KR102234581B1 - 선박용 추진장치 - Google Patents

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Abstract

입력기어A에 회전력을 전달하면 기어A와 치합하는 기어B가 형성된 회전덕트가 회전하여 회전덕트에 구비된 블레이드의 작용으로 수관 내부를 통과하는 수류에 에너지를 전달하여 토출되는 수류의 압력으로 추진력을 얻을 수 있는 것을 특징으로하는 선박용 추진장치와 이를 구비한 선박.

Description

선박용 추진장치{Propulsion apparatus for ship}
본 발명은 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전하는 블레이드에 에너지를 전달하여 추진력을 발생시키는 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다
선박에서 추진장치는 운항을 위해 추진력을 발생시키는 장치이다. 가장 일반적인 것으로는 나선형 프로펠러를 회전시켜 추진력을 얻는 것이다. 그러나 프로펠러 추 진장치는 수류에 에너지를 전달하여 추진력으로 이용할 때 필연적으로 발생하는 에너지 손실이 발생한다. 또한 프로펠라의 회전과정에서 진동과 소음이 발생하게 되는데 이와 같은 에너지 손실과 부작용을 줄이기 위하여 기존 선박용 추진장치인 프로펠러 장치와 유입부와 토출부의 직경을 다르게 하여 토출력을 증대시킨 제트스키 추진장치의 장점을 조화롭게 결합한 기술이 본 고안의 배경이 되는 기술이다.
본 발명의 실시 예는 기존 추진장치가 가지고 있는 여러가지 단점을 해결 과제로 한다. 즉, 기존 추진장치의 에너지 손실요인을 제거하고 진동과 소음을 최소화 하며 내구성의 장애를 해결하며 조종성능을 향상시키며 친환경 에너지 사용에 적합한 추진장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
또한 프로펠라 추진장치의 단점을 보완한 워터제트형 추진장치의 경우, 필연적 약점인 동력전달축이 도 8과 같이 추진체의 유관 내부로 관통하기 때문에 발생되는 에너지 소모 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일반적인 추진장치는 봉형 회전축에 구비된 블레이드를 회전시켜 유체에 에너지를 전달하는 방법으로 추진력을 발생시키고 그 반작용으로 선체를 이동시켰다면, 본 고안은 추진축을 관형으로 하고 관 내부에 블레이드를 구비하여 관을 회전시켜 관 내부를 흐르는 유체에 에너지를 전달하여 토출구로 나오는 유체의 에너지를 손실없이 증폭하여 뿜어 내고 그 반작용으로 선체를 이동시키는 것이다. 또한 에너지 효율을 증대시키기 위하여 날개없는 선풍기의 원리를 차용하여 관형 블레이드의 내부 중심부위에는 유입부에서 토출구까지 관통하는 공간을 형성하여 구심력의 전달통로로 활용하게 된다. 이와 같은 해결수단을 포함하는 선박용 추진장치와 본 추진장치가 적용된 선박에 관한 기술이 해결 수단으로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 선박용 추진장치 및 이를 포함하는 선박은 추진장치에 소요되는 에너지의 일부를 선박의 추진방향과 일치하지 않는 곳에 소모하는 것을 방지하고 에너지의 대부분을 추진방향에 전달하게 된다. 또한 프로펠라에서 발생되는 소음과 진동이 최소화되고 조종성이 향상되어 원하는 방향으로 예민하게 반응하며 친 환경 에너지 사용에 적합한 효율적인 추진장치를구현하게 된다.
대표도: 본 고안의 일 실시 예에 의한 외관
도 1은 본 고안의 일 실시 예에 의한 분해 사시도
도 2는 본 고안의 일 실시 예에 의한 작동부위의 단면과 수류의 방향
도 3은 본 고안의 일 실시 예에 의한 동력전달 부위의 투시도
도 4는 본 고안의 일 실시 예에 의한 작동부위의 상세 형상과 조립상태
도 5는 본 고안의 일 실시 예에 의해 나타나는 효과를 설명하는 그림
도 6은 본 고안의 배경기술을 설명하는 그림
도 7은 본 고안의 기술을 구현하는 회전덕트와 블레이드의 일 실시 예
도 8은 본 고안의 전 단계 기술-워터제트의 내용을 설명하는 그림
도 9는 본 고안의 일 실시예로서 수상자전거에 적용한 정면도
도 10은 본 고안의 일 실시예로서 수상자전거에 적용한 사시도
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 추진장치는,
메인프레임(A1): 환형덕트로 이루어진 몸체의 일측에 기어A(A2)와 베어링A(A 2.1)가, 도 4와 같이 작동할 수 있는 구멍과 공간이 구비되고, 일측에 일정 크기의 베어링B(A4)가 삽입되어 회전 가능한 형상이 구비된다. 또한 상기 환형 덕트로 이루어진 몸체의 일측에는 상기 구멍과 연결 관통하는 지지대(A1.2)가 도 2와 같이 구비된다.
상기 지지대(A1.2)는 도 2의 예시와 같이 본 고안의 추진장치를 선체에 고정하는 장치로 구성되거나 선체의 방향을 조종하는 키의 역할로 선체에 구비되기도 한다.
회전덕트(A3): 도 4의 예시와 같이 상기 메인프레임(A1)의 환형 공간에 삽입되어 회전할 수 있는 일정 형상과 크기의 관형 덕트로 이루어지며 외경 일측에 기어B(A3.2)가, 기어A(A2.1)와 치합할 수 있도록 형성되고 내경에는 도 3과 같이 일정 형상의 블레이드(A3.1)가 한개 이상 구비된다.
상기 블레이드(A3.1)는 도 8의 예시와 같이 워터제트형 블레이드를 봉형축에 구비하지 않고 도 6의 단면 그림과 같이 관형 회전축 내벽에 동 관의 내경 치수의 ½이하 넓이로 한개 이상 구비한다. 또한 상기 블레이드(A3.1)는 도 7의 예시와 같이 블레이드 앞 뒷면의 압력차를 추진력으로 이용할 수 있는 단면과 형상으로 구비될 수도 있다.
기어A(A2): 상기 회전덕트(A3)에 형성된 기어B(A3.2)와 치합하여 회전력을 블레이드(A3.1)에 전달할 수 있도록 일정길이와 직경으로 이루어진 축 일단에 상기 기어B(A3.2)에 대응할 수 있도록 기어B의 치와 동일 모듈의 치가 구비 된다.
상기 축 일단에는 베어링A(A2.1)가 도 3과 같이 자제회전하도록 삽입된다.
흡입구(B1): 도 6의 예시와 같이 수류의 유입구 부분의 형상을 유선형으로 하여 수류의 유입을 원활하게 하도록 형성되고 타측 일단은 메인프레임(A1)과 결합이 용이한 형상으로 구비된다.
배출구(C1): 도 6의 예시와 같이 외관은 추진장치의 진행방향에서 와류가 발생되지 않도록 유선형으로 형성되고 메인프레임(A1)과의 조립부위 형상은 상호 요철 형상으로 하거나 나선으로 할 수 있다. 또한 내경 형상은 회전덕트(A3)의 작동에 장애를 유발하지 않도록 여유있는 회전공간을 제공 하며, 유수의 토출부위 단면은 배출수 압력의 세기를 결정하는 변수가 되도록 일정 형상과 크기로 구비 된다.
장치의 구성: 상기 메인프레임(A1)에 형성된 도 4와 같은 구멍에 기어A(A2) 와 베어링A(A2.1)를 끼워넣는다. 상기 블레이드(A3.1)와 기어B(A3.2)가 형성된 회전덕트(A3)를, 도 3의 투시도와 도 6의 단면도와 같이 기어A(A2)의 치가 서로 치합하도록 베어링B(A4)와 함께 프레임의 환형 공간에 삽입한다. 흡입구(B1)와 배출구(C1)를 도 6의 단면 예시와 같이 상기 메인프레임(A1)의 앞과 뒷면에 구비된 요철 부위에 각각 맞추어 끼워넣는다.
장치의 작동: 상기 기어A(A2)에 회전력을 전달하면 기어A(A2)와 치합하는 상기 회전덕트(A3)가 회전하여 회전덕트에 구비된 블레이드(A3.1)의 작용으로 수관 내부를 통과하는 수류에 에너지를 전달하여 토출되는 수류의 압력으로 추진력을 얻을 수 있는 것을 특징으로하는 선박용 추진장치와 이를 구비한 선박.
A1: 메인프레임, A1.2: 지지대, A2: 기어A, A2.1: 베어링A,
A3: 회전덕트, A3.1: 블레이드, A3.2: 기어B, A4:베어링B
B1: 흡입구, C1: 배출구

Claims (1)

  1. 수중에서 작동하는 선박용 추진장치에 있어서,
    중앙에 환형공간을 구비한 메인프레임(A1): 프레임의 일측 내경과 외경을 관통하는 일정 크기의 구멍, 구멍의 내측 일단에 기어를 삽입, 작동할 수 있는 공간이 구비되며,
    회전덕트(A3): 내측에 수류가 통과할 수 있는 원통형 공간이 구비되고 내측 일단에 수류를 이동시킬 수 있는 일정 크기의 블레이드(A3.1)가 한개 이상 구비되고, 원통 외측 일단에 환형의 기어B(A3.2)가 구비되며,
    상기 회전덕트의 입구부 단면적의 크기보다 출구부 내경 단면적의 크기가 작은 크기로 구비되며.
    기어A(A2): 일정 직경과 길이의 축 일단에, 상기 회전덕트(A3)의 일측에 구비된 기어B(A3.2)의 치와 동일 모듈의 기어가 일정 치수의 크기로 형성되어 상기 메인프레임(A1)의 일측에 형성된 구멍에 회전자재 하도록 삽입되며, 및
    상기 메인프레임(A1)의 환형 부분 공간에는 상기 회전덕트(A3)를 기 삽입된 기어A(A2)의 치와 치합하도록 구비하여
    상기 기어A(A2)에 회전력을 전달하면 기어A(A2)와 치합하는 상기 회전덕트(A3)가 회전하여 회전덕트에 구비된 블레이드(A3.1)의 작용으로 수관 내부를 통과하는 수류에 에너지를 전달하여 토출되는 수류의 압력으로 추진력을 얻을 수 있는 것을 특징으로하는 선박용 추진장치
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