KR101451849B1 - 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치 - Google Patents

Abstract

좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치에 관한 것으로, 선체의 하부에 길이 방향을 따라 설치되며, 선수측으로 유입된 물을 선미측으로 배출하는 매니폴드와, 매니폴드의 선미측 끝단부에 하단이 360도 범위 내에서 회전 가능하게 연결되고 측방향으로 물을 분출하도록 형성된 추진수단과, 추진수단의 선미측 끝단부에 회전가능하도록 결합되며, 외부에서 인가되는 회전력을 통하여 추진수단을 임의의 방향으로 회전시킬 수 있는 조타수단을 포함하고, 매니폴드는, 선체 선수측의 하부 중심선에 배치되어, 선체 선수측 방향으로 개방되어 입수구를 형성하는 메인관과, 메인관으로부터 분기되어, 선체의 선미 방향으로, 선체의 좌측선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되는 좌측 분기관로와, 메인관으로부터 분기되어, 선체의 선미 방향으로, 선체의 우측선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되는 우측 분기관로와, 좌측 및 우측 분기관로에 연결되어 선체 선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되고, 좌측 및 우측 분기관로에 유입되는 해수를 분출하여 선체의 방향을 전환하는 복수의 방향전환부들을 포함할 수 있다.

Description

좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치{PROPULSION AND STEERING DEVICE INSTALLED BELOW SEA LEVEL OF OUTSIDE OF RIGHT AND LEFT SHIPWALL IN A SHIP}

본 발명은 군함과 모든 선박의 선수를 통해 유입되는 해수를 빠르게 분출시켜 군함과 선박의 진행과 방향 전환을 가능하게 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 군함과 선박의 기동성을 높임과 동시에 많은 연료 절약으로 이산화탄소의 배출량을 감소시켜 친환경적인 군함과 선박으로의 전환 및 접안시의 편의성과 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 비용이 저렴하고 수리가 용이하여 군함과 선박 및 고물선, 어선, 유조선 등과 같이 현재 운항 중에 있는 모든 선박과 그 외 모든 유사 종류의 선박들에 적용이 가능한 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박이나 군함 등의 선체는 그것을 움직이게 하는 원동력에 의해, 노도선·범선(풍력)·기선(석탄·석유를 연료로 하는 기계력)·원자력선(핵연료에 의한 기계력)으로 구분되며, 현재 기선이라고 하는 명칭은 종류 여하를 불문하고 모두 기계력에 의해 추진되는 동력선의 뜻으로 사용되지만, 좁은 뜻의 기선은 증기력으로 작동하는 왕복동 기관이나 증기터빈 기관을 가지는 배를 가리키며, 가솔린 기관·흡입가스 기관·호트밸브 기관·디젤 기관을 가지는 내연기선은 기선(機船)이라고 하여 구별한다.

또한, 이 두 가지 외에 전기 추진선이 있고, 그 발전기의 구별에 의해, 디젤 전기 추진선·터빈 전기 추진선의 두 종류가 있다. 원자력선은 현재 핵연료를 사용해서 증기를 만들고, 그것에 의해 증기터빈을 회전시키는 기선(汽船)이다. 증기 대신으로 고온·고압 가스를 사용하는 가스 터빈선은 일부 고속 특수선을 제외하고는 아직 보급단계에 이르지 못하고 있다. 추진기별로 보면, 기선의 초기는 수차식의 외륜선이었지만, 현대는 스크류 프로펠러선이 주로 사용된다.

스크류는 소형선에는 날개인 블레이드가 3개, 일반선에는 4개가 일반적이었지만, 최근의 대형 1축선에서는 효율이 좋은 블레이드가 5개인 프로펠러가 많이 사용된다. 프로펠러축의 수에 따라서, 1축선·2축선·3축선·4축선의 4종류가 있다. 과거에는 1기 1축이 원칙이었지만, 2기 1축의 배도 있다. 또 추진기의 회전을 한 방향으로 정하고, 블레이드의 각도를 변화시킴으로써 프로펠러의 피치를 변화시켜 배의 전진·정지·후진을 간단히 할 수 있는 가변 피치 프로펠러선도 소형선에서 볼 수 있게 되었다.

한편 스크류 프로펠러(screw propeller)는, 통상 3~7개의 블레이드를 가진 프로펠러면서 프로펠러 블레이드의 나선면이 물을 밀어내고 그 반동으로 생긴 추력을 받아 배가 전진하게 되는데 통상적인 선체의 추진 및 방향전환장치로서는 단일 프로펠러인 고정피치 프로펠러(FPP:Fixed Pitch Propeller), 가변 피치 프로펠러(CPP:Controllable Pitch Propeller)와 복합 프로펠러(compound propeller)인 상반회전 프로펠러(CRP), 텐덤 프로펠러(Tendem propeller) 등의 추진장치가 있다.

상기와 같은 전통적인 선체의 추진 장치인 스크류 프로펠러는 선체의 고속화 대형화의 추세에 맞추어 발전되어 가고 있으나, 선체가 고속화되면서 발생되는 캐비테이션(Cavitation)에 의한 진동 및 소음의 문제가 발생하게 되며, 이때의 상기 케비테이션(Cavitation)이란, 부하가 높은 프로펠러가 어떤 임계 회전수를 넘는 회전속도로 구성될 때 나타나는 현상이며, 좀 더 일반적으로는 일정한 온도에서 압력을 낮추어서 수증기 또는 공기로 채워져 있는 기포가 가시화하고 성장하는 현상을 말한다.

이러한 기존의 일반적인 선체 추진장치인 프로펠러는 부하가 높은 경우 캐비테이션이 쉽게 발생하여 추진효율 저하, 선체의 진동 및 소음을 유발시키며, 프로펠러 날개의 침식과 휨에 의한 손상으로 선체의 운항에 큰 지장을 줄 뿐만 아니라 추진장치의 정비를 위해서는 위급한 상황이라도 선체가 정지된 상태에서 정비가 이루어져야 하므로 정비 작업능률이 저하되는 문제가 있다.

게다가, 프로펠러 추진기의 경우는 약 35.0노트를 선속의 한계로 보며 선속이 35.0노트 이상이면 진동 및 소음의 증가 때문에 비상사태를 제외하고는 거의 운항을 하지 않는다.

따라서, 고속선, 소방선, 구조선, 경비선 및 순시선 등과 같은 긴급 상황시 고속성과 기동성 등을 요하는 군함 및 선박과 같은 경우 공동(캐비네이션)의 발생으로 선체의 제 기능을 다하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 기존의 프로펠러 선체는 진로방향으로 충돌 가능한 물체가 접근할 경우 급선회 및 급정거가 어려운 문제점이 있으며, 대형 군함이나 선박이 항구에 정박할 경우에는 선회반경이 작은 선체에 비해 매우 크므로, 선회반경이 비교적 작은 선박(유도선)의 도움을 받아 정박해야만 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해소하고자, 등록특허공보 제10-0956719호를 통해 개선된 선박추진장치에 관한 발명을 등록받은 바 있다.

그러나, 이러한 선박 추진장치는 유도관 내부에 스크류 프로펠러가 베어링으로 지지됨에 따라 유도관에 작용하는 하중이 커지고 이에 따라 유도관의 구조적인 안정성이 크게 저하되는 단점이 있었다. 즉, 선박의 방향 전환과 추진력을 얻기 위해 구비되는 유도관은 선박의 저부에 회동 가능하게 결합된 조타관에 일단이 결합되어 메달린 형태로 구비되는데, 이러한 유도관의 내부에는 스크류 프로펠러와 제3축이 베어링에 의해 취부된 상태를 이룸에 따라 결과적으로 상기 유도관 전체에 작용하는 하중이 커지게 된다. 따라서, 상기 유도관과 조타관의 연결 부위가 쉽게 변형되거나 파손되는 구조적인 결함을 유발하고, 유도관에 장시간 피로하중이 누적되어 구조적인 안정성이 크게 저하되는 심각한 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해소하고자, 등록특허공보 제10-1067343호를 통해 개선된 선박추진장치에 관한 발명이 등록받은 바 있다.

하지만, 이러한 구성의 선박 추진장치는, 유도관의 회전이 제한됨에 따라 선박을 후진시키기 위해서는 스크류 프로펠러를 역회전시켜야 하므로, 그에 따른 별도의 기어전환장치가 적용되어야 하며, 구조가 복잡하여 유지 관리의 어려움이 있을 뿐만 아니라 경제적인 제조가 곤란한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 군함과 선박의 기동성을 높임과 동시에 많은 연료 절약으로 이산화탄소의 배출량을 감소시켜 친환경적인 군함과 선박으로의 전환 및 접안시의 편의성과 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 비용이 저렴하고 수리가 용이하여 군함과 선박 및 고물선, 어선, 유조선 등과 같이 현재 운항 중에 있는 모든 선박과 그 외 모든 유사 종류의 선박들에 적용이 가능한 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은, 스크류 프로펠라의 회전에 의해 선수의 해수를 흡입하고 동시에 선박의 전진에 의해 선수측의 해수가 스크류 프로펠라쪽으로 밀고 들어오며, 매니폴드의 메인관을 선박의 외벽면에 강력하게 밀착시켜 배치함으로써, 소음과 진동 및 연료 소모가 매우 적은 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선수의 취수구의 직경보다 매니폴드의 메인관의 직경을 더 넓게 형성함으로써, 송수로 인한 물의 마찰을 최소화하여, 소음과 진동 및 연료 소모가 매우 적은 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선미측의 추진장치인 스크류 프로펠라를 강력히 작동시킬 때, 발생하는 카비테이숀 현상을 차단할 수 있는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고속으로 항해가 가능하므로, 군함에 적용시 국가 안보에 많은 공훈을 세울 수 있고, 상선에 적용시 큰 경제적 성과를 이룰 수 있는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예에 의한 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치는, 선체의 하부에 길이 방향을 따라 설치되며, 선수측으로 유입된 물을 선미측으로 배출하는 매니폴드와, 매니폴드의 선미측 끝단부에 하단이 360도 범위내에서 자유롭게 회전 가능하게 연결되고 측방향으로도 물을 분출하도록 형성된 추진수단과, 추진수단의 선미측 끝단부에 회전가능하도록 결합되며, 외부에서 인가되는 회전력을 통하여 추진수단을 임의의 방향으로 회전시킬 수 있는 조타수단을 포함하고, 매니폴드는, 선체 선수측의 하부 중심선에 배치되어, 선체 선수측 방향으로 개방되어 입수구를 형성하는 메인관과, 메인관으로부터 분기되어, 선체의 선미 방향으로, 선체의 좌측선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되는 좌측 분기관로와, 메인관으로부터 분기되어, 선체의 선미 방향으로, 선체의 우측선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되는 우측 분기관로와, 좌측 및 우측 분기관로에 연결되어 선체 선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되고, 좌측 및 우측 분기관로에 유입되는 해수를 분출하여 선체의 방향을 전환하는 복수의 방향전환부들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 군함과 선박의 기동성을 높임과 동시에 많은 연료 절약으로 이산화탄소의 배출량을 감소시켜 친환경적인 군함과 선박으로의 전환 및 접안시의 편의성과 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 비용이 저렴하고 수리가 용이하여 군함과 선박 및 고물선, 어선, 유조선 등과 같이 현재 운항 중에 있는 모든 선박과 그 외 모든 유사 종류의 선박들에 적용이 가능한 효과가 있다.

그리고, 본 발명은, 스크류 프로펠라의 회전에 의해 선수의 해수를 흡입하고 동시에 선박의 전진에 의해 선수측의 해수가 스크류 프로펠라쪽으로 밀고 들어오며, 매니폴드의 메인관을 선박의 외벽면에 강력하게 밀착시켜 배치함으로써, 소음과 진동 및 연료 소모가 매우 적은 효과가 있다.

이어, 본 발명은, 선수의 취수구의 직경 보다 매니폴드의 메인관의 직경을 더 넓게 형성함으로써, 송수로 인한 물의 마찰을 최소화하여, 소음과 진동 및 연료 소모가 매우 적은 효과가 있다.

다음, 본 발명은, 선미측의 추진장치인 스크류 프로펠라를 강력히 작동시킬 때, 후면에 넓고 강한 흡인력이 발생되어 군함이나 선박의 전진이 크게 억제되고 방해되어 속도가 감소되고 연료 소모가 많으며, 더우기 군함이나 선박의 속도를 약 35노트 이상의 속도로 운행하면, 공동 현상이 발생하여 극심한 소음과 진동 및 과다한 연료 소모로 운행이 불가능한 재래식의 군함이나 선박의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 카비테이숀 현상을 차단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 약 35노트 이상의 고속으로 항해가 가능하므로, 군함에 적용시, 국가 안보를 위해 많은 공훈을 세울 수 있고, 상선에 적용시, 전세계를 기존보다 빠르게 운항할 수 있으므로, 큰 경제적 성과를 단기간에 빨리 이룰 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 설치한 물체들이 외부에 노출되어 있으므로, 고장난 부위를 신속하게 발견할 수 있고 고장난 부위의 수리가 매우 용이하여 효율적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 추진 및 방향전환장치가 장착된 선체의 하부를 보여주는 하부 평면도
도 2 및 도 3은 도 1의 매니폴드와 추진수단 사이에 배치되는 병합관의 구조를 보여주는 평면도
도 4는 도 1의 방향전환부를 상세히 보여주는 평면도
도 5는 도 1의 방향전환부 및 경고 센서의 배치를 보여주는 선체의 정면도
도 6은 도 1의 추진수단 및 조타수단을 상세히 보여주는 단면도
도 7은 도 1의 추진수단 및 조타수단을 상세히 보여주는 평면도

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 추진 및 방향전환장치가 장착된 선체의 하부를 보여주는 하부 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선체의 하부에 길이 방향을 따라 설치되며, 선수(1)측으로 유입된 물을 선미(2)측으로 배출하는 매니폴드(10)와, 매니폴드(10)의 선미(2)측 끝단부에 하단이 360도 범위내에서 자유롭게 회전 가능하게 연결되고 측방향으로도 물을 분출하도록 형성된 추진수단(20)과, 추진수단(20)의 선미(2)측 끝단부에 회전가능하도록 결합되며, 외부에서 인가되는 회전력을 통하여 추진수단(20)을 임의의 방향으로 회전시킬 수 있는 조타수단(130)을 포함할 수 있다.

여기서, 매니폴드(10)는, 선체 선수(1)측의 하부 중심선(210)에 배치되어, 선체 선수(1)측 방향으로 개방되어 입수구(a)를 형성하는 메인관(11)과, 메인관(11)으로부터 분기되어, 선체의 선미(2) 방향으로, 선체의 좌측선벽의 외벽을 따라 해수면선(200) 하부에 배치되는 좌측 분기관로(11a)와, 메인관(11)으로부터 분기되어, 선체의 선미(2) 방향으로, 선체의 우측선벽의 외벽을 따라 해수면선(200) 하부에 배치되는 우측 분기관로(11b)와, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)에 연결되어 선체 선벽의 외벽을 따라 해수면선(200) 하부에 배치되고, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)에 유입되는 해수를 분출하여 선체의 방향을 전환하는 복수의 방향전환부(113)들을 포함할 수 있다.

이때, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)는, 선체 선벽의 외벽에 접촉되어, 해수면선(200)에 인접하여 배치될 수 있다.

또한, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)는, 선체의 선미(2)측 끝단에서 병합관(230)에 의해 합쳐져서, 추진수단(20)에 각각 연결될 수 있으며, 이때 도 1에 도시된 바와 같이, 병합관(230)의 전단부에 위치하는 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)에 별도의 밸브(V11,V12)가 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 병합관(230)은, 좌측 분기관로(11a)와 우측 분기관로(11b) 사이를 연결하는 연결관을 포함하고, 연결관은, 선체의 선미(2) 외측 방향으로 소정의 곡률로 휘어지는 곡선관일 수 있다.

이때, 좌측 분기관로(11a)와 우측 분기관로(11b) 사이를 연결하는 연결관은, 소정의 체결 수단에 의해, 선체 선미(2)에 고정될 수 있다.

경우에 따라, 병합관(230)은, 좌측 분기관로(11a)에 연결되는 제 1 연결관과, 우측 분기관로(11b)에 연결되는 제 2 연결관을 포함하고, 제 1 연결관과 제 2 연결관은, 서로 소정 각도를 가지고 합쳐지는 Y자 형상을 갖는 직선관일 수도 있다.

이때, 제 1, 제 2 연결관은, 소정의 체결 수단에 의해, 선체 선미(2)에 고정될 수 있다.

그리고, 병합관(230)과 추진수단(20) 사이에는, 소정의 기관으로부터 구동력을 전달받아 회전하는 것에 의해, 추진력을 발생시키는 스크류 프로펠러가 설치될 수도 있다.

다음, 복수의 방향전환부(113)들은, 선체 선벽의 외벽에 접촉되어, 해수면선(200)에 인접하여 배치될 수 있다.

또한, 복수의 방향전환부(113)들은, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)를 따라, 일정한 간격을 갖도록 일렬로 배치될 수 있다.

여기서, 방향전환부(113)는, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b) 내의 해수를 개폐하는 밸브와, 밸브의 개폐에 따라, 해수를 외부로 분출시키는 스크류 프로펠러와, 밸브 및 스크류 프로펠러(6)를 거쳐 분출되는 해수의 분출 방향을 조정하기 위해, 회전축을 따라 회전 이동하는 조정부를 포함할 수 있다. 또한, 병합관(230)의 전단부에 위치하는 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)에 밸브(V11,V12)가 설치되어, 선수 취수구의 스크류 프로펠러(6)의 회전에 의한 선수측 해수를 선미측으로 송수함으로써 방향전환부(113)를 통해 분출시킬 수 있다.

이어, 좌측 분기관로(11a), 우측 분기관로(11b) 및 방향전환부(113)는, 복수의 경고 센서들이 배치되어, 외부 주변으로부터 근접하는 물체들을 감지할 수도 있다.

여기서, 복수의 경고 센서들은, 좌측 분기관로(11a), 우측 분기관로(11b) 및 방향전환부(113)를 따라, 일정한 간격으로 배치되고, 선체의 최하저면의 중심선(210)을 따라, 일정한 간격으로 배치될 수 있다.

그리고, 추진수단(20)은, 상단부가 매니폴드(10)의 선미(2)측 끝단부의 일단 내부 또는 외부에 삽입되어 회전 가능하게 결합되는 하우징과, 하우징의 측부에 일단이 연결되어, 유입되는 물을 매니폴드(10) 보다 상대적으로 낮게 연장 형성된 출수구를 통해 분출하는 분출관과, 하우징이 회전 가능하면서 하측으로 유동되지 않도록 그 저면을 지지하도록, 일단이 상기 선미에 결합 고정되는 회전지지판을 포함할 수 있다. 즉, 회전되지 않는 상부 하우징의 저면에서 하부 하우징이 자유롭게 회전될 수 있도록 원형턱이 형성되어 하부 하우징이 상부 하우징에서 이탈되지 않고 회전될 수 있도록 설치될 수 있다.
이어, 조타수단(130)은, 선체에 대하여 수직하게 배치되는 조타축과, 조타축의 끝단에 설치되어 일정 방향으로 회전되는 조타기어와, 추진수단(20)의 외면에 설치되어 조타기어와 기어 교합되는 추진기어를 포함할 수 있다.

삭제

도 2 및 도 3은 도 1의 매니폴드와 추진수단 사이에 배치되는 병합관의 구ㅈ조를 보여주는 평면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)는, 선체의 선미(2)측 끝단에서 병합관(230)에 의해 합쳐져서, 추진수단(20)에 연결될 수 있다.

여기서, 도 2와 같이, 병합관(230)은, 좌측 분기관로(11a)와 우측 분기관로(11b) 사이를 연결하는 연결관(232)을 포함할 수 있는데, 연결관(232)은, 선체의 선미(2) 외측 방향으로 소정의 곡률 R로 휘어지는 곡선관일 수 있다.

이때, 좌측 분기관로(11a)와 우측 분기관로(11b) 사이를 연결하는 연결관(232)은, 소정의 체결 수단(220)에 의해, 선체 선미(2)에 고정될 수 있다.

삭제

또한, 도 3과 같이, 병합관(230)은, 좌측 분기관로(11a)에 연결되는 제 1 연결관(232a)과, 우측 분기관로(11b)에 연결되는 제 2 연결관(232b)을 포함하는데, 제 1 연결관(232a)과 제 2 연결관(232b)은, 서로 소정 각도를 가지고 합쳐지는 Y자 형상을 갖는 직선관일 수도 있다.

이때, 제 1, 제 2 연결관(232a, 232b)은, 소정의 체결 수단(220)에 의해, 선체 선미(2)에 고정될 수 있다.

삭제

이와 같이, 병합관(230)은, 소정의 체결 수단(220)에 의해, 선체 선미(2)에 고정되므로, 본 발명을 장착한 선체는 안정적으로 강한 추진력을 얻을 수 있다.

그리고, 병합관(230)은, 도 2의 곡선관 구조보다 도 3의 직선관이 더 강한 추진력을 발생시킬 수 있다.

도 4는 도 1의 방향전환부를 상세히 보여주는 평면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 방향전환부(113)들은, 선체 선벽의 외벽에 접촉되어, 해수면선에 인접하여 배치될 수 있다.

또한, 복수의 방향전환부(113)들은, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)를 따라, 일정한 간격을 갖도록 일렬로 배치될 수 있다.

여기서, 방향전환부(113)는, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b) 내의 해수를 개폐하는 밸브(113a)와, 밸브(113a)의 개폐에 따라, 해수를 외부로 분출시키는 스크류 프로펠러(113b)와, 밸브(113a) 및 스크류 프로펠러(113b)를 거쳐 분출되는 해수의 분출 방향을 조정하기 위해, 회전축(113c)을 따라 회전 이동하는 조정부(113d)를 포함할 수 있다.

따라서, 방향전환부(113)는, 조정부(113d)를 조정하여, 해수의 분출 방향을 조절함으로써, 선체의 이동 방향을 조정할 수 있다.

즉, 각각의 방향전환부(113)는, 분출구를 갖는 조정부(113d)의 위치와 방향에 따라, 선체의 진행상태, 진행방향, 방향전환, 선체의 출발과 정지를 위해 해수를 좌측 또는 우측 방향으로 회전시키거나, 전방 또는 후방으로 밀어내거나, 정지하는 동작을 선택적으로 실행할 수 있다.

도 5는 도 1의 방향전환부 및 경고 센서의 배치를 보여주는 선체의 정면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 방향전환부(113)들은, 선체의 선미(2) 방향으로, 선체의 좌측선벽의 외벽을 따라 해수면선(200) 하부에 배치되는 좌측 분기관로(11a)와, 선체의 우측선벽의 외벽을 따라 해수면선(200) 하부에 배치되는 우측 분기관로(11b)에 연결되어, 선체 선벽의 외벽을 따라 해수면선(200) 하부에 배치되고, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b)에 유입되는 해수를 분출하여 선체의 방향을 전환할 수 있다.

즉, 복수의 방향전환부(113)들은, 선체 선벽의 외벽에 접촉되어, 해수면선(200)에 인접하여 배치될 수 있다.

여기서, 방향전환부(113)는, 좌측 및 우측 분기관로(11a, 11b) 내의 해수를 개폐하는 밸브(113a)와, 밸브(113a)의 개폐에 따라, 해수를 외부로 분출시킬 수 있고, 조정부(미도시)를 통해, 밸브(113a)를 거쳐 분출되는 해수의 분출 방향을 조정할 수 있다.

그리고, 좌측 분기관로(11a), 우측 분기관로(11b) 및 방향전환부(113)는, 복수의 경고 센서(240)들이 배치되어, 외부 주변으로부터 근접하는 물체들을 감지할 수도 있다.

여기서, 복수의 경고 센서(240)들은, 좌측 분기관로(11a), 우측 분기관로(11b) 및 방향전환부(113)를 따라, 일정한 간격으로 배치되고, 선체의 최하저면(211)의 중심선을 따라, 일정한 간격으로 배치될 수 있다.

본 발명은, 선체의 외부에 노출되어 있지만, 복수의 경고 센서(240)들을 통해, 외부 주변으로부터 근접하는 물체들을 감지하여, 외부 물체와의 충돌로 인한 손상을 방지할 수 있다.

도 6은 도 1의 추진수단 및 조타수단을 상세히 보여주는 단면도이고, 도 7은 도 1의 추진수단 및 조타수단을 상세히 보여주는 평면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 추진수단(20)은, 상단부가 매니폴드의 선미측 끝단부의 일단 내부 또는 외부에 삽입되어 회전 가능하게 결합되는 하부 하우징(22)과, 하부 하우징(22)의 측부에 일단이 연결되어, 유입되는 물을 매니폴드 보다 상대적으로 낮게 연장 형성된 출수구(b)를 통해 분출하는 분출관(21)과, 하부 하우징(22)이 회전 가능하면서 하측으로 유동되지 않도록, 일단이 상기 선미에 결합 고정되는 회전지지판을 포함할 수 있다. 즉, 회전되지 않는 상부 하우징의 저면에서 하부 하우징을 자유롭게 회전할 수 있도록 원형턱을 만들어 하부 하우징이 상부 하우징에서 이탈되지 않고 회전할 수 있도록 설치된다.

즉, 추진수단(20)은 선체의 선미 측에 위치한 매니폴드의 끝단에 하단이 360도 회전 가능하게 연결되어 물을 공급받도록 구성되며, 공급받은 물은 측방향으로 물을 분출하도록 구성될 수 있다.

이러한 추진수단(20)은, 크게 매니폴드에 회전 가능하게 연결되는 하부 하우징(22)과, 이 하부 하우징(22)의 측부에 일체로 구비되는 것으로 공급받은 물을 분출하는 출수구(b)가 형성된 분출관(21)과, 하부 하우징(22)이 상부 하우징의 저면에서 이탈되지 않고 자유롭게 회전되는 회전지지판으로 구성될 수 있다.

이어, 하부 하우징(22)은, 원통형으로 구비되어 상단부 일부가 매니폴드의 일측단 내부에 삽입되어 회전 가능하게 지지될 수 있다.

이때, 하부 하우징(22)은, 매니폴드로부터 분리되는 것이 방지되면서 하부 하우징(22)의 회전이 가능하도록 구비되는 것이 바람직하며, 하부 하우징(22)의 상단부에 지름이 확장된 플랜지를 형성하고, 매니폴드는, 플랜지보다 작은 지름의 관통구멍을 형성하여 이탈이 방지되도록 구성할 수 있으며, 플랜지와 하부 하우징(22)은, 상호 나사체결로 결합된 뒤 용접으로 접합되는 것에 의해 구비될 수 있다.

또한, 분출관(21)은, 하부 하우징(22)의 일측에 연결되어 물을 공급받아 일측의 출수구(b)를 통해 분출하는 요소로, 매니폴드와 평행하게 배치되는 관 형상을 갖는 부재이다.

이러한 분출관(21)은, 하부 하우징(22)에 일체로 구비되는 것에 의해 하부 하우징(22)의 회전시 연동하여 일체로 회전 변위를 갖도록 구성될 수 있다.

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경우에 따라, 상부 하우징의 저면 테두리와 하부 하우징(22)의 상면 테두리를 서로 이탈되지 않도록 교합시켜 수평방향이나 상하방향으로 유동되는 것을 방지하도록 구성될 수도 있다.

이러한 구성의 추진수단(20)은, 매니폴드의 분기관로를 통과한 물을 하부 하우징(22)이 공급받으며, 하부 하우징(22)을 경유한 물은, 그 일측에 연결된 분출관(21)을 통과하여 외부로 분출되며, 이러한 분출 작용에 의해 선체의 추진력을 생성하게 된다.

다음, 조타수단(130)은, 선체에 대하여 수직하게 배치되는 조타축(131)과, 조타축의 끝단에 설치되어 일정 방향으로 회전되는 조타기어(133)와, 추진수단(20)의 외면에 설치되어 조타기어(133)와 기어 교합되는 추진기어를 포함할 수 있다.

즉, 조타수단(30)은, 추진수단(20)의 외면에 형성된 추진기어와, 이 추진기어와 기어 교합으로 연결되어 회전력을 전달하는 조타축(131)으로 이루어질 수 있다.

그리고, 추진기어는, 추진수단(20)을 구성하는 요소 중, 하부 하우징(22)의 외면에 형성되는 기어로서, 조타기어(133)와 기어 교합되는 구성이다.

이어, 조타축(131)은, 조타력을 전달받는 축 요소로서, 선체에 대하여 수직하게 배치되며, 끝단부인 하단측에는, 추진기어와 기어 교합되어 회전력을 전달하기 위한 조타기어(133)가 일체로 구비될 수 있다.

이러한 구성의 조타수단(30)은, 선박의 방향을 조정하기 위하여 조타축(131)이 시계 또는 반시계 방향으로 회전시키면, 조타축(131)에 일체로 구비된 조타기어(133)가 기어 교합된 추진기어를 연동하여 회전시키고, 이에 추진기어를 일체로 구비한 하부 하우징(22) 및 분출관(21)이 방향 회전을 하여 추진방향을 조정하게 된다.

이와 같이, 구성되는 추진수단(20)에 의한 선체의 방향 전환 동작은, 조타력을 받는 조타축(131)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되면, 이 조타축(131)의 조타기어(133)와 기어로 교합된 추진기어가 연동하여 시계 방향 또는 반시계 방향 회전을 이루게 된다.

따라서, 추진기어를 외면에 구비하고 있는 추진수단(20)이, 시계 또는 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 추진수단(20)의 분출관(21)을 통과하여 분출되는 물의 배출압력에 의해 선박이 추진됨과 동시에 방향 전환이 이루어지게 된다.

그리고, 조타축(131)으로부터 회전 조작력을 전달받는 추진수단(20)의 분출관(21)이 선체를 기준으로 선수측을 향하도록 배치된 상태에서는, 분출관(21)을 통해 분출되는 고압의 물이 선체의 선수측을 향하여 분출됨에 따라, 선체는 후진 이동을 이루게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은, 군함과 선박의 기동성을 높임과 동시에 많은 연료 절약으로 이산화탄소의 배출량을 감소시켜 군함과 선박으로의 전환 및 접안시의 편의성과 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 비용이 저렴하고 수리가 용이하여 군함과 선박 및 고물선, 어선, 유조선 등과 같이 현재 운항 중에 있는 모든 선박과 그 외 모든 유사 종류의 선박들에 적용이 가능하다.

그리고, 본 발명은, 스크류 프로펠라의 회전에 의해 선수의 해수를 흡입하고 동시에 선박의 전진에 의해 선수측의 해수가 스크류 프로펠라쪽으로 밀고 들어오며, 매니폴드의 메인관을 선박의 외벽면에 강력하게 밀착시켜 배치함으로써, 소음과 진동 및 연료 소모가 매우 적다.

이어, 본 발명은, 선수의 취수구의 직경보다 매니폴드의 메인관의 직경을 더 넓게 형성함으로써, 송수로 인한 물의 마찰을 최소화하여, 소음과 진동 및 연료 소모가 매우 적다.

다음, 본 발명은, 선미측의 추진장치인 스크류 프로펠라를 강력히 작동시킬 때, 후면에 넓고 강한 흡인력이 발생되어 군함이나 선박의 전진이 크게 억제되고 방해되어 속도가 감소되고 연료 소모가 많으며, 군함이나 선박의 속도를 약 35노트 이상의 속도로 운행하면, 카비테이숀 현상이 발생하여 극심한 소음과 진동 및 과다한 연료 소모로 운행이 불가능한 이전의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 카비테이숀 현상을 차단할 수 있다.

또한, 본 발명은, 약 35노트 이상의 고속으로 항해가 가능하므로, 군함에 적용시, 국가 안보를 위해 많은 공훈을 세울 수 있고, 상선에 적용시, 전세계를 기존보다 빠르게 운항할 수 있으므로, 큰 경제적 성과를 단기간에 빨리 이룰 수 있다.

그리고, 본 발명은, 외부에 노출되어 있으므로, 고장난 부위를 신속하게 발견할 수 있고 고장난 부위의 수리가 매우 용이하여 효율적이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 선수 2: 선미
10: 매니폴드 11: 메인관
11a: 좌측 분기관로 11b: 우측 분기관로
113: 방향전환부

Claims (10)

1. 선체의 하부에 길이 방향을 따라 설치되며, 선수측으로 유입된 물을 선미측으로 배출하는 매니폴드;
   상기 매니폴드의 선미측 끝단부에 하단이 소정 범위 내에서 회전 가능하게 연결되고 측방향으로 물을 분출하도록 형성된 추진수단; 그리고,
   상기 추진수단의 선미측 끝단부에 회전가능하도록 결합되며, 외부에서 인가되는 회전력을 통하여 상기 추진수단을 임의의 방향으로 회전시킬 수 있는 조타수단을 포함하고,
   상기 매니폴드는,
   상기 선체 선수측의 하부 중심선에 배치되어, 상기 선체 선수측 방향으로 개방되어 입수구를 형성하는 메인관;
   상기 메인관으로부터 분기되어, 상기 선체의 선미 방향으로, 상기 선체의 좌측선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되는 좌측 분기관로;
   상기 메인관으로부터 분기되어, 상기 선체의 선미 방향으로, 상기 선체의 우측선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되는 우측 분기관로; 그리고,
   상기 좌측 및 우측 분기관로에 연결되어 상기 선체 선벽의 외벽을 따라 해수면선 하부에 배치되고, 상기 좌측 및 우측 분기관로에 유입되는 해수를 분출하여 상기 선체의 방향을 전환하는 복수의 방향전환부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌측 및 우측 분기관로는,
   상기 선체 선벽의 외벽에 접촉되어, 상기 해수면선에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌측 및 우측 분기관로는,
   상기 선체의 선미측 끝단에서 병합관에 의해 합쳐져서, 상기 추진수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 방향전환부들은,
   상기 선체 선벽의 외벽에 접촉되어, 상기 해수면선에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 방향전환부들은,
   상기 좌측 및 우측 분기관로를 따라, 일정한 간격을 갖도록 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방향전환부는,
   상기 좌측 및 우측 분기관로 내의 해수를 개폐하는 밸브;
   상기 밸브의 개폐에 따라, 상기 해수를 외부로 분출시키는 스크류 프로펠러; 그리고,
   상기 밸브 및 스크류 프로펠러를 거쳐 분출되는 해수의 분출 방향을 조정하기 위해, 회전축을 따라 회전 이동하는 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌측 분기관로, 우측 분기관로 및 방향전환부는,
   복수의 경고 센서들이 배치되어, 외부 주변으로부터 근접하는 물체들을 감지하는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 복수의 경고 센서들은,
   상기 좌측 분기관로, 우측 분기관로 및 방향전환부를 따라, 일정한 간격으로 배치되고,
   상기 선체의 최하저면의 중심선을 따라, 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 추진수단은,
   상단부가 상기 매니폴드의 선미측 끝단부의 일단 내부 또는 외부에 삽입되어 회전 가능하게 결합되는 하우징;
   상기 하우징의 측부에 일단이 연결되어, 유입되는 물을 상기 매니폴드 보다 상대적으로 낮게 연장 형성된 출수구를 통해 분출하는 분출관; 그리고,
   상기 하우징이 회전 가능하면서 하측으로 유동되지 않도록 그 저면을 지지하도록, 일단이 상기 선미에 결합 고정되는 회전지지판을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조타수단은,
    상기 선체에 대하여 수직하게 배치되는 조타축;
    상기 조타축의 끝단에 설치되어 일정 방향으로 회전되는 조타기어; 그리고,
    상기 추진수단의 외면에 설치되어 상기 조타기어와 기어 교합되는 추진기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 좌우선벽의 외벽 해수면선 하부에 설치하는 군함과 선박의 추진 및 방향전환장치.

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