KR20110100713A - 선박용 프로펠러 및 그 제작방법 - Google Patents

선박용 프로펠러 및 그 제작방법 Download PDF

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(주)대성마린텍
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Abstract

본 발명은 고강도를 유지하면서도 저중량의 선박용 프로펠러 및 그 제작방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 선박용 프로펠러는 선박의 추진축에 설치되는 허브 및 상기 허브의 외주연에 설치되는 복수의 날개로 구성된 금속코어와, 상기 금속코어의 외부 표면에 강력접착제를 매개로 유리섬유가 적층되는 유리섬유 보강층과, 상기 유리섬유 보강층의 외부 표면에 탄소섬유가 적층되는 탄소섬유 보강층과, 상기 탄소섬유 보강층의 외부 표면에 아라미드 섬유가 적층되는 탄성표면 보강층과, 상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층 및 탄성표면 보강층을 수직방향으로 매듭을 형성하면서 일체로 묶어주는 굵은 탄소섬유로 구성되는 수직방향 보강섬유와, 상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층, 탄성섬유 보강층 및 수직방향 보강섬유로 구성된 섬유매트릭스가 적층된 금속코어를 고온, 고압 상태에서 에폭시 수지를 충진하여 일체로 성형시킨 후 구리분말이 혼합된 수지가 도포되는 생물학적 보호막을 포함하여 이루어진다.

Description

선박용 프로펠러 및 그 제작방법{PROPELLER FOR A SHIP AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 선박용 프로펠러 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형 선박의 선미에 부착되어 주기관과 연결되어 회전 구동함으로써 선체를 전후진 방향으로 이동시키도록 추진력을 발생하는 선박용 프로펠러 및 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 선체의 하부 후미, 즉 선미에 선박의 추진 또는 후진 구동을 위한 프로펠러가 추진축에 회전 가능하게 설치된다.
이러한 프로펠러는 단일의 추진축에 단일의 프로펠러가 장착되어 추진축의 정역회전에 따라 선박의 추진이나 후진이 가능하도록 구성되는 단일 프로펠러 타입과, 2중 형태의 추진축에 각각 프로펠러가 장착되는 한 쌍의 프로펠러 타입 등이 있다.
상기와 같은 프로펠러는 도 1에 도시된 바와 같이, 추진축에 설치되는 허브(1)와, 허브(1)의 외주연에 일정 각도로 3개 내지 6개의 날개(2)가 설치된 형태로 이루어진다.
상기 프로펠러가 추진축에 대하여 회전할 때, 회전면에 대한 프로펠러의 날개(2) 단면의 기울기를 피치각이라고 하며, 이러한 피치각을 바꿀 수 있는 것이 가변피치 프로펠러이고, 바꿀 수 없는 것이 고정피치 프로펠러이다.
이러한 종래의 선박용 프로펠러는 내식성과 강도를 최대화하기 위하여 고가의 비철금속을 사용하여 주물 제작하고 있다. 비철금속을 사용하여 대형 프로펠러를 제작하기 위해서는 우선 목형을 제작하고, 상기 목형과 주물사로 프로펠러 형상의 틀을 제작한다. 그 후 주물사 틀에 고온 용융된 비철 금속 용액을 주입하여 프로펠러 형상을 만들고, 주물 냉각 후 상기 주물사를 제거한 후 기계가공을 하여 최종 형상의 프로펠러를 제작하는 것이다.
그러나 상기와 같은 종래의 선박용 프로펠러는 중량이 무겁기 때문에 추진축의 처짐 현상이 심하여 이들 감속기어를 포함한 축계장치의 지지베어링에 마모가 심하며, 그에 따라 추진축이 선미벽을 관통하여 설치되는데 그 수밀을 유지하기 어렵고, 출력 증가에 따른 추력변동이 심해 이에 대비하기 위한 프로펠러 날개의 두께를 증가시킴에 따라 유체역학적 마찰손실과 공동현상이 발생하는 문제가 있다.
더욱이 수심이 낮은 해역을 항해하는 선박의 경우 프로펠러 주위에 흐르는 해수에 의한 부식과 해수에 혼입된 모래, 흙 등의 이물질에 의한 침식 등이 발생하고 있으며, 해저의 돌출물이나 해수에 내재한 부유물에 의해 프로펠러 날개가 손상될 경우에 이를 보수하는 작업이 매우 복잡하고, 정비시간이나 수리비용이 많이 들어 운항경비를 증가시키는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 고강도를 유지하면서도 저중량의 선박용 프로펠러 및 그 제작방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 선박용 프로펠러는, 선박의 추진축에 설치되는 허브 및 상기 허브의 외주연에 설치되는 복수의 날개로 구성된 금속코어와, 상기 금속코어의 외부 표면에 강력접착제를 매개로 유리섬유가 적층되는 유리섬유 보강층과, 상기 유리섬유 보강층의 외부 표면에 탄소섬유가 적층되는 탄소섬유 보강층과, 상기 탄소섬유 보강층의 외부 표면에 아라미드 섬유가 적층되는 탄성표면 보강층과, 상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층 및 탄성표면 보강층을 수직방향으로 매듭을 형성하면서 일체로 묶어주는 굵은 탄소섬유로 구성되는 수직방향 보강섬유와, 상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층, 탄성섬유 보강층 및 수직방향 보강섬유로 구성된 섬유매트릭스가 적층된 금속코어를 고온, 고압 상태에서 에폭시 수지를 충진하여 일체로 성형시킨 후 구리분말이 혼합된 수지가 도포되는 생물학적 보호막을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 금속코어는 총 크기의 40%이하의 크기로 주물 제작된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속코어의 허브는, 양 선단부에 외주연을 따라 돌출 형성된 한 쌍의 고정턱을 포함하고, 상기 한 쌍의 고정턱 안쪽으로 상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층, 탄성표면 보강층 및 수직방향 보강섬유로 구성된 섬유매트릭스가 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속코어의 날개는 상기 허브와 일체로 주물 제작된 고정피치 프로펠러인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속코어의 날개는 상기 허브와 별개로 주물 제작되어 조립 가능한 가변피치 프로펠러인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유리섬유 보강층은, 굵은 보강용 유리섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 마이크로 유리섬유로 결속되는 유리섬유포를 1층으로 하여 인접된 층이 서로 직교되어 여러 층이 적층된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄소섬유 보강층은, 굵은 보강용 탄소섬유가 3겹씩 배열되고 1겹마다 직각방향으로 마이크로 탄소섬유로 결속되는 탄소섬유포를 1층으로 하여 상기 유리섬유 보강층의 최상단의 유리섬유층과 직각방향으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성표면 보강층은, 굵은 보강용 아라미드섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 마이크로 아라미드섬유로 결속되는 탄성섬유포를 1층으로 하여 상기 탄소섬유 보강층의 최상단의 탄소섬유층과 직각방향으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 제작방법은, 선박의 추진축에 설치되는 허브 및 상기 허브의 외주연에 설치되는 복수의 날개로 구성된 금속코어를 주물 제작하는 금속코어 제작단계와, 유리섬유가 적층된 유리섬유 보강층, 탄소섬유가 적층된 탄소섬유 보강층 및 아라미드섬유가 적층된 탄성표면 보강층에 수직방향으로 매듭을 형성하면서 상기 각각의 층을 일체로 묶어주는 굵은 탄소섬유로 구성된 수직방향 보강섬유를 포함하는 섬유매트릭스를 제작하는 섬유매트릭스 제작단계와, 상기 금속코어의 외부 표면에 강력접착제를 매개로 상기 섬유매트릭스를 부착시키는 섬유매트릭스 부착단계와, 상기 섬유매트릭스가 부착된 금속코어가 형합되는 상하부 금형 내부에 이형막을 도포하고, 상기 이형막의 표면에 구리분말이 혼합된 수지를 도포한 후 상기 섬유매트릭스가 부착된 금속코어를 안착시키는 금형 안착단계와, 상기 금형을 고온 고압의 상태를 유지시킨 채 상기 금형 내부로 에폭시 수지를 충진하여 상기 섬유매트릭스 내부로 상기 에폭시 수지가 스며들어 상기 금속코어에 부착된 섬유매트릭스를 상기 에폭시 수지와 일체로 성형하여 성형물을 완성하는 성형단계와, 상기 성형물의 외부 표면에 구리분말이 혼합된 수지인 생물학적 보호막이 부착된 상태에서 상기 금형으로부터 상기 성형물을 탈형시키는 탈형단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 선박용 프로펠러 및 그 제작방법은, 종래의 금속소재형 프로펠러에 비해 가격이 비싼 청동이나 스테인리스 소재를 상대적으로 염가인 유리섬유, 탄소섬유 및 아라미드섬유 등을 통한 복합소재로 대체함으로써 제조원가를 60%이상 저감시키고, 금속의 부식에 따른 문제점을 제거함과 아울러 저중량에도 불구하고 고강도를 유지하여 추진축의 처짐에 의한 지지베어링과 선미베어링의 이상마모를 개선할 수 있다.
또한, 탄성표면 보강층을 통해 프로펠러 날개에 적절한 탄성을 유지하여 외부충격에 의한 손상을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 생물학적 보호막을 통해 날개 표면을 더욱 매끄럽게 하여 유체역학적 마찰손실을 감소시키고, 캐비테이션 등의 내마모성을 개선할 수 있다.
특히, 일반적인 복합소재의 샌드위치 공법과 달리 각 층의 박리를 피하기 위하여 수직방향 보강섬유로 수직축, 즉 Z축 방향을 묶어줌과 동시에 고온 고압의 상태하에서 에폭시수지를 충진하여 각 층이 가압된 상태에서 에폭시수지에 의해 일체로 성형되어 조직이 더욱 치밀해짐으로써 강도를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 종래 비철금속으로 주물 제작된 선박용 프로펠러를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 일 실시예를 도시한 측단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 다른 실시예를 도시한 측단면도이고,
도 4는 도 2 및 3의 실시예 중 섬유매트릭스의 구성을 도시한 구성도이며,
도 5는 도 2 및 3의 실시예 중 날개 및 섬유매트릭스의 측단면도이고,
도 6은 도 2 및 3의 실시예 중 날개 및 섬유매트릭스를 절개한 상태를 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 제작방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 일 실시예를 도시한 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 다른 실시예를 도시한 측단면도이며, 도 4는 도 2 및 3의 실시예 중 섬유매트릭스의 구성을 도시한 구성도이고, 도 5는 도 2 및 3의 실시예 중 날개 및 섬유매트릭스의 측단면도이며, 도 6은 도 2 및 3의 실시예 중 날개 및 섬유매트릭스를 절개한 상태를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 선박용 프로펠러는, 도 2 내지 6에 도시된 바와 같이 금속코어(100), 섬유매트릭스(200), 에폭시수지(300) 및 생물학적 보호막(400)을 포함하여 이루어진다. 상기 금속코어(100)는 허브(110) 및 복수의 날개(120)로 구성되고, 상기 섬유매트릭스(200)는 유리섬유 보강층(210), 탄소섬유 보강층(220), 탄성표면 보강층(230) 및 수직방향 보강섬유(240)를 포함한다.
금속코어(100)는 도 2 및 3 에 도시된 바와 같이, 선박의 추진축에 설치되는 허브(110) 및 상기 허브(110)의 외주연에 설치되는 복수의 날개(120)로 구성된다. 상기 금속코어(100)는 후술할 섬유매트릭스(200)에 둘러싸여 성형된 후 프로펠러의 강도를 보완하고, 특히 허브(110)는 추진축에 고정키 또는 압력조립일 때 추진축과 접착되어 추진축의 회전에 따른 강도를 유지하면서 변형을 방지하기 위한 것이다. 상기 금속코어(100)의 날개(120)는 복수가 구비되는데, 보통 선박용 프로펠러의 경우 3 내지 6개로 구성된다. 도 2에는 허브(110)와 날개(120)가 일체로 주물 제작되어 날개 피치각이 일정하게 고정되는 고정피치형 프로펠러이고, 도 3에는 허브(110)와 날개(120)가 분리되어 별도로 제작되고, 허브(110)에 각각의 날개(120)가 조립된 상태에서 피치각을 균일하게 원격으로 제어하는 가변피치형 프로펠러이다. 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 경우 고정피치형 프로펠러와 달리 가변피치형 프로펠러는 허브(110)와 날개(120)가 분리된 상태로 그에 적합한 섬유매트릭스(200)를 별도로 제작하여 완성하는 외에는 고정피치형 프로펠러와 동일하다. 상기와 같은 금속코어(100)는 후술할 섬유매트릭스(200)가 부착되므로 실제 설계 크기의 40% 정도를 유지함으로써, 충분한 강성과 크기를 가질 수 있도록 한다.
섬유매트릭스(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 유리섬유 보강층(210), 탄소섬유 보강층(220), 탄성표면 보강층(230) 및 수직방향 보강섬유(240)를 포함하여 이루어지고, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 상기 섬유매트릭스(200)는 상기 금속코어(100)의 외부 표면에 부착되어 후술할 에폭시 수지(300)의 충진을 통해 일체로 성형된다.
상기 섬유매트릭스(200) 중 유리섬유 보강층(210)은 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 상기 금속코어(100)의 외부 표면에 강력접착제(미도시)를 매개로 유리섬유가 적층된다. 유리섬유 보강층(210)의 적층방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 지름이 0.6mm 내지 1mm 굵기의 굵은 보강용 유리섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 지름이 0.1mm 이내의 마이크로 유리섬유로 결속되는 두께 2.5mm 내지 3mm 정도인 유리섬유포를 1층으로 하여 인접된 층이 서로 직교되어 여러 층이 적층된다. 도 4에는 유리섬유 보강층(210)이 3층으로 적층되어 있으나, 금속코어(100)의 크기에 따라 적게 또는 더 많게 적층될 수도 있다.
상기 섬유매트릭스(200) 중 탄소섬유 보강층(220)은 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 상기 유리섬유 보강층(210)의 외부 표면에 탄소섬유가 적층된다. 이때, 상기 탄소섬유 보강층(220)의 적층방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 굵은 보강용 탄소섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 마이크로 탄소섬유로 결속되는 탄소섬유포를 1층으로 하여 상기 유리섬유 보강층(210)의 최상단의 유리섬유층과 직각방향으로 적층된다.
상기 섬유매트릭스(200) 중 탄성표면 보강층(230)은 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 상기 탄소섬유 보강층(220)의 외부 표면에 아라미드 섬유가 적층된다. 이때, 상기 탄성표면 보강층(230)의 적층방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 굵은 보강용 아라미드 섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 마이크로 아라미드 섬유로 결속되는 탄성섬유포를 1층으로 하여 상기 탄소섬유 보강층(220)의 최상단의 탄소섬유층과 직각방향으로 적층된다.
상기 유리섬유 보강층(210), 탄소섬유 보강층(220) 및 탄성표면 보강층(230)으로 구성된 섬유매트릭스(200)는 각 층간의 결합을 견고히 하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 수직방향 보강섬유(240)를 통하여 상기 유리섬유 보강층(210), 탄소섬유 보강층(220) 및 탄성표면 보강층(230)을 0.6mm 내지 1mm 지름의 굵은 탄소섬유를 이용해 수직방향으로 매듭을 형성하면서 일체로 묶어준다. 상기 수직방향 보강섬유(240)에 의해 상기 섬유매트릭스(200)를 구성하는 각 층간의 박리를 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 섬유매트릭스(200)가 금속코어(100)에 부착될 때, 상기 금속코어(100)의 날개(120)의 경우 섬유매트릭스(200)가 둘러싸 고정되는데 별 무리가 없으나, 허브(110)의 경우 양 선단이 개방된 상태에서는 양 선단의 외부로 섬유매트릭스(200)가 돌출될 수 있다. 이를 방지하기 위해 허브(110)의 양 선단부에 외주연을 따라 돌출 형성된 한 쌍의 고정턱(115)을 포함하고, 상기 한 쌍의 고정턱(115) 안쪽으로 상기 유리섬유 보강층(210), 탄소섬유 보강층(220), 탄성표면 보강층(230) 및 수직방향 보강섬유(240)로 구성된 섬유매트릭스(200)가 적층되도록 한다.
상기 섬유매트릭스(200)가 적층된 금속코어(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 고온, 고압 상태에서 에폭시 수지(300)를 충진하여 일체로 성형되고, 상기 섬유매트릭스(200)를 이루는 각 층의 섬유 사이로 에폭시 수지(300)가 흘러들어가 견고히 결합되어 성형물이 완성된다. 이때, 완성된 성형물에 도 5 및 6과 같이 구리분말이 혼합된 수지인 생물학적 보호막(400)을 도포하여 본 발명에 따른 선박용 프로펠러가 완성된다. 상기 생물학적 보호막(400)을 통해 해양생물이 부착하거나 성형된 섬유매트릭스(200)에 균열이 발생하는 것을 방지하면서 내마모성과 마찰력을 최소화시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 제작방법은 도 7을 참조하여 설명하되 상기 본 발명에 따른 선박용 프로펠러에서 설명된 중복된 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 제작방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명에 따른 선박용 프로펠러의 제작방법은, 도 7에 도시된 바와 같이 금속코어 제작단계, 섬유매트릭스 제작단계, 섬유매트릭스 부착단계, 금형 안착단계, 성형단계 및 탈형단계를 포함하여 이루어진다.
먼저, 금속코어 제작단계는 선박의 추진축에 설치되는 허브(110) 및 상기 허브(110)의 외주연에 설치되는 복수의 날개(120)로 구성된 금속코어(100)를 주물 제작한다.
섬유매트릭스 제작단계는 유리섬유가 적층된 유리섬유 보강층(210), 탄소섬유가 적층된 탄소섬유 보강층(220), 아라미드섬유가 적층된 탄성표면 보강층(230)에 수직방향으로 매듭을 형성하면서 상기 각각의 층을 일체로 묶어주는 굵은 탄소섬유로 구성된 수직방향 보강섬유를 포함하는 섬유매트릭스(200)를 제작한다.
다음으로, 제작된 상기 금속코어(100)에 섬유매트릭스(200)를 부착하는 섬유매트릭스 부착단계로서, 상기 금속코어(100)의 외부 표면에 강력접착제를 매개로 상기 섬유매트릭스(200)를 부착한다. 이때, 상기 섬유매트릭스(200)의 최하단의 유리섬유 보강층(210)과 상기 금속코어(100)의 외부표면이 강력접차제를 통해 부착된다.
그 다음으로, 금형 안착단계는 상기 섬유매트릭스(200)가 부착된 금속코어(100)가 형합되는 상하부 금형 내부에 이형막을 도포하고, 상기 이형막의 표면에 구리분말이 혼합된 수지를 도포한 후 상기 섬유매트릭스(200)가 부착된 금속코어(100)를 안착한다. 상기 이형막은 후술할 에폭시 수지(300)의 충진에 따라 섬유매트릭스(200)가 성형된 후 상하부 금형으로부터 성형물이 용이하게 이탈될 수 있도록 하기 위함이며, 상기 구리분말이 혼합된 수지는 생물학적 보호막(400)으로서 성형물의 외부 표면에 에폭시 수지(300)와 함께 일체로 성형될 수 있도록 하기 위하여 이형막의 표면에 도포하는 것이다.
성형단계는 상기 금형을 고온 고압의 상태를 유지시킨 채 상기 금형 내부로 에폭시 수지(300)를 충진하여 상기 섬유매트릭스(200) 내부로 상기 에폭시 수지(300)가 스며들어 금속코어(100)에 부착된 섬유매트릭스(200)를 상기 에폭시 수지(300)와 일체로 성형하여 성형물을 완성한다.
마지막으로, 상기 성형물의 외부 표면에 구리분말이 혼합된 수지인 생물학적 보호막(400)이 부착된 상태, 즉 상기 에폭시 수지(300)의 충진과 함께 일체로 섬유매트릭스(200)의 표면에 성형된 상태에서 상기 금형으로부터 상기 성형물을 탈형한다. 탈형된 성형물을 건조시키면 본 발명의 선박용 프로펠러가 완성되는 것이다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100 : 금속코어
110 : 허브 115 : 고정턱
120 : 날개
200 : 섬유매트릭스
210 : 유리섬유 보강층 220 : 탄소섬유 보강층
230 : 탄성표면 보강층 240 : 수직방향 보강섬유
300 : 에폭시 수지
400 : 생물학적 보호막

Claims (9)

  1. 선박의 추진축에 설치되는 허브 및 상기 허브의 외주연에 설치되는 복수의 날개로 구성된 금속코어와,
    상기 금속코어의 외부 표면에 강력접착제를 매개로 유리섬유가 적층되는 유리섬유 보강층과,
    상기 유리섬유 보강층의 외부 표면에 탄소섬유가 적층되는 탄소섬유 보강층과,
    상기 탄소섬유 보강층의 외부 표면에 아라미드 섬유가 적층되는 탄성표면 보강층과,
    상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층 및 탄성표면 보강층을 수직방향으로 매듭을 형성하면서 일체로 묶어주는 굵은 탄소섬유로 구성되는 수직방향 보강섬유와,
    상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층, 탄성섬유 보강층 및 수직방향 보강섬유로 구성된 섬유매트릭스가 적층된 금속코어를 고온, 고압 상태에서 에폭시 수지를 충진하여 일체로 성형시킨 후 구리분말이 혼합된 수지가 도포되는 생물학적 보호막을 포함하여 이루어진 선박용 프로펠러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속코어는 총 크기의 40%의 크기로 주물 제작된 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속코어의 허브는,
    양 선단부에 외주연을 따라 돌출 형성된 한 쌍의 고정턱을 포함하고,
    상기 한 쌍의 고정턱 안쪽으로 상기 유리섬유 보강층, 탄소섬유 보강층, 탄성표면 보강층 및 수직방향 보강섬유로 구성된 섬유매트릭스가 적층되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속코어의 날개는 상기 허브와 일체로 주물 제작된 고정피치 프로펠러인 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속코어의 날개는 상기 허브와 별개로 주물 제작되어 조립 가능한 가변피치 프로펠러인 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유 보강층은,
    굵은 보강용 유리섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 마이크로 유리섬유로 결속되는 유리섬유포를 1층으로 하여 인접된 층이 서로 직교되어 여러 층이 적층된 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄소섬유 보강층은,
    굵은 보강용 탄소섬유가 3겹씩 배열되고 1겹마다 직각방향으로 마이크로 탄소섬유로 결속되는 탄소섬유포를 1층으로 하여 상기 유리섬유 보강층의 최상단의 유리섬유층과 직각방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성표면 보강층은,
    굵은 보강용 아라미드섬유가 3겹씩 배열되고, 1겹마다 직각방향으로 마이크로 아라미드섬유로 결속되는 탄성섬유포를 1층으로 하여 상기 탄소섬유 보강층의 최상단의 탄소섬유층과 직각방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
  9. 선박의 추진축에 설치되는 허브 및 상기 허브의 외주연에 설치되는 복수의 날개로 구성된 금속코어를 주물 제작하는 금속코어 제작단계와,
    유리섬유가 적층된 유리섬유 보강층, 탄소섬유가 적층된 탄소섬유 보강층 및 아라미드섬유가 적층된 탄성표면 보강층에 수직방향으로 매듭을 형성하면서 상기 각각의 층을 일체로 묶어주는 굵은 탄소섬유로 구성된 수직방향 보강섬유를 포함하는 섬유매트릭스를 제작하는 섬유매트릭스 제작단계와,
    상기 금속코어의 외부 표면에 강력접착제를 매개로 상기 섬유매트릭스를 부착시키는 섬유매트릭스 부착단계와,
    상기 섬유매트릭스가 부착된 금속코어가 형합되는 상하부 금형 내부에 이형막을 도포하고, 상기 이형막의 표면에 구리분말이 혼합된 수지를 도포한 후 상기 섬유매트릭스가 부착된 금속코어를 안착시키는 금형 안착단계와,
    상기 금형을 고온 고압의 상태를 유지시킨 채 상기 금형 내부로 에폭시 수지를 충진하여 상기 섬유매트릭스 내부로 상기 에폭시 수지가 스며들어 금속코어에 부착된 섬유매트릭스를 상기 에폭시 수지와 일체로 성형하여 성형물을 완성하는 성형단계와,
    상기 성형물의 외부 표면에 구리분말이 혼합된 수지인 생물학적 보호막이 부착된 상태에서 상기 금형으로부터 상기 성형물을 탈형시키는 탈형단계를 포함하여 이루어진 선박용 프로펠러의 제작방법.
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RU2748815C1 (ru) * 2020-10-08 2021-05-31 Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" Гребной винт

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