KR20150102851A

KR20150102851A - 선박의 아지무스 추진장치

Info

Publication number: KR20150102851A
Application number: KR1020140024734A
Authority: KR
Inventors: 나윤철; 황성진
Original assignee: 삼우중공업(주)
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-09-08

Abstract

본 발명은 선박의 아지무스 추진장치를 개시한다. 개시된 선박의 아지무스 추진장치는: 선박의 선저부에 구비되는 덕트에 회전가능하게 설치되며, 선박의 이동을 위한 추진력을 발생하는 임펠러와, 이 임펠러의 허브에 결합되어 임펠러의 허브소용돌이를 방지하는 볼텍스 방지부와, 이 볼텍스 방지부에 구비되는 장착부와, 볼텍스 방지부가 임펠러 또는 허브에 결합되도록 장착부를 통해 임펠러 또는 허브에 결합되는 결합부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 아지무스 추진장치{AZIMUTH THRUSTER OF SHIP}

본 발명은 선박의 아지무스 추진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러의 회전에 의한 허브소용돌이(Hub Vortex)를 방지하여 임펠러의 추진력을 증대시킬 수 있도록 하는 선박의 아지무스 추진장치에 관한 것이다.

일반적으로, 추진장치는 수상 또는 수중에 떠 있는 선박 또는 잠수체를 이동시킬 때 해당 선박이나 잠수체를 밀어주는 추진력을 발생하는 것이다. 이중 선박에 적용되는 선박용 추진장치는 선박의 특성과 사용목적에 따라 여러가지 형태로 제작되어 사용되고 있다.

이러한, 선발용 추진장치로는 크게 가변피치 임펠러(Controllable Pitch Propeller)와, 상호반전 임펠러(Counter-rotating Propeller)와, 물제트 임펠러(Waterjet Propeller)와, 전방위 추진기(Azimuth Thruster) 등이 있다.

최근에는 드릴쉽(Drillship), 해양플랜트, 해양작업선 등과 같이 선박의 용량이 커지고 요구되는 작업이 고도화됨에 따라 한 곳에서 지속적으로 작업을 하면서도 다른 지역으로 신속하게 이동해야 하는 선박이 많아지고 있다. 이에 따라 선체의 하부에는 360도 회전 가능한 선회형 추진장치인 아지무스 스러스터(Azimuth Thruster)의 사용이 급속히 증가하고 있는 추세이다.

아지무스 스러스터는 수평방향으로 360도 회전하는 포드에 임펠러를 설치한 구성이기 때문에, 고정축 임펠러와 키에 의한 추진과 달리, 선박을 임의의 방향으로 이동시키는 것이나, 현재 위치를 정확하게 유지할 수 있다.

이러한, 아지무스 스러스터는 보통 추진기 자체를 회전시키는 부분과 엔진에서 발생한 동력을 전달하여 임펠러를 회전시키는 부분으로 나눌 수 있으며, 선박에 회전가능하게 설치되는 덕트의 내부에 추진력을 발생하는 임펠러가 설치된다. 또한, 이지무스 추진기는 해상의 상태나 선박의 목적에 따라 통상 2 ~ 6개가 설치되는 것이 보통이다.

한편, 임펠러가 회전하면서 발생하는 양력과 항력의 합력이 임펠러의 추력과 토오크로 작용하게 되므로, 임펠러의 블레이드의 단면 형상 및 그에 따른 유체 역학적 특성은 임펠러의 추진효율과 관련된 주요한 요소로 작용하게 된다. 따라서 이를 바탕으로 임펠러의 추진효율을 향상시키기 위해 다양한 형태의 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.

예를 들어, 임펠러의 허브의 끝단에서 발생하는 와류의 감소를 위해, 캡에 부착되는 임펠러 보스 캡 핀(PBCF:Propeller Boss Cap with Fin)이나, 러더(Rudder, 방향타)에 형성되는 러더 벌브(Rudder Bulb) 등이 제안된 바 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 임펠러 보스 캡 핀은 아지무스 스러스터에 임펠러의 허브에 결합하기가 매우 어려워 아지무스 스러스터에 설치하기가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

한국 등록특허 제10-1302835호(등록일:2013.08.27, 명칭:프리휠클러치 터빈을 이용한 선박 추진 시스템)

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 임펠러의 회전에 의한 허브소용돌이(Hub Vortex)를 방지하여 임펠러의 추진력을 증대시키고, 임펠러에 임펠러 보스캡을 용이하게 설치할 수 있는 선박의 아지무스 추진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치는: 선박의 선저부에 구비되는 덕트에 회전가능하게 설치되며, 상기 선박의 이동을 위한 추진력을 발생하는 임펠러; 상기 임펠러의 허브에 결합되어 상기 임펠러의 허브소용돌이를 방지하는 볼텍스 방지부; 상기 볼텍스 방지부에 구비되는 장착부; 및 상기 볼텍스 방지부가 상기 임펠러 또는 상기 허브에 결합되도록 상기 장착부를 통해 상기 임펠러 또는 상기 허브에 결합되는 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장착부는, 상기 볼텍스 방지부에 형성되는 장착홈부; 및 상기 결합부재가 관통하도록 상기 장착홈부의 내면에 형성되는 체결구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 아지무스 추진장치는 종래 기술과 달리 임펠러의 회전에 의해 발생하는 허브소용돌이(Hub Vortex)를 방지하여 임펠러의 추진력을 증대시킬 수 있고, 볼텍스 방지부에 형성되는 장착부를 통해 볼텍스 방지부를 허브에 용이하게 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러의 허브와 볼텍스 방지부를 나타낸 요부확대 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러와 볼텍스 방지부를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러와 볼텍스 방지부를 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 4의 요부확대 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 선박의 아지무스 추진장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러의 허브와 볼텍스 방지부를 나타낸 요부확대 분해 사시도이다.

또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러와 볼텍스 방지부를 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러와 볼텍스 방지부를 나타낸 측면도이고, 도 5는 도 4의 요부확대 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치(100)는 선박의 선저부에 설치되어 선박을 이동하거나 선회하는데 사용된다.

이러한, 선박의 아지무스 추진장치(100)는 덕트(101)의 내부에 회전가능하게 설치되는 임펠러(110)와, 이 임펠러(110)의 회전에 따른 허브소용돌이(Hub Vortex)를 방지하기 위한 볼텍스 방지부(120)를 포함한다. 이와 같은 본 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치(100)는 임펠러(110)의 허브(111)에 결합되어 임펠러(110)와 함께 회전하는 볼텍스 방지부(120)에 의해 허브소용돌이(Hub Vortex)가 방지되므로, 임펠러(110)의 추진효율을 보다 증대시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 아지무스 추진장치(100)는 볼텍스 방지부(120)를 임펠러(110)의 허브(111)에 용이하게 결합하기 위한 장착부(130)와, 이 장착부(130)를 통해 임펠러(110) 또는 허브(111)에 결합되는 결합부재(140)를 더 포함한다. 이를 통해 본 실시예에 따른 아지무스 추진장치(100)는 볼텍스 방지부(120)에 구비되는 장착부(130)를 통해 볼텍스 방지부(120)를 임펠러(110)에 용이하게 결합할 수 있다.

임펠러(110)는 덕트(101)의 회전 샤프트(도시생략)에 볼트 등과 같은 결합방식으로 결합되며, 중심 후단부에 허브(111)가 형성된다. 또한, 임펠러(110)는 허브(111)에 결합부재(140)가 체결되는 체결공(113)이 형성된다.

이러한, 임펠러(110)는 회전을 통해 선박을 추진하는데 필요한 추력을 발생시키며, 볼텍스 방지부(120)에 의해 허브소용돌이가 상쇄되어 추진효율이 증대된다.

볼텍스 방지부(120)는 허브(111)를 커버하도록 결합부재(140)를 통해 허브(111)에 결합된다. 본 실시예에 따른 볼텍스 방지부(120)는 허브(111)를 커버하는 캡부(121)와, 이 캡부(121)에 접합되는 핀부재(123)로 이루어진다.

이러한, 볼텍스 방지부(120)는 캡부(121)의 내부로 허브(111)가 삽입되도록 캡부(121)가 중공형태로 형성되어 일면이 개방되며, 캡부(121)의 외면에 핀부재(123)가 복수개 접합된다. 또한, 볼텍스 방지부(120)는 결합부재(140)의 용이한 결합을 위하여 캡부(121)의 일단부 외면에 장착부(130)가 형성된다.

장착부(130)는 볼텍스 방지부(120)의 캡부(121) 외면에 형성되는 장착홈부(131)와, 이 장착홈부(131)의 형성에 따라 캡부(121)의 일단부에 형성되는 결합플랜지(133)와, 결합부재(140)가 관통하도록 결합플랜지(133)에 형성되는 체결구멍(135)을 포함한다. 더하여, 장착부(130)는 결합플랜지(133)의 변형이나 파손을 방지하도록 장착홈부(131)의 내부에 보강리브(137)가 캡부(121)의 외경을 따라 등간격으로 형성된다.

본 실시예에 따른 장착부(130)는 장착홈부(131)를 형성할 때 보강리브(137)가 형성되도록 장착홈부(131)를 등간격으로 복수개 형성할 수도 있고, 또는 장착홈부(131)를 캡부(121)의 외경을 따라 하나로 형성한 후, 그 내면에 별도의 플레이트를 접합하여 보강리브(137)를 형성할 수도 있다.

이러한, 장착부(130)는 장착홈부(131)의 형성을 통해 결합부재(140)를 체결하기 위한 작업공간을 충분히 확보할 수 있어 작업자가 결합부재(140)의 결합을 보다 용이하게 할 수 있다.

장착홈부(131)는 결합부재(140)를 체결구멍(135)으로 용이하게 삽입할 수 있도록 그 길이가 결합부재(140)의 길이보다 길게 형성된다. 이는 결합부재(140)를 체결구멍(135)으로 삽입할 때 결합부재(140)가 장착홈부(131)에 걸리는 것을 방지하면서 보다 용이하게 결합하도록 하기 위함이다.

결합부재(140)는 장착홈부(131)의 체결구멍(135)을 통해 허브(111)의 체결공(113)에 결합되어 볼텍스 방지부(120)를 임펠러(110)의 허브(111)에 고정시킨다. 본 실시예에 따른 결합부재(140)로는 볼트를 사용할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치의 결합방법 및 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 임펠러(110)의 허브(111)가 볼텍스 방지부(120)의 캡부(121)로 삽입되도록 볼텍스 방지부(120)를 허브(111)에 장착한다. 이때, 장착부(130)의 체결구멍(135)을 허브(111)의 체결공(113)에 정확하게 정렬시킨다.

그리고, 결합부재(140)를 장착홈부(131)에 안치한 상태에서 체결구멍(135)을 관통하여 허브(111)의 체결공(113)에 결합함으로써, 볼텍스 방지부(120)를 허브(111)에 결합한다. 이때, 결합부재(140)가 장착홈부(131)의 길이보다 짧게 형성되므로, 결합부재(140)의 결합작업을 용이하게 진행할 수 있다.

또한, 장착홈부(131)를 통해 결합플랜지(133)가 형성되므로, 결합플랜지(133) 및 결합부재(140)가 볼텍스 방지부(120)의 캡부(121) 외측으로 노출되는 것이 방지되어 볼텍스 방지부(120)가 회전할 때 유체와의 저항을 줄일 수 있다.

이와 같은, 본 실시예에 따른 선박의 아지무스 추진장치(100)는 임펠러(110)가 덕트(101)에서 회전하면 덕트(101)의 전방을 통해 유체가 유입되면서 덕트(101)의 후방으로 배출됨에 따라 추진력을 발생하여 선박을 이동시키게 된다.

이때, 임펠러(110)와 함께 회전하는 볼텍스 방지부(120)에 의해 허브소용돌이의 발생을 방지할 수 있어 임펠러(110)의 추진력을 보다 증대시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 아지무스 추진장치 110 : 임펠러
111 : 허브 120 : 볼텍스 방지부
121 : 캡부 123 : 핀부재
130 : 장착부 131 : 장착홈부
133 : 결합플랜지 135 : 체결구멍
137 : 보강리브 140 : 결합부재

Claims

선박의 선저부에 구비되는 덕트에 회전가능하게 설치되며, 상기 선박의 이동을 위한 추진력을 발생하는 임펠러;
상기 임펠러의 허브에 결합되어 상기 임펠러의 허브소용돌이를 방지하는 볼텍스 방지부;
상기 볼텍스 방지부에 구비되는 장착부; 및
상기 볼텍스 방지부가 상기 임펠러 또는 상기 허브에 결합되도록 상기 장착부를 통해 상기 임펠러 또는 상기 허브에 결합되는 결합부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 아지무스 추진장치.
제 1 항에 있어서, 상기 장착부는,
상기 볼텍스 방지부에 형성되는 장착홈부; 및
상기 결합부재가 관통하도록 상기 장착홈부의 내면에 형성되는 체결구멍;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 아지무스 추진장치.