KR20210151840A - 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기 - Google Patents

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Abstract

동축 역방향 회전의 원주방향 추진기는 입력단(1), 원웨이(one-way) 방향변경기, 투웨이(two-way) 방향전환기, 방향변환 지지대, 2개의 출력단(13, 14)을 포함한다. 입력단은 동력장치를 연결한다. 원웨이 방향변경기는 1개의 회전을 회전속도가 동일하고 회전방향이 상반되는 2개의 회전으로 전환시킨다. 투웨이 방향전환기는 2세트의 베벨기어 페어(bevel gear pair)(5-8)를 통해 각각 역방향 회전 슬리브 축의 2개의 축과 2개의 출력축을 간접 연결하고, 2세트의 베벨기어 페어가 각각 발생시킨 2개의 단일방향 편향 토크는 크기가 동일하고 방향이 상반되며; 지지대를 통해 전달하거나 또는 출력 슬리브 축(12)을 통해 전달하고, 2개의 단일방향 편향 토크는 서로 상쇄된다. 2개의 출력단은 각각 2개의 프로펠러(또는 회전날개)와 연결한다. 공전제어장치는 방향변환 지지대의 공전을 제어하고, 정방향 회전과 역방향 회전에 필요한 제어 토크가 동일하고, 공전 제어 토크가 작고, 제어장치가 작다.

Description

동축 역방향 회전의 원주방향 추진기
본 발명은 2개의 프로펠러(또는 회전날개) 추진기의 동력전달구조에 관한 것으로, 입력단, 원웨이(one-way) 방향변경기, 투웨이(two-way) 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성되고, 특징은 입력단에서 2개의 출력단에게 동력을 전달할 때, 동력전달구조가 간단하고, 2개의 출력단이 제어받으면서 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 에워싸면서 동기적으로 공전할 수 있고, 2개의 출력단이 2개의 프로펠러(또는 회전날개)를 이동해 공전하도록 구성하고, 공전을 제어하는 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작은 데 있다. 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기라고 불리운다.
종래의 고정축 프로펠러 추진기는 프로펠러 축이 고정되어 방향을 변환시킬 수 없다. 종래의 가변축 프로펠러(또는 회전날개) 추진기는 베벨기어 페어(bevel gear pair)의 동력 전달에 기반해 출력축 베어링을 강제적으로 이동시켜 공전하도록 함으로써, 출력축이 입력축을 에워싸면서 공전하도록 구성하고, 프로펠러(또는 회전날개)의 축이 방향변환을 실현하도록 한다. 출력축 베어링을 이동해 공전하려면 단일방향 편향 토크를 극복해야 하는 데, 공전할 때, 정방향 회전과 역방향 회전의 제어 토크 크기가 다르므로, 정격 공전 제어 토크가 아주 커야 하고, 제어장치도 아주 크다. 종래의 가변축 프로펠러 추진기의 동력전달구조는 단일방향 편향 토크가 존재하고, 프로펠러의 공전이 쉽지 않아 진정한 원주방향 추진기라고 할 수 없다. 상기 단일방향 편향 토크는 동력을 전달할 때 베벨기어 페어가 자동으로 발생시킨, 출력축이 입력축 축선을 에워싸면서 단일방향으로 회전하도록 구성하는 토크로서, 입력 토크와 양의 상관관계를 이룬다. 본인은 이전에 발명해 출원한 유니버설 동력전달기(transmission device)는 동력을 전달할 때 단일방향 편향 토크가 발생되지 않고, 출력축이 쉽게 공전하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작아 진정한 원주방향 추진기라고 할 수 있다. 하지만, 유니버설 동력전달기는 동력전달구조가 비교적 복잡하고, 주로 단일 프로펠러(또는 회전날개)에 부합된다. 항공업과 항해업은 동력전달구조가 더 간단하고, 출력축이 쉽게 공전하고, 제어장치가 아주 작고, 2개의 프로펠러(또는 회전날개)에 부합되는 원주방향 추진기가 필요하다. 본 발명은 이에 기반하여 그 동력전달구조를 창출한다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하지 위하여 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기를 제공한다.
본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기는 입력단, 원웨이(one-way) 방향변경기, 투웨이(two-way) 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성된다.
입력단은 동력장치에서 동력을 입력하고, 후방은 동일방향 축을 연결한다.
원웨이 방향변경기는 1개의 회전을 회전 속도가 동일하고 방향이 상반되는 2개의 회전으로 전환시키고, 역방향 회전 슬리브 축의 2개의 축에 각각 이 2개의 회전을 전달하는 역할을 한다. 원웨이 방향변경기는 4개의 형식이 존재하고, 그 중의 1개를 임의로 선택하며; 형식 1의 원웨이 방향변경기는 도 1 중의 1, 2, 3, 4, 15, 16과 17 등에서 도시하는 바와 같이, 동일방향 축, 전방 베벨기어(bevel gear), 방향변경 베벨기어, 방향변경 베벨기어 지지대, 후방 베벨기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함한다. 상기 역방향 회전 슬리브 축은 동일 축선 상에서 서로 감입해 씌워지는 2개의 축으로서, 각각 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축이다. 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 전방 베벨기어를 설치하며; 그 지지대가 고정하는 방향변경 베벨기어와 전방 베벨기어가 맞물리도록 설치하고, 방향변경 베벨기어의 축선은 동일방향 축의 축선과 수직된다. 해당 방향변경 베벨기어는 축 로드와 연결하고, 그 베어링이 지지대로서 고정된다. 역방향 회전 슬리브 축과 동일방향 축이 동일 축선에 위치하도록 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축은 베어링으로 고정되고, 역방향 회전 슬리브 축 외축에 후방 베벨기어와 방향변경 베벨기어가 맞물리도록 설치한다. 동일방향 축은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결한다. 전방 베벨기어와 후방 베벨기어는 방향변경 베벨기어를 통해 간접 연결을 형성한다. 전방 베벨기어의 투스 수가 후방 베벨기어의 투스 수와 동일하도록 설치하여 이 간접 연결의 동력 전달비가 -1.0이 되도록 한다. 형식 1의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 한다. 형식 2의 원웨이 방향변경기는 도 2 중의 1, 2, 3, 4, 15, 16, 17과 18 등에서 도시하는 바와 같이, 동일방향 축, 내측 주동 베벨기어, 외측 주동 베벨기어, 내측 피동 베벨기어, 외측 피동 베벨기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함한다. 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 내측 주동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어를 설치하고, 각각 역방향 회전 슬리브 축의 축선의 양측에 설치하고, 내측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통한 후에 설치되고, 외측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통하지 않고 설치한다. 역방향 회전 슬리브 축의 베어링을 고정시키고, 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 동일방향 축의 축선이 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 협각을 형성하고, 이 협각이 동력 전달각이고, 실제 수요에 의해 동력 전달각 값을 확정하고, 본 발명 실시예 2 중의 동력 전달각은 90°이다. 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 내측 피동 베벨기어를 설치하고, 내측 피동 베벨기어와 내측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지하며; 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 외측 피동 베벨기어를 설치하고, 외측 피동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지한다. 내측 주동 베벨기어 투스 수, 외측 주동 베벨기어 투스 수, 내측 피동 베벨기어 투스 수와 외측 피동 베벨기어 투스 수를 설정하여 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 내축 까지의 동력 전달비가 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비의 음수와 동일하도록 구성하며; 예를 들어, 내측 주동 베벨기어 투스 수＝내측 피동 베벨기어 투스 수를 구성하는 외에도, 외측 주동 베벨기어 투스 수＝외측 피동 베벨기어 투스 수를 구성하도록 한다. 형식 2의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 한다. 형식 3의 원웨이 방향변경기는 도 3 중의 1, 2, 3, 4, 15, 16, 17과 18 등에서 도시하는 바와 같이, 동일방향 축, 전방 기어, 내측 사이드 축 기어, 외측 사이드 축 전방 기어, 외측 사이드 축 후방 기어, 내측 사이드 축, 외측 사이드 축, 후방 기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함한다. 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 전방 기어를 설치하며; 그 축선이 각각 동일방향 축의 축선과 평행되고 그 베어링이 모두 고정된 내측 사이드 축과 외측 사이드 축을 설치하고, 내측 사이드 축에 내측 사이드 축 기어를 설치하고, 외측 사이드 축 상에 외측 사이드 축 전방 기어와 외측 사이드 축 후방 기어를 차례대로 설치하며; 역방향 회전 슬리브 축 외축에 후방 기어를 설치한다. 전방 기어가 외측 사이드 축 전방 기어와 맞물리고, 외측 사이드 축 후방 기어가 내측 사이드 축 기어와 맞물리고, 내측 사이드 축 기어가 후방 기어와 맞물리도록 설치한다. 역방향 회전 슬리브 축이 동일방향 축과 동일 축선에 위치하도록 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축은 베어링으로 고정되고, 동일방향 축과 역방향 회전 슬리브 축 내축이 직접 연결하도록 설치한다. 전방 기어와 후방 기어는 외측 사이드 축 전방 기어, 외측 사이드 축 후방 기어와 내측 사이드 축 기어를 통해 간접 연결을 형성한다. 내측 사이드 축 기어 투스 수, 외측 사이드 축 전방 기어 투스 수, 외측 사이드 축 후방 기어 투스 수, 전방 기어 투스 수와 후방 기어 투스 수를 설정해 이 간접 연결의 동력 전달비가 -1.0이 되도록 구성하며, 예를 들어, 외측 사이드 축 후방 기어 투스 수＝내측 사이드 축 기어 투스 수＝후방 기어투스 수＝N이 되도록 구성하고, 또한, 전방 기어 투스 수＝외측 사이드 축 전방 기어 투스 수＝2*N이 되도록 구성하고, N은 8보다 큰 자연수이다. 형식 3의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 한다. 형식 4의 원웨이 방향변경기는 도 4 중의 1, 2, 3, 4, 15, 16, 17과 18 등에서 도시하는 바와 같이, 동일방향 축, 내측 주동 베벨기어, 외측 주동 베벨기어, 내측 피동 베벨기어, 외측 피동 베벨기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함한다. 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 내측 주동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어를 설치하고, 각각 역방향 회전 슬리브 축의 축선의 양측에 설치하고, 내측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통하지 않고 설치하고, 외측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통한 후에 설치된다. 역방향 회전 슬리브 축의 베어링을 고정시키고, 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 동일방향 축의 축선을 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 협각을 형성하고, 이 협각이 동력 전달각이고, 실제 수요에 의해 동력 전달각 값을 확정하고, 본 발명 실시예 4 중 동력 전달각은 90°이다. 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 내측 피동 베벨기어를 설치하고, 내측 피동 베벨기어와 내측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지하며; 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 외측 피동 베벨기어를 설치하고, 외측 피동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지한다. 내측 주동 베벨기어 투스 수, 외측 주동 베벨기어 투스 수, 내측 피동 베벨기어 투스 수와 외측 피동 베벨기어 투스 수를 설정해 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 내축까지의 동력 전달비가 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비의 음수와 동일하도록 구성하며; 예를 들어, 내측 주동 베벨기어 투스 수＝내측 피동 베벨기어 투스 수와 외측 주동 베벨기어 투스 수＝외측 피동 베벨기어 투스 수를 구성하도록 한다. 형식 4의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 한다.
투웨이 방향전환기는 2세트의 베벨기어 페어(bevel gear pair)를 통해，역방향 회전 슬리브 축 내축이 제1 출력축과 간접 연결하도록 구성하고, 역방향 회전 슬리브 축 외축이 제2 출력축과 간접 연결하도록 구성하는 역할을 한다. 역방향 회전 슬리브 축 내축이 제1 출력축에 대해 자동으로 발생시킨 단일방향 편향 토크와 역방향 회전 슬리브 축 외축이 제2 출력축에 대해 자동으로 발생시킨 단일방향 편향 토크는 크기가 동일하고 방향이 상반된다. 지지대를 통해 전달되거나 또는 출력 슬리브 축을 통해 전달하는 이 2개의 단일방향 편향 토크는 서로 상쇄된다. 상기 베벨기어 페어는 성숙된 기술이고, 베벨기어 페어는 서로 맞물리어 동력 전달에 사용하는 한쌍의 베벨기어로서, 그 입력축의 축선이 출력축의 축선과 교차하고, 교차해 구성된 협각이 방향전환각이고, 그 입력축 회전 속도와 출력축 회전 속도의 비율이 그의 동력 전달비이다. 투웨이 방향전환기는 제1 주동 베벨기어, 제1 피동 베벨기어, 제1 출력축, 제2 주동 베벨기어, 제2 피동 베벨기어와 제2 출력축을 포함한다. 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 제1 주동 베벨기어를 설치하고, 제1 출력축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선이 교차되도록 설치하고, 이렇게 교차해 구성된 협각이 제1 방향전환각이고, 제1 출력축 상에 제1 피동 베벨기어를 설치하고, 제1 주동 베벨기어와 제1 피동 베벨기어의 맞물림을 유지한다. 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 제2 주동 베벨기어를 설치하고, 제2 출력축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선이 교차하도록 설치하고, 이렇게 교차해 구성된 협각이 제2 방향전환각이고, 제2 출력축 상에 제2 피동 베벨기어를 설치하고, 제2 주동 베벨기어와 제2 피동 베벨기어의 맞무림을 유지한다. 상기 2세트의 베벨기어 페어는 제1 주동 베벨기어와 제1 피동 베벨기어로 구성된 베벨기어 페어이고, 또한, 제2 주동 베벨기어와 제2 피동 베벨기어로 구성된 베벨기어 페어이다. 상기 투웨이 방향전환기의 제1 출력축과 제2 출력축, 이 2개의 출력축은 각자가 독립된 회전 속도를 구비하여 2개의 출력축의 축선이 동일 평면 내에 위치하는 경우는 1개의 특별한 예시이며; 2개의 출력축의 제1 방향전환각과 제2 방향전환각의 각도가 같은 경우는 또 다른 1개의 특별한 예시이며; 2개의 출력축의 축선이 동일 평면 내에 위치하고 제1 방향전환각과 제2 방향전환각의 각도가 같은 경우는 더 특별한 예시로서, 이 것은 2개의 출력축이 서로 감입해 씌워지어 출력 슬리브 축을 형상하는 특별한 예시이다.
방향변환 지지대는 지지대를 통해 전달하거나 또는 출력 슬리브 축을 통해 전달되어 2개의 출력축이 받게 되는 단일방향 편향 토크가 서로 상쇄되도록 구성하는 역할을 하며; 공전제어장치의 제어를 받아 공전한다.방향변환 지지대는 고정축부재, 지지대와 가변축 베어링을 포함한다. 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 에워싸면서 공전하는 기계로서, 고정축부재는 3개의 형식이 존재하고, 그 중의 1개를 임의로 선택하며; 형식 1의 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 주변에 설치하는 베어링으로서, 해당 베어링은 도 1 중의 9에서 도시하는 바와 같이, 역방향 회전 슬리브 축을 받쳐준다. 형식 2의 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 설치하는 축으로서, 도 2 중의 9에서 도시하는 바와 같이, 이는 베어링으로 고정된다. 형식 3의 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 설치하는 베어링으로서, 도 3 중의 9에서 도시하는 바와 같이, 이는 축으로 고정된다. 가변축 베어링은 출력축을 받쳐주는 베어링으로서, 출력축의 주변에 설치하며; 제1 출력축을 받쳐주는 것은 제1 가변축 베어링으로서, 제1 출력축의 주변에 설치하며; 제2 출력축을 받쳐주는 것은 제2 가변축 베어링으로서, 제2 출력축의 주변에 설치한다. 2개의 출력축이 출력 슬리브 축의 특별한 예시를 구성하는 경우, 제1 가변축 베어링과 제2 가변축 베어링은 출력 슬리브 축을 받쳐주는 1개의 가변축 베어링으로 합병되어 출력 슬리브 축의 주변에 설치한다. 지지대는 고정축부재와 모든 가변축을 베어링으로 직접 연결하는 연결기계로서, 직접 연결은 방향변환 지지대의 회전 속도가 일치하도록 한다. 지지대가 고정축부재와 모든 가변축의 베어링을 직접 연결한 후, 전체 방향변환 지지대는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 에워싸면서 공전할 수 있다. 상기 공전은 방향변환 지지대, 2개의 출력축, 2개의 출력단 등 부재가 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 에워싸면서 정방향 회전과 역방향 회전을 실시하고, 기타 기계가 저지하지 않는 조건하에서 회전 각도의 범위가 360º인 것을 가리킨다. 방향변환 지지대와 공전제어장치는 직접 연결하거나 또는 간접 연결하고, 공전제어장치의 제어를 받으면서 공전한다. 공전제어장치는 방향변환 지지대의 공전을 제어하고, 2개의 출력단를 이동해 공전하도록 구성하고, 2개의 프로펠러를 이동해 공전하도록 한다. 공전할 때, 정방향 회전과 역방향 회전에 필요한 제어 토크가 동일하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작다. 여기에서, 방향변환 지지대와 공전제어장치의 간접 연결은 기어 페어(gear pair)를 통한 간접 연결, 웜-웜휠(worm-worm wheel)를 통한 간접 연결, 커넥팅 로드(connecting rod)를 통한 간접 연결, 유압기계를 통한 간접 연결과 래크-피니언(rack-pinion)을 통한 간접 연결 등을 포함한다.
2개의 출력단은 각각 제1 출력단과 제2 출력단이고, 제1 출력단이 자리잡고 있는 출력축은 제1 출력축이고 제2 출력단이 자리잡고 있는 출력축은 제2 출력축이다. 2개의 출력단은 2개의 프로펠러(또는 회전날개)와 각각 연결한다. 2개의 출력축이 출력 슬리브 축의 특별한 예시를 구성하는 경우, 2개의 출력단은 동축역방향 회전의 듀얼 프로펠러(또는 회전날개)의 2개의 프로펠러(또는 회전날개)와 각각 연결한다. 상기 동축 역방향 회전의 듀얼 프로펠러(또는 회전날개)는 성숙된 기술로서, 축선이 동일하고 회전방향이 상반되는 듀얼 프로펠러(또는 회전날개)를 가리킨다. 상기 프로펠러(또는 회전날개)는 성숙된 기술로서, 블레이드(blade) 및 가변 피치(variable pitch)장치 등을 포함한다.
상기 동력장치는 성숙된 기술을 이용하며, 예를 들어, 전동력장치, 스팀력장치 또는 연료유동력장치를 이용한다. 상기 공전제어장치는 성숙된 기술을 이용하며, 예를 들어, 전동기구, 기계기구 또는 유압기구를 이용한다. 공전제어장치의 베이스는 고정된다. 상기 축 고정, 베이스 고정, 지지대 고정 또는 베어링 고정은 해당 축, 해당 베이스, 해당 지지대 또는 해당 베어링이 연결기계를 통해 선박 선체 또는 항공기 동체와 연결되는 것을 가리킨다. 축, 베이스, 지지대 또는 베어링으로 고정해 그의 회전 속도가 0이 되도록 한다. 상기 슬리브 축은 성숙된 기술로서, 여러 층의 베어링이 여러 층의 축을 받쳐주고, 그 베어링과 축 사이, 각 축 사이가 상대적으로 회전할 수 있지만, 축방향을 따라 상대적으로 미끄러져 이동하지 않는다. 각 베어링은 성숙된 기술로서, 베어링이 축을 받쳐주고, 베어링과 축 사이가 상대적으로 회전할 수 있지만, 축방향을 따라 미끄러져 이동하지 않는다. 상기 직접 연결은 기계를 통해 서로 연결되어 연결된 대상의 회전 속도가 동일하도록 구성하고, 상기 간접 연결은 기계를 통해 동력을 전달하여 2개의 동력이 전달되는 대상의 회전 속도가 확정성이 관련되도록 구성한다. 상기 동기성 유지는 2개의 대상이 직접 연결되는 것을 가리킨다. 상기 연결은 통상적으로 직접 연결이고, 간접 연결은 전문적으로 명시될 것이다. 상술한 바와 같이, 어느 축 상에 기어, 베벨기어를 설치하면 설치한 기어, 베벨기어가 해당 축과 동기성을 유지하게 된다. 상기 웜휠-웜(worm wheel-worm), 기어 페어, 커넥팅 로드, 유압기계와 래크-피니언은 성숙된 기술로서, 공전제어장치의 제어운동을 방향변환 지지대의 공전으로 전환시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기는 아래의 기술적 효과를 이룰 수 있다. 구조가 간단한 2개의 프로펠러(또는 회전날개) 추진기의 동력전달구조를 창출하여 동력을 전달할 때, 프로펠러 공전의 정방향 회전과 역방향 회전의 제어 토크가 동일하도록 제어하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작다. 기능이 종래의 가변축 프로펠러 추진기를 뚜렷하게 추월하였다. 유니버설 동력전달기(transmission device)의 동력전달구조보다 간단하고, 2개의 프로펠러(또는 회전날개)의 동력 전달과 제어를 개선할 수 있다.
도 1은 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 설명도의 첫번째 예시이고, 또한, 본 발명에 따른 실시예 1의 설명도이다. 도면 중에서, 1은 입력단, 2는 동일방향 축 베어링, 3은 동일방향 축, 4는 역방향 회전 슬리브 축, 5는 제1 주동 베벨기어(bevel gear), 6은 제2 주동 베벨기어, 7은 제1 피동 베벨기어, 8은 제2 피동 베벨기어, 9는 고정축부재, 10은 지지대, 11은 1개의 가변축 베어링, 12는 출력 슬리브 축, 13은 제1 출력단, 14는 제2 출력단, 15는 전방 베벨기어, 16은 방향변경 베벨기어, 17은 후방 베벨기어, 18은 웜휠(worm wheel), 19는 웜(worm)이다.
도 2는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 설명도의 두번째 예시이고, 또한, 본 발명에 따른 실시예 2의 설명도이다. 도면 중에서, 1은 입력단, 2는 동일방향 축 베어링 및 역방향 회전 슬리브 축 베어링, 3은 동일방향 축, 4는 역방향 회전 슬리브 축, 5는 제1 주동 베벨기어, 6은 제2 주동 베벨기어, 7은 제1 피동 베벨기어, 8은 제2 피동 베벨기어, 9는 고정축부재, 10은 지지대, 11은 제1 가변축 베어링, 12는 제2 가변축 베어링, 13은 제1 출력단, 14는 제2 출력단, 15는 내측 주동 베벨기어, 16은 외측 주동 베벨기어, 17은 내측 피동 베벨기어, 18은 외측 피동 베벨기어, 19는 제1 출력축, 20은 제2 출력축이다.
도 3은 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 설명도의 세번째 예시이고, 또한, 본 발명에 따른 실시예 3의 설명도이다. 도면 중에서, 1은 입력단, 2는 동일방향 축, 3은 전방 기어, 4는 역방향 회전 슬리브 축, 5는 제1 주동 베벨기어, 6은 제2 주동 베벨기어, 7은 제1 피동 베벨기어, 8은 제2 피동 베벨기어, 9는 고정축부재, 10은 지지대, 11은 1개의 가변축 베어링, 12는 출력 슬리브 축, 13은 제1 출력단, 14는 제2 출력단, 15는 외측 사이드 축 전방 기어, 16은 외측 사이드 축 후방 기어, 17은 내측 사이드 축 기어, 18은 후방 기어, 19는 웜휠, 20은 웜이다.
도 4는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 설명도의 네번째 예시이고, 또한, 본 발명에 따른 실시예 4의 설명도이다. 도면 중에서, 1은 입력단, 2는 동일방향 축 베어링 및 역방향 회전 슬리브 축 베어링, 3은 동일방향 축, 4는 역방향 회전 슬리브 축, 5는 제1 주동 베벨기어, 6은 제2 주동 베벨기어, 7은 제1 피동 베벨기어, 8은 제2 피동 베벨기어, 9는 고정축부재, 10은 지지대, 11은 제1 가변축 베어링, 12는 제2 가변축 베어링, 13은 제1 출력단, 14는 제2 출력단, 15는 내측 주동 베벨기어, 16은 외측 주동 베벨기어, 17은 내측 피동 베벨기어, 18은 외측 피동 베벨기어, 19는 제1 출력축, 20은 제2 출력축이다.
각 도면에서, 입력단은 입력 화살표로 가리키고, 출력단은 출력 화살표로 가리키고, 출력단과 연결하는 프로펠러(또는 회전날개)는 도시하지 않았고, 입력단과 연결하는 동력장치는 도시하지 않았고, 방향변환 지지대와 연결하는 공전제어장치는 도시하지 않았다. 접지 부호는 해당 부재를 고정시킨다는 것을 표시한다. 각 부재는 상호 관계만 가리키고, 실제 사이즈는 반영하지 않았다.
실시예 1: 본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 실시예 1은 선박 듀얼 프로펠러의 동력 전달에 사용하며, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 입력단(1), 원웨이(one-way) 방향변경기, 투웨이(two-way) 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성된다.
입력단(1)은 동력장치에서 동력을 입력하고, 후방은 동일방향 축(3)을 연결한다.
원웨이 방향변경기는 형식 1의 원웨이 방향변경기를 이용하며, 동일방향 축(3), 전방 베벨기어(bevel gear)(15), 방향변경 베벨기어(16), 방향변경 베벨기어 지지대, 후방 베벨기어(17)와 역방향 회전 슬리브 축(4)을 포함한다. 여기에서, 역방향 회전 슬리브 축은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축을 포함한다. 동일방향 축이 베어링으로 고정되도록 구성하고, 동일방향 축(3) 상에 전방 베벨기어(15)를 설치하며; 그 지지대가 고정하는 방향변경 베벨기어(16)와 전방 베벨기어(15)를 맞물리도록 설치하고, 방향변경 베벨기어의 축선은 동일방향 축의 축선과 수직된다. 역방향 회전 슬리브 축(4)과 동일방향 축(3)이 동일 축선에 위치하도록 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축은 베어링으로 고정된다. 역방향 회전 슬리브 축 외축에는 후방 베벨기어(17)와 방향변경 베벨기어(16)를 맞물리도록 설치한다. 동일방향 축(3)은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결하고, 전방 베벨기어(15)와 후방 베벨기어(17)는 방향변경 베벨기어(16)를 통해 간접 연결을 형성한다. 이렇게 간졉 연결한 동력 전달비는 -1.0이고, 전방 베벨기어 투스 수＝방향변경 베벨기어 투스 수＝후방 베벨기어 투스 수＝17인 답을 실제로 얻는다. 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재는 회전 속도가 동일하고 방향이 상반된다.
투웨이 방향전환기는 제1 주동 베벨기어(5), 제2 주동 베벨기어(6), 제1 피동 베벨기어(7), 제2 피동 베벨기어(8)와 출력 슬리브 축(12)을 포함한다. 여기에서, 제1 출력축은 출력 슬리브 축 내축으로서, 제1 출력단(13)과 연결하며; 제2 출력단은 출력 슬리브 축 외축으로서, 제2 출력단(14)과 연결한다. 제1 주동 베벨기어(5)는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결하고, 제2 주동 베벨기어(6)는 역방향 회전 슬리브 축 외축과 직접 연결한다. 출력 슬리브 축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선이 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 협각을 형성하고, 해당 협각은 방향전환각이며, 본 실시예에서 방향전환각은 90°이다. 출력 슬리브 축 내축에 제1 피동 베벨기어(7)를 설치하고, 출력 슬리브 축 외축에 제2 피동 베벨기어(8)를 설치한다. 제1 주동 베벨기어(5)와 제1 피동 베벨기어(7)의 맞물림을 유지하고, 제2 주동 베벨기어(6)와 제2 피동 베벨기어(8)의 맞물림을 유지한다. 역방향 회전 슬리브 축 내축부터 출력 슬리브 축 내축까지의 동력 전달비가 역방향 회전 슬리브 축 외축부터 출력 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비와 동일하도록 구성하고, 제1 주동 베벨기어 투스 수＝제1 피동 베벨기어 투스 수＝17이고 제2 주동 베벨기어 투스 수＝제2 피동 베벨기어 투스 수＝19인 답을 실제로 얻는다.
방향변환 지지대는 고정축부재(9), 지지대(10)와 가변축 베어링(11)을 포함한다. 역방향 회전 슬리브 축 주변에 형식 1의 고정축부재(9)를 설치하고, 즉, 역방향 회전 슬리브 축의 1개의 베어링을 받쳐주고, 출력 슬리브 축(12) 주변에 1개의 가변축 베어링(11)을 설치해 출력 슬리브 축을 받쳐주고, 지지대(10)를 이용해 고정축부재(9)와 1개의 가변축 베어링(11)을 직접 연결하고, 전체 방향변환 지지대는 공전할 수 있다. 고정축부재(9) 상에 웜휠(worm wheel)(18)을 설치하고, 웜휠(18)은 고정축부재(9)와 동기성을 유지하고, 매칭된 웜(worm)(19)과 웜휠(18)이 맞물리도록 설치해 웜휠-웜(worm wheel-worm)을 형성하며; 웜의 개수는 2개이고, 웜휠의 투스 수는 30이고, 웜휠-웜의 동력 전달비는 15이다. 웜(19)은 공전제어장치와 연결하고, 공전제어장치는 전동기구를 이용한다.
2개의 출력단은 제1 출력단(13)과 제2 출력단(14)을 포함하고, 2개의 출력단은 선박의 동축 역방향 회전의 듀얼 프로펠러의 2개의 프로펠러와 각각 연결한다.
선체의 수직방향을 따라 역방향 회전 슬리브 축을 배치하고, 공전제어장치는 웜휠-웜을 통해 방향변환 지지대를 움직여 공전시키고, 2개의 출력단이 공전하고, 동축 역방향 회전의 듀얼 프로펠러가 공전한다. 선박의 동축역방향 회전의 듀얼 프로펠러는 공전 추진을 실현한다. 공전할 때, 정방향 회전과 역방향 회전에 필요한 제어 토크가 동일하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작다.
실시예 2: 본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 실시예 2는 잠수함의 2개의 프로펠러의 동력전달에 사용하며, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 입력단(1), 원웨이 방향변경기, 투웨이 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성된다.
입력단(1)은 동력장치에서 동력을 입력하고, 후방은 동일방향 축(3)을 연결한다.
원웨이 방향변경기는 형식 2의 원웨이 방향변경기를 이용하며, 동일방향 축(3), 내측 주동 베벨기어(15), 외측 주동 베벨기어(16), 내측 피동 베벨기어(17), 외측 피동 베벨기어(18)와 역방향 회전 슬리브 축(4)을 포함한다. 여기에서, 역방향 회전 슬리브 축은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축을 포함한다. 동일방향 축이 베어링으로 고정되도록 구성하고, 동일방향 축(3) 상에 외측 주동 베벨기어(16)와 내측 주동 베벨기어(15)를 설치하고, 각각 역방향 회전 슬리브 축의 축선의 양측에 설치하고, 내측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통한 후에 설치되고, 외측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통하지 않고 설치하며; 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 동일방향 축의 축선을 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 동력 전달각을 형성하고, 역방향 회전 슬리브 축은 베어링으로 고정되고, 본 실시예의 동력 전달각은 90°이며; 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 내측 피동 베벨기어(17)를 설치하여 내측 피동 베벨기어(17)가 내측 주동 베벨기어(15)와 맞물리도록 구성하며; 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 외측 피동 베벨기어(18)를 설치하여 외측 피동 베벨기어(18)가 외측 주동 베벨기어(16)와 맞물리도록 구성한다. 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 내축까지의 동력 전달비가 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비의 음수와 동일하도록 구성하고, 내측 주동 베벨기어 투스 수＝내측 피동 베벨기어 투스 수＝17이고 외측 주동 베벨기어 투스 수＝외측 피동 베벨기어 투스 수＝19인 답을 실제로 얻는다. 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재는 회전 속도가 동일하고 방향이 상반된다.
투웨이 방향전환기는 제1 주동 베벨기어(5), 제2 주동 베벨기어(6), 제1 피동 베벨기어(7), 제2 피동 베벨기어(8), 제1 출력축(19)과 제2 출력축(20)을 포함한다. 제1 주동 베벨기어(5)는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결하고, 제2 주동 베벨기어(6)는 역방향 회전 슬리브 축 외축과 직접 연결한다. 제1 출력축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 제2 출력축의 축선이 동일 평면 내에 위치하도록 구성하고, 제1 방향전환각은 91°이고, 제2 방향전환각은 89°이며; 제1 출력축(19) 상에 제1 피동 베벨기어(7)를 설치하고, 제2 출력축(20) 상에 제2 피동 베벨기어(8)를 설치한다. 제1 출력축(19)은 제1 출력단(13)과 직접 연결하고, 제2 출력축(20)은 제2 출력단(14)과 직접 연결한다. 제1 주동 베벨기어(5)와 제1 피동 베벨기어(7)의 맞물림을 유지하고, 제2 주동 베벨기어(6)와 제2 피동 베벨기어(8)의 맞물림을 유지한다. 역방향 회전 슬리브 축 내축부터 제1 출력단까지의 동력 전달비가 역방향 회전 슬리브 축 외축부터 제2 출력단까지의 동력 전달비와 동일하도록 구성하고, 제1 주동 베벨기어 투스 수＝제1 피동 베벨기어 투스 수＝제2 주동 베벨기어 투스 수＝제2 피동 베벨기어 투스 수＝17인 답을 실제로 얻는다.
방향변환 지지대는 고정축 베어링(9), 지지대(10), 제1 가변축 베어링(11)과 제2 가변축 베어링(12)을 포함한다. 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 형식 2의 고정축부재(9)를 설치하고, 이는 베어링으로 고정된다. 제1 출력축(19) 외부에 제1 가변축 베어링(11)을 설치하고, 해당 출력축을 받쳐주며; 제2 출력축(20) 외부에 제2 가변축 베어링(12)을 설치하고, 해당 출력축을 받쳐준다. 지지대(10)는 고정축부재(9)와 모든 가변축 베어링을 직접 연결하고, 전체 방향변환 지지대는 공전할 수 있다. 고정축부재(9)는 공전제어장치와 직접 연결하고, 공전제어장치는 유압기구, 즉, 유압 모터를 이용하고, 성숙된 설비이다.
2개의 출력단 중의 제1 출력단(13)과 제2 출력단(14)은 잠수함의 2개의 프로펠러와 각각 연결한다.
공전제어장치는 방향변환 지지대의 공전을 제어하고, 2개의 출력단이 공전하고, 2개의 프로펠러가 공전한다. 공전할 때, 정방향 회전과 역방향 회전에 필요한 제어 토크가 동일하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작다. 잠수함의 수직방향을 따라 역방향 회전 슬리브 축을 배치하고, 2개의 프로펠러가 큰 각도로 공전할 수 있고, 잠수함이 요잉(yawing) 추진을 실현하며; 2개의 프로펠러의 콜렉티브 피치(collective pitch)가 차동 가변 피치(variable pitch)를 실시하고, 잠수함이 피칭(pitching) 추진을 실현한다. 본 실시예는 2개의 프로펠러의 회전방향이 상반된다.
실시예 3: 본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 실시예 3은 틸트로터(tilt rotor)회전날개의 동력전달에 사용하며, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 입력단(1), 원웨이 방향변경기, 투웨이 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성된다.
입력단(1)은 동력장치에서 동력을 입력하고, 후방은 동일방향 축(2)을 연결한다.
원웨이 방향변경기는 형식 3의 원웨이 방향변경기를 이용하며, 동일방향 축(2), 전방 기어(3), 내측 사이드 축 기어(17), 외측 사이드 축 전방 기어(15), 외측 사이드 축 후방 기어(16), 내측 사이드 축, 외측 사이드 축, 후방 기어(18)와 역방향 회전 슬리브 축(4)을 포함한다. 여기에서, 역방향 회전 슬리브 축은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축을 포함한다. 동일방향 축은 베어링으로 고정되고, 동일방향 축(2) 상에 전방 기어(3)를 설치한다. 그 축선과 동일방향 축(2)이 각각 평행되고 그 베어링이 모두 고정된 내측 사이드 축과 외측 사이드 축을 설치하고, 내측 사이드 축 상에 내측 사이드 축 기어(17)를 설치하고, 외측 사이드 축 상에 차례대로 외측 사이드 축 전방 기어(15)와 외측 사이드 축 후방 기어(16)를 설치하며; 역방향 회전 슬리브 축 외축에 후방 기어(18)를 설치한다. 전방 기어(3)가 외측 사이드 축 전방 기어(15)와 맞물리도록 구성하고, 외측 사이드 축 후방 기어(16)가 내측 사이드 축 기어(17)와 맞물리도록 구성하고, 내측 사이드 축 기어(17)가 후방 기어(18)와 맞물리도록 한다. 역방향 회전 슬리브 축(4)이 동일방향 축(2)과 동일 축선에 위치하도록 설치하고, 동일방향 축(2)은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결한다. 전방 기어(3)와 후방 기어(18)는 외측 사이드 축 전방 기어(15), 외측 사이드 축 후방 기어(16), 내측 사이드 축 기어(17)를 통해 간접 연결을 형성한다. 이 간접 연결의 동력 전달비가 -1.0이 되도록 구성하고, 외측 사이드 축 후방 기어투스 수＝내측 사이드 축 기어투스 수＝후방 기어투스 수＝17이고 전방 기어투스 수＝외측 사이드 축 전방 기어투스 수＝34인 답을 실제로 얻는다. 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재는 회전 속도가 동일하고 회전 방향이 상반된다.
투웨이 방향전환기는 제1 주동 베벨기어(5), 제2 주동 베벨기어(6), 제1 피동 베벨기어(7), 제2 피동 베벨기어(8)와 출력 슬리브 축(12)을 포함한다. 여기에서, 제1 출력축, 즉, 출력 슬리브 축 내축은 제1 출력단(13)과 연결하며; 제2 출력단, 즉, 출력 슬리브 축 외축은 제2 출력단(14)과 연결한다. 제1 주동 베벨기어(5)는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결하고, 제2 주동 베벨기어(6)는 역방향 회전 슬리브 축 외축과 직접 연결한다. 출력 슬리브 축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선이 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 협각을 형성하고, 이 협각이 방향전환각이고, 본 실시예에서 방향전환각은 90°이다. 출력 슬리브 축 내축 상에 제1 피동 베벨기어(7)를 설치하고, 출력 슬리브 축 외축 상에 제2 피동 베벨기어(8)를 설치한다. 제1 주동 베벨기어(5)와 제1 피동 베벨기어(7)의 맞물림을 유지하고, 제2 주동 베벨기어(6)와 제2 피동 베벨기어(8)의 맞물림을 유지한다. 역방향 회전 슬리브 축 내축부터 출력 슬리브 축 내축까지의 동력 전달비가 역방향 회전 슬리브 축 외축부터 출력 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비와 동일하도록 구성하고, 제1 주동 베벨기어 투스 수＝제1 피동 베벨기어 투스 수＝17이고 제2 주동 베벨기어 투스 수＝제2 피동 베벨기어 투스 수＝19인 답을 실제로 얻는다.
방향변환 지지대는 고정축부재(9), 지지대(10)와 가변축 베어링(11)을 포함한다. 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 형식 3의 고정축부재(9)를 설치하고, 이는 축으로 고정된다. 출력 슬리브 축(12)의 주변에 1개의 가변축 베어링(11)을 설치해 출력 슬리브 축을 받쳐주고, 지지대(10)를 이용해 고정축부재(9)와 1개의 가변축 베어링(11)을 직접 연결하고, 전체 방향변환 지지대는 공전할 수 있다. 고정축부재(9) 상에 웜휠(19)을 설치하고, 웜휠(19)과 고정축부재(9)는 동기성을 유지하고, 매칭된 웜(20)과 웜휠(19)이 맞물리도록 설치해 웜휠-웜을 형성하며; 웜의 개수는 2개이고, 웜휠의 투스 수는 30이고, 웜휠-웜의 동력 전달비는 15이다. 웜(20)은 공전제어장치와 연결하고, 공전제어장치는 전동기구를 이용한다.
2개의 출력단은 제1 출력단(13)과 제2 출력단(14)을 포함하고, 2개의 출력단은 동축 역방향 회전의 듀얼 회전날개의 2개의 회전날개와 각각 연결한다. 동축 역방향 회전의 듀얼 회전날개는 성숙된 기술을 이용하고, 이 회전날개는 블레이드(blade)와 가변 피치(variable pitch)장치를 포함한다.
항공기 날개를 따라 역방향 회전 슬리브 축을 배치하고, 공전제어장치는 웜휠-웜을 통해 방향변환 지지대를 이동해 공전하도록 구성하고, 출력 슬리브 축(12)은 공전하고, 동축 역방향 회전의 듀얼 회전날개는 공전하고, 공전은 틸팅(tilting)이고, 해당 동축 역방향 회전의 듀얼 회전날개를 설치해 틸트로터의 좌측 듀얼 회전날개로 이용한다. 같은 이치에 의해, 다른 일 세트의 동축 역방향 회전의 듀얼 회전날개를 설치해 틸트로터의 우측 듀얼 회전날개로 이용한다. 본 실시예의 동축 역방향 회전의 듀얼 회전날개는 틸팅할 때 정방향 회전과 역방향 회전의 제어 토크가 동일하고,공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작다. 공전 각도 범위는 360°로서, 종래의 틸트로터 회전날개의 틸팅 각도 범위인 97.5°보다 아주 많이 크다. 종래의 틸트로터의 좌-우 단일 회전날개와 대조할 경우, 회전날개의 직경이 동일한 조건하에서, 본 실시예의 좌-우 듀얼 회전날개가 더 큰 부하를 감당해 낼 수 있다.
실시예 4: 본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기의 실시예 4는 잠수함의 2개의 프로펠러의 동력전달에 사용하며, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 입력단(1)、원웨이 방향변경기, 투웨이 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성된다.
입력단(1)은 동력장치에서 동력을 입력하고, 후방은 동일방향 축(3)을 연결한다.
원웨이 방향변경기는 형식 4의 원웨이 방향변경기를 이용하며, 동일방향 축(3), 내측 주동 베벨기어(15), 외측 주동 베벨기어(16), 내측 피동 베벨기어(17), 외측 피동 베벨기어(18)와 역방향 회전 슬리브 축(4)을 포함한다. 여기에서, 역방향 회전 슬리브 축은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축을 포함한다. 동일방향 축은 베어링으로 고정되고, 동일방향 축(3) 상에 외측 주동 베벨기어(16)와 내측 주동 베벨기어(15)를 설치하고, 각각 역방향 회전 슬리브 축의 축선의 양측에 설치하고, 내측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통하지 않고 설치하고, 외측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통한 후에 설치하며; 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 동일방향 축의 축선을 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 동력 전달각을 형성하고, 역방향 회전 슬리브 축은 베어링으로 고정되고, 본 실시예는 동력 전달각이 90°이며; 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 내측 피동 베벨기어(17)를 설치하고, 내측 피동 베벨기어(17)와 내측 주동 베벨기어(15)가 맞물리도록 구성하며; 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 외측 피동 베벨기어(18)를 설치하고, 외측 피동 베벨기어(18)와 외측 주동 베벨기어(16)가 맞물리도록 한다. 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 내축까지의 동력 전달비가 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비의 음수와 동일하도록 구성하며, 내측 주동 베벨기어 투스 수＝내측 피동 베벨기어 투스 수＝17이고 외측 주동 베벨기어 투스 수＝외측 피동 베벨기어 투스 수＝23인 답을 실제로 얻는다. 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재는 회전 속도가 동일하고 방향이 상반된다.
투웨이 방향전환기는 제1 주동 베벨기어(5), 제2 주동 베벨기어(6), 제1 피동 베벨기어(7), 제2 피동 베벨기어(8), 제1 출력축(19)과 제2 출력축(20)을 포함한다. 제1 주동 베벨기어(5)는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결하고, 제2 주동 베벨기어(6)는 역방향 회전 슬리브 축 외축과 직접 연결한다. 제1 출력축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 제2 출력축의 축선이 돌일 평면 내에 위치하도록 구성하고, 제1 방향전환각은 91°이고, 제2 방향전환각은 89°이며; 제1 출력축(19) 상에 제1 피동 베벨기어(7)를 설치하고, 제2 출력축(20) 상에 제2 피동 베벨기어(8)를 설치한다. 제1 출력축(19)은 제1 출력단(13)과 직접 연결하고, 제2 출력축(20)은 제2 출력단(14)과 직접 연결한다. 제1 주동 베벨기어(5)와 제1 피동 베벨기어(7)의 맞물림을 유지하고, 제2 주동 베벨기어(6)와 제2 피동 베벨기어(8)의 맞물림을 유지한다. 역방향 회전 슬리브 축 내축부터 제1 출력단까지의 동력 전달비가 역방향 회전 슬리브 축 외축부터 제2 출력단까지의 동력 전달비와 동일하도록 구성하고, 제1 주동 베벨기어 투스 수＝제1 피동 베벨기어 투스 수＝제2 주동 베벨기어 투스 수＝제2 피동 베벨기어 투스 수＝17인 답을 실제로 얻는다.
방향변환 지지대는 고정축 베어링(9), 지지대(10), 제1 가변축 베어링(11)과 제2 가변축 베어링(12)을 포함한다. 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 형식 2의 고정축부재(9)를 설치하고, 이는 베어링으로 고정된다. 제1 출력축(19) 외부에 제1 가변축 베어링(11)을 설치하고, 해당 출력축을 받쳐주며; 제2 출력축(20) 외부에 제2 가변축 베어링(12)을 설치하고, 해당 출력축을 받쳐준다. 지지대(10)는 고정축부재(9)와 모든 가변축 베어링을 직접 연결하고, 전체 방향변환 지지대는 공전할 수 있다. 고정축부재(9)는 공전제어장치와 직접 연결하고, 공전제어장치는 유압기구, 즉, 유압 모터를 이용하며, 성숙된 설비이다.
2개의 출력단 중의 제1 출력단(13)과 제2 출력단(14)은 잠수함의 2개의 프로펠러와 각각 연결한다.
공전제어장치는 방향변환 지지대의 공전을 제어하고, 2개의 출력단은 공전하고, 2개의 프로펠러는 공전하고, 공전할 때, 정방향 회전과 역방향 회전에 필요한 제어 토크가 동일하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작다. 잠수함의 수직방향을 따라 역방향 회전 슬리브 축을 배치하고, 2개의 프로펠러가 큰 각도로 공전할 수 있고, 잠수함이 요잉 추진을 실현하며; 2개의 프로펠러의 콜렉티브 피치가 차동 가변 피치를 실시하고, 잠수함이 피칭 추진을 실현한다. 본 실시예는 2개의 프로펠러의 회전방향이 동일하다.
상기 내용은 본 발명의 기본 원리, 주요 특징과 장점을 보여주고 기재하였다. 본 업계의 기술자들은 본 발명이 상기 실시예의 한정을 받지 않고 본 발명의 정신 범위를 이탈하지 않는 전제하에 본 발명이 다양한 변화와 개선을 더 이룰 수 있고, 이러한 변화와 개선은 모두 본 발명의 범위 내에 포함되어야 한다는 것을 이해하여야 할 것이다. 본 발명이 청구하는 보호범위는 부가된 청구항과 균등물에 의해 결정된다.

Claims (6)

  1. 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기에 있어서,
    입력단, 원웨이(one-way) 방향변경기, 투웨이(two-way) 방향전환기, 방향변환 지지대와 2개의 출력단으로 구성되고,
    입력단은 동력장치에서 동력을 입력하고, 후방은 동일방향 축을 연결하며;
    원웨이 방향변경기는 4개의 형식이 존재하고, 그 중의 1개를 임의로 선택하며; 형식 1의 원웨이 방향변경기는 동일방향 축, 전방 베벨기어(bevel gear), 방향변경 베벨기어, 방향변경 베벨기어 지지대, 후방 베벨기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함하고, 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 전방 베벨기어를 설치하고, 그 지지대가 고정하는 방향변경 베벨기어와 전방 베벨기어를 맞물리도록 설치하고, 방향변경 베벨기어의 축선은 동일방향 축의 축선과 수직되고, 해당 방향변경 베벨기어는 축 로드와 연결하고, 그 베어링이 지지대로서 고정시키고, 역방향 회전 슬리브 축과 동일방향 축이 동일 축선에 위치하도록 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축의 베어링을 고정시키고, 역방향 회전 슬리브 축 외축에는 후방 베벨기어와 방향변경 베벨기어를 맞물리도록 설치하고, 동일방향 축은 역방향 회전 슬리브 축 내축과 직접 연결하고, 전방 베벨기어와 후방 베벨기어는 방향변경 베벨기어를 통해 간접 연결을 형성하고, 전방 베벨기어의 투스 수가 후방 베벨기어의 투스 수와 동일하도록 설치하고, 이 간접 연결의 동력 전달비가 -1.0이 되도록 구성하고, 형식 1의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축, 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 구성하며;
    투웨이 방향전환기는 제1 주동 베벨기어, 제1 피동 베벨기어, 제1 출력축, 제2 주동 베벨기어, 제2 피동 베벨기어와 제2 출력축을 포함하고, 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 제1 주동 베벨기어를 설치하고, 제1 출력축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선이 교차하도록 설치하고, 이렇게 교차해 구성된 협각이 제1 방향전환각이고, 제1 출력축 상에 제1 피동 베벨기어를 설치하고, 제1 주동 베벨기어와 제1 피동 베벨기어의 맞물림을 유지하고, 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 제2 주동 베벨기어를 설치하고, 제2 출력축의 축선과 역방향 회전 슬리브 축의 축선이 교차하도록 설치하고, 이렇게 교차해 구성된 협각이 제2 방향전환각이고, 제2 출력축 상에 제2 피동 베벨기어를 설치하고, 제2 주동 베벨기어와 제2 피동 베벨기어의 맞물림을 유지하며;
    방향변환 지지대는 고정축부재, 지지대와 가변축 베어링을 포함하고, 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 에워싸면서 공전하는 기계이고, 방향변환 지지대 중의 고정축부재는 3개의 형식이 존재하고, 그 중의 1개를 임의로 선택하며; 형식 1의 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 주변에 설치하는 베어링으로서, 해당 베어링은 역방향 회전 슬리브 축을 받쳐주고, 가변축 베어링은 출력축을 받쳐주는 베어링으로서, 출력축의 주변에 설치하고, 제1 출력축을 받쳐주는 것은 제1 가변축 베어링으로서, 제1 출력축 주변에 설치하고, 제2 출력축을 받쳐주는 것은 제2 가변축 베어링으로서, 제2 출력축의 주변에 설치하고, 2개의 출력축이 출력 슬리브 축의 특별한 예시를 구성하는 경우, 제1 가변축 베어링과 제2 가변축 베어링이 출력 슬리브 축을 받쳐주는 1개의 가변축 베어링으로 합병되어 출력 슬리브 축의 주변에 설치하고, 지지대는 고정축부재와 모든 가변축 베어링을 직접 연결하는 연결기계이고, 직접 연결은 방향변환 지지대의 회전 속도가 일치하도록 구성하고, 지지대가 고정축부재와 모든 가변축 베어링을 직접 연결한 후, 전체 방향변환 지지대는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 에워싸면서 공전할 수 있고, 방향변환 지지대와 공전제어장치는 직접 연결 또는 간접 연결하고, 공전제어장치의 제어를 받아 공전하며;
    2개의 출력단은 각각 제1 출력단과 제2 출력단이고, 제1 출력단이 위치하는 출력축이 제1 출력축이고, 제2 출력단이 위치하는 출력축이 제2 출력축이고, 2개의 출력단과 2개의 프로펠러(또는 회전날개)는 각각 연결하고, 2개의 출력축이 출력 슬리브 축의 특별한 예시를 구성하는 경우, 2개의 출력단이 동축 역방향 회전 듀얼 프로펠러(또는 회전날개)의 2개의 프로펠러(또는 회전날개)와 각각 연결하며;
    본 발명에 따른 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기는 공전제어장치가 방향변환 지지대의 공전을 제어하고, 2개의 출력단을 이동해 공전하도록 구성하고, 2개의 프로펠러를 이동해 공전하도록 구성하고, 공전할 때, 정방향 회전과 역방향 회전에 필요한 제어 토크가 동일하고, 공전 제어 토크가 아주 작고, 제어장치가 아주 작은 것을 특징으로 하는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기.
  2. 제1항에 있어서,
    여기에서, 원웨이 방향변경기를 형식 2의 원웨이 방향변경기로 대체하며, 형식 2의 원웨이 방향변경기는 동일방향 축, 내측 주동 베벨기어, 외측 주동 베벨기어, 내측 피동 베벨기어, 외측 피동 베벨기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함하고, 동일방향 축이 베어링으로 고정되도록 구성하고, 동일방향 축 상에 내측 주동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어를 설치하고, 각각 역방향 회전 슬리브 축의 축선의 양측에 설치하고, 내측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통한 후에 설치하고, 외측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통하지 않고 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축의 베어링을 고정시키고, 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 동일방향 축의 축선이 동일 평면 내에 위치하도록 설치해 협각을 형성하고, 이 협각이 동력 전달각이고, 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 내측 피동 베벨기어를 설치하고, 내측 피동 베벨기어와 내측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지하고, 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 외측 피동 베벨기어를 설치하고, 외측 피동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지하고, 내측 주동 베벨기어 투스 수. 외측 주동 베벨기어 투스 수, 내측 피동 베벨기어 투스 수와 외측 피동 베벨기어 투스 수를 설정하여 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 내축 까지의 동력 전달비가 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비의 음수와 동일하도록 구성하고, 형식 2의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 구성하는 것을 특징으로 하는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기.
  3. 제1항에 있어서,
    여기에서, 원웨이 방향변경기를 형식 3의 원웨이 방향변경기로 대체하며, 형식 3의 원웨이 방향변경기는 동일방향 축, 전방 기어, 내측 사이드 축 기어, 외측 사이드 축 전방 기어, 외측 사이드 축 후방 기어, 내측 사이드 축, 외측 사이드 축, 후방 기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함하고, 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 전방 기어를 설치하고, 그 축선이 각각 동일방향 축의 축선과 평행되고 그 베어링이 모두 고정된 내측 사이드 축과 외측 사이드 축을 설치하고, 내측 사이드 축 상에 내측 사이드 축 기어를 설치하고, 외측 사이드 축 상에 차례대로 외측 사이드 축 전방 기어와 외측 사이드 축 후방 기어를 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축 외축에 후방 기어를 설치하고, 전방 기어와 외측 사이드 축 전방 기어가 맞물리도록 설치하고, 외측 사이드 축 후방 기어는 내측 사이드 축 기어와 맞물리고, 내측 사이드 축 기어는 후방 기어와 맞물리고, 역방향 회전 슬리브 축과 동일방향 축이 동일 축선에 위치하도록 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축의 베어링을 고정시키고, 동일방향 축과 역방향 회전 슬리브 축 내축이 직접 연결하도록 설치하고, 전방 기어와 후방 기어는 외측 사이드 축 전방 기어, 외측 사이드 축 후방 기어와 내측 사이드 축 기어를 통해 간접 연결하고, 내측 사이드 축 기어 투스 수, 외측 사이드 축 전방 기어 투스 수, 외측 사이드 축 후방 기어 투스 수, 전방 기어 투스 수와 후방 기어 투스 수를 설정해 이 간접 연결의 동력 전달비가 -1.0이 되도록 구성하고, 형식 3의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 구성하는 것을 특징으로 하는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기.
  4. 제1항에 있어서,
    여기에서, 원웨이 방향변경기를 형식 4의 원웨이 방향변경기로 대체하며, 형식 4의 원웨이 방향변경기는 동일방향 축, 내측 주동 베벨기어, 외측 주동 베벨기어, 내측 피동 베벨기어, 외측 피동 베벨기어와 역방향 회전 슬리브 축을 포함하고, 동일방향 축을 설치해 베어링으로 고정시키고, 동일방향 축 상에 내측 주동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어를 설치하고, 각각 역방향 회전 슬리브 축의 축선의 양측에 설치하고, 내측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통하지 않고 설치하고, 외측 주동 베벨기어는 역방향 회전 슬리브 축의 축선을 관통한 후 설치하고, 역방향 회전 슬리브 축의 베어링을 고정시키고, 역방향 회전 슬리브 축의 축선과 동일방향 축의 축선을 동일 평면 내에 설치하여 협각을 형성하고, 이 협각이 동력 전달각이고, 역방향 회전 슬리브 축 내축 상에 내측 피동 베벨기어를 설치하고, 내측 피동 베벨기어와 내측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지하고, 역방향 회전 슬리브 축 외축 상에 외측 피동 베벨기어를 설치하고, 외측 피동 베벨기어와 외측 주동 베벨기어의 맞물림을 유지하고, 내측 주동 베벨기어 투스 수, 외측 주동 베벨기어 투스 수, 내측 피동 베벨기어 투스 수와 외측 피동 베벨기어 투스 수를 설정하여 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 내축까지의 동력 전달비가 동일방향 축부터 역방향 회전 슬리브 축 외축까지의 동력 전달비의 음수와 동일하도록 구성하고, 형식 4의 원웨이 방향변경기는 역방향 회전 슬리브 축 내축과 역방향 회전 슬리브 축 외축, 이 2개의 부재가 동일한 회전 속도와 상반되는 방향을 이루도록 구성하는 것을 특징으로 하는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기.
  5. 제1항에 있어서,
    그 방향변환 지지대 중의 고정축부재를 형식 2의 고정축부재로 대체하며, 형식 2의 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 설치한 축으로서, 이는 베어링으로 고정되고, 방향변환 지지대 중의 지지대와 가변축 베어링이 변하지 않는 것을 특징으로 하는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기.
  6. 제1항에 있어서,
    그 방향변환 지지대 중의 고정축부재를 형식 3의 고정축부재로 대체하며, 형식 3의 고정축부재는 역방향 회전 슬리브 축의 축선 상에 설치한 베어링으로서, 이는 축으로 고정되고, 방향변환 지지대 중의 지지대와 가변축 베어링이 변하지 않는 것을 특징으로 하는 동축 역방향 회전의 원주방향 추진기.
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