KR200218546Y1 - 추진효율이 향상된 선체구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 추진효율이 향상된 선체구조에 관한 것으로, 선체(1)의 선저(2) 에 하방으로 개방된 반원통형의 터널(4)을 형성하고, 선저(2)의 바닥면이 이루는 가상 수평선 위치에 스크류(5)와 러더(6)를 설치함으로써 스크류(5)의 회전시 선저 (2)내측의 터널(4)을 흐르는 해수와 선저(2)밑을 흐르는 해수사이에 밀도차가 발생하도록 하여 스크류(5)의 회전부하를 줄여줌으로써 스크류(5)의 고속회전이 가능하도록 하여 선박의 추진력을 극대화시킬 수 있도록 한 것이며, 스크류(5)와 러더(6)가 선체(1)의 선저(2)에 대하여 상대적으로 높은 위치에 설치되어 해수면이 얕은 항구의 입,출항 및 선체의 정박이 용이하도록 설계한 것이다.

Description

추진효율이 향상된 선체구조 {A hull construction capable of enhanced propulsive efficiency}

본 고안은 추진력의 향상이 가능한 선저구조를 갖는 선체에 관한 것으로, 상세히는 선체의 선저에 하방으로 개방된 반원통형 터널을 선체의 길이방향을 따라 연장형성하고, 이 터널의 후미에 스크류와 러더를 설치함으로써 스크류의 회전에 의해 터널 내부로 유입된 물이 터널후방으로 분사되면 선저의 수평선상 아래의 스크류는 정상밀도의 해수를 추진시켜 주고, 터널 내부의 해수경로는 정상밀도의 해수경로보다 길이가 길어 상대적으로 밀도가 낮아지게 되므로 스크류의 회전저항이 적어져 높은 회전력을 발생하게 하여 추진력의 향상이 가능하도록 함과 동시에 스크류와 러더의 대부분이 터널 내부에 설치되어 저수면에서도 운행이 가능하도록 한 것이다.

일반적으로 FRP로 제작되는 소형 어선의 경우에는 소형 디젤엔진을 탑재하거나 선외모터를 탑재하고 있는데, 소형 디젤엔진을 탑재한 선박의 경우에는 선체의 선저 즉, 킬(용골)의 하부로 스크류와 러더가 돌출설치되어 수심이 얕은 지역에서의 운항이 불가능하게 되거나, 이 스크류와 러더가 설치되는 선체의 선저 후부는 킬과 거의 수직으로 단차가 형성되어 있어 역학적으로 유체의 흐름에 많은 저항이 걸리게 되어 추진력이 떨어지게 됨으로써 연료의 낭비롸 아울러 선박의 속도가 떨어지게 되는 단점이 있었다.

또, 선외모터를 탑재한 선박의 경우에는 높은 추진력을 얻을 수는 있으나, 가솔린(휘발유와 엔진오일의 혼합연료)을 연료로 사용함으로써 유류비부담이 높을 뿐만 아니라, 전량 수입에 의존하는 선외모터가 매우 고가이어서 구입에 많은 경제적인 부담이 있었고, 조작 또는 관리부실에 의해 고장이 발생한 경우 수리비용은 물론 선박의 운항이 불가능하게 되는 폐단이 있었다.

본 고안은 상기한 종래 선박의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 종래의 선내기를 비롯하여 선외기나 워터제트 엔진을 탑재한 선박에 비하여 매우 저렴하게 제작할 수 있고, 종전 선박에 비해 동일한 마력의 엔진을 탑재하더라도 추진력의 향상이 가능하도록 하여 연료의 절감과 고속운행이 가능하도록 함과 동시에 저수면에서도 운행이 가능한 선체구조를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 선체의 선저 후미에 하방으로 개방된 반원통형 터널을 형성하고, 여기에 스크류와 러더를 설치함으로써 스크류의 회전에 의해 터널 내부로 유입된 물이 터널후방으로 분사되어 선저의 수평선상 아래의 해수 밀도보다 낮은 해수밀도를 갖도록 하여 스크류에 걸리는 회전저항을 줄여 스크류의 회전력을 높여줌으로써 추진력의 향상이 가능하도록 함과 동시에 스크류와 러더의 대부분이 터널 내부에 설치되어 저수면에서도 운행이 가능하도록 한 선체구조를 제공한다.

도 1은 본 고안에 의한 선체구조를 도시한 측면도,

도 2는 본 고안에 의한 선체구조를 도시한 선미부 저면사시도,

도 3은 본 고안의 다른 실시예에 의한 선체구조를 도시한 선미부 저면사시도,

도 4는 본 고안에 의한 선체구조를 도시한 배면도,

도 5는 본 고안에 의한 선체구조에서 스크류 작동시 물의 흐름을 개략적으로 도시한 선미부 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선체 2 : 선저

4 : 터널 5 : 스크류

6 : 러더 7 : 스크류 축

8 : 지지브라켓 9 : 킬(keel)

10 : 보호대

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 선체구조를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 고안에 의한 선체구조를 도시한 선미부 저면사시도이며, 도 3은 본 고안의 다른 실시예에 의한 선체구조를 도시한 선미부 저면사시도이고, 도 4는 본 고안에 의한 선체구조를 도시한 배면도이다.

도시된 바와 같이 본 고안은 선체(1)의 선저(2)후미에 선체(1)의 내측으로 볼록하고 하방으로 개방된 반원통형의 터널(4)이 형성되어 있고, 이 터널(4)의 후방에 스크류(5)와 러더(6)가 설치되어 스크류(5)의 회전에 의해 터널(4)내부로 유입된 물이 터널(4)후방으로 분사되어 추진력을 갖도록 한 것이다.

상기 터널(4)은 바람직하게는 선체(1)길이의 약 1/3전방에서부터 선미까지 연장되도록 형성하고, 이 터널(4) 전방의 진입각 즉, 터널(4)의 상부면과 선저면 (2)의 연장선이 약 10~20°의 각도, 바람직하게는 13°를 이루도록 상향경사지게 형성되고 있으며, 이 터널(4)의 후단으로부터 터널(4)길이의 대략 1/4의 위치까지는 수평으로 형성되어 있다.

상기 터널(4)의 중심부에는 도 2에 도시된 바와 같이 스크류 축(7)을 지지하기 위한 지지브라켓(8)을 설치하거나, 도 3에 도시한 바와 같이 이 터널(4)을 좌,우로 양분하는 킬(keel; 9)이 적어도 상기 터널(4)의 높이와 동일하게 형성되어 있으며, 이 킬(9)의 내부에 스크류 축(7)이 설치된다.

또, 본 고안은 엔진을 2개로 설치한 선박에서 상기 터널(4)을 선체(1)의 선저(2)후미 양측에 1쌍을 형성하여 각각 스크류(5)와 러더(6)를 설치할 수 있으며, 이와 같은 2기관 선박의 경우에 있어서는 양쪽 스크류와 러더의 상반되는 조작에 의해 선박을 수평으로 접안시킬 수 있고, 한쪽 엔진에 고장이 발생하더라도 나머지 엔진의 구동에 의하여 운행이 가능하도록 할 수 있다.

본 고안의 선체구조에 있어서는 도 4에 도시한 바와 같이 선체(1)의 흘수 높이가 터널(4)의 내부에 설치된 스크류(5)가 완전히 잠기지 않는 높이가 되도록 선체의 배수량을 설계하는 것이 바람직하며, 이와 같이 터널(4) 내부의 스크류(5)가 물속에 완전히 잠기지 않게 설치된 경우 스크류(5)의 회전시 터널(4)내부에서 물과 공기가 혼합된 상태로 터널(4)의 후방으로 배출되므로 이에 의한 추진력의 향상도 도모할 수 있는 것이며, 터널(4)전방의 진입각이 완만하게 형성되어 있어 도 5에 도시된 바와 같이 선체(1)의 진행시 선체(1)의 선저(2)전방으로부터 터널(4)로 흐르는 물(f1)이 저항을 일으키지 않고 유입되어 스크류(5)에 의해 추진력을 얻어 후방으로 배출되므로 선체(1)의 선저(2)부에 발생되는 물의 저항을 최소화 함과 동시에 선체(1)의 진행시 스크류(5)가 회전되면 선저부에서의 물의 흐름이 더욱 빨라지게 되고 터널(4)로 유입된 물(f1)은 터널(4)을 형성하는 외벽에 의해 외측으로 밀리지 않고 그대로 후방을 향하여 분사되므로 터널(4)내측의 해수 밀도가 선저(2)의 수평선 아래를 흐르는 물(f2)보다 낮아져 스크류(5)의 회전시 스크류에 걸리는 저항이 줄어들게 되므로 스크류(5)의 고속회전이 가능하게 되며 이에 의해 종래의 선박에 비해 상대적으로 높은 추진력을 낼 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 선저(2) 아래의 정상밀도를 갖는 해수의 흐름(f2)경로에 비해 터널(4)를 통한 해수의 흐름(f1)경로가 길기 때문에 베르누이의 정리에 의해 터널(4)내부의 해수밀도가 상대적으로 낮아지게 되어 스크류(5)에 걸리는 저항이 적어지게 된다.

또한, 본 고안의 선체에서는 선저에 반원통형의 터널이 형성되고 여기에 스크류와 러더가 설치되어 있으므로 수심이 얕은 지역에서도 스크류가 바닥에 닿지 않아 보다 안전한 운행이 가능하며, 특히 터널(4)하부에 보호대(10)를 연장설치함으로써 스크류(5)와 러더(6)의 보호 및 그물이나 로프 등이 스크류에 감기는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 선체의 선저 후미에 하방으로 개방된 반원통형 터널을 형성하고, 여기에 스크류와 러더를 설치함으로써 스크류의 회전에 의해 터널 내부로 유입된 물이 터널후방으로 분사되면 터널 내부의 해수밀도가 선저의 수평선상 아래의 정상해수밀도보다 낮아지게 되므로 스크류에 걸리는 회전부하가 적어져 스크류가 고속회전할 수 있으므로 추진력의 향상이 가능함과 동시에 스크류와 러더의 대부분이 터널 내부에 설치되어 저수면에서도 운행이 가능한 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 선체(1)의 선저(2)에 선체(1)의 내측으로 볼록하고 하방으로 개방된 반원통형의 터널(4)을 선체(1)의 길이방향을 따라 형성하고, 이 터널(4)의 후미에 스크류(5)와 러더(6)를 설치한 것을 특징으로 하는 추진효율이 향상된 선체구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 터널(4)은 선체(1)길이의 1/3전방에서부터 선미까지 연장형성되고, 상기 터널(4)전방의 진입각은 선저(2)가 형성하는 수평연장선에 대하여 10~20°의 각도로 상향경사지며, 이 터널(4)의 후단으로부터 터널(4)의 1/4길이까지는 수평으로 형성되는 것을 특징으로 하는 추진효율이 향상된 선체구조.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 터널(4)의 중심부에는 이 터널(4)을 좌,우로 양분하는 킬(keel; 9)이 적어도 터널(4)의 높이와 동일하게 형성되고, 이 킬(9)의 내부에 스크류 축(7)이 설치되는 것을 특징으로 하는 추진효율이 향상된 선체구조.
4. 상기항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 터널(4)은 선체(1)의 선저(2)양측에 1쌍이 형성되고 각 터널(4)의 후미에 스크류(5)와 러더(6)가 설치되는 것을 특징으로 하는 추진효율이 향상된 선체구조.