KR20120109910A - Propeller blade for ship - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A propeller blade for a ship is provided to reduce the erosion of a blade because vortex cavitation formed on a propeller can be reduced. CONSTITUTION: A propeller blade for a ship(10) comprises a tip member(31) which is formed in the end of the blade in a streamlined shape. The top cross section of the tip member is a flat plane part(31a). As goes to the flat plane part along the height direction of the blade, the tip member is composed of a curved portion(31b) or a linear portion. The tip member is formed into a shape of a delta. [Reference numerals] (AA) Stern side; (BB) Stem side

Description

선박용 프로펠러 블레이드{Propeller Blade for Ship}Propeller Blade for Ships {Propeller Blade for Ship}

본 발명은 선박용 프로펠러 블레이드에 관한 것으로서, 프로펠러의 추진효율 향상 및 프로펠러의 블레이드 단부에 발생하는 보오텍스 캐비테이션(vortex cavitation) 현상을 줄일 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to a propeller blade for ships, to improve the propulsion efficiency of the propeller and to reduce the vortex cavitation (vortex cavitation) occurring at the blade end of the propeller.

일반적으로, 선박은 추진장치로서, 선박의 선미 부분에 회전하는 프로펠러가 설치되어 있다. Generally, a ship is a propulsion apparatus and the propeller which rotates in the stern part of a ship is provided.

이러한 프로펠러는 통상적으로 허브를 중심으로 둘레방향을 따라 간격을 두고 복수(4개 ~ 5개)의 블레이드가 형성되고, 블레이드의 흡입면(선체측(또는 선수측) 방향)과 그 반대면인 압력면(선미측 방향)으로 유체가 유동하여 빠져나가는데, 블레이드의 전단부로부터 유입되는 유동에 의해 흡입면(선미측 방향)과 압력면(선체측(또는 선수측) 방향)의 압력 분포를 다르게 하고, 이 압력 차이가 추력으로 작용하게 된다. 다시 말해서, 압력면의 압력이 흡입면의 압력보다 커서 추력으로 작용하는 것이다. These propellers are typically formed with a plurality of blades (four to five) at intervals along the circumferential direction of the hub, and the pressure opposite to the suction surface (the hull side (or bow side) direction) of the blade The fluid flows out of the surface (stern side direction), and the pressure distribution between the suction surface (stern side direction) and the pressure surface (hull side (or bow side) direction) is changed by the flow flowing from the front end of the blade. This pressure difference acts as thrust. In other words, the pressure on the pressure side is greater than the pressure on the suction side, acting as a thrust.

그런데, 종래의 블레이드의 회전시, 흡입면의 압력과 압력면의 압력이 블레이드의 단부에서 서로 교환되는 현상이 발생한다.By the way, in the rotation of the conventional blade, the phenomenon that the pressure on the suction surface and the pressure on the pressure surface are exchanged with each other at the end of the blade.

따라서, 상대적으로 높은 압력을 가지는 압력면의 압력이 낮은 압력을 갖고 있는 흡입면의 압력쪽으로 이동되어서 압력면의 압력이 저하되고, 그에 따라 추력이 감소되는 것이다. Therefore, the pressure of the pressure surface having a relatively high pressure is moved toward the pressure of the suction surface having a low pressure, so that the pressure of the pressure surface is lowered, thereby reducing the thrust.

또한, 블레이드 흡입면의 압력이 주어진 온도에서 증기압 이하로 되면, 종래의 블레이드의 단부에서는 보오텍스(vortex) 캐비테이션이 발생하여 프로펠러의 추진효율을 저감시키고, 소음 및 진동을 발생시키는 요인으로 작용하였다. In addition, when the pressure of the blade suction surface is less than the vapor pressure at a given temperature, vortex cavitation occurs at the end of the conventional blade to reduce the propulsion efficiency of the propeller, acting as a factor to generate noise and vibration.

상기 캐비테이션(空洞)(cavitation)이란 프로펠러의 블레이드(날개)주위에서는 국부적으로 압력이 증기압 이하로 떨어짐으로 인하여 물이 공기화되는 현상으로 즉,유속이 매우 커서 베르누이 법칙에 의한 정압이 액체의 증기압보다도 낮아질 때 액체중에 기포가 발생되는 현상이다.The cavitation is a phenomenon in which water becomes air due to the local pressure dropping below the vapor pressure around the blade of the propeller, that is, the flow rate is so large that the static pressure according to Bernoulli's law is higher than the vapor pressure of the liquid. When it is lowered, bubbles are generated in the liquid.

이와 같이, 캐비테이션 중 블레이드의 단부(또는 허브)에 발생하는 보오텍스 캐비테이션으로 인한 침식현상은, 유체의 빠른 유속과 부식작용이 서로 복합적으로 작용해서 생기는 캐비테이션에 의한 기포가 금속표면에 터지면 강한 충격작용이 발생하여 부동태 산화피막이 깨지고 소지금속도 손상된다.As such, the erosion caused by vortex cavitation occurring at the end (or hub) of the blade during cavitation has a strong impact when bubbles caused by the cavitation caused by the combination of the fast flow velocity and the corrosive action of the fluid act on the metal surface. This causes the passivation oxide to break and damage the small current speed.

그런데, 종래의 프로펠러 블레이드는 단순히 기본적인 블레이드 형상만을 유지하고 있어 상기와 같이 블레이드의 단부에서 발생하는 보오텍스 캐비테이션을 줄이는데 한계가 있고, 그에따라 블레이드의 침식현상을 감소시키는데 한계가 있었다.
However, the conventional propeller blades simply maintain the basic blade shape, and thus, there is a limit in reducing the vortex cavitation occurring at the end of the blade as described above, thereby limiting the erosion of the blade.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 프로펠러에서 추진효율 저해요인중 하나로 작용하는 프로펠러 블레이드의 단부에서 흡입면과 압력면간의 압력차이가 유지되도록 하고, 프로펠러 블레이드 단부의 보오텍스 캐비테이션 현상을 감소시켜서 추진효율 향상 및 침식현상을 줄일 수 있도록 한 것이다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to maintain the pressure difference between the suction surface and the pressure surface at the end of the propeller blade acting as one of the propulsion deterioration factors in the conventional propeller It is to reduce the botex cavitation phenomenon of the propeller blade end to improve the propulsion efficiency and reduce the erosion phenomenon.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결 수단은, 선박용 프로펠러를 구성하면서 복수 구비되는 블레이드로서, 상기 블레이드의 단부에 블레이드의 폭방향으로 횡단면상 유선형의 팁부재가 형성된 것이다. Solution to achieve the object of the present invention is a blade provided with a plurality of constituting the propeller for ships, the end of the blade is formed in the cross-sectional streamlined tip member in the width direction of the blade.

상기 팁부재는 상단면이 평면부로 이루어지고, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 평면부로 갈 수록 곡선부 또는 직선부로 이루어진 델타형의 팁부재인 된 것이다. The tip member is a top portion is made of a flat portion, it is a delta type tip member consisting of a curved portion or a straight portion toward the flat portion that is the top surface of the tip member along the height direction of the blade.

상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 측면에서 볼때, 팁부재의 상단면이 선체측에서 선미측 방향으로 하향 경사진 경사면으로 형성된 것이다. The tip member is a delta tip member having a curved portion or a straight portion formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade, and when viewed from the side of the delta tip member, the top surface of the tip member is stern from the hull side. It is formed as a slope inclined downward in the lateral direction.

상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 정면에서 볼때, 팁부재의 상단면은 블레이드의 회전방향과 반대방향으로 수축면의 궤적과 평행하게 하향 경사지는 경사부가 형성된 것이다. The tip member is a delta tip member in which a curved portion or a straight portion is formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade. When viewed from the front of the delta tip member, the top surface of the tip member is the rotational direction of the blade. The inclined portion is inclined downward in parallel with the trace of the contraction surface in the opposite direction.

또한, 상기 팁부재는 상단면의 양쪽면에서 중앙으로 상향 경사진 경사면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 경사면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 다이아몬드형 팁부재로 된 것이다. In addition, the tip member is a diamond-shaped tip member consisting of a curved portion or a straight portion of the inclined surface inclined upward toward the center from both sides of the upper surface, the curved surface toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade It is.

또한, 상기 팁부재는 상단면이 볼록한 곡선면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 곡선면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 네일헤드형(nail head)의 팁부재로 된 것이다. In addition, the tip member is a nail head (nail head) of the tip member consisting of a curved surface of the upper surface is convex, and the curved surface or straight portion toward the curved surface of the upper surface of the tip member along the height direction of the blade It will be.

또한, 상기 팁부재는 구형부와, 블레이드의 높이방향을 따라 구형부와 근접할 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 구형의 팁부재로 된 것이다.
In addition, the tip member is a spherical portion, and the closer to the spherical portion along the height direction of the blade is a spherical tip member consisting of a curved curved portion or a straight portion.

이와 같이, 본 발명은 선박용 프로펠러를 구성하는 블레이드의 단부에 팁부재를 구비하여 회전하는 블레이드의 단부에서 흡입면과 압력면간의 압력 이동을 차단하여 압력면의 압력이 유지되도록 함으로써 프로펠러의 추진효율을 증대시키는 효과가 있다.As described above, the present invention is provided with a tip member at the end of the blade constituting the propeller for ship to block the pressure movement between the suction surface and the pressure surface at the end of the rotating blade to maintain the pressure on the pressure surface propulsion efficiency of the propeller There is an effect to increase.

또한, 프로펠러에 형성되는 보오텍스 캐비테이션 현상을 줄일 수 있어 블레이드의 침식현상을 상당히 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 소음 및 진동도 대폭 감소되는 효과가 있다.
In addition, the botex cavitation phenomenon formed on the propeller can be reduced to significantly reduce the erosion of the blade, thereby significantly reducing the noise and vibration.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러 블레이드의 구조를 나타낸 사시도로서, 하나의 블레이드만을 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선, B-B선 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프로펠러 블레이드의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일반적인 프로펠러의 회전시 프로펠러의 후류에서 발생하는 수축면과 프로펠러의 블레이드의 회전에 따라 블레이드의 끝단부가 그리는 궤적을 도시한 설명도이다.
도 6은 본 발명에 따른 프로펠러 블레이드의 다른 구조의 측면도이다.
도 7은 도 6의 상태에서 정면으로 본 도면이다.
도 8a는 도 6 및 도 7에 따른 구조를 가지는 블레이드를 선체측(또는 선수측) 방향에서 본 도면이다.
도 8b는 도 6 및 도 7에 따른 구조를 가지는 블레이드를 선미측 방향에서 본 도면이다.
도 8c는 도 6 및 도 7에 따른 구조를 가지는 블레이드의 평면도이다.
도 9는 도 1의 측면도로서, 다른 실시 예를 나타낸 것이다.
도 10은 도 1의 측면도로서, 또 다른 실시 예를 나타낸 것이다.
도 11은 도 1의 측면도로서, 또 다른 실시 예를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 프로펠러 블레이드(델타형 타입)를 가지는 프로펠러와 종래의 프로펠러의 단독효율을 비교한 그래프이다. 1 is a perspective view showing the structure of a propeller blade according to the present invention, showing only one blade.
2 is a side view of FIG. 1.
3 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA and line BB of FIG. 2.
4 is a view showing another example of the propeller blade according to the present invention.
5 is an explanatory diagram illustrating a trajectory drawn by an end portion of a blade according to the rotation of the propeller blade and the contraction surface occurring in the wake of the propeller during the rotation of a general propeller.
6 is a side view of another structure of the propeller blade according to the present invention.
FIG. 7 is a front view of the state of FIG. 6. FIG.
8A is a view of the blade having the structure according to FIGS. 6 and 7 seen from the hull side (or bow side) direction.
8B is a view of the blade having the structure according to FIGS. 6 and 7 seen from the stern side.
8C is a plan view of a blade having a structure according to FIGS. 6 and 7.
Figure 9 is a side view of Figure 1, showing another embodiment.
FIG. 10 is a side view of FIG. 1 and shows another embodiment. FIG.
FIG. 11 is a side view of FIG. 1 and shows another embodiment. FIG.
12 is a graph comparing the efficiency of the propeller having a propeller blade (delta type) according to the present invention and the propeller alone.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 프로펠러 블레이드의 구조를 나타낸 사시도이다. 도 1은 편의상 프로펠러의 블레이드가 하나만을 도시한 도면이다. 1 is a perspective view showing the structure of a propeller blade according to the present invention. 1 is a view showing only one blade of the propeller for convenience.

도면에 도시된 바와 같이, 선박용 프로펠러(1)는 블레이드(10)와, 이 블레이드(10)가 둘레방향으로 복수,결합되면서 회전을 위한 축과 연결되는 허브(20)로 구성된다. As shown in the figure, the ship propeller 1 is composed of a blade 10, the hub 20 is connected to the shaft for rotation while the blade 10 is coupled, a plurality, in the circumferential direction.

여기서, 본 발명은 상기 블레이드(10)의 단부에 팁부재(30)가 형성된 구조를 가진다. Here, the present invention has a structure in which the tip member 30 is formed at the end of the blade 10.

상기 팁부재(30)는 블레이드(10)의 폭방향으로 형성되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 델타형(delta)의 팁부재(31)가 형성될 수 있고, 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 다이아몬드형 팁부재(32), 도 10에 도시된 바와 같이, 네일헤드형(nail head)의 팁부재(33), 도 11과 같은 구형의 팁부재(34)로 형성될 수 있다.The tip member 30 is formed in the width direction of the blade 10, as shown in Figure 2, a delta tip member 31 may be formed, and also shown in Figure 9 As shown in FIG. 10, a diamond tip member 32, as shown in FIG. 10, may be formed as a tip member 33 of a nail head, and a spherical tip member 34 as shown in FIG. 11.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 델타형의 팁부재(31)는 상단면이 평면부(31a)로 이루어지고, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(31)의 상단면인 평면부(31a)로 갈 수록 두께가 두꺼워지는 곡선부(31b)로 이루어진 구조이다. First, as shown in Figure 2, the tip member 31 of the delta type is the top surface is made of a flat portion 31a, a plane that is the top surface of the tip member 31 along the height direction of the blade 10 The thickness of the curved portion 31b toward the portion 31a has a structure consisting of (31b).

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2의 A-A선, B-B선 단면도는 소위 말하는 날개단면형으로 형성된 구조를 가진다. 다시 말해서, 유선형으로 형성된 구조를 가진다. In addition, as shown in Fig. 3, the A-A line and the B-B line cross-sectional view of Fig. 2 has a structure formed in a so-called wing cross-sectional shape. In other words, it has a streamlined structure.

물론, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같은 팁부재(30)도 모두 횡단면이 도 3에 도시된 바와 같은 유선형의 날개 단면형으로 형성된 구조를 가진다. Of course, all of the tip member 30 as shown in Figure 9 to 11 also has a structure in which the cross section is formed in a streamlined wing cross-sectional shape as shown in FIG.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(31)의 상단면인 평면부(31a)까지의 사이에 곡선부(31b) 대신에 직선부(31c)를 하여도 무방하다. 그러나, 더욱 바람직하게는 곡선부(31b)를 형성하는 것이다. In addition, as shown in FIG. 4, the straight portion 31c is disposed instead of the curved portion 31b between the blades 10 and the flat portion 31a, which is the upper surface of the tip member 31, in the height direction of the blade 10. You may. However, more preferably, the curved portion 31b is formed.

도 5는 일반적인 프로펠러의 회전시 블레이드의 후류에서 발생하는 수축면(C)과, 프로펠러의 1회전시 블레이드의 끝단부가 그리는 수축면의 궤적(S)을 나타낸 도면으로서, 도 6 및 도 7에서 설명하는 블레이드(10)의 팁부재(31)의 구조와 밀접한 관련이 있다. 프로펠러가 고속으로 회전하는 선박인 경우에는 유체의 수축면이 크게 수축된 상태로 형성되어 마치 터널과 같은 패턴을 가지고, 저속으로 회전하는 선박인 경우에는 고속회전시에 비해 상대적으로 수축된 정도가 작은 상태로 형성된다. 5 is a view showing the shrinkage surface (C) generated in the wake of the blade during the rotation of the general propeller, and the trajectory (S) of the shrinkage surface drawn by the end of the blade during one rotation of the propeller, as described in Figures 6 and 7 It is closely related to the structure of the tip member 31 of the blade 10. In the case of the ship that the propeller rotates at high speed, the contraction surface of the fluid is formed to be greatly contracted, and it has a pattern like a tunnel. It is formed in a state.

도 6은 다른 구조의 블레이드(10)를 나타낸 도면으로서, 블레이드(10)의 팁부재(31)의 상단면은 한쪽 방향, 다시 말해서 선체측(또는 선수측)에서 선미측으로 하향 경사져서 경사각(α)을 가지는 경사면(31d)이 형성된 구조이다.FIG. 6 shows a blade 10 having a different structure, in which the top surface of the tip member 31 of the blade 10 is inclined downward from one side, that is, from the hull side (or bow side) to the stern side, It is a structure in which the inclined surface 31d which has) is formed.

더욱이, 도 7에 도시된 바와 같이, 정면에서 블레이드(10)를 바라본 경우, 블레이드(10)의 팁부재(31)의 상단면은 회전방향(화살표)과 반대방향으로 경사져서 경사각(β)을 가지는 경사부(31e)가 형성된 구조이다.In addition, as shown in FIG. 7, when the blade 10 is viewed from the front, the upper end surface of the tip member 31 of the blade 10 is inclined in a direction opposite to the rotational direction (arrow) so as to increase the inclination angle β. The branch is a structure in which the inclined portion 31e is formed.

다시 말해서, 허브(20)의 중심(O)으로부터 A지점까지의 거리(R1)와, 허브(20)의 중심(O)으로부터 B지점까지의 거리(R2)를 비교하면, 서로 다른 길이를 가지고, 더욱 바람직하게는 거리(R1)가 거리(R2)보다 크게 형성되어 경사부(31e)를 가지도록 한다. In other words, comparing the distance R1 from the center O of the hub 20 to the point A and the distance R2 from the center O of the hub 20 to the point B have different lengths. More preferably, the distance R1 is greater than the distance R2 to have the inclined portion 31e.

이러한 경사부(31e)는 프로펠러의 1회전시 블레이드의 끝단부가 그리는 수축면(C)의 궤적(S)과 평행한 방향으로 경사지게 형성되는 것으로, 이럼으로써 추진효율이 증대될 수 있다.The inclined portion 31e is formed to be inclined in a direction parallel to the trajectory S of the contraction surface C drawn by the end of the blade during one rotation of the propeller, thereby increasing the propulsion efficiency.

상기 경사부(31e)를 궤적(S)과 평행한 방향으로 경사지게 형성하는 것은, 이론적인 계측이나 또는 모형시험을 통해 정확하게 경사부(31e)의 경사각도를 설정할 수 있다. Forming the inclined portion 31e inclined in a direction parallel to the trajectory S can accurately set the inclination angle of the inclined portion 31e through theoretical measurement or a model test.

만일, 경사각(β)을 가지지 않고, 거리(R1)과 거리(R2)가 동일한 길이를 가지는 경우에는 궤적(S)보다 높게 블레이드(10)의 끝단부인 팁부재(31)가 형성되므로, 프로펠러의 회전시 오히려 저항으로 작용하게 된다. If the distance R1 and the distance R2 have the same length without the inclination angle β, the tip member 31, which is the end of the blade 10, is formed higher than the trajectory S, so that the propeller Rather it acts as a resistance.

또한, 경사부(31e)는 블레이드(10)의 회전방향(화살표)과 반대방향으로 하향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 만일, 블레이드(10)의 회전방향과 동일 방향으로 하향 경사지는 경우, 블레이드(10)의 우측단부가 높게 되므로, 회전시 유동이 원활하게 흐르지 못하고, 오히려 저항으로 작용하게 되므로 추진효율이 저하될 수 있기 때문이다. In addition, the inclined portion 31e is preferably formed to be inclined downward in a direction opposite to the rotational direction (arrow) of the blade 10. If the inclined downward in the same direction as the rotational direction of the blade 10, since the right end of the blade 10 is high, the flow does not flow smoothly during rotation, rather it acts as a resistance, the propulsion efficiency may be lowered Because there is.

도 8a는 델타형 팁부재(31)가 형성된 블레이드(10)를 나타낸 도면으로서, 선체측에서 본 도면이고, 도 8b는 선미측에서 본 블레이드(10)를 나타낸 도면이며, 도 8c는 평면에서 본 도면으로서, 경사면(31d)과 경사부(31e)가 형성된 모습을 형상화한 것이다. FIG. 8A is a view of the blade 10 having the delta tip member 31 formed thereon, viewed from the hull side, FIG. 8B is a view of the blade 10 seen from the stern side, and FIG. 8C is viewed from the top. In this figure, the inclined surface 31d and the inclined portion 31e are formed.

한편, 도 9는 본 발명에 따른 블레이드의 다른 실시 예로서, 다이아몬드형 팁부재(32)를 나타낸 것으로서, 팁부재(32)의 상단면은 양쪽면에서 중앙으로 상향 경사진 경사면(32a)으로 형성되고, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(32)의 상단면인 경사면(32a)으로 갈 수록 곡선형으로 형성된 곡선부(32b)로 이루어진 구조이다. On the other hand, Figure 9 is another embodiment of the blade according to the present invention, showing a diamond-like tip member 32, the top surface of the tip member 32 is formed as an inclined surface 32a inclined upward from both sides to the center And a curved portion 32b formed in a curved shape toward the inclined surface 32a which is the upper end surface of the tip member 32 along the height direction of the blade 10.

도 10은 네일헤드형 팁부재(33)를 나타낸 것으로서, 팁부재(33)의 상단면은 볼록한 곡선면(33a)으로 이루어지고, 블레이드(10)의 높이방향을 따라 팁부재(33)의 상단면인 곡선면(33a)으로 갈 수록 곡선형으로 형성된 곡선부(33b)로 이루어진 구조이다. 10 shows a nail head type tip member 33, wherein an upper end surface of the tip member 33 is formed of a convex curved surface 33a, and an upper end of the tip member 33 along the height direction of the blade 10. As shown in FIG. It is a structure composed of curved portions 33b formed in a curved shape toward the curved surface 33a which is a surface.

도 11은 구형(球形) 팁부재(34)를 나타낸 것으로서, 구형부(34a)와, 이 구형부와 블레이드(10)의 높이방향을 따라 구형부(34a)와 근접할 수록 곡선형으로 형성된 곡선부(34b)로 이루어진 구조이다. FIG. 11 shows a spherical tip member 34, which is curved in the shape of a spherical portion 34a and a curve closer to the spherical portion 34a along the height direction of the spherical portion and the blade 10. As shown in FIG. It is a structure consisting of a part 34b.

도 11에 도시된 구형 팁부재(34)는 도 11의 상태에서 측면에서 보면 블레이드(10)의 단부에 폭방향을 따라 형성되므로, 봉형으로 형성된 것이다. Since the spherical tip member 34 shown in FIG. 11 is formed along the width direction at the end of the blade 10 when viewed from the side in the state of FIG. 11, it is formed in a rod shape.

도 2에 있어서, 블레이드(10)의 양쪽 면에 표시한 흡입면(10a)과 압력면(10b)은 다른 실시 예를 도시한 도 9 내지 도 11에도 모두 적용되는 것으로서, 편의상 생략한 것이다. In FIG. 2, the suction surface 10a and the pressure surface 10b displayed on both surfaces of the blade 10 are also applicable to FIGS. 9 to 11, which show other embodiments, and are omitted for convenience.

또한, 도 9 내지 도 11에 도시된 다른 타입의 팁부재(32)(33)(34)는 곡선부(32b)(33b)(34b) 대신에 직선부를 형성해도 무방하다. 그러나, 더욱 바람직하게는 곡선부로 형성하는 것이다. In addition, the tip members 32, 33 and 34 of the other types shown in Figs. 9 to 11 may form straight portions instead of the curved portions 32b, 33b and 34b. However, more preferably, it is formed into a curved portion.

이러한 본 발명은 프러펠러(1)의 구동시, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전하는 블레이드(10)의 흡입면(10a)쪽으로 그 반대면인 압력면(10b)의 높은 압력이 이동되려고 하지만, 팁부재(30)에 의해 차단되어 압력면(10b)의 압력이동을 방지할 수 있다. 그에 따라 종래에는 압력면(10b)의 압력이 흡입면(10b)쪽으로 이동되면서 압력면(10b)의 압력이 감소되어 추력 손실이 되었지만. 본 발명에 따른 블레이드(10)는 압력면(10b)의 압력이 그대로 유지되어서 추진효율이 향상될 수 있다.
In the present invention, when the propeller 1 is driven, as shown in FIG. 2, the high pressure of the pressure surface 10b opposite to the suction surface 10a of the rotating blade 10 is about to be moved. It is blocked by the tip member 30 can prevent the pressure movement of the pressure surface (10b). Accordingly, while the pressure of the pressure surface 10b is moved toward the suction surface 10b in the related art, the pressure on the pressure surface 10b is reduced, resulting in a thrust loss. The blade 10 according to the present invention can maintain the pressure of the pressure surface 10b as it is, the propulsion efficiency can be improved.

또한, 본 발명에 따른 블레이드(10)는 단부에서 보오텍스(vortex) 캐비테이션이 발생하더라도 블레이드(10)의 단부에 형성된 팁부재(30)에 의해 보오텍스와 같은 회전에너지 성분을 추력성분으로 변환시켜서 추진효율을 증대시킬 수 있는 것이다. In addition, the blade 10 according to the present invention converts a rotational energy component, such as a vortex, into a thrust component by the tip member 30 formed at the end of the blade 10 even though vortex cavitation occurs at the end. It can increase the propulsion efficiency.

다시 말해서, 블레이드(10)의 단부에 형성되는 보오텍스는 후류방향으로 수축되면서 진행한다. 이때, 블레이드(10)의 단부에 형성되는 보오텍스 성분은 직각 방향으로 힘이 발생하며, 이 힘의 프로펠러 축방향 성분이 프로펠러의 블레이드 단부 보오텍스 회전에너지가 프로펠러(1)의 추력으로 변환되는 성분이 되어서, 결국 선박의 추진효율이 증대될 수 있는 것이다.In other words, the vortex formed at the end of the blade 10 proceeds while shrinking in the wake direction. At this time, the vortex component formed at the end of the blade 10 generates a force in a right angle direction, the propeller axial component of this force is the component that the blade end vortex rotational energy of the propeller is converted to the thrust of the propeller 1 This will eventually increase the propulsion efficiency of the vessel.

더욱이, 본 발명은 블레이드(10)의 단부에 팁부재(30)가 형성되고, 블레이드(10)의 높이방향으로 팁부재(30)에 근접할 수록 공통적으로 곡선면(31b)(32b)(33b)(34b)이 형성되어 있어, 유체가 정체되지 않고 스무드하게 이동하므로, 보오텍스 캐비테이션을 줄일 수 있어 블레이드(10)면에 발생하는 침식현상을 대폭 감소시킬 수 있다. Furthermore, in the present invention, the tip member 30 is formed at the end of the blade 10, and the closer to the tip member 30 in the height direction of the blade 10, the curved surfaces 31b, 32b, and 33b are common. ) 34b is formed, so that the fluid moves smoothly without stagnation, thereby reducing the vortex cavitation and greatly reducing the erosion occurring on the blade 10 surface.

또한, 블레이드(10) 및 팁부재(30)가 도 3에 도시된 바와 같이, 횡단면상 날개단면형인 유선형으로 형성되어 저항이 감소되므로, 추력이 감소되지 않는다. In addition, since the blade 10 and the tip member 30 are formed in a streamline shape having a wing cross-sectional shape in the cross section as shown in FIG. 3, the resistance is reduced, so that the thrust is not reduced.

또한, 도 12는 본 발명에 따른 프로펠러 블레이드중 팁부재가 델타형으로 형성된 델타팁 프로펠러(점선)와 종래의 일반적인 프로펠러(실선)와의 단독효율(선체와 연결되지 않은 프로펠러가 균일 흐름 속도에서 단독으로 작동하는 경우, 추진에 이용한 동력과 프로펠러 구동 동력의 비)을 비교한 그래프로서, 본 발명의 프로펠러가 선박의 운항구간에서 2.5 ~ 3.0%의 추진효율이 향상됨을 보여준다. In addition, Figure 12 is a propeller blade of the propeller blade according to the present invention, the delta tip propeller (dotted line) formed in the delta type and the conventional efficiency of the conventional propeller (solid line) alone (propeller not connected to the hull alone at a uniform flow rate In operation, as a graph comparing the ratio of the propeller driving power to the power used for propulsion, it shows that the propeller of the present invention improves the propulsion efficiency of 2.5 to 3.0% in the operating section of the ship.

예를 들어, 8,000TEU 급 컨테이너 운반선의 경우, 하루에 250톤의 연료를 사용하고, 연료의 가격이 톤당 60만원정도 인 것을 고려하면, 3%의 효율 향상은 하루에 450만원의 연료비 절감을 이룰 수 있다.
For example, a 8,000TEU container carrier uses 250 tonnes of fuel per day and costs about 600,000 won per tonne, resulting in a 3% efficiency improvement of 4.5 million won per day. Can be.

이와 같이, 본 발명은 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의거 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

α : 경사각
β : 경사각
C : 수축면
S : 궤적
1 : 프로펠러
10 : 블레이드
10a : 흡입면
10b : 압력면
20 : 허브
30,31,32,33,34 : 팁부재
31a : 평면부
31b : 곡선부
31c : 직선부
31d : 경사면
31e : 경사부
32a : 경사면
32b : 곡선부
33a : 곡선면
33b : 곡선부
34a : 구형부
34b : 곡선부α: tilt angle
β: angle of inclination
C: shrinkage surface
S: Trajectory
1: propeller
10: blade
10a: suction side
10b: pressure surface
20: Hub
30,31,32,33,34: Tip member
31a: flat part
31b: curved portion
31c: straight part
31d: slope
31e: slope
32a: slope
32b: curved portion
33a: curved surface
33b: curved portion
34a: sphere
34b: curved portion

Claims (7)

선박용 프로펠러를 구성하면서 복수 구비되는 블레이드로서,
상기 블레이드의 단부에 블레이드의 폭방향으로 횡단면상 유선형의 팁부재가 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.
As blades provided with a plurality while constituting a ship propeller,
Ship propeller blades characterized in that the tip member of the streamlined cross section in the width direction of the blade at the end of the blade.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 상단면이 평면부로 이루어지고, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 평면부로 갈 수록 곡선부 또는 직선부로 이루어진 델타형의 팁부재인 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a propeller blade for ships, characterized in that the top surface is made of a flat portion, a delta type tip member consisting of a curved portion or a straight portion toward the flat portion that is the upper surface of the tip member in the height direction of the blade.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 측면에서 볼때, 팁부재의 상단면이 선체측에서 선미측 방향으로 하향 경사진 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a delta tip member having a curved portion or a straight portion formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade, and when viewed from the side of the delta tip member, the top surface of the tip member is stern from the hull side. Ship propeller blades characterized in that formed in the inclined surface inclined downward in the lateral direction.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 팁부재는 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면으로 갈 수록 곡선부 또는 직선부가 형성된 델타형 팁부재이고, 이 델타형 팁부재의 정면에서 볼때, 팁부재의 상단면이 블레이드의 회전방향과 반대방향으로 수축면의 궤적(S)과 평행하게 하향 경사지는 경사부(31e)가 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.
The method according to claim 1 or 3,
The tip member is a delta tip member having a curved portion or a straight portion formed toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade, and when viewed from the front of the delta tip member, the top surface of the tip member is the direction of rotation of the blade. Ship propeller blades characterized in that the inclined portion (31e) inclined downward in parallel with the trajectory (S) of the contraction surface in the opposite direction.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 상단면의 양쪽면에서 중앙으로 상향 경사진 경사면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 경사면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 다이아몬드형 팁부재인 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a diamond tip member consisting of a curved portion or a straight portion of the inclined surface inclined upward from the two sides of the upper surface toward the center, the curved surface toward the top surface of the tip member along the height direction of the blade. Ship propeller blades.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 상단면이 볼록한 곡선면과, 블레이드의 높이방향을 따라 팁부재의 상단면인 곡선면으로 갈 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 네일헤드형(nail head)의 팁부재인 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.
The method according to claim 1,
The tip member is a tip member of the nail head (nail head) consisting of a curved surface with a convex top surface and a curved portion or a straight portion toward the curved surface that is the top surface of the tip member along the height direction of the blade. Marine propeller blades characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 팁부재는 구형부와, 블레이드의 높이방향을 따라 구형부와 근접할 수록 곡선형의 곡선부 또는 직선부로 이루어진 구형의 팁부재인 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러 블레이드.The method according to claim 1,
The tip member is a ship propeller blade, characterized in that the spherical portion, and a spherical tip member consisting of a curved curved portion or a straight portion closer to the spherical portion along the height direction of the blade.
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