KR20140075927A - 선박용 추진향상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 추진향상장치에 관한 것으로서, 선박의 선미인 보스스턴(5)에 결합되어 추진력을 발생시키는 프로펠러(미도시)의 전방인 상기 보스스턴(5)의 포트측(좌현) 및 스타보드측(우현)으로 각각 연장되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20)과, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20) 중앙에 직립 배치되는 중앙핀(30) 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀(10,20)과 중앙핀(30)의 상단부를 연결하는 덕트(40)를 포함하여 구성되는 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20), 중앙핀(30) 및 덕트(40)가 선박의 포트 방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조로 되어 있다.
따라서, 기본적으로 포트측에서 상승하는 상승류를 효율적으로 조절하고 덕트에 대한 하중이 감소되도록 하여 덕트 구조의 안전성 향상을 도모할 수 있게 되고, 또한, 상기 포트측 덕트의 직립 구조에 의해 상승류의 흐름을 제대로 저지할 수 있게 되면서 추력 향상을 꾀할 수 있게 되며, 또한, 덕트의 아치형 코드 형상에 따른 수류에 대한 마찰저항을 최소화할 수 있게 되면서 이에 따라 추력 향상에 도움을 부가할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

선박용 추진향상장치{Apparatus for improving of propulsion for ship}

본 발명은 선박용 추진향상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 선미인 보스 스턴에 결합되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀과, 그 중앙의 중앙핀 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀과 중앙핀의 상단부를 연결하는 덕트가 선박의 포트 상방으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조를 갖도록 하는 동시에 상기 제1사이드핀은 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 하고, 상기 제1사이드핀의 단부에 연결되는 상기 덕트 부분이 직립 구조를 갖도록 하며, 상기 덕트는 라운드부의 코드의 크기가 서로 다르게 형성되도록 함으로써, 기본적으로 포트측에서 상승하는 상승류를 추진기 회전 방향과 반대로 회전시켜 추진기 효율을 향상 시키고, 또한, 상기 포트측 덕트의 직립 구조에 의해 상승류의 흐름을 제대로 저지할 수 있게 되며, 또한, 덕트의 아치형 코드 형상에 의해 수류에 대한 마찰저항을 최소화할 수 있게 되는 선박용 추진향상장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박을 포함하는 선박의 경우 선체의 후미인 이른바 보스 스턴에 부착되어 있는 프로펠러가 회전할 때 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 전진하는 원리가 적용된다.

이와 같이 프로펠러의 회전을 통해 일정 속도를 내기 위해서는 디젤 등의 오일을 사용하여 엔진을 구동하여야 하는데, 이 경우 많은 양의 오일이 소모되고 이에 따라 온실가스가 다량 배출됨에 따른 환경 파괴 등의 문제를 야기하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 다양한 추진(력)향상장치가 제시되고 있으며, 특히, 선박의 후미, 프로펠러, 러더 등의 형상을 개량하거나 별도의 부가물을 부착함으로써 추진 효율을 높이는 동시에 연료를 절감하기 위한 구조가 다양하게 제시되고 있다.

이러한 종래 기술의 추진향상장치 중에서, 프로펠러의 인접 전방인 보스스턴 상 한 쌍의 사이드핀과 중앙핀에 의해 지지되는 덕트 구조를 설치하여, 프로펠러에 의해 발생되는 상승류의 흐름을 적절히 제어하도록 하는 장치가 다양한 선박에 널리 적용되고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술의 덕트 구조는 포트측 사이드핀이 수평 구조로 되어 있기 때문에, 포트측에서 상승하는 상승류에 대한 저항이 커지게 되면서 결과적으로 덕트에 대한 하중이 증가하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

또한, 상기 포트측 사이드핀과 연결되는 덕트 구조가 라운드 구조로 되어 있기 때문에, 상승류의 흐름을 제대로 저지하지 못하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

또한, 덕트의 코드 형상이 좌우 전체 길이에 걸쳐 동일하게 이루어져 있기 때문에, 수류에 대한 마찰저항이 상승하게 되면서 덕트에 대한 하중 증가는 물론 추력 향상을 방해하는 요인으로 작용하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 선박의 선미인 보스스턴에 결합되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀과, 그 중앙의 중앙핀 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀과 중앙핀의 상단부를 연결하는 덕트가 선박의 포트 상방 방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조를 갖도록 하는 동시에 상기 제1사이드핀은 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 함으로써, 기본적으로 포트측에서 상승하는 상승류의 회전 방향을 바꾸어 추진기의 효율을 향상시키고 슬래밍과 같은 일시적인 큰 힘에 의한 충격을 완화시켜 덕트 구조의 안전성 향상을 도모할 수 있게 되는 선박용 추진향상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 제1사이드핀의 단부에 연결되는 상기 덕트 부분이 직립 구조를 갖도록 함으로써, 상기 포트측 덕트의 직립 구조에 의해 상승류의 흐름을 제대로 저지할 수 있게 되면서 추력 향상을 꾀할 수 있게 되는 선박용 추진향상장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 상기 덕트의 라운드부 코드의 크기가 서로 다르게 형성되도록 함으로써, 덕트의 아치형 코드 형상에 따른 수류에 대한 마찰저항을 최소화할 수 있게 되면서 이에 따라 추력 향상에 도움을 부가할 수 있게 되는 선박용 추진향상장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 추진향상장치는 선박의 선미인 보스스턴에 결합되어 추진력을 발생시키는 프로펠러의 전방인 상기 보스스턴의 포트측(좌현) 및 스타보드측(우현)으로 각각 연장되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀; 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀 중앙에 직립 배치되는 중앙핀; 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀과 중앙핀의 상단부를 연결하는 덕트를 포함하여 구성되는 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀, 중앙핀 및 덕트가 선박의 포트 상방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 선박의 포트 측으로 연장되는 상기 제1사이드핀은 좌현에서 상승하는 상승류에 의해 상기 덕트에 가해지는 하중을 경감시키기 위해 포트 방향 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 제1사이드핀의 단부에 연결되는 상기 덕트 부분에 상기 좌현에서 상승하는 상승류의 유체 흐름을 저지하기 위해 직립 구조를 갖는 직립부가 마련된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 제2사이드핀은 상기 직립부의 상단 높이보다 낮게 위치되도록 하여 상향 경사진 경사 구조로 되고, 상기 덕트는 상기 직립부의 상단에서 상기 제2사이드핀의 상단까지 곡선 형상으로 연결되는 라운드부를 갖는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 덕트의 라운드부는 그 코드의 크기가 서로 다르게 형성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 덕트의 라운드부는 그 중앙부의 코드가 작게 형성되고 그 양단부의 코드가 크게 형성된 평면 아치 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 라운드부의 아치 구조는 중앙부를 기준으로 그 양단부가 대칭을 이루도록 하는 곡률을 갖는 것일 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 선박용 추진향상장치는 선박의 선미인 보스스턴에 결합되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀과, 그 중앙의 중앙핀 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀과 중앙핀의 상단부를 연결하는 덕트가 선박의 포트 방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조를 갖도록 하는 동시에 상기 제1사이드핀은 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 함으로써, 기본적으로 포트측에서 상승하는 상승류를 추진기 회전 방향과 반대로 회전시켜서 추진기 효율을 향상시키고 충격에 의한 하중이 감소되도록 하여 덕트 구조의 안전성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

또한, 상기 제1사이드핀의 단부에 연결되는 상기 덕트 부분이 직립 구조를 갖도록 함으로써, 상기 포트측 덕트의 직립 구조에 의해 상승류의 흐름을 제대로 저지할 수 있게 되고 추력을 발생하는 효과를 얻는다.

또한, 상기 덕트의 라운드부 코드의 크기가 서로 다르게 형성되도록 함으로써, 덕트의 아치형 코드 형상에 따른 수류에 대한 마찰저항을 최소화할 수 있게 되면서 이에 따라 추력 향상에 도움을 부가할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치를 선미에서 바라본 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치를 포트측에서 바라본 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치를 스타보드측에서 바라본 측면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치는 선박의 선미인 보스스턴(5)에 결합되어 추진력을 발생시키는 프로펠러(미도시)의 전방인 상기 보스스턴(5)의 포트측(좌현) 및 스타보드측(우현)으로 각각 연장되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20)과, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20) 중앙에 직립 배치되는 중앙핀(30) 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀(10,20)과 중앙핀(30)의 상단부를 연결하는 덕트(40)를 포함하여 구성되는 선박용 추진향상장치에 있어서, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20), 중앙핀(30) 및 덕트(40)가 선박의 포트 상방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20) 및 덕트(40)는 서로 연속해서 이어지는 일체형 구조로 할 수 있다.

이러한 상기 선박용 추진향상장치의 포트측 편심 구조에 의해 프로펠러에 의해 발생되어 포트측에서 상승하는 상승류를 기존의 중심축 정위치 구조보다 많은 양을 유동을 조절하여 추진기의 효율을 향상시킨다.

그리고, 상기 선박의 포트 측으로 연장되는 상기 제1사이드핀(10)은 좌현에서 상승하는 상승류에 의해 상기 덕트(40)에 가해지는 하중(가압력)을 경감시키기 위해 포트 방향 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 제1사이드핀(10)의 단부에 연결되는 상기 덕트(40) 부분에 상기 좌현에서 상승하는 상승류의 유체 흐름을 저지하고 추력을 얻기 위해 직립 구조를 갖는 직립부(41)가 마련되어 있다.

그리고, 상기 제2사이드핀(20)은 상기 직립부(41)의 상단 높이보다 낮게 위치되도록 하여 상향 경사진 경사 구조로 되고, 상기 덕트(40)는 상기 직립부(41)의 상단에서 상기 제2사이드핀(20)의 상단까지 곡선 형상으로 연결되는 라운드부(42)를 갖는 구조로 되어 있다.

이러한 상기 제1, 2사이드핀(10,20) 및 덕트(40)의 좌우 비대칭 구조에 의해 예를 들어 프로펠러의 시계 방향 축 회전시 각각 좌현과 우현에서 상승류가 발생하게 될 경우, 좌현으로 상승하는 상승류는 저지하도록 하는 동시에 우현으로 상승하는 상승류는 그 유체 흐름을 방해하지 않도록 하여 추진 효율 손실을 최소화할 수 있게 된다.

여기서, 상기 좌현 및 우현의 상승류는 프로펠러 축 회전 이전에 이미 자연적인 수류 현상에 의해 각각 좌, 우측에 상승류가 발생하고 있는 상태에서 예를 들어 프로펠러의 시계방향 축 회전에 의해 발생되는 수류가 더 보태지면서 그 좌현측의 상승류 세기가 강하게 되고 우현측의 상승류 세기는 약하게 되는 차이를 갖고 양측의 상승류는 계속해서 발생하는 상태가 된다.

그리고, 상기 덕트(40)의 라운드부(42)는 그 코드(chord)의 크기가 서로 다르게 형성되어 있어, 상기 덕트(40)의 라운드부(41)는 선박의 전방을 기준으로 해서 그 중앙부의 코드가 작게 형성되고 그 양단부의 코드가 크게 형성된 평면 아치 구조로 되되, 특히 상기 라운드부(42)의 아치 구조는 중앙부를 기준으로 그 양단부가 대칭을 이루도록 하는 곡률을 갖는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 중앙핀(30)도 보스스턴(5)의 중심축에서 포트측으로 편심된 상태로 직립되어 상기 덕트(40) 좌측의 직립부(41)에 의한 상승류 저지를 그 후방에서 이차적으로 저지하는 기능을 수행하게 되는 동시에 상기 덕트(40)의 구조를 중앙에서 지지하는 지지대 기능도 함께 수행하게 된다.

그리고, 상기 중앙핀(30)은 그 하단부의 전후 길이가 길고 상방으로 갈수록 후방으로 경사져서 그 상단부의 전후 길이가 짧아지도록 함으로써 상기 중앙핀(30)의 전방쏠림을 방지할 수 있는 이른바 구조적 안정성을 부여할 수 있게 된다.

한편, 상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀(10,20), 중앙핀(30) 및 덕트(40)는 각각 추력 향상을 위해 내측으로 볼록한 구조의 일반적인 에어포일 형상을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예인 선박용 추진향상장치는 보스스턴(5)의 중심축에서 포트 상방향으로 편심된 상태로 직립되도록 하여 상기 중앙핀(30)을 설치한다.

그런 다음, 상기 제1사이드핀(10)이 보스스턴(5)의 중심 수평축에 대해 상향 경사지도록 하여 일정길이 상향 연장시키고, 상기 제2사이드핀(20)은 상기 제1사이드핀(10)보다 상향 경사각을 더 크게 하여 일정길이 상향 연장시키며, 상기 제1사이드핀(10)의 연장단부 상에서 상방으로 직립 연장되는 덕트(40)의 직립부(41)를 마련한다.

이때, 상기 덕트(40)의 직립부(41)는 상기 제2사이드핀(20)의 상향 연장단부보다 더 높이 연장되도록 그 상향 직립 연장 길이를 설정한다.

그러고 나서, 상기 덕트(40)의 직립부(41) 상단부와 상기 제2사이드핀(20)의 상단부를 덕트(40)의 라운드부(42)로 연결하고 상기 라운드부(42)의 중앙부 저면에 상기 중앙핀(30)의 상단부가 연결되도록 하여 상기 덕트(40)의 형상을 완성한다.

여기서, 상기 덕트(40)의 라운드부(42)는 그 중앙부의 코드가 작게 형성된 평면 아치 구조가 되도록 한다.

한편, 상기 덕트 구조는 각각의 구성요소가 구분되어 순차적인 연결 작업을 거쳐 최종 덕트 구조를 완성할 수도 있고, 또는 제1, 2사이드핀(10,20)과 덕트(40)가 일체형 구조가 되도록 한 후 중앙핀(30)과 연결하여 최종 덕트 구조를 완성할 수도 있을 것이다.

이렇게 완성된 덕트 구조에 의해 상기 프로펠러의 시계 방향 축 회전시 각각 좌현과 우현에서 상승류가 발생하게 될 경우, 좌현으로 상승하는 상승류는 저지하도록 하고 우현으로 상승하는 상승류는 그 유체 흐름을 방해하지 않도록 하여 추진 효율의 손실을 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 이에 더해 상기 중앙핀(30)도 덕트(40)의 직립부(41) 후방에서 상승류의 흐름을 차단할 수 있게 되며, 상기 덕트(40)의 아치 형상 라운드부(42)에 의해 마찰 저항을 최소화하여 결과적으로 추진효율을 최대화할 수 있게 된다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 추진향상장치는 선박의 선미인 보스스턴에 결합되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀과, 그 중앙의 중앙핀 및 상기 각각의 제1, 2사이드핀과 중앙핀의 상단부를 연결하는 덕트가 선박의 포트 방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조를 갖도록 하는 동시에 상기 제1사이드핀은 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 함으로써, 기본적으로 포트측에서 상승하는 상승류에 대한 저항을 경감시켜 결과적으로 덕트에 대한 하중이 감소되도록 하여 덕트 구조의 안전성 향상을 도모할 수 있게 되고, 또한, 상기 제1사이드핀의 단부에 연결되는 상기 덕트 부분이 직립 구조를 갖도록 함으로써, 상기 포트측 덕트의 직립 구조에 의해 상승류의 흐름을 제대로 저지할 수 있게 되면서 추력 향상을 꾀할 수 있게 되며, 또한, 상기 덕트의 라운드부 코드의 크기가 서로 다르게 형성되도록 함으로써, 덕트의 아치형 코드 형상에 따른 수류에 대한 마찰저항을 최소화할 수 있게 되면서 이에 따라 추력 향상에 도움을 부가할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
5 : 보스스턴 10 : 제1사이드핀
20 : 제2사이드핀 30 : 중앙핀
40 : 덕트 41 : 직립부
42 : 라운드부

Claims (7)

1. 선박의 선미인 보스스턴에 결합되어 추진력을 발생시키는 프로펠러의 전방인 상기 보스스턴의 포트측(좌현) 및 스타보드측(우현)으로 각각 연장되는 한 쌍의 제1, 2사이드핀;
   상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀 중앙에 직립 배치되는 중앙핀; 및
   상기 각각의 제1, 2사이드핀과 중앙핀의 상단부를 연결하는 덕트;
   를 포함하여 구성되는 선박용 추진향상장치에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1, 2사이드핀, 중앙핀 및 덕트가 선박의 포트 상방향으로 치우쳐져 편심되는 편심 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 선박의 포트 측으로 연장되는 상기 제1사이드핀은 좌현에서 상승하는 상승류에 의해 상기 덕트에 가해지는 하중을 경감시키기 위해 포트 방향 수평선을 기준으로 일정각도 상향 경사지는 경사 구조로 된 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1사이드핀의 단부에 연결되는 상기 덕트 부분에 상기 좌현에서 상승하는 상승류의 유체 흐름을 저지하기 위해 직립 구조를 갖는 직립부가 마련된 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2사이드핀은 상기 직립부의 상단 높이보다 낮게 위치되도록 하여 상향 경사진 경사 구조로 되고,
   상기 덕트는 상기 직립부의 상단에서 상기 제2사이드핀의 상단까지 곡선 형상으로 연결되는 라운드부를 갖는 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 덕트의 라운드부는 그 코드의 크기가 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 덕트의 라운드부는 그 중앙부의 코드가 작게 형성되고 그 양단부의 코드가 크게 형성된 평면 아치 구조로 된 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 라운드부의 아치 구조는 중앙부를 기준으로 그 양단부가 대칭을 이루도록 하는 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 선박용 추진향상장치.
   

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