KR20200114059A - 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치 - Google Patents

보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 선체 조향을 제어하는 스티어링모듈; 전단에 형성된 추진모터와 후단에 형성된 프로펠러에 의해 추진력을 제공하는 포드; 및 일정거리 이격된 한 쌍으로 구성되며, 상기 스티어링모듈과 상기 포드를 고정 결합시키고, 일단에 추진모듈이 형성된 다중 스트럿;을 포함하여서, 한쌍의 유선형 다중 스트럿에 의해 추진저항을 감소시켜 추진효율을 향상시키며, 스트럿 후단에 보조 프로펠러모듈 또는 워터젯을 배열하여 선회를 보조하여 선회성능을 향상시키고, 주 추진체와 연동하여 구동시켜 고속 추진성능을 향상시킬 수 있는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치를 개시한다.

Description

보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치{POD-TYPE PROPULSION APPARATUS HAVING MUTIPLE STRUT INSTALLED SUBSIDIARY PROPULSION MODULE}
본 발명은 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 스트럿에 의해 추진저항을 감소시켜 추진효율을 향상시키고, 스트럿 후단에 보조 추진체를 형성하여 선회성능과 추진성능을 향상시킬 수 있는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치에 관한 것이다.
선박의 자기위치제어(Dynamic Position, DP)시스템은 계류장치를 사용하지 않고, GPS에 의한 위치확인과 추진기의 사용을 통해 선박의 위치를 고정시킬 수 있다.
이와 같은 자기위치제어 시스템은 특정위치에 정지한 상태에서 해저시추작업을 실시할 수 있는 드릴쉽(drill ship) 또는 극지방에서 얼음을 깨뜨리면서 단독 운항이 가능한 쇄빙선(ice breaker)에 설치되어 활용된다.
예컨대, 자기위치제어시스템에 사용되는 추진기인 아지무스 스러스터(azimuth thruster) 또는 아지포드(azipod)는 프로펠러의 360° 전방위 선회가 가능하여, 자유롭게 추진, 역추진 또는 회전하여서, 셔틀 탱커(shuttle tanker), FPSO(Floating Production Storage Offloading), 극지운항 화물선 또는 여객선에 적용되고 있다.
한편, 이와 관련한 상용 포드형 추진기는, 추진력을 발생시키는 추진모듈과, 추진모듈의 회전방향을 전환하는 스티어링모듈과, 추진모듈과 스티어링모듈을 연결하는 스트럿으로 구성된다.
스트럿은 통상 단일 유선형 구조체로 형성되어 추진모듈과 스티어링모듈을 상호 결합시키는데, 이에 항해시, 스트럿의 두께로 인해 추진성능과 선회성능이 다소 저하되는 측면이 있다.
이에, 스트럿의 구조를 변경하고, 주 추진체이외에 추진모듈을 추가 구성하도록 스트럿을 활용할 필요성이 제기되었다.
한국 등록특허공보 제1290805호 (워터젯 타력장치를 구비한 선박, 2013.07.30) 한국 등록특허공보 제1195150호 (포드형 선박 추진 장치, 2012.10.29) 한국 공개실용신안공보 제2011-0003277호 (아지무스식 추진기를 가지는 선박, 2011.03.31)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 한쌍의 유선형 다중 스트럿에 의해 추진저항을 감소시켜 추진효율을 향상시키고, 스트럿 후단에 보조 프로펠러모듈 또는 워터젯을 배열하여 선회를 보조하여 선회성능을 향상시킬 수 있는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 선체 조향을 제어하는 스티어링모듈; 전단에 형성된 추진모터와 후단에 형성된 프로펠러에 의해 추진력을 제공하는 포드; 및 일정거리 이격된 한 쌍으로 구성되며, 상기 스티어링모듈과 상기 포드를 고정 결합시키고, 일단에 추진모듈이 형성된 다중 스트럿;을 포함하는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치를 제공한다.
한편, 상기 추진모듈은 보조 추진모터와 보조 프로펠러를 포함하는 보조 프로펠러 모듈로 구성되고, 상기 보조 프로펠러 모듈은 상기 다중 스트럿의 각 스트럿 후단에 길이방향으로 하나 이상 배열될 수 있다.
또한, 상기 추진모듈은, 상기 다중 스트럿의 각 스트럿의 전단에 형성된 해수유입구로부터 유입되는 해수를 임펠러의 고속회전에 의해 배출하는 고압펌프와, 상기 각 스트럿의 후단에 형성되어 해수를 고압토출하는 분사노즐을 포함하는 워터젯으로 구성되고, 상기 워터젯은 상기 각 스트럿 후단에 길이방향으로 하나 이상 배열될수 있다.
또한, 상기 각 스트럿의 한측면 또는 양측면에는 상기 보조 프로펠러의 길이방향 배열위치 또는 상기 분사노즐의 길이방향 배열위치에 상응하여 해수 유도홈이 수평방향으로 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 선체의 조타시 또는 상기 선체의 자기위치제어시, 상기 보조 프로펠러 또는 상기 고압펌프는 단독으로, 또는 상기 포드와 연동하여 구동할 수 있다.
또한, 상기 선체의 고속항해시, 상기 보조 프로펠러 또는 상기 고압펌프는 상기 포드와 연동하여 고속구동할 수 있다.
또한, 상기 보조 프로펠러 모듈 또는 상기 워터젯은 다수개가 배열되며 동일한 추진력 연동하여 구동할 수 있다.
또한, 상기 다중 스트럿의 각 스트럿은 유선형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 한쌍의 유선형 다중 스트럿에 의해 추진저항을 감소시켜 추진효율을 향상시키며, 결합강도와 내구성을 향상시키며, 스트럿 후단에 보조 프로펠러모듈 또는 워터젯을 배열하여 선회를 보조하여 선회성능을 향상시키고, 주 추진체와 연동하여 구동시켜 고속 추진성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 추진모듈의 예를 각각 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 변형예의 사사도 및 정면도를 각각 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 사시도를 나타낸 것이며, 도 2는 도 1의 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 추진모듈의 예를 각각 도시한 것이고, 도 3 및 도 4는 도 1의 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 변형예의 사사도 및 정면도를 각각 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치는, 전체적으로, 조향제어하는 스티어링모듈(110)과, 추진력을 제공하는 포드(120)와, 스티어링모듈(110)과 포드(120)를 결합시키고, 후단에 추진모듈(140)이 형성된 다중 스트럿(130)으로 구성되어, 추진저항을 감소시키고, 추진모듈(140)에 의해 조향성능 및 추진성능을 향상시키는 것을 요지로 한다.
우선, 스티어링모듈(110)은, 선체 조향을 제어하여 추진방향을 제어한다. 한편, 선미 내측에는 스티어링모듈(110)의 구동을 위한 유압을 공급하는 HPU(Hydraulic Power Unit)(미도시)와, 스티어링모듈(110)로 윤활유를 중력에 의해 공급하는 중력탱크(gravity tank)(미도시)와, 스티어링모듈(110) 및 포드(120)를 공냉식 또는 수냉식으로 냉각하는 냉각모듈(미도시)이 형성된다.
다음, 포드(120)는 전단에 형성된 추진모터(미도시)와 후단에 형성된 프로펠러(121)에 의해 추진력을 제공한다.
다음, 다중 스트럿(130)은, 포드(120) 중심선을 기준으로 일정거리 이격된 한 쌍으로 구성되고, 각각 유선형상으로 형성되어 스티어링모듈(110)과 포드(120)를 상호 고정 결합시켜서, 단일 스트럿 구조에 비해, 유선형의 이중 스트럿 구조로 인해 얇고 날렵한 형상으로 구현하여, 개별 스트럿(130)의 두께가 감소하더라도 결합강도와 내구성을 향상시키면서 추진저항을 감소시켜 추진효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 포드(120)의 주 추진체에 추가하여, 보조추진체인 추진모듈(140)이 다중 스트럿(130)의 후단에 형성되어서, 추가적인 추진력을 제공할수 있다.
예컨대, 추진모듈(140)은, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 보조 추진모터(미도시)와 보조 프로펠러(141)를 포함하는 보조 프로펠러모듈(140A)로 구성되고, 보조 프로펠러모듈(140A)은 각 스트럿(130) 후단에 길이방향으로 다수 배열될 수 있다.
또는, 추진모듈(140)은, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 스트럿(130)의 전단에 형성된 해수유입구(142)로부터 유입되는 해수를 임펠러(미도시)의 고속회전에 의해 배출하는 고압펌프(미도시)와, 스트럿(130)의 후단에 형성되어 해수를 고압토출하는 분사노즐(143)을 포함하는 워터젯(140B)으로 구성되고, 워터젯은 스트럿(130) 후단에 길이방향으로 다수 배열될수 있다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 스트럿(130)의 한측면 또는 양측면 모두에는, 보조 프로펠러(141)의 수직(길이방향) 배열위치 또는 분사노즐(143)의 수직(길이방향) 배열위치에 상응하여 해수 유도홈(131)이 수평방향으로 연장되어 각각 형성되어서, 추진시, 해수유입구(142)로의 해수 유입을 가속화하여 해수가 스트럿(130) 양측면을 상대적으로 신속하게 통과하도록 유도하고 스트럿(130)의 양력을 증가시켜서, 추진저항을 감소시킬 수도 있다.
한편, 선체의 작은 각도 범위 조타시 또는 선체의 자기위치제어시(DP:Dynamic Position), 보조 프로펠러(141) 또는 고압펌프는 단독으로, 또는 주 추진체인 포드와 연동하여 구동하여서, 선체의 선회를 보조하여 선회에 따른 추진에너지소비를 저감시킬 수 있다.
또한, 고속항해시, 보조 프로펠러(141) 또는 고압펌프는, 주 추진체인 포드와 연동하여 고속구동하여서, 추진출력을 증가시킬 수 있다.
또한, 각 스트럿(130)에 배열된 다수의 보조 프로펠러모듈(140A) 또는 다수의 워터젯(140B)은 동일한 추진력으로 연동하여 구동하도록 하여, 균일한 추진력을 제공하도록 할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치의 구성에 의해서, 한쌍의 유선형 다중 스트럿에 의해 추진저항을 감소시켜 추진효율을 향상시키며, 결합강도와 내구성을 향상시키며, 스트럿 후단에 보조 프로펠러모듈 또는 워터젯을 배열하여 선회를 보조하여 선회성능을 향상시키고, 주 추진체와 연동하여 구동시켜 고속 추진성능을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 스티어링모듈 120 : 포드
121 : 프로펠러 130 : 다중 스트럿
131 : 해수 유도홈 140 : 추진모듈
140A : 보조 프로펠러모듈 140B : 워터젯
141 : 보조 프로펠러 142 : 해수유입구
143 : 분사노즐

Claims (8)

  1. 선체 조향을 제어하는 스티어링모듈;
    전단에 형성된 추진모터와 후단에 형성된 프로펠러에 의해 추진력을 제공하는 포드; 및
    일정거리 이격된 한 쌍으로 구성되며, 상기 스티어링모듈과 상기 포드를 고정 결합시키고, 일단에 추진모듈이 형성된 다중 스트럿;을 포함하는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추진모듈은 보조 추진모터와 보조 프로펠러를 포함하는 보조 프로펠러 모듈로 구성되고, 상기 보조 프로펠러 모듈은 상기 다중 스트럿의 각 스트럿 후단에 길이방향으로 하나 이상 배열되는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 추진모듈은, 상기 다중 스트럿의 각 스트럿의 전단에 형성된 해수유입구로부터 유입되는 해수를 임펠러의 고속회전에 의해 배출하는 고압펌프와, 상기 각 스트럿의 후단에 형성되어 해수를 고압토출하는 분사노즐을 포함하는 워터젯으로 구성되고, 상기 워터젯은 상기 각 스트럿 후단에 길이방향으로 하나 이상 배열되는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 각 스트럿의 한측면 또는 양측면에는 상기 보조 프로펠러의 길이방향 배열위치 또는 상기 분사노즐의 길이방향 배열위치에 상응하여 해수 유도홈이 수평방향으로 각각 형성되는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 선체의 조타시 또는 상기 선체의 자기위치제어시, 상기 보조 프로펠러 또는 상기 고압펌프는 단독으로, 또는 상기 포드와 연동하여 구동하는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 선체의 고속항해시, 상기 보조 프로펠러 또는 상기 고압펌프는 상기 포드와 연동하여 고속구동하는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 보조 프로펠러 모듈 또는 상기 워터젯은 다수개가 배열되며 동일한 추진력으로 연동하여 구동하는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 스트럿의 각 스트럿은 유선형상으로 형성되는, 보조추진체가 설치된 다중 스트럿을 구비한 포드형 선박추진장치.
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