KR20220099257A - Air lubrication system for ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기윤활시스템을 포함하는 선박으로써 더욱 자세하게는, 선체의 선저 바닥면을 따라 공기를 분사시켜 공기층이 형성되도록 함으로써, 선박의 운항 시 해수와의 점성마찰로 인하여 발생하는 마찰저항을 감소시키는 공기윤활시스템을 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention is a ship including an air lubrication system, and more specifically, by spraying air along the bottom surface of the ship's hull to form an air layer, thereby reducing frictional resistance generated due to viscous friction with seawater during the operation of the ship. It relates to a ship comprising an air lubrication system.
선박의 운항에 있어서, 선박 전체 저항의 60% 내지 80%를 차지하는 마찰저항을 감소시키는 것은 운항속도 향상과 에너지 절감에 있어 가장 중요한 부분이며, 이는 곧 선박 운용비와 온실가스 발생량을 줄이는 가장 효율적인 방법이다. 일례로, 대한민국 등록특허공보 제10-1750761호(2017.06.20.)에서는 공기윤활장치 및 이를 포함하는 선박에 대해 개시하고 있다.In ship operation, reducing frictional resistance, which accounts for 60% to 80% of the total resistance of the ship, is the most important part in improving operation speed and saving energy, which is the most efficient way to reduce ship operating costs and greenhouse gas emissions . For example, Korean Patent Registration No. 10-1750761 (June 20, 2017) discloses an air lubrication device and a ship including the same.
한편, 종래의 기술들은 주로 기존 선박의 선저부에 공기 분사구를 설치하여 선체 표면에 버블형태의 공기 방울을 덮는 방법을 사용하여 마찰저항을 감소시키는 방법을 활용하고 있으나, 선저 바닥면에 공기층을 형상하는 것에 비해 저항 감소율이 낮은 문제점이 있었다. 또한, 저항 감소율을 높이기 위하여, 선저 바닥면에 공기층을 형성시키기도 하는데, 선저 바닥면에 공기층 형성을 위한 단차가 형성되지 않으며, 단에서의 재순환 유동을 고려하지 않은 분사구의 배치로 인해 공기층이 제대로 형성되지 못하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, conventional technologies mainly utilize a method of reducing frictional resistance by installing an air injection hole at the bottom of an existing ship to cover air bubbles in the form of bubbles on the surface of the hull, but an air layer is formed on the bottom of the ship There was a problem in that the resistance reduction rate was lower than that of the In addition, in order to increase the resistance reduction rate, an air layer is sometimes formed on the bottom of the ship, but the step for forming the air layer is not formed on the bottom of the ship, and the air layer is properly formed due to the arrangement of the injection hole that does not consider the recirculation flow at the bottom There was a problem that could not be done.
본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선박의 운항 시 해수와의 점성마찰로 인하여 발생하는 마찰저항을 보다 더 효율적으로 감소시킬 수 있는 공기윤활시스템을 포함하는 선박을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and a ship including an air lubrication system capable of more efficiently reducing frictional resistance caused by viscous friction with seawater during the operation of the ship Its purpose is to provide
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention not mentioned here are to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be clearly understood.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박에 있어서, 선박 본체와 상기 선박 본체의 내부에 구비되는 공기공급부를 포함하고, 상기 선박 본체는, 상기 선박 본체의 바닥면에 상기 선박 본체의 길이방향을 따라 오목하게 형성되는 단차부를 포함하며, 상기 공기공급부는, 공기를 유동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동부와 상기 구동부로부터 유동된 공기를 수중으로 분사하는 분사구를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a ship including an air lubrication system according to a preferred embodiment of the present invention, it includes a ship body and an air supply unit provided inside the ship body, wherein the ship body is disposed on a bottom surface of the ship body. It includes a step portion concavely formed along the longitudinal direction of the body, and the air supply unit comprises a driving unit for providing a driving force for flowing air and a jetting port for injecting the air flowed from the driving unit into the water. do.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 분사구는, 복수개로 상기 선박 본체의 너비방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection hole according to a preferred embodiment of the present invention, characterized in that a plurality of arranged along the width direction of the ship body.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 분사구는, 상기 선박 본체의 너비방향을 따라 형성되는 가상의 제1열과, 상기 제1열과 평행하며 기설정된 간격만큼 이격되어 형성되는 가상의 제2열을 따라 배열되는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection hole according to a preferred embodiment of the present invention, a virtual first row formed along the width direction of the ship body, and a virtual second row formed parallel to the first row and spaced apart by a predetermined interval It is characterized in that it is arranged along
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 분사구는, 수면을 기준으로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the injection port according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that it is provided to be inclined with respect to the water surface.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 단차부의 적어도 일부는, 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, at least a portion of the step portion according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that it is formed to be round.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 공기윤활시스템을 포함하는 선박은 선체의 선저 바닥면을 따라 공기를 분사시켜 공기층이 형성되도록 함으로써, 선박의 운항 시 해수와의 점성마찰로 인하여 발생하는 마찰저항을 감소시키는 공기윤활시스템을 포함하는 선박을 제공하는데 그 효과가 있다.By means of a solution to the above problem, the ship including the air lubrication system of the present invention sprays air along the bottom surface of the ship's hull to form an air layer, so that friction generated due to viscous friction with seawater during the operation of the ship It is effective to provide a ship including an air lubrication system for reducing resistance.
또한, 본 발명의 공기윤활시스템을 포함하는 선박은 제1열은 단차부의 일단부로부터 단차높이의 9배 만큼 이격된 거리에 형성되고, 제1열과 제2열 간의 이격거리는, 단차부의 길이방향의 길이에 1/3로 형성되도록 하여, 재순환유동에 의해 공기층이 붕괴되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명의 공기윤활시스템을 포함하는 선박은 제1열에 배열된 복수개의 분사구로부터 분사된 공기와 제2열에 배열된 복수개의 분사구로부터 분사된 공기가 합쳐져 전체적으로 균형있는 안정적인 공기층이 형성될 수 있는 이점이 있다.In addition, in the ship including the air lubrication system of the present invention, the first row is formed at a distance spaced apart by 9 times the height of the step from one end of the step, and the separation distance between the first and second row is in the longitudinal direction of the step. By making it to be formed at 1/3 of the length, there is an advantage in that the air layer can be prevented from collapsing by the recirculation flow. That is, in the ship including the air lubrication system of the present invention, the air injected from the plurality of injection holes arranged in the first row and the air injected from the plurality of injection holes arranged in the second row are combined to form a balanced and stable air layer as a whole. There is an advantage.
또한, 본 발명의 공기윤활시스템을 포함하는 선박의 절곡부(111)의 절곡각도가 수면을 기준으로 130도로 경사지게 형성되도록 함으로써, 선박 본체의 마찰저항을 보다 더 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, since the bending angle of the
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명의 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects of the present invention not mentioned herein will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. .
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박의 단차부의 구성을 나타낸 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박의 단차부의 구성을 나타낸 저면도이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박의 분사부를 통해 분사된 공기가 공기층을 형성하는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 4의 (b)는 종래기술에서 분사된 공기가 유동하는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박의 분사구의 경사 각도에 따른 선박 본체의 마찰저항 감소율을 해석한 결과를 나타낸 도면이다.1 is a side view showing the configuration of a ship including an air lubrication system according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view showing the configuration of a step portion of a ship including an air lubrication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a bottom view showing the configuration of a step portion of a ship including an air lubrication system according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 (a) is a conceptual diagram showing a state in which the air injected through the injection unit of the ship including the air lubrication system according to an embodiment of the present invention forms an air layer.
Figure 4 (b) is a conceptual diagram showing a state in which the jetted air flows in the prior art.
5 is a view showing the analysis result of the frictional resistance reduction rate of the ship body according to the inclination angle of the injection port of the ship including the air lubrication system according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the entire specification, when a part “includes” a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the embodiments of the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific details including the problem to be solved for the present invention, the means for solving the problem, and the effect of the invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공기윤활시스템을 포함하는 선박에 있어서, 선박 본체(100)와 상기 선박 본체(100)의 내부에 구비되는 공기공급부(200)를 포함한다.1 , in a ship including an air lubrication system according to a preferred embodiment of the present invention, a
먼저, 상기 선박 본체(100)가 마련된다. 상기 선박 본체(100)는 물에 떠서 사람, 가축, 물자를 싣고, 물 위로 이동할 수 있는 구조물로 보트, 나룻배, 기선, 군함, 화물선, 여객선, 유조선 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.First, the
이때, 상기 선박 본체(100)는, 상기 선박 본체(100)의 바닥면에 상기 선박 본체(100)의 길이방향을 따라 오목하게 함몰되어 형성되는 단차부(110)를 포함한다. 또한, 상기 단차부(110)의 적어도 일부는, 라운드지게 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 상기 단차부(110)의 일단부는 상기 선박 본체(100)로부터 절곡되어 계단식으로 형성되는 절곡부(111)가 마련되고, 상기 단차부(110)의 타단부는 완만한 경사를 가지며 라운드지게 형성되는 라운드부(112)가 마련된다. 이때, 상기 절곡부(111)에는 후술할 분사구(220)가 구비된다. 따라서, 후술할 분사구(220)로부터 분사된 공기가 상기 단차부(110)를 따라 유동되면서 공기층이 형성되도록 하는 것이다. 다시 말하면, 후술할 분사구(220)로부터 분사된 공기는 상기 절곡부(111)에서부터 상기 라운드부(112)를 향하는 방향으로 유동하면서 공기층을 형성하여, 상기 선박 본체(100)의 마찰저항을 감소시키는 것이다.At this time, the
다음으로, 상기 공기공급부(200)가 마련된다. 상기 공기공급부(200)는 상기 선박 본체(100)의 내부에 바닥면과 인접하게 구비된다. 이때, 상기 공기공급부(200)는 상기 단차부(110)로 공기를 공급하여, 상기 단차부(110)에 공기층이 형성되도록 하는 역할을 수행한다.Next, the
보다 상세하게, 상기 공기공급부(200)는 공기를 유동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동부(210)와 상기 구동부(210)로부터 유동된 공기를 수중으로 분사하는 분사구(220)를 포함한다. 이때, 상기 구동부(210)와 분사구(220)는 배관을 통해 연결될 수 있으며, 상기 구동부(210)로 공기를 공급하는 공급부(도면 미도시)도 마련될 수 있다.In more detail, the
여기서, 상기 분사구(220)는 상기 절곡부(111)에 마련될 수 있다. 즉, 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기는 상기 절곡부(111)에서부터 상기 라운드부(112)를 향하는 방향으로 유동하여 상기 단차부(110)에 공기층을 형성하게 되는 것이다. 이때, 상기 절곡부(111)에 의하여 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기와 수중의 유체가 직접적으로 간섭되는 것을 방지하여 상기 단차부(110)에 공기층이 보다 더 균일하게 형성될 수 있다. 일례로, 상기 선박 본체(100)가 좌측방향으로 운항되고 있는 경우, 상기 절곡부(111)가 상기 선박 본체(100)의 좌측단에 구비되어, 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 수중의 유체와 간섭되는 것을 최소화하는 것이다. 또한, 상기 라운드부(112)에 의하여 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기는 상기 단차부(110)의 타단부로 향하는 과정에서 속도가 유지될 수 있다. 일례로, 상기 선박 본체(100)가 좌측방향으로 운항되고 있는 경우, 상기 라운드부(112)가 상기 선박 본체(100)의 우측단에 구비되어, 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 상기 라운드부(112)로 향할수록 유동속도가 감소하는 것을 최소화하는 것이다.Here, the
그리고, 도 2를 참조하면, 상기 분사구(220)는 복수개로 상기 선박 본체(100)의 너비방향을 따라 배열될 수 있다. 보다 상세하게, 상기 분사구(220)는 상기 선박 본체(100)의 너비방향을 따라 형성되는 가상의 제1열(221)과, 상기 제1열(211)과 평행하며 기설정된 간격만큼 이격되어 형성되는 가상의 제2열(222)을 따라 배열될 수 있다. 즉, 상기 구동부(210)에 의해 유동하는 공기는 상기 복수개의 분사구(220)로 나눠져 전체적으로 균일하게 분사되는 것이다. 다시 말하면, 상기 복수개의 분사구(220)는 상기 단차부(110)의 너비방향을 따라 배열되어 공기가 상기 단차부(110)에 전체적으로 균일하게 상기 라운드부(112)를 향하는 방향으로 유동하게 되는 것이다.And, referring to FIG. 2 , a plurality of the
여기서, 상기 제1열(221)은 상기 절곡부(111)에 구비된다. 또한, 상기 제1열(221)과 상기 제2열(222) 간의 이격거리는, 상기 단차부(110)의 길이방향의 길이에 1/3로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1열(221)에 구비되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기는 상기 제2열(222)에 구비되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기와 합쳐지면서 재순환유동(역류)이 발생하지 않고 상기 라운드부(112)까지 공기층이 형성되게 된다.Here, the
즉, 상기 제1열(221)에 구비되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기는 공기층을 형성하다가, 상기 단차부(110)의 길이방향의 길이에 1/3인 지점에서 재순환유동이 발생하게 된다. 이와 같이 상기 제1열(221)에 구비되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 재순환유동을 하게 되면 공기층의 경계가 붕괴되어 상기 선박 본체(100)의 마찰저항이 증가하게 되는 것이다. 이를 해결하기 위하여, 상기 제1열(221)과 상기 제2열(222) 간의 이격거리는, 상기 단차부(110)의 길이방향의 길이에 1/3로 형성되는 것이다.That is, the air injected from the
다음으로, 상기 절곡부(111)로부터 상기 단차부(110)의 단차높이(H)의 9배인 거리에 상기 제1열(221)이 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제1열(221)은 상기 단차부(110)의 일단부로부터 상기 단차높이(H)의 9배 만큼 이격된 거리에 형성될 수 있는 것이다. 따라서, 상기 단차부(110)의 단차높이(H)에 비례하여 재순환유동의 재부착 거리가 결정될 수 있음으로, 상기 제1열(221)은 상기 단차부(110)의 일단부로부터 상기 단차높이(H)의 9배 만큼 이격된 거리에 형성되고, 상기 제1열(221)과 상기 제2열(222) 간의 이격거리는, 상기 단차부(110)의 길이방향의 길이에 1/3로 형성되도록 하여, 재순환유동에 의해 공기층이 붕괴되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.Next, the
다음으로, 상기 제1열(221)에 배열된 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 이격거리는 상기 선박 본체(100)의 너비방향의 거리에 0.05배 내지 0.2배로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1열(221)에 배열된 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 이격거리가 상기 선박 본체(100)의 너비방향의 거리에 0.05배 미만으로 형성되는 경우, 상기 분사구(220)의 개수가 증가하여 제작에 소요되는 시간 및 비용이 급격히 증가하게 되는 문제점과, 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 거리가 감소하여 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220)로부터 분사되는 공기간의 간섭이 발생함으로써 공기층이 상기 단차부(110)와 평행하게 형성되지 않게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 제1열(221)에 배열된 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 이격거리가 상기 선박 본체(100)의 너비방향의 거리에 0.2배를 초과하는 경우, 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 거리가 증가하여 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220)로부터 분사되는 공기가 전체적으로 균형있는 공기층을 형성하지 못하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 제1열(221)에 배열된 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 이격거리는 상기 선박 본체(100)의 너비방향의 거리에 0.05배 내지 0.2배로 형성되는 것이다.Next, the separation distance between the
그리고, 상기 제2열(222)에 배열된 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 이격거리는 상기 선박 본체(100)의 너비방향의 거리에 0.2배 내지 0.3배 로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2열(222)에 배열된 상기 복수개의 분사구(220)는 상기 제1열(221)에 배열된 상기 복수개의 분사구(220) 보다 인접한 분사구(220) 간의 이격거리가 더 크게 배열되는 것이다. 따라서, 상기 분사구(220)의 제작에 소요되는 시간 및 비용을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 제2열(222)에 배열된 상기 분사구(220)와 인접한 분사구(220) 간의 이격거리는 상기 제1열(221)과 동일하게 상기 선박 본체(100)의 너비방향의 거리에 0.05배 내지 0.2배로도 형성될 수 있다.And, the separation distance between the
또한, 도 3을 참조하면, 상기 제1열(221)에 배열된 상기 복수개의 분사구(220)와 상기 제2열(222)에 배열된 상기 복수개의 분사구(220)는 서로 교호되게 배열될 수 있다. 따라서, 상기 제1열(221)에 배열된 상기 복수개의 분사구(220)로부터 분사된 공기와 상기 제2열(222)에 배열된 상기 복수개의 분사구(220)로부터 분사된 공기가 합쳐져 전체적으로 균형있는 안정적인 공기층이 형성될 수 있는 이점이 있다.Also, referring to FIG. 3 , the plurality of injection holes 220 arranged in the
다음으로, 도 4의 (a)를 참조하면, 상기 분사구(220)는 수면을 기준으로 경사지게 구비될 수 있다. 즉, 상기 분사구(220)는 상기 선박 본체(100)의 길이방향을 기준으로 경사지게 구비되어, 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기에 의해 공기층이 전체적으로 균일하게 형성되며, 경계층이 뚜렷하게 형성되도록 하는 것이다. 또한, 상기 제1열(221)에 배열되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 유동하다가 상기 제2열(222)에 배열되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 서로 간섭되는 것을 최소화하여 안정적으로 공기층이 형성되도록 할 수 있는 이점이 있다.Next, referring to FIG. 4A , the
이에 비해, 도 4의 (b)와 같이, 상기 분사구(220)가 수면에 수직하게 구비되는 경우, 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 공기층을 형성하기 용이하지 않으며, 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기의 유동방향에 수직인 방향으로 공기가 분사되어 서로 간섭되게 되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 분사구(220)는 수면을 기준으로 경사지게 구비되는 것이다.On the other hand, as shown in (b) of FIG. 4 , when the
다음으로, 상기 절곡부(111)는 수면을 기준으로 130도 각도로 경사지게 구비될 수 있다. 즉, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)는 상기 선박 본체(100)의 길이방향을 기준으로 130도로 형성되는 것이다. 이에 따라, 상기 제1열(221)에 배열되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기의 재순환 영역이 감소하게 되고, 공기방울 형태로 변화하기 전에 상기 제2열(222)에 배열되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기가 합쳐지면서 안정적인 공기층이 형성되어 상기 선박 본체(100)의 마찰저항 감소율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 즉, 상기 제1열(221)에 배열되는 상기 분사구(220)로부터 분사된 공기는 재순환이 최소화되어 얇은 공기층을 형성하며 후류로 유동함에 따라 상기 선박 본체(100)의 마찰저항 감소율을 향상시키게 되는 것이다.Next, the
보다 상세하게, 도 5를 참조하면, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)를 수면을 기준으로 45도, 90도, 130도로 설정하여 수치해석을 진행한 결과, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)가 수면을 기준으로 130도 각도로 경사지게 구비될 시, 종래의 선박에 비하여 상기 선박 본체(100)의 마찰저항이 20.2% 감소하여 가장 높은 감소율을 보인다. 즉, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)를 수면을 기준으로 130도로 경사지게 형성함으로써, 상기 선박 본체(100)의 마찰저항을 보다 더 감소시킬 수 있는 것이다. 이때, 상기 선박 본체(100)의 선저부는 길이 8.19m, 폭 1.71m, 높이 0.06m의 평판 중앙 하단에 길이 7.59m, 폭 1.70m, 높이 0.035m로 상기 단차부(110)가 형성되도록 하였으며, 실험은 Fr = 0.173, Re = 1.1*10^7 조건에서 진행되었다. 또한, 해석 시험에서, 유량계수 Cq의 값은 0.149, 분사 속도는 1.551m/s이다. 이때, 상기 유량계수의 계산은 유량(Q)을 유입 속도(V)와 선저 평판부 폭(B)과 단차높이(H)의 곱으로 나눈값이다. 또한, 상기 단차부(110)의 단차높이는 0.035m이고, 상기 단차부(110)의 길이방향의 길이는 7.59m로 고정하였다. 그리고, 상기 분사구(220)는 원형의 단면을 가지도록 형성하였고, 각 열당 총 16개가 배치되며, 각각의 지름은 0.0445m 이고 각 0.89m 간격을 가지도록 배열하였다.More specifically, referring to FIG. 5 , numerical analysis was performed by setting the bending angle R of the bending
결과적으로, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)가 45도인 Case 1의 경우, 상기 선박 본체(100)의 마찰저항이 18.4% 감소하였고, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)가 90도인 Case 3의 경우, 상기 선박 본체(100)의 마찰저항이 19.3% 감소하였으며, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)가 130도인 Case 2의 경우, 상기 선박 본체(100)의 마찰저항이 20.2% 감소한 것으로 나타났다. 따라서, 상기 절곡부(111)의 절곡각도(R)를 130도로 경사지게 형성함으로써, 상기 선박 본체(100)의 마찰저항을 보다 더 감소시킬 수 있는 이점이 있다.As a result, in
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described technical configuration of the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from the concept of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 선박 본체
110 : 단차부
111 : 절곡부
112 : 라운드부
200 : 공기공급부
210 : 구동부
220 : 분사구
221 : 제1열
222 : 제2열
H : 단차높이
R : 절곡부의 절곡각도100: ship body
110: step part
111: bent part
112: round part
200: air supply
210: drive unit
220: nozzle
221: first row
222: second row
H: step height
R : bending angle of the bending part
Claims (5)
상기 선박 본체의 내부에 구비되는 공기공급부;를 포함하고,
상기 선박 본체는,
상기 선박 본체의 바닥면에 상기 선박 본체의 길이방향을 따라 오목하게 형성되는 단차부;를 포함하며,
상기 공기공급부는,
공기를 유동시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동부; 및
상기 구동부로부터 유동된 공기를 수중으로 분사하는 분사구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기윤활시스템을 포함하는 선박.ship body; and
Including; an air supply unit provided in the interior of the ship body;
The ship body is
Including; and a step portion concavely formed along the longitudinal direction of the ship body on the bottom surface of the ship body,
The air supply unit,
a driving unit providing a driving force capable of flowing air; and
A ship including an air lubrication system comprising a; injection hole for jetting the air flowed from the driving unit into the water.
상기 분사구는, 복수개로 상기 선박 본체의 너비방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 공기윤활시스템을 포함하는 선박.According to claim 1,
The injection port, a ship including a plurality of air lubrication system, characterized in that arranged along the width direction of the ship body.
상기 분사구는,
상기 선박 본체의 너비방향을 따라 형성되는 가상의 제1열과, 상기 제1열과 평행하며 기설정된 간격만큼 이격되어 형성되는 가상의 제2열을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 공기윤활시스템을 포함하는 선박.3. The method of claim 2,
The nozzle is
A vessel including an air lubrication system, characterized in that the imaginary first row formed along the width direction of the ship body and the imaginary second row formed parallel to the first row and spaced apart by a predetermined interval .
상기 분사구는, 수면을 기준으로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 공기윤활시스템을 포함하는 선박.According to claim 1,
The injection port is a vessel including an air lubrication system, characterized in that provided inclined with respect to the water surface.
상기 단차부의 적어도 일부는, 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기윤활시스템을 포함하는 선박.According to claim 1,
At least a portion of the step portion, a ship including an air lubrication system, characterized in that formed to be round.
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KR101750761B1 (en) | 2015-10-15 | 2017-06-26 | 삼성중공업 주식회사 | Air lubrication apparatus and ship including the same |
KR20170102894A (en) * | 2015-01-13 | 2017-09-12 | 스테나 레데리 에이비 | A vessel provided with an air cavity |
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