KR870001104B1

KR870001104B1 - Marine sail

Info

Publication number: KR870001104B1
Application number: KR1019850001776A
Authority: KR
Inventors: 유한종
Original assignee: 주식회사 대한조선공사; 남궁호
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1987-06-08
Also published as: KR860007130A

Abstract

The sail bodies(2,2') are established on the center shaft(7) and unfold synmetrically along the center line(6) in front of the separated room(3). The center shaft(7) moves around the sail shaft(8), which is located in the center portion of the horizontal surface of the sail. A rotatable sub-sail(4) is established on the rear edge of one of the sail bodies. The separated room supports the sub-sail. Multiple slots are made on the surface of the separated room and the rotation of the sub-sail opens or closes the slots. A separated plate, in which an inhale pan is established, is assembled in the room(3). A discharge pan(11) is established in the laower and upper portion of the room.

Description

Hyungbum Ik

제1도는 본 발명의 사시도,1 is a perspective view of the present invention,

제2도는 본 발명의 평면도,2 is a plan view of the present invention,

제3도는 본 발명을 펼쳤을시의 사시도,3 is a perspective view of the present invention,

제4도는 본 발명을 펄쳤을시의 평면도,4 is a plan view of the invention

제5도의 (a)(b)(c)는 풍향에 따른 추력 발생도,(A) (b) (c) of FIG. 5 is a thrust generation degree according to the wind direction,

제6도는 본 발명에 따른 보조범의 사시도,6 is a perspective view of the auxiliary criminal according to the present invention,

제7도의 (a)(b)는 보조범의 횡단면도,(A) (b) of FIG. 7 is a cross sectional view of an auxiliary criminal,

제8도는 본 발명에 따른 익형범의 유체흐름도,8 is a flow chart of the airfoil according to the present invention,

제9도는 보조범을 격납했을시의 평면도이다.9 is a plan view of the case where the auxiliary criminal is stored.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 익형범 2,2' : 범본체1: Ik Hum Bum 2,2 ': Body

3,3a,3b : 격실 4 : 보조범3,3a, 3b: Compartment 4: Assistant

5 : 전연부 6 : 중심선5: leading edge part 6: center line

7 : 개폐중심축 8 : 범주7: center of opening and closing axis 8: category

9 : 프레임 10 : 외판9: frame 10: outer plate

11 : 배출팬 12 : 유압실린더11: discharge fan 12: hydraulic cylinder

13 : 슬로트 14 : 격막13: slot 14: diaphragm

15 : 흡입팬 16 : 기밀판15: suction fan 16: airtight plate

본 발명은 선박에 설치하여 풍력을 이용할 수 있도록한 익형범(AEROFOIL TYP E)에 관한 것으로, 특히 바람의 방향에 관계없이 이용하여 공력성능 및 조범성능을 높이고, 조범이 용이하도록한 범장선의 익형범에 관한 것이다.The present invention relates to an airfoil (AEROFOIL TYP E) installed on the ship to use the wind power, particularly airfoil of the sailing ship to increase the aerodynamic performance and the performance of the coarse behaviour, easy to use the coordination regardless of the direction of the wind It is about.

최근 유가상승으로 인해 선박의 연료비가 선박의 운항비에 큰 비중을 차지하게 됨에 따라 각국에서는 연료절약을 위하여 배의 추진효율을 높이는 모든 방법들이 연구되고 있는데, 그 일환인 선박의 에너지 절약방법으로서는 풍력을 선박의 추진력으로 이용하는 방법이 개발되어서 과거의 범선이 조범에 많은 공수가 소요되는 등의 문제점을 보완한 여러 범선이 출현되어 실용단계에 와 있다.As the fuel cost of the ship is a big part of the operating cost of the ship due to the recent increase in oil price, all methods of increasing the propulsion efficiency of the ship are being studied in each country. As a part of the energy saving method of the ship, The development of a method of using the ship as a propulsion force for ships has been developed, and various sailing ships have appeared, which have been supplemented with the problems such as the old sailing ships needing a lot of air traffic for their offenders.

그 중의 하나로 최근에 일본을 비롯한 여러나라에서는 여러 형태의 범을 개발하여 왔으며, 또한 범을 설비한 일부 선박들이 건조되어 뛰어난 연료 절약의 효과를 보이고 있다.One of them has been the development of various types of offenders in recent years, including Japan, and some of the ships equipped with offenders have been built to show excellent fuel economy.

그러나, 현재까지 실용화된 범선의 범은 과거의 선박에서 많이 보여지는 횡범을 기본으로 하여 성능을 좋게하거나 원격 자동조범이 가능한 장치로 계획 또는 실용화하고 있다.However, sailing ships that have been put to practical use so far have been planned or put into practice as devices capable of improving performance or enabling remote automatic control based on traverses seen in many past ships.

그런데, 상기의 경우는 선박의 진행방향에서의 뒷바람 또는 옆바람시에는 성능이 비교적 좋고, 조범의 자동화도 용이하나 앞바람시에는 익형범에 비하여 일반적으로 성능이 저하하는 문제점이 있었다.However, in the above case, the performance is relatively good in the rear wind or the side wind in the direction of the ship, and the automation of the war criminal is easy, but in the case of the front wind, the performance generally decreases compared to the airfoil.

한편, 상기와 같이 뒷바람과 옆바람시에 성능을 좋게한 익형범은 뒷바람시에는 횡범에 비하여 성능이 저하될뿐만 아니라 대형 범장상선에 있어서는 익선회 모우멘트가 켜져서 조범이 용이하지 않는 문제점이 있었다.On the other hand, the airfoil that has improved the performance in the rear wind and side wind as described above has a problem that the performance is lowered as compared to the horizontal wind in the rear wind, and in the case of a large sailing vessel, the turnover moment is turned on, so that the offender is not easy.

이에 따라 종래의 범선용 범의 문제점을 보완한 여러 형태의 범이 개발되었으나 상기 문제점을 해결하는데에는 미흡한 점이 많았다.Accordingly, various types of sails have been developed to compensate for the problems of the conventional sailing ships, but there have been many deficiencies in solving the above problems.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 개량 보완하여 이용 가능한 모든 풍향에 대해서 성능이 좋고 조범이 용이할 뿐만 아니라 날개 단면의 양력이 증가되어 배의 추진력을 높일 수 있도록 전연부에서 격실앞에 이르는 중심선에 대해서 대칭의 익형 횡단면 형상을 갖고, 범본체는 상기 전연부를 종방향으로 관통하는 개폐중심축에서 분할 전개되도록 힌지되며, 개폐중심축은 상기 익형의 공력중심 근처에 위치하는 범주( POST)에 의해 자유로 회전되며, 상기 범본체의 한쪽 후단에 선회가능한 보조범을 설치시키되 상기 보조범을 회전시키고 지지하는 격실 좌우변에 슬로트(Slot)를 형성시켜 풍향에 따라 개폐되도록 하며, 상기 격실 내부에는 유체를 흡입시킬 수 있도록, 상하부에는 유체를 배출시킬 수 있도록 각각 벤티레이터(Ventilator)를 설치시킨 범장선의 익형범을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention improves and supplements the conventional problems as described above, and is excellent in performance for all available wind directions, and is easy to perform, and the center line extending from the leading edge to the compartment so as to increase the propulsion of the ship by increasing the lift of the cross section of the wing. It has an airfoil cross-sectional shape that is symmetrical with respect to, and the main body is hinged to be dividedly developed at the opening and closing axis which penetrates the leading edge in the longitudinal direction, and the opening and closing axis is free by a category (POST) located near the aerodynamic center of the airfoil. Rotating to the rear end of the main body is provided with a pivotable sub-arrangement slots are formed on the left and right sides of the compartment for rotating and supporting the sub-slot (Slot) to open and close according to the wind direction, the fluid inside the compartment Ventilators are installed at the upper and lower sides to discharge the fluid. The purpose is to provide an airfoil of a sailing ship.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 익형범(1)의 사시도로서 앞바람 및 옆바람시의 익형범 형상이며, 상기 익형범(1)은 범본체(2)(2'), 격실(3)및 보조범(4)으로 크게 구성되어 있고, 범본체(2)(2')는 전연부(5)에서 격실전에 이르는 중심선(6)에 대하여 전체적으로 익형을 만들고 있고, 상기 범본체(2)의 한쪽 후단에는 선회가능한 보도범(4)이 격실(3)과 취부되어져 설치되어 있으며, 또한 범본체(2)와 범본체(2')는 전연부(5)를 종방향으로 관통하는 개폐중심축(7)에 각각 힌지되어 있고, 개폐중심축(7)은 범주(8)에 의하여 지지될 뿐만 아니라 회전이 자유자재로 되도록 하였다.1 is a perspective view of the airfoil (1) according to the present invention is a airfoil shape of the front wind and side winds, the airfoil (1) is the main body (2) (2 '), compartment (3) and auxiliary ( 4), and the main body 2, 2 'forms an airfoil with respect to the center line 6 extending from the leading edge 5 to the compartment battle, and turns to one rear end of the main body 2; A possible presser 4 is attached to the compartment 3, and the main body 2 and the main body 2 'are provided on the opening and closing central shaft 7 penetrating the leading edge 5 in the longitudinal direction. Each hinged, the opening and closing central axis (7) is not only supported by the category (8), but also allows the rotation to be free.

상기 범주(8)는 익의 공력중심 위치에 설치되고, 유압실린더 방식이나 전기모우터 방식으로 범본체(2)(2') 및 보조범(4)을 선회 구동시키는 축이될 뿐만 아니라 범주( 8) 자체가 자유로이 회전되며, 범본체(2)(2') 및 보조범(4)의 골조를 이루는 프레임(9)에는 금속박판이나 합성수지 박판 및 범표등의 외판(10)을 설치하여 범본체 (2)(2')와 보조범(4)의 형상을 이루었다.The category (8) is installed in the aerodynamic center position of the blade, and is not only an axis for turning the main body (2) (2 ') and auxiliary auxiliary (4) by hydraulic cylinder method or electric motor method, but also the category ( 8) The body itself is freely rotated, and the frame body 9 constituting the frame body 2, 2 'and the auxiliary frame 4 is provided with an outer plate 10 such as a thin metal plate or a synthetic resin sheet and a frame. (2) (2 ') and the auxiliary pan (4) were formed.

상기와 같은 본 발명은 바람이 부는 방향에 따라 상기와 같은 방식으로 자유자재로 선회 및 형상(제1,2,3,4,5도 처럼)이 변화하여 범본체(2)(2')를 풍향에 대하여 최적의 위치에 위치시키고, 보조범(4)은 보조범 선회장치에 의하여 최적의 양력이 발생되도록 선회시킨다. 이때의 격실(3) 내의 작용은 뒤에 좀 더 상세히 설명하기로 한다.In the present invention as described above, the swing and shape (as in the first, second, third, fourth, and fifth degrees) change freely in the same manner as described above according to the direction in which the wind is blowing, thereby making the main body 2, 2 '. It is positioned at an optimal position with respect to the wind direction, and the auxiliary warp 4 is pivoted to generate an optimal lifting force by the auxiliary warp swing device. The action in the compartment 3 at this time will be described later in more detail.

한편, 제2도는 본 발명에 따른 익형범의 평면도로서, 앞바람시 범본체(2)(2')를 펼치지 않았을 시의 도면으로 격실(3) 상부에는 유체를 밖으로 배출시키는 배출팬(11)이 설치되어 있음을 알 수 있다.On the other hand, Figure 2 is a plan view of the airfoil according to the present invention, when the front body (2) (2 ') in the front wind when the discharge fan 11 for discharging the fluid out of the upper compartment 3 is installed It can be seen that.

또한, 본 발명에 따른 익형범(1)을 펄쳤을 시의 사시도를 나타내는 제3도는 뒷바람시의 범의 형상이고 이는 개폐중심축(7)을 중심으로 익형범(1)의 범본체(2)(2')를 2개로 갈라 펼쳐서 뒷바람시에 유리한 횡범으로써 사용하게 되는 것인데, 이때 범본체(2)의 한쪽 후단에 선회 가능하도록 설치한 보조범(4)이 노출되나 이는 항력을 이용하기 위한 공력성능상 장해가 되지는 않으며, 제3도와 같이 익형범(1)이 전개되는 구동원은 개폐중심축(7)을 중심으로 범주(8)의 프레임(9)을 핀으로 연결하여 이루어진 다수의 아암을 실린더방식으로 구동하는 것이다.In addition, FIG. 3 shows a perspective view of the airfoil (1) according to the present invention when the air percussion (1) is blown, which is the shape of the bump during the rear wind, which is the main body (2) of the airfoil (1) around the opening and closing axis (7) 2 ') is divided into two and used as a favorable transverse in the rear wind. At this time, the auxiliary criminal (4) installed on the rear end of the main body (2) to be pivotable is exposed, but this is due to the aerodynamic performance for using drag. As shown in FIG. 3, the driving source in which the airfoil 1 is deployed is a cylinder type of a plurality of arms formed by connecting the frame 9 of the category 8 with a pin around the opening / closing axis 7. To drive.

제4도는 본 발명에 따른 익형범(1)을 펼쳤을시의 평면도인데, 범주(8)와 범본체 (2)(2')는 유압실린더(12)와 연결되어 있고, 범본체(2)와 범본체(2')는 선회가능하도록 개폐중심축(7)과 힌지되어 있으며, 범본체(2)의 한쪽 후단에 선회 가능하도록 설치된 보조범(4)의 설치상태를 자세히 알 수 있다.4 is a plan view when the airfoil (1) according to the present invention is unfolded, the category (8) and the main body (2) (2 ') is connected to the hydraulic cylinder 12, and the main body (2) and The pan body 2 'is hinged with the opening and closing central shaft 7 so as to be pivotable, and the installation state of the auxiliary pan 4 installed to be pivotable at one rear end of the pan body 2 can be known in detail.

제5도의 (a)(b)(c)는 풍향에 따른 본 발명인 익형범의 추력발생도를 설명하고 있는데, 먼저(a)는 우측에서 바람이 불어올시 사용한 상태를 표시하고 있고, (b)는 좌측에서 바람이 불어올시 사용한 상태를 표시하고 있으며, (c)는 익형범(1)의 범본체(2)(2')를 분할 전개하여 뒤에서 불어오는 바람을 이용한 상태를 도식적으로 표시하고 있는 것이다.(A) (b) (c) of FIG. 5 illustrates thrust generation of the airfoil according to the present invention according to the wind direction. First, (a) indicates the state used when the wind blows from the right side, and (b) (C) shows the state used when the wind blows from the left side, and (c) shows the state using the wind blowing from the rear by dividing the main body (2) (2 ') of the airfoil (1) It is.

이를 제5도의 (a)를 예로들어 상세히 설명하면, W방향의 바람에 대해 익형 단면의 양력 및 항력의 합력은 F로 되며, 이 합력 F는 배의 전진력 Fx와 횡류력 Fv로 나누어진다.Referring to FIG. 5 (a) in detail, the lifting force and drag force of the airfoil cross section is F for the wind in the W direction, and the combined force F is divided into the forward force Fx and the crossflow force Fv of the ship.

한편, 제6도는 본 발명에 따른 보조범(4)의 사시도로서 격실(3)의 형상을 잘 나타내고 있다.6 shows the shape of the compartment 3 as a perspective view of the auxiliary criminal 4 which concerns on this invention.

상기 격실(3)에는 좌우변에 유체흡입구인 슬로트(13)가 형성되어 있고, 내부에는 격막(14)을 설치하여 격실(3)을 이등분시켰는데, 이때 격막(14)에는 다수의 벤티레이터(Ventilator), 즉 다수의 흡입팬(15)을 설치하여 유체를 격실(3)내부로 유입시킬 수 있도록 하였을 뿐만 아니라 격실(3) 상하부에는 유체를 배출시키는 배출팬(11)이 설치되어 있다.The compartment 3 has slots 13, which are fluid inlets, formed on the left and right sides thereof, and a septum 14 is provided inside the compartment 3 so that the compartment 3 is divided into two parts. Ventilator, that is, a plurality of suction fans 15 are installed to allow fluid to flow into the compartment 3, and a discharge fan 11 for discharging the fluid is provided at the upper and lower sides of the compartment 3.

이의 작용을 좀 더 상세히 설명하기 위해서 제7도와 제8도를 살펴보면, 먼저 제7도는 보조범(4)의 횡단면도이고, 제8도는 본 발명에 따른 익형범의 유체흐름도 인데, 유체가 전연부(5)쪽으로부터 불어오면 유체는 제8도와 같이 흐름도가 형성된다.Referring to Figures 7 and 8 to explain the operation in more detail, first, Figure 7 is a cross-sectional view of the auxiliary bump 4, Figure 8 is a flow chart of the airfoil according to the present invention, the fluid is the leading edge (5 When blowing from the) side, the fluid is formed in the flow chart as shown in FIG.

이때, 유체는 제8도의 A방향과 B방향으로 나뉘어져 흐르고, A방향으로 흐르는 유체의 일부는 격실(3)의 슬로트(13)로 유입되게 된다. 이 경우의 유체유입은 격실(3)의 격막(14)에 설치한 흡입팬(15)에 의하여 다수 유입되는데 보조범(4)이 제7도의 (b)와 같이 형상이 취해지면 즉, 격실(3A)의 슬로트(13)는 개방되고, 격실(3B)의 슬로트(13)는 기밀판(16)에 의하여 막히게 된다. 이 상태가 되면 흡입팬(15)에 의해 유체가 격실(3A)에서 격실(3B)로 흘러들어와 격실(3)의 상하부에 설치한 배출팬(11)에 의하여 유체는 밖으로 흘러나가게 된다. 그렇게 되면 격실(3A)은 압력이 떨어져 저압이 되어 외부의 유체가 흡입되며, 이로 인하여 외부의 유체가 가속되어 양력이 증가하게 되는 것이다. 이때 격실(3A)와 격실(3B) 사이에서의 유체흐름은 흡입팬(15)에 의해서만 이루어진다.At this time, the fluid flows divided into the A direction and the B direction of FIG. 8, and a part of the fluid flowing in the A direction flows into the slot 13 of the compartment 3. In this case, a large number of fluid inflows are introduced by the suction fan 15 installed in the diaphragm 14 of the compartment 3, and when the auxiliary criminal 4 is taken as shown in FIG. 7 (b), that is, the compartment ( The slot 13 of 3A is opened, and the slot 13 of the compartment 3B is blocked by the airtight plate 16. In this state, the fluid flows from the compartment 3A to the compartment 3B by the suction fan 15, and the fluid flows out by the discharge fan 11 provided in the upper and lower portions of the compartment 3. In this case, the compartment 3A has a low pressure and becomes low pressure, so that the external fluid is sucked, thereby accelerating the external fluid and increasing the lift. At this time, the fluid flow between the compartment 3A and the compartment 3B is made only by the suction fan 15.

또한, 상기와 같이 슬로트(13)를 통해 유체를 흡입시키는 것은 볼텍스(Vortex) 현상에 의한 저항을 줄이는 데에도 큰 효과를 나타낸다. 격실(3)에 슬로트(13)가 형성되어 있지 않다면 유체는 제8도의 A방향과 B방향으로 흘러나가는데, B방향으로 흘러나가는 유체는 문제가 되지 않지만 A방향으로 흘러가는 유체는 보조범(4) 후미에서 볼텍스현상이 일어나 저항이 증가하게 된다.In addition, the suction of the fluid through the slot 13 as described above also has a great effect in reducing the resistance caused by the vortex phenomenon. If the slot 13 is not formed in the compartment 3, the fluid flows in the A and B directions of FIG. 8, and the fluid flowing in the B direction is not a problem, but the fluid flowing in the A direction is a secondary 4) Vortex occurs at the rear end, increasing resistance.

이와 같이 격실(3)에 슬로트(13)와 벤티레이터를 부가적으로 설치시키므로써 양력증진의 효과뿐만 아니라 저항을 줄이는 효과가 있다.Thus, by additionally installing the slot 13 and the ventilator in the compartment 3, there is an effect of reducing the resistance as well as the lifting force.

한편, 제9도는 보조범(4)을 격납했을시의 평면도로서, 배의 전진방향에 대한 앞바람의 상태에서 풍력을 배의 전진력에 이용하는 것은 곤란하기 때문에, 이때에는 익형범(1)의 보조범(4)을 제9도와 같이 무풍상으로 향하여 풍력저항을 적게 해서 놓으며, 또한 태풍이나 강풍을 만났을시 풍압저항을 최대한 적게하는 동시에 그로 인한 익형범(1)의 파손을 방지하게 한다.On the other hand, FIG. 9 is a plan view when the auxiliary criminal 4 is stored, and it is difficult to use the wind power for the forward power of the ship in the state of the wind toward the ship's forward direction. As shown in Fig. 9, the wind resistance is lowered toward the wind-free phase as shown in FIG. 9, and when the typhoon or the strong wind is met, the wind pressure resistance is reduced as much as possible while preventing the damage of the airfoil (1).

이와 같은 본 발명은 이용가능한 바람의 방향에 대해서 우수한 성능을 발휘하고, 범주(8)중심가까이에 공력 중심을 위치시켜 범을 회선시킬시 적은 힘이 들고, 그에 따른 범선회장치의 용량을 적게할 수 있으며, 범본체(2)의 한쪽 선단에 보조범(4)을 설치하여 옆바람 및 앞바람의 바람방향에 대해서 범의 공력성능을 부가시킬 수 있어 보다 큰 배의 전진력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 뒷바람시에는 범본체(2)(2')를 전개시켜 배의 전진력을 한층 증대시키고, 범이 필요치 않을시에는 풍압저항을 최대한 줄일 수 있도록 보조범(4)을 범본체(2)(2')에 격납시킬 수 있는 것이며, 또한 범본체(2)와 보조범(4) 사이에 격실(3)을 설치하되 격실(3)좌우변에 슬로트(13)를 형성하고, 격실(3)내부와 상하부에 흡입팬(15)과 배출팬(11)을 각각 설치하여 양력을 더 한층 증가시킬 뿐만 아니라 저항을 줄이는 효과가 있다.The present invention exhibits excellent performance with respect to the available wind direction, places less aerodynamic centers near the center of category (8), reduces the power required to route the rim, and thus reduces the capacity of the sailing apparatus. In addition, by installing the auxiliary criminal 4 at one end of the main body 2, the aerodynamic performance of the criminal can be added to the wind direction of the side wind and the front wind, so that the forward force of the ship can be obtained as well as the rear wind. The main body (2) and the second body (2 ') are further developed to further increase the forward force of the ship and to reduce the wind pressure resistance as much as possible. The compartment 3 is provided between the main body 2 and the auxiliary criminal 4, and the slot 13 is formed on the left and right sides of the compartment 3, and the inside of the compartment 3 The suction fan 15 and the discharge fan 11 are respectively installed on the upper and lower sides to increase the lift. Not only it has the effect of reducing the resistance.

Claims

The main body 2, 2 ', which is symmetrically developed along the center line 6 to the front of the compartment 3, is centered on the opening and closing axis 7 which penetrates the leading edge 5 in the longitudinal direction. The center opening and closing shaft (7) is rotated about a category (8) located in the cross-section aerodynamic center of the rim, and the auxiliary swivel (4) pivotable to one rear end of the main body (2) (2 '). The slot 13 is formed in the left and right directions of the compartment 3 so as to pivot the direction while supporting the auxiliary criminal 4, so that the slot 1 is rotated according to the turning of the auxiliary criminal 4 13 is opened and the compartment 3 is provided with a diaphragm 14 in which a suction fan 15 for sucking fluid is provided, and airfoils each having a discharge fan 11 for discharging fluid are provided in upper and lower portions thereof. tiger.