KR101194722B1 - 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저속 상태에서는 타판의 흡입면 쪽으로 제트의 대부분이 분출되어 타력을 향상시키고, 고속상태에서는 압력면으로 부터 틈새로 유입되는 유동을 차단하여 고속운항 중에 틈새유동으로 인하여 발생되는 타 캐비테이션을 억제하고 양력을 증가시키는 혼 내부에 설치된 제트유동 분출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핀틀블록이 구비된 혼부 및 상기 핀틀블록과 타판이 회전축에 의해 결합된 선박용 타 장치에 있어서, 상기 혼부의 전방에서 유체가 유입되는 흡입구와, 상기 흡입구와 관로로 연결된 흡입관과, 상기 흡입관과 연결되어 흡입된 유체를 승압시키는 수중펌프와, 상기 수중펌프와 연결되어 승압된 유체를 이송시키는 이송관로와, 상기 이송관로와 연결되어 이송된 유체를 저장하는 압력실과, 상기 압력실과 연결되어 후방의 우현토출구가 구비된 우현밸브 또는 좌현토출구가 구비된 좌현밸브로 유체의 분출방향을 조절하는 제트방향조절기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치에 관한 것이다. 이와 같은 작동 방식은 펌프와 밸브시스템 만으로 구성되어 있어서 기계적으로 매우 간단하고 운항 조건에 따라 높은 효율을 기대할 수 있다.

콴다효과, 분출방향 조절밸브, 제트유동, 캐비테이션, 틈새유동 차단

Description

타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치{Jet Injection Device Installed inside the Horn Portion of a Ship Rudder to Enhance the Rudder Force and Mitigate the Gap Cavitation}

본 발명은 대형선박의 저속운항 상태에서 나타나는 타력의 부족을 해결하는 동시에 고속상태에서는 타 장치에 발생되는 캐비테이션 현상을 억제하기 위한 것으로서 혼의 내부는 펌프실과 압력실로 분할되어 있고, 펌프 실에서 혼 외부의 유체를 흡입하여 혼 내부에 설치된 고속 수중고압 수중펌프로 승압 조절하여 후방의 고압실에 저장하고, 타각과 선속을 기준으로 제트의 세기와 분출방향을 결정하여 혼과 타판 사이의 틈새로 물 제트를 선별적으로 분사시킴으로서 저속운항 상태에서는 타력을 향상시키는 한편 고속상태에서는 캐비테이션 현상을 완화시키도록 고안된 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치에 관한 것이다.

상세하게는, 펌프실에는 전방의 유체를 흡입하여 승압 조절한 후 후방의 압력실로 공급하는 수중 고압 수중펌프가 설치되어 있으며, 압력실에는 혼과 타판 사이의 틈새로 제트를 압력면 또는 흡입면 쪽으로 선별 분출할 수 있는 토출관과, 토출관에 고압 유체를 공급하거나 차단하는 유압 구동식 밸브 장치와 이들의 지지수단이 구비되어있다. 유압 밸브는 운항 중 계측되는 타각과 선속을 정보로 하여 최적의 작동 시기와 밸브 선별 작동방법을 결정하여 구동한다.

저속 상태에서는 타판의 흡입면 쪽으로 제트의 대부분을 분출시켜 콴다 효과를 발생시킴으로서 양력의 증가를 얻고, 다른 한편으로 압력면 쪽으로는 틈새로 유입되는 유동을 차단하는 효과를 얻는데 필요한 최소의 유량을 분사시킴으로서 압력면에서의 압력 손실을 피하는 것을 목적으로 한다. 또한 고속상태에서는 압력면으로부터 틈새로 유입되는 유동을 차단하여 고속운항 중에 틈새유동으로 인하여 발생되는 캐비테이션을 억제하며 양력 증가 효과를 얻는 것을 목적으로 하는 선박용 타 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박을 추진시키는 추진기(프로펠러 등)는 선체 후방에 설치되는데 이 구간에서는 선체의 영향으로 유속이 늦어지게 된다. 추진기가 기관으로부터 동력을 전달받아 회전하게 되면, 추진기는 전방의 유동을 흡입하여 선체 후방으로 유동을 가속시켜 방출하게 되며 이때 후방으로 방출되는 유동에는 추진기의 회전영향을 받아서 불가피하게 회전성분이 나타나게 된다. 그리고 선박용 타 장치는 추진기의 후류 속에 설치되어 있어서 추진기로 인하여 교란된 영향을 받으며 동시에 추진기로 인하여 교란된 유동을 연직면으로 나누어주며 섞이지 못하게 함으로 유동을 정류하는 효과를 가지게 된다. 이와 같이, 선체와 추진기 그리고 타 장치는 상호 영향을 주는 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서 선박의 추진성능을 개선하기 위하여서는 선체와 추진기 그리고 타 장치 각각이 최상의 조건으로 작동되도록 설계하는 것이 필요할 뿐만 아니라, 이들의 상호작용이 유리하게 나타나는 조건을 찾는 것이 필요하게 된다.

특히, 선박의 크기에 비하여 상대적으로 낮은 속도로 운항하는 초대형 유조선은 큰 선체 중량을 조종 제어하여야 함으로 매우 큰 타력을 확보하는 것이 일차적인 과제가 된다. 뿐만 아니라 비대한 선체의 형상 영향으로 더욱 유속이 늦어진 후류영역 내에 타 장치가 놓이게 됨으로 비록 추진기에 의하여 유속이 가속되었다 하더라도 타 장치 주위를 흐르는 유속은 타 장치에서 필요로 하는 양력을 발생시키기에는 충분하지 못하게 된다. 큰 양력이 요구되는 타 장치에서 양력 확보를 위하여 주 날개와 보조 날개를 기계적으로 연동시켜 높은 양력을 얻는 베커(Becker)식 타 장치로 발전되었으며, 한걸음 더 나아가 주 날개와 보조 날개의 틈새를 통하여 물 제트를 분출시켜 큰 양력을 발생시키도록 콴다(Coanda)현상을 이용한 타 장치가 최근 창안된 바 있다.

콴다(Coanda)현상이 발생되면 순환유동이 강화되어 유선이 날개 뒷면을 따라 흐르게 함으로 유동박리로 인한 보오텍스 유동의 발생을 지연시켜 양력이 갑작스럽게 떨어지고 저항이 급격히 증가하는 실속(失速) 현상 없이 높은 양력을 얻을 수 있는 범위를 넓혀 줄 수 있다. 이러한 원리는 항공기가 착륙할 때 불가피하게 지나는 저속상태에서 양력부족을 일으키지 않고 높은 양력을 얻는 수단으로도 활용되고 있다. 또한, 고속운항을 하는 초대형 컨테이너선과 같은 대형 선박인 경우에도 입출항 및 번잡항로 운항 상태에서는 저속운항이 불가피하여 타력을 충분히 확보하지 못하여 예인선의 도움을 받는 것이 상례로 되어 있다.

컨테이너선이 정상속도로 운항하는 경우 추진기와 타 장치에는 부하가 증가 하며 캐비테이션 현상이 발생하는 것이 새로운 문제점으로 제기되고 있다. 타 캐비테이션 문제는 국제적인 관심사로서 이의 원인 규명을 위한 노력이 국제공동으로 이루어지고 있으며 혼과 타판 사이의 틈새를 지나는 유동이 하나의 원인인 것으로 밝혀진바 있다. 틈새유동을 차단하는 다양한 방법이 고안되어 있으며 일부 방법이 실선에 적용되고 있다.

도1은 종래 기술에 따른 선박용 타 장치의 선미부 사시도이고, 도2는 상기 도1의 AA' 단면도이며, 도3은 다른 종래 기술에 따른 선박용 타 장치의 선미부 사시도이고, 도4는 상기 도3의 BB'와 CC'의 단면도로서, 이하 종래 기술에 대한 문제점 등을 도면을 통하여 설명하면, 상기 도1 및 도2는 타력을 증가시키기 위하여 사용되고 있는 종래의 기술로서 콴다(Coanda)현상을 이용한 타 장치를 나타낸 선박용 타 장치의 사시도 및 단면도이고, 상기 도3 및 도4는 고속상태에서의 타 캐비테이션을 억제하기 위하여 틈새유동을 차단하는 타 장치에 관한 종래기술을 설명하는 타 장치의 사시도 및 단면도이다.

상기 도1,2에 나타난 종래기술은 본 발명자가 특허출원 제 2001-80741호(2001.12.18)로 특허출원하여 제0412220호로 특허 등록(2003.12.10)된 "고양력을 얻기 위한 선박용 타 장치"에 관한 것으로서, 타 전방의 추진기 후류를 흡입구(15)로 흡입하여 흡입관로(16)를 통하여 선체 내부로 이송하고, 선체 내부에서 압력을 높인 후 유체를 혼부(60)인 주날개 내부의 압력실(18)로 되돌려 보내기 위한 공급관로(17)와, 압력수를 보조날개인 타판(70)의 전면으로 분출시키는 유체 공급 계통이 형성되어 있다. 또한 선체내부의 조타기(quadrant)로 혼부(60)의 축(13)을 회전시켜 타각을 변화시키면 보조날개가 되는 타판은 주날개와 링크장치로 연동되어 구동되며 압력실(18)과 타판(70)의 전면 사이에서 기계적 링크장치로 분출방향 조절기(30)를 구동하고 있다. 그러나, 상기 기계적 링크 장치는 기구적으로 복잡하며, 마모로 인한 손상이 예상되고 차단 효과가 확실하지 못하다는 결점을 가진다.

상기 도3,4에 나타난 다른 종래기술은 본 발명자가 특허출원 제 2006-54006호(2006.6.15)로 특허출원하여 제10-0735724호로 특허 등록(2007.06.28.)된 "이중차단 틈새유동차단기가 고정부와 가동부 사이에 설치된 선박용 타 장치"에 관한 것으로서, 혼부(60)와 타판(70) 사이의 틈새를 차단하기 위하여 혼부(60)의 후단 위쪽과 아래쪽 부분의 힌지 점을 중심으로 회전하는 혼밸브몸통(54)으로 만들어주고, 그 상하 단에는 혼밸브 종동차(從動子)(52)가 붙여진다. 타판(70)에는 혼밸브 구동자(驅動子)(53) 역할을 하는 혼 캠이 붙여져 있어서 타판이 각 회전을 일으키면 한 쌍의 핀틀밸브몸통(55)이 각 변위를 일으켜 타판과 핀틀 사이의 틈새를 차단하게 된다. 따라서, 혼부(60)와 타판(70) 사이는 혼부분 유동차단장치로 차단하며 핀틀블록과 타판(70) 사이는 핀틀부분 유동차단장치로 차단하는 두 가지의 차단장치를 포함하는 것을 구성상의 특징으로 한다. 그러나, 상기의 유동차단 방식은 타 장치의 정밀한 가공이 가능하다는 것이 전제되어야 하는데 대형선박의 타에서는 타 및 혼의 중량 및 치수가 보편적인 공작기계로 가공 가능한 범위를 벗어나므로 실용화가 어렵다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 콴다 현상을 이용하는 타 장치에서 첫째, 제트 발생을 위하여 물을 이송관로를 통해 선내로 끌어들여 승압조절하고 저장하였다가 다시 타 장치의 혼 또는 주 날개의 내부로 공급하여 제트를 발생시키는데 필요한 부분을 최소화하고 둘째, 기구적 복잡성, 마모로 인한 손상가능성, 작동 민감성 등의 기계적 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은 큰 양력을 얻기 위한 선박용 타 장치에 있어서, 혼 부분을 전방의 수중펌프와 후방의 압력실로 분할하고, 저속상태일 때는 혼 내부에 설치된 고속 수중고압 수중펌프로 혼 전방의 유체를 흡입하고 승압 조절하여 직접 후방의 압력실로 공급하도록 하고 선박의 운항 중 실시간으로 계측한 타각과 선속을 자료로 하여 제트 분사 조건을 결정하여 압력실 내부에 설치된 밸브 장치를 제어함으로서 혼과 타판 사이로 대부분의 제트를 분사시켜, 콴다 효과를 발생시킴으로 타의 양력을 높일 수 있도록 하였으며 일부분의 제트는 압력면쪽으로부터 틈새로 유입되는 유동을 차단시킬 수 있도록 하였다. 고속상태일 때는 압력실에서 밸브를 통해 틈새로 분사되는 제트가 압력면으로부터 고압 유체가 틈새로 흘러드는 것을 차단하도록 함으로서 타의 캐비테이션 발생을 완화하며 양력 증가 효과를 얻도록 하였다. 즉 본 발명에서는 선박의 타 장치가 모든 속도 범위에서 최상의 상태가 유지 될 수 있도록 혼과 타판 사이에 제트를 선별적으로 분사시켜 콴다효과로 타의 양력을 극대화하거나 불필요한 틈새 유동을 차단하여 캐비테이션을 억제하는 동시에 양력증가 효과를 높이는 제트유동 분출방향 조절기가 구비된 선박용 타 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 일실시예에 의하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 핀틀블록이 구비된 혼부 및 상기 핀틀블록과 타판이 회전축에 의해 결합된 선박용 타 장치에 있어서, 상기 혼부의 전방에서 유체가 유입되는 흡입구와, 상기 흡입구와 관로로 연결된 흡입관과, 상기 흡입관과 연결되어 흡입된 유체를 승압시키는 수중펌프와, 상기 수중펌프와 연결되어 승압된 유체를 이송시키는 이송관로와, 상기 이송관로와 연결되어 이송된 유체를 저장하는 압력실과, 상기 압력실과 연결되어 후방의 좌현토출구가 구비된 좌현밸브 또는 우현토출구가 구비된 우현밸브로 유체의 분출방향을 조절하는 제트방향조절기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도5는 본 발명에 따른 선박용 타 장치의 선미부 사시도이고, 도6은 상기 도5의 DD' 에 대한 단면도이다.

본 발명의 한 실시예로 제트유동을 이용하기 위하여 혼 내부에 설치된 제트유동 분출장치는 핀틀블록(60-1)이 구비된 혼부(60) 및 상기 핀틀블록(60-1)과 타판(70)이 회전축(80)에 의해 결합된 선박용 타 장치에 있어서, 상기 혼부(60)의 전방에서 유체가 유입되는 흡입구(61)와, 상기 흡입구(61)와 관로로 연결된 흡입관(62)과, 상기 흡입관(62)과 연결되어 흡입된 유체를 승압시키는 수중펌프(63)와, 상기 수중펌프(63)와 연결되어 승압된 유체를 이송시키는 이송관로(64)와, 상기 이송관로(64)와 연결되어 이송된 고압유체를 저장하는 압력실(65)과, 상기 압력실(65)과 연결되어 후방의 우현토출구(67-1)를 여닫도록 구비된 우현밸브(67) 또는 좌현토출구(68-1)를 여닫도록 구비된 좌현밸브(68)로 유체의 분출방향을 조절하는 제트방향조절기(66)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 수중펌프(63)는 원심펌프로 설치하는 것이 바람직하며, 상기 수중펌프(63)와 압력실(65)은 복수(複數)의 층으로 분할 연결하여 다수 설치될 수 있다.

또한, 상기 제트방향조절기(66)는 선속과 타각정보 이외에 선박의 운항 정보를 제트분사 제어정보로 활용할 수 있다.

우선, 도5 및 도6에 대하여 설명하면, 본 발명의 외부형상을 나타낸 사시도 및 도5의 부분 단면도로써, 고정구조물인 혼부(60)를 충분히 연장하면서 핀틀블록(60-1)을 혼부 하단에 배치하고 타판(70)이 핀틀블록(60-1)에 힌지로 결합되도록 하였으며, 혼부(60)의 전방에는 유체를 흡입하기 위한 흡입구(61)가 다수 구비되어 있다.

따라서, 상기 흡입구(61)를 통과한 유체는 혼부(60) 내부에 관로로 연결된 흡입관(62)을 경유하여 수중펌프(63)에서 승압되면 이송관로(64)를 경유하여 압력실(65)에 저장되며 제트방향조절기(66)를 구동하여 우현밸브(67) 또는 좌현밸브(68)의 노즐을 통하여 압력수가 혼과 타판 사이의 틈새(99)로 분출 되도록 하였다.

상기 제트방향조절기(66)는 선박의 운항 중 실시간으로 계측되는 타각과 선속을 정보로 운항 상태에 최적의 제트 발생 시기, 제트의 세기, 분출방향 등을 결정하고 밸브를 제어한다. 저속상태에서는 제트를 타판의 흡입면 쪽으로 분출하여 콴다(Coanda) 현상을 일으켜 큰 양력을 얻도록 하고 일부의 제트는 압력면의 유체가 틈새로 유입되는 것을 차단하며, 고속상태에서는 압력면에 형성되는 고압의 유체가 혼부(60)와 타판(70) 사이의 틈새로 유입되는 것을 차단시킬 수 있도록 압력면 쪽으로 제트를 분출시킨다.

이와 같은 조건들이 고려되어야 하므로 유압 밸브 장치는 우현밸브(67) 및 좌현밸브(68)로 대칭적 구조로 설치되어야 하고, 우현토출구(67-1) 및 좌현토출구(68-1) (도7b에 도시됨)는 효과적으로 기능이 발휘되도록 제트 분출방향이 타판에 손상을 일으키지 않도록 결정되어야 하며, 제트의 세기를 효과적으로 조절할 수 있도록 유동 단면적을 조절할 수 있어야 한다.

따라서, 설계자가 제트분출 조건에 맞추어 노즐의 형식과 부착위치 및 개수를 포함하여 밸브장치를 별도의 형식으로 설치가 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 혼부가 타판 끝까지 연장되고 핀틀 블록 위치에서 타판이 힌지로 결합되는 타 장치(도5 참조)에 대해 수치계산을 수행하였다. 단면 형상은 미국항공자문위원회(NACA)의 NACA0020 날개단면을 선정하고 이를 날개의 선단으로부터 1/4위치에서 분할하여 혼과 타판으로 구성되는 타 장치에서 혼과 타판 사이의 틈새로 물 제트를 분사하고 물 분사가 양력 발생에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수치계산 프로그램 FLUENT를 활용하여 양력성능변화를 조사하였다. 날개의 코드는 250mm, 틈새(슬릿) 간극은 1mm로 하였으며 저속상태에서 표1의 계산조건 따라 수치계산을 수행하였다. 또한, 유체 공급장치의 노즐을 통해 압력면 간극으로 분사되는 제트 유동의 모멘텀 계수(C_j)는 다음과 같이 정의된다.

여기서

은 유체 공급장치의 노즐을 통해 분사되는 질량유량(kg/s)이며,

는 노즐을 통해 빠져나가는 유동의 평균유속,

는 날개의 코오드 길이, ρ,

는 유입되는 유동의 밀도와 속도, S는 노즐의 스팬방향으로의 길이와 노즐 간극의 곱을 의미한다.

표2는 저속상태에서 혼이 고정되어 있고 타판이 중립위치로부터 일정한 각(α:받음각) 회전 하였을 때 제트 분사로 발생된 콴다(Coanda)효과로 인한 양력의 변화를 수치계산으로 비교한 것이다. 제트를 흡입면으로 분사함에 따라 콴다효과에 의해 순환이 증가하여 C _j =0.04일 때 받음각 5도, 10도에서 양력이 32%, 44% 증가하였다. 표3은 고속상태에서 압력면 쪽으로 물을 분사하여 틈새를 차단하였을 때와 차단하지 않았을 경우의 양력을 비교한 것이다. 압력면으로 C _j =0.01에 해당하는 물을 분사하여 압력면에서 들어오는 틈새유동을 차단하면 받음각 5도 및 10도에서 양력이 각각 17%, 25% 증가함을 알 수 있다.

[표1] 저속 및 고속상태에서의 계산 조건

[표 2]저속상태에서 물 제트의 분출로 인한 양력[N] 증가율 변화

[표3] 고속상태에서 물 제트의 분출로 인한 양력[N] 증가율 변화

도7a는 고정되어 있는 혼부(60)를 기준으로 타판(70)의 회전이 없는 상태에서 내부 구성과 작용을 설명하기 위한 단면도이고, 도7b는 상기 도7a의 'F' 부분 확대 단면도로서, 타판(70)이 중립위치(0도)에 놓인 상태에서 제트 유동 좌우 양측 통로가 모두 개방되어 있으나 유동이 평형을 이루어 틈새를 지나는 유동이 없음을 나타내는 것이다.

도7c는 저속상태에서 타판(70)이 좌현으로 5도 각도로 회전된 것을 예시하여 주는 것인데, 타판(70)이 회전을 일으키면 혼 내부의 우현밸브(67)를 열어주어 우현토출구(67-1)를 통해 유체가 토출되어 흡입면 제트유동(91)을 발생시키는 결과로 콴다 현상을 발생시켜 저속상태에서 부족한 양력을 증가시킨다. 이때 압력면(96)에 형성된 압력수가 타판과 혼부 사이의 틈새로 흡입되면 양력의 손실이 일어나므로 우현밸브(67)에서 분출되는 제트 유동의 일부를 압력면 쪽으로 흐르도록 제트분출 각도를 조절하여 주거나 우현밸브(67)를 부분 개방하여 틈새로 유입되는 유동을 상쇄시킬 수 있는 역방향 유동을 발생시켜 유입 유동을 차단하는 것이 필요하다. 타판이 우현 방향으로 회전하는 경우에는 좌현밸브(68)를 우선적으로 제어하고 우현밸브(67)를 앞에서와 같은 논리로 부차적으로 제어하게 된다.

도 7d는 저속이 아닌 고속상태에서 상기 도7c와 같이, 좌현으로 타판이 5도 각도로 회전된 것을 예시하는 것으로서, 타판이 좌현 쪽으로 전타되었을 때 좌현밸브(68)를 열어주어 혼과 타판 사이의 틈새에서 압력면 제트유동(92)을 발생시킴으로서 압력면으로부터 틈새로 유입되는 유동을 상쇄시켜 틈새유동을 차단함으로서 틈새유동이 원인으로 발생하는 캐비테이션 현상을 억제하는 효과를 거둔다. 고속상태에서는 타 장치에서 충분한 양력이 얻어지므로 다른 한쪽 밸브는 차단하는 것을 원칙으로 한다. 타판이 우현 방향으로 회전하는 경우에는 우현밸브(67)를 우선적으 로 제어하고 좌현밸브(68)는 앞에서와 같은 논리로 차단 상태에 있도록 제어한다.

따라서, 본 발명의 한 실시예로 보인 혼 내부에 설치된 제트유동 분출장치는 고속 수중고압 수중펌프(63)로 승압 조절하여 후방의 압력실(65)로 공급하였다가, 저속상태일 때는 혼과 타판 사이의 틈새를 통하여 흡입면(95)으로 제트 분사시켜 콴다(Coanda) 효과로 큰 양력을 얻고(도 7c 참조), 고속상태일 때는 제트를 혼과 타판 사이의 틈새로 분출시켜 압력면(96)으로 부터 틈새로 흘러드는 유동을 차단하여 캐비테이션 발생을 완화하며 양력 발생을 개선하는 선박용 타 장치에 관한 것이다.(도 7d 참조)

도1은 종래 기술에 따른 선박용 타 장치의 선미부 사시도이고,

도2는 상기 도1의 AA' 단면도이며,

도3은 다른 종래 기술에 따른 선박용 타 장치의 선미부 사시도이고,

도4는 상기 도3의 BB'와 CC'의 단면도이며,

도5는 본 발명에 따른 타 장치의 외부 형상을 나타낸 사시도이고,

도6은 상기 도5의 DD'에 대한 단면도이며,

도7a 내지 도7d는 상기 도6의 실시에 따른 내부 구성과 작용을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

13: 주날개축 15: 흡입구

16: 흡입관로 17: 공급관로

18: 압력실 30: (분출방향)조절기

51: 타판 52: 혼밸브 종동자

53: 혼밸브 구동자 54:혼밸브 몸통

55: 핀틀밸프 몸통 60: 혼부

60-1: 핀틀블록 61: 흡입구

62: 흡입관 63: 수중펌프

64: 이송관로 65: 압력실

66: 제트방향조절기 67: 좌현밸브

67-1: 좌현토출구 68: 우현밸브

68-1: 우현토출구 70: 타판

80 : 회전축 90: 유동

91 : 흡입면 제트유동 92: 압력면 제트유동

95 : 흡입면 96: 압력면

99 ; 틈새 100: 타

Claims (4)

1. 핀틀블록(60-1)이 구비된 혼부(60) 및 상기 핀틀블록(60-1)과 타판(70)이 회전축(80)에 의해 결합된 선박용 타 장치로서, 상기 혼부(60)의 전방에서 유체가 유입되는 흡입구(61)와, 상기 흡입구(61)와 관로로 연결된 흡입관(62)과, 상기 흡입관(62)과 연결되어 흡입된 유체를 승압시키는 수중펌프(63)와, 상기 수중펌프(63)와 연결되어 승압된 유체를 이송시키는 이송관로(64)와, 상기 이송관로(64)와 연결되어 이송된 유체를 재승압시키는 압력실(65)을 포함하고, 상기 압력실(65)의 유체를 타판(70)의 폭 중심을 기준으로 우현, 좌현 또는 우현과 좌현 양방향으로 토출시킬 수 있도록 구성된 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치에 있어서;

   상기 타판(70)을 중심으로 우현 쪽에는 상기 타판(70)과 혼부(60) 사이의 틈새로 유체를 분사시키도록 상기 압력실(65)과 연통된 우현토출구(67-1)가 형성되고,

   상기 우현토출구(67-1)에는 개폐 및 개도조절용 우현밸브(67)가 설치되며,

   상기 타판(70)을 중심으로 좌현 쪽에는 상기 타판(70)과 혼부(60) 사이의 틈새로 유체를 분사시키도록 상기 압력실(65)과 연통된 좌현토출구(68-1)가 형성되고,

   상기 좌현토출구(68-1)에는 개폐 및 개도조절용 좌현밸브(68)가 설치되며,

   상기 우현밸브(67)와 좌현밸브(68)는 선속, 타각, 선박의 자세 정보를 통해 제어되는 제트방향조절기(66)에 의해 개폐 및 개도조절되는 것을 특징으로 하는 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수중펌프(63)는 원심 펌프인 것을 특징으로 하는 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 수중펌프(63)와 압력실(65)을 복수(複數)의 층으로 분할 연결하여 다수 설치하는 것을 특징으로 하는 타력 향상과 틈새 캐비테이션 억제용 혼 내부의 제트유동 분출장치.
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