KR840000541B1 - 선박용 푸로펠러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선박형 푸로펠러

제1도는 본 발명의 제1실시예의 분해사시도.

제2도는 날개의 크기가 최대로 나타나는 방향에서 본 제1도의 푸로펠러 날개의 하나를 보여주는 측단면도.

제3도는 푸로펠러 회전축의 반경방향으로 내측을 보아 표시한 제1도의 날개에 대한 평면도.

제4도는 제3도의 IV-IV선 단면도.

제5도는 본 발명의 제2실시예의 푸로펠러 날개의 일부 축단면도이다.

본 발명은 선박의 각순간에 따른 순항속도에 적합하게 푸로펠러의 피치를 가변시킬수 있으며, 특히 푸로펠러가 회전할 때 생기는 원심력 효과로 가변피치를 가지는 나선형의 날개와 동일한 피치로 자동 조정되게 하여 순항조건에 최적합한 피치를 선택하도록 하는 선박용 푸로펠러에 관한 것이다.

푸로펠러로 구동되는 해양선박, 특히 소형 고속모우터 보우트에서 발생되는 문제점은 고정된 날개가 달린 푸로펠러가 선박의 어떤 속도범위를 넘으면 무력하게 된다는 것이다.

상기와 같이 고정된 날개를 가진 푸로펠러를 가진 선박이 그의 최대속도에 가까운 속도로 이동할 때와 선박이 정지상태에서 시동하거나 저속으로 움직일 때 상당한 양의 캐비테이션이 발생된다. 따라서, 푸로펠러가 광범위한 속도에 걸쳐 효율적으로 운전될수 있다 할지라도, 선박엔진의 연료소모가 저속일 때 필요이상으로 많게 되고, 고속으로 가속시킬 경우 엔진출력에 비하여 능력이 저하된다. 사실 이런 문제는 고속경주용 보우트에 있어서 보우트가 정지상태에 있을 때 추력이 아닌 캐비테이션만이 발생되므로 보우트자신의 엔진과 푸로펠러에 의해 추진될수 있기 전에 보우트를 어떤 최저속도까지 예인할 필요가 있다.

이러한 문제는 피치를 변화시킬수 있는 푸로펠러를 사용함으로써 완전히 해결될 수 있으나 현존하고 있는 대부분의 피치를 변화시킬 수 있는 푸로펠러는 유압으로 작동시켜 피치를 변위시켜야 하며 하중이 무겁고 복잡하며 가격이 상당히 비싸다.

또한 가변피치를 가지는 푸로펠러중에는, 허브(hub)에 설치된 둘 또는 둘 이상의 날개로 구성되어 있으며, 상기 날개들을 방사형부를 갖는 허브로부터 반경의 바깥방향으로 뻗어있는 피보트축에 대하여 자유로이 선회할 수 있도록 피보트축상에 설치한 독일 특허 제410101호가 있으나 상기 푸로펠러의날개들에는 날개의 꼬리부 선단을 따라 조균형익(trim tab)을 설치하므로서 각 날개의 선회축에서 허브에 대하여 선화 할수 있도록 하여 푸로펠러의 피치를 조절하게 하였다.

상기의 보조균형익은 푸로펠러 날개의 꼬리부 선단에 종종 설치되는 보조익과 같은 것으로서, 보조익이 부착되는 푸로펠러의 꼬리부 선단에서 푸로펠러의 면에 대한 일정각으로 연장되어 있는 소형의 보조익은 날개의 나머지 부분에 대해 경사져 있어서, 푸로펠러가 가동될 때 보조균형익은 날개를 피보트축 주위로 회전시키는데 필요한 회전력(Torque)을 날개에 발생시키며 날개의 표면에 스쳐가는 물줄기에 대한 영각(迎角)을 일정하게 해주므로서 피치를 조정하게 하였으나 푸로펠러 날개의 면과 보조균형익의 면이 불연속적이기 때문에 푸로펠러가 물속에서 가동될 때 상당한 난류가 발생하게 되며, 이 난류는 캐버테이션을 발생시키게 되어 푸로펠러에 의해 발생된 추진력의 상당한 량이 감소되고, 푸로펠러에 가해지는 동력의 많은 량이 상기 난류의 발생으로 소모되어지게 되므로 추진력의 발생이 약화되게 한다.

또한, 알고 있는 바로는 독일 특허 제410401호의 푸로펠러는 상품화된 적이 없다. 이는 보조균형익을 설치하므로서, 날개상에 가해지는 물의 향력을 중대시키기 때문에 일정한 영각을 유지하기 위하여 날개를 자유로이 선회시키므로서 얻어지는 이점들이 거의 상쇄되어지기 때문이다.

또 다른 가변피치용 푸로펠러에 관한 것에는, 영국 특허 제1414362호가 있으며, 이는 날개의 압력면으로부터 물을 가로질러 축방향으로 이동하는 푸로펠러에 대한 방향으로 보아 뒤쪽으로 위치한 방사형 축에 대하여 푸로펠러의 날개가 허브상에서 자유로이 선회할 수 있도록 한 것으로서, 상기 방사형의 피보트축이 날개선단의 약정된 위치에 위치케 하며, 이러한 피보트축의 위치로 인해 날개에 가해지는 수동력이 푸로펠러의 피치를 스스로 조정하게 하는 것이며, 이러한 푸로펠러는 외도된 바대로 어느 정도까지 작동될 수 있을지라도 상품화되어 개발된 적이 없다. 이는 광범위한 속도범위에 걸쳐 날개가 안정적으로 자동조절되지 않기 때문이며 또한 이러한 푸로펠러를 설치한 선박이 설계상의 순항속도로 이동되고 있을 때 날개가 최적의 피치를 유지 할 수 없기 때문이다.

배의 순항속도에 있어서 최적피치를 유지한다는 것은 가변피치 푸로펠러에 대한 필수요건이며, 푸로펠러가 순항속도에서 충분히 높은 효과를 가지지 않으면 가변피치를 사용하므로서 얻어지는 또 다른 이점들을 무용화시키게 되는 것이다.

지금까지 날개에 미치는 원심력의 효과는 무시해도 좋다고 생각되어 왔지만, 본 발명은 날개의 질량분포를 이용하여 각 순항속도에 따라 적절한 피치를 자동조정할 수 있도록 하기 위하여 날개의 원심력 효과를 필수적인 요소로 이용하는 것이다.

날개에 작용하는 원심력의 효과에 대해서는 영국 특허 제1414362호에 언급되었지만 이 효과는 2차적인 요소로 취급되어 있으며, 또한 자동 조절되면서 피치를 변화시킬 수 있는 선박의 푸로펠러가 수년동안 제안되어 왔지만, 실제로 적합한 구조를 갖는 푸로펠러는 지금까지 나온 바가 없다.

이에 본 발명에서는 허브상에 회전자유토록 설치되는 2개 이상의 날개로 구성되며, 날개가 허브로부터 반경의 외측방향으로 뻗은 축부위로 자유롭게 선회될 수 있는 선박용 푸로펠러를 제공하는 것으로서, 가동시에 날개가 푸로펠러의 회전속도 및 푸로펠러가 설치된 선박이 물속에서의 속도에 적합한 피치를 신빙성있게 채택할 수 있도록 날개가 배열되어 있으며, 선택된 피치는 광범위한 속도범위 특히 푸로펠러의 실제상 순항속도에 대해 안정되고도 가장 적합하도록 되어 있다.

본 발명은 2차적인 중요성이 아닌 다른 표준(criteria) 중에서 날개에 작용하는 원심력효과가 가장 중요하며 특히 원심력 효과는 날개에 작용하는 유체동력에 관계된다는 것을 발견한 것에 근거를 둔 것이다.

피보트축에 대한 날개의 경사도 및 형태, 특히 피보트축에 대한 날개의 꼬리선단부의 위치가 중요하다는 것이 또한 관명되었다.

따라서 본 발명에서는 허브상에 회전자유토록 취부되는 2개이상의 날개로 구성되어 날개가 허브로부터 반경의 외축방향으로 뻗은 피보트축 주위로 자유롭게 선회될 수 있게 하며, 작동시에 상기의 피보트축이 날개의 압력면으로부터 축방향으로 이동하는 푸로펠러의 방향에 대해 뒤쪽으로 변위될 수 있게 한 것으로서, 상기의 날개와 피보트축에 대한 특징은 다음과 같다.

a) 날개가 나선형이며,

b) 각 날개의 피보트축에 대한 질량분포는 날개의 질량중심이 날개의 회전방향에 대해 피보트축뒤로 일정간격을 두고 떨어져 있게 하여 푸로펠러가 유체동력적인 힘이 없이 회전할 때 생기는 원심력 효과로 인해 푸로펠러가 나선형 날개의 나선피치와 동일한 피치를 택할 수 있도록 하고,

c) 각 날개는 날개의 회전방향에 대해 날개의 최대너비의 적어도 60%에 해당하는 거리만큼 날개의 피보트축 뒤쪽에 있는 꼬리의 선단부가 뒤로 경사진 형상을 가지고 있으며, 날개의 형상과 경사각에 관련된 피보트축의 위치는 가동중일 때 원심력 효과와 함께 복합적으로 날개에 작용하는 압력과 항력이 일정한 범위의 회전 및 축방향 속도에 걸쳐 지나가는 물줄기에 대한 입사각이 최적의 유력을 낼 수 있게 하는 위치를 선택하도록 되어 있다.

푸로펠러는 가변형 피치를 가지고 있기 때문에 피치비율은 나선형의 날개피치를 푸로펠러의 직경으로 나눈 것으로 정의되며, 날개의 형상비는 푸로펠러의 회전축으로부터 잰 날개의 최대반경을 날개의 최대폭으로 나눈 것으로 정의된다. 따라서 형상비는 날개너비 비율에 반비례한다.

날개의 압력면은 푸로펠러의 기준선에 대한 단면에서 보아 대체로 직선이며 이 경우에 날개의 경사각은 일정하게 되고, 그와는 달리 압력면은 이 단면에서 보아 굽을 수도 있으며, 이 경우의 경사각은 날개의 밑동부분에서 상부끝부분에 이르기까지 다양하다. 경사각은 날개의 회전축과 푸로펠러의 기준선에 대한 단면에서 본 압력면 사이의 평근각이다.

날개의 피보트축은 푸로펠러의 회전축에 정확히 반경이 되는 평면내로 외축으로 뻗칠 수도 있는 반면 반경평면에 대해 어느 정도 경사질 수 있다. "반경방향으로 위축으로 뻗친다"라는 말은 피보트축이 큰 반경부를 갖는 푸로펠러의 회전축으로부터 외축으로 뻗힌다면 상기 두가지 배열상태를 포함하는 것으로 해석되도록 하는 외도에서 사용될 것이다.

또한, 피보트축이 푸로펠러의 회전축에 대해 수직인 면에 놓일 수도 하는데, 대부분의 목적을 달성하기 위해서는 이렇게 하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 어떤 경우에 있어서는 피보트축이 이 평면으로부터 전방으로 또는 후방으로 경사질 수도 있다.

푸로펠러가 이상에서 설명한 것과 같은 모든 특징을 가지고 있기 때문에, 날개가 광범위한 속도에 걸쳐서 푸로펠러의 회전속도 및 축방향속도에 적합한 안정된 피치를 택할 수 있는데 이러한 안정성은 앞에서 설명한 종래의 푸로펠러에서는 구할 수 없는 것이었다.

각 날개의 피보트축 위치는 날개가 최저피치의 위치로 선회될 때 피보트축 및 푸로펠러의 회전축을 포함하는 평면은 날개면적을 약3:1의 비율로 나누어서 날개면적이 약 4분의 1은 푸로펠러의 회전방향에서 보아 피보트축의 전방에 있고, 약 4분의 3은 피보트축의 뒤에 있게 하는 것이 바람직하다.

각 날개는 선회할 수 있게 하되 정해진 한계내에서만 날개의 피보트축에 대해 선회할 수 있게 하여 최소피치와 최대피치 사이에서 피치를 가변시킬 수 있게 하며, 날개의 선회한계는 멈춤장치에 의해 설정할 수 있다. 이 경우에 있어서 만일 푸로펠러가 후방으로 구동된다면 푸로펠러는 항상 최대피치를 택하게 되어 자동조절이 되지 않는다. 따라서, 날개가 모든 방향으로 자유롭게 회전할 수 있도록 날개를 축설하는 것이 바람직하다.

이렇게 구성되었기 때문에 말일 푸로펠러축이 전방으로 회전된다면 날개는 전방 추진력을 주기 위한 영각을 만들도록 선회하게 되고, 푸로펠러축이 반대방향으로 회전될 때는 후방으로 동일한 영각을 만들어주기 위해 날개가 피보트축 주위로 약 180°선회하여 역추진력을 내게 된다.

이와 같이 날개가 거의 180°로 회전하기 때문에 날개의 피보트축은 날개의 압력면 뒤로 간격을 두고 떨어져 있게 된다. 왜냐하면 날개가 반대축 방향으로 물속을 이동하고 있기 때문이다.

각 날개는 다른 날개와 완전히 별개로 회전자재케 허브에 취부될 수 있는데 대부분의 목적에 대해 이렇게 배열시키는 것이 바람직스럽다. 또 한편으로는 날개를 허브내에서 기계적으로 상호 연결할 수 있는데, 이는 날개가 피보트축 주위를 일체로 선회하게 하기 위하여 구속하고, 모든 날개가 동일한 순간적 피치를 택하도록 하기 위한 것이다.

날개는 통상적으로 익형(翼型)으로 하는 것이 바람직스러우며, 이렇게 하면 날개가 회전하므로서 날개에 작용하는 압력은 날개의 유체동력학적인 양력에 의해 증가하게 된다. 날개에 작용하는 전체 항력은 항력이 익형면에 작용하는 유체동력학적인 힘의 성분과 함께 날개상에 작용하는 물의 마찰항력으로 구성되는 한 증가되어지게 된다.

본 발명에 따른 푸로펠러의 두가지 실시예를 첨부도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 제4도에 표시된 제1실시예에서의 날개는 나선형으로서 나선의 피치는 200mm이며, 푸로펠러의 피치비율이 1이 되도록 푸로펠러의 직경 또한 200mm로 하여 푸로펠러의 피치비를「1」로 하고, 날개의 폭은 124mm로 하여 앞에서 설명한 바의 계산에 따라 형상비를 약「0.8」로 한다. 제1도에서 제4도까지에 표시한 푸로펠러는 허브(1)를 가지고 있으며 허브(1)는 두 부분(1a, 1b)으로 구성된다.

두 부분(1a, 1b)은 푸로펠러의 회전축에 수직인 중앙면상에서 짝으로 결합되며, 1a 부분내 공통(3)을 자유로이 통과하는 세 개의 보울트(2)에 의해 1b 부분내에 나사산이 형성되어 있는 통공(4) 속으로 나사결합되어 고정된다. 상기의 두 부분(1a, 1b)에는 중앙통공(5)이 형성되어 있으며 이 중앙통공(5)에 푸로펠러의 축을 끼워 결합시킨다.

푸로펠러는 세 개의 날개(6)를 가지고 있는데, 이들 날개는 서로 동일하며 모두 회전자재케 허브(1)에 각각 동일한 방법으로 취부되어 있다. 따라서 이들 날개중의 한 개와 날개를 허브(1)에 부착시키는 부속장치만을 설명하기로 한다.

날개(6)는 원형의 보스(7)와 일체로 주조되어 있고, 원형보스(7)는 저면에 원통형홈(8)을 가지고 있으며, 날개(6)가 허브(1)에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 하는 피보트축과 등축을 갖는 중앙통공(9)을 가지고 있다. 래이디얼 베어링(14) 및 트러스트볼 베어링(15)은 돌출대(11)와 두 개의 고정베어링 링(12,13)을 가지는 회전베어링 링(10)에 포함되어 있다.

첫 번째 보올의 링 즉 래이디얼 베어링(14)은 링(10)과 링(12) 사이에 삽입되며, 두 번째 보올의 링, 즉, 트레스트 베어링(15)은 링(10)과 링(13) 사이로 삽입된다.

이렇게 조합한 베어링을 허브(1)내에 있는 원통형소켓(16)내에 삽입시키며, 상기의 소켓(16)은 허브의 두 부분(1a, 1b)을 결합시키므로서 형성되어지고, 베어링 조립체는 허브부분(1a, 1b)이 서로 결합시켜 고정하기 전에만 삽입될 수 있으며, 일단 허브 부분이 서로 고정되면 베어링 조립체는 내부방향의 플랜지(17)에 의해 허브내의 위치에 지지된다.

다음에 날개의 보스(7)가 베어링 조립체를 포함하는 소켓(16)의 위, 그리고, 환상형의 홈(18)내에 끼워지는 보스(7)의 림과 함께 플랜지(17) 위로 끼워 맞추어진다.

이와 같이 조립된 형태는 제2도에 잘 도시되어 있다.

날개(6)를 그의 보스(7)와 함께 위치를 고정시키기 위하여 먼저 핀(19)을 보스(7)내에 있는 소형구멍(20)을 통해 삽입시켜 돌출대(11)내에 있는 접합구멍(21)내로 끼워넣는다. 이렇게 함으로써 베어링링(10)이 보스(7)와 연관되어 회전하도록 하며, 다음에 스크류(22)를 중앙통공(9)를 통해 삽입시켜 돌출대(11)내에 나사산이 형성되어 있는 구멍(23)으로 나사 결합시킨다. 이는 제2도에 도시된 바와 같이 돌출대(11)의 윗면에 대해 보스(7)의 저면을 단단히 조여 결합시키므로서 보스(7)가 소켓(16)내에서 스스로 자유로이 회전할 수 있는 베어링 링(10)과 함께 회전할 수 있게 된다.

제2도에 도시된 바와 같이 레이디얼 베어링(14)은 베어링 조립체에 걸리는 반경방향 하증 및 날개의 피보트축을 따라 반경방향의 외축으로 걸리는 축하중을 지지하며 트러스트 베어링(15)은 내부방향의 축력을 지지한다.

이 실시예 1에서 세 날개의 피보트축은 푸로펠러의 회전축, 즉 통공(5)에 삽입되는 축에 수직인 평면내에 놓이게 되며 날개는 제2도에 도시한 화살표(24) 방향으로 물속을 가로지르게 된다.

날개에 작용하는 압력의 중심은 날개의 피보트축(25)의 뒤에 위치하게 되며 이는 날개의 고리 선단부에 더 가깝다. 기러나, 이 거리는 날개의 경사각 및 기타 요인에 따라 변화될 수 있으므로 날개에 작용하는 압력의 합성력(p)은 제3도에 도시된 바와 같이 축(25)으로부터의 가변거리(p)에서 작용하게 된다.

또한 제3도에 표시한 바와 같이 날개에 걸리는 항력의 합성력(D)은 피보트축(25)에서의 거리(d)에서 작용하며 이 거리도 또한 어느 정도 변화될 수 있다. 그렇지만, 합성압력 및 끌림항력에 의해 날개에 걸리는 회전력은 반대방향으로 작용한다.

제4도에 도시된 바와 같이 날개는 15°의 경사각(27)을 가지며, 본 실시예에서 날개의 압력만은 제4도에 도시한 단면에서 직선이 되며 따라서 경사각은 일정하게 된다. 그렇지만 경사각이 반경방향으로 변화되도록 날개가 반경방향으로 구부러질 수도 있다. 이것이 중요한 평균경사각이 되는 것이다. 피보트축(25)은 제2도에서와 같이 날개를 피보트축의 전방에 있는 부분(28)과 후방에 있는 부분(29)으로 나누되 후방부분(29)은 전방부분(28)의 약 3배가 되게 한다.

날개의 피보트축에 대한 경사도 및 피보트축의 위치와 함께 날개가 뒤로 비스듬이 굽은 형태는 푸로펠러가 진공상태에서 중력을 무시할 정도의 속도로 회전될 때 압력면이 일반적으로 피치가 200mm인 나선형표면에 놓일때까지 원심력이 날개를 움직이도록 피보트축과 푸로펠러의 회전축에 대하여 날개의 질량을 분포시키게 된다.

제5도에 도시된 제2실시예는 날개가 허브(1)내에서 기어의 맞물림에 의해 서로 연결된 것을 제외하고는 모든 점에서 제1실시예와 동일하며, 여기서 날개가 치차맞물림에 의해 서로 연결됨으로써 서로 화합하에 일체로 되어 있으므로 선회축에 대한 내개의 선회가 제한을 받게 된다.

이러한 목적을 위해서 제2실시예에 있어서의 허브(1)는 제1실시예의 소켓(16)보다 약간 큰 반경을 가지는 소켓(16 )을 가지고 있다. 또한 제1실시예의 베어링 링(10)의 위치에는 베어링 링(10)보다 반경이 크고 베벨기어형 이빨(30)이 형성되어 있는 베어링 링(10′)으로 대체된다.

허브(1)는 제1실시예의 1a 부분과 비슷한 1a′부분 및 제1실시예의 1b 부분과 비슷한1b′부분으로 구성되는데, 여기서 다른 점은 통공(5)과 동심을 가지며 소켓(16′)과 교차하는 환상형의 홈(31)이 허브(1)에 형성된 점이다.

환상형의 홈(31)은 볼베어링(33)에 의해 지지되는 베벨기어 휘일(32)을 내포하며, 베벨기어 휘일(32)은 세 개의 각 날개에 따른 푸로펠러는, 선박의 순항속도 및 순항조건에 따라 피치를 자동변화시킬 수 있는 것으로서, 수상스키용 소형모터 보우트 같은데서 보우트를 가소시키는 것을 크게 개선할 수 있고 스키가 수면에 떠오르기 시작하는 임계속도로 스키하는 사람을 빨리 당기는데 크게 도움을 주게 된다.

또한 아주 광범위한 속도범위에 걸쳐 운행되도록 계획되어진 변위선체 또는 다른 선체에 있어서 배의 속도에 그 피치를 정용시키는 능력으로 푸로펠러의 효율이 배의 전속도 범위에 걸쳐 최대치로 유지된다는 점은 오늘날과 같은 연료부족시대에 있어서 가장 중요한 점이다.

이는 본 발명에 따른 푸로펠러가 부착된 보우트가 엔진에 의해 나올 수 있는 최대속도 이하의 어떤 속도에서 구동될 때 전체적인 연료 소모량을 급격히 줄일 수 있다는 것이다.

연료소모량을 줄이는 것은 경제성을 증가시킬 뿐만 아니라 주어진 연료탱크의 체적을 가지고 보우트의 항속거리를 증가시킬 수 있는 것이다. 이러한 사실은 특히 어선의 경우에 있어서는 상당히 중요하다.

본 발명에 따른 푸로펠러는 트로올어선에도 유리하게 사용될 수 있는데 트로울어선은 연료를 적당히 소모하면서 가능한한 빠른 속도로 항해할 필요가 있고 고기를 잡을 때에는 아주 낮은 속도로 항해를 하면서 푸로펠러는 트로올망을 끌기에 충분한 추력을 내야 한다. 날개가 고정된 푸로페러는 이와 같은 두가지 상황하에서 효율적일 수 없으며, 따라서 트로올어선에 두가지 상이한 피치중 어느 하나로 날개가 조정되는 푸로펠러를 장치하는 것은 흔히 있는 일이다. 그렇지만 이와 같은 조정은 유압으로 또는 복잡한 기계장치에 의해 이루어지며 따라서 이러한 푸로펠러는 가격이 매우 비싸게 된다.

본 발명에 따른 푸로펠러는 피치를 변화시킬 수 있는 이들 푸로펠러와 동일한 효과를 낼수 있으면서 그 가격이 대단히 저렴하다.

본 발명에 따른 푸로펠러는 종래의 날개가 고정된 푸로펠러보다도 전방으로 매우 빨리 움직이게하는 보우트에 후방추력을 낼 수 있게 한다. 이렇게 함으로써 보우트가 훨씬 더 정지되게 하고 안정성을 크게 개선할 수 있게 해준다. 이와 같은 이유는 푸로펠러에 날개가 고정되어 있으면 날개의 표면위로 흐르는 물의 방향이 전진하는 방향과 역방향인 후방으로 가도록 푸로펠러를 저속으로 회전시킬 때 푸로펠러에 의해 생긴 캐비테이션이 매우 커지게 하여 결과적으로 후방추력을 최소화시키기 때문이다. 그렇지만 본 발명에 따른 푸로펠러에 있어서는 푸로펠러 샤프트가 전진방향으로 전속도로 회전한 다음 삽시간에 반대로 하여 후방으로 전속도로 회전시킨다고 할지라도 날개는 날개의 표면위로 지나가는 물줄기의 방향에 의해 즉시 정확한 영각을 택하게 된다. 따라서 상당한 후방추력이 즉시 발생된다.

최종적으로, 본 발명에 따른 푸로펠러는 가파르게 경사진 푸로펠러샤프트에 사용될 때 커다란 장점을 지닌다. 날개가 조정된 푸로펠러의 효율은 푸로펠러가 취부된 샤프트에 경사도가 증가되면서 급속히 떨어진다. 왜냐하면 샤프트 경사도는 푸로펠러가 회전할 때 각각의 회전에 따라 날개의 입사각을 변화시키기 때문이다. 그러나 본 발명에 따른 푸로펠러의 날개는 경사진 샤프트에 장치시킬 때 피보트축에 대하여 요동되어 날개의 피치가 있어서 주목할 만한 향상을 가져오며, 이러한 장점은 매우 가파르게 경사진 샤프트를 사용 할 수밖에 없는 수중익선에 있어서 특히 중요하다.

Claims (1)

1. 허브(1)에 축선회되도록 설치한 둘 또는 둘이상의 날개(6)가 허브(1)로부터 반경의 바깥방향으로 연장된 피보트축(25)에 대하여 자유로이 선회되며, 푸로펠러가 물속에서 축방향으로 이동하면서 가동될 때 날개의 압력면에 대한 방향으로 보아 뒤쪽으로 상기의 피보트축(25)이 변위되는 선박용 푸로펠러에 있어서, 날개(6)가 나선형이며, 각 날개(6)의 피보트축(25)에 대한 질량분포는 날개의 질량중심이 날개의 회전방향에 대해 피보트축 뒤로 일정간격을 두고 떨어져 있게 하여 푸로펠러가 유체동력적인 힘(P,D)이 없이 회전할 때 발생하는 원심력 효과로 인해 프로펠러가 나선형 날개의 나선피치와 동일한 피치를 택할 수 있도록 하고, 각 날개(6) 푸로펠러의 평면에 대해 푸로펠러의 피치비율로 곱해주고 날개의 형상비로 나누어준 평균경사각(27)이 적어도 10°가 되게 후방으로 경사져 있으며, 또한 각 날개(6)는 날개의 회전방향(24)에 대한 최대너비의 적어도 60%에 해당하는 거리만큼 날개의 피보트축(25) 뒤쪽에 있는 꼬리의 선단부가 뒤로 경사진 형상을 가지고 있으며 날개의 형상과 경사각(27)에 관련된 피보트축의 위치는 가동중일 때 원심력 효과와 함께 복합적으로 날개에 작용하는 양력(P)과 항력(D)이 일정한 범위의 회전속도 및 축방향속도에 걸쳐 날개를 거쳐 지나가는물줄기에 대한 입사각이 최적의 추진력을 낼 수 있게 하는 위치를 선택하도록 되어 있는 특징을 가지는 선박용 푸로펠러.

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