KR100806016B1 - 프로펠러 - Google Patents

Abstract

프로펠러는 적어도 두 개의 허브(2)가 설치되고, 블레이드(3)가 각각의 허브에 고정되어 있는 샤프트(1)를 갖고 있다. 각 블레이드(3)는 날카로운 전방 엣지와 후방 엣지를 갖고, 블레이드의 연장부를 따라 프로파일의 최대 두께(0.10-0.25)b를 갖도록 구성되며, 여기서 b는 블레이드(3)의 국부적 익현의 길이이다. 각각의 블레이드(3)에서 프로파일의 최대 두께(6)가 각 국부적 익현의 중앙에 위치되고 블레이드(3)의 연장부를 따라 국부적 익현의 중앙을 통해 연장하는 축선(8)에 대해 비틀려진다. 블레이드(3)가 각도 < 90°로 허브(2)의 반경에 대하여 경사지게 각각의 허브(2)에 고정되어, 국부적 공기역학 저항과 공기역학 하중을 감소시킬 수 있다. 프로펠러는 모든 블레이드(3)를 에워싸고 블레이드의 길이 이상으로 전방 허브(2)의 블레이드의 전방으로 이동해 나가는 고정형의 원통형 케이싱이 설치되어, 토크의 값을 증대할 수 있다.

Description

프로펠러{PROPELLER}

본 발명은 비행과 특별한 수송 분야(프로펠러-활동체, 공기-부양선)에 사용될 수 있는 프로펠러에 관한 것이다.

두 개의 허브가 설치되어 있고, 블레이드가 외주에 걸쳐 균일하게 각각의 허브에 고정되어 있는 샤프트를 갖는 프로펠러가 공지되어 있다. 두 개의 허브 상의 블레이드는 모터에 의해 반대방향으로 회전 구동된다(미국 특허 제2,953,320호 U.S.Cl. 244-12, 1960).

두 개의 허브가 설치되어 있고, 블레이드가 외주에 걸쳐 균일하게 각각의 허브에 고정되어 있는 샤프트를 갖는 프로펠러가 공지되어 있다. 두 개의 허브 상의 블레이드는 모터에 의해 반대방향으로 회전 구동된다(RU 특허 제2,062,246호, IPC:B64 C29/00, 1996).

공지된 양자의 프로펠러의 단점은, 프로펠러 각각의 설계가 프로펠러에 작용하는 큰 공기역학 하중을 발생시켜, 프로펠러에 높은 강도와 강성을 제공할 필요가 있다는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중의 감소를 제공하는 프로펠러를 창안하는 데에 있다.

이러한 프로펠러 설계시의 과제는, 허브가 설치되어 있고 블레이드가 외주에 걸쳐 균일하게 각각의 허브에 고정되어 있는 샤프트를 갖는 프로펠러에 있어서, 각 블레이드는 날카로운 전방 및 후방 엣지를 갖고, 블레이드의 연장부를 따라 프로파일(profile)의 최대 두께(0.10-0.25)b를 갖도록 구성되며, 여기서 b는 블레이드의 국부적 익현(local chord)의 길이로서 블레이드의 연장부를 따라 국부적 익현의 중앙을 통해 연장하는 축선에 대해 비틀려 있으며, 프로파일의 최대 두께는 각 국부적 익현의 중앙에 위치됨으로서 달성된다.

블레이드가 외주에 걸쳐 균일하게 각각의 허브에 고정되도록 되어 있는 적어도 두 개의 허브의 배열은, 블레이드를 구비하는 허브의 크기 감소를 유도하여, 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중의 감소를 유도한다.

각 블레이드의 날카로운 전방 및 후방 엣지는 블레이드의 공기역학 저항의 감소를 제공하고 그 결과 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

블레이드의 연장부를 따라 프로파일의 최대 두께(0.10-0.25)b를 갖는 구성은, 여기서 b는 블레이드의 국부적 익현의 길이로서, 프로파일의 최대 두께의 선택된 범위 내에서, 블레이드의 공기역학 저항의 감소를 제공하고 그 결과 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중의 감소를 제공한다.

각각의 국부적 익현의 중앙에 위치되는, 각 블레이드의 프로파일의 최대 두께는, 익현의 길이(블레이드의 폭)를 따르는 공기역학 하중의 균일한 분포를 제공하여, 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

블레이드의 연장부를 따라 국부적 익현의 중앙을 통해 연장하는 축선에 대한 각 블레이드의 비틀림은, 블레이드의 길이를 따라 공기역학 하중의 분산의 감소를 제공하여, 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

블레이드가 회전 반대방향으로 경사지게 각각의 허브에 고정되는 것은, 높이에 따른 블레이드의 이동의 국부적 속력과 블레이드의 축선 사이의 각도가 직각과 상이하게 되어, 블레이드의 국부적 공기역학 저항의 감소를 유도하고, 이에 따라 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

삭제

모든 블레이드를 에워싸고 블레이드의 길이 이상으로 전방 허브의 블레이드를 전방으로 이동해 나가는 고정형의 원통형 케이싱을 프로펠러에 설치하는 것은 토크의 값을 증가시킨다. 회전중 프로펠러는 회전방향으로 그리고 프로펠러의 이동에 대하여 전방으로 공기를 분출한다. 분출된 공기는 케이싱에 의해 반사되므로 진행하는 유동은 그 회전방향으로 비틀려져, 토크 및 그에 따른 프로펠러의 효율을 증대시킨다. 이 공기의 반사에 의해 진행하는 유동의 최대 비틀림은 원통형 케이싱에 의해 얻어진다. 케이싱의 길이는 반사된 공기의 속도가 0에 가깝게 되는 거리로 결정된다. 블레이드의 최적 파라미터와 프로펠러의 회전속도에 의해 프로펠러의 반경, 즉 블레이드의 길이에 가깝게 된다.

도 1은 프로펠러의 개략도를 도시한다.

도 2는 케이싱을 구비하는 프로펠러의 개략도이다.

도 3은 케이싱을 구비하는 프로펠러의 측면도이다.

도 4는 블레이드의 횡단면도이다.

도 5는 비틀린 블레이드의 단부로부터의 도면이다.

도 6은 경사진 고정된 블레이드를 구비하는 프로펠러의 전방으로부터의 도면이다.

프로펠러는 적어도 두 개의 허브(2)가 설치되어 있고, 블레이드(3)가 외주에 걸쳐 균일하게 각각의 허브에 고정되어 있는 샤프트(1)를 갖고 있다. 블레이드(3)를 갖는 허브의 수는 상이할 수 있다. 각각의 연속하는 허브(2) 상의 블레이드(3)는 서로 반대방향으로 회전가능하고, 그리고 어느 한 방향으로 회전가능하게 양자에 고정될 수 있다. 회전은 모터로부터 드라이브 샤프트와 기어열에 의해 실행될 수 있다.

각 블레이드(3)는 날카로운 전방 엣지(4)와 날카로운 후방 엣지(5)를 가지며, 블레이드(3)의 연장부를 따라 프로파일의 최대 두께(0.10-0.25)b를 갖도록 구성되며, 여기서 b는 블레이드(3)의 국부적 익현(local chord)의 길이이다.

각 블레이드(3)에서 프로파일의 최대 두께(6)는 각 국부적 익현의 중앙에 위치된다.

프로파일은 상이한 형상, 예컨대 양면이 볼록형(double-convex), 웨지형, 마름모꼴형(rhombus-like)을 가질 수 있다. 연장부를 따라 블레이드는 다른 형상의 프로파일로 구성될 수 있다.

각 블레이드(3)는, 블레이드(3)의 연장부를 따라 국부적 익현의 중앙을 통해 연장하는 축선(8)에 대해 비틀려진다.

블레이드는, 도 6의 화살표로 도시한 바와 같이, 프로펠러의 회전에 반대방향으로 경사지게 각각의 허브(2)에 고정될 수 있다.

프로펠러는, 모든 블레이드(3)를 에워싸고 블레이드의 길이(L)이상으로 전방 허브(2)의 블레이드(3) 전방으로 이동해 나가는 고정형의 원통형 케이싱(9)을 구비할 수 있다. 블레이드(3)를 구비하는 허브(2)는 모터의 샤프트(1)에 의해 회전 구동되어, 공기역학력과 이동을 유발하여, 동체를 이동 구동한다.

외주에 걸쳐 균일하게 각각의 허브에 고정된 블레이드(3)를 구비하는 적어도 두 개의 허브(2)의 설치는 블레이드(3)를 구비하는 허브(2)의 크기의 감소를 유도하여 프로펠러의 공기역학 하중을 감소시킨다.

각 블레이드(3)의 날카로운 전방 및 후방 엣지(4, 5)는 모두 블레이드(3)의 공기역학 저항을 감소시키고 그 결과 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

각 블레이드(3)의 연장부를 따라 프로파일의 최대 두께(0.10-0.25)b를 갖는 구성(여기서 b는 블레이드의 국부적 익현의 길이)은, 프로파일의 최대 두께의 선택된 범위 내에서 블레이드(3)의 공기역학 저항을 감소하여 그 결과 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

각 국부적 익현(7)의 중앙에 위치되는, 각 블레이드(3)의 프로파일의 최대 두께(6)는, 익현(7)의 길이(블레이드(3)의 폭)를 따라 공기역학 하중의 균일한 분포를 제공하여, 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

블레이드(3)의 연장부를 따라 국부적 익현(7)의 중앙을 통해 연장하는 축선(8)에 대한 각 블레이드(3)의 비틀림은, 블레이드(3)의 길이를 따라 공기역학 하중의 분산의 감소를 제공하여, 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

블레이드가 회전 반대방향으로 경사지게 각각의 허브에 고정되는 것은, 높이에 따른 블레이드(3)의 이동의 국부적 속력과 블레이드(3)의 축선 사이의 각도가 직각과 상이하게 되어, 블레이드(3)의 국부적 공기역학 저항의 감소를 유도하고, 이에 따라 프로펠러에 작용하는 공기역학 하중을 감소시킨다.

모든 블레이드(3)를 에워싸고 블레이드(3)의 길이(L)이상으로 전방 허브(2)의 블레이드(3)의 전방으로 이동해 나가는 고정형의 원통형 케이싱(9)을 프로펠러에 설치하는 것은 프로펠러의 회전 동안 토크의 값을 증가시킨다.

본 발명은 비행과 특별한 수송 분야(프로펠러-활동체, 공기 부양선)에 가장 성공적으로 이용될 수 있다.

Claims (3)

1. 적어도 두개의 허브가 설치되어 있고 블레이드가 외주상에 균일하게 각각의 허브에 고정되어 있는 샤프트를 구비한 프로펠러에 있어서, 각 블레이드는 날카로운 전방 및 후방 엣지를 갖고, 블레이드의 연장선을 따라 프로파일(profile)의 최대 두께(0.10-0.25)b가 되도록 구성되며, b는 블레이드의 국부적 익현(local chord)의 길이이고, 블레이드의 연장선을 따라 국부적 익현의 중앙을 통해 연장하는 축선에 대해 비틀려 있으며, 프로파일의 최대 두께는 각 국부적 익현의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러.
2. 청구항 1에 있어서, 블레이드가 회전 반대방향으로 경사지게 각각의 허브에 고정되는 것을 특징을 하는 프로펠러.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 모든 블레이드를 둘러싸고 블레이드의 길이 이상으로 전방 허브의 블레이드에서 떨어져 위치한 고정형의 원통형 케이싱이 설치된 것을 특징으로 하는 프로펠러.

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