KR20150081160A - 선박용 프로펠러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 재료로 이루어지는 허브의 결합홈에 복합재료로 이루어지는 블레이드를 슬라이딩으로 결합시킨 후에 허브의 공간부에 충전재를 몰딩시키는 선박용 프로펠러에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 프로펠러는 금속 재료의 원기둥 형상으로 내부가 중공 형성되어 선박의 엔진 또는 모터에 연결된 구동축에 고정 결합하여 일체로 회전되며, 외주면에는 둘레 방향으로 다수개의 결합홈과 공간부가 일정한 간격으로 형성되는 허브와, 복합 재료로 성형 제조되어 상기 결합홈에 슬라이딩 삽입하여 고정 결합되며, 회전시 해수와 접촉하여 수중에서 추력을 발생시키는 블레이드와, 상기 허브의 결합홈에 슬라이딩으로 결합된 상기 블레이드가 회전시 최대 응력이 작용하는 상기 결합홈의 모서리에 의해 손상되는 것을 방지하며 충격을 흡수할 수 있도록 상기 공간부 내에 몰딩시키는 충전재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 프로펠러{Propeller for ship}

본 발명은 선박의 선미부에 구비된 엔진 또는 모터에 연결된 구동축에 결합하여 추력을 발생하는 선박용 프로펠러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 재료로 이루어지는 허브의 결합홈에 복합재료로 이루어지는 블레이드를 슬라이딩으로 결합시킨 후에 허브의 공간부에 충전재를 몰딩시키는 선박용 프로펠러에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 프로펠러가 회전하여 주변의 해수를 밀어내 발생하는 추진력을 이용하여 운항하게 되며, 이러한 프로펠러는 선박의 선미부에 설치된 엔진 또는 모터 등의 장비에 직결된 구동축에 결합하여 회전된다.

이와 같은 프로펠러는 선박의 엔진 또는 모터 등의 장비에 직결된 구동축과 결합하는 허브와, 이 허브의 외주면에 고정 설치되어 다수개의 날개가 형성되는 블레이드로 이루어지는데, 이때 블레이드는 일반적으로 비철금속과 같은 재료를 사용하여 제작되지만 소음 및 진동 저감, 중량 저감, 추진 효율향상 등을 도모하기 위해 복합재료로 제작되기도 한다. 이와 같이 복합재료로 제작된 복합재 프로펠러는 허브와 블레이드의 결합 부위를 도브테일(Dovetail) 형상으로 제작하여 허브의 결합홈에 위치시킨 후에 팽창성 접착제를 도포하여 결합시키는 것이 일반적이다.

그러나 이와 같은 종래의 복합재 프로펠러는 블레이드의 결합 부위가 도브테일(Dovetail)의 형상으로 제작되어 가공 공차 요구 조건이 높아 허브와의 결합이 까다로울 뿐만 아니라 정밀하게 결합되지 않으면, 블레이드의 회전시 블레이드 결합 부위의 균열을 유발할 수 있으며, 이로 인해 선박의 추진력 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 팽창성 접착제를 사용하여 블레이드를 허브에 고정 결합시킬 경우, 블레이드의 파손 또는 고장시 블레이드의 분리가 불가능하여 이에 따라 프로펠러 전체를 교체해야함으로 인해 비용적인 측면에서 손실이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 금속 재료로 이루어지는 허브의 결합홈에 복합재료로 이루어지는 블레이드를 슬라이딩으로 결합시킨 후에 허브의 공간부에 충전재를 몰딩시키는 선박용 프로펠러를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 금속 재료의 원기둥 형상으로 내부가 중공 형성되어 선박의 엔진 또는 모터에 연결된 구동축에 고정 결합하여 일체로 회전되며, 외주면에는 둘레 방향으로 다수개의 결합홈과 공간부가 일정한 간격으로 형성되는 허브와, 복합 재료로 성형 제조되어 상기 결합홈에 슬라이딩 삽입하여 고정 결합되며, 회전시 해수와 접촉하여 수중에서 추력을 발생시키는 블레이드와, 상기 허브의 결합홈에 슬라이딩으로 결합된 상기 블레이드가 회전시 최대 응력이 작용하는 상기 결합홈의 모서리에 의해 손상되는 것을 방지하며 충격을 흡수할 수 있도록 상기 공간부 내에 몰딩시키는 충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 결함홈은 상기 블레이드가 슬라이딩으로 삽입 가능하도록 양측변이 외측 단부로 갈수록 점차 경사지게 형성되며, 회전되는 블레이드의 응력이 완화되도록 모서리가 곡률을 갖게 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공간부는 상기 결합홈의 상부에 위치하여 상기 충전재를 몰딩할 수 있도록 양측변이 절곡하여 단턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 충전재는 상기 블레이드의 교체가 원활하도록 추후에 제거가 가능하며, 탄성력이 우수한 재료인 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 프로펠러에 의하면, 허브와 블레이드의 결합 부위에 충전재가 몰딩되어 수중에서 회전할 경우에 금속 재료로 제조된 허브와 복합 재료로 제조된 블레이드가 맞닿는 부위에서 발생하는 응력을 완화시킴에 따라 블레이드의 손상을 방지하며 소음을 대폭적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 단면도.

이하에는, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 프로펠러(1)는 금속 재료의 원기둥 형상으로 내부가 중공 형성되어 선박의 엔진 또는 모터에 연결된 구동축에 고정 결합하여 일체로 회전되며, 외주면에는 둘레 방향으로 다수개의 결합홈(11)과 공간부(12)가 일정한 간격으로 형성되는 허브(10)와, 복합 재료로 성형 제조되어 결합홈(11)에 슬라이딩 삽입하여 고정 결합되며, 회전시 해수와 접촉하여 수중에서 추력을 발생시키는 블레이드(20)와, 허브(10)의 결합홈(11)에 슬라이딩으로 결합된 블레이드(20)가 회전시 최대 응력이 작용하는 결합홈(11)의 모서리에 의해 손상되는 것을 방지하며 충격을 흡수할 수 있도록 허브(10)의 공간부(12) 내에 몰딩시키는 충전재(30)를 포함하여 이루어진다.

이하에는 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 선박용 프로펠러의 구성 부재 및 그 연결 관계에 대해 설명하면 다음과 같다.

여기서, 허브(10)는 본 발명에 따른 선박용 프로펠러(1)의 본체 프레임을 형성하는 것으로, 원기둥 형상으로 내부가 중공 형성되어 선박의 엔진 또는 모터에 연결된 구동축에 고정 결합하여 구동축의 구동 여부에 의해 추후에 설명될 블레이드(20)를 일체로 회전시키며, 내구성이 우수한 비철금속 재료에 의해 성형 제조된다.

이와 같이 전술한 허브(10)는 외측 단부에 둘레 방향으로 다수개의 결합홈(11)과 공간부(12)가 일정한 간격을 갖으며 일체로 형성된다.

전술한 결합홈(11)은 추후에 설명될 블레이드(20)가 슬라이딩으로 삽입하여 고정 결합되는 역할을 하는 것으로 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 전술한 결합홈(11)은 사다리꼴 형상으로 양측변이 외측 단부로 갈수록 점차 경사지게 형성되어 추후에 설명될 블레이드(20)와 결합시 결합되는 접촉 면적을 줄여 밀착성을 증대시키며, 양측 모서리는 동일한 곡률을 갖게 절곡 형성되어 추후에 설명될 블레이드(20)가 회전시 받는 응력을 완화시킨다. 이때, 전술한 결합홈(11) 양측변의 경사지는 각도는 어느 하나의 각도에 한정되지 않고 경우에 따라서 다양한 각도로 적용되어 성형 제조되는 것이 바람직하다.

그리고 전술한 결합홈(11)의 상부에 위치하여 전술한 결합홈(11)과 일체로 형성되는 공간부(12)가 구비되는데 이 공간부(12)는 추후에 설명될 충전재(30)가 몰딩할 수 있게 공간을 제공하는 역할을 하는 것으로, 양측변이 내측으로 절곡하여 전술한 결합홈의 곡률을 갖는 모서리와 만나 단턱을 형성시킨다.

전술한 허브(10)의 결합홈(11)에는 슬라이딩 삽입하여 고정 결합되는 블레이드(20)가 구비되는데 이 블레이드(20)는 회전시 해수와 접촉하여 수중에서 추력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 강화 섬유에 매트릭스 수지가 함침된 프리프레그가 적용된 복합 재료에 의해 성형 제조된다.

이와 같은 블레이드(20)는 일체로 형성되어 전술한 허브(10) 외주면의 둘레 방향으로 형성되는 결합홈(11)에 슬라이딩 삽입 가능하도록 결합되는 부위가 사다리꼴 형상으로 양측변이 외측 단부로 갈수록 점차 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 허브(10)의 공간부(12)에는 충전재(30)를 몰딩시키는데 이 충전재(30)는 전술한 허브(10)의 결합홈(11)에 슬라이딩으로 결합된 블레이드(20)가 회전시 최대 응력이 작용하는 결합홈(11)의 모서리에 의해 손상되는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 전술한 블레이드(20)가 결합된 허브(10)의 표면이 균일하도록 몰딩 처리되는 것이 바람직하다.

또한, 충전재(30)는 다양한 탄성 재료로 제조될 수 있지만 추후에 제거가 가능하며, 탄성력이 우수한 재료로 몰딩하는 것이 바람직하다.

따라서, 전술한 바와 같은 선박용 프로펠러(1)는 허브(10)와 블레이드(20)가 결합되는 부위에 충전재(30)를 몰딩시키는 구조를 가짐에 따라, 수중에서 프로펠러(1)가 회전함에 있어서 금속 재료로 제조된 허브(10)와 복합 재료로 제조된 블레이드(20)가 맞닿는 부위에서 발생하는 응력을 완화시킴으로써 블레이드의 손상을 방지하는 동시에 회전시 발생하는 소음을 대폭적으로 감소할 수 있는 것이다.

1: 선박용 프로펠러
10: 허브
11: 결합홈
12: 공간부
20: 블레이드
30: 충전재

Claims (4)

1. 금속 재료의 원기둥 형상으로 내부가 중공 형성되어 선박의 엔진 또는 모터에 연결된 구동축에 고정 결합하여 일체로 회전되며, 외주면에는 둘레 방향으로 다수개의 결합홈과 공간부가 일정한 간격으로 형성되는 허브;
   복합 재료로 성형 제조되어 상기 결합홈에 슬라이딩 삽입하여 고정 결합되며, 회전시 해수와 접촉하여 수중에서 추력을 발생시키는 블레이드;
   상기 허브의 결합홈에 슬라이딩으로 결합된 상기 블레이드가 회전시 최대 응력이 작용하는 상기 결합홈의 모서리에 의해 손상되는 것을 방지하며 충격을 흡수할 수 있도록 상기 공간부 내에 몰딩시키는 충전재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결함홈은 상기 블레이드가 슬라이딩으로 삽입 가능하도록 양측변이 외측 단부로 갈수록 점차 경사지게 형성되며, 회전되는 블레이드의 응력이 완화되도록 모서리가 곡률을 갖게 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공간부는 상기 결합홈의 상부에 위치하여 상기 충전재를 몰딩할 수 있도록 양측변이 절곡하여 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 충전재는 상기 블레이드의 교체가 원활하도록 추후에 제거가 가능하며, 탄성력 있는 재료로 사용되는 것을 특징으로 하는 선박용 프로펠러.

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