KR20190004090A - 유동 저항감소를 위한 선박의 선미구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동저항 감소를 위한 선박의 후단부 구조인 선미구조에 관한 것으로, 선박 운항시 발생하는 유동의 방향을 자동으로 제어함으로써, 상기 유동을 선박의 후면 혹은 좌우 측면으로 유도하고, 이를 통해 선박이 운항할 때 선체에 영향을 미치는 유동저항이나 유동에 의한 반발력 및 충격력을 현저하게 감소시켜, 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 선박의 선미구조에 관한 것이다.

Description

유동 저항감소를 위한 선박의 선미구조{STERN STRUCTURE OF A VESSEL FOR REDUCING FLOW RESISTANCES}

본 발명은 유동저항 감소를 위한 선박의 후단부 구조인 선미구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박운항 시 발생하는 유동의 방향을 자동으로 제어함으로써, 상기 유동을 선박의 후방 혹은 좌우측면으로 유도하고, 이를 통해 선박이 운항할 때 선체에 영향을 미치는 유동저항이나 유동에 의한 반발력 및 충격력을 현저하게 감소시켜, 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 선박의 선미구조에 관한 것이다.

현대에 들어 산업기술의 급격한 발전으로 인해 국민소득이 증가함에 따라 생활수준이 향상되고, 해양레저문화가 발달하면서 요트, 보트 또는 낚싯배 등과 같은 다양한 선박을 활용하여 수상레저를 통한 여가생활을 즐기는 사람들이 급격하게 증가하고 있다.

이에 따라 최근에는 수상레저의 중심이 되는 선박운항의 안정성에 대한 대중의 관심이 급격하게 증가하고 있다.

일반적으로 수중에서 선박의 선체가 전진할 때, 선체와 물 분자화의 부착력에 의해 선체에 접근해 있는 물 분자와 상기 선체에 떨어져 있는 물분자간의 속도의 차이가 생기며, 특히 선박의 선미부분에는 종방향의 해수의 흐름(즉 유동, 이하 유동이라 칭함)에 의해 선박의 선체로부터 원거리에 위치하는 물 분자의 와동현상이 발생하게 된다.

상기 와동현상은 선박의 추진에 있어서 큰 저항을 발생시켜 선박의 추진력에 큰 영향을 주게 되며 추진효율을 감소시키는 문제점을 야기한다. 이러한 와동현상에 의한 저항을 유동에 의한 유동와류저항이라고 한다.

주지하는 바와 같이 일반적인 선박의 경우, 선미부가 평면인 형상을 가지고 있기 때문에 선박의 선미부 끝단의 급격한 곡률변화로 인해 유동에 의한 유동박리(flow separation)가 발생하며, 상기 선미부 후방의 자유수면에서 생기는 선미파의 모양이 매우 복잡한 불안정한 형태의 유동와류가 필연적으로 발생하게 된다. 이에 따라 유동와류에 의한 선박의 마찰 저항이 증가되면서 선박의 추진효율을 현저하게 감소시키는 문제점이 있다.

또한 선박이 후진하는 경우에도 선박의 추진장치(예: 스크류)에 의해 발생되는 유동, 상기 선박이 후진함에 따라 선박의 후방에서 발생되는 유동 또는 이들의 조합에 의한 다양한 형태의 유동이 발생될 수 있다.

상기 선박이 후진하는 경우에 발생되는 유동은 상기 선박의 선미부에 직접적으로 부딪힘으로써, 상기 선미부에 유동에 의한 충격력 혹은 반발력이 발생될 수 있으며, 이러한 충격력 혹은 반발력으로 인해 선박의 조타를 위한 조타키 또는 선체가 롤링(rolling) 혹은 회전할 수 있어 선박을 안정적으로 운항할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.

더욱이 후진의 속도가 증가될수록 상기 유동에 의한 충격력 및 반발력이 이에 비례하여 증가될 수 있으며, 이는 선박의 조타를 안정적으로 수행하지 못하고 심각한 경우에는 선박이 전복될 수 있는 위험성을 항상 내포하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 선박의 선체를 볼록한 형태의 유선형으로 제작하여 유동와류의 발생을 최소화함으로써, 유동와류저항에 의한 추진력 저하현상을 개선할 수 있도록 하는 기술이 개발되어 선박제조에 적용되고 있다.

그러나 상기 유선형으로 선박의 선체를 제조하는 종래의 기술은 상기 선박이 전진하는 경우에 발생할 수 있는 유동와류저항을 최소화하기 위한 것으로, 상기 선박이 후진하는 경우에 발생될 수 있는 유동에 따른 충격력 및 반발력에 의한 선체의 롤링 혹은 회전에 따른 문제점을 개선하기 위한 방법을 제안하지 못하고 있다.

즉, 상기 종래의 기술은 선박이 후진하는 경우에 발생할 수 있는 유동에 의한 충격력 및 반발력을 감소시킬 수 있는 적절한 기술적 수단이 제시되어 있지 않아 상기 유동에 의한 충격력 및 반발력에 의한 선체 또는 조타키의 롤링이나 회전을 방지하여 안정적으로 선박을 운항할 수 있도록 하는 대책이 필요한 실정이다.

이에 본 발명은 별도의 장치를 구비하지 않고서도 유동의 방향을 자동적으로 제어하여, 상기 유동을 선박의 후방 혹 좌우측면으로 유도할 수 있도록 하는 선미구조를 제안하여 선박이 전진할 때 필연적으로 발생되는 유동와류저항을 최소화하고, 이뿐만 아니라 상기 선박이 후진할 때 발생되는 유동에 의한 반발력 및 충격력을 최소화하여 상기 선박의 조타를 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 선미구조를 제공하고자 한다.

다음으로 본 발명의 기술 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.

먼저 한국등록특허 제0650592호(2006.11.21.)는 선박의 저항 저감장치에 관한 것으로, 선체의 선미부 내부에 소정의 주파수와 진폭의 힘을 생성하는 피스톤 실린더 형태의 발생기를 설치하고, 선미부의 좌현과 우현에 대칭하게 위치하는 유동 박리점 또는 그 후방에 상기 발생기를 통해 국소적인 제트 유동을 방출하도록 하는 개구와 폐구가 연속적으로 배치된 슬롯이 각각 설치되어 상기 국소적인 제트 유동을 상기 유동 박리점 후방의 와류에 인가하여 와류를 쌍와류로 전이시킴으로써, 유동의 재접촉 길이를 감소시켜, 상기 유동에 의한 선박의 저항을 감소시키는 저감장치에 관한 것이다.

상기 선행기술도 유동저항을 감소시켜 선박의 추진력에 대한 효율을 향상시키고자 하는 발명의 목적에서 본 발명과 일부 유사하나, 별도의 장치를 구비하지 않고서도 선박운항 시 유동을 선박의 후방 혹은 좌우측면으로 자동적으로 유도함으로써, 유동에 의한 저항을 최소화 할 수 있도록 한 본 발명과의 차이점이 있고, 이를 통해 선박이 전진하는 경우뿐만 아니라 후진하는 경우에도 유동에 의한 저항을 억제하여 조타 시 조타키가 급격하게 롤링 혹은 회전하는 것을 방지함으로써, 안정적인 선박 운항을 수행할 수 있도록 하는 기술적 시사나 착상이 없다는 점이 본 발명과 차이점이다.

또한 한국등록특허 제0974537호(2010.08.02.)는 선박의 트랜섬 선미구조에 관한 것으로, 컨테이너선 등의 트랜섬 선미 부근에 3차원형상인 V자형 조파저항감소부재를 부착하여 선미의 종방향 기울기 및 횡방향 압력분포를 동시에 변화시켜 선미단에서 발생되는 유동와류 및 쇄파현상을 현저히 감소시키는 선박의 트랜섬 선미구조에 관한 것이다.

상기 선행기술은 선박의 선미부에 구비되는 특정 수단을 이용하여 유동와류에 의한 저항을 감소시킬 수 있도록 하는 점에서 본 발명과 일부 유사한 기술적 특징이 있으나, 상기 선행기술 또한 선박이 전진함에 있어 선미부분을 급격한 곡률변화에 따른 유동와류에 의한 유동저항을 감소시키는 것이다.

반면에 본 발명은 유체의 흐름을 선박의 후방 혹은 좌우측면으로 자동적으로 유도하여 유동에 의한 저항, 충격력, 반발력 또는 이들의 조합을 최소화함으로써, 전진, 후진 또는 이들의 조합을 포함하는 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것으로, 상기 선행기술은 본 발명의 이러한 기술적 특징을 기재하거나 시사하고 있지 않다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 대부분의 선행기술들은 단순히 별도의 장치나 선체의 구조적인 변화를 통해 선박이 전진하는 경우에 발생되는 유동에 의한 저항을 감소시키는 것에 그치고 있을 뿐이다. 따라서 종래의 선행기술들은 선박이 후진하는 경우 유동에 의한 충격력 혹은 반발력을 감소시키기에는 그 한계가 있다.

즉, 상기 선행기술들은 본 발명과 같이 선박의 선미부에 대한 후단부를 선박의 내측으로 파여진 형태로 일정한 각도를 가지는 유선형으로 형성하여, 선박운항에 의해 발생되는 유동을 선박의 외부로 자동적으로 유도함으로써, 유동에 의한 저항을 최소화하여 상기 선박을 안정적으로 운항할 수 있도록 하는 본 발명의 기술적 특징에 대해서는 제시된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작 된 것으로서, 선박운항에 따라 발생되는 유동에 대한 방향을 자동으로 제어하여 상기 유동에 의한 저항을 최소화하기 위한 선박의 선미구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 선미구조를 통해 선박운항 시 발생되는 유동에 의한 저항을 최소화함으로써, 선박운항을 위한 에너지 손실을 감소시킬 수 있도록 하는 선박의 선미구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 선박이 전진하는 경우에 유동을 선박 선미부의 후방으로 유도하여 선박 선미부 후방의 자유수면상의 유동와류에 대한 발생을 억제하여 상기 유동와류를 원인으로 발생되는 선체저항을 최소화할 수 있도록 하는 선박의 선미구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 선박이 후진하는 경우, 선박의 선미부에 직접적으로 부딪히는 유동을 선박의 좌측 및 우측으로 유도하여 상기 유동에 의해 발생되는 충격력 및 반발력을 억제함으로써, 선박의 후진 조타를 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 선박의 선미구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 수중에서 버블을 발생시켜 선박의 운항에 따라 발생되는 유동을 선박의 후방 혹은 좌우측면으로 유도하여 유동에 의한 저항발생을 현저하게 감소시킬 수 있도록 하는 선박의 선미구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유동 저항감소를 위한 선박의 선미구조는 선박운항시 발생되는 유동의 방향을 제어하는 유동유도부를 포함하며, 상기 선박의 운항방향에 따라 상기 유동에 의한 유동와류저항, 반발력, 충격력 또는 이들의 조합을 최소화함으로써, 상기 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유동유도부는, 상기 선미구조의 양측에 위치하며, 상기 선미구조의 내측으로 파여진 오목한 형태로 구성되며, 유선형, 계단형 또는 직각형 중 어느 하나의 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유동유도부는, 상기 선박이 역추진력에 의해 후진하는 경우, 상기 후진에 의해 발생되는 유동의 방향을 상기 선박의 좌측 및 우측으로 유도하여 상기 유동에 의해 발생되는 충격력 및 반발력을 최소화함으로써, 상기 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유동유도부는, 상기 선박이 추진력에 의해 전진하는 경우, 상기 선박의 선체를 따라 흐르는 종방향의 유동을 선박의 후방으로 유도하여, 상기 유동에 의한 유동와류저항을 최소화함으로써, 선박의 안정적인 운항 및 상기 추진력에 대한 에너지 손실을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유동유도부는, 복수의 버블을 발생시켜 수중에 방출하는 버블발생부를 더 포함하며, 상기 버블을 통해 상기 유동이 상기 선미구조에 접촉하는 것을 최소화하여 상기 유동의 방향을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 유동 저항감소를 위한 선박의 선미구조에 관한 것으로, 선박의 전진 혹은 후진에 따라 발생되는 유동을 선박의 외측으로 자동적으로 유도하여 상기 유동에 의해 선박에 미치는 저항, 충격력, 반발력 혹은 이들의 조합을 최소화하고, 이를 통해 상기 유동에 의해 선박의 조타키 혹은 선체가 급격하게 롤링 또는 회전하는 것을 방지하여 상기 선박을 안정적으로 운항할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 선박의 후미구조에 버블발생수단을 더 구비하여 선박운항 시 발생되는 유동을 상기 선박에 직접적으로 부딪히는 것을 억제함으로써, 더욱더 효과적으로 상기 유동에 의한 저항을 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 선박의 선미구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미구조를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박의 측면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 전진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 후진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 선박의 선미구조를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 일 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의 되어 있지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 아니한다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 선박의 선미구조를 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 선박의 선미구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 1의 (a)는 종래기술에 따른 선박의 선미구조에 따라 선박이 전진하는 경우에 발생되는 유동와류가 선박에 미치는 영향을 설명하기 위한 선박의 저면도이며, 도 1의 (b)는 종래기술에 따른 선박의 선미구조에 따라 선박이 전진하는 경우에 발생되는 유동와류가 선박에 미치는 영향을 설명하기 위한 선박의 측면도이다.

도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이 종래기술에 따른 선박의 선미부에 대한 구조(이하, 선미구조라 칭함)는 자유수면과 직각이고 평면으로 형성된다.

이러한 선미구조는 상기 선박이 모터 프로펠러 혹은 스크류 등과 같은 추진장치의 추진력을 이용하여 전진하는 경우 선수부로부터 발생되는 유동이 선체를 따라 흐르며, 급격한 곡률변화가 있는 선미부에서는 선체로부터 상기 유동이 이탈되는 유동박리 현상이 발생하게 된다.

이러한 유동박리형상은 선박이 전진하는 경우에 필연적으로 발생되는 유체역학적인 현상이며, 선박의 선미부 후방의 자유수면상에서 유동와류를 유발시킨다.

상기 유동와류는 선박에 대한 마찰 저항을 증가시키는 주된 원인이 되며 상기 유동와류에 의해 발생되는 저항을 유동와류저항이라고 한다. 이러한 유동와류저항은 물체의 형상에 따라 변화하며 같은 물체일지라도 유체의 흐름이 물체의 자세에 따라 변화하므로 형상저항이라고도 지칭된다.

유동와류저항은 선박의 추진력을 분산시켜 추진효율을 감소시키는 주된 요인으로 작용한다.

또한 도 2의 (a)는 종래기술에 따른 선박의 선미구조에 따라 선박이 후진하는 경우에 발생되는 유동이 선박에 미치는 영향을 설명하기 위한 선박의 저면도이며, 도 2의 (b)는 종래기술에 따른 선박의 선미구조에 따라 선박이 후진하는 경우에 발생되는 유동이 선박에 미치는 영향을 설명하기 위한 선박의 측면도이다.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 종래기술의 의한 선미구조는 선박이 후진하는 경우, 선미부에 직접적으로 부딪히는 유동에 의한 반발력과 충격력을 흡수하거나 분산할 수 있는 수단이 존재하지 않으며, 후진의 속도가 증가되는 경우 이에 비례하여 상기 반발력과 충격력이 증가됨에 따라 조타키(미도시) 또는 선체가 롤링되거나 회전할 수 있어 안정적으로 선박을 운항할 수 없는 문제점이 있다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 선박이 전진 혹은 후진에 의해 발생되는 유동에 의한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 선체의 모양을 유선형으로 하거나 주파수와 진폭의 힘을 발생시키는 별도의 장치를 선미부에 구비하여 선박이 전진하는 경우에 발생되는 유동와류를 억제하는 방법이 개발되고 있으나, 선박이 후진하는 경우에 발생되는 유동에 의한 반발력과 충격력에 의해 조타키 또는 선체가 롤링 또는 회전하는 문제점에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있는 실정이다.

즉, 상술한 종래의 기술에 따른 선미구조는 선박이 전진하는 경우에 유동와류저항을 억제하는 데에 용이하지만 선박이 후진하는 경우에 유동에 의한 충격력 및 반발력을 감소시키는 데에 그 한계가 있다.

따라서 본 발명은 선박운항 시 발생되는 유동을 선체의 후방, 좌우측면으로 자동으로 유도할 수 있도록 하는 선미구조를 제안함으로써, 선박이 전진하는 경우뿐만 아니라 후진하는 경우에도 상기 유동이 선박에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 하여 사용자가 조타키를 안정적으로 조작할 수 있도록 하고, 이를 통해 선박 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 유동저항 감소를 위한 선박의 선미구조를 제공하고자 한다.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미구조를 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미구조를 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박의 측면을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미부(400)에 적용되는 선미구조(100)는 수중에 잠수되는 부분인 잠수 부분과 수중에 잠수되지 않는 비잠수 부분을 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 선미구조(100)는 선박의 추진력을 얻기 위한 모터 프로펠러(미도시) 또는 스크류(미도시) 등과 같은 추진장치가 장착되는 추진장치 장착부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한 상기 잠수부분에는 유동유도부(110)를 포함하며, 상기 유동유도부(110)는 상기 잠수부분의 좌측 및 우측에 각각 위치하여 구성된다. 한편 상기 유동유도부(110)는 잠수부분에 구비되는 것이 바람직하지만 상기 비잠수부분을 포함하여 선박에 대한 선미부(400) 전체의 좌측 및 우측에 각각 구성되어 상기 선미구조(100)를 형성할 수 있다.

즉, 상기 유동유도부(110)는 선박 선미부(400)의 좌측 및 우측에 각각 구비되어 선박 운항에 따른 유동을 선체로부터 이격될 수 있도록 하는 것으로 상기 유동유도부(110)가 형성되는 범위에 대해서는 그 제한을 두지 않는다.

상기 유동유도부(110)는 선박의 운항에 따라 발생되는 유동의 방향을 제어하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 유동을 선체(200)의 후방이나 좌우측면으로 유도함으로써, 상기 유동에 의해 선체(200)에 미치는 저항, 충격력 혹은 반발력을 최소화한다.

예를 들어, 사용자(즉, 선박 운항자)가 추진장지를 조작하여 추진력에 의해 선박을 전진시키는 경우에 유동유도부(110)는 상기 선박을 선체(200)를 따라 흐르는 종방향의 유동을 선박의 후방으로 유도하여 선박 후방에 대한 자유수면에서 발생될 수 있는 유동와류에 의한 저항을 억제하는 역할을 수행한다.

즉 상기 유동유도부(110)는 선박이 전진하는 경우, 종방향으로 흐르는 유동의 방향을 선박의 후방으로 자동적으로 유도하여 추진저항으로 작용하는 유동와류저항을 최소화하고 이를 통해 상기 추진장치의 추진력에 대한 에너지 손실 없이 상기 선박을 안정적으로 운항할 수 있도록 한다.

또한 사용자가 추진장치를 조작하여 역추진력에 의해 선박을 후진시키는 경우, 상기 후진함에 따라 발생되는 유동의 방향을 선체(200)의 좌우측면으로 제어하여 상기 유동에 의한 반발력 및 충격력을 최소화한다.

즉, 상기 유동유도부(110)는 선박의 선미부(400)에 좌측 및 우측 각각에 형성되어 상기 선미부(400)의 선미구조(100)를 형성하며 선박의 운항에 따라 발생되는 유동에 의한 와류저항, 충격력, 반발력 또는 이들의 조합을 최소화하여, 선박의 추진력에 대한 에너지 손실을 감소시킴과 동시에 선체 또는 조타키의 급격한 롤링 혹은 회전을 방지하여 상기 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 한다.

또한 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유동유도부(110)는 선체(200) 내부로 파여진 오목한 형태로 구성되며, 90도 내지 180사이의 각도를 가지는 유선형으로 구성된다.

따라서 본 발명의 유동유도부(110)를 포함하는 선박의 선미구조(100)는 상술한 종래의 선미구조와는 달리 선박의 선미부(400)에 대한 급격한 곡률변화를 완화하여 선박후방의 자유수면에서 유동와류의 발생을 억제할 수 있다.

또한 상기 유동유도부(110)는 선박의 추진장치를 중앙으로 두고, 상기 추진장치의 양측에 각각 구비되며, 선박이 후진하는 경우에 상기 선박의 추진장치의 회전에 의해 선체(200) 방향으로 흐르는 유동 및 상기 후진에 의해 자유수면에서 발생되는 유동을 선체의 좌우측면으로 유도한다. 이를 통해 상기 선박이 후진하는 경우에 발생할 수 있는 유동에 의해 선체에 미치는 충격력과 반발력을 최소화함으로써, 후진의 속도를 가속하는 경우에도 이와 비례하여 증가되는 상기 충격력 및 반발력을 최소화하여 선박의 안정적인 운항이 가능하도록 한다.

한편 상기 유동유도부(110)는 상술한 바와 같이 선체(200)의 내측으로 파여진 형태의 오목한 유선형으로 구성되는 것이 바람직 하지만 계단형이나 90도의 각도를 가지는 직각형의 형태로 구성될 수도 있다.

또한 상기 유동유도부(110)는 선미부(400)에 미치는 충격력과 반발력을 감지할 수 있는 적어도 하나 이상의 감지센서(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 적어도 하나 이상의 감지센서는 선박의 운항을 전반적으로 제어하는 제어장치(미도시)와의 연동을 통해 선박이 후진하는 경우에 상기 선박의 선미부(400)에 가해지는 충격력 및 반발력을 감지하고, 상기 감지한 감지정보를 상기 제어장치로 전송하여 사용자에게 이를 통보할 수 있도록 한다.

이때, 상기 제어장치는 적어도 하나 이상의 감지센서로부터 수신되는 감지정보가 미리 설정한 충격력 및 반발력 이상의 값을 가지는 경우에 선박에 구비되는 디스플레이와 스피커, 사용자가 구비한 통신단말 또는 이들의 조합을 통해 상기 감지정보를 사용자에게 시청각적으로 통보할 수 있다. 이에 따라 사용자는 상기 감지정보에 따라 선박의 후진속도를 제어함으로써, 상기 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 전진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 도면이다.

또한 도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 전진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 선박의 저면도이며, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 전진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 선박의 측면도이다.

도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미구조(100)는 선박이 추진력에 의해 전진하는 경우, 상기 선박의 선수부(300)로부터 발생되는 유동의 방향을 제어하여 상기 선박의 선미부(400)의 후방으로 유도함으로써, 유동와류의 발생을 억제한다.

즉, 상기 선미구조(100)는 종래의 기술과 달리 유선형, 계단형 또는 직각형의 형태로 상기 선미구조(100)의 양측에 구성되는 유동유도부(110)를 통해 상기 선박의 선미부(400)의 급격한 곡률변화를 현저하게 완화시키고, 상기 유동의 방향을 상기 선박의 후방으로 유도하여 자유수면상에서 발생되는 유동와류에 대한 발생을 억제시킴으로써, 유동와류에 의한 선체의 저항을 현저하게 감소시킨다.

따라서 상기 선미구조(100)는 유동와류에 의한 저항을 현저하게 감소시켜 상기 선박이 전진하는 경우, 조타키의 안정적인 조작과 함께 추진력에 대한 에너지 손실을 최소화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 후진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 도면이다.

또한 도 6의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 후진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 선박의 저면도이며, 도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 선미구조를 적용한 선박이 후진하는 경우 유동의 방향을 나타낸 선박의 측면도이다.

도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미구조(100)는 선박이 역추진력에 의해 후진하는 경우, 선박의 추진장치에 의해 발생되는 유동, 자유수면상에서 발생되는 유동 또는 이들의 조합에 의한 유동의 방향을 제어하여 상기 유동이 상기 선박에 미치는 충격력 및 반발력을 최소화한다.

즉, 상기 선미구조(100)는 선박이 후진하는 경우에 발생되는 유동의 방향을 선박의 좌측 및 우측으로 유도하여 상기 선박의 선미부(400)에 직접적으로 부딪히는 유동을 억제함으로써, 상기 유동에 의한 충격력 및 반발력을 현저하게 감소시킨다. 이를 통해 상기 선박의 후진속도가 증가하는 경우에도 상기 충격력 및 반발력에 의한 조타키나 선체의 급격한 롤링 혹은 회전을 방지하여 안정적인 선박운행을 수행할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 선박의 선미구조를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 선미부(400)에 적용되는 선미구조(110)는 복수의 버블발생부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한 버블발생부(120)는 상기 선미구조(110)의 양측에 각각 구성되는 유동유도부(110)의 내부에 각각 적어도 하나 이상으로 실장되며, 선박운항 시 자유수면의 수중에 버블(bubble)을 발생시켜 방출하는 기능을 수행한다.

또한 버블발생부(120)는 상기 자유수면의 수중에 복수의 버블을 발생시켜 방출시킴으로써, 상기 선미구조(110)에 직접적으로 접촉하는 유동을 억제하여 유동에 의한 마찰력을 줄여 상기 마찰력에 의한 소음의 발생을 최소화할 수 있다.

또한 버블발생부(120)는 상기 버블을 발생시켜 방출시킴으로써, 선박운항 시 발생하는 유동을 상기 선미구조(110)에 직접적으로 접촉하지 않고 선박의 선체(200) 후방이나 좌우측면으로 더욱더 효율적으로 유도하여 상기 유동에 의한 와류저항, 반발력, 추진력 또는 이들의 조합에 의해 선체(200)에 미치는 저항력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

한편 상기 버블발생부(120)는 초음파를 이용한 방법을 적용하여 복수의 버블을 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있으며, 상기 초음파를 이용한 방법은 초음파 진동을 통해 상기 버블을 발생시키는 것으로써, 주지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

다만 본 발명에서는 버블을 발생시키는 방법에 대해서는 그 제한을 두지 않는다. 즉, 상기 버블발생부(120)는 다양한 주지의 방법을 이용하여 버블을 발생시켜 수중으로 방출시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유동 저항감소를 위한 선박의 선미구조에 관한 것으로, 선박의 전진 또는 후진 등과 같이 선박운항 시에 필연적으로 발생하는 유동을 별도의 장치를 구비하지 않고서도 선체의 후방 혹은 좌우측면으로 자동적으로 유도할 수 있도록 함으로써, 상기 유동에 의해 선체에 미치는 영향을 최소화하여 안정적으로 선박을 운항할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.

아울러 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : 선미구조 110 : 유동유도부
120 : 버블발생부 200 : 선체
300 : 선수부 400 : 선미부

Claims (5)

1. 선박운항 시 발생되는 유동의 방향을 제어하는 유동유도부;를 포함하며,
   상기 선박의 운항방향에 따라 상기 유동에 의한 유동와류저항, 반발력, 충격력 또는 이들의 조합을 최소화함으로써, 상기 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유동저항 감소를 위한 선박의 선미구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동유도부는,
   상기 선미구조의 양측에 위치하고, 상기 선미구조의 내측으로 파여진 오목한 형태로 구성되며,
   유선형, 계단형 또는 직각형 중 어느 하나의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동저항 감소를 위한 선박의 선미구조.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동유도부는,
   상기 선박이 역추진력에 의해 후진하는 경우, 상기 후진에 의해 발생되는 유동의 방향을 상기 선박의 좌측 및 우측으로 유도하여 상기 유동에 의해 발생되는 충격력 및 반발력을 최소화함으로써, 상기 선박의 운항을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유동저항 감소를 위한 선박의 선미구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동유도부는,
   상기 선박이 추진력에 의해 전진하는 경우, 상기 선박의 선체를 따라 흐르는 종방향의 유동을 선박의 후방으로 유도하여, 상기 유동에 의한 유동와류저항을 최소화함으로써, 선박의 안정적인 운항 및 상기 추진력에 대한 에너지 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 유동저항 감소를 위한 선박의 선미구조.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동유도부는,
   복수의 버블을 발생시켜 수중에 방출하는 버블발생부;를 더 포함하며,
   상기 버블을 통해 상기 유동이 상기 선미구조에 접촉하는 것을 최소화하여 상기 유동의 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 유동저항 감소를 위한 선박의 선미구조.

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