KR101801863B1 - 조파 저항 저감 장치 - Google Patents

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Abstract

조파 저항 저감 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치는 선박의 선수부에 마련된 벌브; 상기 벌브의 상부에서 팽창 가능한 팽창 공간을 형성하는 탄성 부재; 상기 팽창 공간으로 유체를 공급하여 팽창 시키는 유체 공급부; 및 상기 팽창 공간의 팽창으로 변형된 상기 탄성 부재의 형상이 설정된 형상을 갖도록 상기 팽창 공간으로 유체가 공급되지 않는 초기에 상기 탄성 부재의 아래에서 상기 탄성 부재와 적어도 부분적으로 밀착되어 상기 탄성 부재의 초기 두께를 위치 별로 조정하는 두께 조정부를 포함한다.

Description

조파 저항 저감 장치{APPARATUS FOR REDUCING WAVE RESISTANCE}
본 발명은 조파 저항 저감 장치에 관한 것이다.
선박의 벌브(bulb)는 선박의 운항 시 선박의 선체에서 나오는 파(wave)에 의한 조파 저항을 감소시키려는 목적으로 고안되어 일반 상선에 널리 사용되고 있다. 통상적으로 벌브는 선박이 만재흘수와 계획속도로 운항할 때 조파 저항이 최소가 되도록 제작된다.
그러데 최근 선박은 만재흘수-계획속도를 갖는 운항 조건과 다른 조건에서 운항하는 경우가 대부분이다. 특히 운송하고자 하는 화물이 선박에 실을 수 있는 최대 용량(capacity) 보다 작은 경우가 대부분이고, 심지어는 선종에 따라서 화물을 전혀 싣지 않은 경하상태에서도 운항하는 경우가 많이 있다.
또한 최근 선박은 에너지 소모율 혹은 운항 일정에 따라서 대부분의 경우 계획 속도 보다 낮은 속도로 운항하게 된다.　그 이유는 연료 소모율, 궁극적으로는 연료비를 낮추고자 하기 위함이다.
따라서 만재흘수-계획속도를 갖는 운항 조건에서 제작된 벌브는 이와 다른 조건에서 오히려 선박의 조파 저항을 증가시키는 요인으로 작용한다.
본 발명의 실시예는, 운항 조건에 따라 조파 저항을 효과적으로 저감할 수 있는 조파 저항 저감장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 선수부에 마련된 벌브; 상기 벌브의 상부에서 팽창 가능한 팽창 공간을 형성하는 탄성 부재; 상기 팽창 공간으로 유체를 공급하여 팽창 시키는 유체 공급부; 및 상기 팽창 공간의 팽창으로 변형된 상기 탄성 부재의 형상이 설정된 형상을 갖도록 상기 팽창 공간으로 유체가 공급되지 않는 초기에 상기 탄성 부재의 아래에서 상기 탄성 부재와 적어도 부분적으로 밀착되어 상기 탄성 부재의 초기 두께를 위치 별로 조정하는 두께 조정부를 포함하는, 조파 저항 저감 장치가 제공될 수 있다.
상기 탄성 부재는 플레이트 형상을 가지며, 상기 팽창 공간은 상기 탄성 부재와 상기 두께 조정부 사이에 형성될 수 있다.
상기 탄성 부재는 풍선 형상을 가지며, 상기 팽창 공간은 상기 탄성 부재의 내부에 위치할 수 있다.
상기 벌브의 상부에는 아래로 오목한 오목부가 형성되고, 상기 두께 조정부는, 상기 오목부의 바닥면에 형성되고, 위로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 벌브의 상부 외판에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀은 상기 상부 외판의 내측면에 고정되는 내판에 의해 폐쇄되고, 상기 오목부는 상기 관통홀의 측면과 상기 내판의 상면으로 이루어질 수 있다.
상기 두께 조정부는 상기 오목부에서 외부로 돌출되지 않는 구조를 가질 수 있다.
초기에 상기 두께 조정부와 적어도 부분적으로 밀착된 상기 탄성 부재의 상면은 상기 벌브의 상부 외판의 상면과 연속성을 가지고 연결될 수 있다.
상기 탄성 부재의 가장자리는 링 형상의 브라켓에 의해 오목부의 바닥에 압착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 두께 조정부가 팽창 공간의 팽창으로 변형된 탄성 부재의 형상이 설정된 형상을 갖도록 유도함으로써, 운항 조건에 대응하여 탄성 부재의 형상을 변형하여 조파 저항을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치를 나타내는 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치의 일부를 분해한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치의 일부를 측면에서 바라본 단면도이고,
도 5는 도 4에서 팽창 공간에 유체가 공급되어 팽창된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 탄성 부재가 변형된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치의 일부를 분해한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치의 일부를 측면에서 바라본 단면도이고, 도 5는 도 4에서 팽창 공간에 유체가 공급되어 팽창된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치(100)는, 벌브(110)와, 탄성 부재(120)와, 유체 공급부(130)와, 두께 조정부(150)를 포함할 수 있다.
벌브(110)는 선박(10)의 선수부에 마련된다. 벌브(110)는 특정 운항 조건에서 선박(10)의 조파 저항 감소 효과가 극대화 되도록 제작될 수 있다. 일례로, 벌브(110)는 경하흘수 및 계획선속에서 선박(10)의 조파 저항 감소 효과가 극대화 되도록 제작될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 벌브(110)의 상부에는 아래로 오목한 오목부(111)가 형성될 수 있다.
예컨대, 벌브(110)의 상부 외판에는 상측으로 개방된 관통홀(115)이 형성될 수 있다. 관통홀(115)은 상부 외판의 내측면에 고정되는 내판(140)에 의해 폐쇄될 수 있다. 관통홀(115)의 측면과 내판(140)의 상면은 아래로 오목한 오목부(111)를 형성한다.
이 외에도 다양한 방식으로 벌브(110)의 상부에 오목부(111)가 형성될 수 있음은 물론이다.
위와 같은 오목부(111)의 바닥에는 후술하는 두께 조정부(150)가 형성될 수 있으며, 이에 대한 설명은 후술한다.
탄성 부재(120)는 벌브(110)의 상부에서 팽창 가능한 팽창 공간(121)을 형성한다.
탄성 부재(120)가 형성하는 팽창 공간(121)은 도 4와 같은 수축된 상태에서 도 5와 같이 팽창될 수 있다. 탄성 부재(120)는 팽창 공간(121)이 팽창하거나 수축할 때 신축 가능한 재질을 가질 수 있다.
본 실시예에서, 탄성 부재(120)는 도 3 및 도 4와 같이 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(120)와 그 아래에 위치하는 두께 조정부(150) 사이에 팽창 공간(121)이 형성될 수 있다.
또는 탄성 부재는 도시되지 않았으나 풍선 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 팽창 가능한 팽창 공간은 탄성 부재의 내부에 위치할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 탄성 부재(120)는 벌브(110)의 상부에 형성된 오목부(111)의 바닥에 고정 될 수 있다. 또는 도시되지 않았으나 탄성 부재(120)는 벌브(110)의 상부 외판 상에 형성될 수 있다.
유체 공급부(130)는 상기 팽창 공간(121)으로 유체를 공급한다. 유체 공급부(130)(130)가 공급하는 유체는 공기와 같은 기체 또는 물과 같은 액체일 수 있다.
일례로, 팽창 공간(121)으로 공급되는 유체가 공기인 경우, 유체 공급부(130)(130)는 에어 펌프를 포함할 수 있다. 에어 펌프는 선박(10)에 탑재된 에어 저장 탱크에서 에어를 펌핑하여 공급 라인(135)을 통해 팽창 공간(121)으로 공급한다.
다른 예로, 팽창 공간(121)으로 공급되는 유체가 물인 경우, 유체 공급부(130)(130)는 워터 펌프를 포함할 수 있다. 워터 펌프는 선박(10)에 탑재된 워터 저장 탱크에서 물을 펌핑하여 공급 라인(135)을 통해 팽창 공간(121)으로 공급한다.
팽창 공간(121)이 수축한 도 4와 같은 초기 상태에서 유체 공급부(130)가 팽창 공간(121)으로 유체를 공급하면, 도 5와 같이 팽창 공간(121)은 팽창하고 탄성 부재(120)는 신장하며 변형된다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 두께 조정부(150)는 유체 공급부(130)에서 팽창 공간(121)으로 유체를 공급하여 팽창 공간(121)이 팽창할 때 탄성 부재(120)의 형상이 설정된 형상을 갖도록 유도한다.
두께 조정부(150)는 탄성 부재(120)의 아래에 위치할 수 있다. 두께 조정부(150)는 팽창 공간(121)으로 유체가 공급되지 않은 도 4와 같은 초기에 탄성 부재(120)와 적어도 부분적으로 밀착되어 탄성 부재(120)의 초기 두께를 위치 별로 조정한다.
예컨대, 두께 조정부(150)는 위로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이때, 탄성 부재(120)는 그 아래에 위치한 두께 조정부(150)에 밀착된 상태에서 볼록한 두께 조정부(150)의 정상에 가까울수록 두께가 얇아지도록 초기 두께가 조정될 수 있다.
위와 같이 두께 조정부(150)에 의해 위치 별로 탄성 부재(120)의 초기 두께가 조정된 상태에서 팽창 공간(121)으로 유체가 공급되어 팽창하면, 탄성 부재(120) 중 초기 두께가 두꺼운 부분은 덜 신장하고 초기 두께가 얇은 부분은 더 신장하게 되어 탄성 부재(120)는 설정된 형상으로 변형될 수 있다.
두께 조정부(150)의 구체적인 형상은 팽창 공간(121)이 팽창할 때 탄성 부재(120)의 형상이 설정된 형상을 갖도록 결정될 수 있다.
두께 조정부(150)는 도 4와 같이 벌브(110)의 상부에 형성된 오목부(111)의 바닥 또는 내판(140)의 상면에 형성될 수 있다.
두께 조정부(150)는 상기 오목부(111)에서 외부로 돌출되지 않도록 형성될 수 있다. 그리고 탄성 부재(120)는 도 4와 같은 초기에 두께 조정부(150)와 적어도 부분적으로 밀착된 상태로 벌브(110)의 상부에 형성된 오목부(111)의 바닥에 고정될 수 있다.
이때, 탄성 부재(120)의 상면은 벌브(110)의 상부 외판의 상면과 연속성을 가지고 연결될 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(120)가 벌브(110)의 상부 외판에서 돌출됨으로써 발생될 수 있는 마찰 저항의 증가를 방지할 수 있다. 그리고 선박이 벌브(110)의 설계 조건이 되는 특정 운항 조건에서 운항할 때, 탄성 부재(120)가 도 3과 같은 초기에 상부 외판에서 돌출되지 않음으로써 상기 특정 운항 조건에서의 벌브(110)의 조파 저항 성능이 유지될 수 있다.
탄성 부재(120)는 그 가장자리부가 오목부(111)의 바닥에 볼트 결합되거나 접착 결합될 수 있다.
탄성 부재(120)의 가장자리는 링 형상의 브라켓(160)에 의해 오목부(111)의 바닥에 압착될 수 있다. 브라켓(160)은 탄성 부재(120) 및 브라켓(160)을 관통하는 볼트에 의해 오목부(111)의 바닥에 고정될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
탄성 부재(120)의 가장자리에는 브라켓(160)이 삽입되는 브라켓 삽입홈(124)이 형성될 수 있다. 이 경우, 브라켓(160)의 상면이 벌브(110)의 상부 외판의 상면과 연속성을 가지고 연결될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 팽창 공간(121)으로 유체를 공급하기 위한 공급 라인(135)은 내판(140)과 두께 조정부(150)를 관통하여 팽창 공간(121)으로 연결될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
도 6은 도 1의 탄성 부재가 변형된 상태를 나타내는 도면이다. 이하, 도 1 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 조파 저항 저감 장치(100)의 작동 과정을 예를 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 선박이 벌브(110)의 설계 조건이 되는 특정 운항 조건(ex. 만재 흘수, 계획 선속)에서 운항될 때 유체 공급부(130)는 작동하지 않는다. 이때, 팽창 공간(121)은 수축 상태를 유지하고 탄성 부재(120)의 상면은 상기 특정 운항 조건에서 설계된 벌브(110)의 상부 형상의 일부를 구성한다.
이 경우, 상기 특정 운항 조건(ex. 만재 흘수, 계획 선속)에서 선박의 조파 저항 감소 효과를 극대화 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 선박이 벌브(110)의 설계 조건이 특정 운항 조건과 다른 운항 조건(ex. 경하 흘수, 계획 선속)에서 운항될 때, 유체 공급부(130)가 작동하여 팽창 공간으로 유체를 공급한다. 이 경우, 팽창 공간은 팽창하고 탄성 부재(120)는 변경된 운항 조건(ex. 경하 흘수, 계획 선속)에서 조파 저항의 감소 효과를 극대화 하기 위해 필요한 형상으로 변형된다.
이 경우, 변경된 운항 조건(ex. 경하 흘수, 계획 선속)에서 선박의 조파 저항 감소 효과를 극대화 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10 : 선박
100 : 조파 저항 저감 장치
110 : 벌브
120 : 탄성 부재
130 : 유체 공급부

Claims (8)

  1. 선박의 선수부에 마련된 벌브;
    상기 벌브의 상부에서 팽창 가능한 팽창 공간을 형성하는 탄성 부재;
    상기 팽창 공간으로 유체를 공급하여 팽창 시키는 유체 공급부; 및
    상기 팽창 공간의 팽창으로 변형된 상기 탄성 부재의 형상이 설정된 형상을 갖도록 상기 팽창 공간으로 유체가 공급되지 않는 초기에 상기 탄성 부재의 아래에서 상기 탄성 부재와 적어도 부분적으로 밀착되어 상기 탄성 부재의 초기 두께를 위치 별로 조정하는 두께 조정부를 포함하는, 조파 저항 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 플레이트 형상을 가지며,
    상기 팽창 공간은 상기 탄성 부재와 상기 두께 조정부 사이에 형성되는, 조파 저항 저감 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 풍선 형상을 가지며,
    상기 팽창 공간은 상기 탄성 부재의 내부에 위치하는, 조파 저항 저감 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 벌브의 상부에는 아래로 오목한 오목부가 형성되고,
    상기 두께 조정부는,
    상기 오목부의 바닥면에 형성되고, 위로 볼록한 형상을 가지는. 조파 저항 저감 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 벌브의 상부 외판에는 관통홀이 형성되고,
    상기 관통홀은 상기 상부 외판의 내측면에 고정되는 내판에 의해 폐쇄되고,
    상기 오목부는 상기 관통홀의 측면과 상기 내판의 상면으로 이루어지는, 조파 저항 저감 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 두께 조정부는 상기 오목부에서 외부로 돌출되지 않는 구조를 가지는, 조파 저항 저감 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    초기에 상기 두께 조정부와 적어도 부분적으로 밀착된 상기 탄성 부재의 상면은 상기 벌브의 상부 외판의 상면과 연속성을 가지고 연결되는, 조파 저항 저감 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 가장자리는 링 형상의 브라켓에 의해 오목부의 바닥에 압착되는, 조파 저항 저감 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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