KR102129149B1 - 선박용 추진장치 및 이를 제작하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것으로서, 선미에 구비되어 추진력을 발생시키는 프로펠러; 및 상기 선미에 부착되는 덕트를 포함하고, 상기 덕트는, 일측을 기준으로 타측이 절곡되거나 또는 휘어지는 꺽임부를 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 프로펠러 주변의 유체 유동에 적합한 기하학적 받음각을 가지는 덕트를 구비함으로써, 선박의 직진성이 우수해지고 연비가 향상되어 추진효율이 극대화되는 효과가 있다.
본 발명은 선박용 추진장치를 제작하는 방법에 관한 것으로서, 일부품과 타부품이 서로 어긋나는 꺽임부를 가지도록 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계; 및 상기 일부품과 상기 타부품을 연결하여 상기 적어도 두 개의 부품들을 서로 결합함으로써 덕트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 덕트의 상부, 하부, 좌부, 우부에 최적의 기하학적 받음각을 가지도록 제작할 수 있어 덕트의 성능을 우수하게 할 수 있음과 동시에 제작비용을 최소화할 수 있으며 덕트의 무게 또한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

선박용 추진장치 및 이를 제작하는 방법{A propulsion apparatus for ship and Method of Manufacturing this}

본 발명은 선박용 추진장치 및 이를 제작하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 한국산업기술평가관리원의 산업융합원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호: 10040060, 과제명: 저항추진성능 향상 선종별 에너지절감 부가장치 개발 및 실선 적용]

일반적으로 대형 선박의 경우, 선체의 후미에 부착되어 있는 프로펠러가 회전할 때 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 전진하는 방식을 사용한다. 이때 프로펠러의 후방에는 러더가 부착되며, 러더가 좌우로 회전함에 따라 유체의 흐름 방향을 조절함으로써 항해 방향을 변경한다.

이와 같이 프로펠러의 회전을 통해 일정 속도를 내기 위해서는 디젤 등의 오일을 사용하여 엔진을 구동하여야 하는데, 이 경우 많은 양의 오일이 소모되고 온실가스가 배출됨에 따라, 환경 파괴 등의 문제를 야기하게 된다.

따라서 최근에는 선박의 추진 시 소비되는 에너지를 절감하여 연료 사용량을 감축할 수 있는 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 특히 IMO는 2010년에 선박 운항시 온실가스 감축 방안에 대해 논의한 바 있으며, 연비규제에 대한 기준 및 방향을 확정하는 것과 관련한 논의를 진행 중에 있다.

이러한 움직임에 해운선사들도 합류함에 따라, 해운선사들은 유류비에 대한 부담을 덜 수 있는 연료절감형 선박에 관심을 가지기 시작하였다. 이와 같은 해운 선사들의 니즈에 의해, 조선사들은 연료 소비량을 줄이고 온실가스 배출을 줄일 수 있는 연료절감형 기술에 대해서 지속적인 연구 및 개발을 해오고 있다.

연료절감형 기술의 일례로, 선박의 후미, 프로펠러, 러더 등의 형상을 개량하거나 별도의 부가물을 부착함으로써 추진 효율을 높이는 동시에 연료를 절감하는 에너지 절감 부가 장치(ESD: Energy Saving Device)가 큰 관심을 받고 있으며, 이러한 에너지 절감 부가 장치는 상당수의 선박에 이미 적용되어 사용 중이다.

선박의 프로펠러 유입류는 프로펠러의 회전력이 선체의 추진력으로 전달되는 것에 저항할 수 있으며, 이에 도움이 될 수도 있다. 따라서, 선체의 추진 효율을 높이는 동시에 연료를 절감하기 위해 프로펠러의 유입류를 제어하는 연구 및 개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이다.

일본특허공개공보 2001-138987 (2001.05.22) 일본특허공개공보 1988-017197 (1988.01.25)

본 발명의 목적은, 덕트의 기하학적 받음각이 프로펠러 주변 유체의 유동에 모두 적합한 덕트를 설치하여 선박의 추진효율을 향상시키는 선박의 추진장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 덕트의 임의의 부분에 원하는 기하학적 받음각을 형성함과 동시에 제작비를 절감하고 덕트의 무게를 절감할 수 있도록 하는 선박의 추진장치를 제작하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치는, 선미에 구비되어 추진력을 발생시키는 프로펠러; 및 상기 선미에 부착되는 덕트를 포함하고, 상기 덕트는, 일측을 기준으로 타측이 절곡되거나 또는 휘어지는 꺽임부를 적어도 하나 가지는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 꺽임부는, 상기 일측과 상기 타측이 서로 어긋나는 각도가 2도 내지 27도일 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트는, 상기 프로펠러의 축을 기준으로 제1 기설정각도로 기울어지도록 구성되는 덕트 상부; 및 상기 프로펠러의 축을 기준으로 제2 기설정각도로 기울어지도록 구성되는 덕트 하부를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트 상부와 상기 덕트 하부는, 연결되는 면을 포함하는 평면을 기준으로 서로 대칭일 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트 상부 또는 상기 덕트 하부는, 유체가 유입되는 덕트 전단부가 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부보다 상기 프로펠러의 축에서 더 이격되는 덕트 상부 또는 하부 기하학적 받음각을 가지며, 상기 덕트의 좌부 및 우부는, 상기 덕트 전단부와 상기 덕트 후단부를 연결하는 선이 상기 프로펠러의 축과 평행하며, 상기 덕트 상부 또는 하부 기하학적 받음각보다 작은 덕트 좌부 또는 우부 기하학적 받음각을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트 상부의 종방향 길이인 상부 코오드의 길이와 상기 덕트 하부의 종방향 길이인 하부 코오드의 길이의 차이가 5% 이내일 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트 상부는, 상기 덕트의 축 중심 기준 상측에 위치하고, 상기 덕트 하부는, 상기 덕트의 축 중심 기준 하측에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트는, 상기 덕트 상부와 상기 덕트 하부를 연결하는 덕트 중앙부를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트는, 상기 덕트의 축 중심 기준으로 좌우가 대칭일 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트는, 상기 프로펠러의 전방에 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트의 축 중심 기준으로부터 상기 덕트 상부 또는 상기 덕트 하부를 향하여 방사형으로 형성되고 적어도 하나 이상 구비되는 핀을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 핀은, 상기 덕트의 축 중심 기준 수직 상방에서 시계방향으로 90° 이상 300° 이하인 구간에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 일부품과 타부품이 서로 어긋나는 꺽임부를 가지도록 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계; 및 상기 일부품과 상기 타부품을 연결하여 상기 적어도 두 개의 부품들을 서로 결합함으로써 덕트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계는, 유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각이 동일한 초기 덕트를 형성하는 단계; 및 상기 초기 덕트를 상기 초기 덕트의 축 방향을 기준으로 일측과 타측으로 기설정 각도를 가지는 절단 부분을 적어도 하나 형성하도록 절단하여, 상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계는, 유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각이 동일 또는 상이한 적어도 두 개의 부품들을 각각 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트를 선박에 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트를 기설정 각도 회전시켜 상기 선박에 설치하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 프로펠러 주변의 유체 유동에 적합한 기하학적 받음각을 가지는 덕트를 구비함으로써, 선박의 직진성이 우수해지고 연비가 향상되어 추진효율이 극대화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 덕트의 상부, 하부, 좌부, 우부에 최적의 기하학적 받음각을 가지도록 제작할 수 있어 덕트의 성능을 우수하게 할 수 있음과 동시에 제작비용을 최소화할 수 있으며 덕트의 무게 또한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.
도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치의 프로펠러 축을 포함하는 평면의 평단면도이다.
도 1c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.
도 2b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 추진장치의 프로펠러 축을 포함하는 평면의 평단면도이다.
도 2c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.
도 3a는 프로펠러 전면의 축방향 속도분포도이다.
도 3b는 프로펠러 전면의 회전방향 속도분포도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치에 의한 추진 성능을 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.
도 6은 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.
도 7a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.
도 7b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제1 부분순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제2 부분순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제3 부분순서도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제4 부분순서도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도, 도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치의 프로펠러 축을 포함하는 평면의 평단면도이고, 도 1c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.

도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치(1,2)는, 선미(10), 프로펠러(20), 러더(30), 덕트(40), 핀(60)을 포함한다.

선미(10)는, 선체(도시하지 않음)의 후미로, 구동부(도시하지 않음), 프로펠러(20), 러더(30), 덕트(40) 및 핀(60)이 설치될 수 있으며, 이 외에도 기타 추진 장치(도시하지 않음)들이 설치될 수 있다.

본 실시예에서 포함하고 있는 선미(10)는, 일반적으로 선박(도시하지 않음)에 위치하는 선미(10)와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

프로펠러(20)는, 선미(10)에 구비되며 선박의 추진력을 발생시킨다. 프로펠러(20)는, 프로펠러 날개(21) 및 프로펠러 축(22)을 포함할 수 있다.

프로펠러 날개(21)는, 프로펠러 허브(부호 도시하지 않음)에 적어도 하나 이상 구비되며 선체에 추진력을 발생시킨다. 프로펠러 날개(21)는, 프로펠러 허브에 고정되어 구동부의 회전력을 전달받아 회전할 수 있으며, 프로펠러 날개(21)의 회전으로 프로펠러 날개(22)의 주변에 있는 유체의 유동을 프로펠러 날개(21)의 후방으로 가속시킬 수 있고, 이에 대한 반작용이 선체를 추진하는데 이용될 수 있다.

프로펠러 축(22)은, 구동부의 구동축(도시하지 않음)과 연결되어 구동부의 회전력을 프로펠러 허브로 전달하여 프로펠러 날개(21)가 회전할 수 있도록 한다.

러더(30)는, 선미(10)의 프로펠러(20)의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종한다. 본 실시예가 포함하고 있는 러더(30)는, 일반적으로 널리 사용되는 러더와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

덕트(40)는, 선미(10)에 부착되어 일측과 타측이 서로 어긋나는 꺽임부(AA)를 적어도 하나 가진다. 여기서 꺽임부(AA)는 일측과 타측이 서로 어긋나는 각도(C11)가 2도 내지 27도(바람직하게는 3도 내지 25도)이다.

덕트(40)는, 프로펠러(20)의 전방에 위치하며, 축 중심 기준 좌우가 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 덕트(40)는, 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)로 구성될 수 있다. 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)에 대해 설명하기에 앞서, 이하에서는 본 발명의 구성요소들로 인해 도출되는 효과를 효과적으로 설명하기 위해, 우선적으로 도 3a 및 도 3b를 참조하여 도시된 실험자료들에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

도 3a는 프로펠러 전면의 축방향 속도분포도, 도 3b는 프로펠러 전면의 회전방향 속도분포도이다.

이하에서 회전방향의 기준은, 선체의 후미(선미(10))에서 선체의 선수(도시하지 않음)를 바라보는 것을 기준으로 시계방향 또는 반시계방향을 지정하는 것으로 하며, 선체의 좌현은 도면에서 좌측, 선체의 우현은 도면에서 우측으로 한다.

도 3a 및 도 3b의 도면에서 Y는 선체를 기준으로 수평선을 나타내는 좌표축이며, Z는 선체를 기준으로 수직선을 나타내는 좌표축이다. 도 3a는 유체의 축방향 속도(선체의 진행방향에 반대 방향으로의 속도)를 등속선별로 색깔을 지정하여 나타낸 속도값이며, 도 3b는 유체의 회전방향을 다수의 화살표로 나타낸 속도값(화살표의 방향은 회전방향을, 화살표의 길이는 회전속도를 나타냄)으로 선체의 주변에 흐르는 유체의 회전 방향 및 회전 속도를 나타낸 도면이다.

도 3a를 검토해보면, 프로펠러(20)의 하측의 임의의 지점에서 가장 빠른 유체의 축방향 속도가 존재하며 프로펠러(20)의 좌측과 우측이 거의 대칭이 되는 축방향 속도가 구성되고 있음을 알 수 있다.

도 3b를 검토해보면, 프로펠러(20)의 상측에서는 수직 하방향의 회전류의 속도가 크게 존재하며, 프로펠러(20)의 좌측 및 우측에서는 프로펠러 축(22) 부분으로 유입되는 회전류의 속도가 작고, 프로펠러(20)의 하측에서는 수직 상방향의 회전류의 속도가 크게 존재하는 것을 알 수 있다. 여기서도 프로펠러(20)의 좌측과 우측은 서로 대칭이 되는 회전류의 속도 및 크기를 가지는 것으로 나타난다.

즉, 도 3a와 도 3b를 종합적으로 검토해보면, 프로펠러 축(22)을 기준으로 상측에서는 수직 하방향의 강한 회전류가 발생하고, 프로펠러 축(22)을 기준으로 좌측과 우측에서는 프로펠러 축(22) 부분으로 유입되는 회전류가 약하게 존재하며, 프로펠러 축(22)을 기준으로 하측에서는 수직 상방향의 강한 회전류가 발생하는 것을 알 수 있다.

이와 같은 프로펠러(20)의 전방에서의 유체의 유동 특성을 참고로 하여 본 발명의 덕트(40)의 특성을 설명하도록 한다.

덕트 좌부(부호 도시하지 않음)와 덕트 우부(부호 도시하지 않음)는, 덕트(40)의 축 중심 기준 좌측 그리고 덕트(40)의 축 중심 기준 우측에 각각 구성된다.

도 3a 및 도 3b에서 고찰한 바와 같이 프로펠러 축(22)을 기준(A)으로 좌측과 우측의 유체의 유동은 서로 대칭이 되도록 유동하므로, 덕트 좌부와 덕트 우부는, 덕트(40)의 축 중심 기준으로 서로 대칭이 되도록 구성될 수 있다.

또한, 유체가 유입되는 덕트 전단부(부호 도시하지 않음)가 유체가 유출되는 덕트 후단부(부호 도시하지 않음)가 이루는 각인 덕트 좌부 및 우부 기하학적 받음각(a13)이 서로 동일하도록 구성될 수 있다.

이때, 덕트 좌부 및 우부 기하학적 받음각(a13)은 프로펠러 축(22)에 거의 평행하게 구성될 수 있다.

덕트 상부(41)는, 덕트(40)의 축 중심 기준 상측에 위치하며, 프로펠러 축(22)을 기준으로 제1 기설정각도로 기울어지도록 구성될 수 있다.

덕트 상부(41)는, 도 3a 및 도 3b에서 고찰한 바와 같이 프로펠러 축(22)을 기준(A)으로 상측의 유체의 유동이 수직 하방향의 강한 회전류가 발생하므로, 유체가 유입되는 덕트 전단부(부호 도시하지 않음)가 유체가 유출되는 덕트 후단부(부호 도시하지 않음)보다 프로펠러 축(22)에서 더 이격되는 덕트 상부 기하학적 받음각(a11)을 가지도록 구성될 수 있다.

이때, 덕트 상부 기하학적 받음각(a11)은, 덕트 좌부 및 우부의 기하학적 받음각(a13)보다 크며 덕트 하부 기하학적 받음각(a12)보다는 작을 수 있다.

덕트 하부(42)는, 덕트(40)의 축 중심 기준 하측에 위치하며, 프로펠러 축(22)을 기준으로 제2 기설정각도로 기울어지도록 구성될 수 있다.

덕트 하부(42)는, 도 3a 및 도 3b에서 고찰한 바와 같이 프로펠러 축(22)을 기준(A)으로 하측의 유체의 유동이 수직 상방향의 강한 회전류가 발생하므로, 유체가 유입되는 덕트 전단부(부호 도시하지 않음)가 유체가 유출되는 덕트 후단부(부호 도시하지 않음)보다 프로펠러 축(22)에서 더 이격되는 기하학적 받음각(a12)을 가지도록 구성될 수 있다.

이때, 덕트 하부 기하학적 받음각(a12)은, 덕트 좌부 및 우부의 기하학적 받음각(a13)보다 크며 덕트 상부 기하학적 받음각(a11)보다도 클 수 있다.

즉, 덕트(40)는, 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42) 그리고 덕트 좌부와 덕트 우부로 유입되는 유체의 유동을 각각 최적의 받음각으로 받을 수 있어(a12>a11>a13), 저항을 최소화하며 프로펠러(20)의 성능을 향상시키도록 할 수 있다. 이를 통해 선박의 직진성은 향상되고 연비가 증가함으로써 선박의 추진성능이 극대화되는 효과가 발생한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치에 의한 추진 성능을 나타내는 그래프이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치(1)를 84,000 CUM LPG/C에 적용하여 모형 시험한 결과를 도 4를 참고하여 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치(1)를 84,000 CUM LPG/C에 적용한 결과의 추진성능은 점선으로 도시되었으며, 기존의 원환 덕트를 가지는 선박용 추진장치를 선박에 적용한 결과의 추진성능은 실선으로 도시되어 있다.

임의의 선속에서 두 추진성능을 비교한 결과 약 2.1%가 개선되는 추진 효율 향상 결과가 나타났으며, 이는 선주의 입장에서 약 연간 7억원의 연료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)는, 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)를 연결하는 면을 포함하는 평면을 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 이때, 덕트 상부(41)의 종방향 길이인 상부 코오드(b11)의 길이와 덕트 하부(42)의 종방향 길이인 하부 코오드(b12)의 길이의 차이가 5% 이내가 되도록 형성될 수 있다.

핀(60)은, 덕트(40)의 축 중심 기준으로부터 덕트 상부(41) 또는 덕트 하부(42)를 향하여 방사형으로 적어도 하나 형성될 수 있으며, 덕트(40)의 축 중심에서 멀어지는 방향으로 또는 덕트(40)의 축 중심을 향하는 방향으로 돌출 형성될 수 있다.

핀(60)은, 에어포일 형태의 단면을 가질 수 있으며, 선체로부터 멀어질수록 전후 폭이 동일하거나 또는 가변하는 형태를 가질 수 있다. 또한, 핀(60)의 전후 폭은 덕트(40)의 전후 폭보다 상대적으로 작을 수 있으며, 핀(60)은 덕트(40)의 후면에 근접 설치될 수 있다.

핀(60)은, 전류 고정 날개(Pre-swirl stator)의 역할을 하여 프로펠러(20)의 효율을 증가시킬 수 있으며, 덕트(40)의 중심 축을 기준으로 대칭 또는 비대칭으로 설치될 수 있다.

핀(60)의 설치 개수는 프로펠러(20)의 효율을 증가시키도록 하는 설계 조건에 따라 유연하게 변화될 수 있으며, 특별히 한정되지는 않으나, 덕트(40)의 축 중심 기준 수직 방향에서 시계방향으로 90도 이상 300도 이하인 구간에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

여기서, 덕트(40)의 축 중심 기준 수직 방향에서 시계방향으로 90도 이상 300도 이하인 구간은 프로펠러(20)에서 캐비테이션이 발생하지 않는 구간으로, 덕트(40)에 구비되는 핀(60)은 덕트(40)의 축 중심 기준 수직 상방에서 시계방향으로 90도 이상 300도 이하인 구간에 설치되어 프로펠러(20)에 유입되는 유체를 Pre-swirl 시킬 수 있다.

이로 인해서 프로펠러(20)에서는 Pre-swirl효과로 인해서 프로펠러(20)의 효율이 증가되게 되고, 선체의 직진성이 크게 향상되며, 선박의 추진효율이 증가할 수 있다.

또한 핀(60)은, 프로펠러(20)에 유입되는 유체의 회전류를 프로펠러(20) 회전방향과 반대로 생성시켜 프로펠러(20)의 추진력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치(2)는, 본 발명의 제1 실시예에서의 덕트(40)와 상이한 각도로 선미(10)에 설치하는 것 이외에 본 발명의 제1 실시예와 동일하다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에서의 덕트(40)는, 선미(10)에 설치시 프로펠러 축(22)을 기준(A)으로 기설정 각도(z11) 회전한 크기인 B만큼 회전하여 설치된다. 이 경우, 덕트 상부 기하학적 받음각(a11+z11)은 제1 실시예에서의 덕트 상부 기하학적 받음각(a11)보다 기설정 각도(z11)만큼 더 커지게 되며, 덕트 하부 기하학적 받음각(a12-z11)은 제1 실시예에서의 덕트 하부 기하학적 받음각(a12)보다 기설정 각도(z11)만큼 더 작아지게 된다.

즉, 덕트(40)를 선미(10)에 기설정 각도(z11)만큼 회전하여 설치하는 경우, 덕트 상부 기하학적 받음각과 덕트 하부 기하학적 받음각의 크기를 덕트(40)가 기제작되었더라도 원하는 크기로 설정하도록 변경할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치(1,2)는, 프로펠러(20) 주변의 유체 유동에 적합한 기하학적 받음각을 가지는 덕트(40)를 구비함으로써, 선박의 직진성이 우수해지고 연비가 향상되어 추진효율이 극대화되는 효과가 있다.

도 2a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도, 도 2b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 추진장치의 프로펠러 축을 포함하는 평면의 평단면도, 도 2c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.

도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치(3,4)는, 선미(10), 프로펠러(20), 러더(30), 덕트(50), 핀(60)을 포함한다.

본 발명의 제3 및 제4 실시예에서 덕트(50) 이외의 각 구성들은, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치(1,2)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.

덕트(50)는, 선미(10)에 부착되어 일측과 타측이 서로 어긋나는 꺽임부(BB1,BB2)를 적어도 하나 가진다. 여기서 꺽임부(BB1,BB2)는 일측과 타측이 서로 어긋나는 각도가 2도 내지 27도(바람직하게는 3도 내지 25도)이다.

덕트(50)는, 프로펠러(20)의 전방에 위치하며, 축 중심 기준 좌우가 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 덕트(50)는, 덕트 상부(51), 덕트 중앙부(52), 덕트 하부(53)로 구성될 수 있다.

덕트 상부(51)와 덕트 하부(53)는, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서와 그 구성이 동일하므로 이에 갈음하도록 하며 다만, 제작 방식에 따라 그 차이가 존재하나 이는 선박용 추진장치를 설치하는 방법에서 상세하게 설명하도록 한다.

여기서 덕트 좌부(부호 도시하지 않음)와 덕트 우부(부호 도시하지 않음)는 기하학적 받음각(a23)이 서로 동일하게 구성될 수 있으며, 이 역시 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서와 동일하므로 이에 갈음하도록 한다.

덕트 중앙부(52)는, 덕트 상부(51)와 덕트 하부(53)를 연결할 수 있다. 이는 프로펠러 축(22)의 기준(A)의 수직한 면을 포함하는 평면(선체의 종방향)과 평행하게 구성될 수 있다.

여기서 꺽임부(BB1,BB2)는, 덕트 중앙부(52)와 덕트 상부(51)가 연결되는 지점인 제1 꺽임부(BB1)와, 덕트 중앙부(52)와 덕트 하부(53)가 연결되는 지점인 제2 꺽임부(BB2)로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 제작 방법 또는 원하는 기하학적 받음각(a21+z21,a22-z21,a23)을 형성하기 위해서 다수 개 형성될 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치(4)는, 본 발명의 제3 실시예에서의 덕트(50)와 상이한 각도로 선미(10)에 설치하는 것 이외에 본 발명의 제3 실시예와 동일하다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에서의 덕트(50)는, 선미(10)에 설치시 프로펠러 축(22)을 기준(A)으로 기설정 각도(z21) 회전한 크기인 B만큼 회전하여 설치된다.

이 경우, 덕트 상부 기하학적 받음각(a21+z21)은 제3 실시예에서의 덕트 상부 기하학적 받음각(a21; B와 C 사이의 각도)보다 기설정 각도(z21)만큼 더 커지게 되며, 덕트 하부 기하학적 받음각(a22-z21)은 제3 실시예에서의 덕트 하부 기하학적 받음각(a22; B와 D 사이의 각도)보다 기설정 각도(z21)만큼 더 작아지게 된다.

즉, 덕트(50)를 선미(10)에 기설정 각도(z21)만큼 회전하여 설치하는 경우, 덕트 상부 기하학적 받음각과 덕트 하부 기하학적 받음각의 크기를 덕트(50)가 기제작되었더라도 원하는 크기로 설정하도록 변경할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치(3,4)는, 프로펠러(20) 주변의 유체 유동에 적합한 기하학적 받음각을 가지는 덕트를 구비함으로써, 선박의 직진성이 우수해지고 연비가 향상되어 추진효율이 극대화되는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 순서도이다. 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 상기에서 살펴본 제1 내지 제4 실시예에서의 선박용 추진장치(1,2,3,4)에 의해 구현될 수 있으며, 도 5a 내지 도 7b의 선박용 추진장치 제작도를 참고하여, 이하에서 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 각 단계에 대해서 설명하도록 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 일부품(41,51,52)과 타부품(42,52,53)이 서로 어긋나는 꺽임부를 가지도록 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 형성하는 단계(S100); 및 상기 일부품(41,51,52)과 상기 타부품(42,52,53)을 연결하여 상기 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 서로 결합함으로써 덕트를 형성하는 단계(S200)를 포함한다.

단계 S100에서는, 일부품(41,51,52)과 타부품(42,52,53)이 서로 어긋나는 꺽임부를 가지도록 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)들을 형성한다.

적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 형성하는 방법에는 두 가지 방법이 있을 수 있으며, 이는 도 9와 도 10을 통해서 하기에 차례로 설명하도록 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제1 부분순서도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 형성하는 단계(S100)는, 유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각(a13,a23)이 동일한 초기 덕트를 형성하는 단계(S100a); 및 상기 초기 덕트를 상기 초기 덕트의 축 방향을 기준으로 일측과 상측으로 기설정 각도를 가지는 절단 부분을 적어도 하나 형성하도록 절단하여, 상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계(S100b)를 포함한다.

단계 S100a는, 유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각(a13,a23)이 동일한 초기 덕트를 형성할 수 있다.

초기 덕트 형성 전에, 선박의 추진성능, 캐비테이션 발생, 프로펠러 전방에서의 유체의 유동 등 여러가지 사항을 고려하여 덕트 기하학적 받음각, 덕트 치수 등을 설계한다.

이때, 덕트 기하학적 받음각은 덕트(40,50)의 좌부와 우부의 기하학적 받음각(a13,a23)으로 모두 동일하게 설계될 수 있다. 덕트 상부(41,51)와 덕트 하부(42,53)는, 후술할 단계에서 절단시 또는 선미(10)에 회전 설치시에 덕트 상부 기하학적 받음각 또는 덕트 하부 기하학적 받음각을 조절할 수 있으므로, 초기 제작시에는 임의의 기하학적 받음각으로 설계해도 무방하다. 따라서, 덕트 상부(41,51)와 덕트 하부(42,53)의 기하학적 받음각을 제작 초기시 초기 덕트에 반영하여 제작하지 않을 수 있어 제작비용이 최소화되며 제작을 쉽게 할 수 있는 효과가 있다. 이는 종래의 제작 비용 3억 5천여만원에 비해 본 방법에 따르면 1억 5천여 만원의 제작비가 발생되어 약 50%이상 제작비를 절감할 수 있다.

초기 덕트를 설계한 후, 설계된 자료를 가지고 초기 덕트를 제작할 수 있다. 초기 덕트는, 용접 및 가공의 방식으로 제작할 수 있다. 용접 및 가공의 방식으로 초기 덕트를 제작하는 방법은 공지되어 있는 방법에 의할 수 있으므로, 이에 대해서는 생략하도록 한다.

단계 S100b는, 초기 덕트를 초기 덕트의 축 방향을 기준으로 일측과 상측으로 기설정 각도를 가지는 절단 부분을 적어도 하나 형성하도록 절단하여, 적어도 두 개의 부품들을 형성할 수 있다.

이는 도 5a, 및 도 7a의 (aa) 단계를 참고하여 설명하도록 한다.

도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도, 도 7A는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.

도 5a, 및 도 7a의 (aa) 단계에 도시된 초기 덕트의 기하학적 받음각(x11,x21)의 크기는 상기에서 설명한 바와 같이 덕트(40,50)의 좌부와 우부의 기하학적 받음각(a13,a23)으로 모두 동일할 수 있다.

도 5a의 (aa) 단계에서는, 초기 덕트에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y11)와 타측의 기설정 각도(y12)를 가지는 절단 부분을 하나 형성하도록 절단하여 두 개의 부품 즉, 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)를 형성할 수 있다.

도 7a의 (aa) 단계에서는, 초기 덕트에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y21)와 타측의 기설정 각도(y22)를 가지는 절단 부분을 두 개 형성하도록 절단하여 세 개의 부품 즉, 덕트 상부(51), 덕트 중앙부(52) 및 덕트 하부(53)를 형성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제2 부분순서도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 형성하는 단계(S100)는, 유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각이 동일 또는 상이한 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계(S100aa)를 포함한다.

단계 S100aa는, 유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각이 동일 또는 상이한 적어도 두 개의 부품들을 각각 형성한다.

부품 형성 전에, 선박의 추진성능, 캐비테이션 발생, 프로펠러 전방에서의 유체의 유동 등 여러가지 사항을 고려하여 덕트 기하학적 받음각, 덕트 치수 등을 판단하여 각각의 부품을 설계한다.

각각 부품을 설계한 후, 설계된 자료를 가지고 부품을 제작할 수 있다. 부품은, 용접 및 가공의 방식으로 제작할 수 있다. 용접 및 가공의 방식으로 부품을 제작하는 방법은 공지되어 있는 방법에 의할 수 있으므로, 이에 대해서는 생략하도록 한다.

단계 S200에서는, 상기 일부품(41,51,52)과 상기 타부품(42,52,53)을 연결하여 상기 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 서로 결합함으로써 덕트를 형성한다.

적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 서로 결합하는 경우에는, 용접 등의 방법을 사용하여 연결할 수 있으며, 두 개의 부품(41,42 또는 51,52,53)들의 종방향 길이인 코오드들의 차이가 약 5%이내까지 연결이 가능할 수 있다.

구체적으로, 덕트 상부(41,51)와 덕트 하부(42,53)의 코오드 길이가 상이하게 설계되는 경우에도 종래에는 그 제작이 주물로써 한번에 형성하여야 했으나, 본 방법에 의해서는, 개별적인 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 형성한 후 용접하므로, 덕트 상부(41,51)와 덕트 하부(42,53)의 코오드 길이의 차이가 5%이내인 경우에도 제작이 용이하고 제작비가 적게드는 효과가 있다.

이에 대해서는 도 5a, 도 6 및 도 7a의 (bb)를 참고하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 5a, 도 6 및 도 7a에서 (bb) 단계는 (aa)에서 형성한 적어도 두 개의 부품들(41,42 또는 51,52,53)을 결합하여 완성된 덕트(40,50)를 형성하는 단계이다.

도 5a의 (bb)에서는, (aa)에서 형성된 두 개의 부품들(41,42)을 용접 등의 방법을 이용하여 결합한다. 즉, 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y11)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x11)에 의해 덕트 상부(41)의 덕트 상부 기하학적 받음각(x11+y11)이 형성되고, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 타측의 기설정 각도(y12)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x11)에 의해 덕트 하부(42)의 덕트 하부 기하학적 받음각(x11+y12)이 형성된다.

도 6의 (aa)단계는 도 5A의 (aa) 단계와 동일하므로 이에 갈음하도록 하며, 도 6의 (bb)에서는, (aa)에서 형성된 두 개의 부품들(51,53)과 두 개의 부품들(51,53)을 이격시키도록 하는 이격 부재(52)를 용접 등의 방법을 이용하여 결합한다. 즉, 덕트 상부(51)와 이격 부재(52)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y11)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x11)에 의해 덕트 상부(51)의 덕트 상부 기하학적 받음각(x11+y11)이 형성되고, 덕트 하부(53)와 이격 부재(52)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 타측의 기설정 각도(y12)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x11)에 의해 덕트 하부(52)의 덕트 하부 기하학적 받음각(x11+y12)이 형성된다. 완성된 덕트(50)의 정면도는 (cc)를 통해 볼 수 있다.

이와 같이 이격 부재(52)를 통해 덕트 상부(51)와 덕트 하부(53)를 연결하는 경우에는 도 5a 또는 도 5b에서 보여지는 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)의 연결로 인해 발생되는 꺽임부에 의한 저항을 피할 수 있는 효과가 있다.

도 7a의 (bb)에서는, (aa)에서 형성된 세 개의 부품들(51,52,53)을 용접 등의 방법을 이용하여 결합한다. 즉, 덕트 상부(51)와 덕트 중앙부(52)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y21)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x21)에 의해 덕트 상부(51)의 덕트 상부 기하학적 받음각(x21+y21)이 형성되고, 덕트 하부(53)와 덕트 중앙부(52)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 타측의 기설정 각도(y22)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x21)에 의해 덕트 하부(52)의 덕트 하부 기하학적 받음각(x21+y22)이 형성된다.

도 7a의 방법을 통해서 다수 개의 부품들을 형성할 수 있으며 이에 대한 결합방법은 도 7a의 (bb) 방법과 같이 할 수 있다.

종래에는 주물을 통해서만 완성된 덕트를 생산함으로써, 주형의 제작이 매우 어려운 경우에는 제작 비용이 매우 비싸고, 난이도가 어려워 제작할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 개별 부품의 제작을 간단하게 한 후 제작이 어려운 기하학적 받음각이 다른 부분들은 절단과 용접의 방법을 이용하여 해결할 수 있어, 제작 비용이 최소화되고, 성능이 좋은 덕트(40,50)의 대량생산을 가능하게 하는 효과가 있다.

단계 S200에 이어, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법에는, 덕트를 선박에 설치하는 단계(S300a)를 더 포함할 수 있다. 이는 도 11에 의해 설명하도록 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제3 부분순서도이다.

단계 S300a는, 덕트(40,50)를 선박에 설치한다. 상기 기술된 방법들에 의해 덕트(40,50)를 형성한 후, 선박의 선미(10)에 용접 등의 방법을 통해 연결한다. 덕트(40,50)를 선박에 설치하는 방법은 기공지된 방법과 동일하므로 이에 대해서는 생략하도록 한다.

상기 S300a와는 별개로, 단계 S200에 이어, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법에는, 덕트(40,50)를 기설정 각도 회전시켜 선박에 설치하는 단계(S300b)를 더 포함할 수 있다. 이는 도 12에 의해 설명하도록 한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법의 제4 부분순서도이다.

단계 S300b는, 덕트(40,50)를 기설정 각도 회전시켜 선박에 설치한다. 상기 기술된 방법들에 의해 덕트(40,50)를 형성한 후, 선박의 선미(10)에 용접 등의 방법을 통해 연결한다.

종래의 경우, 덕트 상부의 덕트 상부 기하학적 받음각의 크기가 변경될 필요가 있는 경우, 또는 덕트 하부의 덕트 하부 기하학적 받음각의 크기가 변경될 필요가 있는 경우에는, 덕트의 제작을 다시 하여야 하므로 재료의 낭비 및 추가 비용으로 인한 과비용이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 덕트 상부의 덕트 상부 기하학적 받음각의 크기가 변경될 필요가 있는 경우, 또는 덕트 하부의 덕트 하부 기하학적 받음각의 크기가 변경될 필요가 있는 경우에 덕트(40,50)를 선미(10)에 기설정각도 회전시켜 결합함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있다.

이에 대해서는 도 5b 및 도 7b를 참고하여 설명하도록 한다.

도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.

도 5b에서 (aa)는 도 5a에서의 (aa)와 동일하므로 이에 갈음하도록 한다. 도 5b에서 (bb)단계는 도 5a에서 (bb)단계에서와 같이 두 개의 부품(41,42)을 결합한 후 기설정 각도(z11)를 회전하여 선미(10)에 부착시킨다.

즉, 덕트 상부(41)와 덕트 하부(42)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y11)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x11)에 의해 덕트 상부(41)의 덕트 상부 기하학적 받음각(회전 전; x11+y11)이 형성되고, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 타측의 기설정 각도(y12)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x11)에 의해 덕트 하부(42)의 덕트 하부 기하학적 받음각(회전 전; x11+y12)이 형성된다.

다만, 선박의 설계가 변경되거나 항로의 변경 등의 기타 이유에 의해 설계 조건이 변경되는 경우, 기형성된 덕트 상부 기하학적 받음각 및 덕트 하부 기하학적 받음각이 변경될 필요가 있다.

이 경우 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법에서는, 기설정 각도(z11)를 회전한 후 선미(10)에 부착시킬 수 있다.

덕트(40)를 기설정 각도(z11) 반시계방향으로 회전한 후 선미(10)에 부착시키는 경우, 회전 후 덕트 상부 기하학적 받음각은 x11+y11+z11이 되며, 회전 후 덕트 하부 기하학적 받음각은 x11+y12-z11이 된다.

덕트(40)를 기설정 각도(z11) 시계방향으로 회전한 후 선미(10)에 부착시키는 경우, 회전 후 덕트 상부 기하학적 받음각은 x11+y11-z11이 되며, 회전 후 덕트 하부 기하학적 받음각은 x11+y12+z11이 된다.

도 7b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 선박용 추진장치의 제작도이다.

도 7b에서 (aa)는 도 7a에서의 (aa)와 동일하므로 이에 갈음하도록 한다. 도 7b에서 (bb)단계는 도 7a에서 (bb)단계에서와 같이 세 개의 부품(51,52,53)을 결합한 후 기설정 각도(z21)를 회전하여 선미(10)에 부착시킨다.

즉, 덕트 상부(51)와 덕트 중앙부(52)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 일측의 기설정 각도(y21)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x21)에 의해 덕트 상부(51)의 덕트 상부 기하학적 받음각(회전 전; x21+y21)이 형성되고, 덕트 하부(53)와 덕트 중앙부(52)를 결합하게 되면, (aa)단계에서 초기 덕트 축방향(CC)을 기준으로 타측의 기설정 각도(y22)로 절단된 부분과 초기 덕트에 형성된 기하학적 받음각(x21)에 의해 덕트 하부(52)의 덕트 하부 기하학적 받음각(회전 전; x21+y22)이 형성된다.

다만, 선박의 설계가 변경되거나 항로의 변경 등의 기타 이유에 의해 설계 조건이 변경되는 경우, 기형성된 덕트 상부 기하학적 받음각 및 덕트 하부 기하학적 받음각이 변경될 필요가 있다.

이 경우 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법에서는, 기설정 각도(z21)를 회전한 후 선미(10)에 부착시킬 수 있다.

덕트(50)를 기설정 각도(z21) 반시계방향으로 회전한 후 선미(10)에 부착시키는 경우, 회전 후 덕트 상부 기하학적 받음각은 x21+y21+z21이 되며, 회전 후 덕트 하부 기하학적 받음각은 x21+y22-z21이 된다.

덕트(50)를 기설정 각도(z21) 시계방향으로 회전한 후 선미(10)에 부착시키는 경우, 회전 후 덕트 상부 기하학적 받음각은 x21+y21-z21이 되며, 회전 후 덕트 하부 기하학적 받음각은 x21+y22+z21이 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 선박용 추진장치를 제작하는 방법은, 덕트(40,50)의 상부, 하부, 좌부, 우부에 최적의 기하학적 받음각을 가지도록 제작할 수 있어 덕트의 성능을 우수하게 할 수 있음과 동시에 제작비용을 최소화할 수 있으며 절단 후 용접하는 방식에 의해 덕트(40,50)의 잉여 면적이 생략되므로 덕트(40,50)의 무게 또한 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1,2,3,4: 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치
10: 선미 20: 프로펠러
21: 프로펠러 날개 22: 프로펠러 축
30: 러더 40: 덕트
41: 덕트 상부 42: 덕트 하부
50: 덕트 51: 덕트 상부
52: 덕트 중앙부 53: 덕트 하부
60: 핀

Claims (17)

1. 선미에 구비되어 추진력을 발생시키는 프로펠러; 및
   상기 선미에 부착되는 덕트를 포함하고,
   상기 덕트는,
   일측을 기준으로 타측이 절곡되거나 또는 휘어지는 꺽임부를 적어도 하나 가지고,
   상기 덕트는,
   상기 프로펠러의 축을 기준으로 제1 기설정각도로 기울어지도록 구성되는 덕트 상부; 및
   상기 프로펠러의 축을 기준으로 제2 기설정각도로 기울어지도록 구성되는 덕트 하부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 꺽임부는,
   상기 일측과 상기 타측이 서로 어긋나는 각도가 2도 내지 27도인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 덕트 상부와 상기 덕트 하부는,
   연결되는 면을 포함하는 평면을 기준으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 덕트 상부 또는 상기 덕트 하부는,
   유체가 유입되는 덕트 전단부가 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부보다 상기 프로펠러의 축에서 더 이격되는 덕트 상부 또는 하부 기하학적 받음각을 가지며,
   상기 덕트의 좌부 및 우부는,
   상기 덕트 전단부와 상기 덕트 후단부를 연결하는 선이 상기 프로펠러의 축과 평행하며, 상기 덕트 상부 또는 하부 기하학적 받음각보다 작은 덕트 좌부 또는 우부 기하학적 받음각을 가지는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 덕트 상부의 종방향 길이인 상부 코오드의 길이와 상기 덕트 하부의 종방향 길이인 하부 코오드의 길이의 차이가 5% 이내인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 덕트 상부는,
   상기 덕트의 축 중심 기준 상측에 위치하고,
   상기 덕트 하부는,
   상기 덕트의 축 중심 기준 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 덕트는,
   상기 덕트 상부와 상기 덕트 하부를 연결하는 덕트 중앙부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 덕트는,
   상기 덕트의 축 중심 기준으로 좌우가 대칭인 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 덕트는,
    상기 프로펠러의 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 덕트의 축 중심 기준으로부터 상기 덕트 상부 또는 상기 덕트 하부를 향하여 방사형으로 형성되고 적어도 하나 이상 구비되는 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 핀은,
    상기 덕트의 축 중심 기준 수직 상방에서 시계방향으로 90° 이상 300° 이하인 구간에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
13. 일부품과 타부품이 서로 어긋나는 꺽임부를 가지도록 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계; 및
    상기 일부품과 상기 타부품을 연결하여 상기 적어도 두 개의 부품들을 서로 결합함으로써 덕트를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계는,
    유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각이 동일 또는 상이한 적어도 두 개의 부품들을 각각 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치를 제작하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계는,
    유체가 유입되는 덕트 전단부와 상기 유체가 유출되는 덕트 후단부가 이루는 각인 덕트 기하학적 받음각이 동일한 초기 덕트를 형성하는 단계; 및
    상기 초기 덕트를 상기 초기 덕트의 축 방향을 기준으로 일측과 타측으로 기설정 각도를 가지는 절단 부분을 적어도 하나 형성하도록 절단하여, 상기 적어도 두 개의 부품들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치를 제작하는 방법.
15. 삭제
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 덕트를 선박에 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치를 제작하는 방법.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 덕트를 기설정 각도 회전시켜 상기 선박에 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치를 제작하는 방법.

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