KR20090029983A - 선박 - Google Patents

Abstract

(과제) 수상을 항행하는 배수량 형 선박에 있어서, 경하 운항 상태에 있어서의 밸러스트 수의 양을 저감할 수 있는 선박을 제공함에 있다.

(해결수단) 수상을 항행하는 배수량 형의 선박(1, 1A, !B)에 있어서, 복수 축선으로 하는 동시에, 날개 수가 7 날개 이상 10 날개 이하의 다익 프러펠러로 추진기(10)를 구성하고, 또, 전기 다익 프러펠러(10)의 각각의 앞에 스케그(20)를 마련하거나, 전기 다익 프러펠러(10)의 축(11)에 후방이 낮아지는 경사를 마련하거나 한다.

배수량 형 선박

Description

선박 {Ship}

본 발명은, 수상을 항행하는 배수량형의 선박에 있어서, 경하(輕荷) 운항상태에 있어서의 밸러스트 수(水)의 양을 저감한 선박에 관한 것이다.

탱커나 (포장하지 않은)낱짐 적선(積船)) 등의 대형 선박에 있어서는, 경하 상태에 있어서의 운항상태를 양호하게 유지하기 위해 밸러스트 수를 적재해, 운항시에 적절한 끽수(喫水) 깊이를 유지하여 추진저항, 복원성능, 선체 강도 면 등을 악화하지 않게 하고 있다. 특히, 선미(船尾)에 있어서의 프러펠러나 키(舵)가 수면상에 노출하여, 프러펠러가 공기를 빨아 들이거나 캐비테이션이 발생하거나, 조종성이 악화하거나 하는 일이 없도록 하는 것이 중요하다.

이 밸러스트 수는, 경하 상태로 되는 제 1 해역에서 선박의 밸러스트 탱크나 선창(船倉)의 일부에 탑재되어, 경하 상태에서의 항해의 후, 만재(滿載) 상태로 되는 제 2 해역에서 배출된다. 때문에, 밸러스트 수로서의 해수가 제 1 해역으로부터 제 2 해역에 운반되게 돼, 밸러스트 수 중에 포함되는 해중 생물 등도 제 2 해역에 운반된다. 그 결과, 밸러스트 수에 포함되는 해중 생물 등에 의해 제 2 해역이 오염된다고 하는 환경파괴의 문제가 발생한다.

그 대책으로서, 선수(船首)로부터 선미에 걸친 선저(船底)의 형상이, 선저의 긴 쪽 방향에 수직인 단면(횡단면)으로 본 경우, 선저폭의 중앙에 향해 끝이 가늘어진 형상이나, 선저의 횡단면이 선저폭 방향의 중앙으로부터 양단에 걸쳐 직선적으로 형성된 V자형 등으로 되어 있는 대형 수송선이 제안돼 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조.).

그렇지만, 이와 같은 특수한 선형(船型)에서는, 구조 계산이나 선체 동요 계산, 조종성 계산 등에 계산이나 선체주위의 흐르는 곳의 수치해석이나 수조(水槽) 실험 등을 대폭으로 다시 할 필요가 있고, 게다가, 대형 수송선이기 때문에, 현상(現狀)의 도크 등의 건조시설로는 건조하기가 어렵다는 문제가 있다.

한편, 프러펠러의 날개 수를 증가하면, 도 3에 보이는 바와 같이, 같은 추진력을 얻기 위해 필요한 프러펠러 직경이 작아지는 것이 알려져 있다. 게다가, 도 3은, 길이가 182m의 벌크 캐리어에 대하여, 와게닌겐의 B스크루 차트(Report No.W13011-1-RD Wageningen B-Screw-Series:Open water, Bp1-1/J and Bp2-1/J diagrams(small scale): January 1978 NSP(NEDERLANDS SCHEEPSBOUWKUNDIG PROEFSTATION))로부터, 다익(多翼) 프러펠러의 날개 수 Np와 프러펠러 직경 Dp의 관계를 구한 것이다.

이 다익 프러펠러는, 장수함이나 고속정 등의 특수한 배에 있어서는, 진동이나 소음 저감의 이유에서, 종래기술에서도 사용돼 왔으나, 공작성이 나쁘고, 효율이 다소 떨어진다는 이유로, 수상을 항행하는 배수량 형의 선박에 있어서는 사용하는 일이 없었다.

(특허문헌 1) 특개 2003-104279호

본 발명은, 다익 프러펠러의 날개 수의 증가와 직경의 감소의 관계, 및, 2 축선(軸船) 등의 복수 축선의 효과 등에 주목하여, 상기의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그의 목적은, 수상을 항행하는 배수량 형의 선박에 있어서, 경하 운항 상태에 있어서의 밸러스트 수의 양을 저감할 수 있은 선박을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박은, 수상을 항행하는 배수량 형의 선박에 있어서, 복수 축선으로 하는 동시에, 날개 수가 7 날개 이상 10 날개 이하의 다익 프로펠러로 추진기를 구성한다. 이 구성에 의하면, 2축선 등의 복수 축선으로 함에 의해, 1축선의 경우보다도 같은 추진력을 얻기 위해 필요한 프러펠러 직경이 작아지고, 또한, 프러펠러의 날개 수를 증가함에 의해, 같은 추진력을 얻기 위해 필요한 프러펠러 직경이 작아지므로, 프러펠러의 몰수심도(沒水深度)를 얕게 할 수가 있어, 선미 끽수선을 얕게 하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해, 경하 운항상태에 있어서의 밸러스트 수의 양이 감소한다.

상기의 선박에 있어서, 전기 다익 프로펠러의 각각의 앞에 스케그(skeg)를 마련하면, 다익 프러펠러에 유입하는 흐름이 정류(整流)되기 때문에, 저항이나 추진효율이 개선되어 복수 축화(軸化)나 다익 프러펠러에 의한 추진성능의 저하를 방 지할 수가 있다. 결국, 복수 축선으로서는, 각각의 선외에 드러나 있는 프러펠러 축을 브래킷으로 지지하는 샤프트 브래킷 타이프도 있는데, 이 타이프에서는, 샤프트 브래킷의 저항이 크고, 또, 반류(伴流) 이득이 적어 추진효율이 좋지 않기 때문에, 추진성능상, 스케그 타이프의 편이 유리하다.

상기의 선박에 있어서, 전기 다익 프러펠러의 축에 후방이 낮아지는 경사, 소위, 레이크를 마련하면, 다익 프러펠러의 위치가 보다 낮아진다. 그 결과, 경하 상태에 있어서의 선미 끽수를 보다 얕게 하여도, 충분한 프러펠러 몰수상태를 실현할 수 있어, 밸러스트 수를 보다 저감할 수 있다.

또, 상기의 선박에 있어서, 수선(垂線) 간 길이가 150 m ∼ 350 m인 경우에는, 이들의 선형 및 항주 속도로는, 외항선이 많고, 또, 밸러스트 수의 탑재나 배수가 문제로 되는 기회가 많으므로 보다 효과가 크다.

본 발명의 선박에 의하면, 수상을 항행하고, 적하(積荷)상태에 따라서 밸러스트 수을 적재하는 선박에 있어서, 이 선박을, 복수 축선으로 하는 동시에, 날개 수가 7 날개 이상 10 날개 이하, 바람직하게는 8 날개 이상 10 날개 이하의 다익 프러펠러로 추진기를 구성하므로, 프러펠러 개수의 증가와 날개 수의 증가에 의해, 프러펠러 직경을 작게 하여, 선미 끽수 선을 얕게 할 수가 있어, 밸러스트 수의 양을 감소할 수가 있다. 또, 밸러스트 수의 처리장치의 탑재가 필요하게 된 경우에도, 이 처리장치의 처리능력, 용량이 작아도 되게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관계되는 선박의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 본 발명의 대상이 되는 선박(1)은 수상을 항행하는 선박이다. 여기에서는 2축선(軸船))으로 설명하나, 본 발명은 3축선 등이어도 좋고, 복수 축선이어도 좋다.

먼저, 제 1의 실시의 형태의 선박(1)에 대하여 설명한다. 이 선박(1)에서는, 도 1 및 도 2에 보이는 바와 같이, 2축선으로 하는 동시에, 선미에 7 날개 이상 10 날개 이하, 바람직하게는 8 날개 이상 10 날개 이하(도 1에서는 8 날개)의 다익 프러펠러(10)를 채용한다.

이 선박(1)에 의하면, 2축선으로 한 사실로, 1축선의 경우보다도 같은 추진력을 얻기 위해 필요한 프러펠러 직경을 작게 할 수 있다. 또, 프러펠러(10)의 날개 수 Np를 7 날개 ∼ 10 날개, 바람직하게는 8 날개 ∼ 10 날개로 많게 하는 것으로, 같은 추진력의 발생에 있어서, 3 날개 ∼ 5 날개 등의 날개 수 Np가 적은 프러펠러보다 프러펠러 직경 Dp를 작게 할 수가 있다. 더구나, 얕은 선미 경하 끽수 ds를 얻기 위해서는, 날개 수 Np를 많게 하는 것이 바람직하지만, 한편으로, 공작성이 나빠지므로, 10 날개 정도가 실용상의 한계로 된다.

그 결과, 같은 추진력을 얻기 위해 필요한 프러펠러 직경 Dp가 작아지므로, 프러펠러의 몰수심도를 얕게 할 수가 있어, 선미 경하 끽수 ds를 얕게 할 수가 있게 된다.

때문에, 도 8 및 도 9에 보이는 바와 같은 종래의 1축선(1X)으로 날개 수 Np가 적은 프러펠러(10X)를 채용한 경우보다도, 2축 및 다익 프러펠러(10)를 채용한 경우의 편이 보다 선미 경하 끽수 ds를 얕게 할 수가 있어, 경하 운항상태에 필요한 밸러스트 수의 양을 감소할 수가 있다. 또, 밸러스트 수의 양이 감소되면, 항해에 필요한 추진력도 감소하므로 연비를 향상시킬 수 있다.

다음은, 제 2의 실시의 형태의 선박(1A)에 대하여 설명한다. 이 선박(1A)에서는, 도 4 및 도 5에 보이는 바와 같이, 다시금, 2축의 각각의 다익 프러펠러(10)의 앞에 스케그(20)를 마련한다. 이 스케그(20)는, 선체의 일부로서 선체 중심선 C. L.의 양측에 마련된다. 이 스케그(20)에 의해 수류(水流)를 정류할 수 있어, 저항증가를 억제하여 추진효율을 상승시킬 수가 있다.

이 제 2의 실시의 형태의 선박(1A)에 의하면, 제 1의 실시의 형태의 효과에 더하여, 다시, 스케그(2)에 의해, 다익 프로펠퍼(10)에 유입하는 수류(반류)를 정류하기 때문에, 추진효율을 향상시킬 수가 있다. 그 결과, 다시, 다익 프로펠러(10)의 프러펠러 직경 Dp를 작게 할 수 있으므로, 선미 경하 끽수 ds를 보다 얕게 하여도 충분한 프러펠러 몰수상태를 실현할 수 있어, 밸러스트 수를 보다 저감할 수 있다.

다음은, 제 3의 실시의 형태의 선박(1B)에 대하여 설명한다. 이 선박(1B)에서는, 도 6 및 도 7에 보이는 바와 같이, 다시, 프러펠러 축(11)에 후방이 낮아지는 경사각 α의 레이크(경사)를 마련한다. 이에 의하여, 프러펠러 위치 Xp에 있어서의 프러펠러 중심위치를 레이크를 마련하지 않는 경우보다도 △dp 낮게 한다. 이 경사각 α는 1.0 도 이상 10 도 이하로 하는 것이 바람직하다. 1.0 도보다 작으면 프러펠러 중심위치의 저하량 △dp가 작아져, 레이크를 마련하는 생각 보다 효과가 작아진다. 또, 10 도보다 크면, 레이크가 지나치게 심해져 고정 등의 문제가 생기거나, 다익 프러펠러(10)가 선저(船底)의 베이스 라인 B. L.보다도 지나치게 낮아지게 된다.

이 제 3의 실시의 형태의 선박(1B)에 의하면, 제 1의 실시의 형태의 효과에 더하여, 다시, 레이크에 의해, 다익 프러펠러(10)의 위치를 보다 낮게 할 수 있다. 그 결과, 선미 경하 끽수 ds를 보다 얕게 하여도, 충분한 프러펠러 몰수상태를 실현할 수 있으므로, 밸어스트 수를 보다 저감할 수 있다.

더구나, 이 레이크는 제 2의 실시의 형태에도 적용할 수 있다. 이 경우, 스케그(20)의 효과와 프러펠러 축(11)의 레이크의 효과의 상승효과에 의해, 다시금, 선미 경하 끽수를 얕게 할 수 있어, 밸러스터 수를 보다 저감할 수 있다.

도 1은 제 1의 실시의 형태의 선박의 선체 후부를 보이는 정면형상 도이다.

도 2는, 도 1의 선박의 선체 후부를 보이는 측면형상 도이다.

도 3은 프러펠러 날개 수와 프러펠러 직경과의 관계를 보이는 그림이다.

도 4는 제 2의 실시의 형태의 선박의 선체 후부를 보이는 정면형상 도이다.

도 5는, 도 4의 선박의 선체 후부를 보이는 측면형상 도이다.

도 6은 제 3의 실시의 형태의 선박의 선체 후부를 보이는 정면형상 도이다.

도 7은, 도 6의 선박의 선체 후부를 보이는 측면형상 도이다.

도 8은 종래기술에 있어서의 선박의 선체 후부를 보이는 정면형상 도이다.

도 9는, 도 8의 선박의 선체 후부를 보이는 측면형상 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 1A, 1B, 1X : 선박 10 : 다익(多翼) 프러펠러

10X : 프러펠러 A. P. : 선미 수선(垂線)

B. L. : 베이스 라인 ds : 선미 경하 끽수

Np : 프러펠러 날개 수 Dp : 프러펠러 직경

Xe : 선미 후단 Xp : 프러펠러 위치

Claims (4)

1. 수상을 항행하는 배수량형의 선박에 있어서 복수 축선으로 하는 동시에, 날개 수가 7 날개 이상 10 날개 이하의 다익 프러펠러로 추진기를 구성한 것을 특징으로 하는 선박.
2. 제 2 항에 있어서,

   전기 다익 프러펠러의 각각의 앞에 스케그를 마련한 것으로 특징으로 하는 선박.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   전기 다익 프러펠러의 축에 후방이 낮아지는 경사를 마련한 것으로 특징으로 하는 선박.
4. 제 1 ∼ 3 항의 어느 1항에 있어서,

   전기 선박은 수선간 길이가 150 m 이상 350 m 이하의 선박임을 특징으로 하는 선박.

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