WO2022103016A1

WO2022103016A1 - 공기를 이용한 선박 저항 감속장치

Info

Publication number: WO2022103016A1
Application number: PCT/KR2021/015000
Authority: WO
Inventors: 박성기
Original assignee: (주) 결로이야기
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-05-19
Also published as: US20230382497A1; JP2023544236A; CN116034074A; KR102318804B1

Abstract

본 발명은 공기를 이용한 선박저항 감속장치를 개시한다. 본 발명은 선박의 바닥측에 공기를 분사하여 생성된 기포를 바닥측에 머물게 하여 물에 대한 마찰저항을 감소시켜 운항 속도의 증가와 연비 개선을 도모하기 위한 것으로, 구조가 간소하면서 별도의 구동원을 사용하지 않아도 선박의 운항시 발생하는 공기를 흡입하여 선저의 바닥측에 공기방울로 이루어진 공기층을 형성되게 하여 경제적인 제조와 운영 효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

공기를 이용한 선박 저항 감속장치

본 발명은 선박의 운항시 공기를 이용한 선박 저항 감속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 바닥측에 공기를 분사하여 생성된 기포를 바닥측에 머물게 하여 물에 대한 마찰저항을 감소시켜 속도를 향상시킬 수 있는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 물위에 떠서 운항하는 교통기관을 지칭하는 것으로, 동력기관에 따라 노도선·범선(풍력)·기선(석탄·석유를 연료로 하는 기계력)·원자력선(핵연료에 의한 기계력)으로 구분되며, 현재 기선이라고 하는 명칭은 종류 여하를 불문하고 모두 기계력에 의해 추진되는 동력선의 뜻으로 사용되지만, 좁은 뜻의 기선은 증기력으로 작동하는 왕복동 기관이나 증기터빈 기관을 가지는 배를 가리키며, 가솔린 기관·흡입가스 기관·호트밸브 기관·디젤 기관을 가지는 내연기선은 기선(機船)이라고 하여 구별한다.

추진기별로 보면, 기선의 초기는 수차식의 외륜선이었지만, 현대는 날개가 3~7개의 날개를 가진 프로펠러로 이루어진 스크류 프로펠러선이 주로 사용되는데, 스크류 프로펠러(screw propeller)는, 통상 3~7개의 날개를 가진 프로펠러면서 프로펠러 날개의 나선면이 물을 밀어내고 그 반동으로 생긴 추력을 받아 배가 전진하게 되는데 통상적인 선박용 추진장치로서는 단일 프로펠러인 고정피치 프로펠러(FPP:Fixed Pitch Propeller), 가변 피치 프로펠러(CPP:Controllable Pitch Propeller)와 복합 프로펠러(compound propeller)인 상반회전 프로펠러(CRP), 텐덤 프로펠러(Tendem propeller) 등의 추진장치가 있다.

이와 같은 전통적인 선박의 추진 장치인 스크류 프로펠러는 선박의 고속화 대형화의 추세에 맞추어 발전되어 가고 있으나, 선박이 고속화되면서 발생되는 캐비테이션(Cavitation)에 의한 진동 및 소음의 문제가 발생하게 되며, 이때의 상기 케비테이션(Cavitation)이란, 부하가 높은 프로펠러가 어떤 임계 회전수를 넘는 회전속도로 구성될 때 나타나는 현상이며, 좀 더 일반적으로는 일정한 온도에서 압력을 낮추어서 수증기 또는 공기로 채워져 있는 기포가 가시화하고 성장하는 현상을 말한다.

이외에도, 선박은 해수면 위를 운항할 때 여러 원인에 의해 에너지 손실이 발생하게 되는데, 대표적으로 선체의 선수부에서 물을 가르면서 발생하는 발산파(divergent wave) 및 이를 뒤따르면 발산파와 수직되게 발생하는 가로파(또는 횡파, Transverse wave)로 이루어져 선체의 모든 부분에 저항을 발생시키는 조파저항((wave making resistance)과, 물의 점성으로 인해 선체의 진행을 방해하는 표면마찰저항과 형상저항으로 구분되는 점성저항(frictional resistance)과, 물이 선체 표면을 따라 원활하게 흐르지 못하는 와류저항(eddy making resistance) 끝으로 수면 상에 노출된 선체와 선루에서 발생하는 공기저항(aerodynamic resistance)이 발생하게 된다.

이러한 선박 운항시 발생하는 여러 저항은 유선형 설계, 웨이브 피어싱 설계, 다동선 설계 등 여러 가지 방법들이 적용되고 있으며, 일례로, 조파저항의 경우 선수부분을‘구상선수(Bulbous bow)’ 형태로 설계하는 방법이 적용되고 있고, 와류저항의 경우 부유체의 전면을 가능하면 유선과 적은 각을 이루도록 하고 배면은 유선이 떨어져 나가지 못하도록 형상을 좁혀 나가는 유선형 설계가 작용되고 있으며, 점성저항의 경우 해수와의 마찰저항을 감소시키기 위해 물과 접촉하는 면적을 줄이고 또한, 저항을 줄여주는 특수 페인트를 많이 사용하는 방법이 적용되고 있다. 또한 공기저항의 경우에는 수면 상부 구조물을 직각 형태에서 원형으로 하고 또한 구조물 중간에 빈 공간을 만들어 공기의 저항을 줄이도록 하고 있다.

최근에는 선박의 운항시 저항을 저감시키기 위한 방법 중의 하나로 선체 표면에 공기층인 공기 공동(air cavity)을 배치시켜 공기층에 의해 해수와의 점성에 의한 에너지 손실을 줄이 방식의 선박 저항 감속장치가 지속적으로 연구 개발되고 있다.

종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1980738호를 통해 ‘선박의 마찰저항 감소를 위한 워터제트식 공기윤활장치’ 및 대한민국 등록툭허 제10-2031829호를 통해 ‘부력 증강에 따라 복원력이 향상된 소형 선박’ 및 대한민국 등록특허 제10-1433525호를 통해 공기 생산 장치를 선체 내부에 배치하고 공기 분사 장치를 선저면의 선수에서 선미에 이르는 종 방향으로 길게 배치시켜, 분사되는 공기가 선저면을 충분히 덮을 수 있는 공기윤활선박에 대해 개시되어 있다.

하지만, 상기 종래 기술에 따른 선박의 공기윤활장치는 공기 분사 장치에 대량의 공기를 제공하기 위해서는 공기 생산 장치의 구동에 따른 전력소모비용이 증가되는 문제점이 있으며, 또한 항해시에는 선박이 좌,우 및 전,후 방향으로 요동됨에 따라 공기층의 형성이 원활하게 이뤄지지 않을 뿐만 아니라 공기층을 형성하여 유지시키기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 선박의 운항시 발생하는 불규칙한 움직임에도 물과 선박 사이에 형성한 공기층이 선수에서 선미로 안정적인 흐름을 갖도록 유도하여 선박의 흔들림을 억제하고 별도의 공기발생장치를 사용하지 않음에 따라 경제적인 제조와 유지관리의 편의성을 높일 수 있도록 한 공기를 이용한 선박 저항 감속장치의 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 고속 선박의 경우 선수가 들리면서 마찰저항과 조파저항이 증가되어 선박의 속도를 저하시키는 것을 방지하도록 선미에 양력 날개를 부가 구성하여 선박의 앞뒤 수평을 유지되게 함으로써 운항 안정성을 높일 수 있는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 선박의 선회 또는 정지 또는 감속시 선저의 저면에 형성되는 공기층의 발생을 제어하여 운항 효율성을 높일 수 있는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 공기를 이용한 선박저항 감속장치는, 선박의 선수 좌,우에 대칭 구비되어 운항시 발생하는 공기를 흡입하는 공기흡입구; 상기 각 공기흡입구에 연결되어 선체의 하부측으로 흡입공기를 유도하는 공기흡입관로; 상기 각 공기흡입관로에 연결되어 공기를 공급받아 선저의 바닥면으로 공기방울이 생성되게 배출하는 것으로, 선저의 중심부측에 배치되는 내측부력부 및 이 내측부력부의 외측에 선저의 가장자리를 따라 배치되는 외측부력부로 이루어진 매니폴드; 상기 선저의 바닥면측에 선체의 길이 방향을 따라 돌출 형성되되 간격을 두고 복수 구비되는 것으로, 상기 내측부력부와 외측부력부에서 발생한 공기방울이 선체의 폭방향으로 유동되는 것을 억제하면서 운항 방향으로 유동될 수 있도록 규제하는 가이드핀으로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 매니폴드는 내부에 흡입공기가 유동되는 통로를 형성한 것으로, 이 통로의 바닥면에는 일정한 간격을 두고 흡입공기가 외부로 배출되는 배출구멍이 형성되고, 이 배출구멍의 일측에는 통로측을 향하여 돌출 형성되어 흡입공기의 유동 방향에 대한 저항을 발생시켜 배출구멍측으로 유도되어 선저의 외부로 배출되게 하는 공기배출 유도판이 돌출 형성되는 구성에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 공기흡입구의 일측에는 전원을 공급받아 송풍작용을 하는 송풍기가 연결 구비되거나, 또는 상기 각 공기흡입구의 일측에 설치되어 선택적으로 공기의 흡입과 차단을 하는 솔레노이드 밸브 중 어느 하나 또는 하나 이상을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 매니폴드는 선체의 선저에서 탈부착 가능하게 끼움구조 또는 나사체결구조로 결합 구비되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 선체는 선미의 양측에 선수의 들림 현상을 억제하기 위한 양력 날개가 구비되는 것에 있다.

본 발명에 따른 공기를 이용한 선박저항 감속장치는, 선박의 바닥면인 선저측으로 공기를 분사하여 공기 방울에 의한 마찰저항을 감소시킴으로서 운항 속도의 증가와 연비 개선을 도모할 수 있는 유용한 효과가 기대된다.

또한, 구조가 간소하고 별도의 구동원을 사용하지 않아도 선박의 운항시 발생하는 공기를 흡입하여 선저의 바닥측에 공기방울로 이루어진 공기층을 형성시키므로 경제적인 제조가 가능하고, 필요시 탈착이 가능하므로 선저의 바닥측에 붙어 있는 따개비나 해초류 등의 부착물을 용이하게 제거할 수 있으므로 유지관리의 편의성이 양호한 이점이 있다.

또한, 본 발명은 좌,우 배치된 한 쌍의 매니폴드에서 생성되는 공기층을 부분적으로 발생시키거나 또는 발생되지 않도록 하여 선박이 선회하거나 또는 감속 및 정지시의 마찰력을 부분적으로 높여 운항 효율성을 높일 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 적용된 선박을 나타낸 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 적용된 선박을 저면에서 바라본 도면,

도 3은 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 적용된 선박을 선수측에서 바라본 도면,

도 4는 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치에서 선저부력부의 요부를 발췌하여 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치의 다른 실시례를 나타낸 도면,

<부호의 설명>

1 : 선박 2 : 선체

3 : 선수 4 : 선미

5 : 선저 10 : 공기흡입구

11 : 공기흡입관로 13 : 매니폴드

13a : 내측부력부 13b : 외측부력부

15 : 가이드핀 17 : 배출구멍

18 : 공기배출 유도판 20 : 송풍기

21 : 공급관로 25 : 솔레노이드 밸브

a : 통로 b : 공기방울

s : 양력 날개

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 적용된 선박을 나타낸 측면도이다.

도면에는, 선체(2)의 앞쪽 부분을 구성하는 선수(3)와, 선체(2)의 뒷 부분을 지칭하는 선미(4) 그리고 선체(2)의 하면을 지칭하는 선저(5)로 이루어진 선박(1)이 도시되어 있으며, 이 선체(2)의 선수(3)측에는 선박(1)의 운항시 발생하는 운항풍을 흡입 유도하기 위한 공기흡입구(21)가 위치되고, 이 공기흡입구(21)를 통해 흡입된 공기를 선체(2)의 바다측 즉 선저(5)측으로 안내하기 위한 관로인 공기흡입관로(11) 그리고 상기 공기흡입관로(11)를 통해 유입되는 공기를 공급받아 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)로 분기 안내하기 위한 매니폴드(13) 및 끝으로 상기 선체(2)의 선미(4) 양측에 돌출 구비되어 선박(1)의 운항시 선수(3) 부분이 들리는 것을 보상하기 위하여 운항풍에 의해 선미(4)측 부분이 상승되도록 유도하여 선박(1)의 앞뒤 수평을 유지되게 하는 양력 날개(s)를 구비한 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 도시되어 있다.

도 2는 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 적용된 선박을 저면에서 바라본 도면이다.

도면에는, 선박(1)의 선체(2)에서 선저(5) 부분을 나타낸 것으로, 도면에서 보는 바와 같이 선수(3) 측에는 좌,우 대칭되게 선박(1)의 운항시 발생하는 운항풍에 의한 공기를 흡입 유도하기 위한 공기흡입구(21)가 위치되고, 이 공기흡입구(21)를 통해 흡입된 공기를 선체(2)의 바다측 즉 선저(5)측으로 안내하기 위한 관로인 공기흡입관로(11) 그리고 상기 공기흡입관로(11)를 통해 유입되는 공기를 공급받아 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)로 분기 안내하기 위한 매니폴드(13) 및 상기 매니폴드(13)의 하부로 돌출 구비되는 것으로 선체(2)의 길이 방향을 따라 돌출되어 폭방향으로 구획함으로써 상기 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)에서 발생한 공기방울(b)이 선체(2)의 폭방향으로 유동되는 것을 억제하여 선박(1)의 직진 안정성을 높이기 위한 가이드핀(15)으로 구성된 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 도시되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 적용된 선박을 선수측에서 바라본 도면이다.

도면에는, 선체(2)의 선저(5)측에 일체로 형성되거나 또는 별도로 제작되어 나사부재나 끼움구조 등에 의해 착탈 가능하게 구비되는 매니폴드(13)와, 이 매니폴드(13)에서 발생한 공기방울(b)에 의한 공기층이 선체(2)의 폭방향으로 유동되는 것을 억제하기 위하여 선저(5) 즉 매니폴드(13)의 하측으로 지느러미 형태로 돌출되어 구획하는 복수의 가이드핀(15)이 마련된 선박(1)이 도시되어 잇다.

도 4는 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치에서 선저부력부의 요부를 발췌하여 나타낸 도면이다.

도면에는, 선박(1)의 선수(3)측에 마련된 공기흡입구(21)와 공기흡입관로(11)를 통해 공기를 공급받아 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)로 분기 공급하기 위하여 내부에 공기유동을 위한 통로가 형성된 분기요소인 매니폴드(13)와, 이 매니폴드(13)를 구성하는 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)를 구성하는 것으로 선수(3)측에서 흡입된 공기가 선미(4)측으로 유동되는 통로의 바닥면측에 형성된 복수의 배출구멍(17)과, 이 배출구멍(17)에서 통로(a)측을 향하여 돌출되어 흡입공기의 유동 방향에 대한 저항을 발생시켜 상기 배출구멍(17)을 통해 선저(5)의 외부로 배출되게 하는 공기배출 유도판(18)이 마련된 공기를 이용한 선박 저항 감속장치가 도시되어 있다.

도 5는 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박 저항 감속장치의 다른 실시례를 나타낸 도면이다.

도면에는, 대형 선박 또는 운항속도가 느린 경우 상기 선체(2)의 선수(3)측에 마련된 공기흡입구(21)를 통해 원활한 공기 흡입이 곤란할 수 있으므로, 이를 보상하기 위하여 상기 공기흡입구(21)에 강제로 공기를 공급하기 위한 송풍기(20)가 설치된 구성을 나타낸 것이다.

또한, 상기 송풍기(20)와 함께 설치되거나 또는 독립적으로 설치될 수 있는 것으로 상기 한 쌍의 공기흡입관로(11)에 설치되어 관로를 개폐 단속하는 작용을 하는 솔레노이드 밸브(25)를 포함한 공기를 이용한 선박 저항 감속장치를 나타낸 것으로, 이때의 상기 좌,우 솔레노이드 밸브(25)는 동시에 관로를 개방 또는 폐쇄시키거나 또는 좌측 또는 우측의 공기흡입관로(11)에 대한 관로 개방을 단속하도록 구비될 수 있다.

이상의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기를 이용한 선박저항 감속장치 공기를 이용한 선박저항 감속장치의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 크게 선박(1)의 선수(3) 좌,우측에 배치되어 공기를 흡입하기 위한 공기흡입구(10)와, 이 공기흡입구(10)에 연결되어 흡입된 공기를 선저(5)의 바닥측으로 안내하기 위한 공기흡입관로(11)와, 이 공기흡입관로(11)에 연결되어 공기를 공급받아 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)로 분기 안내하기 위한 것으로 흡입된 공기가 선저(5)의 외부로 배출되면서 공기방울(b)을 형성되게 하는 매니폴드(13)와, 상기 매니폴드(13)를 통해 형성된 공기방울(b)이 선체(2)의 폭방향으로 유동되는 것을 억제하도록 선저(5)의 길이 방향을 따라 돌출 형성되는 가이드핀(15)으로 구성된다.

공기흡입구(10)는 선박(1)의 선체(2)에서 앞쪽 부분인 선수(3)의 좌,우측에 대칭 구비되는 것으로, 선박(1)의 운항시 선수(3)측에는 공기저항이 발생하게 되는데 이를 흡입 유도하기 위한 요소이다. 이러한 공기흡입구(10)는 도시하지는 않았으나 메시망 등의 필터요소를 구비하는 것이 바람직하며, 이는 생물이나 기타 부유물질 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위함이다.

이러한 공기흡입구(10)는 바람직한 실시례로 본 발명에서는 선수(3)의 좌,우측에 배치되는 구성을 예시하였으나, 이에 한정하지 않고 선체(2)의 중앙 또는 선미(4)측에 별도의 공기흡입구를 설치하여 공기를 흡입 유도하도록 설치되는 것도 가능할 것이다.

또한, 본 발명에서의 상기 공기흡입구(10)는 자연흡기 구조를 예시하였으나, 선박(1)의 운항속도가 늦은 경우 또는 선박(1)의 운항 방향과 반대되는 방향으로 바람이 부는 경우에는 별도의 송풍기(20)를 이용하여 공기를 강제 급기시키는 구성도 가능하다. 즉, 선박(1)의 운항 속도나 바람의 방향에 따라 자연 흡기만으로 매니폴드(13)에 충분한 흡입공기를 공급하기 어려운 경우에는 공기흡입구(10)의 일측에 마련한 송풍기(20)를 통해 공기를 강제 송풍시킬 수 있을 것이다.

공기흡입관로(11)는 상기 공기흡입구(10)에 연결되어 선저(5)측으로 안내하기 위한 관로 요소이며, 상기 공기흡입구(10)와 일체로 성형된다. 이러한 공기흡입관로(11)는 선체(2)의 외면에 일체로 형성되거나 또는 별도로 성형되어 부착 구비될 수 있으며, 이러한 구조는 공지의 기술에 의해 다양하게 실시될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

매니폴드(13)는 선저(5)의 바닥측에 좌,우 대칭되게 배치되는 것으로 사용자 단말기(3) 공기흡입관로(11)에 연결되어 흡입공기를 공급받아 선미(4)측으로 이동될 수 있도록 하는 통로(a)를 형성한 것으로, 각각의 매니폴드(13)는 선저(5)의 중심부측에 선체(2)의 길이 방향을 따라 길게 배치되는 내측부력부(13a)와, 이 내측부력부(13a)의 외측으로 즉, 선저(5)의 외측으로 선체(2)의 길이 방향을 따라 길게 배치되는 외측부력부(13b)로 이루어진다.

즉, 상기 매니폴드(13)는 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)로 이루어지며, 이들 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)에 각각 흡입된 공기를 유동 안내하도록 통로(a)를 형성한 구성이다.

한편, 매니폴드(13)는 통로(a)를 따라 선미(4)측으로 유동되는 공기가 선저(5)의 외부로 배출될 수 있도록 간격을 두고 복수의 배출구멍(17)이 형성되며, 이 배출구멍(17)으로 공기가 용이하게 배출될 수 있도록 상기 배출구멍(17)의 일측에는 통로(a)측을 향하여 돌출 형성되는 것에 의해 흡입 공기의 유동 방향에 대한 저항을 발생시키는 공기배출 유도판(18)이 구비된다.

즉, 매니폴드(13)의 앞쪽에서 뒤쪽으로 유동되는 흡입공기는 각각의 공기배출 유도판(18)에 부딪혀 흐름저항이 발생하면서 배출구멍(17)을 통해 선저(5)의 외부로 배출되고, 이렇게 배출되는 과정에서 공기방울(b)을 형성하게 된다.

가이드핀(15;Guide Fin)은 상기 선체(2)의 선저(5) 외면측에 선체(2)의 길이 방향을 따라 형성되되, 상기 선체(2)의 폭 방향으로 간격을 두고 복수 구비되는 구획요소이다.

즉, 상기 가이드핀(15)은 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)에서 발생한 공기방울(b)이 선체(2)의 폭방향으로 유동되는 것을 억제하여 선박(1)의 운항 안정성을 높이도록 하고, 생성된 공기방울(b)들로 이루어진 공기층이 상기 가이드핀과 가이드핀 사이의 구획된 공간에 갖힌 상태에서 선박(1)의 운항에 의해 자연스럽게 선미(4)측으로 유동되도록 함으로써 선체(2)와 물과의 마찰 저항을 감소시키게 된다.

한편, 상기 가이드핀(15)은 매니폴드(13)의 저면에 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 매니폴드(13)는 상기 선체(2)의 선저(5)에 탈부착 가능하게 끼움구조 또는 나사체결 구조로 결합되는 구성이다.

한편, 본 발명에서 선체(2)는 선미(4)의 양측에 양력 날개(s)가 구비되는 것을 제안하며, 이러한 양력 날개(s)는 선박(1)이 고속으로 운항하는 경우 선수(3) 측이 들리면서 마찰저항과 조파저항 그리고 공기저항이 증가되어 선박(1)의 속도를 저하시키는 요인으로 작용하게 되는데, 이때 상기 선미(4) 양측에 마련된 양력 날개(s)는 부상력을 작용하여 선미(4)를 상승시켜 결과적으로 선박(1)의 앞뒤가 수평을 유지되게 한다.

이러한 양력 날개(s)는 선미(4)의 윗부분에 마련되어 공기에 의한 부상력을 작용받도록 구성되거나 또는 선미(4)의 아랫 부분에 설치되어 수중에 잠긴 상태로 마련되어 물에 의한 부상력을 작용받도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 한 쌍의 공기흡입구(10) 또는 공기흡입관로(11)에는 관로의 개폐를 단속하는 한 쌍의 솔레노이드 밸브(25)가 설치될 수 있으며, 상기 한 쌍의 솔레노이드 밸브(25)는 선택적으로 관로를 개폐시키는 것에 의해 좌,우 한 쌍으로 제공되는 매니폴드(13)를 통해 선저(5)에 대한 공기층의 형성 유무를 제어함으로써, 선박(1)의 선회시 선저(5)에 국부적인 마찰력을 형성하거나 또는 선박(1)의 정지나 속도를 감속하는 경우 선저(5) 전체에 마찰저항을 높이도록 제어될 수 있다.

즉, 선박(1)이 우측으로 선회하는 경우 선저(5)의 우측 부분에 위치한 매니폴드(13)는 공기층을 형성하지 않도록 해당 위치의 솔레노이드 밸브(25)를 이용하여 공기흡입구(10) 또는 공기흡입관로(11)를 폐쇄하여 선저(5)의 우측 부분에 대한 마찰력을 높이고, 선저(5)의 좌측 부분에 위치한 매니폴드(13)는 정상적으로 공기방울(b)을 생성시켜 선저(5)의 좌측부분에 대한 마찰을 저감시킴으로써 안정된 선회를 가능하게 할 수 있을 것이다.

또한, 선박(1)의 속도를 감속하거나 정지시키는 경우 상기 한 쌍의 솔레노이드 밸브(25)를 동작시켜 좌,우 배치된 공기흡입구(10) 또는 공기흡입관로(11)의 관로를 폐쇄시킨다. 그러면 상기 공기흡입관로(11)에 연결된 한 쌍의 매니폴드(13)는 공기방울(b)을 생성시키지 않게 되므로 결과적으로 선저(5)의 마찰저항이 높아짐에 따라 선박(1)의 감속 또는 정지 작용에 도움을 줄 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 선박 저항 감속장치의 사용과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선박(1)을 일정속도로 운항하게 되면, 선체(2)의 선수(3) 좌,우측에 배치된 공기흡입구(10)를 통해 공기가 흡입 유도되어 공기흡입관로(11)로 안내된다.

그리고 상기 공기흡입관로(11)로 유도된 흡입공기는 선저(5)의 바닥측에 좌,우 대칭되게 구비된 한 쌍의 매니폴드(13)의 통로(a)로 공급된다.

이어서, 상기 각 매니폴드(13)의 통로(a)로 유도된 공기는 매니폴드(13)를 구성하는 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)로 각각 분기 공급되며, 이들 내측부력부(13a)와 외측부력부(13b)에 형성된 배출구멍(17)과 공기배출 유도판(18)에 의해 선저(5)의 외부로 배출되면서 공기방울(b)을 생성하게 된다.

이렇게 생성된 공기방울(b)은 선체(2)를 따라 길게 배치되되 선체(2)의 폭방향으로 간격을 두고 복수 구비된 가이드핀(15)이 구획하는 공간내에서 공기층을 형성하게 된다. 이들 각 가이드핀이 구획한 공간 사이에 형성된 공기층은 선체(2)의 길이 방향을 따라 선수(3)에서 선미(4)측으로 이동되면서 선체(2)의 폭방향으로는 이동이 규제됨에 따라 선박(1)의 직진 안정성을 높이게 된다.

또한 선미(4) 양측에 제공된 양력 날개(s)는 공기 또는 수중에 설치되는 구조이어서 선박(1)의 운항시 발생하는 공기나 물에 의해 부상력을 작용받음에 따라 결과적으로 상기 선박(1)의 선수(3) 부분이 들리는 현상을 감소시킬 수 있으므로 결과적으로 선박(1)의 선수(3)와 선미(4) 부분이 서로 수평 상태를 가질 수 있도록 작용함으로써 운항 안정성을 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 가이드핀(15)을 구비한 매니폴드(13)와 공기흡입관로(11)를 선체(2)에서 분리시킬 수 있으므로, 필요시 선체(2)에서 탈거하여 따개비나 파래, 해초류 등의 부착물질에 대한 제거가 용이하다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims

선박의 선수 좌,우에 대칭 구비되어 운항시 발생하는 공기를 흡입하는 공기흡입구;

상기 각 공기흡입구에 연결되어 선체의 하부측으로 흡입공기를 유도하는 공기흡입관로;

상기 각 공기흡입관로에 연결되어 공기를 공급받아 선저의 바닥면으로 공기방울이 생성되게 배출하는10 것으로, 선저의 중심부측에 배치되는 내측부력부 및 이 내측부력부의 외측에 선저의 가장자리를 따라 배치되는 외측부력부로 이루어진 매니폴드;

상기 선저의 바닥면측에 선체의 길이 방향을 따라 돌출 형성되되 간격을 두고 복수 구비되는 것으로, 상기 내측부력부와 외측부력부에서 발생한 공기방울이 선체의 폭방향으로 유동되는 것을 억제하면서 운항 방향으로 유동될 수 있도록 규제하는 가이드핀;

으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치.
제 1항에 있어서, 상기 매니폴드는 내부에 흡입공기가 유동되는 통로를 형성한 것으로, 이 통로의 바닥면에는 일정한 간격을 두고 흡입공기가 외부로 배출되는 배출구멍이 형성되고, 이 배출구멍의 일측에는 통로측을 향하여 돌출 형성되어 흡입공기의 유동 방향에 대한 저항을 발생시켜 배출구멍측으로 유도되어 선저의 외부로 배출되게 하는 배출 유도판이 돌출 형성된 구성을 특징으로 하는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치.
제 1항에 있어서,

상기 공기흡입구의 일측에는 전원을 공급받아 송풍작용을 하는 송풍기가 연결 구비되거나, 또는 상기 각 공기흡입구의 일측에 설치되어 선택적으로 공기의 흡입과 차단을 하는 솔레노이드 밸브; 중 어느 하나 또는 하나 이상을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치.
제 1항에 있어서, 상기 매니폴드는 선체의 선저에서 탈부착 가능하게 끼움구조 또는 나사체결구조로 결합 구비되는 것을 특징으로 하는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치.
제 1항에 있어서, 상기 선체는 선미의 양측에 선수의 들림 현상을 억제하기 위한 양력 날개가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기를 이용한 선박 저항 감속장치.