KR20180056072A - Propulsion efficiency enhancing apparatus and ship including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 추진 효율 향상 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a propulsion efficiency improvement device and a ship including the same.
통상적으로 선박은 디젤 또는 천연가스 같은 연료를 사용하여 운항된다.Vessels are typically operated using fuels such as diesel or natural gas.
운항 비용 중 연료비가 차지하는 비중이 상당하며, 이로 인해 선주들은 추진효율이 좋은 선박을 선호한다.Fuel costs account for a large portion of the operating cost, which is why ship owners prefer ships with better propulsion efficiency.
종래 선박의 추진 효율을 높이기 위한 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 대부분 선체의 외판에 부가물을 부착하는 방식으로 추진 효율을 높이고 있는데 이러한 부가물은 선속 조건이 맞지 않으면, 오히려 저항으로 작용하여 추진 효율이 떨어지는 문제점이 있다.Conventionally, various technologies for improving the propulsion efficiency of a ship have been developed. In most cases, the propulsion efficiency is increased by attaching an additive to the outer shell of the hull.
본 발명의 실시예는, 저속 운항 시 저항으로 작용하지 않으면서 고속 운항 시 추진 효율을 향상시키는 추진 효율 향상 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a propulsion efficiency improvement device that improves propulsion efficiency in high-speed operation while not acting as a resistance in low-speed operation, and a ship including the propulsion efficiency improvement device.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 선미부의 선저 경사면에 부착되고, 상기 선저 경사면의 아래로 둘출되도록 팽창 가능한 인터셉터 부재; 및 상기 인터셉터 부재를 팽창시키기 위한 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함하는, 추진 효율 향상 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an interceptor comprising: an interceptor member attached to a bottom inclined surface of a stern portion of a hull and inflatable so as to extend under the bottom bottom inclined surface; And a fluid supply portion for supplying a fluid for expanding the interceptor member.
상기 인터셉터 부재는, 탄성 재질을 가지고, 속이 빈 풍선 형상을 가질 수 있다.The interceptor member may have an elastic material and a hollow balloon shape.
상기 인터셉터 부재는, 수축 상태에서 상기 선체에 밀착되고, 팽창 상태에서 상기 선체의 길이 방향으로 두께를 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다.The interceptor member may have a plate shape that is in close contact with the hull in a contracted state and has a thickness in the longitudinal direction of the hull in an expanded state.
상기 추진 효율 향상 장치는, 상기 선체의 선속을 감지하는 센서; 및 상기 센서에서 수신된 감지값이 설정값을 넘으면 상기 인터셉터 부재가 팽창하도록 상기 유체 공급부를 작동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.The propulsion efficiency enhancing device includes: a sensor for sensing a linear velocity of the hull; And a control unit for operating the fluid supply unit such that the interceptor member expands if the sensed value received from the sensor exceeds a set value.
상기 추진 효율 향상 장치는, 팽창한 상기 인터셉터 부재를 지지하도록 상기 선체에 고정되고, 유체가 통과하는 구조를 가지는 지지 부재를 더 포함할 수 있다.The propulsion efficiency enhancing device may further include a support member fixed to the hull to support the expanded interceptor member and having a structure through which the fluid passes.
상기 지지 부재는 망 구조를 가질 수 있다.The support member may have a net structure.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 추진 성능 향상 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a vessel including the propulsion performance improving device may be provided.
본 발명의 실시예에 따르면, 팽창 가능한 인터셉터 부재가 선저 경사면에 부착됨으로써, 선박이 소위 고속으로 운항할 때 인터셉터 부재를 팽창시켜 추진 효율을 향상시키고, 소위 저속으로 운항할 때 인터셉터 부재를 수축시켜 추가적인 저항 증가를 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the inflatable interceptor member is attached to the bottom inclined surface, thereby expanding the interceptor member when the vessel is traveling at a so-called high speed so as to improve propulsion efficiency, and shrink the interceptor member when operating at a so- An increase in resistance can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치를 포함하는 선박의 일부를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1에서 인터셉터 부재가 팽창된 상태를 나타내는 도면이고,
도 3은 도 2에서 선박을 후방에서 바라본 도면이고,
도 4는 팽창 상태의 인터셉터 부재가 추진 효율을 향상시키는 원리를 설명하는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치의 제어부를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치를 나타내는 도면이고,
도 7은 도 6에 도시된 인터셉터 부재가 팽창된 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a part of a ship including a propulsion efficiency improving device according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a view showing an expanded state of the interceptor member in Fig. 1,
FIG. 3 is a rear view of the ship in FIG. 2,
4 is a view for explaining the principle of improving the propelling efficiency of the interceptor member in the expanded state,
5 is a view illustrating a control unit of the propulsion efficiency improvement apparatus according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing a propulsion efficiency improving apparatus according to another embodiment of the present invention,
7 is a view showing the expanded state of the interceptor member shown in Fig.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치를 포함하는 선박의 일부를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 인터셉터 부재가 팽창된 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에서 선박을 후방에서 바라본 도면이다. 참고로 도 1 및 도 2에서 +X 방향은 선박의 전방을 의미한다.FIG. 1 is a view showing a part of a ship including a propulsion efficiency improving device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a state in which an interceptor member is expanded in FIG. 1, Fig. 1 and 2, the + X direction means the front of the ship.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 선박(1)은 선체(10) 및 추진 효율 향상 장치(100)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a
선체(10)의 선미부(11)에는 프로펠러(30)가 회전 가능하게 설치될 수 있다. 프로펠러(30)의 후방에는 방향타(미도시)가 배치될 수 있고, 방향타는 선체(10)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.A propeller (30) can be rotatably mounted on the stern section (11) of the hull (10). A rudder (not shown) may be disposed behind the
선체(10)의 선미부(20)에는 선미부(20)의 후단부에서 전방으로 하향 경사진 선저 경사면(21)이 형성된다. 다른 관점에서 선체(10)의 선미부(20)에는 프로펠러(30)의 상측에서 후방으로 상향 경사진 선저 경사면(21)이 형성된다. 이러한 선저 경사면(21)은 소위 스턴 프로파일(stern profile)의 상부 영역을 구성한다.The
추진 효율 향상 장치(100)는 인터셉터 부재(110)와 유체 공급부(130)를 포함한다.The propulsion
인터셉터 부재(110)는 선체(10)의 선미부(11)의 선저 경사면(21)에 부착된다. 이때, 인터셉터 부재(110)는 선저 경사면(21)의 후단부에 위치할 수 있다. 또는 도시되지 않았으나 인터셉터 부재(110)는 선저 경사면(21)의 중앙부 또는 선단부에 위치할 수 있다.The
인터셉터 부재(110)는 예컨대 볼트 결합, 리벳 결합 또는 접착 결합 방식으로 선미부(11)의 저면에 부착될 수 있다.The
인터셉터 부재(110)는 팽창 가능하다. 예컨대, 인터셉터 부재(110)는 탄성 재질을 가지고, 속이 빈 풍선 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 인터셉터 부재(110)는 도 1과 같이 수축 상태를 가지거나 도 2와 같이 팽창 상태를 가질 수 있다.The
인터셉터 부재(110)는 도 2와 같이 팽창 상태에서 선체(10)의 폭 방향(도 2에서 Y축 방향)으로 연장되고 선체(10)의 길이 방향(도 2에서 X축 방향)으로 두께를 가지는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이와 같이 팽창한 인터셉터 부재(110)는 선박(1)의 추진 효율을 향상시킨다. 이에 대한 설명은 후술한다.The
인터셉터 부재(110)는 도 1과 같은 수축 상태에서 선체(10)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이 경우, 인터셉터 부재(110)에 의한 마찰 저항이 현저히 저감될 수 있다.The
유체 공급부(130)는 인터셉터 부재(110)를 팽창시키기 위한 유체를 공급한다. 유체 공급부(130)는 선체(10)에 설치된다.The
유체는 기체 또는 액체일 수 있다. 기체는 공기 또는 불활성 기체일 수 있다. 액체는 물일 수 있다.The fluid can be gas or liquid. The gas may be air or an inert gas. The liquid may be water.
유체 공급부(130)는 예컨대, 펌프, 컴프레서 또는 블로어를 포함할 수 있다. 유체의 종류에 따라 펌프, 컴프레서 또는 블로어 중 하나가 선택될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
유체 공급부(130)에서 공급되는 유체는 인터셉터 부재(110)의 내부와 연결된 연결 라인(131)을 통해 인터셉터 부재(110) 내부로 이동하여 인터셉터 부재(110)를 팽창시킨다.The fluid supplied from the
도 4는 팽창 상태의 인터셉터 부재가 추진 효율을 향상시키는 원리를 설명하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 인터셉터 부재(110)가 팽창한 상태로 선체(10)가 전진할 때, 선저 경사면(21)을 따라 이동하는 물은 인터셉터 부재(110)에 의해 방향 전환하며 화살표 W1과 같이 선체(10) 또는 선미부(20)의 후방으로 이동한다.Fig. 4 is a view for explaining the principle of improving the propelling efficiency of the expanded interceptor member. Fig. Referring to Figure 4, as the hull (10) forward in a state where the
이 과정에서 인터셉터 부재(110)의 전방 영역에서 물이 정체되어 압력이 증가하고 증가된 압력에 의해 화살표 F1과 같이 선저 경사면(21)에 수직한 방향의 양력이 발생한다.In this process, the water is stagnated in the front region of the
선저 경사면(21)에 발생한 양력(F1)에 대한 선체(10)의 길이방향 성분(+X 방향 성분)은 선체(10)를 앞으로 밀어주는 추진력으로 작용하여, 선박(1)의 추진 효율을 향상시킨다.The component in the longitudinal direction (+ X direction component) of the
한편, 팽창한 인터셉터 부재(110)는 저항으로 작용할 수 있다. 선체(10)의 속도가 소정값을 넘지 않으면, 팽창 상태의 인터셉터 부재(110)에 의해 발생되는 추력이 저항에 비해 작아져 추진효율을 향상시키지 못할 수도 있다.On the other hand, the expanded
따라서 선박이 소위 고속으로 운항될 때 인터셉터 부재(110)를 팽창시키면 선박(1)의 추진 효율이 향상될 수 있다. 그리고 선박이 소위 저속으로 운항될 때 인터셉터 부재(110)를 수축 상태로 만들면 저항 증가를 방지할 수 있다.Therefore, if the
한편, 추진 효율 향상 장치(100)는 도 2와 같이 팽창 상태에 놓인 인터셉터 부재(110)에서 유체를 제거하여 도 1과 같이 수축 상태로 만들기 위한 별도의 유체 제거 수단(ex. 유체 제거 펌프, 유체 제거 라인 등)(미도시)을 더 포함할 수 있다.2, the propulsion
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치의 제어부를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 1 내지 도 3에서는 센서(140)와 제어부(150)를 생략하였다. 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치(100)는 센서(140)와 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.5 is a view illustrating a control unit of the propulsion efficiency improvement apparatus according to an embodiment of the present invention. 1 to 3, the
센서(140)는 선체(10)의 선속을 감지한다.The
제어부(150)는 센서(140)에서 수신한 감지값이 설정값을 넘으면 인터셉터 부재(110)가 팽창하도록 유체 공급부(130)를 작동시킨다.The
예컨대, 상기 설정값은 팽창 상태의 인터셉터 부재(110)에 의해 발생되는 추력이 저항보다 커지는 시점에서의 선속일 수 있고, 이는 수치 해석 또는 모형선 실험을 통해 미리 도출될 수 있다.For example, the set value may be a linear velocity at a time point at which the thrust generated by the expanded
참고로, 본 실시예에서 상기 설정값은 상기 선박(1)의 선속을 고속과 저속으로 나누는 기준으로 사용될 수 있다.For reference, in the present embodiment, the set value may be used as a reference for dividing the ship speed of the
제어부(150)는 센서(140)에서 수신된 감지값이 상기 설정값을 넘으면, 인터셉터 부재(110)가 팽창하도록 유체 공급부(130)를 작동시킨다. 유체 공급부(130)가 작동하면 도 1과 같이 수축 상태에 있던 인터셉터 부재(110)는 도 2와 같이 팽창 상태가 되고, 팽창 상태의 인터셉터 부재(110)에 의해 발생되는 추력에 의해 선박(1)의 추진 효율이 향상될 수 있다.The
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 추진 효율 향상 장치를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 인터셉터 부재가 팽창된 상태를 나타내는 도면이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 추진 효율 향상 장치(100')는 인터셉터 부재(110)와, 유체 공급부(130)와, 지지 부재(160)를 포함한다.FIG. 6 is a view showing a propulsion efficiency improving apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view showing an expanded state of the interceptor member shown in FIG. 6 and 7, the propulsion efficiency enhancing device 100 'includes an
지지 부재(160)는 선미부(20)의 선저 경사면(21)에 고정되어 도 7과 같이 팽창 상태의 인터셉터 부재(110)를 지지한다. 지지 부재(160)는 팽창 상태의 인터셉터 부재(110)를 둘러싸는 형태로 제공될 수 있다. 지지 부재(160)에 지지된 인터셉터 부재(110)는 팽창 상태에서 그 형태를 효과적으로 유지할 수 있다.The
지지 부재(160)는 유체가 통과하는 구조를 가진다. 예컨대 지지 부재(160)는 도 6 및 도 7과 같이 망 구조를 가질 수 있다. 이러한 지지 부재(160)는 도 6과 같이 인터셉터 부재(110)가 수축 상태에 있을 때 유체를 통과시키기 때문에 지지 부재(160)에 의한 저항 증가를 최대한 감소시킬 수 있다.The
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
1 : 선박
10 : 선체
20 : 선미부
21 : 선저 경사면
30 : 프로펠러
100, 100' : 추진 효율 향상 장치
110 : 인터셉터 부재
130 : 유체 공급부
140 : 센서
150 : 제어부
160 : 지지 부재1: Ships
10: Hull
20: stern section
21: bottom slope
30: Propeller
100, 100 ': Propulsion efficiency improvement device
110: Interceptor member
130:
140: sensor
150:
160: Support member
Claims (7)
상기 인터셉터 부재를 팽창시키기 위한 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함하는, 추진 효율 향상 장치. An interceptor member attached to a bottom inclined surface of a stern portion of the hull and inflatable so as to extend under the bottom bottom inclined surface; And
And a fluid supply portion for supplying a fluid for expanding the interceptor member.
상기 인터셉터 부재는,
탄성 재질을 가지고, 속이 빈 풍선 형상을 가지는, 추진 효율 향상 장치.The method according to claim 1,
The interceptor member
A propulsion efficiency enhancement device having an elastic material and a hollow balloon shape.
상기 인터셉터 부재는,
수축 상태에서 상기 선체에 밀착되고,
팽창 상태에서 상기 선체의 길이 방향으로 두께를 가지는 플레이트 형상을 가지는, 추진 효율 향상 장치.The method according to claim 1,
The interceptor member
Tightly attached to the hull in a contracted state,
And has a plate shape having a thickness in the longitudinal direction of the hull in an expanded state.
상기 선체의 선속을 감지하는 센서; 및
상기 센서에서 수신된 감지값이 설정값을 넘으면 상기 인터셉터 부재가 팽창하도록 상기 유체 공급부를 작동시키는 제어부를 더 포함하는, 추진 효율 향상 장치.The method according to claim 1,
A sensor for sensing the speed of the hull; And
And a control unit for operating the fluid supply unit such that the interceptor member expands if the sensed value received from the sensor exceeds a set value.
팽창한 상기 인터셉터 부재를 지지하도록 상기 선체에 고정되고, 유체가 통과하는 구조를 가지는 지지 부재를 더 포함하는, 추진 효율 향상 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a support member fixed to the hull to support the expanded interceptor member and having a structure through which fluid passes.
상기 지지 부재는 망 구조를 가지는, 조종 성능 향상 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the support member has a net structure.
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