KR20110036148A - The tunnel thruster of ship - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A tunnel thruster of a ship is provided to reduce the separation of inflow fluid fluctuation at the opening of a thruster and to improve the efficiency of the thruster by uniformly inducing the inflow fluid. CONSTITUTION: A tunnel thruster of a ship comprises a first chamfer(12) and a second chamfer(13). The first chamfer is formed in a tunnel opening of a tunnel thruster. The first chamfer is formed in order to be expanded throughout the tunnel opening of the tunnel thruster. The second chamfer is formed on the end of the first chamfer toward the inside of the tunnel. The first chamfer angle formed in the tunnel opening of the tunnel thruster is 30-45°. The second chamfer angle, formed toward the inside of the tunnel from the end of the first chamber, is 5-15°.

Description

선박의 터널 스러스터{The Tunnel Thruster of Ship}Tunnel Thruster of the Ship {The Tunnel Thruster of Ship}

본 발명은 선박의 선수,선미에 설치하여 선박의 접안이나 이안 및 방향선회시 사용하는 터널 스러스터(Tunnel Thruster)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스러스터의 터널 개구부에 챔퍼(Chamfer)와 경사부를 이중으로 적용한 이중 챔퍼타입으로 구성함으로써, 스러스트 개구부에서의 유입 유동의 박리현상을 줄이고, 유체의 흐름을 균일하게 유도하여 스러스트 효율을 증가시킬 수 있으며, 스러스터 진동 및 추진기 날개의 피로강도 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 선박의 터널 스러스터에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel thruster (Tunnel Thruster) to be installed in the bow and stern of the ship to be used for berthing or berthing and turning of the ship, and more specifically, the chamfer (Chamfer) and the inclined portion in the tunnel opening of the thruster By constructing the double chamfer type applied to the double, the reduction of inflow of the inflow flow in the thrust opening can be reduced, and the thrust efficiency can be increased by inducing the flow of fluid uniformly, and the thrust vibration and fatigue strength of the thruster blades are improved. It relates to a tunnel thruster of a ship that can be made.

일반적으로 해양 선박들은 항구에서의 접안이나 이안을 위한 방향선회시 조종을 도와주는 기계장치들 즉, 스러스터를 구비하고 있다. 대형 크루저선과 같은 몇몇 선박들은 그 선박에 충분한 조종특성을 부여할 수 있도록 상당히 정확한 측면 스러스트 파워를 요구한다. In general, marine vessels are equipped with mechanisms, such as thrusters, to assist in maneuvering during berthing or berthing turn at the port. Some ships, such as large cruise ships, require fairly accurate side thrust power to give them sufficient maneuverability.

이러한 요구에 부응하여 선박의 선수나 선미 양측에는 전기모터와 프로펠러 등으로 구성되는 대형의 터널 스러스터들이 구비되게 된다.In response to these demands, large tunnel thrusters composed of electric motors and propellers are provided on both sides of the ship's bow and stern.

상기 터널 스러스터는 터널과 상기 터널의 내부에 설치되는 스러스터로 구성 되어 있는데, 이러한 스러스터들은 설치된 터널의 개구로 부터 유입되는 유동의 박리현상으로 인해 스러스트 효율이 약 15%~30% 정도 감소되는 현상이 발생하게 되고, 또한, 스러스터 개구부로 부터 불균일하게 유입되는 유입류에 따른 진동 때문에 스러스트 및 선체 손상과 피로 하중에 의한 스러스트 추진기 날개가 손상되는 등의 문제점이 지적되고 있다.The tunnel thruster is composed of a tunnel and a thruster installed inside the tunnel, the thrust efficiency of which is reduced by about 15% to 30% due to the separation of flow flowing from the opening of the installed tunnel. In addition, problems such as the thrust and the hull damage and the thrust propeller blades due to the fatigue load are pointed out due to the vibration caused by the inflow flowing unevenly from the thrust opening.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 스러스터의 터널 개구부에 챔퍼(Chamfer)와 경사부를 이중으로 적용한 이중 챔퍼타입으로 구성함으로써, 스러스트 개구부에서의 유입 유동의 박리를 줄이고, 유입류를 균일하게 유도하여 스러스트 효율을 증가시킬 수 있으며, 스러스터 진동 및 추진기 날개의 피로강도 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 선박의 터널 스러스터를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems by configuring a double chamfer type in which the chamfer (Chamfer) and the inclined portion is applied to the tunnel opening of the thruster double, reducing the separation of the inflow flow in the thrust opening, inflow It is possible to increase the thrust efficiency by inducing the uniformly, and to provide a tunnel thruster of the ship that can improve the thrust vibration and fatigue strength performance of the propeller blades.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 추구하는 기술적 수단은 선박의 선수,선미에 설치하여 선박의 접안이나 이안 및 방향선회시 구동하는 터널 스러스터에 있어서, 상기 터널 스러스터의 터널 개구부 입구에 제1 챔퍼를 형성하고 상기 제1 챔퍼의 끝단에서부터 터널 내부로 제2 챔퍼를 형성하여 유입 유동의 박리 현상을 감소시키는 것을 특징으로 하는 선박의 터널 스러스터를 제시한다.Technical means pursued by the present invention for achieving the above object is installed in the bow and stern of the ship, the tunnel thruster for driving during berthing, binocular and directional turning of the ship, the first in the tunnel opening inlet of the tunnel thruster The present invention provides a tunnel thruster of a ship, characterized by forming a chamfer and forming a second chamfer from the end of the first chamfer into the tunnel to reduce the delamination of the inflow flow.

그리고, 본 발명은 상기 터널 스러스터의 터널 개구부 입구에 형성된 제1 챔퍼 각도는 30 ~ 45도의 경사로 형성되며, 상기 제1 챔퍼의 끝단에서부터 터널 내부로 형성되는 제2 챔퍼 각도는 5 ~ 15도의 경사로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 터널 스러스터를 제시한다.In addition, the present invention is a first chamfer angle formed at the inlet of the tunnel opening of the tunnel thruster is formed with an inclination of 30 to 45 degrees, the second chamfer angle formed into the tunnel from the end of the first chamfer is an inclination of 5 to 15 degrees It proposes a tunnel thruster of a ship, characterized in that formed.

본 발명에 따른 터널 스러스트는 터널 개구부 입구에 상기 터널 직경에 비하 여 외부로 확산되는 형태의 제1 챔퍼를 형성하고 상기 제1 챔퍼의 끝단에서부터 터널 내부로 제2 챔퍼를 형성하는 2중 챔퍼를 형성함으로써, 스러스트 개구부에서의 유입 유동의 박리현상을 줄이고, 유체의 흐름을 균일하게 유도하여 스러스트 효율을 증가시킬 수 있도록 하며, 이에 따라 스러스터 진동 및 추진기 날개의 피로강도 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.The tunnel thrust according to the present invention forms a first chamfer at the inlet of the tunnel opening, which forms a first chamfer that is spread out from the tunnel diameter and forms a second chamfer from the end of the first chamfer into the tunnel. This reduces the delamination of the inflow flow in the thrust opening, increases the thrust efficiency by inducing the flow of fluid uniformly, thereby improving the thrust vibration and fatigue strength performance of the thruster blades. There is.

상기와 같은 본 발명에 따른 선박 터널 스러스터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Preferred embodiments of the ship tunnel thruster according to the present invention as described above will be described in detail by the accompanying drawings.

도 1은 터널 스러스터(10)가 선박에 실제 적용된 상태를 보여주고 있는데, 이러한 터널 스러스터는 선수 또는 선미 수면 밑에 잠긴 선체의 가로방향에 있는 터널 안에 스크루 프로펠러를 설치하고 이를 회전시켜 추진력을 발생시키는 구성으로 되어 있으며, 이것은 선회용 프로펠러로서 주로 이착안(離着岸) 때나 항내(港內) 등에서 저속항행의 조선성능(操船性能)을 향상시킬 것을 목적으로 한다. 1 shows a state in which the tunnel thruster 10 is actually applied to a ship. The tunnel thruster installs a screw propeller in a tunnel in the transverse direction of the hull submerged under the bow or stern surface and rotates it to generate thrust force. This is a turning propeller, which aims to improve the shipbuilding performance of low speed navigation at the time of take-off and in the harbor.

따라서, 상기한 터널 트러스터의 적용에 의하여 선박을 항내에 접안하거나 이안함에 있어서 예인선 사용의 감소 내지 폐지가 가능하고, 다른 선박 또는 안벽(岸壁)과의 접촉위험을 줄일 수 있도록 한다.Therefore, the use of the above-mentioned tunnel thruster can reduce or abolish tugboat use in berthing or berthing the ship, and reduce the risk of contact with other ships or quay walls.

도 2는 일반적으로 선박에 적용되고 있는 너클(Knuckle) 개구타입의 터널 스러스터 구성과 상기 타입에 따른 유동박리현상의 계산결과를 예시한 도면인데, 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이 이러한 너클 개구타입의 터널 스러스터는 개구로 유입되는 유입류의 유동박리현상이 심하게 일어나는 것을 확인할 수 있으며, 이 러한 유동박리현상에 의하여 스러스트 및 선체의 손상을 초래하고 피로 하중에 의한 스러스트 추진기 날개가 손상되는 등의 문제점이 발생하게 된다.FIG. 2 is a view illustrating a configuration of a tunnel thruster of a knuckle opening type and a flow separation phenomenon according to the type, which are generally applied to a ship. As can be seen from the figure, such a knuckle opening type is shown. Tunnel thrust of the flow can be confirmed that the flow separation phenomenon of the inflow flowing into the opening is severe, and this flow separation phenomenon causes damage to the thrust and the hull, and damage to the thrust propeller wing due to the fatigue load Problems will arise.

도 3 은 상기 너클 개구타입이 적용된 터널 스러스터의 개구에서 일어나는 유동박리현상을 개선할 목적으로 터널 개구에 챔퍼를 형성한 챔퍼 개구타입의 구성과 상기 타입에 따른 유동박리현상의 계산결과를 예시하고 있는데, 이러한 챔퍼 개구타입 역시 상기 너클 개구타입에 비하여 유동박리현상의 일부가 감소되는 극히 미약한 효과가 있을 뿐, 개선효과가 기대치를 충족시키지 못하고 있음을 예시하고 있다.FIG. 3 illustrates the configuration of a chamfer opening type in which a chamfer is formed in a tunnel opening for the purpose of improving the flow peeling phenomenon occurring at the opening of the tunnel thruster to which the knuckle opening type is applied, and the calculation result of the flow peeling phenomenon according to the type. However, the chamfer opening type also has a very slight effect of reducing a part of the flow separation phenomenon compared to the knuckle opening type, and illustrates that the improvement effect does not meet the expectations.

도 4는 본 발명에 따른 터널 스러스터의 구성상태를 개략적으로 예시한 도면이다.4 is a view schematically illustrating a configuration state of a tunnel thruster according to the present invention.

본 발명에 따른 선박 터널 스러스트는 선박의 선수,선미에 설치하여 선박의 접안이나 이안 및 방향선회시 사용하는 터널 스러스터에 있어서, 상기 터널 스러스터(10)의 터널(11) 개구부 입구에 상기 터널(11) 직경에 비하여 외부로 확산되는 형태의 제1 챔퍼(12)를 형성하고 상기 제1 챔퍼(12)의 끝단에서부터 터널(11) 내부로 제2 챔퍼(13)를 형성함으로써, 터널(11)의 개구로부터 유입되는 유입류의 유동박리현상을 최소화시킬 수 있도록 구성되어 있다.Ship tunnel thrust according to the present invention is installed in the bow and the stern of the ship in the tunnel thruster used for berthing, berthing and direction turning of the vessel, the tunnel at the entrance of the tunnel 11 opening of the tunnel thruster (10) (11) Tunnel 11 by forming a first chamfer 12 in the form of diffusion to the outside compared to the diameter and the second chamfer 13 into the tunnel 11 from the end of the first chamfer 12, It is configured to minimize the flow separation phenomenon of the inflow flowing from the opening of the).

여기서, 상기 터널 스러스터(10)의 터널 개구부 입구에 외부로 확산되는 형태로 형성되는 제1 챔퍼(12)의 각도(a)는 30 ~ 45도의 경사도를 갖도록 형성되게 되는데, 상기 제1 챔퍼(12)의 각도(a)를 30도 이하로 형성할 경우에는 후술하는 제2 챔퍼(13)와의 경계면이 확실하지 못하여 상기 제2 챔퍼(13)를 터널의 개구로 연 장하는 결과를 초래할 수 있고, 상기 제1 챔퍼(12)의 각도(a)를 45도 이상으로 형성할 경우에는 상기 너클 개구타입의 터널 스러스터에 근접하여 오히려 유동박리현상이 증가하게 되는 문제점을 초래할 수 있다.Here, the angle (a) of the first chamfer 12 is formed to have an inclination of 30 to 45 degrees to the tunnel opening inlet of the tunnel thruster 10 to the outside, the first chamfer ( If the angle (a) of 12) is formed to be 30 degrees or less, the interface with the second chamfer 13, which will be described later, may be unclear, which may result in extending the second chamfer 13 to the opening of the tunnel. When the angle (a) of the first chamfer 12 is formed to be 45 degrees or more, it may cause a problem that the flow peeling phenomenon increases rather close to the tunnel thruster of the knuckle opening type.

그리고, 상기 제1 챔퍼(12)의 끝단에서부터 터널(11) 내부로 형성되는 제2 챔퍼(13) 각도(b)는 5 ~ 15도의 경사를 갖도록 형성하는 것이 터널 개구로부터 유입되는 유입류의 유동의 박리 현상을 가장 효과적으로 감소시키는 바람직한 결과를 얻을 수 있게 된다.In addition, the second chamfer 13 formed in the tunnel 11 from the end of the first chamfer 12, the angle b is formed to have an inclination of 5 to 15 degrees flow of inflow flowing from the tunnel opening It is possible to obtain desirable results that most effectively reduce the peeling phenomenon of.

도 5는 본 발명에 따른 터널 스러스터의 구성과 상기 구성에 따른 유동박리현상의 계산결과를 예시한 도면이다.5 is a diagram illustrating the configuration of the tunnel thruster according to the present invention and the result of calculation of the flow separation phenomenon according to the configuration.

상기와 같이 본 발명에 따른 터널 스러스트는 터널(11) 개구부 입구에 상기 터널(11) 직경에 비하여 외부로 확산되는 형태이며 30 ~ 45도의 경사도를 갖는 제1 챔퍼(12)를 형성하고 상기 제1 챔퍼(12)의 끝단에서부터 터널(11) 내부로 경사도 5 ~ 15도의 제2 챔퍼(13)를 형성하는 2중 챔퍼를 형성함으로써, 도 5에 예시한 계산결과에서 알 수 있는 바와 같이 스러스트 개구부에서의 유입 유동의 박리현상을 줄이고, 유체의 흐름을 균일하게 유도하여 스러스트 효율을 증가시킬 수 있도록 하며, 이에 따라 스러스터의 진동 및 추진기 날개의 피로강도 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있게 된다.As described above, the tunnel thrust according to the present invention forms a first chamfer 12 having an inclination of 30 to 45 degrees and is spread outward compared to the diameter of the tunnel 11 at the opening of the tunnel 11. By forming a double chamfer from the end of the chamfer 12 to the inside of the tunnel 11 to form a second chamfer 13 having an inclination of 5 to 15 degrees, as shown in the calculation result illustrated in FIG. To reduce the separation of the inflow of the flow, to induce the flow of the fluid uniformly to increase the thrust efficiency, thereby improving the vibration strength of the thruster and fatigue strength performance of the thruster blades.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상 과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above with reference to the accompanying drawings for the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited by the above-described specific embodiments, those of ordinary skill in the art By the way, various modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention and the claims described below.

도 1은 선박에 실제 적용된 터널 스러스터의 개구부 사진1 is a photograph of the opening of the tunnel thruster actually applied to the vessel

도 2는 너클개구타입 구성과 상기 타입에 따른 유동박리현상의 계산결과를 예시한 도면2 is a view illustrating a knuckle opening type configuration and calculation results of flow peeling phenomenon according to the type;

도 3은 챔퍼개구타입 구성과 상기 타입에 따른 유동박리현상의 계산결과를 예시한 도면3 is a view illustrating the configuration of the chamfer opening type and the results of the calculation of the flow separation phenomenon according to the type;

도 4는 본 발명에 따른 터널 스러스터의 구성상태를 예시한 도면Figure 4 illustrates the configuration of the tunnel thruster according to the present invention

도 5는 본 발명에 따른 터널 스러스터의 구성과 상기 구성에 따른 유동박리현상의 계산결과를 예시한 도면5 is a view illustrating the configuration of the tunnel thruster according to the present invention and the results of calculation of the flow separation phenomenon according to the configuration

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

10: 터널 스러스터 11: 터널10: tunnel thruster 11: tunnel

12: 제1 챔퍼 13: 제2 챔퍼12: first chamfer 13: second chamfer

Claims (3)

선박의 선수,선미에 설치하여 선박의 접안이나 이안 및 방향선회시 사용하는 터널 스러스터에 있어서,In the tunnel thruster which is installed at the bow and stern of the ship and is used for berthing, berthing and turning of the ship, 상기 터널 스러스터의 터널 개구부 입구에 제1 챔퍼를 형성하고 상기 제1 챔퍼의 끝단에서부터 터널 내부로 제2 챔퍼를 형성하여 유입 유동의 박리 현상을 감소시키는 것을 특징으로 하는 선박의 터널 스러스터.And forming a first chamfer at the inlet of the tunnel opening of the tunnel thruster and forming a second chamfer from the end of the first chamfer to the inside of the tunnel to reduce the delamination of the inflow flow. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 터널 스러스터의 터널 개구부 입구에 형성된 제1 챔퍼 각도는 30 ~ 45도의 경사도로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 터널 스러스터.The first chamfer angle formed at the entrance of the tunnel opening of the tunnel thruster is formed with an inclination of 30 to 45 degrees, the tunnel thruster of the ship. 청구항 1에 있어서.The method according to claim 1. 상기 제1 챔퍼의 끝단에서부터 터널 내부로 형성되는 제2 챔퍼 각도는 5 ~ 15도의 경사도로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 터널 스러스터.The second chamfer angle is formed in the tunnel from the end of the first chamfer to the tunnel thruster of the ship, characterized in that formed at an inclination of 5 to 15 degrees.
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