KR101348081B1 - Air cavity and air lubrication type ship with stern of step shape forming at propeller area - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박에 관한 것으로, 선수부와 선미부 사이의 선저에 선체의 폭방향으로 일정간격을 두고 부착고정되고, 선체의 길이방향으로 연장되어 다수의 에어캐비티를 형성하는 선저댐; 상기 선저댐의 길이방향으로 일정간격을 두고 다수 형성되어 에어캐비티 구간 및 선측면으로 공기를 공급하도록 선저댐에 형성된 다수의 슬롯; 상기 에어캐비티 구간 및 선저댐으로 공기를 공급하도록 갑판에서 수직하게 배관되고, 개도 조절용 밸브를 가지면서 압축공기를 공급하는 공급기를 구비한 다수의 공기공급관; 상기 선저댐의 선미측 끝 부분에 설치되되, 선체의 횡방향으로 수평면을 이루며, 종방향 단면은 선미측의 면이 선수측의 면보다 긴 면으로 되고, 선체중앙부의 에어캐비티 구간에서 선측으로 가면서 점차적으로 단의 높이가 낮아지는 형태로 형성되고, 정점 높이는 각 에어캐비티의 선저댐 보다 높게 이루어진 구획벽; 선체의 선미측에 부착되어 추진기와 러더 후반의 선저에 선체의 횡방향으로 단차(step)를 형성하여 추진기의 후류가 통과할 때 저항이 최소화되도록 삼각형상을 갖는 선미계단; 상기 구획벽의 정점 중앙에서 시작하여 선체중앙선을 기준으로 좌우현 대칭으로 나뉘어 추진기 주변을 지난 다음 상기 선미계단과 연결되는 선미댐;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박을 제공한다.
본 발명에 따르면, 계단 형상을 한 선미 형상 때문에, 추진기에 의하여 선속보다 더 가속된 후류가 선미계단을 통과하면서 선미계단의 모서리와 선미계단의 구석진 부분에는 추진기전방 및 좌우에 있는 선미댐 주위보다 낮은 압력이 형성되므로, 즉 선미계단쪽으로 향하는 흡인력이 발생, 선저 에어케비티 구역 및 선측면 공기방울 윤할구역에서 선미측의 선저면을 따라 선미쪽으로 흐르는 공기 및 공기방울이 선미댐에 의하여 추진기 쪽으로 유입되지 못하게 차단됨과 동시에 추진기 후방으로 효과적으로 배출시킴으로써 추진효율이 향상되고, 선저에어케비티용공기공급을 선저댐전구간에서 공급하기에 안정된 에어케비티를 실현하여 마찰저항의 감소효과가 크고, 공기 및 공기방울 윤활에 의해 선체의 접수면적 감소로 마찰저항이 감소되어 연료 절감과 함께 이산화탄소 발생도 줄이는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to an air cavity and an air lubrication type vessel having a stern shape having a stair shape around a propeller, and are fixedly attached to the bottom between the bow and the stern at a predetermined interval in the width direction of the hull, and the longitudinal direction of the hull. A bottom dam extending to form a plurality of air cavities; A plurality of slots formed in the bottom dam to supply air to the air cavity section and the side surface at a predetermined interval in the longitudinal direction of the bottom dam; A plurality of air supply pipes vertically piped from the deck to supply air to the air cavity section and the bottom dam, and having a supply for supplying compressed air while having an opening control valve; It is installed at the stern side end of the bottom dam, and forms a horizontal plane in the transverse direction of the hull, the longitudinal cross section is the surface of the stern side is longer than the surface of the bow side, gradually going to the ship side in the air cavity section of the center of the hull As the height of the stage is formed to be lowered, the peak height is partition wall made higher than the bottom dam of each air cavity; A stern staircase attached to the stern side of the hull and having a triangular shape so as to minimize resistance when the wake of the propeller passes by forming a step in the transverse direction of the hull on the bottom of the propeller and the rudder; A stern with a stair type around the propeller, characterized in that it comprises a stern dam starting from the center of the apex of the partition wall and symmetrically divided from the left and right sides of the hull centerline and passing around the propeller; It provides a shaped air cavity and air lubricated vessel.
According to the present invention, because of the step-shaped stern shape, the wake accelerated more than the ship speed by the propeller passes through the stern stairs, and the corners of the stern stairs and the corners of the stern stairs are lower than the stern dams in front of the propeller and on the left and right sides. As pressure builds up, that is, suction forces are directed toward the stern stairs, preventing air and air bubbles flowing along the stern side along the stern side from the bottom air cavity zone and the side air bubble lubrication zone from entering the propeller by the stern dam. At the same time, the propulsion efficiency is improved by effectively discharging to the rear of the propeller, and the air cavity for stable supply of air supply for the bottom air cavity is provided at the bottom of the bottom dam section. The frictional resistance is reduced by reducing the receiving area of the hull. Along with the persimmon, carbon dioxide emissions can be reduced.

Figure R1020120010225
Figure R1020120010225

Description

추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박{AIR CAVITY AND AIR LUBRICATION TYPE SHIP WITH STERN OF STEP SHAPE FORMING AT PROPELLER AREA}AIR CAVITY AND AIR LUBRICATION TYPE SHIP WITH STERN OF STEP SHAPE FORMING AT PROPELLER AREA}

본 발명은 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선체와 물과의 접수면적을 최소화하면서 이산화탄소 발생량도 줄일 수 있도록 공기 및 공기방울 윤활을 통해 마찰저항을 감소시키고, 추진기의 후류를 선미의 계단으로 통과시켜 추진기로 유입되는 공기 및 공기방울을 선미댐으로 차단하고 이 선미댐에 유입된 공기 및 공기방울을 효과적으로 선미방향으로 배출하여 추진효율을 높일 수 있도록 개선된 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 개선된 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박에 관한 것이다.
The present invention relates to an air cavity and an air lubrication type vessel having a stern shape having a stair shape around a propeller, and more specifically, lubrication of air and air bubbles so as to reduce carbon dioxide generation while minimizing the receiving area between the hull and water. The frictional resistance is reduced by passing through the back of the propeller through the stairs of the stern to block the air and air bubbles introduced into the propeller into the stern dam, and effectively discharges the air and air bubbles introduced into the stern dam in the stern direction. The present invention relates to an improved air cavity and air lubricated ship with a stern shape with a stepped shape around an improved propeller for improved efficiency.

주지된 바와 같이, 선박의 저항을 감소시키기 위한 기술의 하나로 선저 평탄부에 공기를 분사하여 공기층을 형성시켜 선박의 접수표면적을 감소시키는 에어 캐비티 기술을 이용한 선박은 널리 알려져 있다.As is well known, ships using an air cavity technology that reduces airborne surface area by forming an air layer by injecting air into flat bottoms as one of techniques for reducing the resistance of a ship are widely known.

이와 같은 에어 캐비티 기술을 이용한 선박은 미국특허 제3,595,191호로부터 공지되어 있고, 이 특허에서 유조선과 같은 대양 항해 선박의 선체 바닥에는 압축 공기가 도입되는 다수의 하향 개방형 에어 캐비티가 마련되어 있다.Vessels using such air cavity technology are known from US Pat. No. 3,595,191, in which a number of downwardly open air cavities are provided at the bottom of the hull of an ocean sailing vessel, such as an oil tanker, into which compressed air is introduced.

이에 의해, 선박의 접수표면적이 감소되어 예컨대, 물에 의한 마찰저항의 감소와 같은 그 유체역학적 특성이 개선된다.This reduces the receiving surface area of the ship and improves its hydrodynamic properties, such as a decrease in frictional resistance by water, for example.

또한, 네덜란드 특허 제9301476호에는 공기가 주입되는 에어 캐비티가 선체의 저부에 형성되어 있는 선박이 개시되어 있다.In addition, Dutch Patent No. 9301476 discloses a vessel in which an air cavity into which air is injected is formed at the bottom of the hull.

이에 따르면, 선체의 접수면층 중간에 형성된 공기층으로 선저외판면과 물과의 마찰에서 공기와의 마찰로 전환시켜 선체의 마찰저항을 감소시킴으로서 연료절감으로 이산화탄소를 저감하여 경제적인 추진을 하도록 하는 기술이다.According to this, the air layer formed in the middle of the receiving surface layer of the hull is a technology that reduces the frictional resistance of the hull by switching from friction between the bottom shell surface and water to friction with the air, thereby reducing carbon dioxide by fuel saving and promoting economic promotion. .

그러나, 상기와 같이 공지된 선박은 단지 정수역(flat water)에서만 사용될 수 있다는 단점이 있다. 즉, 항해시 선박이 전후좌우로 흔들릴 때에 하향 개방형 에어 캐비티에서 공기가 새나오게 되므로, 종래 선박의 에어 캐비티는 그 기능을 제대로 발휘하지 못하고, 선박의 높은 저항을 야기하여 연료 절감이 저하되어 덜 경제적으로 추진하게 된다.However, there is a disadvantage that known vessels as described above can be used only in flat water. That is, since the air leaks from the downwardly open air cavity when the ship shakes back, forth, left, and right while sailing, the air cavity of the conventional vessel does not function properly and causes high resistance of the vessel, resulting in lower fuel savings and less economical. Propelled.

또한, 선박은 물속에 잠긴 프로펠러에 의해 추진되는데, 이 프로펠러는 에어캐비티로부터 프로펠러에 도달하는 공기에 의해 악영향을 받고, 이는 프로펠러 날개의 양력을 저감시켜 추력과 토크를 불안정하게 하거나 추력을 소멸시키게 된다.In addition, the ship is propelled by a submerged propeller, which is adversely affected by the air reaching the propeller from the air cavity, which reduces the lift of the propeller blades, destabilizing thrust and torque or dissipating thrust. .

이와 관련하여, 국내특허 제0992261호, 제0993326호, 제1019436호 등이 개시된 바 있으나, 이들을 포함한 종래 에어 캐비티를 구축한 저항 저감선박은 에어 캐비티를 위한 공간이 함몰형으로 이루어져 있기 때문에 신조선에만 적용이 가능하고, 또한 선체 구조가 복잡하여 선박의 종강도, 부력계산 및 선저 탱크구조의 복잡화로 선박 건조 단가에 많은 영향을 미칠 뿐만 아니라, 기존 선박에 적용하기에는 막대한 비용과 시간이 소요되는 단점이 있다.
In this regard, Korean Patent Nos. 0992261, 0993326, 1019436, etc. have been disclosed, but resistance reduction vessels that have constructed conventional air cavities including them are only applied to new ships because the space for the air cavity is recessed. In addition, the hull structure is complicated, and the ship's longitudinal strength, buoyancy calculation and complexity of the bottom tank structure not only have a great influence on the ship construction cost, but also require a huge cost and time to apply to existing ships. .

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 한계점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 선체의 기본 형상에 에어 캐비티를 구현하는 댐(Dam)과 플랩(Flap)을 선저 및 선측에 부착하는 형태를 취함으로써 구조가 간단하고 단순하며, 기존 선체의 선형 변화없이 시공 가능하여 신조선 뿐만 아니라 운항중인 기존 선박에도 용이하게 시공할 수 있어 비용과 시간을 줄이면서도 에어 캐비티 기술이 적용된 공기윤활 방식의 선박을 구현할 수 있도록 한 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
The present invention was created in view of the above-mentioned limitations in the prior art, and has a form in which a dam and a flap for implementing an air cavity in the basic shape of the hull are attached to the bottom and the side of the ship. As a result, the structure is simple and simple, and it can be installed without linear change of the existing hull, so that it can be easily installed on existing ships in operation as well as new ships, and it is possible to realize air lubricated vessels with air cavity technology while reducing cost and time. Its main purpose is to provide a stern-shaped air cavity and air-lubricated ship with a staircase around the propeller.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 선수부와 선미부 사이의 선저에 선체의 폭방향으로 일정간격을 두고 부착고정되고, 선체의 길이방향으로 연장되어 다수의 에어캐비티를 형성하는 선저댐; 상기 선저댐의 길이방향으로 일정간격을 두고 다수 형성되어 에어캐비티 구간 및 선측면으로 공기를 공급하도록 선저댐에 형성된 다수의 슬롯; 상기 에어캐비티 구간 및 선저댐으로 공기를 공급하도록 갑판에서 수직하게 배관되고, 개도 조절용 밸브를 가지면서 압축공기를 공급하는 공급기를 구비한 다수의 공기공급관; 상기 선저댐의 선미측 끝 부분에 설치되되, 선체의 횡방향으로 수평면을 이루며, 종방향 단면은 선미측의 면이 선수측의 면보다 긴 면으로 되고, 선체중앙부의 에어캐비티 구간에서 선측으로 가면서 점차적으로 단의 높이가 낮아지는 형태로 형성되고, 정점 높이는 각 에어캐비티의 선저댐 보다 높게 이루어진 구획벽; 선체의 선미측에 부착되어 추진기와 러더 후반의 선저에 선체의 횡방향으로 단차(step)를 형성하여 추진기의 후류가 통과할 때 저항이 최소화되도록 삼각형상을 갖는 선미계단; 상기 구획벽의 정점 중앙에서 시작하여 선체중앙선을 기준으로 좌우현 대칭으로 나뉘어 추진기 주변을 지난 다음 상기 선미계단과 연결되는 선미댐;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박을 제공한다.The present invention is a means for achieving the above object, the bottom of the hull and the stern is fixed to the bottom of the hull in the width direction of the hull fixed, and the bottom dam extending in the longitudinal direction of the hull to form a plurality of air cavity ; A plurality of slots formed in the bottom dam to supply air to the air cavity section and the side surface at a predetermined interval in the longitudinal direction of the bottom dam; A plurality of air supply pipes vertically piped from the deck to supply air to the air cavity section and the bottom dam, and having a supply for supplying compressed air while having an opening control valve; It is installed at the stern side end of the bottom dam, and forms a horizontal plane in the transverse direction of the hull, the longitudinal cross section is the surface of the stern side is longer than the surface of the bow side, gradually going to the ship side in the air cavity section of the center of the hull As the height of the stage is formed to be lowered, the peak height is partition wall made higher than the bottom dam of each air cavity; A stern staircase attached to the stern side of the hull and having a triangular shape so as to minimize resistance when the wake of the propeller passes by forming a step in the transverse direction of the hull on the bottom of the propeller and the rudder; A stern with a stair type around the propeller, characterized in that it comprises a stern dam starting from the center of the apex of the partition wall and symmetrically divided from the left and right sides of the hull centerline and passing around the propeller; It provides a shaped air cavity and air lubricated vessel.

이때, 상기 선저댐은 선체의 폭 중앙을 중심에서 선측으로 갈수록 높이가 낮아지게 구성된 것에도 그 특징이 있다.At this time, the bottom dam is characterized in that the height is configured to be lowered toward the ship side from the center of the center of the width of the hull.

또한, 상기 선체의 선수부 선측에는 상기 공기공급관 중 선측에 가까운 공기공급관을 통해 공급된 압축공기의 일부를 선측으로 직접 배출시키는 플랩이 더 구비된 것에도 그 특징이 있다.
In addition, the hull side of the hull is characterized in that the flap is further provided to directly discharge a portion of the compressed air supplied through the air supply pipe near the ship side of the air supply pipe to the ship side.

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본 발명에 따르면, 계단 형상을 한 선미 형상 때문에, 추진기에 의하여 선속보다 더 가속된 후류가 선미계단을 통과하면서 선미계단의 모서리와 선미계단의 구석진 부분에는 추진기전방 및 좌우에 있는 선미댐 주위보다 낮은 압력이 형성되므로, 즉 선미계단쪽으로 향하는 흡인력이 발생, 선저 에어케비티 구역 및 선측면 공기방울 윤할구역에서 선미측의 선저면을 따라 선미쪽으로 흐르는 공기 및 공기방울이 선미댐에 의하여 추진기 쪽으로 유입되지 못하게 차단됨과 동시에 추진기 후방으로 효과적으로 배출시킴으로써 추진효율이 향상되고, 선저에어케비티용공기공급을 선저댐전구간에서 공급하기에 안정된 에어케비티를 실현하여 마찰저항의 감소효과가 크고, 공기 및 공기방울 윤활에 의해 선체의 접수면적 감소로 마찰저항이 감소되어 연료 절감과 함께 이산화탄소 발생도 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, because of the step-shaped stern shape, the wake accelerated more than the ship speed by the propeller passes through the stern stairs, and the corners of the stern stairs and the corners of the stern stairs are lower than the stern dams in front of the propeller and on the left and right sides. As pressure builds up, that is, suction forces are directed toward the stern stairs, preventing air and air bubbles flowing along the stern side along the stern side from the bottom air cavity zone and the side air bubble lubrication zone from entering the propeller by the stern dam. At the same time, the propulsion efficiency is improved by effectively discharging to the rear of the propeller, and the air cavity for stable supply of air supply for the bottom air cavity is provided at the bottom of the bottom dam section. The frictional resistance is reduced by reducing the receiving area of the hull. Along with the persimmon, carbon dioxide emissions can be reduced.

도 1은 본 발명에 따른 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박의 예시적인 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박의 예시적인 저면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박에 적용된 플랩의 예시도이다.1 is an exemplary side view of an air cavity and air lubricated vessel in accordance with the present invention.
2 is an exemplary bottom view of an air cavity and air lubricated vessel in accordance with the present invention.
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
Figure 4 is an illustration of a flap applied to the air cavity and air lubrication type vessel according to the present invention.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 선박의 운항중 발생되는 이산화탄소(CO2)를 저감을 위해 선체와 물과의 마찰면을 공기와 공기방울과의 마찰로 전환하도록 에어 캐비티 기술을 적용하되, 공기의 추진기측 유입에 따른 에어 캐비티 선박의 추진효율 저하를 선미 계단 형상을 통해 공기가 추진기측으로 유입되지 못하도록 완전히 차단시킴으로써 추진효율도 향상시키도록 구성된 것이다.The present invention is applied to the air cavity technology to convert the friction surface between the hull and water to friction between air and air bubbles to reduce the carbon dioxide (CO 2 ) generated during the operation of the ship, according to the inflow of the propeller side of the air The propulsion efficiency of the air cavity ship is configured to improve propulsion efficiency by completely blocking the air from entering the propeller side through the stern step shape.

특히, 공기윤활을 구현하기 위해 선박의 형상 변경을 가하지 않아도 되므로 기존 선박에도 쉽게 구현될 수 있고, 선저 및 선측에서의 공기윤활을 극대화시킬 수 있도록 구성된다.In particular, since it is not necessary to change the shape of the ship to implement the air lubrication can be easily implemented in the existing ship, it is configured to maximize the air lubrication on the bottom and side.

보다 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에어 캐비티 및 공기방울 윤활방식 선박은 선저에 선체(100)의 폭방향으로 일정간격을 둔 다수의 선저댐(Dam)(200)을 포함한다.More specifically, as shown in Figures 1 and 2, the air cavity and air bubbles lubrication vessel according to the present invention is a plurality of bottom dams (Dam) at a predetermined interval in the width direction of the hull 100 on the bottom ( 200).

상기 선저댐(200)은 일정 폭과 높이를 갖는 관으로 된 부재로서, 선저에 고정되고, 에어 케비티용 공기를 다수의 슬롯을 통하여 중앙부의 에어 케비티 구역으로 공급 할 수 있는 구조로, 선체(100)의 길이방향으로 길게 배열된다.The bottom dam 200 is a member made of a pipe having a predetermined width and height, and is fixed to the bottom and has a structure capable of supplying air for air cavities to a central air cavity area through a plurality of slots. It is arranged long in the longitudinal direction of the (100).

이때, 상기 선저댐(200)은 선수부(110)와 선미부(120)를 제외한 선수부(110)와 선미부(120) 사이에 마련된다.In this case, the bottom dam 200 is provided between the bow portion 110 and the stern portion 120 except for the bow portion 110 and the stern portion 120.

특히, 상기 선저댐(200)은 기존과 달리 선체(100) 내부에 구비되는 것이 아니라, 선체(100)의 외부, 즉 선저에 부착되는 형태로 고정되기 때문에 선저댐(200) 설치를 위해 선체(100)에 대한 설계변경이 필요치 않아 기존 선박에도 아무 조건없이 간편 용이하게 설치할 수 있는 장점을 가진다.In particular, the bottom dam 200 is not provided inside the hull 100, unlike the existing, it is fixed to the outside of the hull 100, that is attached to the bottom of the hull for installation of the bottom dam 200 ( 100) does not need to change the design has the advantage that can be easily and easily installed in any existing vessel without any conditions.

이 경우, 상기 선저댐(200)은 적어도 4개 이상을 갖도록 하여 선체(100)의 횡동요(Rolling)시 안정적인 에어 캐비티(A,B,C)를 구현하도록 함이 바람직하다.In this case, it is preferable that the bottom dam 200 has at least four or more so as to implement stable air cavities A, B, and C when the hull 100 is rolled.

뿐만 아니라, 상기 선저댐(200)은 중앙을 기준으로 선체(100)의 양측면으로 갈수록 높이가 낮아지게 높이차를 두도록 구성됨으로써 에어 캐비티(A,B,C) 내부의 공기 여분이 도 2와 같이, 선체(100)의 측면으로 흐를 수 있도록 유도하여 선측면의 공기방울층을 형성하는 것을 통해 공기윤활 기능(해수와의 마찰저항 저감)을 더욱 증대시키도록 할 수 있다.In addition, the bottom dam 200 is configured to have a height difference such that the height is lowered toward both sides of the hull 100 with respect to the center, so that the excess air inside the air cavities (A, B, C) as shown in FIG. In addition, the air lubrication function (reduction of frictional resistance with seawater) can be further increased by forming the air bubble layer on the side surface by inducing to flow to the side of the hull 100.

이에 더하여, 상기 선저댐(200) 각각에는 도 1에 도시된 바와 같은 다수의 슬롯(220)이 선체(100)의 중앙쪽으로 일정간격을 두고 선저댐(200)의 상,하에 형성되어 있어 각 에어 캐비티(A,B,C) 구간 내에 종방향으로 연속된 에어캐비티가 형성될 수 있도록 하고, 또한 이들 공기가 선체(100) 측면으로의 이동을 원활하게 하고, 선체(100)의 종방향으로 균등하게 선측면으로 이동하게 하여 선측면선저공기방울윤활구간(S) 형성을 더욱 원활하게 한다.In addition, each of the bottom dams 200 has a plurality of slots 220 as shown in Figure 1 are formed above and below the bottom dams 200 with a predetermined distance toward the center of the hull 100, each air It is possible to form a longitudinally continuous air cavity in the cavity (A, B, C) section, and also to facilitate the movement of these air to the side of the hull 100, evenly in the longitudinal direction of the hull 100 The bottom side air bubble lubrication section (S) is more smoothly formed by moving to the side surface.

이는 선박의 황천 항해시에도 에어캐비티(A,B,C) 구간 및 선측면선저공기방울윤활구간(S)이 잘 유지되는 구조로서, 선체(100)와 물과의 마찰저항을 효율적으로 줄이는데 도움을 준다.This is a structure that maintains the air cavity (A, B, C) section and the ship's bottom air bubble lubrication section (S) even when the ship sails, and helps to effectively reduce the frictional resistance between the hull 100 and the water. Gives.

한편, 선체(100)의 선미부(120)에는 추진기(P)인 프로펠러를 사이에 두고 이를 감싸는 형태로 선미계단(230)과 연결되는 선미댐(210)이 구비된다.On the other hand, the stern portion 120 of the hull 100 is provided with a stern dam 210 connected to the stern stairway 230 in the form of wrapping the propeller as a propeller (P) therebetween.

즉, 선체(100)의 선미측에는 추진기(P)와 러더(R) 후반의 선저에 선체(100)의 횡방향으로 단차(step)를 형성하여 추진기(P)의 후류가 통과할 때 저항이 최소화되도록 선저면에 삼각형태로 선미계단(230)이 부착되고, 선저의 에어캐비티(A,B,C) 구간의 후반에 있는 구획벽(300)의 정점 중앙에서 시작하여 선체중앙선을 기준으로 좌우현 대칭으로 나뉘어 추진기(P) 주변을 지난 다음 도 2처럼 선미계단(230)과 연결되는 선미댐(210)이 구비된다.
이때, 선미댐(210)의 구획벽(300)쪽 곡면부분의 댐의 높이는 시작지점으로부터 끝점을 향해 점진적으로 높아지는 형태이다.
따라서, 선박이 항해할 때 선미계단(230)에서의 추진기(P) 후류의 유속은 선미댐(210) 주위의 유속보다 더 가속화되게 되므로 선미계단(230)의 구석진 곳은 선미댐(210)의 구석진 부위보다 더 낮은 저압이 형성된다.
그러므로, 선저의 에어캐비티(A,B,C) 및 선측면에 사용되었던 공기 및 공기방울이 구획벽(300) 및 선측면을 통과하여 선미방향으로 이동한 후 추진기(P) 주변의 선저면을 따라 이동할 때 추진기(P) 쪽으로 접근하는 공기 및 공기방울을 선미댐(210)에서 차단하고 선미계단(230) 쪽으로 공기 및 공기방울을 모아 효과적으로 배출하여 추진기(P)의 추진효율을 향상시키게 된다.That is, at the stern side of the hull 100, a step is formed on the bottom of the thruster P and the rudder R later in the transverse direction of the hull 100 to minimize resistance when the wake of the thruster P passes. The stern stairway 230 is attached to the bottom of the ship so that it is triangular, and starts at the center of the apex of the partition wall 300 in the second half of the air cavity (A, B, C) section of the ship and starts from the center of the ship. The stern dam 210 which is divided symmetrically and passes around the propeller P is connected to the stern stairway 230 as shown in FIG. 2.
At this time, the height of the dam of the curved portion of the partition wall 300 side of the stern dam 210 is gradually increased from the starting point toward the end point.
Therefore, when the ship sails, the flow velocity of the propeller P downstream from the stern stairway 230 is accelerated more than the flow rate around the stern dam 210, so that the corner of the stern stairway 230 is located at the stern dam 210. Lower pressures are formed than in the corner area.
Therefore, the air and air bubbles used in the air cavities A, B, and C of the ship bottom and the ship side move through the partition wall 300 and the ship side in the stern direction and then along the ship bottom around the propeller P. When moving, the air and air bubbles approaching the propeller P are blocked at the stern dam 210 and the air and air bubbles are collected and discharged toward the stern stairway 230 to improve the propulsion efficiency of the propeller P.

덧붙여, 상기 선저댐(200)은 사각형상으로 예시하였으나, 삼각형상을 갖도록 하여 저항을 더욱 줄이도록 구성됨이 더욱 바람직하다.In addition, the bottom dam 200 is illustrated as a quadrangular shape, it is more preferably configured to further reduce the resistance to have a triangular shape.

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또한, 상기 선미계단(230)에서는 선박이 항해할 때, 추진기(P)의 회전에 의하여 가속된 추진기(P)의 후류가 발생하는데, 이 후류의 속도는 통상적으로 선체(100)의 속도보다 약 10% 더 높다. 이는 추진기(P)의 속도와 선속차에 대한 추진기(P) 속도의 비에서 비롯되며 공지된 사항이다.
때문에, 항해시 선미계단(230)에서의 유속은 선미댐(210)에서의 선속에 가까운 유속보다 높기 때문에 선미계단(230)의 모서리와 구석진 면에서의 수압은 선미댐(2100의 구석진 면보다 낮게 되므로 선저의 에어캐비티(A,B,C) 및 선측면선저공기방울윤활구간(S)에서 사용되었던 공기 및 공기방울이 구획벽(300) 및 선측을 통과하여 선미방향으로 선저면을 따라 이동할 때 추진기(P) 쪽으로 접근하는 공기 및 공기방울을 선미댐(210)에서 차단하고, 압력이 낮은 선미계단(230) 쪽으로 공기 및 공기방울을 모아 효과적으로 배출하게 된다.In addition, in the stern stairs 230, the wake of the propeller P accelerated by the rotation of the propeller P occurs when the ship is sailing, and the speed of the wake is usually about the speed of the hull 100. 10% higher. This is derived from the ratio of the speed of the propeller P and the speed of the propeller P to the speed vehicle and is known.
Therefore, since the flow rate at the stern stairs 230 is higher than the flow rate close to the ship speed at the stern dam 210, the water pressure at the corners and corners of the stern stairs 230 is lower than the corners of the stern dam 2100. When the air and air bubbles used in the air cavities (A, B, C) of the ship bottom and the ship bottom air bubble lubrication section (S) pass through the partition wall 300 and the ship side and move along the ship bottom in the stern direction, the propeller ( The air and air bubbles approaching the P) direction is blocked at the stern dam 210, and the air and air bubbles are collected toward the stern stairway 230 having a low pressure and effectively discharged.

따라서, 추진기(P) 쪽으로의 공기유입이 효율적으로 차단되므로 기존 에어 캐비티 선박과 달리 에어캐비티(A,B,C) 및 공기방울윤활에 사용되었던 공기로 인한 추진 효율이 떨어지는 것을 막을 수 있게 된다.Therefore, since the inflow of air toward the propeller P is effectively blocked, the propulsion efficiency due to the air used for the air cavities A, B, C and air bubble lubrication can be prevented from being lowered, unlike the existing air cavity ship.

또한, 도 1 및 도 2와 같이, 상기 선저댐(200)의 선미측 끝 부분에는 구획벽(300)이 구비되는데, 상기 구획벽(300)은 선체(100)의 횡방향으로 수평면을 이루며, 종방향 단면은 선미측의 면이 선수측의 면보다 긴 면으로 되어 있으며, 선체중앙부의 에어캐비티(A,B,C) 구간에서 선측으로 가면서 점차적으로 단의 높이가 낮아지는 형태로 형성되고, 구획벽(300)의 정점 높이는 각 에어캐비티(A,B,C)는 선저댐(200) 보다 높게 구성된다.
따라서, 선저에 공급되었던 에어캐비티용 공기는 선체중앙부의 에어캐비티(B)용 공기가 중앙부위의 선저댐(200)보다 높은 구획벽(300)을 넘기 전에 선측면 쪽으로 선저댐(200)을 넘어 좌우 양측의 에어캐비티(A,C) 구간으로 넘어가게 되고, 넘어간 공기는 선측면 쪽의 선저댐(200) 보다 높은 구획벽(300)에 의해 공기가 우선적으로 선측면 외판으로 선저댐(200)을 넘어 선측면선저공기방울윤활구간(S)으로 흐르게 되며 이에 따라 도 1과 같이 공기방울윤활을 하게 된다.
뿐만 아니라, 에어 캐비티(A,B,C)의 선수측 단부에는 선수격벽(310)이 설치되어 항해시 해수의 흐름이 곧바로 에어 캐비티(A,B,C) 쪽으로 급하고 강하게 영향을 미치지 못하도록 구성되는데, 선수를 향해 완만하게 경사연장된 직각삼각형 형태를 갖도록 하여 저항을 최소화하도록 구성된다.In addition, as shown in Figure 1 and 2, the stern side end portion of the bottom dam 200 is provided with a partition wall 300, the partition wall 300 forms a horizontal plane in the transverse direction of the hull 100, Longitudinal cross section is the surface of the stern side is longer than the side of the bow side, and is formed in the form of the height of the stage gradually lowered from the air cavity (A, B, C) section of the hull to the side. The height of the apex of the wall 300 is each air cavity (A, B, C) is configured higher than the bottom dam (200).
Therefore, the air for the air cavity that has been supplied to the bottom of the air cavity (B) in the center of the hull over the bottom dam 200 toward the side surface before the air over the partition wall 300 higher than the bottom dam 200 in the central portion The air is passed to the left and right air cavity (A, C) section, the air is passed by the partition wall 300 higher than the bottom dam 200 of the side side air preferentially to the bottom side shell 200 The air flows through the lateral side bottom air bubble lubrication section (S), and thus the air bubble lubrication is performed as shown in FIG. 1.
In addition, the bow bulkhead 310 is installed at the bow end of the air cavities (A, B, C) so that the flow of seawater does not quickly and strongly affect the air cavities (A, B, C) during navigation. It is configured to have a right triangular shape that is gently inclined toward the athlete to minimize resistance.

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아울러, 상기 에어 캐비티(A,B,C)의 선수격벽(310)에는 선상에서 수직으로 배관된 다수의 공기공급관(400)이 설치되고, 각 에어캐비티(A,B,C) 구간으로 선수격벽(310)의 끝단 쪽에서 선미방향으로 수평하게 공기를 분사한다.
이에 따라, 분사된 공기로 인해 선수부에서 선수격벽(310)으로 넘어오는 물이 에어캐비티(A,B,C) 구간을 교란하는 것이 최소화된다.In addition, a plurality of air supply pipes 400 are vertically piped on the bow bulkhead 310 of the air cavities (A, B, C), the bow bulkhead in each air cavity (A, B, C) section. Air is sprayed horizontally in the stern direction from the end of the 310.
Accordingly, the water flowing from the bow portion to the bow partition 310 is minimized by disturbing the air cavities A, B, and C sections.

이때, 상기 공기공급관(400)에는 개도 조절을 위한 다수의 밸브(410)가 설치되고, 압축공기를 강제 공급할 수 있는 공급기(420)가 구비된다.At this time, the air supply pipe 400 is provided with a plurality of valves 410 for adjusting the opening degree, it is provided with a feeder 420 for forcibly supplying compressed air.

또한, 선측에 가장 가까이 공급되는 공기중 일부는 도 2와 같이 플랩(500)을 통해 선측으로 직접 배출될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 플랩(500)은 선저에서 온 공기방울의 선측면선저공기방울윤활구간(S) 이외의 선측면선수공기방울윤활구간(F)을 위하여 선수측의 좌우현 선측면에 설치되는데, 선저에서 수선까지 설치되며, 일정압력 이상이 되어야 개방되고, 플랩(500) 전구간이 일시적으로 개방되는 형태이고, 이로 인해 수중에 있는 선측면선수공기방울윤활구간(F)으로 원활한 공기방울 윤활이 가능하게 된다.
때문에, 상기 플랩(500)에 의해 선측면의 공기방울윤활면적이 최대화되어 선체(100)의 마찰저항을 최소화시킬 수 있다.In addition, some of the air supplied closest to the side may be configured to be directly discharged to the side through the flap 500 as shown in FIG.
The flap 500 is installed on the side of the bow side of the bow for the side bow air bubble lubrication section (F) other than the ship bottom air bubble lubrication section (S) of the air bubbles from the bottom, waterline It is installed up to a predetermined pressure or more, and is open, and the flap 500 is temporarily open, so that a smooth air bubble lubrication is possible with the side side air bubble lubrication section (F) in the water.
Therefore, the air bubble lubrication area of the side surface is maximized by the flap 500 to minimize the frictional resistance of the hull 100.

다시 말해, 상기 플랩(500)은 도 4에 도시된 예와 같이, 압축공기 공급시 플랩(500)이 열릴 때 해수의 흐름에 의해 배출된 공기가 멀리 퍼지지 않고 선체(100)의 선측면(Hull Side)에 밀착된 상태로 선측면을 따라 이동하면서 해수와의 사이에서 선측면과 해수와의 마찰저항을 저감시키는 공기방울윤활 기능을 수행하게 된다.In other words, as shown in the example shown in Figure 4, the flap 500, when the flap 500 is opened when supplying compressed air, the air discharged by the flow of sea water does not spread far but the side surface (Hull) of the hull 100 It moves along the side surface in close contact with the side) and performs the air bubble lubrication function to reduce the frictional resistance between the side surface and the seawater between the seawater.

이와 같이, 본 발명에 따른 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박은 기존과 달리 에어 캐비티(A,B,C)를 형성하는 수단이 다수의 댐을 선저 혹은 선미에 부착하는 형태로 이루어지기 때문에 구현이 쉬운 장점이 있다.As described above, in the air cavity and the air lubrication type vessel having a stern shape having a stair shape around the propeller according to the present invention, a means for forming air cavities A, B, and C has a plurality of dams at the bottom or the stern. It is easy to implement because it is made of a form attached to the.

또한, 각 에어 캐비티(A,B,C) 상부에는 잔류된 에어를 배출할 수 있도록 별도의 에어배출구(미도시)가 마련됨이 바람직하고, 상기 에어배출구는 선체 일부와 연통되게 구성될 수 있으며, 필요시 개폐를 위해 밸브를 더 구비할 수 있다. In addition, a separate air discharge port (not shown) is preferably provided above each air cavity (A, B, C) to discharge the remaining air, the air discharge port may be configured to communicate with a portion of the hull, If necessary, a valve may be further provided for opening and closing.

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나아가, 선측으로 흐르는 공기 흐름이 플랩(500)에 의해 조절되면서 해수의 흐름을 통해 최대한 선측에 밀착된 상태로 공기 흐름이 유도되므로 공기 윤활기능이 극대화되게 된다.
Furthermore, the air flow flowing to the ship side is controlled by the flap 500, so that the air flow is guided to the ship side as closely as possible through the flow of sea water, thereby maximizing the air lubrication function.

100 : 선체 110 : 선수부
120 : 선미부 200 : 선저댐
210 : 선미댐 220 : 슬롯
230 : 선미계단 300 : 구획벽
310 : 선수격벽 400 : 공기공급관
410 : 밸브 420 : 공급기
500 : 플랩100: Hull 110:
120: stern 200: bottom dam
210: stern dam 220: slot
230: stern stairs 300: partition wall
310: bow bulkhead 400: air supply pipe
410: valve 420: feeder
500: flap

Claims (5)

선수부와 선미부 사이의 선저에 선체의 폭방향으로 일정간격을 두고 부착고정되고, 선체의 길이방향으로 연장되어 다수의 에어캐비티를 형성하는 선저댐;
상기 선저댐의 길이방향으로 일정간격을 두고 다수 형성되어 에어캐비티 구간 및 선측면으로 공기를 공급하도록 선저댐에 형성된 다수의 슬롯;
상기 에어캐비티 구간 및 선저댐으로 공기를 공급하도록 갑판에서 수직하게 배관되고, 개도 조절용 밸브를 가지면서 압축공기를 공급하는 공급기를 구비한 다수의 공기공급관;
상기 선저댐의 선미측 끝 부분에 설치되되, 선체의 횡방향으로 수평면을 이루며, 종방향 단면은 선미측의 면이 선수측의 면보다 긴 면으로 되고, 선체중앙부의 에어캐비티 구간에서 선측으로 가면서 점차적으로 단의 높이가 낮아지는 형태로 형성되고, 정점 높이는 각 에어캐비티의 선저댐 보다 높게 이루어진 구획벽;
선체의 선미측에 부착되어 추진기와 러더 후반의 선저에 선체의 횡방향으로 단차(step)를 형성하여 추진기의 후류가 통과할 때 저항이 최소화되도록 삼각형상을 갖는 선미계단;
상기 구획벽의 정점 중앙에서 시작하여 선체중앙선을 기준으로 좌우현 대칭으로 나뉘어 추진기 주변을 지난 다음 상기 선미계단과 연결되는 선미댐;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박.
A bottom dam attached to the bottom between the bow and the stern at fixed intervals in the width direction of the hull and extending in the longitudinal direction of the hull to form a plurality of air cavities;
A plurality of slots formed in the bottom dam to supply air to the air cavity section and the side surface at a predetermined interval in the longitudinal direction of the bottom dam;
A plurality of air supply pipes vertically piped from the deck to supply air to the air cavity section and the bottom dam, and having a supply for supplying compressed air while having an opening control valve;
It is installed at the stern side end of the bottom dam, and forms a horizontal plane in the transverse direction of the hull, the longitudinal cross section is the surface of the stern side is longer than the surface of the bow side, gradually going to the ship side in the air cavity section of the center of the hull As the height of the stage is formed to be lowered, the peak height is partition wall made higher than the bottom dam of each air cavity;
A stern staircase attached to the stern side of the hull and having a triangular shape so as to minimize resistance when the wake of the propeller passes by forming a step in the transverse direction of the hull on the bottom of the propeller and the rudder;
A stern with a stair type around the propeller, characterized in that it comprises a stern dam starting from the center of the apex of the partition wall and symmetrically divided from the left and right sides of the hull centerline and passing around the propeller; Shaped air cavity and air lubricated vessels.
청구항 1에 있어서;
상기 선저댐은 선체의 폭 중앙을 중심에서 선측으로 갈수록 높이가 낮아지게 구성된 것을 특징으로 하는 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박.
The method of claim 1,
The bottom dam is a stern-shaped air cavity and air lubrication vessel having a stern shape around the propeller, characterized in that the height is lowered toward the side from the center of the width of the hull.
청구항 1에 있어서;
상기 선체의 선수부 선측에는 상기 공기공급관 중 선측에 가까운 공기공급관을 통해 공급된 압축공기의 일부를 선측으로 직접 배출시키는 플랩이 더 구비된 것을 특징으로 하는 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박.The method of claim 1,
The ship side of the hull part has a stern-shaped air around the propeller, characterized in that it further comprises a flap for directly discharging a portion of the compressed air supplied through the air supply pipe close to the ship side of the air supply pipe to the ship side. Cavity and air lubricated vessels. 삭제delete 삭제delete
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