KR20150052910A - 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법 - Google Patents

돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법 Download PDF

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Abstract

돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법은, 외주부에 용접을 위한 복수의 보스돌기가 마련되는 스턴보스캐스팅과, 보스돌기에 상응하도록 용접 결합되는 스틸연결부재와, 선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 유선형으로 마련되되 스틸연결부재의 상단부에 용접 결합되는 전류고정날개를 포함하며, 보스돌기와 스틸연결부재 및 스틸연결부재와 전류고정날개의 용접된 결합부가 연마 또는 절삭되어 전류고정날개의 유선형을 따르도록 마련된다.

Description

돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법{PRE-SWIRL STATOR UNITING METHOD USING PROTRUDED STERN BOSS CASTING}
본 발명은 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 연료효율을 높일 수 있도록 마련되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법에 관한 것이다.
선박의 선미에는 프로펠러 추진기가 설치된다. 또한 선미에는 이러한 프로펠러 추진기로 해수의 유동을 안내하도록 반류 특성을 적용시킨 전류고정날개가 설치된다.
이러한 전류고정날개는, 통상 프로펠러가 전진 회전하여 선체가 전진 항주하고 있을 때 선미부분의 물의 흐름을 회전방향과 반대로 휘게 하여 프로펠러로 보내준다. 이렇게 하여 프로펠러 후방에 발생하는 회전류가 감소하므로 프로펠러의 추진효율이 향상한다.
프로펠러가 회전하면 수중에는 그 후방에 프로펠러의 회전방향과 동일방향의 회전류가 발생하고, 이러한 회전류는 선체의 추진에 이용되지 않고 오히려 그 에너지분만큼 프로펠러의 추진효율을 저하시키고 프로펠러의 부식을 발생시키는 캐비테이션 현상을 발생시킨다. 따라서 프로펠러의 그러한 회전류를 감소시키면 그 만큼의 프로펠러 추진효율이 증가된다.
전류고정날개는, 프로펠러의 회전방향과 반대방향의 회전류를 발생시키기 위한 수단인 만큼 가해지는 압력이 상당하다.
이러한 전류고정날개는, 프로펠러의 회전축이 설치되도록 선체의 저면부에 돌출되도록 마련되는 스턴보스캐스팅(stern boss casting)에 용접 결합된다. 이때, 스턴보스캐스팅은, 주조로 제작되는 원형의 보스형상으로서, 외면부가 곡면으로 형성된다.
기존에는 전류고정날개를 스턴보스캐스팅에 직접 용접 결합시키거나, 스턴보스캐스팅의 곡면부에 스틸연결부재를 먼저 용접 결합시킨 후, 전류고정날개를 스틸연결부재의 상단에 용접 결합시켜, 전류고정날개를 스턴보스캐스팅에 고정시켰다.
이때, 스턴보스캐스팅에 대한 스틸연결부재의 결합은, 스턴보스캐스팅의 곡면부에 대한 스틸연결부재의 평면부의 용접으로서, 용접작업이 상당히 어려워 상당한 작업시간이 투입되었으며, 용접 후에도 용접 비드 등의 제거에 있어 상당한 연마작업이 필요했다.
따라서, 종래에는 전류고정날개 또는 스틸연결부재의 하단과 스턴보스캐스팅 곡면부가 직접 용접되어, 상호 결합되는 에지부에 크랙이 발생되기 쉬웠으며, 이로 인해 결합부 강도가 매우 취약해지는 문제점이 있었다.
대한민국 특허출원 제10-2011-018505호
본 발명의 일 실시 예는, 종래의 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합방법을 개선하여, 작업시수를 절감할 뿐만 아니라 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합강성을 개선할 수 있는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외주부에 용접을 위한 보스돌기가 형성되는 스턴보스캐스팅을 마련하는 단계; 선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 상기 프로펠러의 회전 방향과 반대로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 마련되는 전류고정날개의 하단부에 상응하는 스틸연결부재를 상기 보스돌기에 용접 결합하는 단계; 상기 전류고정날개의 하단부를 상기 스틸연결부재의 상단부에 용접 결합하는 단계; 및 상기 보스돌기와 상기 스틸연결부재 및 상기 스틸연결부재와 상기 전류고정날개의 용접된 결합부를 절삭 또는 연마하는 단계를 포함하는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법이 제공될 수 있다.
상기 보스돌기의 상단부는, 평면형상으로 마련되어 상기 스틸연결부재의 하단부와 용접 결합될 수 있다.
상기 스틸연결부재는, 중공형상으로 마련되되, 상기 전류고정날개의 하단부는 상기 스틸연결부재의 상단부에 형성되는 개구에 삽입되도록 마련될 수 있다.
상기 전류고정날개의 하단부와 상기 스틸연결부재의 상단부 사이에는 용접이 가능하도록 단턱이 마련되되, 상기 용접은 상기 단턱을 따라 수행될 수 있다.
상기 보스돌기는, 상기 스턴보스캐스팅에 대한 횡단면의 중심라인을 기준으로, 한쪽에 복수개가 배치되면, 반대 쪽에 단일 개가 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 외주부에 용접을 위한 복수의 보스돌기가 마련되는 스턴보스캐스팅; 상기 보스돌기에 상응하도록 용접 결합되는 스틸연결부재; 및 선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 유선형으로 마련되되, 상기 스틸연결부재의 상단부에 용접 결합되는 전류고정날개를 포함하며, 상기 보스돌기와 상기 스틸연결부재 및 상기 스틸연결부재와 상기 전류고정날개의 용접된 결합부가 연마 또는 절삭되어 상기 전류고정날개의 유선형을 따르도록 마련되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개의 결합구조가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 종래의 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합방법을 개선하여, 작업시수를 절감할 뿐만 아니라 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합강성을 개선할 수 있는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합방법에 의해 스턴보스캐스팅에 전류고정날개가 결합된 단면도이다.
도 2 본 발명의 일 실시 예에 따른 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합방법에 의해 스턴보스캐스팅에 전류고정날개가 결합되는 배치양상을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합방법에 의해 스턴보스캐스팅에 전류고정날개가 결합된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스턴보스캐스팅에 대한 전류고정날개의 결합방법은, 외주부에 용접을 위한 보스돌기(105)가 형성되는 스턴보스캐스팅(100)을 마련하는 단계와, 선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 프로펠러의 회전 방향과 반대로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 마련되는 전류고정날개(120)의 하단부에 상응하는 스틸연결부재(110)를 보스돌기(105)에 용접 결합하는 단계와, 전류고정날개(120)의 하단부를 스틸연결부재(110)의 상단부에 용접 결합하는 단계와, 보스돌기(105)와 스틸연결부재(110) 및 스틸연결부재(110)와 전류고정날개(120)의 용접된 결합부(122)를 절삭 또는 연마하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따르면, 스턴보스캐스팅(100)의 외면부에 전류고정날개(120)가 용접 결합될 수 있는 보스돌기(105)들이 스턴보스캐스팅(100)의 주조 시에 함께 형성된다. 이에 따라 스턴보스캐스팅(100)의 외면부에는, 스틸연결부재(110) 또는 전류고정날개(120)의 용접 결합이 용이한 보스돌기(105)들이 마련될 수 있다.
그리고, 스틸연결부재(110)는 보스돌기(105)에 용접 결합이 가능한데, 기존의 스턴보스캐스팅(100)의 곡면 형상의 외면부에 직접 용접될 때에 비해, 용접이 수월하여 용접작업에 대한 작업시수가 줄어들어 생산성이 향상되며, 스턴보스캐스팅(100)에 대한 스틸연결부재(110)의 결합강성이 개선된다.
종래에는, 스턴보스캐스팅(100)의 곡면부에 스틸연결부재(110)의 하단부가 용접 결합되므로, 곡면 용접 시에 어려움으로 작업시수가 증가함과 동시에 미세한 보이지 않는 틈이 발생될 수 있었으며, 또한 결합부(122)가 스틸연결부재(110)의 하단부에 형성되어 결합부(122)에 크랙이 발생되기 쉬워 결합 강성을 저하시켰다.
그러나, 스턴보스캐스팅(100)의 곡면부에서 일체로 연결되어 돌출된 보스돌기(105)들은, 기존의 용접 작업에 비해 작업시수가 반 이상 줄어들며, 틈의 발생이 거의 없이 용접이 진행될 수 있으며, 곡면부로부터 이격된 위치에 스틸연결부재(110)의 하단부에 대한 결합부(122)가 형성되므로 결합 강성이 증가된다.
본 실시 예에 따르면, 스턴보스캐스팅(100)의 보스돌기(105)에는, 스틸연결부재(110)가 용접 결합되지만, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되진 않으며, 전류고정날개(120)가 바로 용접 결합될 수 있다.
본 실시 예에 따른 스턴보스캐스팅(100)은 보스돌기(105)가 일체로 마련될 수 있는데, 이때에 보스돌기(105)의 상단부는, 평면형상으로 마련되어 스틸연결부재(110)의 하단부와 용접 결합될 수 있다.
보스돌기(105)의 상단부에 있는 상면부(106)가 평면 형상으로 형성됨으로써 스틸연결부재(110)의 용접 결합 시에, 용접경로가 평면 상에 배치될 수 있으며, 용접경로가 곡면 상에 배치될 때에 비해 용접 작업이 수월하게 진행될 수 있다.
이러한 보스돌기(105)는, 스턴보스캐스팅(100)에 대한 횡단면의 중심라인을 기준으로, 한쪽에 복수개가 배치되면, 반대 쪽에 단일 개가 배치될 수 있다. 즉 보스돌기(105)의 배치는, 전류고정날개(120)의 배치에 대응된다.
이에 따라 전류고정날개(120)는, 스턴보스캐스팅(100)의 횡단면의 중심라인을 기준으로 한쪽에 복수개가 다른 쪽에 단일개가 배치될 수 있다. 일 예로, 보스돌기(105)가 좌측에 세 개 배치되며, 우측에 한 개 배치될 수 있다. 이러한 보스돌기(105)와 전류고정날개(120)의 배치양상은, 프로펠러의 회전방향에 따른 유속분포양상에 상응하여 결정된다.
한편 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스틸연결부재(110)는, 중공형상으로 마련되되 전류고정날개(120)의 하단부는 스틸연결부재(110)의 상단부에 형성되는 개구(115)에 삽입되도록 마련될 수 있다.
이러한 스틸연결부재(110)에 대한 전류고정날개(120)의 하단부의 삽입구조에 따라, 용접 작업 시에 스틸연결부재(110)에 대한 전류고정날개(120)의 정렬작업이 수월하게 진행될 수 있으며, 정렬된 후에도 위치의 고정이 안정적으로 유지될 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 전류고정날개(120)의 하단부와 스틸연결부재(110)의 상단부 사이에는 용접이 가능하도록 단턱(125)이 마련되되, 용접은 단턱(125)을 따라 수행될 수 있다.
이러한 전류고정날개(120)의 하단부와 스틸연결부재(110)의 사이의 단턱(125)은, 전류고정날개(120)의 유선형 단면의 외곽을 따른 환형으로 배치되며, 용접 시에 용접봉이 용융되어 진입할 수 있는 충분한 영역을 제공하며, 용접되는 결합 면적을 확장시켜 용접 후에 결합강성을 증가시킬 수 있다. 즉 단턱(125)에 의해 전류고정날개(120)와 스틸연결부재(110)는 사이에 용융된 금속이 충분히 제공되어 결합구조가 견고하게 형성된다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외주부에 용접을 위한 복수의 보스돌기(105)가 마련되는 스턴보스캐스팅(100)과, 보스돌기(105)에 상응하도록 용접 결합되는 스틸연결부재(110)와, 선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 유선형으로 마련되되 스틸연결부재(110)의 상단부에 용접 결합되는 전류고정날개(120)를 포함하며, 보스돌기(105)와 스틸연결부재(110) 및 스틸연결부재(110)와 전류고정날개(120)의 용접된 결합부(122)가 연마 또는 절삭되어 전류고정날개(120)의 유선형을 따르도록 마련되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개의 결합구조가 제공될 수 있다.
이러한 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개의 결합구조에 의해 전류고정날개(120)는, 스틸연결부재(110)에 의해 스턴보스캐스팅(100)의 보스돌기(105)에 견고하게 결합되며, 스턴보스캐스팅(100)에 대한 결합강성이 강화된 결합구조가 마련될 수 있다.
또한, 스틸연결부재(110)의 보스돌기(105)에 대한 용접작업이 수월하도록 전술한 바와 같이 보스돌기(105)의 상면부(106)가 평면 형상으로 제공되며, 이에 따라 보스돌기(105)에 대한 스틸연결부재(110)의 곡면에 대한 용접작업에 비해 작업 시수를 상당히 줄임과 동시에 곡면용접에 대한 용접결함을 최소화 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 스턴보스캐스팅
105: 보스돌기
110: 스틸연결부재
115: 개구
120: 전류고정날개
122: 결합부
125: 단턱

Claims (6)

  1. 외주부에 용접을 위한 보스돌기가 형성되는 스턴보스캐스팅을 마련하는 단계;
    선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 상기 프로펠러의 회전 방향과 반대로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 마련되는 전류고정날개의 하단부에 상응하는 스틸연결부재를 상기 보스돌기에 용접 결합하는 단계;
    상기 전류고정날개의 하단부를 상기 스틸연결부재의 상단부에 용접 결합하는 단계; 및
    상기 보스돌기와 상기 스틸연결부재 및 상기 스틸연결부재와 상기 전류고정날개의 용접된 결합부를 절삭 또는 연마하는 단계를 포함하는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보스돌기의 상단부는, 평면형상으로 마련되어 상기 스틸연결부재의 하단부와 용접 결합되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 스틸연결부재는, 중공형상으로 마련되되, 상기 전류고정날개의 하단부는 상기 스틸연결부재의 상단부에 형성되는 개구에 삽입되도록 마련되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 전류고정날개의 하단부와 상기 스틸연결부재의 상단부 사이에는 용접이 가능하도록 단턱이 마련되되, 상기 용접은 상기 단턱을 따라 수행되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 보스돌기는, 상기 스턴보스캐스팅에 대한 횡단면의 중심라인을 기준으로, 한쪽에 복수개가 배치되면, 반대 쪽에 단일 개가 배치되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개 제작방법.
  6. 외주부에 용접을 위한 복수의 보스돌기가 마련되는 스턴보스캐스팅;
    상기 보스돌기에 상응하도록 용접 결합되는 스틸연결부재; 및
    선체의 선미에 배치되는 프러펠러 측으로 해수의 유동을 안내할 수 있도록 유선형으로 마련되되, 상기 스틸연결부재의 상단부에 용접 결합되는 전류고정날개를 포함하며,
    상기 보스돌기와 상기 스틸연결부재 및 상기 스틸연결부재와 상기 전류고정날개의 용접된 결합부가 연마 또는 절삭되어 상기 전류고정날개의 유선형을 따르도록 마련되는 돌기형 스턴보스캐스팅을 이용한 전류고정날개의 결합구조.
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