KR20160032475A - Duct for ship - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a propeller duct for a ship reducing a vortex of a rudder for a ship. More specifically, the duct for a ship is configured to improve a thrust by controlling the direction of a slipstream introduced to a propeller. To achieve the purpose as described above, the present invention relates to the duct installed in a stern and rectifying a fluid entering the propeller. The duct comprises: a curved duct frame; outer wings connecting both ends of the duct frame and the stern and twisted in the longitudinal direction; and inner wings connecting the inside of the duct frame and the stern and twisted in the longitudinal direction.

Description

선박용 덕트{DUCT FOR SHIP}Duct for ship {DUCT FOR SHIP}

본 발명은 선박용 러더의 와류저감을 위한 프로펠러 덕트에 관한 것으로서, 특히 프로펠러로 유입되는 후류의 방향을 제어하여 추력을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.
The present invention relates to a propeller duct for reducing the eddy current of a rudder for a ship, and more particularly, to a propeller duct for controlling a direction of a wake flowing into a propeller to improve thrust.

선박은 일반적으로 선체의 일부가 수중에 위치하여 프로펠러의 회전에 의한 추진력을 통해 유체 저항을 극복하며 운항하게 된다.In general, a ship is located in a part of the hull so that it can operate by overcoming the fluid resistance through the propulsive force of the propeller.

따라서, 이러한 선체에 가해지는 유체 저항을 감소시키는 것은 궁극적으로 연료 및 에너지의 절감과도 직결되므로, 선체 저항을 조금이라도 줄이기 위한 노력이 지금도 계속하여 활발히 이루어지고 있다.Therefore, since reducing the fluid resistance applied to the hull is ultimately directly related to the reduction of fuel and energy, efforts to reduce the hull resistance are still actively pursued.

또한, 선박은 그 구조적 형상의 특성상, 선미부로부터 복잡한 형태의 반류(wake) 분포가 형성된다. 이러한 복잡한 형태의 반류 분포는 특히 선미에 설치된 프로펠러에서 발생되는 추진력의 변화를 가져오게 된다. 즉, 선박이 운항할 때 선미부에 배치되어 회전하면서 선박의 추진력을 발생시키는 프로펠러 후방의 수중에서는 프로펠러의 회전 방향과 동일한 방향을 따라 회전류가 발생하게 된다.Further, due to the characteristics of the structural shape of the ship, a complicated wake distribution is formed from the stern portion. This complex shape of the semi-current distribution leads to a change in the propulsive force generated especially at the stern propellers. In other words, a rotating current is generated along the same direction as the rotation direction of the propeller in the water behind the propeller, which generates the propulsion force of the ship while being disposed on the stern section while the ship is operating.

이러한 회전류는 선박의 추진력에 도움을 주지 못하고, 오히려 회전류에 의한 에너지 발생량만큼 선박의 추진 성능을 저하시키는 큰 요인 중 하나로 작용하게 된다.Such a rotating current does not contribute to the propulsion force of the ship, but rather acts as one of the major factors that degrade the propulsion performance of the ship by the amount of energy generated by the return current.

따라서, 선박의 운항시 작동하는 프로펠러의 회전시, 프로펠러 전방에서 떨어지는 유속을 이용하여 추력을 발생시켜서 저항 감소 및 프로펠러의 효율을 증대시킬 수 있는 장치의 개발이 절실하다.Therefore, it is necessary to develop a device capable of reducing the resistance and increasing the efficiency of the propeller by generating the thrust by using the flow rate falling from the front of the propeller when the propeller operating during the operation of the ship is operated.

이와 같이 추력을 향상시키고 프로펠러의 효율을 증대시키기 위해 프로펠러의 전방에 덕트가 장착된다.A duct is mounted in front of the propeller in order to improve the thrust and increase the efficiency of the propeller.

도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 프로펠러 덕트를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view of a propeller duct according to the prior art; FIG.

프로펠러 덕트(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 반원형 구조로서, 반원으로 만곡된 덕트 프레임(3)과, 덕트 프레임(3)의 양단과 선미를 연결하는 외측 날개(5)들 및 덕트 프레임(3)의 안쪽과 선미를 연결하는 내측 날개(7)들을 포함한다.1, the propeller duct 1 has a semicircular structure, and includes a duct frame 3 curved in a semicircular shape, outer wings 5 connecting both ends of the duct frame 3 and the stern of the duct frame 3, And inner wings (7) connecting the inside and the stern of the body (3).

이와 같이 프로펠러(9) 전방에 위치한 덕트(1)는 통과하는 유체를 정류화함으로써, 반류를 억제하여 추력을 증대시킬 뿐만 아니라, 캐비테이션의 발생을 억제하여 프로펠러(9) 및 러더(11)의 내구성을 향상시킨다.As described above, the duct 1 positioned in front of the propeller 9 rectifies the passing fluid, thereby suppressing the counterflow and increasing the thrust, as well as suppressing the occurrence of cavitation, so that the durability of the propeller 9 and the rudder 11 .

하지만, 기존의 프로펠러 덕트는 단지 정류화하기 위한 목적을 갖고 있기 때문에 날개(5, 7)들이 일정한 각도로만 유지될 뿐 덕트(1)를 통과한 후류의 진행방향에 따른 추력 증대의 목적이 없다. 즉 기존 프로펠러 덕트의 날개는 정류화의 목적으로 설계되어 있을 뿐, 후류의 유동방향의 제어 기능이 포함되어 있지 않다는 문제점이 있다.
However, since the conventional propeller duct has only the purpose of rectifying, the vanes 5 and 7 are maintained only at a certain angle and there is no purpose of increasing the thrust according to the advancing direction of the wake passing through the duct 1. [ That is, the wing of the existing propeller duct is designed for the purpose of rectification, and the control function of the downstream flow direction is not included.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0044138호 (공개일 2014.04.14)Korean Patent Publication No. 10-2014-0044138 (Publication date 2014.04.14)

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 프로펠러 덕트를 통과하여 프로펠러로 진입하는 유체의 진입방향을 프로펠러의 회전방향과 연관하여 제어함으로 프로펠러의 회전에 따른 추력을 증대시킬 수 있게 구성한 선박용 덕트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to increase the thrust due to the rotation of the propeller by controlling the entering direction of the fluid passing through the propeller duct into the propeller, The present invention has been made in view of the above problems.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선미에 장착되며 프로펠러로 진입하는 유체를 정류화하는 덕트로서, 만곡된 덕트 프레임과, 덕트 프레임의 양단과 선미를 연결하며 길이방향으로 비틀림을 갖는 외측 날개들과, 덕트 프레임의 내측과 선미를 연결하며 길이방향으로 비틀림을 갖는 내측 날개들을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a duct for rectifying a fluid entering a propeller, the duct including a curved duct frame, an outer blade having a longitudinal torsion connecting both ends of the duct frame, And inner wings having a twist in the longitudinal direction connecting the inside and the stern of the duct frame.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외측 날개와 내측 날개를 통과한 유체는 프로펠러의 회전방향과 반대방향으로 유동하는 것을 기술적 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fluid having passed through the outer and inner blades flows in a direction opposite to the direction of rotation of the propeller.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 유체가 덕트를 통과해 프로펠러로 진입하는 방향에 있어서, 외측 날개 또는 내측 날개에 의해 유체는 좌현과 우현이 상호 반대방향이다.
Further, according to a preferred embodiment of the present invention, in the direction in which the fluid enters the propeller through the duct, the fluid is opposed to the port and star by the outer wing or the inner wing.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박용 덕트는 프로펠러로 진입하는 유체의 진입방향을 항해 시 프로펠러의 회전방향에 대한 역방향으로 진입하도록 제어함으로써, 프로펠러의 회전에 따른 추력 발생을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다. 이와 같이 추력이 증대함으로써, 선박의 에너지 효율을 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.
As described above, the duct for a ship according to the present invention has an advantage in that thrust generated due to the rotation of the propeller can be increased by controlling the entering direction of the fluid entering the propeller into the direction opposite to the direction of rotation of the propeller at the time of navigation have. As the thrust is increased as described above, there is an effect that the energy efficiency of the ship can be increased.

도 1은 종래 기술에 따른 프로펠러 덕트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프로펠러 덕트를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2에 도시된 프로펠러 덕트에 의한 유체의 유동방향과 프로펠러의 회전방향을 나타낸 개념도이며,
도 4는 도 3에 도시된 날개들 중에서 내측 날개의 한 지점의 단면도이다. 1 is a perspective view of a conventional propeller duct.
2 is a perspective view of a propeller duct according to the present invention,
FIG. 3 is a conceptual view showing a flow direction of the fluid by the propeller duct shown in FIG. 2 and a rotating direction of the propeller,
Figure 4 is a cross-sectional view of one point of the inner wing among the wings shown in Figure 3;

아래에서는 본 발명에 따른 선박용 덕트의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of marine ducts according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 프로펠러 덕트를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 프로펠러 덕트에 의한 유체의 유동방향과 프로펠러의 회전방향을 나타낸 개념도이며, 도 4는 도 3에 도시된 날개들 중에서 내측 날개의 한 지점의 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a propeller duct according to the present invention, FIG. 3 is a conceptual view showing a flow direction of a fluid by a propeller duct shown in FIG. 2, and a propeller rotating direction, Of one of the inner wings.

본 발명에 따른 프로펠러 덕트(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반원으로 만곡된 덕트 프레임(101)과, 덕트 프레임(101)의 양단과 선미를 연결하는 외측 날개(105)들 및 덕트 프레임(101)의 안쪽과 선미를 연결하는 내측 날개(107)들을 포함한다.2, the propeller duct 100 according to the present invention includes a duct frame 101 curved in a semicircular shape, outer wings 105 connecting both ends and aft ends of the duct frame 101, And inner wings (107) connecting the inside and the stern of the body (101).

외측 날개(105)와 내측 날개(107)는 선미에서 덕트 프레임(101)으로 연장된 길이를 따라 피치가 가변적으로 형성된다. The outer vane 105 and the inner vane 107 are formed with a variable pitch along the length extending from the stern to the duct frame 101. [

유체는 프로펠러 덕트(100)를 통과하여 프로펠러(9)로 진입함에 있어 외측 날개(105)와 내측 날개(107)의 가변 피치에 따라 그 흐름방향이 제어된다.The flow direction of the fluid is controlled according to the variable pitch of the outer vane 105 and the inner vane 107 when the fluid passes through the propeller duct 100 and enters the propeller 9. [

구체적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 프로펠러(9)가 시계방향으로 회전하며 추력을 발생할 경우, 좌현 쪽에 위치한 외측 날개(105) 및 내측 날개(107)에 의해 유체는 반시계방향으로 유동하게 되고, 시계방향으로 회전하는 프로펠러(9)와 반시계방향으로 유동하는 유체가 만났을 때에 프로펠러(9)의 추력은 보다 증대된다. 즉 좌현에 위치한 외측 날개(105) 및 내측 날개(107)를 통과한 유체는 하향으로 유동하며, 상향으로 올라오는 프로펠러(9)의 날개와 만나게 된다.Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, when the propeller 9 rotates in the clockwise direction to generate thrust, the fluid flows counterclockwise by the outer wing 105 and the inner wing 107 located on the port side, And the thrust of the propeller 9 is further increased when the counterclockwise flow fluid meets the propeller 9 rotating in the clockwise direction. That is, the fluid having passed through the outer wing 105 and the inner wing 107 located at the port side flows downward and meets the wing of the propeller 9 ascending upward.

이와 같이 덕트(100)의 날개들에 의해 유체가 프로펠러(9)의 회전방향과 반대방향으로 진입되면서 프로펠러(9)의 추력을 증대시킬 수 있다.Thus, the fluid of the duct 100 can enter the direction opposite to the direction of rotation of the propeller 9 by the wings of the duct 100, thereby increasing the thrust of the propeller 9.

좌현 쪽에 위치한 외측 날개(105) 및 내측 날개(107)에 의해 유체가 반시계방향으로 유동하기 위한 날개의 단면을 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 날개의 길이방향을 따라 날개가 한 쪽 방향으로 비틀어지는 형태로 구성된다. 따라서, 날개의 길이방향에 있어 여러 지점의 날개 단면을 비교하더라도 동일하지 않으며 점차 비틀어진 구성을 갖는다.As shown in FIG. 4, when the wings are moved in one direction along the length direction of the wings, the wings are rotated in the counterclockwise direction by the outer wings 105 and the inner wings 107 located on the port side, As shown in FIG. Therefore, even if the blade sections at various points in the longitudinal direction of the blade are compared, they are not the same and have a gradually distorted configuration.

이와 같이 날개들이 길이방향에 있어 점차 비틀어진 형상을 갖게 됨에 따라 좌현 쪽에 위치한 외측 날개(105) 및 내측 날개(107)를 따라 유동한 유체는 반시계방향으로 유동하게 되고, 시계방향으로 회전하는 프로펠러(9)와 반시계방향으로 유동하는 유체가 만났을 때에 프로펠러(9)의 추력은 보다 증대된다.As the wings are longitudinally wobbled, the fluid that has flowed along the outer wing 105 and the inner wing 107 located on the port side flows counterclockwise, and the clockwise rotating propeller The thrust of the propeller 9 is further increased when the fluid flowing in the counterclockwise direction coincides with the fluid 9 flowing in the counterclockwise direction.

한편, 우현 쪽에 위치한 외측 날개(105)에 의해 유체는 반시계방향으로 유동하게 되고, 시계방향으로 회전하는 프로펠러(9)와 반시계방향으로 유동하는 유체가 만났을 때에 프로펠러(9)의 추력은 보다 증대된다. 즉 우현 쪽에 위치한 외측 날개(105)를 통과한 유체는 상향으로 유동하게 되고, 하향으로 내려오는 프로펠러의 날개와 만나면서 프로펠러의 추력은 증대된다.
On the other hand, the fluid is caused to flow in the counterclockwise direction by the outer wing 105 located on the starboard side, and the thrust of the propeller 9 when the propeller 9 rotating in the clockwise direction and the fluid flowing in the counterclockwise direction meet Increase. That is, the fluid passing through the outer wing 105 located on the starboard side flows upward, and the thrust of the propeller is increased while meeting with the wing of the propeller descending downward.

9 : 프로펠러
100 : 덕트
101 : 덕트 프레임
105 : 내측 날개
107 : 외측 날개9: Propeller
100: duct
101: Duct frame
105: inner wing
107: outer wing

Claims (3)

선미에 장착되며 프로펠러로 진입하는 유체를 정류화하는 덕트로서,
만곡된 덕트 프레임과,
덕트 프레임의 양단과 선미를 연결하며 길이방향으로 비틀림을 갖는 외측 날개들과,
덕트 프레임의 내측과 선미를 연결하며 길이방향으로 비틀림을 갖는 내측 날개들을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 덕트.
A duct mounted on the stern and rectifying the fluid entering the propeller,
A curved duct frame,
Outer wings connecting the both ends of the duct frame to the stern and twisting in the longitudinal direction,
And inner wings connecting the inside and the stern of the duct frame and having a twist in the longitudinal direction.
제1항에 있어서,
외측 날개와 내측 날개를 통과한 유체는 프로펠러의 회전방향과 반대방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는 선박용 덕트.
The method according to claim 1,
Wherein the fluid passing through the outer wing and the inner wing flows in a direction opposite to the rotating direction of the propeller.
제1항 또는 제2항에 있어서,
유체가 덕트를 통과해 프로펠러로 진입하는 방향에 있어서, 외측 날개 또는 내측 날개에 의해 유체는 좌현과 우현이 상호 반대방향인 것을 특징으로 하는 선박용 덕트. 3. The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that, in the direction in which the fluid enters the propeller through the duct, the fluid is in the opposite direction from the port and star by the outer wing or the inner wing.
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