KR20110027236A - Flow improving device of wing type with wake reduction & advenced force generation - Google Patents
Flow improving device of wing type with wake reduction & advenced force generation Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110027236A KR20110027236A KR1020090085233A KR20090085233A KR20110027236A KR 20110027236 A KR20110027236 A KR 20110027236A KR 1020090085233 A KR1020090085233 A KR 1020090085233A KR 20090085233 A KR20090085233 A KR 20090085233A KR 20110027236 A KR20110027236 A KR 20110027236A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wing
- hull
- flow
- propeller
- support structure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
- B63B3/14—Hull parts
- B63B3/44—Bilge keels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/12—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
- B63H1/14—Propellers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 정체 유동의 체적 감소 및 추력 발생기능을 가지는 날개형 단면을 가진 유동개선 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로펠러로 유입되는 유동의 유속을 높여 프로펠러 효율을 향상시키고 본 장치로 인해 추가 추력이 발생하여 선박의 연료를 절감 할 수 있도록 하는 정체류 감소 및 전진력 발생 기능을 가지는 날개형 유동개선 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a flow improvement device having a wing-shaped cross section having a volume reduction and thrust generation function of the stagnation flow, and more particularly, to increase the propeller efficiency by increasing the flow velocity of the flow into the propeller, and further thrust due to the device The present invention relates to a wing-type flow improvement device having a function of reducing static flow and generating a forward force to reduce the fuel of the ship by generating this.
일반적으로 선박의 속도 성능을 개선하기 위한 장치로는 추진기에 유입되는 유동을 개선하는 유동 개선장치, 추진기 자체의 효율을 높인 고효율 추진기, 추진기에서 손실되는 에너지를 회수하여 추력으로 사용하는 장치가 알려져 있다.In general, a device for improving a ship's speed performance is known as a flow improving device that improves the flow flowing into the propeller, a high efficiency propeller that increases the efficiency of the propeller itself, and a device that recovers energy lost from the propeller and uses it as a thrust. .
도 1은 일반적인 선박의 속도 성능 개선장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the configuration of the speed performance improving apparatus of a general ship.
추진기의 유입 유동을 개선하는 장치로는 선박(1)에 부착되는 전류고정날개(5), 와류 생성장치(6)가 대표적이며, 상기 전류고정날개(5)는 추진기(4) 유입 유동의 유입각도를 개선하여 추력을 향상시키며, 상기 와류 생성 장치(6)는 추진기(4)에 유입되는 축방향 유속분포를 개선하여 추진 효율 및 변동압력을 경갑하는 효과가 있다.As a device for improving the inflow of the propeller, the current fixed wing (5) and the vortex generating device (6) attached to the vessel 1 is representative, the current fixed wing (5) is the inflow of the inflow flow of the propeller (4) Improving the angle to improve the thrust, the eddy current generating device 6 has the effect of reducing the propulsion efficiency and fluctuation pressure by improving the axial flow rate distribution flowing into the propeller (4).
고효율 추진기는, 추진기 자체의 효율을 향상시킨 고효율 프로펠러를 설계하고, 유도항력에 의해 손실되는 추력을 경감시키거나 설계변수를 효율을 향상시키는 방향으로 설계함으로써 실현될 수 있다.The high efficiency propeller can be realized by designing a high efficiency propeller that improves the efficiency of the propeller itself, by reducing thrust lost by induced drag or by designing a design variable in a direction of improving efficiency.
추진기에서 손실되는 에너지를 회수하여 추력으로 사용하는 장치로는, 타(2)에 부착하는 베인힐, 추력날개(3) 등이 있으며 주로 선박의 속도가 빠른 선종에 사용된다.As a device for recovering the energy lost in the propeller and used as the thrust, there are vane hill, thrust wing (3) attached to the other (2), mainly used for ships of high speed.
이상의 기술들은 연료절감 효과를 목적으로 개발되었지만 기술의 재현성이나 적용성에 한계가 있고 장치 도입후 유지보수의 어려움이 따른다. The above technologies were developed for the purpose of fuel saving effect, but there are limitations in the reproducibility or applicability of the technology and the difficulty of maintenance after the introduction of the device.
전류고정날개(5)는 추진기(4) 전방에 날개를 설치하여 추진기 회전방향과 반대방향의 유동을 만들어 추진기 전방에서 휘어 들어오는 유동의 각도를 개선하여 이로 인한 에너지 손실을 최소화한 장치이다. 이 장치의 적용에 따라 추진기 전방의 공간 확보가 필요하고 부가저항 및 사후 관리의 어려움이 발생 할 수 있다. The current fixing wing 5 is a device in which a vane is installed in front of the propeller 4 to create a flow in a direction opposite to the rotational direction of the propeller, thereby improving the angle of the flow bent from the front of the propeller, thereby minimizing energy loss. Depending on the application of this device, it may be necessary to secure space in front of the propeller and additional resistance and post-management difficulties may occur.
와류생성장치(6)와 같은 전방 부가물은 주로 선미에 1-3개 정도의 핀을 설치 하여 추진기(4)로 유입되는 유동을 개선 하는 장치이다. 이 장치는 축방향 속도가 느려진 빌지 와동이 추진기(4)에 유입되어 발생하는 문제를 제거해 에너지 손실을 줄이는 장치이다. 그러나 선종에 따라 부가물 자체의 저항에 의한 손실이 효율 향상보다 커지는 문제가 발생 할 수 있으며 모형크기의 유동특성과 실선의 유동특성의 차이에 의해 기술의 재현성이 떨어지는 경우도 있다.The front adjuncts, such as the vortex generating device 6, are mainly devices that install 1-3 pins on the stern to improve the flow into the propeller 4. This device reduces the energy loss by eliminating the problem caused by the bilge vortex with a slow axial velocity entering the propeller (4). However, depending on the ship type, the loss due to the resistance of the adjunct itself may be larger than the efficiency improvement. In some cases, the reproducibility of the technology may be inferior due to the difference between the flow characteristics of the model size and the flow characteristics of the solid line.
추진기 자체의 효율을 향상시킨 고효율 추진기는 날개 끝의 유도 항력 감소를 위해 설치한 장치로 인한 효율감소 및 구조적 안정성 문제나 설계 변수를 효율이 높은 방향으로 설계할 수 없는 설계 제약조건들 때문에 그 적용의 범위가 제한된다.High-efficiency propellers, which improve the efficiency of the propellers themselves, are more likely to suffer from reduced efficiency due to devices installed to reduce induced drag at the tip of the vanes, structural stability issues, or design constraints that prevent design variables from being designed in a highly efficient direction. The range is limited.
이에 본 발명에서는 다양한 선종에 적용가능하며 추진기 유입 유동 개선과 날개의 양력을 추력으로 전환하는 정체류 감소 및 전진력 발생 기능을 가지는 날개형 유동개선 장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, the present invention is to provide a wing-type flow improvement device that can be applied to a variety of ship type and has a function of reducing the static flow and forward force generation to convert the propeller inflow flow and the lift of the wing to thrust.
본 발명은 상기와 같은 정체류 감소 및 전진력 발생 기능을 가지는 날개형 유동개선 장치를 선체에 부착함으로써, 에너지 절감을 위한 것이다.The present invention is to save energy by attaching the wing-type flow improvement device having the above-mentioned stagnation reduction and forward force generation function to the hull.
본 발명에 의한 정체류 감소 및 전진력 발생 기능을 가지는 날개형 유동개선 장치는, 정체 유동의 체적 감소 및 추력 발생기능을 가지는 날개형 단면을 가진 유동개선 장치를 선미 추진기 전방의 선체 양측에 비교적 균일한 유동 영역에 부착함에 특징이 있다.According to the present invention, the wing-type flow improvement device having the function of stagnation reduction and forward force generation is relatively uniform in both sides of the hull in front of the stern propeller. It is characterized by attachment to one flow zone.
본 발명에 의한 유동개선 장치는, 형상은 선박의 후면에서 보았을때 선체로 부터 임의의 거리가 떨어진 위치에서 선체 표면을 따라가는 원호형 형상을 가지며 그 단면은 선박이나 항공기에 사용되는 날개의 단면형상으로 그 흡입면이 선체 중심 방향을 향하는 형상을 하고 있으며 날개의 양 끝단 및 중간 부위에 선체에 직교한 방향으로 지지 구조물을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The flow improvement device according to the present invention has an arc-shaped shape that follows the hull surface at a certain distance away from the hull when viewed from the rear of the ship, and its cross section is a cross-sectional shape of a wing used in a ship or an aircraft. The suction surface has a shape facing the center of the hull and is characterized by including a support structure in the direction orthogonal to the hull at both ends and the middle portion of the wing.
본 발명에 의한 유동 개선장치는, 선체의 표면으로부터 날개 단면 앞날의 중심선이 임의의 거리를 두고 일정하게 혹은 가변적으로 떨어져 있으며 선미 방향 에서 본 형상은 원호형으로 구부러진 형태를 하고 있으며, 선체 폭 방향으로 날개와 선체와의 거리는 선체 추진기 중심 높이의 2~60% 범위내에 위치하도록 구성함에 특징이 있다.In the flow improving apparatus according to the present invention, the center line of the front edge of the blade section is constantly or variably separated from the surface of the hull at an arbitrary distance, and the shape seen from the stern direction is curved in an arc shape, and in the hull width direction. The distance between the wing and the hull is characterized in that it is located within 2 to 60% of the height of the hull thruster centre.
날개의 단면은 비대칭형으로 흡입면이 선체 중심 방향을 향하고 있으며, 단면 코드선 길이는 전체 날개 깊이 방향으로 모두 동일하거나 점차 작아지는 형상을 하고 있고, 점차 작아지는 경우에는 가장 작은 코드선 길이는 가장 큰 코드선 길이의 40~100%의 범위에 있도록 구성한다.The cross section of the wing is asymmetrical and the suction surface is toward the center of the hull. The cross section cord line length is the same or gradually decreases in the total wing depth direction. Configure it so that it is in the range of 40 to 100% of the length of the large cord.
측면에서 본 날개 형상은 직사각형이거나 사다리꼴 형태로 후자인 경우 날개 중심선과 높이 기준선이 이루는 각도가 -30~+30도 범위에 있도록 구성한다.The wing shape viewed from the side is rectangular or trapezoidal in the latter case so that the angle formed by the wing centerline and the height reference line is in the range of -30 to +30 degrees.
날개는 선체표면 직교한 방향으로 평판 및 캠버가 있는 판 형태 혹은 날개 단면 형태의 상부 지지구조물, 중간 지지구조물, 하부 지지구조물에 의해 선체에 고정설치되고, 상부 지지구조물과 하부 지지구조물은 날개와 직선 혹은 원호형 곡면으로 연결되되, 원호형 곡면의 반지름은 추진기 축 중심선 높이의 60%보다 작은 값을 가지도록 구성된다.The wing is fixed to the hull by upper support structure, intermediate support structure and lower support structure in the form of plate or wing section with flat plate and camber in the direction orthogonal to the hull surface, and the upper support structure and the lower support structure Or it is connected to the arcuate surface, the radius of the arcuate surface is configured to have a value less than 60% of the height of the center line of the propeller axis.
날개의 코드선 길이는 선체 추진기 축 중심 높이의 10~70% 범위에 속하도록 구성된다.The length of the cord line of the wing is configured to be in the range of 10 to 70% of the height of the hull propeller shaft center.
본 발명은, 선체 길이 방향으로 선미 타 장치의 축이 지나는 위치에서 선수 자유수면 교차점까지의 거리를 배길이라고 정의하고 그 사이를 20등분으로 균일하게 나누고 선미 타 장치의 축을 0St이라고 할 경우 그 위치는 0.5ST~3.5ST사이에 위치 하도록 설치됨을 특징으로 한다.According to the present invention, the distance from the position where the axis of the stern rudder passes in the longitudinal direction of the stern to the forefront free intersection is defined as the path length, and the position of the stern rudder as 0St is equally divided by 20 equal parts. It is characterized in that it is installed to be located between 0.5ST ~ 3.5ST.
날개는 선체 깊이 방향으로 추진기 축 중심 높이의 20%~150% 길이 만큼의 높이를 가지며 선박의 바닥 기준면으로부터 수선면 사이에 위치하도록 구성됨을 특징으로 한다.The wing has a height of 20% to 150% of the height of the center of the propeller shaft in the direction of the hull depth and is characterized in that it is configured to be located between the water plane and the bottom reference plane of the ship.
본 발명에 의한 유동개선 장치는, 프로펠러로 유입되는 유동의 유속을 높여 프로펠러 효율을 향상시키고, 추가 추력이 발생하여 선박의 연료를 절감할 수 있도록 하는 것으로서, 균일한 유동 영역에 부착되어 날개의 양력을 일부 추력으로 사용하고, 날개 장치와 선체 표면 사이의 유동을 가속시켜 박리지점 이동 및 선미 저속 유동장의 체적을 감소시켜 추진기 유입 유동을 개선하는 효과를 가진다.The flow improvement device according to the present invention is to improve the propeller efficiency by increasing the flow velocity of the flow flowing into the propeller, and to reduce the fuel of the ship by generating additional thrust, and is attached to a uniform flow area to lift the wing Is used as part of thrust, and it accelerates the flow between the wing device and the hull surface to reduce the peeling point movement and the volume of the stern low speed flow field to improve the propeller inlet flow.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 유동 개선장치의 날개 단면 형상의 정의를 위한 날개 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 유동 개선장치를 설치한 상태를 선체 선미에서본 형상도이다. 도 4은 본 발명에 의한 유동 개선장치를 설치한 상태를 선체 측면에서 본 형상도이며, 도 5는 본 발명에 의한 유동 개선장치의 날개 측면 형상의 적용 예를 보인 도면이다. 도 6은 본 발명에 의한 유동 개선장치를 선체에 부착한 모습을 보인 도면이며, 도 7은 본 발명에 의한 유동 개선장치의 적용 전후의 유동상태 설명도이며, 도 8은 본 발명의 유동개선장치의 날개 추력 발생 원리설명도이며, 도 9는 본 발명에 의한 유동개선장치를 적용한 전후의 유동상태를 전산해석을 통해 본 유동해석도면이다.Figure 2 is a cross-sectional view of the blade for defining the blade cross-sectional shape of the flow improving apparatus according to the present invention, Figure 3 is a shape view as seen from the hull stern installed state the flow improving apparatus according to the present invention. 4 is a view showing the state of installing the flow improving device according to the present invention as seen from the side of the hull, Figure 5 is a view showing an application example of the wing side shape of the flow improving device according to the present invention. 6 is a view showing a state in which the flow improving apparatus according to the present invention is attached to the hull, Figure 7 is a diagram illustrating the flow state before and after the application of the flow improving apparatus according to the present invention, Figure 8 is a flow improving apparatus of the present invention 9 is an explanatory view of the principle of generating wing thrust, and FIG. 9 is a flow analysis diagram of the flow state before and after applying the flow improvement apparatus according to the present invention through a computer analysis.
본 발명은 날개형 단면을 가진 유동개선 장치를 선미 추진기(4) 전방의 선체(1) 양측에 비교적 균일한 유동 영역에 부착함에 특징이 있다.The present invention is characterized in that the flow improvement device having a wing-shaped cross section is attached to a relatively uniform flow region on both sides of the hull 1 in front of the stern propeller 4.
상기 유동 개선 장치는, 비행기 날개 형상을 가지는 날개(14)와, 날개(14)를 선체(1) 표면으로부터 일정한 거리 떨어지도록 날개(14)의 중앙부를 선체(1)에 고정시키는 중간 지지 구조물(16)과, 상기 날개(14)의 양측면과 선체(1) 사이를 연결하는 상부 지지구조물(15) 및 하부 지지구조물(16)로 구성됨을 특징으로 한다. The flow improving device includes a
본 발명에 의한 유동 개선장치는, 선체(1)의 표면으로부터 날개(14) 단면 앞날의 중심선(20)이 임의의 거리를 두고 일정하게 혹은 가변적으로 떨어지도록 중심 지지구조물(16)에 의해 선체(1)에 고정 부착되고, 선미 방향에서 본 날개(14)의 형상은 원호형으로 구부러진 형태로 구성되며, 선체(1) 폭 방향으로 날개(14)와 선체(1) 사이의 거리(22)는 선체 추진기(4) 중심 높이(19)의 2 ~ 60% 범위 내에 위치하도록 부착 설치된다.The flow improving device according to the present invention is characterized in that the hull (by the
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 날개(14)의 단면은 비대칭형으로 흡입면(10)이 선체 중심(21) 방향을 향하도록 설치되고, 단면 코드선(08) 길이는 전체 날개 깊이 방향으로 모두 동일하거나 점차 작아지는 형상으로 구성되며, 점차 작아지는 경우에는 가장 작은 코드선(08) 길이는 가장 큰 코드선(08) 길이의 40~100%의 범위에 있도록 구성된다.As shown in FIG. 2, the cross section of the
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 측면에서 본 날개 형상은 직사각형이거나 사다리꼴 형태로 후자인 경우 날개 중심선(26)과 높이 기준선(27)이 이루는 각도가 -30~+30도 범위에 있도록 구성된다.As shown in Figures 4 and 5, the wing shape viewed from the side is rectangular or trapezoidal in the latter configuration so that the angle formed by the
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 유동개선장치는, 날개(14)가 선체(1) 표면에 직교한 방향으로 평판 및 캠버가 있는 판 형태 혹은 날개(14) 단면 형태의 상부 지지구조물(15)과, 중간 지지구조물(16), 하부 지지구조물(17)에 의해 선체(1)와 거리를 두고 고정 설치된다. 상부 지지구조물(15)과 하부 지지구조물(17)은 날개(14)와 직선 혹은 원호형 곡면으로 연결되도록 구성된다. 이때 원호형 곡면의 반지름은 추진기(04) 축 중심선 높이(19)의 60%보다 작은 값을 가지도록 구성된다.As shown in FIG. 6, the apparatus for improving flow of the present invention includes an
또한 본 발명에서 날개(14)의 코드선(08) 길이는 선체 추진기(04) 축 중심 높이(19)의 10~70% 범위를 가지도록 구성된다.In addition, in the present invention, the length of the
본 발명의 유동개선장치의 설치 위치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 선체(1) 길이 방향으로 선미 타(02) 장치의 축이 지나는 위치에서 선수 자유수면 교차점까지의 거리를 배길이라고 정의하고 그 사이를 20등분으로 균일하게 나누고 선미 타(02) 장치의 축을 0St이라고 할 경우 그 위치는 0.5ST~3.5ST 사이에 위치 하도록 설치된다.The installation position of the flow improvement device of the present invention, as shown in Figure 4, defining the distance from the position where the axis of the stern rudder device in the longitudinal direction of the hull (02) to the bow free surface intersection point, the back path If it is divided equally into 20 equal parts and the axis of stern rudder device is 0St, its position is installed to be between 0.5ST ~ 3.5ST.
또한, 날개(14)는 선체(1) 깊이 방향으로 추진기(04) 축 중심 높이(19)의 20%~150%길이 만큼의 높이를 가지며 선박의 바닥 기준면으로부터 수선면 사이에 위치하도록 설치된다.In addition, the
이와 같이 구성되는 본 발명의 형상적 특징을 보다 구체적으로 정리하면 아래와 같다.The features of the present invention configured as described above are summarized in more detail below.
본 장치는 선박의 후면에서 보았을 때 도 3과 같이 선체(01)로 부터 임의의 거리가 떨어진 위치에서 선체(1) 표면을 따라가는 원호형의 형상을 가진 날개(14) 장치가 유동개선장치이다. 그 단면은 도 2와 같이 항공기 날개에 사용되는 비대칭 날개 단면의 모양을 하고 있으며 단면의 흡입면(10)이 선체 중심 방향을 향하고 있다. 이때 날개 단면의 코드선(08)길이는 선체 추진기 축 중심선 높이(19)의 10~70% 범위를 가진다. As seen from the rear of the ship, the device is a device for improving the flow of the
날개(14)는 선체에 상부 지지구조물(15), 중간 지지구조물(16), 하부 지지구조물(17)이 부착되어 있으며 날개(14)와 선체(1) 사이의 거리(22)는 날개 앞날 중심선(20)과 선체의 최소 거리를 정의 할때 선체 추진기 축 중심 높이(19)의 2~60% 범위를 가지도록 설치된다. 이때 상부 지지구조물(15)과 하부 지지구조물(17)은 날개와 직선 혹은 원호형 곡면으로 연결되어 있다. 이때 원호형 곡면의 반지름은 추진기 축 중심선 높이(19)의 60%보다 작은 값을 가진다. The
날개 선체 길이 방향 위치범위(23)는 선미 타장치의 축이 지나는 위치에서 선수 수선면 교차점 까지의 거리를 배길이 라고 정의하고 그 사이를 20등분으로 균일하게 나누고 선미 타 장치의 축을 0ST이라고 할 경우 도 4와 같이 0.5~3.5ST사이에 위치하게 된다. The wing hull
측면에서 바라본 형상은 도 5와 같이 위 아래 길이가 동일한 직사각형 혹은 위에서 아래로 점차 코드 길이가 좁아지는 사다리꼴 형이 있으며 사다리꼴 형은 날 개 중심선(26)이 높이 기준선(27)과 -30~+30도 범위에서 날개 각도(28)를 가지고 이는 선미 유동 조건에 따라 양하게 변형하여 적용한다.The shape viewed from the side has a rectangular shape having the same upper and lower lengths as shown in FIG. 5 or a trapezoidal shape in which the cord length gradually decreases from the top to the bottom, and the trapezoidal shape has the
날개의 높이(25)는 선체 측면에서 선체 중심면(21)에 투영된 형상을 기준으로 추진기 축 중심 높이(19)의 20~150%에 해당하는 길이로 깊이 방향 위치는 선체 바닥 기준면으로 부터 수선면 사이에 존재한다. The
본 발명에 의한 유동개선장치의 작동원리 및 기술적 특성은 아래와 같다.Operation principle and technical characteristics of the flow improvement device according to the present invention are as follows.
일반적으로 선박의 선미 형상은 도 7과 같이 추진기 방향으로 원할 하게 흐름이 형성될 수 있도록 선미 방향으로 갈수록 체적이 점차 감소하는 복잡한 곡면으로 구성되어 있다. 이것 때문에 선체 표면을 따라 흐르는 유선(31)의 각도는 선체 중심선 방향으로 가파르게 휘어지다가 소용돌이 유동이 형성되며 선체 표면으로 부터 떨어져 나가는 특성을 가진다.In general, the stern shape of the ship is composed of a complex curved surface gradually decreases in volume in the stern direction so that the flow can be formed smoothly in the direction of the propeller as shown in FIG. Because of this, the angle of the
선미 추진기 전방에서는 이러한 형상적 특성에 기안하는 정체 유속 영역이 존재하며 이를 반류(29)라 칭하고 선박의 전진속도에 대한 상대적인 비율로 정체영역의 속도를 표현하여 이를 반류비라 한다.In front of the stern thruster, there is a stagnation velocity region that focuses on these geometrical characteristics. This is called reflux (29) and expresses the velocity of the stagnant region as a relative ratio to the ship's forward speed.
추진기 작동면 상의 반류비가 0.3이하로 낮은 영역에서는 과도한 압력 변화에 기인하는 공동현상 발생 및 이로 인한 진동과 침식 현상이 발생할 수 있다. 때문에 선미의 반류(29) 정체 속도를 회복하여 추진기에 유입되는 유속을 최대한 빠르게 하는 것이 선박의 성능 향상에 유리하다.In areas where the return ratio on the propeller's operating surface is less than 0.3, cavitation due to excessive pressure changes, resulting in vibration and erosion may occur. Therefore, it is advantageous to improve the performance of the ship to recover the stagnation speed of the stern (29) to speed up the flow rate into the propeller.
본 발명은 정체 유동이 시작되는 다양한 조건의 박리점(30)에 깊이 방향으로 선체표면 형상을 따라가는 형태로 본 발명에서 제안하는 거리에 날개(14)장치를 부착하여 날개(14)와 선체(1)의 틈새 유동(32)을 가속시켜 선미 유동을 개선 하고 날개(14) 장치에서 발생하는 양력의 일부가 추력으로 작용하여 추력 증진 효과를 가진다. According to the present invention, the
도 7과 같이 선체 표면을 따라 흐르는 유선(31)은 선미의 급격한 경사면에서 진행 방향이 전환되고 박리점(30)에서 분리되는 한편 박리점(30)에서 선미 방향으로 선체 표면에 반류(29)의 흐름이 형성되어 추진기에 낮은 속도로 유입되고 그자체가 선박과 같이 진행하며 부가저항을 발생시킨다. As shown in FIG. 7, the
본 발명을 적용한 후 날개-선체 틈새 유동(32)이 가속되고 반류(29)의 체적이 감소 되어 부가저항은 줄어들며 추진기로 유입되는 유속이 회복되어 추진 효율 향상에 기여한다.After applying the present invention, the wing-
또한 도 8에서와 같이 날개(14) 장치에서 발생한 양력과 항력의 합력 중에서 추력성분 만큼 선박에 추가 전진력을 발생 시켜 에너지 절감 효과를 실현할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 8, an additional forward force may be generated in the ship as much as a thrust component among lift and drag forces generated in the
이러한 본 발명의 성능 개선 효과를 검증하기 위해 전산유체 해석을 수행한 결과 도 9와 같이 선미 반류의 체적이 감소하고 선미 유입 속도가 개선되는 효과를 확인할 수 있었다.As a result of performing the computational fluid analysis to verify the performance improvement effect of the present invention, as shown in FIG. 9, the volume of the stern return and the stern inflow rate were improved.
이와 같이 본 발명은, 정체 유동의 체적 감소 및 추력 발생기능을 가지는 날개형 단면을 가진 유동개선 장치를 선미 추진기 전방의 선체 양측에 비교적 균일한 유동 영역에 부착함으로써, 프로펠러로 유입되는 유동의 유속을 높여 프로펠러 효율을 향상시키고, 추가 추력이 발생하여 선박의 연료를 절감할 수 있도록 하며, 균 일한 유동 영역에 부착되어 날개의 양력을 일부 추력으로 사용하고, 날개 장치와 선체 표면 사이의 유동을 가속시켜 박리지점 이동 및 선미 저속 유동장의 체적을 감소시켜 추진기 유입 유동을 개선하는 효과를 가진다.Thus, the present invention, by attaching a flow improvement device having a wing-shaped cross section having the function of volume reduction and thrust generation of the stagnation flow in a relatively uniform flow region on both sides of the hull in front of the stern propeller, the flow velocity of the flow flowing into the propeller Increase the propeller efficiency, generate additional thrust to save the fuel of the ship, attach to the uniform flow area, use the wing lift as part of the thrust, and accelerate the flow between the wing device and the hull surface It has the effect of improving the inflow of the propeller by reducing the separation point movement and reducing the volume of the stern low speed flow field.
도 1은 일반적인 선박의 속도 성능 개선장치의 구성을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining the configuration of the speed performance improvement apparatus of a general ship.
도 2는 본 발명에 의한 유동 개선장치의 날개 단면 형상의 정의를 위한 날개 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the blade for defining the blade cross-sectional shape of the flow improving apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 유동 개선장치를 설치한 상태를 선체 선미에서 본 형상도.3 is a view of the hull stern of the state in which the flow improving apparatus according to the present invention is installed;
도 4은 본 발명에 의한 유동 개선장치를 설치한 상태를 선체 측면에서 본 형상도.Figure 4 is a view of the hull side in a state where the flow improving apparatus according to the present invention is installed.
도 5는 본 발명에 의한 유동 개선장치의 날개 측면 형상의 적용 예를 보인 도면.5 is a view showing an application example of the wing side shape of the flow improving apparatus according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 유동 개선장치를 선체에 부착한 모습을 보인 도면.Figure 6 is a view showing a state in which the flow improving apparatus according to the invention attached to the hull.
도 7은 본 발명에 의한 유동 개선장치의 적용 전후의 유동상태 설명도.Figure 7 is a flow diagram illustrating before and after the application of the flow improving apparatus according to the present invention.
도 8은 본 발명의 유동개선장치의 날개 추력 발생 원리 설명도.8 is an explanatory view of the principle of generating blade thrust of the flow improvement device of the present invention.
도 9는 본 발명에 의한 유동개선장치를 적용한 전후의 유동상태를 전산해석을 통해 본 유동해석 도면.9 is a flow analysis diagram of the flow state before and after applying the flow improvement device according to the present invention through a computer analysis.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
01 : 선체 02 : 타01: Hull 02: Shot
03 : 추력날개 04 : 추진기03: Thrust Wing 04: Propeller
05 : 전류고정날개 06 : 와류생성장치05: current fixed wing 06: vortex generating device
07 : 날개 꼬리 08 : 코드선07: wing tail 08: codeline
09 : 캠버선 10 : 흡입면09: camber wire 10: suction surface
11 : 압력면 12 : 날개 두께11: pressure side 12: wing thickness
13 : 날개 앞날 14 : 날개13: wings ahead 14: wings
15 : 상부 지지 구조물 16 : 중간 지지 구조물15: upper support structure 16: intermediate support structure
17 : 하부 지지 구조물 18 : 추진기 원판17: lower support structure 18: propeller disc
19 : 추진기 축 중심 높이 20 : 날개 앞날 중심선19: center height of the propeller shaft 20: wing center line
21 : 선체 중심선 22 : 날개 선체 사이 거리21
23 : 날개의 선체 깊이 방향 위치 범위23: position range of the ship's hull depth direction
24 : 날개의 선체 길이 방향 위치 범위24: Hull longitudinal position range of the wing
25 : 날개의 높이 26 : 날개의 중심선25: wing height 26: wing center line
27 : 높이 기준선 28 : 날개 각도27: height reference line 28: wing angle
29 : 반류 30 : 박리점29: return 30: peeling point
31 : 선체 주변 유선 32 : 날개 선체 틈새 31: Wired around the hull 32: Wing hull gap
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090085233A KR101066213B1 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Flow Improving Device of Wing Type with Wake Reduction ? Advenced Force Generation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090085233A KR101066213B1 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Flow Improving Device of Wing Type with Wake Reduction ? Advenced Force Generation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110027236A true KR20110027236A (en) | 2011-03-16 |
KR101066213B1 KR101066213B1 (en) | 2011-09-21 |
Family
ID=43934081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090085233A KR101066213B1 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Flow Improving Device of Wing Type with Wake Reduction ? Advenced Force Generation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101066213B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101596433B1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-02-25 | 케이티엠지 주식회사 | Device for improving flow efficiency, vortex flow generater |
CN109501989A (en) * | 2018-11-27 | 2019-03-22 | 南京高精船用设备有限公司 | A kind of sideways-acting propeller capping cabin |
KR20190116797A (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-15 | 한국조선해양 주식회사 | Energy saving device for ship and Ship thereof |
CN115123446A (en) * | 2022-07-15 | 2022-09-30 | 上海外高桥造船有限公司 | Energy-saving parallel wing for ship and ship |
WO2023000077A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Bpe Technologies Inc. | Marine vessel flow modifying device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100406306B1 (en) | 2001-07-14 | 2003-11-19 | 삼성전자주식회사 | Linear compressor |
KR100619302B1 (en) | 2005-04-26 | 2006-09-06 | 현대중공업 주식회사 | The thrust fin for ships |
-
2009
- 2009-09-10 KR KR1020090085233A patent/KR101066213B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101596433B1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-02-25 | 케이티엠지 주식회사 | Device for improving flow efficiency, vortex flow generater |
KR20190116797A (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-15 | 한국조선해양 주식회사 | Energy saving device for ship and Ship thereof |
CN109501989A (en) * | 2018-11-27 | 2019-03-22 | 南京高精船用设备有限公司 | A kind of sideways-acting propeller capping cabin |
WO2023000077A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Bpe Technologies Inc. | Marine vessel flow modifying device |
CN115123446A (en) * | 2022-07-15 | 2022-09-30 | 上海外高桥造船有限公司 | Energy-saving parallel wing for ship and ship |
CN115123446B (en) * | 2022-07-15 | 2023-12-26 | 上海外高桥造船有限公司 | Marine energy-saving parallel wing and ship |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101066213B1 (en) | 2011-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0236409B1 (en) | Foil | |
US7832689B2 (en) | Element for generating a fluid dynamic force | |
AU2017261498A1 (en) | Improved wing configuration | |
JP5539025B2 (en) | Front fixed wing with duct | |
KR101066213B1 (en) | Flow Improving Device of Wing Type with Wake Reduction ? Advenced Force Generation | |
KR20140044284A (en) | High efficiency propeller with increased pressure side surface | |
KR101205355B1 (en) | Rudder for vessel | |
KR20150145982A (en) | Pre-swirl Stator of Ship Stem | |
GB1561505A (en) | Ship with stern water flow | |
KR102531811B1 (en) | Stern geometry and vessel with stern duct | |
KR20150132922A (en) | Preswirl Stator of Ship Stem | |
KR101506050B1 (en) | Duct Structure for Ship | |
EP3210876B1 (en) | Propelling efficiency enhancing device | |
KR20150076705A (en) | Duct for Ship | |
KR20120068250A (en) | Duct structure for ship | |
CN219549192U (en) | Centrifugal pump blade with flow state improving function | |
KR101293006B1 (en) | The stern appendage to improve ship's speed and wake field on the stern of ships | |
RU65861U1 (en) | SCREW BLADE END | |
KR100433598B1 (en) | Apparatus of a vertical pre-swirl for low-speed full ships | |
KR20120110232A (en) | Structure for improving propulsion efficency in rudder of ship | |
KR102117385B1 (en) | Supporting structure of duct for ship | |
US20230174231A1 (en) | Airfoil With Supersonic Wave-Tripping Structure | |
KR20110012656A (en) | Boss cap of propeller in ship | |
KR102065866B1 (en) | Lift generator | |
KR20150076332A (en) | Asymmetric control fin for mounting on a ship |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140905 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150902 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |