KR101506911B1 - 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 핀 붙임의 프로펠러 보스 캡을 사용한 스크루 프로펠러로 형성되는 선박의 추진 장치에 있어서, 종래기술의 핀의 형상의 핀 붙임의 프로펠러 보스 캡을 사용한 선박의 추진 장치보다도 공작성을 높이고, 게다가, 경량화된 선박의 추진 장치와 그를 구비한 선박을 제공한다. 상기 프로펠러 보스 캡(5)의 전단부 지름(Dcf)를 기준 지름(Ds)로 하여, 핀 6의 후반 부분의 형상을, 상기 핀(6)의 근부의 전단(6f)와 후단(6a)의 중앙위치(Xm)에 있어서 지름(D3)을 상기 기준 지름(Ds)의 2.0배로 하고, 프로펠러 회전중심을 중심으로 하는 원(C3)과, 상기 핀(6)의 최 후단 위치(Xe)에 있어서 지름(D4)를 상기 기준 지름(Ds)의 1.5배로 하여, 프로펠러 회전중심을 중심으로 하는 원(C4)와를 저부로 하는 원추대의 내부에 들어가도록 형성한다.

Description

선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박 {SHIP PROPULSION DEVICE AND SHIP WITH SAME}

본 발명은 스크루 프로펠러를 사용하는 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박에 관한 것이며, 더 상세하게는, 스크루 프로펠러의 보스에 장치하는 보스 캡에 핀(fin)을 마련하여 스크루 프로펠러의 추진성능을 향상시키는 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박에 관한 것이다.

선박의 대개는 추진기로서 스크루 프로펠러를 사용하고 있어, 추진기 효율 등의 프로펠러 특성을 향상시키는 것은 연비의 향상에 크게 공헌하게 되는 것이다. 때문에, 프로펠러의의 날개 수, 날개의 형상, 전개 면적, 피치 각, 스큐 각 등, 프로펠러의 날개에 관한 연구가 이루어지고 있어, 가지 가지의 날개 형상이 개발돼 오고 있다.

예를 들면, 특공 평 7-121716호 공보에 기재돼 있는 바와 같이, 이 프로펠러 특성의 향상을 위해, 도 15 ∼ 도 18에 나타내는 것 같은, 프로펠러 보스(2) 의 근방에 있어서, 프로펠러 보스 캡(5)의 후류(後流)에 있어서의 허브 소용돌이를 감소시킴에 의해서 추진기 효율은 높이는 정류(整流) 핀 붙임 보스 캡(5)가 개발되어 있다.

이 정류 핀 붙임 보스 캡(5)에서는, 보스 캡(5)에 장치하는 핀(6)의 개수(도 15에서는 4개)를 각 프로펠러 블레이드(프로펠러 날개)(3)의 개수(도 15에서는 4개) 와 같이 한다. 또, 도 18에 보이는 바와 같이, 핀(6)의 각도 α는, 프로펠러 블레이드(3)의 근부(根部)의 기하학적 피치 각 ε에 대하여, (-20°≤α-ε≤ +30°)의 관계를 가지고 있다. 핀(6)의 길이 방향에 관하여는, 핀(6)의 전연(前緣)은 프로펠러 블레이드(3)의 근부의 후연(後緣)과 프로펠러 전후방향으로 같거나 또는 이 후연보다도 후방으로 한다(b≥0). 또, 인접하는 프로펠러 블레이드(3)의 근부의 극간의 위치에 마련 한다(a＞0). 또한, 도 16 및 도 17에 보이는 바와 같이, 핀(6)의 캡(5) 본체의 축선으로부터의 최대 지름(2r)은 보스(2)의 캡 붙임 단부 (2a)의 지름 Dba보다 크며, 또한 프로펠러 지름(2R)의 33% 이하로 하고 있다.

이 정류 핀 붙임 보스 캡(5)의 작용효과는 다음과 같이 생각되고 있다. 정류 핀은 그 자체로는 추력을 발생하지 않고, 보스 캡의 후류에 있어서의 허부 소용돌이의 발생을 감소하는 정류판의 작용을 한다. 이 정류작용에 의해, 보스 캡 후류의 허부 소용돌이가 확산되어 프로펠러 날개 면 상의 소용돌이에 의한 유도저항이 감소한다. 그 결과, 토크를 증대시키지 않고, 프로펠러 특성(추진기 효율)의 대폭적인 향상을 가져오게 된다.

또, 예를 들면, 특허 제 3491890 호 공보에 기재돼 있는 바와 같이, 이 정류 핀 등의, 프로펠러 허브로부터의 소용돌이를 소거하는 허브 소용돌이 소거 장치를 가지는 선박의 프로펠러에 있어서, 허브 소용돌이 소거 장치가 그 기능을 충분히 낼 수 있게 하여 프로펠러의 총체적인 효율은 높이고, 더불어 강도 면에서도 유리성을 얻을 것은 목적으로 하여, 프로펠러에 있어서의 날개 근부의 피치 또는 캠버를, 프로펠러의 중간부의 피치 또는 캠버에 비해 크게 하는 것이 제안돼 있다.

또, 예를 들면, 실개 평 5-7599 호 공보와 실공 평 7-34795 호 공보에 기재돼 있는 바와 같이, 핀을 보스 캡에 마련하지 않고, 프로펠러 보스의 스쿠루 프로펠러의 블레이드의 하류에서, 보스 캡을 제외하는 보스 부의 측 주면에, 블레이드와 같은 수의 복수 매의 정류 핀을 마련한 핀 붙임 프로펠러 보스가 제안되어 있다.

한편, 본 발명자 등은, 정류 핀 붙임 보스 캡을 이용하는 선박의 추진 장치의 핀의 형상에 의해서는 또한 추진기 효율의 향상을 꾀할 수가 있지는 않을까 생각하여, 여러 가지 발상을 토대로 연구한 핀의 형상을 사용한 수조실험을 행하였다. 그 결과, 추진기 효율을 더 향상시키는, 다음과 같은 스크루 프로펠러를 사용하는 선박의 추진 장치와 그를 구비한 선박에 도달하였다.

(선행기술 문헌)

(특허문헌)

특허문헌 1: 일본 특공 평 7-121716 호 공보

특허문헌 2: 일본 특허 제 3491890 호 공보

특허문헌 3: 일본 실개 평 5-7599 호 공보

특허문헌 4: 일본 실공 평 7-121716 호 공보

본 발명의 목적은, 핀 붙임의 프로펠러 보스 캡을 사용한 스크루 프로펠러로 형성되는 선박의 추진 장치 및 이를 구비한 선박에 있어서, 종래기술의 핀 형상의 핀 붙임의 프로펠러 보스 캡을 사용한 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박보다도, 공작성을 높이고, 더구나 , 경량화된 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 선박의 추진 장치는, 스크루 프로펠러의 프로펠러 보스의 후측에 장착하는 프로펠러 보스 캡에 핀을 마련하는 동시에, 이 핀을 프로펠러 날개의 사이의 후방에 배치한 선박의 추진 장치에 있어서, 상기 프로펠러 보스 캡의 전단부 지름을 기준 지름으로 하여, 상기 핀의 후반부분의 형상을 상기 핀의 근부의 전단과 후단의 중앙 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 2.0배, 바람직하게는 1.8배로 하고 프로펠러 회전 중심을 중심으로 하는 원과, 상기 핀의 최 후단 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 1.5배,바람직하게는 1.3배로 하여 프로펠러 회전중심을 중심으로 하는 원을 저부로 하는 원추대의 내부에 들어가도록 형성하고, 상기 핀의 후반 부분에 있어서 상기 중앙 위치와 상기 최 후단 위치를 연결하는 방향으로 튀어나온 곡선상의 외측을 배제하도록 후연 측을 커트한 형상으로 한다.

여기에서「중앙위치에 있어서」란,「이 중앙위치를 포함하고, 또한, 핀의 근부의 전단과 근부의 후단을 잇는 선분에 수직인 핀의 평면 내에 있어서」라는 의미이다. 또, 「최후단 위치에 있어서」란,「이 최후단 위치를 포함하고, 또한, 핀의 근부의 전단과 근부의 후단을 잇는 선분에 수직인 핀의 평면 내에 있어서 」라는 의미이다.

또는, 상기의 목적을 달성하기 위한 선박의 추진 장치는, 스크루 프로펠러의 프로펠러 보스의 프로펠러 날개 후방부분에 핀을 마련하는 동시에, 이 핀을 프로펠러 날개의 사이의 후방에 배치한 선박의 추진장치에 있어서, 상기 프로펠러 보스에 있어서의 프로펠러 날개의 후단의 근부의 지름을 기준지름으로 하여, 상기 핀의 후반부분의 형상을 상기 핀의 근부의 전단과 후단의 중앙 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 2.0배,바람직하게는 1.8배로 하고 프로펠러 회전 중심을 중심으로 하는 원과 상기 핀의 최 후단 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 1.5배,바람직하게는 1.3배로 하여, 프로펠러 회전중심을 중심으로 하는 원을 저부로 하는 원추대의 내부에 들어가도록 형성하고, 핀의 후반 부분에 있어서 후연 측을 커트한 형상으로 한다.

또, 상기의 선박의 추진 장치에 있어서, 상기 핀의 전반 부분의 형상을, 상기 핀의 근부의 전단으로부터 최 전단까지의 근부의 전단과 후단을 잇는 방향의 거리를 상기 기준지름의 0.0배∼0.3배로 하고, 상기 핀의 가장 외측 부분을 통과하는 원의 지름을 상기 기준지름의 1.0배∼2.5배로 하고, 더 바람직하게는 1.0배∼2.3배로 하고, 상기 핀의 상기 중앙위치에서, 상기 핀의 가장 외측 부분을 통과하는 원의 지름을 상기 기준지름의 1.0배∼2.0배로 하여, 더 바람직하게는 1.0배∼1.8배로 하여 형성된다.

종래기술의 핀은 그 전반 부분과 후반 부분이 중앙에 대하여 대략 대칭의 형상으로 형성돼 있다. 그러나, 프로펠러 날개보다 후방에서는 흐름은 급속히 축류(縮流)하고 있기 때문에, 상기와 같은, 핀의 후반 부분에 있어서는, 핀의 후연측을 커트한 형상의 편이, 프로펠러 후방의 축류에 대한 핀 효과를 유지하면서, 핀의 저항이 적어진다. 때문에, 종래기술의 핀 형상보다도 공작이 용이하여 제조 비용을 저감할 수 있고, 또, 경량화될 수가 있다. 그와 동시에, 추진기 효율의 향상에 효과가 있다. 이러한 사실을 수조실험 등에서 알았기 때문에, 이 형상으로 한다. 게다가, 수치 유체 역학 계산(CFD(Computatinal Fluid Dynamics) 계산)에 의해 핀 표면의 흐름을 해석한 결과, 핀의 외주 후연 측은 저항으로 돼 있어, 이 부분을 커트하면 추진기 효율이 향상하는 것을 알았다.

또, 상기의 목적을 달성하기 위한 선박은, 상기의 선박의 추진 장치를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 종래기술의 핀 붙임의 핀 형상을 사용한 선박 추진 장치를 구비한 선박보다도, 공작성을 높이고, 그 위에, 경량화한 선박의 추진 장치를 구비한 선박을 제공할 수가 있다.

본 발명의 선박의 추진 장치에 의하면, 핀 붙임 프로펠러 보스 캡을 사용한 스크루 프로펠러로 형성되는 추진 장치에 있어서, 핀의 형상을, 후반부분에 있어서 후연측을 커트한 형상으로 함에 의해, 프로펠러 후방의 축류에 대한 핀 효과를 유지하면서, 핀의 저항을 적게 하여 추진기 효율을 증가한다. 그와 동시에, 본 발명의 핀은, 종래기술의 핀에 비해 작아지기 때문에, 핀의 공작이 용이하게 되고, 또 작아진 만큼 경량화될 수 있다.

또, 본 발명의 선박의 추진 장치를 구비한 선박에 의하면, 추진기 효율의 높은 선박의 추진 장치를 사용함으로 추진효율의 향상을 도모할 수가 있다. 운항의기간이 10 수년 이상에도 이르고 다량의 연료를 소비하는 선박에 있어서는, 이 추진효율이 조금이라도 향상하면 연료의 매우 큰 절약이 된다. 또, 추진 장치가 조금이나마 경량화되기 때문에, 그만큼, 추진축 및 추진축의 지지구조를 경량화할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 선박의 추진 장치의 구성을 보이는 선박의 후방에서 본 그림이다.
도 2는, 도 1의 선박의 추진 장치의 측면도이다.
도 3은 프로펠러 보스 캡의 측면도이다.
도 4는 핀의 외형의 범위를 보이는 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 선박의 추진 장치의 핀의 제 1의 형상을 보이는 그림이다.
도 6은, 도 5의 프로펠러 보스 캡과 핀을 프로펠러 회전축 둘레에 회전시킨 경우의 핀의 형상을 보이는 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 선박의 추진 장치의 핀의 제 2의 형상을 보이는 그림이다.
도 8은, 도 7의 프로펠러 보스 캡과 핀을 프로펠러 회전축 둘레에 회전시킨 경우의 핀의 형상을 보이는 그림이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 선박의 추진 장치의 핀의 제 3의 형상을 보이는 그림이다.
도 10은, 도 9의 프로펠러 보스 캡과 핀을 프로펠러 회전축 둘레에 회전시킨 경우의 핀의 형상을 보이는 그림이다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 선박의 추진 장치의 핀의 제 4의 형상을 보이는 그림이다.
도 12는, 도 11의 프로펠러 보스 캡과 핀을 프로펠러 회전축 둘레에 회전시킨 경우의 핀의 형상을 보이는 그림이다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 선박의 추진 장치의 핀의 제 5의 형상을 보이는 그림이다.
도 14는, 도 13의 프로펠러 보스 캡과 핀을 프로펠러 회전축 둘레에 회전시킨 경우의 핀의 형상을 보이는 그림이다.
도 15는 종래기술에 있어서의 선박의 추진 장치의 구성을 보이는 선박의 후방에서 본 그림이다.
도 16은, 도 15의 선박의 추진 장치의 측면도이다.
도 17은 종래기술에 있어서의 프로펠러 보스 캡의 형상을 보이는 측면도이다.
도 18은 종래기술에 있어서의 프로펠러 날개와 핀의 위치관계를 나타내는 측면도이다.
도 19는 핀의 장착 각도를 나타내는 측면도이다.
도 20은 핀의 레이크 각도를 나타내는 후방에서 본 도 19의 A-A 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관계되는 선박의 추진 장치와 이를 구비한 선박의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 여기에서는, 프로펠러 날개의 후방에 배치하는 핀을 프로펠러 보스 캡에 배치한 예로 설명하고 있으나, 본 발명은, 핀을 프로펠러 보스의 프로펠러 날개의 후방 부분에 마련하는 경우에도 적용할 수가 있다. 이 프로펠러 날개의 후방 부분에 마련하는 경우에는, 기준 지름을 프로펠러 보스에 있어서의 프로펠러 날개의 후단의 근부의 지름으로 한다.

도 1∼도 20은 알기 쉽도록 프로펠러 보스, 프로펠러 날개, 프로펠러 보스 캡, 핀 등의 형상이나 치수를 바꾸어 나타내고 있어, 이들의 형상이나 치수는 실제의 것과는 다르다. 또, 도 3∼도 14, 도 15∼도 20에서는 보기 쉽게 하기 위해, 작도나 설명의 형편에 따라, 프로펠러 날개나 핀을 생략하여 나타내 있다.

도 1∼도 14에 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시의 형태의 선박의 추진 장치 1A, 1B, 1C, 1D, 1E(이하, 1A∼1E)는 프로펠러 보스(프로펠러 허브)(2)와 이 프로펠러 보스(2)에 장착된 프로펠러 날개(3)과, 프로펠러 보스(2)의 후단에 접속된 프로펠러 보스 캡(프로펠러 허브 캡)(5A)와, 이 프로펠러 보스 캡(5A)에 마련된 핀 (6A, 6B, 6C, 6D, 6E(이하, 6A∼6E))로 이루어지는 스크루 프로펠러로 구성된다.

프로펠러 보스 캡(5A)는 프로펠러 회전축(Pc)를 회전축으로 하는 회전체로 형성하고, 이 프로펠러 보스 캡(5A)의 후단부(5a)를 단면으로 형성한다. 이 회전체는, 회전의 모선을 거침없는 곡선 또는 직선으로 형성하는 동시에, 후방을 향해서 끝이 가는 형상으로 형성된다.

여기서, 프로펠러 보스 캡(5A)의 전단부 지름(Dcf)를 기준 지름(Ds)로 한다. 그와 동시에 이 프로펠러 보스 캡(5A)의 전장(Lc)를 바람직하게는 기준 지름(Ds)의 0.28배∼0.76배로 한다. 또 프로펠러 보스 캡(5A)의 후단부(5a)의 지름(Dca)를 바람직하게는 기준 지름(Ds)의 0.35배∼0.95배로 한다. 더구나, 이 전단부(5f)의 지름(Dcf)는 프로펠러 보스 캡(5A)의 플랜지 경에 상당한다.

도 3에 보이는 바와 같이, 프로펠러 보스 캡(5A)의 외주면(5b)를 형성하는 회전체의 모선을 직선으로 하는 경우에는, 프로펠러 보스 캡(5A)의 형상은 원추대로 되어, 매우 제조하기 쉽게 된다. 또, 도시는 않았으나, 회전체의 모선을 거침없는 곡선으로 하는 경우라도, 전방으로부터 후방에 향해서 거침없이 끝이 가는 형상으로 하고, 바람직하기는, 프로펠러 보스 캡(5A)의 후단부(5a)의 형상을 프로펠러 회전축(Pc)에 수직인 단면에 있어서, 원추대의 형상으로부터의 편차를 프로펠러 보스 캡(5A)의 전장(Lc)의 20% 이내로 한다.

또, 프로펠러 보스 캡(5A)의 전단부(5f)의 단면은 프로펠러 보스(2)의 후단면(2a)에 접합하는 관계로부터 평면형상으로 형성된다. 한편, 프로펠러 보스 캡(5A)의 후단부(5a)의 단면은, 도 3에 보이는 바와 같이, 공작 상의 관점부터가 평면으로 형성한 것이 바람직하나, 평면에 가까운 원추 또는 회전체 등으로 형성하여도 좋다. 이 경우에도, 후단부(5a)의 형상을 주연 부와 중심부와의 전후방향의 거리를, 프로펠러 보스 캡(5A)의 전장(Lc)의 20%의 범위 내에 받아들이게 구성한다.

핀(6A∼6E)는, 스크루 프로펠러(1A∼1E)의 프로펠러 보스(2)의 후측에 장착하는 프로펠러 보스 캡(5A)에 마련되는 동시에, 이 핀(6A∼6E)는 프로펠러 날개 3의 사이의 후방에 배치된다. 결국, 프로펠러 축(Pc)의 후 방향으로 본 때에, 핀( 6A∼6E)의 근부의 전단(6f)는, 프로펠러 날개 3의 근부의 후단끼리의 사이에 배치된다. 측면에서 본 때에는, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)는, 프로펠러 날개 3의 근부의 후단보다 후방에 배치된다. 이 핀(6A∼6E)는, 정과 부의 캠버를 가지고 형성하여도 좋으나, 공작 상의 간편성과 제작비용의 삭감의 면으로부터는, 평판 형상이 적합하다. 또, 이 핀(6A∼6E)는, 정과 부의 레이크 각을 가지고 장착되어도 좋다.

그리고, 본 발명에 있어서는, 선체의 측면에서 본 도 4와 도 5, 및 프로펠러 보스 캡(5A)와 핀(6A∼6E)를 프로펠러 회전축 둘레로 회전시킨 경우의 도 6에 나타내는 바와 같이, 이 핀(6A∼6E)의 형상을 이하와 같이 한다. 게다가, 도 4 중에, 실시의 형태의 핀(6A∼6E)와의 비교를 위해 종래기술의 핀(6)의 대략 전후대칭의 형상을 가는 선으로 나타내고 있다. 극단적으로 말하면, 본 발명에서는, 도 4에 보이는 핀(6A) 등과 같이, 종래기술의 핀(6)의 후 절반의 핀 면적(사선부분)이 감소하고 있다.

핀(6A∼6E)의 전반 부분의 형상에 관하여는, 도 6 ∼도 14에 보이는 바와 같이, 핀(6A∼6E)의 길이 방향, 즉, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)와 후단(6a)를 있는 선분의 방향에 관하여는, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)로부터 핀(6A∼6E)의 최 전단까지의 거리(Lf)를 기준 지름 Ds(=Dcf)의 0.0배∼0.3배로 한다. 말하자면, 이 거리 Lf의 최대치 Lfmax를 0.3 x Ds로 한다.

또, 핀(6A∼6E)의 높이 방향(프로펠러 회전축 Pc에 수직인 방향)에 관하여는, 도 6에 보이는 바와 같이, 핀(6A∼6E)의 가장 외측 부분을 통과하는 제 1원 C1의 지름(D1)을 기준 지름(Ds)의 1.0배∼2.5배로 하고, 더 바람직하게는 1.0배∼2.3배로 하고, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)와 후단(6a)의 중앙위치(Xm)에 있어서, 핀(6A∼6E)의 가장 외측 부분을 통과하는 제 2원(C2)의 지름(D2)을 기준 지름(Ds)의 1.0배∼2.0배, 더 바람직하게는 1.0배∼1.8배로 한다.

또, 핀(6A∼6E)의 후반 부분의 형상에 관하여는, 도 5 및 도 6에 보이는 바와 같이, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)와 근부의 후단(6a)의 중앙위치(Xm)에 있어서, 지름(D3)를 기준 지름(Ds)의 2.0배, 더 바람직하게는 1.8배로 하는 제 3원(C3)과, 핀(6A∼6E)의 최 후단위치 Xe에 있어서, 지름(D4)를 기준 지름(Ds)의 1.5배, 더 바람직하게는 1.3배로 하는 제 4원(C4)와, 이들의 제3 원(C3)과 제 4원(C4)를 저부로 하는 원추대의 내부에 들도록 형성한다.

여기에서「중앙위치 Xm에 있어서」란,「이 중앙위치 Xm를 포함하고, 또한, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)와 근부의 후단(6a)을 잇는 선분에 수직인 핀의 평면 내에 있어서」라는 의미이다. 또, 「최 후단 위치 Xe에 있어서」란,「이 최후단 위치(Xe)를 포함하고, 또한, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)와 근부의 후단 (6a)을 잇는 선분에 수직인 핀의 평면 내에 있어서」라는 의미이다.

핀(6A∼6E)의 길이에 관하여는, 핀(6A∼6E)의 근부의 전단(6f)와 후단(6a)이 프로펠러 보스 캡(5A)에 배치될 필요가 있어서, 프로펠러 보스 캡(5A)의 회전중심선에 대한 핀(6A∼6E)의 장착 각도와의 관계에서 스스로 제한을 받는다. 예를 들면, 핀(6A∼6E)의 전연은 프로펠러 날개 3의 근부의 후연과 프로펠러 2의 전후방향으로 같거나 또는 이 후연보다도 후방으로 한다.

또, 도 18에 보이는 바와 같이, 핀(6A∼6E)의 장착의 각도 α에 관하여는, 종래기술과 마찬가지로, 프로펠러 날개(3)의 근부의 기하학적 피치 각 ε에 대하여 (-20°≤ α-ε≤+30°)의 관계를 가지게 하여 장착한다.

또, 핀(6A∼6E)는 인접하는 프로펠러 날개(3)의 근부의 극간(隙間)의 위치에 마련한다. 핀(6A∼6E)의 장착 각도로서, 종래기술의 핀 붙임의 프로펠러 보스 캡 (5)와 마찬가지로, 도 19와 도 20에 보이는 바와 같은 레이크 각 γ를 붙여도 좋다. 도 20은 핀(6A∼6E)의 레이크 각 γ가 0으로 장착된 경우와 정의 각도(+γ) 또는 부의 각도(-γ)로 장착된 경우를 나타낸 것이다.

상기의 한정을 받은 이 핀 6A∼6E의 형상 범위는, 핀(6A∼6E)의 후반 부분이 도 5∼도 14에 보이는 바와 같은 사선 부에 들어가는 형상이 된다.

도 5 및 도 6에 보이는 핀(6A)는 최 전단의 돌출 량(Lf)가 영보다도 커, 전단의 위치(Xs)가 근부의 전단(6f) 보다 조금 앞으로 나와 있고, 최 후단의 위치(Xe)가 근부의 후단(6a)와 같다고 하는 특징이 있다. 도 5는 핀(6A)를 선체의 측면방향에서 본 도식적인 그림이고, 도 6은 프로펠러 보스 캡(5A)와 핀(6A)를 프로펠러 회전축둘레로 회전시킨 경우의 도식적인 횡 투영도를 보인다. 선(L x m)은 핀(6A)의 근부의 전단(6f)와 후단(6a)의 중앙위치(Xm)로 근부의 선에 수직인 핀의 평면 내의 선을 나타낸다.

도 7 및 도 8에 보이는 핀(6B)는 최 외측 부분이 근부의 전단(6f) 보다도 상당히 앞으로 나와 있고, 또, 최 후단의 위치(Xe)가 근부의 후단(6a)와 같이 되어 있다는 특징이 있다. 도 7는 핀(6B)를 선체의 측면방향에서 본 도식적인 그림이고, 도 8은 프로펠러 보스 캡(5A)와 핀(6B)를 프로펠러 회전축둘레로 회전시킨 경우의 도식적인 횡 투영도를 보인다.

도 9 및 도 10에 보인 핀 6C는 최 외측 부분이 근부의 전단(6f) 보다도 조금 앞으로 나와 있고, 또, 최 후단의 위치(Xe)가 근부의 후단(6a) 보도도 뒤로 옆으로 되어 있다는 특징이 있다. 도 9는 핀(6C)를 선체의 측면방향에서 본 도식적인 그림이고, 도 10은 프로펠러 보스 캡(5A)와 핀(6C)를 프로펠러 회전축둘레로 회전시킨 경우의 도식적인 횡 투영도를 보인다.

도 11 및 도 12에 보이는 핀(6D)는 최 전단의 돌출 량(Lf)가 영으로, 전단의 위치(Xs)가 근부의 전단(6f)와 같은 위치로 돼 있고, 또, 최 후단의 위치(Xe)가 근부의 후단(6a) 보다도 후측으로 돼 있다고 하는 특징이 있다. 도 11는 핀(6D)를 선체의 측면방향에서 본 도식적인 그림이고, 도 12는 프로펠러 보스 캡(5A)와 핀(6D)를 프로펠러 회전축둘레로 회전시킨 경우의 도식적인 횡 투영도를 보인다.

도 13 및 도 14에 보이는 핀(6E)는 최 전단의 돌출 량(Lf)가 제로로, 전단의 위치(Xs)가 근부의 전단(6f)와 같은 위치로 돼 있고, 또, 최 후단의 위치(Le)가 제로로, 후단의 위치(Xs)가 근부의 후단(6a)와 같이 돼 있다고 하는 특징이 있다. 도 13은 핀(6E)를 선체의 측면방향에서 본 도식적인 그림이고, 도 14는 프로펠러 보스 캡(5A)와 핀(6E)를 프로펠러 회전축둘레로 회전시킨 경우의 도식적인 횡 투영도를 보인다.

또, 핀(6A∼6E)의 두께방향에 관하여는, 평판으로 균일 두께로 하는 편이 공작상 용이하지만, 적어도 성능향상을 목표로 하는 경우에는, 날개 형상으로 한다. 평판을 굽혀 캠버를 마련하거나, 날개 형상으로 캠버를 마련할 수도 있으며, 이 캠버를 마련하는 경우에는 프로펠러 보스 캡(5)의 형상과의 관계를 고려하여 핀(6A∼6E)의 근부에 있어서, 프로펠러 날개(3)의 캔버와 다른 방향으로 캔버를 마련하여, 프로펠러 날개(3)이 발생하는 토크(Qp)와 역방향의 토크(Qf)가 발생하게 하는 것이 바람직하다.

상기의 선박의 추진 장치(1A∼1E)에 의하면, 핀(6A∼6E)의 형상을 후반부분에 있어서 후연측을 커트한 형상으로 함에 의해, 프로펠러 후방의 축류에 대한 핀 효과를 유지하면서, 핀(6A∼6E)의 저항을 적게 하여 추진기 효율을 증가시킨다. 그와 동시에, 핀(6A∼6E)는 종래기술의 핀에 비해 작아지므로, 핀(6A∼6E)의 공작이 용이하게 되고, 작아진 만큼 경량화할 수가 있다.

또, 본 발명은 핀을 프로펠러 보스의 프로펠러 날개의 후방부분에 마련하는 경우에도 적용할 수가 있다. 이 프로펠러 날개의 후방부분에 마련하는 경우에는, 기준 지름을 프로펠러 보스에 있어서의 프로펠러 날개의 후단의 근부의 지름으로 한다. 핀(6A∼6E)를 보스 캡 5에 장착하는 경우는, 캡은 프로펠러의 후방에 설치된다고 하는 물리적 제한으로부터 핀(6)의 전연은 프로펠러 블레이드(3)의 근부의 후연과 프로펠러 전후방향으로 같거나 또는 이 후연보다 후방으로 되지만(b≥0), 핀(6)을 프로펠러 보스(2)의 프로펠러 날개(3)의 후방에 마련하는 경우는, 핀(6)의 전단 은 프로펠러 날개 사이에 배치되어도 좋다. 이 경우는, b는 마이너스이어도 좋고, 바람직하게는 -0.5×Dcf<b<0이면 좋다. 이와 같이 함으로써, 프로펠러 보스의 길이를 조금이라도 짧게 하여 경량화를 도모할 수가 있다.

본 발명의 선박의 추진 장치를 구비한 선박은, 상기의 선박의 추진 장치(1A∼1E)를 구비하여 구성된다. 이 선박에 의하면, 상기의 선박의 추진 장치(1A∼1E)를 사용하기 때문에 추진효율의 향상을 도모할 수가 있다. 또, 추진 장치(1A∼1E)가 적으나마 경량화되기 때문에, 그만큼 추진축 및 추진축의 지지구조를 경량화할 수가 있다.

본 발명의 선박의 추진 장치는, 핀의 형상을 후반부에 있어서 후연측을 커트한 형상으로 함에 의해, 프로펠러 후방의 축류에 대한 핀 효과를 유지하면서, 핀의 저항을 적게 하여 추진기 효율을 증가하는 동시에, 종래기술의 핀에 비해 작아지므로 핀의 공작이 용이하게 되고, 또, 작아진 만큼 경량화되기 때문에 선박의 추진 장치로서 이용할 수가 있다.

또, 본 발명의 선박의 추진 장치를 구비한 선박은, 추진효율의 향상을 꾀할 수가 있어서 연비 절약이 될 수 있는 동시에, 추진 장치의 경량화에 의한 추진축 및 추진축의 지지구조의 경량화가 될 수 있으므로, 많은 선박에 이용될 수가 있다.

1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E 선박의 추진기
2 프로펠러 보스
(2a) 프로펠러 보스의 후단면
3 프로펠러 날개
4 프로펠러 회전축
5, ((5a)) 프로펠러 보스 캡
((5a)) 프로펠러 보스 캡의 후단부
(5b) 프로펠러 보스 캡의 외주면
5f 프로펠러 보스 캡의 전단부
6, 6A, 6B, 6C, 6D, 6E 핀
6a 핀의 근부의 후단
6f 핀의 근부의 전단
a 핀 전단의 프로펠러 블레이드의 회전방향 거리
b 프로펠러 블레이드 후단과 핀 전단의 프로펠러 전후방향 거리
C1 제 1 원
C2 제 2 원
C3 제 3 원
C4 제 4 원
Dca 프로펠러 보스 캡의 후단부의 지름
Dcf 프로펠러 보스 캡의 전단부의 지름
Dp 프로펠러 지름
Ds 기준 지름
D1 제 1 원의 지름
D2 제 2 원의 지름
D3 제 3 원의 지름
D4 제 4 원의 지름
Lc 프로펠러 보스 캡의 길이
Le 핀의 외형에 있어서의 핀의 근부의 후단부터 최 후단까지의 수평거리
Lf 핀의 외형에 있어서의 핀의 근부의 후단부터 최 후단까지의 수평거리
Lfmax Lf의 최대치
L×m 핀의 근부의 전단과 후단의 중앙위치에서 근부의 선에 수직인 핀의 평면 내의 선
Xs 핀의 최전단의 위치
Lm 핀의 근부의 전단과 후단의 중앙위치
Xe 핀의 최후단의 위치
α 핀의 장착각도
ε 프로펠러 블레이드의 근부의 기하학적 피치 각
γ 핀의 장착 레이크 각도

Claims (4)

1. 스크루 프로펠러의 프로펠러 보스의 후측에 장착하는 프로펠러 보스 캡에 핀을 마련하는 동시에, 이 핀을 프로펠러 날개의 사이의 후방에 배치한 선박의 추진 장치에 있어서,
   상기 프로펠러 보스 캡의 전단부 지름을 기준 지름으로 하여,
   상기 핀의 후반부분의 형상을 상기 핀의 근부의 전단과 후단의 중앙 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 2.0배로 하고 프로펠러 회전 중심을 중심으로 하는 원과, 상기 핀의 최 후단 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 1.5배로 하여 프로펠러 회전중심을 중심으로 하는 원을 저부로 하는 원추대의 내부에 들어가도록 형성하고,
   상기 핀의 후반 부분에 있어서 상기 중앙 위치와 상기 최 후단 위치를 연결하는 방향으로 튀어나온 곡선상의 외측을 배제하도록 후연 측을 커트한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 선박의 추진 장치.
2. 스크루 프로펠러의 프로펠러 보스의 프로펠러 날개 후방부분에 핀을 마련하는 동시에, 이 핀을 프로펠러 날개의 사이의 후방에 배치한 선박의 추진장치에 있어서,
   상기 프로펠러 보스에 있어서의 프로펠러 날개의 후단의 근부의 지름을 기준지름으로 하여,
   상기 핀의 후반부분의 형상을 상기 핀의 근부의 전단과 후단의 중앙 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 2.0배로 하고 프로펠러 회전 중심을 중심으로 하는 원과 상기 핀의 최 후단 위치에 있어서 지름을 상기 기준 지름의 1.5배로 하여, 프로펠러 회전중심을 중심으로 하는 원을 저부로 하는 원추대의 내부에 들어가도록 형성하고,
   상기 핀의 후반 부분에 있어서 상기 중앙 위치와 상기 최 후단 위치를 연결하는 방향으로 튀어나온 곡선상의 외측을 배제하도록 후연 측을 커트한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 선박의 추진 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 핀의 전반 부분의 형상을 상기 핀의 근부의 전단에서 최 전단까지의 근부의 전단과 후단을 잇는 방향의 거리를 상기 기준 지름의 0.0배∼0.3배로 하고, 상기 핀의 가장 외측 부분을 통과하는 원의 지름을 상기 기준 지름의 1.0배∼2.5배로 하며,
   상기 핀의 상기 중앙위치에서, 상기 핀의 가장 외측 부분을 통과하는 원의 지름을 상기 기준 지름의 1.0배∼2.0배로 하는 것을 특징으로 하는 선박의 추진 장치.
4. 제 1, 2, 또는 3 항 기재의 선박의 추진 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 선박.

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