KR20100020471A - 도관 안으로의 유체 침투 감소 장치 - Google Patents

Abstract

선체의 선박(1)에 만들어진 오리피스 또는 공동(4)의 앞을 통과하는 유체 유동을 제어하기 위한 장치는 오리피스 또는 공동의 상류측에서 선박의 벽에 단단하게 고정된 적어도 하나의 편향기(5)를 구비한다. 이러한 편향기는 선박의 선체를 향하는 평탄한 내측면 및 상류측에서 매우 볼록하고 하류측에서 테이퍼진 만곡된 외측면을 가진다.

Description

도관 안으로의 유체 침투 감소 장치{Device reducing the penetration of a fluid into a duct}

본 발명은 일반적으로 액체인 유체가 터널 안으로 진입하는 것을 현저하게 감소시키거나, 또는 회피하는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 선박의 정상적인 전방 운동중에 그 선박의 이물 추력기(bow thruster)의 터널 안으로 물이 진입하는 것을 현저하게 감소시키거나 회피시킬 수 있는 장치에 관한 것이다. 하우징, 요부 및, 당연히 이물 추력기 터널(bow thruster tunnel)의 존재는 그것이 설치된 보트 및 선박의 정상적인 운동을 크게 저해하게 되는데, 이는 선박의 선체에 대한 그들의 간섭이 와류, 난류 및 현저한 드래그(drag)를 발생시켜서, 선박의 운동 속도를 감소시키고 대량의 추진력을 흡수하기 때문이다.

이러한 단점들을 회피하기 위하여, 모터들에 의해 제어되는 미끄럼 방식 또는 피봇 방식 셔터들을 이용하여, 이물 추력기/추력기들이 하우징되는 횡방향 터널로의 접근을 제공하는 선체의 오리피스를 선박의 정상적인 운행중에 폐쇄시키는 것이 제안되었다. 이러한 시스템들은 고가일 뿐만 아니라 매우 복잡한데, 왜냐하면 그것의 정확한 작동은 모든 종류의 해초 및 폐물에 의해서 방해받을 수 있고, 따라서 빈번하고 곤란한 유지 관리를 필요로 하기 때문이다.

본 발명의 목적은, 그 어떤 와류, 난류 또는 드래그 현상이라도 현저하게 감소시키거나 회피하도록 선박의 정상적인 움직임 동안에 선박의 선체를 따라서 유동하여 터널에 진입하거나 터널을 떠나는 유체의 체적을 감소시키기 위하여, 선박의 선체에 있는 하나 또는 그 이상의 오리피스들, 특히 이물 추력기/추력기들을 둘러싸는 횡방향 터널에 대한 접근을 제공하는 오리피스들의 앞을 통과하는 유체의 유동을 제어하기 위한 장치를 제안하는 것으로서, 이것은 단순하고, 강력하며, 유지 관리를 거의 필요로 하지 않거나 전혀 필요로 하지 않는 것이다. 본 발명의 목적은 선박의 선체에 있는 오리피스 또는 공동(cavity)의 앞을 통과하는 유체 유동을 제어하기 위한 장치를 제조하는 것이다.

본 발명의 목적은 선박의 선체에 있는 오리피스, 특히 이물 추력기/추력기들을 둘러싸는 횡방향 터널에 대한 접근을 제공하는 오리피스의 앞을 통과하는 유체를 제어하기 위한 장치를 제공하는 것으로서, 이것은 상기 언급된 현존 장치들의 단점을 회피하고 상기 언급된 목적을 달성할 수 있게 한다. 선박의 선체에서 오리피스 또는 공동의 앞을 통과하는 유체의 유동을 제어하기 위한 이러한 장치는 청구항 제 1 항에 기재된 특징으로서 개시되어 있다.

첨부된 도면들은 본 발명에 따른 구현예를 하나의 예로서 개략적으로 도시한다.

도 1 은 이물 추력기 터널의 축을 통과하는, 선박의 길이 방향 축에 직각인 수직축의 방향에서 도시한 개략적인 부분 단면도이다.

도 2 는 도 1 의 화살표(A-A)를 따른 선에서 선박의 선체를 나타내는 부분도이다.

도 3 은 도 2 의 선 III-III을 따른 단면도이다.

도 4 는 장치를 도시하는 확대 상세 단면도이다.

도 5 는 편향기를 형성하는 형상들의 확대 횡단면도이다.

첨부된 도면들은 선박의 선체(1)를 매우 개략적으로 도시하며, 그 선체를 통하여 이물 터널(bow tunnel, 2)이 횡방향으로 통과되며, 그 터널 안에는 하나 또는 그 이상의 이물 추력기(3)들이 장착된다. 이물 터널(2)은 그 단부에서 오리피스(4)를 가지며 오리피스는 선박의 선체(1)를 통과하여 전체적으로 물로 나간다. 이물 터널(2)은 선박의 선체(1)를 둘러싸는 유체로 채워진다. 선박이 예를 들면 부두에 들어가기 위하여, 또는 부두에 있는 위치를 떠나기 위하여 기동할 때, 이물 추력기(3)는 시동되며, 이것은 선박의 길이 방향 축에 횡방향인 이물 터널 내부에 있는 유체에서 변위를 일으키고, 정박해 있는 부두에 더 가깝게 또는 그로부터 더 멀리 가기 위하여 선박을 움직일 수 있게 한다.

선박이 정상적으로 항해할 때 이물 추력기는 정지하며, 만약 다르게 조건이 이루어진다면, 난류가 이물 터널의 개구 또는 오리피스(4)에 근접하여 발생되며, 그 난류는 현저한 양의 드래그(drag)를 발생시킨다. 이러한 드래그는 선박의 속도를 감소시키고 선박을 추진시키는 연료를 과도하게 소비시킨다.

본 발명에 따른 장치의 목적은, 유체가 터널(2) 안으로 진입하는 것을 감소시키거나 또는 회피하고 상기 오리피스(4)의 앞에서 유체 흐름 때문에 발생하는 그 어떤 난류 및 드래그라도 감소시키거나 또는 제거하기 위하여, 이물 터널(2)의 오리피스(4) 앞을 통과하는 유체의 흐름을 제어하는 것이다.

선박 선체(1)의 이물 터널(4)에 있는 오리피스 앞에서 유체의 흐름을 제어하기 위한 장치는 적어도 하나의 편향기(5)를 가지는데, 편향기는 오리피스(4)의 상류측에서 선박의 선체(1)에 단단하게 고정되고 그 오리피스(4)의 직경과 적어도 같거나 또는 그보다 큰 거리에 걸쳐서 연장된다. 편향기(5)는 선박의 선체(1)를 향하게 배치된, 단면에서 평탄한 내측면(6) 및, 볼록한 외측면(7)을 가진다. 편향기들의 두께는 상류측 부분(8)에서 크게 증가되고, 다음에 하류측 부분의 방향으로 느리게 감소되어, 급격히 테이퍼진 방식으로 끝나서 하류측 가장자리(9)를 형성한다.

이러한 편향기(5)는 지지부(10)들의 보조로 선박의 선체(1)에 단단하게 고정되는데, 지지부(10)들은 선박의 선체(1)에 용접되거나, 볼트 고정되거나 또는 임의의 방식으로 고정된다.

장치가 바람직스럽게는 이물 터널(2)의 오리피스(4)의 양 측에 배치된 2 개의 편향기(5)들을 가진다. 이러한 경우에 상류측 편향기(5)의 하류측 가장자리(9)가 하류측 편향기(5a)의 상류측 가장자리로부터 떨어진 거리(L)는, 이물 터널(2)의 오리피스(4)의 직경과 실질적으로 같거나, 그보다 약간 작거나 또는 크다.

편향기(5,5a)의 내부 평탄 표면(6)은 선박의 선체(1)에 실질적으로 평행하다. 일 변형예에서 상류측 편향기(5)의 내측 표면(6)은 선박의 선체(1) 표면과 약 간의 각도를 형성함으로써 하류측 가장자리(9)는 전방 가장자리보다 선체로부터 더 멀리에 있다. 이러한 경우에 하류측 편향기(5a)의 전방 가장자리는 하류측 편향기(5a)의 하류측 가장자리(9)보다 선박의 선체(1)에 더 근접하게 된다.

따라서 상류측 편향기(5)와 선체 사이에 형성된 통로는 오리피스(4)의 방향으로 증가하고 하류측 편향기(5a)에 대해서는 좁아진다.

유체 유동을 제어하기 위한 장치가 오직 하나의 편향기만을 가지는 경우에, 하류측 편향기(5a)는 생략된다.

이물 오리피스가 1 m 정도의 직경을 가진다면, 편향기/편향기들(5)의 길이(ℓ)는 1.1 m 정도일 것이고, 그 깊이(P)는 15 내지 40 cm 의 정도이고, 그 두께(e)는 15 내지 30 mm 의 정도이다.

장치가 2 개의 편향기들, 즉, 하나의 상류측 편향기(5) 및 다른 하류측 편향기(5a)를 가질 때, 상류측 편향기의 깊이(P)는 하류측 편향기의 깊이보다 큰 것이 바람직스럽다.

선박이 선박의 순항 속도보다 낮은 특정의 속도로 화살표(B)의 방향으로 전방을 향해 움직일 때, 편향기/편향기들(5)과 선박의 선체(1) 사이의 유체 유동은 제어되고 수정된다. 유체 유동은 균일하게 제어되며 이물 터널의 오리피스(4) 앞에 액체의 벽을 형성함으로써, 유체가 오리피스로 진입하는 것을 방지하거나 또는 상기 오리피스 안으로 유체가 진입하는 것을 적어도 크게 감소시킨다. 이것은 그 위치에서 유체의 난류를 감소시키거나 제거할 수 있게 하고 선박의 드래그를 실질적으로 감소시킬 수 있게 한다.

본 발명의 장치는, 이물 터널 오리피스들의 존재 때문에 유체에서 발생되는 난류 및 드래그를 회피할 수 있게 함으로써 선박의 전방 운동에 대한 저항을 감소시키면서, 단순하고, 저렴하고, 선박의 선체에 고정되며, 오직 적은 유지 관리만을 필요로 한다.

상기 설명된 장치는 선박의 선체에 형성된 임의 유형의 오리피스 또는 공동(cavity) 앞을 통과하는 유체 유동을 제어하는데 이용될 수 있다.

본 발명은 선박의 선체에서 유체 유동을 제어하는데 이용된다.

Claims (5)

1. 선박의 선체에 형성된 오리피스 또는 공동(cavity)의 앞을 통과하는 유체 유동의 제어 장치로서,

   유체 유동의 제어 장치는 오리피스 또는 공동의 상류측에서 선박의 벽에 단단하게 고정된 적어도 하나의 편향기(5)를 가지고;

   편향기는, 선박의 선체를 향하는 평탄한 내측면 및, 상류측에서 고도로 볼록하고(highly convex) 하류측에서 테이퍼진 만곡된 외측면을 가지는; 것을 특징으로 하는, 유체 유동의 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   오리피스 또는 공동의 하류측에 배치된, 제 1 편향기와 유사한 형상의 제 2 편향기를 가지는 것을 특징으로 하는, 유체 유동의 제어 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   편향기의 평탄한 내측면은 선박의 선체에 평행한 것을 특징으로 하는, 유체 유동의 제어 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   오리피스 또는 공동의 방향에서 좁아지거나 또는 넓어지는 선박과 내측면 사이의 공간을 형성하기 위하여, 편향기의 평탄한 내측면은 선박의 선체와 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는, 유체 유동의 제어 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상류측 편향기와 하류측 편향기를 분리시키는 거리는 오리피스 또는 공동의 직경과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는, 유체 유동의 제어 장치.

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