KR101368666B1 - Wind deflector used for ship, and manufacturing method for the same - Google Patents

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이재광
전상배
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed are a wind deflector for a ship and a manufacturing method thereof. The wind deflector for the ship according to an embodiment of the present invention comprises: a piece member being a portion of the wind deflector; an insertion frame which the piece member is inserted into and fixed at; and a connection frame for supporting the insertion frame at a lower side and connecting the insertion frame to another insertion frame.

Description

선박용 윈드 디플렉터 및 이의 제작방법{WIND DEFLECTOR USED FOR SHIP, AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}Ship wind deflector and manufacturing method thereof {WIND DEFLECTOR USED FOR SHIP, AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 선박용 윈드 디플렉터 및 이의 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ship wind deflector and a manufacturing method thereof.

최근 선박은 대형화되고 있으며, 에너지 가격 상승으로 인해 연료비를 절감시키기 위한 친환경 기술에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이때, 선박 운행 시 발생하는 선체공기저항은 아주 작은 감소 효과로도 연료비 절감에 크게 기여할 수 있다. 이러한 선체공기저항을 줄이기 위한 방법으로 선수 부분에 윈드 디플렉터(Wind deflector)가 설치되고 있다. 일 예로서, 미국 등록특허공보 US4843997호(1989. 07. 04. 공개)는 선체공기저항을 줄이기 위해 선수 부분에 설치된 선박용 에어(또는 윈드) 디플렉터에 대한 기술을 공개한 바 있다.Recently, ships have become bigger, and research and development on environmentally friendly technology to reduce fuel cost due to rising energy prices are actively being carried out. At this time, the hull air resistance generated during the operation of the ship can contribute to the reduction of the fuel cost with a small reduction effect. A wind deflector is installed on the bow part as a method to reduce the hull air resistance. As an example, U.S. Pat. No. 4,843,997 (published Apr. 04, 1989) discloses a technique for a ship air (or wind) deflector installed at a bow section to reduce hull air resistance.

윈드 디플렉터는 강한 풍압을 견뎌야 하기 때문에 강도가 매우 중요하며, 이를 위해 금속 가공 및 용접에 의한 금속구조물 형태의 윈드 디플렉터 제작이 이루어질 수 있다. 그러나 이 경우, 윈드 디플렉터의 제작이 용이한 반면, 대형화될수록 중량이 증가하며, 수송 및 설치작업의 작업효율성이 떨어질 수 있다.The strength of the wind deflector is very important because it must withstand high wind pressure. For this purpose, it is possible to fabricate a metal deflection type wind deflector by metal working and welding. However, in this case, while the manufacture of the wind deflector is easy, the larger the weight, the lower the working efficiency of the transportation and installation work.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 윈드 디플렉터 제작에 복합재료가 사용될 수 있다. 그러나, 자동차용 윈드 디플렉터처럼 금형을 이용한 일체 성형이나 항공기 제작기술과 같은 가온가압성형법 등의 기존 제작 방법과 달리 복합재료로 이루어진 단일 구조물로서 일체 성형으로 제작된 선박용 윈드 디플렉터를 제작하는 것은 매우 어렵다.To solve this problem, a composite material can be used for manufacturing a wind deflector. However, it is very difficult to fabricate a marine wind deflector, which is a single structure made of a composite material, unlike an existing manufacturing method such as an integral molding using a mold or a warm pressing molding method such as an aircraft manufacturing technique, such as a wind deflector for an automobile.

또, 복합재료는 용접열에 약하므로 용접작업을 통해 윈드 디플렉터를 제작하거나 선체에 장착하는 것도 용이하지 않다. 그리고, 풍력발전기의 블레이드 제작과 유사한 상온가압성형법으로 제작하는 것은 비용대비 효과 면에서 현실성이 부족하다.Also, since the composite material is weak to welding heat, it is not easy to manufacture a wind deflector through welding or to mount it on a hull. In addition, it is inconvenient in terms of cost-effectiveness to manufacture by a room temperature press molding method similar to that of a blade of a wind power generator.

특허문헌: 미국 등록특허공보 US4843997호(1989. 07. 04. 공개)Patent Document US Pat. No. 4,443,997 (published on Apr. 04, 1989)

본 발명의 실시 예는 복합재료로 제작된 조각부재가 삽입 고정된 삽입프레임을 하측의 연결프레임에 의해 연결시키는 방식으로 윈드 디플렉터를 형성함으로써 선체공기저항을 줄여 연비를 절감시키고, 작업성 향상 및 경량의 강도 높은 윈드 디플렉터를 제작할 수 있는 선박용 윈드 디플렉터 및 이의 제작방법을 제공하고자 한다.Embodiment of the present invention is to form a wind deflector by connecting the insertion frame is fixed to the insert frame made of composite materials by the lower connection frame to reduce the hull air resistance to reduce fuel economy, improve workability and light weight The present invention provides a ship wind deflector capable of manufacturing a high strength wind deflector and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 윈드 디플렉터의 일부인 조각부재; 상기 조각부재가 삽입 고정되는 삽입프레임; 및 상기 삽입프레임을 하측에서 지지하며, 상기 삽입프레임을 서로 연결시키는 연결프레임;을 포함하는 선박용 윈드 디플렉터가 제공될 수 있다. According to an aspect of the invention, the engraving member which is part of the wind deflector; An insertion frame into which the engraving member is inserted and fixed; And a connection frame supporting the insertion frame from below and connecting the insertion frames to each other.

상기 삽입프레임은 상기 조각부재가 삽입되는 삽입홈을 포함하고, 상기 삽입홈은 내측 방향으로 갈수록 속직경이 커지다가 끝단에서 속직경이 좁아지는 형태로 마련될 수 있다.The insertion frame may include an insertion groove into which the engraving member is inserted, and the insertion groove may be provided in such a manner that the inner diameter of the inserting groove increases toward the inner side, and the inner diameter of the inserting member is narrowed at the end thereof.

상기 조각부재가 삽입되는 상기 삽입홈의 입구 쪽 직경은 상기 조각부재의 두께보다 작게 형성되어, 상기 조각부재가 압입되는 방식으로 상기 삽입홈에 삽입될 수 있다.The inlet side diameter of the insertion groove into which the engraving member is inserted may be smaller than the thickness of the engraving member, and may be inserted into the insertion groove in a manner that the engraving member is press-fitted.

상기 삽입프레임의 일측은 상기 삽입홈이 형성된 개방된 형상이고, 상기 삽입프레임의 타측은 상기 연결프레임 상부에 서로 대면하도록 배치될 수 있다.One side of the insertion frame has an open shape in which the insertion groove is formed, and the other side of the insertion frame may be disposed to face each other on the connection frame.

상기 삽입프레임은 상기 타측 사이의 틈에 충전된 용접용 금속을 이용하여 수행된 용접작업에 의해 서로 접합될 수 있다.The insertion frame may be joined to each other by a welding operation performed using a welding metal filled in the gap between the other side.

상기 조각부재는 상기 삽입홈의 형상에 대응되는 형태일 수 있다.The engraving member may have a shape corresponding to the shape of the insertion groove.

상기 삽입홈에 삽입된 상기 조각부재의 외면에는 접착층과 상기 접착층 상부의 섬유층이 형성될 수 있다.The outer surface of the engraving member inserted into the insertion groove may be formed with an adhesive layer and a fiber layer on the adhesive layer.

상기 연결프레임의 일측에서 타측으로 상기 조각부재 또는 상기 삽입프레임을 관통하도록 체결되어, 상기 연결프레임과 상기 조각부재 또는 상기 삽입프레임을 결합시키는 체결수단을 더 포함할 수 있다.It may further comprise a fastening means for fastening so as to penetrate the engraving member or the insertion frame from one side of the connection frame to the other side, the coupling frame and the engraving member or the insertion frame.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 연결프레임에 의해 지지되는 상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계를 포함하며, 상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계는 상기 삽입홈에 삽입되는 상기 조각부재의 외면에 접착층과 상기 접착층 상부의 섬유층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the invention, the step of inserting the engraving member in the insertion groove of the insertion frame supported by the connecting frame, the step of inserting the engraving member in the insertion groove of the insertion frame is the insertion It may include the step of forming an adhesive layer and a fiber layer on the adhesive layer on the outer surface of the engraving member inserted into the groove.

상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계 이후에 상기 연결프레임과 상기 삽입프레임을 관통하도록 체결수단을 체결시켜 상기 연결프레임과 상기 삽입프레임을 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다. After the step of inserting the engraving member into the insertion groove of the insertion frame may further comprise the step of coupling the connection frame and the insertion frame by fastening the fastening means to penetrate the connection frame and the insertion frame.

상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계 이후에 상기 삽입프레임 간의 틈에 용접용 금속을 충전시키는 단계; 및 상기 용접용 금속을 이용하여 용접작업을 수행하여 상기 삽입프레임을 서로 접합시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.Filling the welding metal into a gap between the insertion frames after inserting the engraving member into the insertion groove of the insertion frame; And bonding the insertion frames to each other by performing a welding operation using the welding metal.

본 발명의 실시 예에 따른 선박용 선박용 윈드 디플렉터 및 이의 제작방법은 복합재료로 제작된 조각부재가 삽입 고정된 삽입프레임을 하측의 연결프레임에 의해 연결시키는 방식으로 윈드 디플렉터를 형성함으로써 선체공기저항을 줄여 연비를 절감시키고, 작업성 향상 및 경량의 강도 높은 윈드 디플렉터를 제작할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a ship wind deflector for ships and a method of manufacturing the ship wind deflector are formed in such a manner as to connect the insert frame to which the engraving member made of composite material is fixed and fixed by a connecting frame on the lower side to reduce the hull air resistance. It is possible to reduce fuel consumption, improve workability and produce a light and strong wind deflector.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 윈드 디플렉터가 선박에 설치된 형태의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 윈드 디플렉터의 형상을 구성하는 조각부재 및 이를 하부에서 지지하는 연결프레임의 사시도이다.
도 3과 도 4는 상기 도 2의 조각부재가 곡률을 가진 판 형상 또는 평면의 판 형상으로 이루어진 경우, 해당 조각부재와 이를 연결시키는 연결프레임의 결합 형태를 단면도로 도시한 것이다.
도 5는 상기 도 2의 조각부재가 삽입된 삽입프레임과 연결프레임의 결합형태를 단면도로 도시한 것이다.
도 6은 상기 도 5의 삽입프레임과 연결프레임의 결합형태 중 일부를 확대한 단면도이다.
도 7은 상기 도 6의 삽입프레임 및 조각부재의 형태를 예시한 단면도이다.
도 8은 상기 도 6의 삽입프레임과 연결프레임의 다른 형태 및 그에 따른 결합형태를 예시한 단면도이다.
도 9는 상기 도 1의 윈드 디플렉터가 최적의 크기로 선박에 설치된 예를 정면도로 도시한 것이다.1 is a perspective view showing a ship wind deflector installed on a ship according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a engraving member constituting the wind deflector of FIG. 1 and a connection frame supporting the lower portion.
FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of a combined form of the engraving member and a connecting frame connecting the engraving member when the engraving member of FIG. 2 has a plate shape or a flat plate shape having a curvature.
5 is a cross-sectional view illustrating a coupling form of the insertion frame and the connection frame in which the engraving member of FIG. 2 is inserted.
6 is an enlarged cross-sectional view of a part of a coupling form between the insertion frame and the connection frame of FIG. 5.
7 is a cross-sectional view illustrating the shape of the insertion frame and the engraving member of FIG.
8 is a cross-sectional view illustrating another form of the insertion frame and the connection frame of FIG. 6 and a combination thereof.
FIG. 9 is a front view illustrating an example in which the wind deflector of FIG. 1 is installed in a vessel at an optimal size.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 윈드 디플렉터(300)는 선박(100)의 선수 쪽에 설치되며 선체공기저항을 줄여 연료비를 절감시킬 수 있다. 이때, 컨테이너(200)는 윈드 디플렉터(300)의 설치위치로부터 일정거리 이격되게 후방 쪽에 적재된다. 윈드 디플렉터(300)는 컨테이너(200)를 적재할 수 없는 선수 쪽 공간에 적절하게 배치되어 컨테이너(200)의 적재효율을 떨어뜨리지 않으면서 선체공기저항을 효과적으로 줄일 수 있다.Referring to FIG. 1, the wind deflector 300 according to the embodiment of the present invention is installed on the forward side of the ship 100 and can reduce the hull air resistance, thereby reducing the fuel cost. At this time, the container 200 is mounted on the rear side so as to be spaced from the installation position of the wind deflector 300 by a predetermined distance. The wind deflector 300 can be appropriately disposed in a space on the bow side where the container 200 can not be loaded, effectively reducing the hull air resistance without reducing the loading efficiency of the container 200. [

도 2를 참조하면, 상술한 윈드 디플렉터(300)는 윈드 디플렉터(300)의 형상에 대응되는 골격구조물을 연결프레임(320)을 이용하여 형성하고, 공기 등의 유체유입을 차단하도록 조각부재(310)를 연결프레임(320) 상부에 배치시키는 방법으로 형성될 수 있다. 이때, 연결프레임(320)은 윈드 디플렉터(300)의 각 부분을 구성하는 위치에 따라 하부골격인 하부프레임(321)과, 상부골격인 상부프레임(322), 측부골격인 측부프레임(323)을 포함할 수 있다. 2, the above-described wind deflector 300 includes a skeleton structure corresponding to the shape of the wind deflector 300 by using the connection frame 320, and a slit member 310 (not shown) May be formed on the connection frame 320 by a method. At this time, the connection frame 320 is divided into a lower frame 321, an upper frame 322, and a side frame 323, which are upper and lower skeletons, respectively, according to positions of respective parts of the wind deflector 300 .

하부프레임(321)은 선수 형태에 대응되는 유선형으로 마련될 수 있으며, 측면 라인이 선체의 측면 라인에 대응되는 곡률로 형성될 수 있다. 상부프레임(322)은 하부프레임(321)의 넓이보다 작게 형성되고, 하부프레임(321)의 선수 측 중심점(P1)에 꼭지점(P2)이 연결되도록 경사진 삼각 형태로 마련될 수 있다. 측부프레임(323)은 볼록 형태로 상부프레임(322)의 양측에 일정 곡률로 배치되며, 상부프레임(322)과 측부프레임(323)의 경계면(B)은 직선 또는 곡선 형태로 마련될 수 있다. 이를 통해 선체공기저항을 줄일 수 있는 최적 형상을 가진 윈드 디플렉터(300)가 제작될 수 있다.The lower frame 321 may be provided in a streamline shape corresponding to the bow shape, the side line may be formed with a curvature corresponding to the side line of the hull. The upper frame 322 is formed smaller than the width of the lower frame 321, may be provided in a triangular form inclined so that the vertex (P2) is connected to the bow side center point (P1) of the lower frame (321). The side frame 323 is convex and disposed on both sides of the upper frame 322 at a predetermined curvature, and the boundary surface B between the upper frame 322 and the side frame 323 may be provided in a straight or curved form. The wind deflector 300 having an optimal shape capable of reducing the hull air resistance can be manufactured.

도 3과 도 4를 참조하면, 상술한 조각부재(310)는 예컨대, 윈드 디플렉터(300)의 형상 및 배치위치에 따라 곡률을 가진 판 형상 또는 평면의 판 형상 등으로 마련될 수 있다. 이외에도 조각부재(310)는 사각형, 삼각, 및 다양한 형태의 다각형 형상으로 마련될 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, the piece member 310 described above may be provided in a plate shape having a curvature, a plate shape, or the like depending on the shape and arrangement position of the wind deflector 300, for example. In addition, the engraving member 310 may be provided in a rectangular, triangular, and polygonal shape of various forms.

또, 조각부재(310)는 복합재료를 소재로 하여 제작될 수 있다. 복합재료는 둘 이상의 재료를 조합한 것으로 단일재료로서는 얻을 수 없는 뛰어난 특성을 갖다. 복합재료는 예컨대, 유리섬유강화 고분자복합재료 등을 포함할 수 있다. 이를 통해 윈드 디플렉터(300)는 경량으로 제작될 수 있고, 강한 공기 저항 및 풍화에 견딜 수 있는 내구성을 갖게 된다.In addition, the engraving member 310 can be made of a composite material. Composite material is a combination of two or more materials and has excellent properties that cannot be obtained with a single material. The composite material may include, for example, a glass fiber-reinforced polymer composite material or the like. This allows the wind deflector 300 to be made lightweight and has durability to withstand strong air resistance and weathering.

연결프레임(320)은 조각부재(310)의 일부를 하측에서 지지하며, 조각부재(310)를 서로 연결시킨다. 즉, 연결프레임(320)은 서로 인접한 조각부재(310)를 서로 연결시키기 위해, 조각부재(310)가 서로 밀착된 상태에서 각 조각부재(310)의 일부를 하측에서 지지할 수 있다.The connection frame 320 supports a portion of the engraving member 310 from the lower side, and connects the engraving member 310 to each other. That is, the connecting frame 320 may support a portion of each engraving member 310 from the lower side in a state in which the carving members 310 are in close contact with each other, in order to connect adjacent engraving members 310 to each other.

또, 연결프레임(320)은 조각부재(310)에 밀착되는 부위가 평면 형상으로 마련될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 연결프레임(320)은 조각부재(310)의 형상에 대응되게 마련될 수 있다. 예컨대, 연결프레임(320)의 밀착부위는 곡률을 가진 판 형상의 조각부재(310)의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 마련될 수 있다.In addition, the connection frame 320 may be provided in a flat shape at a portion which is in close contact with the engaging member 310. However, the present invention is not limited thereto, and the connecting frame 320 may be provided corresponding to the shape of the engaging member 310. For example, the contact portion of the connection frame 320 may be provided so as to have the same curvature as the curvature of the plate-shaped piece member 310 having a curvature.

또, 연결프레임(320)은 상부에 접착제(2)가 도포된 상태에서 조각부재(310)의 하부에 접착될 수 있다. 또 다른 예로서, 연결프레임(320)의 상부에 실링 매트(미도시)가 부착되고, 실링 매트(미도시) 상부에 접착제(2)가 도포된 상태에서 조각부재(310)에 접착될 수도 있다. 실링 매트(미도시)는 공기 등의 유체유입을 막기 위한 것이다. 이러한 연결프레임(320)은 예컨대, 금속재질로 이루어질 수 있다. 또, 연결프레임(320)은 그 위치에 따라 2개의 조각부재(310)뿐만 아니라 3개 이상의 조각부재(310)와 접할 수 있다. 또, 연결프레임(320)에 의해 연결된 조각부재(310) 간에 형성된 틈은 접착제(4)에 의해 충전될 수 있다.In addition, the connection frame 320 may be adhered to the lower part of the piece member 310 in a state in which the adhesive 2 is applied on the upper part. As another example, a sealing mat (not shown) may be attached to the upper portion of the connection frame 320 and may be adhered to the engraving member 310 in a state that the adhesive 2 is applied to the upper portion of the sealing mat (not shown) . The sealing mat (not shown) is for preventing the inflow of fluid such as air. The connection frame 320 may be made of a metal material, for example. In addition, the connection frame 320 can contact not only the two engaging members 310 but also three or more engaging members 310 depending on the position. The gap formed between the engaging members 310 connected by the connecting frame 320 can be filled with the adhesive 4.

상술한 바와 같이, 조각부재(310)은 연결프레임(320)과 접착되는 방식으로 조립되어, 용접작업에 의하지 않고도 효율적인 윈드 디플렉터(300) 제작이 이루어질 수 있다. 이하에서는 용접 방식으로 윈드 디플렉터(300)를 제작하는 방식에 대해서 설명하기로 한다.As described above, the engraving member 310 is assembled in such a manner as to be bonded to the connection frame 320, it is possible to produce an efficient wind deflector 300 without resorting to welding. Hereinafter, a method of manufacturing the wind deflector 300 by a welding method will be described.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 연결프레임(320) 상부에 조각부재(310)를 고정시키는 삽입프레임(330)이 마련될 수 있다. 이때, 연결프레임(320)은 삽입프레임(330)을 하측에서 지지하며, 삽입프레임(330)을 서로 연결시킨다. 연결프레임(320)은 상부에 접착제(2)가 도포된 상태에서 삽입프레임(330) 하부에 접착될 수 있다. 또 다른 예로서, 연결프레임(320)과 삽입프레임(330)은 일체형으로 마련될 수도 있다.5 to 7, an insertion frame 330 for fixing the engraving member 310 on the connection frame 320 may be provided. At this time, the connection frame 320 supports the insertion frame 330 from the lower side, and connects the insertion frame 330 to each other. The connection frame 320 may be attached to the lower portion of the insertion frame 330 in a state where the adhesive 2 is applied to the upper portion. As another example, the connection frame 320 and the insertion frame 330 may be provided integrally.

삽입프레임(330)은 조각부재(310)가 삽입되는 삽입홈(H)을 형성한다. 삽입홈(H)은 조각부재(310)가 삽입 고정되도록 삽입프레임(330)의 내측 방향으로 갈수록 일정하게 속직경이 커지다가 끝단에서 속직경이 좁아지는 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 조각부재(310)가 삽입되는 삽입홈(H)의 입구 쪽 직경(W1)은 조각부재(310)의 두께(W2)보다 작게 형성되어, 조각부재(310)가 압입되는 방식으로 삽입홈(H)에 삽입됨으로써, 조각부재(310)가 안정되게 고정되도록 할 수 있다. The insertion frame 330 forms an insertion groove H into which the engraving member 310 is inserted. The insertion groove (H) may be provided in a shape in which the inner diameter of the inserting member 330 is fixed to the inner diameter of the insertion frame 330 to increase in size constantly, and the inner diameter of the engraving member 310 is narrowed at the end thereof. At this time, the inlet side diameter (W1) of the insertion groove (H) into which the engraving member 310 is inserted is formed smaller than the thickness (W2) of the engraving member 310, the insertion member in such a way that the engraving member 310 is press-fitted By being inserted into (H), the engraving member 310 can be fixed stably.

또, 삽입프레임(330)의 일측은 삽입홈(H)이 형성된 개방된 형상이고, 삽입프레임(330)의 타측은 연결프레임(320) 상부에 서로 대면하도록 배치된다. 이때, 타측이 서로 대면하도록 연결프레임(320) 상부에 배치된 삽입프레임(330)은 삽입프레임(330) 타측 사이의 틈에 충전된 용접용 금속(5)(예컨대, 용가재)을 이용하여 수행된 용접작업에 의해 서로 접합될 수 있다. 또 다른 예로서, 접착제를 삽입프레임(330) 타측 사이의 틈에 충전시켜 경화시키는 방법에 의해 삽입프레임(330)을 서로 접합시킬 수도 있다. 이러한 삽입프레임(330)은 예컨대, 금속재료로 제작될 수 있다. In addition, one side of the insertion frame 330 is an open shape in which the insertion groove (H) is formed, the other side of the insertion frame 330 is disposed to face each other on the connection frame 320. At this time, the insertion frame 330 disposed above the connection frame 320 so that the other side facing each other is performed using a welding metal 5 (for example, filler metal) filled in the gap between the other side of the insertion frame 330. It can be joined to each other by welding. As another example, the insertion frame 330 may be bonded to each other by filling the gap between the other side of the insertion frame 330 and curing the adhesive. The insertion frame 330 may be made of, for example, a metal material.

조각부재(310)는 삽입프레임(330)의 삽입홈(H)의 형태에 대응되는 형태로 마련될 수 있다. 이때, 조각부재(310)는 일정 두께를 가진 곡률을 가진 판 형상 및 평평한 판 형상 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Engraving member 310 may be provided in a form corresponding to the shape of the insertion groove (H) of the insertion frame (330). At this time, the engraving member 310 may include one or more of a plate shape and a flat plate shape having a curvature having a predetermined thickness.

즉, 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 조각부재(310)가 평평한 판 형상일 경우, 삽입프레임(330)의 삽입홈(H)은 평평한 판 형상을 가진 조각부재(310)가 삽입되도록 형성될 수 있다. That is, as shown in Figures 6 and 7, when the engraving member 310 is a flat plate shape, the insertion groove (H) of the insertion frame 330 is inserted so that the engraving member 310 having a flat plate shape. Can be formed.

또한, 다른 예로서 도 8에 도시한 바와 같이, 삽입프레임(330)의 삽입홈(H)은 곡률을 가진 판 형상의 조각부재(310)가 삽입되도록 일정 곡률을 가진 형태로 마련될 수 있다. 이러한 삽입프레임(330)의 삽입홈(H) 및 조각부재(310)의 형태는 미리 제작되어 결합 가능한 형태로 마련될 수 있으며, 상술한 형태 외에도 윈드 디플렉터(300)의 형태, 배치 위치 등에 따라 다양한 형태로 미리 제작될 수 있다.In addition, as another example, as shown in Figure 8, the insertion groove (H) of the insertion frame 330 may be provided in a form having a predetermined curvature so that the plate-shaped engraving member 310 having the curvature is inserted. The shape of the insertion groove (H) and the engraving member 310 of the insertion frame 330 may be prepared in advance and can be provided in a form that can be combined, in addition to the above-described form according to the shape, arrangement position, etc. of the wind deflector 300 It may be produced in advance in the form.

도 6과 도 7을 참조하면, 조각부재(310)의 끝단은 삽입홈(H)의 끝단과 마찬가지로 직경이 좁아지는 화살촉 형상으로 마련될 수 있다. 조각부재(310)의 양측은 타측이 서로 대면하도록 연결프레임(320) 상부에 배치된 삽입프레임(330)의 삽입홈(H)에 삽입되어 고정되며, 이러한 조립방식으로 윈드 디플렉터(300)가 제작된다.6 and 7, the end of the engraving member 310 may be provided in the shape of an arrowhead, the diameter of which is narrowed like the end of the insertion groove (H). Both sides of the engraving member 310 is inserted and fixed in the insertion groove (H) of the insertion frame 330 disposed on the connecting frame 320 on the other side facing each other, the wind deflector 300 is manufactured in this assembly method do.

여기서, 조각부재(310)는 삽입홈(H)에 삽입되는 부위에 접착층(312)과 접착층(312) 상부의 섬유층(314)이 형성된 상태에서 삽입홈(H)에 삽입될 수 있다. 접착층(312)은 예컨대, 내열실리콘 소재로 마련될 수 있으며, 이는 용접열 침투 및 수분 등의 침투를 막기 위함이다. 그리고, 섬유층(314)은 예컨대, 유리섬유 매트로 마련될 수 있으며, 이는 용접열이 삽입프레임(330)을 통해 조각부재(310)에 전달되는 것을 막기 위함이다. 이를 통해, 삽입프레임(330) 타측 사이의 틈에 용접용 금속(5)이 충전된 경우, 용접작업에 의한 조각부재(310)의 손상을 방지할 수 있다. 이는, 윈드 디플렉터(300) 제작을 위해, 복합재료를 마련된 조각부재(310)를 용접작업을 통해 조립하고자 할 경우 매우 유용하다.Here, the engraving member 310 may be inserted into the insertion groove (H) in the state in which the adhesive layer 312 and the fiber layer 314 on the adhesive layer 312 is formed in the portion to be inserted into the insertion groove (H). The adhesive layer 312 may be formed of, for example, a heat resistant silicon material, which is to prevent penetration of welding heat and moisture. In addition, the fiber layer 314 may be provided with, for example, a glass fiber mat, which is to prevent the welding heat from being transmitted to the engraving member 310 through the insertion frame 330. Through this, when the welding metal 5 is filled in the gap between the other sides of the insertion frame 330, it is possible to prevent damage to the engraving member 310 by the welding operation. This is very useful when fabricating the wind deflector 300, to assemble the engraving member 310 provided with a composite material by welding.

한편, 조각부재(310)와 삽입프레임(330)에 삽입된 상태에서 조각부재(310)가 삽입된 삽입프레임(330)과 연결프레임(320)을 서로 결합시켜 윈드 디플렉터(300)의 강도를 높일 수 있다. 이때, 드릴과 같은 천공장치를 이용하여 연결프레임(320)과 조각부재(310)가 삽입된 삽입프레임(330)을 관통하는 홀을 형성하고, 해당 홀에 볼트, 리벳 등의 체결수단을 체결하는 방법으로 조각부재(310)와 삽입프레임(330)을 결합시킬 수 있다. 미리 관통된 홀을 가진 연결프레임(320)과 조각부재(310)을 마련한 경우에는 천공 작업이 생략될 수 있다.On the other hand, in the state in which the engraving member 310 and the insertion frame 330 is inserted into the insertion frame 330 and the connection frame 320 is inserted into each other to increase the strength of the wind deflector 300 Can be. At this time, using a fabric mill such as a drill to form a hole penetrating through the insertion frame 330, the insertion frame 320 and the engraving member 310 is inserted, and fastening the fastening means such as bolts, rivets, etc. in the hole. The engraving member 310 and the insertion frame 330 can be combined by the method. In the case where the connecting frame 320 and the engraving member 310 having the holes penetrated in advance are provided, the drilling operation may be omitted.

예컨대, 연결프레임(320)의 아래쪽에서 위쪽 방향으로 삽입프레임(330)을 관통하도록 볼트(6)를 체결시키고, 볼트(6)에 너트(7)를 체결하는 방식으로 조각부재(310)가 삽입된 삽입프레임과 연결프레임(320)을 서로 결합시킬 수 있다. 이때, 볼트(6)는 스터드볼트(Stud Bolt) 등을 포함할 수 있다.For example, the engraving member 310 is inserted in such a manner as to fasten the bolt 6 to penetrate the insertion frame 330 from the lower side of the connecting frame 320 and to fasten the nut 7 to the bolt 6. The insertion frame and the connection frame 320 can be combined with each other. In this case, the bolt 6 may include a stud bolt.

이하, 도 5 내지 도 7의 내용을 기초로, 윈드 디플렉터(300) 제작과정에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a manufacturing process of the wind deflector 300 will be described based on the contents of FIGS. 5 to 7.

먼저, 연결프레임(320) 상부에 마련된 삽입프레임(330)의 삽입홈(H)에 조각부재(310)를 삽입시킨다. 다음으로, 연결프레임(320)과 조각부재(310)가 삽입된 삽입프레임(330)을 관통하도록 체결수단을 체결시켜 연결프레임(320)과 삽입프레임(330)을 결합시킨다. First, the engraving member 310 is inserted into the insertion groove (H) of the insertion frame 330 provided on the connection frame 320. Next, the connecting frame 320 and the engraving member 310 is coupled to the fastening means so as to pass through the insertion frame 330 is inserted to combine the connecting frame 320 and the insertion frame 330.

다음으로, 삽입프레임(330) 간의 틈에 용접용 금속(5)을 충전시킨다. 그리고, 용접용 금속(5)을 이용하여 용접작업을 수행하여 삽입프레임(330) 간을 접합시킨다. 위와 같은 과정을 반복 수행함으로써 복합재료로 마련된 조각부재(310)가 용접작업에 의해 손상되지 않고서도 효율적으로 윈드 디플렉터(300)를 제작할 수 있게 된다.Next, the welding metal 5 is filled in the gap between the insertion frames 330. Then, the welding operation is performed using the welding metal 5 to bond the insertion frames 330. By repeating the above process, it is possible to efficiently produce the wind deflector 300 without damaging the engraving member 310 made of a composite material by the welding operation.

도 9를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 윈드 디플렉터(300)는 선체 전면에 구비되는 컨테이너(200) 높이의 75% 이상의 크기를 그 높이로 할 수 있다. 선체 전면에 구비되는 컨테이너(200) 높이를 H1라 할 때, 윈드 디플렉터(300)의 높이 H2는 H1의 75%인 것이 효율적이다. 12000TEU 모형으로 풍동실험을 한 결과 H1와 동일한 H2를 가진 경우 윈드 디플렉터(300)를 설치하지 않았을 때와 비교하여 88.4%의 선체공기저항을 나타내었다. 또한, H1의 75%인 H2로 한 경우 역시 88.4%의 선체공기저항을 나타내었다. 이는 일정수준 이상의 크기라면 기대효과가 유사하여 경제적인 효율이 떨어진다는 사실을 나타낸다. H1의 75%인 H2로 한 경우에는 윈드 디플렉터(300)를 지나는 공기 유동이 컨테이너(200) 정면에 부딪히지 않고 상부로 흐르게 되므로 이와 같은 결과를 나타내게 된다.Referring to FIG. 9, the wind deflector 300 according to the embodiment of the present invention may have a height of 75% or more of the height of the container 200 provided on the front surface of the hull. When the height of the container 200 provided on the front of the hull is H1, it is effective that the height H2 of the wind deflector 300 is 75% of H1. As a result of the wind tunnel test with the 12000TEU model, the hull air resistance was 88.4% as compared with the case where the wind deflector 300 was not installed in the case of H2 having the same H1. In the case of H2 with 75% of H1, hull air resistance was also 88.4%. This indicates that if the size is above a certain level, the expected effect is similar and the economic efficiency is lowered. H2, which is 75% of H1, the air flow passing through the wind deflector 300 does not hit the front surface of the container 200 but flows upward.

마찬가지로 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 윈드 디플레터는 선체 전면에 구비되는 컨테이너(200) 너비의 75% 이상의 크기를 그 상부 너비로 할 수 있다. 윈드 디플렉터(300)는 정면에서 보았을 때 상부가 직선 또는 직선에 가까운 곡선으로 이루어져 있는데, 이의 너비가 선체 전면에 구비되는 컨테이너(200) 너비의 75% 크기인 경우 앞과 같은 결과를 나타내었다. 선체 전면에 구비되는 컨테이너(200) 너비를 L1이라 할 때, 윈드 디플렉터(300)의 상부 너비 L2는 L1의 75%인 것이 효율적이다. 12000TEU 모형으로 풍동실험을 한 결과 L1와 동일한 L2를 가진 경우 윈드 디플렉터(300)를 설치하지 않았을 때와 비교하여 88.4%의 선체공기저항을 나타내었으며, L1의 75%인 L2로 한 경우 역시 88.4%의 선체공기저항을 나타내었다. 이는 일정수준 이상의 크기라면 기대효과가 유사하여 경제적인 효율이 떨이지는 것으로 판단된다. 즉, 윈드 디플렉터(300)를 지나는 공기 유동이 컨테이너(200) 정면에 부딪히지 않고 측부로 흐르게 되는 것이다.Likewise, the ship's wind deflector according to the embodiment of the present invention may have a width of 75% or more of the width of the container 200 provided on the front of the ship. When the width of the wind deflector 300 is 75% of the width of the container 200 provided on the front of the hull, the wind deflector 300 has the same result as above. When the width of the container 200 provided on the front of the hull is L1, it is effective that the upper width L2 of the wind deflector 300 is 75% of L1. 12000TEU model, it was 88.4% hull air resistance compared with the case without wind deflector 300 when L2 was the same as L1, and 88.4% when L2 was 75% Of the hull air resistance. This suggests that if the size is above a certain level, the expected effect is similar and the economic efficiency is reduced. That is, the air flow passing through the wind deflector 300 flows to the side without colliding against the front surface of the container 200.

본 발명의 실시 예에 따른 윈드 디플렉터(300)는 선체공기저항을 최소로 하는 최적의 형상을 구비할 수 있다. 여러 형상의 윈드 디플렉터(300)를 비교하기 위해 12000TEU에 대하여 풍동실험을 한 결과 일정 형상에서 윈드 디플렉터(300)가 없을 때와 비교하여 88.4%의 선체공기저항을 나타냄을 알 수 있었다. 이 실험에서는 통제변인으로 H2와 L2를 모두 H1와 L1에 비해 75%로 통일하였다. The wind deflector 300 according to the embodiment of the present invention may have an optimal shape that minimizes hull air resistance. In order to compare wind deflectors 300 of various shapes, a wind tunnel test was performed on 12000 TEU, and it was found that the air deflector has a hull air resistance of 88.4% as compared with the wind deflector 300 without any deflector 300. In this experiment, H2 and L2 were all unified as control variables at 75% of H1 and L1.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.The foregoing has shown and described specific embodiments. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention described in the following claims It will be possible.

100: 선박 200: 컨테이너
300: 윈드 디플렉터 310: 조각부재
320: 연결프레임 330: 삽입프레임100: Ship 200: Container
300: Wind deflector 310:
320: connection frame 330: insertion frame

Claims (12)

윈드 디플렉터의 일부인 조각부재;
상기 조각부재가 삽입 고정되는 삽입프레임; 및
상기 삽입프레임을 하측에서 지지하며, 상기 삽입프레임을 서로 연결시키는 연결프레임;을 포함하는 선박용 윈드 디플렉터.Engraving member that is part of the wind deflector;
An insertion frame into which the engraving member is inserted and fixed; And
And a connecting frame for supporting the insertion frame at a lower side and connecting the insertion frames to each other. 제1항에 있어서,
상기 삽입프레임은 상기 조각부재가 삽입되는 삽입홈을 포함하고,
상기 삽입홈은 내측 방향으로 갈수록 속직경이 커지다가 끝단에서 속직경이 좁아지는 선박용 윈드 디플렉터.The method of claim 1,
The insertion frame includes an insertion groove into which the engraving member is inserted,
The insertion groove is a marine wind deflector that the inner diameter increases in the direction toward the inner side is narrowed at the end. 제2항에 있어서,
상기 조각부재가 삽입되는 상기 삽입홈의 입구 쪽 직경은 상기 조각부재의 두께보다 작게 형성되어, 상기 조각부재가 압입되는 방식으로 상기 삽입홈에 삽입되는 선박용 윈드 디플렉터.3. The method of claim 2,
The inlet side diameter of the insertion groove into which the engraving member is inserted is formed to be smaller than the thickness of the engraving member, is inserted into the insertion groove in the manner in which the engraving member is pressed wind ship deflector. 제2항에 있어서,
상기 삽입프레임의 일측은 상기 삽입홈이 형성된 개방된 형상이고, 상기 삽입프레임의 타측은 상기 연결프레임 상부에 서로 대면하도록 배치된 선박용 윈드 디플렉터.3. The method of claim 2,
One side of the insertion frame is an open shape in which the insertion groove is formed, the other side of the insertion frame is a ship wind deflector disposed to face each other on the upper connection frame. 제4항에 있어서,
상기 삽입프레임은 상기 타측 사이의 틈에 충전된 용접용 금속을 이용하여 수행된 용접작업에 의해 서로 접합된 선박용 윈드 디플렉터.5. The method of claim 4,
The insertion frame is a ship wind deflector bonded to each other by a welding operation performed using a welding metal filled in the gap between the other side. 제2항에 있어서,
상기 조각부재는 상기 삽입홈의 형상에 대응되는 형태인 선박용 윈드 디플렉터.3. The method of claim 2,
The engraving member is a ship wind deflector in the form corresponding to the shape of the insertion groove. 제2항에 있어서,
상기 삽입홈에 삽입된 상기 조각부재의 외면에는 접착층과 상기 접착층 상부의 섬유층이 형성된 선박용 윈드 디플렉터.3. The method of claim 2,
Ship deflector for the outer surface of the engraving member inserted into the insertion groove is formed with an adhesive layer and a fiber layer on the adhesive layer. 제1항에 있어서,
상기 연결프레임의 일측에서 타측으로 상기 조각부재 또는 상기 삽입프레임을 관통하도록 체결되어, 상기 연결프레임과 상기 조각부재 또는 상기 삽입프레임을 결합시키는 체결수단을 더 포함하는 선박용 윈드 디플렉터.The method of claim 1,
The ship deflector further includes a fastening means coupled to the connecting member and the insertion frame from one side of the connecting frame to the other side, thereby coupling the connecting frame and the engraving member or the insertion frame. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 삽입프레임과 상기 연결프레임은 일체로 형성된 선박용 윈드 디플렉터.The method according to any one of claims 1 to 8,
The insertion frame and the connecting frame is a ship wind deflector integrally formed. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 선박용 윈드 디플렉터 제작방법에 있어서,
상기 연결프레임에 의해 지지되는 상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계를 포함하며,
상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계는 상기 삽입홈에 삽입되는 상기 조각부재의 외면에 접착층과 상기 접착층 상부의 섬유층을 형성하는 단계를 포함하는 선박용 윈드 디플렉터 제작방법.In the ship wind deflector manufacturing method according to any one of claims 1 to 8,
And inserting the engraving member into the insertion groove of the insertion frame supported by the connection frame.
And inserting the engraving member into the insertion groove of the insertion frame comprises forming an adhesive layer and a fiber layer on the adhesive layer on an outer surface of the engraving member inserted into the insertion groove. 제10항에 있어서,
상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계 이후에
상기 연결프레임과 상기 삽입프레임을 관통하도록 체결수단을 체결시켜 상기 연결프레임과 상기 삽입프레임을 결합시키는 단계를 더 포함하는 선박용 윈드 디플렉터 제작방법.11. The method of claim 10,
After inserting the engraving member into the insertion groove of the insertion frame
And fastening the fastening means to penetrate the connection frame and the insertion frame, thereby coupling the connection frame and the insertion frame to the ship wind deflector. 제10항에 있어서,
상기 삽입프레임의 삽입홈에 상기 조각부재를 삽입시키는 단계 이후에
상기 삽입프레임 간의 틈에 용접용 금속을 충전시키는 단계; 및
상기 용접용 금속을 이용하여 용접작업을 수행하여 상기 삽입프레임을 서로 접합시키는 단계;를 더 포함하는 선박용 윈드 디플렉터 제작방법.11. The method of claim 10,
After inserting the engraving member into the insertion groove of the insertion frame
Filling a gap between the insertion frames with welding metal; And
And welding the insertion frames to each other by performing a welding operation using the welding metal.
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CN114291205A (en) * 2021-12-02 2022-04-08 中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区 Novel surface of water patrol boat device with anti surge

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