KR101488000B1 - 선박의 추진 장치 - Google Patents

Abstract

선박의 추진 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 선체의 하단부에 결합되는 추진기 하우징; 상기 추진기 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 구동모터의 구동에 의하여 회전되는 구동축; 상기 구동축과 수직 방향으로 결합되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 회전되는 프로펠러 회전축; 상기 프로펠러 회전축의 외측에 결합되는 프로펠러 날개; 상기 추진기 하우징에 결합되고, 상기 프로펠러 날개의 외측에 배치되는 덕트 구조체; 및 상기 덕트 구조체에 결합되고, 상기 선체의 하단부에 대한 상기 덕트 구조체의 기울기 각도를 조절할 수 있는 덕트 구조체 기울기 조절부를 포함한다.

Description

선박의 추진 장치{THRUSTER FOR SHIP}

본 발명은 선박의 추진 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선체에 대하여 덕트의 기울기 각도를 선체와 더 먼 방향으로 조절할 수 있도록 하여 추진기가 부착되는 다양한 선박과 다양한 위치에서 최적의 추진 효율을 달성할 수 있도록 한 선박의 추진 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박이나 해양구조물(이하, "선박" 이라 함)도 파도나 바람, 조류 등에 의하여 밀려가게 되는데, 시추 등과 같은 작업을 하기 위하여는 해상에서 원하는 위치에 머물러 있어야 하므로, 이를 위하여 동적 위치 제어가 필요하게 된다.

이러한 동적 위치 제어를 가능하게 하는 추진기로서 예컨대, 선박의 전후, 좌우의 모든 방향으로 추진력을 발생할 수 있는 전방위 추진기(Azimuth Thruster)가 개발되어 있다.

이러한 추진기는 대부분 프로펠러가 덕트의 내부에 배치된 상태로 회전 구동되는 덕트 타입으로 구성되고, 선박의 주로 선박의 하부에 부착되기 때문에 추진기의 프로펠러로부터 토출되어 나오는 유체의 유동은 이른바 코안다 효과(Coanda Effect)에 의하여 선저부에 붙으면서 마찰저항이 증대됩니다.

이와 같이, 추진기의 프로펠러로부터 토출되는 유체의 유동에 의한 코안다 효과가 발생되면 그 만큼 선박의 추력이 손실되므로 이를 방지하고자 선체에 대하여 덕트만 하방으로 일정한 각도 기울인 상태로 추진기의 몸체와 부착되는 경우가 일반적입니다.

그러나, 덕트가 선체에 대하여 일정한 각도 하방으로 기울어져 있으므로, 선박의 형태, 부착되는 위치 등에 유효한 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 덕트가 선체에 대하여 일정한 각도 하방으로 기울어진 상태로 부착되어 있으므로, 추진기의 프로펠러로부터 토출되어서 나오는 유동 방향을 선체와 더 먼 방향으로 조절할 수 없기 때문에, 추진기로부터 토출되어 나오는 유체가 선저부에 붙으면서 마찰 저항을 증대시켜 추진기의 추진 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

한국 공개특허 2011-0117834호(2011년 10월 28일 공개).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선체에 대한 덕트의 기울기 각도를 선체와 더 먼 방향으로 조절할 수 있도록 하여 추진기가 부착되는 다양한 선박과 다양한 위치에서 최적의 추진 효율을 달성하는데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 하단부에 결합되는 추진기 하우징;

상기 추진기 하우징의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 구동모터의 구동에 의하여 회전되는 구동축;

상기 구동축과 수직 방향으로 결합되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 회전되는 프로펠러 회전축;

상기 프로펠러 회전축의 외측에 결합되는 프로펠러 날개;

상기 추진기 하우징에 결합되고, 상기 프로펠러 날개의 외측에 배치되는 덕트 구조체; 및

상기 덕트 구조체에 결합되고, 상기 선체의 하단부에 대한 상기 덕트 구조체의 기울기 각도를 조절할 수 있는 덕트 구조체 기울기 조절부를 포함하는 선박의 추진 장치가 제공된다.

이 때, 상기 덕트 구조체 기울기 조절부는 상기 추진기 하우징에 결합되고, 상기 덕트 구조체의 전방부를 구성하는 덕트 본체;

상기 덕트 구조체의 후방부를 구성하고, 상기 덕트 본체와 회전 가능하게 결합되는 플랩;

상기 플랩을 상기 덕트 본체에 대하여 일정한 각도 회전시켜 주기 위한 실린더 로드; 및

상기 실린더 로드와 결합되고, 상기 실린더 로드를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 덕트 본체와 상기 플랩은 힌지에 의하여 회전 가능하게 결합될 수 있다.

이 때, 상기 덕트 본체의 외측면은 평면형으로 형성되고, 상기 덕트 본체의 내측면은 익형으로 형성되며,

상기 덕트 본체의 일단부에는 상기 플랩의 타측부가 회전 가능하게 결합될 수 있도록 곡면형의 오목한 홈이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 플랩의 외측면은 평면형으로 형성되고, 상기 플랩의 내측면은 상기 덕트 본체의 내측면과 함께 익형 구조를 갖도록 익형으로 형성될 수 있다.

이 때, 상기 플랩의 타단부에는 상기 덕트 본체의 홈에 회전 가능하게 결합될 수 있도록 곡면형으로 돌출된 돌기가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 실린더 로드는 상기 플랩의 외측면에 결합될 수 있다.

이 때, 상기 작동 실린더는 상기 덕트 본체의 외측면에 결합될 수 있다.

이 때, 상기 덕트 본체의 일단부 양쪽에는 상기 힌지와 결합되기 위한 구멍을 갖는 플레이트가 구비될 수 있다.

이 때, 상기 플랩의 타단부 양쪽에는 상기 힌지가 회전 가능하게 결합될 수 있는 결합구멍이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 선체에 대하여 덕트의 기울기 각도를 선체와 더 먼 방향으로 조절할 수 있도록 함으로써, 즉 추진기로부터 토출되어 나오는 유체의 유동 방향을 선체와 더 먼 방향으로 조절할 수 있도록 함으로써, 추진 장치의 프로펠러로부터 토출되어 나오는 유체와 선체의 간섭을 최소화할 수 있기 때문에, 추진기가 부착되는 다양한 선박과 다양한 위치에서 최적의 추진 효율을 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 구성도로서, 플랩의 조절 전의 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 구성도로서, 플랩의 조절 후의 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 일부 사시도로서, 플랩의 조절 전의 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 일부 사시도로서, 플랩의 조절 후의 상태를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 구성도로서, 플랩의 조절 전의 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 구성도로서, 플랩의 조절 후의 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 일부 사시도로서, 플랩의 조절 전의 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 개략적인 일부 사시도로서, 플랩의 조절 후의 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치는 추진기 하우징(100), 구동축(110), 구동모터(120), 프로펠러 회전축(130), 허브(140), 프로펠러 날개(150), 덕트 구조체(160), 덕트 구조체 기울기 조절부(200)를 포함하고 있다.

상기 추진기 하우징(100)은 선박의 후미 즉, 선미에 배치되며 선체(10) 하단부에 결합될 수 있다. 상기 추진기 하우징(100)의 내부에는 구동축(110)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 구동축(110)은 구동모터(120)에 의하여 회전될 수 있다.

상기 구동축(110)과 수직 방향으로 결합되고, 상기 구동축(110)의 구동력을 전달받아 회전되는 프로펠러 회전축(130)이 제공될 수 있다.

또한, 상기 프로펠러 회전축(130)의 외주면에는 허브(140)가 결합될 수 있다.

상기 허브(140)의 외주면에는 프로펠러 날개(150)가 결합될 수 있다.

또한, 상기 추진기 하우징(100)에 결합되고, 상기 프로펠러 날개(150)의 외측에 배치되는 덕트 구조체(160)가 구비될 수 있다.

상기 구동축(110)의 일단부에 형성된 베벨 기어는 상기 프로펠러 회전축(130)에 형성된 베벨 기어과 결합될 수 있다.

상기 덕트 구조체(160)는 전체적으로 원통형상으로 이루질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 덕트 구조체(160)는 선미 측의 직경이 작고 선수 측 방향의 직경이 선미 측의 직경에 비해 더 큰 테이퍼 형상의 원통형으로 이루어질 수 있다.

상기 덕트 구조체(160)는 그 내주면이 상기 프로펠러 날개(150)의 외주측에서 일정한 간격 이격된 위치에 배치될 수 있다.

또한, 상기 덕트 구조체(160)에 결합되고, 상기 선체(10)의 하단부에 대한 상기 덕트 구조체(160)의 기울기 각도를 조절할 수 있는 덕트 구조체 기울기 조절부(200)가 구비될 수 있다.

상기 덕트 구조체 기울기 조절부(200)는 상기 추진기 하우징(100)에 결합되고, 상기 덕트 구조체(160)의 전방부를 구성하는 덕트 본체(210);

상기 덕트 구조체(100)의 후방부를 구성하고, 상기 덕트 본체(210)와 회전 가능하게 결합되는 플랩(220);

상기 플랩(220)을 상기 덕트 본체(210)에 대하여 일정한 각도 회전시켜 주기 위한 실린더 로드(230); 및

상기 실린더 로드(230)와 결합되고, 상기 실린더 로드(230)를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더(240)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 덕트 본체(210)와 상기 플랩(220)은 힌지(300)에 의하여 회전 가능하게 결합될 수 있다.

여기서, 상기 덕트 구조체(160)의 전방부는 도 1, 도 2에서 상기 추진기 하우징(100)쪽을 가리키며, 상기 덕트 구조체의 후방부(160)는 도 1, 도 2에서 상기 추진기 하우징(100)의 반대쪽을 가리킨다.

상기 덕트 본체(210)의 외측면은 평면형으로 형성되고, 상기 덕트 본체(210)의 내측면은 익형으로 형성될 수 있다.

상기 덕트 본체(210)의 일단부에는 상기 플랩(220)의 타측부가 회전 가능하게 결합될 수 있도록 곡면형의 오목한 홈(211)이 형성될 수 있다.

상기 플랩(220)의 외측면은 평면형으로 형성되고, 상기 플랩(220)의 내측면은 상기 덕트 본체(210)의 내측면과 함께 익형 구조를 갖도록 익형으로 형성될 수 있다.

상기 플랩(220)의 타단부에는 상기 덕트 본체(210)의 홈(211)에 회전 가능하게 결합될 수 있도록 곡면형으로 돌출된 돌기(221)가 형성될 수 있다.

상기 실린더 로드(230)는 상기 플랩의 외측면에 고정 결합될 수 있다.

상기 플랩(220)의 외측면에는 상기 실린더 로드와 결합되기 위한 결합구멍을 갖는 플랜지(223)가 형성될 수 있다.

상기 작동 실린더(240)는 상기 덕트 본체(210)의 외측면에 고정 결합될 수 있다.

또한, 상기 작동 실린더(240)는 유압 또는 공압 등에 의하여 작동될 수 있다.

상기 덕트 본체(210)의 일단부 양쪽에는 상기 힌지(300)와 결합되기 위한 플레이트(310)가 구비될 수 있으며, 상기 플랩(200)의 타단부 양쪽에는 상기 힌지(300)가 회전 가능하게 결합될 수 있는 결합구멍(미도시)이 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 추진 장치의 작동에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 덕트 구조체 기울기 조절부(200)의 작동 실린더(240)가 작동되기 전에는, 상기 덕트 구조체(160)의 덕트 본체(210)의 홈(211)에 상기 플랩(220)의 돌기(221)가 결합된 상태이다.

또한, 상기 덕트 본체(210)의 외측면과 플랩(200)의 외측면은 대체로 상기 선체(10)의 하단부에 대하여 일정한 각도를 이루면서 일직선상에 배치되며, 상기 덕트 본체(210)의 내측면은 상기 플랩(220)의 내측면과 함께 익형 구조를 이루고 있다.

이러한 상태에서, 상기 추진 장치의 구동모터(120)가 작동되면, 구동모터(120)에 의하여 구동축(110)이 회전되고, 상기 구동축(110)의 회전은 허브(140)를 통하여 프로펠러 회전축(150)으로 전달되어 상기 프로펠러 날개(150)가 일방향으로 회전된다.

이 때, 상기 덕트 구조체 기울기 조절부(200)의 작동 실린더(240)를 작동시키면, 상기 작동 실린더(240)의 작동에 의하여 상기 실린더 로드(230)가 도 1 및 도 3의 위치에서 도 2 및 도 4의 위치와 같이 일방향으로 일정한 길이만큼 전진하게 된다.

상기 실린더 로드(230)가 일정한 길이만큼 전진됨에 따라, 상기 플랩(220)은 상기 덕트 본체(210)에 대하여 상기 힌지(300)를 중심으로 일정한 각도 도 4와 같이 예컨대, 시계 방향으로 회전된다.

상기 플랩(220)이 상기 덕트 본체(210)에 대하여 상기 힌지(300)를 중심으로 시계 방향으로 회전되면, 상기 플랩(220)의 외측면과 상기 선체(10)의 하단부와 이루는 각도는 상기 덕트 본체(210)의 외측면과 상기 선체(10)의 하단부와 이루는 각도보다 증가하게 된다.

즉, 상기 플랩(220)의 외측면은 상기 덕트 본체(210)의 외측면와 일정한 각도를 이루면서 상기 덕트 본체(210)의 외측면으로부터 상기 선체(10)의 하단부와 더 멀어지는 방향으로 조절된다.

따라서, 상기 프로펠러 날개(150)로부터 유체가 토출될 때, 상기 토출되는 유체의 유동은 상기 선체(10)의 하단부와 더 멀어지는 방향으로 조절되기 때문에, 상기 프로펠러 날개(150)로부터 토출되어 나오는 유체의 유동이 선체(10)의 하단부에 붙지 않아 선체(10)와의 간섭을 줄임과 아울러 마찰 저항을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 추진 장치의 추진 효율을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 선체 100: 추진기 하우징
110: 구동축 120: 구동모터
130: 프로펠러 회전축 140: 허브
150: 프로펠러 날개 160: 덕트 구조체
200: 덕트 구조체 기울기 조절부
210: 덕트 본체 220: 플랩
230: 실린더 로드 240: 작동 실린더

Claims (10)

1. 선체(10)의 하단부에 결합되는 추진기 하우징(100);
   상기 추진기 하우징(100)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 구동모터(120)의 구동에 의하여 회전되는 구동축(110);
   상기 구동축(110)과 수직 방향으로 결합되고, 상기 구동축(110)의 구동력을 전달받아 회전되는 프로펠러 회전축(130);
   상기 프로펠러 회전축(130)의 외측에 결합되는 프로펠러 날개(150);
   상기 추진기 하우징(100)에 결합되고, 상기 프로펠러 날개(150)의 외측에 배치되는 덕트 구조체(160); 및
   상기 덕트 구조체(160)에 결합되고, 상기 선체(10)의 하단부에 대한 상기 덕트 구조체(160)의 기울기 각도를 조절할 수 있는 덕트 구조체 기울기 조절부(200)를 포함하고,
   상기 덕트 구조체 기울기 조절부(200)는 상기 추진기 하우징(100)에 결합되고, 상기 덕트 구조체(160)의 전방부를 구성하는 덕트 본체(210);
   상기 덕트 구조체(160)의 후방부를 구성하고, 상기 덕트 본체(210)와 회전 가능하게 결합되는 플랩(220)을 포함하는 선박의 추진 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 덕트 구조체 기울기 조절부(200)는 상기 플랩(220)을 상기 덕트 본체(210)에 대하여 일정한 각도 회전시켜 주기 위한 실린더 로드(230); 및
   상기 실린더 로드(230)와 결합되고, 상기 실린더 로드(230)를 작동시켜 주기 위한 작동 실린더(240)를 포함하는 선박의 추진 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 덕트 본체(210)와 상기 플랩(220)은 힌지(300)에 의하여 회전 가능하게 결합되는 선박의 추진 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 덕트 본체(210)의 외측면은 평면형으로 형성되고, 상기 덕트 본체(210)의 내측면은 익형으로 형성되며,
   상기 덕트 본체(210)의 일단부에는 상기 플랩(220)의 타측부가 회전 가능하게 결합될 수 있도록 곡면형의 오목한 홈이 형성되는 선박의 추진 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 플랩(220)의 외측면은 평면형으로 형성되고, 상기 플랩(220)의 내측면은 상기 덕트 본체(210)의 내측면과 함께 익형 구조를 갖도록 익형으로 형성되는 선박의 추진 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 플랩(220)의 타단부에는 상기 덕트 본체(210)의 홈(211)에 회전 가능하게 결합될 수 있도록 곡면형으로 돌출된 돌기가 형성되는 선박의 추진 장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 실린더 로드(230)는 상기 플랩(220)의 외측면에 결합되는 선박의 추진 장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 작동 실린더(240)는 상기 덕트 본체(210)의 외측면에 결합되는 선박의 추진 장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 덕트 본체(210)의 일단부 양쪽에는 상기 힌지(300)와 결합되기 위한 구멍을 갖는 플레이트(310)가 구비되는 선박의 추진 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 플랩(220)의 타단부 양쪽에는 상기 힌지(300)가 회전 가능하게 결합될 수 있는 결합구멍이 형성되는 선박의 추진 장치.

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