KR200484110Y1 - 선박의 회전식 스트럿 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박의 속도별로 스트럿이 회전할 수 있게 하여 함속별로 스트럿비틂각을 최적화할 수 있어 저항 및 캐비테이션을 감소시킬 수 있도록 한 선박의 회전식 스트럿에 관한 것이다.
이를 위하여 본 고안은 선박(100)의 프로펠러(200)를 연결하기 위한 프로펠러축(300)에 연결되어지는 스트럿에 있어서, 상기 스트럿(400)의 상,하에 각각 프로펠러축(300)과 선박(100)의 선체(110)에 고정되어지는 스트럿 고정부(410)가 형성되며, 상기 스트럿 고정부(410) 사이에 스트럿비틂각을 최적화할 수 있도록 회전되면서 회전각을 조절하게 되는 스트럿 회전부(420)가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 회전식 스트럿{Ship's rotating strut}

본 고안은 선박의 회전식 스트럿에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 속도별로 스트럿이 회전할 수 있게 하여 함속별로 스트럿비틂각을 최적화할 수 있어 저항 및 캐비테이션을 감소시킬 수 있도록 한 선박의 회전식 스트럿에 관한 것이다.

선박에는 다양한 형태로 축계가 선체 밖으로 노출될 수 밖에 없는데, 예를 들어 터빈이나 모터 등에서 발생되는 회전력으로 선체를 운항시키기 위한 프로펠러는, 그 회전으로 인하여 발생하는 열을 식히기 위해 해수를 이용한 냉각방식을 사용하는 것이 일반적이며, 이를 위하여 프로펠러축과 함께 선박의 후미에 노출된다.

이때, 선박의 소정부위에서 연장된 스트럿이 프로펠러축에 결합되어 있는 베어링부를 지지하게 된다.

또한, 선박의 저면에 와류를 감소시키기 위한 별도의 구조체를 노출시키거나 수중익선의 날개가 노출되는 경우에는 상기 구조체 또는 날개를 지지하기 위한 스트럿이 형성되어야 한다.

이러한 선박용 스트럿은 선박의 운항시 선박의 저항요인이 되므로, 그 저항을 감소시키기 위하여 그 단면적이 작게 형성되면서도 베어링부를 지지할 수 있도록 구조강도를 유지하여야 한다.

더욱이, 해수가 스트럿을 지나면서 공동 현상(cavitation)이 발생하게 되는데, 공동 현상이란, 해수가 스트럿을 지나면서 해수의 속도가 증가하게 되고, 이로써, 스트럿 주위에서 해수의 압력이 낮은 곳이 생기게 되어, 해수에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모여 빈공간이 생기는 현상을 의미하며, 이러한 공동 현상으로 인하여 스트럿이 부식되는 등의 문제가 발생하게 된다.

따라서, 스트럿의 단면을 작게 하면서도 일정한 구조강도를 유지함과 동시에 공동 현상 개시 각도(CIA, Cavitation Inception Angle)가 크게 형성되어 공동 현상을 최소화시키는 스트럿 단면 형상의 개발이 필요하게 되었다.

이와 관련하여, 유체역학적 성능이 우수한 스트럿 단면과 관련된 연구가 1940년대부터 미국 NASA에서 많은 실험을 통해 체계적으로 수행된 바 있으며, 지금도 보다 성능이 우수한 날개 단면을 개발하기 위하여 여러 나라에서 관심을 가지고 연구 및 개발 중에 있다. 더욱이, 최근 계산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)의 발달로 이러한 개발 연구는 더욱 활발해지고 있으며, 정도 높은 CFD의 사용으로 스트럿 단면의 개발에 필요한 모형실험의 회수를 크게 줄일 수 있게 됨에 따라 세계 각국의 연구소에서 다양한 개발에 더욱 박차를 가하고 있는 상황이다.

도 1은 종래의 선박에 스트럿이 설치되는 상태를 도시한 측면예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박(10)의 후미에 프로펠러축(20)이 형성되며, 상기 프로펠러축(20)의 끝단에 선박(10)을 운항시킬 수 있도록 회전하게 되는 프로펠러(30)가 형성되고, 상기 선박(10)과 프로펠러축(20)에 연결되어 프로펄레축(20)에 결합되는 베어링부(도시하지 않음)을 지지하게 되는 스트럿(40)이 형성되어진다.

그리고, 종래에는 현재 선박(10)에 부착된 모든 스트럿(40)은 고정형으로 형성되며, 스트럿(40)의 최적 비틂각은 스트럿정렬시험(Strut Alignment Test)을 통해 정해지게 된다.

그러나, 상기와 같이 종래에는 스트럿(40)이 선박(10)과 프로펠러축(20)에 고정형으로 형성되어짐에 따라 스트럿 최적 비틂각이 선박의 속도별로 다르게 되어 저항 및 캐비테이션(Cavitation)이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 프로펠러가 연결되는 프로펠러축에 결합되는 스트럿을 회전할 수 있도록 함으로써 함속별로 스트럿비틂각을 최적화할 수 있어 선박에 대한 저항 및 캐비테이션(Cavitation)을 최소화할 수 있게 된다.

본 고안의 다른 목적은 스트럿의 스트럿비틂각을 작업자가 조절하여 최적화시킬 수 있도록 함으로써 작업의 편리성 및 제품의 효율성을 극대화할 수 있는 선박의 회전식 스트럿을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 선박의 프로펠러를 연결하기 위한 프로펠러축에 연결되어지는 스트럿에 있어서, 상기 스트럿의 상,하에 각각 프로펠러축과 선체에 고정되어지는 스트럿 고정부가 형성되며, 상기 스트럿 고정부 사이에 스트럿비틂각을 최적화할 수 있도록 회전되면서 회전각을 조절하게 되는 스트럿 회전부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스트럿 회전부에는 스트럿 회전부가 회전되면서 각도가 조절될 수 있도록 스트럿 축이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스트럿 고정부에는 스트럿 회전부와 연결되는 스트럿 베어링이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스트럿 축은 선체 내부의 각도조절핸들에 연결되어 각도조절핸들에 의해 스트럿 회전부가 회전 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 선박의 회전식 스트럿을 제공함에 있다.

이와 같이 본 고안은 프로펠러를 연결하는 프로펠러축에 결합된 스트럿을 회전식으로 형성하여 스트럿의 스트럿비틂각을 조절하여 최적화시킬 수 있도록 함으로써 선박의 운항 속도별로 스트럿을 회전시킴에 따라 선박의 저항 및 캐비테이션을 감소시키게 되어 선박 운항의 원활화를 최대화할 수 있으며 선박의 스트럿이 부식되거나 무리가 발생되지 않게 되어 제품의 품질 및 성능을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 선박에 스트럿이 설치되는 상태를 도시한 측면예시도.
도 2는 본 고안에 따른 선박의 스트럿이 설치되는 상태를 도시한 정면예시도.
도 3은 본 고안에 따른 선박의 스트럿이 설치되는 측면예시도.
도 4는 본 고안에 따른 선박의 스트럿의 작동예시도.
도 5는 본 고안에 따른 선박의 스트럿의 작동흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 선박의 스트럿이 설치되는 상태를 도시한 정면예시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 선박의 스트럿이 설치되는 측면예시도를 도시한 것이고, 도 4는 본 고안에 따른 선박의 스트럿의 작동예시도, 도 5는 본 고안에 따른 선박의 스트럿의 작동흐름도를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안은 선박(100)의 후미에 형성되는 프로펠러(200)를 연결하기 위한 프로펠러축(300)에 연결되어 프로펠러축(300)에 결합되어 있는 베어링부(도시하지 않음)를 지지하게 되는 스트럿에 있어서, 상기 스트럿(400)의 상,하에 각각 프로펠러축(300)과 선박(100)의 선체(110)에 고정되어지는 스트럿 고정부(410)가 형성되며, 상기 스트럿 고정부(410) 사이에 스트럿비틂각을 최적화할 수 있도록 회전되면서 회전각을 조절하게 되는 스트럿 회전부(420)가 형성되어진다.

상기 스트럿 고정부(410)에는 스트럿 회전부(420)가 원활하게 회전될 수 있도록 스트럿 베어링(430)이 형성되어진다.

상기 스트럿 회전부(420)에는 스트럿 회전부(420)가 회전되면서 각도가 조절될 수 있도록 스트럿 축(421)이 형성되어진다.

상기 스트럿 축(421)은 선체(110) 내부의 각도조절핸들(500)에 연결되어 각도조절핸들(500)의 작동에 따라 스트럿 회전부(420)를 회전시키게 된다.

상기 각도조절핸들(500)에는 스트럿 축(421)을 회전시켜 스트럿 회전부(420)의 스트럿비틂각을 조절하게 되는 각도조절스위치(510)가 형성되어진다.

또한, 상기 각도조절핸들(500)에는 각도조절스위치(510)에 의해 스트럿 축(421)을 중심으로 회전하게 되는 스트럿 회전부(420)의 회전각도를 표시하여 작업자가 스트럿(400)의 회전각을 정확하게 조절할 수 있도록 각도표시부(520)가 형성되어진다.

이때, 본 고안의 스트럿(400)은 프로펠러축(300)을 안정적으로 지지할 수 있도록 선박(100)과 프로펠러축(300)에 'V'자 형태의 복수로 형성되어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 작용상태를 살펴보면 아래와 같다.

상기 선박(100)의 후미에 프로펠러축(300)이 설치되며, 상기 프로펠러축(300)의 끝단에 선박(100)을 운항시키게 되는 프로펠러(200)가 설치되고, 상기 프로펠러축(300)에 베어링부를 지지하기 위해 스트럿(400)이 연결되어진다.

이때, 상기 스트럿(400)은 프로펠러축(300)을 안정적으로 지지할 수 있도록 선박(100)과 프로펠러축(300)에 'V'자 형태로 형성되어지게 된다.

또한, 상기 스트럿(400)의 양끝단부에는 선박(100)과 프로펠러축(300)에 스트럿 고정부(410)가 형성되어 스트럿(400)을 선박(100)과 프로펠러축(300)에 고정하며, 상기 스트럿 고정부(410)의 사이에 각도가 조절되어지는 스트럿 회전부(420)가 형성되어 상기 스트럿 회전부(420)의 각도 조절로 스트럿비틂각을 조절하게 된다.

이와 같이, 상기 스트럿(400)의 스트럿 회전부(420)의 각도를 조절하기 위해 상기 스트럿 회전부(420)에 스트럿 축으로 연결되는 각도조절핸들(500)의 각도조절스위치(510)를 작동시켜 스트럿 회전부(420)를 회전시키게 된다.

이에, 상기 각도조절스위치(510)의 작동에 따라 스트럿 회전부(420)가 스트럿 축(421)에 의해 회전하면서 스트럿비틂각을 조절하게 된다.

이때, 상기 스트럿 회전부(420)가 회전되어질 때 스트럿 고정부(410)에 형성된 스트럿 베어링(430)에 의해 스트럿 회전부(420)가 원활하게 회전되어지게 된다.

그리고, 상기 각도조절스위치(510)의 작동으로 스트럿 회전부(420)를 회전시켜 스트럿비틂각을 조절 시 상기 각도표시부(520)에 스트럿(400)의 회전각도가 표시되어지게 되어 작업자가 스트럿비틂각을 정확하게 조절하여 선박(100)의 속도별 운항을 최적화시킬 수 있게 된다.

이와 함께, 상기 스트럿(400)의 스트럿 회전부(420)를 각도조절스위치(510)로 작업자가 선박(100)의 갑판 상의 근거리에서 조절하고 확인할 수 있게 됨으로써 상기 스트럿 회전부(420)의 각도조절을 용이하고 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

따라서, 본 고안의 스트럿(400)은 선박(100)과 프로펠러축(300)에 스트럿 고정부(410)가 고정되면서 스트럿(400)이 선박(100)과 프로펠러축(300)에 고정되어지되 상기 스트럿 고정부(410)에 각도조절핸들(500)의 작동에 따라 스트럿 축(421)에 의해 좌,우로 회전하게 되는 스트럿 회전부(420)가 형성되어 상기 스트럿 회전부(420)의 회전으로 스트럿(400)의 스트럿비틂각이 조절되어지게 되어 함속별로 최적의 스트럿비틂각을 조절하여 선박 운항의 저항 및 캐비테이션을 감소시킬 수 있게 된다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 선박
110 : 선체
200 : 프로펠러
300 : 프로펠러축
400 : 스트럿
410 : 스트럿 고정부
420 : 스트럿 회전부
421 : 스트럿 축
430 : 스트럿 베어링
500 : 각도조절핸들
510 : 각도조절스위치
520 : 각도표시부

Claims (4)

1. 선박의 후미에 형성되어 선박을 운항시키는 프로펠러를 연결하기 위한 프로펠러축에 연결되어 프로펠러축에 결합되는 베어링부를 지지하게 되는 스트럿에 있어서,
   상기 스트럿의 상,하에 각각 프로펠러축과 선박의 선체에 고정되는 스트럿 고정부가 형성되며,
   상기 스트럿 고정부 사이에 스트럿비틂각을 최적화할 수 있도록 회전되면서 회전각을 조절하는 스트럿 회전부가 형성되고,
   상기 스트럿 고정부에 스트럿 회전부가 원활하게 회전될 수 있도록 스트럿 베어링이 형성되며,
   상기 스트럿 회전부에 스트럿 회전부를 회전시켜 각도를 조절할 수 있도록 스트럿 축이 형성되고,
   상기 선박의 선체 내부에 스트럿 축과 연결되어 스트럿 축을 작동시켜 스트럿 회전부를 회전시킬 수 있도록 각도조절핸들이 형성된 것을 특징으로 하는 선박의 회전식 스트럿.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스트럿은 프로펠러축을 안정적으로 지지하고 해수의 저항에 견딜 수 있도록 선박과 프로펠러축에 'V'자 형태의 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 선박의 회전식 스트럿.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 각도조절핸들에는 스트럿 축을 작동시켜 스트럿 회전부의 스트럿비틂각을 조절하게 되는 각도조절스위치가 형성된 것을 특징으로 하는 선박의 회전식 스트럿.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 각도조절핸들에는 각도조절스위치에 의해 스트럿 축의 작동되어 회전되는 스트럿 회전부의 회전각도가 표시되면서 작업자가 스트럿비틂각을 확인하여 스트럿의 회전각을 정확하게 조절할 수 있도록 각도표시부가 형성된 것을 특징으로 하는 선박의 회전식 스트럿.

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