KR930007225Y1 - Propulsion system for ship - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 고안의 실시예에 관계하는 선미부의 프로펠러 배치를 도시하는 정면도.1 is a front view showing the propeller arrangement of the stern portion according to the embodiment of the present invention.
제2도는 제1도의 평면도.2 is a plan view of FIG.
제3a도 내지 제3d도는 프로펠러와 주기관의 배치관계도.3a to 3d is a layout relationship between the propeller and the main engine.
제4도는 반류분푸와 추진기의 배치도.4 is a layout view of the countercurrent distribution and the propeller.
제5도는 프로펠러축 좌우 간격과 본 고안의 효과와의 관계도.5 is a relationship between the propeller shaft right and left spacing and the effect of the present invention.
제6도는 본 고안의 측선과 마력곡선의 비교도.Figure 6 is a comparison of the sideline and the horsepower curve of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1,2 : 프로펠러 1A, 2A : 프로펠러 보스1,2: propeller 1A, 2A: propeller boss
1B, 2B : 프로펠러축 3 : 타1B, 2B: Propeller Shaft 3: Other
4 : 주기관 V1, V2: 선체 빌지 소용돌기4: main engine V 1 , V 2 : hull bilge whirlpool
본 고안은 선박의 추진 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 선박의 추진 성능을 개선하기 위한 2기의 추진기를 장비한 경우의 추진기의 배치등에 관한 것이다.The present invention relates to a propulsion device of a ship, and more particularly, to the arrangement of the propeller when the two propellers for improving the propulsion performance of the ship is equipped.
선박의 추진 성능을 개선하는 방법으로서 추진기(이하 "프로펠러"라 한다)를 2기 장비하는 방법이 있다. 프로펠러를 2기 장비하면 프로펠러 1기당의 하중도가 반감되며 프로펠러 효율이 향상된다. 이 경우, 1) 저항증가를 극력 피할 것, 2) 선각효율(船殼效率)을 저하시키지 않을 것 이 개선을 위한 중요한 포인트가 된다. 그래서, 이것을 실현하기 위한 종래 기술로서는 2중반전 프로펠러, 오버래핑 프로펠러가 있다.As a method of improving the propulsion performance of the ship, there is a method of equipping two propellers (hereinafter referred to as "propellers"). Equipped with two propellers will halve the load per propeller and improve the propeller efficiency. In this case, 1) avoid the increase of resistance as much as possible, and 2) not reduce the hull efficiency. Therefore, the prior art for realizing this is a double inversion propeller and an overlapping propeller.
본 고안에 관련하는 후자의 로버래핑 프로펠러는 2축 프로펠러의 전후 위치를 어긋나게 해서 프로펠러가 겹치도록 축 간격을 접근시켜 배치한 프로펠러이다. 그러나, 선체 중심선상에 프로펠러 중심에서 있는 일축선에 비하면, 반류(伴流)가 작은 선체 중심선에서 외측으로 프로펠러 중심을 배치하기 때문에, 일반적으로는 선각효율을 저하된다. 또, 오버랩핑 프로펠러의 경우, 2기의 프로펠러가 전후에 장비되기 때문에 스턴 프레임이 일축선보다 선수측으로 접근하므로 선체가 불록하게(Full)되어 선체 저항이 증대함과 아울러 프로펠러의 배수량이 일정하기 때문에 후방의 프로펠러가 전방이 프로펠러의 회전류의 영향을 받아서 프로펠러 기진력이 증대하거나 프로펠러효율이 저하하는 등의 문제가 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 오버래핑 프로펠러의 일종인 인터로킹 프로펠러가 제안되어 있다(예컨대, 실개소 58-149281호 공보, 실개소 60-103095호 공보 참조). 이 인터로킹 프로펠러는 2개의 프로펠러를 동일면내에서 회전시키도록 한 것이다.The latter rover-lapping propeller according to the present invention is a propeller arranged by approaching the shaft interval so that propellers overlap by shifting the front and rear positions of the two-axis propeller. However, since the propeller center is arrange | positioned outward from the ship center line with a small return, compared with the uniaxial line which exists in a ship propeller center on a ship center line, hull efficiency is generally reduced. In the case of overlapping propellers, since the two propellers are equipped before and after, the stern frame approaches the bower side rather than one axis, so the hull becomes full, the hull resistance increases, and the propeller drainage is constant. The propeller of the front is affected by the rotational flow of the propeller, there is a problem such as propeller propulsion force increases or propeller efficiency is lowered. Therefore, the interlocking propeller which is a kind of overlapping propeller for solving this is proposed (for example, see Unexamined-Japanese-Patent No. 58-149281, Unexamined-Japanese-Patent No. 60-103095). This interlocking propeller allows two propellers to rotate in the same plane.
그러나, 상기 공부에 개시되어 있는 인터로킹 프로펠러에 있어서는 소수의 날개 또는 소면적 프로펠러에 제한되거나 또는 이것을 피하기 위해서 프로펠러 축심 간격이 넓어져서 선각 효율의 저하를 초래한다. 이것에 덧붙여, 선각 효율의 저하가 큰 것은 상기 공보 기재의 인터로킹 프로펠러에 있어서는 선체 빌지(bilge) 소용돌이가 선각 효율에 미치는 영향에 대한 인식이 결여되어 있기 때문이다. 즉, 일축선이든 이축선이든 관계없이 선미부 프로펠러 위치에는 제4도에 도시하듯이 좌우현에 각각 1개씩의 빌지 소용돌이라고 불리는 선체 빌지 부분에 대칭적으로 발생한 소용돌이(V1, V2)가 존재한다. 이 2개의 빌지소용돌기(V1, V2)는 그 둘레에 선체 중심선을 향하는 회전류(내선회 회전류)를 수반한다. 그 때문에 프로펠러의 위치나 회전방향 등과의 관계에서 선체 빌지 소용돌이의 영향을 받아서 선각효율이 크게 변화하는 것이다.However, in the interlocking propeller disclosed in the above study, the propeller shaft center interval is widened to limit the number of wings or small area propellers or to avoid this, resulting in a decrease in the hull efficiency. In addition to this, the decrease in the hull efficiency is large because in the interlocking propeller of the above publication, there is a lack of recognition of the effect of the hull bilge swirl on the hull efficiency. That is, one axial or twin-wire or aft propeller position, FIG. 4 shown as is the ship bilge portions, called respectively the bilge vortex, one for the left and right current swirl occurs symmetrically (V 1, V 2), irrespective of the exist. These two bilge protrusions (V 1 , V 2 ) carry a rotational flow (internal rotational flow) toward the hull centerline around it. For this reason, the hull efficiency is greatly changed under the influence of the hull bilge vortex in relation to the position of the propeller and the rotation direction.
이 선체 빌지 소용돌이를 이용해서 추진효율의 향상을 목적한 것으로 특개소 63-34294호 공보기재의 선행 기술이 있다.In order to improve propulsion efficiency by using this hull bilge vortex, there is a prior art of Japanese Patent Laid-Open No. 63-34294.
그러나, 이 경우는 1기의 프로펠러를 그 샤프트 센터가 중심선에서 벗어나게 설치하는 것으로서, 본래적으로 2기의 프로펠러인 인터로킹 프로펠러가 가지는 잇점(프로펠러의 하중도의 감소, 프로펠러 효율의 향상등)은 없고, 게다가 1기의 프로펠러에 의해서 전체의 추진 효율의 향상도 그다지 기대되지 않는다. 또, 오프센터 샤트프로 하고 있으므로 선각 구조의 설계, 공작면의 불리한 점이 생기며, 또, 배의 보침성, 조선성에 대해서도 불리한 점이 나타날 우려가 있다.However, in this case, one propeller is installed so that its shaft center is out of the center line, and the advantage (reduction of propeller load, improvement of propeller efficiency, etc.) of the interlocking propeller which is originally two propellers is In addition, improvement of the propulsion efficiency of the whole is not expected very much by one propeller. In addition, since it is an off-center shaft, there are disadvantages in the design of the hull structure and the work surface, and also in the ship's supplementary and shipbuilding properties.
그래서, 본 고안은 2기 프로펠러인 인터로킹 프로펠러의 잇점을 살리면서 또한 좌우의 2개의 빌지 소용돌이를 선각효율의 향상에 효율적으로 이용해서 비약적인 추진 효율의 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention aims at utilizing the advantages of the interlocking propeller, which is a second propeller, and using the two left and right bilge vortices to efficiently improve the hull efficiency, thereby achieving a drastic improvement in propulsion efficiency.
상기 목적 달성을 위해, 본 고안에 관계하는 선박의 추진장치는 2기의 프로펠러 위치를 서로 동일 높이 위치로 하고 또한, 선체의 상부에서 보았을 때, 즉, 평면도로 도시했을 때 프로펠러의 전후 위치를 서로 동일 회전면내에 오도록 배치한 인터로킹 프로펠러를 가지는 선박에 있어서, 각각의 프로펠러축의 중심을 좌우현에 발생하는 선체 빌지 소용돌이의 중심 근처에 배치하고, 두 프로펠러 모두 외향으로 회전하게 하며, 양 프로펠러는 서로의 프로펠러의 날개가 약 360°/2Z(Z:날개수)서로 어긋난 위치에 오도록 설치하고, 또한 각 프로펠러날개의 레이크를 서로 역 방향으로 형성한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the propulsion device of the ship according to the present invention is the propeller position of the two ships at the same height position, and when viewed from the top of the hull, that is, when viewed from the top of the propeller when the front and rear positions of each other In ships with interlocking propellers positioned within the same plane of rotation, the center of each propeller shaft is positioned near the center of the hull bilge vortex occurring in the left and right strings, allowing both propellers to rotate outwards, with both propellers extending to each other. The propeller blades are installed so as to be positioned at positions displaced from each other by about 360 ° / 2Z (Z: number of blades), and the rakes of the propeller blades are formed in opposite directions to each other.
상기 구성에 있어서, 인터로킹 프로펠러를 구성하여 좌우 양측의 선체 빌지 소용돌이를 유효하게 이용함과 아울러 좌우의 프로펠러의 간섭을 회피하면서 프로펠러축 좌우 간격을 작게할 수 있고, 스턴 프레임과의 전후 위치를 측선과 동등하게 할 수 있다.In the above configuration, the interlocking propeller can be configured to effectively use the hull bilge vortex on both the left and right sides, and to prevent the left and right propellers from interfering with each other and to reduce the left and right spacing of the propeller shaft. You can do it equally.
이하 본 실시예의 도면을 참조하면서 설명한다.A description with reference to the drawings of the present embodiment below.
제1도는 본 고안의 실시예에 관계하는 선미부의 프로펠러배치를 도시하는 정면도, 제2도는 평면도이다.1 is a front view showing a propeller arrangement of the stern part according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view.
도면에 있어서 2기의 프로펠러1, 2((1)은 우현기, (2)는 좌현기를 도시한다)가 선체 중심선(C)에 대칭으로, 또한 그 프로펠러(추진)축(1B, 2B)이 평행하게 설치되어 있다.In the figure, two propellers 1 and 2 ((1) shows a starboard and (2) shows a port) are symmetric to the hull centerline C, and the propeller (propulsion) axes 1B and 2B are It is installed in parallel.
제1도에 2개의 프로펠러(1,2)는 프로펠러 축심 높이 위치가 동일하게 서로 오버랩하게 설치되어 있으며, 양 프로펠러로 소위 인터로킹 프로펠러를 형성하고 있다. 양측간 간섭을 피하기 위해 각각의 프로펠러(1,2)의 날개는 약 360°/2Z(Z:날개수) 서로 어긋나도록 장착되어 있으며(제1도), 게다가 각 프로펠러의 레이크는 서로 역 방향으로 형성되어 있다(제2도). 제1도중, 점선은 선미부의 선체선도를 도시하고 있다. 이 도면에 도시하는 선형은, 선체 중심선(C)를 기준으로 해서 대칭으로 형성되며, 선미단으로 감에 따라서 점진적으로 테이퍼진 형상을 가지는 소위 일축선형의 선박이다. (S)는 선미단체(3)의 프로펠러 후방에 배치된 타이다. 이같은 일축 선형에 있어서는 제4도의 반류 분포와 프로펠러 배치도에 도시된 바와 같이 좌우 대칭의 선체 빌지 소용돌이(V1, V2)가 존재한다. 도면중, 화살표는 수류의 방향을 도시하며 점선은 동일유속을 갖는 반류를 표시한 것이다. 선체 빌지 소용돌이(V1, V2)는 선체 중심으로 향하는 내회전인 회전류를 형성하고 있다. 여기에서, 프로펠러축(1B, 2B)를 이 선체 빌지 소용돌기(V1, V2)의 거의 중심 근처에 배치하고, 프로펠러 회전방향(R1, R2)을 소용돌이 회전방향과는 역방향으로 외측 방향으로 회전하게 한다. 이것으로 좌우현의 빌지 소용돌이(V1, V2)를 유용하게 이용할 수 있어서 선각 효율의 향상이 도모된다. 또한, 제4도중(1', 2')는 각각 우현 프로펠러 및 좌현 프로펠러의 회전 궤적을 나타낸다. 또, (9, 9')는 일축선에 있어서의 프로펠러 축과 프로펠러 회전 궤적을 참고로 도시한 것이다.In FIG. 1, the two propellers 1 and 2 are provided so that the propeller shaft height positions are equally overlapped with each other, and both propellers form what is called an interlocking propeller. In order to avoid bilateral interference, the wings of each propeller 1 and 2 are mounted so as to deviate from each other by about 360 ° / 2Z (Z: number of blades) (FIG. 1), and the rake of each propeller is reversed to each other. It is formed (figure 2). In FIG. 1, a dotted line shows the hull diagram of the stern part. The linear form shown in this figure is a so-called uniaxial linear vessel which is formed symmetrically with respect to the hull centerline C and has a tapered shape gradually as it goes to the stern end. (S) is a rudder arranged behind the propeller of the stern group 3. In such uniaxial alignment, there are left and right symmetric hull bilge vortices V 1 and V 2 , as shown in the backflow distribution and propeller arrangement of FIG. 4. In the figure, the arrow shows the direction of the water flow and the dotted line shows the reflux with the same flow rate. The hull bilge vortices V 1 and V 2 form a rotational flow which is an internal rotation toward the center of the hull. Here, the propeller shafts 1B and 2B are arranged near the center of the hull bilge vanes V 1 and V 2 , and the propeller rotation directions R 1 and R 2 are outward in the opposite directions to the vortex rotation direction. Rotate in the direction. It is useful to take advantage of the bilge vortex (V 1, V 2) of the right and left in the current is reduced to improve the efficiency of the hull. Further, the fourth diagram 1 ', 2' represents the rotation trajectory of the starboard propeller and the port propeller, respectively. In addition, (9, 9 ') is shown with reference to the propeller shaft and propeller rotation trace in one axis line.
그리고, 제2도에 도시한 바와 같이 인터로킹 프로펠러의 구조를 고려함(2개의 프로펠러를 동일 회전면내에 설치한다)에 덧붙여서 전술한대로 2개의 프로펠러(1,2)를 접근시키더라도 접촉하지 않도록 우현기, 좌현기의 프로펠러 날개의 레이크가 서로 역으로 형성되어 있다. 이와 같이 함으로써 날개수, 전개면적의 제한을 받지 않고, 여러가지의 중요 사항에 있어서 인터로킹 프로펠러로서의 효과가 기대되면, 스턴 프레임 전후 위치를 일축선과 동등하게 함으로써 선체 저항의 증가가 억제된다.In addition to considering the structure of the interlocking propeller as shown in FIG. 2 (two propellers are installed in the same rotational plane), the starboard machine does not come into contact with the two propellers 1 and 2 as described above. The rakes of the propeller blades of the port are inverted from each other. In this way, the number of blades and the development area are not limited, and if the effect as an interlocking propeller is expected in various important matters, the increase in the hull resistance is suppressed by making the position before and after the stern frame equal to one axis.
또한, (1A, 2A)는 프로펠러 보스를 도시한다.Also, 1A and 2A show propeller bosses.
제3a도 내지 제3d도는 프로펠러와 주기관과의 배치관계도로서, 제3a도 내지 제3c도는 소위 1기관 2축계의 경우, 제3d도는 2기관 2축계의 경우이다.3a to 3d are diagrams showing the arrangement relationship between the propeller and the main engine, and FIGS. 3a to 3c are so-called single engine biaxial systems, and FIG. 3d is a two engine biaxial system.
제3a도에 있어서는 우현의 프로펠러축(1B)은 그 축단에 장착된 수동기어(1C)와 이것에 맞물리는 중간 기어(6) 및 구동기어(2C)와 이것에 맞물리는 구동기어(4B)를 거쳐서 주기관(4)의 구동축(4A)에 연결되어 있다. 또한, (5)는 기어 박스를 도시한다.In FIG. 3A, the starboard propeller shaft 1B includes a manual gear 1C mounted on the shaft end, an intermediate gear 6 and a drive gear 2C engaged with it, and a drive gear 4B engaged with it. It is connected to the drive shaft 4A of the main engine 4 via. Also, 5 shows a gear box.
제3b도에 있어서는 구동기어(4B)의 양측에 이것과 맞물리는 수동 기어(1C, 2C)을 가지며, 좌현의 프로펠러 축(2B)은 이수동기어(2C)에 직접 연결되고, 다른 프로펠러축(1B)은 역전기(7)를 거쳐서 수동기어(1C)에 연결되어 있다.In FIG. 3B, the propeller shaft 2B of the port port is directly connected to the 2nd manual gear 2C, and has the manual gear 1C, 2C which engages with this on both sides of the drive gear 4B, and the other propeller shaft 1B. ) Is connected to the manual gear 1C via the reverse electric machine 7.
제3c도의 경우는 상기의 경우와 같이 양쪽의 프로펠러축(1B, 2B)이 평행이 아니고 주기(4)의 구동축(4A)에 대해서 양측에 대칭으로 평면상 경사지게 프로펠러축 (1B, 2B)을 배치한 경우를 도시한다. 기어의 배치는 제3a도와 동일하다. 그러나, 이 경우에도 제3b도와 같이 중간기어(6)를 대신해서 역전기(逆 器:7)를 채용해도 된다.In the case of FIG. 3C, the propeller shafts 1B and 2B are arranged such that both propeller shafts 1B and 2B are not parallel but are inclined in a plane symmetrically on both sides with respect to the drive shaft 4A of the cycle 4 as in the above case. One case is shown. The arrangement of the gears is the same as in FIG. 3a. However, also in this case, a reverse electric machine 7 may be employed in place of the intermediate gear 6 as shown in FIG. 3B.
상기 구성으로 양쪽의 프로펠러(1), (2)는 서로 같은 회전속도로 동기(同期)로 회전되며, 아울러 그 회전방향은 양자 모두 외향방향으로 할 수 있다.With the above configuration, both propellers 1 and 2 are rotated at the same rotational speed in synchronism with each other, and the rotational direction thereof can both be outward.
다른 한편, 제3도의 2기관 2축의 경우에 있어서는 양현의 프로펠러축(1B, 2B)이 각각 주기관(4, 4)에 직접 연결되어 있다.On the other hand, in the case of the two-shaft biaxial shaft of FIG. 3, the propeller shafts 1B and 2B of both strings are directly connected to the main engines 4 and 4, respectively.
이 경우, 양쪽의 프로펠러(1,2)의 회전을 동기시키기 위해 프로펠러축(1B, 2B)의 중간 위치에 동기를 기어(8)를 설치하고 양자를 맞물리도록 하고 있다.In this case, in order to synchronize the rotation of both propellers 1 and 2, the gear 8 is provided in synchronization with the intermediate position of the propeller shafts 1B and 2B, and both are engaged.
본 고안에 기준하여, 광범위한 수조시험을 행한 결과, 2기의 프로펠러의 최적의 상호(높이) 위치에 대해서는, 베이스 라인(선저)위, 0.5D이상, 0.75Dp이하(Dp:프로펠러 직경), 또 2기 프로펠러축 좌우간격에 대해서는 0.5b+0.5Dp 이상, 0.75Dp이하(b:프로펠러 보스 직경)의 범위가 최적인 것으로 판명되었다.Based on the present invention, as a result of extensive water tank testing, about the optimum mutual position of the two propellers, on the base line (bottom), 0.5D or more, 0.75Dp or less (Dp: propeller diameter), For the left and right spacing of the second propeller shaft, the range of 0.5b + 0.5Dp or more and 0.75Dp or less (b: propeller boss diameter) was found to be optimal.
여기에서, 제5도에 있어서 프로펠러축 좌우간격과 본 고안의 효과와의 관계에 대해서 도시한다. 도면중, 종축은 본 고안의 추진마력과 통상의 일축선의 추진마력과의 비를, 횡축은 프로펠러축 좌우 간격과 프로펠러 직경(Dp)과의 비를 도시한다.Here, in FIG. 5, the relationship between the propeller shaft left-right spacing and the effect of this invention is shown. In the figure, the vertical axis shows the ratio between the propulsion horsepower of the present invention and the propulsion horsepower of the normal uniaxial line, and the horizontal axis shows the ratio between the propeller shaft right and left spacing and the propeller diameter Dp.
이것에 의하면 축간격이 0.75 Dp이하이면, 통상의 일축선에 비해서 본 고안의 추진마력(Hp)이 작아진다는 것을 알 수 있다.According to this, it turns out that the propulsion horsepower Hp of this invention will become small compared with a normal uniaxial line when an axis space | interval is 0.75 Dp or less.
또, 제6도의 마력곡선의 비교도에 도시한 바와 같이 만재(Full Load)상태 및 밸러스트(Ballast)상태에 있어서 통상의 일축선에 비해 약 12%의 마력 감소 효과가 얻어지는 것으로 판명됐다. 도면중, 종축은 추진마력, 횡축은 선속을 도시한다. 그리고, 점선은 통상 일축선일 경우, 실선은 본 고안의 경우를 도시한다.In addition, as shown in the comparison of the horsepower curve of FIG. 6, it was found that a horsepower reduction effect of about 12% was obtained in the full load state and the ballast state in comparison with the normal uniaxial line. In the figure, the vertical axis shows propulsion horsepower and the horizontal axis shows ship speed. And, when the dotted line is usually a uniaxial line, the solid line shows the case of the present invention.
이상 설명한 바와 같은 본 고안에 의하면 다음과 같은 현저한 효과를 나타낸다. 아울러, 스턴 프레임 전후 위치를 일축선과 동등하게 함으로써 선체 저항의 증가가 억제된다.According to the present invention as described above, the following remarkable effects are obtained. In addition, increase in hull resistance is suppressed by making the position before and after the stern frame equal to one axis.
이상의 결과, 일축선에 비해서 10 내지 15%의 마력 절감효과가 달성된다.As a result, the horsepower reduction effect of 10 to 15% is achieved as compared to the uniaxial line.
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0268296U (en) | 1990-05-23 |
| JPH0615829Y2 (en) | 1994-04-27 |
| DE3937327A1 (en) | 1990-05-17 |
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