KR20090109263A - 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박(평저선)의 바닥면에 공기를 분사하여 공기층을 형성시키고, 이 공기층에 의해 선박 바닥면과 물 간의 마찰 저항이 감소하여 선박의 항행 속도를 향상시킬 수 있도록 한 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치에 관한 것으로, 본 발명의 공기분사장치는, 선박에 설치되어 압축공기를 발생시키는 압축공기발생기와; 선박의 하부면의 전방부 외측에 폭방향으로 연장되게 설치되는 헤더와; 상기 헤더에 일정 간격으로 형성되어, 상기 압축공기발생기에 의해 발생된 공기를 선박의 후방으로 분사하는 복수개의 분사노즐과; 선박의 외부에서 상기 압축공기발생기와 상기 헤더를 연결하도록 설치되어 상기 압축공기발생기에서 발생된 공기를 헤더로 공급하는 압축공기공급관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따르면, 압축 공기를 분사하는 분사노즐과 압축공기발생기에서 발생한 공기를 상기 분사노즐로 공급하는 압축공기공급관이 선박의 하부면 외측에 구성되므로, 공기분사장치를 선박에 용이하게 설치할 수 있고, 역류에 따른 침수 등의 우려가 전혀 없다.

선박, 공기층, 공기분사장치, 분사노즐

Description

선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치{Air injection apparatus for accellerating ship}

본 발명은 선박의 항행 속도를 증가시키기 위한 공기분사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바닥면이 편평한 선박(평저선)의 바닥면에 공기를 분사하여 공기층을 형성시키고, 이 공기층에 의해 선박 바닥면과 물 간의 마찰 저항이 감소하여 선박의 항행 속도를 향상시킬 수 있도록 한 공기분사장치에 관한 것이다.

선박이 항행할때 선체가 받는 여러가지 저항중에서 가장 영향이 큰 것은 물속의 마찰저항으로서 저속선에서는 전체저항의 약 80%을 차지하고, 고속선에서는 전체저항의 약 50%로써, 이는 선체와 접촉하는 물분자(分子)의 점성(粘性)으로 인한 것이다.

따라서, 물의 점성을 차단할수 있도록 선체와 수면(물) 사이에 공기층을 둔다면 마찰저항은 현저히 감소되어 선박의 속도에 상당한 이득을 주게 된다.

국내 특허공보 1989-5034(1989.12.08. 공고)에는 선박의 바닥면 전방에 공기를 분사하는 공기분사구멍을 형성하고, 이 공기분사구멍을 통해 공기를 분사하여 선박의 바닥면과 물 사이에 공기층을 형성함으로써 선박의 마찰저항을 줄일 수 있 는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따른 선박 바닥면의 공기분사장치는 다음과 같은 문제들이 있다.

첫째, 종래의 선박 공기분사장치는 선체의 내부 바닥면에 구성되므로, 선박에 공기분사장치를 설치하기 위해서는 선체 내부의 구조물들을 회피하여 배관을 설치해야 하며, 선박의 바닥면에 구멍을 뚫고 배관을 매설해야 하므로 설치가 매우 어렵고 복잡하다. 따라서, 실제로 적용하기 어려운 문제가 있다.

둘째, 종래의 선박 공기분사장치는 공기가 분사되지 않을 때에 공기분사구멍들을 통해 물이 역류하여 압축공기 발생기를 손상시키고, 선체 내로 흘러들어 선박 침수의 가능성이 높은 문제가 있다.

물론, 역류방지밸브를 장착하여 바닷물의 역류를 방지하고는 있으나, 역류방지밸브의 고장이나, 공기분사배관의 균열, 선박 바닥면의 공기분사구멍과 공기분사배관 간의 누수 등에 의해 바닷물이 선체 내로 유입될 가능성이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 선박이 정상적으로 물에 잠겨 진행할 때 선박에 침수표면에 얇은 공기층을 형성함으로써 물에 의한 마찰저항을 줄여 선박의 항행 속도를 향상시키고, 선박에 설치하기가 매우 용이하며, 물의 역류에 의한 선박의 침수 현상을 방지할 수 있는 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선박에 설치되어 압축공기를 발생시키는 압축공기발생기와; 선박의 하부면의 전방부 외측에 폭방향으로 연장되게 설치되는 헤더와; 상기 헤더에 일정 간격으로 형성되어, 상기 압축공기발생기에 의해 발생된 공기를 선박의 후방으로 분사하는 복수개의 분사노즐과; 선박의 외부에서 상기 압축공기발생기와 상기 헤더를 연결하도록 설치되어 상기 압축공기발생기에서 발생된 공기를 헤더로 공급하는 압축공기공급관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 선박의 하부에 공기층이 형성되므로 물의 점성에 의한 저항이 현저하게 줄어들게 되고, 이에 따라 선박의 항행 속도가 대폭 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 공기분사장치는, 압축 공기를 분사하는 분사노즐과 압축공 기발생기에서 발생한 공기를 상기 분사노즐로 공급하는 압축공기공급관이 선박의 하부면 외측에 구성되므로, 선박의 내부 구조물에 영향을 받지 아니하며, 선박의 하부면에 공기 분사를 위한 구멍을 뚫을 필요가 없으므로 누수 방지를 위한 추가적인 구성을 필요로 하지 않는다. 따라서, 새로 제작되는 선박뿐만 아니라 기존의 선박에도 용이하게 적용하여 설치할 수 있고, 역류에 따른 침수 등의 우려가 전혀 없다.

또한, 공기분사장치의 압축공기공급관이 선박의 선수의 용골을 따라 장착되므로, 충돌 혹은 접안시 배의 강도를 보강하는 이점도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 공기분사장치를 구비한 선박을 나타낸 것이다. 이 도면들에 도시된 것과 같이, 본 실시예에서 선박(S)은 바닥면(하부면)이 편평한 평저선(平底船)으로, 선박(S)의 하부면에는 선박의 길이방향으로 연장되는 복수개의 가이드리브(G)들이 폭방향을 따라 일정 간격으로 돌출되어 있다.

상기 가이드리브(G)들은 선박의 강도를 보강함과 더불어 공기분사장치를 통해 분사된 공기가 선박의 외측으로 퍼지지 않고 선박(S)의 하부면에서 공기층을 형성할 수 있도록 안내하는 기능을 한다.

한편, 본 발명의 공기분사장치는, 선박(S)의 상부에 설치되어 압축공기를 발생시키는 압축공기발생기(1)와, 선박(S)의 하부면의 전방부 외측에 폭방향으로 연 장되게 설치되는 헤더(2)(header)와, 상기 헤더(2)에 일정 간격으로 형성되어 상기 압축공기발생기(1)에 의해 발생된 공기를 선박의 후방으로 분사하는 복수개의 분사노즐(3)과, 선박(S)의 외부에서 상기 압축공기발생기(1)와 상기 헤더(2)를 연결하도록 설치되어 상기 압축공기발생기(1)에서 발생된 공기를 헤더(2)로 공급하는 압축공기공급관(4)과, 상기 압축공기공급관(4)에 설치되어 역류를 방지하는 역류방지첵크밸브(5)로 구성된다.

상기 압축공기발생기(1)는 선박(S)의 상부에 설치되며, 공기압축기 등을 이용하여 구성할 수 있다.

상기 헤더(2)는 선박(S)의 하부면 외측에 일자 형태로 형성될 수도 있지만, 도 3에 도시한 것과 같이 선박(S)의 하부면 전단부의 형상을 따라 V자 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 압축공기공급관(4)은 선박(S)의 외측에서 선수의 용골을 따라 설치되며, 일단은 상기 압축공기발생기(1)와 연결되고 타단이 상기 헤더(4)의 중앙부와 연결되어, 압축공기발생기(1)에서 발생된 압축공기를 헤더(4)로 안내하는 작용을 한다.

상기 분사노즐(3)의 크기와 수는 선박의 속도, 크기, 화물의 종류에 따라 결정될 수 있다. 선박이 대형이고 저속인 경우에는 분사노즐(3)의 크기를 크게 하고 수는 적게 하고, 선박이 소형이고 고속인 경우에는 분사노즐(3)의 크기를 작게 하고 그 수를 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공기분사장치는 다음과 같이 작동한다.

선박(S)이 항행시 압축공기발생기(1)가 동작하여 압축공기가 발생하고, 발생된 압축공기는 압축공기공급관(4)을 통해 헤더(2)로 공급된 후 각각의 분사노즐(3)을 통해 선박의 후방으로 분사된다.

이 때, 상기 분사노즐(3)을 통해 분사된 공기는 가이드리브(G)에 의해 외측으로 퍼지지 않고 가이드리브(G) 사이에서 선박(S)의 후방으로 이동하며 선박(S)의 하부에 공기층을 형성하게 된다. 따라서, 선박(S)이 항행할 때 상기 공기층에 의해 선체와 물 간의 마찰저항이 감소하게 되고, 선박의 항행 속도가 증가하게 된다. 또한, 후방으로 분사되는 압축공기가 추진력을 제공하는 역할도 하게 되므로 선박의 항행 속도를 더욱 증가시킬 수 있는 이점도 있다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 공기분사장치는 압축공기공급관(4), 헤더(2) 및 분사노즐(3)이 모두 선박(S)의 외부에 별도로 구성되므로, 선박의 내부 구조물에 영향을 받지 않고 설치가 가능하며, 선박의 하부면에 공기 분사를 위한 구멍을 뚫을 필요가 없으므로 누수 방지를 위한 추가적인 구성을 필요로 하지 않는다. 따라서, 새로 제작되는 선박뿐만 아니라 기존의 선박에도 용이하게 적용하여 설치할 수 있고, 역류에 따른 침수 등의 우려가 전혀 없다.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치의 바람직한 일 실시예를 개략적으로 나타낸 선박의 측면도

도 2는 도 1의 선박의 정면도

도 3은 도 1의 선박의 저면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

S : 선박 G : 가이드리브

1 : 압축공기발생기 2 : 헤더

3 : 분사노즐 4 : 압축공기공급관

5 : 역류방지첵크밸브

Claims (3)

1. 선박에 설치되어 압축공기를 발생시키는 압축공기발생기와;

   선박의 하부면의 전방부 외측에 폭방향으로 연장되게 설치되는 헤더와;

   상기 헤더에 일정 간격으로 형성되어, 상기 압축공기발생기에 의해 발생된 공기를 선박의 후방으로 분사하는 복수개의 분사노즐과;

   선박의 외부에서 상기 압축공기발생기와 상기 헤더를 연결하도록 설치되어 상기 압축공기발생기에서 발생된 공기를 헤더로 공급하는 압축공기공급관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 압축공기공급관은 선박의 선수의 용골을 따라 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 선박의 하부면 외측에 선박의 길이방향으로 연장되어 상기 각 분사노즐을 통해 분사된 공기를 선박의 전방에서 후방으로 안내하는 복수개의 가이드리브가 폭방향으로 일정 거리 이격되게 돌출된 것을 특징으로 하는 항행 속도 증가를 위한 공기분사장치.

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