KR102596173B1

KR102596173B1 - 추진장치

Info

Publication number: KR102596173B1
Application number: KR1020190115102A
Authority: KR
Inventors: 송지수; 이희동; 김기범; 김희택; 박경령; 이태구
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2023-10-30
Also published as: KR20210033618A

Abstract

추진장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 추진장치는 선체에 대해 추력을 제공하는 장치로서, 상기 선체의 상측면에서 상측으로 돌출되고, 상하방향으로 연장되는 회전중심축을 중심으로 회전 가능하며, 수평단면이 상기 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 변형되는 회전체; 및 상기 회전체가 회전하도록 회전구동력을 제공하는 회전구동부를 포함하고, 상기 회전체는, 수평단면이 정다각형 또는 원형으로 변형될 때 회전하며 상기 선체에 대해 추력을 제공하고, 수평단면이 상기 선체의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형 또는 타원형으로 변형될 때 회전을 중지하며 상기 선체에 대한 저항을 저감시킨다.

Description

추진장치{Apparatus for propulsion}

본 발명은 추진장치에 관한 것이다.

최근, 화물선과 같은 대형 선박에는 선박의 상부에 마그누스 로터(magus rotor)를 설치하여 바람을 이용한 추력을 얻는 연구가 활발하다.

마그누스 로터는 마그누스 효과(magus effect)를 이용한 것으로, 마그누스 효과란 자신의 축을 중심으로 회전하고 그 축에 수직하게 유체가 유입되는 회전체에서 그 축과 유체의 유입방향에 수직한 방향으로 힘이 발생하는 것을 말한다.

종래, 마그누스 로터는 바람을 이용하여 마그누스 효과에 의한 힘을 발생시켜 선체에 대해 추력을 제공하도록 선박의 상부에 돌출 설치되고 있다. 그러나, 종래 마그누스 로터는 바람이 특정 방향으로 마그누스 로터로 유입되는 경우 선체에 대해 저항을 증가시키는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1518655호, (2015.05.07.)

본 발명의 실시예는, 바람을 이용하여 선체에 대해 추력을 제공하거나 선체에대한 저항을 저감시킬 수 있는 추진장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 대해 추력을 제공하는 장치로서, 상기 선체의 상측면에서 상측으로 돌출되고, 상하방향으로 연장되는 회전중심축을 중심으로 회전 가능하며, 수평단면이 상기 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 변형되는 회전체; 및 상기 회전체가 회전하도록 회전구동력을 제공하는 회전구동부를 포함하고, 상기 회전체는, 수평단면이 정다각형 또는 원형으로 변형될 때 회전하며 상기 선체에 대해 추력을 제공하고, 수평단면이 상기 선체의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형 또는 타원형으로 변형될 때 회전을 중지하며 상기 선체에 대한 저항을 저감시키는, 추진장치가 제공될 수 있다.

상기 회전체는, 바람이 상기 회전중심축에서 상기 선체의 진행방향으로 연장되는 가상의 기준선으로부터 시계방향으로 20도와 반시계방향으로 20도 사이의 저항작용범위 내에서 상기 회전중심축으로 유입될 때, 수평단면이 상기 선체의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형 또는 타원형으로 변형되고, 바람이 상기 저항작용범위 외에서 상기 회전중심축으로 유입될 때, 수평단면이 정다각형 또는 원형으로 변형될 수 있다.

상기 회전체는, 상기 선체의 상측면에서 상측으로 돌출되도록 상하방향으로 연장되어 상기 회전중심축 상에 배치되고, 상기 회전구동부에 연결되는 메인샤프트; 상기 메인샤프트를 둘러싸도록 형성되고, 탄성변형 가능한 하우징; 및 각각 일단부가 상기 메인샤프트에 지지되고, 타단부가 상기 하우징에 지지되며, 상기 하우징이 탄성변형되도록 신축동작하는 복수의 신축부재를 포함할 수 있다.

상기 복수의 신축부재는 상기 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 신축량이 조절될 수 있다.

상기 하우징은 고무 재질로 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 회전체의 수평단면이 바람의 방향에 대응하여 정다각형 또는 선체의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형으로 변형됨으로써, 바람의 방향에 대응하여 선체에 대해 추력을 제공하거나 선체에 대한 저항을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치가 설치된 선체를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 선체의 전방측을 상측에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 추진장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 회전체의 수평단면이 변형된 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 회전체의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 회전체의 수평단면이 변형된 모습을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치가 설치된 선체를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 선체의 전방측을 상측에서 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 추진장치의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 AA선을 화살표방향으로 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 회전체의 수평단면이 변형된 모습을 나타내는 도면이다.

참고로, 도 1 내지 도 5에서 +X축은 선체(10) 및 회전체(110)의 전방을, +Y축은 선체(10) 및 회전체(110)의 좌측을, +Z축은 선체(10) 및 회전체(110)의 상측을 나타내고, 도 3은 도 1의 회전체(110)가 확대된 모습을 도시하고 있고, 도 4는 회전체(110)의 수평단면이 정다각형으로 변형된 모습을 도시하고 있고, 도 5는 회전체(110)의 수평단면이 선체(10)의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형으로 변형된 모습을 도시하고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치(100)는 선체(10)에 설치되고, 바람(W)을 이용하여 선체(10)에 대해 추력을 제공한다.

예컨대, 선체(10)는 화물선의 선체(10)일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.

선체(10)의 후방측에는 프로펠러(15)가 설치되고, 선체(10)는 프로펠러(15)가 발생시키는 메인추력에 의해 운항할 수 있다.

이때, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 선체(10)의 전방측, 즉 선체(10)의 선수측에 배치되고, 프로펠러(15)를 보조하며 선체(10)에 대해 추력을 제공할 수 있다. 이 경우, 선체(10)는 추진효율이 향상될 수 있고, 나아가, 프로펠러(15)를 작동시키기 위한 에너지를 절약할 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 회전체(110) 및 회전구동부(120)를 포함한다.

회전체(110)는 선체(10)의 상측면에서 상측으로 돌출된다. 이 경우, 회전체(110)는 상하방향(예컨대, 도 1에서 볼 때 Z축방향)으로 연장될 수 있다.

회전체(110)는 상하방향으로 연장되는 회전중심축(C)을 중심으로 회전 가능하게 형성된다.

회전체(110)는 수평단면이 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)의 방향에 따라 변형될 수 있다. 이에 관해서는 후술한다.

본 실시예에서, 회전체(110)는 메인샤프트(111), 하우징(112), 및 신축부재(113)를 포함할 수 있다.

메인샤프트(111)는 도 3과 같이 선체(10)의 상측면에서 상측으로 돌출되도록 상하방향으로 연장된다.

예컨대, 메인샤프트(111)는 선체(10)의 갑판에서 상하방향, 즉 선체(10)의 높이방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 메인샤프트(111)의 하단부는 선체(10) 내부를 향해 연장될 수 있다.

메인샤프트(111)는 회전중심축(C) 상에 배치된다.

메인샤프트(111)는 후술하는 회전구동부(120)에 연결된다. 이 경우, 메인샤프트(111)는 회전구동부(120)가 제공하는 회전구동력에 의해 회전중심축(C)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다.

이때, 메인샤프트(111)는 선체(10)에 대해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

예컨대, 메인샤프트(111)의 하단부와 선체(10) 사이에는 베어링부재(111a)가 개재될 수 있다. 메인샤프트(111)는 베어링부재(111a)를 매개로 선체(10)에 대해 회전할 수 있다.

이외에도, 메인샤프트는 도시되지 안았지만, 다양한 방법으로 선체에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

하우징(112)은 도 3 및 도 4와 같이 메인샤프트(111)를 둘러싸도록 형성된다. 이때, 하우징(112)의 외측면에 의해 형성되는 수평단면의 형상은 회전체(110)의 수평단면의 형상일 수 있다. 하우징(112)의 수평단면은 회전중심축(C)으로 지나며 선체(10)의 전후방향으로 연장되는 가상의 대칭축(미도시)에 대해 대칭인 구조로 형성될 수 있다.

하우징(112)의 내측면은 메인샤프트(111)의 외측면에 대해 이격될 수 있다.

하우징(112)은 선체(10)의 상측면에 대해 상하방향으로 연장되는 튜브 형태로 제공될 수 있다.

하우징(112)은 탄성변형 가능하게 제공될 수 있다. 이 경우, 하우징(112)은 후술하는 복수의 신축부재(113)의 신축동작에 따라 탄성변형될 수 있다. 이 과정에서, 하우징(112)의 수평단면, 즉 회전체(110)의 수평단면은 변형될 수 있다.

예컨대, 하우징(112)은 고무 재질로 제공될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 하우징(112)은 수평단면이 변형되도록 탄성변형 가능한 다양한 재질로 제공될 수 있다.

신축부재(113)는 도 4 및 도 5와 같이 메인샤프트(111)와 하우징(112) 사이에 개재될 수 있다.

신축부재(113)는 일단부가 메인샤프트(111)에 지지되고, 타단부가 하우징(112)에 지지될 수 있다. 이 경우, 신축부재(113)의 일단부는 용접과 같은 방법으로 메인샤프트(111)에 고정 결합되고, 신축부재(113)의 타단부는 접착체와 같은 방법으로 하우징(112)에 고정 결합될 수 있다.

이때, 하우징(112)과 신축부재(113)는 회전하는 메인샤프트(111)와 함께 회전할 수 있다.

신축부재(113)는 수평방향으로 신축동작할 수 있다. 이때, 신축부재(113)는 타단부가 회전중심축(C)에 대해 멀어지는 방향 또는 가까워지는 방향으로 신축동작할 수 있다. 하우징(112)은 신축부재(113)의 신축동작에 따라 탄성변형될 수 있다.

보다 상세히, 신축부재(113)는 타단부가 회전중심축(C)에 대해 멀어지는 방향으로 이동하는 신장동작할 수 있다. 이 경우, 하우징(112) 중 신장동작하는 신축부재(113)의 타단부가 지지되는 영역은 회전중심축(C)에서 멀어지며 탄성변형될 수 있다.

또는 신축부재(113)는 타단부가 회전중심축(C)에 대해 가까워지는 방향으로 이동하는 수축동작할 수 있다. 이 경우, 하우징(112) 중 수축동작하는 신축부재(113)의 타단부가 지지되는 영역은 회전중심축(C)에 가까워지며 탄성변형될 수 있다.

예컨대, 신축부재(113)는 실린더일 수 있다. 이 경우, 신축부재(113)는 신축동작 과정에 전체의 길이가 변할 수 있다.

신축부재(113)는 복수로 제공될 수 있다. 복수의 신축부재(113)는 메인샤프트(111)를 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.

예컨대, 신축부재(113)는 도 4 및 도 5와 같이 8개가 제공될 수 있다. 이 경우, 하우징(112)의 수평단면은 8개의 신축부재(113)의 신축동작에 따라 정팔각형 또는 선체(10)의 전후방향으로 길게 연장되는 다각형으로 변형될 수 있다.

신축부재(113)의 수는 하우징(112)의 크기 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.

복수의 신축부재(113)는 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)의 방향에 따라 신축량이 조절될 수 있다. 여기서, 신축량은 신축부재(113)의 타단부가 회전중심축(C)에서 멀어지는 방향으로 변하는 양 또는 가까워지는 방향으로 변하는 양을 말한다.

이 경우, 하우징(112)은 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)의 방향에 따라 탄성변형되며, 수평단면이 변형될 수 있다. 이에 관해서는 후술한다.

도 3을 참조하면, 회전구동부(120)는 회전체(110)가 회전하도록 회전구동력을 제공한다.

예컨대, 회전구동부(120)는 모터(121)를 포함할 수 있다.

모터(121)는 선체(10) 내부에 배치될 수 있다. 모터(121)에 연결되는 구동샤프트(122)는 선체(10) 내부로 연장되는 메인샤프트(111)의 하단부와 연결될 수 있다.

모터(121)는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하도록 작동할 수 있다. 이 경우, 메인샤프트(111)는 모터(121)의 작동에 따라 회전중심축(C)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있다.

이외에도, 회전구동부는 도시되지 않았지만, 회전체에 회전구동력을 제공할 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.

회전체(110)는 회전구동부(120)의 회전구동력에 의해 회전할 때 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)을 이용하여 선체(10)에 대해 추력을 제공할 수 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 바람(W)을 이용하여 선체(10)에 추력을 제공하고, 선체(10)에 대한 추진효율을 향상시킬 수 있다.

보다 상세히, 회전체(110)는 도 4와 같이 회전할 때 회전중심축(C), 즉 회전체(110)로 유입되는 바람(W)을 이용하여 마그누스 효과에 의한 힘(FM)(이하, 마그누스 힘이라 한다.)을 발생시킬 수 있다.

회전체(110)가 발생시키는 마그누스 힘(FM)은 바람(W)이 유입되는 방향에 대해 수직한 방향을 향할 수 있다. 이때, 마그누스 힘(FM)은 선체(10)의 진행방향(T)을 향하는 성분(FT)(이하, 추력성분이라 한다.)을 포함할 수 있다. 마그누스 힘(FM)의 추력성분(FT)은 선체(10)에 대해 추력으로 작용할 수 있다.

마그누스 힘(FM)은 바람(W)의 방향이 일정한 경우 회전체(110)의 회전방향에 따라 다른 방향을 향할 수 있다. 이 경우, 회전체(110)는 회전방향을 조절하여 추력의 방향을 조절할 수 있다.

본 실시예에서, 회전체(110)는 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)의 방향에 따라 수평단면의 형상이 변할 수 있다. 이 경우, 회전체(110)는 바람(W)의 방향에 따라 선체(10)에 대해 추력을 제공하거나, 선체(10)에 대한 저항을 저감시킬 수 있다.

참고로, 본 실시예에서는 회전체(110)의 외측면이 평면으로 제공되고, 회전체(110)의 수평단면이 바람(W)의 방향에 따라 정다각형 또는 선체(10)의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형으로 변형되는 경우를 예를 들어 설명한다.

보다 상세히, 바람(W)은 도 5와 같이 회전중심축(C)에서 선체(10)의 진행방향(T)으로 연장되는 가상의 기준선(L)으로부터 시계방향으로 20도와 반시계방향으로 20도 사이의 저항작용범위 내에서 회전샤프트(110)로 유입될 수 있다.

달리 표현하면, 바람(W)은, 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)의 유동과 기준선(L)이 이루는 사잇각이 기준선(L)을 기준으로 시계방향으로 증가하는 경우를 양수로 할 때, -20도에서 20도 사이의 사잇각 범위에서 유입될 수 있다.

이 경우, 회전하는 회전체(110)가 발생시키는 마그누스 힘은 추력성분을 포함하지 않거나, 추력성분이 다른 방향을 향하는 성분보다 현저히 작아 추력으로 작용하기 어려울 수 있다. 또한, 회전체(110)는 회전중심축(C)으로 유입되는 바람(W)에 대해 저항체로 작용하고, 선체(10)에 대한 저항을 증가시킬 수 있다.

이때, 회전체(110)는 도 5와 같이 수평단면이 선체(10)의 전후방향에 나란한 장축(미도시)을 가지는 다각형으로 변형될 수 있다. 다시 말해, 회전체(110)의 수평단면은 장축의 길이가 단축(미도시)의 길이보다 긴, 즉 선체(10)의 전후방향으로 길게 연장되는 형상으로 변형될 수 있다.

여기서, 장축은 선체(10)의 전후방향(도 5에서 볼 때 X축방향)에 나란하며 회전체(110)의 수평단면의 전단과 후단을 연결하는 가상의 선이고, 단축은 장축에 대해 수직하도록 선체(10)의 좌우방향(도 5에서 볼 때 Y축방향)에 나란하며 회전체(110)의 수평단면의 좌측단과 우측단을 연결하는 선일 수 있다.

이 경우, 회전체(110)는 선체(10)의 전후방향으로 길게 연장되는 형태로 변형됨으로써 저항작용범위 내에서 유입되는 바람(W)에 대한 저항이 저감되고, 나아가 선체(10)에 대한 바람(W)의 저항을 저감시킬 수 있다.

이때, 회전체(110)는 회전을 중지할 수 있다. 이 경우, 회전체(110)는 바람(W)에 대한 저항이 저감되는 형태를 유지할 수 있다.

또는, 바람(W)은 도 4와 같이 저항작용범위 외에서 회전샤프트(110)로 유입될 수 있다. 달리 표현하면, 바람(W)은 기준선(L)을 기준으로 시계방향으로 20도에서 340도 사이의 사잇각 범위에서 유입될 수 있다.

이때, 회전체(110)는 수평단면이 정다각형으로 변형되고, 회전할 수 있다.

이 경우, 회전체(110)는 회전하며 마그누스 힘(FM)을 발생시키고, 마그누스 힘(FM)의 추력성분(FT)은 선체(10)에 대해 추력으로 작용할 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 추진장치(100)는 회전체(110)의 수평단면이 바람(W)의 방향에 대응하여 정다각형 또는 선체(10)의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형으로 변형됨으로써, 바람(W)의 방향에 대응하여 선체(10)에 대해 추력을 제공하거나 선체(10)에 대한 저항을 저감시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진장치(100)의 작동에 대해 설명한다.

본 작동예에서는, 회전체(110)가 선체(10)의 선수부 중앙영역에 배치되고, 선체(10)가 전진운항하는 경우를 예를 들어 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 바람(W)은 선체(10)가 운항하는 과정에 저항작용범위 외에서 회전중심축(C)으로 유입될 수 있다.

예컨대, 바람(W)은 도 2 및 도 4와 같이 회전중심축(C)의 전방 우측으로부터 회전중심축(C)으로 유입될 수 있다. 다시 말해, 바람(W)은 기준선(L)으로부터 시계방향으로 20도를 벗어난 범위에서 회전체(110)로 유입될 수 있다.

이때, 회전체(110)는 수평단면이 정다각형으로 변형될 수 있다. 이 경우, 복수의 신축부재(113)는 신축량을 조절하여 하우징(112)을 탄성변형시킬 수 있다.

예컨대, 복수의 신축부재(113)는 도 4와 같이 각 타단부가 회전중심축(C)으로부터 같은 거리에 위치하도록 신축동작할 수 있다.

이 경우, 하우징(112)은 수평단면이 정팔각형이 되도록 탄성변형될 수 있다.

회전구동부(120)는 회전체(110)에 회전구동력을 제공할 수 있다. 이 경우, 메인샤프트(111)는 회전구동부(120)의 회전구동력에 의해 회전중심축(C)을 중심으로 반시계방향(R)으로 회전할 수 잇다.

이때, 회전체(110)는 회전하며 마그누스 힘(FM)을 발생시키고, 선체(10)에 대해 추력을 제공할 수 있다.

도 5를 참조하면, 바람(W)은 선체(도 1의 10 참조)가 운항하는 과정에 저항작용범위 내에서 회전중심축(C)으로 유입될 수 있다.

예컨대, 바람(W)은 도 5와 같이 회전중심축(C)의 전방측에서 회전중심축(C)으로 유입될 수 있다. 다시 말해, 바람(W)은 기준선(L)에 나란하며, 선체(10)와 함께 이동하는 회전체(110)의 정면으로 유입될 수 있다.

이때, 회전체(110)는 수평단면이 선체(10)의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형으로 변형될 수 있다. 이 경우, 복수의 신축부재(113)는 신축량을 조절하여 하우징(112)을 탄성변형시킬 수 있다.

예컨대, 복수의 신축부재(113) 중 선체(10)의 전후방향으로 신축동작하도록 배치된 신축부재(113)는 도 5와 같이 최대로 신장동작하고, 선체(10)의 좌우방향으로 신축동작하도록 배치된 신축부재(113)는 최대로 수축동작할 수 있다.

이 경우, 하우징(112)은 수평단면이 선체(10)의 전후방향으로 길게 연장되는 다각형으로 탄성변형될 수 있다. 다시 말해, 하우징(112)의 수평단면은 선체(10)의 전방을 향해 뾰족한 형상으로 변형될 수 있다.

회전구동부(120)는 작동을 중지할 수 있다.

이때, 회전체(110)는 바람(W)에 의한 선체(10)에 대한 저항을 저감시킬 수 있고, 회전구동부(120)는 회전체(110)를 회전시키기 위한 에너지를 절약할 수 있다.

한편, 다른 작동예에서는 도시되지 않았지만, 선체의 진행방향 및 회전체의 회전방향에 있어 차이가 있을 뿐, 회전체가 바람의 방향에 따라 추력을 제공하거나 저항을 저감시키는 메커니즘에서 실질적으로 동일하고, 그 상세한 설명을 생략한다.

한편, 본 실시예에 따른 추진장치는 도시되지 않았지만, 선체에 복수로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 회전체는 선체의 전후방향 또는 선체의 좌우방향으로 이격 배치되고, 선체의 진행방향으로 추력을 제공하도록 서로 다른 방향 또는 같은 방향으로 회전할 수 있다.

한편, 다른 실시예에서는 도 6 및 도 7과 같이, 회전체(110')의 외측면이 회전중심축(C')에서 멀어지는 방향으로 볼록한 곡면으로 제공될 수 있다.

참고로, 도 6은 도 4의 회전체의 일 변형례를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 회전체의 수평단면이 변형된 모습을 나타내는 도면이고, 도 6 및 도 7에서 +X축은 회전체(110')의 전방을, +Y축은 회전체(110')의 좌측을, +Z축은 회전체(110')의 상측을 나타내고, 도 6은 회전체(110')의 수평단면이 원형으로 변형된 모습을 도시하고 있고, 도 7은 회전체(110')의 수평단면이 선체(도 1의 10 참조)의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 타원형으로 변형된 모습을 도시하고 있다.

이 경우, 회전체(110')는 수평단면이 바람(W)의 방향에 따라 원형 또는 타원형으로 변형될 수 있다.

보다 상세히, 회전체(110')는 도 6과 같이 바람(W)이 저항작용범위 외에서 회전중심축(C')으로 유입되는 경우, 수평단면이 원형으로 변형될 수 있다. 이 경우, 회전체(110')는 회전하며 수평단면의 형상으로 마그누스 힘(FM')을 보다 효과적으로 발생시킬 수 있고, 선체(도 1의 10 참조)에 대해 추력을 보다 효과적으로 제공할 수 있다.

또는 회전체(110')는 도 7과 같이 바람(W)이 저항작용범위 내에서 회전중심축(C')으로 유입되는 경우, 수평단면이 선체(도 1의 10 참조)의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 타원형으로 변형될 수 있다. 이 경우, 회전체(110')는 회전을 중지하고, 수평단면의 형상으로 인해 선체에 대해 보다 효과적으로 저항을 저감시킬 수 있다.

회전체(110')는 공기공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

공기공급부는 회전체(110') 내부공간, 즉 메인샤프트(111')와 하우징(112')이 이격되어 형성되는 공간으로 공기를 공급할 수 있다. 이 경우, 하우징(112')은 외측면이 내부공간에 공급된 공기에 의해 곡면을 형성하고, 수평단면이 원형 또는 타원형으로 변형될 수 있다.

하우징(112')은 폐쇄된 구조로 제공될 수 있다. 이 경우, 하우징(112')은 내부공간의 공기가 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있다.

한편, 다른 실시예에서 도시되지 않았지만, 신축부재는 길이고정부 및 길이가변부를 포함할 수 있다.

길이고정부는 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 길이가 고정될 수 있다.

길이고정부는 소정의 길이를 가지는 바 형태로 제공될 수 있다. 길이고정부는 일단부가 메인샤프트에 고정 결합되고, 타단부가 하우징을 향해 연장될 수 있다.

길이가변부는 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 길이가 가변될 수 있다.

길이가변부는 신축동작할 수 있다. 이 경우, 길이가변부는 바람의 방향에 따라 신축량이 조절될 수 있다. 길이가변부는 일단부가 길이고정부의 타단부에 고정 결합되고, 타단부가 하우징에 고정 결합될 수 있다.

예컨대, 길이가변부는 수평방향으로 신축동작하는 실린더일 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 선체 100: 추진장치
110, 110': 회전체 111, 111': 메인샤프트
112, 112': 하우징 113: 신축부재
120 회전구동부

Claims

선체에 대해 추력을 제공하는 장치로서,
상기 선체의 상측면에서 상측으로 돌출되고, 상하방향으로 연장되는 회전중심축을 중심으로 회전 가능하며, 수평단면이 상기 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 변형되는 회전체; 및
상기 회전체가 회전하도록 회전구동력을 제공하는 회전구동부를 포함하고,
상기 회전체는,
수평단면이 정다각형 또는 원형으로 변형될 때 회전하며 상기 선체에 대해 추력을 제공하고,
수평단면이 상기 선체의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형 또는 타원형으로 변형될 때 회전을 중지하며 상기 선체에 대한 저항을 저감시키는, 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 회전체는,
바람이 상기 회전중심축에서 상기 선체의 진행방향으로 연장되는 가상의 기준선으로부터 시계방향으로 20도와 반시계방향으로 20도 사이의 저항작용범위 내에서 상기 회전중심축으로 유입될 때, 수평단면이 상기 선체의 전후방향에 나란한 장축을 가지는 다각형 또는 타원형으로 변형되고,
바람이 상기 저항작용범위 외에서 상기 회전중심축으로 유입될 때, 수평단면이 정다각형 또는 원형으로 변형되는, 추진장치.
제1항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 선체의 상측면에서 상측으로 돌출되도록 상하방향으로 연장되어 상기 회전중심축 상에 배치되고, 상기 회전구동부에 연결되는 메인샤프트;
상기 메인샤프트를 둘러싸도록 형성되고, 탄성변형 가능한 하우징; 및
각각 일단부가 상기 메인샤프트에 지지되고, 타단부가 상기 하우징에 지지되며, 상기 하우징이 탄성변형되도록 신축동작하는 복수의 신축부재를 포함하는, 추진장치.
제3항에 있어서,
상기 복수의 신축부재는 상기 회전중심축으로 유입되는 바람의 방향에 따라 신축량이 조절되는, 추진장치.
제3항에 있어서,
상기 하우징은 고무 재질로 제공되는, 추진장치.