KR102510678B1 - 전방위 추진기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전방위 추진기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 선박의 내측에서 고정되는 고정부, 상기 고정부에 선회 가능하게 구비되는 포드, 상기 고정부 및 포드의 내측에서 구동력을 발생시키는 구동부 및 상기 구동부와 연결되어, 상기 선박에 추진력을 부여하는 추진부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 고정부의 일측에 구비되는 제 1모터 및 상기 제 1모터와 이격 배치되는 제 2모터를 포함하고, 상기 제 1모터 및 제 2모터는 상기 추진부만 회전되는 추진모드, 상기 포드만 회전되는 회전모드 및 상기 추진부 및 포드가 동시에 회전되는 선회모드 중 어느 하나의 모드에 따라 선택적으로 구동력을 분담할 수 있게 됨으로써, 상기 선박에서 추진력을 발생시키는데 필요한 에너지의 효율이 증대될 수 있는 전방위 추진기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전방위 추진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체에 구비되는 두 대의 모터로 동심이축을 적용한 전방위 추진기에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 후미에 추진력을 발생시킬 수 있는 장치가 구비되고 있으며, 최근에는 전후좌우 모든 방향으로 추진력을 발생시킬 수 있는 전방위 추진기가 구비되고 있다.
이와 같은 전방위 추진기는 선박이 앞으로 나아가기 위한 추력뿐만 아니라 모든 방향으로의 방향전환을 위한 회전력을 발생시킴으로써, 해상에서의 동역학적 위치를 제어할 수 있다.
종래의 전방위 추진기에는 2대의 모터가 구비된 단일 동력전달경로를 통하여, 하나의 모터로 프로펠러를 회전시킬 수 있고, 나머지 모터로 포드(Pod)를 회전시킬 수 있었다.
이와 같은 구조로 인하여, 상기 포드를 회전시기 위한 별도의 회전제어시스템이 요구되어 시스템이 복잡해지고, 회전제어동력 요구량이 증가되고, 에너지 손실이 증가되고, 피로와 마모에 따른 내구성이 저하되고, 상기 포드의 유체저항이 증가되는 등의 다양한 문제점이 발생될 수 있다.
그리고, 종래의 전방위 추진기는 프로펠러를 회전시키기 위해 상기 포드를 불가피하게 가해지는 기생 회전력을 상쇄시키거나 이를 이겨내면서 필요에 따라 원하는 방향으로 상기 포드를 회전시키기 위해서는 별도의 회전제어시스템이 필요하다.
예를 들면, 특허문헌 1은 “아지무스식 추진기를 가지는 선박” 에 관한 기술이 공개되어 있다.
다만, 상기의 발명에 따른 아지무스식 추진기를 가지는 선박은 아지무스식 추진기의 설치형태를 변경함으로써 설치공간을 최소화하고, 추진기의 상부 구조물 및 보기류 장비 배치를 최적화할 수 있다는 점으로 개시되고 있지만, 아지무스식 추진기의 구성, 형태 및 배치에 있어서 상술한 문제점이 남아있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선체에 구비되는 두 대의 모터가 동심이축 구조의 두 개의 수직축을 통하여, 협력적으로 프로펠러를 추진하고 필요에 따라 상기 포드를 선회시키는 방식을 적용한 전방위 추진기를 그 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전방위 추진기는 선박의 내측에서 고정되는 고정부, 상기 고정부에 선회 가능하게 구비되는 포드, 상기 고정부의 일측에서 구동력을 발생시키는 구동원, 상기 고정부 및 포드의 내측에서 상기 구동원에서 발생된 구동력을 전달하는 구동부 및 상기 구동부와 연결되어, 상기 선박에 추진력을 부여하는 추진부를 포함하고, 상기 구동원은 상기 고정부의 일측에 구비되는 제 1모터 및 상기 제 1모터와 이격 배치되는 제 2모터를 포함하고, 상기 제 1모터 및 제 2모터는 상기 추진부만 회전되는 추진모드, 상기 포드만 회전되는 회전모드 및 상기 추진부 및 포드가 동시에 회전되는 선회모드 중 어느 하나의 모드에 따라 선택적으로 구동력을 분담할 수 있게 됨으로써, 상기 선박에서 추진력을 발생시키는데 필요한 에너지의 효율이 증대될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제 1모터 및 제 2모터는 상기 추진모드, 회전모드 및 선회모드에 따라 회전방향이 변환될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 구동부는 상기 제 1모터와 연결되어, 상기 제 1모터에서 발생된 구동력을 상기 추진부로 제공하는 제 1구동부, 상기 제 2모터와 연결되어, 상기 제 2모터에서 발생된 구동력을 상기 추진부로 제공하는 제 2구동부 및 상기 제 1구동부 및 제 2구동부와 연결되어, 상기 제 1모터 및 제 2모터에서 발생된 구동력을 분할시킬 수 있는 회전 분할부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 추진부는 상기 회전 분할부의 구동력을 추력으로 변환하여 상기 선박을 추진시키는 제 1프로펠러 및 제 2프로펠러를 포함하고, 상기 제 2프로펠러는 상기 제 1프로펠러과 이격되게 구비되고, 상기 제 1프로펠러의 회전방향과 반대로 회전하게 됨으로써, 상기 선박의 추진효율이 상승될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 제 1구동부는 상기 제 1모터의 구동력을 전달하는 제 1포드 샤프트 및 상기 제 1포드 샤프트의 일측에 구비되는 제 1포드 기어를 포함하고 상기 제 2구동부는 상기 제 2모터의 구동력을 전달하는 제 2포드 샤프트 및 상기 제 2포드 샤프트의 일단에 구비되는 제 2포드 기어를 포함하고, 상기 회전 분할부는 상기 제 1포드 기어 및 제 2포드 기어와 결합되는 피니언 기어를 포함하고, 상기 제 1포드 샤프트 및 제 2포드 샤프트는 각각 내축과 외축을 이루는 동심이축의 형태로 구비되고, 상기 피니언 기어는 상기 제 1포드 기어 및 제 2포드 기어의 중심축과 수직을 이루도록 구비되어, 상기 제 1모터 및 제 2모터의 구동력을 수직방향으로 전환시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 전방위 추진기는 두 대의 모터가 동심이축 구조의 두 개의 수직축을 통하여, 프로펠러의 회전 및 포드의 회전을 협력적으로 구동할 수 있게 됨으로써, 선박에서 추진력을 발생시키는데 필요한 에너지의 효율이 증대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전방위 추진기는 상기 두 개의 수직축과 베벨기어가 서로 맞물리면서 짝힘형태로 동력을 전달하므로, 굽힘 모멘트 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 전방위 추진기는 프로펠러가 복수 개로 구비되고, 복수 개의 프로펠러의 회전방향이 서로 반대됨으로써, 추진 효율이 증대될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전방위 추진기의 개념적 구조를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 도 1에서 ‘A’ 회전 분할부를 확대 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 도 1에서 ‘A’ 회전 분할부를 확대 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전방위 추진기의 개념적 구조를 보여주는 단면도, 도 2는 본 발명의 도 1에서 ‘A’ 회전 분할부를 확대 도시한 도면이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전방위 추진기를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 본 실시예의 전방위 추진기의 상하좌우 방향에 대하여, 도 1에 도시된 포드 회전축(A)과 프로펠러 회전축(B)을 기준으로 하며, 상기 포드 회전축(A)의 음방향을 ‘하방’, 양방향을 ‘상방’ 으로 정하고, 상기 프로펠러 회전축(B)의 음방향을 ‘전방’, 양방향을 ‘후방’ 으로 정하여 본 발명을 설명하기로 한다. 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 상기 전방위 추진기는 선박의 내측에서 고정되는 고정부(1), 상기 고정부(1)에 선회 가능하게 구비되는 포드(2), 상기 고정부(1)의 일측에서 구동력을 발생시키는 구동원(3), 상기 고정부(1) 및 포드(2)의 내측에서 상기 구동원(3)에서 발생한 구동력을 전달하는 구동부(4) 및 상기 구동부(4)와 연결되어, 상기 선박에 추진력을 부여하는 추진부(5)를 포함한다.
먼저, 상기 고정부(1)가 마련된다. 상기 고정부(1)는 선박의 내측에 고정된다. 이때, 상기 고정부(1)는 상기 추진부(5)가 위치하는 상기 선박의 후방에 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고정부(1)는 평면상으로 바라봤을 때 전체적으로 원형의 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 고정부(1)는 내부에 상기 구동부(4)가 수용될 수 있도록 중공형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정부(1)는 포드 지지부(11)를 포함한다. 상기 포드 지지부(11)는 상기 포드(2)를 일측에서 지지할 수 있도록 상기 고정부(1)의 일측에서 돌출된다. 상기 포드 지지부(11)는 원형의 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 포드 지지부(11)와 상기 포드(2) 사이로는 베어링(C)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 포드(2)는 상기 포드 지지부(11)에 선회 가능하게 지지될 수 있다.
다음으로, 상기 포드(2)가 마련된다. 상기 포드(2)는 상기 추진부(5)의 추진 방향을 상기 선박에 상대적으로 변경해줄 수 있도록 상기 고정부(1)에 선회 가능하게 구비된다. 상기 포드(2)는 상기 선박의 외측에 노출된 구조로 형성될 수 있다. 상기 포드(2)는 측면상에서 바라봤을 때, 전체적으로 ‘ㄴ’ 자의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 포드(2)는 내부에 상기 구동부(4)가 수용될 수 있도록 중공형으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 구동원(3)이 마련된다. 상기 구동원(3)은 상기 고정부(1)의 일측에서 구비된다. 상기 구동원(3)은 구동력을 발생시킬 수 있다. 상기 구동원(3)은 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)를 포함한다.
상기 제 1모터(31)는 상기 고정부(1)의 일측에 구비된다. 그리고, 상기 제 2모터(32)는 상기 제 1모터(31)와 이격 배치된다.
상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 구동력을 발생시키는 장치로 구비될 수 있다. 또한, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 구동력을 발생시킬 수 있다면 어떠한 형태로든 구비될 수 있다. 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 예를 들면 수력형 원동기 및 증기 원동기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 후술할 추진모드, 회전모드 및 선회모드에 따라 회전방향을 변환할 수 있다. 그리고, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 후술할 추진모드, 회전모드 및 선회모드에 따라 구동력을 분담할 수 있다. 즉, 상기 선박의 속도 및 방향에 따라 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)의 구동력 및 회전방향이 조절될 수 있다.
다음으로, 상기 구동부(4)가 마련된다. 상기 구동부(4)는 상기 고정부(1) 및 포드(2)의 내측에 구비된다. 상기 구동부(4)는 상기 구동원(3)에서 발생된 구동력을 상기 추진부(5)까지 전달할 수 있다.
또한, 상기 구동부(4)는 제 1구동부(41), 제 2구동부(42) 및 회전 분할부(43)를 포함한다.
상기 제 1구동부(41)는 상기 제 1모터(31)와 연결된다. 그리고, 상기 제 1구동부(41)는 상기 제 1모터(31)에서 발생된 구동력을 상기 추진부(5)로 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 1구동부(41)는 제 1모터 샤프트(411), 제 1모터 기어(412), 제 1포드 샤프트(413), 제 1고정부 기어(414) 및 제 1포드 기어(415)를 포함한다.
상기 제 1모터 샤프트(412)는 상기 제 1모터(31)의 일측에서 돌출되며, 상기 제 1모터(31)의 구동력을 전달하는 막대의 형태로 구비된다.
상기 제 1모터 기어(412)는 상기 제 1모터 샤프트(412)의 일단부에 구비된다. 상기 제 1모터 기어(412)는 기어의 잇(Tooth)줄이 축에 평행한 직선인 원통의 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 1모터 기어(412)는 평기어로 구비될 수 있다.
상기 제 1포드 샤프트(413)는 상기 구동부의 일측과 상기 포드의 일측을 연결하도록 구비된다. 상기 제 1포드 샤프트(413)는 상기 제 1모터(31)의 구동력을 전달할 수 있다. 상기 제 1포드 샤프트(413)는 물론 일자의 막대로 형성된다.
상기 제 1고정부 기어(414)는 상기 제 1모터 기어(412)와 결합될 수 있도록 상기 제 1포드 샤프트(413)의 일측에 구비된다. 상기 제 1고정부 기어(414)는 기어의 잇(Tooth)줄이 축에 평행한 직선인 원통의 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 1모터 기어(412)는 평기어로 구비될 수 있다.
상기 제 1포드 기어(415)는 상기 제 1포드 샤프트(413)의 일측에 구비된다. 상기 제 1포드 기어(415)는 상기 제 1모터(31)의 구동력을 수직방향으로 전달할 수 있는 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 1포드 기어(415)는 콘 모양의 원추형기어로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제 1포드 기어(415)는 상기 포드의 상방을 향하도록 구비될 수 있다.
상기 제 2구동부(42)는 상기 제 2모터(32)와 연결된다. 그리고, 상기 제 2구동부(42)는 상기 제 2모터(32)에서 발생된 구동력을 상기 추진부(5)로 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 2구동부(42)는 제 2모터 샤프트(421), 제 2모터 기어(422), 제 2포드 샤프트(423), 제 2고정부 기어(424) 및 제 2포드 기어(425)를 포함한다.
상기 제 2모터 샤프트(421)는 상기 제 2모터(32)의 일측에서 돌출되며, 상기 제 2모터(32)의 구동력을 전달하는 막대의 형태로 구비된다.
상기 제 2모터 기어(422)는 상기 제 2모터 샤프트(421)의 일단부에 구비된다. 상기 제 2모터 기어(422)는 기어의 잇(Tooth)줄이 축에 평행한 직선인 원통의 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 2모터 기어(422)는 평기어로 구비될 수 있다.
상기 제 2포드 샤프트(423)는 상기 제 1포드 샤프트(413)의 외측을 둘러싸게 구비된다. 상기 제 2포드 샤프트(423)는 상기 제 2모터(32)의 구동력을 전달할 수 있다. 상기 제 2포드 샤프트(423)는 상기 제 1포드 샤프트(413)가 통과될 수 있도록 일자의 도넛모양으로 형성된다.
종합해보면 상기 제 1포드 샤프트(413) 및 제 2포드 샤프트(423)는 상기 포드 회전축(A)을 기준으로 각각 내축과 외축을 이루는 동심이축의 형태로 구비될 수 있다.
상기 제 2고정부 기어(424)는 상기 제 2모터 기어(422)와 결합될 수 있도록 상기 제 2포드 샤프트(423)의 타단부에 구비된다. 상기 제 2고정부 기어(424)는 기어의 잇(Tooth)줄이 축에 평행한 직선인 원통의 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 1모터 기어(412)는 평기어로 구비될 수 있다.
상기 제 2포드 기어(425)는 상기 제 2포드 샤프트(423)의 일단부에 구비된다. 상기 제 2포드 기어(425)는 상기 제 2모터(32)의 구동력을 수직방향으로 전달할 수 있는 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 2포드 기어(425)는 콘 모양의 원추형기어로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제 2고정부 기어(424)는 상기 포드의 하방을 향하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 제 2고정부 기어(424)와 상기 제 1고정부 기어(414)는 상기 프로펠러 회전축(B)을 기준으로 서로 바라보게 구비될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면 상기 회전 분할부(43)는 상기 제 1구동부(41) 및 제 2구동부(42)와 연결된다. 그리고, 상기 회전 분할부(43)는 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)에서 발생된 구동력을 분할시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 회전 분할부(43)는 피니언기어(431), 제 1프로펠러 샤프트(432), 제 1변환기어(433), 제 1변환피니언(434), 제 2변환피니언(435), 제 2변환기어(436) 및 제 2프로펠러 샤프트(437)를 포함한다.
상기 피니언기어(431)는 상기 제 1포드 기어(415) 및 제 2포드 기어(425)와 결합된다. 다른 말로 하면 상기 피니언기어(431)는 상기 제 1포드 기어(415) 및 제 2포드 기어(425)의 중심축과 수직을 이루도록 구비된다. 또한, 상기 피니언기어(431)는 상기 제 1포드 기어(415) 및 제 2포드 기어(425)와 결합됨으로써, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)의 구동력을 수직방향으로 전환시킬 수 있다. 즉, 상기 피니언기어(431)는 상기 제 1포드 기어(415) 및 제 2포드 기어(425)와 함께 베벨기어로 구성될 수 있다.
상기 제 1프로펠러 샤프트(432)는 상기 피니언기어(431)와 일측으로 연결된다. 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)는 상기 피니언기어(431)의 구동력을 전달할 수 있다. 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)는 물론 일자의 막대로 형성된다.
상기 제 1변환기어(433)는 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)의 일단부에 구비된다. 상기 제 1변환기어(433)는 상기 피니언기어(431)의 구동력을 수직방향으로 전달할 수 있는 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 1변환기어(433)는 콘 모양의 원추형기어로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제 1변환기어(433)는 상기 포드의 후방을 향하도록 구비될 수 있다.
상기 제 1변환피니언(434)은 상기 제 1변환기어(433)와 결합된다. 다른 말로 하면 상기 제 1변환피니언(434)은 상기 제 1변환기어(433)의 중심축과 수직을 이루도록 구비된다. 또한, 상기 제 1변환피니언(434)은 상기 제 1변환기어(433)와 결합됨으로써, 상기 피니언기어(431)의 구동력을 수직방향으로 전환시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1변환피니언(434)은 상기 제 1변환기어(433)와 함께 베벨기어로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 1변환피니언(434)은 제 1변환피니언 샤프트(4341)를 포함한다. 상기 제 1변환피니언 샤프트(4341)는 상기 제 1변환피니언(434)이 회전 가능하도록 하는 축으로 구비된다.
상기 제 2변환피니언(435)은 상기 제 1변환기어(433)와 결합된다. 다른 말로 하면 상기 제 2변환피니언(435)은 상기 제 1변환기어(433)의 중심축과 수직을 이루도록 구비된다. 또한, 상기 제 2변환피니언(435)은 상기 제 1변환기어(433)와 결합됨으로써, 상기 피니언기어(431)의 구동력을 수직방향으로 전환시킬 수 있다. 즉, 상기 제 2변환피니언(435)은 상기 제 1변환기어(433)와 함께 베벨기어로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 2변환피니언(435)은 제 2변환피니언 샤프트(4351)를 포함한다. 상기 제 2변환피니언 샤프트(4351)는 상기 제 2변환피니언(435)이 회전 가능하도록 하는 축으로 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 회전 분할부(43)는 상기 제 1변환기어(434) 및 제 2변환피니언(435) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 말로 하면, 상기 회전 분할부(43)는 상기 제 1변환기어(434)와 상기 제 2변환피니언(435) 중에 어느 하나로만 구비될 수도 있다.
상기 제 2변환기어(436)는 상기 제 1변환기어(433) 및 제 2변환기어(436) 결합된다. 그리고, 상기 제 2변환기어(436)의 중심부로는 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)가 관통되어 통과될 수 있다. 상기 제 2변환기어(436)는 상기 제 1변환기어(433) 및 제 2변환기어(436)의 구동력을 수직방향으로 전달할 수 있는 기어로 구비된다. 즉, 상기 제 2변환기어(436)는 콘 모양의 원추형기어로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제 2변환기어(436)는 상기 포드의 상방을 향하도록 구비될 수 있다. 즉, 상기 제 2변환기어(436)와 상기 제 1변환기어(433)는 상기 포드 회전축(A)을 기준으로 서로 바라보게 구비될 수 있다.
상기 제 2프로펠러 샤프트(437)는 상기 제 2변환기어(436)의 일측과 연결된다. 상기 제 2프로펠러 샤프트(437)는 상기 제 2변환기어(436)의 구동력을 전달할 수 있다. 상기 제 2프로펠러 샤프트(437)는 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)가 통과될 수 있도록 일자의 도넛모양으로 형성된다.
종합해보면 상기 제 1프로펠러 샤프트(432) 및 제 2프로펠러 샤프트(437)는 상기 프로펠러 회전축(B)을 기준으로 각각 내축과 외축을 이루는 동심이축의 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 회전 분할부(43)는 상기 제 1변환기어(433), 제 1변환피니언(434), 제 2변환피니언(435) 및 제 2변환기어(436)를 통하여, 상기 추진부(5)로 상기 피니언기어(431)의 회전방향과 반대되는 구동력을 제공해줄 수 있다. 즉, 상기 회전 분할부(43)는 상기 추진부(5)로 두 회전방향의 구동력을 제공해줄 수 있다.
다음으로, 상기 추진부(5)가 마련된다. 상기 추진부(5)는 상기 구동부(4)와 일측으로 연결된다. 상기 추진부(5)는 상기 구동원(3)의 구동력을 이용하여, 상기 선박에 추진력을 부여할 수 있다.
또한, 상기 추진부(5)는 제 1프로펠러(51) 및 제 2프로펠러(52)를 포함한다.
상기 제 1프로펠러(51)는 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)의 일측에 구비되고, 상기 제 1프로펠러 샤프트(432)의 구동력을 추력으로 변환하여 상기 선박을 추진시킬 수 있다. 상기 제 1프로펠러(51)는 비틀린 모양의 날개가 회전축에 방사형으로 고정되는 형태로 구비된다. 물론, 상기 제 1프로펠러(51)의 날개각도 및 날개 개수는 상기 선박의 운항속도에 따라 다양하게 구비될 수 있다.
상기 제 2프로펠러(52)는 상기 제 2프로펠러 샤프트(437)의 일측에 구비되고, 상기 제 2프로펠러 샤프트(437)의 구동력을 추력으로 변환하여 상기 선박을 추진시킬 수 있다. 상기 제 2프로펠러(52)는 비틀린 모양의 날개가 회전축에 방사형으로 고정되는 형태로 구비된다. 물론, 상기 제 2프로펠러(52)의 날개각도 및 날개 개수는 상기 선박의 운항속도에 따라 다양하게 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2프로펠러(52)는 상기 제 1프로펠러(51) 보다 상기 선박의 전방에 구비된다. 또한, 상기 제 2프로펠러(52)는 상기 제 1프로펠러(51) 및 제 2프로펠러(52)는 서로 이격되게 구비된다. 그리고, 상기 제 2프로펠러(52)는 상기 제 1프로펠러(51)와 반대방향과 반대로 회전하게 된다. 이에 따라, 상기 제 1프로펠러(51) 및 제 2프로펠러(52)의 회전방향이 서로 반대됨으로 인하여, 상기 선박의 추진 효율이 상승될 수 있는 효과가 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 전방위 추진기의 작동원리를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 전방위 추진기는 상기 추진부(5)만 회전되는 추진모드, 상기 포드(2)만 회전되는 회전모드 및 상기 추진부(5) 및 포드(2)가 동시에 회전되는 선회모드를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 추진모드, 회전모드 및 선회모드에 따라 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 구동력을 분담할 수 있고, 회전방향이 변환됨으로써 상기 선박에서 추진력을 발생시키는데 필요한 에너지의 효율이 증대될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 추진모드에서는, 상기 포드 회전축(A)을 기준으로 상기 제 1모터(31)는 시계방향으로, 상기 제 2모터(32)는 반시계방향으로 회전된다. 이때, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)의 속도는 동일할 수 있다. 그리고, 상기 제 1포드 샤프트(413) 및 제 1포드 기어(415)는 반시계방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 상기 제 2포드 샤프트(423) 및 제 2포드 기어(425)는 시계방향으로 회전될 수 있다.
또한, 상기 프로펠러 회전축(B)을 기준으로 상기 피니언기어(431), 제 1프로펠러 샤프트(412) 및 제 1프로펠러(51)는 반시계방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 상기 제 1변환기어(433)는 반시계방향으로 회전될 수 있다. 상기 제 2변환기어(436), 제 2프로펠러 샤프트(437) 및 제 2프로펠러(52)는 시계방향으로 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 포드는 고정되고, 상기 추진부(5)만 회전될 수 있다.
다음으로, 상기 회전모드에서는, 상기 포드 회전축(A)을 기준으로 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)는 반시계"?항으?* 회전될 수 있다. 이때, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)의 속도는 동일할 수 있다. 그리고, 상기 제 1포드 샤프트(413) 및 제 2포드 샤프트(423)는 시계"?항으?* 회전될 수 있다. 그리고, 상기 제 1포드 기어(415) 및 제 2포드 기어(425)는 시계방향으로 회전될 수 있다. 이에 따라, 상기 피니언기어(431)는 회전되지 않는 상태가 된다. 이에 따라, 상기 추진부(5)는 고정되고, 상기 포드(2)만 회전될 수 있다.
다음으로, 상기 선회모드에서는, 상기 제 1모터(31) 및 제 2모터(32)의 회전속도가 다르게 구동될 수 있다. 이에 따라, 상기 포드(2)가 회전되면서, 상기 추진부(5)도 회전될 수 있는 상태가 된다.
또한, 본 발명에 따른 전방위 추진기는 상기 포드(2) 및 구동부(4)를 제어할 수 있는 제어부(6)를 물론 포함할 수 있다.
상기 제어부(6)는 상기 회전모드, 추진모드 및 선회모드에 따라 상기 포드(2) 및 구동부(4)를 제어할 수 있다. 다른 말로하면, 상기 제어부(6)는 상기 추진부(5)의 추진력과 상기 포드의 방향을 자유롭게 바꿀 수 있도록 상기 구동부(4)의 구동력을 제어할 수 있다. 상기 제어부(6)는 상기 선박의 일측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제어부(6)는 상기 추진부(5)의 회전속도와 상기 포드(2)의 방향에 오차가 발생했을 경우 이를 보상할 수 있는 기능을 포함할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : 포드 회전축
B : 프로펠러 회전축
C : 베어링
1 : 고정부
11 : 포드 지지부
2 : 포드
3 : 구동원
31 : 제 1모터
32 : 제 2모터
4 : 구동부
41 : 제 1구동부
411 : 제 1모터 샤프트
412 : 제 1모터 기어
413 : 제 1포드 샤프트
414 : 제 1고정부 기어
415 : 제 1포드 기어
42 : 제 2구동부
421 : 제 2모터 샤프트
422 : 제 2모터 기어
423 : 제 2포드 샤프트
424 : 제 2고정부 기어
425 : 제 2포드 기어
43 : 회전 분할부
431 : 피니언기어
432 : 제 1프로펠러 샤프트
433 : 제 1변환기어
434 : 제 1변환피니언
4341 : 제 1변환피니언 샤프트
435 : 제 2변환피니언
4351 : 제 2변환피니언 샤프트
436 : 제 2변환기어
437 : 제 2프로펠러 샤프트
5 : 추진부
51 : 제 1프로펠러
52 : 제 2프로펠러
6 : 제어부
B : 프로펠러 회전축
C : 베어링
1 : 고정부
11 : 포드 지지부
2 : 포드
3 : 구동원
31 : 제 1모터
32 : 제 2모터
4 : 구동부
41 : 제 1구동부
411 : 제 1모터 샤프트
412 : 제 1모터 기어
413 : 제 1포드 샤프트
414 : 제 1고정부 기어
415 : 제 1포드 기어
42 : 제 2구동부
421 : 제 2모터 샤프트
422 : 제 2모터 기어
423 : 제 2포드 샤프트
424 : 제 2고정부 기어
425 : 제 2포드 기어
43 : 회전 분할부
431 : 피니언기어
432 : 제 1프로펠러 샤프트
433 : 제 1변환기어
434 : 제 1변환피니언
4341 : 제 1변환피니언 샤프트
435 : 제 2변환피니언
4351 : 제 2변환피니언 샤프트
436 : 제 2변환기어
437 : 제 2프로펠러 샤프트
5 : 추진부
51 : 제 1프로펠러
52 : 제 2프로펠러
6 : 제어부
Claims (5)
- 선박의 내측에서 고정되는 고정부;
상기 고정부에 선회 가능하게 구비되는 포드;
상기 고정부의 일측에서 구동력을 발생시키는 구동원;
상기 고정부 및 포드의 내측에서 상기 구동원에서 발생된 구동력을 전달하는 구동부; 및
상기 구동부와 연결되어, 상기 선박에 추진력을 부여하는 추진부를 포함하고,
상기 구동원은,
상기 고정부의 일측에 구비되는 제 1모터; 및
상기 제 1모터와 이격 배치되는 제 2모터를 포함하고,
상기 제 1모터 및 제 2모터는 상기 추진부만 회전되는 추진모드, 상기 포드만 회전되는 회전모드 및 상기 추진부 및 포드가 동시에 회전되는 선회모드 중 어느 하나의 모드에 따라 선택적으로 구동력을 분담할 수 있게 됨으로써, 상기 선박에서 추진력을 발생시키는데 필요한 에너지의 효율이 증대될 수 있고,
상기 구동부는,
상기 제 1모터와 연결되어, 상기 제 1모터에서 발생된 구동력을 상기 추진부로 제공하는 제 1구동부;
상기 제 2모터와 연결되어, 상기 제 2모터에서 발생된 구동력을 상기 추진부로 제공하는 제 2구동부; 및
상기 제 1구동부 및 제 2구동부와 연결되어, 상기 제 1모터 및 제 2모터에서 발생된 구동력을 분할시킬 수 있는 회전 분할부를 포함하고,
상기 제 1구동부는,
상기 제 1모터의 구동력을 전달하는 제 1포드 샤프트; 및
상기 제 1포드 샤프트의 일측에 구비되는 제 1포드 기어를 포함하고,
상기 제 2구동부는,
상기 제 2모터의 구동력을 전달하는 제 2포드 샤프트; 및
상기 제 2포드 샤프트의 일단에 구비되는 제 2포드 기어를 포함하고,
상기 회전 분할부는,
상기 제 1포드 기어 및 제 2포드 기어와 결합되는 피니언 기어;를 포함하고,
상기 제 1포드 샤프트 및 제 2포드 샤프트는 각각 내축과 외축을 이루는 동심이축의 형태로 구비되고,
상기 피니언 기어는 상기 제 1포드 기어 및 제 2포드 기어의 중심축과 수직을 이루도록 구비되어, 상기 제 1모터 및 제 2모터의 구동력을 수직방향으로 전환시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 전방위 추진기.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 추진부는,
상기 회전 분할부의 구동력을 추력으로 변환하여 상기 선박을 추진시키는 제 1프로펠러; 및 제 2프로펠러를 포함하고,
상기 제 2프로펠러는 상기 제 1프로펠러와 이격되게 구비되고, 상기 제 1프로펠러의 회전방향과 반대로 회전하게 됨으로써, 상기 선박의 추진효율이 상승될 수 있는 것을 특징으로 하는 전방위 추진기. - 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220180289A KR102510678B1 (ko) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 전방위 추진기 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR1020220180289A KR102510678B1 (ko) | 2022-12-21 | 2022-12-21 | 전방위 추진기 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070074694A (ko) * | 2006-01-10 | 2007-07-18 | 김창수 | 선박용 링 키와 프로펠러 추진장치 |
| KR20110003277U (ko) | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 대우조선해양 주식회사 | 아지무스식 추진기를 가지는 선박 |
| JP2012061938A (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 舶用推進装置 |
| KR20120087639A (ko) * | 2011-01-28 | 2012-08-07 | 삼성중공업 주식회사 | 포드형 선박 추진 장치 |
| KR20190078216A (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070074694A (ko) * | 2006-01-10 | 2007-07-18 | 김창수 | 선박용 링 키와 프로펠러 추진장치 |
| KR20110003277U (ko) | 2009-09-25 | 2011-03-31 | 대우조선해양 주식회사 | 아지무스식 추진기를 가지는 선박 |
| JP2012061938A (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 舶用推進装置 |
| KR20120087639A (ko) * | 2011-01-28 | 2012-08-07 | 삼성중공업 주식회사 | 포드형 선박 추진 장치 |
| KR20190078216A (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |