KR101985450B1 - 선체의 덕트 지지구조 및 그 덕트 지지구조를 갖는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 덕트 상부에 십자형태의 부가물을 추가하여 상하 좌우로 작용하는 힘에 견딜 수 있는 지지구조를 채택함으로써, 덕트 내부에 별도의 지지물이 없으므로 선체 특히, 축과 관련된 별도의 용접 등의 활동이 필요하지 않아 덕트 설치 시 유지/보수 등이 용이한 선체의 덕트 지지구조 및 그 덕트 지지구조를 갖는 선박에 관한 것이다.

Description

선체의 덕트 지지구조 및 그 덕트 지지구조를 갖는 선박{Duct Supporting Structure of Vessel and Vessel Having the same}

본 발명은 선체의 덕트 지지구조에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 덕트 상부에 십자 형태의 부가물을 추가하여 상하, 좌우로 작용하는 힘에 견딜 수 있는 지지구조를 구비함으로써, 덕트 내부에 별도의 지지물이 없으므로 선체 특히, 축과 관련된 별도의 용접 등의 활동이 필요하지 않아 덕트 설치 시 유지 보수 등이 용이한 선체의 덕트 지지구조 및 그 덕트 지지구조를 갖는 선박에 관한 것이다.

최근 환경 문제의 관점에서 지구 온난화 방지나 대기 오염 방지 등이 분야를 막론하고 가장 중요한 과제가 되고 있다.

선박에 있어서도 에너지 효율의 향상이나 온실 효과 가스(이산화탄소)의 배출 억제가 강하게 요구되고 있다.

선박의 에너지 효율, 즉 선박의 추진 효율 향상을 도모하기 위하여, 에너지 절약 추진 장치나 에너지 절약 장치(Device)라고 불리는 장치를 선체에 부착하는 경우가 증가하고 있다.

에너지 절약 장치로는 선박의 프로펠러 전방에 부착되는 링(ring) 모양의 노즐이나 덕트가 있다.

노즐이나 덕트는 프로펠러 작동 시, 흡인(吸引) 작용에 의해 덕트 자체에 발생하는 추력(thrust)과 전방에서의 유체의 흐름을 정류하여 프로펠러 면에 초래하는 반류(伴流) 이득에 의해 추진 효율을 향상시키는 것이다.

덕트나 노즐은 프로펠러의 회전시 발생하는 흡입 작용에 의해 프로펠러의 전방 유체를 가속함으로부터 덕트나 노즐 자체에서 발생하는 선박 진행 방향으로의 부가 추력을 발생시키고 선체의 선미 형상에 기인하여 발생하는 프로펠러의 전방에서의 불규칙한 유체를 가속 정류하여 추진 효율의 향상과 프로펠러의 기진력을 감소시키는 역할을 한다.

이러한 이유로, 노즐이나 덕트는 그 단면 형상을 날개 형 또는 유선형으로 하는 것이 일반적이다. 즉, 노즐이나 덕트의 단면 형상을 내측에 곡면을 갖는 형상으로 함으로써, 양력(揚力)이 더 크고, 정류(整流) 작용이 더 높은 것으로 할 수 있었다.

그리하여,「선체의 선미부(船尾部) 근방 양현(兩舷)에 있어서, 정면 형상이 링 모양으로, 측면 형상이 대략 역삼각형 모양의 노즐을 부착한 것을 특징으로 하는 선박」이 제안되고 있다. 이 노즐(덕트)은, 단면 형상이 날개 형으로 되어 있고, 선박의 진행 중에 노즐에 발생하는 양력을 이용하여 추력을 얻게 되는 것이다. 즉, 추력을 분담함으로써 프로펠러 하중도(荷重度)를 저감하고, 전체의 추력 향상을 도모한다.

또한, 「선체 선미부와 프로펠러 사이에, 측면에서 본 형상이 거의 역삼각형 모양의 링 모양 노즐을 설치하고, 이 노즐 후단부의 지름이 프로펠러 지름의 50% ~ 80％의 크기가 되도록 하는 동시에, 노즐 후 단면과 프로펠러 외주 선 단부의 수평 거리가 프로펠러 지름의 10% ~ 30％가 되도록 구성한 선박 제안되고 있다. 이 선박에 설치된 덕트도, 단면 형상이 날개 형으로 되어 있고, 같은 효과에 의해 추진 효율의 향상을 도모하고 있다.

등록특허 제 10-0193347호에는 선미덕트 부착 선박이 개시되어 있다.

도 1은 종래 선체의 덕트 지지구조를 보인 측면도이고, 도 2는 종래 선체의 덕트 지지구조를 보인 배면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 프로펠러(3) 전방의 선체(2)에 축대칭 형상의 덕트(11)가 장착되고, 좌 스트럿(Strut : 지지목)(12) 및 우 스트럿(Strut; 지지목)(13)에 의해서 덕트(11)가 선체(2)의 선미(2a)에 고정된다.

선미(2a)의 하부 측을 후방으로 돌출시켜서 선체 연장부(15)를 형성하고, 그 선체 연장부(15)에 의해 덕트(11)의 하부를 고착하도록 구성된다.

그러나, 종래 선체의 덕트 지지구조는 좌 스트럿(Strut : 지지목)(12) 및 우 스트럿(Strut; 지지목)(13)에 의해서 덕트(11)가 선체(2)의 선미(2a)에 고정되는 구조이므로, 덕트(11) 상부가 견고하게 지지되지 못하여 구조적으로 강성이 취약하고, 덕트 설치 시 유지 보수에 많은 어려움과 비용이 증가하는 문제가 있다.

KR 등록번호 10-0193347

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 덕트와 선체 간의 부가적인 연결 구조물(스트럿)을 제거하고, 덕트 상부에 십자형태의 부가물을 추가하여 상하, 좌우로 작용하는 힘에 견딜 수 있는 구조를 구비함으로써, 덕트 내부에 별도의 지지물이 없으므로 선체 특히, 축과 관련된 별도의 용접 등의 활동이 필요치 않기 때문에 덕트 설치 시 유지 보수 등이 용이함은 물론 덕트 자체의 유체역학적 설계 시에도 성능 추정의 정도를 높일 수 있는 선체의 덕트 지지구조 및 그 덕트 지지구조를 갖는 선박을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 선체의 덕트 지지구조는 프로펠러 작동 시, 흡인(吸引) 작용에 의해 추력(thrust)과 유체의 흐름을 정류하여 추진 효율을 향상시키기 위한 덕트를 선체의 선미에 고정 지지하는 구조에 있어서, 상기 덕트의 하부는 상기 선미에 지지되고, 상기 덕트의 상부는 지지 부에 의해서 상기 선미에 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선체의 덕트 지지구조에 있어서, 상기 덕트의 상부는 상기 지지 부에 의해서 상기 선미에 용접 고정되며, 상기 지지 부는 선체 후방에 볼 때 십자형 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 선체의 덕트 지지구조에 있어서, 상기 덕트의 하부는 상기 선미에 일체로 형성되거나, 상기 덕트의 하부는 상기 선미에 분리 형성되고, 용접으로 고정될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 십자형 지지 장치를 덕트 상부에 장착함으로써, 선체와 덕트의 결합에 따른 다양한 힘의 방향에 대한 구조적 안정성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 유체역학적 성능을 고려하여 형상을 최적화함으로써, 덕트 주변 유체 흐름을 파악하여 추가적으로 저항증가, 자항성능 저하 및 캐비테이션 문제가 발생하지 않는다.

도 1은 종래 선체의 덕트 지지구조를 보인 측면도
도 2는 종래 선체의 덕트 지지구조를 보인 배면도
도 3은 본 발명에 따른 선체의 덕트 지지구조를 보인 측면도
도 4는 도 3의 A부분 확대도
도 5는 도 3의 요부 확대 사시도
도 6은 본 발명에 따른 선체의 덕트 지지구조를 보인 배면도

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선체의 덕트 지지구조 및 그 덕트 지지구조를 갖는 선박에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 선체의 덕트 지지구조를 보인 측면도, 도 4는 도 3의 A부분 확대도, 도 5는 도 3의 요부 확대 사시도 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 선체의 덕트 지지구조를 보인 배면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선체의 덕트 지지구조는, 프로펠러(3) 작동 시, 흡인(吸引) 작용에 의해 추력(thrust)과 유체의 흐름을 정류하여 추진 효율을 향상시키기 위한 덕트(110)를 선체(2)의 선미(2a)에 고정 지지함에 있어서, 상기 덕트(110)의 하부는 선미(2a)에 지지되고, 덕트(110)의 상부는 지지 부(120)에 의해서 선미(2a)에 지지되도록 한다.

상기 덕트(110)의 하부는 설계조건에 따라 선미(2a)에 일체로 형성될 수도 있고, 선미(2a)와 분리 구성된 후 용접에 의해 고정될 수도 있다.

상기 덕트(110)의 상부를 선체(2)에 고정하는 상기 지지 부(120)는 선체 후방에 볼 때 십자형상을 갖는데, 좌우 양측에 수평 부(121)가 형성되고, 상기 수평 부(121)의 중심을 수직으로 가로질러 수직 부(122)가 형성된다(도 5 및 도 6 참조).

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선체의 덕트 지지구조는, 프로펠러(3) 앞쪽에 위치한 덕트(110)는 선미(2a)와 만나게 되는 하부 구조를 갖고, 덕트(110)의 상부는 십자형의 지지 구조물, 즉 지지 부(120)를 결합하여 길이방향 및 상하 좌우로도 구조적 안정성을 기대할 수 있다.

본 발명에 따른 선박은, 덕트(110)의 하부가 선미(2a)에 지지되고, 덕트(110)의 상부가 지지 부(120)에 의해서 선미(2a)에 지지되는 구조를 갖는 것으로, 종래 기술의 문제점을 감안하여, 덕트(110)와 선체(2) 간의 부가적인 연결 구조물을 제거하고 덕트(110) 상부에 십자형태의 부가물을 추가하여 상하 좌우로 작용하는 힘에 견딜 수 있는 구조를 갖는다.

덕트(110) 내부에 별도의 지지물(스트럿)이 없으므로 선체 특히, 축(2b)과 관련된 별도의 용접 등의 작업이 필요하지 않기 때문에 덕트(110) 설치 시 유지/보수 등이 용이함은 물론 덕트(110) 자체의 유체 역학적 설계 시에도 성능 추정의 정도를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 십자형 지지 장치를 덕트 상부에 장착함으로써, 선체와 덕트의 결합에 따른 다양한 힘의 방향에 대한 구조적 안정성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 유체역학적 성능을 고려하여 형상을 최적화함으로써, 덕트 주변 유체 흐름을 파악하여 추가적으로 저항증가, 자항성능 저하 및 캐비테이션 문제가 발생하지 않도록 한다.

2: 선체
2a: 선미
2b: 축
3: 프로펠러
110: 덕트
120: 지지 부
121: 수평 부
122: 수직 부

Claims (6)

1. 프로펠러 작동 시, 흡인(吸引) 작용에 의해 추력(thrust)과 유체의 흐름을 정류하여 추진 효율을 향상시키기 위한 덕트를 선체의 선미에 고정 지지하는 구조에 있어서, 상기 덕트의 하부는 상기 선미에 지지되고, 상기 덕트의 상부는 지지 부에 의해서 상기 선미에 지지되되,
   상기 덕트의 상부는 상기 지지 부에 의해서 상기 선미에 용접 고정되고, 상기 지지 부는 선체 후방에 볼 때 십자 형상을 가지며,
   상기 지지 부는, 좌우 양측에 수평 부가 형성되고, 상기 수평 부의 중심을 수직으로 가로질러 수직 부가 형성되는 것을 특징으로 하는 선체의 덕트 지지구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 덕트의 하부는 상기 선미에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 선체의 덕트 지지구조.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 덕트의 하부는 상기 선미에 분리 형성되고, 용접으로 고정되는 것을 특징으로 하는 선체의 덕트 지지구조.
6. 삭제

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