KR20150075659A - 선박의 전류고정날개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 전류고정날개에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 전류고정날개가 후퇴익으로 이루어짐으로써 전류고정날개에 걸리는 하중을 감소시키고, 전류고정날개에 대한 국부적인 강도 취약 및 피로 하중에 의한 균열 발생을 해소할 수 있으며, 해수의 유동이 널리 퍼지도록 하여 전류고정날개의 길이를 줄일 수 있고, WSA(Wetted Surface Area)의 감소가 가능하여 추가 저항을 감소시킬 수 있는 선박의 전류고정날개에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박의 전류고정날개는 프로펠러의 전방에서 상기 프로펠러의 축방향 중심선에 대하여 방사상으로 하나 또는 다수로 설치되고, 후퇴익으로 이루어진다.

Description

선박의 전류고정날개{Pre-swirl stator of ship}

본 발명은 선박의 전류고정날개에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 전류고정날개에 걸리는 하중을 감소시키고, 전류고정날개의 길이를 줄일 수 있으며, 추가 저항을 감소시킬 수 있도록 구성된 선박의 전류고정날개에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 프로펠러의 회전에 의해 추진력을 발생시키는데, 프로펠러가 회전시 후류에서 프로펠러의 회전방향에 대한 접선방향의 속도성분(tangential velocity)이 불가피하게 생성된다. 이러한 접선방향의 속도성분은 좌현(port)과 우현(starboard)에서 각각 상부를 향하게 되며, 그 결과 프로펠러의 회전방향에 대한 접선방향의 속도성분이 선박의 추진효율을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다.

이로 인해 프로펠러의 후류에서 소실되는 프로펠러의 운동에너지를 회수하기 위하여 다양한 구조가 적용되는데, 이 중에는 프로펠러의 전방에서 프로펠러의 축방향 중심선에 대해 방사상으로 설치되는 전류고정날개(pre-swirl stator)가 있다.

선박의 전류고정날개는 주로 저속 비대선에 적용되어 선박의 속도 성능을 향상시키도록 한다. 즉 전류고정날개는 프로펠러에 의해 유기되는 접선방향의 속도와 반대되는 방향의 접선방향 속도를 제공하기 위하여 프로펠러의 전방에서 고정날개의 형태로 설치되며, 프로펠러의 후류에서 회전방향 운동에너지의 손실을 최소화하고, 이를 통해 선박의 추진효율을 향상시키도록 한다.

종래의 선박에 적용되는 전류고정날개에 대한 기술로는 한국공개특허 제10-2010-0103982호의 선박의 전류고정날개가 있다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 프로펠러(10)의 전방에서 프로펠러(10)의 축방향 중심선에 대해 방사상으로 설치되는 적어도 하나 이상의 전류고정날개(12)에 있어서, 전류고정날개(12)는 프로펠러(10)의 축방향 중심선을 기준으로 끝단부를 연결하는 동심원의 직경이 프로펠러(10)의 끝단부를 연결하는 동심원의 직경 이상이면서 30%를 초과하지 않는 범위로 설정된다. 이와 같이 전류고정날개(12)는 그 길이가 프로펠러(10)의 길이보다 크도록 하여 끝단부에서 유동박리현상에 따라 발생하는 캐비티(14)가 프로펠러(10)의 표면과 만나지 않고 그대로 후류도 흘러갈 수 있도록 한다.

그러나 이와 같은 종래 기술은 전류고정날개(12)가 프로펠러(10)보다 큰 길이를 가지게 됨으로써 전류고정날개(12)의 국부적인 강도 취약 및 피로 하중에 의한 균열 발생을 야기하고, 이로 인해 전류고정날개(12)에 대한 보강을 필요로 하는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전류고정날개에 걸리는 하중을 감소시킴으로써 전류고정날개에 대한 국부적인 강도 취약 및 피로 하중에 의한 균열 발생을 해소하고, 해수의 유동 변화로 인해 전류고정날개의 길이를 줄이며, 추가 저항을 감소시키는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 전류고정날개에 있어서, 프로펠러의 전방에서 상기 프로펠러의 축방향 중심선에 대하여 방사상으로 하나 또는 다수로 설치되고, 후퇴익으로 이루어지는 선박의 전류고정날개가 제공된다.

상기 전류고정날개는 상기 프로펠러의 축방향 중심선을 기준으로, 끝단부까지의 최단거리가 상기 프로펠러 끝단부까지의 최단거리보다 짧게 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박의 전류고정날개에 있어서, 프로펠러의 전방에 설치되는 후퇴익으로 이루어지는 선박의 전류고정날개가 제공된다.

상기 전류고정날개는 길이가 상기 프로펠러의 날개 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 전류고정날개가 후퇴익으로 이루어짐으로써 전류고정날개에 걸리는 하중을 감소시키고, 전류고정날개에 대한 국부적인 강도 취약 및 피로 하중에 의한 균열 발생을 해소할 수 있으며, 해수의 유동이 널리 퍼지도록 하여 전류고정날개의 길이를 줄일 수 있고, WSA(Wetted Surface Area)의 감소가 가능하여 추가 저항을 감소시킬 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 선박의 전류고정날개를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 전류고정날개를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 전류고정날개와 종래 기술을 비교하기 위한 측면도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 전류고정날개를 도시한 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 선박의 전류고정날개(100)는 프로펠러(200)의 전방에 설치되는 후퇴익으로 이루어질 수 있다.

전류고정날개(100)는 예컨대 선미부(300)에 설치되는 프로펠러(200)의 전방에서 프로펠러(200)의 축방향 중심선에 대하여 방사상으로 하나로 설치되거나, 본 실시례에서처럼 다수로 설치될 수 있고, 통과하는 해수의 흐름이 넓게 퍼지도록 하는 후퇴익으로 이루어질 수 있다. 여기서 후퇴익이란 끝단부로 갈수록 후방으로 쳐지는 모양을 가지도록 형성되는 날개를 의미할 수 있다. 전류고정날개(100)의 끝단 너비는 중심부의 너비의 50~60% 정도로 형성될 수 있다.

전류고정날개(100)는 다수로 이루어지는 경우, 프로펠러(200) 전방의 선미부(300)에서 프로펠러(200)의 중심선을 기준으로 양측에 대칭적으로 마련되거나, 비대칭적으로 마련될 수 있고, 이와 달리 어느 일측, 예컨대 좌현이나 우현으로 치우치도록 마련될 수 있다.

전류고정날개(100)는 길이가 프로펠러(200)의 날개(210) 길이보다 짧게 형성될 수 있고, 나아가서 프로펠러(200)의 날개(210) 길이의 70~80% 정도로 형성될 수 있다. 여기서 전류고정날개(100)의 길이는 전류고정날개(100)의 양쪽 끝단 간의 최단 거리일 수 있고, 프로펠러(200)의 날개(210) 길이는 프로펠러(200)의 날개(210) 양쪽 끝단 간의 최단 거리일 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 그 정의를 달리할 수 있다.

도 3의 (b)에서와 같이, 전류고정날개(100)는 예컨대 프로펠러(200)의 축방향 중심선(L)을 기준으로, 끝단부까지의 최단거리(d1)가 프로펠러(200) 끝단부까지의 최단거리(d2)보다 짧게 형성될 수 있다. 나아가서, 전류고정날개(100)는 프로펠러(200)의 축방향 중심선(L)을 기준으로, 끝단부까지의 최단거리(d1)가 프로펠러(200) 끝단부까지의 최단거리(d2)의 70~80% 정도로 형성될 수 있다. 여기서 최단거리(d1,d2)는 프로펠러(200)의 축방향 중심선(L)에 직교하여 전류고정날개(100)의 끝단부 또는 프로펠러(200)의 날개(210) 끝단부까지 도달하는 거리일 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 선박의 전류고정날개의 작용을 설명하기로 한다.

도 3의 (a)에서와 같이, 종래 기술은 전류고정날개(12)와 프로펠러(10) 사이의 해수 유동이 프로펠러(10)의 중심축과 나란하기 때문에 전류고정날개(12)의 끝단부가 프로펠러(10) 반경과 동일하거나 그 보다 크게 설계되고, 이로 인해 전류고정날개(12)에 걸리는 하중이나 저장이 증가하여, 전류고정날개(12)의 국부적인 강도 취약 및 피로 하중에 의한 균열 발생을 초래하므로 이를 해소하기 위한 보강 방안이 필요한 실정이다.

반면, 도 3의 (b)에서와 같이, 본 발명에 따르면, 전류고정날개(100)가 후퇴익으로 이루어짐으로써 전류고정날개(100)에 걸리는 하중을 감소시키고, 이로 인해 전류고정날개(100)에 대한 국부적인 강도 취약 및 피로 하중에 의한 균열 발생을 해소할 수 있으며, 통과하는 해수의 유동이 널리 퍼지도록 하여 전류고정날개(100)의 길이를 줄일 수 있고, WSA(Wetted Surface Area)의 감소가 가능하여 추가 저항을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100 : 전류고정날개 200 : 프로펠러
210 : 날개 300 : 선미부

Claims (6)

1. 선박의 전류고정날개에 있어서,
   프로펠러의 전방에서 상기 프로펠러의 축방향 중심선에 대하여 방사상으로 하나 또는 다수로 설치되고, 후퇴익으로 이루어지는, 선박의 전류고정날개.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전류고정날개는,
   상기 프로펠러의 축방향 중심선을 기준으로, 끝단부까지의 최단거리가 상기 프로펠러 끝단부까지의 최단거리보다 짧게 형성되는, 선박의 전류고정날개.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전류고정날개는,
   상기 프로펠러의 축방향 중심선을 기준으로, 끝단부까지의 최단거리가 상기 프로펠러 끝단부까지의 최단거리의 70~80% 로 형성되는, 선박의 전류고정날개.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전류고정날개는,
   끝단의 너비가 중심부의 너비의 50~60% 로 형성되는, 선박의 전류고정날개.
5. 선박의 전류고정날개에 있어서,
   프로펠러의 전방에 설치되는 후퇴익으로 이루어지는, 선박의 전류고정날개.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 전류고정날개는,
   길이가 상기 프로펠러의 날개 길이보다 짧게 형성되는, 선박의 전류고정날개.

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