KR20150093476A - Propulsion apparatus of vessel - Google Patents

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KR20150093476A KR1020140014302A KR20140014302A KR20150093476A KR 20150093476 A KR20150093476 A KR 20150093476A KR 1020140014302 A KR1020140014302 A KR 1020140014302A KR 20140014302 A KR20140014302 A KR 20140014302A KR 20150093476 A KR20150093476 A KR 20150093476A
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    • B63H2001/283—Propeller hub caps with fins having a pitch different from pitch of propeller blades, or a helix hand opposed to the propellers' helix hand

Abstract

A propulsion apparatus of a vessel is introduced. The propulsion apparatus of a vessel comprises: a duct having a node which is a front vertex of a wing-shaped cross section and a tail which is a back vertex of the wing-shaped cross section, wherein the shape of the cross section of the duct includes an outer surface formed concavely upwards from a front end of the duct and formed concavely downwards from a back end of the duct; a duct inner front part formed convexly downwards from the front end of the duct; a duct inner back part formed convexly downwards from the back end of the duct; and a parallel part connecting the duct inner front part and the duct inner back part in parallel.

Description

선박의 추진장치{PROPULSION APPARATUS OF VESSEL}PROPULSION APPARATUS OF VESSEL [0002]

본 발명은 선박의 추진장치에 관한 것으로, 덕트에 유입되는 유동 특성에 맞는 덕트 단면을 갖고, 크기가 서로 다른 블레이드를 이용하여 허브 주위에서 유기되는 와류를 저감할 수 있는 선박의 추진장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a propulsion device for a ship, and more particularly, to a propulsion device for a ship capable of reducing a vortex induced around the hub by using blades having different duct sizes, .

선박의 조종 성능 및 추진 효율에 대한 관심이 증대되면서 선박에 부착된 메인 추진 장치 및 보조 추진 장치에 대한 관심이 점차 커지고 있다. 예컨대, 드릴쉽(Drillship, 시추선) 등과 같은 선박에는 고속 또는 저속으로 운항하는 항해시, 또는 정밀한 위치 제어, 또는 다른 선박을 예인하기 위하여, 추력을 발생시키는 아지무스 스러스터(azimuth thruster)가 사용되고 있다.As interest in maneuvering performance and propulsion efficiency of vessels has increased, interest in main propulsion systems and auxiliary propulsion systems attached to ships has been increasing. For example, a vessel such as a drill ship has been used with azimuth thrusters that generate thrust when navigating at high speed or low speed, or to precise position control or towing other vessels .

아지무스 스러스터는 용도에 따라 덕트(duct)를 가지지 않는 개방형 추진기(예: 프로펠러)와, 프로펠러 주위에 익형 단면의 덕트를 구비한 덕트형 추진기가 있다.The Ajimus thrusters have an open propeller (eg propeller) which does not have a duct depending on the application, and a duct type propeller with ducts of an airfoil section around the propeller.

이러한 아지무스 스러스터는 선체 내부에 위치한 수평방향으로 회전이 가능한 기어를 구비하여 모든 방위각, 즉 전방위에 대해 추력을 낼 수 있다. 그리고 드릴쉽이 시추작업을 하기 위해서는 파에 의한 표류력(wave-drift force), 바람에 의한 외력, 조류에 의한 외력 등의 환경하중에 대항하여 정확한 위치제어가(dynamic positioning, DP) 필수적으로 요구된다.These azimuth thrusters are provided with horizontally rotatable gears located inside the hull and capable of producing thrust forces for all azimuths, ie all directions. In order to drill the drill ship, accurate positioning (dynamic positioning, DP) is required against the environmental loads such as wave-drift force, wind external force, and algae external force. do.

또한, 드릴쉽이 시추 현장까지 운항하기 위해서는 보조 추진 장치로서 아지무스 스러스터를 사용함에 따라, 아지무스 스러스터의 일반 운항 조건도 매우 중요하게 되었고, 운항 도중 큰 예인력을 필요로 하는 경우 예인 조건에 따라 큰 예인력을 발생시키는 것도 매우 중요할 수 있다.In addition, since the drill ship uses the azimuth thruster as an auxiliary propulsion device for the navigation to the drilling site, the general operating conditions of the azimuth thrusters have become very important, and in the case of requiring a great manpower during the operation, It can also be very important to generate a large manpower in accordance with.

특히, 프로펠러는 회전시 프로펠러의 후방 중앙부에 와류(vortices)가 집중 발생되는데, 이러한 와류는 프로펠러로 유입되는 유체의 압력을 저하시켜 선체 저항 방향으로 힘을 발생시키게 되며, 이로인해 프로펠러의 추진 효율이 감소될 수 있다.Particularly, when the propeller is rotated, vortices are concentrated in the rear center portion of the propeller. This vortex lowers the pressure of the fluid flowing into the propeller, generating a force in the hull resistance direction, Can be reduced.

이와 관련하여 "덕트 부착 스러스터 및 이를 구비한 선박(특허공개공보 제10-2012-0098941호)"이 참고될 수 있다.In this connection, "Duct attaching thrusters and vessels having the same (Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0098941)" can be referred to.

이 종래 기술에서는 덕트의 단면 형상이 고속 항해 시에 덕트 전단부의 외면에 있어서 압력 변화를 억제하도록 표준 익형으로부터 바깥쪽으로 원호형 단면으로 팽출하는 팽출부를 전단부 외주에 구비하고 있으며, 저속 작업 시에 소정의 예인력을 발휘하도록 전연 방향이 넓어지는 개방각을 갖고 있는 것을 특징으로 하고 있다.In this prior art, the cross-sectional shape of the duct is provided on the outer periphery of the front end portion so as to expand from the standard airfoil to the arcuate cross-section so as to suppress the pressure change on the outer surface of the front end portion of the duct at high speed voyage. And has an opening angle at which the leading edge direction is widened to exert a predetermined manpower.

그러나, 종래 기술은 덕트 축(X축 또는 프로펠러의 회전축)과 평행인 덕트 내측면의 평행부로부터 각각 노즈(nose) 및 테일(tail)까지의 거리에 대한 내용이 부재되어 있고, 프로펠러의 블레이드의 끝단이 회전하여 그려나가는 추진기 면(Y-Z 평면: 프로펠러 회전 평면) 위치 기준으로 할 때, 평행부의 전방영역 및 후방영역이 어느 수치 범위를 갖는지 대한 중요 설계 인자를 알 수 없으므로, 상기 중요 설계 인자값이 전체 추력(thrust), 프로펠러 토크 및 스러스터 전체의 단독 효율에 어떠한 영향을 미치는지 알 수 없고, 이러한 특허문헌의 내용만으로는 더욱더 높은 추진 효율을 가지면서도, 동시에 정밀한 위치 조정 성능 및 고효율의 예인 성능을 발휘할 수 있는 추진 장치를 개발할 수 없다.However, in the prior art, there is no description about the distance from the parallel portion of the duct inner surface parallel to the duct axis (X axis or the rotation axis of the propeller) to the nose and the tail respectively, (YZ plane: propeller rotation plane), the critical design factor for determining the numerical range of the front region and the rear region of the parallel portion is not known, It can not be known how the overall thrust, the propeller torque and the effect of the entire thruster are exclusively influenced, and the contents of these patent literatures alone can attain high positioning efficiency and high efficiency at the same time, It is not possible to develop a propulsion device that can.

또한, 종래 기술은 단순히 바깥쪽으로 팽출된 팽출 형상과 전연 방향이 넓어지는 개방각에 대해서만 언급하고 있을 뿐, 프로펠러에 의해 발생되는 와류를 저감시키는 기술은 부재되어 있다. 이에 선박 또는 해양구조물이 거의 정지한 상태에서 프로펠러만이 정격 RPM으로 회전하는 볼라드(Bollard) 상태에서, 프로펠러의 후류의 회전성분을 흡수하기 어려울 수 있다. Further, the prior art only refers to the outwardly bulging shape and the opening angle in which the leading edge direction is widened, and there is no technique for reducing the vortex generated by the propeller. It may be difficult to absorb the rotational component of the wake of the propeller in the bollard state where only the propeller rotates at the rated RPM with the ship or offshore structure almost stationary.

특허공개공보 제10-2012-0098941호Patent Publication No. 10-2012-0098941

본 발명의 실시예는 선박의 운항 성능, 위치 제어 성능 및 예인 성능을 향상시키고, 볼라드(Bollard) 상태에서, 허브 주위에 유기되는 와류를 저감시킬 수 있는 선박의 추진장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a propulsion device for a ship capable of improving navigation performance, position control performance, and towing performance of a ship, and reducing vortex induced around the hub in a bollard state.

본 발명의 일 측면에 따르면, 익형 단면의 앞쪽 꼭지점인 노즈와, 상기 익형 단면의 뒤쪽 꼭지점인 테일을 갖는 덕트를 포함하고, 상기 덕트의 단면 형상은, 상기 덕트의 전단에서 상방향으로 볼록하게 형성되고 상기 덕트의 후단에서 하방향으로 오목하게 형성된 외면; 및 상기 덕트의 전단에서 하방향으로 볼록하게 형성되는 덕트 내면 전방부와, 상기 덕트의 후단에서 하방향으로 볼록하게 형성되는 덕트 내면 후방부와, 상기 덕트 내면 전방부 및 상기 덕트 내면 후방부를 평행하게 연결하는 평행부를 포함하는 내면을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an airfoil including a nose, which is a front vertex of an airfoil section, and a duct having a tail that is a rear vertex of the airfoil section, An outer surface recessed downwardly from a rear end of the duct; A duct inner surface front portion formed to be convex downward from a front end of the duct, a duct inner surface rear portion formed to be convex downward from a rear end of the duct, and a duct inner surface front portion and a duct inner surface rear portion parallel And may include an inner surface including a parallel portion to which the connecting portion is connected.

본 발명의 일 측면에 따르면, 동력을 전달받는 주축 상에 배치되는 허브; 상기 허브의 외주면에 설치되는 메인 블레이드; 상기 메인 블레이드에서 상기 주축의 후방으로 이격되게 위치되고, 상기 허브의 외주면에서 상기 주축의 후방으로 경사지게 설치되는 서브 블레이드; 및 상기 메인 블레이드의 둘레에 배치되고, 익형 단면을 갖는 덕트를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hub comprising: a hub disposed on a main shaft receiving power; A main blade installed on an outer circumferential surface of the hub; A sub-blade located on the main blade so as to be spaced apart from a rear side of the main shaft, the sub-blade being installed to be inclined rearward of the main shaft on an outer peripheral surface of the hub; And a duct disposed around the main blade and having an airfoil section.

본 발명의 실시예에 따른 추진 장치용 덕트는 덕트 주위 유동 개선을 통한 성능 향상의 효과를 가진다. 예컨대, 본 발명의 실시예는 덕트 내측면의 평행부로부터 노즈 또는 테일간 사이의 제 1, 제 2 거리를 최적화 함으로써, 일반 운항 조건, 위치 제어 및 예인 조건을 모두 만족시킬 수 있고, 선박의 운항 성능, 위치 제어 성능 및 예인 성능을 향상시킬 수 있다.The duct for the propulsion device according to the embodiment of the present invention has the effect of improving the performance by improving the flow around the duct. For example, embodiments of the present invention can satisfy both general operating conditions, position control and towing conditions by optimizing the first and second distances from the parallel portion of the duct to the nose or tail, Performance, position control performance, and towing performance can be improved.

또한, 본 발명의 실시예는 추진기 면(Y-Z 평면) 위치(프로펠러 위치)를 기준으로 평행부 전방영역 및 후방영역에 의해 한정된 평행부를 가지고 있음에 따라, 볼라드 조건(bollard condition)시의 추력을 향상시켜서, 아이스 잼(ice jam)과 같은 정지 상태에서 출발시의 추력 발휘 성능, 또는 정지 상태에서 위치 조정 성능, 또는 빙해 중에 갇힌 다른 선박을 예인하기 위한 예인 성능을 극대화하면서도 일반 운항 성능도 함께 향상시킬 수 있다.Further, since the embodiment of the present invention has the parallel portion defined by the front region and the rear region of the parallel portion on the basis of the position (propeller position) of the propeller plane (YZ plane), the thrust at the bollard condition is improved , It is possible to maximize the performance of thrust when starting from a stop state such as an ice jam or the position adjustment performance in a stopped state or the towing performance for towing other vessels trapped in the ice, .

또한, 본 발명의 실시예는 허브에 메인 블레이드 및 서브 블레이드를 마련하여 덕트 및 프로펠러의 주위 유동을 개선함으로써, 프로펠러에 의해 발생되는 와류를 저감시키고 프로펠러를 회전시키기 위해 필요한 토크를 감소시켜, 추진효율을 향상시킬 수 있다. The embodiment of the present invention also provides a hub in which a main blade and a sub-blade are provided to improve the flow around the duct and the propeller, thereby reducing the vortex generated by the propeller and reducing the torque required to rotate the propeller, Can be improved.

또한, 본 발명의 실시예는 볼라드 조건(bollard condition)시의 추력을 향상시킴으로써, 허브 주위에서 유기되는 와류를 효과적으로 저감하는 동시에, 주축의 토크 감소를 통해 추진 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention improves the thrust at the bollard condition, thereby effectively reducing the vortex induced around the hub and improving the propulsion efficiency by reducing the torque of the main shaft.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 추진장치의 덕트를 보여주는 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 덕트의 2차원 전산유체해석(CFD) 결과에 따른 유선 분포를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 덕트에서 프로펠러 면 위치를 기준으로 전장 대비 평행부의 전방영역 및 후방영역의 범위에 따른 추진기 효율의 변화 경향을 도시한 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 덕트에서 평행부와 노즈 사이의 제 1 거리에 대한 전장 대비 범위와, 평행부와 테일 사이의 제 2 거리에 대한 전장 대비 범위에 따른 추진기 효율의 변화 경향을 도시한 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 덕트와 비교예간 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)을 보인 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 덕트와 비교예간 선속 및 필요마력의 상관관계 곡선을 보인 그래프이다.
도 7은 도 1에 도시된 덕트와 비교예의 성능을 비교 검증하기 위하여, 수조 시험에 의해 얻어진 각각의 추진 성능 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 추진장치의 덕트를 보여주는 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 블레이드의 경사비(B/H)에 따른 효율변화를 곡선으로 보인 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 블레이드의 반경비(A/C)에 따른 효율변화를 곡선으로 보인 그래프이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 블레이드의 위치(E/C) 범위에 따른 효율변화를 곡선으로 보인 그래프이다.
도 15는 제 2 거리(K) 분포를 비교하기 위해 도 8에 도시된 추진장치와 비교되는 비교예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 사시도이다.
도 16는 도 8의 추진장치와 도 15의 추진장치 간 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)을 보인 그래프이다.
도 17은 도 8의 추진장치와 도 15의 추진장치 간 성능을 비교 검증하기 위하여, 수조 시험에 의해 얻어진 각각의 추진 성능 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 추진장치의 덕트를 보여주는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a duct of a propulsion device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a distribution of a wire according to the result of a two-dimensional CFD analysis of the duct shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a graph showing the tendency of the propeller efficiency to vary according to the range of the front region and the rear region of the parallel portion with respect to the electric field with reference to the position of the propeller surface in the duct shown in FIG.
Fig. 4 shows a variation tendency of the propeller efficiency according to the range of the total length to the first distance between the parallel portion and the nose in the duct shown in Fig. 1 and the range of the total length to the second distance between the parallel portion and the tail Graph.
5 is a graph showing a Bollard performance curve (Power-thrust) between the duct shown in FIG. 1 and a comparative example.
FIG. 6 is a graph showing a correlation curve between the duct shown in FIG. 1 and the line speed and required horsepower during the comparative example.
7 is a graph showing the propulsive performance characteristic curves obtained by the water tank test to compare the performance of the duct shown in FIG. 1 and the performance of the comparative example.
8 is a perspective view showing a propulsion unit of a ship according to a second embodiment of the present invention.
9 is a front view showing a propulsion unit of a ship according to a second embodiment of the present invention.
10 is a side view showing a propulsion unit of a ship according to a second embodiment of the present invention.
11 is an exemplary view showing a duct of a propulsion device according to a second embodiment of the present invention.
12 is a graph showing a change in efficiency according to an inclination ratio (B / H) of a sub-blade according to a second embodiment of the present invention.
13 is a graph showing a change in efficiency according to a half-height ratio (A / C) of a sub-blade according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a graph showing a change in efficiency according to the position (E / C) range of the sub-blade according to the second embodiment of the present invention.
15 is a perspective view showing the propulsion device of the ship according to a comparative example compared with the propulsion device shown in Fig. 8 for comparing the second distance K distribution;
16 is a graph showing the Bollard performance curve between the propulsion system of FIG. 8 and the propulsion system of FIG. 15. FIG.
17 is a graph showing the respective propulsive performance characteristic curves obtained by the water tank test to compare the performance between the propulsion device of FIG. 8 and the propulsion device of FIG. 15;
18 is an exemplary view showing a duct of a propulsion device according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 일 실시예의 비교예는 표준 익형으로서, 덕트형 아지무스 스러스트와 같은 종류의 덕트에 있어서 공작성이 우수함으로써 일반적으로 채용되고 있는 마린(marin) 19A 익형(이하, 비교예로 호칭함)이다.Further, the comparative example of the embodiment of the present invention is a standard airfoil, which is excellent in air ducting in a duct of the same kind as the duct type azimuth thrust, and thus has a marine 19A airfoil (hereinafter, ).

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 추진장치의 덕트를 보여주는 예시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 덕트의 2차원 전산유체해석(CFD) 결과에 따른 유선 분포를 도시한 도면이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a duct of a propulsion device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a distribution of a duct according to a CFD result of a duct shown in FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 추진장치는, 선체쪽의 기어 케이스 및 회전샤프트로부터 동력을 전달받는 허브(200)와, 허브(200)의 원주면을 따라 배열된 다수의 블레이드로 이루어진 프로펠러(300)와, 프로펠러(300)의 주위에 링형상의 덕트(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the propulsion device according to the first embodiment includes a hub 200 that receives power from a gear case on the side of the hull and a rotary shaft, and a plurality of blades arranged along a circumferential surface of the hub 200 And a ring-shaped duct 100 around the propeller 300. The propeller 300 may include a ring-shaped duct 100,

덕트(100)의 단면 형상은 프로펠러(300)의 회전축(X축)을 기준으로 덕트(100)의 전체 둘레를 따라 동일한 단면 형상을 가질 수 있다.The cross-sectional shape of the duct 100 may have the same cross-sectional shape along the entire circumference of the duct 100 with respect to the rotation axis (X axis) of the propeller 300.

예컨대, 덕트(100)의 단면 형상은 드릴쉽 또는 해양구조물과 같은 선박의 운항 특성, 선박의 위치 제어 특성 및 빙해 중에 갇힌 다른 선박의 예인 특성을 모두 고려하여 덕트형 추진 장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 최적화된 설계 인자를 갖는 덕트(100)의 외면(G1) 및 내면(G2)을 포함할 수 있다.For example, the cross-sectional shape of the duct 100 can improve the efficiency of a duct-type propulsion system by taking into consideration both the operational characteristics of a vessel such as a drill ship or an offshore structure, the position control characteristics of the vessel and the towing characteristics of other vessels trapped in ice And an outer surface G1 and an inner surface G2 of the duct 100 having optimized design parameters.

덕트(100)의 단면 형상은 베르누이 정리(Bernoulli's theorem)에 따라 양력(揚力)이 생기도록 되어 익형 단면으로서, 덕트(100)의 익형 단면의 앞쪽 꼭지점인 노즈(104)(nose); 익형 단면의 뒤쪽 꼭지점인 테일(108)(tail); 및 노즈(104)와 테일(108)을 연결하는 직선분인 익현선(105)을 포함할 수 있다.The cross-sectional shape of the duct 100 is an airfoil cross section in which a lift is generated according to Bernoulli's theorem. The cross-sectional shape of the duct 100 is a nose 104, which is the front vertex of the airfoil section of the duct 100. A tail 108 that is the rear vertex of the airfoil section; And a straight line 105 connecting the nose 104 and the tail 108.

덕트(100)의 단면 형상은 익현선(105)의 전단 위쪽에서 볼록하게 형성된 전방부(113); 및 익현선(105)의 후단 아래쪽에서 오목하게 형성된 후방부(112)를 갖는 덕트(100)의 외면(G1)을 포함할 수 있다.The cross-sectional shape of the duct 100 includes a front portion 113 convexly formed above the front end of the chord line 105; And an outer surface G1 of the duct 100 having a rear portion 112 recessed below the rear end of the chord line 105.

여기서, 덕트(100)의 외면(G1)의 전방부(113)는 익현선(105)이 덕트(100)의 외면(G1)에 만나는 지점으로부터 노즈(104)까지의 곡면을 의미할 수 있다.The front portion 113 of the outer surface G1 of the duct 100 may refer to a curved surface from the point where the chord line 105 meets the outer surface G1 of the duct 100 to the nose 104. [

또한, 덕트(100)의 외면(G1)의 후방부(112)는 익현선(105)이 덕트(100)의 외면(G1)에 만나는 지점으로부터 테일(108)까지의 곡면을 의미할 수 있다.The rear portion 112 of the outer surface G1 of the duct 100 may mean a curved surface from the point where the chord line 105 meets the outer surface G1 of the duct 100 to the tail 108. [

전방부(113)와 후방부(112)는 익현선(105)이 덕트(100)의 외면(G1)에 만나는 지점의 전후에서 자연스럽게 천이되어서 연결될 수 있다. The front portion 113 and the rear portion 112 can be smoothly transited and connected to each other before and after the point at which the chord line 105 meets the outer surface G1 of the duct 100. [

이렇게 덕트(100)의 외면(G1)의 전방부(113)는 익현선(105)의 전단 위쪽에서 볼록하게 형성되어 있다.The front portion 113 of the outer surface G1 of the duct 100 is formed to be convex above the front end of the chord line 105. [

도 2를 참조하면, 볼라드 조건(bollard condition)에서, 도면부호 'J1'로 표시한 전방 외측 영역의 유동이 덕트의 노즈 방향으로 흘러가는 패턴을 보이고 있다. 따라서 덕트의 외면의 전방부가 익현선 위쪽으로 볼록하게 형성된 형상적 특징을 갖고 있음으로써, 프로펠러로 유입되는 유동이 가속되는 것을 알 수 있다. 이러한 가속 효과로 인하여 덕트 추력 향상 및 프로펠러 토크 감소가 가능하다.Referring to FIG. 2, in the bollard condition, a flow of the front outer region indicated by the reference symbol 'J1' is shown flowing in the nose direction of the duct. Therefore, it can be seen that the flow entering the propeller accelerates because the front part of the outer surface of the duct is convexly formed above the chord line. This accelerating effect makes it possible to improve the duct thrust and reduce the propeller torque.

한편, 도 1을 재 참조하면, 덕트(100)의 외면(G1)의 후방부(112)는 익현선(105)의 후단 아래쪽에서 오목하게 형성되어 있다.1, the rear portion 112 of the outer surface G1 of the duct 100 is recessed below the rear end of the chord line 105. As shown in FIG.

도 2를 재 참조하면, 볼라드 조건(bollard condition)에서, 'J2'로 표시한 후방 외측 영역의 유동이 덕트의 테일 방향으로 원활하게 흘러가고, 테일에서 와류를 형성하여 덕트 추력을 향상시키는 효과를 나타낸다.Referring back to FIG. 2, in the bollard condition, the flow of the rear outer region indicated by "J2" smoothly flows in the tail direction of the duct, and the eddy current is formed in the tail to improve the duct thrust .

또한, 도 1을 참조하면, 덕트(100)의 단면 형상은 프로펠러(300)의 회전축(X축)과 익현선(105)이 이루는 각도인 받음각(α)을 가질 수 있다. 여기서, 덕트(100)의 받음각(α)은 5° ~ 20°중에서 선택된 어느 하나의 각도를 가질 수 있다.1, the cross-sectional shape of the duct 100 may have an angle of attack?, Which is an angle formed by the rotation axis (X axis) of the propeller 300 and the chord line 105. Here, the angle of attack [alpha] of the duct 100 may have any angle selected from 5 [deg.] To 20 [deg.].

또한, 덕트(100)의 단면 형상은 프로펠러(300)의 회전축(X축)과 평행한 평행부(111); 평행부(111)로부터 노즈(104)까지 Y축 방향의 제 1 거리(F)에 대응한 범위 내에서, 평행부(111)의 시작점(109)으로부터 노즈(104)까지 완만하게 돌출된 곡면인 덕트 내면 전방부(106); 및 제 1 거리(F)에 비해 작되 평행부(111)로부터 테일(108)까지 Y축 방향의 제 2 거리(K)에 대응한 범위 내에서, 평행부(111)의 끝점(110)으로부터 테일(108)까지 완만하게 돌출된 곡면인 덕트 내면 후방부(107)로 이루어진 덕트(100)의 내면(G2)을 포함할 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the duct 100 includes a parallel portion 111 parallel to the rotation axis (X-axis) of the propeller 300; A curved surface gently protruding from the starting point 109 of the parallel portion 111 to the nose 104 within a range corresponding to the first distance F in the Y axis direction from the parallel portion 111 to the nose 104 A duct inner surface front portion 106; Of the parallel portion 111 from the end point 110 of the parallel portion 111 within a range corresponding to the second distance K in the Y-axis direction from the parallel portion 111 to the tail 108 while being smaller than the first distance F, And an inner surface G2 of the duct 100 formed of a duct inner surface rear portion 107 which is a curved surface gently protruding from the outer surface 108 to the inner surface G2.

또한, 평행부(111)는 프로펠러(300)가 회전할 때 그리는 원형면인 프로펠러 면(Y-Z 평면) 위치(103)를 기준으로 평행부(111)의 전방영역(M) 및 후방영역(N)도 선박의 운항 특성, 위치 제어 특성 및 예인 특성을 모두 고려한 중요한 덕트 설계 인자로서, 3차원 전산유체해석(CFD) 결과를 토대로 추력 성능을 극대화할 수 있는 전장(C)에 대비한 % 범위(M/C, N/C)로 한정될 수 있다.The parallel portion 111 has a front region M and a rear region N of the parallel portion 111 with reference to a propeller plane (YZ plane) position 103, which is a circular plane drawn when the propeller 300 rotates. (C), which can maximize the thrust performance, based on the results of CFD (Three Dimensional Computational Fluid Dynamics) analysis, which is a crucial duct design factor considering the ship 's operational characteristics, position control characteristics and towing characteristics. / C, N / C).

도 3은 도 1에 도시된 덕트에서 프로펠러 면 위치를 기준으로 전장 대비 평행부의 전방영역 및 후방영역의 범위에 따른 추진기 효율의 변화 경향을 도시한 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing the tendency of the propeller efficiency to vary according to the range of the front region and the rear region of the parallel portion with respect to the electric field with reference to the position of the propeller surface in the duct shown in FIG.

도 1 및 도 3을 참조하면, 3차원 전산유체해석(CFD)을 이용하여 프로펠러(10)가 장착된 선박의 위치 제어 특성 및 예인 특성을 알 수 있는 볼라드 조건(bollard condition)에서의 덕트(100)의 추진기 효율(η0, Merit coefficient)(그래프 종축)과, 전장(C) 대비 평행부(111)의 전방영역(M)의 범위(M/C)(그래프 횡축), 및 전장(C) 대비 평행부(111)의 전방영역(N)의 범위(N/C)(그래프 안쪽의 다수의 그래프)가 도시되어 있다.1 and 3, a three-dimensional computational fluid analysis (CFD) is used to determine the position control characteristics and the towing characteristics of the ship on which the propeller 10 is mounted. The duct 100 in the bollard condition (M / C) (graph abscissa) of the front region M of the parallel portion 111 with respect to the total length C (graph abscissa) and the electric field (C) A range N / C (a plurality of graphs inside the graph) of the front region N of the parallel portion 111 is shown.

여기서, 추진기 효율(η0, Merit coefficient)은 덕트형 프로펠러, 아지무스형 프로펠러 등과 같이, 예인이나 위치 제어 조건에서의 성능을 중요한 설계 조건으로 고려하여 하기의 [수학식 1]을 이용하여 구한 것일 수 있다.Here, the efficiency (η 0 , Merit coefficient) of the propeller is calculated by using the following equation (1), considering performance as an important design condition, such as duct type propeller and Ajimus type propeller, .

비교예로서, 특허문헌에는 단순히 스러스터 전체의 단독 효율[=KttJ/(2πKq)]로 구한 반면, 본 실시예에서는 하기의 [수학식 1]에 의해 구한 것으로서, 프로펠러 추력, 덕트 추력, 프로펠러 토크, 프로펠러 직경, 프로펠러 회전수, 및 유체(예: 청수)의 밀도를 변수로 한 예인 조건 및 위치 제어 조건이 고려된 것이다.As a comparative example, in the patent literature, the solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid solenoid , Propeller diameter, propeller speed, and density of fluid (eg fresh water) as variables.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 [수학식 1]에서 η0는 추진기 효율(Merit coefficient), TP는 프로펠러 추력이고, TD는 덕트 추력이고, Q는 프로펠러 토크이고, DP는 프로펠러 직경이고, n은 프로펠러 회전수이고, ρ는 유체(예: 청수)의 밀도이다.In the above Equation 1, η 0 is the propeller efficiency, T P is the propeller thrust, T D is the duct thrust, Q is the propeller torque, D P is the propeller diameter, n is the propeller rotation speed , and ρ is the density of the fluid (eg fresh water).

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 덕트(100)의 단면 형상은, 프로펠러 면 위치(103)로부터 전장(C) 대비 -4.0% ~　14.0% 범위(M/C)를 갖는 평행부(111)의 전방영역(M)과, 프로펠러 면 위치(103)로부터 전장(C) 대비 -30.0% ~　-10.0%범위(N/C)를 갖는 평행부(111)의 후방영역(N)을 포함할 수 있다. 여기서 -값은 x축 방향에서 프로펠러 면 위치(103)를 원점으로 하였을 때의 -방향을 의미한다. 즉, M/C값이 -4.0%인 경우에는 평행부의 시작점(109)이 프로펠러 면 위치(103)로부터 도 1의 오른쪽으로 전장(C) 길이의 4%만큼 떨어져 있다는 것을 의미한다. 여기서 x축 방향의 +/-의 기준점은 프로펠러 면 위치(103)이므로, 동일한 덕트 형상이라도 덕트(100)의 설치 위치 또는 프로펠러의 설치 위치가 변경되면 기준점의 위치도 변경된다. 이에 따라 M/C와 N/C의 값이 달라지고 효율도 변경된다.1 and 3, the cross-sectional shape of the duct 100 of the present embodiment is a parallel portion having a length (M / C) in the range of -4.0% to 14.0% relative to the total length C from the propeller surface position 103 And a rear region N of the parallel portion 111 having a range of -30.0% to -10.0% (N / C) with respect to the total length C from the propeller surface position 103 can do. Where the - value means the minus direction when the propeller surface position 103 is taken as the origin in the x-axis direction. That is, when the M / C value is -4.0%, it means that the starting point 109 of the parallel portion is separated from the propeller surface position 103 by 4% of the total length C to the right of FIG. Here, since the reference point of +/- in the x-axis direction is the propeller plane position 103, the position of the reference point is also changed when the installation position of the duct 100 or the installation position of the propeller is changed even in the same duct shape. Accordingly, the values of M / C and N / C are changed and the efficiency is changed.

특히, 덕트(100)에서 프로펠러(300)와 인접하는 평행부(111)가 일정한 길이를 유지하여야 효율이 향상될 수 있다. 따라서 전장(C) 대비 평행부(111)의 전방영역(M)인 M/C 값이, -4.0% 미만이거나, 전장(C) 대비 평행부(111)의 후방영역(N)인 N/C 값이 -10.0%를 초과하는 경우 평행부(111)의 길이가 협소하여 효율 향상 효과가 미미할 수 있다.Particularly, efficiency can be improved if the parallel portion 111 adjacent to the propeller 300 in the duct 100 maintains a certain length. Therefore, when the M / C value of the front region M of the parallel portion 111 with respect to the electric field C is less than -4.0% or the N / C value of the back region N of the parallel portion 111 with respect to the electric field C When the value exceeds -10.0%, the length of the parallel portion 111 is narrow and the efficiency improvement effect may be insignificant.

또한, 도 1을 참조하면, 평행부(111)로부터 노즈(104) 사이의 제 1 거리(F)와, 평행부(111)로부터 테일(108) 사이의 제 2 거리(K)는 선박의 운항 특성뿐만 아니라, 위치 제어 특성 및 예인 특성을 모두 고려한 중요한 덕트 설계 인자로서, 3차원 전산유체해석(CFD) 결과를 토대로 추력 성능을 극대화할 수 있는 전장(C) 대비 % 범위(F/C, K/C)로 한정될 수 있다.1, a first distance F between the parallel portion 111 and the nose 104 and a second distance K between the parallel portion 111 and the tail 108 are determined by the ship's operation (F / C, K), which can maximize thrust performance based on CFD results, is an important duct design factor that takes into consideration not only characteristics but also position control characteristics and towing characteristics. / C).

도 4는 도 1에 도시된 덕트에서 평행부와 노즈 사이의 제 1 거리에 대한 전장 대비 범위와, 평행부와 테일 사이의 제 2 거리에 대한 전장 대비 범위에 따른 추진기 효율의 변화 경향을 도시한 그래프이다.Fig. 4 shows a variation tendency of the propeller efficiency according to the range of the total length to the first distance between the parallel portion and the nose in the duct shown in Fig. 1 and the range of the total length to the second distance between the parallel portion and the tail Graph.

도 4의 그래프 종축은 볼라드 조건(bollard condition)에서의 추진기 효율(η0, Merit coefficient)(그래프 종축)을 나타낸다. 또한 도 4의 그래프 횡축은 및 제 1 거리(F)에 대한 전장(C) 대비 % 범위(F/C)를 나타낸다. 또한, 도 4의 그래프 안쪽에는 제 2 거리(K)에 대한 전장(C) 대비 % 범위(K/C)가 도시되어 있다.The graph's vertical axis in FIG. 4 represents the propeller efficiency (eta 0, Merit coefficient) in the bollard condition (graph vertical axis). In addition, the abscissa of the graph in Fig. 4 represents the percentage range (F / C) relative to the total length (C) with respect to the first distance (F). In the graph of FIG. 4, a range (K / C)% of the total length C with respect to the second distance K is shown.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 덕트(100)의 단면 형상은, 평행부(111)로부터 노즈(104)까지 전장(C) 대비 18.0% ~　30.0% 범위(F/C)의 제 1 거리(F)와, 평행부(111)로부터 테일(108)까지 전장(C) 대비 4.0% ~　10.0% 범위(K/C)의 제 2 거리(K)를 포함할 수 있다.1 and 4, the cross-sectional shape of the duct 100 of the present embodiment is such that the cross-sectional shape of the duct 100 from the parallel portion 111 to the nose 104 ranges from 18.0% to 30.0% (F / C) 1 distance F and a second distance K in the range of 4.0% to 10.0% (K / C) from the parallel portion 111 to the tail 108 with respect to the total length C.

도 5는 도 1에 도시된 덕트와 비교예간 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)을 보인 그래프이다.5 is a graph showing a Bollard performance curve (Power-thrust) between the duct shown in FIG. 1 and a comparative example.

도 5의 결과를 도출하기 위해서, 앞서 설명한 덕트의 익형 단면이 사용되었고, 볼라드(Bollard) 성능 비교를 위하여, 비교예로서 마린(marin) 19A 익형이 사용되었다. 또한, 본 실시예 및 비교예에 따른 각 익형 단면에 대한 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)은 모형시험(수조 시험)을 통해 얻을 수 있다.In order to derive the results of FIG. 5, the airfoil section of the duct described above was used, and for comparison of Bollard performance, a marine 19A airfoil was used as a comparative example. In addition, the Bollard performance curves (Power-thrust) for each airfoil section according to the present embodiment and the comparative example can be obtained through a model test (water tank test).

이런 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)을 살펴본 결과 본 실시예에 따른 덕트의 익형 단면은 비교예에 비해 약 6.0% 정도로 볼라드 조건(bollard condition)시의 추력이 향상된 것으로 확인될 수 있다.As a result of examining the Bollard performance curve, it can be seen that the airflow cross section of the duct according to the present embodiment is improved to about 6.0% as compared with the comparative example, and the thrust at the bollard condition is improved.

도 6은 도 1에 도시된 덕트와 비교예간 선속 및 필요마력의 상관관계 곡선을 보인 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a correlation curve between the duct shown in FIG. 1 and the line speed and required horsepower during the comparative example.

도 6의 비교예와 본 실시예의 익형 단면간 선속 및 필요마력의 상관관계 곡선을 통해서 알 수 있듯이, 일반 운항 조건에서도 약 4.6% 정도의 성능 개선이 되었음을 알 수 있다.As can be seen from the correlation curve between the line speed and the required horsepower between the comparative example of FIG. 6 and the cross-section of the airfoil of this embodiment, the performance improvement is about 4.6% even under the normal operating conditions.

예컨대, 동일한 필요마력(DHP) 대비 본 실시예는 비교예에 비하여 더 빠른 속도를 낼 수 있거나, 동일한 속도 대비 비교예에 비하여 더 작은 필요마력을 요구하여 성능 개선이 이루어졌음을 알 수 있다.For example, it can be seen that the embodiment can achieve a higher speed compared to the comparative example, or a performance improvement is required by requiring a smaller required horsepower than the comparative example of the same speed, compared to the same required horsepower (DHP).

도 7은 도 1에 도시된 덕트와 비교예의 성능을 비교 검증하기 위하여, 수조 시험에 의해 얻어진 각각의 추진 성능 특성 곡선을 도시한 그래프이다.7 is a graph showing the propulsive performance characteristic curves obtained by the water tank test to compare the performance of the duct shown in FIG. 1 and the performance of the comparative example.

도 7의 그래프에서, 그래프 횡축은 추진기 전진비(J)에 대한 변화 경향을 나타내고, 그래프 종축은 추력(Kt), 토크(10Kq), 효율(ηO)을 나타낸다.In the graph of Fig. 7, the graph abscissa shows the change tendency with respect to the propeller advance ratio J, and the graph vertical axis shows the thrust Kt, the torque 10Kq, and the efficiency? O.

도 7을 참조하면, 본 실시예의 덕트는 비교예의 19A 익형과 비교하여 모든 전진계수(J) 영역에서 토크(10Kq)가 감소하였다.Referring to FIG. 7, in the duct of this embodiment, the torque (10Kq) was reduced in all the forward coefficient J regions as compared with the 19A airfoil of the comparative example.

특히 볼라드 영역(J=0)에서의 10Kq, Kt 결과를 이용하여 동일 엔진 마력으로 계산 시 약 6% 추력을 더 발생(Kq : 약 7% 감소, Kt : 약 1% 감소)시키며, 일반 운항 조건인 전진계수(J) 0.4이상의 영역에서는 4.0% ~ 7.0%의 단독 효율(ηO) 향상 효과를 나타내고 있다. 즉, 덕트의 흡인력 증가로 인하여 프로펠러로 유입되는 유속이 증가되고, 이는 프로펠러의 토크(10Kq)를 감소시켜 모든 전진계수(J) 영역에서 효율이 향상되었음을 알 수 있다.(Kq: about 7% decrease, Kt: about 1% decrease) is calculated by calculating the same engine horsepower using 10Kq and Kt results in the bollard region (J = 0) (Η O ) of 4.0% to 7.0% in the region of the forward coefficient (J) of 0.4 or more. In other words, the flow rate to the propeller is increased due to the increase of the suction force of the duct, which shows that the propeller torque (10Kq) is reduced and the efficiency is improved in all the forward coefficient (J) range.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 정면도이고, 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 측면도이며, 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 추진장치의 덕트를 보여주는 예시도이다.FIG. 8 is a perspective view showing a propulsion unit of a ship according to a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a front view showing a propulsion unit of a ship according to a second embodiment of the present invention, FIG. 11 is an exemplary view showing a duct of a propulsion device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a side view showing a propulsion device of a ship according to an embodiment.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 추진장치는, 선체의 주축(미도시)으로부터 동력을 전달받는 허브(200)와, 허브(200)의 원주면에 설치되는 메인 블레이드(310) 및 서브 블레이드(320)를 포함하는 프로펠러(300)와, 프로펠러(300)의 주위를 두르도록 설치되는 덕트(100)를 포함할 수 있다.8 to 11, the propulsion device according to the second embodiment includes a hub 200 receiving power from a main shaft (not shown) of the hull, a main blade (not shown) provided on the circumferential surface of the hub 200 310 and a sub-blade 320, and a duct 100 installed around the propeller 300. The sub-blade 320 may include a sub-

구체적으로, 허브(200)는 주축에 의해 회전 가능하도록 선체의 주축이 내장된 기어 케이스(10)에 결합되고, 주축을 매개로 선체의 주 엔진(미도시)의 동력을 전달받아 프로펠러(300)에 추력을 제공할 수 있다. Specifically, the hub 200 is coupled to the gear case 10 having the main shaft of the hull so as to be rotatable by the main shaft, receives the power of the main engine (not shown) of the hull through the main shaft, Lt; / RTI >

허브(200)는 추진장치의 후방을 향하여 반경이 점차 감소하는 테이퍼(taper) 형태로 형성될 수 있고, 허브(200)의 후단부에는 캡(210)이 결합될 수 있다. 캡(210)은 후방을 향해 테이퍼지게 형성되어, 프로펠러(300)를 통과하는 유체를 캡의 측면을 따라 원활하게 유동시킬 수 있다.The hub 200 may be formed in a taper shape whose radius gradually decreases toward the rear of the propulsion device and the cap 210 may be coupled to the rear end of the hub 200. The cap 210 is tapered rearward so that the fluid passing through the propeller 300 can smoothly flow along the side surface of the cap.

허브(200)의 외주면에는 허브(200) 주위에서 유기되는 와류(W)를 효과적으로 저감시킬 수 있는 프로펠러(300)가 설치될 수 있다.A propeller 300 may be installed on the outer circumferential surface of the hub 200 to effectively reduce eddy currents W generated around the hub 200.

프로펠러(300)는 허브(200)의 외면상에서 주축의 축방향(X방향)을 따라 이격되게 배치되는 메인 블레이드(310)와, 서브 블레이드(320)를 포함할 수 있다. The propeller 300 may include a main blade 310 and a sub blade 320 disposed on the outer surface of the hub 200 in the axial direction (X direction) of the main shaft.

메인 블레이드(310)는 허브(200)의 전방측 외주면에서, 방사방향으로 이격되게 배열되는 다수개의 날개일 수 있다. 이 메인 블레이드(310)는 익형 단면을 갖을 수 있으며, 메인 블레이드(310)의 형상 및 개수는 추진기 효율, 하중에 따른 캐비테이션 및 주변 환경 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The main blade 310 may be a plurality of blades arranged radially spaced apart from the front side outer circumferential surface of the hub 200. [ The shape and the number of the main blades 310 can be variously changed according to the efficiency of the propeller, the cavitation according to the load, the surrounding environment, and the like.

서브 블레이드(320)는 메인 블레이드(310)에서 주축의 후방으로 이격된 허브(200)의 후방측 외주면에서, 메인 블레이드(310)와 교호로 배치되도록 방사방향으로 이격되게 배열되는 다수개의 날개일 수 있다. 다만, 서브 블레이드(320)는 메인 블레이드(310)에서 주축의 후방으로 이격된 위치이면 허브(200)뿐만 아니라 캡(210) 또는 허브(200)와 캡(210) 사이의 공간 등 어디에도 설치가 가능하다.The sub-blade 320 may be a plurality of wings spaced apart in the radial direction so as to be alternately arranged with the main blade 310 at the outer circumferential surface of the rear side of the hub 200 spaced rearwardly of the main shaft from the main blade 310 have. The sub blade 320 can be installed anywhere in the space between the cap 210 and the hub 200 or the cap 210 as well as the hub 200 in a position spaced rearward from the main shaft of the main blade 310 Do.

서브 블레이드(320)는 메인 블레이드(310)와 비교하여 작은 크기의 날개로 이루어질 수 있고, 서브 블레이드(320)는 주축의 후방으로 경사지게 설치될 수 있다. 여기서, 후방으로 경사지게 설치된다는 의미는 서브 블레이드(320)의 선단보다 후단이 주축의 후방에 위치한다는 것을 의미한다.The sub-blade 320 may be made of a small-sized blade as compared with the main blade 310, and the sub-blade 320 may be installed inclined rearward of the main shaft. Here, the inclined rear means that the rear end of the sub blade 320 is located behind the main shaft.

이러한 서브 블레이드(320)는 프로펠러만이 정격 RPM으로 회전하는 볼라드(Bollard) 상태와 같이, 전진비가 낮은 조건 하에서, 회전성분을 흡수할 수 있으므로, 허브(200) 주위에서 유기되는 와류(W)를 효과적으로 저감시킬 수 있는 동시에, 허브(200)의 토크 감소를 통해 추진효율을 향상시킬 수 있다.Since the sub-blade 320 can absorb the rotational component under a low forward ratio condition, such as a bollard state in which only the propeller rotates at a rated RPM, the sub vane 320 generates vortex W generated around the hub 200 It is possible to reduce the torque of the hub 200 and improve the propulsion efficiency.

예컨대, 서브 블레이드(320)는 주축의 수직 방향에서 주축의 후방으로 0.1~27도 범위로 기울어지는 기울임 각도(B)를 갖을 수 있고, 허브(200)는 허브(200) 외면에서 주축의 축 방향(-X축 방향)으로 10~18도 범위로 기울어지는 기울임 각도(H)를 갖을 수 있다.For example, the sub-blade 320 may have an inclination angle B that is inclined from 0.1 to 27 degrees behind the main axis in the vertical direction of the main axis, and the hub 200 has an inclination angle (H) that tilts in a range of 10 to 18 degrees with respect to the axis (-X-axis direction).

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 블레이드의 경사비(B/H)에 따른 효율변화를 곡선으로 보인 그래프이다.12 is a graph showing a change in efficiency according to an inclination ratio (B / H) of a sub-blade according to a second embodiment of the present invention.

특히, 도 12를 참조하면, 서브 블레이드(320)의 경사비(B/H)는 0.25 ~ 1.5 범위를 유지해야 추진기 효율이 향상될 수 있다. 예컨대, 서브 블레이드(320)의 경사비(B/H)가 0.25 미만이거나, 경사비(B/H)가 1.5를 초과하는 경우, 허브(200) 주위에서 유기되는 와류(W)를 효과적으로 저감시키기 어려워져 추진기 효율의 향상 효과가 미미할 수 있다.In particular, referring to FIG. 12, the slope ratio (B / H) of the sub-blade 320 should be maintained in the range of 0.25 to 1.5 to improve the propeller efficiency. For example, when the inclination ratio B / H of the sub-blade 320 is less than 0.25 or the inclination ratio B / H exceeds 1.5, the eddy current W induced around the hub 200 is effectively reduced The effect of improving the efficiency of the propeller may be insignificant.

여기서, 추진기 효율(η0, Merit coefficient)은 덕트형 프로펠러, 아지무스형 프로펠러 등과 같이, 예인이나 위치 제어 조건에서의 성능을 중요한 설계 조건으로 고려하여 상술한 [수학식 1]을 이용하여 구해질 수 있다. Here, the efficiency (eta 0 , Merit coefficient) of the propeller is obtained by using the above-mentioned expression (1), considering performance as an important design condition such as a duct type propeller, Ajmus type propeller, .

도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 블레이드의 반경비(A/C)에 따른 효율변화를 곡선으로 보인 그래프이다.13 is a graph showing a change in efficiency according to a half-height ratio (A / C) of a sub-blade according to a second embodiment of the present invention.

도 13를 참조하면, 모형시험 및 CFD 계산을 이용하여 서브 블레이드(320)의 반경 변화에 따른 볼라드 조건(bollard condition)에서 추진기 효율을 고찰한 결과, 서브 블레이드(320)의 반경비(A/C)는 0.3에서 상승 곡선을 유지하고 0.5에서 최대 추진기 효율을 가지며, 0.7이후 급격히 저하되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 13, as a result of examining the propeller efficiency in the bollard condition according to the radius change of the sub blade 320 using the model test and the CFD calculation, the half-height ratio (A / C) of the sub- ) Maintains a rising curve at 0.3 and has a maximum propeller efficiency at 0.5, which shows a sharp decrease after 0.7.

예컨대, 서브 블레이드(320)의 반경비(A/C)는 0.3 ~ 0.7범위일 때, 최적화된 추진기 효율의 향상 효과를 발휘할 수 있다. 여기서, 도 4를 참고하면, A는 서브 블레이드(320)의 반경 길이로 정의될 수 있고, C는 덕트(100)의 전장 길이로 정의될 수 있다.For example, when the sub-blade 320 has a half-height ratio (A / C) in the range of 0.3 to 0.7, it is possible to exhibit an optimized effect of improving the propeller efficiency. Referring to FIG. 4, A may be defined as a radius length of the sub blade 320, and C may be defined as a total length of the duct 100.

도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 블레이드의 위치(E/C) 범위에 따른 효율변화를 곡선으로 보인 그래프이다.FIG. 14 is a graph showing a change in efficiency according to the position (E / C) range of the sub-blade according to the second embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 덕트(100)의 앞쪽 꼭지점에서 메인 블레이드(310) 위치까지의 축 방향(-X축 방향)거리를 EP라고 정의할 때, 서브 블레이드(320)의 위치(E)는 메인 블레이드(310)의 위치(EP)부터 주축의 후방으로 0.5C (덕트 전장길이의 절반) 이내의 범위(EP ~ EP+0.5C)에 위치할 때, 우수한 성능이 구현될 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, 서브 블레이드(320)의 축 방향(-X축 방향) 위치(E)는 메인블레이드의 위치(EP)에서 주축의 후방으로 EP+0.5C 위치까지는 완만한 하양곡선을 그리다가 그 이후가 되면 급격이 떨어진다. 여기서, E는 서브 블레이드(320)의 X방향 위치로 정의될 수 있고, EP는 메인블레이드(320)의 X방향 위치로 정의될 수 있고, C는 덕트(100)의 전장 길이로 정의될 수 있다.14, when the distance in the axial direction (-X axis direction) from the front vertex of the duct 100 to the position of the main blade 310 is defined as E P , the position E of the sub blade 320 is Excellent performance can be achieved when the position (E P ) of the main blade 310 is located within a range (E P ~E P + 0.5 C) within 0.5 C (half the length of the duct length) from the back of the main shaft can confirm. That is, the position E in the axial direction (-X-axis direction) of the sub-blade 320 draws a gentle white curve from the position (E P ) of the main blade to the position E P + 0.5C behind the main axis The sudden drop. Where E can be defined as the X position of the sub blade 320 and E P can be defined as the X position of the main blade 320 and C can be defined as the overall length of the duct 100 have.

도 15는 제 2 거리(K) 분포를 비교하기 위해 도 8에 도시된 추진장치와 비교되는 비교예에 따른 선박의 추진장치를 보여주는 사시도이고, 도 16는 도 8의 추진장치와 도 15의 추진장치 간 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)을 보인 그래프이며, 도 17은 도 8의 추진장치와 도 15의 추진장치 간 성능을 비교 검증하기 위하여, 수조 시험에 의해 얻어진 각각의 추진 성능 특성 곡선을 도시한 그래프이다.Fig. 15 is a perspective view showing a propulsion device of a ship according to a comparative example compared with the propulsion device shown in Fig. 8 for comparing the second distance K distribution, Fig. 16 is a perspective view showing the propulsion device of Fig. FIG. 17 is a graph showing a Bollard performance curve between the apparatuses. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the propulsive performance characteristics obtained by the water tank test Fig.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 볼라드(Bollard) 성능 비교를 위하여, 비교예로서 덕트형 아지무스 스러스트와 같은 종류의 덕트(100)인 마린(marin) 19A 익형이 사용되었다. 또한, 본 실시예 및 비교예에 따른 각 익형 단면에 대한 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)은 모형시험(수조 시험)을 통해 얻을 수 있다.Referring to FIGS. 15 to 17, for comparison of Bollard performance, a marine 19A airfoil, which is a duct 100 of the same kind as the duct-type Ajimus thrust, is used as a comparative example. In addition, the Bollard performance curves (Power-thrust) for each airfoil section according to the present embodiment and the comparative example can be obtained through a model test (water tank test).

도 15에서 보듯이, CFD 해석을 통해 볼라드(Bollard) 조건시 프로펠러(300) 허브(200) 근처에서 유기되는 비교예에 따른 추진장치의 와류(W) 상태를 살펴보면, 본 실시예인 도 8의 추진장치보다, 비교예의 프로펠러(300) 및 허브(200) 근처에서 유기되는 와류(W)가 증가된 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 15, the vortex (W) state of the propulsion device according to the comparative example, which is induced near the hub 200 of the propeller 300 under the Bollard condition through the CFD analysis, It can be seen that the eddy current W induced in the vicinity of the propeller 300 and the hub 200 of the comparative example is increased.

도 16에서 보듯이 볼라드(Bollard) 성능 곡선(Power-thrust)을 살펴본 결과, 서브 블레이드(320)가 마련된 본 실시예는, 서브 블레이드(320)가 없는 비교예에 비하여, 약 4.0% 정도로 볼라드 조건(bollard condition)시의 추력이 향상된 것을 확인할 수 있다As shown in FIG. 16, according to the Bollard performance curve, the present embodiment in which the sub-blade 320 is provided has a bollard condition of about 4.0% as compared with the comparative example in which the sub- it can be confirmed that the thrust at the bollard condition is improved

또한, 본 실시예와 같이 서브 블레이드(320)가 존재하는 경우, 추진기의 전체 추력은 거의 유지되면서 프로펠러(300)의 토크가 모든 전진비 영역에 걸쳐서 감소하는 것을 확인할 수 있다.Also, when the sub-blade 320 is present as in the present embodiment, it can be seen that the torque of the propeller 300 decreases over the entire forward ratio area while the overall thrust of the propeller is maintained substantially.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 덕트(100)는 비교예의 19A 익형과 비교하여 모든 전진계수(J) 영역에서 토크(Kq)가 감소하였다.As shown in Fig. 17, in the duct 100 of the present embodiment, the torque Kq decreased in all the forward coefficient J regions as compared with the 19A airfoil of the comparative example.

특히, 볼라드 영역(J=0)에서의 Kq 결과를 이용하여 동일 엔진 마력으로 계산 시 약 2.5% 추력을 더 발생시키며, 일반 운항 조건인 전진계수(J) 0.4이상의 영역에서는 5.0%의 효율(ηO) 향상 효과를 나타내고 있다. 즉, 서브 블레이드(320)와 덕트(100)의 흡인력 증가로 인하여 프로펠러(300)로 유입되는 유속이 증가되고, 이는 프로펠러(300)의 토크(Kq)를 감소시켜 모든 전진계수(J) 영역에서 효율이 향상되었음을 알 수 있다.In particular, using the Kq results in the bollard region (J = 0), the same engine horsepower is used to generate about 2.5% thrust, and in the region above the general operating condition, forward coefficient (J) O ). That is, due to the increase in suction force of the sub-blade 320 and the duct 100, the flow velocity into the propeller 300 increases, which decreases the torque Kq of the propeller 300, It can be seen that the efficiency is improved.

상술한 바와 같이, 본 발명은 허브에 메인 블레이드 및 서브 블레이드를 마련하여 덕트 및 프로펠러의 주위 유동을 개선하여, 프로펠러에 의해 발생되는 와류를 저감시키고, 프로펠러를 회전시키기 위해 필요한 토크를 감소시켜, 추진효율을 향상시킬 수 있으며, 볼라드 조건시의 추력을 향상시켜, 허브 주위에서 유기되는 와류를 효과적으로 저감하는 동시에, 주축의 토크 감소를 통해 추진 효율을 향상시킬 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.As described above, the present invention provides a hub in which a main blade and a sub-blade are provided to improve the flow around the duct and the propeller, to reduce the vortex generated by the propeller, reduce the torque required to rotate the propeller, It is possible to improve the efficiency, improve the thrust at the bollard condition, effectively reduce the vortex induced around the hub, and improve the propulsion efficiency by reducing the torque of the main shaft.

도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 추진장치의 덕트를 보여주는 예시도이다.18 is an exemplary view showing a duct of a propulsion device according to a third embodiment of the present invention.

한편, 도 18을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 덕트(100)는, 주축의 축 방향으로 정렬되고, 주축의 축방향(X축)을 기준으로 허브(200)를 두르도록 설치되고, 덕트(100)의 전체 둘레를 따라 동일한 단면 형상을 가질 수 있다.18, the duct 100 according to the third embodiment is installed so as to surround the hub 200 with respect to the axial direction (X axis) of the main shaft, Sectional shape along the entire circumference of the substrate 100.

덕트(100)는 드릴쉽 또는 해양구조물과 같은 선박의 운항 특성, 선박의 위치 제어 특성 및 빙해 중에 갇힌 다른 선박의 예인 특성을 모두 고려하여 덕트형 추진 장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 최적화된 설계 인자를 갖는 덕트(100)의 외면(G1) 및 내면(G2)을 포함할 수 있다.The duct 100 is designed to optimize the efficiency of the duct-type propulsion system in consideration of both the operational characteristics of the ship such as a drill ship or an offshore structure, the position control characteristics of the ship, And an outer surface G1 and an inner surface G2 of the duct 100 having a plurality of holes.

특히, 덕트(100)의 단면 형상은 익형 단면의 앞쪽 꼭지점인 노즈(104: nose)와, 익형 단면의 뒤쪽 꼭지점인 테일(108: tail)과, 노즈(104)와 테일(108)을 연결하는 직선분인 익현선(105)을 포함할 수 있다. 그리고 덕트(100)의 단면 형상은 익현선(105)의 전단 위쪽에서 볼록하게 형성된 전방부(113)와, 익현선(105)의 후단 아래쪽에서 오목하게 형성된 후방부(112)를 갖는 덕트(100)의 외면(G1)을 포함할 수 있다.In particular, the cross-sectional shape of the duct 100 includes a nose 104 (nose) at the front vertex of the airfoil section, a tail 108 (tail) at the rear vertex of the airfoil section, and a nose 104 and a tail 108 And a straight line (105). The sectional shape of the duct 100 is a duct 100 having a front portion 113 convexly formed above the front end of the choke line 105 and a rear portion 112 recessed below the rear end of the choke line 105 (G1).

여기서, 덕트(100)의 외면(G1)의 전방부(113)는 익현선(105)이 덕트(100)의 외면(G1)에 만나는 지점으로부터 노즈(104)까지의 곡면을 의미할 수 있다. 그리고 덕트(100)의 외면(G1)의 후방부(112)는 익현선(105)이 덕트(100)의 외면(G1)에 만나는 지점으로부터 테일(108)까지의 곡면을 의미할 수 있다. The front portion 113 of the outer surface G1 of the duct 100 may refer to a curved surface from the point where the chord line 105 meets the outer surface G1 of the duct 100 to the nose 104. [ The rear portion 112 of the outer surface G1 of the duct 100 may refer to a curved surface from the point where the chord line 105 meets the outer surface G1 of the duct 100 to the tail 108. [

전방부(113)와 후방부(112)는 익현선(105)이 덕트(100)의 외면(G1)에 만나는 지점의 전후에서 천이되어서 연결될 수 있다. 이렇게 덕트(100)의 외면(G1)의 전방부(113)는 익현선(105)의 전단 위쪽에서 볼록하게 형성되어 있다.The front portion 113 and the rear portion 112 may be connected before and after the point at which the chord line 105 meets the outer surface G1 of the duct 100. [ The front portion 113 of the outer surface G1 of the duct 100 is formed to be convex above the front end of the chord line 105. [

이와 같이, 덕트(100)의 외면의 전방부가 익현선 위쪽으로 볼록하게 형성된 형상적 특징을 갖고 있음으로써, 프로펠러(300)로 유입되는 유동이 가속될 수 있다. 이러한 가속 효과로 인하여 덕트(100) 추력 향상 및 프로펠러(300) 토크 감소가 가능하다. 그리고 덕트(100)의 외면(G1)의 후방부(112)가 익현선(105)의 후단 아래쪽에서 오목하게 형성되므로, 후방 외측 영역의 유동이 덕트(100)의 테일 방향으로 원활하게 흘러가고, 테일에서 와류를 형성하여 덕트(100) 추력을 향상시키는 효과를 나타낼 수 있다.Since the front portion of the outer surface of the duct 100 has a convex shape formed upwardly of the choke line, the flow into the propeller 300 can be accelerated. This accelerating effect makes it possible to improve the thrust of the duct 100 and reduce the torque of the propeller 300. Since the rear portion 112 of the outer surface G1 of the duct 100 is recessed below the rear end of the chord line 105, the flow of the rear outer region smoothly flows in the tail direction of the duct 100, Thereby forming a vortex in the tail and improving the duct 100 thrust.

또한, 덕트(100)의 단면 형상은 주축의 축 방향(X축)과 평행한 평행부(111)와, 평행부(111)로부터 노즈(104)까지 Y축 방향의 제 1 거리(F)에 대응한 범위 내에서, 평행부(111)의 시작점(109)으로부터 노즈(104)까지 완만하게 돌출된 곡면인 덕트(100) 내면 전방부(106)와, 제 1 거리(F)에 비해 작되 평행부(111)로부터 테일(108)까지 Y축 방향의 제 2 거리(K)에 대응한 범위 내에서, 평행부(111)의 끝점(110)으로부터 테일(108)까지 완만하게 돌출된 곡면인 덕트(100) 내면 후방부(107)로 이루어진 덕트(100)의 내면(G2)을 포함할 수 있다.The sectional shape of the duct 100 has a parallel portion 111 parallel to the axial direction (X axis) of the main shaft and a parallel portion 111 extending from the parallel portion 111 to the nose 104 at a first distance F in the Y axis direction The inner face front portion 106 of the duct 100 which is a curved surface gently protruding from the starting point 109 of the parallel portion 111 to the nose 104 and the inner front portion 106 which is parallel to the first distance F, A curved surface gently protruding from the end point 110 of the parallel portion 111 to the tail 108 within a range corresponding to the second distance K in the Y axis direction from the portion 111 to the tail 108, And an inner surface G2 of the duct 100 made up of the inner surface rear portion 107 of the duct 100.

아울러, 본 실시예의 덕트(100)의 단면 형상은, 프로펠러 면 위치(103)로부터 전장(C) 대비 -4.0% ~　14.0% 범위(M/C)를 갖는 평행부(111)의 전방영역(M)과, 프로펠러 면 위치(103)로부터 전장(C) 대비 -30.0% ~　-10.0% 범위(N/C)를 갖는 평행부(111)의 후방영역(N)을 포함할 수 있다.In addition, the cross-sectional shape of the duct 100 of the present embodiment is such that the front region M of the parallel portion 111 having a range (M / C) from -4.0% to 14.0% relative to the total length C from the propeller surface position 103 And a rear region N of the parallel portion 111 having a range of -30.0% to -10.0% (N / C) with respect to the total length C from the propeller surface position 103.

덕트(100)에서 프로펠러(300)와 인접하는 평행부(111)가 일정한 길이를 유지하여야 효율이 향상될 수 있으므로, 전장(C) 대비 평행부(111)의 전방영역(M)인 M/C 값이, -4.0% 미만이거나, 전장(C) 대비 평행부(111)의 후방영역(N)인 N/C 값이 -10.0%를 초과하는 경우 평행부(111)의 길이가 협소하여 효율 향상 효과가 미미하다.Since the efficiency of the parallel portion 111 adjacent to the propeller 300 of the duct 100 can be improved by increasing the length of the parallel portion 111 adjacent to the propeller 300, When the value is less than -4.0% or when the N / C value as the rear region N of the parallel portion 111 with respect to the total length C exceeds -10.0%, the length of the parallel portion 111 is narrowed, The effect is minimal.

그리고 본 실시예의 덕트(100)의 단면 형상은, 평행부(111)로부터 노즈(104)까지 전장(C) 대비 18.0% ~　30.0% 범위(F/C)의 제 1 거리(F)와, 평행부(111)로부터 테일(108)까지 전장(C) 대비 4.0% ~　10.0% 범위(K/C)의 제 2 거리(K)를 포함할 수 있다.The cross-sectional shape of the duct 100 of the present embodiment is such that the first distance F from 18.0% to 30.0% (F / C) to the total length C from the parallel portion 111 to the nose 104, And a second distance K in the range of 4.0% to 10.0% (K / C) from the portion 111 to the tail 108 with respect to the total length C.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

100 : 덕트 104 : 노즈
105 : 익현선 106 : 덕트 내면 전방부
107 : 덕트 내면 후방부 108 : 테일
111 : 평행부 112 : 후방부
113 : 전방부 200 : 허브
300 : 프로펠러 310 : 메인 블레이드
320 : 서브 블레이드100: duct 104: nose
105: Chord line 106: Duct inner front part
107: duct inner surface rear portion 108: tail
111: parallel portion 112: rear portion
113: front portion 200: hub
300: Propeller 310: Main blade
320: Sub-blade

Claims (13)

익형 단면의 앞쪽 꼭지점인 노즈와, 상기 익형 단면의 뒤쪽 꼭지점인 테일을 갖는 덕트를 포함하고,
상기 덕트의 단면 형상은,
상기 덕트의 전단에서 상방향으로 볼록하게 형성되고 상기 덕트의 후단에서 하방향으로 오목하게 형성된 외면; 및
상기 덕트의 전단에서 하방향으로 볼록하게 형성되는 덕트 내면 전방부와, 상기 덕트의 후단에서 하방향으로 볼록하게 형성되는 덕트 내면 후방부와, 상기 덕트 내면 전방부 및 상기 덕트 내면 후방부를 평행하게 연결하는 평행부를 포함하는 내면을 포함하는 선박의 추진장치.A duct having a nose which is the front vertex of the airfoil section and a tail which is the rear vertex of the airfoil section,
The cross-sectional shape of the duct,
An outer surface formed to be convex upward in a front end of the duct and recessed in a downward direction from a rear end of the duct; And
A duct inner surface front portion formed to be convex downward from a front end of the duct, a duct inner surface rear portion formed to be convex downward from a rear end of the duct, and a duct inner surface front portion and a duct inner surface rear portion connected in parallel The inner surface of the vessel including the parallel portion. 제 1 항에 있어서,
상기 외면은
상기 노즈와 상기 테일을 연결하는 직선분인 익현선의 전단 위쪽에서 볼록하게 형성된 전방부와, 상기 익현선의 후단 아래쪽에서 오목하게 형성된 후방부를 포함하는 선박의 추진장치.The method according to claim 1,
The outer surface
A front portion convexly formed above the front end of the chord, which is a straight line connecting the nose and the tail, and a rear portion recessed below the rear end of the chord line. 제 1 항에 있어서,
상기 덕트 내면 전방부는
상기 평행부로부터 상기 노즈까지 Y축 방향의 제 1 거리에 대응한 범위 내에서, 상기 평행부의 시작점으로부터 상기 노즈까지 곡면이고,
상기 덕트 내면 후방부는
상기 제 1 거리에 비해 작되 상기 평행부로부터 상기 테일까지 Y축 방향의 제 2 거리에 대응한 범위 내에서, 상기 평행부의 끝점으로부터 상기 테일까지 곡면인 선박의 추진장치.The method according to claim 1,
The duct inner surface front portion
A curved surface from the starting point of the parallel portion to the nose within a range corresponding to a first distance in the Y-axis direction from the parallel portion to the nose,
The duct inner surface rear portion
And a curved surface from the end point of the parallel portion to the tail within a range that is smaller than the first distance but corresponds to a second distance in the Y-axis direction from the parallel portion to the tail. 제 1 항에 있어서,
상기 평행부는,
상기 프로펠러가 회전할 때 그리는 원형면인 프로펠러 면 위치로부터 전장 대비 -4.0% ~　14.0% 범위를 갖는 상기 평행부의 전방영역; 및
상기 프로펠러 면 위치로부터 전장 대비 -30.0% ~　-10.0% 범위를 갖는 상기 평행부의 후방영역을 포함하는 선박의 추진장치.The method according to claim 1,
The parallel portion includes:
A front region of the parallel portion having a range of -4.0% to 14.0% with respect to the total length from a propeller surface position which is a circular surface drawn when the propeller rotates; And
And a rear region of the parallel portion having a range of -30.0% to -10.0% with respect to the total length of the propeller surface. 제 3 항에 있어서,
상기 덕트의 단면 형상은,
상기 평행부로부터 상기 노즈까지 전장 대비 18.0% ~　30.0% 범위의 상기 제 1 거리; 및
상기 평행부로부터 상기 테일까지 전장 대비 4.0% ~　10.0% 범위의 상기 제 2 거리를 포함하는 선박의 추진장치.The method of claim 3,
The cross-sectional shape of the duct,
The first distance ranging from 18.0% to 30.0% of the total length from the parallel portion to the nose; And
And the second distance in the range from 4.0% to 10.0% of the total length from the parallel portion to the tail. 제 1 항에 있어서,
상기 덕트는,
하기의 수학식에 의해 구해지는 추진기 효율을 갖는 것을 특징으로 하는 선박의 추진장치.
(수학식)
Figure pat00002

상기 수학식에서, η0는 추진기 효율(Merit coefficient), TP는 프로펠러 추력이고, TD는 덕트 추력이고, Q는 프로펠러 토크이고, DP는 프로펠러 직경이고, n은 프로펠러 회전수이고, ρ는 유체의 밀도임.The method according to claim 1,
In the duct,
Wherein the propeller efficiency is obtained by the following equation.
(Equation)
Figure pat00002

Wherein an equation, η 0 is the propeller efficiency (Merit coefficient), T P is a propeller thrust, and T D is the duct thrust, and Q is the propeller torque, the D P is the propeller diameter, n can rotate the propeller, ρ is The density of the fluid. 동력을 전달받는 주축 상에 배치되는 허브;
상기 허브의 외주면에 설치되는 메인 블레이드;
상기 메인 블레이드에서 상기 주축의 후방으로 이격되게 위치되고, 상기 주축의 후방으로 경사지게 설치되는 서브 블레이드; 및
상기 메인 블레이드의 둘레에 배치되고, 익형 단면을 갖는 덕트를 포함하는 선박의 추진장치.A hub disposed on the spindle receiving the power;
A main blade installed on an outer circumferential surface of the hub;
A sub-blade positioned at a rear of the main shaft in the main blade and installed to be inclined rearward of the main shaft; And
And a duct disposed around the main blade and having an airfoil section. 제 7 항에 있어서,
상기 메인 블레이드는 상기 허브의 외주면을 따라 이격 배치되는 다수개로 제공되고,
상기 서브 블레이드는 상기 메인 블레이드와 교호로 배치되는 다수개로 제공되는 선박의 추진장치.8. The method of claim 7,
Wherein the main blade is provided at a plurality of positions spaced apart along an outer peripheral surface of the hub,
Wherein the sub-blades are provided in multiple numbers alternating with the main blades. 제 7 항에 있어서,
상기 서브 블레이드는 상기 주축의 수직 방향에서 상기 주축의 후방으로 0.1~27도 범위로 기울어지는 기울임 각도(B)를 갖는 선박의 추진장치.8. The method of claim 7,
Wherein the sub-blade has an inclination angle (B) inclined in the range of 0.1 to 27 degrees from the vertical direction of the main shaft to the rear of the main shaft. 제 9 항에 있어서,
상기 서브 블레이드의 경사비(B/H)는 0.25 ~ 1.5 범위를 만족하는 선박의 추진장치.
상기 경사비(B/H)에서, B는 주축의 수직 방향(Y축 방향)에서 주축의 후방으로 기울어진 서브 블레이드의 기울임 각도이고, H는 허브 외면에서 주축의 축 방향으로 기울어진 허브 외면의 기울임 각도임.10. The method of claim 9,
And the inclination ratio (B / H) of the sub-blades satisfies the range of 0.25 to 1.5.
In the inclination ratio B / H, B is an inclination angle of the sub-blade inclined rearward of the main axis in the vertical direction (Y-axis direction) of the main axis, and H is the inclination angle of the hub outer surface inclined in the axial direction of the main axis Tilt angle. 제 7 항에 있어서,
상기 서브 블레이드의 반경비(A/C)는 0.3 ~ 0.7 범위를 만족하는 선박의 추진장치.
상기 반경비(A/C)에서, A는 서브 블레이드의 반경 길이이고, C는 덕트의 전장 길이임.8. The method of claim 7,
(A / C) of the sub-blades satisfies the range of 0.3 to 0.7.
In the above half-height ratio (A / C), A is the radius of the sub-blade, and C is the length of the duct. 제 7 항에 있어서,
상기 서브 블레이드는
상기 메인 블레이드의 위치에서 상기 주축의 후방으로 덕트 전장 길이 대비 0.5 길이까지의 범위 내에 위치되는 선박의 추진장치.8. The method of claim 7,
The sub-
And is located within a range from the position of the main blade to the rear of the main shaft to a length of 0.5 to a length of the duct length. 제 7 항에 있어서,
상기 덕트는 익형 단면의 앞쪽 꼭지점인 노즈와, 상기 익형 단면의 뒤쪽 꼭지점인 테일을 포함하고,
상기 덕트의 단면 형상은,
상기 덕트의 전단에서 상방향으로 볼록하게 형성되고 상기 덕트의 후단에서 하방향으로 오목하게 형성된 외면; 및
상기 덕트의 전단에서 하방향으로 볼록하게 형성되는 덕트 내면 전방부와, 상기 덕트의 후단에서 하방향으로 볼록하게 형성되는 덕트 내면 후방부와, 상기 덕트 내면 전방부 및 상기 덕트 내면 후방부를 평행하게 연결하는 평행부를 포함하는 내면을 포함하는 선박의 추진장치.8. The method of claim 7,
Wherein the duct includes a nose which is a front vertex of a cross section of the airfoil and a tail which is a rear vertex of the cross section of the airfoil,
The cross-sectional shape of the duct,
An outer surface formed to be convex upward in a front end of the duct and recessed in a downward direction from a rear end of the duct; And
A duct inner surface front portion formed to be convex downward from a front end of the duct, a duct inner surface rear portion formed to be convex downward from a rear end of the duct, and a duct connecting portion disposed between the duct inner surface front portion and the duct inner surface rear portion in parallel The inner surface of the vessel including the parallel portion.
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