KR20120126910A - 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로펠러의 전방에 구비되면서 덕트부재의 내부에 핀을 다열로 배열되도록 함으로써, 추진효율을 향상시킬 수 있도록 한 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체가 개시된다.
본 발명은 선체의 선미 위치에 회전가능하게 구비되는 프로펠러의 축 전방에 선체와 연결된 선미부에 덕트 구조체가 설치되는데, 상기 덕트 구조체는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재와, 이 덕트부재의 내부에 배치되면서 선미부의 둘레면을 따라 복수열로 형성되는 핀부재로 이루어진 핀을 포함하여 구성되는 것이다.

Description

복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체{Propeller Duct Structure of Ship with Multi-Column Fin}

본 발명은 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로펠러의 전방에 구비되면서 덕트부재의 내부에 핀을 다열로 배열되도록 함으로써, 선박의 추진효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 선박은 선미측에 설치되는 프로펠러의 구동에 의해 추진력을 받아서 운항하게 되는데, 프로펠러는 물속에서 회전시 회전에너지가 발생하여 추진효율을 저하시키는 요인이 된다.

종래에는 선박의 추진효율을 증대시키기 위해서, 프로펠러의 전방에 전류고정날개를 설치하여 프로펠러의 회전시 발생하는 후류의 회전에너지를 감소시켜서 추진효율을 증대시키거나, 프로펠러의 전방 상부에 덕트구조체를 마련하여 프로펠러의 축을 기준으로 상부 및 하부간의 유입류 속도차이를 완화시켜서 추진성능을 향상시키고자 한 것들이 있었다.

그러나, 이러한 장치들은 어느 정도의 추진효율 향상을 기대할 수 있으나, 기대치만큼은 되지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 프로펠러의 전방에 설치되는 덕트부재의 내부에 핀을 구비하되, 다열로 배치되도록 하면서 핀을 비대칭적으로 설치함으로써, 덕트 부재를 통해 유입되는 유체의 흐름을 좋게하고, 프로펠러의 상하 유속차를 줄여서 선박의 추진효율이 증대될 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결 수단은, 선체의 선미 위치에 회전가능하게 구비되는 프로펠러의 축 전방에 선체와 연결된 선미부에 덕트 구조체가 설치되는데, 상기 덕트 구조체는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재와, 이 덕트부재의 내부에 배치되면서 선미부의 둘레면을 따라 복수열로 형성되는 핀부재로 이루어진 핀을 포함하여 구성되는 것이다.

또한, 상기 복수열로 배치되는 핀부재는 덕트부재의 좌현 또는 우현중 어느 한쪽에 배치되는 것이다.

또한, 상기 핀부재는 서로 다른 열로 배치되는 구조를 가진다.

또한, 상기 핀부재는 하나의 열로 배치되는 한쌍의 핀부재와, 이 한쌍의 핀부재와 다른 열로 배치되는 핀부재로 이루어진 구조이다.

또한, 상기 핀부재는 가운데 핀부재를 중심으로 상,하부에 배치된 핀부재는 하나의 열로 배치되고, 가운데 핀부재는 다른 열로 배치되게 구성되는 것이다.

또한, 상기 핀부재는 간격을 두고 2열로 배치되는 구조를 가진다.

이와 같이, 본 발명은 선박 추진을 위한 프로펠러의 전방에 설치되는 덕트부재의 내부에 핀을 구비하되, 하나 이상의 다열로 배치되도록 하면서 핀을 비대칭적으로 설치함으로써, 덕트 부재를 통해 유입되는 유체의 흐름을 좋게하여 평행류로 프로펠러로 유입되도록 하고, 프로펠러의 축보다 상부에 덕트부재를 배치함으로써 프로펠러의 상,하 유속차를 줄여서 선박의 추진효율이 증대될 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치 상태 사시도이다.
도 2는 도 1에서 덕트 구조체의 우측면도이다.
도 3은 도 1의 덕트 구조체가 선박에 설치된 상태에서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.

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

[제 1실시 예]

도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 덕트 구조체의 사시도로서, 설명의 편의상 프로펠러는 생략한 상태이다. 또한, 도 2는 도 1에서 덕트 구조체의 우측면도이며, 도 3은 도 1의 덕트 구조체가 선박에 설치된 상태에서의 단면도, 도 4는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 선체(1)의 선미 위치에 회전가능하게 구비되는 프로펠러(10)의 축(11) 전방에 선체(1)와 연결된 선미부(2)에 덕트 구조체(20)가 설치된다.

상기 덕트 구조체(20)는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재(21)와, 이 덕트부재(21)의 내부에 배치되면서 선미부(2)의 둘레면을 따라 복수,형성되는 핀(22)으로 구성된다.

상기 핀(22)의 배열상태는 도 4에 도시된 바와 같이, 선미부(2)를 따라 복수열로 형성된 구조를 가진다.

다시 말해서, 핀(22)은, 선미부(2)의 한쪽에서부터 순차적으로 열위치가 다르게 배열된 핀부재(22a)(22b)(22c)로 이루어진 구조이고, 도 2에 도시된 바와 같이, 덕트부재(21)의 좌현(덕트부재(21)를 중심(C)을 지나는 가상의 수직선을 기준으로 좌측부분)에 배치된다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 덕트부재(21)의 우현에 하나의 핀부재(22d)를 배치할 수 있다.

본 발명의 제 1실시 예에 있어서, 덕트부재(21)의 좌현에 핀부재(22a)(22b)(22c)를 배치한 구조이지만, 이러한 배열구조에 한정되지 않고, 프로펠러(10)의 회전방향에 따라 덕트부재(21)의 우현쪽에 배치할 수 있다.

제 1실시 예는 물론, 하기 제 2실시 예 내지 제 4실시 예에 있어서, 프로펠러(10)의 회전방향은 선수쪽으로 보았을 때, 시계방향으로 회전하는 것으로 가정한 것이다.

[제 2실시 예]

도 5는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태 사시도이다.

도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 덕트 구조체(30)는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재(31)와, 이 덕트부재(31)의 내부에 배치되면서 선미부(2)의 둘레면을 따라 복수,형성되는 핀(32)으로 구성된다.

상기 핀(32)의 배열상태는 도 6에 도시된 바와 같이, 선미부(2)를 따라 복수열로 형성된 구조를 가진다.

다시 말해서, 핀(32)은, 선미부(2)의 한쪽에서부터 순차적으로 열위치가 다르게 배열된 핀부재(32a)(32b)(32c)로 이루어지는데, 3개의 핀중 2개의 핀은 같은 열로 배치된 구조이다. 도 6에 있어서, 핀부재(32b)(32c)이 서로 동일한 열로 배치되고, 핀부재(32a)는 다른 열 위치에 배치된다.

또한, 제 1실시 예와 마찬가지로, 핀부재(32a)(32b)(32c)는 덕트부재(31)의 좌현에 배치된다. 그러나, 이에 한정되지 않고 프로펠러(10)의 회전방향에 따라 우현쪽에 배치될 수 있다.

또한, 도 5에 있어서, 덕트부재(31)의 우현에 핀부재(32d)를 설치할 수 있다.

[제 3실시 예]

도 7은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제 3실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시 예에 따른 덕트 구조체(40)는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재(41)와, 이 덕트부재(41)의 내부에 배치되면서 선미부(2)의 둘레면을 따라 복수,형성되는 핀(42)으로 구성된다.

상기 핀(42)의 배열상태는 도 8에 도시된 바와 같이, 선미부(2)를 따라 복수열로 형성된 구조를 가진다.

다시 말해서, 핀(42)은, 선미부(2)의 한쪽에서부터 순차적으로 열위치가 다르게 배열된 핀부재(42a)(42b)(42c)로 이루어지는데, 3개의 핀부재중 핀부재(42a)(42c)는 동일한 열에 위치하고, 나머지 1개의 핀부재(42b)는 다른 열에 위치한 구조이고, 덕트부재(41)의 좌현에 배치된다.

그러나, 이에 한정되지 않고 상기 제 1,2실시 예와 마찬가지로 프로펠러(10)의 회전방향에 따라 우현쪽에 배치될 수 있다.

또한, 도 7에 있어서, 선미부(2)에 덕트부재(41)의 우현에 핀부재(42d)를 설치할 수 있다.

[제 4실시 예]

도 9는 본 발명의 제 4실시 예에 따른 덕트 구조체의 설치상태 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제 4실시 예에 따른 덕트 구조체에서의 핀의 배열상태를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시 예에 따른 덕트 구조체(50)는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재(51)와, 이 덕트부재(51)의 내부에 배치되면서 선미부(2)의 둘레면을 따라 복수,형성되는 핀(52)으로 구성된다.

상기 핀(52)의 배열상태는 도 10에 도시된 바와 같이, 선미부(2)를 따라 복수열로 형성된 구조를 가진다.

다시 말해서, 핀(52)은, 선미부(2)의 한쪽에서부터 순차적으로 열위치가 다르게 배열되는 핀부재(52a)(52b)(52c)(52d)(52e)(52f)로 이루어지는데, 핀부재(52a)(52b)(52c)와 핀부재(52d)(52e)(52f)가 동일한 열로 배치된 구조이고, 덕트부재(51)의 좌현에 배치된다.

그러나, 이에 한정되지 않고 프로펠러(10)의 회전방향에 따라 우현쪽에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 제 4실시 예에 따르면, 핀부재(52a)(52d)의 사이와, 핀부재(52b)(52e)의 사이, 핀부재(52c)(52f)의 사이는 간격(d)을 두고 배치된다.

또한, 도 9에 있어서, 선미부(2)에 다른 핀부재(52g)(52h)도 설치되어 있고, 핀부재(52g)와 핀부재(52h)의 사이에도 간격(d)를 두고 배치된다.

본 발명의 제 1실시 예 내지 제 4실시 예에 따른 덕트 구조체에 있어서, 덕트부재의 중심은 프로펠러(10)의 축(11)으로부터 편심되게 배치된 구조를 가진다.

다시 말해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로펠러(10)의 축(11)과 동일선상에 형성된 선미부(2)로부터 덕트부재의 중심이 상부방향으로 위치한 구조를 가진다.

또한, 본 발명의 제 1실시 예 내지 제 4실시 예에 따른 핀(22)(32)(42)(52)은 모두 횡 단면상 유선형으로 형성된 것이다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 덕트부재(21)의 중심(C)이 선미부(2)로부터 상향 위치되어 있는데, 이 선미부(2)는 프로펠러(10)의 축(11)과 동일선상에 위치하는 것이므로, 결국 프로펠러(10)의 축(11)보다 상향 배치된 구조를 가진다.

따라서, 프로펠러(10)의 축(11)을 중심으로 상부와 하부간의 유속차를 줄여준다. 일반적으로 프로펠러(10)는 축(11)을 중심으로 상부가 하부보다 유속이 빠르기 때문에, 덕트부재(21)의 중심(C)을 프로펠러(10)의 축(11)보다 상향되게 배치함으로써, 덕트부재(21)의 중심(C) 상부의 통과영역이 하부의 통과영역보다 크기때문에, 그 만큼 상대적으로 덕트부재(21)의 중심(C) 상부의 통과영역의 유속이 하부의 통과영역보다 느려질 수 있으므로, 이 상태에서 회전하는 프로펠러(10)에 의해 후방으로 흘러갈때, 프로펠러(10)의 축(11) 상부와 하부간의 유속차가 줄어들 수 있는 것이다.

프로펠러(10)는 대개 한쪽 방향으로만 회전하는데, 선수방향으로 볼때, 통상적으로 시계방향으로 회전한다. 또한, 프로펠러(10)의 회전시 덕트부재(21)의 내부로 통과하는 유체의 흐름상태가 평행류로 흐르지 못하고 와류와 같이 형성되는 경우가 발생한다. 더욱이 프로펠러(10)가 시계방향으로 회전하게 되면, 좌현쪽에서 와류의 형성이 더 심해진다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1실시 예에 따른 덕트부재(21)의 좌현쪽에 복수의 핀부재(22a)(22b)(22c)가 구비되고, 우현쪽에는 하나의 핀부재(22d)가 구비되어 있기 때문에, 핀부재(22a)(22b)(22c)의 사이를 통과하면서 평행류로 되어서 프로펠러(10)쪽으로 흐르게 된다.

그에따라. 프로펠러(10)에 의한 회전시 추진효율이 향상될 수 있는 것이다.

더욱이, 상기 배치되는 핀부재(22a)(22b)(22c)는 도 4와 같이, 복수의 열로 배치됨으로써, 덕트부재(21)의 좌현쪽을 통과하는 유체에서 발생하는 와류를 평행류로 더욱 확실하게 변환시킬 수 있다.

제 2실시 예 내지 제 4실시 예에 따른 핀(32)(42)(52)가 각각의 덕트부재(31)(41)(51)의 내부에서 다양한 패턴의 복수열로 배치되어도 와류의 평행류화를 도모함은 마찬가지이다.

더욱이, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제 4실시 예에 따르면, 핀부재(52a)(52b)(52c)가 한열로 배치되면서 핀부재(52a)(52b)(52c)가 간격(d)을 두고 핀부재(52d)(52e)(52f)가 배치된 구조를 가지는데, 핀부재(52d)(52e)(52f)는 마치 비행기의 플랩(flap)과 같은 역할을 한다.

이와 같이, 본 발명은 덕트부재에 의한 유입류 분배효과(약 2% 효율 증가)와 프로펠로 회전에 의한 에너지 감소를 최소화하기 위해 덕트부재를 프로펠러 축으로부터 상햐되게 배치하면서 덕트부재의 내부에 복수열로 배치되는 핀을 구비하여 유동제어 효과(4% 효율 증가)를 할 수 있어 약 6%의 추진 효율이 증가될 수 있다.

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 발명의 청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다.

1 : 선체
2 : 선미부
10 : 프로펠러
11 : 축
20 : 덕트 구조체
21 : 덕트부재
22 : 핀(fin)
22a,22b,22c,22d : 핀부재
30 : 덕트 구조체
31 : 덕트부재
32 : 핀
32a,32b,32c,32d : 핀부재
40 : 덕트 구조체
41 : 덕트부재
42 : 핀
42a,42b,42c,42d : 핀부재
50 : 덕트 구조체
51 : 덕트부재
52 : 핀
52a,52b,52c,52d,52e,52f : 핀부재

Claims (6)

1. 선체의 선미 위치에 회전가능하게 구비되는 프로펠러의 축 전방에 선체와 연결된 선미부에 덕트 구조체가 설치되는데.
   상기 덕트 구조체는 내부로 유체가 통과되도록 하는 덕트부재와, 이 덕트부재의 내부에 배치되면서 선미부의 둘레면을 따라 복수열로 형성되는 핀부재로 이루어진 핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수열로 배치되는 핀부재는 덕트부재의 좌현 또는 우현중 어느 한쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 핀부재는 서로 다른 열로 배치되는 것을 특징으로 하는 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 핀부재는 하나의 열로 배치되는 한쌍의 핀부재와, 이 한쌍의 핀부재와 다른 열로 배치되는 핀부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 핀부재는 가운데 핀부재를 중심으로 상,하부에 배치된 핀부재는 하나의 열로 배치되고, 가운데 핀부재는 다른 열로 배치되게 구성되는 것을 특징으로 하는 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 핀부재는 간격을 두고 2열로 배치되는 것을 특징으로 하는 복수열의 핀을 가지는 선박의 프로펠러 덕트 구조체.

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