KR101864355B1 - 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 선박추진장치의 선단에 익현(Chord)이 하부에서 상부로 갈수록 좁아지는 형태를 가지는 복수의 정류부재를 비대칭적으로 적용하는 한편, 정류부재의 일면에는 각각 피치각이 서로 다른 캠버(camber)를 다단 구성한 것이며, 이에따라 선박 추진 장치에서의 추력 감소 부분을 축소시킬 수 있도록 함은 물론, 높은 운항속도가 필요로 하는 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

정류부재가 적용되는 선박 추진 장치{Ship propulsion unit that rectifier unit is applied}

본 발명은 높은 운항속도를 가지는 선박(예; 고속선, 컨테이너 선박 등)의 추진장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박추진장치의 선단에 익현(Chord)이 하부에서 상부로 갈수록 좁아지는 형태를 가지는 복수의 정류부재를 비대칭적으로 적용하는 한편, 정류부재의 일면에는 각각 피치각이 서로 다른 캠버(camber)를 다단 구성하여, 선박 추진 장치에서의 추력 감소 부분을 축소시킬 수 있도록 하고, 이를 통해 높은 운항속도가 필요로 하는 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 추진력을 향상시키기 위해 선체의 선미에 덕트가 설치되는데, 이러한 덕트는 공개특허공보 제 2012-0065029 호(공개일 2012.06.20)에서와 같이, 길이방향으로 중공부를 가지는 원기둥 형상으로 이루어지고, 전방에서 덕트를 향하는 유동에 의해 소정의 받음각을 갖는 익형 단면을 갖는 것이다.

즉, 선행문헌에서의 덕트는 원주 방향으로 동일한 형태의 익형 단면을 가지면서, 전체적으로 압력면이 외측을 향하고 흡입면이 내측을 향하도록 설계되어 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 원기둥 형상의 덕트는, 덕트로 유입되는 유동에 의해 덕트의 상부 영역에서는 추력이 발생하는 반면, 덕트의 하부 영역에서는 과도한 받음각이 발생하게 되면서, 덕트의 하부 영역에서 유동 박리로 인해 저항력이 생성되고, 이러한 저항력은 덕트의 상부 영역에서 발생한 추력을 감쇠시킴으로써 선박의 추진 효율을 저감시키게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 선박추진장치의 선단에 익현(Chord)이 하부에서 상부로 갈수록 좁아지는 형태를 가지는 복수의 정류부재를 비대칭적으로 적용하는 한편, 정류부재의 일면에는 각각 피치각이 서로 다른 캠버(camber)를 다단 구성함으로써, 선박 추진 장치에서의 추력 감소 부분을 축소시킬 수 있도록 함은 물론, 높은 운항속도가 필요로 하는 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치는, 선박 프로펠러의 중심축으로부터 상향되어 방사형으로 설치되고, 익현의 하단부에서 상단부의 방향으로 폭이 좁아지는 비대칭 구조를 가지면서 선박 운항시 선수측에서 선미측으로 직선 유동하는 유체를 회전 유동으로 전환시키는 복수의 핀부재; 복수를 이루는 상기 핀부재의 일면에 각각 설치되면서, 핀부재들의 사이로 안내되어 회전 유동으로 전환되는 유체를 선박 프로펠러로 가이드하게 되는 다단의 캠버; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 핀부재들은 익현 상단부가 반원형 구조를 가지는 덕트에 의해 연결되어 지지되도록 구성한 것이다.

또한, 상기 덕트는 단면폭이 좁아지는 테이퍼진 사다리 형상을 가지는 비대칭의 반원형 구조물로 구성하거나, 또는 단면폭이 동일한 직사각 형상을 가지는 비대칭의 반원형 구조물로 구성한 것이다.

또한, 상기 핀부재들은 선체 방향에 인접하게 되는 리딩에지 포인트를 기준으로 2.5∼10°범위내의 피치각도를 가지면서 선미측의 상부영역에 선체에 방사형으로 설치 구성되는 것이다.

또한, 상기 핀부재들은 곡선면을 가지는 것이다.

또한, 상기 캠버는 직선 유동하는 유체가 회전 유동으로의 전환이 용이하게 이루어지도록 상기 곡선면에서 서로 다른 피치각도로 다단 돌출 형성되는 것이다.

또한, 상기 곡선면에 다단 형성되는 상기 캠버는 등간격 또는 서로 다른 간격을 유지하면서 배치되는 것이다.

또한, 상기 핀부재들의 제 1 길이는 선박 프로펠러의 제 2 길이보다 길게 구성하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 선박추진장치의 선단에 익현(Chord)이 하부에서 상부로 갈수록 좁아지는 형태를 가지는 복수의 정류부재를 비대칭적으로 적용하는 한편, 정류부재의 일면에는 각각 피치각이 서로 다른 캠버(camber)를 다단 구성한 것으로, 이를 통해 선박 추진 장치에서의 추력 감소 부분을 축소시킬 수 있도록 함은 물론, 높은 운항속도가 필요로 하는 선박의 추진 성능을 향상시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 선박 추진 장치에 정류부재를 설치한 상태를 보인 확대 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 정류부재에 포함되는 핀부재의 구조를 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예로 정류부재에 포함되는 핀부재와 덕트의 결합상태를 보인 사시도.
도 4는 정류부재가 설치되지 않은 종래 선박추진장치(100')와 정류부재를 설치한 본 발명 선박추진장치(100)의 유체 흐름을 비교한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 선박 추진 장치에 정류부재를 설치한 상태를 보인 확대 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 정류부재에 포함되는 핀부재의 구조를 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 정류부재에 포함되는 핀부재와 덕트의 결합상태를 보인 사시도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정류부재(S)가 적용되는 선박 추진 장치는, 핀부재(10)와 캠버(20), 그리고 이에 더하여 덕트(30)를 더 포함하여 구성할 수도 있는 것이다.

상기 핀부재(10)는 곡선면(D)을 가지면서 선박 프로펠러(100)의 중심축으로부터 상향되어 방사형으로 다단 설치되는 것으로, 각각의 핀부재(10)는 익현의 하단부(A1)에서 상단부(A2)의 방향으로 폭이 좁아지는 비대칭 구조를 가지면서 선박 운항시 선수측에서 선미측으로 직선 유동하는 유체를 회전 유동으로 전환시키도록 구성하여둔 것이다.

이때, 상기 핀부재(10)는 각각 선체 방향에 인접하게 되는 리딩에지 포인트를 기준으로 2.5∼10°범위내의 피치각도를 가지면서 선미측의 상부영역에서 선체에 방사형으로 설치되며, 상기 핀부재(10)들의 제 1 길이(L1)는 선박 프로펠러(100)의 제 2 길이(L2)보다 길게 구성하여둔 것이다.

상기 캠버(20)는 복수를 이루는 상기 핀부재(10)의 일면에 각각 다단 돌출 형성되는 것으로, 상기 핀부재(20)들의 사이로 안내되어 회전 유동으로 전환되는 유체를 선박 프로펠러(100)로 가이드하게 되는 것이다.

이때, 상기 캠버(20)는 직선 유동하는 유체가 회전 유동으로의 전환이 용이하게 이루어지도록 상기 곡선면(D)에서 서로 다른 피치각도로 다단 돌출 형성됨은 물론, 상기 곡선면(D)에 다단 형성되는 상기 캠버(20)들은 등간격 또는 서로 다른 간격을 유지하면서 배치가 이루어지는 것이다.

상기 덕트(30)는 상기 핀부재(10)들의 익현 상단부(A2)를 연결하여 상기 핀부재(10)를 지지함은 물론 직선유동하는 유체를 회전 유동으로 전환시 발생하는 진동을 흡수할 수 있도록 하는 반원형 구조물로, 단면폭이 좁아지는 테이퍼진 사다리 형상을 가지는 비대칭의 반원형 구조물로 구성하지만, 단면폭이 동일한 직사각 형상을 가지는 비대칭의 반원형 구조물로 구성할 수도 있는 것이다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 정류부재(S)가 적용되는 선박 추진 장치는 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 우선 선박 추진 장치를 이용한 선박 운항시, 선체를 따라 선수측에서 선미측으로 유체가 직선 유동을 하게 되고, 이렇게 직선 유동하는 유체는 선미측의 상향 위치에서 방사형으로 설치되는 정류부재(S)에 포함되는 핀부재(10)들의 사이를 통해 프로펠러(100)로 유입된다.

이때, 상기 핀부재(10)들은 곡선면(D)을 가지면서 선체 방향에 인접하게 되는 리딩에지 포인트를 기준으로 2.5∼10°범위내의 피치각도로 선미측에 설치되어 있으므로, 상기 핀부재(10)들의 사이에 마련되는 유로를 통해 직선 유동하는 유체는 회전 유동으로 전환된다.

그리고, 상기 핀부재(10)들의 곡선면(D)에 다단 형성되는 캠버(20)들은 상기 회전 유동으로 전환되는 유체를 선박 프로펠러(100)로 가이드하게 되는 바, 상기 프로펠러(100)의 회전에 따른 선박의 추진 성능은 향상될 수 있게 되는 것이다.

즉, 첨부된 도 4에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정류부재(S)를 설치하지 않을 경우 종래에는 회전하는 선박 프로펠러(100')에 직선 유동하는 유체가 유입되면서, 상기 유체가 프로펠러(100')의 회전력을 저하시키는 저항체로 작용하여, 상기 프로펠러(100')의 회전에 따른 추진력을 감소시키게 된다.

반면, 첨부된 도 4에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정류부재(S)를 설치할 경우, 회전하는 선박 프로펠러(100)에는 직선 유동이 회전 유동으로 전환된 유체가 유입되므로, 회전 유동하는 유체에 의해 프로펠러(100)의 회전력은 증대되면서, 상기 프로펠러(100)의 회전에 따른 추진력은 높아질 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 핀부재 20; 캠버
300; 덕트 100, 100'; 프로펠러
S; 정류부재

Claims (8)

1. 선박 프로펠러의 중심축으로부터 상향되어 방사형으로 설치되고, 익현의 하단부에서 상단부로 폭이 좁아지는 비대칭 구조를 가지면서 선박 운항시 선수측에서 선미측으로 직선 유동하는 유체를 회전 유동으로 전환시키는 복수의 핀부재; 및,
   복수를 이루는 상기 핀부재의 일면에 각각 설치되고, 핀부재들 사이로 안내되어 회전유동으로 전환되는 유체를 선박 프로펠러로 가이드하게 되는 다단의 캠버; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 핀부재들은 익현 상단부가 반원형 구조를 가지는 덕트에 의해 연결되어 지지되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 덕트는 단면폭이 좁아지는 테이퍼진 사다리 형상을 가지는 비대칭의 반원형 구조물로 구성하거나, 또는 단면폭이 동일한 직사각 형상을 가지는 비대칭의 반원형 구조물로 구성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 핀부재들은 선체 방향에 인접하게 되는 리딩에지 포인트를 기준으로 2.5∼10°범위내의 피치각도를 가지면서 선미측의 상부영역에 선체에 방사형으로 설치 구성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 핀부재들은 곡선면을 형성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 캠버는 직선 유동하는 유체가 회전 유동으로의 전환이 용이하게 이루어지도록 상기 곡선면에서 서로 다른 피치각도로 다단 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 곡선면에 다단 형성되는 상기 캠버는 등간격 또는 서로 다른 간격을 유지하면서 배치하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 핀부재들의 제 1 길이는 선박 프로펠러의 제 2 길이보다 길게 구성하는 것을 특징으로 하는 정류부재가 적용되는 선박 추진 장치.

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