KR20080076644A

KR20080076644A - 프로펠러가 없는 고압에어추진선박

Info

Publication number: KR20080076644A
Application number: KR1020070016841A
Authority: KR
Inventors: 김태환
Original assignee: 김태환
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-08-20

Abstract

본 발명은 구조가 간단하면서도 부력과 함께 고속을 얻을 수 있고, 제어가 용이한 프로펠러가 없는 고압에어추진선박를 제공한다. 그 선박은, 엔진(11,12)에 의해 구동되고 흡기관(15,16)으로 공기를 흡입하여 고압에어를 배기관(17,18)을 통해 배출시키는 공기압축기(13,14)와, 그 배기관(17,18)에 연결되고 역류방지밸브(19,20)를 개재하여 역류가 방지되도록 공기압축기(13,14)로부터 공급되는 고압에어가 저장되는 대용량 고압에어탱크(21,22)와, 선박(10)을 전진방향으로 추진시키도록 고압에어 배출관(23,24), 개폐밸브(27,28) 및 분출에어 제어장치(25,26)를 개재하여 상기 대용량 고압에어탱크(21,22)로부터 고압에어를 선박(10)의 후방에서 물속으로 분출시키는 후방분출관(30)과, 상기 대용량 고압에어탱크(21,22)로부터 선박(10)의 전방 양측면으로 연장하여 설치되는 한쌍의 전방 연결관(33,34)과, 그 전방 연결관(33,34), 개폐밸브(41,42) 및 분출에어 제어장치(43,44)를 개재하여 제어되는 고압에어를 분출시킴으로써 선박(10)의 전방 측면 하부에서 선박(10)의 밸런스를 유지시킴과 동시에 선박(10)을 전진시키도록 설치되는 후향 전방분출관(35,36)과, 상기 전방 연결관(33,34), 개폐밸브(45,46) 및 분출에어 제어장치(47,48)를 개재하여 제어되는 고압에어를 분출시킴으로써 선박(10)의 전방 측면 하부에서 선박(10)을 후진시킴과 동시에 선박(10)의 밸런스를 유지시키도록 설치되는 후진용 전방분출관(37,38)과, 상기 엔진(11,12), 상기 각종 개폐밸브 및 상기 각종 분출에어 제어장치를 중앙에서 제어하여 선박(10)의 전후진속도와 밸런스를 제어하도록 연결되고 구성되는 중앙제어장치(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

선박, 고압에어, 고속, 부력, 제어용이, 분출관, 고압에어탱크

Description

프로펠러가 없는 고압에어추진선박{ship propelled by high-pressurized air without a propeller}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프로펠러가 없는 고압에어추진선박의 상부평면도이다.

도 2는 도 1의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10: 선박 11,12: 엔진

13,14: 공기압축기 15,16: 흡기관

17,18: 배기관 19,20: 역류방지밸브

21,22: 대용량 고압에어탱크 23,24: 고압에어 배출관

25,26: 유량조절밸브 27,28: 개폐밸브

30: 후방분출관 30a,35a,36a,37a,38a: 도어

33,34: 전방 연결관 35,36: 후향 전방분출관

37,38: 후진용 전방분출관 41,42; 45,46: 개폐밸브

43,44; 47,48: 유량조절밸브

본 발명은, 구조가 간단하면서도 부력과 함께 고속을 얻을 수 있고, 제어가 용이한 프로펠러가 없는 고압에어추진선박를 제공한다. 그 선박은, 선박이 고압에어에 의해 추진되는 프로펠러가 없는 고압에어추진선박에 관한 것이다.

통상적으로, 선박의 추진은 스크루우 즉 프로펠러의 추진력에 의하거나 또는 물분사력에 의존한다. 그러나, 스크루우의 회전속도와 물의 저항으로 인하여 선박의 전후진 속도에는 한계가 있으며, 핌프로부터 물을 수중으로 분사시킴으로써 추진력을 얻는 선박도 개발되었으나, 여전히 육상의 차량이나 공중의 비행기에 비해 속도가 낮다는 문제가 있다.

또한, 여러 가지 원인으로 스크루우가 고장나기 쉬울 뿐만 아니라, 고장시에는 선박이 정지하게 되며, 이에 대비하여 종종 수 개의 프로펠러 장치로 구성되기도 하며, 조정가능한 블레이드를 갖는 프로펠러도 개발되어 있지만, 여전히 외부로 노출되는 스크루우는 고장나기 쉽다는 문제가 있다.

또, 프로펠러는 샤프트, 감속기어 및 그 제어장치를 개재하여 엔진으로 연결되므로, 그 구성이 복잡하다는 문제가 있으며, 큰 기계적 강도를 요구하므로, 구조도 대형화되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 구조가 간단하면서도 부력과 함께 고속을 얻을 수 있고, 제어가 용이한 프로펠러가 없는 고속의 고압에어추진선박를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 프로펠러가 없는 고압에어추진선박은, 엔진에 의해 구동되고 흡기관으로 공기를 흡입하여 고압에어를 배기관을 통해 배출시키는 공기압축기와, 그 배기관에 연결되고 역류방지밸브를 개재하여 역류가 방지되도록 공기압축기로부터 공급되는 고압에어가 저장되는 대용량 고압에어탱크와, 선박을 전진방향으로 추진시키도록 고압에어 배출관, 개폐밸브 및 분출에어 제어장치를 개재하여 상기 대용량 고압에어탱크로부터 고압에어를 선박의 후방에서 물속으로 분출시키는 후방분출관과, 상기 대용량 고압에어탱크로부터 선박의 전방 양측면으로 연결되는 한쌍의 전방 연결관과, 그 전방 연결관, 개폐밸브 및 분출에어 제어장치를 개재하여 제어되는 고압에어를 분출시킴으로써 선박의 전방 측면 하부에서 선박의 밸런스를 유지시킴과 동시에 선박을 전진시키도록 설치되는 후향 전방분출관과, 상기 전방 연결관, 개폐밸브 및 분출에어 제어장치를 개재하여 제어되는 고압에어를 분출시킴으로써 선박의 전방 측면 하부에서 선박을 후진시킴과 동시에 선박의 밸런스를 유지시키도록 설치되는 후진용 전방분출관과, 상기 엔진, 상기 각종 개폐밸브 및 상기 각종 분출에어 제어장치를 중앙에서 제어하여 선박의 전후진속도와 밸런스를 제어하도록 연결되고 구성되는 중앙제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 후방분출관, 후향 전방분출관 및 후진용 전방분출관의 물로의 노출단부에서 고압에어가 분출되지 아니하는 때에 물의 압력으로 폐쇄되고, 고압에어가 분출되는 때에 그 고압에어에 의해 자동으로 개방되도록 도어가 상기 후방분출관, 후향 전방분출관 및 후진용 전방분출관의 물로의 노출단부에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예(들)를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 프로펠러가 없는 고압에어추진선박이 상부평면도 및 측면도로 각각 도시된다.

도 1 및 도 2에서 선박(10)은, 프로펠러 없이, 고압에어로 추진되도록 구성된다. 즉, 엔진(11,12), 공기압축기(13,14), 대용량 고압에어탱크(21,22), 각종 공기를 물속으로 분출시켜 추진력을 얻기 위한 분출관 및 각종 제어장치를 구비한다.

엔진(11,12)은, 공기압축기(13,14)를 구동시키도록 공기압축기(13,14)와 연결되며, 공기압축기(13,14)는, 엔진(11,12)에 의해 구동되어 흡기관(15,16)을 통해 공기를 흡입하게 되며, 고압에어를 배기관(17,18)을 통해 배출시킨다.

그 배기관(17,18)은 대용량 고압에어탱크(21,22)에 역류방지밸브(19,20)를 개재하여 연결되며, 이와 같이 연결됨으로써 공기압축기(13,14)로부터 고압에어가 대용량 고압에어탱크(21,22)로 공급되어 저장되게 되며, 공기압축기(13,14)의 정지시에 고압에어의 역류가 방지되게 된다.

상기 분출관은, 기본적으로 후방분출관(30), 후향 전방분출관(35,36) 및 후진용 전방분출관(37,38)을 포함하여 구성되며, 원하는 특성에 따라 다양한 구조의 노즐이나 오리피스가 채용될 수 있다.

그 후방분출관(30)은, 선박(10)을 전진방향으로 추진시키도록 고압에어를 선박(10)의 후방에서 물속으로 분출시키는 구조로 선박(10)의 후미 하부에 설치되며, 고압에어 배출관(23,24), 개폐밸브(27,28) 및 분출에어 제어장치(25,26)를 개재하여 상기 대용량 고압에어탱크(21,22)에 연결된다. 특히 도 2에서 선박(10)의 무게중심 및 부력중심을 고려하여 최대의 추진력을 발생시키는 방향으로 고압에어가 분출되도록 후방분출관(30)이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 배출관(23,24)은, 대용량 고압에어탱크(21,22)의 상부부분에 연결되는 것이 물이 역류하는 경우에 대용량 고압에어탱크(21,22)로 유입되는 것을 방지할 수 있어 바람직하며, 이 경우, 상술한 공기압축기(13,14)로부터의 배기관(17,18)은 대용량 고압에어탱크(21,22)의 하부로 연결됨으로써 배출관(23,24)으로 유출되는 고압에어의 압력이나 유량 등에 미치는 영향을 최소화할 수 있을 것이다.

상기 후향 전방분출관(35,36)은, 상기 대용량 고압에어탱크(21,22)로부터 선박(10)의 전방 양측면으로 연장하여 설치되는 한쌍의 전방 연결관(33,34)에 3방향 개폐밸브(41,42) 및 분출에어 제어장치(43,44)를 개재하여 연결되고, 선박(10)의 전방 측면 하부에서 선박(10)의 밸런스를 유지시킴과 동시에 선박(10)을 전진시키도록 구성된다. 즉, 도 2 및 도 3에서와 같이 선박(10)의 전방 하부 측면에서 약간 측방향으로 경사지고 약간 바닥으로 경사지게 후방방향을 향하여 고압에어를 분출 하도록 설치된다. 이와 같이 후향 전방분출관(35,36)이 구성됨으로써 개폐밸브(41,42) 및 분출에어 제어장치(43,44)를 개재하여 제어되어, 전진시 선박(10)의 밸런스를 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 선박(10)을 전진시키는 추진력도 부가적으로 얻을 수 있게 된다.

또한, 후진용 전방분출관(37,38)은, 상기 전방 연결관(33,34)에 3방향 개폐밸브(41,42) 및 분출에어 제어장치(43,44)를 개재하여 연결되고, 선박(10)의 전방 측면 하부에서 선박(10)을 후진시킴과 동시에 후진시 선박(10)의 밸런스를 유지시키도록 구성된다. 즉, 도 2 및 도 3에서와 같이 선박(10)의 전방 하부 측면에서 약간 측방향으로 경사지고 약간 바닥으로 경사지게 전방방향을 향하여 고압에어를 분출하도록 설치된다. 이와 같이 후향 전방분출관(35,36)이 구성됨으로써 개폐밸브(41,42) 및 분출에어 제어장치(43,44)를 개재하여 제어되어, 선박(10)을 후진시키는 추진력을 발생시킴과 동시에 후진시 선박(10)의 밸런스를 유지시킬 수 있게 된다.

또한, 엔진(11,12)과 공기압축기(13,14)를 제어하고, 상술한 후방분출관(30) 및 후향 전방분출관(35,36)과, 후진용 전방분출관(37,38)을 통하여 분출되는 공기를 제어하기 위한 개폐밸브들과 각종 분출에어 제어장치를 중앙에서 제어하여 선박(10)의 전후진속도와 밸런스를 제어하도록 구성되는 중앙제어장치(70)가 도시가 생략된 엔진(11,12)과 공기압축기(13,14)의 공지된 제어시스템과 상술한 개폐밸브들과 각종 분출에어 제어장치에 연결된다.

위와 같이 구성됨으로써 본 발명의 일실시예에 따른 프로펠러가 없는 고압에 어추진선박은, 전진 및 후진시에 모두 고압에어를 이용하여 추진력을 얻을 수 있으므로, 고속으로 선박(10)을 운항시킬 수 있게 된다.

또한, 스크루우를 제거함으로써 동력전달계통에 큰 기계적 강도도 필요없어 구조가 간단하게 되며, 각종 고압에어라인과 대용량 고압에어탱크(21,22) 등에 의해 부력이 작용하게 되어 더욱 고속화할 수 있게 된다. 또, 각종 고압에어라인용 배관이 대용량의 유량을 공급하도록 구성되므로, 선박(10)의 골격의 일부를 구성하는 것도 가능하여 더욱 선박(10)의 구조가 간단하게 구성될 수 있게 된다.

또, 고압에어의 발생, 저장, 공급을 위한 제어는, 스크루우의 회전제어에 비하여 훨씬 간단하고도 정확하게 구성될 수 있게 된다.

한편, 상기 후방분출관(30), 후향 전방분출관(35,36) 및 후진용 전방분출관(37,38)의 물로의 노출단부에서 고압에어가 분출되지 아니하는 때에 물의 압력으로 폐쇄되고, 고압에어가 분출되는 때에 그 고압에어에 의해 자동으로 개방되도록 도어(30a,35a,36a,37a,38a)가 상기 후방분출관(30), 후향 전방분출관(35,36) 및 후진용 전방분출관(37,38)의 물로의 노출단부에 힌지 등의 공지수단을 개재하여 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 엔진(11,12), 공기압축기(13,14), 각종 분출관 등을 각각 한쌍씩 분리되게 구성함으로써 일측의 고장시 타측만을 이용할 수 있게 되어 더욱 바람직하다.

또, 고압에어의 분출에 의한 추진력과 함께 스크루우를 구비할 수도 있지만, 이 경우에는 스크루우 회전과 고압에어의 분출사이에 간섭이 일어나지 아니하도록 구성되는 것이 바람직하며, 스크루우의 회전은, 에어터빈을 이용할 수도 있을 것이 다.

상술한 분출에어 제어장치(25,26;43,44;47,48)는 주로 선박(10)의 전진 또는 후진속도의 설정치에 따라 전후진 속도 제어 또는 선박(10)의 좌회전 또는 우회전을 제어하도록 구성된다. 특히 유량을 제어하는 유량조절밸브를 포함하게 될 것이지만, 이에 한정됨이 없이 예를 들면, 분출공기의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브 등이 포함될 수도 있다. 또, 각종 제어값의 감지, 검출, 측정 등을 위한 압력게이지, 유량게이지, 속도계, 방향계, 온도계 등의 검출수단도 포함되며, 대용량의 고압공기의 제어를 위한 각종 공지된 전기제어장치, 공압 또는 유압제어장치 또는 그 혼합제어장치가 채용될 수 있다.

또, 전진이나 후진 속도의 제어를 위한 유량조절밸브는, 무단계로 구성될 수도 있으며, 다수의 단계로 전후진의 속도를 조절, 예를 들면, 초고속, 고속, 중속, 저속, 극저속, 정지 등으로 구분하여 조절할 수도 있다. 나아가, 각각의 분출관을 다수로 구성하고, 각 분출관과 관련된 제어장치들을 분리되게 구성함으로써 더욱 다수중 일부를 개폐시켜 속도를 조절하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 프로펠러가 없는 고압에어추진선박의 구성과 작용에 의하면, 구조와 제어가 간단하면서도 부력과 함께 고속을 얻을 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

선박(10)이 고압에어에 의해 추진되는 프로펠러가 없는 고압에어추진선박에 있어서,

엔진(11,12)에 의해 구동되고 흡기관(15,16)으로 공기를 흡입하여 고압에어를 배기관(17,18)을 통해 배출시키는 공기압축기(13,14)와, 그 배기관(17,18)에 연결되고 역류방지밸브(19,20)를 개재하여 역류가 방지되도록 공기압축기(13,14)로부터 공급되는 고압에어가 저장되는 대용량 고압에어탱크(21,22)와, 선박(10)을 전진방향으로 추진시키도록 고압에어 배출관(23,24), 개폐밸브(27,28) 및 분출에어 제어장치(25,26)를 개재하여 상기 대용량 고압에어탱크(21,22)로부터 고압에어를 선박(10)의 후방에서 물속으로 분출시키는 후방분출관(30)과, 상기 대용량 고압에어탱크(21,22)로부터 선박(10)의 전방 양측면으로 연장하여 설치되는 한쌍의 전방 연결관(33,34)과, 그 전방 연결관(33,34), 개폐밸브(41,42) 및 분출에어 제어장치(43,44)를 개재하여 제어되는 고압에어를 분출시킴으로써 선박(10)의 전방 측면 하부에서 선박(10)의 밸런스를 유지시킴과 동시에 선박(10)을 전진시키도록 설치되는 후향 전방분출관(35,36)과, 상기 전방 연결관(33,34), 개폐밸브(45,46) 및 분출에어 제어장치(47,48)를 개재하여 제어되는 고압에어를 분출시킴으로써 선박(10)의 전방 측면 하부에서 선박(10)의 밸런스를 유지시킴과 동시에 선박(10)을 후진시키도록 설치되는 후진용 전방분출관(37,38)과, 상기 엔진(11,12), 상기 각종 개폐밸브 및 상기 각종 분출에어 제어장치를 중앙에서 제어하여 선박(10)의 전후진속도와 밸런스를 제어하도록 연결되고 구성되는 중앙제어장치(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 프로펠러가 없는 고압에어추진선박.
제 1 항에 있어서, 상기 후방분출관(30), 후향 전방분출관(35,36) 및 후진용 전방분출관(37,38)의 물로의 노출단부에서 고압에어가 분출되지 아니하는 때에 물의 압력으로 폐쇄되고, 고압에어가 분출되는 때에 그 고압에어에 의해 자동으로 개방되도록 도어(30a,35a,36a,37a,38a)가 상기 후방분출관(30), 후향 전방분출관(35,36) 및 후진용 전방분출관(37,38)의 물로의 노출단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는, 프로펠러가 없는 고압에어추진선박.