KR20160087005A - 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 선박의 선미부로부터 길이방향으로 25% 내지 35% 사이에 위치한 상태로, 선박의 선저 양측에 각각 돌출되도록 결합 설치되는 한 쌍의 핀 부재를 포함하며, 핀 부재는 수평방향에 대해 10도 내지 15도 사이의 각도로 경사지게 배치되는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치를 제공한다.
이와 같은, 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치는, 한 쌍의 핀 부재를 선박의 선미부로부터 길이방향으로 25% 내지 35% 사이에 위치하도록 선박의 선저 양측에 각각 돌출되도록 결합 설치한 바, 선박의 프로펠러로 유입되는 유속이 빨라지면서 프로펠러에 의한 진동이 감소함과 더불어 선박의 선미 부분에서의 압력도 높아지게 되면서 압력이 선박을 선수방향으로 미는 힘으로 작용하면서 압력 저항을 감소시키고 이에 따라 선박의 추진효율이 향상된다.

Description

선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치{Wing device for reducing bilge vortex of ship}

본 발명은 선박의 빌지 볼텍스를 약화시켜 선박의 프로펠러로 유입되는 흐름을 좋게 하며, 압력 저항을 감소시킴으로서 선박의 연료를 절감시키도록 하는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 형상적 특징 때문에 선박의 후미에 선저로부터 강력한 빌지 볼텍스(Bilge vortex)가 생성된다. 이러한, 상기 빌지 볼텍스는 상기 선박의 프로펠러 상부에서 유동 흐름을 느려지게 하고 케비테이션(Cavitation)과 진동을 발생시키기 된다.

이러한 이유로 빌지 볼텍스 및 프로펠러에 유입되는 유동을 개선시키기 위한 장치들이 개발되고 있다. 이러한, 장치의 예로서, 대한민국 공개특허공보 제2002-77112호(2002.10.11)에는 유연성 있는 공기관을 내장한 다수의 슬릿이 형성되어 있는 파이프 하우징을 선체표면의 내측 혹은 외측에 설치하여 상기 공기관을 펌프로서 수축, 팽창시켜 슬릿을 통한 유체의 흡입, 분출을 이루게 하여 선체 표면에 형성되는 난류의 유동장을 변화시켜 저항을 감소시키는 방법 및 장치를 개시하고 있다.

그러나, 종래의 선박 저항 감소장치는, 별도의 저항 저감장치를 제작 설치하여야 하는 경제적 부담과 더불어, 저항 저감장치를 부착함으로써 파생되는 에너지 절감효과보다도 오히려 유동을 제어하기 위하여 이러한 저항 저감장치를 가동하는데 필요한 에너지가 상대적으로 더 크게 되는 문제점이 있다.

본 발명은, 선체 형상 변화를 최소화하여 선체에 설치가 간단함과 더불어 프로펠러로 유입되는 유동을 개선하고 압력저항을 감소시키는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 선박의 선미부로부터 길이방향으로 25% 내지 35% 사이에 위치한 상태로, 상기 선박의 선저 양측에 각각 돌출되도록 결합 설치되는 한 쌍의 핀 부재를 포함하며, 상기 핀 부재는 수평방향에 대해 10도 내지 15도 사이의 각도로 경사지게 배치되는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치를 제공한다.

또한, 상기 핀 부재의 길이는 상기 선박 길이의 3% 내지 5% 사이일 수 있다.

또한, 상기 핀 부재는 길이방향 선단에서 길이방향 후단으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 설치될 수 있다.

또한, 상기 핀 부재는 수직방향으로 익형 단면을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치는, 한 쌍의 핀 부재를 선박의 선미부로부터 길이방향으로 25% 내지 35% 사이에 위치하도록 선박의 선저 양측에 각각 돌출되도록 결합 설치한 바, 선박의 프로펠러로 유입되는 유속이 빨라지면서 프로펠러에 의한 진동이 감소함과 더불어 선박의 선미 부분에서의 압력도 높아지게 되면서 압력이 선박을 선수방향으로 미는 힘으로 작용하면서 압력 저항을 감소시키고 이에 따라 선박의 추진효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치가 설치된 선박의 측면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치가 설치된 선박의 측면도이다. 도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치는, 선미에 프로펠러(20)가 구비된 선박(10)에 결합 설치되는 한 쌍의 핀 부재(100)를 구비하고 있다.

상기 핀 부재(100)는 상기 선박(10)의 선저 양측에 각각 돌출되도록 결합 설치되어, 상기 선박(10)의 선저로부터 선측으로 돌아나오는 빌지 볼텍스를 약하게 함과 동시에 순차적으로 프로펠러(20) 앞쪽으로 유도한다. 즉, 상기 핀 부재(100)는 상기 프로펠러(20)로 유입되는 유체를 균일하게 함과 더불어 빌지 볼텍스의 확산을 방지함으로서 빌지 볼텍스에 의한 유도 저항이 줄어들면서 선체저항이 감소되어 선박의 추진 효율을 향상되게 한다.

여기서, 상기 핀 부재(100)는 상기 선박(10)의 킬(Keel) 부분을 중심으로 선저 외판 양측에 대응되게 한 쌍이 설치된다. 이때, 상기 핀 부재(100)는 수직방향으로 익형 단면을 가지며, 상기 선박(10)의 선저 외판에 직각 방향으로 돌출되도록 장착되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않음은 물론이다.

그리고, 상기 핀 부재(100)는 상기 선박(10)의 선미로부터 길이방향으로 25% 내지 35% 사이에 위치한다. 즉, 상기 핀 부재(100)는 상기 선박의 선미 수직선 'a'으로부터 선수쪽 방향으로 25% 내지 35% 사이인 설치구역 'b'에 위치하게 된다.

더불어, 상기 핀 부재(100)는 길이방향 선단에서 길이방향 후단, 즉 선수에서 선미 방향으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 설치된다. 이때, 상기 핀 부재(100)의 경사각인 'θ'는 10도 내지 15도 사이의 각도를 가진다. 즉, 상기 핀 부재(100)의 설치 기점, 즉 길이방향 선단은 상기 선박의 선저로부터 수평방향에 대해 10도 내지 15도 사이의 각도로 경사지게 배치됨으로서, 상기 프로펠러(20) 앞쪽으로 빌지 볼텍스가 유도될 수 있게 된다.

또한, 상기 핀 부재(100)의 길이 'c'는 상기 선박 길이(LBP)의 3% 내지 5% 사이를 가지도록 함으로서, 빌지 볼텍스를 약하게 함과 동시에 순차적으로 프로펠러(20) 앞쪽으로 유도할 수 있게 된다.

도 2는 상기 선박(10)의 프로펠러(20)로 유입되는 유체의 속도를 도시한 것으로, (a)는 일실시예의 핀 부재(100)가 설치되지 않은 선박이며, (b)는 일실시예의 핀 부재(100)가 부착된 선박의 경우를 도시한 것이다. 도 2의 (a)와 (b)의 'd' 부분을 비교하여 보면, (a)에서는 프로펠러(20)로 유입되는 유속이 녹색 부분으로 많이 표시되어 있어, 0.7 내지 0.98의 속도로 유체가 프로펠러(20)로 유입되나, (b)에서는 노란색 부분으로 많이 표시되어 있어, 0.98 내지 1.24의 속도로 유체가 프로펠러(20)로 유입됨을 알 수 있다.

이와 같이 상기 선박(10)의 프로펠러(20)로 유입되는 유속이 빨라지면 상기 프로펠러(20)에 의한 진동이 감소하게 된다. 더불어, 상기 선박(10)의 선미 부분에서의 압력도 높아지게 되면서 상기 압력이 상기 선박(10)을 선수방향으로 미는 힘으로 작용하면서 압력 저항을 감소시키고 이에 따라 상기 선박(10)의 추진효율이 향상된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 선박 20: 프로펠러
100: 핀 부재

Claims (4)

1. 선박의 선미부로부터 길이방향으로 25% 내지 35% 사이에 위치한 상태로, 상기 선박의 선저 양측에 각각 돌출되도록 결합 설치되는 한 쌍의 핀 부재를 포함하며,
   상기 핀 부재는 수평방향에 대해 10도 내지 15도 사이의 각도로 경사지게 배치되는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 핀 부재의 길이는 상기 선박 길이의 3% 내지 5% 사이인 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 핀 부재는 길이방향 선단에서 길이방향 후단으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 설치되는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 핀 부재는 수직방향으로 익형 단면을 가지는 선박의 빌지 볼텍스 억제용 날개장치.
   
   
   

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