KR20120068223A - 선박용 덕트 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 선미 부분에 설치되어서 에너지 절약이 가능하도록 한 선박용 덕트 구조체에 관한 것이다.
본 발명은 선체의 선미 부분과 프로펠러의 사이에 설치되면서 프로펠러 축 둘레를 따라 일부분에 대하여 하나 이상의 분할된 통로를 가지는 비대칭형의 덕트를 포함하여 구성되는 것이다.

Description

선박용 덕트 구조체{Duct Structure for Ship}

본 발명은 선박용 덕트 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 선미 부분에 설치되어서 에너지 절약이 가능하도록 한 것이다.

일반적으로, 선박의 운항시 작동하는 프로펠러의 회전시, 프로펠러 후방의 수중에서는 프로펠러의 회전방향과 동일한 방향의 회전류가 발생되는데, 이러한 회전류는 선박의 추진성능에 도움이 되지 못하고, 오히려 그 에너지양만큼 선박의 추진 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다.

따라서, 선체가 전진하는 경우에 손실되는 에너지를 회수하여 에너지 절약 효과를 얻고자 하는 에너지 절약장치의 일종으로서, 프로펠러의 전방에 설치되는 통형(또는 링형)의 덕트가 있다.

이러한 덕트는 선미 유동장내 회전성분을 펴줌으로써 얻을 수 있는 저항의 감소와, 상부에서 떨어지는 유체에 따라 발생하는 추력, 그리고 반류 이득과 프로펠러 전방에서 선미 유동의 반경방향 성분을 축방향으로 변화시키고, 반류를 보다 균일하게 함으로써 프로펠러 캐비테이션 성능의 개선에 보다 호의적인 유동장을 만들어 추진기 설계측면에서 효율 향상을 기대할 수 있는 것이다.

이러한 효과는 대부분 프로펠러 축의 상부에서 일어나는 것으로, 종래 통형의 덕트는 프로펠러 축의 상부에는 물론, 하부에도 형성되어 있는 대칭형의 구조를 가지기때문에, 이로 인하여 저항의 증가 또는 효율 감소를 초래할 수 밖에 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 덕트의 하부 구조를 제거하고, 프로펠러 회전방향에 따라 좌우로 적절한 각도로 반원형 덕트를 경사지게 형성하여 덕트 효과를 극대화함으로써 추진효율이 증대되어 에너지 절감이 이루어지도록 한 것이다.

본 발명의 과제 해결수단은, 선체의 선미 부분과 프로펠러의 사이에 설치되면서 프로펠러 축 둘레를 따라 일부 영역에 대하여 하나 이상의 분할된 통로를 가지는 비대칭형의 덕트를 포함하여 구성되는 것이다.

또한, 상기 덕트는, 양쪽으로 연장되어 형성되는 바닥면과, 이 바닥면으로부터 간격을 두고 형성되는 복수의 격벽과, 상기 바닥면과 격벽의 단부를 연결하여 분할덕트가 형성되도록 곡선형을 이루는 연결면으로 이루어진 구조이다.

상기 덕트는 프로펠러 축으로부터 한쪽 방향으로 경사지게 설치되는 반원형으로 형성되는 구조를 가진다.

이와 같이, 본 발명은 프로펠러 축의 둘레를 따라 일부 영역에 대해서 덕트를 구성하여 비대칭형의 구조를 이루어서 좌우 비대칭형의 유체의 흐름을 프로펠러에 유입되게 하여 추진효율을 증대시키고, 그에따라 선박의 에너지 절감을 이룰 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트 구조체의 사시도이다.
도 3은 도 1에서 덕트 구조체의 정면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트 구조체의 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트 구조체(1)는 선체(10)의 선미 부분(11)과 프로펠러(20)의 사이에 원주방향으로 일부 영역에 대해서만 구비되는 덕트(30)로 구성된다.

다시 말해서, 프로펠러 축(21)의 상부측에 덕트(30)를 배치하고, 하부측에는 덕트를 구성하지 않아서 전체적으로 비대칭형으로 형성한 구조를 이룬다.

더욱 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트(30)는 프로펠러 축(21)으로부터 양쪽으로 연장되어 형성되는 바닥면(31)(32)과, 이 바닥면(31)(32)으로부터 간격을 두고 형성되는 복수의 격벽(33)(34)과, 상기 바닥면(31)(32)과 격벽(33)(34)의 단부를 연결하여 통로(36)(37)(38)가 형성되도록 곡선형을 이루는 연결면(35)으로 이루어진 구조이다.

이럼으로써, 곡선형의 연결면(35)으로 인해 외관상으로 반원형의 덕트를 이루는 것이다.

본 실시 예에 있어서, 분할된 통로는 3개로 구성되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 하나 이상 형성할 수 있다.

종래에는 원통형을 이루면서 프로펠러 축을 기준으로 상부 및 하부에 대칭되게 형성되는 덕트의 구조를 가지는 반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 덕트 구조체의 덕트(30)는 프로펠러 축(21)을 중심으로 일부 영역에만 형성되어서 비대칭 구조를 이룸으로써, 비대칭형의 유체의 흐름을 유도하여 프로펠러(20)의 추진효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트(30)는 프로펠러 축(21)을 기준으로 일측방향으로 경사지게 형성된다.

다시 말해서, 분할되어 형성된 통로(36)(37)(38)를 통과하는 유체의 흐름과, 분할된 통로(36)(37)(38)를 제외한 나머지 공간부를 통한 유체의 흐름이 달라지면서 비대칭형을 이루어 프로펠러(20)에 유입되고, 이러한 비대칭형 유체의 흐름에 의해 선박의 선미 부분에서의 유체의 흐름에서 박리현상이 감소되고, 선미부에서 발생하는 추력감소를 줄일 수 있어 결국, 프로펠러(20)의 회전효율(추진효율)이 증대되는 것이다.

따라서, 종래의 통형(또는 링형) 덕트 대비 4 ~ 5% 이상의 에너지 절감을 이룰 수 있는 것이다.

또한, 종래의 덕트는 추력감소계수(t)가 줄어듬과 동시에, 유효반류(w)가 상당히 비례적으로 함께 감소되어 효율면에서 손실을 볼 수 있으나, 본 발명에 따른 덕트 구조체는 추력감소계수(t)는 줄어들지만, 유효반류(w)는 증가함으로써 선체효율의 향상으로 준 추진효율이 증가되어 소요마력이 감소될 수 있는 것이다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능하고, 이러한 변형 및 수정은 본 발명이 청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다.

1 : 덕트 구조체
10 : 선체
11 : 선미부분
20 : 프로펠러
21 : 프로펠러 축
30 : 덕트
31,32 : 바닥면
33,34 : 격벽
35 : 연결면
36,37,38 : 통로

Claims (3)

1. 선체의 선미 부분과 프로펠러의 사이에 설치되면서 프로펠러 축 둘레를 따라 일부분에 대하여 하나 이상의 분할된 통로를 가지는 비대칭형의 덕트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 덕트 구조체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 덕트는, 양쪽으로 연장되어 형성되는 바닥면과, 이 바닥면으로부터 간격을 두고 형성되는 복수의 격벽과, 상기 바닥면과 격벽의 단부를 연결하여 통로가 형성되도록 곡선형을 이루는 연결면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 덕트 구조체.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 덕트는 프로펠러 축으로부터 한쪽 방향으로 경사지게 설치되는 반원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 덕트 구조체.

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