KR20150019882A - 프로펠러 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러 구조에 관한 것으로서, 회전축을 이루는 허브; 상기 허브의 외주면을 따라 복수 개가 구비되는 날개; 및 유체를 전단부에서 후단부로 진행시키는 상기 날개의 면에 형성되며, 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 상기 유체의 압력이 높아지다가 상기 후단부를 빠져나가면서 유체의 속력이 빨라지도록 구성되는 유체유도부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프로펠러 구조는, 날개의 전단부로부터 후단부로 갈수록 유체통로의 폭이 점점 좁아지도록 복수 개의 유체유도레일을 양각의 나선무늬 형태로 형성함으로써, 회전방향에 맞추어 물체를 추진할 시, 베르누이의 원리에 의해 일정한 곡률을 갖는 유체통로를 통과하는 유체의 압력이 높아지다가 날개의 후단부를 빠져나가면서 유체의 속력이 빨라지게 되어, 물체의 진행방향에 대한 추력을 더욱 강하게 할 수 있어, 연료 소모량을 절감시키면서 추진효율을 극대화시킬 수 있다.

Description

프로펠러 구조{Propeller Structure}

본 발명은 프로펠러 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 회전날개 형태로 구성되어 원동기의 회전력을 추력으로 바꾸어 유체를 일정한 방향으로 밀어내는 프로펠러는, 선박, 비행기, 발전기 등에 널리 사용되고 있다.

프로펠러는, 회전동력을 발생/전달하는 원동기와 축에 의해 연결 결합되고, 날개 모양은 곡면을 이루어 전방에 위치한 곡선인 전단부(Leading Edge)와 후방에 위치한 곡선인 후단부(Trailing edge)로 구성된다. 이러한 프로펠러는 회전시 날개의 전단부로 유체가 유입되어 날개의 후단부로 빠져나가면서 추력을 발생시킨다.

최근에는 연료 소모량을 절감시키면서 추진효율을 극대화시킬 수 있도록, 프로펠러의 구조 변경 기술에 대하여 연구 개발이 이루어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료 소모량을 절감시키면서 추진효율을 극대화시킬 수 있는 프로펠러 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 프로펠러 구조는, 회전축을 이루는 허브; 상기 허브의 외주면을 따라 복수 개가 구비되는 날개; 및 유체를 전단부에서 후단부로 진행시키는 상기 날개의 면에 형성되며, 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 상기 유체의 압력이 높아지다가 상기 후단부를 빠져나가면서 유체의 속력이 빨라지도록 구성되는 유체유도부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 유체유도부는, 상기 유체를 상기 전단부에서 상기 후단부로 진행시키는 상기 날개의 면에 양각의 나선무늬 형태로 회전 중심에서 외측으로 복수 개가 배열되는 유체유도레일; 및 상기 복수 개의 유체유도레일에 의해 형성되는 유체통로를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 유체유도레일은, 상기 날개의 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 상호간의 간격이 좁아지도록 배열되며, 상기 유체통로는, 상기 날개의 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 유체유도레일은, 단면 형상이 원형 형태, 사각 형태 또는 삼각 형태를 이루는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프로펠러 구조는, 날개의 전단부로부터 후단부로 갈수록 유체통로의 폭이 점점 좁아지도록 복수 개의 유체유도레일을 양각의 나선무늬 형태 를 포함하고 나선무늬는 중심축으로 모이는 방향으로 형성한다. 회전방향에 맞추어 물체를 추진할 시, 베르누이의 원리에 의해 일정한 곡률을 갖는 유체통로를 통과하는 유체의 압력이 높아지다가 날개의 후단부를 빠져나가면서 빨라진 유속은 후단부의 굽혀진 내측 중심축 방향으로 추가적인 압력을 가하여 진행방향으로의 추력을 증가시킨다. 따라서 연료 소모량을 절감시키면서 추진효율을 극대화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조에서 날개 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조에서 날개 부분의 일부 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로펠러 구조에서 날개 부분의 일부 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로펠러 구조에서 날개 부분의 일부 확대 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조에서 날개 부분의 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조에서 날개 부분의 일부 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 구조(1)는, 허브(10), 날개(20), 유체유도부(30)를 포함한다.

허브(10)는, 선박, 비행기, 발전기 등과 같은 물체의 원동기에 연결되는 추진축에 설치되어 후술할 날개(20)의 회전축을 이룰 수 있다.

이러한, 허브(10)는, 예를 들어 원통의 형태로 이루어질 수 있으며, 복합소재 또는 금속으로 제작할 수 있다.

날개(20)는, 허브(10)의 정역회전에 따라 물체의 추진이나 후진이 가능하도록 유체(물 또는 공기)와 접촉하여 추력을 발생시킬 수 있다. 이때, 날개(20)는 단면이 기울기를 가지고 곡선으로 이루어지는 곡판의 형태로 이루어져 복수 개(본 실시예에서는 4개를 도시함)로 구비되며, 허브(10)의 외주면을 따라 방사상으로 구성될 수 있다.

또한, 날개(20)는 날개(20)의 전방에 위치하여 유체가 만나는 날개 전단부(21)와, 날개(20)의 후방에 위치하여 유체를 밀어내는 날개 후단부(22)로 이루어질 수 있다.

유체유도부(30)는, 유체를 전단부(21)에서 후단부(22)로 진행시키는 날개(20)의 면에 형성될 수 있으며, 베르누이의 원리를 이용하여 전단부(21)로부터 후단부(22)로 갈수록 유체의 압력이 높아지다가 후단부(22)를 빠져나가면서 유체의 속력이 빨라지도록 구성될 수 있다. 유체유도부(30)는, 유체유도레일(31), 유체통로(32)를 포함하여 구성될 수 있다.

유체유도레일(31)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 유체를 전단부(21)에서 후단부(22)로 진행시키는 날개(20)의 면에 복수 개로 형성될 수 있다. 복수 개의 유체유도레일(31) 각각은, 양각의 나선무늬 형태로 회전 중심에서 외측으로 배열되되, 전단부(21)로부터 후단부(22)로 갈수록 상호간의 간격이 좁아지도록 배열될 수 있다. 나선무늬는 중심축으로 모이는 방향으로 형성될 수 있다.

복수 개의 유체유도레일(31) 각각은, 단면 형상이 원형 형태(도 3 참고), 사각 형태(도 4 참고) 또는 삼각 형태(도 5 참고)를 이룰 수 있으며, 이외에도 유체의 흐름을 유도할 수 있는 다양한 양각 구조로 형성될 수 있다.

유체통로(32)는, 복수 개의 유체유도레일(31)에 의해 형성되어 지는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 날개(20)의 전단부(21)에서의 유체통로(32)의 폭(W1)이 날개(20)의 후단부(22)에서의 유체통로(32)의 폭(W2)보다 넓게 형성된다. 날개(20)의 전단부(21)로부터 후단부(22)로 갈수록 유체통로(32)의 폭(W1, W2)이 점점 좁아지게 됨으로써, 물체를 추진하기 위해 날개(20)를 회전할 시, 날개(20)의 전단부(21)로 유입되는 유체가 유체통로(32)를 따라 후단부(22)로 갈수록 유체통로(32)가 없을 때보다 유체의 압력이 더욱 높아지다가 후단부(22)를 빠져나가면서 유체의 속력이 더욱 빨라져, 추력이 더욱 강하게 된다. 즉, 빨라진 유속은 후단부(22)의 굽혀진 내측 중심축 방향으로 추가적인 압력을 가하여 진행방향으로의 추력을 증가시킬 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 날개(20)의 전단부(21)로부터 후단부(22)로 갈수록 유체통로(32)의 폭(W1, W2)이 점점 좁아지도록 복수 개의 유체유도레일(31)을 양각의 나선무늬 형태로 형성함으로써, 회전방향에 맞추어 물체를 추진할 시, 베르누이의 원리에 의해 일정한 곡률을 갖는 유체통로(32)를 통과하는 유체의 압력이 높아지다가 날개의 후단부를 빠져나가면서 유체의 속력이 빨라지게 되어, 물체의 진행방향에 대한 추력을 더욱 강하게 할 수 있어, 연료 소모량을 절감시키면서 추진효율을 극대화시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 프로펠러 구조 10: 허브
20: 날개 21: 전단부
22: 후단부 30: 유체유도부
31: 유체유도레일 32: 유체통로

Claims (4)

1. 회전축을 이루는 허브;
   상기 허브의 외주면을 따라 복수 개가 구비되는 날개; 및
   유체를 전단부에서 후단부로 진행시키는 상기 날개의 면에 형성되며, 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 상기 유체의 압력이 높아지다가 상기 후단부를 빠져나가면서 유체의 속력이 빨라지도록 구성되는 유체유도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유체유도부는,
   상기 유체를 상기 전단부에서 상기 후단부로 진행시키는 상기 날개의 면에 양각의 나선무늬 형태로 회전 중심에서 외측으로 복수 개가 배열되는 유체유도레일; 및
   상기 복수 개의 유체유도레일에 의해 형성되는 유체통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 유체유도레일은,
   상기 날개의 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 상호간의 간격이 좁아지도록 배열되며,
   상기 유체통로는, 상기 날개의 상기 전단부로부터 상기 후단부로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구조.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 유체유도레일은,
   단면 형상이 원형 형태, 사각 형태 또는 삼각 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 프로펠러 구조.

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