KR101185419B1 - Cavitation protection propeller using waterjet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로펠러의 말단에서 발생되는 공동현상을 억제할 수 있는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러에 관한 것이다. 본 발명은 워터제트를 분사하는 워터제트 분사부, 상기 워터제트 분사부에 상기 워터제트를 공급하는 워터제트 공급부 및 상기 워터제트 분사부의 분사방향을 조절하는 각도 조절부를 포함한다. 본 발명은 상기 프로펠러의 말단 부분에 워터제트를 분사하여 상기 프로펠러의 추진효율을 감소시키고 상기 프로펠러의 기계적 고장을 유발시키는 공동현상을 억제 한다.The present invention relates to a cavitation prevention propeller using a water jet that can suppress the cavitation generated at the end of the propeller. The present invention includes a water jet injector for injecting a water jet, a water jet supply for supplying the water jet to the water jet injector, and an angle adjuster for adjusting the spraying direction of the water jet injector. The present invention sprays a water jet to the distal end of the propeller to reduce the propulsion efficiency of the propeller and suppress the cavitation causing mechanical failure of the propeller.
Description
본 발명은 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러에 관한 것으로, 더 상세하게는 선박의 프로펠러가 회전될 때 공동현상을 저감시키는 공동현상 방지 프로펠러에 관한 것이다.The present invention relates to a cavitation prevention propeller using a water jet, and more particularly, to a cavitation prevention propeller that reduces cavitation when a propeller of a ship is rotated.
일반적으로 선박은 선박과 물 사이에서 발생되는 부력에 의해 물 위에 떠있다. 물 위에 떠있는 선박은 프로펠러 등이 설치된 추진기기에 의해 추진력을 전달받아 앞으로 전진 또는 뒤로 후진된다.In general, a ship floats on water by buoyancy generated between the ship and water. Ships floating on the water are forwarded or retracted forward by receiving propulsion by propulsion equipment installed with propellers.
예를 들어 엔진과 여러 날개를 포함하고 있는 프로펠러가 설치된 추진기기는 엔진에 의해 프로펠러가 회전된다. 프로펠러가 엔진에 의해 회전되면 프로펠러의 한쪽 면은 물을 뒤로 밀어내고 프로펠러의 다른 면은 물을 빨아들이게 된다.For example, propellers with propellers containing an engine and several wings are rotated by the engine. When the propeller is rotated by the engine, one side of the propeller pushes back the water and the other side of the propeller sucks in the water.
이때, 프로펠러에 의해 물이 밀어지는 면은 압력이 높아지고 프로펠러에 의해 물이 빨아들여지는 면은 압력이 낮아지게 된다. 이로 인해 프로펠러의 앞뒤면에 압력차가 발생되고 선박은 전진 또는 후진할 수 있는 추진력을 받는다.At this time, the surface of the water is pushed by the propeller is high pressure and the surface of the water is sucked by the propeller the pressure is lowered. This creates a pressure differential on the front and back of the propeller and the ship receives propulsion to move forward or backward.
공동현상은 프로펠러가 빠르게 회전될 때와 프로펠러의 회전속도가 갑자기 빨라질 때 프로펠러의 말단부분에서 발생된다. 공동현상은 프로펠러 주위를 순간적으로 비는 것처럼 형성하여 프로펠러의 추진효율을 저하시킨다. 또한, 공동현상이 소멸될 때 프로펠러 주위의 수증기가 물로 변화되면서 프로펠러 주위의 공간이 순간적으로 축소되고 이로 인한 충격이 프로펠러에 가해진다. 따라서, 프로펠러는 공동현상으로 인해 추진효율 저하 및 기계적 고장 등이 유발된다는 문제점이 있었다.Cavitation occurs at the distal end of the propeller when the propeller rotates quickly and when the propeller's rotation speed suddenly increases. Cavitation forms as if it is instantaneously circulating around the propellers, reducing the propeller's propulsion efficiency. In addition, when the cavitation is extinguished, the water vapor around the propeller changes to water, and the space around the propeller is momentarily reduced and the impact caused by the propeller is applied. Therefore, the propeller has a problem that the propulsion efficiency is lowered and mechanical failure is caused by the cavitation.
본 발명은 워터제트를 분사하여 프로펠러의 추진효율을 상승시키고 공동현상을 저감시키는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a cavitation prevention propeller using a water jet to spray the water jet to increase the propulsion efficiency of the propeller and to reduce the cavitation.
본 발명은, 프로펠러의 날개 표면에서 워터제트를 분사하는 노즐을 구비하는 워터제트 분사부와, 상기 워터제트 분사부에 상기 워터제트를 공급하는 워터제트 공급부 및 상기 노즐의 각도를 조절하는 각도 조절부를 포함하는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러를 제공한다.The present invention provides a water jet injection unit including a nozzle for injecting a water jet from the wing surface of the propeller, a water jet supply unit for supplying the water jet to the water jet injection unit, and an angle adjustment unit for adjusting the angle of the nozzle. It provides a cavitation prevention propeller using a water jet containing.
본 발명의 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러는 워터제트 공급부와 워터제트 공급부로부터 전달되는 워터제트를 분사하는 워터제트 분사부를 사용함으로써 프로펠러의 말단 부분에서 발생되는 공동현상을 억제한다.The cavitation prevention propeller using the waterjet of the present invention suppresses the cavitation generated at the distal end of the propeller by using the waterjet supply unit and the waterjet injection unit for injecting the waterjet delivered from the waterjet supply unit.
또한, 본 발명은 노즐의 각도를 조절하는 각도 조절부를 사용함으로써 프로펠러의 말단 부분에서 발생되는 공동현상을 효과적으로 억제한다.In addition, the present invention effectively suppresses the cavitation generated at the distal end of the propeller by using an angle adjuster for adjusting the angle of the nozzle.
또한, 본 발명은 날개의 말단 부분에서 발생되는 공동현상을 억제함으로써 선박의 추진효율을 상승시킨다.In addition, the present invention increases the propulsion efficiency of the vessel by suppressing the cavitation generated at the distal end of the wing.
도 1은 본 발명에 따른 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러의 일 실시예를 보여주는 정면도이다.
도 2는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 3은 워터제트 공급부의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.1 is a front view showing an embodiment of a cavitation prevention propeller using a water jet according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a cross-section of the cavitation prevention propeller using a water jet.
3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a water jet supply unit.
도 1은 본 발명에 따른 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)의 일 실시예를 보여주는 정면도이다. 도 2는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)의 단면을 보여주는 단면도이다. 도 3은 워터제트 공급부(120)의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.1 is a front view showing an embodiment of the
도 1 내지 도 3을 참고 하면, 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)는 워터제트 분사부(110), 워터제트 공급부(120) 및 각도 조절부(130)를 포함한다.1 to 3, the
워터제트 분사부(110)는 워터제트를 분사하는 노즐(111)을 포함한다. 노즐(111)은 날개(140)의 말단에 형성된 홈(141) 부분에 설치된다.The water
날개(140)의 말단 부분에서 발생되는 공동현상을 방지하기 위해 워터제트 공급부(120)에서 공급되는 워터제트를 날개(140)의 표면에서 분사한다.The water jet supplied from the water
노즐(111)은 각도 조절부(130)에 의해 날개(140)의 말단부분에서 발생되는 공동현상 발생으로 인해 압력이 저하되는 곳을 향해 워터제트를 분사할 수 있도록 방향이 조절된다.The
노즐(111)은 조절장치(113)를 포함한다. 조절장치(113)는 노즐(111)의 일측에 설치된다. 조절장치(113)는 각도 조절부(130)의 제어부(132)에 의해 제어된다. 또는, 조절장치(113)는 사용자에 의해 제어된다. 조절장치(113)는 워터제트 이동관(112)의 개폐정도를 조절한다. 따라서, 노즐(111)은 조절장치(113)에 의해 분사되는 워터제트의 속도가 조절된다.The
워터제트 분사부(110)는 워터제트 이동관(112)을 포함한다. 워터제트 이동관(112)은 말단에 노즐(111)이 설치되고 날개(140)의 내부에 설치된다. 이때, 워터제트 이동관(112)은 날개(140)의 곡률에 대응하여 설치된다. 워터제트 이동관(112)을 통해 워터제트 공급부(130)에서 공급되는 워터제트가 노즐(111)로 이동된다. The water
워터제트 이동관(112)은 날개(140)의 내부에 설치됨으로써 날개(140)가 회전되면서 발생되는 압력으로 인해 워터제트 이동관(112)의 형상이 변형되는 것이 방지된다. 워터제트 이동관(112)은 날개(140) 말단부분에서 발생되는 공동현상에 대응할 수 있도록 다수 개가 날개(140)의 내부에 설치된다. 또한, 워터제트 이동관(112)은 각각의 날개(140)에 설치된다.The water
워터제트 이동관(112)은 이동되는 워터제트에 의해 날개(140)의 내부가 손상되는 것을 방지하기 위해 강도가 높은 재질을 포함한다.The water
날개(140)가 회전되며 날개(140)의 회전력에 의해 물의 이동속도가 증가된다. 물의 이동속도가 증가되면 물의 압력이 저하된다. 물의 압력이 증기압 이하로 저하되면 물은 수증기로 변하게 되고 날개(140)의 주위가 비는 것과 같은 현상이 발생된다. 이때, 워터제트 분사부(110)가 워터제트를 날개(140)의 말단부분에 분사함으로써 날개(140)의 주위가 비는 것과 같은 현상을 방지한다.The
따라서, 날개(140)의 말단부분에서 발생되는 공동현상이 방지되고 선박의 추진효율이 상승된다.Therefore, the cavitation generated at the distal end of the
워터제트 공급부(120)는 물 공급부(121)를 포함한다. 물 공급부(121)는 압력발생부(122)에 연결되어 물을 공급한다. 이때, 물 공급부(121)는 선박의 표면에 설치되어 선박 외부의 물을 압력발생부(122)에 공급한다. 또한, 물 공급부(121)는 물이 저장된 별도의 탱크(미도시)를 포함하여 물을 압력발생부(122)에 공급할 수 있다.The water
워터제트 공급부(120)는 압력발생부(122)를 포함한다. 압력발생부(122)는 워터제트 이동관(112)과 물 공급부(121)의 사이에 설치된다. 압력발생부(122)는 물 공급부(121)에서 공급되는 물에 압력을 가하여 워터제트 이동관(112)으로 배출한다.The water
이때, 압력발생부(122)는 워터제트 이동관(112)으로 공급하는 워터제트의 양을 일정하게 제어한다. 또한, 압력발생부(122)는 워터제트 이동관(112)으로 공급하는 워터제트의 양을 가변하도록 제어할 수 있다.At this time, the
압력발생부(122)는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)의 회전축(미표시)에 체결된다. 이때, 상기 회전축은 내부에 공간이 형성되고, 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)에 연결된다. 또한, 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)의 중앙부는 중공형상이며 워터제트 이동관(112)이 연결된다.The
따라서, 압력발생부(122)에 의해 압력을 받은 물은 상기 회전축의 내부공간으로 이동한다. 상기 물은 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)의 중앙부를 통해 워터제트 이동관(112)으로 이동한다.Therefore, the water pressurized by the
한편, 압력발생부(122)는 워터제트 이동관(112)과 별도로 연결부재(미도시)와 체결될 수 있다. 상기 연결부재는 워터제트를 워터제트 이동관(122)으로 전달할 수 있다. Meanwhile, the
이때, 상기 연결부재는 상기 회전축의 내부공간 및 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러(100)의 중공부에 삽입된다. 상기 연결부재는 압력발생부(122)와 체결되는 호스 등을 포함할 수 있다. At this time, the connecting member is inserted into the hollow portion of the
각도 조절부(130)는 압력센서(131)를 포함한다. 압력센서(131)는 날개(140)의 말단부분에 다수 개가 설치되고 각각의 날개(140)에 설치된다. 압력센서(131)는 날개(140)의 회전에 따른 공동현상에 의해 압력이 변화되는 것을 감지한다. 압력센서(131)는 날개(140) 말단부분의 압력을 측정하여 압력신호를 제어부(132)로 출력한다.The
압력센서(131)는 공동현상으로 인해 날개(140) 말단부분의 압력이 저하되면 출력크기가 작은 압력신호를 출력한다.The
각도 조절부(130)는 제어부(132)를 포함한다. 제어부(132)는 날개(140)의 내부에 설치되어 다수의 압력센서(131)에서 출력되는 압력신호를 전달받는다. 다수의 상기 압력신호를 전달받은 제어부(132)는 각각의 상기 압력신호를 비교하여 노즐 회전장치(133)의 회전방향 및 회전각도를 결정하는 회전데이터를 노즐 회전장치(133)로 출력한다.The
제어부(132)는 압력센서(131) 및 노즐 회전장치(133)와 유선으로 연결되어 상기 압력신호 및 회전데이터를 송수신한다. 또한, 제어부(132)는 압력센서(131) 및 노즐 회전장치(133)와 무선으로 연결되어 상기 압력신호 및 회전데이터를 송수신할 수 있다.The
제어부(132)는 상기 압력신호를 근거로 공동현상 발생여부를 판단한다. 제어부(132)는 공동현상이 발생되면 동작 신호를 발생시킨다. 제어부(132)는 상기 동작 신호를 조절장치(113)에 송신한다. 조절장치(113)는 상기 동작 신호를 수신한다. 조절장치(113)는 워터제트 이동관(112)의 개방 정도를 조절한다. 따라서 조절장치(113)는 공동현상이 발생한 경우, 공동현상을 제거하도록 노즐(111)에서 분사되는 물의 속도를 제어한다. The
제어부(132)는 상기 동작 신호를 압력발생부(122)에 송신한다. 압력발생부(122)는 상기 동작 신호를 수신한다. 압력발생부(122)는 워터제트 이동관(120)으로 공급하는 워터제트의 양을 가변한다. 따라서, 워터제트 분사부(110)로 공급되는 워터제트의 양을 정확하게 제어할 수 있다.The
각도 조절부(130)는 노즐 회전장치(133)를 포함한다. 노즐 회전장치(133)는 노즐(111)의 하부에 설치된다. 노즐 회전장치(133)는 제어부(132)로부터 출력되는 상기 회전데이터를 전달받아 노즐(111)을 회전시킨다.The
각도 조절부(130)에 의해 노즐(111)이 압력신호의 출력이 낮은 압력센서(131) 방향으로 회전됨으로써 날개(140)의 말단 부분에서 발생되는 공동현상을 효과적으로 억제한다.By the
이상, 본 발명의 실시예를 참조로 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.As mentioned above, although the cavitation prevention propeller using the waterjet was demonstrated with reference to the Example of this invention, it is clear for those skilled in the art that correction, a change, and various deformation | transformation Example are possible without deviating from the idea of this invention.
100: 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러
110: 워터제트 분사부
120: 워터제트 공급부
130: 각도 조절부
140: 날개100: cavitation prevention propeller using water jet
110: water jet injection unit
120: water jet supply
130: angle adjuster
140: wings
Claims (8)
상기 워터제트 분사부에 상기 워터제트를 공급하는 워터제트 공급부 및
상기 프로펠러 날개의 말단에 설치되어 상기 프로펠러 날개의 말단 부분의 압력을 측정하여 압력신호를 출력하는 다수의 압력센서와, 상기 압력신호에 근거하여 회전데이터를 출력하는 제어부와, 상기 회전데이터를 전달받아 상기 노즐을 회전시켜 상기 노즐의 각도를 조절하는 노즐 회전장치를 구비하는 각도 조절부를 포함하되,
상기 압력센서는 상기 프로펠러 날개 말단 부분의 압력이 저하되면 출력크기가 작은 상기 압력신호를 상기 제어부로 출력하고,
상기 제어부는 상기 압력신호를 비교하여 출력크기가 작은 상기 압력신호가 출력된 압력센서가 위치된 방향으로 상기 노즐을 회전시킬 수 있는 상기 회전데이터를 출력하는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러.
A water jet spraying unit having a nozzle for spraying water jets on the wing surface of the propeller;
A water jet supply unit supplying the water jet to the water jet injection unit;
A plurality of pressure sensors installed at the distal end of the propeller blades to measure the pressure at the distal end of the propeller blades and output a pressure signal, a controller for outputting rotation data based on the pressure signal, and receiving the rotation data It includes an angle adjusting unit having a nozzle rotating device for adjusting the angle of the nozzle by rotating the nozzle,
The pressure sensor outputs the pressure signal having a small output size to the controller when the pressure of the propeller blade end portion is lowered,
And the control unit compares the pressure signal and outputs the rotation data capable of rotating the nozzle in a direction in which the pressure sensor outputting the pressure signal having a small output size is located.
상기 워터제트 분사부는,
상기 노즐이 상기 프로펠러 날개의 말단에 설치되며 상기 프로펠러 날개의 내부에 설치되는 다수의 워터제트 이동관을 포함하는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러.
The method according to claim 1,
The water jet injection unit,
The nozzle is installed at the distal end of the propeller blades cavitation prevention propeller using a water jet comprising a plurality of water jet moving pipe is installed inside the propeller blades.
상기 워터제트 이동관은 상기 프로펠러 날개의 곡률에 대응하여 설치되는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러.
The method according to claim 2,
The water jet moving pipe is a cavitation prevention propeller using a water jet installed to correspond to the curvature of the propeller blades.
상기 노즐은 상기 노즐을 통해 분사되는 상기 워터제트의 속도를 조절하는 조절장치를 포함하는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러.
The method according to claim 1,
The nozzle is cavitation prevention propeller using a water jet including a control device for adjusting the speed of the water jet is injected through the nozzle.
상기 워터제트 공급부는,
물을 공급하는 물 공급부와,
상기 물 공급부로부터 공급되는 물에 압력을 가하여 상기 워터제트 분사부로 보내는 물의 양을 조절하는 압력발생부를 포함하는 워터제트를 이용한 공동현상 방지 프로펠러.
The method according to claim 1,
The water jet supply unit,
A water supply unit for supplying water,
Cavitation prevention propeller using a water jet comprising a pressure generating portion for adjusting the amount of water to be sent to the water jet injection by applying pressure to the water supplied from the water supply.
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Legal Events
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E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20180903 Year of fee payment: 7 |
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FPAY | Annual fee payment |
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