KR101961612B1 - 선박용 프로펠러 - Google Patents

Abstract

선박용 프로펠러를 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러는 회전구동축이 연결되며 블레이드홈이 형성된 허브; 상기 블레이드홈에 일단부가 삽입되는 블레이드; 및 상기 블레이드의 일측면과 상기 블레이드홈 사이에 끼워져서 상기 블레이드를 상기 허브에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제1쐐기부재; 를 포함할 수 있다.

Description

선박용 프로펠러{PROPELLER FOR SHIP}

본 발명은 선박용 프로펠러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블레이드를 쐐기부재에 의해서 허브에 억지끼워맞춤으로 고정하는 선박용 프로펠러에 관한 것이다.

선박용 프로펠러는 선박용 엔진에 구비되는 회전구동축에 연결된다. 그리고, 선박용 엔진의 구동에 의한 회전구동축의 회전에 의해서 선박용 프로펠러가 회전된다. 이러한 선박용 프로펠러의 회전에 의해서 선박이 바다 위에서 항해하게 된다.

선박용 프로펠러는 비철금속이나 주강을 사용하여 주조에 의해서 제작될 수 있다. 이와 같은 주조에 의한 선박용 프로펠러의 제작은 목형 제작, 주물사 틀 제작, 주물사 틀에 용탕 주입, 주물사 틀 냉각, 주물사 제거 및, 기계가공 등의 순서로 이루어진다.

따라서, 주조에 의해서 선박용 프로펠러를 제작하는 경우에는, 제작공정이 많고 복잡하며, 제작시간이 오래 소요되고 비철금속 등의 단가가 비싸서 제작비용이 많이 소요된다.

또한, 선박용 프로펠러의 재질이 불균일하며 무게가 무겁고 대형화가 어렵다.

이를 해결하기 위한 것으로, 선박용 프로펠러의 허브와 블레이드를 별도로 제작한 후 블레이드를 허브에 억지끼워맞춤이나 접착제 등으로 조립하여 선박용 프로펠러를 제작한다.

이러한 경우에, 블레이드를 허브에 조립하기 위해서 조립공차를 필요로 한다. 그런데, 조립공차가 너무 작은 경우에는 블레이드를 허브에 조립하는 것이 어려우며, 조립공차가 너무 큰 경우에는 선박용 프로펠러의 작동 중 유격에 의한 진동이 발생한다.

한편, 선박용 프로펠러를 오랜 기간 사용하면 이에 따른 마모 등에 의해서 선박용 프로펠러의 출력이 설계치보다 감소한다. 이러한 출력의 감소는 블레이드의 피치각을 조절하여 방지할 수 있다.

그러나, 종래에는 선박용 프로펠러의 블레이드의 피치각 조절이 용이하지 않았다.

일본 공개특허공보 특개2014-125047호 (2014.07.07. 공개) 한국 공개특허공보 제2013-0081267호 (2013.07.16. 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 목적의 일 측면은 선박용 프로펠러의 블레이드를 허브에 용이하고 견고하게 고정하도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 다른 측면은 선박용 프로펠러의 블레이드가 허브로부터 용이하게 분리되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 목적의 또 다른 측면은 선박용 프로펠러의 블레이드의 피치각을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 것이다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 선박용 프로펠러는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 따른 선박용 프로펠러는 회전구동축이 연결되며 블레이드홈이 형성된 허브; 블레이드홈에 일단부가 삽입되는 블레이드; 및 블레이드의 일측면과 블레이드홈 사이에 끼워져서 블레이드를 허브에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제1쐐기부재; 를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제1쐐기부재는 고정부재에 의해서 허브에 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1쐐기부재의 단면은 허브의 반지름 방향 바깥으로 갈수록 넓어지는 형상이며, 블레이드의 일단부의 단면은 허브의 반지름방향 바깥으로 갈수록 좁아지는 형상일 수 있다.

그리고, 상기 블레이드의 타측면과 블레이드홈 사이에 끼워져서 제1쐐기부재와 함께 블레이드를 허브에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제2쐐기부재; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2쐐기부재는 고정부재에 의해서 허브에 고정될 수 있다.

그리고, 상기 제1쐐기부재와 제2쐐기부재를 블레이드와의 접촉각이 다른 것으로 교체하여 블레이드의 피치각을 조절할 수 있다.

또한, 상기 제1쐐기부재와 제2쐐기부재의 단면은 허브의 반지름방향 바깥으로 갈수록 넓어지는 형상이며, 블레이드의 일단부의 단면은 허브의 반지름방향 바깥으로 갈수록 좁아지는 형상일 수 있다.

그리고, 상기 블레이드는 복합재료로 이루어지며 허브와 별도로 제작될 수 있다.

또한, 상기 복합재료는 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinfored Plastics) 또는 유리섬유강화플라스틱(Glass Reinforced Plastics)일 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 선박용 프로펠러의 블레이드를 쐐기부재에 의해서 허브에 억지끼워맞춤으로 용이하고 견고하게 고정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 목적의 다른 측면은 선박용 프로펠러의 블레이드가 허브로부터 용이하게 분리되지 않을 수 있다.

그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 선박용 프로펠러의 블레이드의 피치각을 용이하게 조절할 수 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러의 사시도와 횡단면도의 일부이다.
도2와 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러를 제작하는 것을 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 사시도와 A-A'선에 따른 단면도이다.
도5 내지 도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러를 제작하는 것을 나타내는 도면이다.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 제1쐐기부재와 제2쐐기부재를 블레이드와의 접촉각이 다른 것으로 교체하여 블레이드의 피치각을 조절하는 것을 나타내는 도4의 원안의 단면도와 같은 단면도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 선박용 프로펠러에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

일실시예

이하, 도1 내지 도3을 참조로 하여 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러의 사시도와 횡단면도의 일부이며, 도2와 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러를 제작하는 것을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 선박용 프로펠러(100)는 도1에 도시된 바와 같이 허브(200), 블레이드(300) 및, 제1쐐기부재(400)를 포함할 수 있다.

허브(200)에는 회전구동축(도시되지 않음)이 연결될 수 있다. 이를 위해서, 허브(200)에는 회전구동축이 삽입되어 끼워맞춤 등에 의해서 고정되는 축 연결구멍(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.

허브(200)에는 도2에 도시된 바와 같이 블레이드홈(210)이 형성될 수 있다. 블레이드홈(210)은 도시된 바와 같이 허브(200)의 외주면에 복수개, 즉 블레이드(300)의 개수에 대응되는 개수만큼 형성될 수 있다.

허브(200)의 블레이드홈(210)에는 후술할 블레이드(300)가 삽입될 수 있다. 이를 위해서, 블레이드홈(210)은 이에 삽입되는 블레이드(300)의 일단부와 대응되며 후술할 제1쐐기부재(400)가 블레이드(300)의 일측면과 블레이드홈(210) 사이에 끼워질 수 있는 형상일 수 있다.

허브(200)는 비철금속이나 주강 등을 사용하여 주조에 의해서 제작될 수 있다. 그러나, 허브(200)의 제작방법은 특별히 한정되지 않고, 주지의 어떠한 방법이라도 가능하다.

블레이드(300)는 도2에 도시된 바와 같이 허브(200)의 블레이드홈(210)에 일단부가 삽입될 수 있다.

블레이드(300)는 복합재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 블레이드(300)는 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic)이나 유리섬유강화플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic) 등과 같은 복합재료로 이루어질 수 있다. 따라서, 선박용 프로펠러(100)의 강도는 소정의 요구되는 강도로 유지되면서 무게는 감소될 수 있다.

또한, 블레이드(300)는 허브(200)와 별도로 제작될 수 있다. 이에 따라, 주조에 의해 선박용 프로펠러 전체를 제작하는 것보다, 제작비용과 제작공정 및 제작시간이 감소될 수 있으며, 재질의 불균일이 최소화될 수 있다.

제1쐐기부재(400)는 도1과 도3에 도시된 바와 같이 블레이드(300)의 일측면과 블레이드홈(210) 사이에 끼워질 수 있다. 이에 의해서, 블레이드(300)를 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정할 수 있다.

예컨대, 도2에 도시된 바와 같이 블레이드(300)의 일단부를 허브(200)의 블레이드홈(210)에 삽입한 상태에서, 제1쐐기부재(400)를 블레이드(300)의 일측면과 블레이드홈(210) 사이에 끼워 넣는다.

그리고, 블레이드(300)가 허브(200)에 고정될 때까지, 제1쐐기부재(400)를 블레이드홈(210)에 억지로 더 끼워 넣는다. 이에 의해서, 블레이드(300)가 제1쐐기부재(400)에 의해서 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 용이하게 고정될 수 있다.

따라서, 종래의 제1쐐기부재(400) 없이 블레이드(300)의 일단부를 직접 허브(200)의 블레이드홈(210)에 억지끼워맞춤에 의해서 고정할 때와 같이, 조립공차가 너무 작아서 블레이드(300)의 일단부를 허브(200)의 블레이드홈(210)에 끼우지 못하는 일은 발생하지 않게 된다.

또한, 조립공차가 너무 커서 발생하는 선박용 프로펠러의 작동 중의 유격에 따른 진동도 발생하지 않게 된다.

이와 같이, 블레이드(300)를 제1쐐기부재(400)에 의해서 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정한 후, 도1과 도3에 도시된 바와 같이 고정부재(B)에 의해서 제1쐐기부재(400)를 허브(200)에 고정할 수 있다.

이에 따라, 고정부재(B)를 제1쐐기부재(400)로부터 분리시키기 않는 한, 블레이드(300)는 외부의 충격에 의해서도 허브(200)로부터 분리되지 않을 수 있다. 즉, 블레이드(300)가 견고하게 제1쐐기부재(400)에 의해서 허브(200)에 고정될 수 있다.

고정부재(B)는 볼트일 수 있다. 그러나, 고정부재(410)는 특별히 한정되지 않고, 제1쐐기부재(400)를 허브(200)에 고정시킬 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.

고정부재(B)에 의한 제1쐐기부재(400)의 허브(200)에의 고정을 위해서, 제1쐐기부재(400)에는 도1에 도시된 바와 같이 관통구멍(410)이 형성될 수 있다. 또한, 허브(200)의 블레이드홈(210)에는 전술한 관통구멍(410)에 연통되는 고정구멍(211)이 형성될 수 있다.

그리고, 고정부재(B)가 제1쐐기부재(400)의 관통구멍(410)을 관통하여 블레이드홈(210)의 고정구멍(211)에 체결되는 것에 의해서, 제1쐐기부재(400)가 허브(200)에 고정될 수 있다.

한편, 제1쐐기부재(410)의 단면은 도1에 도시된 바와 같이 허브(200)의 반지름방향 바깥으로 갈수록 넓어지는 형상일 수 있다. 또한, 블레이드(300)의 일단부의 단면은 허브(200)의 반지름방향 바깥으로 갈수록 좁아지는 형상일 수 있다.

이에 따라, 블레이드(300)의 일단부를 블레이드홈(210)에 삽입한 상태에서, 제1쐐기부재(400)를 블레이드(300)의 일측면과 블레이드홈(210) 사이에 용이하게 끼워 넣을 수 있다. 또한, 제1쐐기부재(400)에 의해서 블레이드(300)가 블레이드홈(210)에 억지끼워맞춤으로 고정된 경우에는, 전술한 바와 같이 고정부재(B)에 의해서 제1쐐기부재(400)가 허브(200)에 고정되지 않았더라도, 블레이드(300)가 블레드홈(210)으로부터 용이하게 분리되지 않을 수 있다.

다른 실시예

이하, 도4 내지 도8을 참조로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러에 대하여 설명한다.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 사시도와 A-A'선에 따른 단면도이며, 도5 내지 도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러를 제작하는 것을 나타내는 도면이고, 도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 제1쐐기부재와 제2쐐기부재를 블레이드와의 접촉각이 다른 것으로 교체하여 블레이드의 피치각을 조절하는 것을 나타내는 도4의 원안의 단면도와 같은 단면도이다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러는 상기 도1 내지 도3을 참조로 하여 설명한 선박용 프로펠러와 제2쐐기부재를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다.

그러므로, 차별되는 구성을 중점적으로 설명하고, 나머지 구성에 대해서는 상기 도1 내지 도3을 참조로 하여 설명한 것으로 대체할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러(100)는 도4에 도시된 바와 같이 제2쐐기부재(500)를 더 포함할 수 있다.

제2쐐기부재(500)는 블레이드(300)의 타측면과 블레이드홈(210) 사이에 끼워질 수 있다. 그리고, 제1쐐기부재(400)와 함께 블레이드(300)를 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정할 수 있다.

제2쐐기부재(500)도 고정부재(B)에 의해서 허브(200)에 고정될 수 있다. 이를 위해서 제2쐐기부재(500)에도 관통구멍(510)이 형성될 수 있다. 또한, 블레이드홈(210)에는 제1쐐기부재(400)의 관통구멍(410)에 연통되는 고정구멍(211) 이외에 제2쐐기부재(500)의 관통구멍(510)에 연통되는 고정구멍(211)도 형성될 수 있다.

그리고, 고정부재(B)가 제2쐐기부재(500)의 관통구멍(510)을 관통하여 블레이드홈(210)의 고정구멍(211)에 체결되는 것에 의해서, 제2쐐기부재(500)가 허브(200)에 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 프로펠러(100)를 제작하기 위해서는, 먼저 도5에 도시된 바와 같이 제2쐐기부재(500)를 허브(200)의 블레이드홈(210)에 고정부재(B)에 의해서 고정시킨다.

그리고, 도6에 도시된 바와 같이 블레이드(300)의 타측면이 제2쐐기부재(500)에 접촉하도록 블레이드(300)를 허브(200)의 블레이드홈(210)에 삽입한다. 이후, 제1쐐기부재(400)를 도7에 도시된 바와 같이 블레이드(300)의 일측면과 블레이드홈(210) 사이에 끼워 넣는다.

이에 따라, 블레이드(300)가 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)에 의해서 억지끼워맞춤으로 허브(200)에 고정될 수 있다. 이후, 고정부재(B)에 의해서 제1쐐기부재(400)를 허브(200)에 고정하면, 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)에 의해서 블레이드(300)가 허브(200)에 견고하게 고정될 수 있다.

제2쐐기부재(500)의 단면도 제1쐐기부재(400)와 같이 허브(200)의 반지름방향 바깥으로 넓어지는 형상일 수 있다.

한편, 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)를 블레이드(300)와의 접촉각(θ1,θ2)이 다른 것으로 교체하여 블레이드(300)의 피치각을 조절할 수 있다.

도4의 원에 도시된 바와 같이 제1쐐기부재(400)는 블레이드(300)의 일측면과 접촉각(θ1)으로 접촉한다. 또한, 제2쐐기부재(500)는 블레이드(300)의 타측면과 접촉각(θ2)으로 접촉한다.

이러한 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)를 도8에 도시된 바와 같이 다른 접촉각(θ1,θ2)을 가지는 것으로 교체하면, 블레이드(300)의 피치각을 용이하게 조절할 수 있다.

제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)의 교체시에는, 먼저 고정부재(B)를 제1쐐기부재(400)로부터 분리한다. 또한, 제1쐐기부재(400)를 허브(200)의 블레이드홈(210)으로부터 분리한다. 이후, 블레이드(300)를 허브(200)의 블레이드홈(210)으로부터 분리한다. 그리고, 고정부재(B)를 제2쐐기부재(500)로부터 분리하여 제2쐐기부재(500)도 허브(200)의 블레이드홈(210)으로부터 분리한다.

그리고, 접촉각(θ1, θ2)이 다른 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)를 사용하여 전술한 바와 같이 블레이드(300)를 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정시킨다.

이에 따라, 오랜 기간 사용에 따른 마모 등에 의해서 선박용 프로펠러(100)의 출력이 설계치보다 감소된 경우, 다른 접촉각(θ1,θ2)을 가지는 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)로 교체하는 것만으로, 블레이드(300)의 피치각을 조절할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 선박용 프로펠러를 사용하면, 선박용 프로펠러의 블레이드를 허브에 용이하고 견고하게 고정할 수 있으며, 선박용 프로펠러의 블레이드가 허브로부터 용이하게 분리되지 않을 수 있고, 선박용 프로펠러의 블레이드의 피치각을 용이하게 조절할 수 있다.

상기와 같이 설명된 선박용 프로펠러는 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

100 : 선박용 프로펠러 200 : 허브
210 : 블레이드홈 211 : 고정구멍
300 : 블레이드 400 : 제1쐐기부재
410, 510 : 관통구멍 500 : 제2쐐기부재
B : 고정부재 θ1, θ2 : 접촉각

Claims (9)

1. 회전구동축이 연결되며 블레이드홈(210)이 형성된 허브(200);
   상기 블레이드홈(210)에 일단부가 삽입되는 블레이드(300); 및
   상기 블레이드(300)의 일측면과 상기 블레이드홈(210) 사이에 끼워져서 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제1쐐기부재(400); 를 포함하며,
   상기 블레이드(300)의 타측면과 상기 블레이드홈(210) 사이에 끼워져서 상기 제1쐐기부재(400)와 함께 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제2쐐기부재(500); 를 더 포함하고,
   상기 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)를 상기 블레이드(300)와의 접촉각이 다른 것으로 교체하여 상기 블레이드(300)의 피치각을 조절하는 선박용 프로펠러.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1쐐기부재(400)는 고정부재(B)에 의해서 상기 허브(200)에 고정되는 선박용 프로펠러.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1쐐기부재(400)의 단면은 상기 허브(200)의 반지름 방향 바깥으로 갈수록 넓어지는 형상이며,
   상기 블레이드(300)의 일단부의 단면은 상기 허브(200)의 반지름방향 바깥으로 갈수록 좁아지는 형상인 선박용 프로펠러.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제2쐐기부재(500)는 고정부재(B)에 의해서 상기 허브(200)에 고정되는 선박용 프로펠러.
6. 삭제
7. 회전구동축이 연결되며 블레이드홈(210)이 형성된 허브(200);
   상기 블레이드홈(210)에 일단부가 삽입되는 블레이드(300); 및
   상기 블레이드(300)의 일측면과 상기 블레이드홈(210) 사이에 끼워져서 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제1쐐기부재(400); 를 포함하며,
   상기 블레이드(300)의 타측면과 상기 블레이드홈(210) 사이에 끼워져서 상기 제1쐐기부재(400)와 함께 상기 블레이드(300)를 상기 허브(200)에 억지끼워맞춤으로 고정하는 제2쐐기부재(500); 를 더 포함하고,
   상기 제1쐐기부재(400)와 제2쐐기부재(500)의 단면은 상기 허브(200)의 반지름방향 바깥으로 갈수록 넓어지는 형상이며,
   상기 블레이드(300)의 일단부의 단면은 상기 허브(200)의 반지름방향 바깥으로 갈수록 좁아지는 형상인 선박용 프로펠러.
8. 제1항에 있어서, 상기 블레이드(300)는 복합재료로 이루어지며 상기 허브(200)와 별도로 제작되는 선박용 프로펠러.
9. 제8항에 있어서, 상기 복합재료는 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinfored Plastics) 또는 유리섬유강화플라스틱(Glass Reinforced Plastics)인 선박용 프로펠러.

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