KR20180002090U - Thruster for ship without blade - Google Patents

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Abstract

본 고안은 날개 없는 선박용 추진장치에 관한 것으로, 프로펠러 자체를 없애고 유체를 흡입 후 고압으로 송출하는 유체 유동 발생기와, 유체 유동 발생기에 의한 고압의 유체가 흘러 추진력을 발생시키도록 하는 환형의 추진 구조체를 구비함으로써, 구동부와 블레이드 사이의 연결축에서 발생하는 에너지 손실, 블레이드 주위 유체 흐름의 불균형에 따른 에너지 손실을 방지할 수 있으며, 블레이드 회전시 발생하는 진동을 방지하고, 블레이드 손상으로 인한 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 에너지 효율성을 높일 수 있다.The present invention relates to a propulsion device for wingless ships, comprising a fluid flow generator for removing the propeller itself and for discharging the fluid at a high pressure, and an annular propelling structure for generating a propelling force by the fluid flowing through the fluid flow generator It is possible to prevent an energy loss caused by an unbalance of fluid flow around the blade and an energy loss occurring at a connection shaft between the drive part and the blade, prevent vibration generated when the blade rotates, Can be saved, and energy efficiency can be increased.

Description

날개 없는 선박용 추진장치{THRUSTER FOR SHIP WITHOUT BLADE}{THRUSTER FOR SHIP WITHOUT BLADE}

본 고안은 프로펠러를 갖는 않는 선박용 추진장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 유체를 흡입 후 고압으로 송출하는 유체 유동 발생기와, 유체 유동 발생기에 의한 고압의 유체가 흘러 추진력을 발생시키도록 하는 환형의 추진 구조체를 구비함으로써, 프로펠러 자체를 없애면서도 추진력을 발생시킬 수 있는 날개 없는 선박용 추진장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a propulsion device for a ship having no propeller, and more particularly, to a fluid flow generator for sucking fluid and delivering it at a high pressure, an annular propulsion device for causing a high- The present invention relates to a propulsion device for a marine vessel which can generate propulsive force while eliminating the propeller itself.

일반적으로 프로펠러는 축계(軸系)를 통하여 전달된 추진 기관의 동력을 선박 밖의 물과 작용하여 추진력(推進力)으로 변화시켜 선박을 추진하는 장치이다.In general, a propeller is a device for propelling a ship by changing the propulsion engine power transmitted through a shaft system to propulsion (propulsion) by acting with water outside the vessel.

선박의 프로펠러에는 나선형 프로펠러(screw propeller), 워터 제트(water jet), 외륜차, 보이드 슈나이더 프로펠러 등이 있다.The propeller of the ship includes screw propeller, water jet, paddle car, and void schneider propeller.

도 1은 종래 선박의 추진장치를 도시한 사시 도이다.1 is a perspective view showing a propulsion device of a conventional ship.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 선박의 추진장치(10)는 선미에 회전 가능하게 결합하는 허브(11), 상기 허브(11)에 회전동력을 전달하는 회전 샤프트(12), 및 상기 허브(11)의 둘레를 따라 구비되는 복수의 프로펠러(13)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a propulsion device 10 of a conventional ship has a hub 11 rotatably coupled to the stern, a rotary shaft 12 transmitting rotational power to the hub 11, And a plurality of propellers (13) provided along the circumference of the propeller (11).

또한, 국내 공개특허 제10-2012-0126910호에 개시된 덕트형 추진장치는, 프로펠러 외측에 덕트가 설치된 구조로 구성된다.In addition, the duct type propulsion device disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0126910 has a structure in which a duct is installed outside the propeller.

그러나 종래 선박의 추진장치는 블레이드(blade)를 회전시켜서 추진력을 발생시키는 구성으로 다음과 같은 단점이 있다.However, the conventional propulsion device of the ship has the following disadvantages in that the propulsion force is generated by rotating the blade.

첫째, 구동부와 블레이드 사이의 연결축에서 에너지 손실이 발생한다.First, energy loss occurs in the connection axis between the driving part and the blade.

둘째, 한 방향으로만 회전하는 블레이드의 특성상, 블레이드 주위 유체 흐름의 불균형에 따른 에너지 손실이 발생한다.Second, due to the nature of the blades rotating in only one direction, there is energy loss due to unbalance of fluid flow around the blades.

셋째, 블레이드가 회전하면서 진동을 발생하는 문제가 있다.Third, there is a problem that vibration occurs while the blade rotates.

넷째, 유체 속의 이물질로 인해서 블레이드가 쉽게 손상되어 유지보수 비용이 많이 드는 문제가 있다.Fourth, there is a problem that the blades are easily damaged due to the foreign matter in the fluid, and the maintenance cost is high.

국내 공개 특허 제10-2011-0036649호Korean Patent Publication No. 10-2011-0036649 국내 등록 실용 제20-0406519호Domestic Registration Practice No. 20-0406519

본 고안은 프로펠러 자체를 없애고 유체를 흡입 후 고압으로 송출하는 유체 유동 발생기와, 유체 유동 발생기에 의한 고압의 유체가 흘러 추진력을 발생하도록 하는 환형의 추진 구조체를 구비함으로써, 프로펠러의 특성으로 인해서 발생하는 여러 가지 문제점을 해소할 수 있는 날개 없는 선박용 추진장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has a fluid flow generator that removes the propeller itself and discharges the fluid at high pressure and an annular propelling structure that allows the high-pressure fluid generated by the fluid flow generator to generate propulsive force, And it is an object of the present invention to provide a wingless ship propulsion device capable of solving various problems.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치는 중앙 개구를 갖는 환형으로 형성되어 선미에 장착되는 추진 구조체로 구성되고, 상기 추진 구조체는 유체 유입을 위한 내부 통로와 상기 통로의 유체 유동을 고압 방출하기 위한 분출구를 구비하며, 상기 분출구로부터 고압 방출하는 유체 유동에 의해 상기 추진 구조체 외부로부터 유체가 상기 중앙 개구를 통해서 고압 분출하면서 추진력을 발생하도록 구성되며, 상기 분출구로부터 유체 유동을 고압 방출하기 위하여 상기 추진 구조체에는 유체 유동 발생기가 설치된다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a wingless propulsion device for a marine vessel, comprising a propelling structure formed in an annular shape having a central opening and mounted on a stern, the propelling structure including an inner passage for fluid inflow and a fluid flow And a throttle valve configured to generate a thrust force from the outside of the propelling structure by ejecting the fluid through the central opening by a fluid flow discharged at a high pressure from the throttle, A fluid flow generator is installed in the propelling structure.

상기 추진 구조체는 상기 분출구에 인접한 코안다 표면(coanda surface)을 포함한다.The propelling structure includes a coanda surface adjacent the outlet.

상기 추진 구조체에서는 상기 코안다 표면의 하류부에 디퓨저 부가 형성되고, 상기 디퓨저 부의 하류부에 가이드 부가 형성된다.In the propulsion structure, a diffuser portion is formed downstream of the Coanda surface, and a guide portion is formed at a downstream portion of the diffuser portion.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 프로펠러 자체를 없애고 유체를 흡입 후 고압으로 송출하는 유체 유동 발생기와, 유체 유동 발생기에 의한 고압의 유체가 흘러 추진력을 발생하도록 하는 환형의 추진 구조체를 구비함으로써, 구동부와 블레이드 사이의 연결축에서 발생하는 에너지 손실, 블레이드 주위 유체 흐름의 불균형에 따른 에너지 손실을 방지할 수 있다.As described above, the present invention has a fluid flow generator that removes the propeller itself and discharges the fluid at a high pressure, and an annular propelling structure that causes the high-pressure fluid generated by the fluid flow generator to generate propelling force, And energy loss due to unbalance of fluid flow around the blade can be prevented.

또한, 블레이드 회전시 발생하는 진동을 방지하고, 블레이드 손상으로 인한 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 에너지 효율성을 높일 수 있다.In addition, it is possible to prevent vibration generated when the blade rotates, to reduce the maintenance cost due to damage to the blade, and to improve energy efficiency.

도 1은 종래 선박의 추진장치를 도시한 사시도
도 2는 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치를 보인 측면도
도 3은 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치를 보인 사시도
도 4는 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치를 보인 단면도
도 5는 도 4의 요부 확대도1 is a perspective view showing a conventional propulsion device of a ship;
Fig. 2 is a side view showing a propelling device for a wingless vessel of the present invention
Fig. 3 is a perspective view showing a wingless propulsion device for a wing
Fig. 4 is a cross-sectional view showing a propelling device for a wingless ship of the present invention
5 is an enlarged view of the main part of Fig. 4

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a propulsion device for a wingless ship according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치를 보인 측면도, 도 3은 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치를 보인 사시도, 도 4는 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치를 보인 단면도, 및 도 5는 도 4의 요부 확대도이다.FIG. 2 is a side view showing a wingless propulsion device for a ship according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing a propulsion device for a wingless ship of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a propulsion device for a wingless ship, 4 is an enlarged view of the main part.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치(100)는 프로펠러(블레이드)의 특성으로 인하여 발생하는 여러 문제점을 극복하기 위하여 프로펠러 자체를 없애는 기술로서, 유체를 흡입 후 고압으로 송출하는 유체 유동 발생기(110); 및 유체 유동 발생기(110)에 의한 고압의 유체가 흘러 추진력을 발생시키도록 하는 추진 구조체(120)를 포함한다.2 to 5, the wingless propulsion device 100 for a wingless ship according to the present invention is a technology for eliminating the propeller itself in order to overcome various problems caused by the characteristics of the propeller (blade) A fluid flow generator 110 for sending out fluid; And a propelling structure (120) for causing a high pressure fluid by the fluid flow generator (110) to flow and generate propulsive force.

유체 유동 발생기(110)는 펌프를 포함할 수 있다. 유체 유동 발생기(110)는 펌프에 한정되지 않으며, 임펠러 장치 등도 포함할 수 있다.Fluid flow generator 110 may include a pump. The fluid flow generator 110 is not limited to a pump, and may include an impeller device or the like.

도면에 표시한 유체 유동 발생기(110)의 구성을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 통로나 덕트 역할을 하는 사각 케이스(111) 안에 펌프와 같은 유체 유동 발생장치(112)가 내장되도록 구성될 수 있다. 유체 유동 발생장치의 설치 위치는 케이스 안에 국한되지 않으며, 선체 내부에 설치될 수 있다.The structure of the fluid flow generator 110 shown in the figure may be more specifically constructed such that a fluid flow generating device 112 such as a pump is built in a rectangular case 111 serving as a passage or a duct. The installation position of the fluid flow generating device is not limited to the case, but may be installed inside the hull.

본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치(100)는 중앙 개구(120a)를 갖는 환형으로 형성되어 선미(船尾)에 장착되는 추진 구조체(120)를 구비한다. 추진 구조체(120)는 회전축(S)을 기준으로 각도 조절될 수 있다. 또한, 설계 변경에 의해서 상하 높이 조절 가능하게 설치될 수도 있다. 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치(100)는 러더 역할도 할 수 있다.The wingless marine propulsion device 100 of the present invention has a propelling structure 120 formed in an annular shape having a central opening 120a and mounted on a stern. The propelling structure (120) can be angularly adjusted with respect to the rotational axis (S). It is also possible to adjust the vertical height by design change. The wingless ship propulsion system 100 of the present invention can also serve as a rudder.

추진 구조체(120)는 유체 유입을 위한 내부의 통로(121)와 그 통로(121)의 유체 유동을 고압 방출하기 위한 분출구(111)를 구비한다.The propelling structure 120 has an inner passage 121 for fluid inflow and an air outlet 111 for discharging the fluid flow of the passage 121 at a high pressure.

본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치(100)는 분출구(122)로부터 고압 방출하는 유체 유동에 의해 추진 구조체(120) 외부로부터 유체가 중앙 개구(120a)를 통해서 고압 분출하면서 추진력을 발생하도록 구성된다.The wingless marine propulsion device 100 of the present invention is configured to generate a propulsive force by ejecting high pressure from the outside of the propelling structure 120 through the center opening 120a by a fluid flow discharging from the jetting port 122 at a high pressure.

유체 유동 발생기(110)는 분출구(122)로부터 유체 유동을 고압 방출하기 위하여 추진 구조체(120)의 상부 또는 하부에 택일적으로 설치될 수 있고, 상부 및 하부에 동시에 설치될 수도 있다.The fluid flow generator 110 may alternatively be installed at the top or bottom of the propelling structure 120 for high pressure discharge of the fluid flow from the spout 122 and may be installed at the top and bottom simultaneously.

추진 구조체(120)는 분출구(122)에 인접한 코안다 표면(coanda surface)(123)을 포함한다.The propelling structure (120) includes a coanda surface (123) adjacent the jet port (122).

본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치에서는, 코안다 표면(123)이 분출구(122)를 빠져나가 코안다 표면(122)으로 보내지는 유체 유동이 코안다 효과(coanda effect)에 의해 확장되도록 배치된다.In the wingless marine propulsion device of the present invention, the fluid flow through the coanda surface 123 exiting the spout 122 and directed to the coanda surface 122 is arranged to expand by the coanda effect.

추진 구조체(120)에서는 코안다 표면(123)의 하류부에 디퓨저 부(124)가 형성되고, 디퓨저 부(124)의 하류부에 가이드 부(125)가 형성될 수 있다. 가이드 부(125)는 유체 유동을 가이드 하는 역할을 한다.In the propelling structure 120, a diffuser portion 124 may be formed downstream of the Coanda surface 123, and a guide portion 125 may be formed at a downstream portion of the diffuser portion 124. The guide portion 125 serves to guide fluid flow.

가이드 부(125)는 추진 구조체(120)의 센터 축(L)과 평행하게 형성될 수 있다.The guide portion 125 may be formed parallel to the center axis L of the propelling structure 120.

이와 같이 구성된 본 고안의 날개 없는 선박용 추진장치의 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.The operation effect of the wingless propulsion device for a wingless ship constructed as described above is as follows.

우선, 추진력을 발생하기 위하여 펌프와 같은 유체 유동 발생기(110)가 유체를 흡입 후 고압으로 추진 구조체(120) 안으로 송출한다.First, a fluid flow generator 110, such as a pump, sucks the fluid and sends it to the propelling structure 120 at high pressure to generate propulsive force.

추진 구조체(120)에서는, 분출구(122)를 빠져나가는 고압의 유체가 코안다 효과에 의해 코안다 표면(123)으로 보내지면서 확장되고, 이때 외부의 유체 유동이 중앙 개구(120a)를 통해서 고압 분출하면서 선박의 추진력을 발생한다.In the propelling structure 120, a high pressure fluid exiting the jet port 122 expands as it is directed to the nose surface 123 by the Coanda effect, where the external fluid flow is directed through a central opening 120a The propulsion force of the ship is generated.

다시 말하면, 베르누이의 원리에 의해, 추진 구조체(120)의 내주 면에 형성된 굴곡진 면에서 유체의 흐름이 빨라져서 굴곡진 면에 음의 압력이 걸리게 되는데, 이러한 원리를 이용하여, 고압의 유체를 분출구(122)를 통해서 추진 구조체(120)의 굴곡진 면에 분사를 하여 음의 압력을 만든다. 이렇게 되면 주변 유체가 음의 압력으로 모이게 되면서 유체 유동의 흐름이 생겨 선박이 추진력을 얻게 되는 것이다.In other words, due to the Bernoulli principle, the flow of fluid is accelerated at the curved surface formed on the inner peripheral surface of the propelling structure 120, so that a negative pressure is applied to the curved surface. By using this principle, (Not shown) to the curved surface of the propelling structure 120 to form a negative pressure. In this case, the surrounding fluid collects at the negative pressure, and the flow of the fluid flow is generated so that the ship obtains the propulsive force.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 프로펠러 자체를 없애고 유체를 흡입 후 고압으로 송출하는 유체 유동 발생기와, 유체 유동 발생기에 의한 고압의 유체가 흘러 추진력을 발생시키도록 하는 환형의 추진 구조체를 구비함으로써, 구동부와 블레이드 사이의 연결축에서 발생하는 에너지 손실, 블레이드 주위 유체 흐름의 불균형에 따른 에너지 손실을 방지할 수 있다.As described above, the present invention has a fluid flow generator that removes the propeller itself and sends out the fluid at a high pressure, and an annular propelling structure that allows the high-pressure fluid generated by the fluid flow generator to generate propelling force, It is possible to prevent an energy loss due to an unbalance of the fluid flow around the blades and an energy loss occurring at the connection axis between the driving part and the blade.

또한, 블레이드 회전시 발생하는 진동을 방지하고, 블레이드 손상으로 인한 유지보수 비용을 절감할 수 있으며, 에너지 효율성을 높일 수 있다.In addition, it is possible to prevent vibration generated when the blade rotates, to reduce the maintenance cost due to damage to the blade, and to improve energy efficiency.

100: 선박용 추진장치
120a: 중앙 개구
120: 추진 구조체
121: 통로
122: 분출구
123: 코안다 표면(coanda surface)
124: 디퓨저 부
125: 가이드 부
L: 센터 축
S: 회전축100: Ship propulsion system
120a: central opening
120: Propulsion structure
121: passage
122:
123: Coanda surface
124: diffuser section
125: guide portion
L: Center axis
S:

Claims (7)

중앙 개구를 갖는 환형으로 형성되어 선미에 장착되는 추진 구조체로 구성되고, 상기 추진 구조체는 유체 유입을 위한 내부 통로와 상기 통로의 유체 유동을 고압 방출하기 위한 분출구를 구비하며, 상기 분출구로부터 고압 방출하는 유체 유동에 의해 상기 추진 구조체 외부로부터 유체가 상기 중앙 개구를 통해서 고압 분출하면서 추진력을 발생하도록 구성되며,
상기 분출구로부터 유체 유동을 고압 방출하기 위하여 상기 추진 구조체에는 유체 유동 발생기가 설치되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.And a propelling structure formed in an annular shape having a central opening and mounted on the stern, the propelling structure having an inner passage for fluid inflow and an air outlet for discharging the fluid flow of the passage at a high pressure, Wherein the fluid is flowed from the outside of the propelling structure through the central opening to generate a propelling force while being jetted at a high pressure,
Wherein the propelling structure is provided with a fluid flow generator for high pressure discharge of the fluid flow from the jetting port. 청구항 1에 있어서,
상기 유체 유동 발생기는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
Characterized in that the fluid flow generator comprises a pump. 청구항 1에 있어서,
상기 추진 구조체는 상기 분출구에 인접한 코안다 표면(coanda surface)을 포함하는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
Wherein the propelling structure comprises a coanda surface adjacent the outlet. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI > 청구항 3에 있어서,
상기 추진 구조체에서는 상기 코안다 표면의 하류부에 디퓨저 부가 형성되고, 상기 디퓨저 부의 하류부에 가이드 부가 형성되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.The method of claim 3,
Wherein the diffuser portion is formed at a downstream portion of the surface of the core and the guide portion is formed at a downstream portion of the diffuser portion in the propulsion structure. 청구항 1에 있어서,
상기 가이드 부는 상기 추진 구조체의 센터 축과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
Wherein the guide portion is formed parallel to a center axis of the propelling structure. 청구항 1에 있어서,
상기 추진 구조체는 회전축을 기준으로 각도 조절되는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.The method according to claim 1,
Wherein the propelling structure is angularly adjusted with respect to a rotation axis. 추진 구조체의 분출구를 빠져나가는 고압의 유체가 코안다 효과에 의해 확장되고, 외부의 유체 유동이 상기 추진 구조체의 중앙 개구를 통해서 고압 분출하면서 선박의 추진력을 발생하는 것을 특징으로 하는 날개 없는 선박용 추진장치.Characterized in that the high pressure fluid exiting the jet opening of the propulsion structure is expanded by the Coanda effect and the external fluid flow generates a propulsion force of the ship while jetting high pressure through the central opening of the propulsion structure .
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