KR101261867B1 - 포드형 추진기 및 이를 구비하는 선박 - Google Patents

Abstract

포드형 추진기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 포드형 추진기는, 일단이 선박의 선체에 회전가능하게 장착되는 서포트; 서포트의 타단에 고정연결되고 선박을 추진하기 위한 추진수단이 마련된 추진기 본체; 추진기 본체에 대해 회전가능하도록, 추진기 본체의 하부에 회전가능하게 장착되는 회전식 핀; 및 회전식 핀을 회전시키도록 추진기 본체 내부에 마련된 핀구동부;를 포함한다.

Description

포드형 추진기 및 이를 구비하는 선박{POD TYPE PROPULSION DEVICE AND SHIP WITH THE SAME}

본 발명은 포드(pod)형 추진기 및 이를 구비하는 선박에 관한 것이다.

선박의 항해시 선박의 조종은 조타장치(rudder)에 의하여 이루어 진다. 일반적인 선박은 선박을 추진시키는 추진기와 조타장치가 분리되어 각각의 역할을 분담한다. 이러한 종래의 선박의 조타방식에 비하여, 최신의 선박에서는 포드형 추진기가 추진기로서 많이 사용되고 있다.

포드형 추진기는 별도의 조차장치 없이 추진기와 조타장치를 겸하고 있는 것으로, 선체로부터 현수되는 서포트와, 이 서포트 하단에 포드(pod)본체를 형성하고 이 포드본체 내에 프로펠러를 구동하기 위한 모터를 구비하고, 모터를 회전시켜 프로펠러를 구동함으로써 선박의 추진력을 얻는다.

이 포드형 추진기는 선박 하부를 가로지르는 추진축을 필요로 하지 않기 때문에 기관실의 배치에 자유도가 크고 진동이 작으며, 선체 내에 설치되는 스티어링 장치에 따라서 수평회전할 수 있게 되어 있으므로, 별도의 키 장치를 필요로 하지 않아 추진기 구조나 키 구조가 간단하고 진동 소음이 작다는 장점이 있다.

그런데, 이론적으로 선박의 직진 항해는 조타기의 각도를 '영(zero)'에 고정하면 가능하여야 하나, 실제 해상에서는 추진기의 선형적인 특성 및 외력에 의하여 직진 항해를 하지 못하고 지그재그 항해를 계속하게 된다. 그러므로, 선박의 직진항해를 위해서는 끊임없이 조타기(포드형 선박의 경우는 포드본체)를 좌우로 회전시켜야 한다. 즉, 포드형 선박의 경우 조타기 역할을 수행하는 포드본체를 계속적으로 회전시켜야 하는데, 이로 인하여 선박의 속력손실, 장비손실 및 전력의 손실이 큰 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는, 선박의 항해시 미소각도의 조타가 가능한 구성을 가지는 포드형 추진기 및 이를 구비하는 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 대해 회전가능하게 장착되는 포드(pod)형 추진기로서,

일단이 선박의 선체에 회전가능하게 장착되는 서포트; 상기 서포트의 타단에 고정연결되고, 선박을 추진하기 위한 추진수단이 마련된 추진기 본체; 상기 추진기 본체에 대해 회전가능하도록, 상기 추진기 본체의 하부에 회전가능하게 장착되는 회전식 핀; 및 상기 회전식 핀을 회전시키도록 상기 추진기 본체 내부에 마련된 핀구동부;를 포함하는 포드형 추진기가 제공될 수 있다.

또한, 상기 핀구동부는 전기모터이며, 상기 회전식 핀은 상기 전기모터의 출력축에 동력적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 핀구동부는 유압모터이며, 상기 회전식 핀은 상기 유압모터의 출력축에 동력적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 핀구동부의 출력축의 회전속도를 다수의 기어결합에 의하여 감속시켜 상기 회전식 핀에 회전동력을 전달하는 감속기어부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 감속기어부는 구동기어와 종동기어를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기재된 포드형 추진기;를 구비하는 선박이 제공될 수 있다.

본 실시예에 따른 포드형 추진기에 따르면, 선박의 미소 조종 영역에서 직진 항해시 주 조타장치인 추진기 본체(포드몸체)를 사용하지 않고 보조 조타장치인 회전식핀을 이용하여 소각도 조종을 함으로써, 선박의 조종성능과 속도성능을 향상시킬 수 있다. 주 조타장치의 사용횟수를 줄일 수 있으므로, 선박속력의 손실 및 부가전력의 손실을 방지할 수 있다.

도 1은 포드형 추진기의 일례의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포드형 추진기의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 도 2에 사용되는 핀 구동부의 일 실시예의 개략도이다.
도 4는 도 2에 사용되는 핀 구동부의 다른 실시예의 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.

도 1은 포드형 추진기의 일례의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포드형 추진기의 일 실시예의 개략도이다. 또한, 도 3은 도 2에 사용되는 핀 구동부의 일 실시예의 개략도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 도시된 포드형 추진기(10)는 선박의 선체(1)의 선미 하부에 마련되어 선박을 추진시키는 추진역할 및 조타역할을 동시에 수행하기 위해 마련된 것으로, 포드형 본체(13)와, 서포트(14)와, 핀(15)을 포함한다.

상기 포드형 본체(13)는 전체적으로 포드(pod)형상을 가지는 유선형상으로, 선박을 추진시키기 위한 프로펠러(12)가 일단에 마련되어 있고, 내부에는 상기 프로펠러(12)를 회전시키기 위한 모터(미도시)가 마련되어 있다.

상기 서포트(14)는 상기 포드형 본체(13)를 상기 선체(1)의 선미 하부에 일축(Y)을 중심으로 회전가능하게 설치 및 지지하기 위하여 마련된 것이다. 도시된 실시예에서, 상기 서포트(14)의 상단은 상기 선체(1)의 하부에 축 및 베어링(미도시) 등에 의해 축(Y)을 중심으로 회전가능하게 설치되고, 상기 서포트(14)의 하단은 상기 포드형 본체(13)에 용접 등에 의해 고정되어 있다.

상기 핀(15)은 상기 선박의 직진 항해시 선박의 조정성능을 향상시키기 위해 마련된 것으로 상기 포드형 본체(13)의 하부에 용접 등에 의해 고정되어 있다.

이와 같은 포드형 추진기(10)는 종래의 선박의 추진장치와 달리, 선박 하부를 가로지르는 추진축을 필요로 하지 않기 때문에 기관실의 배치에 자유도가 크고 진동이 작으며, 추진기 구조나 키 구조가 간단하다는 장점이 있다. 그러나, 선박의 직진항해를 위해서 조타기 역할을 수행하는 포드형 본체(13)를 지속적으로 회전시켜야 하는데, 포드형 본체(13)의 크기 및 무게가 크기 때문에 이 과정에서 전력 손실 및 선박의 속력 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포드형 추진기(100)는 선박의 선체(1)의 선미 하부에 마련되어 선박을 추진시키는 추진역할 및 조타역할을 수행하기 위해 마련된 것으로, 서포트(140)와, 추진기 본체(130)와, 회전식 핀(150)을 포함한다.

상기 서포트(140)는 상기 추진기 본체(130)를 선체(1)의 선미 하부에 일축(Y1)를 중심으로 회전가능하게 설치 및 지지하기 위하여 마련된 것으로, 도 1에 도시된 것과 그 구조 및 기능이 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 추진기 본체(130)는 전체적으로 포드(pod)형상을 가지는 유선형상으로, 선박을 추진시키기 위한 프로펠러(120)가 일단에 마련되어 있고, 내부에는 상기 프로펠러(120)를 회전시키기 위한 모터(미도시)가 마련되어 있다.

상기 추진기 본체(130)에는 상기 회전식 핀(150)을 회전시키기 위한 핀구동부를 설치하기 위한 별도의 공간을 형성하는 하우징(132)이 마련되어 있다. 상기 핀구동부로서 본 실시예에서는 전기모터(154)가 마련된다. 상기 전기모터(154)는 상기 하우징(132) 내에 장착된다. 상기 전기모터(154)는 상기 선체(1) 내부에 마련된 발전기로부터 전기 케이블을 통하여 전기를 공급받을 수 있다. 또는, 상기 프로펠러(120)를 회전시키기 위해 상기 추진기 본체(130) 내에 마련된 모터로 공급되는 전기 케이블로부터 전기를 분기시켜 상기 전기모터(154)에 전기를 공급할 수도 있다. 한편, 상기 전기모터(154)의 출력축(155)은 상기 하우징(132)에 고정된 베어링(133)에 의해 회전가능하게 지지된다.

상기 회전식 핀(150)은 상기 선박의 직진 항해시 선박의 조정성능을 향상시키기 위해 마련된 것이다. 상기 회전식 핀(150)의 크기와 형상은 선박의 용도 및 특성에 따라 다양할 수 있으며, 일반적으로 상방이 긴변을 가지고 하방이 짧은변을 가지는 사다리꼴 형상을 가진다. 상기 회전식 핀(150)은 상기 전기모터(154)의 출력축(155)에 동력적으로 연결되는데, 상기 회전식 핀(150)은 상기 출력축(155)에 용접, 볼트체결 및 리벳결합 등에 의해 고정될 수 있다. 따라서, 상기 회전식 핀(150)은 상기 전기모터(154)의 회전에 의해 축(Y2)을 기준으로 회전할 수 있다.

이하, 상술한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 포드형 추진기(100)의 작동 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 선박의 운항시, 선박의 운항 방향을 변경하는 경우를 예를 들어 설명한다. 이 경우, 주 조타장치로서 상기 포드형 추진기(100) 전체를 상기 선체(1)에 대하여 축(Y1)을 중심으로 회전시킨다. 상기 포드형 추진기(100)의 서포트(140)가 상기 선체(1)에 대해 회전함으로써, 상기 포드형 추진기(100)를 원하는 조타각으로 회전시켜 유지시킬 수 있다. 이때, 상기 회전식 핀(150)은 상기 포드형 추진기(100)의 추진기 본체(130)에 대해 회전되지 않아 상기 추진기 본체(130)의 길이방향으로 정렬된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 포드형 추진기(100)를 회전시켜 원하는 조타각으로 선박을 회전시킨 후 선박이 직진운항을 필요로 하는 경우에는, 상기 포드형 추진기(100) 전체는 상기 선체(1)에 대해 회전을 하지 않은 상태를 유지한다. 즉, 상기 포드형 추진기(100)의 서포트(140)는 상기 선체(1)에 대해 축(Y1)을 중심으로 회전되지 않은 상태이다. 이 경우, 상기 포드형 추진기(100)의 선형적 특성이나 외력에 의해 상기 선박의 운항 방향이 미소 변경될 수 있다. 상기 선박의 운항 방향이 목표하는 방향으로부터 미소변경되면, 상기 전기모터(154)를 구동시켜, 보조 조타장치인 상기 회전식 핀(150)을 소각도 회전시킨다. 따라서, 선박을 목표하는 방향으로 운항하도록 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 포드형 추진기(100)에 따르면, 선박의 미소 조정 영역에서 주 조타장치인 추진기 본체(포드 몸체)를 사용하지 않고 보조 조타장치인 회전식 핀을 이용하여 소각도 조종을 함으로써, 선박의 조종성능과 속도성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 주 조타장치의 사용횟수를 줄일 수 있으므로, 선박속력의 손실 및 부가전력의 손실을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포드형 추진기를 설명하기로 한다. 도 4는 도 2에 사용되는 핀 구동부의 다른 실시예의 개략도이다. 도 4에 도시된 실시예는 회전식 핀(140)을 구동하는 원리를 제외하고는, 도 3에 도시된 것과 동일하므로 이하에서는 도 3에 도시된 포드형 추진기와의 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 도시된 포드형 추진기(100)는, 도 3의 것과는 달리, 핀구동부인 전기모터(154)의 출력축(155)의 회전속도를 다수의 기어결합(136, 137)에 의하여 감속시켜 상기 회전식 핀(150)에 회전동력을 전달하는 감속기어부를 포함한다.

본 실시에에서 상기 감속기어부는, 상기 전기모터(154)의 출력축(155)에 결합되는 구동기어(136)와, 상기 구동기어(136)에 맞물리며 상기 구동기어(136)보다 더 많은 수의 톱니를 구비하는 종동기어(137)를 포함한다. 상기 구동기어(146)와 상기 종동기어(137)는 각각 베어링(133) 및 베어링(138)에 의해 상기 하우징(132)에 대해 회전가능하게 지지된다. 또한, 상기 회전식 핀(150)은 상기 종동기어(137)의 종동축(139)에 용접, 볼트체결 및 리벳결합 등에 의해 고정될 수 있다. 따라서, 상기 회전식 핀(150)은 상기 종동기어(137)의 회전에 의해 축(Y2)을 기준으로 회전할 수 있다.

상기 전기모터(154)의 회전에 의해 상기 구동기어(136)가 회전하게 되면, 상기 종동기어(137)는 상기 구동기어(136)에 맞물려 함께 회전하게 된다. 이에 따라, 상기 회전식 핀(150)은 축(Y2)를 중심으로 회전하게 된다. 상기 종동기어(137)가 상기 구동기어(136)보다 많은 수의 톱니를 구비하기 때문에, 상기 전기모터(154)의 출력축(155)의 회전동력은 감속되고 더 큰 토크로 상기 회전식 핀(150)에 전달되게 된다. 따라서, 상기 전기모터(154)를 보다 소형화시킬 수 있으며 전력소비를 줄일 수 있다.

본 실시예에 따른 포드형 추진기(100) 또한 도 3에 도시된 것과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.

상술한 실시예에 있어서, 상기 감속기어부가 2개의 기어(136, 137)를 포함하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 더 많은 수의 기어를 조합하여 감속기어부를 구성할 수도 있음은 물론이다.

상술한 실시예들에 있어서, 상기 회전식 핀(150)을 구동시키기 위한 핀구동부로서 전기모터(154)를 예를 들어 설명하였으나, 그 대신에 유압에 의해 작동하는 유압모터가 사용될 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1: 선체 10, 100: 포드형 추진기
12, 120: 프로펠러 13: 포드형 본체
14, 140: 서포트(support) 15: 핀
130: 추진기 본체 132: 하우징
133, 138: 베어링
154: 전기모터 155: 출력축
136: 구동기어 137: 종동기어
139: 종동축 150: 회전식 핀
Y1, Y2: 회전축

Claims (6)

1. 선박에 대해 회전가능하게 장착되는 포드(pod)형 추진기로서,
   일단이 선박의 선체에 회전가능하게 장착되는 서포트;
   상기 서포트의 타단에 고정연결되고, 선박을 추진하기 위한 추진수단이 마련된 추진기 본체;
   상기 추진기 본체에 대해 회전가능하도록, 상기 추진기 본체의 하부에 회전가능하게 장착되는 회전식 핀; 및
   상기 회전식 핀을 회전시키도록 상기 추진기 본체 내부에 마련된 핀구동부;를 포함하는 포드형 추진기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 핀구동부는 전기모터이며,
   상기 회전식 핀은 상기 전기모터의 출력축에 동력적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 포드형 추진기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 핀구동부는 유압모터이며,
   상기 회전식 핀은 상기 유압모터의 출력축에 동력적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 포드형 추진기.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 핀구동부의 출력축의 회전속도를 다수의 기어결합에 의하여 감속시켜 상기 회전식 핀에 회전동력을 전달하는 감속기어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포드형 추진기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 감속기어부는,
   구동기어와 종동기어를 포함하는 포드형 추진기
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 포드형 추진기;를 구비하는 선박.

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