KR20240000941U

KR20240000941U - Wingsail with tip for vortex generation

Info

Publication number: KR20240000941U
Application number: KR2020220002768U
Authority: KR
Inventors: 진창배
Original assignee: 한화오션 주식회사
Filing date: 2022-11-24
Publication date: 2024-05-31

Abstract

본 기술은 윙세일 전체에 대한 양력이 감소되는 방지시켜 선박의 추진력 향상 또는 감소를 방지시킬 수 있는 팁이 장착된 선박용 윙세일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 장착되는 윙세일에 있어서, 상기 윙세일 상단에 형성 또는 탈착 가능하게 장착되되 상기 윙세일의 표면 형상을 따라 흐르는 유체의 흐름을 교란시킨 난류(Turbulence) 형태의 보오텍스(Vortex)를 발생시키는 팁이 포함되는 것을 특징으로 한다.This technology relates to a marine wingsail equipped with a tip that can prevent the lift of the entire wingsail from being reduced and thereby improve or reduce the propulsion of the ship. More specifically, in the wingsail mounted on a ship, the above It is formed or detachably mounted on the top of the wingsail and is characterized in that it includes a tip that generates a vortex in the form of turbulence that disturbs the flow of fluid flowing along the surface shape of the wingsail.

Description

Wingsail with tip for vortex generation}

본 기술은 윙세일 전체에 대한 양력이 감소되는 방지시켜 선박의 추진력 향상 또는 감소를 방지시킬 수 있는 팁이 장착된 선박용 윙세일에 관한 것이다.This technology relates to a marine wingsail equipped with a tip that can prevent the lift of the entire wingsail from being reduced and thereby increase or decrease the ship's propulsion.

일반적으로 선박들은 대개 화석연료를 사용하여 추진력을 얻고 있다. In general, ships usually use fossil fuels for propulsion.

선박에는 스러스터 등을 구동하기 위한 대출력의 엔진이 장착되어 있으며 장거리 운항 시에 대형 선박이 소비하는 연료의 양은 수백 톤에 달하는 것으로 알려져 있다. The ship is equipped with a high-power engine to drive thrusters, etc., and the amount of fuel consumed by large ships during long-distance navigation is known to amount to hundreds of tons.

이러한 선박들을 운용하는 데는 엄청난 비용이 들며 연료 소비로 인한 오염물질의 배출도 매우 심각한 문제가 되고 있다.It costs a huge amount of money to operate these ships, and the emission of pollutants due to fuel consumption is also a very serious problem.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 선박의 동력원을 다변화하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 추진력의 일부를 전기모터로부터 얻는 전기추진선박 기술이 개발되어 적용되고 있으며, 그 밖에도 선박이 해상에서 경험하는 다양한 환경조건을 이용하여 전기를 얻는 기술들이 개발되고 있다.To solve this problem, it is desirable to diversify the power sources of ships. For example, electric propulsion ship technology that obtains part of the propulsion from electric motors has been developed and applied, and in addition, technologies that obtain electricity using various environmental conditions that ships experience at sea are being developed.

다른 실시예로, 풍력을 이용하여 추진력을 제공하고자 하는 기술도 이러한 기술의 일환으로 연구되고 있다. In another example, technology to provide propulsion using wind power is also being researched as part of this technology.

풍력을 이용하여 추진력을 얻고자 하는 경우 풍력 발전을 통해서 전기에너지를 얻고 전기모터를 구동하는 기술뿐만 아니라, 오래전부터 이용되어 왔던 기술인 돛을 활용하여 바람으로부터 직접 추진력을 얻는 기술, 그리고 최근에는 도 1에 도시한 바와 같이, 승강장치가 구비되어 승강 가능한 마스트가 설치되고, 이 마스트에 바람을 받는 윙세일(W/S)이 설치되는 풍력추진장치 등도 새로이 연구되고 있다.If you want to obtain propulsion using wind power, you can use not only technology to obtain electrical energy through wind power generation and drive an electric motor, but also technology to obtain propulsion directly from the wind using a sail, a technology that has been used for a long time, and recently, as shown in Figure 1 As shown in , a wind power propulsion device in which a mast equipped with a lifting device and capable of going up and down is installed, and a wingsail (W/S) that receives the wind is installed on this mast, is also being newly studied.

여기서, 윙세일은 내부에 공간을 가지는 폐쇄형 단면의 에어포일 타입으로 항해하는 과정에서 풍력이 존재하면 마스트에 구비된 승강장치를 통하여 수직방향으로 접히거나 펼쳐 해당 풍력에 의해 추진력을 얻어 화학연료의 사용이 없이 운행이 가능하게 되는 것으로, 근래에는 윙세일을 이용한 선박(S)의 추진력으로 활용하는 기술개발이 활발이 이루어지고 있는 실정이다.Here, the wingsail is an airfoil type with a closed cross-section that has an internal space. When wind power is present in the sailing process, it is folded or unfolded vertically through a lifting device provided on the mast to obtain propulsion from the wind power and use chemical fuel. It is possible to operate without this, and in recent years, technology development for utilizing wingsails as propulsion for ships (S) has been actively conducted.

본 고안은 상기한 선박에 장착된 윙세일에 유체의 흐름분리에 의한 압력저항을 감소시킬 수 있는 난류를 생성시킬 수 있는 부재를 상기 윙세일 상단부에 부착 또는 형성시켜 선박에 대한 추진력의 향상 또는 추진력의 감소를 방지함과 동시에 상기 윙세일의 면적 저감을 유발하도록 하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to improve the propulsion force or propulsion force for the ship by attaching or forming a member capable of generating turbulence that can reduce the pressure resistance due to flow separation of fluid in the wingsail mounted on the above-mentioned ship to the upper part of the wing sail. The purpose is to prevent a decrease in and at the same time cause a reduction in the area of the wingsail.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 고안에 따른 보오텍스 발생을 위한 팁이 장착된 윙세일은 선박(S)에 장착되는 윙세일(1)에 있어서, 상기 윙세일(1) 상단에 형성 또는 탈착 가능하게 장착되되 상기 윙세일(1)의 표면 형상을 따라 흐르는 유체의 흐름을 교란시킨 난류(Turbulence) 형태의 보오텍스(Vortex)를 발생시키는 팁(100)이 포함되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-described technical problem, the wingsail equipped with a tip for generating vortex according to the present invention is formed or detached from the top of the wingsail (1) in the wingsail (1) mounted on the ship (S). It is characterized in that it includes a tip 100 that can be installed and generates a vortex in the form of turbulence that disturbs the flow of fluid flowing along the surface shape of the wingsail 1.

또한, 상기 팁(100)은 상기 윙세일(1) 상단에 구비되는 몸체(110) 및 상기 몸체(110) 상면에 길이방향으로 하나 이상 형성된 난류생성홈(120)을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the tip 100 preferably includes a body 110 provided on the top of the wingsail 1 and one or more turbulence generating grooves 120 formed in the longitudinal direction on the upper surface of the body 110.

본 고안에 따르면, 종래와는 차별적으로 상기 윙세일 상단에 난류생성홈이 형성된 몸체가 구비되어 상기 윙세일 전체에 대한 양력이 증가하는 것은 물론, 상기 윙세일 면적을 저감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.According to the present design, unlike the prior art, a body with a turbulence generating groove is provided at the top of the wingsail, which can be expected to increase the lift for the entire wingsail as well as reduce the area of the wingsail. There will be.

도 1은 종래의 윙세일이 장착된 선박을 나타낸 도면.
도 2는 본 고안에 따른 보오텍스 발생을 위한 팁이 장착된 윙세일에 대한 평면도, 측면도 및 정면도를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 대한 팁의 작용관계도.Figure 1 is a diagram showing a ship equipped with a conventional wingsail.
Figure 2 is a plan view, side view, and front view of a wingsail equipped with a tip for generating vortex according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the operational relationship of the tip with respect to Figure 2.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the attached drawings. The embodiments described herein may be modified in various ways. Specific embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the attached drawings are only intended to facilitate understanding of the various embodiments. Therefore, the technical idea is not limited to the specific embodiments disclosed in the attached drawings, and should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the design.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms containing ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but these components are not limited by the above-mentioned terms. The above-mentioned terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

그 밖에도, 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, when explaining the present invention, if it is judged that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is abbreviated or omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 보오텍스 발생을 위한 팁이 장착된 윙세일(이하, 간략하게 '윙세일'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a wingsail equipped with a tip for generating vortex according to the present invention (hereinafter simply referred to as 'wingsail') will be described in detail with reference to the attached drawings.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 윙세일(1)은 난류(Turbulence) 형태의 보오텍스(Vortex)를 발생시키는 팁(100)을 포함한다.First, as shown in FIG. 2, the wingsail 1 according to the present invention includes a tip 100 that generates a vortex in the form of turbulence.

예컨대 상기 팁(100)은 윙세일(1) 상단에 형성 또는 탈부착이 가능하게 장착되어 풍력에 의한 보오텍스를 발생시키며, 이를 위해 몸체(110) 및 난류생성홈(120)을 포함할 수 있다.For example, the tip 100 is formed or detachably mounted on the top of the wingsail 1 to generate a vortex caused by wind power, and may include a body 110 and a turbulence generating groove 120 for this purpose.

몸체(110)는 도시한 바와 같이, 윙세일(1) 상단부와 형상 맞춤으로 결합할 수 있도록 성형되며, 상기 윙세일(1)과 일체로 성형되거나 유지보수 등을 이유로 필요에 따라 상기 윙세일(1)과 분리결합이 가능한 구조를 만족한다.As shown, the body 110 is molded so that it can be combined with the upper part of the wingsail (1) in a shape-fitting manner, and is molded integrally with the wingsail (1) or is used as a wing sail (110) as needed for maintenance, etc. 1) and a structure that can be separated and combined.

난류생성홈(120)은 도시한 바와 같이, 몸체(110) 상면에 길이방향으로 하나 이상 형성되며, 입구측으로 유입된 유체(바람)가 출구측으로 통해 통과하면서 해당 유체의 흐름을 교란시킨 난류 형태의 보오텍스를 형성시켜 양력이 감소되는 것을 방지시켜 선박(S)의 추진력의 감소 또는 향상이 실행될 수 있도록 한다.As shown, one or more turbulence generating grooves 120 are formed in the longitudinal direction on the upper surface of the body 110, and form a turbulent flow that disturbs the flow of the fluid (wind) flowing into the inlet side as it passes through the outlet side. By forming a vortex, the lift force is prevented from being reduced so that the propulsion force of the ship (S) can be reduced or improved.

부연하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 윙세일(1)의 표면을 통하여 유체가 흐르게 되면 상기 윙세일(1) 전단부를 기준으로 압력이 큰 부분(Z1:high press zone)과 상대적으로 압력이 낮은 부분(Z2:low pressure zone)으로 나뉘어 유체의 흐름이 발생하게 되며, 해당 유체 일부는 하나 이상의 난류생성홈(120)을 관통하여 상기 윙세일(1) 후단부에서 서로 합쳐지는 과정이 이루어지게 된다.To elaborate, as shown in FIG. 3, when fluid flows through the surface of the wingsail (1), the pressure is relative to the high pressure area (Z1: high press zone) based on the front end of the wingsail (1). Divided into a low pressure zone (Z2), the flow of fluid occurs, and some of the fluid passes through one or more turbulence generating grooves 120 and merges with each other at the rear end of the wingsail (1). do.

이 과정에서 난류생성홈(120) 출구측을 통과한 유체는 흐름이 교란되어 윙세일(1) 후단부에서 도시한 바와 같이, 난류의 형태를 갖는 보오텍스 부분(Z3:vortex zone)이 발생하게 되며, 이러한 보오텍스 형성을 통하여 양력이 감소되는 것을 현저하게 감소시켜 선박(S)의 추진력이 감소 또는 향상될 수 있도록 하는 것이다.In this process, the flow of the fluid passing through the outlet side of the turbulence generating groove 120 is disturbed, resulting in the generation of a vortex zone (Z3: vortex zone) in the form of turbulence, as shown at the rear end of the wingsail (1). Through the formation of this vortex, the reduction in lift is significantly reduced so that the propulsion force of the ship (S) can be reduced or improved.

한편, 본 고안에서는 난류생성홈(120)의 성형을 통하여 윙세일(1) 전체 면적에 대한 저감을 가능하게 하는 장점도 갖게 된다.Meanwhile, the present design also has the advantage of enabling a reduction in the overall area of the wingsail (1) through forming the turbulence generating groove (120).

전술한 바와 같이, 본 고안에 따른 윙세일(1)은 종래와는 차별적으로 상기 윙세일(1) 상단에 난류생성홈(120)이 형성된 몸체(110)가 구비되어 상기 윙세일(1) 전체에 대한 양력이 증가하는 것은 물론, 상기 윙세일(1) 면적을 저감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.As described above, the wingsail (1) according to the present invention is different from the conventional one in that it is provided with a body (110) in which a turbulence generating groove (120) is formed at the top of the wingsail (1), thereby forming the entire wingsail (1). In addition to increasing the lift, the effect of reducing the area of the wingsail (1) can be expected.

이상과 같이 본 고안에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 고안의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 고안은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is only provided to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Anyone with ordinary knowledge in the field to which this invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 고안의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 고안 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the idea of the present invention should not be limited to the described embodiments, and the scope of the patent claims described later as well as all things that are equivalent or equivalent to the scope of this patent claim will be said to fall within the scope of the idea of the present invention. .

1: 본 고안에 따른 보오텍스 발생을 위한 팁이 장착된 윙세일
100: 팁
110: 몸체 120: 난류생성홈1: Wingsail equipped with a tip for generating vortex according to the present invention
100: Tips
110: Body 120: Turbulence generation groove

Claims

In the wingsail (1) mounted on the ship (S),
A tip (100) is formed or detachably mounted on the top of the wingsail (1) and generates a vortex in the form of turbulence that disturbs the flow of fluid flowing along the surface shape of the wingsail (1). ); Wingsail equipped with a tip for generating vortex, characterized in that it includes.

According to paragraph 1,
The tip 100 is
A body 110 provided on the top of the wingsail (1); and
A wingsail equipped with a tip for generating a vortex, comprising: one or more turbulence generating grooves (120) formed in the longitudinal direction on the upper surface of the body (110).