KR20220051711A - 유체 정류 장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 정류 장치는, 선박의 프로펠러에 인접하게 마련되며 원호 형태로 이루어지는 덕트; 상기 덕트로부터 휘어져 좌현(port) 측에서 선체로 연결되는 좌현핀; 상기 덕트로부터 휘어져 우현(starboard) 측에서 상기 선체로 연결되는 우현핀; 및 상기 좌현핀과 상기 우현핀 사이에서 상기 덕트로부터 상기 선체로 연결되는 센터핀을 포함하고, 상기 센터핀은, 상기 프로펠러의 축으로부터 수직한 방향에서 좌현 또는 우현 방향으로 5도 이내의 비틀림각을 이루고, 상기 좌현핀은, 상기 선체로부터 수직한 방향을 기준으로 상기 우현핀에 대비하여 큰 각도를 가질 수 있다.

Description

유체 정류 장치 및 이를 포함하는 선박{Fluid rectifier apparatus and ship having the same}

본 발명은 유체 정류 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로 대형 선박의 경우, 선체의 후미에 부착되어 있는 프로펠러가 회전할 때 발생하는 유체의 흐름 즉 추력을 이용하여 전진하는 방식을 사용한다. 이때 프로펠러의 후방에는 러더 등이 부착될 수 있으며, 예를 들어 러더가 좌우로 회전함에 따라 추력 방향을 조절함으로써 항해 방향을 변경할 수 있다.

이와 같이 프로펠러의 회전을 통해 일정 속도를 내기 위해서는 디젤 등의 오일을 연료로 사용하여 엔진을 구동하여야 하는데, 이 경우 많은 양의 연료가 소모되고 온실가스가 배출됨에 따라, 환경 파괴 등의 문제를 야기하게 된다.

따라서 최근에는 선박의 추진 시 소비되는 에너지를 절감하여 연료 사용량을 감축할 수 있는 다양한 노력이 이루어지고 있다. 특히 IMO는 2010년에 선박 운항 시 온실가스 감축 방안에 대해 논의한 바 있으며, 연비규제에 대한 기준 및 방향을 확정하는 것과 관련한 논의를 진행 중에 있다.

이러한 움직임에 해운선사들도 합류함에 따라, 해운선사들은 유류비에 대한 부담을 덜 수 있는 연료 절감형 선박에 관심을 가지기 시작하였다. 이와 같은 해운 선사들의 필요에 의해, 조선사들은 연료 소비량을 줄이고 온실가스 배출을 줄일 수 있는 연료 절감형 기술에 대해서 지속적인 연구 및 개발을 하고 있다.

연료 절감형 기술의 일례로, 선박의 후미, 프로펠러, 러더 등의 형상을 개량하거나 별도의 부가물을 부착함으로써 추진 효율을 높여 연료를 절감하는 에너지 절감장치(ESD: Energy Saving Device)가 큰 관심을 받고 있으며, 이러한 에너지 절감장치는 상당수의 선박에 이미 적용되어 사용 중이다.

최근에는 이러한 에너지 절감장치에 대해서 좀 더 차별화된 효과를 내기 위해 추가적인 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 선박의 자항 성능 및 저항 성능을 동시에 개선하여 선박의 속도성능을 극대화하는 선박용 에너지 절감장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 정류 장치는, 선박의 프로펠러에 인접하게 마련되며 원호 형태로 이루어지는 덕트; 상기 덕트로부터 휘어져 좌현(port) 측에서 선체로 연결되는 좌현핀; 상기 덕트로부터 휘어져 우현(starboard) 측에서 상기 선체로 연결되는 우현핀; 및 상기 좌현핀과 상기 우현핀 사이에서 상기 덕트로부터 상기 선체로 연결되는 센터핀을 포함하고, 상기 센터핀은, 상기 프로펠러의 축으로부터 수직한 방향에서 좌현 또는 우현 방향으로 5도 이내의 비틀림각을 이루고, 상기 좌현핀은, 상기 선체로부터 수직한 방향을 기준으로 상기 우현핀에 대비하여 큰 각도를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은, 상기 유체 정류 장치를 포함하고, 단축선으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 좌현핀은, 상기 센터핀을 기준으로 좌현 방향으로 60도 내지 110도 범위에 마련되고, 상기 우현핀은, 상기 센터핀를 기준으로 우현 방향으로 20도 내지 45도 범위에 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 덕트는, 상기 프로펠러 회전 반경 대비 비율이 0.7이하로 이루어지고, 전후방향의 길이가 1.5m 내지 2.6m로 이루어지며, 전방(리딩에지)으로부터 후방(트레일링에지)을 향하는 각도가 3도 내지 9도로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 좌현핀은, 전후방향의 중심축이 상기 덕트 대비 4도 내지 10도로 이루어지고, 상기 선체 대비 좌우현 방향으로 5도 범위 안에 이루어지며, 상기 우현핀은, 전후방향의 중심축이 상기 덕트 대비 6도 내지 10도로 이루어지고, 상기 선체 대비 0도 내지 6.5도 범위 안에 이루어지며, 상기 센터핀은, 전후방향의 중심축이 상기 덕트 대비 0도 내지 5도로 이루어지고, 상기 선체 대비 0도 내지 5도 범위 안에 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 선체의 후미를 형성하는 선미부에서 상기 덕트로부터 선수 방향으로 이격되게 마련되는 선미핀을 더 포함하고, 상기 선미핀은, 상기 프로펠러의 중심부보다 상방에 위치되고, 후상향 경사지도록 형성되며, 후상향 각도가 0도 내지 20도 범위에 형성되고, 우현 대비 좌현의 상기 선미핀 각도가 작게 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 선미핀은, 길이방향(X축)이 상기 덕트 중심점으로부터 수선간장 길이의 20% 이내에 위치되고, 높이방향(Z축)이 선저로부터 만재 흘수의 60%이하 높이이면서 경하흘수 이하 높이에 위치될 수 있다.

본 발명에 따른 유체 정류 장치 및 이를 포함하는 선박은, 프로펠러에 유입되는 유동 개선을 통한 추력 최대화를 이룰 수 있고, 더불어 해수의 유입으로 인해 선체에 발생하는 유동박리현상 감소/제거를 이룰 수 있어 선체저항이 최소화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 정류 장치를 포함하는 선박을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 덕트와 덕트에 연결되는 핀을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 덕트에 대한 길이, 각도 및 반경을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 좌현핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 센터핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 우현핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2의 덕트와 핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 A를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7의 B를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 좌현을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 우현을 도시한 도면이다.
도 12는 도 1의 선미핀을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박과 종래 선박을 비교하여 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 정류 장치를 포함하는 선박을 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 덕트와 덕트에 연결되는 핀을 설명하기 위한 도면이며, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 좌현과 우현을 도시한 도면이고, 도 12는 도 1의 선미핀을 설명하기 위한 도면이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박과 종래 선박을 비교하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(100)은, 유체 정류 장치를 포함할 수 있어, PSD(110)(pre-swirl duct), 선미핀(120)을 포함할 수 있고, 선체(100A)는 단축선으로 이루어질 수 있다.

여기서 선체(100A)의 후미에는 선미부가 형성될 수 있고, 선미부는 선체(100A)의 중심에 마련되는 중앙부의 후방에 마련될 수 있으며, 프로펠러(도 3 참조)를 구비하여 구동되는 단축이 마련될 수 있어서 선박(100)의 추진을 형성할 수 있고, 러더(도시하지 않음) 등이 마련되어 선박(100)의 운항 방향을 조절할 수 있으며, 내부에는 카고 홀드 및 엔진룸 등이 형성될 수 있다.

이러한 선미부의 전방에는 중앙부(도시하지 않음)와 선수부(도시하지 않음)가 일렬로 마련될 수 있는데, 중앙부는 선박(100)의 중심영역에서 좌우현 방향으로 수직의 절단면에 대하여 단면적이 변화는 선수부 및 선미부와 달리 일정한 크기 및 형태의 단면이 길이 방향을 따라 일정 길이만큼 전후로 동일할 수 있으며, 중앙부의 상부에는 선박(100)의 운항에 필요한 각종 설비 등이 마련될 수 있다.

그리고 선수부는 선박(100)의 선수 영역을 이루어 중앙부의 전방에 마련될 수 있고, 중앙부 측에서 선수의 단을 향해 점차 좌우 폭(단면적)이 감소되는 구조를 가질 수 있으며, 이는 선박(100)의 항해 시 전방에 위치한 선수부에서 해수에 의한 저항력이 감소되도록 하기 위함이다. 또한, 선수부는 상갑판을 기준으로 상측에는 앵커 등 다양한 설비 및 시설 등이 배치될 수 있고, 하측 내부에는 카고 홀드(Cargo hold) 및 보선 스토어(bosun store; 도시하지 않음) 등의 저장공간이 형성될 수도 있다.

이러한 선박(100)은, 선미부, 중앙부, 선수부로 구분되어 설명되나, 이는 설명 및 이해의 편의를 위해 구분되는 것일 수 있고, 서로 연결되는 하나의 구조물로 이루어짐은 물론이다.

특히 본 실시예는, 해수의 유동 방향이 단축의 프로펠러의 효율이 향상되도록 개선된 것이며, 이때 선미부의 구조 개선을 통해 이루어질 수 있으며, 간략하게는 PSD(110)와 선미핀(120)을 통해 이루어질 수 있으며, PSD(110)와 선미핀(120) 각각은 유체의 흐름을 용이하게 가이드할 수 있도록 에어포일 형태를 이룰 수 있고, 이들 구성을 통해 유체의 유동을 정류하여 저항력을 감소시킬 수 있다.

또한, 도 1을 참조하면, 본 실시예의 선박(100)은, 114K Aframax일 수 있으며, 이때 선저로부터 만재흘수 높이(H1, H2)가 15.1m, 13.6m 내외 이고, 경하흘수 높이(H3)가 7.35m 내외이며, 수선간장의 길이(L1)가 245m 내외일 수 있고, 이를 예로 설명하나 이에 한정되는 것은 아님을 언급하여 둔다.

먼저 PSD(110)는, 덕트(111), 좌현핀(112), 우현핀(113), 센터핀(114)을 포함할 수 있다.

덕트(111)는, 선박(100)의 프로펠러에 인접하게 마련될 수 있으며, 프로펠러 축의 상부에서 원호 형태로 이루어질 수 있고, 선수에서 선미 방향으로 유체의 흐름을 가이드하여 프로펠러의 추진력을 증대시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 덕트(111)는, 프로펠러 회전 반경과 동일한 1의 비율에 대비하여 작게 형성되어, 프로펠러 회전 반경 대비 비율이 0.7 이하로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 0.6으로 이루어질 수 있다.

여기서 프로펠러 반경은, 예를 들어 선박(100)이 114K Aframax인 경우 4.15m일 수 있고, 덕트(111)는 프로펠러 회전 반경대비 비율에 대비하여 0.7 이하로 이루어져, 리딩에지와 트레일링에지 반경의 범위가 2.919m 이하로서, 2.49m 범위 내외로 이루어질 수 있다.

이에 따라 덕트(111)는 리딩에지와 트레일링에지 반경의 범위가 2.2m 내지 2.9m범위로 이루어질 수 있어, 바람직하게는 트레일링에지 반경(도 2 참조, R1)이 2.52m로 이루어질 수 있고, 리딩에지 반경(도 2 참조, R2)이 2.70919m로 이루어질 수 있다.

그리고 덕트(111)의 전후방향의 길이(PSD length)가, 1.5m 내지 2.6m로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 1.8m로 이루어질 수 있다.

또한 덕트(111)의 전방(리딩에지)으로부터 후방(트레일링에지)을 향하는 각도(duct angle)가 3도 내지 9도로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 6도로 이루어질 수 있어 프로펠러를 향해 하향되는 형태를 가질 수 있다.

더불어 덕트(111)는 호의 형태가 좌현 방향으로 치우쳐 좌우 비대칭 구조를 이룰 수 있으며, 이러한 덕트(111)의 양단에 좌현핀(112)과 우현핀(113)이 휘어져 연결될 수 있다.

여기서, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 덕트(111)로부터 선체(100A)로 연결되는 좌현핀(112)과 우현핀(113)의 설치 각도는 선체의 상부 방향으로 직각인 각도를 0도로 정의하고, 이를 기준으로 좌현핀(112)은 좌현 방향으로 180도 영역이 양의 수로 정의하며, 우현핀(113)은 우현 방향으로 180도 영역이 양의 수로 정의하여 설명하도록 한다.

아울러 도 7 내지 도 9를 참조하면, 덕트(111)와 선체(100A)에 연결되는 지점에 대하여 전후 방향의 중심축을 0도(12시 방향)로 정의하고, 좌현핀(112)의 경우 12시 방향인 0도를 기준으로 좌현 측 방향을 양의 수로 정의하고, 우현핀(113)의 경우 12시 방향인 0도를 기준으로 우현 측 방향을 양의 수로 정의하여 설명하도록 한다.

좌현핀(112)은, 덕트(111)로부터 휘어져 좌현(port) 측에서 선체(100A)로 연결될 수 있다.

여기서 덕트(111)는, 호의 형태가 좌현측에 치우친 비대칭 구조를 가질 수 있어, 좌현핀(112)은 선체(100A)로부터 수직한 방향을 기준으로 우현핀(113)에 대비하여 큰 각도를 가질 수 있다.

예를 들어 좌현핀(112)의 위치는, 선체(100A)로부터 상부 방향으로 수직한 각도를 0도로 하고(12시 방향일 수 있음), 이를 기준으로 하여 60도 내지 110도 범위에 마련될 수 있어, 바람직하게는 75도일 수 있다(도 2 참조, 센터핀(114)이 0도에 마련될 수 있으며, 이를 기준으로 θ1이 75도).

게다가 좌현핀(112)의 핀 로테이션 각도(fin rotation angle)는, 전후방향의 중심축이 덕트(111) 대비 4도 내지 10도로 이루어질 수 있어, 바람직하게는 6도로 이루어질 수 있다. 그리고 좌현핀(112)의 핀 로테이션 각도(fin rotation angle)는, 전후방향의 중심축이 선체(100A) 대비 좌우현 방향으로 5도 범위 안에 이루어질 수 있어, 바람직하게는 0도로 이루어질 수 있다.

우현핀(113)은, 덕트(111)로부터 휘어져 우현(STBD) 측에서 선체(100A)로 연결될 수 있다.

여기서 우현핀(113)의 위치는, 선체(100A)로부터 상부 방향으로 수직한 각도를 0도로 하고, 이를 기준으로 좌현핀(112) 대비 작은 각도 범위로 이루어질 수 있어, 본 실시예에서 0도 범위에 마련되는 센터핀(114)를 기준으로 우현 방향으로 20도 내지 45도 범위에 마련될 수 있고, 바람직하게는 30도로 마련될 수 있다(도 2 참조, θ2가 30도).

아울러 우현핀(113)의 핀 로테이션 각도(fin rotation angle)는, 전후방향의 중심축이 덕트(111) 대비 6도 내지 10도로 이루어질 수 있어, 8도로 이루어질 수 있다. 또한, 우현핀(113)의 핀 로테이션 각도(fin rotation angle)는, 전후방향의 중심축이 선체(100A) 대비 0도 내지 6.5도 범위 안에 이루어질 수 있어, 바람직하게는 4.5도로 이루어질 수 있다.

센터핀(114)은, 좌현핀(112)과 우현핀(113) 사이에서 덕트(111)로부터 선체(100A)로 연결될 수 있고, 예를 들어 센터핀(114)의 위치는, 프로펠러의 축으로부터 수직한 방향을 기준으로 하여 12시 방향인 0도에 배치될 수 있다.

이러한 센터핀(114)은, 프로펠러의 축으로부터 수직한 방향에서 좌현 또는 우현 방향으로 5도 이내의 비틀림각을 이룰 수 있고, 이는 센터핀(114)이 덕트(111)와 선체(100A)에 각각 연결되는 전후방향의 중심축의 각도가 서로 상이하게 이루어짐으로써 형성될 수 있다.

예를 들어 센터핀(114)의 핀 로테이션 각도(fin rotation angle)는, 전후방향의 중심축이 덕트(111) 대비 0도 내지 5도로 이루어질 수 있어, 바람직하게는 2도로 이루어질 수 있다. 그리고 센터핀(114)의 핀 로테이션 각도(fin rotation angle)는, 전후방향의 중심축이 선체(100A) 대비 0도 내지 5도 범위 안에 이루어질 수 있어, 바람직하게는 3도로 이루어질 수 있다.

선미핀(120)은, 선체(100A)의 후미를 형성하는 선미부에서 PSD(110)/덕트(111)로부터 선수 방향으로 이격되게 마련되어 해수의 유동을 가이드할 수 있다.

이러한 선미핀(120)은, 전방으로부터 후방으로 해수가 가이드될 때, 해수가 우상향되어 프로펠러 날개 중 상부의 프로펠러 날개 영역으로 유동되도록 할 수 있다.

특히 도 13의 (a)는 선미핀(120)이 형성되지 않은 종래의 선박에서 프로펠러로 유입되는 유체의 흐름에 의해 발생되는 압력을 나타낸 것이고, 도 13의 (b)는 선미핀(120)이 형성되는 본 실시예에 따른 선박(100)에서의 유체의 흐름에 의해 발생되는 압력을 나타낸 것이다.

이때 압력의 정도는 적색이 진해질수록 양압이 높아짐을 나타내는데 이를 참조하면, (a)와 (b)에 각각 도시된 압력의 변화가 (b)에서의 프로펠러의 양압이 더욱 높은 것을 알 수 있어, 이로 인해 프로펠러가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 더 많은 힘을 도와주게 되어 추진에 도움을 주는 것을 알 수 있다.

더불어 선미핀(120)의 형상은, 예를 들어 종단면 및/또는 횡단면이 에어 포일(air foil) 형상을 가질 수 있으며, 도 12를 참조하는 바와 같이 단부를 향해 폭이 감소되는 구조를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형예가 가능하다.

구체적으로 선미핀(120)의 설치 크기/위치/각도는 아래와 같이 이루어질 수 있다.

예를 들어 선미핀(120)은, 두께가 30mm 내지 50mm 일 수 있고 바람직하게는 40mm일 수 있으며, 전방으로부터 후방까지의 길이가 3m 내지 4m일 수 있고 바람직하게는 3.5m일 수 있으며(이때 3.5m는 최소길이 일 수 있음), 좌우 폭의 길이가 0.5m 내지 0.7m일 수 있고 바람직하게는 0.65m일 수 있다. 더불어 선미핀(120)의 단부에 형성되는 곡률반경은 100mm 내외로 이루어질 수 있다.

이러한 선미핀(120)은 직사각형의 판 구조로 이루어질 수 있으나, 앞서 언급된 바와 같이, 단면이 에어 포일 형상을 가질 수도 있고, 단부를 향해 폭이 감소되는 구조를 가질 수도 있다(도 12 (b)참조).

더불어 선미핀(120)은, 도 12를 참조하는 바와 같이, 선체(100A)에 연결되는 영역인 일측에 대하여 반대편에 마련되는 타측으로부터 일측 방향으로 전후 길이가 동일하게 형성되되, 일측 영역에서 일부 영역의 단면적이 곡선 구조로 확대된 형태를 가져 선체와 선미핀(120)의 구조 강도가 향상될 수 있다.

특히 해수의 유동이 가이드될 때, 단축의 중심부보다 상방에 위치되는 본 실시예의 선미핀(120)으로부터 프로펠러로 유입되게 가이드되도록, 아래와 같은 위치에 선미핀(120)의 위치가 형성될 수 있다.

즉 선미핀(120)이 선미부 인근에 유동하는 유체를 정류하여 프로펠러의 회전에 도움이 되도록 공급하도록, 프로펠러의 날개 상에 압력을 가하여 추진력을 추가 발생시키고, 이를 통해 자항 성능이 개선되도록 아래와 같은 위치에 형성될 수 있다.

이러한 선미핀(120)은, 길이방향(X축)이 덕트(111) 중심점으로부터 수선간장 길이의 20% 이내에 위치되고, 높이방향(Z축)이 선저로부터 만재 흘수의 60%이하 높이이면서 경하흘수 이하 높이에 위치될 수 있다.

예를 들어 선박(100)이 114K Aframax인 경우, 선미핀(120)은, 길이방향 (X축)이 덕트(111)의 중심점으로부터 수선간장(LBP) 길이의 9 내지 15%에 위치할 수 있어 바람직하게는 12%에 위치할 수 있고, 높이방향 (Z축)이 선저로부터 만재 흘수의 40 내지 46%에 위치할 수 있어 바람직하게는 43% 높이이자 경하흘수 이하 높이에 위치될 수 있으며, 좌현과 우현에서 비대칭으로 마련될 수 있다.

이 경우 좌현에 마련되는 선미핀(120)의 선수쪽 단부의 X, Y, Z 각 지점은, 40m 내외(바람직하게는 38.0395m), 15m 내외(바람직하게는 15.1926m), 6m 내외(바람직하게는 6.43277)일 수 있다. 이때 선미핀(120)의 선미쪽 단부의 X, Y, Z 각 지점은, 35m 내외(바람직하게는 34.7665m), 13m 내외(바람직하게는 13.9796m), 6m 내외(바람직하게는 6.69025m)일 수 있다. 또한, 선미핀(120)의 중심 위치는, 선저로부터 상부 방향의 높이(H4, 도 1 참조)가 6.550m 내외일 수 있고, 수선간장의 선미측 단부로부터 선수 방향의 위치가 36.4m 내외일 수 있으며, 덕트 중심으로부터 선수 방향의 위치가 29.7m 일 수 있으며, 이러한 위치는 음의 값 및 양의 값으로 10%를 포함할 수 있다.

그리고 우현에 마련되는 선미핀(120)의 X, Y, Z 각 지점은, 40m 내외(바람직하게는 38.0886m), -14m 내외(바람직하게는 -14.9855m), 6m 내외(바람직하게는 6.3129)일 수 있다. 이때 선미핀(120)의 선미쪽 단부의 X, Y, Z 각 지점은, 35m 내외(바람직하게는 34.7149m), 14m 내외(바람직하게는 14.1912m), 6m 내외(바람직하게는 6.80056m)일 수 있다.

더불어 선미핀(120)은, 프로펠러의 중심부보다 상방에 위치될 수 있고, 후상향 경사지도록 형성될 수 있으며, 후상향 각도가 0도 내지 20도 범위에 형성될 수 있고, 우현 대비 좌현의 선미핀(120) 각도가 작게 이루어질 수 있어, 바람직하게는 좌현에서의 선미핀(120)은 4.5도 내외로 이루어지고 우현에서의 선미핀(120)은 8.21도 내외로 이루어질 수 있으며, 이는 설계 오차 등을 포함할 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 덕트(111) 외부 영역의 유동을 제어할 수 있는데, 종래 대비하여 덕트(111)의 크기가 프로펠러 회전 반경 대비 0.7로 감소되어 덕트(111)의 크기가 작아져 안정성 확보가 향상될 수 있으며, 프로펠러 캐비테이션 위험성을 감소시키면서도 원가 절감이 가능하고, 센터핀(114)의 위치가 12시 방향에 마련되어 전체적인 구조 안정성이 증가되는 것은 물론, 덕트(111)를 구비하여 3.4%의 에너지 절감량(소요마력)이 이루어지는 것과 더불어 선미핀(120)을 함께 구비하여 4.5%의 에너지 절감량(소요마력)이 형성될 수 있어, 속도 성능이 개선될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 선박 100A: 선체
110: PSD 111: 덕트
112: 좌현핀 113: 우현핀
114: 센터핀 120: 선미핀

Claims (7)

1. 선박의 프로펠러에 인접하게 마련되며 원호 형태로 이루어지는 덕트;
   상기 덕트로부터 휘어져 좌현(port) 측에서 선체로 연결되는 좌현핀;
   상기 덕트로부터 휘어져 우현(starboard) 측에서 상기 선체로 연결되는 우현핀; 및
   상기 좌현핀과 상기 우현핀 사이에서 상기 덕트로부터 상기 선체로 연결되는 센터핀을 포함하고,
   상기 센터핀은, 상기 프로펠러의 축으로부터 수직한 방향에서 좌현 또는 우현 방향으로 5도 이내의 비틀림각을 이루고,
   상기 좌현핀은, 상기 선체로부터 수직한 방향을 기준으로 상기 우현핀에 대비하여 큰 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 유체 정류 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 좌현핀은, 상기 선체로부터 수직한 방향을 기준으로 좌현 방향으로 60도 내지 110도 범위에 마련되고,
   상기 우현핀은, 상기 선체로부터 수직한 방향을 기준으로 우현 방향으로 20도 내지 45도 범위에 마련되는 것을 특징으로 하는 유체 정류 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 덕트는,
   상기 프로펠러 회전 반경 대비 비율이 0.7이하로 이루어지고,
   전후방향의 길이가 1.5m 내지 2.6m로 이루어지며,
   전방(리딩에지)으로부터 후방(트레일링에지)을 향하는 각도가 3도 내지 9도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 정류 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 좌현핀은, 전후방향의 중심축이 상기 덕트 대비 4도 내지 10도로 이루어지고, 상기 선체 대비 좌우현 방향으로 5도 범위 안에 이루어지며,
   상기 우현핀은, 전후방향의 중심축이 상기 덕트 대비 6도 내지 10도로 이루어지고, 상기 선체 대비 0도 내지 6.5도 범위 안에 이루어지며,
   상기 센터핀은, 전후방향의 중심축이 상기 덕트 대비 0도 내지 5도로 이루어지고, 상기 선체 대비 0도 내지 5도 범위 안에 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 정류 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 선체의 후미를 형성하는 선미부에서 상기 덕트로부터 선수 방향으로 이격되게 마련되는 선미핀을 더 포함하고,
   상기 선미핀은,
   상기 프로펠러의 중심부보다 상방에 위치되고, 후상향 경사지도록 형성되며, 후상향 각도가 0도 내지 20도 범위에 형성되고, 우현 대비 좌현의 상기 선미핀 각도가 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 정류 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 선미핀은,
   길이방향(X축)이 상기 덕트 중심점으로부터 수선간장 길이의 20% 이내에 위치되고, 높이방향(Z축)이 선저로부터 만재 흘수의 60%이하 높이이면서 경하흘수 이하 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 유체 정류 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 상기 유체 정류 장치를 포함하며,
   단축선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박.

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