KR20180055455A - Propulsion apparatus - Google Patents

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KR20180055455A
KR20180055455A KR1020160153333A KR20160153333A KR20180055455A KR 20180055455 A KR20180055455 A KR 20180055455A KR 1020160153333 A KR1020160153333 A KR 1020160153333A KR 20160153333 A KR20160153333 A KR 20160153333A KR 20180055455 A KR20180055455 A KR 20180055455A
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이태구
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed is a propulsion apparatus. The propulsion apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: a divergent hub disposed at the front of a rudder bulb, and having a cross-sectional area increasing to the back; a plurality of main blades radially coupled to the hub; and a plurality of subsidiary blades radially coupled to the hub from the front of the main blades.

Description

추진 장치{Propulsion apparatus}[0001]

본 발명은 추진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a propulsion device.

대부분의 선박은 프로펠러에 의해 추진된다. 즉, 선체 선미 하부에 장착된 프로펠러가 회전하면 추진력이 발생하고, 이러한 추진력에 의해 선박은 항주할 수 있게 된다.Most ships are propelled by propellers. In other words, when the propeller mounted on the lower part of the ship's stern rotates, propulsive force is generated, and by this propulsive force, the ship can be suspended.

즉, 추진장치는 허브의 외주 부에 복수의 프로펠러가 구비되고, 프로펠러가 회전하는 것에 의해 양력을 발생하여, 그 양력이 샤프트 방향의 추진력으로 작용하여 추진력을 얻는 것이다.That is, the propelling device is provided with a plurality of propellers on the outer periphery of the hub, generates a lift force by rotating the propeller, and the lift force acts as a propulsion force in the shaft direction, thereby obtaining propulsion.

최근 에너지 절감을 위해 추진효율향상 기술이 개발되고 있다. 이러한 기술 중 하나로 러더 벌브는 프로펠러 후류의 유동을 개선하여 추진효율을 향상시킨다.Recently, propulsion efficiency improvement technology is being developed for energy saving. One such technique is the rudder bulb, which improves propeller efficiency by improving the propeller wake flow.

그러나 프로펠러 허브와 러더 벌브의 직경차이로 인해 유동 교란이 발생하고 러더 벌브 측 저항이 증가하여 추진효율 향상율이 감소하게 된다.However, due to the difference in diameters of the propeller hub and the rudder bulb, flow disturbance occurs and the resistance of the rudder bulb increases, thereby reducing the propulsion efficiency improvement rate.

본 발명의 실시예는, 추진효율이 향상되도록 구성된 추진장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a propulsion device configured to improve propulsion efficiency.

본 발명의 일 측면에 따르면, 러더 벌브의 전방에 배치되고, 후방으로 갈수록 단면적이 증가하는 발산 형상의 허브; 상기 허브에 방사상으로 결합되는 복수의 주 날개; 및 상기 복수의 주 날개 전방에서 상기 허브에 방사상으로 결합되는 복수의 보조 날개를 포함하는, 추진 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hub comprising: a hub having a diverging shape disposed in front of a rudder bulb and having a cross sectional area increasing toward the rear; A plurality of main blades radially coupled to the hub; And a plurality of auxiliary vanes radially coupled to the hub in front of the plurality of main vanes.

상기 허브의 후단면의 직경은 상기 러더 벌브의 최대 직경보다 작을 수 있다.The diameter of the rear end face of the hub may be smaller than the maximum diameter of the rudder bulb.

상기 보조 날개는 상기 주 날개와 동일한 피치각을 가질 수 있다.The auxiliary wing may have the same pitch angle as the main wing.

상기 복수의 보조 날개는, 상기 복수의 주 날개가 발산 형태의 허브에 결합됨으로써 발생되는 추력 손실을 보상하는 보조 추력을 발생시키는 표면적을 가질 수 있다.The plurality of auxiliary blades may have a surface area that generates an auxiliary thrust force to compensate for thrust loss caused by coupling the plurality of main blades to the diverging hub.

상기 허브의 후단부에는 상기 보조 날개의 팁부에서 발생된 와류를 제거하기 위한 와류 제거 수단이 형성될 수 있다.A vortex removing means for removing the vortex generated at the tip portion of the auxiliary vane may be formed at the rear end of the hub.

상기 와류 제거 수단은, 상기 허브의 후단부에 부착된 와류 제거 플레이트 또는 상기 허브의 후단부에 형성된 와류 제거 홈을 포함할 수 있다.The vortex removing means may include a vortex removing plate attached to a rear end of the hub or a vortex removing groove formed at a rear end of the hub.

본 발명의 실시예에 따르면, 허브를 후방으로 갈수록 단면적이 증가하는 발산 형상으로 제작하여 허브를 통과한 후류에 의해 러더 벌브에 작용하는 저항을 감소시키고, 발산 형상의 허브에 결합된 주 날개의 전방에 보조 날개를 배치하여 주 날개의 추력 손실을 보상함으로써, 추진 효율이 향상될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the hub is made to have a divergent shape increasing in cross-sectional area as it goes backward, reducing the resistance acting on the rudder bulb by the wake passing through the hub, The propulsion efficiency can be improved by arranging the auxiliary wing in the main wing by compensating the thrust loss of the main wing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 보조 날개의 위치에 대한 일 변형례를 나타내는 도면이고,
도 3은 전체적으로 동일한 단면적을 가지는 허브에 주 날개가 결합된 구조를 나타내는 도면이고,
도 4는 후방으로 갈수록 단면적이 증가하는 발산 형상의 허브에 주 날개가 결합된 구조를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 장치를 나타내는 도면이고,
도 6은 도 5에 도시된 와류 제거 수단의 다른 예를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a propulsion device according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a view showing a modification of the position of the auxiliary vane shown in Fig. 1,
FIG. 3 is a view showing a structure in which a main blade is coupled to a hub having a generally same cross-sectional area,
4 is a view showing a structure in which a main blade is coupled to a hub having a divergent shape whose cross-sectional area increases toward the rear,
5 is a view showing a propulsion device according to another embodiment of the present invention,
6 is a view showing another example of the vortex removing means shown in Fig.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 장치를 나타내는 도면이다. 도 1에서 볼 때 오른쪽이 선박 또는 추진 장치의 전방을 의미한다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 추진 장치(100)는 허브(110)와, 주 날개(130)와, 보조 날개(150)를 포함한다.1 is a view of a propulsion device according to an embodiment of the present invention. The right side in Fig. 1 means the front of the ship or propulsion system. Referring to FIG. 1, the propulsion device 100 according to the present embodiment includes a hub 110, a main blade 130, and an auxiliary blade 150.

허브(110)는 러더(30)의 전방측에 형성된 러더 벌브(50)의 전방에 배치된다. 허브(110)는 후방으로 갈수록 단면적이 증가하는 발산 형상을 가진다.The hub 110 is disposed in front of the rudder bulb 50 formed on the front side of the rudder 30. The hub 110 has a diverging shape in which the cross-sectional area increases toward the rear.

허브(110)의 후단면의 직경(DH)은 러더 벌브(50)의 최대 직경(DB)보다 작다. 예컨대, 허브(110)의 후단면의 직경(DH)은 러더 벌브(50)의 최대 직경(DB)의 80% 이상 95% 이하일 수 있다.The diameter D H of the rear end face of the hub 110 is smaller than the maximum diameter D B of the rudder bulb 50. For example, the diameter D H of the rear end surface of the hub 110 may be 80% or more and 95% or less of the maximum diameter D B of the rudder bulb 50.

허브(110)의 각 단면 형상은 동일하고, 그 크기만 후방으로 갈수록 증가할 수 있다. 이때, 허브(110)의 각 단면의 단면적은 후방을 갈수록 선형적으로 변할 수 있다. 이 경우, 유동은 후방으로 선형적으로 경사진 허브(110)의 외측면을 따라 러더 벌브(50) 측으로 자연스럽게 흘러 정류될 수 있고, 이에 따라 러더 벌브(50)에 작용하는 저항이 효과적으로 저감되고 추진 효율이 향상될 수 있다.The sectional shapes of the hubs 110 are the same, and only the size thereof can be increased toward the rear. At this time, the cross-sectional area of each cross section of the hub 110 may change linearly toward the rear. In this case, the flow can flow smoothly to the side of the rudder bulb 50 along the outer side of the linearly inclined hub 110 rearward, and thereby the resistance acting on the rudder bulb 50 is effectively reduced, The efficiency can be improved.

허브(110)는 원형 단면을 가질 수 있다. 허브(110)는 박용 기관(미도시)과 연결된 샤프트(미도시)의 후단부에 고정 결합될 수 있다. 허브(110)는 회전 중심축(CL)을 중심으로 회전한다.The hub 110 may have a circular cross-section. The hub 110 may be fixedly coupled to the rear end of a shaft (not shown) connected to a balancing organs (not shown). The hub 110 rotates about the rotation center axis C L.

주 날개(130)는 허브(110)에 결합된다. 주 날개(130)는 복수로 제공되고, 복수의 주 날개(130)는 허브(110)에 방사상으로 결합된다. 주 날개(130)는 소정의 피치각을 갖도록 허브(110)에 결합될 수 있다. 주 날개(130)는 허브(110)에 고정되거나 피치각 조절 가능하도록 회전 가능하게 결합될 수 있다.The main wing 130 is coupled to the hub 110. The main wing 130 is provided in a plurality and the plurality of main wings 130 are radially coupled to the hub 110. [ The main wing 130 may be coupled to the hub 110 to have a predetermined pitch angle. The main wing 130 can be fixed to the hub 110 or rotatably coupled to be adjustable in pitch angle.

보조 날개(150)는 허브(110)에 결합된다. 보조 날개(150)는 복수로 제공된다. 복수의 보조 날개(150)는 주 날개(130)의 전방에서 허브(110)에 방사상으로 결합된다.The auxiliary wing (150) is coupled to the hub (110). The auxiliary vane 150 is provided in plural. A plurality of auxiliary wings (150) are radially coupled to the hub (110) in front of the main wing (130).

보조 날개(150)는 발산 형상의 허브(110)에 결합된 주 날개(130)의 루트부에서 발생되는 추력 손실을 만회한다. 발산 형상의 허브(110)에 결합된 주 날개(130)의 루트부에서 추력 손실이 발생되는 이유에 대해 후술한다.The auxiliary blade 150 compensates for the thrust loss generated in the root portion of the main blade 130 coupled to the diverging hub 110. [ The reason why the thrust loss is generated at the root portion of the main blade 130 coupled to the diverging hub 110 will be described later.

보조 날개(150)는 주 날개(130)와 동일한 피치각을 가질 수 있다. 이 경우, 보조 날개(150)와 주 날개(130)를 지나는 유동이 동일한 방향성을 가지게 된다.The auxiliary wing 150 may have the same pitch angle as the main wing 130. [ In this case, the flow passing through the auxiliary vane 150 and the main vane 130 has the same directionality.

예컨대, 보조 날개(150)는 도 1과 같이 주 날개(130)는 다른 피치 라인(P1, P2) 상에 배치될 수 있다.For example, the auxiliary vane 150 may be disposed on another pitch line P 1 , P 2 , as shown in FIG.

또는 보조 날개(150)는 도 2와 같이 주 날개(130)와 동일한 피치 라인(P3) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 보조 날개(150)와 주 날개(130)가 정렬되어 보조 날개(150)를 지난 유동이 주 날개(130)로 부드럽고 자연스럽게 유입될 수 있다. 참고로, 도 2는 도 1에 도시된 보조 날개의 위치에 대한 일 변형례를 나타내는 도면이다.Or the auxiliary vane 150 may be disposed on the same pitch line P 3 as the main vane 130 as shown in FIG. In this case, the auxiliary vane 150 and the main vane 130 are aligned, and the flow passing through the auxiliary vane 150 can smoothly and smoothly flow into the main vane 130. 2 is a view showing a modification of the position of the auxiliary vane shown in Fig.

도 3은 전체적으로 동일한 단면적을 가지는 허브에 주 날개가 결합된 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 후방으로 갈수록 단면적이 증가하는 발산 형상의 허브에 주 날개가 결합된 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a structure in which a main blade is coupled to a hub having the same cross-sectional area as a whole, and FIG. 4 is a view showing a structure in which a main blade is coupled to a hub having a divergent shape with a cross-

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 추진 장치(도 1의 100)에서 주 날개(도 1의 130)의 루트부에서 추력 손실이 발생되는 이유를 설명한다. 참고로, 도 3과 도 4에서 허브(110, 210)의 회전 중심축(CL)으로부터 주 날개(130, 230)의 끝단까지의 거리는 동일한 것으로 가정하고, 허브(110)의 전단면은 동일한 형상 및 크기를 갖는 것으로 가정한다. 그리고 도 3의 구조를 '케이스 A'라 하고, 도 4에 도시된 구조를 '케이스 B'라 지칭한다.3 and 4, the reason why the thrust loss is generated at the root portion of the main blade (130 in FIG. 1) in the propulsion device (100 in FIG. 1) according to the present embodiment will be described. 3 and 4, it is assumed that distances from the rotation center axis C L of the hubs 110 and 210 to the ends of the main blades 130 and 230 are the same, and the front end surface of the hub 110 is the same Shape, and size. 3 is referred to as 'Case A', and the structure shown in FIG. 4 is referred to as 'Case B'.

케이스 A와 케이스 B를 비교하면,By comparing case A with case B,

케이스 B의 주 날개(130)의 길이는 케이스 A의 주 날개(230)의 길이에 비해 도 4에 K로 표시된 부분만큼 짧다. 달리 표현하면 케이스 B의 주 날개(130)의 루트부의 길이는 케이스 A의 주 날개(230)의 루트부의 길이에 비해 도 4에 K로 표시된 부분만큼 짧다.The length of the main wing 130 of the case B is shorter than the length of the main wing 230 of the case A by K as shown in Fig. In other words, the length of the root of the main wing 130 of the case B is shorter than the length of the root of the main wing 230 of the case A as shown by K in Fig.

다른 측면에서, 케이스 B의 주 날개(130)의 표면적은 케이스 A의 주 날개(230)의 표면적에 비해 도 4에 K로 표시된 부분만큼 작다.The surface area of the main wing 130 of the case B is smaller than the surface area of the main wing 230 of the case A by the portion indicated by K in Fig.

위와 같은 구조적 차이로 인해, 케이스 B의 주 날개(130)에서 발생되는 추력은 케이스 A의 주 날개(230)에서 발생되는 추력에 비해 상대적으로 작다.Because of the above structural difference, the thrust generated in the main blade 130 of the case B is relatively small compared to the thrust generated in the main blade 230 of the case A.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 추력 장치는 발산 형상의 허브(110)에 주 날개(130)가 결합됨으로써, 도 3의 케이스 A와 같은 구조에 비해 주 날개(130)의 루트부에서 추력 손실이 발생한다. 이러한 주 날개(130)의 루트부에서 발생된 추력 손실을 보상하기 위해 보조 날개(150)가 사용된다.Referring to FIG. 1, in the thrust device according to the present embodiment, the main blade 130 is coupled to the diverging hub 110, so that compared to the case A of FIG. 3, A thrust loss occurs. An auxiliary wing 150 is used to compensate for the thrust loss generated at the root of this main wing 130.

본 실시예에서, 복수의 보조 날개(150)는 복수의 주 날개(130)가 발산 형태의 허브(110)에 결합됨으로써 발생되는 추력 손실을 보상하기 위한 보조 추력을 발생시키는 표면적을 가질 수 있다.In this embodiment, the plurality of auxiliary blades 150 may have a surface area that generates an auxiliary thrust force to compensate for thrust loss caused by the plurality of main blades 130 being coupled to the diverging hub 110.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 장치를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 추진 장치(100')는 허브(110)와, 주 날개(130)와, 보조 날개(150)를 포함한다.5 is a view illustrating a propulsion device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the propulsion device 100 'according to the present embodiment includes a hub 110, a main blade 130, and an auxiliary blade 150.

본 실시예에서 허브(110)의 후단부에는 보조 날개(150)의 팁부에서 발생된 와류를 제거하기 위한 와류 제거 수단(170)이 형성된다.The vortex removing means 170 is formed at the rear end of the hub 110 in order to remove vortex generated in the tip portion of the auxiliary vane 150 in this embodiment.

일례로, 와류 제거 수단(170)은 도 5와 같이 허브(110)의 후단부에 부착된 와류 제거 플레이트(171)를 포함한다. 보조 날개(150)의 팁부에서 발생된 와류는 후방으로 이동하면서 와류 제거 플레이트(171)와 충돌하여 제거된다.As an example, the vortex removing means 170 includes a vortex removing plate 171 attached to the rear end of the hub 110, as shown in Fig. The vortex generated at the tip portion of the auxiliary vane 150 collides with the vortex removing plate 171 while being moved backward and is removed.

와류 제거 플레이트(171)는 보조 날개(150)의 피치 라인(P3) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 보조 날개(150)의 팁부에서 발생된 와류는 피치 라인(P3)을 따라 후방으로 이동하면서 와류 제거 플레이트(171)와 효과적으로 충돌하여 제거될 수 있다.The vortex removing plate 171 may be disposed on the pitch line P 3 of the auxiliary vane 150. In this case, the vortex generated at the tip of the auxiliary vane 150 can be effectively removed and collided with the vortex eliminator plate 171 while moving backward along the pitch line P 3 .

다른 예로, 와류 제거 수단(170)은 도 6과 같이 허브(110)의 후단부에 형성된 와류 제거 홈(173)을 포함한다. 참고로 도 6은 도 5에 도시된 와류 제거 수단의 다른 예를 나타내는 도면이다. 보조 날개(150)의 팁부에서 발생된 와류는 후방으로 이동하면서 와류 제거 홈(173)의 내측벽과 충돌하여 제거된다.As another example, the vortex removing means 170 includes a vortex removing groove 173 formed at the rear end of the hub 110 as shown in Fig. 6 is a view showing another example of the vortex removing means shown in Fig. The vortex generated at the tip of the auxiliary vane 150 collides with the inner wall of the vortex elimination groove 173 while being moved backward and is removed.

와류 제거 홈(173)은 보조 날개(150)의 피치 라인 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 보조 날개(150)의 팁부에서 발생된 와류는 피치 라인(P3)을 따라 후방으로 이동하면서 와류 제거 홈(173)과 효과적으로 충돌하여 제거될 수 있다.The vortex removing groove 173 may be disposed on the pitch line of the auxiliary vane 150. In this case, the vortex generated at the tip of the auxiliary vane 150 can be effectively removed and collided with the vortex removing groove 173 while moving backward along the pitch line P 3 .

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 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 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 : 추진 장치
110 : 허브
130 : 주 날개
150 :; 보조 날개
170 : 와류 제거 수단100: Propulsion device
110: Hub
130: Main wing
150:; Auxiliary wing
170: vortex removing means

Claims (6)

러더 벌브의 전방에 배치되고, 후방으로 갈수록 단면적이 증가하는 발산 형상의 허브;
상기 허브에 방사상으로 결합되는 복수의 주 날개; 및
상기 복수의 주 날개 전방에서 상기 허브에 방사상으로 결합되는 복수의 보조 날개를 포함하는, 추진 장치.A hub having a diverging shape disposed in front of the rudder bulb and having a cross sectional area increasing toward the rear;
A plurality of main blades radially coupled to the hub; And
And a plurality of auxiliary blades radially coupled to the hub in front of the plurality of main blades. 제1항에 있어서,
상기 허브의 후단면의 직경은 상기 러더 벌브의 최대 직경보다 작은, 추진 장치.The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the rear section of the hub is less than the maximum diameter of the rudder bulb. 제1항에 있어서,
상기 보조 날개는 상기 주 날개와 동일한 피치각을 가지는, 추진 장치. The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary wing has the same pitch angle as the main wing. 제1항에 있어서,
상기 복수의 보조 날개는,
상기 복수의 주 날개가 발산 형태의 허브에 결합됨으로써 발생되는 추력 손실을 보상하는 보조 추력을 발생시키는 표면적을 가지는, 추진 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of auxiliary blades
And a surface area for generating an auxiliary thrust to compensate for thrust loss caused by the plurality of main blades coupled to the diverging hub. 제1항에 있어서,
상기 허브의 후단부에는 상기 보조 날개의 팁부에서 발생된 와류를 제거하기 위한 와류 제거 수단이 형성되는, 추진 장치.The method according to claim 1,
Wherein a vortex removing means is formed at the rear end of the hub for removing vortex generated at the tip of the auxiliary vane. 제1항에 있어서,
상기 와류 제거 수단은,
상기 허브의 후단부에 부착된 와류 제거 플레이트 또는 상기 허브의 후단부에 형성된 와류 제거 홈을 포함하는, 추진 장치.The method according to claim 1,
The vortex eliminating means comprises:
A vortex removing plate attached to a rear end of the hub or a vortex removing groove formed in a rear end of the hub.
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