KR102199864B1

KR102199864B1 - 다축선의 추진 장치

Info

Publication number: KR102199864B1
Application number: KR1020187033553A
Authority: KR
Inventors: 사토시 마쓰다; 다케하루 후지사와; 유타카 야마우치
Original assignee: 재팬 마린 유나이티드 코포레이션
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2021-01-11
Also published as: JP6770064B2; WO2017187597A1; KR20190003586A; CN109070981A; EP3450299B1; EP3450299A4; CN109070981B; JPWO2017187597A1; EP3450299A1

Abstract

후방에 키가 배치되지 않은 프로펠러(윙 프로펠러)(4)의 후방에, 선체(2)로부터 연장되는 지지체(7)를 통해 허브 와류(hub vortex)를 저감하는 부가물(8)을 배치한다. 부가물(8)은 선체 방향으로 연장되는 중심 축과 직교하는 방향에 원형의 단면을 갖고, 그 후부에는 후단측을 향해 지름이 작아지는 방추형의 형상을 갖는다. 부가물(8)의 최대 지름은 프로펠러(윙 프로펠러)(4)의 지름에 대하여 10% 이상 40% 이하로 하고, 선체 방향의 길이는 프로펠러(윙 프로펠러)(4)의 지름에 대하여 40% 이상 70% 이하로 한다.

Description

다축선의 추진 장치

본 발명은 다축선(多軸船)의 추진 장치에 관한 것이다.

프로펠러를 사용한 선박의 추진 장치로서, 프로펠러의 회전에 따라 발생하는 허브 와류(hub vortex)를 저감하여, 추진 효율의 향상을 도모할 목적으로, 프로펠러 후방의 키(rudder)에 부가물을 구비한 것이 종래 알려져 있다. 예를 들어, 하기의 특허문헌 1에는, 프로펠러의 후방에 배치한 키의 전연(前緣)의 프로펠러 축선 위의 위치에 밸브와 좌우 한 쌍의 핀(fin)을 구비한 선박의 추진 성능 향상 장치가 기재되어 있다. 또한, 하기의 특허문헌 2에는, 좌우현의 각 프로펠러 후방의 키에 각각 밸브와 핀을 구비한 2축 2타(舵)의 트윈 스케그(twin-skeg)선이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평11-139395호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개2015-166218호

그런데, 이러한 밸브나 핀과 같은 부가물은 프로펠러의 바로 뒤에 키가 구비되어 있으면 그 키에 부착함으로써 프로펠러의 후방에 배치할 수 있지만, 선박의 형식에 따라서는, 프로펠러의 후방에 키를 구비하고 있지 않은 경우가 있다. 즉, 1축선이면, 1기만 구비한 프로펠러의 후방에 키가 구비되는데, 예를 들어 3축선의 경우에는 센터 프로펠러 후방에 배치된 키만으로 충분한 조작성이 얻어진다면, 키는 센터 프로펠러에 설치된 1기만으로 좋고, 윙 프로펠러의 후방에는 장비되지 않은 경우가 많다. 또한 2축선에서도, 예를 들어 선미의 좌우에 2기의 프로펠러를 구비하면서, 키는 중앙 후방에 1개만 배치되는 경우가 있고(2축 1타선), 이 경우에도 역시 프로펠러의 바로 뒤에는 키가 배치되지 않는다. 4축 이상의 선박에 있어서도 사정은 마찬가지이다. 즉, 2축 이상의 다축선에서는 후방에 키를 구비하고 있지 않은 프로펠러가 존재하는 경우가 있고, 그러한 프로펠러에 있어서는, 후방에 적당한 구조물이 없기 때문에 상술한 바와 같은 밸브나 핀을 설치할 수 없다. 이와 같이, 다축선의 형식에 따라서는 부가물에 의해 허브 와류를 저감할 수 없는 프로펠러가 존재하고, 이것이 추진 효율의 향상을 방해하는 요인이 되어 있었다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 다축선에서의 프로펠러의 추진 효율을 향상시킬 수 있는 다축선의 추진 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 후방에 키가 배치되지 않은 프로펠러의 후방에, 선체로부터 연장되는 지지체를 통해 허브 와류를 저감하는 부가물을 배치한 다축선의 추진 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다축선의 추진 장치에 있어서, 상기 부가물은 선체 방향으로 연장되는 중심 축과 직교하는 방향에 원형의 단면을 갖고, 그 후부에는 후단측을 향해 지름이 작아지는 방추형의 형상을 가지면서 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다축선의 추진 장치에 있어서, 상기 부가물은 최대 지름이 상기 프로펠러의 지름에 대하여 10% 이상 40% 이하이며, 선체 방향의 길이가 상기 프로펠러의 지름에 대하여 40% 이상 70% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 다축선의 추진 장치는 3축선의 윙 프로펠러에 대하여 적용할 수 있다.

본 발명의 다축선의 추진 장치에 의하면, 다축선에서의 프로펠러의 추진 효율을 향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 다축선의 전체 구조의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시에 의한 다축선의 추진 장치의 형태의 일례를 나타내는 도면이고, 도 1의 요부를 확대하여 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시에 의한 다축선의 추진 장치의 형태의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시에 의한 다축선의 추진 장치의 형태의 일례를 나타내는 것이다. 본 실시예에서는 본 발명을 3축선에 적용한 경우를 예시하고 있고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 다축선(3축선)(1)은 선체(2)의 선미 중앙에 구비된 1기의 프로펠러(센터 프로펠러)(3)와, 좌우에 각 1기 배치된 프로펠러(윙 프로펠러)(4)의 합계 3개의 프로펠러를 구비하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 센터 프로펠러(3)의 후방에는 키(5)가 배치되어 있고, 상기 키(5)에는 센터 프로펠러(3)의 축선 높이에 밸브 형상의 부가물(6)이 설치되어 있다. 이 부가물(6)은 예를 들어 선체 방향으로 연장되는 중심 축과 직교하는 방향에 원형의 단면을 갖고, 그 후부에는 후단측으로 향할수록 지름이 작아지는 방추형의 형상을 갖는 물체이고, 키(5)의 전연으로부터 센터 프로펠러(3)를 향해 돌출하도록 구비되어 있다. 이 부가물(6)에 의해, 센터 프로펠러(3)에서는 상기 센터 프로펠러(3)의 회전에 따라 발생하는 허브 와류를 억제하도록 하고 있다.

그리고, 본 실시예의 3축선(1)에서는, 윙 프로펠러(4)의 후방에는 키를 배치하고 있지 않고, 그 대신에 지지체(7)가 구비되고, 이로써 윙 프로펠러(4)의 후방에 부가물(8)을 배치하고 있다.

지지체(7)는 선체(2)의 바닥부로부터 윙 프로펠러(4)의 후방으로 연장되는 판상의 부재이다. 지지체(7)는, 선체 저항을 극력 늘리는 일이 없도록, 선체 방향을 따른 연직면을 이루어 형성되고, 또한, 수평면을 따른 단면은 유선형의 형상을 갖고 있다. 그리고, 이 지지체(7)의 하단에는 윙 프로펠러(4)의 축선 높이에 부가물(8)이 지지되어 있다.

부가물(8)은, 상술한 부가물(6)과 마찬가지로, 선체 방향으로 연장되는 중심 축과 직교하는 방향에 원형 단면을 갖는 물체이며, 그 후부는 후단측으로 향할수록 지름이 작아지는 방추형으로 구성되어 있다. 중심 축의 위치는 윙 프로펠러(4)의 축선과 일치하도록 설정되어 있다. 본 실시예에서는, 이 부가물(8)에 의해, 윙 프로펠러(4)의 후방에 발생하는 허브 와류를 억제하도록 하고 있다.

윙 프로펠러(4)의 허브 와류를 효과적으로 저감하기 위해서는, 부가물(8)의 지름은 전단 부근의 최대 개소에서 윙 프로펠러(4)의 지름에 대하여 10% 이상 40% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20% 이상 30% 이하이다. 또한, 부가물(8)의 선체 방향의 길이는 윙 프로펠러(4)의 지름에 대하여 40% 이상 70% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50% 이상 60% 이하이다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 센터 프로펠러(3) 후방의 키(5)에 밸브 형상의 부가물(6)을 구비하고, 또한, 지름을 윙 프로펠러(4)의 지름의 약 25%, 길이를 윙 프로펠러(4)의 지름의 약 56%로 설정한 부가물(8)을 좌우의 윙 프로펠러(4) 후방에 설치하면, 부가물(6, 8)을 구비하지 않은 경우와 비교하여, 센터 프로펠러(3)와 2기의 윙 프로펠러(4, 4)의 마력을 합계한 3축선(1) 전체의 마력이 6% 정도 저감되는 것이 본원 출원인에 의한 수조 시험에 의해 밝혀져 있다. 또한, 센터 프로펠러(3) 후방의 키(5)에는 부가물을 장비하지 않고, 윙 프로펠러(4)의 후방에만 부가물(8)을 배치할 수도 있고, 이렇게 한 경우에는, 3축선(1) 전체에서의 마력의 저감율은 4% 정도였다.

또한, 지지체(7)에는, 상술한 바와 같은 형상의 부가물(8) 외에, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 좌우로 돌출된 핀 형상의 부가물(9)을 구비해도 좋고, 또한, 도 2에 나타내는 바와 같은 부가물(8)에 더하여 도 3에 나타내는 바와 같은 부가물(9)을 구비할 수도 있다. 그밖에, 윙 프로펠러(4)의 후방에서 허브 와류를 저감할 수 있는 한, 지지체(7)에는 어떠한 형상의 부가물을 배치해도 좋다.

그리하여, 본 실시예에서는, 윙 프로펠러(4)의 후방에 지지체(7)를 설치함으로써, 후방에 키를 갖지 않는 윙 프로펠러(4)에서도 후방에 부가물(8)을 배치할 수 있고, 윙 프로펠러(4)의 회전에 따른 허브 와류를 효과적으로 저감할 수 있다.

이상과 같이, 상기 본 실시예에서는, 후방에 키가 배치되지 않은 프로펠러 (윙 프로펠러)(4)의 후방에, 선체(2)로부터 연장되는 지지체(7)를 통해 허브 와류를 저감하는 부가물(8)이나 부가물(9)을 배치하고 있으므로, 후방에 키가 없는 프로펠러(윙 프로펠러)(4)에서도 허브 와류를 저감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 부가물(8)은 선체 방향으로 연장되는 중심 축과 직교하는 방향에 원형의 단면을 갖고, 그 후부에는 후단측을 향해 지름이 작아지는 방추형의 형상을 가지면서 구성할 수 있고, 이렇게 하면, 프로펠러(윙 프로펠러)(4)에 발생하는 허브 와류를 보다 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서, 부가물(8)은 최대 지름이 프로펠러(윙 프로펠러)(4)의 지름에 대하여 10% 이상 40% 이하이며, 선체 방향의 길이가 프로펠러(윙 프로펠러)(4)의 지름에 대하여 40% 이상 70% 이하로 할 수 있고, 이렇게 하면, 프로펠러(윙 프로펠러)(4)에 발생하는 허브 와류를 특히 효과적으로 저감할 수 있다.

따라서, 상기 본 실시예에 의하면, 다축선에서의 프로펠러의 추진 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다축선의 추진 장치는 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변경을 가할 수 있음은 물론이다.

1 다축선(3축선)
2 선체
4 프로펠러(윙 프로펠러)
7 지지체
8 부가물
9 부가물

Claims

3축선의 윙 프로펠러에 적용되어, 후방에 키가 배치되지 않은 프로펠러의 후방에, 선체의 바닥부로부터 하방으로 연장되는 지지체를 통해 허브 와류를 저감하는 부가물을 배치하고,
상기 부가물은 선체 방향으로 연장되는 중심축과 직교하는 방향에 원형의 단면을 갖고, 그 후부에는 후단측을 향해 지름이 작아지는 방추형의 형상을 가지면서 이루어진, 다축선의 추진 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 부가물은 최대 지름이 상기 프로펠러의 지름에 대하여 10% 이상 40% 이하이고, 선체 방향의 길이가 상기 프로펠러의 지름에 대하여 40% 이상 70% 이하인, 다축선의 추진 장치.
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