KR20190101773A - Wind-propelled function provided ship - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a ship having a wind propulsion function. In the present invention, a hull (10) of a ship (1) has a smoke stack (20) extending vertically from the hull (10). The outer circumferential surface of the smoke stack (20) has a stator (30) having a tubular shape. A rotor (40) having the internal diameter greater than the outer diameter of the stator (30) is rotatably fitted on the outer circumferential surface of the stator (30). The rotor (40) serves to provide propulsion due to pressure difference while being rotated by a power transmission member (60). A friction reducing member (60) is provided between the stator (30) and the rotor (40) to allow the rotor (40) to be rotated smoothly. According to the present invention having such a configuration, the present invention can be applied to the conventional smoke stack without installing a separate rotor using the Magnus effect on the hull of the ship, thereby increasing space efficiency and reducing installation costs.

Description

풍력추진 기능이 구비된 선박{Wind-propelled function provided ship}Wind-propelled function provided ship}

본 발명은 풍력추진 기능이 구비된 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바람에 의한 추진력을 얻을 수 있도록 굴뚝이 회전 가능하게 구성되는 풍력추진 기능이 구비된 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship having a wind propulsion function, and more particularly to a ship having a wind propulsion function is configured to be rotatable chimney so as to obtain a propulsion force by the wind.

최근에는 화물선과 같은 대형 선박의 연비를 향상시키기 위해 화물선의 상부에 마그누스 로터(magnus rotor)를 설치하여 바람을 이용한 추력(推力)을 얻는 연구가 활발하다. In recent years, studies have been made to obtain a thrust using wind by installing a magnus rotor on the upper part of a cargo ship to improve fuel efficiency of a large ship such as a cargo ship.

마그누스 로터는 마그누스 효과(magnus effect)를 이용한 것으로, 마그누스 효과란 자신의 축을 중심으로 회전하고 그 축에 수직하게 유입 유동을 받는 실린더에서 그 축과 유입 유동 방향에 수직한 힘, 즉, 횡력(transverse force)이 발생하는 것을 말한다. Magnus rotors use the Magnus effect, which is a force perpendicular to its axis and the direction of inflow, ie transverse, in a cylinder that rotates about its axis and receives an inflow perpendicular to that axis. force).

이러한 마그누스 로터는 US 4,602,584호에 개시되어 있다. 종축 둘레로 회전하는 원형 실린더는, 실린더의 종축에 수직으로 흐르는 공기류에 위치될 때의 양력, 즉, 공기 층류(laminar air flow)에 위치될 때 날개에 의해 발생되는 양력과 매우 유사한 것을 만들 수 있다는 것이 오래전에 알려졌다. 이러한 양력은 독일의 과학자인 Heinrich Gustav Magunus가 1853년에 이러한 현상을 처음 발견한 후에 명명됐다.Such Magnus rotors are disclosed in US Pat. No. 4,602,584. A circular cylinder that rotates around its longitudinal axis can produce something very similar to the lift generated by the airflow perpendicular to the longitudinal axis of the cylinder, ie the lift generated by the wing when located in the laminar air flow. It was known long ago. This lift was named after German scientist Heinrich Gustav Magunus first discovered this phenomenon in 1853.

마그누스 효과는 Anton Flettner가 1924년에 선박을 추진하기 위해 처음 적용하였다. Flettner는 언급된 양력을 이용하여 선박을 추진하기 위해, 선박의 갑판에서부터 수직으로 세운 긴 실린더 구조를 사용하였다(이 구조는 "플레트너-로터(Flettner-rotor)"라고 부름). 종래의 돛에 대한 장점은, 약간 대향하여 비교적 바람직하지 못한 풍향에 대해 예각으로 선박이 항해할 수 있다는 점이다. 추가적으로, 플레트너-로터는 연료로 운행되는 선박의 추진을 보충함으로써, 선박의 연료 소모를 감소시킬 수 있다.The Magnus effect was first applied by Anton Flettner in 1924 to propel a ship. Flettner used a long cylinder structure, erected vertically from the deck of the ship, to propel the ship with the mentioned lift (this structure is called "Flettner-rotor"). The advantage over conventional sails is that the ship can sail at an acute angle against a slightly unfavorable wind direction. In addition, the flatner-rotor can reduce the fuel consumption of the vessel by supplementing the propulsion of the fueled vessel.

이러한 마그누스 로터는 대형 선박에 설치되는 경우 일반적으로 복수 개로 설치된다. 이때, 선박의 균형을 위해 분산되어 설치되므로 선박 상부의 공간을 많이 차지하게 되어 공간 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.These Magnus rotors are generally installed in plural when installed in large ships. At this time, since it is distributed and installed for the balance of the ship, it takes up a lot of space on the top of the ship, there is a problem that the space efficiency is low.

따라서 마그누스 효과를 이용할 수 있는 것과 동시에 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 장치가 요구된다.Therefore, there is a need for a device capable of utilizing the Magnus effect and at the same time improving the space efficiency.

본 발명 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 굴뚝 외주면에 압력차에 의한 추진력을 제공하는 고정자 및 회전자를 설치하여 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 풍력추진 기능이 구비된 선박을 제공하는 것이다.The present invention has been invented to improve the above problems, the problem to be solved by the present invention, the wind propulsion function to improve the space efficiency by installing a stator and a rotor to provide a propulsion force by the pressure difference on the chimney outer peripheral surface It is to provide a vessel equipped with this.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problem of the present invention is not limited to those mentioned above, another technical problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박에 따르면, 선체로부터 수직방향으로 연장되는 굴뚝이 구비되는 선박에 있어서, 상기 굴뚝의 외주면에 설치되는 관체형의 고정자와; 상기 고정자의 외경보다 큰 내경을 가지도록 형성되어 상기 고정자의 외주면에 회전가능하게 끼워지고, 동력에 의해 회전하면서 압력차에 의한 추진력을 제공하는 관체형의 회전자; 상기 회전자가 회전할 수 있도록 상기 고정자와 회전자 사이에 구비되는 마찰저감부재; 그리고 상기 회전자가 회전할 수 있도록 상기 회전자에 동력을 전달하는 동력전달부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to the ship with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention to achieve the above object, in a ship provided with a chimney extending in the vertical direction from the hull, the tubular stator is installed on the outer peripheral surface of the chimney Wow; A tubular rotor formed to have an inner diameter larger than the outer diameter of the stator to be rotatably fitted to an outer circumferential surface of the stator, and to provide a propulsion force by a pressure difference while rotating by power; A friction reducing member provided between the stator and the rotor to rotate the rotor; And a power transmission member for transmitting power to the rotor so that the rotor can rotate.

상기 마찰저감부재는 상기 고정자와 회전자 사이에 상기 고정자의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되는 볼베어링인 것을 특징으로 한다.The friction reducing member may be a ball bearing provided between at least one of the stator and the rotor along the longitudinal direction of the stator.

상기 동력전달부재는, 상기 회전자의 외주면 하단부에 설치되어 상기 회전자와 함께 회전하는 링 형상의 웜 휠(Worm wheel)과, 상기 웜 휠과 맞물려 상기 웜 휠을 회전시키는 웜(Worm), 상기 웜의 중심과 결합되어 상기 웜에 회전력을 전달하는 모터축이 구비되는 모터, 그리고 상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The power transmission member is installed at a lower end of the outer circumferential surface of the rotor, a ring-shaped worm wheel (Worm wheel) that rotates with the rotor, the worm (Worm) to rotate the worm wheel in engagement with the worm wheel, the It is characterized in that it comprises a motor coupled to the center of the worm is provided with a motor shaft for transmitting a rotational force to the worm, and a controller electrically connected to the motor to control the operation of the motor.

한편, 상기 동력전달부재는, 상기 회전자의 외주면 하단부에 설치되어 상기 회전자와 함께 회전하는 벨트와, 상기 벨트의 일측에 걸어져 상기 벨트를 회전시키는 구동롤러, 상기 구동롤러의 중심과 결합되어 상기 구동롤러에 회전력을 전달하는 모터축이 구비되는 모터, 그리고 상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the power transmission member is installed in the lower end of the outer peripheral surface of the rotor and the belt to rotate with the rotor, the driving roller to be rotated on one side of the belt to rotate the belt, combined with the center of the driving roller And a motor having a motor shaft for transmitting rotational force to the drive roller, and a controller electrically connected to the motor to control the operation of the motor.

상기 회전자의 외주면에는 유선형으로 돌출 형성되어 공기의 유동을 안내하는 다수 개의 블레이드가 설치되는 것을 특징으로 한다.The outer circumferential surface of the rotor is characterized in that a plurality of blades are formed to protrude in a streamline to guide the flow of air.

상기 굴뚝의 양단 중 적어도 일단에는 상기 회전자 및 고정자의 이탈을 방지하도록 상기 고정자의 내경보다 작은 내경을 갖고, 상기 회전자의 외경보다 큰 외경을 갖는 플랜지가 구비되는 것을 특징으로 한다.At least one end of the chimney has a flange having an inner diameter smaller than the inner diameter of the stator and having an outer diameter larger than the outer diameter of the rotor to prevent separation of the rotor and the stator.

상기 굴뚝은 사각관체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The chimney is characterized in that formed in a square tube shape.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박에 따르면, 굴뚝 외주면에 압력차에 의한 추진력을 제공하는 고정자 및 회전자를 설치하였다. 따라서, 선박의 선체에 별도의 마그누스 효과를 이용한 로터를 설치할 필요가 없이 기존에 설치된 굴뚝에 적용할 수 있으므로, 공간 효율성이 향상될 뿐만 아니라 설치 비용도 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the ship equipped with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention, a stator and a rotor are provided on the chimney outer circumferential surface to provide propulsion force by the pressure difference. Therefore, it is possible to apply to the existing chimney without installing a rotor using a separate Magnus effect on the hull of the ship, there is an effect that not only improves the space efficiency but also reduces the installation cost.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 일부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 일부 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 일부 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블레이드의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 블레이드의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴뚝의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 일부 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a ship provided with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the ship with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a part of the configuration of the ship with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a part of the configuration of the ship with a wind propulsion function according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing the configuration of a blade according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing the configuration of a blade according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view schematically illustrating a configuration of a chimney according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view schematically illustrating some components of a ship provided with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art may easily implement the present invention.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present invention by omitting unnecessary description.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted or schematically illustrated. In addition, the size of each component does not fully reflect the actual size. The same or corresponding components in each drawing are given the same reference numerals.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 일부 구성이 단면도로 도시되어 있다.1 is a perspective view showing the configuration of a ship with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of a portion of the ship with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention Is shown.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박(1)의 외관 및 구성은 선체(10)에 의해 형성된다. 상기 선체(10)는 수상 영역(12)과 수중 영역(14)으로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the appearance and configuration of the vessel 1 are formed by the hull 10. The hull 10 consists of an aquatic region 12 and an underwater region 14.

상기 선체(10)에는 데크(deck)(16)가 구비된다. 상기 데크(16)에는 항해하는 선원이나 승객들을 위한 생활 또는 객실공간(예컨데, 숙박실, 식당, 휴게실 등) 이나, 운항공간(예컨데, 선박 조타실, 선박 엔진실)이 형성된다.The hull 10 is provided with a deck (16). The deck 16 is provided with a living or cabin space (eg, lodging, dining room, rest room, etc.) or a navigation space (eg, a ship steering room, a ship engine room) for sailors or passengers sailing.

또한, 상기 선체(10)에는 선박(1)이 추진되는 동력을 발생시키도록 구비되는 엔진이 설치되는 엔진룸(미도시)이 구비된다. 상기 엔진룸은 통상 선체(10)의 하부 측에 구비된다.In addition, the hull 10 is provided with an engine room (not shown) in which an engine is installed to generate power for propulsion of the ship 1. The engine room is usually provided on the lower side of the hull 10.

상기 엔진룸의 상부에는 굴뚝(funnel)(20)이 설치된다. 상기 굴뚝(20)은 선박(1)의 운항 중에 엔진의 구동에 의해 발생되는 각종 배기가스를 외부로 매출시킴으로써, 해당 배기가스에 의한 선체(10)의 오염을 미리 차단하는 역할을 수행한다.A chimney (funnel) 20 is installed in the upper portion of the engine room. The chimney 20 serves to block pollution of the hull 10 by the exhaust gas in advance by selling various exhaust gases generated by the driving of the engine to the outside during the operation of the ship 1.

본 실시예에서, 상기 굴뚝(20)은 관체형으로, 상기 선체(10)로부터 수직방향으로 연장되어 형성된다. 일반적으로 굴뚝(20)은 높이가 높을수록 배출 효율도 좋기 때문에 약 15m 이상의 높이를 가지며, 직경은 3.2m 이상으로 형성되나, 입항하는 항구의 제한 높이와 선실꼭대기의 레이더 탐지각도에 걸리지 않기 위해 높이를 제한해 설계된다. In the present embodiment, the chimney 20 is tubular, is formed extending from the hull 10 in the vertical direction. In general, the chimney 20 has a height of about 15 m or more because the higher the efficiency is better discharge efficiency, the diameter is formed to 3.2 m or more, but the height so as not to be caught by the limited height of the port entering and the radar detection angle of the cabin top It is designed to restrict.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 굴뚝(20)의 양단 중 적어도 일단에는 플랜지(22)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 플랜지(22)는 상기 굴뚝(20)의 일단에 형성된다. 상기 플랜지(22)는 아래에서 설명될 고정자(30)의 내경보다 작은 내경을 갖고, 아래에서 설명될 회전자(40)의 외경보다 큰 외경을 갖도록 형성된다. 상기 플랜지(22)는 고정자(30) 및 회전자(40)의 이탈을 방지하도록 하기 위한 것이다.As shown in FIG. 2, a flange 22 may be formed at at least one end of both ends of the chimney 20. In this embodiment, the flange 22 is formed at one end of the chimney 20. The flange 22 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the stator 30 to be described below, and is formed to have an outer diameter larger than the outer diameter of the rotor 40 to be described below. The flange 22 is to prevent the departure of the stator 30 and the rotor 40.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 굴뚝(20)의 외주면에는 고정자(30)가 설치된다. 상기 고정자(30)는 관체형으로 형성된다. 상기 고정자(30)는 아래에서 설명될 회전자(40)가 결합되는 부분이다.On the other hand, as shown in Figure 2, the stator 30 is installed on the outer peripheral surface of the chimney (20). The stator 30 is formed in a tubular shape. The stator 30 is a part to which the rotor 40 to be described below is coupled.

상기 고정자(30)에는 회전자(40)가 회전가능하게 끼워진다. 상기 회전자(40)는 관체형으로, 상기 고정자(30)의 외경보다 큰 내경을 가지도록 형성된다. 상기 회전자(40)는 아래에서 설명될 동력전달부재(60)에 의해 회전하면서 압력차에 의한 추진력을 제공하는 역할을 한다. 상기 회전자(40)의 동작 설명은 아래에서 보다 자세히 설명한다.The rotor 40 is rotatably fitted to the stator 30. The rotor 40 is tubular, and is formed to have an inner diameter larger than the outer diameter of the stator 30. The rotor 40 serves to provide a driving force by the pressure difference while rotating by the power transmission member 60 to be described below. Operation of the rotor 40 will be described in more detail below.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고정자(30)와 회전자(40) 사이에는 마찰저감부재(50)가 구비된다. 본 실시예에서, 상기 마찰저감부재(50)는 볼 베어링으로, 상기 회전자(40)가 원활하게 회전되도록 하는 역할을 한다. As shown in FIG. 2, a friction reducing member 50 is provided between the stator 30 and the rotor 40. In this embodiment, the friction reducing member 50 is a ball bearing, and serves to smoothly rotate the rotor 40.

본 실시예에서, 상기 마찰저감부재(50)는 볼 베어링이지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마찰저감부재는, 상기 회전자(40)의 내주면 및 상기 고정자(30)의 외주면을 따라 서로 같은 극의 띠 형 자석(미도시)이 결합되어 상기 회전자(40)와 고정자(30)가 밀착되지 않고 유격이 형성되도록 자기부상수단을 적용할 수도 있고, 롤러 또는 윤할유를 적용할 수도 있다.In this embodiment, the friction reducing member 50 is a ball bearing, but is not necessarily limited thereto. For example, the friction reducing member is coupled to the same band-shaped magnet (not shown) along the inner circumferential surface of the rotor 40 and the outer circumferential surface of the stator 30, so that the rotor 40 and the stator ( It is also possible to apply the magnetic levitation means so that the clearance is formed without being in close contact with 30), or roller or lubricant oil may be applied.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(40)가 회전할 수 있도록 상기 회전자(40)의 일측에는 동력전달부재(60)가 설치된다. 상기 동력전달부재(60)는 상기 회전자(40)에 동력을 전달하는 역할을 한다.On the other hand, as shown in Figure 3, the power transmission member 60 is installed on one side of the rotor 40 so that the rotor 40 can rotate. The power transmission member 60 serves to transmit power to the rotor 40.

본 실시예에서, 상기 동력전달부재(60)에는 상기 회전자(40)의 외주면 하단부에 설치되어 상기 회전자(40)와 함께 회전하는 링 형상의 웜 휠(Worm Wheel)(62)과, 상기 웜 휠(62)과 맞물려 상기 웜 휠(62)을 회전시키는 웜(Worm)(64)이 구비된다. In the present embodiment, the power transmission member 60 is installed in the lower end of the outer peripheral surface of the rotor 40 and a ring-shaped worm wheel (Worm Wheel) 62 that rotates with the rotor 40, and the A worm 64 is provided to engage the worm wheel 62 to rotate the worm wheel 62.

상기 웜(64)의 중심에는 모터(M)에 구비되는 모터축(66)이 결합된다. 상기 모터(M)는 상기 웜(64)에 회전력을 전달하는 역할을 한다.The center of the worm 64 is coupled to the motor shaft 66 provided in the motor (M). The motor M serves to transmit rotational force to the worm 64.

상기 모터(M)에는 컨트롤러(미도시)가 전기적으로 연결된다. 상기 컨트롤러는 상기 모터(M)의 작동을 제어하는 역할을 한다. A controller (not shown) is electrically connected to the motor M. The controller serves to control the operation of the motor (M).

본 실시예에서, 상기 동력전달부재(60)에는 웜휠(62)과 훰(Worm)이 구비되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 동력전달부재(70)에는 상기 회전자(40)의 외주면 하단부에 설치되어 상기 회전자(40)와 함께 회전하는 벨트(72)와, 상기 벨트(72)의 일측에 걸어져 상기 벨트(62)를 회전시키는 구동롤러(74)가 구비될 수 있다.In this embodiment, the power transmission member 60 is provided with a worm wheel 62 and the worm (Worm), but is not necessarily limited thereto. For example, as shown in FIG. 4, the power transmission member 70 is provided at a lower end of the outer circumferential surface of the rotor 40 and rotates together with the rotor 40, and the belt ( A driving roller 74 for rotating the belt 62 may be provided on one side of the 72.

상기 구동롤러(74)의 중심에는 모터(M')에 구비되는 모터축(76)이 결합된다. 상기 모터(M')는 상기 구동롤러(74)에 회전력을 전달하는 역할을 한다. At the center of the driving roller 74 is coupled a motor shaft 76 provided in the motor (M '). The motor M 'serves to transmit rotational force to the drive roller 74.

상기 모터(M')에는 컨트롤러(미도시)가 전기적으로 연결된다. 상기 컨트롤러는 상기 모터(M)의 작동을 제어하는 역할을 한다.A controller (not shown) is electrically connected to the motor M '. The controller serves to control the operation of the motor (M).

이와 같이, 상기 동력전달부재를 이루는 구성은 통상적으로 본 발명이 속하는 분야에서 사용되는 임의의 구성이 채택될 수 있다.As such, the configuration constituting the power transmission member may be generally any configuration used in the field to which the present invention belongs.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(40)의 외주면에는 다수 개의 블레이드(80)가 설치될 수 있다. 상기 블레이드(80)는 유선형으로 돌출형성되어, 공기의 유동을 안내하는 역할을 한다. 또한, 상기 블레이드(80)는 상기 회전자(40)와 함께 회전되면서 상기 회전자(40)가 보다 원활하게 회전하도록 도와주는 역할도 한다. On the other hand, as shown in Figure 5, a plurality of blades 80 may be installed on the outer peripheral surface of the rotor 40. The blade 80 protrudes in a streamlined shape, and serves to guide the flow of air. In addition, the blade 80 rotates together with the rotor 40 and also serves to help the rotor 40 rotate more smoothly.

그리고 상기 블레이드(80)는 모두 일정한 간격으로 상기 회전자(40)의 외주면에 설치되는 것이 바람직하다. 이는 상기 블레이드(80)의 회전의 원심력이 고르게 작용하게 되어, 한쪽으로 편심력이 작용하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 안정적인 회전운동이 가능하게 된다.And all of the blades 80 are preferably installed on the outer peripheral surface of the rotor 40 at regular intervals. This makes the centrifugal force of the rotation of the blade 80 evenly acting, thereby preventing the eccentric force from acting on one side, thus enabling a stable rotational movement.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 블레이드(80')의 외주면에는 복수 개의 소용돌이 형상의 홈(82)이 형성될 수 있다. 이는 상기 블레이드(80')의 외주면에 부딪히는 공기에 와류를 발생시킬 때 이 와류가 공기윤활제처럼 작용하여 상기 블레이드(80')의 외면에 일어나는 공기의 마찰 저항을 줄여주는 역할을 하게 된다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 6, a plurality of spiral grooves 82 may be formed on the outer circumferential surface of the blade 80 ′. This vortex acts as an air lubricant when air is generated in the air hitting the outer circumferential surface of the blade 80 ', thereby reducing the frictional resistance of the air occurring on the outer surface of the blade 80'.

상기 회전자(40)와 마주보는 상기 블레이드(80')의 내주면에는 복수 개의 원뿔 형상의 돌기(84)가 형성될 수 있다. 이는 상기 블레이드(80')의 내주면에 충돌한 공기가 상기 돌기(84)에 의해 와류로 형성되면서 분해되어 신속히 빠져나갈 수 있도록 하기 위한 것이다.A plurality of conical protrusions 84 may be formed on the inner circumferential surface of the blade 80 ′ facing the rotor 40. This is to allow the air collided with the inner circumferential surface of the blade 80 'to form a vortex by the protrusion 84 to be disassembled and quickly escaped.

한편, 본 실시에에서는 굴뚝(20)이 관체형으로 형성되만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 굴뚝(20')은 사각관체형으로 형성될 수도 있다. On the other hand, in the present embodiment, the chimney 20 is formed in a tubular shape, but is not necessarily limited thereto. For example, as illustrated in FIG. 7, the chimney 20 ′ may be formed in a square tube shape.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력추진 기능이 구비된 선박의 동작을 도 1 및 도 8을 참고하여 설명한다.Next, the operation of the ship with a wind propulsion function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 8.

도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전자(40)가 시계 방향, 즉, 화살표 A 방향으로 회전하는 상태에서, 바람이 화살표 B 방향으로 상기 회전자(40)에 부딪히고, 상기 회전자(40)에 힘이 인가된다. 이하, 그러한 힘을 풍력으로서 또는 약자 Fw로서 지칭하기로 한다.1 and 8, with the rotor 40 rotating clockwise, i.e. in the direction of arrow A, wind impinges on the rotor 40 in the direction of arrow B, and the rotation Force is applied to the electron 40. Hereinafter, such a force will be referred to as wind power or abbreviated Fw.

이와 같이 되면, 마그누스 효과에 의거하여 화살표 C 방향으로 힘이 발생한다. 이하, 그러한 힘을 마그누스 힘 또는 약자 Fm으로서 지칭하기로 한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 벡터 Fm은 벡터 Fw와 직교하여 연장된다.In this case, a force is generated in the direction of the arrow C based on the Magnus effect. Hereinafter, such a force will be referred to as Magnus force or the abbreviation Fm. That is, as shown in Fig. 8, the vector Fm extends orthogonal to the vector Fw.

따라서, 화살표 C 방향으로 힘이 발생하므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 선박(1)은 C 방향으로 항해할 때 같은 방향의 추진력을 얻게 되는 것이다. 이때, 바람 및 선박(1)의 항해 방향에 따라서 상기 회전자(40)의 회전 방향은 시계 반대 방향으로 회전될 수 있다.Therefore, since the force is generated in the direction of the arrow C, as shown in Figure 1, the vessel 1 is to obtain the driving force in the same direction when sailing in the C direction. At this time, the rotation direction of the rotor 40 may be rotated counterclockwise according to the wind and the navigation direction of the vessel (1).

이와 같이, 상기 선박(1)의 선체(10)에 별도의 마그누스 효과를 이용한 로터를 설치할 필요가 없이 기존에 설치된 굴뚝(20)에 적용할 수 있으므로, 공간 효율성이 향상될 뿐만 아니라 설치 비용도 줄일 수 있는 효과가 있다.In this way, since it can be applied to the existing chimney 20 without the need to install a rotor using a separate Magnus effect on the hull 10 of the vessel (1), space efficiency is improved and installation costs are also reduced. It can be effective.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, in the present specification and drawings have been described with respect to preferred embodiments of the present invention, although specific terms are used, it is merely used in a general sense to easily explain the technical details of the present invention and to help the understanding of the invention, It is not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

1: 선박 10: 선체
12: 수상영역 14: 수중영역
20: 굴뚝 30: 고정자
40: 회전자 50: 마찰저감부재
60: 동력전달부재 62: 웜 휠
64: 웜 66: 모터축
80: 블레이드 M: 모터1: Ship 10: Hull
12: water zone 14: underwater zone
20: chimney 30: stator
40: rotor 50: friction reducing member
60: power transmission member 62: worm wheel
64: worm 66: motor shaft
80: blade M: motor

Claims (7)

선체로부터 수직방향으로 연장되는 굴뚝이 구비되는 선박에 있어서,
상기 굴뚝의 외주면에 설치되는 관체형의 고정자와;
상기 고정자의 외경보다 큰 내경을 가지도록 형성되어 상기 고정자의 외주면에 회전가능하게 끼워지고, 동력에 의해 회전하면서 압력차에 의한 추진력을 제공하는 관체형의 회전자;
상기 회전자가 회전할 수 있도록 상기 고정자와 회전자 사이에 구비되는 마찰저감부재; 그리고
상기 회전자가 회전할 수 있도록 상기 회전자에 동력을 전달하는 동력전달부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.
In a ship provided with a chimney extending in the vertical direction from the hull,
A tubular stator installed on an outer circumferential surface of the chimney;
A tubular rotor formed to have an inner diameter larger than the outer diameter of the stator to be rotatably fitted to an outer circumferential surface of the stator, and to provide a propulsion force by a pressure difference while rotating by power;
A friction reducing member provided between the stator and the rotor to rotate the rotor; And
Ship having a wind propulsion function, characterized in that consisting of a power transmission member for transmitting power to the rotor so that the rotor can rotate.
제 1항에 있어서,
상기 마찰저감부재는 상기 고정자와 회전자 사이에 상기 고정자의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 구비되는 볼베어링인 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.
The method of claim 1,
The friction reducing member is a ship with a wind propulsion function, characterized in that at least one ball bearing is provided between the stator and the rotor in the longitudinal direction of the stator.
제 1항에 있어서,
상기 동력전달부재는,
상기 회전자의 외주면 하단부에 설치되어 상기 회전자와 함께 회전하는 링 형상의 웜 휠(Worm wheel)과,
상기 웜 휠과 맞물려 상기 웜 휠을 회전시키는 웜(Worm),
상기 웜의 중심과 결합되어 상기 웜에 회전력을 전달하는 모터축이 구비되는 모터, 그리고
상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.
The method of claim 1,
The power transmission member,
A ring-shaped worm wheel (Worm wheel) installed in the lower end of the outer peripheral surface of the rotor and rotates with the rotor,
A worm that engages with the worm wheel to rotate the worm wheel;
A motor having a motor shaft coupled to the center of the worm to transmit rotational force to the worm; and
And a controller electrically connected with the motor to control the operation of the motor.
제 1항에 있어서,
상기 동력전달부재는,
상기 회전자의 외주면 하단부에 설치되어 상기 회전자와 함께 회전하는 벨트와,
상기 벨트의 일측에 걸어져 상기 벨트를 회전시키는 구동롤러,
상기 구동롤러의 중심과 결합되어 상기 구동롤러에 회전력을 전달하는 모터축이 구비되는 모터, 그리고
상기 모터와 전기적으로 연결되어 상기 모터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.
The method of claim 1,
The power transmission member,
A belt installed at a lower end of the outer circumferential surface of the rotor and rotating together with the rotor;
A driving roller which is hooked on one side of the belt to rotate the belt;
A motor having a motor shaft coupled to the center of the driving roller and transmitting a rotational force to the driving roller;
And a controller electrically connected with the motor to control the operation of the motor.
제 1항에 있어서,
상기 회전자의 외주면에는 유선형으로 돌출 형성되어 공기의 유동을 안내하는 다수 개의 블레이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.
The method of claim 1,
Ship having a wind propulsion function, characterized in that the outer circumferential surface of the rotor is formed in a streamlined protruding manner is installed a plurality of blades for guiding the flow of air.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 굴뚝의 양단 중 적어도 일단에는 상기 회전자 및 고정자의 이탈을 방지하도록 상기 고정자의 내경보다 작은 내경을 갖고, 상기 회전자의 외경보다 큰 외경을 갖는 플랜지가 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.
The method according to any one of claims 1 to 5,
At least one end of both chimneys of the chimney to prevent the separation of the rotor and the stator has an inner diameter smaller than the inner diameter of the stator, the wind propulsion function, characterized in that provided with a flange having an outer diameter larger than the outer diameter of the rotor Equipped ships.
제 6항에 있어서,
상기 굴뚝은 사각관체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍력추진 기능이 구비된 선박.The method of claim 6,
The chimney is a vessel having a wind propulsion function, characterized in that formed in a square tube shape.
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