KR20180000968A - 선박의 마찰 저항 감소 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수면에 직접적으로 닿지 않도록 선저부에 오목하게 형성되어 마련되는 선저 캐비티, 에어 공급부로부터의 에어를 상기 선저 캐비티로 공급하기 위해 상기 선저 캐비티의 선수 측에 형성되는 버블 홀, 상기 버블 홀을 통해 선미 측으로 뿜어져 나가는 에어 버블의 방향을 선측으로 유도하는 에어 버블 유도 수단을 포함하는 선박의 마찰 저항 감소 시스템으로서, 본 발명에 의하면, 선저 캐비티로 공급되는 에어 버블이 프로펠러나 씨체스트로 유입되지 않도록 유도가 가능하여 선박이 운항시 마찰 저항을 덜 받을 수 있게 한다.

Description

선박의 마찰 저항 감소 시스템{LUBRICATION SYSTEM OF THE SHIP}

본 발명은 선박이 운행할 때 해수에 의해 발생되는 마찰 저항을 감소시키기 위한 시스템에 관한 것이다.

선박의 추진 성능은 경제적, 자원 에너지적 관점에서 매우 중요하다.

그러한 선박의 추진 성능은 선박에 작용하게 되는 저항과 반비례되는 관계에 있다.

선박에 작용하는 전체 저항은 통상 4가지 성분으로 분류된다.

마찰저항은 선박이 운항하면서 물과 선체의 표면이 접촉하게 됨으로써 인해 발생하는 저항성분이다. 실험에 따르면 새로 건조된 매끄러운 표면의 저속선인 경우에는 마찰저항이 전체 저항의 80~85%에 달하며, 고속선박의 경우는 50%에 달하는 것이 그동안의 연구결과로 확인된 바 있다.

조파저항은 선박이 진행함에 따라 수면상에 형성된 파계가 유지되도록 선박에 지속적으로 공급되어야 하는 에너지로 인한 저항을 말한다.

와류저항은 선체나 선체부가물의 형상이 유선형으로 되어 있지 않거나 흐름을 거슬리지 않도록 놓여지지 못했을 때나 선체의 형상이 급겹히 변하는 경우 물이 선체 표면을 따라 흐르지 못하게 되어 형성되는 소용돌이와 같은 유동에 의한 저항을 말한다.

그리고, 공기저항은 수면상에 노출된 주 선체와 선루가 공기 중에서 움직이게 됨으로 인하여 발행하는 저항을 말한다.

본 발명은 저항 성분 중 가장 큰 부분을 차지하는 마찰저항을 감소시키기 위한 시스템으로서, 도 1을 참조하여 종래에 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 설명하기로 한다.

종래의 선박의 마찰 저항 감소 시스템은 선저에 선저 캐비티(1)가 형성되어 선저부가 오목한 형태로 마련된다.

그리고, 선체에 마련되는 에어 공급부(미도시)로부터 공급되는 에어가 선저 캐비티(1)에 형성된 버블 홀(2, bubble hole)을 통해 버블 형태로 선박이 운항하는 반대방향으로 이동되는 것에 의해 선저부가 수면과 맞닿는 면적으로 줄여서 선체의 운항성이 좋아지게 한다.

그런데, 종래의 이와 같은 구성의 선박의 마찰 저항 감소 시스템에서는 도 2와 같이 에어 버블이 씨체스트(3, sea chest) 또는 프로펠러(4)로 유입되는 문제가 발생한다.

그에 따라, 에어 버블이 프로펠러(4)로 유입되면, 프로펠러 캐비테이션으로 인해 프로펠러가 손상되고, 진동 및 소음이 발생하며, 추진 효율을 떨어뜨리게 된다.

그리고, 에어 버블이 씨체스트(3)로 유입됨에 따라 해수의 냉각 펌프가 손상될 수 있으며, 진동 및 소음 문제가 생기게 된다. 또한, 선박의 냉각 효율이 저하될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 선저 캐비티로 공급되는 에어 버블이 프로펠러나 씨체스트로 유입되지 않도록 유도하기 위한 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템은, 해수면에 직접적으로 닿지 않도록 선저부에 오목하게 형성되어 마련되는 선저 캐비티, 에어 공급부로부터의 에어를 상기 선저 캐비티로 공급하기 위해 상기 선저 캐비티의 선수 측에 형성되는 버블 홀, 상기 버블 홀을 통해 선미 측으로 뿜어져 나가는 에어 버블의 방향을 선측으로 유도하는 에어 버블 유도 수단을 포함한다.

여기서, 상기 에어 버블 유도 수단은 선저로부터 하향 연장 형성된 가이드 플레이트이며, 상기 가이드 플레이트는 선수측에서 선미측으로 갈수록 경사지거나 만곡된 형태인 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 가이드 플레이트는 선체에 마련되는 씨체스트(sea chest)보다 선수측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 에어 버블 유도 수단은 선저의 중앙측에 마련되는 중앙 버블 홀이고, 상기 중앙 버블 홀을 통해 에어 버블이 뿜어져 나오는 방향은 선체의 길이방향에 대해 일정한 각도를 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 버블 홀은 선수 측에 폭방향으로 복수 개로 형성되되, 상기 복수의 버블 홀을 통해 배출되는 에어 버블의 양은 각 버블 홀마다 달리 조정 가능한 것을 특징으로 한다.

나아가, 선박이 회전 운항하는 경우, 상기 복수의 버블 홀 중 회전하는 현측의 버블 홀을 통해 배출되는 에어 버블의 양을 반대 현측의 버블 홀을 통해 배출되는 에어 버블의 양보다 적게 조절할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템은, 해수면에 직접적으로 닿지 않도록 선저부에 오목하게 형성되어 마련되는 선저 캐비티, 에어 공급부로부터의 에어를 상기 선저 캐비티로 공급하기 위해 상기 선저 캐비티의 선수 측에 형성되는 버블 홀, 선저로부터 하향 연장 형성된 가이드 플레이트 및 선저의 중앙측에 마련되는 중앙 버블 홀을 포함하고, 상기 가이드 플레이트는 선수측에서 선미측으로 갈수록 경사지거나 만곡된 형태인 것을 특징으로 하고, 상기 중앙 버블 홀을 통해 에어 버블이 뿜어져 나오는 방향은 선체의 길이방향에 대해 일정한 각도를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선박의 마찰 저항 감소 시스템에 의하면, 에어 버블의 경로를 설정함으로써 에어 버블이 프로펠러나 씨체스트로 유입되는 것을 방지한다.

그에 따라, 프로펠러를 손상시켜 추진 성능을 저해시키지 않게 하고, 해수 쿨링 펌프 등의 손상을 방지하여 선박의 냉각 성능에 저해되지 않게 한다.

도 1은 종래의 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 종래의 선박의 마찰 저항 감소 시스템에 의해 발생되는 문제점을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 도시한 것이다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템을 설명하기로 한다.

도 3과 도 4에 의해 참조되는 본 발명에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템의 실시예는 공통적으로 선저부에 선저 캐비티(1)가 마련되고, 선저 캐비티(1)로 에어 버블이 선수에서 선미 측으로 배출됨에 따라 선박이 운항함에 있어서 선저면이 해수에 접하는 면적으로 줄임으로써 마찰 저항을 줄이기 위한 시스템이다.

그래서, 선저 캐비티(1)는 선저부에 오목하게 형성되어 다른 선저면과 갭이 형성되어 마련된다.

선체에는 에어 공급부(미도시)가 마련되어 에어를 공급하게 되고, 공급되는 에어는 선저 캐비티(1) 내에 선수 측에 형성된 버블 홀(2)을 통해서 배출이 된다.

선저 캐비티(1)가 오목한 형상으로 마련되기 때문에 선수 측에 형성되는 버블 홀(2)을 통해서 에어 버블이 선저 캐비티(1) 내로 배출되면, 배출되는 에어 버블은 선미 측 방향으로 흐르게 되고, 이러한 에어 버블이 마찰 저항을 감소시켜 추진 성능을 향상시킨다.

그러나, 선수 측에서 선미 측으로 배출되는 에어 버블이 프로펠러나 씨체스트 등에 유입되어 다른 장비에 나쁜 영향을 미치는 것을 해소하기 위해 본 발명에서는 에어 버블 유도 수단이 구비된다.

에어 버블 유도 수단은 버블 홀(2)을 통해서 선미 측 방향으로 배출이 되는 에어 버블의 방향이 선미 측에서 선측으로 유도될 수 있게 하는 수단이다.

도 3에 의해 참조되는 본 발명의 일 실시예의 에어 버블 유도 수단은 가이드 플레이트(10)이다.

가이드 플레이트(10)는 선저면으로부터 하향 연장 형성되고, 선박의 길이 방향에 대해서 경사각을 형성하는 형태로 마련되거나, 만곡되는 형태로써 마련된다.

가이드 플레이트(10)는 선저의 대략 중앙 위치로서 씨체스트보다는 선수측으로 형성이 되고, 선저 캐비티(1)를 따라 흐르는 에어 버블의 방향이 선미 측 프로펠러나 씨체스트로 향하지 않고, 선측으로 유도될 수 있도록 하는 것이다.

다음으로, 도 4에 의해 참조되는 본 발명의 다른 일 실시예의 에어 버블 유도 수단은 대략 선저의 중앙 측에 마련되는 중앙 버블 홀(20)이다.

선체에 마련되는 에어공급부로부터 공급되는 에어는 중앙 버블 홀(20)을 통해서 배출되게 된다.

중앙 버블 홀(20)에 의해 배출되는 에어 버블은 선수 측의 버블 홀(2)로부터의 에어 버블의 방향을 선측으로 변화시키게 된다.

이를 위해 중앙 버블 홀(20)은 수직하게 에어 버블이 배출되게 형성될 수도 있으나, 홀의 형태에 의해 경사 방향 또는 수평적 방향으로 에어 버블이 배출되게 함으로써 도시와 같이 버블 홀(2)로부터의 에어 버블이 사선 방향으로 유도되는 것이 바람직하다.

한편, 이상과 같은 버블 홀(2)을 통해 배출되는 에어 버블의 유량, 압력 등의 조절을 위한 제어부(미도시)가 별도로 마련될 수 있다.

그리고, 선수 측의 버블 홀(2)은 선폭 방향으로 복수 마련되는데, 제어부는 버블 홀(2) 간에 배출되는 에어 버블의 양을 서로 다르게 조절할 수도 있다.

특히, 선박이 좌현이나 우현으로 회전 운항을 하는 경우에는 회전되는 방향의 선측이 들리게 되는데, 이 때 에어 버블이 해당 측의 씨체스트로 쉽게 유입될 우려가 있는데, 그와 같이 회전하는 경우에 회전하는 측의 버블 홀(2)을 통해서 다른 측의 버블 홀(2)을 통해서보다 적은 양의 에어가 배출되게 하는 것이 보다 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템은 선체가 운항함에 있어서의 마찰 저항을 감소시키되, 그러한 역할의 에어 버블이 다른 안 좋은 영향을 미치지 않도록 함으로써 보다 효과적인 운항이 가능하게 한다.

이상과 같은 본 발명에 의한 선박의 마찰 저항 감소 시스템은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 선저 캐비티
2 : 버블 홀
10 : 가이드 플레이트
20 : 중앙 버블 홀

Claims (7)

1. 해수면에 직접적으로 닿지 않도록 선저부에 오목하게 형성되어 마련되는 선저 캐비티;
   에어 공급부로부터의 에어를 상기 선저 캐비티로 공급하기 위해 상기 선저 캐비티의 선수 측에 형성되는 버블 홀;
   상기 버블 홀을 통해 선미 측으로 뿜어져 나가는 에어 버블의 방향을 선측으로 유도하는 에어 버블 유도 수단을 포함하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어 버블 유도 수단은 선저로부터 하향 연장 형성된 가이드 플레이트이며,
   상기 가이드 플레이트는 선수측에서 선미측으로 갈수록 경사지거나 만곡된 형태인 것을 특징으로 하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드 플레이트는 선체에 마련되는 씨체스트(sea chest)보다 선수측에 형성되는 것을 특징으로 하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어 버블 유도 수단은 선저의 중앙측에 마련되는 중앙 버블 홀이고,
   상기 중앙 버블 홀을 통해 에어 버블이 뿜어져 나오는 방향은 선체의 길이방향에 대해 일정한 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 버블 홀은 선수 측에 폭방향으로 복수 개로 형성되되,
   상기 복수의 버블 홀을 통해 배출되는 에어 버블의 양은 각 버블 홀마다 달리 조정 가능한 것을 특징으로 하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   선박이 회전 운항하는 경우, 상기 복수의 버블 홀 중 회전하는 현측의 버블 홀을 통해 배출되는 에어 버블의 양을 반대 현측의 버블 홀을 통해 배출되는 에어 버블의 양보다 적게 조절하는 것을 특징으로 하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.
7. 해수면에 직접적으로 닿지 않도록 선저부에 오목하게 형성되어 마련되는 선저 캐비티;
   에어 공급부로부터의 에어를 상기 선저 캐비티로 공급하기 위해 상기 선저 캐비티의 선수 측에 형성되는 버블 홀;
   선저로부터 하향 연장 형성된 가이드 플레이트; 및
   선저의 중앙측에 마련되는 중앙 버블 홀을 포함하고,
   상기 가이드 플레이트는 선수측에서 선미측으로 갈수록 경사지거나 만곡된 형태인 것을 특징으로 하고,
   상기 중앙 버블 홀을 통해 에어 버블이 뿜어져 나오는 방향은 선체의 길이방향에 대해 일정한 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는,
   선박의 마찰 저항 감소 시스템.

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