KR20170053795A - 변동압력 저감장치를 구비한 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명의 변동압력 저감장치를 구비한 선박은 선미에 형성되고, 프로펠러의 회전에 의한 유동이 선박의 내측으로 유입될 수 있도록 일 단이 개방된 하나 이상의 압력실; 및 상기 압력실에 형성되고, 상기 압력실의 개방된 입구를 개폐하도록 구성되는 덮개;를 포함한다.

Description

변동압력 저감장치를 구비한 선박{Ship including device for reducing a fluctuation pressure induced by propeller}

본 발명은 선박의 추진장치(예를 들어, 프로펠러)에 의해 생성되는 변동압력을 감소시킬 수 있는 변동압력 저감장치를 구비한 선박에 관한 것이다.

선박의 후미에는 하나 이상의 추진장치가 장착된다. 추진장치는 선박의 엔진과 연결되며 선박의 운항에 필요한 추진력을 발생시킨다.

추진장치의 한 형태로는 프로펠러가 있다. 프로펠러는 고속으로 회전하며 선박 운항에 필요한 추진력을 발생시킨다. 부연 설명하면, 프로펠러는 선체의 추진방향과 추진반대방향 간의 압력차 또는 압력 변동을 일으켜, 선체의 운항에 필요한 추진력을 발생시킨다.

한편, 프로펠러의 회전에 의해 생성되는 변동압력은 선체의 추진 반대방향으로 주로 작용하나 그 일부는 선체에 전달된다. 예를 들어, 프로펠러의 표면 또는 프로펠러의 주변에서 생성되는 변동압력은 선체의 소음 및 진동을 일으킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 특허문헌 1 및 2가 있다.

특허문헌 1 및 2는 프로펠러(310)의 주변에 기포 발생장치(320)를 발생시켜 프로펠러(310)에 의해 생성되는 변동압력을 감소시키는 기술사상을 소개하고 있다(도 1 참조).

그러나 이러한 구조는 기포로 인한 캐비테이션이 현상을 증대시킬 뿐만 아니라 프로펠러(310)로의 유체이동을 방해하므로, 선박의 운항효율을 저해할 수 있다.

KR 2013-0038054 A KR 2011-0093570 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프로펠러의 회전속도에 따라 다른 크기를 갖는 변동압력을 능동적으로 감소시킬 수 있는 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박은 선미에 형성되고, 프로펠러의 회전에 의한 유동이 선박의 내측으로 유입될 수 있도록 일 단이 개방된 하나 이상의 압력실; 및 상기 압력실에 형성되고, 상기 압력실의 개방된 입구를 개폐하도록 구성되는 덮개;를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박은 상기 압력실과 대기를 연결하는 연결 배관을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박은 상기 압력실과 대기를 연결하는 연결 배관을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박은 상기 압력실과 연결되고, 상기 압력실에 가해지는 유동의 반대방향으로 압력을 생성하는 압력생성장치를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박은 상기 압력실의 내부에 형성되어, 상기 압력실이 내부 공간을 분할하는 격벽을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박에서 상기 격벽은, 제1방향으로 연장되는 제1격벽 부재; 및 상기 제1격벽 부재와 교차하는 제2방향으로 연장되는 제2격벽 부재;로 구성된다.

본 발명은 선박의 추진장치에 생성되는 변동압력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 프로펠러의 고속회전에 의한 진동 및 소음을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 선박의 운항효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 변동 압력 저감장치를 구비한 선박의 선미를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박의 선미를 나타낸 단면도
도 3은 도 2에 도시된 압력실의 저면도
도 4는 도 2에 도시된 압력실의 확대 단면도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선박의 배면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박의 선미를 나타낸 단면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

아울러, 명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 '연결'되어 있다 함은 이들 구성들이 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성을 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 2를 참조하여 본 실시 예에 따른 선박을 설명한다.

선박(10)은 추진장치를 구비한다. 예를 들어, 선박(10)의 선미(20)에는 하나 이상의 프로펠러(30)가 장착된다. 프로펠러(30)는 선박(10)의 내부에 구비된 엔진(도시되지 않음)과 연결된다. 프로펠러(30)는 엔진에 의해 고속으로 회전하여 선박(10)의 운항에 필요한 추진력을 제공한다.

프로펠러(30)는 배경기술에서 언급한 바와 같이 선박(10)의 후방으로 유체의 흐름을 야기하여 추진력을 제공함과 동시에, 프로펠러(30)의 주변(특히, 프로펠러(30)의 반경 방향)에 변동압력을 일으킨다. 이러한 변동압력은 선박(10)의 운항 중에 지속적으로 작용하므로, 선박(10)을 진동시키거나 또는 선박(10)의 탑승자에게 불쾌감을 줄 수 있는 소음을 야기한다.

본 실시 예에 따른 선박(10)은 이러한 문제점을 해소할 수 있도록 변동압력 저감장치(40)를 더 포함한다.

변동압력 저감장치(40)는 압력실(110)과 연결 배관(120)을 포함한다. 변동압력 저감장치(40)는 선박(10)의 선미(20)에 장착된다. 예를 들어, 복수의 압력실(110)은 선박(10)의 길이방향을 따라 간격을 두고 선미(20)에 형성될 수 있다. 참고로, 본 실시 예에서는 4개의 압력실(110)이 선미(20)에 형성되어 있으나, 압력 실(110)의 수가 4개로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 압력실(110)은 필요에 따라 3개 이하 또는 5개 이상으로 증감될 수 있다.

압력실(110)은 프로펠러(30)의 반경 방향을 따라 연장되는 선분(N)과 선체가 만나는 지점에 대체로 형성된다. 예를 들어, 압력실(110)은 프로펠러의 가장자리로부터 직상방으로 3 m 높이에 형성될 수 있다. 즉, 압력실(110)은 선미(20)에서 프로펠러(30)에 의한 변동압력이 가장 크게 발생하는 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 압력실(110)의 형성위치가 전술된 부분으로 한정되는 것은 아니다.

압력실(110)은 선박(10)의 선미(20)에서 해수면보다 아래쪽에 위치하도록 형성될 수 있다. 이러한 형성조건은 프로펠러(30)에 의해 발생하는 변동압력을 저감시키는데 유리할 수 있다.

도 3을 참조하여 압력실(110)을 상세히 설명한다.

압력실(110)은 다수의 격벽(130)을 포함한다. 예를 들어, 수중으로 개방된 압력실(110)의 일 단에는 격벽(130)이 형성된다. 격벽(130)은 압력실(110)을 가로지르는 방향으로 연장된다. 예를 들어, 제1격벽 부재(132)는 선박(10)의 폭 방향으로 연장 형성되고, 제2격벽 부재(134)는 선박(10)의 길이 방향으로 연장 형성된다.

제1격벽 부재(132)와 제1격벽 부재(132)는 제1간격(S1)을 두고 형성되고, 제2격벽 부재(134)와 제2격벽 부재(134)는 제2간격(S2)을 두고 형성된다. 여기서, 제1간격(S1)과 제2간격(S2)은 동일하거나 다를 수 있다.

격벽(130)은 압력실(110)의 높이방향을 따라 길게 형성된다. 예를 들어, 격벽(130)은 압력실(110)의 일 단으로부터 타 단까지 길게 연장될 수 있다. 이와 같이 형성된 격벽(130)은 압력실(110)의 내부 공간을 분할하여 압력실(110)로 유입되는 유동이 급격하게 요동치는 현상을 급감시킬 수 있다.

압력실(110)은 덮개(140)를 포함한다. 예를 들어, 압력실(110)의 개방된 일면은 덮개(140)에 의해 개폐될 수 있다. 이와 같이 구성된 덮개(140)는 압력실(110)로 유입되는 유동 속도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 급격한 유동에 의한 선체의 진동을 경감시킬 수 있다.

덮개(140)는 탄성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 덮개(140)는 고무와 같이 탄성 변형이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 덮개(140)는 볼트, 리벳 등의 체결수단에 의해 압력실(110)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 덮개(140)는 압력실(110)의 개방된 일면을 선택적으로 개폐할 수 있도록 그 일 부분이 압력실(110)의 둘레 고정될 수 있다. 이에 따라 덮개(140)는 유동 방향에 따라 압력실(110)의 개방된 일면을 폐쇄하거나 또는 개방된 일면의 면적을 줄일 수 있다.

다음에서는 도 4를 참조하여 압력실(110)의 기능을 설명한다.

압력실(110)은 프로펠러(30)의 회전에 의해 발생하는 변동압력을 감소시킨다. 예를 들어, 프로펠러(30)의 회전에 의해 발생하는 변동압력 또는 이로 인해 발생하는 유체의 유동은 압력실(110)의 내부로 유입됨에 따라 감소할 수 있다.

또한, 압력실(110)의 격벽(130)은 압력실(110)로 유입되는 유동의 크기를 축소시킬 수 있다. 예를 들어, 격벽(130)은 압력실(110)로 유입되는 유체가 유동할 수 있는 공간을 축소시켜, 유체 유동에 의한 진동과 선체 저항을 감소시킬 수 있다.

아울러, 덮개(140)는 압력실(110)로 유입되는 유동의 속도를 감소시켜 변동압력에 의한 선체의 진동을 감소시킬 수 있다.

다음에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선박을 설명한다.

본 실시 예에 따른 선박(10)은 압력실(110)의 배치형태에 있어서 전술된 시시 예와 구별된다. 예를 들어, 다수의 압력실(110)은 선체의 폭 방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다. 아울러, 다수의 압력실(110)은 하나의 제1배관(122)에 의해 연결될 수 있다. 다수의 압력실(110)은 제2배관(124)과 각각 연결되고, 다수의 제2배관(124)은 하나의 제1배관(122)에 의해 연결된다.

배관(120)은 선박(10)의 측면으로 개방될 수 있다. 이러한 형태는 배관(120)의 형성 및 배치에 유리할 수 있다.

도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 변동압력 저감장치를 구비한 선박을 설명한다.

본 실시 예에 따른 선박(10)은 압력 조정부(200)를 더 포함한다.

압력 조정부(200)는 선체의 내부에 장착된다. 예를 들어, 압력 조정부(200)는 선박(10)의 엔진실에 장착될 수 있다. 그러나 압력 흡수부(100)와 압력 조정부(200) 간의 배관길이를 단축할 수 있도록 압력 조정부(200)가 압력 흡수부(100)의 부근에 장착될 수도 있다.

압력 조정부(200)는 압력 펌프(210), 밸브(220), 제어유닛(230)을 포함한다. 예를 들어, 압력 조정부(200)는 압력 흡수부(100)의 내부가 제1압력으로 유지되도록 압력을 발생시키는 압력 펌프(210)를 포함한다. 여기서, 압력 펌프(210)는 공기압 또는 유압을 압력 흡수부(100)에 제공할 수 있다. 밸브(220)는 압력 흡수부(100)와 압력 펌프(210)를 연결하는 배관에 장착되며, 압력 펌프(210)로부터 압력 흡수부(103)로 공급되는 압력의 크기를 조정한다. 예를 들어, 제어유닛(230)은 압력 흡수부(100)의 내부가 제1압력에 다다르면 압력 펌프(210)와 압력 흡수부(100) 간의 연결이 자동으로 차단되도록 밸브(220)를 작동시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 선박(10)은 압력 조정부(200)를 통해 압력실(110)에 가해지는 변동압력을 보다 능동적으로 조정할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술된 실시형태에 기재된 다양한 특징사항은 그와 반대되는 설명이 명시적으로 기재되지 않는 한 다른 실시형태에 결합하여 적용될 수 있다.

10 선박
20 선미
30 프로펠러
40 변동압력 저감장치
110 압력실
120 연결 배관
130 격벽
132 제1격벽 부재
134 제2격벽 부재
140 덮개
200 압력 조정부
210 압력 펌프
220 밸브
230 제어 유닛

Claims (5)

1. 선미에 형성되고, 프로펠러의 회전에 의한 유동이 선박의 내측으로 유입될 수 있도록 일 단이 개방된 하나 이상의 압력실; 및
   상기 압력실에 형성되고, 상기 압력실의 개방된 입구를 개폐하도록 구성되는 덮개;
   를 포함하는 변동압력 저감장치를 구비한 선박.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력실과 대기를 연결하는 연결 배관을 포함하는 변동압력 저감장치를 구비한 선박.
3. 제1항에 있어서,
   상기 압력실과 연결되고, 상기 압력실에 가해지는 유동의 반대방향으로 압력을 생성하는 압력생성장치를 포함하는 변동압력 저감장치를 구비한 선박.
4. 제1항에 있어서,
   상기 압력실의 내부에 형성되어, 상기 압력실이 내부 공간을 분할하는 격벽을 포함하는 변동압력 저감장치를 구비한 선박.
5. 제4항에 있어서,
   상기 격벽은,
   제1방향으로 연장되는 제1격벽 부재; 및
   상기 제1격벽 부재와 교차하는 제2방향으로 연장되는 제2격벽 부재;
   로 구성되는 변동압력 저감장치를 구비한 선박.
   
   

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