KR101814460B1 - 추진장치 - Google Patents

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KR101814460B1
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박문수
전상익
정성욱
조태민
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

추진장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 추진장치는, 선체의 선미부 외부로 노출되어 회전하는 메인샤프트의 후단부에 결합되는 프로펠러 허브; 상기 메인샤프트의 회전중심축을 중심으로 방사상으로 배치되고, 각 루트부가 상기 프로펠러 허브에 회전 가능하게 결합되어 상기 메인샤프트에 대해 접힘동작 또는 펴짐동작이 가능한 복수의 프로펠러 날개; 및 상기 복수의 프로펠러 날개의 접힘동작 또는 펴짐동작이 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작할 때, 프로펠러 회전반경은 감소하고, 상기 복수의 프로펠러 날개가 펴짐동작할 때, 상기 프로펠러 회전반경은 증가할 수 있다.

Description

추진장치{Propulsion apparatus}
본 발명은 추진장치에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 추진력을 얻기 위해 추진장치가 설치된다. 이러한 추진장치는 선체 내부에 배치된 엔진과 같은 기관에 연결되어 선체의 외측으로 돌출되는 메인샤프트에 결합되는 프로펠러(propeller)를 포함한다.
프로펠러는 선체의 외측으로 돌출된 메인샤프트에 결합되는 프로펠러 허브(hub), 이 프로펠러 허브의 외측면에 설치되는 복수의 프로펠러 날개를 포함한다. 이러한 추진장치는 프로펠러가 회전하게 되면, 그 전후의 압력의 차이로 인해, 프로펠러 주변의 해수를 밀어냄으로써, 선박을 추진하는데 필요한 추진력을 발생시키게 된다.
한편, 종래 프로펠러는 프로펠러 날개가 프로펠러 허브에 고정 지지되어, 메인샤프트의 회전중심축에서 프로펠러 날개 끝단 사이 거리인 프로펠러 회전반경이 고정되게 형성될 수 있다. 이러한 프로펠러는 선박의 운항과정에 예를 들어 경하흘수 상태와 같은 경우, 프로펠러 날개의 적어도 일부가 수면 위로 노출될 수 있다.
이 경우, 프로펠러는 회전하는 프로펠러 날개의 수면 위로 노출된 부분과 수면 아래에 위치하는 부분의 압력 차이로 인하여 진동이 증가할 수 있다. 이러한 진동은 프로펠러를 손상시킬 수 있고, 나아가 선박의 선체에 전달되어 선체를 손상시킬 수 있다.
따라서, 다양한 운항조건에서 프로펠러 날개가 수면 아래에 위치하여 회전할 수 있는 프로펠러의 개발이 필요하다.
일본 공개특허공보 특개2012-030704(2012.02.16.) 일본 실용신안등록제6015827호(1994.04.27.)
본 발명의 실시예는, 다양한 운항조건에서도 프로펠러 날개가 수면 아래에 위치하여 회전할 수 있는 추진장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 선미부 외부로 노출되어 회전하는 메인샤프트의 후단부에 결합되는 프로펠러 허브; 상기 메인샤프트의 회전중심축을 중심으로 방사상으로 배치되고, 각 루트부가 상기 프로펠러 허브에 회전 가능하게 결합되어 상기 메인샤프트에 대해 접힘동작 또는 펴짐동작이 가능한 복수의 프로펠러 날개; 및 상기 복수의 프로펠러 날개의 접힘동작 또는 펴짐동작이 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작할 때, 프로펠러 회전반경은 감소하고, 상기 복수의 프로펠러 날개가 펴짐동작할 때, 상기 프로펠러 회전반경은 증가하는, 추진장치가 제공될 수 있다.
상기 구동부는, 일측부가 상기 각 프로펠러 날개에 지지되어 상기 복수의 프로펠러 날개와 함께 회전하고, 상기 메인샤프트의 연장방향을 따라 이동하도록 형성되는 이동부재; 및 상기 메인샤프트에 지지되어 상기 메인샤프트와 함께 회전하고, 상기 이동부재가 이동하도록 구동력을 제공하는 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 메인샤프트의 연장방향을 따라 연장되고, 상기 메인샤프트와 함께 회전하는 베이스부재를 더 포함하고, 상기 이동부재는 상기 베이스부재의 일측에 지지되고, 상기 액추에이터는 상기 베이스부재의 타측에 지지될 수 있다.
상기 이동부재의 일측부는 상기 각 프로펠러 날개의 일면에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
상기 프로펠러 허브의 후방에 배치되고, 상기 복수의 프로펠러 날개가 펴짐동작 과정에 소정의 각도 이상 펴지는 것을 제한하는 동작제한부재를 더 포함할 수 있다.
상기 선체의 흘수를 측정하는 흘수측정부; 및 상기 흘수측정부가 측정한 측정흘수를 수신하고, 수신한 상기 측정흘수에 따라 상기 복수의 프로펠러 날개의 접힘 정도가 조절되도록 상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작 또는 펴짐동작하게 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 선체의 진동을 측정하는 진동측정부; 및 상기 진동측정부가 측정한 진동측정값을 수신하고, 수신한 상기 진동측정값이 기준값 이상인 경우 상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작 또는 펴짐동작하도록 구성됨으로써, 다양한 운항조건에서 회전하는 복수의 프로펠러 날개가 수면 위로 노출되는 것이 방지될 수 있다. 나아가, 수면 위로 노출되어 회전하는 복수의 프로펠러에 의해 선체의 진동이 증가하는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 AA선을 화살표방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 BB선을 화살표방향에서 바라본 모습의 일부를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치의 제어구조를 설명하기 위한 구성도를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 6의 제어구조의 일 변형례이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 추진장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 AA선을 화살표방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 BB선을 화살표방향에서 바라본 모습의 일부를 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치의 제어구조를 설명하기 위한 구성도를 나타내는 도면이다.
참고로, 도 1에서 볼 때 +X축방향은 선체의 선수측을 나타내고, 도 1에서는 복수의 프로펠러 날개(120) 중 일부가 생략되어 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치(100)는 프로펠러 허브(110), 복수의 프로펠러 날개(120), 및 구동부(130)를 포함한다. 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 선체(미도시)의 선미부에 설치되어, 선체에 대해 추진력을 제공할 수 있다.
프로펠러 허브(110)는 선체(미도시)의 선미부 외부로 노출된 메인샤프트(10)의 후단부에 결합된다.
메인샤프트(10)는 선체의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 메인샤프트(10)의 전단부는 선체 내부에 마련된 엔진과 같은 박용기관(미도시)과 연결될 수 있다. 메인샤프트(10)는 박용기관이 제공하는 회전구동력을 전달받아 회전중심축(C)을 중심으로 회전한다.
이때, 프로펠러 허브(110)는 회전구동력에 의해 회전하는 메인샤프트(10)와 함께 회전한다.
복수의 프로펠러 날개(120)는 도 2와 같이 메인샤프트(10)의 회전중심축(C)을 중심으로 방사상으로 배치된다. 이때, 복수의 프로펠러 날개(120)는 프로펠러 허브(110)의 둘레를 따라 상호 이격 배치될 수 있다.
복수의 프로펠러 날개(120)는 도 1과 같이 프로펠러 허브(110)의 외측면에 지지될 수 있다. 이때, 복수의 프로펠러 날개(120)는 프로펠러 허브(110)와 함께 회전하는 메인샤프트(10)를 따라 회전할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 복수의 프로펠러 날개(120)가 메인샤프트(10)를 따라 회전하며 선체(미도시)에 대해 추진력을 제공할 수 있다.
예컨대, 프로펠러 날개(120)는 도 2와 같이 4개가 제공될 수 있다. 이 경우, 4개의 프로펠러 날개(120)는 메인샤프트(10)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다. 이외에도 프로펠러 날개(120)의 수는 추진효율 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.
각 프로펠러 날개(120)의 루트부는 프로펠러 허브(110)에 회전 가능하게 결합된다. 이 경우, 프로펠러 날개(120)의 루트부는 도 1과 같이 힌지(111)를 매개로 프로펠러 허브(110)에 결합될 수 있다.
프로펠러 날개(120)는 힌지(111)를 매개로 메인샤프트(10)에 대해 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)이 가능하다.
보다 상세히, 프로펠러 날개(120)는 힌지(111)를 중심으로 팁부가 메인샤프트(10)에 대해 가까워지도록 회전할 수 있다. 이 경우, 프로펠러 날개(120)는 접힘동작(F)할 수 있다. 이때, 프로펠러 회전반경(R)은 감소할 수 있다. 여기서, 프로펠러 회전반경(R)은 메인샤프트(10)의 회전중심축(C)과 프로펠러 날개(120)의 끝단 사이 거리를 말한다.
또는, 프로펠러 날개(120)는 힌지(111)를 중심으로 팁부가 메인샤프트(10)에 대해 멀어지도록 회전할 수 있다. 이 경우, 프로펠러 날개(120)는 펴짐동작(S)할 수 있다. 이때, 프로펠러 회전반경(R)은 증가할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 프로펠러 회전반경(R)이 조절되도록 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)가 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)함으로써, 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)가 수면 위로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 추진장치(100)는 동작제한부재(140)를 더 포함할 수 있다.
동작제한부재(140)는 복수의 프로펠러 날개(120)가 펴짐동작(S) 과정에서 메인샤프트(10)에 대해 소정의 각도 이상 펴지는 것을 제한할 수 있다. 예컨대, 소정의 각도는 복수의 프로펠러 날개(120)가 펴짐동작(S) 과정에 최대 프로펠러 회전반경을 형성하는 경우, 프로펠러 날개(120)와 메인샤프트(10)가 이루는 각도일 수 있다.
동작제한부재(140)는 도 1과 같이 프로펠러 허브(110)의 후방에 배치될 수 있다. 이 경우, 동작제한부제는 복수의 프로펠러 날개(120)가 펴짐동작(S) 과정에 프로펠러 허브(110)의 후방을 향해 펴지는 것을 제한할 수 있다.
이와 같은 동작제한부재(140)의 직경은 프로펠러 허브(110)의 직경보다 크고, 후술하는 이동부재(131)의 최대직경과 같거나 작을 수 있다. 이 경우, 동작제한부재(140)는 프로펠러 허브(110) 후방에서 프로펠러 날개(120)의 펴짐동작(S)을 제한하는 과정에서, 프로펠러 날개(120)의 회전에 의해 프로펠러 날개(120)의 후방으로 흐르는 물의 흐름을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
복수의 프로펠러 날개(120)는 구동부(130)가 제공하는 구동력을 통해 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)할 수 있다.
본 실시예에서, 구동부(130)는 도 1과 같이 이동부재(131) 및 액추에이터(132)를 포함할 수 있다.
이동부재(131)는 복수의 프로펠러 날개(120)를 향한 일측부가 각 프로펠러 날개(120)에 지지될 수 있다.
예컨대, 이동부재(131)의 일측부는 도 2 및 도 3과 같이 각 프로펠러 날개(120)의 일면에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
이 경우, 이동부재(131)를 향한 각 프로펠러 날개(120)의 일면에는 도 2와 같이 슬라이딩홈(121)이 형성될 수 있다. 슬라이딩홈(121)은 프로펠러 날개(120)의 루트부에서 팁부를 향해 연장될 수 있다.
이동부재(131)의 일측부 중 슬라이딩홈(121)과 마주보는 부분에는 도 3과 같이 슬라이딩홈(121)에 결합되는 돌출부(131a)가 형성될 수 있다. 이때, 슬라이딩홈(121)의 입구는 슬라이딩홈(121)에 결합된 돌출부(131a)가 이탈되지 않도록 형성될 수 있다.
슬라이딩홈(121)에 결합된 돌출부(131a)는 프로펠러 날개(120)의 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S) 과정에 슬라이딩홈(121)을 따라 이동할 수 있다. 이 경우, 프로펠러 날개(120)는 이동부재(131)에 지지되어 원활하게 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)할 수 있다.
이동부재(131)의 일측부는 도 1 및 도 2와 같이 복수의 프로펠러 날개(120)에 동시에 지지될 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)는 이동부재(131)에 지지되어 함께 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)할 수 있다.
이와 같이 복수의 프로펠러 날개(120)에 지지되는 이동부재(131)는 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)와 함께 회전할 수 있다.
복수의 프로펠러 날개(120)에 지지되는 이동부재(131)는 후술하는 액추에이터(132)에 의해 메인샤프트(10)의 연장방향을 따라 이동할 수 있다. 이때, 복수의 프로펠러 날개(120)는 이동하는 이동부재(131)를 따라 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)할 수 있다. 이에 관해서는 후술한다.
예컨대, 이동부재(131)는 도 1과 같이 메인샤프트(10)가 관통하도록 중공을 가지는 콘 형상으로 제공될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
액추에이터(132)는 이동부재(131)가 이동하도록 구동력을 제공할 수 있다.
예컨대, 액추에이터(132)는 신축동작하는 유압실린더를 포함할 수 있다. 이때, 이동부재(131)는 도 1과 같이 타측부가 신축동작하는 액추에이터(132)에 지지되어 이동할 수 있다.
보다 상세히, 이동부재(131)는 액추에이터(132)가 수축할 때, 메인샤프트(10)를 따라 메인샤프트(10)의 전단부 방향으로 이동하고, 복수의 프로펠러 날개(120)는 이동부재(131)를 따라 접힘동작(F)할 수 있다.
또는, 이동부재(131)는 액추에이터(132)가 신장할 때, 메인샤프트(10)를 따라 메인샤프트(10)의 후단부 방향으로 이동하고, 복수의 프로펠러 날개(120)는 이동부재(131)를 따라 펴짐동작(S)할 수 있다.
이외에도, 액추에이터는 랙-피니언과 같이 이동부재를 이동시킬 수 있는 다양한 수단이 가능함은 물론이다.
액추에이터(132)는 적어도 하나가 제공될 수 있다. 예컨대, 액추에이터(132)는 도 1 및 도 2와 같이 2개가 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 액추에이터의 수는 이동부재의 크기 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.
2개의 액추에이터(132)가 제공되는 경우, 2개의 액추에이터(132)는 도 2와 같이 메인샤프트(10)를 중심으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다. 이 경우, 액추에이터(132)는 이동부재(131)에 대해 효과적으로 구동력을 제공할 수 있다.
액추에이터(132)는 도 1과 같이 메인샤프트(10)의 외측면에 지지될 수 있다. 이 경우, 액추에이터(132)는 회전하는 메인샤프트(10)와 함께 회전할 수 있다.
이때, 액추에이터(132)는 복수의 프로펠러 날개(120)에 지지되는 이동부재(131)와 함께 회전할 수 있다. 다시 말해, 이동부재(131)와 액추에이터(132)는 메인샤프트(10)를 따라 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)와 함께 회전할 수 있다.
이 경우, 액추에이터(132)는 복수의 프로펠러 날개(120)가 회전하는 과정에, 복수의 프로펠러 날개(120)가 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)하도록 구동력을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 구동부(130)의 작동을 제어하는 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.
제어부(150)는 선체(미도시)의 운항조건에 따라 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)가 수면 위로 노출되는 것을 방지하도록 구동부(130)의 작동을 제어할 수 있다. 여기서, 선체의 운항조건은 선체의 흘수 또는 선체의 진동 등일 수 있다.
일례로, 구동부(130)는 선체의 흘수에 따라 제어될 수 있다
선체의 흘수는 도 4와 같이 흘수측정부(160)를 통해 측정될 수 있다.
제어부(150)는 흘수측정부(160)가 측정한 측정흘수를 수신할 수 있다.
제어부(150)는 수신한 측정흘수에 따라 복수의 프로펠러 날개(120)의 접힘정도가 조절되도록 복수의 프로펠러 날개(120)가 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)하게 구동부(130)의 작동을 제어할 수 있다.
예컨대, 저장부(미도시)에는 선체의 흘수에 따라 복수의 프로펠러 날개(120)가 수면 위로 노출되지 않으며, 최대의 추진효율을 발생시키는 프로펠러 회전반경값이 미리 저장될 수 있다. 여기서, 선체의 흘수에 따른 프로펠러 회전반경값은 모형선 실험 또는 수치 해석 등을 통해 획득할 수 있다.
측정흘수를 수신한 제어부(150)는 저장부에 저장된 데이터를 기초로 측정흘수에 대응하는 프로펠러 회전반경값을 결정하고, 복수의 프로펠러 날개(120)가 결정된 프로펠러 회전반경값에 대응하는 프로펠러 회전반경(R)을 갖도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.
보다 상세히, 현재 복수의 프로펠러 날개(120)가 형성하는 프로펠러 회전반경(R)이 측정흘수에 대응하는 프로펠러 회전반경값보다 큰 경우, 제어부(150)는 복수의 프로펠러 날개(120)가 접힘동작(F)하여 접힘정도가 증가하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)가 형성하는 프로펠러 회전반경(R)은 측정흘수에 대응하는 프로펠러 회전반경값에 대응하도록 감소할 수 있다.
또는, 현재 복수의 프로펠러 날개(120)가 형성하는 프로펠러 회전반경(R)이 측정흘수에 대응하는 프로펠러 회전반경값보다 작은 경우, 제어부(150)는 복수의 프로펠러 날개(120)가 펴짐동작(S)하여 접힘정도가 감소하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)가 형성하는 프로펠러 회전반경(R)은 측정흘수에 대응하는 프로펠러 회전반경값에 대응하도록 증가할 수 있다.
다른 예로, 구동부(130)는 선체의 진동에 따라 제어될 수 있다.
선체의 진동은 도 5와 같이 진동측정부(170)를 통해 측정될 수 있다. 참고로, 도 5는 도 4의 제어구조의 일 변형례이다.
제어부(150')는 진동측정부(170)가 측정한 진동측정값을 수신할 수 있다.
제어부(150')는 수신한 진동측정값이 기준값 이상인 경우 복수의 프로펠러 날개(도 1의 120)가 접힘동작(도 1의 F)하도록 구동부(130)의 작동을 제어할 수 있다. 여기서, 기준값은 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)가 적어도 일부가 수면 위로 노출되기 시작할 때 발생되는 선체의 진동값일 수 있다. 이러한 기준값은 모형선 실험 또는 수치해석 등을 통해 결정될 수 있다.
회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)의 적어도 일부가 수면 위로 노출되는 경우, 선체의 진동은 증가하고, 진동측정값은 기준값 이상일 수 있다. 이때, 제어부(150')는 진동측정값이 기준값 미만이 될 때까지 복수의 프로펠러 날개(120)가 접힘동작(F)하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)가 수면 위로 노출되는 것이 방지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 1 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치(100)의 작동을 설명한다.
본 실시예에 따른 추진장치(100)는 선체(미도시)에 추진력을 제공하기 위해 선체에 설치될 수 있다. 이때, 복수의 프로펠러 날개(120)는 회전하는 메인샤프트(10)를 따라 회전할 수 있다. 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)는 선체의 운항조건에 따라 수면 위로 노출되지 않도록 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)할 수 있다.
먼저, 도 1을 참조하면, 선체는 만재흘수 조건에서 운항할 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)는 수면 아래에 위치할 수 있다.
이때, 액추에이터(132)는 신장하고, 이동부재(131)는 메인샤프트(10)의 후단부 방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)는 이동부재(131)를 따라 펴짐동작(S)할 수 있다.
복수의 프로펠러 날개(120)는 도 1과 같이 프로펠러 회전반경(R)이 최대가 되도록 메인샤프트(10)의 회전중심축(C)에 대해 수직하게 펴질 수 있다.
선체는 운항과정에 흘수가 변경될 수 있다.
도 6을 참조하면, 선체는 경하흘수 조건에서 운항할 수 있다. 이 경우, 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)는 적어도 일부가 수면 위로 노출될 수 있다.
이때, 액추에이터(132)는 수축하고, 이동부재(131)는 선체의 선수부 방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)는 이동부재(131)를 따라 접힘동작(F)할 수 있다.
복수의 프로펠러 날개(120)는 도 6과 같이 프로펠러 회전반경(R)이 감소하도록 접힐 수 있다. 이 경우, 복수의 프로펠러 날개(120)는 수면 아래에 위치할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치(100)는, 복수의 프로펠러 날개(120)가 접힘동작(F) 또는 펴짐동작(S)하도록 구성됨으로써, 다양한 운항조건에서 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)가 수면 위로 노출되는 것이 방지될 수 있다. 나아가, 수면 위로 노출되어 회전하는 복수의 프로펠러 날개(120)에 의해 선체의 진동이 증가하는 것이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진장치를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 추진장치(200)는 프로펠러 허브(210), 복수의 프로펠러 날개(220), 구동부(230)를 포함한다. 본 실시예에 따른 프로펠러 허브(210) 및 복수의 프로펠러 날개(220)는 앞선 실시예의 프로펠러 허브(도 1의 110) 및 복수의 프로펠러 날개(도 1의 120)와 동일하여 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 구동부(230)는 이동부재(231), 액추에이터(232), 및 베이스부재(233)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동부(230)는 베이스부재(233)를 더 포함하는 점에서 앞선 실시예의 구동부(도 1의 130)와 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점에 관해서 설명한다.
베이스부재(233)는 도 7과 같이 메인샤프트(10)의 연장방향을 따라 연장될 수 있다.
예컨대, 베이스부재(233)는 중공을 가지는 원기둥 형상으로 제공될 수 있다. 이때, 베이스부재(233)에는 도 7과 같이 메인샤프트(10)가 관통 배치될 수 있다.
베이스부재(233)는 프로펠러 허브(210)의 전방에서 배치될 수 있다. 이 경우, 베이스부재(233)는 메인샤프트(10)와 별도로 제작되어 용접 등의 방법으로 메인샤프트(10)에 결합될 수 있다. 또는 베이스부재(233)는 메인샤프트(10)와 일체로 형성될 수 있다.
메인샤프트(10)에 결합된 베이스부재(233)는 회전하는 메인샤프트(10)와 함께 회전할 수 있다.
메인샤프트(10)의 외측면에는 도 7과 같이 이동부재(231) 및 액추에이터(232)가 지지될 수 있다.
이동부재(231)는 복수의 프로펠러 날개(220)를 향한 베이스부재(233)의 일측에 지지될 수 있다. 이때, 이동부재(231)는 베이스부재(233)의 외측면에 이동 가능하게 지지될 수 있다.
예컨대, 이동부재(231)는 중공을 가지는 콘 형상으로 제공되고, 베이스부재(233)는 이동부재(231)에 관통 배치될 수 있다.
이때, 이동부재(231)는 베이스부재(233)의 외측면 상에서 메인샤프트(10)를 따라 이동할 수 있다. 이 경우, 베이스부재(233)는 이동부재(231)가 메인샤프트(10)를 따라 이동하는 과정에 메인샤프트(10)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
액추에이터(232)는 베이스부재(233)의 타측에 지지될 수 있다. 이때, 액추에이터(232)는 베이스부재(233)의 외측면에 지지될 수 있다. 이 경우, 액추에이터(232)는 이동부재(231)가 베이스부재(233)의 외측면을 따라 이동하도록 구동력을 제공할 수 있다.
한편, 이동부재(231)와 액추에이터(232)는 베이스부재(233)에 지지되어 메인샤프트(10)를 따라 회전할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 추진장치를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 추진장치(300)는 프로펠러 허브(310), 복수의 프로펠러 날개(320), 구동부(330)를 포함한다. 본 실시예에 따른 프로펠러 허브(310) 및 복수의 프로펠러 날개(320)는 앞선 실시예의 프로펠러 허브(도 1의 110) 및 복수의 프로펠러 날개(도 1의 120)와 동일하여 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 구동부(330)는 액추에이터(332)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동부(330)는 이동부재(도 1의 131)가 생략되는 점에서 앞선 실시예의 구동부(도 1의 330)와 차이가 있다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 차이가 있는 점에 관해서 설명한다.
액추에이터(332)는 도 8과 같이 각 프로펠러 날개(320)와 메인샤프트(10) 사이에 개재될 수 있다. 이때, 액추에이터(332)의 일측부는 각 프로펠러 날개(320)의 일면에 지지되고, 액추에이터(332)의 타측부는 메인샤프트(10)의 외측면에 지지될 수 있다. 이 경우, 액추에이터(332)는 각 프로펠러 날개(320)에 직접 구동력을 제공할 수 있다.
예컨대, 액추에이터(332)는 신축동작하는 유압실린더를 포함할 수 있다. 이때, 액추에이터(332)는 도 8과 같이 메인샤프트(10)에 대해 경사진 방향으로 신축할 수 있다.
이 경우, 각 프로펠러 날개(320)는 액추에이터(332)가 수축할 때, 접힘동작할 수 있다. 또는 각 프로펠러 날개(320)는 액추에이터(332)가 신장할 때, 펴짐동작할 수 있다.
액추에이터(332)는 복수의 프로펠러 날개(320)의 수에 대응하여 복수로 제공될 수 있다. 이때, 복수의 액추에이터(332)는 복수의 프로펠러 날개(320)가 동시에 접힘동작 또는 펴짐동작하도록 신축동작할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 메인샤프트
100, 200, 300: 추진장치
110, 210, 310: 프로펠러 허브
111: 힌지
120, 220, 320: 프로펠러 날개
121: 슬라이딩홈
130, 230, 330: 구동부
131, 231: 이동부재
131a: 돌출부
132, 232, 332: 액추에이터
233: 베이스부재
140: 동작제한부재
150, 150': 제어부
160: 흘수측정부
170: 진동측정부

Claims (7)

  1. 선체의 선미부 외부로 노출되어 회전하는 메인샤프트의 후단부에 결합되는 프로펠러 허브;
    상기 메인샤프트의 회전중심축을 중심으로 방사상으로 배치되고, 각 루트부가 상기 프로펠러 허브에 회전 가능하게 결합되어 상기 메인샤프트에 대해 접힘동작 또는 펴짐동작이 가능한 복수의 프로펠러 날개; 및
    상기 복수의 프로펠러 날개의 접힘동작 또는 펴짐동작이 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
    상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작할 때, 프로펠러 회전반경은 감소하고,
    상기 복수의 프로펠러 날개가 펴짐동작할 때, 상기 프로펠러 회전반경은 증가하고,
    상기 구동부는,
    일측부가 상기 복수의 프로펠러 날개의 각 프로펠러 날개에 지지되어 상기 복수의 프로펠러 날개와 함께 회전하고, 상기 메인샤프트의 연장방향을 따라 이동하도록 형성되는 이동부재; 및
    상기 메인샤프트에 지지되어 상기 메인샤프트와 함께 회전하고, 상기 이동부재가 이동하도록 구동력을 제공하는 액추에이터를 포함하고,
    상기 이동부재의 일측부는 상기 복수의 프로펠러 날개의 각 프로펠러 날개의 일면에 슬라이딩 가능하게 결합되는, 추진장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 메인샤프트의 연장방향을 따라 연장되고, 상기 메인샤프트와 함께 회전하는 베이스부재를 더 포함하고,
    상기 이동부재는 상기 베이스부재의 일측에 지지되고, 상기 액추에이터는 상기 베이스부재의 타측에 지지되는, 추진장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로펠러 허브의 후방에 배치되고, 상기 복수의 프로펠러 날개가 펴짐동작 과정에 소정의 각도 이상 펴지는 것을 제한하는 동작제한부재를 더 포함하는, 추진장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 선체의 흘수를 측정하는 흘수측정부; 및
    상기 흘수측정부가 측정한 측정흘수를 수신하고, 수신한 상기 측정흘수에 따라 상기 복수의 프로펠러 날개의 접힘 정도가 조절되도록 상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작 또는 펴짐동작하게 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 추진장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 선체의 진동을 측정하는 진동측정부; 및
    상기 진동측정부가 측정한 진동측정값을 수신하고, 수신한 상기 진동측정값이 기준값 이상인 경우 상기 복수의 프로펠러 날개가 접힘동작하도록 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 추진장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012030704A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Tokyo Univ Of Marine Science & Technology 可変ピッチプロペラ制御船および可変ピッチプロペラ制御方法
JP6015827B2 (ja) * 2015-08-11 2016-10-26 セイコーエプソン株式会社 形状計測装置、形状計測装置の制御方法、およびプログラム

Patent Citations (2)

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