KR20100000495U - 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 선박의 러더 또는 선미부에 설치된 추력날개의 양력과 균형을 맞추기 위해 선박 측면에 길이방향으로 길게 설치된 횡동요 저감장치인 빌지킬(Bilge Keel)의 전부 또는 일부 구간에 경사를 주어 선박 추진시 양력을 발생시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.

본 고안에 의하면, 선박 선미부의 프로펠러 후미 러더(10)에 수평방향으로 설치된 추력날개(11)를 구비하는 빌지킬 구조에 있어서, 선박 측면에 길이방향으로 횡동요 저감장치인 다수의 빌지킬(12)이 설치되며, 상기 빌지킬(12)의 전부 또는 일부 구간에 경사각을 갖는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조를 제시한다. 이때, 상기 빌지킬(12)은 수평으로부터 3 ~ 10도의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.

프로펠러, 러더, 추력날개, 빌지킬

Description

선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조{Bilge keel structure with thruster fin for ships}

본 고안은 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 선박의 러더 또는 선미부에 설치된 추력날개의 양력과 균형을 맞추기 위해 선박 측면에 길이방향으로 길게 설치된 횡동요 저감장치인 빌지킬(Bilge Keel)의 전부 또는 일부 구간에 경사를 주어 선박 추진시 양력을 발생시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.

선박의 프로펠러는 회전함에 의하여 추력(thrust)을 발생하나, 프로펠러의 회전으로 인한 프로펠러 후방에는 회전류가 발생하게 된다. 그런데 이 회전류는 직접적으로 추진축의 추력 발생과는 아무런 관련이 없고, 단지 에너지 손실이 되므로 프로펠러 후방에서 야기되는 회전류로 인한 에너지 손실 중 상당량을 추력날개를 사용하여 회수함으로써 추진효율을 현저히 향상시킬 수 있으며 추력 날개는 바로 이러한 장치중의 하나라고 할 수 있다.

선박용 추력 날개는 비행기 날개와 같은 양력(lift)을 선박의 진행 방향으로 발생시켜 선박의 추진효율을 향상시키는 장치를 말하며, 프로펠러로 인하여 축방향 유속은 가속되는 동시에 회전류가 발생하는 프로펠러 후류에서 큰 양력, 즉 큰 추력을 발생할 수 있다.

따라서 추력 날개는 프로펠러로 인하여 유체가 가속된 프로펠러 후류에서 큰 추력을 기대할 수 있기 때문에, 도 1과 같이 선박의 방향타(러더)(1)에 좌우로 별개의 날개를 가지는 형상으로 추력 날개(2)가 설치된다.

이때, 상기 프로펠러 후류는 선체의 영향으로 인하여 비대칭의 유동 특성을 가지며, 비대칭 유동 특성에 적합하게 날개의 좌우 형상을 비대칭으로 설계해야 발생 추력을 증대시킬 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 선박 측면에 길이방향으로 경사각이 없이 수평으로 빌지킬(Bilge Keel)(3)이 설치되어 있으나, 이는 양력의 발생목적이 아닌 횡동요 발생에 대응하는 수단으로 설치된다.

이때, 상기 추력 날개(양력 발생)(2)와 빌지킬(횡동요 저감)(3)은 별개의 기능을 가지고 있다.

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 종래의 추력 날개 및 빌지킬 구조는 선박의 선미부에서만 양력이 발생하여 선수부에 하방향으로 트림이 발생하게 됨으로써 실제적인 추력증가의 의미가 약하게 되고, 선박의 운항안정성을 저해하게 되었다.

또한, 추력날개에 의해 발생되는 선미부의 양력은 선박 운항시에만 발생하기 때문에 트림을 유지하기 위해서는 발라스트 탱크를 조절하거나, 선박의 무게중심을 설계단계에서 선미부에 더 옮겨놓아야 하는 비경제적인 측면이 있었다.

이에, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 고안은 선박 선미부의 프로펠러 후미 러더에 추력날개를 수평방향으로 설치함과 더불어 선박 측면에 길이방향으로 길게 설치된 빌지킬에 전부 또는 일부 구간에 경사를 주어 선박 추진시 선미와 선수에 동시에 양력이 발생하도록 함으로써 불필요한 트림발생을 억제함으로써 추력을 최대화하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 것으로서 본 고안에 의하면, 선박 선미부의 프로펠러 후미 러더(10)에 수평방향으로 설치된 추력날개(11)를 구비하는 빌지킬 구조에 있어서,

선박 측면에 길이방향으로 횡동요 저감장치인 다수의 빌지킬(12)이 설치되며, 상기 빌지킬(12)의 전부 또는 일부 구간에 경사각을 갖는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조를 제시한다.

이때, 상기 빌지킬(12)은 수평으로부터 3 ~ 10도의 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면, 선박 선미부의 프로펠러 후미 러더에 추력날개를 수평방향으로 설치함과 더불어 선박 측면에 길이방향으로 길게 설치된 빌지킬의 전부 또는 일부 구간에 경사를 주어 선박 추진시 선미와 선수에 동시에 양력이 발생하도록 함으로써 선미부 양력과 선수부 양력이 균형을 맞추어 발생시킴으로써 추력의 향상 및 선박의 운항안정성을 유지할 수 있다.

또한, 선수부 양력을 발생시키는데 사용되는 선박 측면의 빌지킬은 기존의 구조물의 설치형태를 바꾸는 것이기 때문에 추가비용은 그다지 크지 않고, 기존 횡동요 저감기능의 유지에도 변화가 없으며, 오히려 발생되는 횡동요가 양력으로 작용하게 됨으로써 추력의 향상에도 기여하게 된다.

이하, 본 고안의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조의 단면도이다.

도 3을 살펴보면, 본 고안은 선박 선미부의 프로펠러 후미 러더(10)에 수평방향으로 추력날개(11)를 설치하고, 선박 측면의 길이방향으로 길게 설치된 빌지킬(12)의 전부 또는 일부 구간에 경사각이 부여된 구조로 이루어져 있다.

이때, 상기 추력날개(11)는 선박의 프로펠러 후방의 회전류로 인한 에너지 손실을 회수하여 추력으로 변환시키는 것을 목적으로 설치되며, 상기 추력날개(11)에 작용하는 프로펠러 후류의 회전류는 비행기의 날개와 같이 양력을 발생시켜 추진에너지를 저감할 수 있다.

또한, 상기 추력날개(11)의 선미부 양력발생 기능을 유지한 가운데 횡동요 저감강치인 빌지킬(12)을 수평에서 경사각을 부여함으로써 선수부 양력발생기능을 추가하여 선박의 운항과정 중 트림의 유지 및 완전한 추력의 효과를 얻게 된다.

여기서, 상기 횡동요 저감강치인 빌지킬(12)은 수평으로부터 3 ~ 10도의 경사각을 갖게 된다. 즉, 수평으로부터 경사각의 3도 이하, 10도 이상에서는 선박의 운항과정 중 트림의 유지가 어려웠으며, 완전한 추력의 효과를 얻지 못하였다.

따라서, 본 고안의 빌지킬(12)은 수평으로부터 3 ~ 10도의 경사각을 갖게 됨으로써 기존 횡동요 저감기능의 유지에도 변화가 없으며, 오히려 발생되는 횡동요가 양력으로 작용하게 됨으로써 추력의 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시 예로서 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조에 대해 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.

도 1은 종래 선박용 추력날개의 부착 상태를 나타낸 사시도이다.

도 2는 종래 빌지킬의 부착 상태를 나타낸 측면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조의 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 러더(rudder) 11: 추력날개(thruster)

12: 빌지킬(bilge keel)

Claims (2)

1. 선박 선미부의 프로펠러 후미 러더(10)에 수평방향으로 설치된 추력날개(11)를 구비하는 빌지킬 구조에 있어서,

   선박 측면에 길이방향으로 횡동요 저감장치인 다수의 빌지킬(12)이 설치되며, 상기 빌지킬(12)의 전부 또는 일부 구간에 경사각을 갖는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 빌지킬(12)은 수평으로부터 3 ~ 10도의 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 선박용 추력날개가 구비된 빌지킬 구조.

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