KR101645982B1 - 교반용 상반 프로펠러 유니트 - Google Patents

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KR101645982B1
KR101645982B1 KR1020150102122A KR20150102122A KR101645982B1 KR 101645982 B1 KR101645982 B1 KR 101645982B1 KR 1020150102122 A KR1020150102122 A KR 1020150102122A KR 20150102122 A KR20150102122 A KR 20150102122A KR 101645982 B1 KR101645982 B1 KR 101645982B1
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KR1020150102122A
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문영준
김대한
배용균
황승태
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고려대학교 산학협력단
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    • B01F7/00191—
    • B01F3/04106—
    • B01F7/06—

Abstract

본 발명에서는 교반용 상반 프로펠러 유니트를 제안한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트는 샤프트부; 상기 샤프트부에 연결되는 전방 프로펠러 허브와 상기 전방 프로펠러 허브로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 균등 배치되는 복수 개의 전방 프로펠러 블레이드을 구비하는 전방 프로펠러; 및 상기 샤프트부에 연결되는 후방 프로펠러 허브와 상기 후방 프로펠러 허브로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 균등 배치되는 복수 개의 후방 프로펠러 블레이드를 구비하는 후방프로펠러를 포함한다.

Description

교반용 상반 프로펠러 유니트{CONTRA ROTATING PROPELLER UNIT FOR MIXING FLUIDS}
본원은 프로펠러 유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교반 성능을 극대화 시키는 구조의 상반 회동하는 구조의 교반용 상반 프로펠러 유니트에 관한 것이다
수자원의 급격한 고갈로 인하여 오염된 물의 재처리 내지 정수 시설에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 정수 시설 등의 수처리 장치에 있어 물을 교반하는 장치는 수처리에 필수적인 요소로서 물의 산소 접촉 면적을 증대시키고 산소공급을 원활하게 함으로써 하수의 재처리 성능 내지 정수 성능을 극대화시킬 수 있다.
또한, 부영양화로 인하여 녹조 내지 적조 현상이 발생하는 경우 양어장 내지 양식장 등에서 물 속 생물의 산소 공급 부족으로 인한 집단 폐사 등이 발생할 수 있는데, 물의 교반을 통한 산소 공급을 원활히 함으로써 이러한 위험을 방지 내지 저감시킬 수 있다.
하지만, 종래의 수처리 장치는 단순한 교반 기능을 제공하여 입력되는 에너지 대비 교반 출력, 즉 교반 성능이 약하여 소정의 효과를 얻는데 어려움이 수반되었다.
한편, 이와 관련하여 일본공개특허 제2006-062835호(발명의 명칭: 프로펠러, 교반기 및 컨베이어) 에서는, 회전 축부의 외주에 복수의 날개를 각각 이간한 배치로 나선형으로 줄지어 설치하고, 각 날개부의 나선 방향의 전단부를, 나선 방향으로 선행하는 옆의 날개부의 후단부와 회전 축부의 축심 방향에 관해 교차시키는 구성을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프로펠러 주위에 발생하는 회전 유동(swirl)을 최소화하여 에너지 절감의 효과를 낼 수 있는 교반 펌프용 프로펠러 유니트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트은 샤프트부; 상기 샤프트부에 연결되는 전방 프로펠러 허브와 상기 전방 프로펠러 허브로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 균등 배치되는 복수 개의 전방 프로펠러 블레이드를 구비하는 전방 프로펠러; 및 상기 샤프트부에 연결되는 후방 프로펠러 허브와 상기 후방 프로펠러 허브로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 균등 배치되는 복수 개의 후방 프로펠러 블레이드을 구비하는 후방프로펠러를 포함하되, 상기 후방프로펠러는 상기 전방 프로펠러와 이격되어 반대 방향으로 회동하도록 배치되되, 상기 샤프트부에 수직한 평면을 중심으로 상반 배치되고, 상기 전방 프로펠러 블레이드(Nfl) 또는 상기 후방 프로펠러 블레이드의 개수(Nft;Nfl=Nft)로 1회전각(2π)을 나눈 값을 1피치라고 하고, 상기 샤프트부에 수직한 평면 상에 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 투영시, 상기 전방 프로펠러 블레이드 중 어느 하나가 상기 후방 프로펠러 블레이드 중 상대 회동 방향으로 최근접하되 비중첩하는 후방 프로펠러 블레이드에 대하여, 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 1피치 상대 회동에 따라 중첩하는 영역을 중첩부(a)라 하며, 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 1피치 상대 회동시, 상기 중첩부는 상기 전방 프로펠러 허브 및 상기 후방 프로펠러 허브와 연결되는 위치로부터 상기 전방 프로펠러 블레이드 및 상기 후방 프로펠러 블레이드의 상기 샤프트부의 회전 중심에서 최대 반경 위치까지 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 교반용 상반 프로펠러 유니트.반용 상반 프로펠러 유니트는, 샤프트부와, 상기 샤프트부에 장착되어 상기 샤프트부와 함께 회동하는 전방 프로펠러와, 상기 전방 프로펠러와 동일한 형상을 구비하고 상기 샤프트부에 가동 가능하게 연결되고 상기 전방 프로펠러와 이격되어 반대 방향으로 회동하도록 배치되되, 상기 샤프트부에 수직한 평면을 중심으로 상반 배치되는 후방 프로펠러를 포함하는 교반용 상반 프로펠러 유니트를 포함한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트는, 동일 형상의 상반 배치 구조의 전방 및 후방 프로펠러를 통하여 높은 교반능(유량)을 가지는 수처리 교반 펌프에 최적화된 프로펠러 구조를 제공할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트는, 사전 설정된 중첩도, 유량 개방도, 블레이드 투영 면적각 대 피치각 비, 및 스큐각을 구비하는 전방 프로펠러 블레이드와 후방 프로펠러 블레이드를 구비하여 유동 유체의 회전 성분을 최소화시키고 직진 성분을 증대시켜 에너지 절감형 수처리 교반 유니트를 제공할수도 있다.
셋째, 본 발명의 일실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트는 에너지 절감형 수처리 교반 펌프가 사용되는 수처리 공정개발에 기여함으로써 동력비를 줄일 수 있는 에너지 절감형 장치의 개발을 가능하게 하고, 이의 적용에 따른 CO2 배출량 감소 효과를 수반할 수도 있다.
넷째, 본 발명의 일실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트는, 수계의 부영양화 방지를 통한 연안지역 적조현상 방지 및 연안 어업생산기지(연안 양식장)의 상실방지 효과 기대할 수도 있고, 수계의 수질개선에 의한 생태계 건전성이 회복되어 국민 건강의 안전성 향상을 이룰 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 개략적인 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 샤프트부에 수직한 평면 상의 개략적인 부분 투영도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일시예들에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트 의 1피치의 피치각 변화에 따른 중첩 상태 변화를 나타내는 부분 단면도이다.
도 9는 도 5 내지 도 8의 본 발명의 일시예들에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 블레이드 중첩도 선도이다.
도 10은 본 발명의 일시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 샤프트부에 대한 수직한 평면 상의 개략적인 부분 투영도이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일시예들에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 1피치의 피치각 변화에 따른 유로 개방도 변화를 나타내는 부분 단면도이다.
도 15는 도 11 내지 도 14의 본 발명의 일시예들에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 유로 개방도 선도이다.
도 16 및 17은 본 발명의 일시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 I형 블레이드를 갖는 프로펠러 블레이드에 대한 세부 정면도이다.
도 18의 (a)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 유속을 나타내는 도면이고, 도 18의 (b)는 본 발명의 일 실 시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 유속을 나타내는 도면이다.
도 19의 (a)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 폭기량을 나타내는 도면이고, 도 19의 (b)는 본 발명의 일 실 시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 폭기량을 나타내는 도면이다.
도 20의 (a)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도를 나타내는 도면이고, 도 20의 (b)는 본 발명의 일 실 시예에 따른 교반용 상반 프로 펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트 및 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 거리에 따른 축방향 속도 감소비율을 나타내는 표이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
이하에서는 본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 샤프트부(100)와, 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)를 포함하고, 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는 샤프트부(100)에 대하여 회동 가능하게 장착 내지 연결된다.
샤프트부(100)는 모터 등의 구동부(11, 도 2 참조)와 연결되어 회동 상태를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 후방 프로펠러(120)의 일측에, 즉 전방 프로펠러(110)가 위치하는 방향의 반대방향에 위치하는 공기포집부(130) 및 공기포집부(130)에 마이크로버플을 공급하는 공기공급관을 더 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전방 프로펠러(110)는 샤프트부(100)에 장착되어 회동하는데, 전방 프로펠러(110)는 전방 프로펠러 허브(111)와 전방 프로펠러 블레이드(113)를 구비한다.
전방 프로펠러 허브(111)는 샤프트부(100)와 연결되는데, 본 실시예에서 전방 프로펠러 허브(111)는 샤프트부(100)에 고정장착되어 샤프트부(100)의 회동과 직결 연결되는 구조를 취하나 별개의 전달 수단을 통하여 연결될 수도 있다.
후방 프로펠러(120)는 전방 프로펠러(110)에 인접 이격되어 배치되는데, 후방 프로펠러(120)는 전방 프로펠러(110)와 동일한 형상을 구비한다. 즉, 후방 프로펠러(120)는 후방 프로펠러 허브(121)와 후방 프로펠러 블레이드(123)를 구비하고, 후방 프로펠러 허브(121)는 샤프트부(100)에 가동 가능하게, 즉 회동 가능하게 연결되고, 후방 프로펠러 블레이드(123)는 후방 프로펠러 허브(121)의 외주면으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 구조를 구비한다.
본 발명의 일실시예의 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는 선후 배치로 인하여 허브의 형상이 다소 부분적으로 상이할 뿐, 양자는 동일한 블레이드 구조를 구비하는바, 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
본 발명의 일실시예의 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는 서로 이격되어 배치되는데, 보다 구체적으로 전방 프로펠러(110)의 전방 프로펠러 블레이드(113)와 후방 프로펠러(120)의 후방 프로펠러 블레이드(123)는 서로 이격되어 배치되는 구조를 형성하도록 배치된다.
또한, 본 발명의 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는 서로 상반(相反) 배치되는데, 서로 동일한 형상을 구비하는 두 개의 프로펠러가 동일한 면이 동일한 방향을 향하지 않고 서로 반대 방향을 향도록 샤프트부(100)의 중심축을 이루는 선상에 배치된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는 샤프트부(100)의 중심선상에 동축 배치되되, 전방 프로펠러(110)와 후방프로펠러(120)가 이루는 동축선상으로 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)의 사이에 가상 수직 배치되는 가상 수직 평면을 중심으로 상반 배치된다.
한편, 본 발명의 전방 프로펠러(110)는 앞서 기술된 바와 같이 전방 프로펠러 허브(111)로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 전방 프로펠러 블레이드(113)를 구비하는데, 전방 프로펠러 블레이드(113)는 전방 프로펠러 허브(111)에 대하여 균등 배치된다. 즉, 전방 프로펠러 블레이드(113)는 복수 개가 구비되되, 전방 프로펠러 허브(111)에 대하여 등각 배치되는 구조를 형성한다.
전방 프로펠러(110)와 마찬가지로, 후방 프로펠러(120)도 후방 프로펠러 허브(121)로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 후방 프로펠러 블레이드(123)를 구비하는데, 후방 프로펠러 블레이드(123)도 후방 프로펠러 허브(121)에 대하여 균등배치되어, 후방 프로펠러 블레이드(123)는 후방 프로펠러 허브(121)에 대하여 등각배치되는 복수 개 구조를 형성한다.
도 1에서 본 발명의 일실시예에 따른 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123)는 세 개가 구비되는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 전방 프로펠러 블레이드(113)와 후방 프로펠러 블레이드(123)는 서로 상이한 개수를 구비할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다.
본 발명의 샤프트부(100)와 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 장착 내지 연결 구조의 일예가 도 2에 도시된다. 샤프트부(100)는 구동부(11)와 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)를 연결하여 구동부(11)에서 생성된 구동력을 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)로 전달한다. 샤프트부(100)는 샤프트 구동 기어(101)와 샤프트 유성 기어부(102,103)와 샤프트 구동 샤프트(104)와 샤프트 링 기어(105)와 샤프트 콘트라 샤프트(106)를 포함한다.
샤프트 구동 기어(101)는 구동부(11)와 연결되어 구동력을 입력받는다.
샤프트 유성 기어부(102,103)는 샤프트 구동 기어(101)와 치합되어 입력받은 구동력을 전달한다.
샤프트 구동 기어(101)를 통해 입력받은 구동력은 샤프트 유성 기어부(102,103)를 통하여 분기되어 두 개의 구동력 전달 구조로 이룬다.
샤프트 유성 기어부(102,103)는 샤프트 유성 기어(102)와 샤프트 유성 기어 캐리어(103)를 포함한다. 샤프트 유성 기어(102)는 복수 개가 샤프트 구동 기어(101)와 외접하고 샤프트 유성 기어 캐리어(103)에 회동 가능하게 장착된다.
샤프트 유성 기어 캐리어(103)는 샤프트 구동 샤프트(104)와 연결되어 샤프트 유성 기어 캐리어(103)가 회동하는 경우 샤프트 구동 샤프트(104)도 함께 회동한다.
샤프트 구동 샤프트(104)는 전방 프로펠러(110)의 전방 프로펠러 허브(111)와 전방 프로펠러 허브 연결부(111a)를 통하여 전방 프로펠러 허브(111)와 연결되어 구동부(11)에서 생성된 구동력이 소정의 기어비로 전달되는 구조를 형성한다.
샤프트 링 기어(105)는 샤프트 유성 기어(102)와 내접하는 구조를 취하는데, 샤프트 링 기어(105)는 하우징 케이스로 형성되는 샤프트 콘트라 샤프트(106)의 일측 내면에 형성된다.
또한, 샤프트 링 기어(105)는 샤프트 유성 기어(102)와 치합되어 구동력을 전달받는데, 샤프트 링 기어(105)가 형성된 샤프트 콘트라 샤프트(106)도 함께 구동력을 전달받는다.
샤프트 콘트라 샤프트(106)는 후방 프로펠러(120)와 연결되고, 샤프트 구동 샤프트(104)의 외측에 배치되며, 샤프트 구동 샤프트(104)가 샤프트 콘트라 샤프트(106)를 관통하여 상대 회동 가능하게 배치된다.
또한, 샤프트 콘트라 샤프트(106)는 후방 프로펠러 허브 연결부(121a)를 통하여 후방 프로펠러 허브(121)와 연결되어 구동부(11)에서 생성된 구동력을 전달받은 샤프트 콘트라 샤프트(106)가 회동하는 경우 함께 회동하여 후방 프로펠러 블레이드(123)를 통한 소정의 교반력을 형성하는데, 구동부(11)를 통한 샤프트 구동 기어(101)의 회전 방향과 샤프트 콘트라 샤프트(106)의 회전 방향은 서로 반대되어 상반되는 구조를 형성한다.
이와 같은 상반 배치를 이루는 구동력 전달 구조 및 프로펠러 배치를 통하여 구동부(11)에서 생성된 구동력은 구동부(11)와 연결되고 샤프트 구동 기어(101)와 샤프트 유성 기어부(102,103)와 샤프트 구동 샤프트(104)와 샤프트 링 기어(105)와 샤프트 콘트라 샤프트(106)를 포함하는 샤프트부(100)로 전달되고, 샤프트부(100)는 장착 내지 연결되는 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)에 구동력을 제공함으로써 소정의 상반 회전 구조가 이루어 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 주위의 유체에 직선 유동력을 증진시키는 교반력을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)가 구비하는 프로펠러 블레이드는 유체 교반력을 증진하도록 직진 유동을 강화하는 구조를 더 구비할 수도 있다.
교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는 유체 교반력을 증진하도록 직진 유동을 강화하는 배치 구조를 갖는다.
또한, 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 내부에 소정의 공간이 형성되고, 내부의 공간에 샤프트부(100)가 위치하는 공기포집부(130) 및 공기포집부(130)의 외주면에 연결되어, 공기포집부(130)의 내부에 마이크로버블을 공급하는 공기공급관(140)을 더 포함할 수 있다.
공기공급관(140)은, 도3에 도시된 바와 같이, 마이크로버블을 생성하기 위해 단면이 벌집구조일 수 있다.
상세하게는, 벌집구조의 공기공급관을 통해 방출된 에어는 마이크로 버블을 형성하고, 마이크로버블은 교반하는 유체에 공급되어, 유기물을 미생물로 분해하는 자정작용을 활성화시켜 연못 녹조 제거 및 수질정화를 빠른 시간 내에 처리할 수 있는 효과가 있다.
상술한 마이크로 버블이란 50um이하의 눈으로 확인할 수 없는 미세기포를 의미할 수 있다. 또한, 마이크로 버블은 수면으로 0.1cm/s의 매우 느린 속도로 상승하고, 400Mhz의 초음파, 140dB의 높음 음압, 및 약 5,500도의 순간적인 초고열을 발생시킬 수 있다.
공기공급관(140)은 도 1에 도시된 바와 같이, Y자 형태의 분기관일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 복수의 지관이 구비된 분기관 형태일 수 있다.
마이크로버블이 복수의 지관을 통해 공기포집부(130)로 공급됨에 따라, 더 큰 부압차이를 만들어 내어 폭기 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트의 샤프트부에 수직한 평면 상의 개략적인 부분 투영도이다.
도 4를 참조하여, 이하 기술되는 중첩부(a), 블레이드 투영 면적(A), 블레이드 투영 최대 반경(R), 및 중첩도 최대 반경(r)에 대해서 설명한다.
중첩부(a)는 샤프트부(100)에 수직한 평면 상에 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 투영시, 전방 프로펠러 블레이드(113) 중 어느 하나가 후방 프로펠러 블레이드(123) 중 상대 회동 방향으로 최근접하되 비중첩하는 후방 프로펠러 블레이드에 대하여, 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 1피치 상대 회동에 따라 중첩하는 영역을 의미한다.
또한, 블레이드 투영 면적(A)은 샤프트부(100)에 수직한 평면 상에 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 투영시, 전방 프로펠러 블레이드(113) 및/또는 후방 프로펠러 블레이드(123)가 이루는 하나의 블레이드에 대한 투영 면적을 의미한다.
또한, 블레이드 투영 최대 반경(R)은 프로펠러가 부착되는 샤프트부(100)의 회동 중심, 즉 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 회전 중심으로부터 최대 반경 위치를 의미한다.
또한, 중첩도 최대 반경(r)은 중첩부(a)가 이루는 영역 중 회전 중심으로부터 최대 반경을 의미한다.
도 5 내지 도 8에는 본 발명에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 샤프트부(100)에 수직한 평면에 대하여 투영할 때, 1피치 변화시 중첩 상태의 변화가 도시된다.
즉, 도 5 내지 도 8에서 120도의 1피치에 대하여 총 6지점의 각도 변화 지점에 대한 중첩 상태 변화((a) 내지 (d))가 도시된다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)는, 특히 이중에서도 도 5의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)에 구비되는 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123)의 경우, 중첩부(a)가 중첩도 최대 반경(r) 위치까지 연속적으로 증가하는 구조를 취한다.
즉, 전방 프로펠러 블레이드(113)의 개수(Nfl) 또는 후방 프로펠러 블레이드(123)의 개수(Nft;Nfl=Nft)로 1회전각, 즉 2π의 값을 나눈 값을 1피치라고 한다면, 본 실시예의 전방 프로펠러 블레이드(113)의 개수(Nfl) 또는 후방 프로펠러 블레이드(123)의 개수(Nft;Nfl=Nft)가 3개인 경우, 1피치는 2π/3(=120°)를 이루며, 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)가 120도만큼 상대 회동을 이루는 경우 양자 간에 1피치의 회전이 이루어진다고 본다.
특히, 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 1피치 상대 회동시, 중첩부(a)는 전방 프로펠러 허브(111) 및 후방 프로펠러 허브(121)와 연결되는 위치로부터 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123)의 샤프트부(100)의 회전 중심에서 최대 반경 위치까지 연속적으로 증가한다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)의 샤프트부(100)에 수직한 평면 상으로의 투영도가 도시되고, 전방 프로펠러(110)와 후방 프로펠러(120)의 블레이드에 대하여 중첩부(a)가 형성된다.
중첩부(a)는 전방 프로펠러 블레이드(113)와 후방 프로펠러 블레이드(123) 간에 초기 0도의 상대 회전각으로부터 상대 회동각이 증가할수록 사전 설정된 일정 범위까지 중첩 면적이 증가한다.
이때, 중첩부(a)를 블레이드 투영 면적(A)으로 나눈 값을 블레이드 중첩도(a*)라 하고, 중첩도 최대 반경(r)을 블레이드 투영 최대 반경(R)으로 나눈 값을 블레이드 중첩 반경(r*)이라 할 때, 블레이드 중첩 반경(r*)은 0.9 이상인 경우에도 블레이드 중첩도(a*)가 연속적으로 증가하는 구조를 이룬다.
도 9에는 도 5 내지 도 8에 도시된 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 블레이드, 즉 I형(도 4), II형(도 5), III형(도 6) 및 IV형(도 7) 프로펠러의 반경 방향 위치로서의 블레이드 중첩 반경(r*)에 대한 블레이드 중첩도(a*)의 변화 상태가 도시된다.
본 발명에 따라 상반 배치되는 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 프로펠러 블레이드는 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.9이상인 경우에도 블레이드 중첩도(a*)가 연속적으로 증가하는 부분이 존재하는 구조를 취한다.
블레이드 중첩 반경(r*)이 0.3~0.4 이하의 경우에는 전방 프로펠러 허브(111) 내지 후방 프로펠러 허브(121) 측보다 작은 경우를 나타내고, 대략적으로 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.4 이상인 경우 전방 프로펠러 허브(111) 내지 후방 프로펠러 허브(121) 측으로부터 연속적으로 증가하는 구조를 취한다.
다만, 도 7 및 도 8의 경우 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.7 내지 0.8인 영역에 도달하는 경우 날개 중첩도가 불연속 증가하는 구조를 취하나, 특히 도 4에 도시된 블레이드는 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.9이상인 경우에도 블레이드 중첩도(a*)가 연속적으로 증가하는 부분을 구비하도록 하여 프로펠러 끝단까지 중첩된 면적이 연속적으로 증가하는 양상을 이루도록 함으로써 블레이드 주변 유체에 대하여 더 큰 직진 운동성을 부여함으로써 상반 배치되는 프로펠러 블레이드 중에서도 도 5의 블레이드는 주변 유체에 대한 교반성능을 극대화시킬 수도 있다.
또한, 도 5에 도시된 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트의 전방 프로펠러 블레이드 및 후방 프로펠러 블레이드는 상반 중첩 구조와 더불어 양자의 프로펠러 블레이드 사이에서 유체의 유동로를 허용하도록 사전 설정된 값의 유로 개방도(θ*)를 구비하는 구조를 취한다(도 10 참조).
즉, 샤프트부(100)에 수직한 평면상에 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 투영시, 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 인접하는 두 개의 중첩 영역의 샤프트부(100)의 중심으로부터 사이각을 유로 개방각(θ)이라 하고, 1피치가 이루는 각을 피치각(θp)이라 할때, 본 발명의 유로 개방도(θ*)는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112015069739969-pat00001
도 11 내지 도 14에는 앞서 도 5 내지 도 8에 도시된 교반용 상반 프로펠러의 프로펠러 블레이드, 즉 I형(도 10), II형(도 11), III형(도 12) 및 IV형(도 13) 프로펠러에 대한 1피치 상대 회동((a) 내지 (d))에 따라 변화하는 유로 개방도가 도시된다.
도 15에는 도 11 내지 도 14에 도시된 전방 프로펠러 및 후방 프로펠러의 1피치에 대한 상대 회동, 즉 피치각의 변화에 대응하는 유로 개방도 선도가 도시된다.
유로 개방도(θ*)가 무차원화된 값으로 약 1의 값을 갖는 프로펠러 블레이드는 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123) 간의 겹쳐지는 면적이 거의 존재하지 않는 경우로 높은 유로의 개방성을 갖는 프로펠러 블레이드를 의미한다.
또한, 유로 개방도(θ*)가 약 0의 값을 갖는 프로펠러 블레이드는 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123) 간의 겹쳐지는 면적이 많아 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123) 간의 사이를 관류하는 유동 허용 공간이 협소하여 관통하는 유로의 개방성이 낮은 프로파일의 프로펠러 블레이드 구조이다.
도 14에 도시된 제 4형(IV)의 프로펠러 블레이드의 상반 구조를 제외하고 모두 1피치 변화동안, 즉 1피치각 변화동안 유로 개방도의 평균이 영 이상인 구조의 프로펠러 블레이드를 구비한다.
한편 앞서의 도 5의 경우와 마찬가지로, 특히 도 11에 도시된 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)는, 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 1피치 상대 회동에 따라 변화하는 유로 개방도(θ*)의 평균값이 영 이상의 값을 갖는 구조를 취한다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)는 사전 설정값, 즉 블레이드 중첩도(a*)가 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.9 이상인 경우에도 연속적으로 증가하고, 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 1피치 상대 회동에 따라 변화하는 유로 개방도(θ*)의 평균값이 영 이상인 구조를 취할 수 있다.
이때, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 상반 배치되는 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)를 통하여 유체의 회전 운동 성분에 대한 상쇄율을 극대화시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 유체의 직진 운동 성분의 비율을 극대화시켜, 관류하는 유체의 직진성을 최대로 출력되도록 함으로써, 궁극적으로 동일한 입력에너지에 대한 교반을 위한 직진 성분 에너지의 출력비인 효율을 최대화시킬 수도 있다.
특히, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 I형의 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)는 사전 설정된 값의 비율 구조 즉, 블레이드 투영 면적각(θa, 도 16 참조)과 피치각(θp)의 비가 0.85이하이다. 여기서, 블레이드 투영 면적각(θA)은 블레이드 투영 면적(A)이 샤프트부(100) 중심으로부터 이루는 면적이 이루는 면적각을 나타낸다.
또한, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 I형의 전방 프로펠러 및 후방 프로펠러는 샤프트부(100)에 수직한 반경 기준선(O-O1)을 구비하는데, 전방 프로펠러 블레이드(113) 또는 후방 프로펠러 블레이드(123)의 단면 중심(OB)과 전방 프로펠러 허브(111) 또는 후방 프로펠러 허브(121)의 중심(OH)을 연결하는 스큐 중심선(OB-OH)이 샤프트부(100)에 수직한 반경 기준선(O-O1)과 이루는 사이각인 스큐각(θsk, 도 17 참조)은 피치각(θp)의 0.3이하이다.
즉, 이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 블레이드 투영 면적각(θA)과 피치각(θp)의 비는 0.85이하의 값을 형성하고, 스큐각(θsk)은 피치각(θp)의 0.3이하를 이루는 구조를 취하여, 전방 프로펠러 블레이드(113) 및 후방 프로펠러 블레이드(123) 간의 중첩도를 유지시키되, 유로 개방도의 저하를 방지함으로써 두 개의 상반 회전하는 프로펠러 사이에 유체가 포획되어 유동 저항이 발생하여 궁극적으로 교반 성능을 최대화시킬 수도 있다.
아래 표 1에는 I형(도 4/도 10), II형(도 5/도 11), III형(도 6/도 12) 및 IV형(도 7/도 13) 프로펠러를 갖는 본 발명의 120도의 1피치를 갖는 교반용 상반 프로펠러 유니트의 교반 효율이 기술된다.
유형 효율
I 형 0.53
II 형 0.52
III 형 0.49
IV 형 0.46
즉, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 동일한 블레이드 형상의 두 개의 프로펠러, 즉 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)를 샤프트부(100)에 수직하는 평면을 중심으로 상반 배치시키는 구조를 취한다.
또한, 본 발명의 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 블레이드 중첩도(a*)가 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.9 이상인 경우에도 연속적으로 증가하고, 전방 프로펠러(110) 및 후방 프로펠러(120)의 1피치 상대 회동에 따라 변화하는 유로개방도(θ*)의 평균값이 영 이상인 구조를 취함과 동시에, 블레이드 투영 면적각(θA)과 피치각(θp)의 비는 0.85이하의 값을 형성하고, 스큐각(θsk)은 피치각(θp)의 0.3이하를 이루는 구조를 취하는 I형 블레이드를 구비하여 두 개의 상반 배치되는 프로펠러를 관류하는 유체의 회전 성분을 최소화시킨 직진 성분 유체 출력 구조를 제공하여 교반 효율을 극대화시키는 교반용 상반 프로펠러 유니트 구조를 제공할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 하나의 프레펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트에 비해 직진성, 폭기량, 및 공기 공급관의 공기 속도가 월등히 향상된다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 교반효율이 우수한 효과가 있다. 이를 확인하기 위해 교반되는 유체의 유속, 폭기량, 및 공기 공급관의 공기 속도를 측정하는 실험을 수행하였다.
도 18의 (a)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 유속을 나타내는 도면이고, 도 18의 (b)는 본 발명의 일 실 시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 유속을 나타내는 도면이다.
도 19의 (a)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 폭기량을 나타내는 도면이고, 도 19의 (b)는 본 발명의 일 실 시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)의 폭기량을 나타내는 도면이다.
도 20의 (a)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도를 나타내는 도면이고, 도 20의 (b)는 본 발명의 일 실 시예에 따른 교반용 상반 프로 펠러 유니트(10)의 공기 공급관(140)의 공기 속도를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10) 및 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 거리에 따른 축방향 속도 감소비율을 나타내는 표이다.
도 18을 참조하면, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는, 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트에 비해, 직진성이 월등히 강화된 것을 알 수 있다.
도 19를 참조하면, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는, 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트에 비해, 폭기량이 월등히 증가된 것을 알 수 있다.
도 20을 참조하면, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 프로펠러 부근의 부압 상승 효과로 인해 공기 공급관(140)의 유량이 증가하게 되며, 이에 따라 공기 공급관(140)의 공기 속도가 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도에 비해 높다. 다시 말해, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도는 10.37m/s이고, 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도는 7.37m/s으로 측정되었다. 즉, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트의 공기 공급관의 공기 속도에 비해, 40.8% 증가됨을 알 수 있다.
도 21을 참조하면, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 하나의 프로펠러가 구비된 교반용 프로펠러 유니트에 비해 거리에 따른 축방향 속도 감소비율이 작은 것을 알 수 있다.
TYPE Efficiency
Single 0.427
Single Aerator 0.255
CRP 0.544
CRP Aerator 0.434
상기 [표 2]는 하나의 프로펠러(single), 하나의 프로펠러가 구비된 폭기장치(single aerator), 상반 프로펠러(CRP), 및 상반 프로펠러가 구비된 폭기장치(CRP Aerator)의 에너지 효율을 나타내는 표이다.
상기 [표 2]를 참조하면, 하나의 프로펠러가 구비된 폭기장치는 하나의 프로펠러만 작동시에 비해, 40.3%의 에너지 효율 감소비가 있는데 반면, 상반 프로펠러가 구비된 폭기장치는 상반프로펠러만 작동시에 비해, 20.3%의 에너지 효율 감소비가 있다.
상술한 실험데이터를 통해, 본 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는, 하나의 프로펠러가 장착된 교반용 프로펠러 유니트에 비해, 직진성 및 폭기성은 높으며, 축방향 속도 감소비율 및 에너지 효율 감소비가 낮아, 교반효율 및 에너지 절감 효율이 향상되는 효과가 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교반용 상반 프로펠러 유니트(10)는 직진성분의 유체 유동력을 제공하는 점에서 수처리 장치의 교반부로 사용될 수도 있고, 유체 수송을 위한 구동력 제공장치로 사용될 수도 있는 등 상반 배치되어 직진 유동성을 증대시켜 교반효율을 최대화시키는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 교반용 상반 프로펠러 유니트
100 : 샤프트부
110 : 전방 프로펠러 111 : 전방 프로펠러 허브
113 : 전방프로펠러 블레이드
120 : 후방 프로펠러 121 : 후방 프로펠러 허브
123 : 후방 프로펠러 블레이드

Claims (8)

  1. 교반용 상반 프로펠러 유니트에 있어서,
    샤프트부;
    상기 샤프트부에 연결되는 전방 프로펠러 허브와 상기 전방 프로펠러 허브로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 균등 배치되는 복수 개의 전방 프로펠러 블레이드를 구비하는 전방 프로펠러; 및
    상기 샤프트부에 연결되는 후방 프로펠러 허브와 상기 후방 프로펠러 허브로부터 반경 방향으로 연장 형성되고 균등 배치되는 복수 개의 후방 프로펠러 블레이드을 구비하는 후방프로펠러를 포함하되,
    상기 후방프로펠러는 상기 전방 프로펠러와 이격되어 반대 방향으로 회동하도록 배치되되, 상기 샤프트부에 수직한 평면을 중심으로 상반 배치되고,
    상기 전방 프로펠러 블레이드(Nfl) 또는 상기 후방 프로펠러 블레이드의 개수(Nft;Nfl=Nft)로 1회전각(2π)을 나눈 값을 1피치라 하고,
    상기 샤프트부에 수직한 평면 상에 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 투영시, 상기 전방 프로펠러 블레이드 중 어느 하나가 상기 후방 프로펠러 블레이드 중 상대 회동 방향으로 최근접하되 비중첩하는 후방 프로펠러 블레이드에 대하여, 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 1피치 상대 회동에 따라 중첩하는 영역을 중첩부(a)라 하며,
    상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 1피치 상대 회동시, 상기 중첩부는 상기 전방 프로펠러 허브 및 상기 후방 프로펠러 허브와 연결되는 위치로부터 상기 전방 프로펠러 블레이드 및 상기 후방 프로펠러 블레이드의 상기 샤프트부의 회전 중심에서 최대 반경 위치까지 연속적으로 증가하고,
    상기 샤프트부에 수직한 평면 상에 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 투영시, 상기 전방 프로펠러 블레이드 또는 상기 후방 블레이드의 투영 면적은 블레이드 투영 면적(A)이라 하고,
    상기 샤프트부의 중심으로부터 상기 블레이드 투영 면적(A)의 최대 반경을 블레이드 투영 최대 반경(R)이라 하며,
    상기 샤프트부의 중심으로부터 상기 중첩부(a)의 최대 반경을 중첩도 최대 반경(r)이라 하고,
    상기 중첩부(a)를 상기 블레이드 투영 면적(A)으로 나눈 값은 블레이드 중첩도(a*)이고, 상기 중첩도 최대 반경(r)을 상기 블레이드 투영 최대 반경(R)으로 나눈 값을 블레이드 중첩 반경(r*)이라 할 때,
    상기 전방 프로펠러 블레이드 및 후방 프로펠러 블레이드는 상기 블레이드 중첩 반경(r*)이 0.9이상인 경우에도 상기 블레이드 중첩도(a*)가 연속적으로 증가되도록 형성된 것이고,
    상기 전방 프로펠러 블레이드 또는 상기 후방 프로펠러 블레이드의 단면 중심과 상기 전방 프로펠러 허브 또는 상기 후방 프로펠러 허브의 중심을 연결하는 선은 스큐 중심선이라 하고,
    상기 스큐 중심선이 상기 샤프트부에 수직한 반경 기준선과 이루는 사이각은 스큐각이라 하며,
    상기 1피치가 이루는 각을 피치각(θp)이라 할때,
    상기 전방 프로펠러 블레이드 및 후방 프로펠러 블레이드에는 소정의 각도로 상기 스큐각이 형성되고,
    상기 스큐각이 상기 피치각(θp)의 0.3 배 이하가 되도록 하되, 0보다 큰 값을 갖는 것인 교반용 상반 프로펠러 유니트.
  2. 제1항에 있어서,
    내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 내부의 공간에 상기 샤프트부가 위치하는 공기포집부; 및
    상기 공기포집부의 외주면에 연결되어, 상기 공기포집부의 내부에 마이크로버블을 공급하는 공기공급관을 더 포함하는 교반용 상반 프로펠러 유니트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공기공급관은 복수의 지관이 구비된 분기관 형태이고, 단면이 벌집구조인 것인 교반용 상반 프로펠러 유니트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트부는
    구동부;
    상기 구동부에 연결되어 구동력을 입력받는 샤프트 구동 기어;
    상기 샤프트 구동 기어에 외접하는 복수개의 샤프트 유성 기어;
    상기 샤프트 유성 기어에 연결되는 샤프트 유성 기어 캐리어;
    일측이 상기 샤프트 유성 기어 샤프트에 연결되고, 타측이 전방 프로펠러 허브 연결부에 연결되는 샤프트 구동 샤프트;
    상기 샤프트 유성 기어에 내접하는 샤프트 링 기어; 및
    상기 샤프트 링 기어에 연결되고, 상기 샤프트 구동 샤프트의 외측에 배치되며, 후방 프로펠러 허브 연결부에 연결되는 샤프트 콘트라 샤프트를 포함하되,
    상기 후방 프로펠러 허브 연결부와 상기 후방 프로펠러 허브와 연결되고, 상기 전방 프로펠러 허브 연결부와 상기 전방 프로펠러 허브와 연결되어, 구동력을 전달받는 것인 교반용 상반 프로펠러 유니트.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트부에 수직한 평면 상에 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 투영시, 상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 인접하는 두 개의 중첩영역의 상기 샤프트부의 중심으로부터의 사이각은 유로 개방각(θ)이라 하고,
    상기 1피치가 이루는 각을 피치각(θp)이라 하며,
    상기 유로 개방각(θ)을 상기 피치각(θp)으로 나눈 값을 유로 개방도(θ*)라 할 때,
    상기 전방 프로펠러 및 상기 후방 프로펠러의 1피치 상대 회동에 따른 유로개방도(θ*)의 평균은 영이상인 것을 특징으로 하는 교반용 상반 프로펠러 유니트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드 투영 면적(A)이 상기 샤프트부 중심으로부터 이루는 면적각을 블레이드 투영 면적각(θA)이라 하며,
    상기 1피치가 이루는 각을 피치각(θp)이라 할때,
    상기 블레이드 투영 면적각(θA)과 상기 피치각(θp)의 비는 0.85이하인 것을 특징으로 하는 교반용 상반 프로펠러 유니트.

  8. 삭제
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