KR102134548B1

KR102134548B1 - 선박용 프로펠러 및 허브에 허브 캡을 설치하는 방법

Info

Publication number: KR102134548B1
Application number: KR1020197012785A
Authority: KR
Inventors: 빌 얀센; 레이에르 리메이예르
Original assignee: 바르트실라 네덜란드 비.브이.
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2020-07-16
Also published as: JP6600119B2; EP3523193A1; CN109803885A; JP2019529238A; CN109803885B; WO2018065032A1; EP3523193B1; KR20190057375A

Abstract

본 발명은 신규한 선박용 프로펠러 및 허브에 허브 캡을 설치하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고정 피치 및 제어 가능한 피치 프로펠러들과 관련하여 사용하기 위한 허브 캡들에 관한 것이다.
본 발명의 프로펠러는 허브 바디 (42), 프로펠러 블레이드들 및 허브 캡 (66) 을 갖는 허브를 포함하고, 상기 허브 캡 (66) 은 핀들이 제공된 외부 표면을 갖고, 그리고 연결 링 (72) 에 의해서 상기 허브 바디 (42) 의 후미 단부에 체결된다.

Description

선박용 프로펠러 및 허브에 허브 캡을 설치하는 방법

본 발명은 신규한 선박용 프로펠러 및 허브에 허브 캡을 설치하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고정 피치 (fixed pitch) 및 제어 가능한 피치 (controllable pitch) 프로펠러들과 관련하여 사용하기 위한 허브 캡들에 관한 것이다.

선박의 추진 유닛은 일반적으로 허브 및 상기 허브에 배열된 프로펠러 블레이드들을 포함한다. 허브는 구동 수단을 포함하고, 상기 구동 수단은, 예를 들면, 구동 샤프트, 앵글 기어, 변속기 또는 전기식 또는 유압식 구동 장치일 수도 있다. 프로펠러는 소위 말하는 고정 피치 프로펠러 (FPP) 또는 제어 가능한 피치 프로펠러 (CPP) 일 수도 있다. 전자는 환형 허브 바디에 체결된 블레이드들을 갖고, 그리고 후자는 블레이드들의 피치를 제어하기 위한 제어 수단으로 배열된 블레이드들을 가지며, 상기 제어 수단은 추진 유닛의 허브 내에 위치된다.

프로펠러 블레이드들의 피치를 제어하기 위한 제어 수단은 허브에 배열된 실제의 기계식 회전 배열 및 상기 기계식 회전 배열을 작동시키기 위한 작동 수단을 포함한다. 기계식 회전 배열은 각각의 프로펠러 블레이드용 크랭크 링을 포함한다.

기본적으로 2 개의 타입들의 작동 수단, 즉 기계식 작동 수단 및 유압식 작동 수단이 있다. 기계식 작동 수단은 구동 수단으로부터 허브의 내부로 구동 샤프트에서 중심 보어를 따라서 연장되는 로드를 포함한다. 유압식 작동 수단에 관해서, 허브 내부의 이동 가능한 부재는 유압 실린더에서 피스톤으로서 작동하도록 배열된다.

프로펠러들에 관한 문제는 프로펠러 블레이드들의 근원부들 (roots) 이 배열되는 상대적으로 큰 직경에 있다. 허브의 직경이 커지면, 프로펠러 블레이드들을 나가는 유동이 허브 하류의 개방 캐비티를 채워야 하기 때문에, 프로펠러 허브는 유체 역학적으로 비효율적인 것을 형성하게 된다. 다시 말해서, 허브 직경에 대응하는 직경을 갖는 실질적으로 반경 방향의 표면으로 끝나는 허브는, 허브의 하류에서, 감압 영역을 생성하고, 이것은, 실제로, 프로펠러의 추력과 반대 방향의 힘을 생성하는 것을 의미하고, 즉 프로펠러의 순 추력을 감소시키는 것을 의미한다. 물이 개방 캐비티를 채우는 동안 소위 말하는 허브 소용돌이가 생성된다. 허브 소용돌이는, 소용돌이들이 캐비테이션을 시작할 때, 즉 상기 소용돌이들이 소용돌이에서 가스 버블들을 형성할 때, 더 강렬한 형태로 나타나게 된다. 허브 소용돌이의 실제 문제는 프로펠러의 적용 가능한 추력을 상당히 감소시킨다는 것이다. 당연히, 상기 문제는, 더 큰 허브 직경으로 인해, 제어 가능한 피치 프로펠러들에서 더 큰 스케일로 나타나게 될 수도 있다.

허브 소용돌이와 관련된 문제는 허브의 하류 단부에 허브 캡을, 그리고 상기 허브 캡 상에 핀들을 배열하고, 상기 허브 캡 및 상기 핀들 모두가 프로펠러와 함께 회전하도록 함으로써 해결되도록 시도되었다. 이런 배열에 의해서, 프로펠러의 추력은 증가되거나 연료 소비가 평균 2 ~ 3% 감소된다. 허브 캡은 허브의 원통형 연장부일 수도 있지만, 일반적으로 수렴 연장부이다. 수렴은 원뿔형 또는 만곡형일 수도 있다.

프로펠러가 고정 피치 타입이거나 때로는 제어 가능한 피치 타입인 경우, 공동 계류중인 특허 출원 PCT/EP2016/058311 에서 논의된 바와 같이, 허브 캡은 그 내부로부터 허브의 단부로 용이하게 체결될 수도 있다. 하지만, 프로펠러가 프로펠러 허브의 후미 단부 (aft end), 즉 허브의 구동부 또는 전방 단부 (forward end) 의 반대편 단부에 배열된 유압 실린더를 구비한 유압식 작동 수단을 갖는 제어 가능한 피치 프로펠러인 경우, 허브의 일체형 부분으로서 또는 허브의 후미 단부에 부착된 별도의 부분으로서, 추가의 문제가 나타날 수도 있다. 블레이드들의 근원부들에서의 허브 반경이 유압 실린더의 외부 반경 보다 분명하게 더 커졌으므로, 허브 캡은 바람직하게 허브의 최대 직경으로부터 뒤쪽으로 수렴하는 대략 유선형의 표면에 의해서 반경 방향의 차이를 커버하도록 배열된다. 허브 캡을 유압 실린더의 외부 표면 또는 단부에 매우 근접하게 가져가는 것이 유체 역학적으로 효율적이지만, 내부에서 허브 캡의 체결을 위한 공간이 없어, 상기 체결은 허브 캡 외부에서 배열되어야 한다. 동일한 문제는 기계식 작동 수단을 갖는 제어 가능한 피치 프로펠러들에서도 또한 나타날 수도 있다. 다시 말해서, 허브 바디는 허브 바디의 나머지 부분의 직경 보다 더 작은 직경을 갖는 후미 단부에서 축선 방향의 연장부를 갖고, 축선 방향의 연장부는 허브 캡의 내부를 채운다.

예시적인 선행 기술의 구성 (예를 들면, 도 1 참조) 에 따라, 허브 캡은 그의 외부 표면 상에 핀들이 제공된 수렴 섹션으로 형성된다. 허브 캡의 수렴 섹션은, 허브의 후미 단부를 향하는 상기 허브 캡의 수렴 섹션의 단부에서, 허브에 허브 캡을 체결하는데 사용되는 볼트들 또는 나사들을 위한 구멍들이 제공된 내측 연장 플랜지를 갖는다. 따라서, 허브 캡의 체결은 허브 캡 내부에서 수행하는 것이 용이하다. 하지만, 허브 캡의 내부가 허브 바디의 축선 방향의 연장부로 다소 채워지는 경우, 내부에서의 허브 캡의 체결은 불가능하다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조 비용이 저렴한 간단한 구성을 갖는 신규한 허브 캡을 설계하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 경량 구성을 갖고 설치가 용이한 신규한 허브 캡을 설계하는데 있다.

본 발명의 추가의 목적은 허브 캡의 외부로부터 허브의 후미 단부에 체결될 수도 있는 신규한 허브 캡을 설계하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존의 프로펠러들에 최신의 허브 캡을 제공할 수 있는 가능성을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적들 중 적어도 하나는 선박용 프로펠러에 의해서 실질적으로 충족되고, 상기 프로펠러는 허브 바디, 프로펠러 블레이드들, 및 상기 허브 바디의 후미 단부에 부착된 허브 캡을 갖는 허브를 포함하고, 상기 허브 캡은 핀들이 제공된 외부 표면을 갖고, 상기 허브 캡은 상기 허브 바디와 동축인 별개의 원형 연결 링에 의해서 상기 허브 바디에 체결된다.

본 발명의 목적들 중 적어도 하나는 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법에 의해서 실질적으로 충족되고, 상기 프로펠러는 허브 바디, 프로펠러 블레이드들 및 허브 캡을 갖는 허브를 포함하고, 상기 허브 캡은 핀들이 제공된 외부 표면과 내부 직경을 갖는 내부 표면을 갖고, 상기 방법은 이하의 단계들을 포함한다:

a) 상기 허브 캡의 내부 직경과 동일한 외부 직경을 갖도록 원형 연결 링을 제조하는 단계,

b) 상기 허브 캡에 반경 방향의 관통 구멍들을 제공하는 단계,

c) 상기 연결 링에 반경 방향으로 연장된 블라인드 구멍들을 제공하는 단계,

d) 상기 연결 링에 축선 방향의 관통 구멍들을 제공하는 단계,

e) 상기 허브 바디와 관련하여 나사 구멍들을 제공하는 단계,

f) 상기 나사 구멍들에 나사 결합된 볼트들에 의해서 상기 허브 바디의 후미 단부에 상기 연결 링을 체결하는 단계,

g) 상기 연결 링에 상기 허브 캡을 장착하는 단계, 및

h) 원형의 상기 연결 링에 상기 허브 캡을 체결하기 위해 상기 구멍들 내로 도웰들 (dowels) 을 가압하는 단계.

본 발명의 다른 특징적인 특징들은 첨부된 청구 범위에서 볼 수도 있다.

본 발명은 다른 것들 중에서 이하의 이점들을 제공한다:

· 간단하고 이에 따른 저렴한 구성,

· 설치가 더 용이한 경량 구성, 및

· 용이한 별개의 설치 단계들로 인한 용이한 설치.

이하에서, 본 발명은 첨부된 예시적이고 개략적인 도면들을 참고로 하여 설명될 것이다.

도 1 은 선행 기술의 선박의 추진 유닛의 허브의 축선 방향의 단면도를 예시하고,
도 2a 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시 형태에 따른 선박의 프로펠러의 허브의 축선 방향의 단면도를 예시하고,
도 2b 는 도 2a 의 허브의 확대 부분도를 예시하고,
도 3a 는 본 발명의 제 2 바람직한 실시 형태에 따른 선박의 프로펠러의 허브의 축선 방향의 단면도를 예시하고, 그리고
도 3b 는 도 3a 의 허브의 확대 부분도를 예시한다.

도 1 은 선행 기술의 선박의 제어 가능한 피치 프로펠러의 허브 (10) 의 축선 방향의 단면도를 예시한다. 이하의 설명에서, '후미' 는 선박의 후미 단부 또는 선미 (stern) 를 향하거나 가리키는 요소 또는 요소의 일부를 지칭하고, 그리고 '전방' 은 선박의 전방 단부 또는 선수 (bow) 를 향하거나 가리키는 요소 또는 요소의 일부를 지칭하도록 '후미' 및 '전방' 의 정의들이 사용되었다. 허브 (10) 는 허브 바디 (12), 상기 허브 바디 (12) 의 후미 단부에 있는 후미 단부 커버 (14), 상기 허브 바디 (12) 의 전방 단부에 있는 전방 단부 커버 (16), 실린더 요크 (18), 크랭크 링들 (20), 프로펠러 블레이드들 (22) 및 허브 캡 (24) 을 포함한다. 허브 바디 (12) 의 전방 단부에 있는 전방 단부 커버 (16) 는 실린더 요크 (18) 의 중심의 원통형 개구부 (26) 로 연장되는 구동 샤프트를 수용하기 위한 개구부를 갖는다. 구동 샤프트 (미도시) 에는 허브 바디 (12) 를 회전시키기 위해 허브 바디 (12) 의 전방 단부에서 나사 구멍들 (28) 에 볼트로 고정되는 플랜지가 제공된다. 구동 샤프트에는 실린더 요크 (18) 를 축선 방향으로 이동시키기 위해 실린더 요크 (18) 의 개구부 (30) 에 체결되는 수단이 제공된다. 실린더 요크 (18) 가 축선 방향으로 이동되는 동안, 상기 실린더 요크는 프로펠러 블레이드들 (22) 의 피치를 제어하기 위해 크랭크 링들 (20) 과 협력한다. 후미 단부 커버 (14) 는 볼트들 (32) 에 의해서 허브 바디 (12) 의 후미 단부에 체결된다.

선행 기술의 허브 (10) 의 허브 캡 (24) 은, 상기 허브 캡의 전방 및 후미 축선 방향의 단부들 사이에서, 핀들 (36) 이 체결되는 외부 표면에 수렴 섹션 (34) 으로 형성된다. 허브 캡 (24) 의 수렴 섹션 (34) 에는 그 전방 단부에 허브의 후미 단부 커버 (14) 를 따라서 반경 방향 내측으로 연장되고 볼트들 또는 나사들 (40) 에 의해서 그 위에 체결되는 플랜지 (38) 가 제공된다.

허브 캡의 내부가 후미 단부에서 개방되어 있으므로, 허브 바디의 후미 단부에 대한 허브 캡의 체결은 용이하다. 하지만, 이미 앞서 논의된 바와 같이, 허브 캡의 내부가 허브 구성 요소들, 예를 들면, 프로펠러의 피치를 제어하기 위한 유압 수단으로 채워지는 경우, 허브 캡의 내부로부터 허브 캡과 허브 바디 또는 허브의 후미 단부 커버 사이의 인터페이스로 접근할 수 없고, 이에 따라 허브 캡의 체결은 허브 캡 외부로부터 약간 다른 방식으로 수행되어야 한다. 따라서, 허브 바디의 후미 단부 또는 허브의 후미 단부 커버에 허브 캡을 체결하기 위해, 이하의 2 개의 실시 형태들이 제안된다.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 제 1 바람직한 실시 형태에 따른 허브의 축선 방향 단면을 개략적으로 예시한다. 허브 (40) 는, 예를 들면, 구동 샤프트 (46) 의 단부에 배열된 플랜지 (44) 에 체결되는 허브 바디 (42) 를 포함한다. 허브는, 바람직하게는 볼트들에 의해서, 블레이드 풋 (blade foot; 50) 을 통해 각각의 블레이드 (48) 를 그 자신의 회전 가능한 크랭크 링 (52) 에 부착함으로써 회전 가능하게 배열된 복수의 프로펠러 블레이드들 (48) 을 갖는다. 블레이드 풋 (50) 및/또는 크랭크 링 (52) 은 허브 바디 (42) 에 대하여 밀봉되어 허브의 내부를 윤활하는데 사용되는 오일, 즉 기계식 피치 제어 수단은 작동 중에 허브를 둘러싸고 있는 물로 누출되지 않는다.

허브 (40) 의 내부에는 피치를 제어하거나 프로펠러의 블레이드 각도를 변화시키기 위한, 즉 도 1 과 관련하여 이미 언급된 바와 같이 전방 (ahead) 및 후방 (astern) 위치 사이의 블레이드 각도 위치를 변화시키기 위한 유압 수단이 제공된다. 구동 샤프트 (46) 의 대향 단부에서, 허브 (40) 에는 허브 바디 (42) 의 후미 단부에 반경 방향으로 연장되는 플랜지 (56) 를 통해 체결된 축선 방향의 연장부, 즉 후미 단부 커버 (54) 가 제공된다. 후미 단부 커버 (54) 의 내부에는 후미 단부 커버 (54) 의 실린더형 내부 체적을 2 개의 챔버들, 즉 후방 오일 챔버 (60) 및 전방 오일 챔버 (62) 로 분할하는 피스톤 (58) 이 제공된다. 피스톤 (58) 은 실린더 요크 (64) 의 단부에 체결되어 피스톤 (58) 의 이동이 크랭크 링들 (52) 을 회전시키고, 상기 크랭크 링들은 이들의 일부에서 프로펠러 블레이드들 (48) 의 피치를 변화시킨다. 도 2a 는 또한 핀들 (68) 을 갖는 허브 캡 (66) 을 도시하고, 상기 허브 캡 (66) 은 체결 수단 (70) 에 의해서 허브 바디 (42) 에 체결된다.

도 2b 는 도 2a 의 상세부 (A), 즉 체결 수단 (70) 을 확대하여 예시한다. 허브 바디 (42) 에 허브 캡 (66) 을 체결하기 위해, 허브 바디 (42) 에 후미 단부 커버 (54) 를 체결하는 볼트들 (76) 이 사용된다. 체결 수단 (70) 은 볼트들 (76) 의 헤드들의 축선 방향의 블라인드 나사 구멍들 (78) 에 나사 결합된 스터드 볼트들 (74) 에 의해서 허브 바디 (42) 에 동축으로 부착된 원형 연결 링 (72) 으로 형성된다. 원형 연결 링 (72) 의 외부 직경은 허브 캡 (66) 의 내부 직경과 동일하고, 그리고 원형 연결 링은, 그 기능, 즉 허브 바디의 후미 단부에 허브 캡을 지지하기 위한 기능에 적당한 반경 방향의 폭 및 축선 방향의 두께를 갖는다. 헤드가 없는 스터드 볼트들 대신에, 또한 일반 볼트들 (예를 들면, 육각 헤드가 있는 볼트들) 이 사용될 수도 있다. 볼트들 (76) 의 헤드들이 후미 단부 커버 (54) 의 후미 단부 표면 아래에 배열되는 경우에, 거리 링들 (80) 은 단지 스터드 볼트들 (74) 및 거리 링들 (80) 의 지지에 대한 연결 링 (72) 의 위치를 올리는데 사용된다. 연결 링 (72) 은 스터드 볼트들 (74) 에 나사 결합된 로킹 링들 (82) 및 너트들 (84) 에 의해서 볼트들 (76) 의 헤드들 및 거리 링들 (80) 에 대해 가압된다. 연결 링 (72) 은 연결 링 (72) 의 외주로부터 내주를 향하여 연장되는 반경 방향의 구멍들 (86), 바람직하지만 반드시 그런 것은 아닌, 블라인드 구멍들을 갖는다. 허브 캡 (66) 에는 축선들이 연결 링 (72) 의 구멍들 (86) 의 축선들과 일치하도록 배열된 관통 구멍들 (88) 이 제공된다. 다시 말해서, 허브 바디 (42) 의 후미 단부 표면으로부터 구멍들 (86, 88) 의 축선들의 거리는 동일하고, 그리고 연결 링 (72) 및 허브 캡 (66) 의 원주에서 구멍들 (86, 88) 의 수 및 위치는 동일하다. 허브 캡 (66) 은 구멍들 (88, 86) 에 가압된 도웰들 (90) 에 의해서 연결 링 (72) 에 부착된다. 허브 캡 (66) 의 구멍 (88) 에는 구멍 (88) 의 나사 섹션 (92) 에 나사 결합되는 나사 플러그 (94) 용 나사 섹션 (92) 이 제공된다. 나사 플러그 (94) 는 프로펠러가 작동될 때 도웰들에 작용하는 원심력으로 인해 도웰들이 구멍들을 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 필요하다.

허브 바디 (42) 의 후미 단부에 허브 캡 (66) 을 설치하기 위해 준비할 때, 볼트들 (76) 중 일부 또는 전부에는 볼트들 (74), 바람직하지만 반드시 그런 것은 아닌, 스터드 볼트들을 체결하기 위해 블라인드 나사 구멍들 (78) 이 제공된다. 허브 캡 (66) 의 내부 직경에 대응하는 외부 직경 및 볼트들 (76) 을 커버하도록 연장되는 반경 방향의 치수를 갖는 연결 링 (72) 에는 볼트들 (76) 의 블라인드 구멍들 (78) 과 동일하게 치수 결정되는 (동일한 원주 상에서 동일한 간격을 갖는 동일 개수의 구멍들) 축선 방향의 구멍들 (96) 이 제공된다. 연결 링 (72) 에는 또한 허브 캡 (66) 의 반경 방향의 구멍들 (88) 과 동일한 천공 단계로 반경 방향의 구멍들 (86) 이 제공되는 것이 바람직하지만 반드시 그런 것은 아니다.

도 3a 는 본 발명의 제 2 바람직한 실시 형태에 따른 허브 (40') 및 허브 캡 (42') 을 개략적으로 예시한다. 여기서, 허브의 기본 구성은, 본 발명과 관련하여, 도 2a 및 도 2b 에서 논의된 제 1 실시 형태에서와 매우 동일하다. 실제로, 이 실시 형태의 허브 바디가 별도의 후미 단부 커버로서 축선 방향의 연장부를 갖지 않지만, 상기 허브 바디, 즉 유압 실린더를 포함하는 허브의 일부가 허브 바디 (42') 의 일체형 부분이기 때문에 본 발명의 관점에서의 유일한 차이점은 허브 바디 (42') 에서 나타날 수도 있다. 어쨌든, 허브 캡 (66') 은 도 3b 에서 확대하여 예시된 상세부 (B) 로 도시되는 체결 수단 (70') 에 의해서 허브 바디의 후미 단부에 체결된다.

도 3a 의 허브 바디 (42') 의 후미 단부에 허브 캡 (66') 을 설치하기 위해 준비할 때, 연결 링 (72') 은 그 외부 직경이 허브 캡 (66') 의 내부 직경에 대응하도록, 그리고 상기 연결 링이 반경 방향과 축선 방향 모두로 충분한 두께를 갖도록 제조된다. 그 후, 연결 링 (72') 에는, 바람직하지만 반드시 그런 것은 아닌, 동일한 간격으로 배열된 원하는 수의 축선 방향의 관통 구멍들 (96'), 예를 들면, 연결 링의 축선으로부터 동일한 반경으로 서로 18도로 이격 배열된 20 개의 구멍들이 제공된다. 이어서, 거리 링 (72') 에는 그 외주에 반경 방향의 블라인드 구멍들 (84') 이 제공된다. 다시, 블라인드 구멍들 (86') 은, 바람직하지만 반드시 그런 것은 아닌, 거리 링 (72') 에서 등간격으로 있다. 이어서, 연결 링 (72') 은 허브 바디 (42') 와 연통되어 천공 템플릿으로서 사용된다. 연결 링 (72') 에는 허브 바디 (42') 에 대해 연결 링 (72') 을 중앙에 모이게 하기 위해 적어도 3 개의 특정 정렬 공구들이 제공되고, 그리고 축선 방향의 블라인드 구멍들 (78') 은 허브 바디 (42') 에 천공되고, 이에 따라, 연결 링 (72') 의 구멍들 (96') 과 허브 바디의 구멍들 (78') 은 서로 매칭되는 것이 보장된다. 그리고, 마지막으로 허브 바디 (42') 의 블라인드 구멍들 (78') 은 나사 결합된다.

허브 캡 (66') 의 설치를 시작하기 위하여, 연결 링 (72') 은, 원하면 잠금 링들과 함께, 볼트들 (74') 에 의해서 허브 바디 (42') 에 체결된다. 이어서, 연결 링 (72') 의 반경 방향의 블라인드 구멍들 (86') 의 천공과 가능하게는 동시에, 반경 방향의 관통 구멍들 (88') 이 제공되는 허브 캡 (66') 은 연결 링 (72') 에 위치되고, 그리고 도웰들 (90) 은 구멍들 (88', 86') 에 가압된다. 그 후, 나사 섹션 (92') 이 제공되는 허브 캡 (66') 의 구멍 (88') 은 나사 플러그 (94') 로 폐쇄되고, 그리고 바람직하게는 O 링으로 후미 허브 캡 (66') 에 대해 밀봉된다. 나사 플러그들 (94') 은, 한편으로는, 임의의 물이 구멍들에 진입하여 구멍들 및/또는 그 내부의 도웰들을 부식시키는 것을 방지하고, 그리고 다른 한편으로는, 프로펠러가 작동될 때 도웰들에 작용하는 원심력으로 인해 도웰들이 구멍들을 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 필요하다.

허브 캡은 허브 바디의 후미 단부에 설치되어 허브 바디로부터 멀어지는 방향의 그 대향 단부, 즉 그의 후미 단부는 전혀 폐쇄되지 않고 허브 캡은 개방 내부를 갖는 절두 원추형 수렴 쉘의 일반적인 형상을 갖는다. 하지만, 허브 캡의 내부는, 그 대부분이, 축선 방향의 연장부, 즉 허브 바디의 후미 단부 커버 또는 허브 바디 자체에 의해서 폐쇄된다. 제 1 옵션에 따라, 허브 캡의 축선 방향의 길이는 축선 방향의 연장부의 축선 방향의 길이 보다 더 작다. 다시 말해서, 허브 캡은 축선 방향의 연장부를 부분적으로만 커버하고, 이에 따라 허브 캡은, 그 후미 단부에서, 그 자체와 축선 방향의 연장부 사이에 갭이 존재하게 되고, 상기 갭은, 바람직하지만 반드시 그런 것은 아닌, 10 ~ 30 mm 정도, 바람직하게는 약 20 mm 이다. 이런 갭의 주된 이유는 적어도 축선 방향의 연장부, 아마도 또한 허브 캡이 표면 품질이 더 근접한 갭을 허용하지 않는 주조에 의해서 제조되기 때문이다. 게다가, 이런 갭은 물의 자유로운 순환, 즉 허브 캡의 내부의 효율적인 플러싱을 보장하기에 적당한 것으로 여겨진다.

제 2 옵션에 따라, 허브 캡은 축선 방향의 연장부의 전체 축선 방향의 길이까지 연장되고, 이에 따라 축선 방향의 연장부와 허브 캡 사이에 상기와 유사한 갭이 존재한다. 제 3 옵션에 따라, 허브 캡은 축선 방향의 연장부 보다 허브로부터 더 멀리 연장된다. 이런 경우에, 다시, 허브 캡의 내부 표면과 축선 방향의 연장부의 최외부 에지 사이에 유사한 갭이 존재한다.

다양한 선택적인 구성들에 대하여, 허브 바디 (42) 의 후미 단부, 즉 체결 볼트들 (76) 에 도 2a 및 도 2b 의 연결 링 (72) 을 체결하는데 사용되는 스터드 볼트들은 통상의 육각형 헤드 볼트들로 대체될 수도 있고, 이에 따라 허브 바디의 후미 단부 상에 연결 링의 설치를 용이하게 하기 위하여 하나 이상의 별개의 가이드 핀들을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 알아야 한다. 당연히, 가이드 핀들은 또한 스터드 볼트들의 사용과 관련하여 사용될 수도 있다. 또한, 도웰들 (90, 90') 에는 허브 캡이 허브로부터 제거될 때 도웰들의 분리를 용이하게 하는 중심의 블라인드 나사 구멍 또는 일부 다른 적당한 수단이 제공되는 것이 바람직하다는 것을 알아야 한다. 또 다른 대안은 연결 링에 대해 허브 갭을 조이기 위해 플러그들 및 도웰들 대신에 볼트들을 사용하는 것이다. 이런 경우에, 연결 링에 스레드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 추가의 실시 형태에 따르면, 연결 링은 체결 볼트들을 위한 적어도 2 개의 구멍들을 포함하는 링 섹터들로 또는 각각의 체결 볼트를 위한 하나의 구멍을 포함하는 별도의 연결 부재들로 대체될 수도 있다. 하지만, 허브 바디와 동축인 연결 링, 섹터들 또는 별도의 연결 부재들, 또는 실제로 이들의 외주 표면을 위치 결정한다는 관점에서, 전체 원 파트 링의 사용은 그것의 용이한 위치 결정으로 인하여 가장 바람직한 옵션이다.

본 발명은 명세서에서 현재 가장 바람직한 실시 형태들로 고려되는 것과 관련하여 실례들로서 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시 형태들로 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에서 규정된 바와 같이, 그 특징들의 다양한 조합들 또는 변경들, 그리고 본 발명의 범위 내에 포함된 여러개의 다른 적용들을 포함하는 것으로 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 임의의 상기 실시 형태과 관련하여 언급된 상세는 이런 조합이 기술적으로 실현가능하다면 다른 실시 형태와 관련하여 사용될 수도 있다.

Claims

선박용 프로펠러로서,
상기 프로펠러는 허브 바디 (42, 42'), 프로펠러 블레이드들 (48), 및 상기 허브 바디 (42, 42') 의 후미 단부 (aft end) 에 부착된 허브 캡 (66, 66') 을 갖는 허브 (40, 40') 를 포함하고,
상기 허브 캡은 핀들 (68) 이 제공된 외부 표면을 갖고,
상기 허브 캡 (66, 66') 은 상기 허브 바디 (42, 42') 와 동축인 별개의 원형 연결 링 (72, 72') 에 의해서 상기 허브 바디 (42, 42') 에 체결되고,
상기 연결 링 (72, 72') 은 상기 허브 캡 (66, 66') 의 동축의 반경 방향의 구멍들 (88, 86; 88', 86') 및 상기 연결 링 (72, 72') 각각에 가압된 도웰들 (dowels; 90, 90') 에 의해서 상기 허브 캡 (66, 66') 의 내부에 체결되고,
상기 허브 캡 (66, 66') 의 상기 구멍 (88, 88') 은 나사 섹션 (92, 92') 을 갖고, 그리고
상기 구멍 (88, 88') 은 상기 구멍 (88, 88') 의 상기 나사 섹션 (92, 92') 에 나사 결합된 플러그 (94, 94') 에 의해서 폐쇄 및 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 1 항에 있어서,
상기 연결 링 (72, 72') 은 상기 허브 캡 (66, 66') 의 외부로부터 상기 허브 캡 (66, 66') 의 내부에 체결되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 1 항에 있어서,
상기 연결 링 (72, 72') 은 볼트들 (74, 74') 에 의해서 상기 허브 바디 (42, 42') 에 체결되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 3 항에 있어서,
상기 허브 (40) 는 체결 볼트들 (76) 에 의해서 상기 허브 바디 (42) 의 후미 단부에 부착된 후미 단부 커버 (54) 를 포함하고,
상기 체결 볼트들 (76) 의 적어도 일부에는 축선 방향의 나사 구멍 (78) 이 제공되고, 그리고
상기 허브 바디 (42) 에 상기 허브 캡 (66) 을 체결하는 볼트들 (74) 은 상기 체결 볼트 (76) 의 상기 적어도 일부에서 상기 나사 구멍들 (78) 에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 4 항에 있어서,
거리 링들 (80) 은 상기 체결 볼트들 (76) 의 헤드들과 상기 연결 링 (72) 사이의 상기 볼트들 (74) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 4 항에 있어서,
상기 볼트들 (74) 은 스터드 볼트들인 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 3 항에 있어서,
상기 연결 링 (72') 은 상기 허브 바디 (42') 의 나사 구멍들 (78') 내로 상기 연결 링 (72') 의 축선 방향의 구멍들 (96') 을 통하여 연장되는 볼트들 (74') 에 의해서 상기 허브 바디 (42') 에 직접 체결되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허브 캡 (66, 66') 은 상기 허브 바디 (42, 42') 로부터 멀어지는 방향으로 수렴하는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 8 항에 있어서,
상기 허브 캡 (66, 66') 은 일반적으로 회전 대칭의 절두 원추형 수렴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 8 항에 있어서,
상기 허브 바디 (42, 42') 는 축선 방향의 연장부 (54) 를 갖고,
상기 허브 캡 (66, 66') 은 상기 축선 방향의 연장부 (54) 를 적어도 부분적으로 커버하는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 10 항에 있어서,
상기 허브 캡 (66, 66') 은 그 후미 단부에서 상기 축선 방향의 연장부 (54) 에 대해 반경 방향의 갭이 존재하게 되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 10 항에 있어서,
상기 축선 방향의 연장부는 축선 방향의 길이를 갖고, 그리고
상기 허브 캡 (66, 66') 은 상기 축선 방향의 연장부 (54) 의 전체 축선 방향의 길이까지 연장되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 10 항에 있어서,
상기 축선 방향의 연장부 (54) 는 상기 허브 캡 (66, 66') 보다 상기 허브 바디 (42, 42') 로부터 더 멀리 연장되는 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로펠러는 고정 피치 프로펠러 및 제어 가능한 피치 프로펠러 중 하나인 것을 특징으로 하는, 선박용 프로펠러.
프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법으로서,
상기 프로펠러는 허브 바디 (42, 42'), 프로펠러 블레이드들 (48) 및 허브 캡 (66, 66') 을 갖는 허브 (40, 40') 를 포함하고,
상기 허브 캡 (62) 은 핀들 (68) 이 제공된 외부 표면과 내부 직경을 갖는 내부 표면을 갖고,
상기 방법은,
a) 상기 허브 캡 (66, 66') 의 내부 직경과 동일한 외부 직경을 갖도록 원형 연결 링 (72, 72') 을 제조하는 단계,
b) 상기 허브 캡 (66, 66') 에 반경 방향의 관통 구멍들 (88, 88') 을 제공하는 단계,
c) 상기 연결 링 (72, 72') 에 반경 방향으로 연장된 블라인드 구멍들 (86, 86') 을 제공하는 단계,
d) 상기 연결 링 (72, 72') 에 축선 방향의 관통 구멍들 (96, 96') 을 제공하는 단계,
e) 상기 허브 바디 (42, 42') 와 관련하여 나사 구멍들 (78, 78') 을 제공하는 단계,
f) 상기 나사 구멍들 (78, 78') 에 나사 결합된 볼트들 (74, 74') 에 의해서 상기 허브 바디 (42, 42') 의 후미 단부에 상기 연결 링 (72, 72') 을 체결하는 단계,
g) 상기 연결 링 (72, 72') 에 상기 허브 캡 (66, 66') 을 장착하는 단계, 및
h) 원형의 상기 연결 링 (72, 72') 에 상기 허브 캡 (66, 66') 을 체결하기 위해 상기 구멍들 (88, 86; 88', 86') 내로 도웰들 (90, 90') 을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법.
제 15 항에 있어서,
단계 b) 이후, 상기 구멍들 (88, 88') 에 나사 섹션 (92, 92') 을 제공하고, 그리고
단계 h) 이후, 나사 섹션들 (92, 92') 내로 플러그들 (94, 94') 을 제공하는 것을 특징으로 하는, 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법.
제 15 항에 있어서,
단계 b) 및 단계 c) 를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는, 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법.
제 15 항에 있어서,
단계 e) 에서, 상기 허브 바디 (42) 의 상기 후미 단부에 후미 단부 커버 (54) 를 체결하는데 사용되는 볼트들 (76) 의 적어도 일부에 상기 나사 구멍들 (78) 을 제공하는 것을 특징으로 하는, 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법.
제 18 항에 있어서,
단계 e) 이후, 상기 나사 구멍들 (78, 78') 에 스터드 볼트들 (74) 을 나사 결합하는 것을 특징으로 하는, 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법.
제 19 항에 있어서,
단계 f) 이전에 상기 스터드 볼트들 (74) 상에 거리 링들 (80) 을 삽입하는 것을 특징으로 하는, 프로펠러의 허브의 후미 단부에 허브 캡을 설치하는 방법.
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