KR101279099B1 - 선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 건조시 선미에 위치하는 프로펠러 전방에 배치되어서, 프로펠러에 의해 강제 이동하는 유수를 일정하게 안내하는 노즐 설치방법에 관한 것으로, 프로펠러가 배치되는 관형상부의 개구부가 상방을 향하도록 선미 블록이 배치되는 선미 블록 배치단계; 상기 관형상부의 둘레와 접하도록 방사형으로 형성된 다수의 핀과 보강판을 포함하는 일체화된 노즐이 상기 선미 블록 상방에 배치되는 노즐 배치단계; 상기 보강판과 핀이 상기 선미 블록에 해당 지점에 맞물리도록, 상기 노즐이 상기 선미 블록 상면에 안착되는 노즐 조립단계; 및 상기 보강판과 핀이 상기 선미 블록에 체결되는 체결단계;를 포함하는 것

Description

선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법{Nozzle establishment method in the ship}

본 발명은 선박 건조시 선미에 위치하는 프로펠러 전방에 배치되어서, 프로펠러에 의해 강제 이동하는 유수를 일정하게 안내하는 노즐 설치방법에 관한 것이다.

선박의 추진은 선미에 설치된 프로펠러의 강제 구동에 의해 이루어진다. 프로펠러는 도 1(선박에 설치된 노즐의 모습을 보인 이미지)에 도시한 바와 같이, 선미에 위치한 물을 강제로 이동시켜서 그 반발로 선박이 움직이도록 하는 것으로서, 프로펠러의 회전속도 및 회전력에 따라 그 추진력이 결정된다.

한편, 이러한 원리를 이용해 프로펠러의 후방에는 선박의 진행방향을 제어하는 러더가 배치된다. 러더는 선박의 방향키로서, 평판 형상을 이루고 선미에 회전가능하게 설치된다.

계속해서, 프로펠러의 전방에 배치되는 노즐은 프로펠러의 구동으로 발생하는 물의 흐름을 프로펠러 자체에 집중적으로 안내해서, 프로펠러가 발생시키는 반발력(추진력)을 증가시키고, 이를 통해 선박의 추진효율을 높인다.

도 2는 완전히 조립된 노즐의 모습을 도시한 사시도이고, 도 3은 완전히 조립된 노즐의 측면모습을 도시한 측면도이고, 도 4는 노즐의 구성이 분해된 모습을 도시한 정면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

노즐(10)의 크기는 프로펠러의 크기에 상응하게 제작되므로, 프로펠러의 크기가 큰 선박에 적용되는 노즐(10)의 크기 또한 대형화될 수밖에 없다. 따라서, 종래에는 노즐(10)을 좌측편(11)과 우측편(12) 및 제1,2,3보강판(16a, 16b, 16c; 이하 16)으로 분리 제작한 후, 좌측편(11)과 우측편(12) 및 제1,2,3보강판(16)을 각각 선미 블록(20; 도 5 참조)에 개별적으로 체결하는 과정으로 진행됐다. 물론, 이러한 체결과정에서 좌측편(11)과 우측편(12) 및 제1,2,3보강판(16)의 상호 조립이 이루어짐은 당연할 것이다.

그러나, 좌측편(11)과 우측편(12) 및 제1,2,3보강판(16)을 선미 블록(20)에 개별 조립하는 경우, 노즐(10)의 각 구성과 선미 블록(20)을 일일이 조립 및 체결해야 하는 공정이 발생하고, 상기 구성들의 위치를 서로 맞춰 조립해 체결해야 하는 공정이 추가로 발생할 수밖에 없었다. 또한, 서로 독립된 좌측편(11)과 우측편(12) 및 제1,2,3보강판(16)과 선미 블록(20)을 상호 정확히 조립하는 과정은 결코 쉬운 작업이 아니고, 이로 인한 오차 발생 가능성 또한 크므로, 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 종래 조립 공정은 비효율적일 수밖에 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 선미 블록에 대한 노즐의 조립 및 체결의 효율성을 높인 선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

프로펠러가 배치되는 관형상부의 개구부가 상방을 향하도록 선미 블록이 배치되는 선미 블록 배치단계;

상기 관형상부의 둘레와 접하도록 방사형으로 형성된 다수의 핀과 보강판을 포함하는 일체화된 노즐이 상기 선미 블록 상방에 배치되는 노즐 배치단계;

상기 보강판과 핀이 상기 선미 블록에 해당 지점에 맞물리도록, 상기 노즐이 상기 선미 블록 상면에 안착되는 노즐 조립단계; 및

상기 보강판과 핀이 상기 선미 블록에 체결되는 체결단계;

를 포함하는 선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법이다.

상기 본 발명은, 선미 블록에 노즐을 조립하기 전 상기 노즐의 각 구성을 우선 조립 및 체결해 완제품으로 완성하고, 이렇게 일체로 완성된 상기 노즐을 비로소 선미 블록에 조립시켜서, 불량 없는 노즐의 완성은 물론 선미 블록과의 신속하면서도 정확한 결합을 지향할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 선박에 설치된 노즐의 모습을 보인 이미지이고,
도 2는 완전히 조립된 노즐의 모습을 도시한 사시도이고,
도 3은 완전히 조립된 노즐의 측면모습을 도시한 측면도이고,
도 4는 노즐의 구성이 분해된 모습을 도시한 정면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 설치방법으로 노즐이 선미 블록에 조립되는 모습을 도시한 측면도이고,
도 6은 노즐이 선미 블록에 조립된 모습을 도시한 정면도이고,
도 7은 노즐이 조립된 선미 블록이 다른 선미 블록과 조립되는 모습을 도시한 측면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 설치방법으로 노즐의 핀이 선미 블록에 체결되는 모습을 순차 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 설치방법으로 노즐의 핀이 선미 블록에 체결된 다른 모습을 도시한 단면도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거해 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 설치방법으로 노즐이 선미 블록에 조립되는 모습을 도시한 측면도이고, 도 6은 노즐이 선미 블록에 조립된 모습을 도시한 정면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

전술한 바와 같이, 노즐(10)은 좌측편(11)과 우측편(12)과 다수의 핀(13)과 변형방지대(14) 및 제1,2,3보강판(16)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 변형방지대(114)는 선미 블록(20)에 노즐(10)을 조립 및 설치하기 전 핀(13)의 변형을 방지하기 위해 임시로 체결하는 것으로서, 노즐(10)과 선미 블록(20)의 체결이 완료되면 변형방지대(114)는 제거된다.

일반적으로 노즐(10)은 링 형상의 원형을 이루고, 제작 및 조립 등의 편의를 위해 좌측편(11)과 우측편(12)으로 구성될 수 있다. 여기서, 노즐(10)은 대형으로 제작될 수 있으므로, 필요에 따라서는 좌측편(11)과 우측편(12)과 같이 2개의 구성이 아닌 3개 이상의 구성으로 분할돼 제작될 수도 있을 것이다. 또한, 노즐(10)이 상대적으로 소형일 경우엔 좌측편(11)과 우측편(12)의 구분없이 하나의 링 형태로 일체 성형돼 제작될 수도 있을 것이다.

계속해서, 노즐(10)은 선미 블록(20)의 관형상부(21)와의 연결을 위해 다수의 핀(13)이 형성된다. 핀(13)은 관형상부(21)를 기준으로 방사형태로 배치될 수 있고, 변형방지대(14)를 매개로 이웃하는 핀(13)들이 서로 결속되면서 핀(13)에 의한 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 체결이 견고해질 수 있다. 한편, 핀(13)은 프로펠러의 회전에 따른 물의 원활한 이동을 고려해 일정한 두께를 갖는 유선형 단면 구조로 제작되고, 이로 인해 핀(13)의 내부에는 일정한 중공이 형성된다.

좌측편(11)과 우측편(12)으로 분리된 노즐(10)의 상호 연결은 좌측편(11) 및 우측편(12)의 단부에 형성되는 체결편(15)을 통해 이루어질 수 있다.

제1,2,3보강판(16)은 선미 블록(20)에 조립되는 노즐(10)이 안정적으로 고정될 수 있도록 보강하는 것으로서, 곡면 형태를 이루는 선미 블록(20)의 표면 형상을 고려해서 노즐(10)이 지정된 위치에 흔들림 없이 고정될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 보강판의 실시 예는 노즐(10)의 상단에 위치하는 제1보강판(16a)과, 제1보강판(16a)을 좌우로 지지하는 한 쌍의 제2보강판(16b)과, 노즐(10)의 하단에 위치하는 제3보강판(16c)으로 구성되도록 했다. 여기서, 제1,2,3보강판(16)의 형상과 설치 위치는 다양하게 변형실시될 수 있고, 그 개수 또한 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다. 따라서, 아래에 기재되는 [특허청구범위]에서는 제1,2,3보강판(16)을 '보강판'으로 기재한다.

이상 설명한 노즐(10)을 참고해서 본 발명에 따른 노즐 설치방법을 순차 설명한다.

1. 선미 블록 배치단계

노즐(10)의 핀(13)이 연결될 관형상부(21)의 개구부가 상방을 향하도록 선미 블록(20)을 배치한다. 선미 블록(20)은 노즐(10)과의 조립을 위해 안정된 블록지지대(T)를 받침으로 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 필요에 따라서는 도시한 바와 같이 블록지지대(T)가 이동성을 갖도록 바퀴를 포함할 수도 있을 것이다.

참고로, 선미 블록(20)에 형성되는 관형상부(21)는 프로펠러의 고정을 위해 회전축(미도시함)이 인출되는 곳으로, 노즐(10)을 관통하는 형상으로 성형된다. 여기서, 상기 회전축은 선박 엔진의 구동력을 받아 프로펠러를 회전시키는 주지,관용의 구성이다.

2. 노즐 배치단계

노즐(10)을 구성하는 좌측편(11) 및 우측편(12)과 다수의 핀(13) 및 제1,2,3보강판(16)이 일체로 조립 완성된 노즐(10)을, 크레인(미도시함)이 제어하는 행거(H)에 걸고 승강시켜서 운반대(T)에 배치된 선미 블록(20) 상에 배치시킨다.

이때, 링 형상의 노즐(10)은 상하로 개구되도록 수평하게 배치되고, 제1,2,3보강판(16)과 핀(13)의 단부가 맞물리는 지점을 고려해서 노즐(10)의 배치방향이 조정된다.

참고로, 제1보강판(16a)은 선미 블록(20)의 관형상부(21) 상방 절곡부와 맞물리도록 성형 및 배치되고, 제2보강판(16b)은 선미 블록(20)과 접한 제1보강판(16a)이 좌우 흔들림 없이 고정되도록 지지하는 한 쌍으로 성형 및 배치되며, 제3보강판(16c)은 관형상부(21) 하방 일면과 맞물리도록 성형 및 배치되어 노즐(10)에 조립된 상태다.

3. 노즐 조립단계

노즐(10)을 선미 블록(20)의 해당 위치에 안착시킨다.

여기서, 제1,2,3보강판(16)은 전술한 바와 같이 선미 블록(20)의 해당 위치에 맞물리도록 하고, 다수의 핀(13)은 그 단부가 관형상부(21)의 둘레를 감싸 연결될 수 있도록 한다.

4. 조립 검사단계

제1,2,3보강판(16) 및 핀(13)과 선미 블록(20) 간의 조립 상태를 검사한다. 여기서, 상기 조립 상태 검사의 기준은 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 일정 간격을 유지하면서 용접돼 결합시킬 수 있는지 여부이다. 일반적으로, 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 결속은 제1,2,3보강판(16)을 매개로 주로 이루어지므로, 선미 블록(20)과 제1,2,3보강판(16)의 정밀 결합 여부를 우선 확인한 후 핀(13)과 관형상부(21)의 상호 조립 상태를 판단한다.

5. 체결단계

노즐(10)과 선미 블록(20)의 조립 및 검사가 완료되면, 서로 맞물린 지점을 체결해서 노즐(10)과 선미 블록(20)의 일체화를 완료하고, 일체화된 노즐(10)과 선미 블록(20)에 대한 비파괴 검사를 진행한다. 여기서, 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 체결은 용접 등과 같은 공지,공용의 체결기술이 적용될 수 있을 것이다.

6. 선박 조립단계

노즐(10)과 선미 블록(20)이 일체로 완성되면, 운반대(T)를 이용해 선박 블록(31, 32)과의 조립 장소로 이송하고, 상기 조립 장소에서 도 7(노즐이 조립된 선미 블록이 다른 선미 블록과 조립되는 모습을 도시한 측면도)에 도시한 바와 같이 해당 선박 블록(31, 32)과의 조립을 진행한다. 각 블록(20, 31, 32) 간의 조립 및 체결은 용접 및/또는 볼팅 등과 같은 공지,공용의 체결기술이 적용될 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 설치방법으로 노즐의 핀이 선미 블록에 체결되는 모습을 순차 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

노즐(10)의 구성들이 서로 조립돼 일체화된 상태에서 선미 블록(20)과의 결합이 이루어지면, 제1,2,3보강판(16)을 기준으로 이루어진 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 결합 시, 핀(13)과 관형상부(21) 사이에서 설계와는 다른 제작 오차에 따른 차이가 발생할 수 있다. 즉, 핀(13)의 길이가 관형상부(21)와 맞지 않고 상대적으로 길거나 짧을 수 있는 것이다. 본 발명에 따른 설치방법은 이러한 검사 결과에 따라 해당 핀(13)을 보정하는 '노즐 보정단계'를 더 포함한다.

한편, 상기 '노즐 보정단계'에서, 핀(13)의 길이가 상대적으로 길 경우엔 현장에서 원하는 길이로 해당 핀(13)을 절단해서 문제를 극복할 수 있지만, 상대적으로 짧을 경우엔 조립이 완료된 노즐(10)에서 해당 핀(13)의 길이를 연장해야 해야 하는 수고가 요구된다.

더욱이 핀(13)과 선미 블록(20)의 관형상부(21)와는 서로 용접 체결되므로, 해당 핀(13)의 길이가 상대적으로 짧아지면 핀(13)과 선미 블록(20)의 간격만큼을 용접물질로 채워야 하므로, 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 견고한 결합을 보장할 수 없는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명에 따른 상기 노즐 보정단계에서는, 도 8(a)에 도시한 바와 같이 내면에 마감판(17)이 배치된 핀(13)을 도 8(b)에 도시한 바와 같이 선미 블록(20)에 근접시킨 후 마감판(17)의 위치를 조정해서 선미 블록에 밀착되도록 하고, 이를 통해 해당 핀(13)의 부족한 길이를 보완할 수 있도록 한다(마감판 조정단계).

상기 '마감판 조정단계'가 완료되면, 조정된 마감판(17)이 움직이지 않도록 해당 핀(13) 내부에서 고정하고(마감판 고정단계), 도 8(c)에서 도시한 바와 같이 선미 블록(20)을 용접체결(F; 체결단계)한다.

결국, 문제가 있는 핀(13)을 포함하는 일체화된 노즐(10)을 선미 블록(20)에 조립하더라도, 해당 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 견고한 체결을 이룰 수 있으므로, 일체화된 노즐(10)과 선미 블록(20) 간의 치밀한 결합을 지향할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 설치방법으로 노즐의 핀이 선미 블록에 체결된 다른 모습을 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

핀(13)은 상기 중공의 횡방향으로 설치되는 밀폐판(18)에 의해 구획된다.

밀폐판(18)은 핀(13)의 단부와 선미 블록(20)의 체결이 치밀하게 이루어졌는지를 테스트하기 위한 것으로서, 밀폐판(18)과 핀(13)의 중공 내면과 선미 블록(20)의 외면으로 둘러싸인 한정된 공간의 통기 여부를 확인할 수 있도록 한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 체결단계를 통해 핀(13)과 선미 블록(20)의 체결이 완료되면, 상기 한정된 공간으로 통하는 유입공(미도시함)에 공기를 강제 주입해서 상기 한정된 공간의 내압 변화를 측정한다. 물론, 상기 한정된 공간의 내압이 설정된 기압에 미치지 못할 경우 통기 지점이 있는 것이므로, 이를 확인해서 해당 지점을 폐구하는 작업을 진행해야 할 것이다(내압시험단계).

한편, 밀폐판(18)은 핀(13)의 중공에서 횡방향으로 배치되면서, 뒤틀림에 의한 핀(13)의 변형을 방지하는 '보'의 기능을 수행한다. 결국, 핀(13)과 선미 블록(20)의 연결 지점에서 인접하게 배치되는 밀폐판(18)은 뒤틀림의 가능성이 큰 핀(13)의 해당 지점에 설치되면서 핀(13)과 선미 블록(20) 간의 연결 상태 유지를 지속시킬 수 있는 보강수단으로 활용될 수 있다. 참고로, 프로펠러의 전방에 배치되는 노즐(10)은 물의 지속적인 유력을 받게 되고, 상기 유력은 관형상부(21)와 핀(13)의 연결 지점에 지속적으로 미치면서 핀(13)의 단부가 뒤틀리는 문제가 발생할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 노즐 11; 좌측편 12; 우측편
13; 핀 14; 변형방지대 15; 체결편
16a, 16b, 16c, 16; 제,2,3보강판
17; 마감판 18; 밀폐판 20; 선미 블록
21; 관형상부 31, 32; 선박 블록

Claims (4)

1. 프로펠러가 배치되는 관형상부의 개구부가 상방을 향하도록 선미 블록이 배치되는 선미 블록 배치단계;
   상기 관형상부의 둘레와 접하도록 방사형으로 형성된 다수의 핀과 보강판을 포함하는 일체화된 노즐이 상기 선미 블록 상방에 배치되는 노즐 배치단계;
   상기 보강판과 핀이 상기 선미 블록에 해당 지점에 맞물리도록, 상기 노즐이 상기 선미 블록 상면에 안착되는 노즐 조립단계;
   상기 보강판과 핀이 상기 선미 블록에 체결되되, 상기 핀의 중공에는 밀폐판이 횡방향으로 설치되어서 상기 중공을 구획해 상호 밀폐하는 체결단계; 및
   상기 밀폐판과 선미 블록의 외면 및 상기 핀의 내면으로 둘러싸인 한정된 공간에 대한 내압 변화가 측정되는 내압시험단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 노즐 조립단계 이후, 상기 핀과 관형상부 간의 조립 상태 확인이 진행되는 조립 검사단계; 및
   상기 조립 검사단계에서 확인된 결과에 따라 상기 핀을 보정한 후, 상기 체결단계가 진행되는 노즐 보정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 노즐 보정단계는, 상기 조립 검사단계에서 상기 핀과 선미 블록이 이격된 것으로 확인되면, 상기 핀의 내면에 마감판을 배치하고 상기 선미 블록에 상기 핀을 근접시킨 후 마감판을 상기 선미 블록에 밀착시키는 마감판 조정단계; 및 상기 마감판이 고정되는 마감판 고정단계;를 포함하고,
   상기 체결단계는, 상기 마감판을 밑판으로 상기 핀과 선미 블록이 용접되는 것을 특징으로 하는 선박 추진 프로펠러의 전방 노즐 설치방법.
4. 삭제

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