KR20150133928A

KR20150133928A - 선박용 추진장치

Info

Publication number: KR20150133928A
Application number: KR1020140060463A
Authority: KR
Inventors: 최익흥; 조만택; 고명제; 차황도; 김연태
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-12-01
Also published as: KR101601419B1

Abstract

본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것으로서, 리어 프로펠러와 프론트 프로펠러로 구성되는 이중반전 프로펠러; 상기 리어 프로펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 프론트 프로펠러를 회전시키는 반전회전장치; 후단부가 상기 리어 프로펠러에 결합되고, 전단부가 동력원의 구동축에 결합되는 일체형의 내축; 및 후단부가 상기 프론트 프로펠러에 결합되고 전단부가 상기 반전회전장치에 연결되는 제1 외축과, 후단부가 상기 반전회전장치에 연결되고 전단부가 상기 구동축에 연결되는 제2 외축으로 구성되는 외축을 포함하되, 상기 반전회전장치는, 상기 제2 외축과 이물리도록 구성된 원통 웜기어를 구비하는 구동기어; 상기 제1 외축과 이물리도록 구성된 원통 웜기어를 구비하는 피동기어; 상기 피동기어 및 상기 구동기어와 서로 이물리는 반전기어를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 반전회전장치를 선체 격벽에 고정하여 내축 및 외축의 길이가 단축될 뿐만 아니라, 내축을 일체형으로 제작할 수 있어, 추진장치의 구조의 단순화, 추진장치의 무게 감소로 인한 선박 중량감소, 기관실 내부 공간의 증대, 축계의 신뢰성 확보, 설치경비 및 제조단가의 절감 등의 효과가 있다.

Description

선박용 추진장치{Propulsion apparatus for ship}

본 발명은 선박용 추진장치에 관한 것이다.

프로펠러는 축계를 통하여 전달된 추진 기관의 동력을 추력으로 변화시켜 선박을 추진시키는 장치이다. 선박용 프로펠러에는 나선형 프로펠러(screw propeller), 물 분사 추진기(jet propeller), 외륜차, 보이드 슈나이더 프로펠러 등이 있다. 이 중에서 나선형 프로펠러가 다른 종류의 추진장치보다 추진효율이 비교적으로 높고, 구조가 비교적 간단하며 제작비가 상대적으로 저렴하여, 가장 많이 사용되고 있다.

나선형 프로펠러는, 성능 별로도 구분할 수 있는데, 프로펠러 날개가 회전축과 연결된 허브에 고정된 고정 피치 프로펠러(fixed pitch propeller; FPP), 프로펠러의 날개가 회전축과 연결된 허브에서 움직일 수 있어 피치의 각을 조절할 수 있는 가변 피치 프로펠러(controllable pitch propeller; CPP), 프론트 프로펠러(front propeller)로부터 유출되는 회전력을 프론트 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 리어 프로펠러(rear propeller)로 회수하여 추진력으로 바꾸는 이중반전 프로펠러(contra-rotating propeller; CRP) 등이 있다.

일반적으로, 이중반전 프로펠러를 사용하는 선박용 추진장치는, 선체 내부의 주기관에 연결되는 내축과, 내축의 후단부에 결합된 리어 프로펠러와, 내축의 외면에 회전하도록 설치된 중공의 외축과, 외축 후단부에 결합된 프론트 프로펠러를 포함하여 구성된다. 이때 리어 프로펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 프론트 프로펠러를 회전시키는 수단으로 반전기어장치(Contra-Rotating Gear Box)를 사용할 수 있다.

이러한 이중반전 프로펠러는, 선박 힐링 모멘트(heeling moment)의 감소로 토크 균형(torque balance)이 증가하여, 항로 직진성이 우수하고 저진동, 저소음이며, 프로펠러의 추진력과 효율이 우수하다. 또한, 이중반전 프로펠러는 EEDI(Energy Efficiency Design Index, 선박제조연비지수)를 저감시킬 수 있어, 국제해사기구(IMO)에서 요구하는 EEDI를 기존 선박 추진장치보다 용이하게 충족시킬 수 있다.

그런데 이중반전 프로펠러는, 일축 프로펠러(uniaxial propeller)와 비교하여 볼 때, 베어링 구조, 윤활 구조, 씰링(sealing) 구조 등 여러 점에서 복잡한 구조를 이루고 있으며, 고가의 제작비용이 요구되어 초기 투자비용이 증가되고, 유지 보수가 용이하지 않는 등, 해결해야 할 과제를 안고 있다.

따라서 최근에는 상기한 과제를 해결하면서, 기계 장치 신뢰성 확보, 제작 유지보수 비용 최소화, 운항 경제성 향상을 통해 선박에 이중반전 프로펠러 적용을 활성화할 수 있도록 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.

국내등록공보 제10-1148065호 (2012.05.15) 국내등록공보 제10-0887015호 (2009.02.26)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 이중반전 프로펠러를 회전시키는 내축과 외축 각각의 길이를 감소시켜, 구조의 단순화 및 경량화는 물론 설치경비도 절감할 수 있고, 축계의 신뢰성 증대 및 원가 절감과 기관실 내부공간을 더욱더 확보할 수 있는 선박용 추진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박용 추진장치는, 리어 프로펠러와 프론트 프로펠러로 구성되는 이중반전 프로펠러; 상기 리어 프로펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 프론트 프로펠러를 회전시키는 반전회전장치; 후단부가 상기 리어 프로펠러에 결합되고, 전단부가 동력원의 구동축에 결합되는 일체형의 내축; 및 후단부가 상기 프론트 프로펠러에 결합되고 전단부가 상기 반전회전장치에 연결되는 제1 외축과, 후단부가 상기 반전회전장치에 연결되고 전단부가 상기 구동축에 연결되는 제2 외축으로 구성되는 외축을 포함하되, 상기 반전회전장치는, 상기 제2 외축과 이물리도록 구성된 원통 웜기어를 구비하는 구동기어; 상기 제1 외축과 이물리도록 구성된 원통 웜기어를 구비하는 피동기어; 상기 피동기어 및 상기 구동기어와 서로 이물리는 반전기어를 구비하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 리어 프로펠러는, 상기 내축의 후단부에 억지끼움 방식으로 결합할 수 있다.

구체적으로, 상기 프론트 프로펠러는, 상기 제1 외축의 후단부와 제1 외축/프론트 프로펠러 연결용 플랜지에 의해 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 내축의 전단부는, 상기 구동축과 내축/구동축 연결용 플랜지에 의해 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 외축의 전단부와 상기 구동축 사이에는, 상기 구동축의 구동력 일부분을 상기 외축에 전달하는 엘라스틱 커플링이 장착될 수 있다.

구체적으로, 상기 엘라스틱 커플링은, 상기 제2 외축의 전단부와 제2 외축/엘라스틱 커플링 연결용 플랜지에 의해 결합되고, 상기 구동축과 내축/구동축 연결용 플랜지에 의해 결합될 수 있다.

구체적으로, 상기 반전회전장치는, 상기 구동기어와 상기 피동기어를 지지하는 기어고정대를 포함하며, 상기 구동기어와 상기 피동기어는 서로 대면하도록 위치하고, 상기 반전기어와 상기 기어지지대도 서로 대면하도록 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 구동기어 및 상기 피동기어는 단부 일측이 스피로이드 기어타입으로 구성되며, 상기 반전기어는 베벨기어 타입으로 구성되고, 상기 기어고정대는 상기 구동기어와 상기 피동기어가 회전가능하게 지지되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 선박용 추진장치는, 반전회전장치를 선체 격벽 전방에 위치하여 내축 및 외축의 길이가 단축될 뿐만 아니라, 내축을 일체형으로 제작할 수 있어, 추진장치의 구조의 단순화, 추진장치의 무게 감소로 인한 선박 중량감소, 기관실 내부 공간의 증대, 축계의 신뢰성 확보, 설치경비 및 제조단가의 절감 등의 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 선박용 추진장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반전회전장치의 구성도이다.

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 종래 기술에 따른 이중반전 프로펠러를 탑재한 선박용 추진장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선박용 추진장치(100)는, 선체(102)의 후미에 설치되며, 내축(141)과 외축(142)을 동심상으로 배치하고, 내축(141)의 후단부에 리어 프로펠러(122)를 결합하고, 내축(141)의 전단부에 동력원(160)과 연결된 구동축(143)을 결합하고, 외축(142)의 후단부에 프론트 프로펠러(124)를 결합하고, 외축(142)의 전단부에 반전기어장치(144) 및 엘라스틱 커플링(elastic coupling; 145)을 설치하여, 내축(141)이 동력원(160)에 의해 회전 구동하고, 외축(142)이 내축(141)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전 구동하도록 구성된다. 여기서, 이중반전 프로펠러(120)는 리어 프로펠러(122)와 프론트 프로펠러(124)로 이루어지며, 축계(140)는 내축(141), 외축(142), 구동축(143), 반전기어장치(144), 엘라스틱 커플링(145)으로 이루어진다.

내축(141)은, 리어 프로펠러(122)로부터 동력원(160)의 구동축(143)까지 길게 연장됨에 따라, 후단부에 리어 프로펠러(122)가 결합되는 제1 내축(141a)과, 전단부에 구동축(143)이 결합되는 제2 내축(141b)으로 구성된다.

상기에서, 제1 내축(141a)의 전단부와 제2 내축(141b)의 후단부는 외축(142)의 내부에서 슬리브 커플링(sleeve coupling; 146)으로 연결되며, 제1 내축(141a)과 리어 프로펠러(122)는 억지끼움 방식으로 결합되며, 제2 내축(141b)과 구동축(143)은 제2 내축/구동축 연결용 플랜지(182)로 결합된다.

외축(142)은, 프론트 프로펠러(124)로부터 내축(141)의 동력을 외축(142)에 전달하는 엘라스틱 커플링(145)까지 길게 연장됨에 따라, 후단부에 프론트 프로펠러(124)가 결합되는 제1 외축(142a)과, 제1 및 제2 내축(141a, 141b)을 연결하는 슬리브 커플링(146) 부분에 형성되는 제1 중간축(142c)과, 전단부에 반전기어장치(144)가 연결되는 제2 중간축(142d)과, 후단부에 반전기어장치(144)가 연결되는 제2 외축(142b)으로 구성된다. 여기서 제1 중간축(142c)은, 상하분리형(split type) 구조이다.

상기에서, 제1 외축(142a)과 프론트 프로펠러(124)는 제1 외축/프론트 프로펠러 연결용 플랜지(181)로 결합되며, 제1 외축(142a)의 전단부와 제1 중간축(142c)의 후단부는 제1 외축/제1 중간축 연결용 플랜지(184)로 결합되며, 제1 중간축(142c)의 전단부와 제2 중간축(142d)의 후단부는 제1 중간축/제2 중간축 연결용 플랜지(185)로 결합되며, 제2 외축(142b)의 전단부와 엘라스틱 커플링(145)은 제2 외축/엘라스틱 커플링 연결용 플랜지(183)로 결합된다.

도면에서, 미설명부호 104는 선미 격벽이고, 미설명부호 150은 구동축(143)을 지지하는 지지대이다.

그러나 종래의 선박용 추진장치(100)는, 프론트 프로펠러와 리어 프로펠러 각각을 상반회전하도록 하는 반전기어장치가 선박의 선미 내부 공간에 구비되며 프론트 프로펠러와 중공외축으로 연결된다. 따라서, 가공비가 많이 소요되는 중공외축 길이를 짧게 하기 위하여 반전기어장치를 선미쪽으로 배치하여야 하나 선미로 갈수록 내부 공간이 좁아지는 선체구조와 반전기어장치의 크기로 인하여 프론트 프로펠러 가까이 배치하지 못하고 선수쪽으로 배치하게 되어 중공외축의 길이가 길어져 축 제작이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치의 측면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치의 평면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반전회전장치의 구성도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 추진장치(200)는, 이중반전 프로펠러(220), 축계(240), 동력원(260)을 포함하며, 선체(202)의 후미에 설치되어 동력원(260)에서 발생된 동력을 축계(240)에서 서로 다른 방향의 회전력으로 전환하여 이중반전 프로펠러(220)가 상호 반대로 회전하면서 추진력을 발생시키는 장치이다. 여기서 선체(202)의 후미라 함은 이중반전 프로펠러(220)가 설치된 축계(240)를 지지하기 위해 선체(202)로부터 후방을 향하여 유선형으로 돌출된 부분, 즉 스턴 보스(Stern boss)를 의미할 수 있다.

이중반전 프로펠러(220)는, 리어 프로펠러(222)와 프론트 프로펠러(224)를 포함하여 구성될 수 있으며, 프론트 프로펠러(224)로부터 유출되는 회전력을 프론트 프로펠러(224)와 반대 방향으로 회전하는 리어 프로펠러(222)로 회수하여 추진력으로 바꾸는 장치로서, 프로펠러의 추진력과 효율이 우수하며 토크 균형(torque balance)이 증가하여 선박 힐링 모멘트(heeling moment)가 적으며, 항로 직진성이 우수하고 진동과 소음 수준을 낮출 수 있는 것으로 알려져 있다.

리어 프로펠러(222)는, 후술할 프론트 프로펠러(224)로부터 후방으로 소정간격 이격된 위치의 후술할 내축(241)에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 후술할 내축(241)의 후단부에 고정되는 리어 프로펠러 허브(222a)와, 리어 프로펠러 허브(222a)의 외면에 마련된 복수의 날개(222b)를 포함할 수 있다. 리어 프로펠러(222)는, 리어 프로펠러 허브(222a)의 중심부에 형성된 축결합공이 후술할 내축(241)의 후단부 외면에 압입되어 내축(241)을 고정시키는 억지끼움 방식으로 결합될 수 있고, 후술할 동력원(260)에서 발생된 동력을 내축(241)을 통해 전달받아 회전 구동될 수 있다.

프론트 프로펠러(224)는, 리어 프로펠러(222)로부터 전방으로 소정간격 이격된 위치의 후술할 외축(242)에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 후술할 제1 외축(242a)의 후단부에 고정되며 내축(241)이 관통되는 프론트 프로펠러 허브(224a)와, 프론트 프로펠러 허브(224a)의 외면에 마련된 복수의 날개(224b)를 포함할 수 있다. 프론트 프로펠러(224)는, 제1 외축/프론트 프로펠러 연결용 플랜지(281)에 의해 후술할 제1 외축(242a)의 후단부와 결합될 수 있고, 후술할 동력원(260)에서 발생된 동력을 후술할 반전회전장치(244)와 외축(242)을 통해 전달받아 리어 프로펠러(222)와 반대 방향으로 회전 구동될 수 있다.

축계(240)는, 후술할 동력원(260)으로부터 동력을 전달받아 이중반전 프로펠러(220)를 회전 구동시키는 중간 매개체로서, 내축(241), 외축(242), 구동축(243), 반전회전장치(244), 엘라스틱 커플링(245)을 포함하여 구성될 수 있다.

내축(241)은, 리어 프로펠러(222)로부터 후술할 동력원(260)의 구동축(243)까지 일체형으로 제작될 수 있으며, 후단부에 리어 프로펠러(222)가 결합될 수 있고, 전단부에 구동축(243)이 결합될 수 있으며, 후술할 외축(242)의 내부에서 회전 가능하게 지지될 수 있다.

상기에서, 내축(241)이 리어 프로펠러 허브(222a)에 끼워지는 후단부는 후방으로 갈수록 외경이 축소되는 테이퍼 형상이며, 리어 프로펠러(222)와 억지끼움 방식으로 결합될 수 있으며, 내축(241)의 전단부는 구동력을 전달받을 수 있도록 내축/구동축 연결용 플랜지(282)에 의해 후술할 구동축(243)과 결합될 수 있다. 이러한 내축(241)은 후술할 구동축(243)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하여 리어 프로펠러(222)가 회전 구동되게 한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 내축(241)은, 기존의 내축(141)을 구성하는 분리형의 제1 및 제2 내축(141a, 141b)으로 이루어지는 것이 아니라 일체형이며, 이에 따라 기존의 제1 및 제2 외축(141a, 141b)을 연결하기 위한 슬리브 커플링(146)의 구성 역시 필요가 없게 된다. 슬리브 커플링(146)의 구성이 없어짐에 따라 이를 조립하기 위하여 분리하도록 설계된 제1 중간축(142c)이 불필요하게 되어 제작 및 설치경비의 절감은 물론, 내축(241)의 길이를 감소시키는 것이 가능하다.

외축(242)은, 프론트 프로펠러(224)로부터 내축(241) 또는 후술할 구동축(243)의 동력을 외축(242)에 전달하는 후술할 엘라스틱 커플링(245)까지 연장될 수 있으며, 내축(241)이 삽입될 수 있는 중공 형상의 제1 외축(242a)과 제2 외축(242b)으로 구성될 수 있다. 제1 외축(242a)은, 선체(202)의 후미를 관통하여 마련될 수 있다.

상기에서, 제1 외축(242a)의 후단부는 제1 외축/프론트 프로펠러 연결용 플랜지(281)에 의해 프론트 프로펠러(224)와 결합될 수 있고, 제1 외축(242a)의 전단부는 반전회전장치(244)와 연결될 수 있다. 제2 외축(242b)의 후단부는 반전회전장치(244)와 연결될 수 있고, 제2 외축(242b)의 전단부는 구동력을 전달받을 수 있도록 후술할 구동축(243)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 외축(242b)의 전단부와 후술할 구동축(243) 사이에는, 구동축(243)으로부터 공급되는 구동력을 외축(242)에 전달하는 후술할 엘라스틱 커플링(245)이 장착될 수 있으며, 이러한 엘라스틱 커플링(245)이 제2 외축/엘라스틱 커플링 연결용 플랜지(283)에 의해 제2 외축(242b)의 전단부와 결합되고, 내축/구동축 연결용 플랜지(282)에 의해 구동축(243)의 후단부와 결합될 수 있다. 이러한 제2 외축(242b)은 내축(241) 또는 후술할 구동축(243)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하고, 제1 외축(242a)은 반전회전장치(244)에 의해 제2 외축(242b)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하여 프론트 프로펠러(224)가 회전 구동되게 한다.

상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 외축(242)은, 기존의 외축(142)을 구성하는 요소 중에서 제1 및 제2 중간축(142c, 142d)이 필요 없으며, 이에 따라, 기존의 제1 외축/제1 중간축 연결용 플랜지(184) 및 제1 중간축/제2 중간축 연결용 플랜지(185)의 구성 역시 필요가 없게 된다. 이러한 구성이 없어짐에 따라 제작 및 설치경비의 절감은 물론, 외축(242)의 길이를 감소시키는 것이 가능하다.

구동축(243)은, 내축(241)과 외축(242)에 후술할 동력원(260)으로부터의 동력을 전달하는 역할을 수행할 수 있으며, 후단부가 내축/구동축 연결용 플랜지(282)에 의해 내축(241)의 전단부와 결합될 수 있고, 전단부가 동력원(260)에 연결될 수 있다. 구동축(243)은, 선체(202)에 고정설치되는 지지대(250)에 의해 안정되게 지지될 수 있다.

반전회전장치(244)는, 리어 프로펠러(222)의 회전 방향과 반대 방향으로 프론트 프로펠러(224)를 회전시키는 장치로서, 제1 외축(242a)의 전단부와 제2 외축(242b)의 후단부 사이에 장착될 수 있고, 선미 격벽(204) 전방에 위치하여 외축(242)의 일측면 또는 타측면에 배치될 수 있다. 반전회전장치(244)는, 반전기어를 사용할 경우 반전기어장치(Contra-Rotating Gear Box)라 할 수 있고, 본 실시예에서, 반전회전장치(244)는 원동축의 회전 방향을 반대 방향으로 전환하여 종동축에 전달하는 장치라 정의될 수 있다.

반전회전장치(244)는, 상기한 바와 같이 프론트 프로펠러(224)에 가까이 배치하여 기존의 내축(141)을 구성하는 제1 및 제2 외축(141a, 141b)을 연결하기 위한 슬리브 커플링(146)의 구성과, 기존의 외축(142)을 구성하는 제1 및 제2 중간축(142c, 142d)의 구성이 필요없도록 하고 있고, 본 실시예의 내축(241) 및 외축(242)의 길이를 감소시킬 수 있으며, 선미 격벽(204) 전방측에 용접 또는 볼트 체결에 의해 고정 위치시킬 수 있다.

반전회전장치(244)는, 제2 외축(242b)과 이물리는 구동기어(2441), 제1 외축(242a)과 이물리는 피동기어(2442), 구동기어(2441) 및 피동기어(2442)와 서로 이물리는 반전기어(2443) 및 구동기어(2441)와 피동기어(2442)를 지지하는 지지고정대(2444),로 구성될 수 있으며 구동기어(2441)와 피동기어(2442)는 서로 대면하도록 위치하고, 반전기어(2443)와 기어지지대(2444)도 서로 대면하도록 위치할 수 있다. 다만, 반전회전장치(244)의 구성은 이에 한정되지 않는다.

구동기어(2441)는 원통 웜기어 타입으로 구성될 수 있으며, 단부 일측에는 스피로이드 기어 타입으로 구성될 수 있다. 구동기어(2441)는 축계(240)를 중심으로 피동기어(2442)와 상호대응하도록 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 또한, 구동기어(2441)는 제2 외축(242b)과 이물리기 위해 피동기어(2442)보다 전방에 위치할 수 있다. 구동기어(2441)에 형성된 원통형 웜기어는 회전가능하도록 내축(241)과 동심원상으로 구성된 제2 외축(242b)에 맞물려 동력원(260)으로부터 전달되는 회전력을 제2 외축(242b)으로부터 전달받아 동일한 방향으로 회전할 수 있다.

피동기어(2442)는 원통 웜기어 타입으로 구성될 수 있으며, 단부 일측에는 스피로이드 기어 타입으로 구성될 수 있다. 피동기어(2442)는 축계(240)를 중심으로 구동기어(2441)와 상호대응하도록 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 또한, 피동기어(2442)는 제1 외축(242a)과 이물리기 위해 구동기어(2442)보다 후방에 위치할 수 있다. 피동기어(2442)에 형성된 원통형 웜기어는 제1 외축(242a)과 맞물려 반전기어(2443)로부터 전달받은 반전된 회전력을 프론트 프로펠러(224)에 전달할 수 있다.

반전기어(2443)는 축계(240)를 기준으로 좌측 또는 우측에 위치할 수 있으며, 베벨기어 타입으로 구성될 수 있다. 반전기어(2443)는 상부에서는 구동기어(2441)의 단부에 형성된 스피로이드 기어와 맞물려 구동기어(2441)로 전달되는 내축(241)의 회전력을 전달받을 수 있고, 반전기어(2443)의 하부에서는 피동기어(2442)의 단부에 형성된 스피로이드 기어와 맞물려 구동기어(2441)로부터 전달받은 회전력을 반전시켜 피동기어(2442)로 전달할 수 있다. 이러한 반전된 회전력을 전달받은 피동기어(2442)는 제1 외축(242a)으로 반전된 회전력을 전달할 수 있다.

기어고정대(2444)는 구동기어(2441)와 피동기어(2442)가 회전가능하게 지지되도록 구성될 수 있으며, 구동기어(2441)와 피동기어(2442)가 기어고정대(2444)를 관통하여 구성될 수 있다. 기어고정대(2444)는 내축(241)의 회전력을 반전하여 외축(242)에 제대로 전달하기 위해서 구동기어(2441)와 피동기어(2442)를 고정하는 역할을 한다.

상기와 같은 반전회전장치(244)의 구성에 의해서 내외축(241, 242)의 길이를 감소시킬 수 있음 물론 내축(241)을 일체형으로 제작할 수 있고, 외축(242)을 제1 및 제2 외축(242a, 242b)으로 제작할 수 있어, 축계(240)의 경량화와 함께 구조를 단순화시킬 수 있고, 기관실 내부공간을 더욱더 확보할 수 있고, 축계(240)의 신뢰성을 증대시킬 수 있고, 설치경비 및 제조단가의 절감을 통해 타사와의 생산 경쟁력을 높일 수 있다.

엘라스틱 커플링(245)은, 내축(241)과 외축(242)의 분리지점인 제2 외축/엘라스틱 커플링 연결용 플랜지(283)와 내축/구동축 연결용 플랜지(282) 사이에 장착될 수 있으며, 구동축(243)의 구동력 일부분을 외축(242)에 전달하고 구동에 의한 진동을 감쇄하는 기능을 수행할 수 있다.

동력원(260)은, 선체(202)의 내부에 설치될 수 있으며, 구동축(243)의 전단부에 연결되어, 축계(240)의 내외축(241, 242)을 통해 이중반전 프로펠러(220)의 추력을 발생시킬 수 있도록, 동력을 발생시키는, 예를 들어, 엔진, 모터, 터빈 등일 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 동력원(260)에서 발생된 동력을 서로 다른 방향의 회전력으로 전환하여 이중반전 프로펠러(220)를 회전시키는 중간 매개체인 축계(240)에서, 기존의 내축(141)을 이루는 제1 및 제2 내축(141a, 141b)을 연결하는 슬리브 커플링(146) 부분과, 기존의 외축(142)을 이루는 제1 및 제2 중간축(142c, 142d) 부분을 제작하지 않아, 반전회전장치(244)를 선미 격벽(204)에 직접 설치함으로써, 내외축(241, 242)의 길이를 감소시킬 수 있음 물론 내축(241)을 일체형으로 제작할 수 있고, 외축(242)을 제1 및 제2 외축(242a, 242b)으로 제작할 수 있어, 축계(240)의 경량화와 함께 구조를 단순화시킬 수 있고, 기관실 내부공간을 더욱더 확보할 수 있으며, 축계(240)의 신뢰성을 증대시킬 수 있고, 설치경비 및 제조단가의 절감을 통해 생산 경쟁력을 높일 수 있다.

이에 따라 본 실시예는, 기존 실시예의 취약점인 반전기어 위치가 프론트 프로펠러로부터 상대적으로 먼 위치에 존재하기 때문에 발생하는 내축과 외축의 길이가 길게 되는 문제를 해결하고, 내외축(141,142)의 형상이 복잡하고 연결부위가 많아져 구조적 취약점이 많고, 반전기어장치(144)로부터 선체의 후방으로 길게 연장된 중공의 외축(142)을 구비하기 때문에 선박에 장착할 때 내축(141)과 외축(142)의 중심을 정렬하여 설치하는 작업이 매우 어려운 종래의 문제를 모두 해결할 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.

100, 200: 선박용 추진장치 102, 202: 선체
104, 204: 선미 격벽 120, 220: 이중반전 프로펠러
122, 222: 리어 프로펠러 222a: 리어 프로펠러 허브
222b: 리어 프로펠러 날개 124, 224: 프론트 프로펠러
224a: 프론트 프로펠러 허브 224b: 프론트 프로펠러 날개
140, 240: 축계 141, 241: 내축
141a: 제1 내축 141b: 제2 내축
142, 242: 외축 142a, 242a: 제1 외축
142b, 242b: 제2 외축 142c: 제1 중간축
142d: 제2 중간축 143, 243: 구동축
144: 반전기어장치 244: 반전회전장치
2441: 구동기어 2442: 피동기어
2443: 반전기어 2444: 기어고정대
145, 245: 엘라스틱 커플링 146: 슬리브 커플링
150, 250: 지지대 160, 260: 동력원
181, 281: 제1 외축/프론트 프로펠러 연결용 플랜지
182: 제2 내축/구동축 연결용 플랜지
282: 내축/구동축 연결용 플랜지
183, 283: 제2 외축/엘라스틱 커플링 연결용 플랜지
184: 제1 외축/제1 중간축 연결용 플랜지
185: 제1 중간축/제2 중간축 연결용 플랜지

Claims

리어 프로펠러와 프론트 프로펠러로 구성되는 이중반전 프로펠러;
상기 리어 프로펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 상기 프론트 프로펠러를 회전시키는 반전회전장치;
후단부가 상기 리어 프로펠러에 결합되고, 전단부가 동력원의 구동축에 결합되는 일체형의 내축; 및
후단부가 상기 프론트 프로펠러에 결합되고 전단부가 상기 반전회전장치에 연결되는 제1 외축과, 후단부가 상기 반전회전장치에 연결되고 전단부가 상기 구동축에 연결되는 제2 외축으로 구성되는 외축을 포함하되,
상기 반전회전장치는,
상기 제2 외축과 이물리도록 구성된 원통 웜기어를 구비하는 구동기어;
상기 제1 외축과 이물리도록 구성된 원통 웜기어를 구비하는 피동기어;
상기 피동기어 및 상기 구동기어와 서로 이물리는 반전기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 1 항에 있어서, 상기 리어 프로펠러는,
상기 내축의 후단부에 억지끼움 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 1 항에 있어서, 상기 프론트 프로펠러는,
상기 제1 외축의 후단부와 제1 외축/프론트 프로펠러 연결용 플랜지에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 1 항에 있어서, 상기 내축의 전단부는,
상기 구동축과 내축/구동축 연결용 플랜지에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 외축의 전단부와 상기 구동축 사이에는,
상기 구동축의 구동력의 일부분을 상기 외축에 전달하는 엘라스틱 커플링이 장착되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 5 항에 있어서, 상기 엘라스틱 커플링은,
상기 제2 외축의 전단부와 제2 외축/엘라스틱 커플링 연결용 플랜지에 의해 결합되고,
상기 구동축과 내축/구동축 연결용 플랜지에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반전회전장치는,
상기 구동기어와 상기 피동기어를 지지하는 기어고정대를 포함하며,
상기 구동기어와 상기 피동기어는 서로 대면하도록 위치하고, 상기 반전기어와 상기 기어지지대도 서로 대면하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.
제 7 항에 있어서
상기 구동기어 및 상기 피동기어는 단부 일측이 스피로이드 기어타입으로 구성되며,
상기 반전기어는 베벨기어 타입으로 구성되고,
상기 기어고정대는 상기 구동기어와 상기 피동기어가 회전가능하게 지지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 추진장치.