KR20150013962A - 선박 추진 개선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치는, 선박 프로펠러의 전방에 설치되어 유체의 흐름을 안내하는 비대칭 형상의 덕트와, 덕트 내에 구비되어 덕트 내부로 유입된 유체의 유동 방향을 조절하는 덕트 핀을 포함한다.

Description

선박 추진 개선 장치{PROPULSION IMPROVING APPARATUS OF SHIP}

본 발명은 선박 추진 개선 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비대칭 구조를 갖는 덕트를 통해 프로펠러로 유입되는 유체의 유동에 영향을 주어, 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있는 선박 추진 개선 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 추진력을 향상시키기 위해 선체의 선미에 덕트가 설치된다. 덕트는 길이방향으로 중공부를 갖는 기둥 형상으로 이루어지고, 전방에서 덕트를 향하는 유동에 대해 소정의 받음각을 갖는 익형 단면을 갖는다.

종래의 덕트는 예를 들어, 원기둥 형상으로 이루어진 경우 원주 방향으로 동일한 형태의 익형 단면을 갖도록 형성된다. 이 경우, 덕트는 전체적으로 압력면이 외측을 향하고 흡입면이 내측을 향하는 익형 단면을 갖는다.

이와 같은 형상으로 이루어진 덕트의 경우, 덕트로 유입되는 유동에 의해 덕트의 상부 영역에서는 추력이 발생한다.

그러나 덕트의 하부 영역에서는 과도한 받음각으로 인하여 유동박리가 발생하게 되고, 그 결과 덕트 하부 영역이 저항으로 작용한다. 이러한 저항력은 덕트의 상부 영역에서 발생된 추력을 감쇠시킴으로써 선박의 추진 효율을 저감시킨다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0065029호(공개일자 2012년 06월 20일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 '선박용 원형 덕트 지지구조'가 개시되어 있다.

본 발명은 비대칭 구조를 갖는 덕트를 통해 프로펠러로 유입되는 유체의 유동에 영향을 주어, 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있는 선박 추진 개선 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치는, 선박 프로펠러의 전방에 설치되어 유체의 흐름을 안내하는 비대칭 형상의 덕트와, 상기 덕트 내에 구비되어 덕트 내부로 유입된 유체의 유동 방향을 조절하는 덕트 핀을 포함한다.

상기 덕트는, 환형 몸체를 가지되, 상기 덕트의 중공을 통해 좌현 또는 우현에 구비되는 제1유로부와, 상기 제1유로부의 반대편에 구비되며, 상기 제1유로부에 비해 유동면적이 큰 제2유로부를 포함한다.

상기 덕트 핀은, 상기 제1유로부 및 제2유로부의 경계면을 가로질러 구획하는 수직 덕트 핀을 구비한다.

상기 덕트 핀은, 상기 제2유로부의 내부 공간을 구획하는 수평 덕트 핀을 구비할 수 있다.

상기 덕트 핀은, 설정된 각도로 피치각이 변동된다.

상기 덕트는, 상기 프로펠러의 중심축으로부터 상향 이격되어 구비된다.

본 발명인 선박 추진 개선 장치에 의하면, 비대칭 구조를 갖는 덕트를 통해 프로펠러로 유입되는 유체의 유동에 영향을 주어, 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 선박 추진 장치를 이용해 운항하는 선박 및 이를 통해 흐르는 유체의 유동 방향을 간략히 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치가 장착된 선박을 간략히 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치가 장착된 모습을 간략히 확대해서 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치가 장착된 모습을 간략히 나타낸 후면 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치를 간략히 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치를 간략히 나타낸 사시도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치를 이용해 운항하는 선박 및 이를 통해 흐르는 유체의 유동 방향을 간략히 나타낸 예시도.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 선박 추진 장치를 이용해 운항하는 선박 및 이를 통해 흐르는 유체의 유동 방향을 간략히 나타낸 예시도이다.

도 1 및 도 2를 병행 참조하면, 종래의 선박 추진 장치(10)를 이용하는 선박(1)이 운항된다. 이때, 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 선박 추진 장치(10)는 덕트가 없는 구조로 이루어진다.

이러한 선박(1)이 진행방향을 따라 운항할 시에, 선체의 유동 방향에 따라 유체가 선미방향으로 흐르게 되며, 프로펠러로 유입된다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전하는 프로펠러로 유입된 유체는 프로펠러에 의해 직선방향으로 흐르지 않고 비틀린 곡선방향으로 흐르게 되어, 선박(1)의 추진력을 저하시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치가 장착된 선박을 간략히 나타낸 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치가 장착된 모습을 간략히 나타낸 후면 예시도이다.

도 3 내지 도 5를 병행 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치(100)는 덕트(110)와, 덕트 핀(120)을 포함한다.

덕트(110)는 선박 프로펠러(101)의 전방에 설치되어 유체의 흐름을 안내하며, 비대칭 형상으로 이루어진다.

도 5를 참조하면, 상기 덕트(110)는 프로펠러(101)의 중심축(102)으로부터 상향 이격되어 구비된다.

즉, 덕트(110)의 중심축(111)은 프로펠러(101)의 중심축(102)과 동일선상의 위치에서 상향 이격된 단차(d)를 가질 수 있다.

이는, 선박의 운항 시 선체에 따라 흐르는 유체가 덕트(110) 내부로 유입된 후, 그 유입된 유체가 프로펠러(101)로 용이하게 흡입되게 하기 위함이다.

이때, 도 5에 도시된 덕트(110)의 중심축(111)과 프로펠러(101)의 중심축(102) 간 단차(d)는 설명의 편의를 위해 과장되게 표현한 것이므로, 본 발명은 이러한 단차 형상에 제한될 필요는 없다.

덕트(110)는 도시된 바와 같이, 중공을 갖는 환형 몸체로 이루어진다. 이때, 덕트(110)는 프로펠러(101)의 전방에 설치되어 유체의 흐름을 안내하도록 비대칭 형상으로 이루어진다.

여기서 덕트(110)는 상기 중공을 통해 좌현 또는 우현에 구비되는 제1유로부(112)와, 제1유로부(112)의 반대편에 구비되는 제2유로부(113)를 포함한다.

상기 제1유로부(112)는 사분원 형상으로 이루어진다. 상기 제2유로부(113)는, 상기 제1유로부(112)에 비해 유동면적이 크다.

상기 제1유로부(112) 및 제2유로부(113)는, 프로펠러(101)의 구동방향 또는 선박의 건조 조건에 따라 서로 위치가 바뀐 상태로 선박(1)에 설치될 수 있다.

덕트 핀(120)은 덕트(110) 내에 구비되어 덕트(110) 내부로 유입된 유체의 유동 방향을 조절한다.

이러한 덕트 핀(120)은, 상기 제1유로부(112) 및 제2유로부(113)의 경계면을 가로질러 구획하는 수직 덕트 핀(121)을 구비할 수 있다.

또한, 덕트 핀은(120)은 상기 제2유로부(113)의 내부 공간을 구획하는 수평 덕트 핀(122)을 구비할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치를 간략히 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치를 간략히 나타낸 사시도이다.

먼저 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치(100)는 덕트(110)와, 덕트 핀(120)을 포함한다.

상기와 같은 구성들은 도 2 내지 도 5에서 상술된 내용이므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 다만, 상술된 내용이라도 도면의 이해를 돕기 위해 부분적으로 중복되는 부분이 포함될 수 있다.

덕트(110)는, 선박 프로펠러의 전방에 설치되어 유체의 흐름을 안내하며, 비대칭 형상으로 이루어진다. 이때, 덕트(110)는 환형 몸체를 가지며, 제1유로부(112)와 제2유로부(113)를 포함한다.

덕트 핀(120)은 상기 덕트(110) 내에 구비되어 덕트(110) 내부로 유입된 유체의 유동 방향을 조절한다.

이러한 덕트 핀(120)은 제1,2유로부(112, 113)의 경계면을 가로질러 구획하는 수직 덕트 핀(121)과, 제2유로부(113)의 내부 공간을 구획하는 수평 덕트 핀(122)을 구비할 수 있다.

상기 수직 덕트 핀(121)과 수평 덕트 핀(122)은, 3 내지 10의 피치각을 가질 수 있다.

다음으로 도 7을 참조하면, 선박 추진 개선 장치(100)에 있어서, 덕트 핀(120)의 다른 실시예가 도시된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치(100)는, 덕트 핀(120)이 설정된 각도로 피치각이 변동되는 형태로 이루어진다.

이때, 상기 설정된 각도는 3 내지 10도를 말하며, 수직 덕트 핀(121)과 수평 덕트 핀(122)이 컨트롤러(130)에 의해 상기 설정된 각도로 변동될 수 있다.

상기 수직 덕트 핀(121)과 수평 덕트 핀(122)은 서로 위치가 상이하므로, 컨트롤러(130)에 의해 개별적으로 피치각이 변동될 수도 있다.

상기 덕트 핀(120)의 피치각이 3도 미만이거나 10도를 초과하게 되면, 덕트(110) 내부로 유입된 유체가 프로펠러의 전방으로 흐를 시, 유동박리 또는 저항이 과도하게 발생하여, 선박의 추진력 향상에 도움이 되지 않을 수 있다.

따라서, 상기 덕트 핀(121)의 피치각은 3 내지 10도로 이루어지는 것이 바람직하며, 컨트롤러(130)의 제어에 따라 피치각이 상기 범위 안에서 변동될 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치를 이용해 운항하는 선박 및 이를 통해 흐르는 유체의 유동 방향을 간략히 나타낸 예시도이다.

도 8 및 도 9를 병행 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치(100)를 이용하는 선박(1)이 운항된다. 이때, 도 8 및 도 9에 도시된 선박 추진 개선 장치(100)는 프로펠러(101)의 전방에 환형 몸체를 갖는 덕트(110)가 설치된다.

상기 선박(1)이 진행방향을 따라 운항할 시에, 선체의 유동 방향에 따라 유체가 선미방향으로 흐르게 되며, 프로펠러(101)로 유입된다.

이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 회전하는 프로펠러(101)로 유입된 유체는 비대칭 형상으로 이루어진 덕트(110)와, 상기 덕트(110)의 내부에 구비된 덕트 핀(120)에 의해 프로펠러(101)로 유입된다.

이렇게 프로펠러(101)로 유입된 유체는 후방으로 정류하며 이에 따라, 선박(1)의 추진 성능을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명인 선박 추진 개선 장치는, 비대칭 구조를 갖는 덕트를 통해 프로펠러로 유입되는 유체의 유동에 영향을 주어, 선박의 추진 성능을 향상시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 추진 개선 장치에 관하여 살펴보았다.

상술된 상세한 설명 및 후술될 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

그리고 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예시에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1: 선박
10 : 종래의 선박 추진 장치
100 : 선박 추진 개선 장치
101 : 프로펠러
102 : 프로펠러 중심축
110 : 덕트
111 : 덕트 중심축
112 : 제1유로부
113 : 제2유로부
120 : 덕트 핀
121 : 수직 덕트 핀
122 : 수평 덕트 핀
130 : 컨트롤러

Claims (6)

1. 선박 프로펠러의 전방에 설치되어 유체의 흐름을 안내하는 비대칭 형상의 덕트와,
   상기 덕트 내에 구비되어 덕트 내부로 유입된 유체의 유동 방향을 조절하는 덕트 핀을 포함하는 선박 추진 개선 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 덕트는,
   환형 몸체를 가지되,
   상기 덕트의 중공을 통해 좌현 또는 우현에 구비되는 제1유로부와,
   상기 제1유로부의 반대편에 구비되며, 상기 제1유로부에 비해 유동면적이 큰 제2유로부를 포함하는 선박 추진 개선 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 덕트 핀은,
   상기 제1유로부 및 제2유로부의 경계면을 가로질러 구획하는 수직 덕트 핀을 구비하는 선박 추진 개선 장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 덕트 핀은,
   상기 제2유로부의 내부 공간을 구획하는 수평 덕트 핀을 구비하는 선박 추진 개선 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 덕트 핀은,
   설정된 각도로 피치각이 변동되는 선박 추진 개선 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 덕트는,
   상기 프로펠러의 중심축으로부터 상향 이격되어 구비되는 선박 추진 개선 장치.

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