KR101236937B1 - Ship having contra rotating propeller - Google Patents

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KR101236937B1
KR101236937B1 KR1020100092051A KR20100092051A KR101236937B1 KR 101236937 B1 KR101236937 B1 KR 101236937B1 KR 1020100092051 A KR1020100092051 A KR 1020100092051A KR 20100092051 A KR20100092051 A KR 20100092051A KR 101236937 B1 KR101236937 B1 KR 101236937B1
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이성욱
지용해
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

상호 반전 프로펠러를 구비한 선박이 개시된다. 선체와, 일단부가 선체의 프로펠러 샤프트 홀을 통하여 돌출되는 프로펠러 샤프트와, 프로펠러 샤프트의 일단부를 회전 가능하여 지지하며 선체의 선미부 하단에 결합되는 지지혼과, 지지혼에 결합되며 프로펠러 샤프트에 연결되는 반전기어세트와, 프로펠러 샤프트에 결합되는 전방 프로펠러와, 전방 프로펠러와 대향하여 배치되며, 반전기어세트에 연결되어 전방 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 후방 프로펠러와, 지지혼의 양측에 설치되며 선박의 진행방향을 조종하는 한 쌍의 러더를 포함하는 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박이 제공된다.A ship with a mutual inverting propeller is disclosed. The hull, a propeller shaft whose one end protrudes through the propeller shaft hole of the hull, a support horn rotatably supporting one end of the propeller shaft and coupled to the lower end of the hull, are coupled to the support horn and connected to the propeller shaft A reversing gear set, a front propeller coupled to the propeller shaft, a rear propeller disposed opposite to the front propeller and connected to the reversing gear set and rotating in a direction opposite to the front propeller, are installed on both sides of the support horn, and the ship's traveling direction A ship is provided with a mutual inverting propeller comprising a pair of rudders to steer.

Description

상호 반전 프로펠러를 구비한 선박{Ship having contra rotating propeller}Ship having contra rotating propeller

본 발명은 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박에 관한 것이다.
The present invention relates to a ship provided with a mutual inverting propeller.

일반적으로 선박은 추진력을 발생시키는 추진기와, 이 추진기로부터 발생된 추진력을 이용하여 선박의 진행방향을 조정하는 러더를 포함한다.In general, a ship includes a propeller for generating a propulsion force and a rudder for adjusting the propagation direction of the ship by using the propulsion force generated from the propeller.

추진기는 선체에 설치된 엔진(engine)과, 이 엔진의 회전축과 연결되며 선체의 외측으로 돌출된 프로펠러(propeller)를 포함하며, 이 프로펠러를 회전시킴에 따라 추진력을 발생시킨다.The propeller includes an engine installed on the hull, a propeller connected to the rotation axis of the engine and protruding outside the hull, and generates propulsion force by rotating the propeller.

이러한 프로펠러는 선체의 선미부 하부에 위치된다. 또한, 선체에는 프로펠러의 후방에서 선박의 진행방향을 조정하기 위한 러더가 설치된다.This propeller is located below the stern of the hull. In addition, the hull is provided with a rudder for adjusting the traveling direction of the ship from the rear of the propeller.

러더는 선체에 대해 회전 가능하게 설치되며, 프로펠러로부터 발생된 추진력의 작용방향을 변경하여 선박의 진행방향을 조정한다.The rudder is installed rotatably with respect to the hull and adjusts the direction of the ship by changing the direction of action of the propulsion force generated from the propeller.

그러나, 종래의 프로펠러는 나선형 유선을 발생시켜, 프로펠러 후류가 축소되는 형상을 갖고, 이로 인한 프로펠러 효율 저하가 결국 선박의 추진 효율 저하로 나타나고 있다.However, the conventional propeller has a shape in which a spiral streamline is generated, and the propeller wake is reduced, and thus, the propeller efficiency decrease is shown as a decrease in propulsion efficiency of the ship.

특히, 종래의 프로펠러는 추력의 방향과 수직한 방향으로 소용돌이성 와류와 같은 스월 유동(swirl flow)을 발생시키기 때문에 에너지 손실을 가져와, 추진 효율이 상대적으로 떨어지는 단점을 갖게 된다.In particular, the conventional propeller generates a swirl flow such as a vortex vortex in a direction perpendicular to the direction of thrust, resulting in energy loss, which leads to a relatively low propulsion efficiency.

이러한 단점을 해결하기 위해 상호 반전 프로펠러(Contra Rotating Propeller)가 개발되고 있는데, 상호 반전 프로펠러는 동일 축 상에 회전방향이 상호반대인 2개의 프로펠러를 장착하는 형태로서, 중공 축부재와 그 내부에 삽입된 실축부재로 이루어지는 이중 구조의 프로펠러 샤프트에 의한 복잡한 구조의 동력 전달 시스템을 사용하고 있다.In order to solve this disadvantage, a contra rotating propeller has been developed. The mutual inverting propeller is a type in which two propellers having opposite rotation directions are mounted on the same axis, and are inserted into the hollow shaft member and the inside thereof. The power transmission system of the complicated structure by the double propeller shaft which consists of the actual shaft member is used.

그러나, 종래 기술에 따른 상호 반전 프로펠러는 이중 구조의 프로펠러 샤프트 및 제반 동력 전달 시스템이 요구되고, 일반 상선에 경제적으로 사용되기 어려울 만큼 매우 고가의 특수 역회전 장치가 요구되며, 이러한 시스템 복잡성 및 초기 과도한 투자비 이유로 인해 활용에 많은 제한이 있다.However, the mutual inverted propeller according to the prior art requires a double propeller shaft and an overall power transmission system, and requires a very expensive special reverse rotation device that is difficult to use economically on a commercial ship, and this system complexity and initial excessive There are a lot of limitations due to the investment cost.

이에 본 출원인은 대한민국 특허출원 출원번호 제2008-0051021호를 통하여 러더 혼에 프로펠러 샤프트의 일단부를 지지하도록 하고 러더 혼에 반전기어세트를 두어 전방 프로펠러와 후방 프로펠러를 상호 동시에 반대로 회전시킬 수 있는 심플한 동력 전달 구조를 갖는 이중반전추진기를 제시한 바 있다.Therefore, the present applicant is to support the one end of the propeller shaft on the rudder horn through the Republic of Korea Patent Application No. 2008-0051021 and a simple power that can rotate the front propeller and the rear propeller at the same time by rotating the reverse propeller at the same time. A double reversal propeller having a delivery structure has been presented.

그러나, 러더 혼에 프로펠러 샤프트의 일단부를 회전 가능하게 지지하도록 하기 위해서는 러더 혼의 길이를 연장하여야 하고 이에 따라 러더 블레이드의 조타면적이 축소되어 양력을 감소시키는 요인이 되고 있으며, 이에 따라 운항 안전성과 관련된 선박의 조종 성능을 저하시키는 문제가 있다.
However, in order to rotatably support one end of the propeller shaft to the rudder horn, the length of the rudder horn must be extended and the steering area of the rudder blade is reduced, thereby reducing the lifting force. There is a problem of deteriorating the steering performance.

본 발명은 러더의 양력의 감소로 인한 선박의 조종 성능 저하없이 상호 반전 프로펠러를 설치할 수 있는 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박을 제공하는 것이다.
The present invention provides a ship having a mutual inverted propeller that can install a mutual inverted propeller without degrading the steering performance of the vessel due to the reduction of lift of the rudder.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체와, 일단부가 선체의 프로펠러 샤프트 홀을 통하여 돌출되는 프로펠러 샤프트와, 프로펠러 샤프트의 일단부를 회전 가능하게 지지하며 선체의 선미부 하단에 결합되는 지지혼과, 지지혼에 결합되며 프로펠러 샤프트에 연결되는 반전기어세트와, 프로펠러 샤프트에 결합되는 전방 프로펠러와, 전방 프로펠러와 대향하여 배치되며, 반전기어세트에 연결되어 전방 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 후방 프로펠러와, 지지혼의 양측에 설치되며 선박의 진행방향을 조종하는 한 쌍의 러더를 포함하는, 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박이 제공된다.According to an aspect of the present invention, the hull, a propeller shaft whose one end protrudes through the propeller shaft hole of the hull, a support horn rotatably supporting one end of the propeller shaft and coupled to the bottom of the stern of the hull, and a support horn A reversing gear set coupled to the propeller shaft, a front propeller coupled to the propeller shaft, disposed to face the front propeller, a rear propeller connected to the reverse gear set and rotating in a direction opposite to the front propeller, and of the support horn A ship is provided with a mutual inverting propeller, which is installed on both sides and includes a pair of rudders for controlling the traveling direction of the ship.

반전기어세트는 유성기어를 포함하며, 이 경우, 프로펠러 샤프트는 유성기어의 중심기어에 결합되며, 후방 프로펠러의 허브는 중심기어와 반대방향으로 회전하는 유성기어의 링기어에 결합될 수 있다.The reversing gear set includes a planetary gear, in which case the propeller shaft is coupled to the center gear of the planetary gear and the hub of the rear propeller may be coupled to the ring gear of the planetary gear which rotates in the opposite direction to the center gear.

지지혼은, 반전기어세트를 커버하는 기어 벌브를 포함하며, 기어 벌브와, 후방프로펠러 허브 및 전방 프로펠러 허브는 하나의 타원체를 형성할 수 있다.The support horn includes a gear bulb covering the inverted gear set, and the gear bulb, the rear propeller hub and the front propeller hub may form one ellipsoid.

프로펠러 샤프트의 일단부에는 샤프트 베어링이 설치될 수 있다.A shaft bearing may be installed at one end of the propeller shaft.

지지혼의 횡단면은 유선형일 수 있다.The cross section of the support horn may be streamlined.

한 쌍의 러더는, 지지혼의 양측에서 선체의 선미부 하단에 각각 결합되는 한 쌍의 러더 혼과, 한 쌍의 러더혼에 회전 가능하게 각각 결합되는 한 쌍의 러더 블레이드를 포함할 수 있다.
The pair of rudders may include a pair of rudder horns respectively coupled to the bottom of the stern portion of the hull at both sides of the support horn, and a pair of rudder blades rotatably coupled to the pair of rudder horns, respectively.

본 발명의 실시예에 따르면, 전방 프로펠러와 후방 프로펠러를 회전시키기 위한 프로펠러 샤프트의 일단부가 지지혼에 지지되도록 하여 안정적인 추진력을 얻을 수 있으며, 지지혼에 반전기어세트를 장착함으로써 동력 전달 구조를 간소화시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, one end of the propeller shaft for rotating the front propeller and the rear propeller is supported on the support horn to obtain a stable propulsion force, and by installing a reverse gear set on the support horn, the power transmission structure can be simplified. Can be.

또한, 러더의 양력의 감소로 인한 선박의 조종 성능 저하 없이 상호 반전 프로펠러를 설치할 수 있고, 복수의 러더로 인해 개개의 타 면적을 감소시켜 선박의 선형 설계시 여유공간의 확보가 용이할 뿐만 아니라, 선박의 운항 안전성 및 조종 성능을 향상시킬 수 있다.
In addition, it is possible to install a mutual inverted propeller without deteriorating the steering performance of the ship due to the reduction of the lift of the rudder, and by reducing the number of other areas by a plurality of rudders, it is easy to secure the free space in the linear design of the ship, Improve the operational safety and maneuverability of the ship.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박의 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박의 저면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 원 A의 확대 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 유성기어세트를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 러더 회전각도에 따른 토크(torque) 특성 곡선을 도시한 그래프.1 is a side view of a ship provided with a mutual inverting propeller according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a bottom view of a ship having a mutual inverted propeller in accordance with one embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the configuration of the mutual inverting propeller according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view of circle A shown in FIG. 3.
5 is a view for explaining the planetary gear set shown in FIG.
6 is a graph showing a torque characteristic curve according to the rudder rotation angle of the ship according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a ship having a mutual inverted propeller according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numbers. Duplicate description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박의 저면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상호 반전 프로펠러의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 4는 도 3에 도시된 원 A의 확대 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 유성기어세트를 설명하기 위한 도면이다.1 is a side view of a ship having a mutual inverted propeller according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a bottom view of a ship having a mutual inverted propeller according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a present invention Figure for explaining the configuration of the mutual inverting propeller according to an embodiment of the. 4 is an enlarged cross-sectional view of the circle A shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram for explaining the planetary gear set shown in FIG. 4.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 선체(12), 프로펠러 샤프트 홀(14), 프로펠러 샤프트(16), 지지혼(18), 반전기어세트(20), 전방 프로펠러(22), 전방 프로펠러 허브(24), 전방 프로펠러 날개(26), 후방 프로펠러(28), 후방 프로펠러 허브(30), 후방 프로펠러 날개(32), 러더(36), 러더 혼(38), 러더 블레이드(40), 기어 벌브(34), 샤프트 베어링(50), 유성기어(110), 기어 하우징(111), 중심기어(112), 제1 위성기어(113), 유성기어 캐리어(114), 피니언 샤프트(115), 제2 위성기어(116), 링기어(117), 제1 실링부(120), 허브베어링(121), 제2 실링부(122)가 도시되어 있다.1 to 5, the hull 12, the propeller shaft hole 14, the propeller shaft 16, the support horn 18, the reverse gear set 20, the front propeller 22, the front propeller hub ( 24, front propeller vanes 26, rear propellers 28, rear propeller hubs 30, rear propeller vanes 32, rudders 36, rudder horns 38, rudder blades 40, gear bulbs ( 34), shaft bearing 50, planetary gear 110, gear housing 111, center gear 112, first satellite gear 113, planetary gear carrier 114, pinion shaft 115, second The satellite gear 116, the ring gear 117, the first sealing part 120, the hub bearing 121, and the second sealing part 122 are shown.

본 발명의 일 실시에 따른 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박은, 선체(12)와; 일단부가 상기 선체(12)의 프로펠러 샤프트 홀(14)을 통하여 연장되는 프로펠러 샤프트(16)와; 상기 프로펠러 샤프트(16)의 일단부를 회전 가능하게 지지하며 상기 선체(12)의 선미부 하단에 결합되는 지지혼(18)과; 상기 지지혼(18)에 결합되며 상기 프로펠러 샤프트(16)에 연결되는 반전기어세트(20)와; 상기 프로펠러 샤프트(16)에 결합되는 전방 프로펠러(22)와; 상기 전방 프로펠러(22)와 대향하여 배치되며, 상기 반전기어세트(20)에 연결되어 상기 전방 프로펠러(22)와 반대 방향으로 회전하는 후방 프로펠러(28)와; 상기 지지혼(18)의 양측에 설치되며 상기 선박의 진행방향을 조종하는 한 쌍의 러더(36)를 포함하여, 안정적인 추진력을 얻을 수 있으며, 지지혼(18)에 반전기어세트(20)를 장착함으로써 동력 전달 구조를 간소화시킬 수 있으며, 러더(36)의 양력의 감소로 인한 선박의 조종 성능 저하없이 상호 반전 프로펠러를 설치할 수 있다.Ship having a mutual inverted propeller according to an embodiment of the present invention, the hull 12; A propeller shaft 16 having one end extending through the propeller shaft hole 14 of the hull 12; A support horn 18 rotatably supporting one end of the propeller shaft 16 and coupled to a lower end of the stern portion of the hull 12; An inverted gear set 20 coupled to the support horn 18 and connected to the propeller shaft 16; A front propeller (22) coupled to the propeller shaft (16); A rear propeller 28 disposed to face the front propeller 22 and connected to the inverting gear set 20 to rotate in a direction opposite to the front propeller 22; It is installed on both sides of the support horn 18 and includes a pair of rudders 36 for controlling the traveling direction of the ship, it is possible to obtain a stable propulsion, the reverse gear set 20 to the support horn 18 By mounting, the power transmission structure can be simplified, and the mutual inverted propeller can be installed without deteriorating the steering performance of the ship due to the reduction of the lifting force of the rudder 36.

선체(12)의 내부에는 화물창, 엔진 룸 등이 배치되며, 이 엔진 룸에 설치된 엔진의 구동력을 이용하여 선박을 추진시키게 된다. 선박을 추진 시키기 위한 추진기는 선체(12)에 설치된 엔진(engine)과, 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 프로펠러 샤프트(16)를 포함한다.A cargo hold, an engine room, etc. are arrange | positioned inside the hull 12, and propels a ship using the driving force of the engine installed in this engine room. The propeller for propelling the ship includes an engine (engine) installed on the hull 12 and a propeller shaft 16 that rotates by receiving the driving force of the engine.

프로펠러 샤프트(16)는 일단부가 선체(12)의 프로펠러 샤프트 홀(14)을 통하여 선체(12)의 외측으로 돌출되고 프로펠러 샤프트(16)의 일단부는 후술할 지지혼(18)에 회전 가능하게 결합된다.One end of the propeller shaft 16 protrudes out of the hull 12 through the propeller shaft hole 14 of the hull 12 and one end of the propeller shaft 16 is rotatably coupled to the support horn 18 to be described later. do.

지지혼(18)은 프로펠러 샤프트(16)의 일단부를 회전 가능하게 지지하며 선체(12)의 선미부 하단에 결합된다. 프로펠러 샤프트(16)의 일단부는 지지혼(18)의 내부로 삽입되고 지지혼(18)의 내벽에 회전 가능하게 결합된다. 프로펠러 샤프트(16)의 일단부에는 샤프트 베어링(50)이 설치되어 지지혼(18)의 내벽에 회전 가능하게 결합된다. 샤프트 베어링(50)은 프로펠러 샤프트(16)가 원활히 회전되도록 한다.The support horn 18 rotatably supports one end of the propeller shaft 16 and is coupled to the lower end of the stern portion of the hull 12. One end of the propeller shaft 16 is inserted into the support horn 18 and rotatably coupled to the inner wall of the support horn 18. One end of the propeller shaft 16 is provided with a shaft bearing 50 is rotatably coupled to the inner wall of the support horn 18. The shaft bearing 50 allows the propeller shaft 16 to rotate smoothly.

지지혼(18)의 횡단면은 전방 프로펠러(22) 및 후방 프로펠러(28)의 회전에 따른 물의 저항을 최소화하기 위하여 프로펠러 방향의 앞부분은 곡선으로 형성하고 뒤쪽으로 갈수록 뾰쪽하게 형성된 유선형으로 형성될 수 있다.The cross section of the support horn 18 may be formed in a streamlined shape in which the front part of the propeller direction is curved and is sharpened toward the rear to minimize the resistance of water due to the rotation of the front propeller 22 and the rear propeller 28. .

반전기어세트(20)는 지지혼(18)의 내부에 결합되어 있으며, 프로펠러 샤프트(16)에 연결되어 프로펠러 샤프트(16)를 통해 엔진의 구동력이 전달된다. 반전기어세트(20)는 엔진의 구동력을 반전시켜 프로펠러 샤프트(16)의 회전방향과 반대방향의 회전력을 제공한다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 한다.The reverse gear set 20 is coupled to the inside of the support horn 18 and is connected to the propeller shaft 16 to transmit the driving force of the engine through the propeller shaft 16. The reversing gear set 20 inverts the driving force of the engine to provide a rotational force opposite to the rotational direction of the propeller shaft 16. This will be described in detail below.

전방 프로펠러(22)는 지지혼(18)과 프로펠러 샤프트 홀(14) 사이에 위치하며 프로펠러 샤프트(16)에 결합된다. 따라서, 전방 프로펠러(22)는 프로펠러 샤프트(16)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하게 된다. 전방 프로펠러(22)는 프로펠러 샤프트(16)가 결합되는 전방 프로펠러 허브(24)와 전방 프로펠러 허브(24)의 외주면에 복수로 결합되는 전방 프로펠러 날개(26)를 포함한다.The front propeller 22 is located between the support horn 18 and the propeller shaft hole 14 and is coupled to the propeller shaft 16. Therefore, the front propeller 22 rotates in the same direction as the rotational direction of the propeller shaft 16. The front propeller 22 includes a front propeller hub 24 to which the propeller shaft 16 is coupled and a front propeller blade 26 coupled to the outer circumferential surface of the front propeller hub 24.

후방 프로펠러(28)는 전방 프로펠러(22)와 지지혼(18) 사이에 전방 프로펠러(22)와 대향하여 배치되고, 반전기어세트(20)에 연결되어 전방 프로펠러(22)와 반대방향으로 회전한다. 반전기어세트(20)에 의해 엔진의 구동력이 반전되고 이에 따라 프로펠러 샤프트(16)의 회전방향과 반대방향의 회전력을 후방 프로펠러(28)에 제공하여 전방 프로펠러(22)와 후방 프로펠러(28)은 서로 반대방향으로 회전하게 된다. 후방 프로펠러(28)는 반전기어세트(20)와 결합되는 후방 프로펠러 허브(30)와 후방 프로펠러 허브(30)의 외주면에 복수로 결합되는 후방 프로펠러 날개(32)를 포함한다.The rear propeller 28 is disposed between the front propeller 22 and the support horn 18 so as to face the front propeller 22 and is connected to the reverse gear set 20 to rotate in the opposite direction to the front propeller 22. . The driving force of the engine is reversed by the reversing gear set 20, thereby providing the rear propeller 28 with a rotational force opposite to the rotational direction of the propeller shaft 16, so that the front propeller 22 and the rear propeller 28 are They rotate in opposite directions. The rear propeller 28 includes a rear propeller hub 30 coupled to the reverse gear set 20 and a rear propeller blade 32 coupled to the outer circumferential surface of the rear propeller hub 30.

한 쌍의 러더(36)는 지지혼(18)의 양측에 설치되어 선박의 진행방향을 조종하게 된다.A pair of rudders 36 are installed on both sides of the support horn 18 to steer the ship's travel direction.

종래와 같이 러더 혼에 프로펠러 샤프트(16)의 일단부를 회전 가능하게 지지하도록 하기 위해서는 러더 혼의 길이를 연장하여야 하는데, 이 경우 러더 혼의 길이 연장에 따른 러더 블레이드의 조타면적이 감소하게 되고 이에 따라 선박의 조정을 위한 러더 블레이드의 양력이 감소되어 선박의 조종 성능에 문제가 발생한다. 또한, 러더 블레이드의 회전에 따라 러더 혼에 역 토크와 최대 토크가 증가하는 문제가 발생한다.In order to rotatably support one end of the propeller shaft 16 to the rudder horn as in the related art, the length of the rudder horn must be extended, in which case the steering area of the rudder blade is reduced according to the extension of the rudder horn. The lift of the rudder blade for adjustment is reduced, which causes problems in the ship's maneuverability. In addition, as the rudder blade rotates, the reverse torque and the maximum torque increase in the rudder horn.

따라서, 본 실시예에서는 지지혼(18)의 양측에 한 쌍의 러더(36)를 배치하여 종래에 비해 러더(36)의 양력을 향상시키고 각각의 러더(36)의 면적을 감소시킴으로써 선박의 선형설계 시 여유공간의 확보가 용이하다.Therefore, in this embodiment, a pair of rudders 36 are arranged on both sides of the support horn 18 to improve the lift force of the rudder 36 and reduce the area of each rudder 36 as compared with the conventional art. It is easy to secure free space in design.

한 쌍의 러더(36)는, 지지혼(18)의 양측에서 선체(12)의 선미부 하단에 각각 결합되는 한 쌍의 러더 혼(38)과, 한 쌍의 러더혼(38)에 회전 가능하게 각각 결합되는 한 쌍의 러더 블레이드(40)를 포함한다.The pair of rudders 36 are rotatable to a pair of rudder horns 38 and a pair of rudder horns 38 respectively coupled to the lower end of the stern portion of the hull 12 on both sides of the support horn 18. And a pair of rudder blades 40 that are each coupled to each other.

반전기어세트(20)는 유성기어(110)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 프로펠러 샤프트(16)는 유성기어(110)의 중심기어(112)에 결합되며, 후방 프로펠러 허브(30)는 중심기어(112)와 반대방향으로 회전하는 유성기어(110)의 링기어(117)에 결합된다. The reversing gear set 20 may include a planetary gear 110, in which case the propeller shaft 16 is coupled to the central gear 112 of the planetary gear 110, and the rear propeller hub 30 is centered. It is coupled to the ring gear 117 of the planetary gear 110 that rotates in the opposite direction to the gear (112).

도 4 및 도 5를 참조하면, 프로펠러 샤프트(16)는 엔진의 구동력을 전달받아 회전되는 것으로서, 프로펠러 샤프트 홀(14)을 통하여 돌출되어 일단부가 유성기어(110)에 연결되고, 이후 샤프트 베어링(50)까지 연장된다. 4 and 5, the propeller shaft 16 is rotated by receiving the driving force of the engine. The propeller shaft 16 protrudes through the propeller shaft hole 14 so that one end is connected to the planetary gear 110, and then the shaft bearing ( 50).

전방 프로펠러 허브(24)는 프로펠러 샤프트 홀(14)의 출구 바깥에서 배치된 프로펠러 샤프트(16)에 고정되어, 프로펠러 샤프트(16)와 동시에 회전되도록 되어 있다.The front propeller hub 24 is fixed to the propeller shaft 16 disposed outside the outlet of the propeller shaft hole 14 so as to rotate simultaneously with the propeller shaft 16.

이후 프로펠러 샤프트(16)의 일단부는 전방 프로펠러 허브(24)로부터 돌출 연장되면서, 후방 프로펠러 허브(30)의 축심을 관통한 후, 유성기어(110)의 중심기어(112)(sun gear)에 축결합된다.Thereafter, one end of the propeller shaft 16 extends from the front propeller hub 24 and passes through the shaft center of the rear propeller hub 30, and then the shaft is formed on the center gear 112 of the planetary gear 110 (sun gear). Combined.

중심기어(112)를 통과한 프로펠러 샤프트(16)의 일단부는 지지혼(18)의 기어하우징(111)의 외측을 관통한 후, 지지혼(18)의 내부에 배열된 샤프트 베어링(50)에 연결되어 회전 가능하게 지지된다.One end of the propeller shaft 16 that has passed through the center gear 112 passes through the outer side of the gear housing 111 of the support horn 18, and then is attached to the shaft bearing 50 arranged inside the support horn 18. Connected and rotatably supported.

유성기어(110)는 지지혼(18)에 탑재된 기어 하우징(111)과, 기어 하우징(111) 내부의 중심에서 회전 가능하게 배열된 입력측의 중심기어(112)와, 중심기어(112)의 주위에서 복수 개로 배열되어 기어결합되는 복수 개의 제1 위성기어(113)와, 제1 위성기어(113)를 기어 하우징(111) 내부에서 각각 회전 가능하게 구속시키는 유성기어 캐리어(114)와, 제1 위성기어(113)로부터 유성기어 캐리어(114)를 통과하도록 연장된 각각의 피니언 샤프트(115)의 끝단에 고정된 복수개의 제2 위성기어(116)와, 이런 제2 위성기어(116)에 기어결합되는 출력측의 링기어(117)를 포함한다. 링기어(117)는 후방 프로펠러 허브(30)와 결합된다.The planetary gear 110 includes a gear housing 111 mounted on the support horn 18, a center gear 112 at an input side rotatably arranged at the center of the gear housing 111, and a center gear 112. A plurality of first satellite gears 113 arranged in a plurality and geared around the planetary gears, planetary gear carriers 114 for rotatably constraining the first satellite gears 113 in the gear housing 111; And a plurality of second satellite gears 116 fixed to the ends of each pinion shaft 115 extending from the first satellite gear 113 to the planetary gear carrier 114, and to the second satellite gear 116. It includes a ring gear 117 on the output side to be geared. The ring gear 117 is coupled with the rear propeller hub 30.

또한, 유성기어 캐리어(114)는 제1 위성기어(113)와 제2 위성기어(116) 사이의 피니언 샤프트(115)를 복수 개의 피니언 베어링으로 회전 가능하게 구속하고 있고, 고정핀 또는 볼트 등을 이용하여 기어 하우징(111)의 내부에 고정될 수 있다.In addition, the planetary gear carrier 114 is configured to constrain the pinion shaft 115 between the first satellite gear 113 and the second satellite gear 116 to be rotated by a plurality of pinion bearings. It may be fixed to the inside of the gear housing 111 by using.

후방 프로펠러 허브(30)의 타측 내주면에는 실링(sealing)을 수행하는 축부재용 제1 실링부(120)가 설치될 수 있다.The other inner circumferential surface of the rear propeller hub 30 may be provided with a first sealing portion 120 for the shaft member to perform a sealing (sealing).

링기어(117)를 기준으로 후방 프로펠러 허브(30)의 일측 외주면과 기어 하우징(111)의 개구된 부위의 내주면 사이에는 복수 열의 허브베어링(121) 및 제2 실링부(122)가 설치될 수 있다.A plurality of rows of hub bearings 121 and second sealing portions 122 may be installed between the outer peripheral surface of one side of the rear propeller hub 30 and the inner peripheral surface of the opened portion of the gear housing 111 with respect to the ring gear 117. have.

프로펠러 샤프트(16)의 일단부와 유성기어(110)의 중심기어(112)는 스플라인(43)(spline) 체결방식으로 상호 결속될 수 있다.One end of the propeller shaft 16 and the center gear 112 of the planetary gear 110 may be coupled to each other by the spline fastening method (spline) (43).

프로펠러 샤프트(16)에 의해 중심기어(112)가 정회전할 경우, 역회전을 위한 유성기어(110)의 작동방식과 같이 모든 제1, 제2위성기어(113, 116)들은 역회전 한다. 즉, 유성기어 캐리어(114)에 회전 가능하게 구속된 상태이므로, 제1, 제2위성기어(113, 116)는 공전하지 않고 역회전 방향으로 각각 그 자리에서 자전하게 되고, 역회전 방향으로 자전하는 제1, 제2위성기어(113, 116)는 역회전력을 링기어(117)에게 기어 전달하게 되고 링기어(117)에 결합되는 후방 프로펠러(28)는 전방 프로펠러(22)와 반대방향으로 회전하게 된다. When the central gear 112 rotates forward by the propeller shaft 16, all the first and second satellite gears 113 and 116 rotate in the reverse direction, as in the operation of the planetary gear 110 for reverse rotation. That is, since the planetary gear carrier 114 is rotatably constrained, the first and second satellite gears 113 and 116 are not rotated but rotate in place in the reverse rotation direction and rotate in the reverse rotation direction. The first and second satellite gears 113 and 116 transmit reverse rotational power to the ring gear 117 and the rear propeller 28 coupled to the ring gear 117 is opposite to the front propeller 22. Will rotate.

이와 같이, 전방 프로펠러(22)와 후방 프로펠러(28)는 서로 반대방향으로 회전하게 되고 이에 따라 선박에서 발생하는 추진기 회전손실을 회복하여 추진 효율을 향상시킬 수 있다.As such, the front propeller 22 and the rear propeller 28 rotate in opposite directions to each other, thereby recovering propeller rotation losses generated in the ship, thereby improving propulsion efficiency.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지혼(18)은 반전기어세트(20)를 커버하는 기어 벌브(34)를 포함할 수 있으며, 기어 벌브(34)와, 후방프로펠러 허브(30) 및 전방 프로펠러 허브(24)는 하나의 타원체를 형성할 수 있다.-> 이 3가지를 합쳐놓은 형상이 타원체라는 의미인 것 같은데요? 각각의 형상이 타원체라는 의미로 해석될 수 있을 것 같습니다. 이러한 타원체의 형상에 따라 전방 프로펠러(22)와 후방 프로펠러(28)의 회전에 따라 발생한 유체의 흐름이 분산되어 프로펠러 후류의 수축을 방지하여 선박의 추진 효율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 3, the support horn 18 may include a gear bulb 34 covering the inverted gear set 20, the gear bulb 34, the rear propeller hub 30 and The front propeller hub 24 can form an ellipsoid.-> The shape of these three combined ellipsoid seems to mean? Each shape can be interpreted to mean an ellipsoid. According to the shape of the ellipsoid, the flow of fluid generated by the rotation of the front propeller 22 and the rear propeller 28 is dispersed to prevent the propeller wake from contracting, thereby improving the propulsion efficiency of the ship.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 러더 회전각도에 따른 토크(torque) 특성 곡선을 도시한 그래프이다.6 is a graph illustrating a torque characteristic curve according to a rudder rotation angle of a ship according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, X1 및 X2선도 각각 종래와 같이 러더 혼(38)에 프로펠러 샤프트(16)의 일단부를 회전 가능하게 결합한 경우의 타축에 발생하는 역방향 토크 및 최대 토크를 나타낸 것이다. X3 선도는 본 발명의 일 실시예와 같이 별도의 지지혼(18)에 프로펠러 샤프트(16)의 일단부를 회전 가능하게 결합된 경우의 타축에 발생하는 최대 토크를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 6, X1 and X2 diagrams respectively show reverse torque and maximum torque generated on the other shaft when one end of the propeller shaft 16 is rotatably coupled to the rudder horn 38 as in the related art. The X3 diagram shows the maximum torque generated on the other shaft when one end of the propeller shaft 16 is rotatably coupled to the separate support horn 18 as in the embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 경우 러더 혼(38)의 길이가 연장되어 타축에 작용하는 역방향 토크(torque) 및 최대 토크가 증가되었으나, 본 실시예의 경우 별도의 지지혼(18)에 프로펠러 샤프트(16)의 일단부가 회전 가능하게 결합하고, 지지혼(18)의 양측에 러더(36)를 배치함으로써 타축에 발생하는 최대 토크를 감소시킬 수 있다.As shown in FIG. 6, in the prior art, the length of the rudder horn 38 is extended to increase the reverse torque and the maximum torque acting on the other shaft. However, in the present embodiment, a separate support horn 18 is provided. One end of the propeller shaft 16 is rotatably coupled, and by placing the rudders 36 on both sides of the support horn 18, the maximum torque generated on the other shaft can be reduced.

또한, 본 실시예에서는 한 쌍의 러더(36)에 의해 선박의 방향이 제어되므로, 하나의 러더(36)를 갖는 종래의 선박에 비해 양력을 증가시킬 수 있다. 한편, 선박은 러더(36)에 의해 형성되는 양력을 동일하게 유지할 경우, 하나의 러더(36)를 갖는 종래의 선박(1)에 비해 러더(36) 각각의 면적을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 선박의 선형 설계시 자유도가 증가되어 러더(36)의 설치 위치 등에 대한 여유공간을 용이하게 확보할 수 있다.
In addition, in the present embodiment, since the direction of the ship is controlled by the pair of rudders 36, the lift force can be increased as compared with the conventional ship having one rudder 36. On the other hand, when the vessel maintains the same lift force formed by the rudder 36, it is possible to reduce the area of each rudder 36 compared to the conventional vessel 1 having one rudder 36, accordingly The freedom in the linear design of the ship is increased can easily secure a free space for the installation position of the rudder (36).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.

12 : 선체 14 : 프로펠러 샤프트 홀
16 : 프로펠러 샤프트 18 : 지지혼
20 : 반전기어세트 22 : 전방 프로펠러
24 : 전방 프로펠러 허브 26 : 전방 프로펠러 날개
28 : 후방 프로펠러 30 : 후방 프로펠러 허브
32 : 후방 프로펠러 날개 34 : 기어 벌브
36 : 러더 38 : 러더 혼
40 : 러더 블레이드 50 : 샤프트 베어링
110 : 유성기어 111 : 기어 하우징
112 : 중심기어 113 : 제1 위성기어
114 : 유성기어 캐리어 115 : 피니언 샤프트
116 : 제2 위성기어 117 : 링기어
120 : 제1 실링부 121 : 허브베어링
122 : 제2 실링부12 hull 14 propeller shaft hole
16: propeller shaft 18: support horn
20: reverse gear set 22: front propeller
24: front propeller hub 26: front propeller wing
28: rear propeller 30: rear propeller hub
32: rear propeller wing 34: gear bulb
36: Rudder 38: Rudder Horn
40: rudder blade 50: shaft bearing
110: planetary gear 111: gear housing
112: center gear 113: first satellite gear
114: planetary gear carrier 115: pinion shaft
116: second satellite gear 117: ring gear
120: first sealing portion 121: hub bearing
122: second sealing part

Claims (6)

선체와;
일단부가 상기 선체의 프로펠러 샤프트 홀을 통하여 돌출되는 프로펠러 샤프트와;
상기 프로펠러 샤프트의 일단부를 회전 가능하게 지지하며 상기 선체의 선미부 하단에 결합되는 지지혼과;
상기 지지혼에 결합되며 상기 프로펠러 샤프트에 연결되는 반전기어세트와;
상기 프로펠러 샤프트에 결합되는 전방 프로펠러와;
상기 전방 프로펠러와 대향하여 배치되며, 상기 반전기어세트에 연결되어 상기 전방 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 후방 프로펠러와;
상기 지지혼의 양측에 설치되며 상기 선체의 진행방향을 조종하는 한 쌍의 러더를 포함하고,
상기 한 쌍의 러더는,
상기 지지혼의 양측에서 상기 선체의 선미부 하단에 각각 결합되는 한 쌍의 러더 혼과;
상기 한 쌍의 러더혼에 회전 가능하게 각각 결합되는 한 쌍의 러더 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박.
A hull;
A propeller shaft whose one end protrudes through the propeller shaft hole of the hull;
A support horn rotatably supporting one end of the propeller shaft and coupled to a lower end of the stern of the hull;
An inverted gear set coupled to the support horn and connected to the propeller shaft;
A front propeller coupled to the propeller shaft;
A rear propeller disposed opposite the front propeller and connected to the reverse gear set and rotating in a direction opposite to the front propeller;
It is installed on both sides of the support horn and includes a pair of rudder for controlling the direction of travel of the hull,
The pair of rudders,
A pair of rudder horns coupled to lower ends of the stern of the hull on both sides of the support horn;
And a pair of rudder blades rotatably coupled to the pair of rudder horns, respectively.
제1항에 있어서,
상기 반전기어세트는 유성기어를 포함하며,
상기 프로펠러 샤프트는 상기 유성기어의 중심기어에 결합되며,
상기 후방 프로펠러의 허브는 상기 중심기어와 반대방향으로 회전하는 상기 유성기어의 링기어에 결합되는 것을 특징으로 하는, 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박.The method of claim 1,
The inverted gear set includes a planetary gear,
The propeller shaft is coupled to the center gear of the planetary gear,
And a hub of the rear propeller is coupled to a ring gear of the planetary gear which rotates in a direction opposite to the center gear. 제2항에 있어서,
상기 지지혼은,
상기 반전기어세트를 커버하는 기어벌브를 포함하며,
상기 기어 벌브와, 상기 후방프로펠러의 허브 및 상기 전방 프로펠러의 허브는 하나의 타원체를 형성하는 것을 특징으로 하는, 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박.
The method of claim 2,
The support horn,
A gear bulb covering the inverted gear set;
And the gear bulb, the hub of the rear propeller, and the hub of the front propeller form an ellipsoid.
제1항에 있어서,
상기 프로펠러 샤프트의 일단부에는 샤프트 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는, 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박.
The method of claim 1,
Ship having a mutual inverted propeller, characterized in that the shaft bearing is installed at one end of the propeller shaft.
제1항에 있어서,
상기 지지혼의 횡단면은 유선형인 것을 특징으로 하는, 상호 반전 프로펠러를 구비한 선박.
The method of claim 1,
The cross section of the support horn is a ship having a mutual inverted propeller, characterized in that the streamlined.
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