KR20240013002A - 선박용 가속 프로펠러 - Google Patents

선박용 가속 프로펠러 Download PDF

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Abstract

본 발명의 프로펠러는 프로펠러 샤프트, 복수의 제1 프로펠러 블레이드 및 복수의 제2 프로펠러 블레이드를 포함한다. 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드는 프로펠러 샤프트의 외주면에 연결되어 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드가 프로펠러 샤프트를 따라 동기 회전하도록 하고, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 프로펠러 샤프트의 외주면에 연결되어 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드와 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 하고, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 전방에 위치하고, 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드와 1대1의 방식으로 서로 대응되고, 또한 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 크기는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 크기보다 작고, 또한 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 회전 방향은 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 회전 방향과 동일하다. 이를 통해, 본 발명의 프로펠러는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 크기를 증가시킬 필요 없이 선박의 고속 운행 시의 운행 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

선박용 가속 프로펠러{MARINE ACCELERATING PROPELLER}
본 발명은 선박용 프로펠러에 관한 것이고, 특히 선박용 가속 프로펠러를 가리킨다.
일반 선박은 속도를 증가시키려면, 일반적으로 비교적 큰 프로펠러를 선택하여 배치한다(예를 들면, 16인치 또는 17인치). 그러나 전술한 큰 크기의 프로펠러는 원가가 비교적 높은 것뿐만 아니라, 사용할 때 흘수선이 비교적 깊어, 비교적 얕은 수로에서 항해 시 깊은 흘수선으로 인해 선박의 운행 안전에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 프로펠러 크기(사용 크기는 15.5인치)를 증가시키지 않는 상황에서 운행 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 것은 해당 분야에서 극복해야 하는 문제이다.
또한, 프로펠러는 회전 과정에서 가로 방향 회전류 및 세로 방향 반류를 발생시키고, 그중의 가로 방향 회전류는 항행하는 저항력을 발생시켜 추진 효율에 영향준다. 가로 방향 회전류 및 세로 방향 반류를 제한하고 프로펠러의 추진 효율을 향상시키기 위하여, CN 205256630 U에 개시된 프로펠러는 2개의 흐름 방향 구조에 의해 추진 효율이 향상되지만, 외부 프로펠러 블레이드와 내부 프로펠러 블레이드 사이는 서로 대응되지 않고 또한 나선 방향이 서로 반대되므로 실제 사용 시 향상시킬 수 있는 효율은 제한적이므로 실용성이 좋지 않다.
본 발명의 주요 목적은 크기를 증가시키지 않으면서 선박이 고속 항해할 때의 운행 효율을 향상시킬 수 있는 선박용 가속 프로펠러를 제공하는 데 있다.
상술한 주요 목적을 이루기 위하여, 본 발명은 프로펠러 샤프트, 복수의 제1 프로펠러 블레이드 및 복수의 제2 프로펠러 블레이드를 포함하는 프로펠러를 제공한다. 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드는 상기 프로펠러 샤프트의 외주면에 연결되어 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드가 프로펠러 샤프트를 따라 동기 회전하도록 하고; 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 상기 프로펠러 샤프트의 외주면에 연결되어 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드도 상기 프로펠러 샤프트를 따라 동기 회전하도록 하고, 또한 상기 프로펠러 샤프트를 통해 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드와 동일한 방향으로 회전하게 할 수 있고, 또한, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 전방에 위치하고, 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드와 1대1의 방식으로 서로 대응되고, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 크기는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 크기보다 작고, 또한 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 회전 방향은 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 회전 방향과 동일하다.
상술한 내용으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 프로펠러는 크기가 비교적 작은 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드로 인하여 가로 방향 회전류가 줄어들고, 동시에 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드로 인하여 세로 방향 반류가 증가되고, 이로써 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 크기를 증가시키지 않으면서 선박이 고속 운행할 때의 운행 효율을 향상시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 직경 방면에서 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 70%이다.
바람직하게, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 면적 방면에서 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 1/3이다.
바람직하게, 상기 프로펠러 샤프트의 축 방향에 평행되는 투영 방향에서, 각 상기 제2 프로펠러 블레이드는 대응되는 상기 제1 프로펠러 블레이드가 커버하는 범위 내에 완전히 속한다.
바람직하게, 각 상기 제2 프로펠러 블레이드의 트레일링 엣지는 서로 인접된 2개의 상기 제1 프로펠러 블레이드의 리딩 엣지 중간에 대략 위치하고, 이로써 난류를 줄이는 효과에 도달할 수 있다.
바람직하게, 상기 프로펠러 샤프트는 일체식 구조일 수 있고, 샤프트체와 상기 샤프트체 전단에 설치된 고리체로 구성될 수도 있고, 그중, 상기 샤프트체의 외주면에 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드가 연결되고, 상기 고리체의 외주면에 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드가 연결된다.
본 발명에서 제공하는 선박용 가속 프로펠러의 상세한 구조, 특징, 조립 또는 사용 방식에 관하여 후속 실시방식에서 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 해당 상세한 설명 및 본 발명을 실시하기 위해 개시된 특정 실시예는 단지 본 발명을 설명할 뿐, 본 발명의 특허출원범위를 제한하는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 선박용 가속 프로펠러의 입체도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 선박용 가속 프로펠러의 입체 분해도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 선박용 가속 프로펠러의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 선박용 가속 프로펠러의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 선박용 가속 프로펠러의 입체도이다.
도 6은 본 발명의 프로펠러 및 일반 프로펠러의 선박 속도 및 회전 속도의 곡선도이다.
출원인이 우선 여기에서 설명하는 것은, 하기에서 소개하는 실시예 및 출원범위의 청구항을 포함하는 전체 명세서에서, 방향성에 관련된 명사는 도면에서의 방향을 기준으로 한다. 그리고 하기에서 소개하는 실시예 및 도면에서의 동일한 부품 부호는 동일하거나 유사한 부품 또는 그 구조 특징을 나타낸다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예의 프로펠러(10)는 프로펠러 샤프트(20), 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30) 및 복수의 제2 프로펠러 블레이드(40)를 포함한다.
프로펠러 샤프트(20)는 본 실시예에서 샤프트체(21) 및 고리체(23)로 구성된 투피스 구조이고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트체(21)의 전단에 조립 연결부(22)가 구비되고, 고리체(23)는 억지 끼움 또는 용접 등 방식으로 샤프트체(21)의 조립 연결부(22)에 고정된다. 또한, 프로펠러 샤프트(20)는 샤프트 슬리브(24)를 더 구비하고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 샤프 슬리브(24)는 샤프트체(21) 내에 설치되고, 3개의 리브부(25)를 통해 샤프트체(21)의 내주면에 연결되고, 프로펠러 샤프트(20)는 샤프트 슬리브(24)를 통해 동력원(도시되지 않음)에 연결되어 프로펠러 샤프트(20)가 동력원의 구동을 받아 회전할 수 있도록 한다.
상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)는 샤프트체(21)의 외주면에 연결되어 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)가 프로펠러 샤프트(20)를 따라 동기 운행하도록 한다.
상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드(40)는 고리체(23)의 외주면에 연결되어, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드(40)가 프로펠러 샤프트(20)를 따라 동기 운행하고, 또한 프로펠러 샤프트(20)를 통해 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)와 동일한 방향을 향해 회전하도록 함으로써, 플로우 가이드 작용을 제공하도록 한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드(40)는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)의 전방에 위치하고, 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)와 1대1의 방식으로 서로 대응되고, 또한 제2 프로펠러 블레이드(40)의 크기는 제1 프로펠러 블레이드(30)의 크기보다 작고, 본 실시예에서 제2 프로펠러 블레이드(40)의 직경이 11인치이고, 제1 프로펠러 블레이드(30)의 직경은 15.5인치이고, 따라서 제2 프로펠러 블레이드(40)의 직경은 제1 프로펠러 블레이드(30)의 직경의 약 70%이고, 또한 제2 프로펠러 블레이드(40)의 면적은 제1 프로펠러 블레이드(30)의 면적의 약 1/3이다. 또한, 제2 프로펠러 블레이드(40)의 회전 방향은 제1 프로펠러 블레이드(30)의 회전 방향과 동일하고, 다시 도 4에 도시된 바와 같이, 프로펠러 샤프트(20)의 축 방향에 평행되는 투영 방향에서, 제2 프로펠러 블레이드(40)는 대응되는 제1 프로펠러 블레이드(30)가 커버하는 범위 내에 완전히 속한다. 또한 제2 프로펠러 블레이드(40)의 트레일링 엣지(42, Trailing edge)는 대략적으로 서로 인접된 2개의 제1 프로펠러 블레이드(30)의 리딩 엣지(32, Leading edge)의 중간에 있고, 이로써, 난류를 줄이는 효과에 도달할 수 있다.
상술한 내용으로부터 알 수 있는바, 본 발명의 프로펠러(10)는 프로펠러 샤프트(20)를 이용하여 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)와 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드(40)를 구동하여 동일한 방향으로 운행하게 하고, 운행 과정에서 크기가 비교적 작은 제2 프로펠러 블레이드(40)는 가로 방향 회전류를 줄이는 동시에 제2 프로펠러 블레이드(40)를 통해 제1 프로펠러 블레이드(30)를 향한 세로 방향 반류를 증가시킴으로써, 항행 저항력을 줄이고 추진 효율을 향상시킨다. 또한, 도 6에서, 일반 프로펠러는 제1 프로펠러 블레이드(30)만 구비하나, 본 발명의 프로펠러(10)는 제1 프로펠러 블레이드(30) 및 제2 프로펠러 블레이드(40)를 구비하고, 도 6에서 도시한 바와 같이, 양자의 회전 속도가 더 클수록 본 발명의 프로펠러(10)는 선박 속도를 더 크게 향상시킨다. 이로써, 본 발명의 프로펠러(10)는 제1 프로펠러 블레이드(30)의 크기(즉 15.5인치를 유지함)를 증가시키지 않으면서도 선박의 고속 운행 시의 운행 효율을 향상시킬 수 있다.
마지막으로 보충 설명할 것은, 프로펠러 샤프트(20)는 투피스 구조에 한정되지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이, 프로펠러 샤프트(20)는 일체 성형의 방식으로 제조될 수 있고, 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드(30)와 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드(40)를 결합하여 상술한 실시예에서 설치하고, 동일하게 선박이 고속 운행 시의 운행 효율을 향상시킬 수 있다.
10: 프로펠러
20: 프로펠러 샤프트
21: 샤프트체
22: 조립 연결부
23：고리체
24: 샤프트 슬리브
25: 리브부
30: 제1 프로펠러 블레이드
32: 리딩 엣지
40: 제2 프로펠러 블레이드
42: 트레일링 엣지

Claims (6)

  1. 프로펠러 샤프트;
    상기 프로펠러 샤프트의 외주면에 연결되는 복수의 제1 프로펠러 블레이드; 및
    상기 프로펠러 샤프트의 외주면에 연결되어 프로펠러 샤프트를 따라 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드와 동일 방향으로 회전하는 복수의 제2 프로펠러 블레이드
    를 포함하고,
    상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 전방에 위치하고 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드와 1대1의 방식으로 서로 대응되고, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 크기는 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 크기보다 작고, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 회전 방향은 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 회전 방향과 동일한,
    선박용 가속 프로펠러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 면적 방면에 있어서 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 1/3인, 선박용 가속 프로펠러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드의 직경은 상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드의 직경의 70%인, 선박용 가속 프로펠러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로펠러 샤프트의 축 방향에 평행되는 투영 방향에서, 각 상기 제2 프로펠러 블레이드는 대응되는 상기 제1 프로펠러 블레이드가 커버하는 범위 내에 완전히 속하는, 선박용 가속 프로펠러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 프로펠러 블레이드는 샤프트체의 외주면에 연결되고, 상기 복수의 제2 프로펠러 블레이드는 고리체의 외주면에 연결되고, 상기 고리체는 상기 샤프트체의 전단에 고정 설치되고 상기 샤프트체와 상기 프로펠러 샤프트를 이루는, 선박용 가속 프로펠러.
  6. 제1항에 있어서,
    각 상기 제2 프로펠러 블레이드의 트레일링 엣지는 서로 인접된 2개의 상기 제1 프로펠러 블레이드의 리딩 엣지의 중간에 위치하는, 선박용 가속 프로펠러.
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