본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박의 프로펠러 영역의 구조도, 도 2는 도 1의 A 영역의 확대도, 도 3은 프로펠러와 작업기체 수용 멤브레인 패드 간의 배치도, 그리고 도 4는 도 1의 A 영역에 대한 개략적인 배면 구조도로서 프로펠러를 미도시한 상태의 도면이다.1 is a structural diagram of a propeller region of a propeller cavitation organic vibration reducing vessel according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of region A of FIG. 1, and FIG. Arrangement and FIG. 4 is a schematic rear view of the region A of FIG. 1, with the propeller not shown.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박은 프로펠러(120)의 동작 시 기진력이 증가되어 선체에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있음은 물론 특히, 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지할 수 있도록 한 것으로서, 선체(110)와, 선체(110)에 결합되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 포함한다.Referring to these drawings, the propeller cavitation organic vibration reduction type ship according to the present embodiment can increase the vibration force during operation of the propeller 120 to prevent the vibration generated in the hull, in particular, including the compressor It is to be able to fundamentally prevent the burden of energy consumption, such as the installation and operation of the relevant parts, and includes a hull 110, and the working gas receiving membrane pad 130 coupled to the hull (110).
선체(110)의 후미에는 선체(110)의 추진을 위한 프로펠러(120)가 마련된다. 그리고 프로펠러(120)의 주변에는 선박의 진행 방향을 조정하는 러더(125, rudder)가 마련될 수 있다. 러더(125)는 일반 러더일 수도 있고, 아니면 벌브 러더(bulb rudder)일 수도 있다.The rear of the hull 110 is provided with a propeller 120 for the propulsion of the hull 110. In addition, a rudder 125 may be provided around the propeller 120 to adjust a traveling direction of the ship. The rudder 125 may be a general rudder or a bulb rudder.
참고로, 본 실시예에서 적용되는 선박은 상선, 군함, 어선, 운반선, 드릴쉽, 크루즈선 및 특수 작업선 등을 비롯하여 부유식 해상 구조물 등을 모두 포함할 수 있다. 따라서 특정 선박에 본 실시예의 권리범위가 제한될 수 없다.For reference, the ship applied in the present embodiment may include all of the floating marine structures, including merchant ships, warships, fishing vessels, carriers, drillships, cruise ships and special working ships. Therefore, the scope of the present embodiment can not be limited to a specific vessel.
한편, 앞서도 기술한 것처럼 프로펠러(120)가 동작되면 즉 프로펠러(120)가 수중에서 회전되면 회전체로서의 프로펠러(120)로 인해 수중에 변동압력이 발생되며, 이렇게 발생된 변동압력은 선체(110)로의 기진력을 증가시켜 선체에 진동(소음 포함)을 발생시키는 요인으로 작용한다.On the other hand, as described above, when the propeller 120 is operated, that is, when the propeller 120 is rotated in the water, the fluctuation pressure is generated in the water due to the propeller 120 as a rotating body, the generated fluctuation pressure is the hull 110 By increasing the vibration force of the furnace, it acts as a factor in generating vibration (including noise) in the hull.
이처럼 선체(110)에 전달되는 진동은 예컨대, 크루즈선처럼 유람을 목적으로 하는 선박이나 군함처럼 조용한 운항이 전제되어야 하는 선박인 경우에는 큰 문제가 될 수 있기 때문에 이러한 현상을 예방시켜야 한다.As such, the vibration transmitted to the hull 110 should be prevented because it can be a big problem in the case of a ship that is intended to cruise or a quiet ship such as a warship, for example, a cruise ship.
다시 말해, 프로펠러(120)의 동작 시 수중에 발생된 변동압력으로 인해 기진력이 증가되어 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지시켜야 하는데, 이를 위해 본 실시예에서는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 적용하고 있다.In other words, due to the fluctuation pressure generated in the water during operation of the propeller 120, the vibration force is to be prevented from occurring due to the increase in vibration force in the ship body 110. In this embodiment, the working gas receiving membrane pad 130 ) Is applied.
자세히 후술하겠지만 본 실시예의 선박에 적용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 기존의 공기방울 형태인 에어 레이어(air layer)를 형성시키던 구조들과는 전혀 다른 형태를 갖는다.As will be described later in detail, the working gas accommodating membrane pad 130 applied to the ship of the present embodiment has a completely different form from the structures that form an air layer, which is a conventional air bubble form.
즉 본 실시예에서 적용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 공기(air)를 가둬둔 형태의 튜브(tube) 타입의 구조물에 불과하기 때문에 에어 레이어 적용 시 사용되어야만 했던 압축기를 비롯한 그 관련 부품을 설치하거나 운용할 필요가 없다.That is, the working gas receiving membrane pad 130 applied in the present embodiment is only a tube-type structure in which air is trapped, and thus related components including a compressor, which had to be used when applying an air layer, were used. There is no need to install or operate.
따라서 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to fundamentally prevent the burden of installing the compressor and its related parts, and energy consumption.
이러한 역할을 담당하는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 도 1에 도시된 것처럼 프로펠러(120)에 인접된 선체(110)에 결합되며, 프로펠러(120)의 회전 시 발생되어 선체(110)로 향하는 입사파를 상쇄시키기 위해 반사파를 발생시키되 일측에 작업기체가 수용되는 형태를 갖는다.The working gas receiving membrane pad 130 that plays this role is coupled to the hull 110 adjacent to the propeller 120, as shown in FIG. 1, and is generated when the propeller 120 rotates to face the hull 110. The reflection wave is generated to cancel the incident wave, but the work gas is accommodated on one side.
특히, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 프로펠러(120)의 상부 측의 선체(110) 벽면에 결합될 수 있다.In particular, the working gas receiving membrane pad 130 may be coupled to the wall of the hull 110 on the upper side of the propeller 120.
실시예로서, 도면에는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 프로펠러(120)의 직상방에 부착된 것을 도시하였다.As an example, the drawing shows that the working gas receiving membrane pad 130 is attached directly above the propeller 120.
부연설명하면 정면에서 후면을 바라볼 때 도 3처럼 프로펠러(120)의 회전방향이 반시계방향인 경우, 프로펠러(120)의 직상방 STBD 영역 센터기준 0.5R 내에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 배치될 수 있다. 여기서, R은 프로펠러(120)의 센터라인(CL)에서 프로펠러(120) 끝까지의 반지름을 의미한다.In detail, when the rotation direction of the propeller 120 is counterclockwise as shown in FIG. 3 when the front side is viewed from the front side, the work gas accommodating membrane pad 130 is positioned within 0.5 R of the STBD area center standard of the propeller 120. Can be deployed. Here, R means the radius from the center line (CL) of the propeller 120 to the end of the propeller (120).
마찬가지로, 프로펠러(120)의 회전방향이 반시계방향인 경우, 프로펠러(120)의 직상방 PORT 영역 센터기준 0.5R 내에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 배치될 수 있는데, 이와 같은 위치에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 배치됨으로써 최적의 효율을 발생시킬 수 있다.Similarly, when the rotational direction of the propeller 120 is counterclockwise, the work gas accommodating membrane pad 130 may be disposed within 0.5 R of the center of the PORT area directly above the propeller 120. Placement of the receiving membrane pad 130 may result in optimal efficiency.
한편, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 선체(110)에 착탈 가능하게 결합되는 패드 바디(131)와, 패드 바디(131)의 일측에 형성되어 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니(132)를 포함한다.On the other hand, the working gas receiving membrane pad 130 is a pad body 131 detachably coupled to the hull 110, the work gas pocket 132 is formed on one side of the pad body 131 is sealed to accommodate the working gas 132 ).
본 실시예에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 재질은 고무(rubber)일 수 있으며, 작업기체는 공기(air)일 수 있다.In the present embodiment, the material of the working gas receiving membrane pad 130 may be rubber, and the working gas may be air.
하지만, 본 실시예의 권리범위가 이에 제한되지 않는다. 즉 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 재질이 고무와 유사한 재질이면 그것으로 충분하며, 작업기체 역시, 액체만 아니라면 다양한 기체로 변경 적용할 수 있다.However, the scope of the present embodiment is not limited thereto. That is, if the material of the working gas accommodating membrane pad 130 is a material similar to rubber, it is sufficient, and the working gas may be changed to various gases as long as it is not liquid.
한편, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 형성하는 패드 바디(131)는 고무 재질로 된 평평한 구조물로서, 선체(110)에 착탈 가능하게 결합되는 부분으로 활용된다.On the other hand, the pad body 131 forming the working gas receiving membrane pad 130 is a flat structure made of a rubber material, it is utilized as a portion detachably coupled to the hull 110.
패드 바디(131)는 여러 다양한 구조와 방식을 통해 선체(110)에 결합될 수 있다. 예컨대, 패드 바디(131)는 볼트와 너트의 결합 방식, 끼움 결합 방식, 인서트 금속 플레이트를 내재시켜 용접하는 용접 결합 방식, 바텀 플러그(bottom plug)를 이용한 결합 방식 등 다양한 방식으로 선체(110)에 결합될 수 있다. 이중에서 바텀 플러그를 이용한 결합 방식에 대해서는 아래의 실시예에서 설명하도록 한다.The pad body 131 may be coupled to the hull 110 through various structures and methods. For example, the pad body 131 may be attached to the hull 110 in various ways, such as a bolt and nut coupling method, a fitting coupling method, a welding coupling method for internally welding an insert metal plate, and a coupling method using a bottom plug. Can be combined. The coupling method using the bottom plug is described below in the following embodiments.
본 실시예의 도면에는 패드 바디(131)가 사각 형상으로 되어 있으나 패드 바디(131)의 형상은 사각 형상을 비롯하여 원 형상, 삼각형 형상 등 다양할 수 있다. 따라서 패드 바디(131)의 형상에 본 실시예의 권리범위가 제한될 수 없다.In the drawing of the present embodiment, the pad body 131 has a square shape, but the shape of the pad body 131 may be various, including a square shape, a circular shape, and a triangular shape. Therefore, the right scope of the present embodiment is not limited to the shape of the pad body 131.
작업기체 주머니(132)는 패드 바디(131)의 내부에 형성되며, 패드 바디(131)의 일측으로 부풀어 오른 형상을 갖는다.The work gas pocket 132 is formed inside the pad body 131 and has a shape inflated toward one side of the pad body 131.
본 실시예에서 작업기체 주머니(132)는 원형의 형상을 갖지만 작업기체 주머니(132)의 형상 역시, 삼각 형상, 사각 형상 등 다양한 다각 형상이 될 수 있으므로 도면의 형상에 본 실시예의 권리범위가 제한될 수 없다.In the present embodiment, the working gas bag 132 has a circular shape, but the shape of the working gas bag 132 may also be various polygonal shapes such as a triangular shape and a square shape, so the scope of the present invention is limited to the shape of the drawings. Can't be.
앞서 기술한 것처럼 작업기체 주머니(132) 내에는 작업기체로서 공기(air)가 충전될 수 있다.As described above, the working gas bag 132 may be filled with air as the working gas.
작업기체 주머니(132) 내에 충전되는 작업기체는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 제조 시 일체로 들어 있게 형성된 것으로서, 작업기체 주머니(132)가 절개되지 않는 한 작업기체 주머니(132) 내에서 누설되지 않는다.The work gas filled in the work gas bag 132 is formed to be integrally contained in the manufacture of the work gas accommodating membrane pad 130, and leaks in the work gas bag 132 unless the work gas bag 132 is incised. It doesn't work.
이하, 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)로 인해 기진력이 저감되는 원리에 대해 도 5 내지 도 11을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the principle that the vibration force is reduced due to the work gas accommodating membrane pad 130 in which the work gas is sealed will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 11.
도 5는 물, 고무 및 공기의 임피던스를 측정한 도표, 도 6은 입사파와 반사파의 원리를 설명하기 위한 도면, 도 7은 [수학식 1]을 설명하기 위한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 도면, 도 8은 작업기체 수용 멤브레인 패드를 프로펠러 직상방 우현 영역에 설치한 상태의 도면으로서, 다수의 변동압력 측정지점을 나타내는 도면, 도 9는 프로펠러의 주파수를 기준으로 한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 효율을 그래프로 나타낸 도면, 도 10은 도 8에 대응되는 작업기체 수용 멤브레인 패드에 대한 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시한 그래프, 그리고 도 11은 저감대상주파수에 따른 최적 등가공기부피 간의 관계를 나타낸 그래프이다.5 is a diagram measuring the impedance of water, rubber and air, Figure 6 is a view for explaining the principle of the incident wave and reflected wave, Figure 7 is a view of the working gas receiving membrane pad for explaining [Equation 1], Figure 8 is a diagram showing a working gas accommodating membrane pad in a starboard region directly above the propeller, showing a plurality of pressure measuring points, and FIG. 9 is a graph showing the efficiency of the working gas accommodating membrane pad based on the propeller frequency. FIG. 10 is a graph summarizing the results of the 150 Hz band for the work gas accommodating membrane pad corresponding to FIG. 8, and FIG. 11 is a graph showing the relationship between the optimum equivalent air volume according to the reduction target frequency.
이들 도면을 참조하되 먼저, 도 5를 참조하면 본 실시예의 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 재질인 고무(rubber)의 음향 임피던스(Acoustic impedance, 음향학적인 저항을 의미함)가 해수(water)와는 대략적으로 유사한데 반해, 공기(air)보다는 무한히 큰 것을 알 수 있다.Referring to these drawings, first, referring to FIG. 5, the acoustic impedance (rubber) of rubber, which is a material of the working gas accommodating membrane pad 130 of the present embodiment, is different from that of water. While roughly similar, it can be seen that it is infinitely larger than air.
통상적으로 특정 매질 내에서 음파가 진행하면서 임피던스가 다른 매질을 만나게 되면 투과 현상과 반사 현상이 발생하는데, 해수와 고무의 임피던스가 유사하므로 해수와 고무의 경계면에서는 반사 없이 투과 현상만이 발생된다.In general, when a sound wave progresses in a specific medium and encounters a medium having different impedances, a transmission phenomenon and a reflection phenomenon occur. Since the impedance of seawater and rubber is similar, only a transmission phenomenon occurs without reflection at the interface between seawater and rubber.
예컨대, 도 6에 도시된 것처럼 프로펠러(120)의 동작 시 발생하는 입사파는 그대로 작업기체 주머니(132)의 벽면인 고무층을 통과한 후, 작업기체 주머니(132) 내에 충전된 작업기체, 즉 공기에 의해 입사파 대비 반대 위상으로 반사되어 즉 반사파로 형성되어 나오게 된다. 이 반사파가 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키게 됨으로써 프로펠러(120)의 동작 시 발생하는 입사파가 상쇄된다. 이와 같은 현상에 의해 기진력이 저감되어 선체(110) 진동 발생을 감소시킬 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, the incident wave generated during operation of the propeller 120 passes through the rubber layer, which is a wall surface of the work gas bag 132, and then is filled in the work gas, ie, air, filled in the work gas bag 132. As a result, the light is reflected in a phase opposite to the incident wave, that is, it is formed as a reflected wave. This reflected wave causes a destructive interference phenomenon with the incident wave, thereby canceling the incident wave generated during operation of the propeller 120. Due to this phenomenon, the vibration force can be reduced to reduce the occurrence of vibration of the hull 110.
이에 대해 다시 부연 설명한다. 프로펠러(120) 동작 시 캐비테이션에 의해 발생되는 구면 압력파, 즉 입사파는 전방위로 전파될 수 있다.This will be explained again. When the propeller 120 operates, spherical pressure waves generated by cavitation, that is, incident waves, may propagate omnidirectionally.
이때, 본 실시예처럼 프로펠러(120) 주변의 선체(110) 표면에 공기가 충전된 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 설치할 경우, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)로 입사하는 입사파는 그대로 작업기체 주머니(132)의 벽면인 고무층을 통과하지만 작업기체 주머니(132) 내에 충전된 작업기체, 즉 공기에 의해 입사파 대비 반대 위상으로 반사되어 즉 반사파로 형성되어 나온다.At this time, when installing the working gas receiving membrane pad 130 filled with air on the surface of the hull 110 around the propeller 120 as in this embodiment, to the working gas pocket 132 of the working gas receiving membrane pad 130 The incident incident wave passes through the rubber layer, which is the wall surface of the work gas bag 132, but is reflected by the work gas filled in the work gas bag 132, ie, air, in a phase opposite to the incident wave, that is, formed as a reflected wave.
이처럼 입사파가 공기에 부딪혀 반대 위상으로 반사되어 나오는 반사파로 형성되면 이 반사파가 작업기체 수용 멤브레인 패드(130) 쪽으로 입사되는 입사파와 만나서 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키게 된다.When the incident wave is formed as a reflected wave that is reflected in the opposite phase by hitting the air, the reflected wave meets the incident wave incident toward the working gas accommodating membrane pad 130 to cause an incident wave and a destructive interference phenomenon.
결국, 이러한 작용으로 인해 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 외측에서 선체(110)로 전달되는 변동압력이 감소하게 되며, 이처럼 변동압력이 감소하게 되면 기진력이 저감되는 형태가 되기 때문에 자연스럽게 선체(110)에서 발생하는 진동이 줄어들게 되는 것이다.As a result, the fluctuation pressure transmitted to the hull 110 from the outside of the working gas accommodating membrane pad 130 due to this action is reduced, and when the fluctuation pressure is reduced, the vibration force is reduced to form the hull naturally ( The vibration generated in 110 will be reduced.
한편, 이와 같은 저감 성능은 아래의 [수학식1]처럼 프로펠러의 특정 주파수 대역에만 제한된다.On the other hand, such a reduction performance is limited to a specific frequency band of the propeller as shown in Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
여기서, f는 프로펠러의 저감 주파수 대역, ca(=340m/s)와 cw(=1500m/s)는 각각 공기 및 해수음속 ρa(=1.02 kg/m3),ρw(=1024kg/m3)는 공기 및 해수의 밀도를 의미하며, a와 b는 도 10처럼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)를 등가화된 구로 간주할 때 내경, 외경을 의미한다.Where f is the propeller's reduced frequency band, c a (= 340 m / s) and c w (= 1500 m / s), respectively, for air and sea sound speeds ρ a (= 1.02 kg / m 3 ), ρ w (= 1024 kg / m 3 ) denotes the density of air and seawater, and a and b denote inner diameter and outer diameter when the working gas receiving membrane pads 130a to 130c are equivalent spheres as shown in FIG. 10.
이와 같은 사항들의 검증을 위하여 모형시험을 수행하였다. 즉 도 8에 도시된 바와 같이, STBD 영역 쪽의 선체(110)의 벽면에 150Hz 주파수 대역에서 저감효과가 있는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130) 1개를 설계(또는 부착)하였으며, 이후, P1, P2, P3, P4 위치에서 변동압력을 계측하였고, 뿐만 아니라 선체(110)의 선미부의 위쪽을 지지하는 강판인 트랜섬(transom) 영역에서 진동을 계측하였다.Model tests were performed to verify these issues. That is, as shown in Figure 8, on the wall surface of the hull 110 toward the STBD region, one working gas receiving membrane pad 130 having a reduction effect in the 150Hz frequency band was designed (or attached), and then, P1, The fluctuation pressures were measured at the positions P2, P3, and P4, as well as the vibrations were measured in the transom region, which is a steel plate supporting the upper part of the stern portion of the hull 110.
도 9에 나타낸 계측결과를 보면 수평축(x축)은 주파수를 의미하며, 수직축(y축)은 작업기체 수용 멤브레인 패드(130) 부착 전 대비 부착 후의 증감량을 나타내고 있는데, 공진 영역인 135Hz 근방에서는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130) 설치 전 대비 설치 후 변동압력 및 진동이 증가하지만 설계주파수인 150Hz 대역 근방에서 현저한 감소효과가 나타나는 것을 확인할 수 있다.In the measurement result shown in FIG. 9, the horizontal axis (x-axis) represents frequency, and the vertical axis (y-axis) represents the amount of increase and decrease after the attachment before the work gas accommodating membrane pad 130 is attached. It can be seen that the fluctuation pressure and vibration increase after the installation compared to the installation of the working gas accommodating membrane pad 130, but a significant reduction effect occurs in the vicinity of the design frequency 150 Hz band.
도 10은 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시하고 있는데, 도 10을 참조하면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 외측에 위치된 P2, P3, P4 위치에서의 변동압력이 평균 70% 가량 감소되며, 결과적으로 진동수준 역시, 70% 이상 현저히 감소되었음을 확인할 수 있다.FIG. 10 summarizes the results of the 150 Hz band. Referring to FIG. 10, the fluctuation pressures at positions P2, P3, and P4 located outside the work gas accommodating membrane pad 130 are reduced by about 70% on average. As a result, it can be seen that the vibration level is also significantly reduced by more than 70%.
도 11은 저감대상주파수에 따른 최적 등가공기부피 간의 관계를 나타낸 그래프로서 이를 참조하면 예컨대, 목표 주파수(Target frequency)가 6Hz일 경우 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)에 대한 최적의 부피는 1500L(Liter) 정도일 수 있는데, 이와 같은 부피 조건을 만족하는 한 작업기체 주머니(132)의 형상이 원형이든 직사각형이든 관계는 없다.11 is a graph showing the relationship between the optimum equivalent air volume according to the reduction target frequency. Referring to this, for example, when the target frequency is 6 Hz, the optimum work bag pocket 132 of the receiving membrane pad 130 is optimal. The volume may be about 1500L (Liter), and as long as it satisfies such a volume condition, the shape of the working gas bag 132 may be circular or rectangular.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 프로펠러(120)의 동작 시 기진력이 증가되어 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있음은 물론 특히, 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담 등의 장애요인을 근원적으로 방지할 수 있게 된다.According to the present embodiment having the structure and action as described above, the vibration force may be prevented from occurring when the propeller 120 is operated to prevent the vibration from occurring in the hull 110, in particular, the compressor and its related parts. It is possible to fundamentally prevent obstacles such as the installation of parts and the burden of energy consumption due to operation.
이처럼 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 효율적으로 저지할 수 있기 때문에, 이에 따라 예컨대, 크루즈선처럼 유람을 목적으로 하는 선박이나 군함처럼 조용한 운항이 전제되어야 하는 선박인 경우에 있어, 선박에 야기되는 소음 포함 진동 문제를 적절하게 해결할 수 있다.Since vibration can be effectively prevented from occurring in the hull 110 as described above, therefore, in the case of a ship intended for excursion, such as a cruise ship, or a ship to which a quiet operation such as a warship is to be assumed, it causes the vessel. It is possible to appropriately solve the vibration problem including noise.
특히, 본 실시예와 같은 구조는, 종래처럼 프로펠러(120) 날개 자체의 모양이나 크기를 다르게 설계하거나, 선박 후미의 모양을 개선하거나, 소음과 진동을 차단시키기 위한 별도의 보강재를 덧대거나, 선수로부터 유입되는 물의 유동(flow)을 가이드하기 위한 가이드장치를 부착하거나, 프로펠러(120)의 사이즈를 줄이거나 하는 등의 여러 가지 제반적인 로스(loss)를 줄여 소음과 진동 문제를 개선한 방법과는 기술적으로 차별화 된다. 또한, 본 기술은 기진력을 차폐함으로서 프로펠러 설계에 있어서 진동의 구속조건을 제거할 수 있는 여유를 제공하기 때문에, 오히려 프로펠러(120)의 사이즈를 크게 증가시킬 수 있는 등 추진효율 향상에 도움이 될 것이라 기대된다.In particular, the same structure as the present embodiment, the propeller 120, the shape or size of the wing itself differently as in the prior art, to improve the shape of the ship's tail, or to add a separate reinforcement for blocking noise and vibration, or bow In addition to the improvement of the noise and vibration problems by reducing various losses such as attaching a guide device to guide the flow of water from the water or reducing the size of the propeller 120, etc. Technically differentiate In addition, since the present technology provides a margin for eliminating vibration constraints in the propeller design by shielding the vibration force, it may be helpful to improve the propulsion efficiency, such as to greatly increase the size of the propeller 120. It is expected.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기진력 저감형 선박의 배면 구조도로서 작업기체 수용 멤브레인 패드를 여러 위치에 설치한 상태의 도면이다.12 is a rear structural diagram of a vibration reduction type ship according to a second embodiment of the present invention, in which working gas receiving membrane pads are installed at various positions.
이 도면을 참조하되 전술한 [수학식 1]과 도 7을 함께 참조하면, 저감 주파수 대역 f는 공기부피(반지름, a)와 반비례하는 것을 알 수 있으며, 또한 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)들 1개당 1개의 주파수 대역에만 적용 가능함을 알 수 있다.Referring to this figure, but with reference to [Equation 1] and Figure 7 described above, it can be seen that the reduced frequency band f is inversely proportional to the air volume (radius, a), and also the working gas accommodating membrane pads 130a to 130c. It can be seen that it is applicable to only one frequency band per one.
하지만, 실제 선박을 운행하다 보면 제어해야 하는 주파수 대역이 2개 이상일 경우가 많다. 즉 선박을 운항함에 있어 프로펠러(120)의 회전속도(rpm)에 따른 주파수 대역이 1개가 아니라 N개(N은 자연수) 이상의 주파수 대역의 진동성분을 제어해야 할 경우가 있다. 여기서, 진동성분(혹은 가진성분)은 프로펠러(120)의 회전 시 선체(110)에 전달되어 선체(110)를 진동시키는데, 주파수마다 진동성분의 크기는 다를 수 있다.However, when operating an actual ship, there are many cases where there are two or more frequency bands to be controlled. That is, when operating a ship, it is sometimes necessary to control the vibration component of the frequency band of N or more (N is a natural number) rather than one frequency band according to the rotation speed (rpm) of the propeller 120. Here, the vibration component (or excitation component) is transmitted to the hull 110 during the rotation of the propeller 120 to vibrate the hull 110, the size of the vibration component may vary for each frequency.
이 경우, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c) 1개만을 통해서는 N개의 서로 다른 주파수 대역을 제어할 수 없으므로, 적용되는 주파수 대역의 개수(N)만큼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)를 부착시켜 사용해야 한다.In this case, since only one work gas accommodating membrane pad 130a to 130c cannot control N different frequency bands, the work gas accommodating membrane pads 130a to 130c are applied by the number N of frequency bands applied thereto. Must be used.
다시 말해, N개의 주파수 대역을 제어해야 할 경우, N개의 작업기체 수용 멤브레인 패드(미도시)를 프로펠러(120)에 이웃된 선체(110)의 벽면에 부착해서 사용해야 할 것이다.In other words, when N frequency bands are to be controlled, N working gas receiving membrane pads (not shown) may be attached to the wall of the hull 110 adjacent to the propeller 120.
예컨대, 도 12는 130Hz, 140Hz, 150Hz처럼 3개의 주파수 대역 제어를 위해 총 3개의 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)가 프로펠러(120)에 이웃된 선체(110)의 벽면 다수 곳에 결합되어 있는 상황을 나타낸다.For example, FIG. 12 illustrates that three working gas receiving membrane pads 130a to 130c are coupled to a plurality of wall surfaces of the hull 110 adjacent to the propeller 120 to control three frequency bands such as 130 Hz, 140 Hz, and 150 Hz. Indicates a situation.
이때, 선체(110)의 벽면 다수 곳에 결합되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)들의 작업기체 사이즈, 다시 말해, 작업기체 주머니(132a~132c)의 사이즈는 서로 다르게 마련될 수 있다.At this time, the size of the work gas of the work gas receiving membrane pads 130a to 130c coupled to a plurality of wall surfaces of the hull 110, that is, the sizes of the work gas pockets 132a to 132c may be provided differently.
결과적으로, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)는 한 개가 설치되든 다수 개가 설치되든 간에 상쇄간섭 원리에 의해 선체(110)의 기진력을 현저히 저감시킬 수 있다.As a result, the work gas receiving membrane pads 130a to 130c can significantly reduce the vibration force of the hull 110 by the offset interference principle, whether one or a plurality is installed.
즉 본 실시예처럼 다수의 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)가 적용되더라도 프로펠러(120)의 동작 시 기진력이 증가되어 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있음은 물론 특히, 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담 등의 장애요인을 근원적으로 방지할 수 있다.That is, even if a plurality of working gas accommodating membrane pads 130a to 130c are applied as in this embodiment, the vibration force may be prevented from occurring when the propeller 120 operates to prevent vibration from occurring in the ship body 110. It can fundamentally prevent obstacles such as the installation of compressors and related parts, and the burden of energy consumption due to operation.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박에서 작업기체 부피 조절부의 개략적인 구성도이고, 도 14는 도 13의 작업기체 부피 조절부의 제어블록도이다.FIG. 13 is a schematic block diagram of a work gas volume adjusting unit in a propeller cavitation organic vibration reducing vessel according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a control block diagram of the work gas volume adjusting unit of FIG. 13.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박에는 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)와 연결되며, 작업기체 수용 멤브레인 패드(330) 내에 수용되는 작업기체의 부피를 조절하는 작업기체 부피 조절부(350)가 더 갖춰질 수 있다.Referring to these drawings, the propeller cavitation organic vibration reduction type vessel according to the present embodiment is connected to the work gas accommodating membrane pad 330, and adjusts the volume of the work gas accommodated in the work gas accommodating membrane pad 330 The working gas volume adjusting unit 350 may be further provided.
본 실시예의 경우, 작업기체 부피 조절부(350)를 이용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(330) 상의 작업기체의 부피를 조절할 수 있기 때문에, 선체(110, 도 1 참조)에 1개의 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)가 적용되더라도 프로펠러(120, 도 1 참조)의 회전수 변화에 따른 가진 주파수 대역 변화에 대해 가변제어할 수 있다. 즉 선박의 운항 시 프로펠러(120)의 회전수가 변화되더라도 변화된 프로펠러(120)의 회전수에 대응되는 주파수 대역 모두에 대하여 진동 저감의 효과를 제공할 수 있다. 쉽게 표현하여 프로펠러(120)의 회전수가 변화되더라도 선체(110)의 진동을 저감시킬 수 있다.In the present embodiment, since the volume of the working gas on the working gas receiving membrane pad 330 can be adjusted using the working gas volume adjusting unit 350, one working gas containing membrane is attached to the hull 110 (see FIG. 1). Even if the pad 330 is applied, it is possible to variably control the change in the excitation frequency band according to the change in the rotation speed of the propeller 120 (see FIG. That is, even if the rotational speed of the propeller 120 changes during the operation of the ship, it is possible to provide an effect of reducing vibration for all the frequency bands corresponding to the rotational speed of the changed propeller 120. Easily represented, even if the rotational speed of the propeller 120 is changed, the vibration of the hull 110 can be reduced.
선체(110)의 후미에는 선체(110)의 추진을 위한 프로펠러(120)가 마련되는데, 본 실시예에서 프로펠러(120)에는 프로펠러 회전수 감지기(370)가 연결되어 프로펠러(120)의 회전수(RPM)를 감지한다.The rear end of the hull 110 is provided with a propeller 120 for the propulsion of the hull 110, in this embodiment the propeller rotation speed sensor 370 is connected to the propeller 120 is the number of revolutions of the propeller 120 ( RPM).
한편, 앞서 기술한 [수학식 1]과 도 7을 다시 참조하면, 프로펠러(120)의 저감 주파수 대역 f는 공기부피(반지름, a)와 반비례하는 것을 알 수 있으며, 또한 작업기체 수용 멤브레인 패드(330) 1개당 1개의 주파수 대역에만 적용 가능함을 알 수 있다.Meanwhile, referring back to Equation 1 and FIG. 7, the reduced frequency band f of the propeller 120 may be in inverse proportion to the air volume (radius, a). 330) It can be seen that only applicable to one frequency band per one.
하지만, 실제 선박을 운행하다 보면 컨트롤해야 하는 주파수 대역이 2개 이상일 경우가 많다.However, when operating an actual ship, there are many cases where there are two or more frequency bands to be controlled.
선박을 운항함에 있어 프로펠러(120)의 회전수(RPM)는 계속적으로 변화될 수밖에 없기 때문에 주파수 대역이 1개가 아니라 N개(N은 자연수)의 주파수 대역을 컨트롤해야 할 필요성이 높다.Since the number of revolutions (RPM) of the propeller 120 is constantly changing in operating a ship, it is highly necessary to control N frequency bands (N is a natural number) instead of one frequency band.
이 경우, 작업기체 수용 멤브레인 패드(330) 1개만을 통해서는 1개의 특정 주파수 대역만을 컨트롤할 수밖에 없다.In this case, only one specific frequency band can be controlled through only one working gas receiving membrane pad 330.
때문에, N개의 주파수 대역을 컨트롤하려면 전술한 도 12처럼 적용되는 주파수 대역의 개수(N)만큼 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)를 부착시켜 사용하거나 본 실시예처럼 작업기체 부피 조절부(350)를 이용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(330) 상의 작업기체의 부피를 조절하면 된다.Therefore, in order to control the N frequency bands, the work gas accommodating membrane pad 330 may be attached by using the number N of the frequency bands applied as shown in FIG. 12, or the work gas volume adjusting part 350 may be used as in this embodiment. The volume of the working gas on the working gas receiving membrane pad 330 may be adjusted.
본 실시예처럼 작업기체 부피 조절부(350)를 적용할 경우, 1개의 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)가 적용되더라도 프로펠러(120)의 회전수 변화에 따른 가진 주파수 대역 변화에 대해 가변제어할 수 있다. 따라서 프로펠러(120)가 어떠한 회전수로 회전되더라도 선체(110)에 형성되는 진동을 저감시킬 수 있다.When the working gas volume adjusting unit 350 is applied as in the present embodiment, even if one working gas accommodating membrane pad 330 is applied, it is possible to variably control the variation of the excitation frequency band according to the rotational speed of the propeller 120. have. Therefore, even if the propeller 120 is rotated at any rotational speed it can reduce the vibration formed in the hull 110.
본 실시예의 선박에 적용되는 작업기체 부피 조절부(350)는 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)와 연결되며, 프로펠러(120)의 회전수 변화에 따른 가진 주파수 대역 변화에 대해 가변제어할 수 있도록 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332) 내에 수용되는 작업기체의 부피를 조절하는 역할을 한다.The working gas volume adjusting unit 350 applied to the ship of the present embodiment is connected to the working gas receiving membrane pad 330 and works to variably control the excitation frequency band according to the rotational speed of the propeller 120. It serves to adjust the volume of the working gas accommodated in the working gas bag 332 of the gas receiving membrane pad 330.
이러한 작업기체 부피 조절부(350)는 작업기체 리시버(351, receiver), 정압기(352, regulator), 체크 밸브(353), 제1 및 제2 밸브(354,355, valve), 압력 게이지(358), 프로펠러 회전수 감지기(370), 그리고 컨트롤러(360)를 포함한다.The work gas volume control unit 350 is a work gas receiver 351, a receiver, a regulator (352), a check valve (353), the first and second valves (354, 355, valve), a pressure gauge (358), And a propeller rotation speed detector 370 and a controller 360.
작업기체 리시버(351, receiver)는 작업기체가 저장되고, 컨트롤러(360)의 컨트롤에 의해 저장된 작업기체를 공급하는 역할을 한다. 작업기체 리시버(351)는 도시하지 않은 컴프레서와 연결될 수 있다.The work gas receiver 351 (receiver) stores the work gas and serves to supply the stored work gas by the control of the controller 360. The work gas receiver 351 may be connected to a compressor (not shown).
이러한 작업기체 리시버(351)와 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332)는 작업기체 메인라인(356)에 연결된다.The work gas receiver 351 and the work gas pocket 332 of the work gas accommodating membrane pad 330 are connected to the work gas main line 356.
작업기체 메인라인(356)의 일측에는 작업기체 메인라인(356)에 교차되는 작업기체 분기라인(357)이 연결된다.One side of the work gas main line 356 is connected to the work gas branch line 357 intersecting with the work gas main line 356.
정압기(352, regulator)는 작업기체 메인라인(356) 상에 마련되며, 작업기체 리시버(351)를 통해 공급되는 작업기체에 대하여 정압을 유지시키는 역할을 한다.The regulator 352 is provided on the work gas main line 356 and serves to maintain a constant pressure with respect to the work gas supplied through the work gas receiver 351.
체크 밸브(353)는 정압기(352)와 제1 밸브(354) 사이의 작업기체 메인라인(356) 상에 마련되어 작업기체의 역류를 방지하는 역할을 한다.The check valve 353 is provided on the work gas main line 356 between the pressure regulator 352 and the first valve 354 to prevent backflow of the work gas.
제1 밸브(354)는 작업기체 메인라인(356) 상에 마련되며, 작업기체 메인라인(356) 상에서의 작업기체의 흐름을 선택적으로 단속하는 역할을 한다.The first valve 354 is provided on the work gas main line 356 and serves to selectively interrupt the flow of the work gas on the work gas main line 356.
제2 밸브(355)는 작업기체 메인라인(356)에 대하여 분기되는 작업기체 분기라인(357)에 마련되며, 작업기체 분기라인(357) 상에서의 작업기체의 흐름을 선택적으로 단속하는 역할을 한다.The second valve 355 is provided in the work gas branch line 357 branched with respect to the work gas main line 356 and serves to selectively interrupt the flow of the work gas on the work gas branch line 357. .
압력 게이지(358)는 제1 밸브(354)와 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332) 사이의 작업기체 메인라인(356) 상에 마련되어 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332)로 공급되는 작업기체의 압력을 측정하는 역할을 한다.The pressure gauge 358 is provided on the work gas main line 356 between the first valve 354 and the work gas pocket 332 of the work gas accommodating membrane pad 330 to work on the work gas accommodating membrane pad 330. It serves to measure the pressure of the working gas supplied to the gas bag (332).
프로펠러 회전수 감지기(370)는 프로펠러(120)의 회전수(RPM)를 감지하는 역할을 한다. 프로펠러 회전수 감지기(370)는 무선 또는 유선일 수 있다.The propeller rotation speed sensor 370 detects the rotation speed (RPM) of the propeller 120. The propeller rotation speed sensor 370 may be wireless or wired.
그리고 컨트롤러(360)는 프로펠러 회전수 감지기(370)의 정보에 기초하여 작업기체 리시버(351), 제1 밸브(354) 및 제2 밸브(355)의 동작을 컨트롤한다.The controller 360 controls the operation of the work gas receiver 351, the first valve 354, and the second valve 355 based on the information of the propeller rotation speed sensor 370.
전술한 도 9의 그래프를 참조하면, 진동 저감의 효과가 나타나는 주파수가 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332) 내에 수용되는 작업기체의 부피 증가에 따라 160Hz, 155Hz, 145Hz 대역으로 이동하고 있는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332)의 사이즈(size)가 클수록 저감 성능이 나타나는 주파수가 저 주파수 대역(또는 그에 대응되는 프로펠러(120)의 회전수)으로 이동하는 것을 볼 수 있다.Referring to the graph of FIG. 9 described above, the frequency in which the vibration reduction effect is exhibited is in the range of 160 Hz, 155 Hz, and 145 Hz as the volume of the working gas accommodated in the working gas bag 332 of the working gas accommodating membrane pad 330 is increased. You can see that it is moving. In other words, as the size of the work gas bag 332 of the work gas accommodating membrane pad 330 increases, the frequency at which the reduction performance is exhibited moves to a low frequency band (or a corresponding number of revolutions of the propeller 120). You can see that.
따라서 본 실시예의 경우, 컨트롤러(360)가 프로펠러(120)의 회전수에 따라 그에 대응되게 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)의 작업기체 주머니(332)의 부피를 증가 또는 감소시키도록 작업기체 리시버(351), 제1 밸브(354) 및 제2 밸브(355)의 동작을 컨트롤하고 있는 것이다.Therefore, in this embodiment, the controller 360 is to increase or decrease the volume of the work gas bag 332 of the work gas accommodating membrane pad 330 according to the rotational speed of the propeller 120 (work gas receiver ( 351, the operations of the first valve 354 and the second valve 355 are controlled.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(360)는 중앙처리장치(361, CPU), 메모리(362, MEMORY), 서포트 회로(363, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.The controller 360 performing this role may include a central processing unit 361 (CPU), a memory 362 (MEMORY), and a support circuit 363 (SUPPORT CIRCUIT).
중앙처리장치(361)는 본 실시예에서 프로펠러 회전수 감지기(370)의 정보에 기초하여 작업기체 리시버(351), 제1 밸브(354) 및 제2 밸브(355)의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.The central processing unit 361 is industrially used to control the operation of the work gas receiver 351, the first valve 354 and the second valve 355 based on the information of the propeller rotation speed sensor 370 in this embodiment. It may be one of various computer processors that can be applied to.
메모리(362, MEMORY)는 중앙처리장치(361)와 연결된다. 메모리(362)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리이다.The memory 362 is connected to the central processing unit 361. The memory 362 may be installed locally or remotely as a computer readable recording medium, and may be readily available, such as, for example, random access memory (RAM), ROM, floppy disk, hard disk, or any digital storage form. At least one or more memories.
서포트 회로(363, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(361)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(363)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.The support circuit 363 (SUPPORT CIRCUIT) is combined with the central processing unit 361 to support typical operation of the processor. Such support circuits 363 may include caches, power supplies, clock circuits, input / output circuits, subsystems, and the like.
본 실시예에서 컨트롤러(360)는 프로펠러 회전수 감지기(370)의 정보에 기초하여 작업기체 리시버(351), 제1 밸브(354) 및 제2 밸브(355)의 동작을 컨트롤한다. 이때, 컨트롤러(360)가 프로펠러 회전수 감지기(370)의 정보에 기초하여 작업기체 리시버(351), 제1 밸브(354) 및 제2 밸브(355)의 동작을 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(362)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(362)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.In this embodiment, the controller 360 controls the operation of the work gas receiver 351, the first valve 354, and the second valve 355 based on the information of the propeller rotation speed sensor 370. At this time, a series of processes in which the controller 360 controls the operation of the work gas receiver 351, the first valve 354, and the second valve 355 based on the information of the propeller rotation speed sensor 370 is a memory. 362 may be stored. Typically software routines may be stored in memory 362. Software routines may also be stored or executed by other central processing units (not shown).
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.Although the process according to the invention has been described as being executed by software routines, at least some of the processes of the invention may be performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software running on a computer system, in hardware such as integrated circuits, or by a combination of software and hardware.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예처럼 작업기체 부피 조절부(350)를 이용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(330) 상의 작업기체의 부피를 조절할 경우, 설사, 1개의 작업기체 수용 멤브레인 패드(330)가 적용되더라도 프로펠러(120)의 회전수(RPM) 변화에 따른 가진 주파수 대역 변화에 대해 가변제어할 수 있다.As described above, when adjusting the volume of the working gas on the working gas receiving membrane pad 330 by using the working gas volume adjusting unit 350, even if one working gas receiving membrane pad 330 is Even if it is applied, it is possible to variably control the change in the excitation frequency band according to the rotational speed (RPM) of the propeller 120.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박의 요부 확대도이고, 도 16은 도 15의 B 영역의 확대 구조도이며, 도 17은 도 16의 분해도이다.15 is an enlarged view illustrating main parts of a propeller cavitation organic vibration reduction type vessel according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 16 is an enlarged structural diagram of region B of FIG. 15, and FIG. 17 is an exploded view of FIG. 16.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 경우, 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)는 선체(410)의 바텀 플러그 모듈(450)에 결합될 수 있다.Referring to these drawings, in the present embodiment, the working gas receiving membrane pad 430 may be coupled to the bottom plug module 450 of the hull 410.
바텀 플러그 모듈(450)은 선체(410)에 설치되어 있는 구조물인데, 이처럼 바텀 플러그 모듈(450)에 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)를 결합시키게 되면 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)의 결합을 위한 별도의 구조물이나 부품이 필요치 않다는 이점이 있다.The bottom plug module 450 is a structure installed in the hull 410. When the bottom plug module 450 is coupled to the work gas accommodating membrane pad 430, the coupling of the work gas accommodating membrane pad 430 is performed. The advantage is that no separate structure or component is required.
바텀 플러그 모듈(450)에 대한 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)의 결합구조를 설명하기 전에 바텀 플러그 모듈(450)에 대해 먼저 살펴본다.Before describing the coupling structure of the working gas receiving membrane pad 430 to the bottom plug module 450, the bottom plug module 450 will be described.
바텀 플러그 모듈(450)은 선체(410)의 벽면 곳곳에 장착되는 부품으로서, 선체(410) 내로 유입된 물을 배수시키는 마개의 역할을 수행한다. 바텀 플러그 모듈(450)은 제거되는 부품이 아니다.The bottom plug module 450 is a component mounted on the wall surface of the hull 410, and serves as a stopper for draining the water introduced into the hull 410. The bottom plug module 450 is not a component to be removed.
이러한 바텀 플러그 모듈(450)은 선체(410)에 결합되는 바텀 소켓(460, bottom socket)과, 바텀 소켓(460)에 착탈 가능하게 결합되는 바텀 플러그(470, bottom plug)를 포함한다.The bottom plug module 450 includes a bottom socket 460 coupled to the hull 410, and a bottom plug 470 detachably coupled to the bottom socket 460.
바텀 소켓(460)이 해당 위치에 결합되기 위해 선체(410)에는 바텀 소켓(460)의 결합을 위한 소켓 결합부(411)가 형성된다.In order to couple the bottom socket 460 to the corresponding position, the hull 410 is provided with a socket coupling part 411 for coupling the bottom socket 460.
소켓 결합부(411)의 외벽에는 제1 경사면(412)과 제1 수평면(413)이 형성되며, 이에 대응되게 바텀 소켓(460)에도 제2 경사면(461)과 제2 수평면(462)이 형성된다.The first inclined surface 412 and the first horizontal surface 413 are formed on the outer wall of the socket coupling part 411, and the second inclined surface 461 and the second horizontal surface 462 are also formed in the bottom socket 460. do.
이와 같은 구조에 의해 바텀 소켓(460)은 소켓 결합부(411)에 결합될 수 있다. 이때, 바텀 소켓(460)이 소켓 결합부(411)에 나사 방식으로 조립되거나 아니면 압입되는 것이 쉽게 분리되지 않도록 하는 면에서 유리할 수 있다.By this structure, the bottom socket 460 may be coupled to the socket coupling part 411. At this time, the bottom socket 460 may be advantageous in that it is not assembled or screwed into the socket coupling portion 411 is not easily separated.
바텀 플러그(470)는 바텀 소켓(460)에 착탈 가능하게 결합되는 구조물이다. 이러한 바텀 플러그(470)는 바텀 소켓(460)의 소켓 관통부(463)에 결합되는 플러그 헤드(471)와, 플러그 헤드(471)에 연결되며, 바텀 소켓(460)을 통해 선체(410)의 외벽으로 노출되는 나사식 플러그 샤프트(472)를 포함한다.The bottom plug 470 is a structure detachably coupled to the bottom socket 460. The bottom plug 470 is connected to the plug head 471 and the plug head 471 coupled to the socket through part 463 of the bottom socket 460, and the bottom of the hull 410 through the bottom socket 460. A threaded plug shaft 472 is exposed to the outer wall.
플러그 헤드(471)와 바텀 소켓(460)에는 볼트(Bolt)가 체결되도록 상호간 연통되는 다수의 제1 및 제2 통공(471a,160a)이 형성된다.The plug head 471 and the bottom socket 460 are provided with a plurality of first and second through holes 471a and 160a which communicate with each other so that the bolt is fastened.
한편, 이와 같은 구조에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)는 바텀 플러그(470)의 나사식 플러그 샤프트(472)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.On the other hand, in such a structure, the working gas receiving membrane pad 430 may be detachably coupled to the threaded plug shaft 472 of the bottom plug 470.
작업기체 수용 멤브레인 패드(430)의 패드 바디(431)가 나사식 플러그 샤프트(472)에 착탈 가능하게 결합되기 위해, 고정너트(481), 밀봉 개스킷(482), 그리고 보강 플레이트(483) 등의 구조물이 요구된다.In order to detachably couple the pad body 431 of the work gas accommodating membrane pad 430 to the threaded plug shaft 472, the fixing nut 481, the sealing gasket 482, and the reinforcing plate 483 may be used. A structure is required.
고정너트(481)는 나사식 플러그 샤프트(472)에 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)의 패드 바디(431), 밀봉 개스킷(482), 그리고 보강 플레이트(483)가 차례로 끼워진 상태에서 이들을 고정시키는 역할을 한다.The fixing nut 481 fixes the pad body 431, the sealing gasket 482, and the reinforcing plate 483 of the work gas accommodating membrane pad 430 to the threaded plug shaft 472. Do it.
즉 고정너트(481)는 선체(410)의 바깥쪽에서 나사식 플러그 샤프트(472)에 체결되어 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)의 패드 바디(431), 밀봉 개스킷(482), 그리고 보강 플레이트(483)를 고정시키는 역할을 한다.That is, the fixing nut 481 is fastened to the threaded plug shaft 472 on the outside of the hull 410 so that the pad body 431, the sealing gasket 482, and the reinforcing plate 483 of the membrane pad 430 for the work gas are accommodated. ) Is fixed.
고정너트(481)는 임으로 풀리지 않는 풀림방지기능을 갖는 너트로 적용되는 것이 바람직하다.Fixing nut 481 is preferably applied to a nut having a loosening prevention function that is not released.
밀봉 개스킷(482)은 나사식 플러그 샤프트(472)로 삽입되는 개스킷 홀(451a)을 구비하며, 나사식 플러그 샤프트(472)에 밀착되어 패드 바디 홀(431a)을 밀봉하는 역할을 한다.The sealing gasket 482 has a gasket hole 451a inserted into the threaded plug shaft 472 and is in close contact with the threaded plug shaft 472 to seal the pad body hole 431a.
밀봉 개스킷(482)은 약간 탄성이 있는 고무 재질로 제작될 수 있다.The sealing gasket 482 may be made of a rubber material that is slightly elastic.
보강 플레이트(483)는 나사식 플러그 샤프트(472)로 삽입되는 플레이트 홀(483a)을 구비하며, 밀봉 개스킷(482)과 고정너트(481) 사이에 배치되어 패드 바디(431)를 보강하는 역할을 한다.The reinforcement plate 483 has a plate hole 483a inserted into the threaded plug shaft 472 and is disposed between the sealing gasket 482 and the fixing nut 481 to reinforce the pad body 431. do.
이상 설명한 것처럼 본 실시예의 경우, 바텀 플러그(470)의 구조상 바텀 플러그(470)의 나사식 플러그 샤프트(472)가 선체(410)의 외벽으로 미리 노출되어 있는 상태이기 때문에 설사, 선체(410)의 바닥이 물에 잠긴 상태일지라도 나사식 플러그 샤프트(472)에 패드 바디(431), 밀봉 개스킷(482), 그리고 보강 플레이트(483)를 차례로 끼우고 고정너트(481)로 마감하면 되기 때문에 작업이 어렵지 않다.As described above, in the present embodiment, since the threaded plug shaft 472 of the bottom plug 470 is previously exposed to the outer wall of the hull 410 in the structure of the bottom plug 470, Even if the bottom is submerged in water, it is difficult to insert the pad body 431, the sealing gasket 482, and the reinforcing plate 483 into the threaded plug shaft 472 and finish with the fixing nut 481. not.
만약, 작업기체 주머니(432)가 찢어져서 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)를 교체해야 하는 경우, 전술한 역순으로 작업하여 찢어진 작업기체 수용 멤브레인 패드를 빼내고 다시 새로운 작업기체 수용 멤브레인 패드를 제자리에 끼워 넣으면 되기 때문에 작업이 어렵지는 않다.If the work gas bag 432 is torn and the work gas accommodating membrane pad 430 needs to be replaced, the work gas accommodating membrane pad may be removed in the reverse order as described above, and the new work gas accommodating membrane pad may be put back into place. It is not difficult to work.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예처럼 선체(410)에 이미 적용되어 있는 바텀 플러그 모듈(450)을 활용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(430)를 선체(410)에 설치할 경우, 작업기체 수용 멤브레인 패드(420)의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하고 편리하게 수행할 수 있다.As described above, when the working gas receiving membrane pad 430 is installed on the hull 410 by utilizing the bottom plug module 450 already applied to the hull 410 as in this embodiment, the working gas receiving membrane pad ( Installation or maintenance work of the 420 can be easily and conveniently performed.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.