KR20140047406A - 선박의 선미 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선미부의 추진기 프로펠러 주변에 선체의 수직방향으로 수직날개를 설치하고, 수평방향으로 수평날개를 설치하여 추진기에 유입되는 유속분포를 개선하고 와류 발생을 억제하며 선미가 양력을 받을 수 있게 하여 선박의 추진기의 효율을 높여 연료를 절감하고, 수평유지를 용이하게 하여 선박의 안전도를 향상시키는 선박의 선미 구조에 관한 것이다.

Description

선박의 선미 구조{Stern structure}

본 발명은 선박의 선미 날개 구조에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 선미의 추진기 주변의 선미 사방에 날개를 결합하여 종래의 선미보다 추진기 주변의 와류발생을 억제하고 선박의 수평유지가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 선박의 선미 구조에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 선미 끝의 추진기의 프로펠러가 수중에서 회전하여 생기는 추진력에 의하여 움직인다. 선체와 물 분자 간에는 부착력이 작용하며, 선체가 진행하게 되면 선체에 접근해 있는 물 분자들과 떨어져 있는 물 분자들 간에 속도의 차이가 발생하고, 이로 인해서 선미의 추진기 주변에 와류가 형성되는데 이러한 와류는 선박의 추진력에 아무런 도움이 되지 못하며 와류저항을 일으키게 된다. 또한 이러한 와류로 인하여 프로펠러 주변의 유속 분포가 매우 불균형해지고, 결국 유속 불균형에 의하여 추진기의 에너지가 온전히 선박의 추진력을 높이는데 쓰이지 않고 와류에 의한 저항과 불균형한 유속을 극복하는데 일부 에너지가 사용되며 이로 인해 프로펠러의 회전속도가 느려져 효율이 감소하는 문제가 있다.

또한, 선박은 진행하면서 전면의 물을 가르며 이동하게 되므로 선수 부분이 좀 더 위로 상승하게 되고, 여기에 파도의 영향이 더해지면 선수 부분은 더욱 수면으로부터 높아지게 되고 상대적으로 선미는 수면으로부터 더 하강하게 된다. 이러한 현상으로 인하여 선미가 낮아져 선체가 기울어진 상태로 선박이 진행할 경우 추진기의 추진력 방향은 진행방향과 일치되지 않게 되고 이로 인하여 에너지 비효율이 발생한다.

최근 국제 연료가격이 지속적으로 상승함에 따라, 이러한 선박의 에너지 비효율에 의한 경제적 손실규모는 점차 커지고 있으며, 선박의 에너지 손실을 줄여서 연료를 절감하기 위한 다양한 노력이 계속되고 있다.

또한, 선박은 선체의 여러 방향으로부터 파도에 의한 힘을 받게 되고, 측면으로 작용하는 힘으로 인하여 선체가 좌우로 심하게 흔들리는 경우가 빈번하게 발생한다. 이러한 좌우 방향의 횡동요(rolling)는 선박의 운행시 승무원의 멀미를 유발하고 선박에 적재된 화물이 파손될 수도 있으며, 심할 경우 선박의 구조가 변형되거나 선박이 전복될 수도 있으므로 선박의 안전에 심각한 위협이 될 수 있다.

이에, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 , 선미부의 프로펠러 주변에 선체의 수직방향으로 수직날개를 설치하고, 수평방향으로 수평날개를 설치함으로써, 선박 운행시 상기 프로펠러에 유입되는 물의 유속을 균일하게 하여 주변부의 와류의 발생을 억제하고 수평날개의 구조에 따른 양력으로 선미부를 상승시켜 선체가 길이방향으로의 수평유지를 용이하게 하여, 선박 추진력의 효율이 개선될 수 있는 선미의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 수직날개로 인한 수평유지능력을 높일 수 있도록 하여 선박의 안전도를 높일 수 있는 선미의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 선박의 선미 구조는 프로펠러에 인접하는 선미 하단에 선체의 수직 방향 및 수평방향으로 날개들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평날개들은 위쪽 면이 아래쪽 면보다 더 돌출된 곡면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 선미의 프로펠러 주위에 일정한 간격으로 날개를 고정 설치하여 선박의 프로펠러에 유입되는 물이 일정하게 유입되도록 하고, 수평날개의 구조에 의한 양력으로 선체의 길이방향 수평도를 개선시켜 상기 프로펠러의 추진력이 더 효율적으로 작용할 수 있도록 하여 연료저감의 효과를 갖는 것이다.

또한, 수직날개에 의하여 선체의 횡동요를 저감시켜 선박의 수평 유지가 더 용이하도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 의한 선미의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 선미의 구조를 선박의 측면으로 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 선미의 구조를 선박의 위에서 바라본 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 선미의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 선미의 구조를 선박의 측면에서 바라본 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 선미의 구조를 선박의 위에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면, 본 발명의 선미 날개 구조는 선미에 설치되는 추진기의 프로펠러(20)의 주변에 선체의 수직방향으로 2개의 날개(40)가 상하로 고정 설치되며, 선체의 수평 방향으로 2개의 날개(30)가 좌우로 고정 설치된다. 결과적으로, 상기 4개의 날개는 추진기 주변을 따라 서로 동일한 간격과 각도를 이루도록 설치된다.

상기 2개의 수평날개(30)는 좌 우측이 대칭되는 형태로 추진기 주변의 선미 좌 우측에 고정 설치된다. 이때, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 수평날개(30)는 비행기의 날개구조와 같이 위쪽 면이 아래쪽 면보다 더 돌출된 곡면을 갖는 형태로 구성된다. 한편, 상기 2개의 수직날개(40)는 추진기 주변의 상하 방향으로 고정 설치된다. 여기서 상기 수직날개(40)는 좌,우 표면이 동일한 형태를 갖도록 구성되며, 필요에 따라, 아래쪽 방향의 수직날개가 위쪽 방향 수직날개보다 더 큰 크기를 갖도록 구성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 갖는 기능 및 효과를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에서와 같이 수평 수직 방향으로 4 개의 날개가 서로 동일한 간격과 각도를 이루도록 설치되고, 추진기 프로펠러(20)에 유입되는 물은 상기 4개의 날개에 의해 4개로 구획된 경로를 지나면서 일정한 형태의 흐름을 가지며 유입된다. 이로써 프로펠러에 유입되는 유속의 불균형으로 인한 추진기 프로펠러의 비효율이 개선되며 선미 주변의 와류 및 유속분포의 불균형의 문제가 해결되어 추진기 프로펠러가 더 빠른 속도로 회전할 수 있게 되고 더 온전히 그 추진력을 선체의 추진에 사용할 수 있게 된다.

또한 도 2에서와 같이 상기 2개의 수평날개(30)는 위쪽 면이 아래쪽 면보다 더 돌출된 곡면을 갖도록 구성되며,이는 마치 비행기의 날개의 양력 효과를 위한 것이다. 선박이 앞으로 진행하게 되면 물의 흐름이 선미부(10)를 지나게 되고 상기 수평날개(30)를 지나면서 상하로 나뉘며, 상대적으로 불룩한 위쪽 면을 지나는 물의 흐름은 베르누이 법칙에 의해 더 빠른 속도를 갖게 되며 이로써 날개 윗부분은 낮은 압력을 갖게 된다. 반면, 아래쪽 면을 지나는 물의 흐름은 위쪽 면을 지나는 흐름과 비교하여 상대적으로 느린 속도와 높은 압력을 갖게 된다. 따라서, 상기 수평날개를 기준으로 아래쪽이 위쪽보다 더 높은 압력분포를 갖게 되어 날개가 중력의 반대방향으로 양력을 얻게 되는데, 이러한 양력으로 선미부(10)가 어느 정도 위로 올려지는 힘을 받게 되고 이로써 선체의 길이방향으로 수평도가 개선된다. 상기 수평날개(30)에 의한 양력의 영향으로 선미부(10)가 좀 더 상방으로 힘을 받아 선박의 선체가 길이방향으로의 수평도가 올라가면 추진기에서 발생하는 추진력이 온전하게 전진방향 반대쪽으로 작용할 수 있어서 선박의 동력 효율이 올라가고 연료가 절감되는 효과가 있다.

또한, 도 3에서와 같이 상기 2개의 수직날개(40)는 좌,우 측면이 동일한 형태로 구성되고 이로써 상기 수직날개 좌우를 지나는 유속을 동일하게 함으로서 추진기의 추진력 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 선박이 횡 방향의 힘에 의해 횡동요(rolling)하게 되면, 상기 수직방향의 날개(40)들에 횡동요의 반대 방향으로 저항하는 힘이 작용하게 되어 상기 횡동요의 효과를 완화시키게 되어, 이로써 상기 수직날개(40)는 선체가 수평을 유지하는 데 유리한 효과를 갖게 한다. 이러한 수직날개(40)의 구성은 선미의 형태에 따라, 또는 선박기능의 요구에 따라, 상 하 방향의 수직날개의 크기와 모양을 달리하여, 수평유지능력을 더 극대화시킬 수도 있다.

이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 통상의 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형실시가 가능한 정도의 변경은 본 발명의 청구범위의 기재범위 내에 속하는 것이다.

10 : 선미부(stern)
20 : 추진기 프로펠러
30 : 수평날개
40 : 수직날개

Claims (2)

1. 추진기의 프로펠러에 인접하는 선미 하단에 선체의 수직 방향 및 수평방향으로 날개들을 구비하는 것을 특징으로 하는 선박의 선미 구조.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수평날개들은 위쪽 면이 아래쪽 면보다 더 돌출된 곡면을 갖는 것을 특징으로 하는 선박의 선미 구조.

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