WO2019050096A1 - 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터 - Google Patents

외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터 Download PDF

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WO2019050096A1
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WO
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duct body
circumferential surface
water pipe
water
outside
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PCT/KR2017/014246
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한광희
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한광희
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    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H2011/004—Marine propulsion by water jets using the eductor or injector pump principle, e.g. jets with by-pass fluid paths

Definitions

  • the present invention relates to an azimuth trussor for a wingless vessel exposed to the outside, and more particularly, to an azimuth trusser for a ship which is exposed to the outside, which is mounted on a ship or a hull of a floating offshore structure, It relates to Ajmus truster for wingless ship.
  • a typical pivoting or ducted propulsion device such as the "auxiliary drive propulsion device of a ship screw" of the Utility Model No. 20-2008-0006103, is used for dynamic positioning for maintaining the position and bow angle of the vessel .
  • Duct-type propellers can include propeller-type propellers and ducts because they have a great deal of algae and waviness and also have a larger thrust at low speeds.
  • these general revolving or ducted propulsion systems frequently encountered accidents involving sea animals, including turtles and whales, on their propellers, leading to injury or death.
  • Such general revolving or duct-type propulsion devices often involve nets or marine litter, which hinders ship operation and navigation.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an eco- To provide a thruster.
  • the present invention is to provide an azimuth truster for a ship having no wings exposed to the outside, which can prevent a net or marine waste from being caught by a propeller and hindering the operation of the ship.
  • a duct body having a hollow airfoil section extending in a ring shape; And a water pipe communicated with the inner space of the duct body, the water pipe being provided outside the duct body, the water flowing from the outer circumferential surface of the water pipe through the inner space of the duct body and being sprayed through the inner circumferential surface of the duct body,
  • the wingless wing for the ship can be provided.
  • a motor provided at an upper end of the water pipe and mounted to one side of a ship or a hull of a floating offshore structure, a propeller shaft connected to the motor and extending to a lower end of the water pipe, And the rotor further includes a built-in rotor.
  • the rotor interlocks with the rotation of the motor, and water flowing from the outer circumferential surface of the water pipe is discharged to the outside through the inner space of the duct body.
  • the inner diameter of one end of the duct body is smaller than the inner diameter of the other end, and the inner circumferential surface of the duct body is gradually widened from one end to the other end of the duct body.
  • the duct body further includes a plurality of ring-shaped stepped surfaces formed stepwise along the inner circumferential surface, and a plurality of discharge holes passing through the stepped surface and discharging water from the inner space of the duct body And each of the plurality of stepped surfaces is formed to be perpendicular to the inner circumferential surface.
  • the duct may further include a rudder having the water pipe at its front end and extending in a streamlined shape from one end edge of the duct body to the other end edge of the duct body.
  • the present invention relates to a duct body having a hollow airfoil section extending in a ring shape; And a water pipe communicated with the inner space of the duct body, the water pipe being provided outside the duct body, the water flowing from the outer circumferential surface of the water pipe through the inner space of the duct body and being sprayed through the inner circumferential surface of the duct body, It is possible to prevent various accidents that can cause injury or death due to the jamming of marine animals and which may hinder the ship operation due to the jamming of nets or various marine litter .
  • a motorcycle comprising: a motor provided at an upper end of the water pipe and mounted to one side of a ship or a hull of a floating offshore structure; a propeller shaft connected to the motor and extending to a lower end of the water pipe; Wherein the rotor is connected to the rotation of the motor and the water introduced from the outer circumferential surface of the water pipe is discharged to the outside through the inner space of the duct body, It is possible to prevent the occurrence of all the above-mentioned accidents, malfunctions and troubles in advance, thereby increasing the durability and service life of the entire apparatus.
  • the inner diameter of one end of the duct body is smaller than the inner diameter of the other end, and the inner circumferential surface of the duct body is connected to the other end of the duct body from the one end to the other end of the duct body. It becomes possible to increase the thrust force as well as the general pivoting or duct type propulsion device.
  • an air conditioner comprising: an upper inflow hole array formed on an upper side of the rotor, the upper air hole being formed in a plurality of rows and columns along an outer circumferential surface of the diverging pipe;
  • the duct body according to the present invention includes a plurality of ring-shaped stepped surfaces formed stepwise along the inner circumferential surface, and a plurality of discharge holes (not shown) formed through the stepped surfaces to discharge water from the inner space of the duct body And each of the plurality of stepped surfaces is formed to be perpendicular to the inner circumferential surface so that it is possible to increase the propulsion force due to the inflow and outflow of water together with the upper inflow hole array and the lower inflow hole array described above .
  • a rudder having the water pipe in the front end portion and extending in a streamlined shape from one end edge of the duct body to the other end edge, , It can contribute to prevention of vortex shedding and increase of steering ability.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a water flow state of an azimuth mistress for a ship having no wing exposed to the outside according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual view showing the overall structure of an azimuth mistruster for a wingless vessel exposed to the outside according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a conceptual view taken along line III-III in Fig.
  • Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig.
  • FIG. 5 is a conceptual view showing a view from the viewpoint of V in FIG. 2
  • FIG. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a water flow state of an azimuth mistress for a ship without a wing exposed to the outside according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual view showing the overall structure of an azimuth screw tester for a wingless vessel exposed to the outside according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual view taken along the line III-III in FIG. 1
  • FIG. 4 is a conceptual view taken along the line IV-IV in FIG. 2, and FIG.
  • a duct body 100 having a hollow airfoil section extending in the shape of a ring and an outer space 101 formed on the outer side of the duct body 100 and having an inner space 101 of the duct body 100, And a water pipe 200 communicating with the water pipe 200.
  • the present invention includes a motor 300 installed at an upper end of a water pipe 200 for forcibly generating propulsive force and mounted on a ship or a hull of a floating offshore structure, A propulsion shaft 400 connected to the motor 300 and extending to the lower end of the water pipe 200 and a rotor 500 mounted on the end of the propeller shaft 400 and installed in the water pipe 200.
  • the rotor 500 forms a water stream discharged from the outer circumferential surface of the water pipe 200 through the inner space 101 of the duct body 100 in conjunction with the rotation of the motor 300.
  • the rotor 500 includes a rotating body 510 having a conical shape or a truncated cone shape that is gradually narrowed toward the inner space 101 of the duct body 100 and a rotating body 510 having a radial shape along the outer surface of the rotating body 510
  • An embodiment of a structure including a plurality of blades 520 extending to form a water flow in conjunction with rotation of the rotating body 510 may be applied.
  • the inner diameter of one end of the duct body 100 is smaller than the inner diameter of the other end of the duct body 100 and the outer diameter of the duct body 100 is larger than that of the other end of the duct body 100.
  • the duct body 100 includes a plurality of ring-shaped stepped surfaces 110, 120 and 130 formed stepwise along the inner circumferential surface thereof and a plurality of stepped surfaces 110, 120 and 130 (111, 121, 131) through which water is discharged from the inner space (101) of the body (100).
  • Each of the plurality of stepped surfaces 110, 120 and 130 is formed to be perpendicular to the inner circumferential surface.
  • the upper and lower inflow hole arrays 210, and 220 may be further provided with a plurality of outlets 170 for guiding the inflow of water.
  • the inner circumferential surface of the inner circumferential surface of each of the plurality of stepped surfaces 110, 120 and 130 is provided with stepped inclined surfaces 140, 150 and 160.
  • the present invention further includes an upper inflow hole array 210 formed in an upper portion of the rotor 500 through the upper through holes 211 in a plurality of rows and columns along the outer circumferential surface of the diverter pipe 200 can do.
  • the present invention further includes a lower inflow hole array 220 formed through a plurality of rows and columns along the outer circumferential surface of the divert pipe 200 and disposed at a lower side of the rotor 500 You may.
  • the pressure p1 of water flowing on the outer circumferential surface of the duct body 100 is higher than the pressure p2 of water passing through the inner circumferential surface of the duct body 100.
  • the present invention also provides a vortex shedding device 600 having a rudder 600 embedded in a distal end thereof and extending in a streamlined shape from one end edge of the duct body 100 to the other end edge thereof, And the efficiency of steering and steering will be improved.
  • a vortex shedding device 600 having a rudder 600 embedded in a distal end thereof and extending in a streamlined shape from one end edge of the duct body 100 to the other end edge thereof, And the efficiency of steering and steering will be improved.
  • the present invention relates to a duct body 100 having a hollow airfoil section extending in a ring shape; And a water pipe 200 provided outside the duct body 100 and communicating with the inner space 101 of the duct body 100.
  • the water flows into the duct body 100 from the outer circumferential surface of the water pipe 200, And is sprayed through the inner surface of the duct body 100 through the inner space 101 to generate propulsive force.
  • it can cause injuries and deaths due to the marine animals being caught. It is possible to prevent various accidents that may hinder the operation of the ship due to the accident.
  • a motor 300 mounted at an upper end of a water pipe 200 and mounted on a ship or a hull of a floating offshore structure is connected to the motor 300 to extend to a lower end of the water pipe 200
  • the rotor 500 is connected to the water pipe 200 in conjunction with the rotation of the motor 300, Since the water introduced from the outer circumferential surface of the duct body 100 is discharged to the outside through the inner space 101 of the duct body 100 to prevent the propeller from being exposed to the outside, Thereby increasing the durability and service life of the entire device.
  • the inner diameter of one end of the duct body 100 is smaller than the inner diameter of the other end of the duct body 100 and the inner diameter of the duct body 100 is smaller than the outer diameter of the other end of the duct body 100. [ It is possible to increase the thrust force from the one end portion to the other end portion.
  • the upper inlet hole array 210 which is disposed on the upper side of the rotor 500, through the upper through holes 211 in a plurality of rows and columns along the outer circumferential surface of the divert pipe 200, And a lower inflow hole array 220 formed on the lower side of the rotor 500 through a plurality of rows and columns along the outer circumferential surface of the divert pipe 200, It will be possible to increase the thrust by providing a path through which the water, which is the source of the water, flows uniformly over a large area.
  • the duct body 100 includes a plurality of ring-shaped stepped surfaces 110, 120, and 130 that are stepped along the inner circumferential surface of the duct body 100 and ducts 110, 120, and 130, And a plurality of discharge holes (111, 121, 131) through which water is discharged from the inner space (101) of the body (100), wherein each of the plurality of step surfaces (110, 120, 130) It is possible to increase the propulsion force due to the inflow and outflow of water together with the upper inflow hole array 210 and the lower inflow hole array 220 described above.
  • the rudder 600 having the water pipe 200 at its front end and extending in a streamlined shape from one end edge of the duct body 100 to the other end edge is further provided.
  • the rudder 600 can contribute to prevention of vortex shedding and increase of steering ability.
  • it is possible to prevent a marine animal from being injured or fatal by eliminating the propeller exposed to the outside, and preventing the net or marine waste from being hung up on the propeller, It is understood that the basic technical idea is to provide an azimuth truster for a ship having no wings exposed to the outside. It will be apparent to those skilled in the art that many other modifications and applications are possible within the scope of the basic technical idea of the present invention.

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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 중공인 익형(翼型) 단면이 링 형상으로 연장 형성된 덕트몸체; 및 상기 덕트몸체의 외부에 구비되어 상기 덕트몸체의 내부 공간과 연통되는 도수관을 포함하며, 물이 상기 도수관의 외주면으로부터 유입되어 상기 덕트몸체의 내부 공간을 거쳐 상기 덕트몸체의 내주면을 통하여 분사됨으로써 추진력이 발생되는 것을 특징으로 하여, 외부로 노출된 프로펠러를 없애 해양동물의 부상 및 사망 사고가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있고, 그물이나 해양 쓰레기가 프로펠러에 걸려 선박 구동에 지장을 주는 일을 미연에 방지할 수 있도록 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터에 관한 것이다.

Description

외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터
본 발명은 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박이나 부유식 해양 구조물의 선체에 장착하여 기존의 아지무스 트러스터를 대체할 수 있도록 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터에 관한 것이다.
최근 선박의 용량이 커지고, 요구되는 작업이 고도화됨에 따라, 선박에 필요한 추력이 증가하고 있다. 이에 비해, 종래의 일반적인 선회형 추진장치의 추력 용량은 제한되어 있기 때문에, 선박에 설치되는 선회형 추진장치의 수가 3 ~ 6개 이상으로 증가하고 있는 상황이다. 즉 보다 경쟁력 있는 첨단 선박을 수주/건조하기 위해서는 추력 효율이 향상된 선회형 추진장치가 필요한 실정이다. 공개실용신안 제20-2008-0006103호의 "선박용 스크류의 보조 구동 추진 장치"와 같은 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진장치는 해당 선박의 위치 및 선수각 유지를 위한 동적 위치 제어(Dynamic Positioning)에 사용된다. 덕트형 추진기는 조류와 파랑이 심하고, 또한 저속에서도 좀 더 큰 추력을 내야 하기 때문에 프로펠러형 추진기와 덕트를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진장치는 프로펠러에 거북이나 고래 등을 포함한 해양동물들이 끼어들어 걸려서 다치거나 죽음에 이르는 사고에 직면하는 경우가 잦았다. 특히, 이러한 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진장치에는 그물이나 해양 쓰레기가 걸려서 선박 구동 및 운항에 지장을 주는 일도 많았던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 외부로 노출된 프로펠러를 없애 해양동물의 부상 및 사망 사고가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있는 친환경적인 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터를 제공하기 위한 것이다. 그리고 본 발명은 그물이나 해양 쓰레기가 프로펠러에 걸려 선박 구동에 지장을 주는 일을 미연에 방지할 수 있도록 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중공인 익형(翼型) 단면이 링 형상으로 연장 형성된 덕트몸체; 및 상기 덕트몸체의 외부에 구비되어 상기 덕트몸체의 내부 공간과 연통되는 도수관을 포함하며, 물이 상기 도수관의 외주면으로부터 유입되어 상기 덕트몸체의 내부 공간을 거쳐 상기 덕트몸체의 내주면을 통하여 분사됨으로써 추진력이 발생되는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터를 제공할 수 있다. 여기서, 상기 도수관의 상단부에 구비되고, 선박 또는 부유식 해양구조물의 선체 일측에 장착되는 모터와, 상기 모터와 연결되어 상기 도수관의 하단부까지 연장되는 추진축과, 상기 추진축의 단부에 장착되어 상기 도수관에 내장되는 로터를 더 포함하며, 상기 로터는 상기 모터의 회전에 연동하여 상기 도수관의 외주면으로부터 유입된 물이 상기 덕트몸체의 내부 공간을 통하여 외부로 배출되는 수류를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 덕트몸체의 일단부 외경과 타단부 외경은 동일하되, 상기 덕트몸체의 일단부 내경은 타단부 내경에 비하여 작으며, 상기 덕트몸체의 내주면은 일단부로부터 타단부로 갈수록 점차 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 도수관의 외주면을 따라 상부 통공이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 상기 로터의 상부측에 배치되는 상부 유입홀 어레이와, 상기 도수관의 외주면을 따라 하부 통공이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 상기 로터의 하부측에 배치되는 하부 유입홀 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 덕트몸체는, 상기 내주면을 따라 단차지게 형성되는 링 형상의 복수의 단차면과, 상기 단차면을 따라 관통되어 상기 덕트몸체의 내부 공간으로부터 물이 배출되는 복수의 배출홀을 더 포함하며, 상기 복수의 단차면 각각은 상기 내주면에 수직하게 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 도수관을 선단부에 내장하고, 상기 덕트몸체의 일단부 가장자리로부터 타단부 가장자리에 걸쳐 유선형 형상으로 연장되는 러더(rudder)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다. 우선, 본 발명은 중공인 익형(翼型) 단면이 링 형상으로 연장 형성된 덕트몸체; 및 상기 덕트몸체의 외부에 구비되어 상기 덕트몸체의 내부 공간과 연통되는 도수관을 포함하며, 물이 상기 도수관의 외주면으로부터 유입되어 상기 덕트몸체의 내부 공간을 거쳐 상기 덕트몸체의 내주면을 통하여 분사됨으로써 추진력이 발생되는 것을 특징으로 하여,해양동물의 걸림으로 인한 부상 및 사망 사고의 원인이 되며, 그물이나 각종 해양 쓰레기의 걸림으로 인한 선박 구동에 지장을 줄 수 있는 각종 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 상기 도수관의 상단부에 구비되고, 선박 또는 부유식 해양구조물의 선체 일측에 장착되는 모터와, 상기 모터와 연결되어 상기 도수관의 하단부까지 연장되는 추진축과, 상기 추진축의 단부에 장착되어 상기 도수관에 내장되는 로터를 더 포함하며, 상기 로터는 상기 모터의 회전에 연동하여 상기 도수관의 외주면으로부터 유입된 물이 상기 덕트몸체의 내부 공간을 통하여 외부로 배출되는 수류를 형성함으로써, 프로펠러를 외부에 노출되지 않도록 내장하였으므로, 전술한 제반 사고 및 오작동과 고장 발생을 미연에 방지하여 장치 전체의 내구성 및 수명 연한을 증대시킬 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 상기 덕트몸체의 일단부 외경과 타단부 외경은 동일하되, 상기 덕트몸체의 일단부 내경은 타단부 내경에 비하여 작으며, 상기 덕트몸체의 내주면은 일단부로부터 타단부로 갈수록 점차 넓어지게 형성되도록 함으로써, 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진 장치와 마찬가지로 추진력 증대에 도움을 줄 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 상기 도수관의 외주면을 따라 상부 통공이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 상기 로터의 상부측에 배치되는 상부 유입홀 어레이와, 상기 도수관의 외주면을 따라 하부 통공이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 상기 로터의 하부측에 배치되는 하부 유입홀 어레이를 더 구비함으로써, 추진력 발생의 소스가 되는 물이 균일하게 넓은 면적에 걸쳐 유입되도록 하는 경로를 제공함으로써 추진력 증대를 도모할 수 있게 될 것이다. 그리고, 본 발명에 따른 상기 덕트몸체는, 상기 내주면을 따라 단차지게 형성되는 링 형상의 복수의 단차면과, 상기 단차면을 따라 관통되어 상기 덕트몸체의 내부 공간으로부터 물이 배출되는 복수의 배출홀을 더 포함하며, 상기 복수의 단차면 각각은 상기 내주면에 수직하게 형성되도록 함으로써, 전술한 상부 유입홀 어레이 및하부 유입홀 어레이와 함께 물의 유입 및 배출에 따른 추진력의 증대를 도모할 수 있게 될 것이다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 도수관을 선단부에 내장하고, 상기 덕트몸체의 일단부 가장자리로부터 타단부 가장자리에 걸쳐 유선형 형상으로 연장되는 러더(rudder)를 더 구비함으로써, 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진장치와 마찬가지로 와류(vortex shedding)방지와 조향 능력의 증대에 기여할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터의 물 흐름 상태를 모식적으로 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터의 전체적인 구조를 나타낸 개념도
도 3은 도 1의 III-III선 단면 개념도
도 4는 도 2의 IV-IV선 단면 개념도
도 5는 도 2의 V 시점에서 바라본 것을 도시한 개념도
[부호의 설명]
100...덕트몸체
101...내부 공간
110, 120, 130...단차면
111, 121, 131...배출홀
140, 150, 160...확장 경사면
170...송출구
200...도수관
210...상부 유입홀 어레이
211...상부 통공
220...하부 유입홀 어레이
221...하부 통공
300...모터
400...추진축
500...로터
510...회전 몸체
520...블레이드
600...러더
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적 으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터의 물 흐름 상태를 모식적으로 나타낸 개념도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이다. 또한, 도 3은 도 1의 III-III선 단면 개념도이며, 도 4는 도 2의 IV-IV선 단면 개념도이고, 도 5는 도 2의 V 시점에서 바라본 것을 도시한 개념도이다. 본 발명은 도시된 바와 같이, 중공인 익형(翼型) 단면이 링 형상으로 연장 형성된 덕트몸체(100)와, 덕트몸체(100)의 외부에 구비되어 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)과 연통되는 도수관(200)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다. 따라서, 물이 도 1과 도 4 및 도 5와 같이 도수관(200)의 외주면으로부터 유입되어 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)을 거쳐 덕트몸체(100)의 내주면을 통하여 분사됨으로써 추진력이 발생되는 것이다. 본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다. 우선, 본 발명은 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 추진력의 강제적인 발생을 위하여 도수관(200)의 상단부에 구비되고, 선박 또는 부유식 해양구조물의 선체 일측에 장착되는 모터(300)와, 모터(300)와 연결되어 도수관(200)의 하단부까지 연장되는 추진축(400)과, 추진축(400)의 단부에 장착되어 도수관(200)에 내장되는 로터(500)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 로터(500)는 모터(300)의 회전에 연동하여 도수관(200)의 외주면으로부터 유입된 물이 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)을 통하여 외부로 배출되는 수류를 형성하게 된다. 이때, 로터(500)는, 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)을 향하여 점차 좁아지게 형성되는 원뿔 또는 원뿔대 형상의 회전 몸체(510)와, 회전 몸체(510)의 외측면을 따라 방사상으로 연장되어 회전 몸체(510)의 회전에 연동하면서 수류를 형성하는 복수의 블레이드(520)를 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있을 것이다. 한편, 덕트몸체(100)의 전체적인 구조를 살펴보면, 덕트몸체(100)의 일단부 외경과 타단부 외경은 동일하되, 덕트몸체(100)의 일단부 내경은 타단부 내경에 비하여 작으며, 덕트몸체(100)의 내주면은 일단부로부터 타단부로 갈수록 점차 넓어지게 형성되는 구조임을 알 수 있다. 덕트몸체(100)는, 내주면을 따라 단차지게 형성되는 링 형상의 복수의 단차면(110, 120, 130)과, 단차면(110, 120, 130, 이하 도 5 참조)을 따라 관통되어 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)으로부터 물이 배출되는 복수의 배출홀(111, 121, 131)을 더 구비할 수 있다. 이러한 복수의 단차면(110, 120, 130) 각각은 내주면에 수직하게 형성되며, 전술한 내부 공간(101)에는 복수의 배출홀(111, 121, 131)측을 향하여 상, 하부 유입홀 어레이(210, 220)로부터 유입된 물이 송출되도록 유도하는 복수의 송출구(170)가 더 구비될 수도 있다. 한편, 복수의 단차면(110, 120, 130)에 의하여 내주면은 계단 형상으로 형성되는 확장 경사면(140, 150, 160)이 구비되며, 복수의 확장 경사면(140, 150, 160)들은 각각 평행하게 배치된다. 또한, 본 발명은 도수관(200)의 외주면을 따라 상부 통공(211)이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 로터(500)의 상부측에 배치되는 상부 유입홀 어레이(210)를 더 구비할 수 있다. 아울러, 본 발명은 도수관(200)의 외주면을 따라 하부 통공(221)이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 로터(500)의 하부측에 배치되는 하부 유입홀 어레이(220)를 더 구비할 수도 있다. 이러한 덕트몸체(100) 외주면을 흐르는 물의 압력(p1)은 덕트몸체(100) 내주면을 통과하는 물의 압력(p2)보다 높으며, 이러한 복수의 단차면(110, 120, 130) 구조 및 복수의 배출홀(111, 121, 131) 구조에 의하여 상, 하부 유입홀 어레이(210, 220)를 통하여 유입된 물의 속도는 덕트몸체(100)의 타단부를 통과하려는 지점에서 3배 이상 빨라지게 된다. 이후, 전술한 바와 같이 3배 이상 속도가 빨라진 물은, 전술한 바와 같은 덕트몸체(100) 외주면과 내주면을 흐르는 물의 압력차와 함께 덕트 몸체(100)를 통과하면서 속도가 15배로 증폭되며 강한 추진력을 발생시키는 것을 실험을 통하여 확인하였다. 한편, 본 발명은 도수관(200)을 선단부에 내장하고, 덕트몸체(100)의 일단부 가장자리로부터 타단부 가장자리에 걸쳐 유선형 형상으로 연장되는 러더(600, rudder)를 더 구비하여 와류(vortex shedding)방지와 조향의 효율성을 도모할 수 있게 될 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터의 작용 및 효과에 대하여 설명하고자 한다. 우선, 본 발명은 중공인 익형(翼型) 단면이 링 형상으로 연장 형성된 덕트몸체(100); 및 덕트몸체(100)의 외부에 구비되어 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)과 연통되는 도수관(200)을 포함하며, 물이 도수관(200)의 외주면으로부터 유입되어 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)을 거쳐 덕트몸체(100)의 내주면을 통하여 분사됨으로써 추진력이 발생되는 것을 특징으로 하여,해양동물의 걸림으로 인한 부상 및 사망 사고의 원인이 되며, 그물이나 각종 해양 쓰레기의 걸림으로 인한 선박 구동에 지장을 줄 수 있는 각종 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 도수관(200)의 상단부에 구비되고, 선박 또는 부유식 해양구조물의 선체 일측에 장착되는 모터(300)와, 모터(300)와 연결되어 도수관(200)의 하단부까지 연장되는 추진축(400)과, 추진축(400)의 단부에 장착되어 도수관(200)에 내장되는 로터(500)를 더 포함하며, 로터(500)는 모터(300)의 회전에 연동하여 도수관(200)의 외주면으로부터 유입된 물이 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)을 통하여 외부로 배출되는 수류를 형성함으로써, 프로펠러를 외부에 노출되지 않도록 내장하였으므로, 전술한 제반 사고 및 오작동과 고장 발생을 미연에 방지하여 장치 전체의 내구성 및 수명 연한을 증대시킬 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 덕트몸체(100)의 일단부 외경과 타단부 외경은 동일하되, 덕트몸체(100)의 일단부 내경은 타단부 내경에 비하여 작으며, 덕트몸체(100)의 내주면은 일단부로부터 타단부로 갈수록 점차 넓어지게 형성되도록 함으로써, 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진 장치와 마찬가지로 추진력 증대에 도움을 줄 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 도수관(200)의 외주면을 따라 상부 통공(211)이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 로터(500)의 상부측에 배치되는 상부 유입홀 어레이(210)와, 도수관(200)의 외주면을 따라 하부 통공(221)이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 로터(500)의 하부측에 배치되는 하부 유입홀 어레이(220)를 더 구비함으로써, 추진력 발생의 소스가 되는 물이 균일하게 넓은 면적에 걸쳐 유입되도록 하는 경로를 제공함으로써 추진력 증대를 도모할 수 있게 될 것이다. 그리고, 본 발명에 따른 덕트몸체(100)는, 내주면을 따라 단차지게 형성되는 링 형상의 복수의 단차면(110, 120, 130)과, 단차면(110, 120, 130)을 따라 관통되어 덕트몸체(100)의 내부 공간(101)으로부터 물이 배출되는 복수의 배출홀(111, 121, 131)을 더 포함하며, 복수의 단차면(110, 120, 130) 각각은 내주면에 수직하게 형성되도록 함으로써, 전술한 상부 유입홀 어레이(210) 및 하부 유입홀 어레이(220)와 함께 물의 유입 및 배출에 따른 추진력의 증대를 도모할 수 있게 될 것이다. 또한, 본 발명에 따르면, 도수관(200)을 선단부에 내장하고, 덕트몸체(100)의 일단부 가장자리로부터 타단부 가장자리에 걸쳐 유선형 형상으로 연장되는 러더(600, rudder)를 더 구비함으로써, 일반적인 선회형 또는 덕트형 추진장치와 마찬가지로 와류(vortex shedding)방지와 조향 능력의 증대에 기여할 수 있을 것이다. 이상과 같이 본 발명은 외부로 노출된 프로펠러를 없애 해양동물의 부상 및 사망 사고가 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있고, 그물이나 해양 쓰레기가 프로펠러에 걸려 선박 구동에 지장을 주는 일을 미연에 방지할 수 있도록 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

Claims (6)

  1. 중공인 익형(翼型) 단면이 링 형상으로 연장 형성된 덕트몸체; 및 상기 덕트몸체의 외부에 구비되어 상기 덕트몸체의 내부 공간과 연통되는 도수관을 포함하며, 물이 상기 도수관의 외주면으로부터 유입되어 상기 덕트몸체의 내부 공간을 거쳐 상기 덕트몸체의 내주면을 통하여 분사됨으로써 추진력이 발생되는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 도수관의 상단부에 구비되고, 선박 또는 부유식 해양구조물의 선체 일측에 장착되는 모터와, 상기 모터와 연결되어 상기 도수관의 하단부까지 연장되는 추진축과, 상기 추진축의 단부에 장착되어 상기 도수관에 내장되는 로터를 더 포함하며, 상기 로터는 상기 모터의 회전에 연동하여 상기 도수관의 외주면으로부터 유입된 물이 상기 덕트몸체의 내부 공간을 통하여 외부로 배출되는 수류를 형성하는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 덕트몸체의 일단부 외경과 타단부 외경은 동일하되, 상기 덕트몸체의 일단부 내경은 타단부 내경에 비하여 작으며, 상기 덕트몸체의 내주면은 일단부로부터 타단부로 갈수록 점차 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 도수관의 외주면을 따라 상부 통공이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 상기 로터의 상부측에 배치되는 상부 유입홀 어레이와, 상기 도수관의 외주면을 따라 하부 통공이 복수의 행과 열을 이루어 관통 형성되고, 상기 로터의 하부측에 배치되는 하부 유입홀 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 덕트몸체는, 상기 내주면을 따라 단차지게 형성되는 링 형상의 복수의 단차면과, 상기 단차면을 따라 관통되어 상기 덕트몸체의 내부 공간으로부터 물이 배출되는 복수의 배출홀을 더 포함하며, 상기 복수의 단차면 각각은 상기 내주면에 수직하게 형성되는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 도수관을 선단부에 내장하고, 상기 덕트몸체의 일단부 가장자리로부터 타단부 가장자리에 걸쳐 유선형 형상으로 연장되는 러더(rudder)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부로 노출된 날개가 없는 선박용 아지무스 트러스터.
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