,31)에 접합시킴으로써 블레이드(23,33)의 중심선(22,32)이 프로펠러의 회전방향(R)의 반대방향으로 이동된 위치에 위치된다. 도 2 및 도 5에는 블레이드(23,33)를 회전방향(R)의 반대방향으로 평행하게 이동시켜 중심선(24,34)이 보스 중심(22,32)을 비낀 상태에서 보스(21,31)에 접합시킨 예를 도시되어 있다. 그러나, 상기 블레이드(23,33)의 이동은 반드시 평행하게 이동되어야 하는 것은 아니다. 즉, 상기 블레이드(23,33)는 그 중심선(24,34)이 상기 보스 중심(22,32)을 지나지 않고 회전방향(R)에 대하여 그 후방에 위치되도록 이동되어 보스(21,31)에 접합되면 족하다.

도 3을 참조하면, 상기와 같이 블레이드(23)가 이동됨으로써 전체적으로 보스(21) 쪽에 가까운 쪽에서는 중심선(24) 및 입수면(25)이 회전반경(C)에 대하여 회전방향(R)의 반대방향으로 후퇴되고, 보스(21)로부터 먼 쪽에서 블레이드(23)의 중심선(24) 및 입수면(25)이 회전반경(C)에 대하여 회전방향(R)으로 전진한 모양을 갖는다. 즉, 본 발명에서는 블레이드(23,33)가 회전중심에서 먼 쪽이 회전방향(R)으로 기울어진 형상을 갖는다.

본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러(20,30)가 회전되면 블레이드(23,33)의 입수면(25)으로 유입된 물은 압력면(26a,26b,36a,36b)을 지나 끝면(27,37)을 빠져나간다. 상기 압력면(26a,26b,36a,36b)을 지나는 물과 상기 압력면(26a,26b,36a,36b) 사이에 작용되는 작용 반작용에 의해 추력이 발생된다. 상술 한 바와 같이 본 발명은 상기 블레이드(23,33)가 회전중심에서 먼 쪽이 회전방향(R)로 기울어진 형상을 갖기 때문에 블레이드(23,33)는 회전중심에서 먼 쪽에서 가까운 쪽으로 순차적으로 진행되면서 입수면(25,35)이 입수되며, 결과적으로 물은 회전중심에서 먼 쪽에 위치된 압력면(26b,36b)을 회전중심에서 가까운 쪽에 위치된 압력면(26a,36a)보다 먼저 지나게 된다.

상기와 같이 블레이드(23,33)를 프로펠러의 그 중심선(24,34)이 회전방향(R)의 반대방향에 위치되도록 이동시킴으로써 프로펠러의 회전으로 선박의 후방으로 분사되는 물이 원추모양으로 확산되는 것이 크게 감소된다. 그리고 고속에서 수선 위로 솟구치는 물보라 또한 크게 감소된다. 실험 결과 상기와 같은 결과로 선박의 추력이 향상되는 것으로 나타났다. 특히, 상술한 바와 같이 물보라의 감소로 고속에서의 선박의 추력이 크게 향상되었다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러는 블레이드를 중심선이 보스의 중심을 지나지 않도록 회전방향의 반대방향으로 이동시킴으로써 분사된 물이 원추형으로 확산되는 것을 감소시킴과 동시에 수선위로 솟구치는 물보라를 감소시킴으로써 프로펠러의 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 선박용 스크루 프로펠러는 보스의 접합된 위치에 가까운 블레이드의 압력면에도 충분한 압력이 걸리기 때문에 프로펠러의 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 선박용 스크루 프로펠러는 본 발명을 실시하 기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (1)

1. 구동 샤프트에 연결되는 보스와, 소정의 피치각을 갖고 상기 보스에 접합된 복수의 블레이드를 포함하는 선박용 스크루 프로펠러에 있어서,

   상기 블레이드 각각은 그 중심선이 회전중심을 지나지 않고 회전방향에 대하여 반대방향의 위치에 위치되도록 상기 보스에 접합된 것을 특징으로 하는 선박용 스크루 프로펠러.

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