KR101086193B1 - 선박용 추진장치 - Google Patents

Abstract

개시된 선박용 추진장치는, 선박의 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하며, 상호 이격 배치되는 복수의 회전체들, 회전체들을 무한궤도 방식으로 연결하여, 회전체들의 회전에 의해 일정한 궤적을 따라 이동하는 이동체, 이동체의 외측을 감싸도록 배치된 가이드프레임, 일 단부는 이동체에 고정되며, 타 단부는 가이드프레임에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 이동체의 이동에 따라 이동하는 복수의 추진력발생부들을 포함하며, 선박의 추진방향과 반대반향으로 이동하는 이동체 부분에 마주보도록 배치된 가이드프레임 부분은, 추진력발생부의 길이에 대략 동일하게 이동체로부터 이격 배치되며, 선박의 추진방향과 동일한 방향으로 이동하는 이동체 부분에 마주보도록 배치된 가이드프레임 부분은, 추진력발생부의 길이보다 작도록 이동체로부터 이격 배치된다.

이와 같은, 선박용 추진장치는, 선박의 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전체가 회전되면, 이동체가 일정한 궤적을 따라 이동함과 동시에 추진력발생부들은 이동체의 이동에 따라 가이드프레임에 의해 가이드된 상태로 이동하게 된다. 따라서, 각각의 추진력발생부들이 선박의 추진방향과 반대방향으로 이동하는 이동체 부분에 마주보도록 배치된 가이드프레임 부분을 이동할 때, 유체를 선박의 추진방향 반대로 밀어 선박에 증대된 추진력을 발생되게 한다.

Description

선박용 추진장치{Propulsion apparatus for a vessel}

본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 엔진으로부터 동력을 전달받아 추진력을 발생시키는 선박용 추진장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 그 내부에 장착된 엔진에서 발생한 동력을 출력축에 의하여 프로펠러 등의 추진장치에 전달하므로써 추진력을 얻는다. 상기 출력축은 그 일측이 선박의 내부에 장착된 엔진에 연결되며, 타측은 선박의 외부에 위치하는 프로펠러에 연결된다. 상기 프로펠러는 회전에 의하여 주위의 물을 후방으로 밀어내므로써 추진력을 얻게된다. 또한, 후방으로 밀리는 물의 방향을 방향타에 의하여 변환하므로써 선박의 진행방향을 변환할 수 있다.

이러한, 프로펠러에 의한 선박의 추진장치는, 상기 엔진이 작동하여 상기 출력축이 회전하게되면, 상기 프로펠러의 회전에 의하여 그 주위에는 흡입력이 발생하게 된다. 상기 흡입력에 의하여 상기 프로펠러와 상기 선체 사이의 물이 상기 프로펠러에 흡입된다. 상기 프로펠러에 흡입된 물은 상기 프로펠러의 날개를 통과하면서 후방으로 밀리게 되며, 후방으로 밀리는 힘에 의하여 추진력이 발생하게 된다. 따라서, 상기 선박은 추진력에 의하여 전진하게 되는 것이다.

그러나, 종래의 프로펠러에 의한 선박의 추진장치는, 상기 출력축이 수면에 대하여 하방으로 대략 20도 각도를 이루며 선박에 장착된다. 따라서, 상기 프로펠러의 추진력은 상기 선박에 대하여 소정각도 상방으로 작용하게 되므로 선박의 동력효율이 저하된다.

또한, 프로펠러에 의한 선박의 추진장치는, 상기 프로펠러에 흡입되는 물과 이탈되는 물의 속도 비율이 같을 때 효과적인 추진력이 발생하게 되는데, 상기 물의 속도비율이 차이가 나는 경우 와류가 발생하게 되며 추진력이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 프로펠러가 고속으로 회전하게 되는 경우, 물이 상기 프로펠러의 후방으로 급속하게 빠져 나가므로, 상기 프로펠러의 전방 및 후방에는 물의 비율이 차이가 발생하게 되며, 추진력도 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은, 선박의 추진시 와류 발생이 억제되어 추진력이 증대되는 선박용 추진장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 선박의 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하며, 상호 이격 배치되는 복수의 회전체들과, 상기 회전체들을 무한궤도 방식으로 연결하여, 상기 회전체들의 회전에 의해 일정한 궤적을 따라 이동하는 이동체와, 상기 이동체의 외측을 감싸도록 배치된 가이드프레임 및, 일 단부는 상기 이동체에 고정되며, 타 단부는 상기 가이드프레임에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 상기 이동체의 이동에 따라 이동하는 복수의 추진력발생부들을 포함하며, 상기 선박의 추진방향과 반대반향으로 이동하는 상기 이동체 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임 부분은, 상기 추진력발생부의 길이에 대략 동일하게 상기 이동체로부터 이격 배치되며, 상기 선박의 추진방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 이동체 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임 부분은, 상기 추진력발생부의 길이보다 작도록 상기 이동체로부터 이격 배치된 선박용 추진장치를 제공한다.

이때, 상기 선박의 추진방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 이동체 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임 부분이, 상기 이동체로부터 이격되는 거리는 상기 추진력발생부 길이의 5 내지 30% 일 수 있다.

또한, 상기 가이드프레임에는 상호 평행되게 제1레일 및 제2레일이 형성되 며, 상기 복수의 추진력발생부들 각각은, 상기 제1레일 및 상기 제2레일에 번갈아 가며 슬라이딩 가능하게 배치할 수 있다.

또한, 상기 추진력발생부는, 일 단부가 상기 이동체에 회동가능하게 핀 결합되는 판 형상의 추진노와, 상기 추진노의 타 단부에 설치되어, 상기 추진노의 타 단부가 상기 가이드프레임 상에서 슬라이딩 가능하게 하는 이동바퀴를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 추진노는 상기 선박의 추진방향으로 접힘이 가능한 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 선박의 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전체가 회전되면, 이동체가 일정한 궤적을 따라 이동함과 동시에 추진력발생부들은 이동체의 이동에 따라 가이드프레임에 의해 가이드된 상태로 이동하게 된다. 따라서, 각각의 추진력발생부들이 선박의 추진방향과 반대방향으로 이동하는 이동체 부분에 마주보도록 배치된 가이드프레임 부분을 이동할 때, 유체를 선박의 추진방향 반대로 밀어 선박에 증대된 추진력을 발생되게 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 추진장치의 설치 상태도이며, 도 2는 도 1에 나타낸 선박용 추진장치의 정면도이고, 도 3은 도 2의 측면도이며, 도 4는 도 2의 부분 평면도이다. 도 1 내지 도 4을 참조하면, 상기 선박용 추진장 치(100)는, 회전체(200), 이동체(300), 가이드프레임(400), 추진력발생부(500)를 구비하고 있다.

상기 회전체(200)는 선박(10)의 엔진(도면미도시)으로부터 동력을 전달받아 회전한다. 즉, 상기 회전체(200)의 상기 선박(10)의 추진축(20)과 연결되어, 상기 추진축(20)을 중심으로 상기 추진축(20)의 회전방향에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 운동하게 된다. 이러한, 상기 회전체(200)는 복수개를 상호 접하지 않도록 이격 배치한다. 더불어, 상기 회전체(200)들 중 어느 하나에 상기 추진축(20)이 연결된 상태에서 하나의 상기 회전체(200)가 상기 추진축(20)으로부터 회전력을 전달받아 회전되더라도, 이후 설명될 상기 이동체(300)에 의해 상기 회전체(200)들은 연결상태를 유지하면서 동일한 방향으로 회전하게 된다. 여기서, 상기 회전체(200)는 이후 설명될 상기 이동체(300)를 걸림상태로 이동시킬 수 있도록 단면이 톱니바퀴 형상을 가지도록 형성하나, 이에 한정하지 않고 단면이 원형이나 다각형으로 형성된 것을 사용할 수 있음은 물론이다.

상기 이동체(300)는 상기 회전체(200)의 회전에 의해 이동한다. 이러한, 상기 이동체(300)는 상기 회전체(200)의 회전에 의해 일정한 궤적을 따라 순환 이동할 수 있도록 상기 회전체(200)들을 무한궤도 방식으로 연결한다. 여기서, 상기 이동체(300)는 상기 회전체(200)의 회전에 따라 이동할 수 있도록 톱니바퀴 형상을 가지는 상기 회전체(200)들의 톱니(도면미도시)에 걸림되게 체인을 사용하나, 이에 한정하지 않고 벨트를 사용할 수 있음은 물론이다.

상기 가이드프레임(400)은 상기 이동체(300)의 외측을 감싸도록 상기 이동 체(300)로부터 이격되게 배치된다. 여기서, 상기 가이드프레임(400)은 상기 선박(10)의 저면에 고정 설치된다.

그리고, 상기 가이드프레임(400)은 이후 설명될 상기 추진력발생부(500)가 상기 이동체(300)의 이동에 따라 이동하면서, 상기 추진력발생부(500)가 추진력을 발생시키도록 상기 추진력발생부(500)의 타단부를 슬라이딩 가능하게 가이드하게 된다. 이러한, 상기 가이드프레임(400)에는 이후 설명될 상기 추진력발생부(500)가 슬라이딩 가능하게 가이드하는 제1레일(410) 및 제2레일(420)이 형성된다. 여기서, 상기 제1레일(410) 및 상기 제2레일(420)은 상호 평행되게 배치된다.

또한, 상기 선박(10)의 추진방향과 반대방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분은, 이후 설명될 상기 추진력발생부(500)에서 추진력을 발생할 수 있도록 상기 추진력발생부(500)의 길이에 대략 동일하게 상기 이동체(300)의 외측으로부터 이격 배치된다. 즉, 상기 선박(10)의 추진방향과 반대방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분에서는, 이후 설명될 상기 추진력발생부(500)들이 추진방향에 대해 대략 수직상태를 유지하면서 이동하여, 유체를 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀어 상기 선박(10)에 추진력을 발생되게 한다.

반면에, 상기 선박(10)의 추진방향과 동일방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분은, 이후 설명될 상기 추진력발생부(500)에 의해 추진력이 감소되지 않도록 상기 추진력발생부(500)의 길이보다 작도록 상기 이동체(300)의 외측으로부터 이격 배치된다. 즉, 상기 선 박(10)의 추진방향과 동일한방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분에서는, 이후 설명될 상기 추진력발생부(500)들이 추진방향에 대해 대략 수평상태를 유지하면서 이동하여, 상기 선박(10)의 추진방향으로 상기 유체가 밀리는 것을 최소화시켜 상기 선박(10)의 추진력이 감소되는 것을 억제하게 된다. 여기서, 상기 선박(10)의 추진방향과 동일한방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분이 상기 이동체(300)의 외측으로부터 이격되는 거리는, 추진력 감소를 최소화할 수 있도록 이후 설명될 상기 추진력발생부(500) 길이의 5 내지 30%가 되도록 배치한다.

상기 추진력발생부(500)는 상기 이동체의 이동에 따라 복수개가 이동하면서, 상기 유체를 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀어 추진력을 발생시킨다. 여기서, 상기 추진력발생부(500)의 일 단부는 상기 이동체(300)의 이동에 따라 이동할 수 있도록 상기 이동체(300)에 고정된다. 그리고, 상기 추진력발생부(500)의 타 단부는 상기 이동체(300)에 의해 상기 추진력발생부(500)가 이동시, 상기 가이드프레임(400)을 따라 슬라이딩 이동되도록 상기 가이드프레임(400)의 제1레일(410) 및 제2레일(420)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이때, 상기 각각의 추진력발생부(500)는 상기 제1레일(410) 및 상기 제2레일(420)에 번갈아 가며 슬라이딩 가능하게 배치된다. 즉, 상기 복수의 추진력발생부(500)들이 상기 유체와 접촉되는 면적을 크게 함으로써, 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀어내는 상기 유체 양을 많아지게 하여 추진력을 증대시킬 수 있게 된다. 이러한, 상기 추진력발생부(500) 는 추진노(510), 이동바퀴(520)를 포함한다.

상기 추진노(510)는 상기 이동체(300)에 따라 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 이동하면서, 상기 유체를 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀어내면서 추진력이 발생되도록 판 형상을 가진다. 이러한, 상기 추진노(510)의 일 단부는 상기 이동체(300)의 이동에 따라 이동할 수 있도록 상기 이동체(300)에 고정된다. 여기서, 상기 추진노(510)의 일 단부는 상기 가이드프레임(400)에 가이드되는 상태로 상기 이동체(300)의 이동에 따라 일정한 궤적을 따라 순환 이동이 용이하도록 상기 이동체(300)에 회동 가능하게 핀(511)으로 결합된다. 따라서, 상기 추진노(510)는 상기 선박(10)의 추진방향에 대해 동일방향에서 반대방향으로, 또는 반대방향에서 동일방향으로 상기 이동체(300)의 이동방향이 변경되더라도 용이하게 이동할 수 있게 된다.

그리고, 상기 추진노(510)는 상기 선박(10)의 추진방향과 동일방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분을 이동할 때, 용이하게 이동할 수 있도록 상기 선박(10)의 추진방향으로 접힘이 가능한 자바라 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 추진노(510)가 상기 선박(10)의 추진방향과 반대방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분을 이동할 때는, 상기 선박(10)의 추진방향에 대략 수직상태를 유지하여 추진력 발생은 그대로 유지하나, 상기 추진노(510)가 상기 선박(10)의 추진방향과 동일방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분을 이동할 때는 접힘상태로 이동할 수 있어 상기 가이드프레임(400)과 상기 이동체(300)의 이격거리를 줄이면서 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 발생되는 추진력을 감소시킬 수 있게 된다.

상기 이동바퀴(520)는 상기 추진노(510)를 상기 가이드프레임(400)의 제1레일(410) 및 제2레일(420)에서 슬라이딩 가능하게 한다. 이러한, 상기 이동바퀴(520)는 상기 각각의 추진노(510) 타 단부에 하나 또는 복수 설치한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 일실시예에 따른 선박용 추진장치(100)의 추진력발생 동작을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 선박용 추진장치(100)를 상기 선박(10)의 저면에 설치한 상태에서, 상기 선박(10)의 엔진을 구동시켜, 상기 엔진에 의해 상기 회전축(20)이 회전되게 한다.

이같이, 상기 회전축(20)이 회전되면, 상기 회전축(20)의 회전력은 상기 회전체(200)로 전달되면서, 상기 회전체(200)를 회전시키게 된다. 상기 회전체(200)의 회전과 동시에, 상기 이동체(300)는 일정한 궤적을 따라 이동하게 된다.

이때, 상기 이동체(300)가 일정한 궤적을 따라 이동을 하게되면, 상기 이동체(300)의 이동에 따라 상기 각각의 추진력발생부(500)들이 이동하게 된다. 이렇게, 상기 이동체(300)의 이동에 따라 상기 추진력발생부(500)들이 이동하면서, 상기 유체를 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀면서 추진력을 발생시키게 된다. 즉, 상기 이동체(300)에 의해 상기 추진력발생부(500)가 상기 선박(10)의 추진방향과 반대방향으로 이동되는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분을 이동할 때는, 상기 추진노(510)가 상기 선박(10)의 추진방 향에 대해 대략 수직상태를 유지하며 이동하게 된다. 그러면, 상기 추진노(510)에 의해 상기 유체는 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀리면서, 상기 선박(10)을 이동시키는 추진력을 발생시키게 된다.

이후, 상기 이동체(300)에 의해 상기 추진력발생부(500)가 상기 선박(10)의 추진방향과 동일한방향으로 이동되는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분을 이동할 때는, 상기 추진노(510)가 회동되면서 눕혀져 상기 선박(10)의 추진방향에 대해 대략 수평상태를 유지하며 이동하게 된다. 따라서, 상기 추진노(510)가 상기 선박(10)의 추진방향으로 이동하더라도, 상기 유체가 상기 선박(10)의 추진방향으로 밀리는 양이 적어 앞서 발생된 추진력 감소가 작아지게 된다.

이와 같이, 일실시예에 따른 선박용 추진장치(100)는, 상기 선박(10)의 엔진으로부터 동력을 전달받아 상기 회전체(200)가 회전되면, 상기 이동체(300)가 일정한 궤적을 따라 이동함과 동시에 상기 추진력발생부(500)들은 상기 이동체(300)의 이동에 따라 상기 가이드프레임(400)에 의해 가이드된 상태로 이동하게 된다. 따라서, 상기 각각의 추진력발생부(500)들이 상기 선박(10)의 추진방향과 반대방향으로 이동하는 상기 이동체(300) 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임(400)의 부분을 이동할 때, 상기 유체를 상기 선박(10)의 추진방향 반대로 밀어 상기 선박(10)에 증대된 추진력을 발생되게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 추진장치의 설치 상태도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 선박용 추진장치의 정면도이다.

도 3은 도 2의 측면도이다.

도 4는 도 2의 부분 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100: 선박용 추진장치 200: 회전체

300: 이동체 400: 가이드프레임

410: 제1레일 420: 제2레일

500: 추진력발생부 510: 추진노

520: 이동바퀴

Claims (5)

1. 선박의 엔진으로부터 동력을 전달받아 회전하며, 상호 이격 배치되는 복수의 회전체들과;

   상기 회전체들을 무한궤도 방식으로 연결하여, 상기 회전체들의 회전에 의해 일정한 궤적을 따라 이동하는 이동체와;

   상기 이동체의 외측을 감싸도록 배치된 가이드프레임; 및,

   일 단부는 상기 이동체에 고정되며, 타 단부는 상기 가이드프레임에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 상기 이동체의 이동에 따라 이동하는 복수의 추진력발생부들을 포함하며,

   상기 선박의 추진방향과 반대반향으로 이동하는 상기 이동체 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임 부분은, 상기 추진력발생부의 길이에 동일하게 상기 이동체로부터 이격 배치되며,

   상기 선박의 추진방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 이동체 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임 부분은, 상기 추진력발생부의 길이보다 작도록 상기 이동체로부터 이격 배치된 선박용 추진장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 선박의 추진방향과 동일한 방향으로 이동하는 상기 이동체 부분에 마주보도록 배치된 상기 가이드프레임 부분이, 상기 이동체로부터 이격되는 거리는 상 기 추진력발생부 길이의 5 내지 30%인 선박용 추진장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드프레임에는 상호 평행되게 제1레일 및 제2레일이 형성되며,

   상기 복수의 추진력발생부들 각각은, 상기 제1레일 및 상기 제2레일에 번갈아 가며 슬라이딩 가능하게 배치되는 선박용 추진장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 추진력발생부는,

   일 단부가 상기 이동체에 회동가능하게 핀 결합되는 판 형상의 추진노와,

   상기 추진노의 타 단부에 설치되어, 상기 추진노의 타 단부가 상기 가이드프레임 상에서 슬라이딩 가능하게 하는 이동바퀴를 포함하는 선박용 추진장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 추진노는 상기 선박의 추진방향으로 접힘이 가능한 구조를 가지는 선박용 추진장치.

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