KR890005034B1 - 선박의 침수표면에 공기층을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선박의 침수표면에 공기층을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법

제1도는 본 발명에 따른 선박의 측면도.

제2도는 제1도의 A-A선에 따른 단면도.

제3도는 제1도의 선수부분의 요부사시도.

제4도는 제1도의 저면도.

제5도는 선저에 공기층의 통로가 되는 홈을 만들고 선수쪽 홈의 턱에 공기분사구명을 설치하여 공기를 후방향으로 분사하도록한 선박의 측면도.

제6도는 제5도의 B-B'선에 따른 단면도.

제7도는 제5도의 선수부분층 선저의 요부를 도시한 사시도.

제8도는 제5도의 저면도.

제9도는 본 발명의 장치중에서 선저에 형성된 공기층을 선단 끝까지 유지하도록 보조평판을 설치한 선박선미부의 요부사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 선수부 2 : 선미부

3 : 추진기 4 : 압축공기발생기

5 : 공기공급관 6 : 역류방지용밸브

7 : 공기분사구멍 8 : 공기진행방향

9,9' : 선저종격막 10 : 선저에 형성된 공기홈

11 : 보조평판 12 : 수면.

본 발명은 선박의 항행속도를 증가시키는 방법에 관한 것으로써, 특히 선박이 정상적으로 물에 잠겨 진행할때 선박의 항행속도를 증가시키는 수단으로써 선박의 침수표면에 공기층을 계속적으로 유지하도록 하여 선체와 접촉하는 물분자의 점성(粘性)으로 연한 마찰저항을 줄여서 선박이 진행할때 항행속도를 증가시킬수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 선박이 항행할때 선체가 받는 여러가지 저항중에서 가장 영향이 큰것은 물속의 마찰저항으로서 저속선에서는 전체저항의 약 80%을 차지하고, 고속선에서는 전체저항의 약 50%로써, 이는 선체와 접촉하는 물분자(分子)의 점성(粘性)으로 인한 것이다.

따라서, 물의 점성을 차단할수 있도록 선체와 수면(물)사이에 공기층을 둔다면 마찰저항은 현저히 감소되어 선박의 속도에 상당한 이득을 주게된다.

선박에 있어서 물의 마찰저항을 줄이기 위해 종래에 사용되어온 방법으로는 선체를 가법게하여 선박의 침수 표면을 줄이는 방법이 주로 사용되었고, 특수선박중에는 물의 마찰저항을 줄이기 위해 수중잘개의 양력(揚力)을 이용하여 선체의 대부분을 부양(浮揚)시켜 진행하는 수중익선(水中翼船: Hydrofoil Craft)이 있고, 선체에 공기주머니를 장착시켜 부항력을 높이도록 한 공기부양선(空氣浮揚船: air ship)이 있으며,물의 마찰저항을 전혀 받지 않도록 선체를 수면에서 이격시켜 공기속을 활공(滑空)하는 수상활공선(水上滑空船: Hovercraft) 등이 있으나) 이들은 소형의 고속선박으로 이용되는 특수한 구조의 선박이다.

본 발명은 일반적인 모든 선박에 응용될수 있는 것으로써, 마찰력을 형성하는 두 물체사이에 마찰계수가 작은 다른 매체를 삽입하면 마찰저항을 줄일 수 있다는 원리에서 착안된 것이다.

즉, 선박이 정상적으로 물에 잠겨 진행할 때 선박에 침수표면에 얇은 공기층을 계속적으로 유지해 준다면 물의 마찰저항을 줄일 수 있으므로 속도 증가의 효과를 얻게된다. 특히 대형선(大型船)과 대형부선(大型浮船:Barge)에 있어서 큰 효과를 기대할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 선체의 침수표면에 공기층을 계속적으로 유지하면 물의 마찰저항을 감소시킬 수 있는 원리를 제공함과 아울러 이 원리를 이용한 실시예로서 선박의 속도를 증가시키는 방법을 제공하는데 있다.

선박의 침수표면에 공기층을 유지하는 데는 여러 가지 방법이 있겟으나 선저(船底)부분에 공기층을 유지하는 방법이 가장 용이하고 경제적이다. 그 실시예를 도면에 의거 상세히 기술하면 다음과 같다.

우선, 기존에 사용하던 선박의 약간의 구조적인 변경을 함으로써, 선저부분에 공기층을 유지하여 물의 마찰저항을 줄여서 선박의 속도를 증가시키는 실시예를 첨부된 도면 제1도-제4도를 인용하여 기술한다.

제1도는 본 발명이 실시되는 기존선박의 측면도이다.

먼저, 압축공기 발생기(4)로부터 압축공기를 선수부(1)쪽으로 보내는 공기공급관(5)이 있고, 공기공급관(5)의 도중에는 내부에 공기압력이 없을 때 해수의 유입을 막아주는 역류방지용밸브(6)(Non Return Valve)를 설치한다. 그런데 이와 같은 장치는 일반적인 통상의 것이다.

상기 공기공급관(5)은 여러갈래로 나뉘어져 선저의 공기분사구멍(7)과 연결되어 선저에 공기가 고르게 분사되도록 한다. 여러의 공기분사구멍(7)은 선체의 종강도(縱强度: Longitudinal Strenght)를 약화 시키지 않도록 횡(橫)으로 일직선 배치를 피하고 V자형으로 배치한다. 선수부(1)쪽 선저의 공기분사구멍(7)으로 공기가 하방향으로 일단 분사되면 선박의 진행과 더블어 공기는 선미부(2)쪽으로 향하게 되며 공기의 부력(浮力)으로 말미암아 선저에 밀착된 상태로 진행하게 되므로 선박은 마치 물속의 공기위를 진행하는 것과 같이 된다.

이때, 선저를 따라 선미부(2)쪽으로 이동하던 공기가 확산되어 선측(船側)으로 손실되는 것을 막기위한 수단으로써, 선저에 선저종격막(縱隔幕)(9)을 설치한다. 따라서 선수부(1)쪽에서만 공기를 계속적으로 분사해주면 양측(兩側)의 선저 종격막(9)의 사이에 공기층이유지된다.

이때, 선미쪽으로 이동하는 공기가 기관냉각수에 유입(流入)되거나 추진기(3)에 다량의 공기나 기포가 닿지 않도록 해야하는 문제점이 있으나, 이의 해결은 선박의 선미부(船尾部)선저구조의 변경으로 해결될 것이다.

즉, 선저의 해수흡입구(Sea Chest)를 공기층의 두께보다 약간 더 외부로 돌출시키거나 선저종격막(9)을 선미부(2)로부터 상당한 거리를 두고 끝냄으로서 선저를 진행하던 공기가 해수흡입구의 도착되기 전에 양측선측(船側)으로 분산 상승하여 공기층이 소실되도록 할 수 있다. 따라서 선저종격막(9)의 길이는 선박의 속도 및 선저형태에 따라 조정하여 설치한다.

제2도는 제1도의 A-A'선에 따른 단면도이다. 형성된 공기층에 선미부(2)쪽으로 이동하면서 선측으로 확산되어 손실되는 것을 막기위한 양측 선저종격막(9)의 사이에 두 개의 선저종격막(9)이 설치된 것은 선박의 동요(動搖:rolling)가 있을 때 공기층의 한쪽으로 몰려서 선박의 복원력(復原力:Stability)을 약화시키는 것을 막기 위함이다.

이와같이 선박의 크기에 따라 수개의 종격막을 설치하여 공기층이 수개의 구획으로 나뉘어 진행하게 함으로써 선박의 안정성을 도모한다.

제3도는 제1도의 선수부분의 오부사시도로써, 앞에서의 설명에 대해 입체적인 이해를 돕기위한 것이다.

제4도는 제1도의 저면도로써, 공기분사구멍(7)의 V자 배열상태와 분사된 공기 진행방향및 선저종격막(9)(9')왹 배치상태를 이해하는데 도움을 주기위한 것이다.

제5도-제8도는 본 발명의 다른 실시 예로써, 앞서 기술한 제1도-제4도의 설명을 참조하여 이해할수 있다.

선조선의 경우에는 제2도에서 기술한 기존선박의 선저양측에 설치된 선저종격막(9)을 설치하지 않고, 선박을 제작할때 선저의 양쪽이 선저종격막(9)의 역할을 하도록 선저에 제7도에 도시된 바와같이 유자(U-Shape)형태로 요홈을 형성한다.

그리고 유자(U-Shape) 형태요흠의 선수부(1)턱에는 선체의 후방향으로 향한 공기의 중기분사구멍(7)을 설치하여 선박이 진행할때 선처의 물흐름방향과 공기분사 방향이 같도록 하여 공기분사가 원활하게 이루어지로록한 것이다.

제6도는 제5도의 B-B'선에 따른 단면도로써, 전술한 제2도의 선저양측 종격막이 없은 대신에 공기총의 통로가 되는 선저에 형성된 공기홈(10)이 형성되어 있고. 그 내측에 선저 종력막(9')이 있음을 알수 있다.

제7도는 제5도의 선수부분중 선저의 요부를 도시한 도면으로써, 공기분사구멍(7)의 요홈의 턱에 설치되어 선박의 후방향으로 향하게개 되어있다.

제8도는 제5도에 저면도로써, 선수부(1)쪽의 요홈턱에 공기분사구멍(7)이 있고 여기에서 분사된 동기가 도면에 도시된 바와같은 공기진행방향(8)과 같이 선저에 형성된 공기홈(10)의 내부에 공기층을 형성하여 후방향으로 향한다. 이때, 내측 선저종격막(9')은 선박동요(rolling)로 인하여 공기총이 한쪽으로 몰리는 것을 막아준다.

제9도는 본 발명의 장치중에서 선저에 형성된 공기층을(2) 선저끝단까지 유지하도록 보조평판을 설치한 선박 선미부(2)의 요부사시도이다.

제1도 및 제5도에서는 선미쪽으로 향하던 공기가 기관냉각수에 유입되거나 추진기에 접촉되지 않도록 하기 위해서는 선저종격막(9)(9')또는 제5도의 선저에 형성된 공기홈(10)의 길이를 선미로부터 상당한 거리에서 끝나게 함으로써 일찍 공기가 선측으로 분산 상승하게 해야하는데, 이를 좀더 보완하기 위한 수단으로 제9도에 도시된 바와같이 기존의 선저편판(Bottom Plate)에 공기층폭의 보조평판(Plate)(11)을 연결시켜 공기층을 선미끝단까지 유지하게 하여 공기층이 선박을 완전히 벗어나서 상승하게 할수 있다.

상술한 바와같이 실시되는 본 발명의 효과는 선박의 침구표면에 공기층을 형성하므로써 선박이 항행할때 받는 물의 마찰저항을 줄여 선박의 속도를 향상시킴과 더불어 에너지 절약을 할수 있는 이점이 있다.

또한, 상당한 기관 마력의 투입에도 불구하고 선체 저항의 증가로 말미암아 돌파하기 힘든 종래의 한계속도를 돌파하는데에도 본 발명이 기영하는 것이다.

Claims (5)

1. 선체내에 있는 압축공기 발생기(4)에서 축력된 공기가 공기공급관(5) 및 역류방지용 밸브(6)를 통하여 공기분사구멍(7)에서 분사되도록한 것에 있어서, 상기 공기분사구멍(7)은 선저에 횡측으로 V자형의 배열을 형성하여 선체의 종강도를 약화시키지 않도록하고, 선재평판의 양측에는 선저종격막(9)을 선체의 종방향으로 설치하여 이의 사이에는 분사된 공기층이 형성되도록 함을 특징으로한 선박의 침수표면이 공기층을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 선저종격막(9)사이에는 하나이상의 내측 선저종격막(9')을 설치하여 선저종격막(9)사이에 형성된 공기층의 파도등에 의해 한쪽으로 몰리는 것을 방지토록함을 특징으로한 선박의 침수표면에 공기층을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법.
3. 제1항에 있어서, 선저평판이 양측과 선수부에 요홈을 형성하여 이의 사이에는 분사된 공기에 의하여 공기층이 형성되도록 함을 특징으로한 선박의 침수표면에 공기층을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법.
4. 제3항에 있어서, 선수부에 형성한 요홈턱에 선박이 진행할때 선지의 물흐름과 같은 방향으로 공기분사구멍(7)을 형성토록 하여서 됨을 특징으로한 선박의 침수표면에 공기층을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법.
5. 제1항에 있어서. 성저평판에 설치된 선저종격막(9)사이에 형성된 공기나 기포가 기관냉각수에 유입이되거나 추진기(3)에 접촉되지 않도록 선저평판에 보조평판(11)에 연결되도록하여서 됨을 특징으로한 선박의 침수표면에 공기총을 형성하여 항행속도를 증가시키는 방법.

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