KR20210038935A

KR20210038935A - 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치

Info

Publication number: KR20210038935A
Application number: KR1020217005857A
Authority: KR
Inventors: 에르네스토 베니니; 윌리엄 고보
Original assignee: 실런스 에스.피.에이.
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-04-08
Also published as: CU20210012A7; EP3604117A1; JP7368008B2; CA3066276A1; PE20211432A1; EP3604117B1; MX2021001210A; SA521421148B1; SG11202100873YA; BR112021002024A2; IL280545A; US20210309334A1; CA3066276C; AU2019283971A1; ZA202100635B; CN112512918A; HRP20201310T1; JP2021533022A; ES2815925T3; DK3604117T3

Abstract

해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치는, 유출 방향 VF에 따라 나셀(2)을 통해 유체의 흐름을 생성하기 위해 작동가능한 펌프(11)로 구성된 프로펠러(3)를 내부에 수용하기 위한, 나셀(2)을 포함한다. 나셀(2)은 다음을 포함한다: 유체의 국부 속도를 감속하고 압력을 상승하는 방식으로, 전술한 유출 방향 VF 에 따라 실질적으로 증가하는 통로 섹션을 갖는 전방 동적 흡입구(12)를 포함하며, 유체의 국부 속도 증가와 압력을 감소하는 방식으로, 유체의 유출 방향 VF 에서 실질적으로 감소하는 통로 섹션을 갖는 토출노즐(14)을 포함하는데, 토출노즐(14)의 출구에서 추진하는 추진력 제트(thrust jet)를 생성한다.

Description

해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치

본 출원은 독립 청구항 1항의 전제부에 따른 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치에 관한 것이다.

본 추진장치는 해양/선박용 제트 추진 시스템 분야에 삽입된다.

유리하게는, 본 추진장치는 고속 선박 어플리케이션(바람직하게는 30-40 노트 이상의 속도)에 적합하며, 예컨대 빠른 속도 스포츠/유람선 또는 상업용 보트에 사용되도록 의도된다.

알려진 바와 같이, 추진 분야에서는 프로펠러 추진 기술이 한동안 사용되었다. 이 기술은 일반적으로 프로펠러가 선박의 바닥 외부에 있고 프로펠러를 내연기관에 연결하는 기계적 트랜스미션 시스템에 의해 움직이는 선외 구성을 가진다. 이 추진 기술은 구조적 단순성 및 유연성 측면에서 중요한 잇점을 가지고 있더라도 달성 기능한 속도와 이에따라 추진 차축(propulsive axle) 단위당 파워 집중과 관련하여 깅한 제한을 갖는다. 이러한 제한 이유는 프로펠러가 덕트가 없는(unducted) 프로펠러(즉, 외부 환경으로부터 분리되는 케이싱을 갖지 않음)와 관련이 있고(tied to), 따라서 프로펠러 샤프트의 단위당 파워 측면에 있어서, 집중될 수 있는 최대 부하(maximum load)가 상대적으로 작다.

또한 비교적 최근에 도입되었음에도 불구하고, 해양 차량 분야에서 널리퍼진 것은 워터제트 추진 기술인데, 이는 주변 물을 펌핑하여 선박을 전진시키기(advancing) 위한 작용 및 반작용 원리를 실질적으로 활용한다.

현재 고속 선박/해양 차량 분야(즉, 항해 속도(navigation speeds)가 30-40 노트 이상)에서 보급된 워터제트 프로펠러는, 알려진 바와 같이, 소위 비스듬한 입구(oblique inlet)(또는 프러시 타입의 흡입구)를 지닌 타입이다.

전술한 워터제트 프로펠러는, 선상 구성으로, 즉 선박 바닥 내에 삽입되는데, 그 바닥에서 입구 섹션(종종 "흡입구 마우스" 또는 더 단순히 "마우스" 라고 함)으로부터 연장되어 흡입구 덕트가 만들어지며, 이는 보트의 선미/선미루에 근접하여 만들어지며, 그 다음에 토출 노즐(discharge nozzle)에 연결되는 펌프가 위치되는 섹션이 이어진다. 흡입구 덕트 내에, 또는 마우스로부터 더 적절한 거리에서, 펌프는 엔진(일반적으로 내연 엔진)에 연결되게 배치되어, 동일한 흡입구 덕트를 통해 물을 전송하기 위해 물을 가압하기 위해 엔진에 의해 작동되어 선박의 전진 추진(advancing thrust)을 생성하는 추진 효과를 야기한다.

알려진 타입의 선상 워터제트 프로펠러는, 비록 벌크 제약의 압박에서 보트가 자유롭더라도, 보트에 필요한 속도가 더 크고 빠를수록 추진 효율, 특정 추진 및 프로펠러의 캐비테이션 방지 마진의 레벨에 관련하여 제한을 받는다.

실제로, 선상 워터제트 프로펠러에서, 흡입구 덕트의 물 흐름은 덕트의 전체적인 매우 긴 길이에 의해 촉진되지 않으며, 덕트 차제에서 엄청난 수압 저하가 발생하여, 추진 효율에 상당히 부정적인 영향을 미친다.

선외 램 입구 프로펠러(outboard ram inlet propellers)가 알려져 있지만, 그럼에도 불구하고 높은 항해/향행 속도에서 사용하기 위한 고안된 것은 아니다. 보다 상세하게는, 알려진 타입의 후자 프로펠러는, 추진기(thruster)(선수((bow)-추진기, 아지무스-추진기)라고 알려지며 원통형 또는 절두원추형 덕트에서 하나 이상의 덕트형 프로펠러(ducted propellers)의 사용을 제공한다. 이러한 추진기 프로펠러(프로펠러가 기계적 구동 시스템과 전기적 시스템 모두에 의해 작동됨)는 항해/항행 속도를 20 노트 이상으로 보장하기 위해 충분한 추진력 집중(즉, 유체 유량 단위당 수행되는 추진력)을 허용하지 않으며, 따라서, 예칸대 항만 기동 작동용 또는 느린 항해/항행용과 같은 저속 추진용(20노트 미만)으로 하용하는데 적합하다. 전술한 프로펠러 추진기는, 어떤 형태를 취하는 것에 상관없이, 제트 프로펠러를 사용하지 않고 덕트형 프로펠러의 간단한 구성을 사용하기 때문에 기술적으로 워터제트 범주에 속할 수 없다.

따라서, 해양 차량 추진 분야에서, 정확한 설계 선택과 관련하여, 속도 및 추진력(propulsive power) 측면에서 성능을 향상시킬 수 있는 램 입구(ram inlet)를 지닌 선상 추진 시스템이 필요하다.

문헌 GB 759,500 에는 얕은 드래프트 선박용(shallow draft vessels)으로 알려진 추진 장치를 개시하는데, 이는 흡입구 구멍을 갖는 흡입구 카울과, 배출구 개구를 갖는 배출 카울이 제공된 중공 원통형 고정자(hollow cylindrical stator)를 포함한다. 또한 추진 장치는, 회전 블레이드가 제공되고, 고정자에 제공되어 전기 엔진에 연결되는 샤프트에 장착된 로터를 포함한다. GB 759,500에 개시된 추진 장치는 고속 어플레케이션에 적합하지 않지만, 예외적으로 저속 보트 또는 플랫 보트(평저선)을 위해 의도되는데, 왜냐하면 특히 고속에서 드러그 현상(drug phenomena)을 최소화하기 위한 적절한 유체역학적 구성(hydrodynamic configuration)이 부족하기 때문이다.

이러한 상황에서, 본 발명의 근저에 있는 문제는 높은 전진 속도를 보장할 수 있는 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치를 제공함으로써, 전술한 알려진 타입의 솔루션에 의해 분명히 나타나는 단점을 극복하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 높은 추진 효율 보장할 수 있는 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 캐비테이션 현상(cavitation phenomenon)과 관련된 문제를 방지할 수 있는 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 추가적인 목적은 작동 중에 전적으로 효율적이고 신뢰할 수 있는 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른, 고속 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치(1)는,

-유체역학적 형태를 지닌 하우징(4)을 포함하는 나셀(2),- 상기 하우징은 전방단부(5) 및 후방 단부(6) 사이에서 연장방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 전방단부(5)에 배치되는 입구 섹션(8) 및 후방단부(6)에 배치되는 대향하는 출구섹션(9) 사이에서 연장방향 X를 따라 연장되는 이송채널(7)이 제공되고, 상기 나셀(2)은 선박이 전진하고자 하는 유체 내에 침지되도록 선박의 외부 바닥에 연결되도록 의도 됨-

-하우징(4)의 이송채널(7) 내에 배치되며, 하우징(4)의 입구 섹션(8)에 대해 실질적으로 가로지르는 특정 전진 방향 V1 의 추진력을 결정하도록 작동가능한 프로펠러(3)를 포함하며,

-상기 프로펠러(3)는 입구 섹션(8)으로부터 출구 섹션(9)으로 가는 유출 방향 VF 에 따라 이송채널(7)을 통해서 유체의 흐름을 생성하도록 작동가능한 펌프(11)를 포함하며,

-상기 나셀(2)은;

하우징(4)의 적어도 하나의 전방 섹션(13)을 포함하는 동적 흡입구(12); -상기 전방 섹션(13)은, 입구 섹션(8) 및 펌프(11) 사이에서 연장 방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 동적 흡입구(12) 내에서 유체의 국부 속도의 감속 및 유체의 압력 상승을 야기하는 방식으로, 유출 방향 VF 에 따라 증가하는, 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가짐-

하우징(4)의 실질적으로 축-대칭인 후방 섹션(15)을 포함하는 토출노즐(14); -상기 후방 섹션(15)은, 펌프(11) 및 출구 섹션(9) 사이에서 연장 방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 토출노즐(14) 내에서 유체의 국부 속도 증가 및 유체의 압력 감소를 야기하는 방식으로, 유출 방향 VF 에서 감소하는, 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가짐-

하우징(4)의 중간 섹션(17)을 포함하는 중앙 바디(16); 를 포함하며, - 상기 중간 섹션(17)은 동적 흡입구(12) 및 토출노즐(14) 사이에서 연장 방향 X를 따라 연장되며, 펌프(11)를 내부에 수용하며, 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가지며, 연장 방향 X를 따라 일정한 면적을 가짐-

상기 동적 흡입구(12)의 전방 섹션(13)은, 나셀(2)의 입구 섹션(8)의 에지의 범위를 정하는 라운드진 형태의 립(27)에 의해 나셀(2)의 하우징(4)의 외부 표면에 연결되며,

펌프(11)의 임펠러(18)에는, 임펠러(18)의 반경의 함수(function of the radius)로써 증가하는, 코드가 증가하는 에어포일을 갖는 블레이드(19)가 제공된다.

본 발명의 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치는 높은 추진 효율 보장하고, 캐비테이션 현상과 관련된 문제를 방지하며, 작동 중에 효율적이고 신뢰할 수 있다.

전술한 목적에 따른 본 발명의 기술적 특징은, 아래에 보고된 청구항들의 내용에서 명확히 알 수 있으며 그 잇점은 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 아래의 상세 설명에 의해 보다 분명해질 것이며, 이는 본 발명의 단지 예시적이고 비-제한적인 몇몇 실시예를 나타낸다.
도1은, 허브를 지닌 타입의 특히 출구 고정자 가이드 베인 및 임펠러를 지닌 본 발명의 제1 실시예에 따른, 자오선 뷰(meridional view)에 따른 단면도에서 추진장치의 도식화된 묘사를 보여준다.
도2는 허부가 없는 타입의 출구 고정자 가이드 베인 및 임펠러를 지닌 본 발명의 제2 실시예에 따른, 자오선 뷰에 따른 단면도에서 추진장치의 도식화된 묘사를 보여준다.
도3은 허브를 지닌 타입의 특히 출구 고정자 가이드 베인이 없고 임펠러를 지닌 본 발명의 제3 실시예에 따른, 자오선 뷰에 따른 단면도에서 추진장치의 도식화된 묘사를 보여준다.
도4는 허브가 없는 타입의 특히 출구 고정자 가이드 베인이 없고 임펠러를 지닌 본 발명의 제4 실시예에 다른, 자오선 뷰에 따른 단면도에서 추진장치의 도식화된 묘사를 보여준다.

첨부된 도면을 참조하면, 참조도면 1은 본 발명의 목적인, 해양 차량용 선외 워터제트(outboard waterjet)를 지닌 추진장치를 전부 나타낸다.

특히, 본 추진장치(1)는, 선체(ship hull)의 바닥 외부에 추진장치(1)가 설치되어, 배가 진행하는 동안 물에 정면으로 부딪칠 수 있는 방식으로 전적으로 선외에 있는 구성을 이루도록 배치된다.

본 발명에 따르면, 추진장치(1)는 나셀(2,nacelle)(또한 기술 용어로 "셔틀"이라고도 함) 및 이러한 나셀(2) 내에 수용되는 프로펠러(3)를 포함한다.

보다 상세하게는, 나셀(2)은 바람직하게는 유체역학적 형태(특히, 실질적으로 관 형태)를 지닌 하우징(4)을 포함하며, 바람직하게는 전적으로 축방향으로 대칭이지는 않지만, 실질적으로 수평으로 배치되게끔 의도된 길이방향 축을 지닌다.

특히, 하우징(4)은 전방단부(5) 및 대향하는 후방단부(6) 사이에서 연장방향 X를 따라 축방향으로 연장되는데, 유리하게는 직선(rectilinear)이며, 바람직하게는 하우징(4) 자체의 길이방향 축과 일치한다.

또한, 나셀(2)의 하우징(4)에는, 하우징(4)의 전방단부(5)에 배치되는 입구 섹션(8) 및 하우징(4)의 후방단부(6)에 배치되는 대향하는 출구 섹션(9) 사이에서 전술한 연장방향 X를 따라 연장되는 이송채널(7,conveyance channel)이 제공된다.

나셀(2)은 선박 자체가 전진하고자하는 수역의 유체(특히, 액체) 내에 완전히 침지되는 방식으로, 선박 바닥의 외부에 연결되도록 의도된다.

특히 나셀(2)은, 당업자에 의해 그 자체로 알려진 방식으로, 예컨대 서포트 핀(10,support fin)에 의해 선박 바닥에 고정되도록 의도된다.

프로펠러(3)는 나셀(2)의 하우징(4)의 이송채널(7) 내에 배치되며 하우징(4)의 출구 섹션(9)으로부터 빠져나가는 유체의 제트를 생성하도록 작동가능할수 있어서, 반작용에 의해, 하우징(4)의 입구 섹션(8)에 대해 실질적으로 가로지르는 특정 전진 방향 V1의 추진력을 결정한다.

본 발명의 기반이 되는 아이디어에 따르면, 프로펠러(3)는 하우징(4)의 입구 섹션(8)(전방)으로부터 출구 섹션(9)(후방)으로 가는 유출 방향(outflow sense) VF 에 따라 하우징(4)의 이송채널(7)을 통해서 유체의 흐름을 생성하도록 작동할 수 있는 적어도 하나의 펌프(11)를 포함한다.

특히, 펌프(11)는 상당한 방식으로 유체를 가압하도록 배치되어, 펌프(11)의 업스트림에 있는 유체와 그 다운스트림의 유체 사이에 순 압력 상승 및 유한 압력 상승(net and finite pressure rise)을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 추진장치(1)의 나셀(2)은 하우징(4)의 입구 섹션(8)으로부터 나오는 유체를 받아들이도록 구성된 전방 동적 흡입구(12,dynamic intake)를 포함한다.

보다 상세하게는, 동적 흡입구(12,dynamic intake)는 하우징(4)의 전방 섹션(13)(바람직하게는 관형)을 포함하며, 상기 전방 섹션(13)은 하우징의 입구 섹션(8) 및 펌프(11)사이에서 하우징(4) 자체의 연장방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 적절한 유체역학적 방식으로 형성된다.

동적 흡입구(12)는, 특히 그의 전방 섹션(13)은 하우징(4)의 입구 섹션(8)으로부터 시작하여 펌프(11)를 향해 연장된다. 평면에 놓인 방식으로 배치되는 입구 섹션(8)은, 바람직하게는, 꼭 그렇지는 않지만, 전진 방향 V1에 대해 직교하므로, 이러한 입구 섹션(8)(그리고 동적 흡입구(12))는 선박의 전진 중에 해류(current)에 직접 노출된다.

동적 흡입구(12)의 전방 섹션(13)은 하우징(4)의 연장방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가지는데, 이는 유체의 유출 방향 VF 에 따라, 즉, 하우징(4)의 전방 단부(5)로부터 후방 단부(6)로 향해서 가는 연장 방향 X의 방향에 따라 실질적으로 증가한다. 이러한 방식으로, 동적 흡입구(12)의 증가하는 섹션 지닌 이러한 구성은, 그 내부에서, 유체 속도의 평균 감속 및 그에 따른 유체 자체의 압력 상승, 즉 확산(diffusion)을 야기한다. 물론, 본 특허의 보호 범위를 벗어나지 않고, 동적 흡입구(12)에는 비증가 섹션(예컨대, 일정한 섹션)을 가질 수 있는 추가 섹션(전술한 전방 섹션(13)의 다운스트림 및/또는 업스트림)이 제공될 수 있다.

유리하게는, 더욱이 항해/항행 속도의 함수로서 프로펠러 장치(1)의 적절한 작동 유연성을 보장해야 할 필요성은, 동적 흡입구(12)의 전방 섹션(13)이 나셀(2)의 입구 섹션(8)의 에지의 범위를 정하는 적절히 라운드진 형태의 립(27)에 의해 나셀(2)의 하우징(4)의 외부 표면에 연결될 것을 의무화한다. 상기 립(27)의 라운딩은, 그 자체 형태에 따라, 전체적으로 동적 흡입구(12)의 확산 기능을 왜곡(distorting)하지 않고, 나셀(2)의 입구 섹션(8)으로부터 시작하는 통로 섹션의 제한적이고 국한된 국부적인 협착(narrowing)을 결정할 수 있다.

작동 중에, 점차 증가하는 통로 섹션을 지닌, 동적 흡입구(12)는 유체 흐름(fluid current)을 확산시키고, 그 속도를 늦추고 압력을 회복시켜, 나셀(2)의 이송채널(7) 내부에 도달하는 흐름에 존재할 수 있는 가능한 불균일성을 제거하거나 완화할 수 있다.

따라서, 실질적으로 동적 흡입구(12)의 기능은 흐름을 늦추고(느리게하고), 정압(static pressure)을 회복시켜, 유체의 흐름을 균일하게 유지시켜서, 유체 흐름이 나셀(2) 외부의 방해받지 않은 흐름보다 낮은 속도로 펌프(11)의 전방에 도달하게 한다.

나셀(2)은 또한 항해/항행 보다 현저히 빠른 속도로 펌프(11)로부터 가압된 유체 흐름을 가속하도록 구성된 후방 토출노즐(14,rear discharge nozzle) 포함하며, 따라서 전진 방향 V1으로 추진할 수 있는 반작용 효과(reactive effect)를 얻을 수 있다.

보다 상세하게는, 토출노즐(14)은, 펌프(11) 및 하우징(4)의 출구 섹션(9) 사이에서 연장 방향 X 를 따라 축방향으로 연장되며, 특히 출구 섹션(9) 자체에서 종료되는, 하우징(4)의 실적적으로 축 대칭(바람직하게는 관형) 후방 섹션(15)을 포함한다.

토출노즐(14)의 후방 섹션(15)은, 토출노즐(14) 내에서 유체의 국부 속도를 증가시키고 그에 따른 유체의 압력 감소를 야기하는 방식으로, 유출 방향 VF에서 감소하는 연장 방향 X 를 가로지르는 통로 섹션을 가지므로, 나셀(2)의 하우징(4)의 출구 섹션(9)으로부터 나오는 추진 추진력 제트를 생성한다.

이러한 방식으로, 특히 토출노즐(14)은, 추진에 대한 반작용 효과를 얻을 수 있도록 유체 흐름을 효율적인 방식으로 가속하는 동시에 공간적으로 매우 컴팩트한 가능을 갖는다.

물론 본 특허의 보호 범위를 벗어나지 않고, 토출노즐(14)에는 비감소(예컨대, 일정한) 섹션을 가질 수 있는 추가 섹션(전술한 후방 섹션(15)의 다운스트림 및/또는 업스트림)이 제공될 수 있다.

유리하게는, 나셀(2)은 동적 흡입구(12)와 토출노즐(14) 사이에 배치되고 그 내부에 펌프(11)를 포함하는 중앙 바디(16)을 포함한다.

보다 상세하게는, 전술한 중앙 바디(16)는 하우징(4)의 중간 섹션(17,intermediate section)(바람직하게는 관형)을 포함하며, 이 중간 섹션은 동적 흡입구(12)의 전방 섹션(13)과 토출노즐(14)의 후방 섹션(15) 사이에서 연장 방향 X를 따라 축방향으로 연장된다. 펌프(11)를 내부에 수용하는 이러한 중간 섹션(17)은 하우징(4)의 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가지며, 유리하게는(꼭 그렇지는 않지만) 이러한 연장 방향 X를 따라 실질적으로 일정한 면적을 갖는다.

유리하게는, 펌프(11)에는, 나셀(2)의 하우징(4)의 연장 방향 X에 평행한 회전축 Y를 갖는 적어도 하나의 임펠러(18)가 제공된다.

적합하게는, 하우징(4)의 입구 섹션(8) 및 바람직하게는 또한 출구 섹션(9)은, 특히 이러한 섹션(8,9)을 가로지르는 임펠러(18)의 회전축 Y 에 실질적으로 직교하는 대응하게 놓인 평면 상에 놓인다. 펌프(11)의 임펠러(18)에는, 임펠러(18)의 반경 함수로서 증가하는, 특히 바람직하게는 증가하는 코드(chord)를 지닌 에어포일(airfoil)을 갖는 블레이드(19)가 제공되므로, 나셀(2) 내에서 유체를 상당히 가압하여 펌프(11)의 유체 업스트림 및 다운스트림 사이에서 유한 압력 점프(finite pressure jump)를 달성할 수 있다.

유리하게는, 임펠러(18)에는 블레이드(19)가 고정되게 하는 중앙 허브(24)가 제공될 수 있으며(도 1 및 도 3의 실례와 같이), 또는 "허브 없는" 타입 일 수 있다(도 2 및 도4의 실례와 같이). 특히, "허브 없는" 타입의 임펠러(18)는 허브가 없고 회전축 V 주위로 연장되는 주변 링(peripheral ring)을 포함하며, 주변 링은 상기 회전축 Y 주위로 회전하기 위해 하우징(4)의 이송채널(7)에서 회전가능하도록 구속되어, 블레이드(19)가 고정되게 하는데; 보다 상세하게는 각각의 블레이드(19)는 회전축 Y를 향해 지향되는 (자유) 내부 단부 및 전술한 주변 링에 고정되는 외부 단부 사이에서 연장된다.

바람직하게는, 펌프(11)는 축류 펌프 또는 반 축류 펌프(semi-axial flow pump)(또한 혼합류 펌프라고도 함)이다. 로터 블레이딩(18)의 형태는, 축류 펌프 또는 혼합류 펌프의 통상적인 구성에서 블레이드-캐리어 허브(24) 또는 디스크의 존재를 제공한다. 그러나, 만약 펌프(11)가 허브가 없으면, 블레이드 형태는, 블레이드 캐리어 링 주변에 고정되어 있다는 것을 제외하고, 여전히 축류 또는 혼합류를 지닌 임펠러의 유체역학적 요건을 충족한다.

축류 또는 반 축류 타입의 펌프(11)의 배치는 헤드에 관련하여 상대적으로 높은 체적 유량(volumetric flow rate)을 처리 할 수 있게 하는데, 이러한 조건은 추진 효율에 대해 가능한 높은 값을 필수적으로 보장하고, 결과적으로 소비를 감소시킨다.

유리하게는, 펌프(11)는, 나셀(2)의 하우징(4)의 연장 방향 X를 따라 연속적으로 배치되는 두개 이상의 스테이지를 포함하며, 이러한 스테이지 각각에는 대응하는 임펠러(18)가 제공된다.

물론 펌프(11)의 상이한 스테이지의 임펠러(18)는 특히 작동 특성의 기능으로서 상이한 구성을 가질 수 있다.

바람직하게는, 첨부된 도면에서 예시된 실시예에 따르면, 펌프(11)는 주로 캐비테이션 방지 유도기(anti-cavitating inducer)로써 기능을 지닌 제1 스테이지(20,first stage), 및 주로 파워 기능을 지닌 후속 제2 스테이지(21)를 포함한다.

특히, 제1 스테이지(20)는 하우징(4)의 연장 방향 X를 따라 동적 흡입구(12)의 바로 다운스트림에 위치되며(유출 방향 VF에 대해), 제1 스테이지(20)의 블레이드 채널 내에서 그리고 제1 채널의 다운스트림에서 캐베테이션을 방지하고 비교적 낮은 헤드를 유지하는 압력에서 유체 흐름을 부분적으로 가압하기 위해 유체의 제1 압력 상승을 생성하도록 베치된다. 제2 스테이지(21)는 제1 스테이지(20) 및 토출노즐(14) 사이에 위치되는데, 토출노즐(14)의 바로 업스트림에 위치된다. 이러한 제2 스테이지(21)는, 실질적으로 캐비테이션 문제의 위험없이 더 큰 헤드를 얻고 원하는 추진 추진력을 얻기 위한 방식으로, 제1 스테이지(20)에 의해 생성된 제1 압력 상승보다 더 큰 유체의 제2 압력 상승을 생성하기 위해 배치된다.

이러한 방식으로, 특히 직렬로 배치된 두개의 스테이지(20,21)는 헤드를 두개 부분으로 분할 할 수 있게 하여, 제1 스테이지(20)에 캐비테이션 방지 기능 유도기의 기능을 맡기고(entrusting), 어떤 경우에도 유입하는 흐름의 캐비테이션을 방지하기 위해 펌프(11)의 전체 헤드의 50% 보다 적절하게 낮은 부분에 기여(attributing)하고, 한편으로 후속 제2 스테이지(21)는 실제 파워 기능을 가지며, 적절하게 가압되어 캐비테이션에 실질질적으로 영향을 받지 않는 유체 흐름이 가로 지른다.

이러한 이중 스테이지 솔루션(아마도 이 목적에 가장 적합함)에 관련하여, 두 스테이지(20,21) 사이의 "결합(bond)" 을 정의하는 것이 중요한데, 즉 추진(력)이 각 스테이지(20,21)에 기여하는데 요구되는 전체 헤드 부분을 정의하는 것이 중요하다. 특히, 두 스테이지(20,21)의 기능은, 그들을 가로지르는 흐름의 특성과 관련하여, 상이하기 때문에, 설계 절차를 조건으로하는 문제도 상이하다.

보다 구체적으로, 제1 스테이지(20)의 임펠러(18)는, 저압 흐름에 노출되며(프로펠러 장치(1)가 작동하는 외부환경과 비교할 수 있음), 펌프(11)에 의해 요구되는 NPSH(네트 포지티브 석션 헤드)의 제한에 의해, 그리고 다른 조건이 동일한 상태에서, 팁의 상대 프레임에서 유속의 엄격한 제어에 의해 캐비테이션 현상이 방지되도록 구성된다. 따라서, 제1 스테이지(20)의 임펠러(18)는, 블레이드 스톨(stall))의 위험을 방지하고, 그리고 동시에 캐비테이션의 위험을 방지하기 위해, 펌프(11) 헤드의 상대적으로 작은 부분에 기여하는 "캐비테이션 방지 사전-유도기"(anti-cavitating pre-inducer), 즉 "부스터"의 기능을 갖는다. 제2 스테이지(21)의 임펠러(18)는, 미리 가압된 흐름을 받고 더 큰 헤드 레벨의 부하를 떠 맡는데, 특히, 블레이드 스톨에 대항하도록 구성된다. 이러한 제2 스테이지(21)는 실제 파워 기능 작업을 수행한다.

바람직하게는, 특히 도 1 및 도 2의 실례를 참조하면, 추진장치(1)는, 나셀(2)의 하우징(4)에 고정되는 적어도 하나의 블레이드 확산기(22,bladed diffuser)를 포함하는데, 확산기는 유출 방향(outflow sense) VF에 관련하여 펌프(11)의 임펠러(18)의 다운스트림의 이송채널(17) 내에 배치된다. 특히, 도 1 및 도 2에 예시된 실시예를 참조하면, 두개의 블레이드 확산기(22)가 제공되는데, 각각의 스테이지(20,21)에 하나씩 제공되며, 대응하는 스테이지(20,21)의 임펠러(18)의 다운스트림에 배치된다.

각각의 블레이드 확산기(22)는, 하우징(4)의 연장 방향 X를 따라 축방향으로, 임펠러(18)에 의해 가압된 유체의 이송을 위해 배치된다.

특히, 블레이드 확산기(22)는, 유체 속도의 접선 성분(tangential component)을 실질적으로 상쇄하고(canceling), 이를 축방향으로 이송하는 기능을 갖는다.

유리하게는, 추진장치(1)는 나셀(2)의 하우징(4)에 고정된 다중의 입구 가이드 베인(23,multiple inlet guide vanes)을 포함하는데, 입구 가이드 베인은 하우징(4)의 입구 섹션(8) 및 펌프(11) 사이의 이송채널(7) 내에, 특히 동적 흡입구(12) 내에 위치된다.

이러한 입구 가이드 베인(23)은 회전축 Y 주위로 펌프(11)의 임펠러(18)의 회전에 대한 적어도 하나의 접선 속도 성분에 따라 유체를 회전(turning)시키도록 배치된다.

상세하게는, 입구 가이드 베인(23)은 임펠러(18)의 업스트림에, 특히 펌프(11)의 제1 스테이지(20)의 업스트림에 배치된 고정된 다중의 블레이드를 포함한다. 이러한 입구 가이드 베인(23)의 기능은, 구조적 보강 이외에, 입구 가이드의 기능에 비유될 수 있다. 이러한 경우에, 입구 가이드 베인(23)은 대칭이거나 곡선 중앙선(curvilinear median line)을 갖는 공기역학적 에어포일에 의해 형상화될 수 있다. 두 경우 모두에서, 입구 가이드 베인(23)은 유체 흐름을 회전시키는 기능을 가지며, 제1 스테이지(20)의 임펠러(18) 입구에 접선 속도 성분을 부여(conferring)하는데, 이러한 제1 스테이지(20)의 임펠러(18) 입구의 상대 프레임의 유체 속도의 크기를 감소시키는 목적으로, 펌프(11)의 스톨 및 캐비테이션 거동에 긍적적인 영향을 미친다.

유리하게는, 추진장치(1)는 프로펠러의 펌프(11)를 작동시키기 위해 프로펠러(3)에 작동가능하게 연결된 적어도 하나의 모터를 포함한다. 특히, 모터는 회전축 Y 주위로 임펠러가 회전하도록 펌프(11)의 임펠러(18)에 작동가능하게 연결된다.

추진장치(1)의 모터는 바람직하게는 전기 타입이며 기계적 트랜스미션(프로펠러 시스템과 비슷한)에 의해 또는 직접-구동 및 특히 림-구동 구성(이하에서 상세히 설명됨)에 의해 펌프(11)의 임펠러(18)에 연결될 수 있다.

특히, 전기 모터는, 선박의 바닥 내에 모터가 배치되는 선상 구성을 가질 수 있으며, 기계적 트랜스미션에 의해 펌프(11)의 임펠러(18)에 연결되며, 또는 전기 모터는, 선박의 바닥 외부에 모터가 배치되는 선외 구성을 가질 수 있는데, 특히 나셀(2) 내에 배치된다. 선외 구성에서, 예컨데 전기 모터는 임펠러(18)의 허브(24) 내에 배치될 수 있으며(허브가 있는 임펠러의 경우), 또는 림-구동 구성에서 임펠러(18) 자체 주위에 모터가 배치될 수 있다(허브가 있고 허브가 없는 두가지 경우 모두에서).

특히, 도 2 및 도 4의 실례를 참조하면, 림-구동 구성의 전기 모터는, 나셀(2)의 하우징(4)에 고정되며 임펠러의 회전축 Y 와 동축으로 임펠러(18) 주위에 배치되는 환형 고정자(25,annular stator)를 포함하며, 하우징(4)의 이송채널(7) 내에 회전가능하게 장착되며, 그에 고정된 임펠러(18)의 블레이드(19)를 휴대하며(carries) 회전축 Y 와 동축으로 배치되는 환형 로터(26)를 포함한다. 전기 모터의 알려진 작동 원리에 따라, 고정자에 전류가 공급될 때, 회전축 Y 주위로 로터(26)(즉, 임펠러(18))를 회전시키는 자기장을 생성하는 방식으로, 로터(26)가 고정자(25)에 결합된다. 바람지하게는, "허브 없는" 타입의 임펠러(18)의 경우, 로터(26)가 임펠러(18) 자체의 주변 링과 연관되거나 그러한 주변 링을 구성한다.

바람직하게는, 다중 스테이지를 지닌 다중 펌프들 또는 펌프(11)의 경우, 추진장치(1)는 독립적으로 작동할 수 있는 다중 모터들을 포함할 수 있으며, 두 스테이지의 전술한 특정 기능을(특히 캐비테이션 방지 및 파워) 구성하도록 두 스테이지(20,21)의 작동을 구성하기 위해 각각의 모터는 펌프(11)의 대응하는 스테이지(20,21)의 임펠러(18)에 연결된다.

유리하게는, 각각의 임펠러(18)는 대응하는 전기 모터에 의해 독립적으로 작동 가능하므로, 제1 스테이지(20)의 임펠러(18)에 전달된 토크는 제2 스테이지(21)의 임펠러(18)에 제공된 토크와 독립적일 수 있고, 따라서 프로펠러(3)의 작동 과도 상태(operating transients) 동안 또는 명목상의 조건(nominal conditions)과는 다른 항해/항행 속도 조건에서 최적의 파워 전달 관리가 가능하다.

이하, 본 발명의 가능한 여러 실시예가 상세히 설명되며 첨부된 도면에 도시된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는데, 여기에서 펌프(11)의 임펠러(18)에는 대응하는 블레이드(19)가 고정되는 허브(24)가 제공된다. 특히 이러한 제1 실시예에서, 나셀(2)에는 블레이드 확산기(22)의 고정 블레이드들이 제공된다.

유리하게는, 도 1의 실례를 참조하면, 펌프(11)의 두 스테이지(20,21)는 각각 연속적인 임펠러(18)(블레이드) 와 블레이드 확산기(22)로써 작용하는 고정 블레이들의 환형 형성(annular formation) 으로 구성된다. 유리하게는, 두 스테이지(20,21)의 블레이드 확산기(22)의 블레이드들은 특별히 설계된 공기역학적 에어포일(airfoils)로 구성되는 블레이드 섹션을 사용함에 의해 형성된다.

두개의 임펠러(18)의 작동은 기계적 트랜스미션 드라이브(예컨대, 프로펠러 시스템에서 사용되는 타입), 또는 바람직하게 그리고 대안적으로는, 나셀(2)의 외부 또는 나셀 내부의 전기 모터를 통한 직접-구동 시스템에 의해 달성된다. 후자의 경우, 전기 모터는 임펠러(18)의 허브(14) 내에 수용될 수 있으며, 모션의 전달(transmission of the motion)은 감축 부재의 개재가 있고 없음에 관계없이 발생할 수 있다. 여전히 가능한 실시 예를 참조하면, 전기 모터의 다른 가능한 배치는 여전히 나셀(2) 내에 있을 수 있으며, 임펠러(18) 외부에 배치되어 임펠러에 연결된다(림-구동).

이렇게 묘사된 두-스테이지 구성은, 제2 스테이지(21)의 블레이드 확산기(22)의 다운스트림에서, 축방향으로 배치되는 유체 흐름을 얻을 수 있게하여, 추진장치(1)의 추진 효율을 최대화한다. 이러한 구성에서, 동적 흡입구(12)의 실질적으로 축-대칭인 전방 섹션(13)은 나셀(2)의 입구 섹션(8)으로부터 제1 스테이지(20)의 임펠러(18)와의 인터페이스 표면으로 흐름을 안내하는 기능을 가져서, 해류의 적절한 감속을 허용하여 결과적으로 흐름의 정압의 회복과 동시에 압력 강하 최소화 및 왜곡 레벨을 최소화한다(임펠러(18)로 들어가는 흐름의 불균일성이 최소 됨). 또한 제2 스테이지(21)의 다운스트림에 배치된 토출노즐(14)은 제2 스테이지(21)의 임펠러(18)로부터의 가압된 흐름을 항해/항행 속도보다 현저히 빠른 속도값으로 가속하는 기능을 가져서, 고속 추진(30-40 노트 보다 빠른)을 할 수 있게 하는 반작용 효과를 얻을 수 있다.

도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 펌프(11)의 임펠러(18)는 허브가 없다(허브 없음). 특히, 이러한 제2 실시예에서도, 나셀(2)에는 블레이드 확산기(22)의 고정 블레이드들이 제공된다.

임펠러(18)의 허브 없는 구성은 다음 고려사항을 고려하면 분명해 질 것이다. 추진장치(1)의 선외 구성에서, 나셀(2)의 방사형 벌크 요건의 강제로 임펠러(18)의 허브 크기를 지나치게 가늘게 결정할 수 있다. 실제로 동일한 유량 값 주어졌을 때(상당하다고 말했듯이), 전진시 유체역학적 항력을 동시에 감소시키기 위해, 프로펠러(3)의 주요 섹션을 줄이려는 임의의 시도는 어떤 경우에는 허브 크기의 과감하고 위험한 감소를 일으킬 수 있다: 실제 펌프(11) 내의 흐름 형성, 예컨대, "자유 와동(소용돌이)" 모델에 따르면, 허브 구역 내에서 상대 흐름의 과도한 각도 회전을 의미하므로 인접한 블레이드 에어포일이 블레이드 스톨 위험에 노출된다. 동시에 팁 블레이딩을 쉽게 포함할 수 있는 캐비테이션의 가능한 위험이 있는데, 여기서 유체는, 고 유량 및 상대적으로 높은 회전 작동 속도가 존재하는 경우, 일반적으로 발생하는 바와 같이, 펌프의 비속도(specific speed)가 높을 수록 상대 속도에 영향을 받는다(감속기의 사용을 회피하거나, 또는 적어도 감속비를 제한하는 경우). 또한 이러한 문제에 대해서도, 자유 와동 모델에 따른 흐름의 형성, 즉 온화한 강제 와동에 필적하는 와동 분포는, 다소 "엄격하게(rigid)" 나타나며. 펌프에 요구되는 NPSH를 제한하기 위한 작은 마진을 허용한다.

위에서 언급한 근거로 인해, 예를들어, 프로펠러(3) 내에 침투된 상대적으로 부피가 큰 물체을 쉽게 소개시킬 수 있는 기회와 같은 다른 기준에 기반하여 , 또는 프로펠러(3)의 소음 감소를 목표로 하는 기준에 기반하여, 허브가 없는(허브 없음) 펌프(11)의 임펠러(18)의 구성이 특히 유리하다; 그 하나의 실례는 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의해 나타난다.

유리하게는, 또한 이러한 제2 실시예에서, 바람직하게는 펌프(11)의 두 스테이지(20,21)가 제공되며, 각각은 연속적인 임펠러(18)(블레이드) 및 블레이드 확산기(22)로써 작용하는 고정 블레이드들의 환형 형성으로 구성된다. 임펠러(18)에 모션을 전달하기 위한 기계적 드라이브 샤프트를 수용하기 위한 허브가 없으면, 이 경우에 두개의 임펠러(18) 작동은 전기 모터를 지닌 시스템에 의해 발생한다. 도2 의 실례에서, 이미 알려진 기술의 림-구동 타입의 솔루션에서 예시되는데, 여기에서 전기 모터의 로터(26)는 임펠러(18)의 블레이드(19)를 수용하기 위한 서포트로써 작용한다. 특히 하나 이상의 스테이지(20,21)에서 임펠러(18)의 블레이드(19)는 전기 모터의 로터(26)의 링 표면과 일체로 그 베이스에 단단히 고정되며, 한편으로 전기 모터의 고정자(25)는 나셀(2)의 하우징(4) 내에 수용된다. 이러한 방식으로, 임펠러(18)의 블레이드(19)는, - 종래의 터보 축류 펌프에서와 같이, 허브에 일체로 끼워지고 허브의 중심으로부터 주변을 향해 반경방향으로 연장되는 대신에- 로터(26)의 링에 일체로 고정되어 전술한 것의 대향하는 방향으로, 즉 실질적으로 외부로부터 내부로 연장된다. 유리하게는, 도 2의 제2 실시예 (및 이하에서 논의되는 도 4에 예시된 제4 실시예) 에서 예시된 허브 없는 솔루션에서, 임펠러(18)의 블레이드(19)는 실질적으로 원통형 타입의 가상의 표면 상에 배치된 공기역학적 에어포일이 제공되는 단부(팁)으로, 유한하고 0이 아닌(non-zero) 반경방향 높이(finite and non-zero radial height)에 근접하여 종료된다.

바람직하게는, 도 2의 전술한 제2 실시에에서도, 펌프(11)는, 제2 스테이지(21)의 블레이드 확산기(22)의 다운스트림에서 축방향으로 배치되는 흐름을 쉽게 얻을 수 있게 이중 펌프 구성 또는 두 스테이지 펌프 구성을 가져서, 추진 장치(1)의 추진 효율을 극대화한다.

또한, 도 2의 이러한 제2 실시예에서, 동적 흡입구(12) 및 토출노즐(14)은, 예를 들어 도 1의 제1 실시예에서 논의된 위에서 나타난 기술적 효과 및 잇점을 얻을 수 있게 한다.

따라서, 구상된 본 발명은 사전-설정된 목적을 달성한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제3 및 4 실시예를 각각 도시하는데, 여기에서 펌프(11)의 두개의 임펠러(18)는 역-회전(counter-rotating) 구성으로 있으며, 각각의 임펠러(18)는 허브가 있는(도3의 실례)타입, 허브가 없는(도 4의 실례) 타입니다.

이러한 제3 및 제4 실시예는, 공통 특성에 대해, 이전 단락에서 이미 충분히 언급되고 설명되었고, 제1 및 제2 바람직한 실시예에서 상세히 논의된 작동 원리 및 구조적 고려사항에 기반한다.

유리하게는, 본 발명의 전술한 제3 및 제4의 바람직한 실시예에서, 펌프(11)의 두개의 임펠러(18)는 각각에 대해 대향하는 방향(역회전 임펠러)으로 회전하며, 따라서 도 1 및 도 2의 실례에서 존재하는 블레이드 확산기(22)의 형성을 제거할 수 있다. 이러한 방식으로, 중량 및 벌크 감소 측면에서 분명한 잇점과 함께, 프로펠러(3)의 축방향 연장을 현저히 감소시키며, 헤드 집중(head concentration)을 달성할 수 있다. 추가 잇점으로서, 역-회전 임펠러(18)가 장착된 솔루션은 제2 스테이지(21)의 임펠러(18)로부터 나오는 절대 흐름(absolute current)의 거의 완전한 직선화(straightening)(소용돌이 제거)를 허용하므로, 이는 나셀(2)의 길이방향 축 방향에 대해 거의 평행하게 배치되어 추진 효율 측면에서 분명한 잇점이 있다.

또한 역-회전 임펠러(18)를 사용하는 경우, 허부가 없는(허브 없음) 펌프(11)의 임펠러(18)의 구성이 특히 유리하며, 그 실례는 도 4에 도시된 제4 실시예에 나타나 있다.

유리하게는, 도 3 및 도 4의 실례에서 나타난 바와 같이, 블레이드 확산기들 전체를 제거할 수 있으며, 또는 선택적으로 제거할 수 있는데, 즉 도 1 및 도 2의 실례에 존재하는 하나 이상의 블레이드 확산기(22) 만을 제거할 수 있어서, 구성은, 도 1 및 도 2에 예시된 제1 및 제2의 바람직한 실시예에 설명된 것과 관련하여 그리고 도3 및 도 4에 예시된 제3 및 제4의 바람직한 실시예에 설명된 것과 관련하여 결국 새롭고 다양한 변형에 이른다.

따라서, 본 발명은 전술한 바람직한 실시예 및 위에서 설명된 것으로부터 파생되는 모든 가능한 변형 모두에서 사전-설정된 목적을 달성한다.

Claims

고속 해양 차량용 선외 워터제트를 지닌 추진장치(1)에 있어서,
-유체역학적 형태를 지닌 하우징(4)을 포함하는 나셀(2),- 상기 하우징은 전방단부(5) 및 후방 단부(6) 사이에서 연장방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 전방단부(5)에 배치되는 입구 섹션(8) 및 후방단부(6)에 배치되는 대향하는 출구섹션(9) 사이에서 연장방향 X를 따라 연장되는 이송채널(7)이 제공되고, 상기 나셀(2)은 선박이 전진하고자 하는 유체 내에 침지되도록 선박의 외부 바닥에 연결되도록 의도 됨-
-하우징(4)의 이송채널(7) 내에 배치되며, 하우징(4)의 입구 섹션(8)에 대해 실질적으로 가로지르는 특정 전진 방향 V1 의 추진력을 결정하도록 작동가능한 프로펠러(3)를 포함하며,
-상기 프로펠러(3)는 입구 섹션(8)으로부터 출구 섹션(9)으로 가는 유출 방향(outflow sense) VF 에 따라 이송채널(7)을 통해서 유체의 흐름을 생성하도록 작동가능한 펌프(11)를 포함하며,
-상기 나셀(2)은;
하우징(4)의 적어도 하나의 전방 섹션(13)을 포함하는 동적 흡입구(12); -상기 전방 섹션(13)은, 입구 섹션(8) 및 펌프(11) 사이에서 연장 방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 동적 흡입구(12) 내에서 유체의 국부 속도의 감속 및 유체의 압력 상승을 야기하는 방식으로, 유출 방향 VF 에 따라 증가하는, 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가짐-
하우징(4)의 실질적으로 축-대칭인 후방 섹션(15)을 포함하는 토출노즐(14); -상기 후방 섹션(15)은, 펌프(11) 및 출구 섹션(9) 사이에서 연장 방향 X를 따라 축방향으로 연장되며, 토출노즐(14) 내에서 유체의 국부 속도 증가 및 유체의 압력 감소를 야기하는 방식으로, 유출 방향 VF 에서 감소하는, 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가짐-
하우징(4)의 중간 섹션(17)을 포함하는 중앙 바디(16); 를 포함하며, - 상기 중간 섹션(17)은 동적 흡입구(12) 및 토출노즐(14) 사이에서 연장 방향 X를 따라 연장되며, 펌프(11)를 내부에 수용하며, 연장 방향 X를 가로지르는 통로 섹션을 가지며, 연장 방향 X를 따라 일정한 면적을 가짐-
상기 동적 흡입구(12)의 전방 섹션(13)은, 나셀(2)의 입구 섹션(8)의 에지의 범위를 정하는 라운드진 형태의 립(27)에 의해 나셀(2)의 하우징(4)의 외부 표면에 연결되며,
펌프(11)의 임펠러(18)에는, 임펠러(18)의 반경 함수(function of the radius)로써 증가하는, 코드(chord)가 증가하는 에어포일을 갖는 블레이드(19)가 제공되는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
제1항에 있어서,
하우징(4)의 입구 섹션(8)은 임펠러(18)의 최전축 Y에 대해 실질적으로 직교하게 놓인 평면 상에 놓이는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
펌프(11)는 축류 펌프 또는 반-축류 펌프인 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
펌프(11)는, 하우징(4)의 연장 방향 X를 따라 연속적으로 배치되는 두개 이상의 스테이지(20,21)를 포함하며, 이러한 스테이지(20,21) 각각에는 대응하는 임펠러(18)가 제공되는 것을 특지으로 하는 추진장치(1).
제4항에 있어서,
상기 펌프(11)는,
-유체의 제1 압력 상승을 생성하도록 배치되는 제1 스테이지(20);
-제1 스테이지(20) 및 토출노즐(14) 사이에 위치되며, 상기 제1 압력 상승 보다 큰 유체의 제2 압력 상승을 생성하도록 배치되는 제2 스테이지(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
각각의 스테이지(20,21)는 대응하는 임펠러(18)를 포함하며, 제1 스테이지(20)의 임펠러(18)는 제2 스테이지(21)의 임펠러(18) 방향에 대향하는 방향(sense)으로 회전하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
임펠러(18)의 회전을 작동시키기 위해 펌프(11)에 작동가능하게 연결되는 적어도 하나의 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
제5항 또는 6항 및 제7항에 있어서,
펌프(11)의 대응하는 스테이지(20,21)의 임펠러(18) 각각에 연결되는, 독립적으로 작동할 수 있는 다중의 전기 모터를 포함하는 것을 특징으로 추진장치(1).
제7항 또는 제8항에 있어서,
전기 모터는,
임펠러(18)의 회전축 Y와 동축으로 하우징(4)에 고정되는 환형 고정자(25);
하우징(4)의 이송채널(7) 내에 회전가능하게 장착되며, 회전축 Y와 동축으로 배치되고, 그에 고정되는 임펠러(18)를 휴대하며, 환형 고정자에 결합되는 환형 로터(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
나셀(2)의 하우징(4)에 고정되며, 유출 방향 VF에 대해 임펠러(18)의 다운스트림의 이송채널(7) 내에 배치되고, 하우징(4)의 연장 방향 X 를 따라 축방향으로 유체의 이송을 위해 배치되는 블레이드 확산기(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
나셀(2)의 하우징(4)에 고정되고, 입구 섹션(8) 및 펌프(11) 사이의 이송채널(7) 내에 위치되며, 임펠러(18)의 회전에 대해 적어도 하나의 접선 속도 성분(tangential velocity component)에 따라 유체를 회전시키도록 배치되는 다중의 입구 가이드 베인(23,multiple inlet guide vanes)을 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
임펠러(18)는 회전축 Y와 정렬되는 중앙 허브(24) 및 상기 중앙 허브(24)에 고정되는 다중 블레이드(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).
전술한 항 중 어느 한항에 있어서,
임펠러(18)는,
-회전축 Y 주위로 회전하기 위해 하우징(4)의 이송채널(7)에서 회전가능하게 구속되어, 회전축 Y 주위로 연장되는 주변 링;
-회전축 Y를 향하게 지향되는 내부 단부 및 주변 링에 고정된 외부 단부 사이에서 각각 연장되는 다중 블레이드(19); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진장치(1).