KR100958993B1 - Duct for use in ship and ship equipped with the same - Google Patents
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Abstract
에너지 절약 장치(device)로서의 성능을 유지한 채, 제조 비용을 억제하고, 나아가, 진동 발생을 방지할 수 있는 선박용 덕트 및 그 선박용 덕트가 설치된 선박용 덕트 부착 선박을 제공하려는 것이다.It is an object of the present invention to provide a ship duct and a ship with a ship duct provided with the ship duct which can suppress the production cost and further prevent the occurrence of vibration while maintaining the performance as an energy saving device.
선박용 덕트 부착 선박(1)은, 선체(2)와 프로펠러(3), 선체(2)의 선미에 설치된 선박용 덕트(6)를 가지며, 선박용 덕트(6)는, 통 모양(筒狀) 덕트(4)와, 통 모양 덕트(4)와 선체(2)를 연결하는 한 쌍의 스테이(5)로 구성되어 있다.The ship 1 with a ship duct has the ship duct 6 provided in the stern of the ship body 2, the propeller 3, and the ship body 2, and the ship duct 6 is a cylindrical duct ( 4) and the pair of stays 5 which connect the tubular duct 4 and the ship body 2 is comprised.
한 쌍의 스테이(5)는, 수평면(1c)에 대하여 앙각(仰角)(αs), 경사각(θs)으로써 선체(2)의 양현(兩舷)에 대칭으로 설치되어 있다.The pair of stays 5 are symmetrically provided on both sides of the hull 2 at an elevation angle αs and an inclination angle θs with respect to the horizontal plane 1c.
또한, 한 쌍의 스테이(5)의 중심면(5c)은 수평면(1c)에 대하여 열림 각도(θd)만큼 경사지고, 통 모양 덕트(4)의 선미측 연부(緣部)를 포함하는 면과의 교점(Q)은, 프로펠러 축(3c)으로부터 편위(偏位) 거리(Hs)만큼 떨어져 있다.Moreover, the center surface 5c of the pair of stays 5 is inclined with respect to the horizontal surface 1c by the opening angle (theta) d, and the surface containing the stern side edge of the cylindrical duct 4; The intersection Q of is separated by the deviation distance Hs from the propeller shaft 3c.
Description
본 발명은, 선박의 선미에 설치되는 선박용 덕트 및 선박용 덕트가 설치된 선박용 덕트 부착 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship duct installed in the stern of a ship and a ship with a ship duct provided with a ship duct.
선박에서, 선체가 전진하는 경우에 손실되는 에너지를 회수하여, 에너지 절약 효과를 얻고자 하는 에너지 절약 장치(device)의 일종으로서, 프로펠러 전방에 설치되는 통 형상(筒型狀)의 장치(덕트 또는 노즐로 호칭됨)가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).A vessel is a type of energy-saving device that recovers energy lost when the hull moves forward and obtains an energy-saving effect, and is a cylindrical device (duct type) installed in front of the propeller. Called nozzles) (see, for example,
[특허 문헌 1] 일본 실용신안등록 공보 제2555130호 공보(2 페이지, 도 1)[Patent Document 1] Japanese Utility Model Registration Publication No. 2555130 (2 pages, Fig. 1)
[특허 문헌 2] 일본 특허공개 평11-278383호 공보(2 ~ 3 페이지, 도 2)[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-278383 (2 to 3 pages, Fig. 2)
그러나, 특허 문헌 1에 나타낸 고안은, 선체의 선미와 프로펠러와의 사이에, 규정된 형상의 링 모양 노즐(선박용 덕트와 같음, 이하,「선박용 덕트」)을 설치함으로써, 선각(船殼) 효율 및 추진 효율을 향상시킬 수 있는데, 그 선박용 덕트의 축심(軸心)을 포함한 단면에서의 형상(이하,「단면 형상」)이, 날개형(翼型)으로 대표되는 유체역학적(流體力學的)으로 유선형(流線型)의 형상인 것에서부터, 3차원적인 복잡한 곡면으로 되어 있다. However, the invention shown in
특히, 덕트의 전연부(前緣部)(선수측 연부)가, 축심을 포함한 단면에서 곡률이 큰(곡률 반경의 작은 것과 같음) 구부린 부분이 존재하는 동시에, 축심에 수직인 단면에서도 원호 모양(圓弧狀)으로 구부러져 있다. 이 때문에,In particular, the leading edge of the duct (bow side edge) has a curved portion with a large curvature (like a small radius of curvature) in the cross section including the shaft center, and an arc shape in the cross section perpendicular to the shaft center.圓弧 狀) bent. Because of this,
(가) 열을 가하면서 구부림 가공을 실행하는「선상 가열(線狀加熱)」은, 숙련된 가공 기능이 필요하며, 프레스 가공에 비해 가공 공수(工數)가 크게 증대한다는 문제가 있는 동시에, 숙련된 가공 기능을 가진 기술자가 감소하고 있기 때문에, 장래의 가공 방법이 될 수 없을 우려가 있다고 하는 문제가 있었다.(A) "Line heating", which performs bending processing while applying heat, requires a skilled processing function and has a problem that the processing time is greatly increased compared to press working. Since the number of technicians with skilled processing functions is decreasing, there exists a problem that there exists a possibility that it may not become a future processing method.
(나) 또한, 선박용 덕트의 선수측 연부의 위쪽이 홈 모양으로 결손(缺損)되어, 즉, 선박용 덕트의 선미측 연부는 둥근 고리(圓環) 모양인데 반하여, 선박용 덕트의 선수측 연부는 대략 C자 모양으로서, 그 결손부에서 선체의 양현에 접속되는 것뿐이므로, 덕트의 강성이 낮아 진동이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.(B) In addition, the upper edge of the bow side edge of the ship duct is deformed into a groove shape, that is, the stern edge of the ship duct is a round ring, whereas the bow edge of the ship duct is approximately As a C-shape, it was only connected to the bow of the hull at the defect part, so there was a problem that the duct rigidity was low and vibration was likely to occur.
또한, 특허 문헌 2에 나타낸 발명은, 매우 두꺼운 판으로 된 강판을 프레스 가공에 의해 둥근 고리 모양(圓環狀)으로 성형하고, 기계 가공에 의해 그 단면 형상을 날개형으로 성형하는 것이다. 이 때문에,In addition, the invention shown in
(다) 기계 가공의 비용이 높게 되어, 제조 비용이 높아진다고 하는 문제가 있었다.(C) There was a problem that the cost of machining became high and the manufacturing cost increased.
(라) 또한, 이러한 기계 가공을 가능하게 하는 기계가 특정한 기계로 한정되 기 때문에, 제조 가능한 공장이 한정되고, 운반 비용의 증가나, 가공 대기에 의한 공사 기간의 연장이라는 문제가 있었다.(D) In addition, since the machine which enables such machining is limited to a specific machine, there is a problem in that the factory which can be manufactured is limited, and the transportation cost is increased and the construction period is extended by the processing waiting.
(마)또한, 프로펠러를 지지하는 선미 보스와 선박용 덕트의 위쪽 내면이 단면 날개형의 스트러트(strut)에 의해 연결되어 있는데, 덕트의 강성이 충분히 높아지지 않아서 진동이 발생하기 쉽다는 것이 미해결된 문제였다. 또한, 선박용 덕트(대략 둥근 고리 모양부) 및 스트러트가 모두 단면 날개형으로서, 이것을 기계 가공에 의해 형성하므로, 가공 비용이 높아진다고 하는 문제가 있었다.(E) In addition, the stern boss supporting the propeller and the upper inner surface of the ship duct are connected by a strut of cross section wing type, but the stiffness of the duct is not high enough to easily cause vibration. Moreover, since both the ship's duct (approximately round annular part) and the struts are cross-sectional vanes, and this is formed by machining, there is a problem that the processing cost is high.
본 발명은 상기의 문제점들을 감안하여 이루어진 것으로써, 에너지 절약 장치로서의 성능을 유지한 채, 제조 비용을 억제하고, 나아가, 진동 발생을 방지할 수 있는 선박용 덕트 및 그 선박용 덕트가 설치된 선박용 덕트 부착 선박을 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a vessel with a ship duct and a ship duct provided with a ship duct capable of suppressing the production cost and further preventing vibration while maintaining performance as an energy saving device. Is to provide.
(1) 본 발명에 관한 선박용 덕트는, 선체의 선미에 설치되는 선박용 덕트로서, 선수측이 선미측보다도 지름이 큰 통 모양의 덕트 외판과,(1) The ship duct which concerns on this invention is a ship duct installed in the stern of a ship body, The bow side is a cylindrical duct outer plate with a diameter larger than a stern side,
상기 덕트 외판의 내부에 수용된 상태에서 상기 덕트 외판의 선미측 연부에 접속된 통 모양의 선미측 내판과,A cylindrical stern side inner plate connected to the stern side edge of the duct outer plate in a state accommodated inside the duct outer plate;
상기 덕트 외판의 내부에 수용된 상태에서 상기 덕트 외판의 선수측 연부와 상기 선미측 내판의 선수측 연부를 매끄럽게 연결하는 선수측 내판과,A bow side inner plate which smoothly connects the bow side edge of the duct shell and the bow side edge of the stern side inner plate in a state accommodated inside the duct shell;
상기 선체와 상기 선미측 내판을 연결하는 복수의 판 모양 스테이(stay)를 가진다.It has a plurality of plate-shaped stays connecting the hull and the stern side inner plate.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 덕트 외판의 위쪽이 아래쪽보다도 길고, 또한, 상기 선미측 내판의 위쪽이 아래쪽보다 긴 것을 특징으로 한다.(2) In (1), the upper side of the duct outer plate is longer than the lower side, and the upper side of the stern side inner plate is longer than the lower side.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 선미측 내판이, 원통 또는 원추의 일부인 것을 특징으로 한다.(3) Said (1) or (2), The said stern side inner board is a part of cylinder or cone, It is characterized by the above-mentioned.
(4) 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 있어서, 상기 덕트 외판의 선수측 연부를 따라서 관재(管材) 또는 봉재(棒材)가 설치되고, 상기 관재 또는 봉재에, 상기 선수측 내판의 선수측 연부가 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.(4) In any one of said (1)-(3), a pipe | tube material or a bar is provided along the bow side edge of the said duct outer plate, and the said bow-side inner plate is provided in the said pipe | tube or bar material. The bow side edge is connected.
(5) 또한, 본 발명에 관한 선박용 덕트 부착 선박은, 선체와, 상기 선체의 선미에 돌출하여 설치된 프로펠러와, (5) Moreover, the ship with a duct for ships which concerns on this invention is a ship body, the propeller protruded in the stern of the said ship body,
상기 선체의 선미에 설치된 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재한 선박용 덕트를 가진다.It has a ship duct as described in any one of said (1)-(4) provided in the stern of the said ship body.
(ⅰ) 따라서, 본 발명에 의하면, 선박용 덕트의 선미측 내판과 선체를 연결하는 판 모양 스테이는 날개형의 스테이와 비교하여 간단한 형상이므로, 제작이 용이하다. (Iv) Therefore, according to the present invention, the plate-shaped stay connecting the stern-side inner plate and the ship body of the ship duct has a simpler shape as compared to the wing-type stay, so that the production is easy.
또한, 간단한 형상의 판 모양 스테이가 간단한 형상인 선미측 내판(곡률이 큰 부위가 없음)에 접속되므로 접합이 용이하다. 또한, 선박용 덕트는 복수의 판 모양 스테이에 의해 선체에 연결되므로, 진동 발생이 방지된다.Moreover, since a simple plate-shaped stay is connected to the stern side inner plate (there is no large curvature) which is a simple shape, joining is easy. In addition, since the ship duct is connected to the hull by a plurality of plate-shaped stays, vibration is prevented.
(ⅱ) 더욱이, 덕트 외판 및 선미측 내판이, 측면에서 보았을 때 위쪽이 아래쪽보다도 길기 때문에, 선미 형상에 대응한 설계의 자유도가 증가하여 에너지 절약 효과가 증대한다.(Ii) Furthermore, since the upper side of the duct outer plate and the stern side inner plate are longer than the lower side when viewed from the side, the degree of freedom of design corresponding to the stern shape increases, and the energy saving effect increases.
(ⅲ) 또한, 선미측 내판이 원통 또는 원추의 일부, 즉, 능선이 직선이므로, 선미측 내판을 판재의 2차원 구부림 가공에 의해 제조 가능한 동시에, 복수의 판 모양 스테이는 직선 모양의 능선에 연결되므로, 연결 작업이 용이하고 신속하여, 제조 비용의 저감 및 공사 기간의 단축을 도모할 수 있다.(Iii) In addition, since the stern side inner plate is a part of a cylinder or a cone, that is, the ridge line is a straight line, the stern side inner plate can be manufactured by two-dimensional bending processing of the plate, and a plurality of plate-shaped stays are connected to the linear ridge line. Therefore, connection work is easy and quick, and manufacturing cost can be reduced and construction period can be shortened.
(ⅳ) 덕트 외판의 선수측 연부를 따라서 관재 또는 봉재가 설치되고, 그 관재 또는 봉재에 선수측 내판의 선수측 연부가 접속되므로, 선수측 내판의 선수측 연부에서의 곡률이 큰(곡률 반경이 작은 것과 같음) 구부림 가공이 불필요하게 되므로, 제조가 용이하여 선박용 덕트의 제조 비용이 한층 더 저감되고, 또한, 공사 기간도 더욱 단축할 수 있다.(Iii) A pipe or bar is provided along the bow side edge of the duct shell, and the bow edge of the bow inner plate is connected to the pipe or bar, so that the curvature at the bow edge of the bow inner plate is large (the curvature radius is Since the bending process becomes unnecessary, manufacturing is easy, and the manufacturing cost of the ship duct can be further reduced, and the construction period can be further shortened.
(ⅴ) 더욱이, 본 발명에 의하면, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재한 선박용 덕트가 설치되어 있으므로, 제조 비용의 저감과 함께, 추진 성능의 향상을 도모할 수 있다.(Iii) Furthermore, according to the present invention, since the ship duct according to any one of the above (1) to (4) is provided, the propulsion performance can be improved while reducing the manufacturing cost.
[실시 형태 1: 선박용 덕트 부착 선박]Embodiment 1: Vessel with Duct for Ship
도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 선박용 덕트 부착 선박의 개요를 나타내며, (a)는 부분 측면도, (b)는 선미측에서 본 단면도이다. FIG. 1: shows the outline | summary of the ship with a duct for ships which concerns on
도 1에서, 선박용 덕트 부착 선박(1)은, 선체(2)와, 선체(2)의 선미(도면 중 오른쪽)에 돌출하여 설치된 프로펠러(3)와, 선체(2)의 선미에 설치된 선박용 덕트(6)를 가지고 있다. In FIG. 1, the
선박용 덕트(6)는, 통 모양 덕트(4)와, 통 모양 덕트(4)와 선체(2)를 연결하는 한 쌍의 스테이(5)로 구성되어 있다.The
통 모양 덕트(4)의 외곽은, 측면에서 보았을 때(선측을 보는 방향과 같음) 대략 사다리꼴(도 1의 (a)에서, 위치 A - 위치 B - 위치 D - 위치 C를 잇는 선분에 의해 형성된다)로, 정면에서 보았을 때(선미를 보는 방향과 같음) 단면 원형(도 1의 (b) 참조)의 대략 원추형의 일부이다.The outline of the
또한, 통 모양 덕트(4)의 선수측 연부(프로펠러(3)에서 떨어진 범위)는, 위쪽(선교측 또는 수면측에 상당함) 및 아래쪽(선저측 또는 해저측에 상당함)에 각각 노치부(notch部)가 형성되고, 그 노치부에서 선체(2)에 설치되어 있으므로, 통 모양 덕트(4)의 선수측 연부의 단면은, 한 쌍의 대략 반원 모양 부재에 의해 형성되어 있다.In addition, the bow edge of the tubular duct 4 (range separated from the propeller 3) is notched in the upper portion (corresponding to the bridge side or the water surface side) and the lower side (corresponding to the bottom side or the seabed side), respectively. Since a notch part is formed and provided in the
또한, 통 모양 덕트(4)의 선미측 연부(프로펠러(3)에 가까운 범위)는, 스케그(skeg)(9)에 접속되는 부분이 결손된 대략 C자 모양을 나타내고 있다.In addition, the stern side edge (range close to the propeller 3) of the
또한, 선체(2)의 대칭면을 일점 쇄선(이하,「선체 중심면」)(2c)으로, 프로펠러(3)의 중심축을 일점 쇄선(이하,「프로펠러 축」)(3c)으로, 통 모양 덕트(4)의 중심축을 일점 쇄선(일점 쇄선(3c)에 일치됨, 이하,「덕트 축」)(4c)으로, 수면의 일례를 실선(이하,「수평면」)(1c)으로 각각 나타내고 있다.In addition, the symmetry plane of the
프로펠러(3)의 지름이 「Dp」일 때, 통 모양 덕트(4)의 선미측 지름 Dn(위치 C - 위치 D의 거리), 통 모양 덕트(4)의 위쪽 길이 Ld(선분 AC의 길이), 통 모양 덕트(4)의 아래쪽 길이 Lb(선분 BD의 길이) 및, 통 모양 덕트(4)의 선수 방향으로 지름을 확대하는 비율(도면 중, 선분 AC와 덕트 축(4c)이 이루는 각도, 선분 BD와 덕트 축(4c)이 이루는 각도, 이하,「열림 각도」)θd는 둘레 방향으로 일정하며, 각각 이하의 범위에 있다.When the diameter of the
0.40 × Dp ≤ Dn ≤ 1.0 × Dp0.40 × Dp ≤ Dn ≤ 1.0 × Dp
0.40 × Dp ≤ Ld ≤ 1.0 × Dp0.40 × Dp ≤ Ld ≤ 1.0 × Dp
0.02 × Dp ≤ Lb ≤ 1.0 × Dp0.02 × Dp ≤ Lb ≤ 1.0 × Dp
Lb ≤ Ld Lb ≤ Ld
5°≤ θd ≤ 20° 5 ° ≤ θd ≤ 20 °
[실시 형태 2: 선박용 덕트 - 1][Embodiment 2: Ship Duct-1]
도 2는, 본 발명의 실시 형태 2에 관한 선박용 덕트의 개요를 나타내며, (a)는 측면도, (b)는 선미측에서 본 정면도이다. 또한, 실시 형태 1(도 1)과 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 일부의 설명을 생략한다.FIG. 2: shows the outline | summary of the ship duct which concerns on
도 2에서, 통 모양 덕트(4)는, 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박(1)의 우현(右舷)에 설치되는 것이다. In FIG. 2, the
선박용 덕트(6)를 구성하는 한 쌍의 스테이(5)는, 수평면(1c)에 대하여 측면에서 보았을 때 「앙각(仰角)αs」, 정면에서 보았을 때 「경사각 θs」로써 선체(2)의 양현에 대칭으로 설치되어 있다.The pair of
또한, 한 쌍의 스테이(5)의 중심면(5c)(일점 쇄선으로 나타냄)은, 선체 중심면(2c)에서 교차하고, 그 교차선과 통 모양 덕트(4)의 선미측 연부를 포함하는 면과의 교점 Q는, 프로펠러 축(3c)으로부터 거리(이하,「편위(偏位) 거리」) Hs 만큼 떨어져 있다.In addition, the
즉, 통 모양 덕트(4)와 스테이(5)의 거리가 가까워지면 스테이(5)의 효과가 작아지므로, 통 모양 덕트(4)와 스테이(5)가 간섭하지 않는 위치 관계로 하기 위하여, 아래와 같은 범위로 설정하는 것이 바람직하다.That is, since the effect of the
-30° ≤ αs ≤ 30° -30 ° ≤ αs ≤ 30 °
-0.3 × Dn ≤ Hs ≤ 0.3 × Dn-0.3 × Dn ≤ Hs ≤ 0.3 × Dn
-45° ≤ θs ≤ 45° -45 ° ≤ θs ≤ 45 °
또한, 도 1에는, 이하의 경우를 나타내고 있다.1, the following cases are shown.
αs = 0°αs = 0 °
Hs = 0Hs = 0
θs = 0°θs = 0 °
(에너지 절약 효과)(Energy saving effect)
도 3은, 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박의 에너지 절약 효과를 확인하기 위해 이용한 선박용 덕트를 모식적으로 나타내는 사시도이며, (a)는 스테이를 구비하는 선박용 덕트, (b)는 스테이를 구비하지 않는 통 모양 덕트이다.Fig. 3 is a perspective view schematically showing a ship duct used for confirming the energy saving effect of a ship with a ship duct shown in Fig. 1, (a) is a ship duct having a stay, and (b) is not provided with a stay. It is not a tubular duct.
스테이(5)가 에너지 절약 효과에 주는 영향을 확인하기 위해 이용한 수조(水槽)는, 길이 240m, 폭 18m, 깊이 8m의 선형(船型) 시험 수조로서, 공시모형선(供試模型船)의 크기는 약 8m이며, 선형은 대형 벌크(bulk) 캐리어이다. The water tank used to confirm the effect of the
그리고, 스테이(5)의 단면 형상은 통 모양 덕트(4)의 단면 형상과 같은 두께의 평판으로 하고, 코드 길이는 프로펠러 축(3c)과 같은 높이에서의 통 모양 덕트(4)의 코드 길이와 동일하게 했다.The cross-sectional shape of the
표 1에 스테이(5)를 장착하지 않는(통 모양 덕트(4)만 설치됨) 경우의 마력(馬力)을 「100」으로 했을 때의 마력 비교를 나타낸다.Table 1 shows the horsepower comparison when the horsepower when the
통 모양 덕트(4)만(스테이(5) 없음) 설치된 경우와 비교하면, 스테이(5)를 구비하는 선박용 덕트(6)를 장비하는 경우는, 약 1% 마력이 경감되므로, 스테이(5)를 부착함으로써, 에너지 절약 효과가 향상되는 것을 확인할 수 있었다.Compared with the case where only the tubular duct 4 (there is no stay 5) is installed, when the
또한, 본 시험에서는, 스테이(5)를 날개형 단면이 아니라, 평판에 의해 형성하데, 에너지 절약 효과의 악화가 생기지 않는다.In addition, in this test, although the
또한, 통 모양 덕트(4)는 선체에 설치되기 때문에, 정확하게 완전한 둥근 고리(圓環) 모양이 아니라, 2개소 혹은 1개소에 노치(notch)가 형성되어 원호부로 형성되는 것이다.In addition, since the
<표 1>TABLE 1
※ 스테이 없는 경우의 마력을 100으로 환산※ Converts horsepower to 100 when there is no stay
도 4는, 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박의 에너지 절약 효과를 설명하기 위한 측면도다. 또한, 도 1과 같은 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 일부의 설명을 생략한다.It is a side view for demonstrating the energy saving effect of the ship with a ship duct shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as FIG. 1, and the description of a part is abbreviate | omitted.
도 4에서, 통 모양 덕트(4)에 스테이(5)를 부착하면, 프로펠러(3)의 전방에서 통 모양 덕트(4)의 후방(도 4에서 빗금으로 나타냄)의 범위로 유입하는 유장(流場: flow field)의 분포가 변화하고, 소요 마력을 결정하는 자항(自航: self-propelling) 요소의 하나인 유효 반류계수(有效伴流係數) 「1 - Wt」가 향상된다.In FIG. 4, when the
그 때문에, 스테이(5)가 없는 통 모양 덕트(4)만 설치한 경우에 비해 마력 저감의 효과가 향상된다.Therefore, the effect of reducing horsepower is improved compared with the case where only the
표 2에 상기 시험에서의 「1 - wt」의 비교를 나타낸다. Table 2 shows a comparison of "1-wt" in the test.
소요 마력은, 1 - Wt가 작을수록 낮고, 시험 결과에서는 스테이(5)를 붙임으로써 1 - Wt가 약 1.2 % 저감하므로, 스테이(5)가 마력 저감에 기여하는 것을 확인할 수 있었다.The required horsepower was lower as the 1-Wt was smaller, and in the test results, the 1-Wt was reduced by about 1.2% by attaching the
<표2><Table 2>
※ 스테이 없는 경우의 1 - Wt를 100으로 환산※ 1-Wt is converted into 100 when there is no stay
(제진(制振) 효과)(Dust suppression effect)
도 5는, 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박의 제진 효과를 확인하기 위해 이용한 선박용 덕트를 나타내는 선미 방향으로부터 본 정면도이다.FIG. 5: is a front view seen from the stern direction which shows the ship duct used in order to confirm the damping effect of the ship with a ship duct shown in FIG.
프로펠러(3)가 회전함에 따른 유장(流場)의 주기적 변동 주파수가, 통 모양 덕트(4)의 고유 진동수에 가까워지면, 공진이 일어나기 쉽게 된다.When the periodic fluctuation frequency of the whey as the
예를 들면, 1차 모드의 진동이면, 선체(2)와 통 모양 덕트(4)와의 접속 부분(24d, 24b)에서 벗어난 곳(빗금으로 나타냄)에서, 진동이 일어나기 쉬워진다(도 5 참조).For example, if the vibration is in the primary mode, the vibration is likely to occur at a position (shown by hatching) deviated from the connecting
이러한 공진 현상이 발생할 우려가 생긴 경우, 그 진동이 일어나기 쉬운 부분에서, 선체(2)와 통 모양 덕트(4)를 접속하는 스테이(5)를 설치함으로써, 통 모양 덕트(4)의 고유 진동수를 유장의 변동 주파수로부터 멀어지게 할 수 있다. 동시에, 통 모양 덕트(4)의 강성도 향상되고, 진동을 피할 수 있게 된다.In the case where such a resonance phenomenon may occur, the natural frequency of the
또한, 복수의 스테이의 매수는 한정하는 것이 아니라, 해석 등에 따라 결정하고, 덕트의 고유 진동수가 유장의 변동 주파수로부터 멀어지도록 한다. 이 진동 방지 효과는, 단면의 두께가 얇은 덕트의 경우에 특히 유효하다.The number of stays of the plurality of stays is not limited, but is determined by analysis or the like, so that the natural frequency of the duct is far from the fluctuation frequency of the whey. This anti-vibration effect is particularly effective in the case of a duct with a thin cross section.
또한, 통 모양 덕트(4)의 외각은 측면에서 보았을 때, 위쪽이 아래쪽보다 긴 것을 도시하고 있으나, 위쪽과 아래쪽이 같은 길이여도 괜찮다.In addition, although the outer shell of the
[실시 형태 3: 선박용 덕트 - 2]Embodiment 3: Ship Ducts-2
도 6은, 본 발명의 실시 형태 3에 관한 선박용 덕트를 모식적으로 나타내는 평면도이다. FIG. 6: is a top view which shows typically the ship duct which concerns on
도 6에서, 선박용 덕트(60)는 선박용 덕트 부착 선박(1)의 선박용 덕트(6)를 대체해서 설치되는 것이다. In FIG. 6, the
선박용 덕트(60)는 통 모양 덕트(40)와, 한 쌍의 스테이(50)로 구성되며, 스테이(50)의 통 모양 덕트(40)에의 설치 형태는 실시 형태 2(도 2)에 준하고 있다. The
통 모양 덕트(40)는, 덕트 외판(43)과 덕트 내판(46)으로 형성된 통 모양체(筒狀體)이다.The
덕트 외판(43)은, 선수측이 선미측보다도 지름이 크고, 위쪽이 아래쪽보다도 긴 대략 원추의 일부인 선미측 외판(41)과, 선미측 외판(41)의 선수측 연부에 연속하며, 선수측 연부에 가까울수록 내경(內徑)이 서서히 감소하는 선수측 외판(42)으로 형성되어 있다.The duct
덕트 내판(46)은, 선수측이 선미측보다도 지름이 크고, 위쪽이 아래쪽보다도 긴 원추 또는 원통의 일부인 선미측 내판(45)과, 선미측 내판(45)의 선수측 연부에 연속하며, 선수측 연부에 가까울수록 내경이 서서히 확대하는 선수측 내판(44)으로 형성되어 있다.The duct
선수측 외판(42)의 선수측 연부와 선수측 내판(44)의 선수측 연부는 연속되어 있다.The bow side edge of the bow
그리고, 선미측 내판(45)에 스테이(50)가 접속되어 있다. 즉, 선미측 내판(45)의 능선은 직선이므로, 스테이(50)의 선미측 내판(45)에 접속하는 측면(54)은 직선이 된다.The
따라서, 선미측 내판(45) 및 스테이(50) 각각의 제작이 용이하게 되고, 또한, 선미측 내판(45)과 스테이(50)의 접속이 간편하고 용이하므로, 선박용 덕트(60)의 시공 비용이 저렴해진다.Therefore, the production of each of the stern side
또한, 본 발명은, 선수측 외판(42)의 선수측 연부와 선수측 내판(44)의 선수측 연부가 연속하는 형태로 한정하는 것이 아니라, 예를 들면, 선수측 외판(42)의 선수측 연부와 선수측 내판(44)과의 선수측 연부 사이에, 관체 또는 봉체를 설치하고, 그 관체 또는 봉체에 선수측 외판(42)의 선수측 연부 및 선수측 내판(44)의 선수측 연부를 각각 접합하게 해도 좋다.In addition, this invention is not limited to the form which the bow side edge of the bow
이 때, 선수측 외판(42)의 선수측 연부에 가까운 범위 및 선수측 내판(44)의 선수측 연부에 가까운 범위에서의, 곡률이 큰(곡률 반경이 작은) 구부림 가공(3차원 구부림 가공)을 생략할 수 있기 때문에 제조 비용이 저렴해진다.At this time, a large curvature (small curvature radius) bending process (three-dimensional bending process) in the range near the bow side edge of the bow-side
또한, 내경이 서서히 감소하는 선수측 외판(42)을 대신해, 덕트 외판(43)의 전역(全域)을 원추의 일부로 성형한 선미측 외판(41)으로 해도 좋다(선수측 외판(42)을 선미측 외판(41)에 연속하는 원추의 일부로 성형한다고 간주하는 것과 같음). Alternatively, the stern
이 때, 덕트 외판(43)은 전역에서 직선 모양의 능선을 가지므로, 간단한 2차원 구부림에 의해 제조하는 것이 가능하고, 제조 비용이 저렴해진다. 그리고 상기 관체 또는 봉체의 설치를 병용하면 제조 비용은 더욱 저렴해진다.At this time, since the duct
[실시 형태 4: 선박용 덕트 - 3]
도 7은, 본 발명의 실시 형태 4에 관한 선박용 덕트를 모식적으로 나타내는 사시도이다. FIG. 7: is a perspective view which shows typically the ship duct which concerns on
도 7에서, 선박용 덕트(8)는, 선박용 덕트 부착 선박(1)의 선박용 덕트(6)에서, 스테이(5)의 상면에 정류판(整流板)(7)을 설치하는 것이다. In FIG. 7, the
정류판(7)은 선체 중심면(2c)에 평행하며, 통 모양 덕트(4) 안의 정류 효과를 촉진하므로, 프로펠러(3)의 전방에서 통 모양 덕트(4)의 후방(도 4의 빗금 참조)의 범위에 유입하는 유장의 분포 변화가 진행되고, 소요 마력을 결정하는 자항 요소의 하나인 유효 반류계수 「1 - Wt」가 더욱 향상된다. 그 때문에, 마력 저감 효과가 더욱 향상한다.The rectifying
본 발명은 상기와 같은 구성에 의해, 에너지 절약 장치로서의 성능을 유지한 채, 제조 비용을 억제하고, 나아가, 진동 발생을 방지할 수 있으므로, 각종 선형의 선박의 에너지 절약 장치로서, 널리 이용할 수가 있다.The present invention can be widely used as an energy saving device for various linear ships because the above configuration can suppress manufacturing costs and further prevent vibrations while maintaining performance as an energy saving device. .
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 선박용 덕트 부착 선박의 개요를 나타내는 측면도 및 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The side view and sectional drawing which show the outline | summary of the ship with a ship duct which concerns on
도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 선박용 덕트의 개요를 나타내는 측면도 및 단면도.2 is a side view and a cross-sectional view showing an outline of a ship duct according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박의 에너지 절약 효과를 확인하기 위해 이용한 선박용 덕트를 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing a ship duct used for confirming the energy saving effect of the ship with a ship duct shown in FIG.
도 4는 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박의 에너지 절약 효과를 설명하기 위한 측면도.4 is a side view for explaining the energy saving effect of the vessel with a ship duct shown in FIG.
도 5는 도 1에 나타내는 선박용 덕트 부착 선박의 제진(制振) 효과를 확인하기 위해 이용한 선박용 덕트를 나타내는 선미 방향에서 본 정면도.The front view seen from the stern direction which shows the ship duct used for confirming the damping effect of the ship with a ship duct shown in FIG.
도 6은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 선박용 덕트를 모식적으로 나타내는 평면도.6 is a plan view schematically showing a ship duct according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 선박용 덕트를 모식적으로 나타내는 사시도.The perspective view which shows typically the ship duct which concerns on
[부호의 설명][Description of the code]
1: 선박용 덕트 부착 선박1: Vessel with duct for ship
2: 선체2: hull
3: 프로펠러3: propeller
4: 통 모양 덕트4: tubular duct
5: 스테이(stay)5: stay
6: 선박용 덕트6: marine duct
7: 정류판7: rectification plate
8: 선박용 덕트8: Marine duct
9: 스케그(skeg)9: skeg
2c: 선체 중심면2c: hull center plane
3c: 프로펠러 축3c: propeller shaft
4c: 덕트 축4c: duct shaft
5c: 중심면(스테이)5c: center plane (stay)
40: 통 모양 덕트40: tubular duct
41: 선미측 외판41: stern side shell
42: 선수측 외판42: player side shell
43: 덕트 외판43: duct shell
44: 선수측 내판44: Player sideboard
45: 선미측 내판45: stern side inner plate
46: 덕트 내판46: duct inner plate
50: 스테이50: Stay
54: 측면54: side
60: 선박용 덕트60: ship duct
αS: 앙각(迎角)αS: elevation
θd: 열림 각도θd: opening angle
θs: 경사각θs: tilt angle
Dn: 선미측 지름Dn: Stern side diameter
Hs: 편위 거리Hs: deviation distance
Lb: 아래쪽 길이Lb: bottom length
Ld: 위쪽 길이Ld: length above
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