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KR101607876B1 - A ship for reducing vibromotive force - Google Patents

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KR101607876B1
KR101607876B1 KR1020140077115A KR20140077115A KR101607876B1 KR 101607876 B1 KR101607876 B1 KR 101607876B1 KR 1020140077115 A KR1020140077115 A KR 1020140077115A KR 20140077115 A KR20140077115 A KR 20140077115A KR 101607876 B1 KR101607876 B1 KR 101607876B1
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working gas
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gas receiving
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Abstract

프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박은, 추진력을 발생시키는 프로펠러가 후미에 결합되는 선체; 선체에 결합되는 바텀 소켓(bottom socket)과, 바텀 소켓에 착탈 가능하게 결합되는 바텀 플러그(bottom plug)를 포함하는 바텀 플러그 모듈(bottom plug module); 및 바텀 플러그 모듈에 결합되며, 프로펠러의 회전 시 발생되는 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키기 위한 반사파를 발생시키는 작업기체가 일측에 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드를 포함한다.A propeller cavitation organic exciter-powered vessel is disclosed. In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a propeller-cavitation-induced propulsion-reduction-type ship comprising: a ship having a propeller for generating a propulsion force; A bottom plug module including a bottom socket coupled to the hull and a bottom plug removably coupled to the bottom socket; And a working gas receiving membrane pad which is coupled to the bottom plug module and receives a working gas for generating a reflected wave for generating a destructive interference phenomenon with an incident wave generated when the propeller rotates.

Description

프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박{A ship for reducing vibromotive force}A ship for reducing vibromotive force,

본 발명은, 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바텀 플러그 모듈(bottom plug module)을 활용한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 결합 구조가 개선된 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a propeller cavitation organic exciter power reduction type ship, and more particularly, to a propeller cavitation organic exciter power reduction type propeller pump, Ship.

선박의 후미에 마련되는 프로펠러가 수중에서 회전되면 물이 프로펠러의 날개 표면으로 흐르면서 프로펠러 날개 표면의 앞면과 뒷면에 수압 차이를 발생시키고, 그 수압 차이에 의해 추진력이 발생된다. 이와 같이 발생되는 추진력에 의해 선박이 해상에서 운항될 수 있다.When the propeller provided at the rear of the ship rotates in water, the water flows to the propeller blade surface, causing a difference in hydraulic pressure between the front and back surfaces of the propeller blade surface. The propulsion generated in this way allows the ship to be operated at sea.

한편, 선박의 운항을 위해 프로펠러가 동작되면, 즉 프로펠러가 수중에서 회전되면 회전체로서의 프로펠러로 인해 수중에 변동압력이 발생되며, 이렇게 발생된 변동압력은 선체로의 기진력을 증가시켜 선체에 진동(소음 포함)을 발생시키는 요인으로 작용한다.On the other hand, when the propeller is operated for the operation of the ship, that is, when the propeller is rotated in water, a fluctuating pressure is generated in the water due to the propeller as the rotating body. The fluctuating pressure thus generated increases the excitation force to the hull, (Including noise).

특히, 프로펠러에 의하여 수중에 공동현상(cavitation)이 발생되는 경우에는 기진력이 더더욱 증가되기 때문에 선체의 진동이 심하게 발생된다.Particularly, when cavitation occurs in the water by the propeller, vibration of the hull is severely generated because the excitation force is further increased.

이는 수중에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물에 포함되어 있는 기체가 물에서 빠져나와 압력이 낮은 곳에 모이게 됨으로써 수중에 기포가 발생되고, 이렇게 발생된 기포가 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서짐으로써 수중에 강한 변동압력을 발생시키기 때문이다.This is because when the pressure in the water is low, the gas contained in the water escapes from the water and collects at a low pressure. As a result, bubbles are generated in the water, and when the bubbles reach the high pressure part, Thereby generating a fluctuating pressure.

이와 같은 변동압력에 의한 기진력 증가 문제를 해결하기 위하여, 프로펠러 날개 자체의 모양이나 크기를 다르게 설계하거나, 선박 후미의 모양을 개선하거나, 소음과 진동을 차단시키기 위한 별도의 보강재를 덧대거나, 선수에서 흘러들어오는 물의 유동(flow)을 가이드하기 위한 가이드장치를 부착하거나, 프로펠러의 사이즈를 줄이거나 하는 등의 여러 방법을 적용하거나 적용을 시도해 보고 있으나 기진력을 저감시키는 데에 실질적으로 큰 효과를 얻기 어렵다.In order to solve the problem of increased excitation force due to such fluctuating pressure, it is necessary to design the shape and size of the propeller blade itself differently, to improve the shape of the rear of the ship, to attach a separate reinforcing material for preventing noise and vibration, Or by applying various methods such as attaching a guide device for guiding the flow of the water flowing in the propeller, reducing the size of the propeller, or the like. However, it is practically effective to reduce the excitation force it's difficult.

이처럼 프로펠러의 동작 시 기진력이 증가되어 선체로 전달되는 소음을 포함한 진동 문제는 예컨대, 크루즈선처럼 유람을 목적으로 하는 선박이나 군함처럼 조용한 운항이 전제되어야 하는 선박인 경우에 있어 시급하게 해결해야 하는 사항이다.The vibration problem including the noise transmitted to the hull by the propeller is increased when the propeller is operated. For example, when the ship is a cruise ship, such as a cruise ship or a warship, .

이에, 본 출원인은 프로펠러에 이웃된 선체의 표면에 일정량의 공기방울 형태인 에어 레이어(air layer)를 형성시켜 기진력을 저감시킬 수 있도록 한 많은 기술을 대한민국특허청에 출원한 바 있다.Accordingly, the present applicant has filed with the Korean Intellectual Property Office (KIPO) a number of technologies for reducing the excitation force by forming an air layer in the form of an air bubble on the surface of the hull adjacent to the propeller.

그런데, 지난번 출원된 기술을 비롯하여 에어 레이어를 사용하려 하는 종래기술들의 대부분은 에어 레이어의 형성을 위해 압축기를 이용하여 지속적으로 공기를 분사해야 하기 때문에 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담이 따르는 문제점이 제기되어 왔다.However, most of the prior art attempts to use the air layer, including the last-filed technology, require air to be continuously injected using a compressor to form an air layer, so that due to the installation and operation of the compressor and its related components Energy consumption and so on.

따라서 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지하면서 프로펠러의 동작 시 기진력이 증가되어 선체에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있도록 하는 방안, 예컨대 작업기체가 일측에 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드를 선체에 적용하는 방안을 고려해볼 수 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to prevent vibrations from occurring in the hull by increasing the excitation force at the time of operation of the propeller while fundamentally preventing the burden of energy consumption due to the installation and operation of the compressor and related parts, A method of applying a working gas containing membrane pad accommodated in one side to a hull can be considered.

다만, 작업기체 수용 멤브레인 패드를 선체에 적용하고자 하는 경우, 작업기체 수용 멤브레인 패드의 설치 또는 유지보수 작업이 용이하고 편리해야 할 것인데, 선체에 바텀 플러그 모듈(bottom plug module)이 설치되어 있다는 점을 감안할 때, 이러한 바텀 플러그 모듈을 활용한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 설치 방법이 고려될 필요가 있다.However, when it is desired to apply the working gas receiving membrane pads to the hull, the installation or maintenance work of the working gas receiving membrane pads should be easy and convenient. The bottom plug module is installed in the hull. Considering the installation method of the working gas receiving membrane pads utilizing such a bottom plug module needs to be considered.

선행기술_1 ; 일본공개특허공보 특개평8-188192Prior Art _1; Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-188192 선행기술_2 ; 일본공개특허공보 특개2009-274705Prior Art _2; Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-274705 선행기술_3 ; 대한민국특허청 공개번호 제20-2014-0000604호Prior Art_3; Korean Intellectual Property Office Publication No. 20-2014-0000604

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지하면서도 프로펠러의 동작 시 기진력이 증가되어 선체에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 특히, 선체에 이미 적용되어 있는 바텀 플러그 모듈(bottom plug module)을 활용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드를 선체에 설치할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하고 편리하게 수행할 수 있는 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is therefore an object of the present invention to provide a propulsion device for a propeller which is capable of preventing a vibration from being generated in a hull by increasing propulsion force during operation of a propeller while fundamentally preventing a burden of energy consumption, In particular, by employing a bottom plug module already applied to the hull, the working gas receiving membrane pads can be installed on the hull, so that the work gas receiving membrane pads can be installed or maintained easily and conveniently And to provide a propeller cavitation organic exciter force reduction type vessel which can be carried out.

본 발명의 일 측면에 따르면, 추진력을 발생시키는 프로펠러가 후미에 결합되는 선체; 상기 선체에 결합되는 바텀 소켓(bottom socket)과, 상기 바텀 소켓에 착탈 가능하게 결합되는 바텀 플러그(bottom plug)를 포함하는 바텀 플러그 모듈(bottom plug module); 및 상기 바텀 플러그 모듈에 결합되며, 상기 프로펠러의 회전 시 발생되는 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키기 위한 반사파를 발생시키는 작업기체가 일측에 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드를 포함하는 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hull comprising: a hull to which a propeller generating thrust is coupled to the rear; A bottom plug module including a bottom socket coupled to the hull and a bottom plug detachably coupled to the bottom socket; And a working gas accommodating membrane pad which is coupled to the bottom plug module and receives a working gas for generating a reflected wave for generating a destructive interference phenomenon with an incident wave generated when the propeller rotates, An anti-vibration type ship can be provided.

상기 바텀 플러그는, 상기 바텀 소켓의 소켓 관통부에 결합되는 플러그 헤드; 및 상기 플러그 헤드에 연결되며, 상기 바텀 소켓을 통해 상기 선체의 외벽으로 노출되는 나사식 플러그 샤프트를 포함할 수 있다.The bottom plug includes: a plug head coupled to a socket penetration portion of the bottom socket; And a screw plug shaft connected to the plug head and exposed to an outer wall of the hull through the bottom socket.

상기 작업기체 수용 멤브레인 패드는 상기 바텀 플러그의 나사식 플러그 샤프트에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.The working gas receiving membrane pad may be detachably coupled to the threaded plug shaft of the bottom plug.

상기 작업기체 수용 멤브레인 패드는, 상기 나사식 플러그 샤프트에 삽입되는 다수의 패드 바디 홀을 구비하는 패드 바디; 및 상기 패드 바디의 일측에 형성되어 상기 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니를 포함할 수 있다.Wherein the working gas receiving membrane pad comprises: a pad body having a plurality of pad body holes inserted into the threaded plug shaft; And a working gas bag formed on one side of the pad body and sealed with the working gas.

상기 선체의 바깥쪽에서 상기 나사식 플러그 샤프트에 체결되어 상기 패드 바디를 고정시키는 고정너트를 더 포함할 수 있다.And a fixing nut fastened to the screw-type plug shaft from the outside of the hull to fix the pad body.

상기 나사식 플러그 샤프트로 삽입되는 개스킷 홀을 구비하며, 상기 나사식 플러그 샤프트에 밀착되어 상기 패드 바디 홀을 밀봉하는 밀봉 개스킷을 더 포함할 수 있다.And a sealing gasket having a gasket hole inserted into the threaded plug shaft and sealing the pad body hole in close contact with the screwed plug shaft.

상기 나사식 플러그 샤프트로 삽입되는 플레이트 홀을 구비하며, 상기 밀봉 개스킷과 상기 고정너트 사이에 배치되어 상기 패드 바디를 보강하는 보강 플레이트를 더 포함할 수 있다.And a reinforcing plate disposed between the sealing gasket and the fixing nut to reinforce the pad body, the plate plate having a plate hole inserted into the screw shaft.

상기 작업기체 수용 멤브레인 패드의 재질은 음향 임피던스(Acoustic impedance)가 해수(water)와 유사한 고무(rubber)일 수 있으며, 상기 작업기체는 공기(air)일 수 있다.The material of the working gas receiving membrane pad may be a rubber whose acoustic impedance is similar to water, and the working gas may be air.

상기 작업기체 수용 멤브레인 패드는 상기 프로펠러를 기준으로 하여 선수 방향으로 상기 프로펠러의 0.5직경(D)과, 선미 방향으로 상기 프로펠러의 0.5직경(D) 사이에 배치될 수 있다.The working gas receiving membrane pads may be arranged between the diameter (D) of the propeller in the forward direction and the diameter (D) of the propeller in the stern direction with respect to the propeller.

상기 작업기체 수용 멤브레인 패드는 상기 프로펠러의 회전축심을 기준으로 하여 우현 방향으로 상기 프로펠러의 1직경(D)과, 좌현 방향으로 상기 프로펠러의 1직경(D) 사이에 배치될 수 있다.The working gas receiving membrane pads may be disposed between the one diameter D of the propeller in the starboard direction and the one diameter D of the propeller in the port direction on the basis of the rotational axis of the propeller.

본 발명에 따르면, 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지하면서도 프로펠러의 동작 시 기진력이 증가되어 선체에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 특히, 선체에 이미 적용되어 있는 바텀 플러그 모듈(bottom plug module)을 활용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드를 선체에 설치할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하고 편리하게 수행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent vibrations from occurring in the hull due to increased propulsive force when the propeller is operated, while preventing the burden of energy consumption due to installation and operation of the compressor, , The work gas receiving membrane pads can be installed on the hull by utilizing the bottom plug module already applied to the hull, so that the installation or maintenance work of the work gas receiving membrane pads can be easily and conveniently performed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박의 프로펠러 영역의 구조도이다.
도 2는 도 1의 A 영역의 확대도이다.
도 3은 도 1의 A 영역에 대한 개략적인 배면 구조도로서 프로펠러를 미도시한 상태의 도면이다.
도 4는 도 3의 B 영역인 볼트식 패드 착탈 결합부에 대한 확대 구조도이다.
도 5는 도 4의 분해도이다.
도 6은 물, 고무 및 공기의 임피던스를 측정한 도표이다.
도 7은 입사파와 반사파의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 [수학식 1]을 설명하기 위한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 도면이다.
도 9는 작업기체 수용 멤브레인 패드를 프로펠러 직상방 우현 영역에 설치한 상태의 도면으로서, 다수의 변동압력 측정지점을 나타내는 도면이다.
도 10은 프로펠러의 주파수를 기준으로 한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 효율을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 11은 도 9에 대응되는 작업기체 수용 멤브레인 패드에 대한 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시한 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a structural view of a propeller area of a propeller cavitation propellant-reducing type propulsion vessel according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is an enlarged view of the area A in Fig.
FIG. 3 is a schematic rear view of the region A of FIG. 1, showing the state where the propeller is not shown.
4 is an enlarged structural view of a bolt-type pad attach / detachable portion which is a region B in FIG.
5 is an exploded view of Fig.
Fig. 6 is a chart for measuring the impedance of water, rubber and air.
7 is a view for explaining the principle of incident waves and reflected waves.
Figure 8 is a drawing of a working gas receiving membrane pad to illustrate (1).
Fig. 9 is a view showing a state in which a working gas receiving membrane pad is installed in a region on the upstream side of the propeller.
10 is a graphical representation of the efficiency of a working gas receiving membrane pad relative to the frequency of the propeller.
Figure 11 is a graph summarizing the results of the 150 Hz band for the working gas receiving membrane pads corresponding to Figure 9;

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, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박의 프로펠러 영역의 구조도, 도 2는 도 1의 A 영역의 확대도, 도 3은 도 1의 A 영역에 대한 개략적인 배면 구조도로서 프로펠러를 미도시한 상태의 도면, 도 4는 도 3의 B 영역인 볼트식 패드 착탈 결합부에 대한 확대 구조도, 그리고 도 5는 도 4의 분해도이다.Fig. 1 is a structural view of a propeller area of a propeller cavitation propulsion reducing type propeller according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of area A in Fig. 1, Fig. 3 is a schematic view FIG. 4 is an enlarged structural view of a bolt-type pad attach / detachable portion which is a region B in FIG. 3, and FIG. 5 is an exploded view of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박은 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지하면서도 프로펠러(120)의 동작 시 기진력이 증가되어 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 특히, 선체(110)에 이미 적용되어 있는 바텀 플러그 모듈(150, bottom plug module)을 활용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)에 설치할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하고 편리하게 수행할 수 있도록 한 것으로서, 선체(110), 선체(110)에 결합되는 바텀 플러그 모듈(150), 그리고 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 포함한다.Referring to these drawings, the propeller cavitation propulsion reduction type ship according to the present embodiment can prevent the burden of energy consumption and the like due to the installation and operation of the related parts including the compressor, It is possible to prevent vibrations from being generated in the hull 110 due to an increase in the excitation force and in particular to prevent the vibration of the hull 110 by utilizing the bottom plug module 150 already applied to the hull 110, 130 attached to the hull 110 can be mounted on the hull 110 so that the installation or maintenance work of the work gas receiving membrane pads 130 can be easily and conveniently performed. A plug module 150, and a working gas receiving membrane pad 130.

본 실시예의 경우, 전술한 것처럼 선체(110)에 이미 적용되어 있는 바텀 플러그 모듈(150)을 활용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)에 설치할 수 있기 때문에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하고 편리하게 수행할 수 있다.In this embodiment, since the work gas receiving membrane pad 130 can be mounted on the hull 110 by utilizing the bottom plug module 150 already applied to the hull 110, the working gas receiving membrane pad 130 can be easily and conveniently carried out.

따라서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 설치 또는 유지보수와 관련된 비용을 현격하게 줄일 수 있다.Thus, the cost associated with the installation or maintenance of the working gas receiving membrane pads 130 can be significantly reduced.

특히, 선체(110)의 바닥은 늘 물에 잠겨 있기 때문에 오랜 시간 잠수를 한 상태에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)의 바닥에 설치하기는 곤란하다는 점을 감안할 때, 본 실시예처럼 간단하면서고 효율적인 구조로 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)의 바닥에 설치하는 방법은 상당히 중요하다 할 수 있다.Particularly, since the bottom of the hull 110 is always immersed in water, it is difficult to install the working gas receiving membrane pad 130 on the bottom of the hull 110 while diving for a long time. The method of installing the working gas receiving membrane pads 130 on the bottom of the hull 110 in a simple and highly efficient structure is very important.

이하, 본 실시예의 구성을 살펴본다. 우선, 선체(110)의 후미에는 선체(110)의 추진을 위한 프로펠러(120)가 마련된다.Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described. At the rear of the hull 110, a propeller 120 for propelling the hull 110 is provided.

프로펠러(120)의 주변에는 선박의 진행 방향을 조정하는 러더(125, rudder)가 마련된다. 러더(125)는 일반 러더일 수도 있고, 아니면 벌브 러더(bulb rudder)일 수도 있다.A rudder (125) for adjusting the traveling direction of the ship is provided around the propeller (120). The rudder 125 may be a normal 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 to which the present invention is applied may include all of marine vessels, warships, fishing vessels, carriers, drillships, cruise ships, special work ships, and the like, as well as floating marine structures. Therefore, the scope of right of the present embodiment can not be limited to a specific ship.

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.As described above, when the propeller 120 is operated, that is, when the propeller 120 is rotated in water, a fluctuating pressure is generated in the water due to the propeller 120 as a rotating body. ), Which causes 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.The vibration transmitted to the hull 110 may be a serious problem, for example, as a cruise ship or a warship such as a warship, and should be prevented.

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, the vibrating force is increased due to the fluctuating pressure generated in the water during the operation of the propeller 120 to prevent the vibration of the hull 110 from being generated. For this purpose, 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 in detail below, the working gas receiving membrane pad 130 applied to the vessel of the present embodiment has a completely different form from the structures forming the air layer, which is a conventional air bubble shape.

즉 본 실시예에서 적용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 공기(air)를 가둬둔 형태의 구조물에 불과하기 때문에, 기존에 사용되어야만 했던 압축기를 비롯한 그 관련 부품을 설치하거나 운용할 필요가 없다.In other words, since the working gas receiving membrane pad 130 applied in the present embodiment is only a structure in which the air is confined, there is no need to install or operate the relevant parts including the compressor which should be used in the past .

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 and operating the compressor and 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 in this role is coupled to the hull 110 adjacent to the propeller 120 as shown in Figure 1 and is connected to the hull 110 as it is generated during rotation of the propeller 120, And has a shape in which a reflected wave is generated to cancel an incident wave, and a working gas is accommodated in one side.

본 실시예에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 프로펠러(120)를 기준으로 하여 선수 방향으로 프로펠러(120)의 0.5직경(D)과, 선미 방향으로 프로펠러(120)의 0.5직경(D) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 프로펠러(120)의 직경이 50cm인 경우, 프로펠러(120)를 기준으로 하여 선수와 선미 방향으로 25cm 지점 사이에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 배치될 수 있다.In this embodiment, the working gas receiving membrane pads 130 are positioned between the 0.5 diameter D of the propeller 120 and the 0.5 diameter D of the propeller 120 in the aft direction with respect to the propeller 120, As shown in FIG. In other words, when the diameter of the propeller 120 is 50 cm, the working gas receiving membrane pad 130 may be disposed between the propeller 120 and the point 25 cm in the aft direction.

또한 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 프로펠러(120)의 회전축심을 기준으로 하여 우현 방향으로 프로펠러(120)의 1직경(D)과, 좌현 방향으로 프로펠러(120)의 1직경(D) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 프로펠러(120)의 직경이 50cm인 경우, 프로펠러(120)의 회전축심을 기준으로 하여 우현과 좌현 방향으로 50cm 지점 사이에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 배치될 수 있다.The working gas receiving membrane pad 130 is disposed between the one diameter D of the propeller 120 in the starboard direction and the one diameter D of the propeller 120 in the port direction relative to the rotational axis of the propeller 120 . In other words, when the diameter of the propeller 120 is 50 cm, the working gas receiving membrane pad 130 can be disposed between the starboard and the 50 cm point in the port direction with respect to the rotational axis of the propeller 120.

이와 같은 위치에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 선체(110) 벽면에 결합되어 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지시키는 역할을 수행할 수 있다. 도면에는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 프로펠러(120)의 직상방에 부착된 것을 도시하였으나 이의 도면에 본 실시예의 권리범위가 제한될 수 없다.In this position, the working gas receiving membrane pad 130 is coupled to the wall surface of the hull 110 to prevent the hull 110 from being vibrated. Although the drawing shows that the working gas receiving membrane pad 130 is attached to the upper chamber of the propeller 120, the scope of the scope of the present embodiment can not be limited to the drawings.

작업기체 수용 멤브레인 패드(130)에 대해 구체적으로 살펴보면, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 다수의 패드 바디 홀(131a)을 구비하는 패드 바디(131)와, 패드 바디(131)의 일측에 형성되어 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니(132)를 포함한다.The working gas receiving membrane pad 130 includes a pad body 131 having a plurality of pad body holes 131a and a pad body 131 formed on one side of the pad body 131. [ And a working gas pocket 132 in which the working gas is sealed and accommodated.

본 실시예에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 재질은 고무(rubber)일 수 있으며, 작업기체는 공기(air)일 수 있다.In this 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 rights of the present embodiment is not limited thereto. That is, if the material of the working gas receiving membrane pad 130 is a material similar to rubber, it is sufficient, and the working gas may be applied to various gases as long as it is not a 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.The pad body 131 forming the working gas receiving membrane pad 130 is a flat structure made of a rubber material and is utilized as a part detachably coupled to the hull 110.

패드 바디(131)는 여러 다양한 구조와 방식을 통해 선체(110)에 결합될 수 있는데, 본 실시예의 경우, 바텀 플러그 모듈(150)을 통해 선체(110)에 결합되고 있다.The pad body 131 may be coupled to the hull 110 through a variety of different configurations and schemes, in the case of the present embodiment, coupled to the hull 110 via the bottom plug module 150.

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.Although the pad body 131 is formed in a rectangular shape, the pad body 131 may have a rectangular shape, a circular shape, a triangular shape, or the like. Therefore, the right range of the present embodiment can not be 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 working gas bag 132 is formed inside the pad body 131 and has a shape swollen to 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.Although the working gas pocket 132 has a circular shape in the present embodiment, the shape of the working gas pocket 132 may also be various polygonal shapes such as a triangle shape and a square shape. Therefore, Can not be.

앞서 기술한 것처럼 작업기체 주머니(132) 내에는 작업기체로서 공기(air)가 충전된다.As described above, the working gas bag 132 is filled with air as a 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 working gas filled in the working gas pocket 132 is formed integrally with the working gas receiving membrane pad 130 when the working gas receiving pocket 132 is formed, It does not.

한편, 도 3 내지 도 5를 주로 참조하면, 본 실시예의 경우, 반복해서 기술한 것처럼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 선체(110)의 바텀 플러그 모듈(150)에 결합될 수 있다.3 to 5, in the case of this embodiment, the work gas receiving membrane pad 130 may be coupled to the bottom plug module 150 of the hull 110, as described repeatedly.

바텀 플러그 모듈(150)은 선체(110)에 설치되어 있는 구조물인데, 이처럼 바텀 플러그 모듈(150)에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 결합시키게 되면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 결합을 위한 별도의 구조물이나 부품이 필요치 않다는 이점이 있다.The bottom plug module 150 is a structure installed in the hull 110. When the work gas receiving membrane pad 130 is coupled to the bottom plug module 150 as described above, There is an advantage that no separate structure or parts are required.

바텀 플러그 모듈(150)에 대한 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 결합구조를 설명하기 전에 바텀 플러그 모듈(150)에 대해 먼저 살펴본다.The bottom plug module 150 will first be discussed before describing the coupling structure of the working gas receiving membrane pads 130 to the bottom plug module 150.

바텀 플러그 모듈(150)은 선체(110)의 벽면 곳곳에 장착되는 부품으로서, 선체(110) 내로 유입된 물을 배수시키는 마개의 역할을 수행한다. 바텀 플러그 모듈(150)은 제거되는 부품이 아니다.The bottom plug module 150 is a part mounted on the wall surface of the hull 110 and serves as a cap for draining the water introduced into the hull 110. The bottom plug module 150 is not a part to be removed.

이러한 바텀 플러그 모듈(150)은 선체(110)에 결합되는 바텀 소켓(160, bottom socket)과, 바텀 소켓(160)에 착탈 가능하게 결합되는 바텀 플러그(170, bottom plug)를 포함한다.The bottom plug module 150 includes a bottom socket 160 coupled to the hull 110 and a bottom plug 170 detachably coupled to the bottom socket 160.

바텀 소켓(160)이 해당 위치에 결합되기 위해 선체(110)에는 바텀 소켓(160)의 결합을 위한 소켓 결합부(111)가 형성된다.A socket coupling portion 111 for coupling the bottom socket 160 is formed on the hull 110 so that the bottom socket 160 is coupled to the corresponding position.

소켓 결합부(111)의 외벽에는 제1 경사면(112)과 제1 수평면(113)이 형성되며, 이에 대응되게 바텀 소켓(160)에도 제2 경사면(161)과 제2 수평면(162)이 형성된다.A first inclined surface 112 and a first horizontal surface 113 are formed on the outer wall of the socket coupling portion 111 and a second inclined surface 161 and a second horizontal surface 162 are formed on the bottom socket 160 do.

이와 같은 구조에 의해 바텀 소켓(160)은 소켓 결합부(111)에 결합될 수 있다. 이때, 바텀 소켓(160)이 소켓 결합부(111)에 나사 방식으로 조립되거나 아니면 압입되는 것이 쉽게 분리되지 않도록 하는 면에서 유리할 수 있다.With this structure, the bottom socket 160 can be coupled to the socket coupling part 111. [ At this time, it may be advantageous in terms of preventing the bottom socket 160 from being easily separated from being screwed into the socket coupling part 111 or press-fit.

바텀 플러그(170)는 바텀 소켓(160)에 착탈 가능하게 결합되는 구조물이다. 이러한 바텀 플러그(170)는 바텀 소켓(160)의 소켓 관통부(163)에 결합되는 플러그 헤드(171)와, 플러그 헤드(171)에 연결되며, 바텀 소켓(160)을 통해 선체(110)의 외벽으로 노출되는 나사식 플러그 샤프트(172)를 포함한다.The bottom plug 170 is detachably coupled to the bottom socket 160. The bottom plug 170 includes a plug head 171 coupled to the socket penetration portion 163 of the bottom socket 160 and a plug head 171 connected to the plug head 171 and connected to the bottom end of the hull 110 via the bottom socket 160. [ And a threaded plug shaft 172 exposed to the outer wall.

플러그 헤드(171)와 바텀 소켓(160)에는 볼트(Bolt)가 체결되도록 상호간 연통되는 다수의 제1 및 제2 통공(171a,160a)이 형성된다.The plug head 171 and the bottom socket 160 are formed with a plurality of first and second through holes 171a and 160a which are mutually communicated so that bolts are fastened.

한편, 이와 같은 구조에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 바텀 플러그(170)의 나사식 플러그 샤프트(172)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.On the other hand, in this structure, the working gas receiving membrane pad 130 can be detachably coupled to the threaded plug shaft 172 of the bottom plug 170.

작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 패드 바디(131)가 나사식 플러그 샤프트(172)에 착탈 가능하게 결합되기 위해, 고정너트(181), 밀봉 개스킷(182), 그리고 보강 플레이트(183) 등의 구조물이 요구된다.The sealing gasket 182 and the reinforcing plate 183 or the like such that the pad body 131 of the working gas receiving membrane pad 130 is detachably coupled to the threaded plug shaft 172 Structures are required.

고정너트(181)는 나사식 플러그 샤프트(172)에 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 패드 바디(131), 밀봉 개스킷(182), 그리고 보강 플레이트(183)가 차례로 끼워진 상태에서 이들을 고정시키는 역할을 한다.The fixing nut 181 serves to fix the pad body 131 of the working gas receiving membrane pad 130, the sealing gasket 182 and the reinforcing plate 183 in a state in which they are successively inserted into the threaded plug shaft 172 .

즉 고정너트(181)는 선체(110)의 바깥쪽에서 나사식 플러그 샤프트(172)에 체결되어 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 패드 바디(131), 밀봉 개스킷(182), 그리고 보강 플레이트(183)를 고정시키는 역할을 한다.That is, the fixing nut 181 is fastened to the threaded plug shaft 172 at the outside of the hull 110 and is fixed to the pad body 131 of the working gas receiving membrane pad 130, the sealing gasket 182, and the reinforcing plate 183 ).

고정너트(181)는 임으로 풀리지 않는 풀림방지기능을 갖는 너트로 적용되는 것이 바람직하다.It is preferable that the fixing nut 181 is applied as a nut having a loosening preventing function that is not loosened.

밀봉 개스킷(182)은 나사식 플러그 샤프트(172)로 삽입되는 개스킷 홀(151a)을 구비하며, 나사식 플러그 샤프트(172)에 밀착되어 패드 바디 홀(131a)을 밀봉하는 역할을 한다.The sealing gasket 182 has a gasket hole 151a to be inserted into the threaded plug shaft 172 and closely contacts the threaded plug shaft 172 to seal the pad body hole 131a.

밀봉 개스킷(182)은 약간 탄성이 있는 고무 재질로 제작될 수 있다.The sealing gasket 182 may be made of a somewhat resilient rubber material.

보강 플레이트(183)는 나사식 플러그 샤프트(172)로 삽입되는 플레이트 홀(183a)을 구비하며, 밀봉 개스킷(182)과 고정너트(181) 사이에 배치되어 패드 바디(131)를 보강하는 역할을 한다.The reinforcing plate 183 has a plate hole 183a to be inserted into the threaded plug shaft 172 and is disposed between the sealing gasket 182 and the fixing nut 181 to reinforce the pad body 131 do.

이상 설명한 것처럼 본 실시예의 경우, 바텀 플러그(170)의 구조상 바텀 플러그(170)의 나사식 플러그 샤프트(172)가 선체(110)의 외벽으로 미리 노출되어 있는 상태이기 때문에 설사, 선체(110)의 바닥이 물에 잠긴 상태일지라도 나사식 플러그 샤프트(172)에 패드 바디(131), 밀봉 개스킷(182), 그리고 보강 플레이트(183)를 차례로 끼우고 고정너트(181)로 마감하면 되기 때문에 작업이 어렵지 않다. 만약, 작업기체 주머니(132)가 찢어져서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)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.The screw plug shaft 172 of the bottom plug 170 is exposed in advance to the outer wall of the hull 110. This makes it possible to prevent the hull 110 from being damaged, The operation is difficult because the pad body 131, the sealing gasket 182, and the reinforcing plate 183 are successively inserted into the screw-type plug shaft 172 and then closed with the fixing nut 181 even if the floor is immersed in water not. If the working gas pocket 132 is torn to replace the working gas receiving membrane pads 130, then work in the reverse order described above to remove the torn working gas receiving membrane pads and place the new working gas receiving membrane pads in place So it is not difficult to work.

한편, 이하에서는 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)로 인해 기진력이 저감되는 원리에 대해 도 6 내지 도 11을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the principle of reducing the exciting force due to the working gas receiving membrane pad 130 in which the working gas is hermetically sealed will be described in detail with reference to FIG. 6 to FIG.

도 6은 물, 고무 및 공기의 임피던스를 측정한 도표, 도 7은 입사파와 반사파의 원리를 설명하기 위한 도면, 도 8은 [수학식 1]을 설명하기 위한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 도면, 도 9는 작업기체 수용 멤브레인 패드를 프로펠러 직상방 우현 영역에 설치한 상태의 도면으로서, 다수의 변동압력 측정지점을 나타내는 도면, 도 10은 프로펠러의 주파수를 기준으로 한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 효율을 그래프로 나타낸 도면, 그리고 도 11은 도 9에 대응되는 작업기체 수용 멤브레인 패드에 대한 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시한 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing the impedance of water, rubber and air, FIG. 7 is a view for explaining the principle of an incident wave and a reflected wave, FIG. 8 is a drawing of a working gas receiving membrane pad, 9 is a view showing a state in which a working gas receiving membrane pad is installed in a region immediately upstream of the propeller, and FIG. 10 is a graph showing the efficiency of the working gas receiving membrane pad based on the frequency of the propeller And FIG. 11 is a graph summarizing the results of the 150 Hz band for the working gas receiving membrane pads corresponding to FIG.

이들 도면을 참조하되 먼저, 도 6을 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, referring first to FIG. 6, an acoustic impedance (which means an acoustical resistance) of rubber, which is a material of the working gas receiving membrane pad 130 of the present embodiment, , While it is almost infinitely greater 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.Typically, when sound waves propagate in a specific medium and a medium having a different impedance is encountered, a transmission phenomenon and a reflection phenomenon occur. Since the impedance of seawater and rubber is similar, only the reflection phenomenon occurs without reflection at the boundary between sea water and rubber.

예컨대, 도 7에 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.7, the incident wave generated in the operation of the propeller 120 passes through the rubber layer, which is the wall surface of the working gas pocket 132, and then flows into the working gas pocket 132, And is reflected by the 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, so that the incident wave generated in the operation of the propeller 120 is canceled. By such a phenomenon, the exciting force is reduced and the occurrence of vibration of the ship 110 can be reduced.

이에 대해 다시 부연 설명한다. 프로펠러(120) 동작 시 캐비테이션에 의해 발생되는 구면 압력파, 즉 입사파는 전방위로 전파될 수 있다.I will explain this again. The spherical pressure wave generated by the cavitation during the operation of the propeller 120, that is, the incident wave, can be propagated 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.In this case, when the working gas receiving membrane pads 130 filled with air are installed on the surface of the hull 110 around the propeller 120, the working gas pockets 132 of the working gas receiving membrane pads 130 The incident incident wave passes through the rubber layer, which is the wall surface of the working gas pocket 132, but is reflected by the working gas filled in the working gas pocket 132, i.e., air, in a phase opposite to that of the incident 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 by the opposite phase and strikes against the air, the reflected wave meets an incident wave incident on the workpiece receiving membrane pad 130, causing a destructive interference phenomenon with the incident wave.

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 fluctuating pressure transmitted from the outside of the working gas receiving membrane pad 130 to the hull 110 is reduced, and when the fluctuating pressure is reduced, the exciting force is reduced. Therefore, 110 are reduced.

한편, 이와 같은 저감 성능은 아래의 [수식1]처럼 프로펠러(120)의 특정 주파수 대역에만 제한된다. 다시 말해, 프로펠러(120)의 특정 회전수(RPM)에 대응되는 특정 주파수 대역에만 제한된다.On the other hand, such a reduction performance is limited to a specific frequency band of the propeller 120 as expressed by [Equation 1] below. In other words, it is limited to the specific frequency band corresponding to the specific number of revolutions (RPM) of the propeller 120.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112014058856629-pat00001
Figure 112014058856629-pat00001

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 11처럼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)를 등가화된 구로 간주할 때 내경, 외경을 의미한다.Here, f is the propeller of a reduced frequency, c a (= 340m / s ) and c w (= 1500m / s), respectively for air and water sound speed ρ a (= 1.02 kg / m 3), ρ w (= 1024kg / m 3 ) denote the density of air and seawater, and a and b indicate the inner diameter and outer diameter of the working gas receiving membrane pads 130a to 130c, respectively, when they are regarded as equivalent spheres.

이와 같은 사항들의 검증을 위하여 모형시험을 수행하였다. 즉 도 9에 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.A model test was carried out to verify these items. That is, as shown in FIG. 9, one working gas receiving membrane pad 130 having a reducing effect in the frequency band of 150 Hz was designed (or attached) on the wall surface of the hull 110 on the STBD region side, P2, P3, and P4, as well as vibrations were measured in the transom region, which is a steel plate supporting above the stern of the hull 110. In addition,

도 10에 나타낸 계측결과를 보면 수평축(x축)은 프로펠러(120)의 회전수(RPM)에 대응되는 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.10, the horizontal axis (x axis) refers to the frequency corresponding to the RPM of the propeller 120, and the vertical axis (y axis) refers to the frequency at which the work gas accommodating membrane pad 130 is attached The change in pressure and vibration after the installation of the working gas accommodating membrane pad 130 before the working gas accommodating membrane pad 130 is increased, but the reduction effect is remarkably observed in the vicinity of the design frequency of 150 Hz.

도 11은 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시하고 있는데, 도 11을 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. 11 summarizes the results of the 150 Hz band. Referring to FIG. 11, the fluctuation pressures at the positions P2, P3 and P4 located outside the working gas receiving membrane pad 130 are reduced by an average of about 70% As a result, the vibration level is also remarkably reduced by 70% or more.

이상 설명한 바와 같이, 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)에 적용, 즉 설치함에 있어 바텀 플러그 모듈(150)을 활용함으로써, 선체(110)의 바닥이 물에 잠긴 상태일지라도 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하게 수행할 수 있다.As described above, by utilizing the bottom plug module 150 in applying or installing the working gas receiving membrane pad 130 to the hull 110, which can prevent vibration from occurring in the hull 110, The installation or maintenance work of the work gas receiving membrane pads 130 can be easily performed even if the bottom of the work gas receiving membrane 110 is immersed in water.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 압축기를 비롯한 그 관련 부품의 설치, 그리고 운용에 따른 에너지 소모 등의 부담을 근원적으로 방지하면서도 프로펠러(120)의 동작 시 기진력이 증가되어 선체(110)에 진동이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 특히, 선체(110)에 이미 적용되어 있는 바텀 플러그 모듈(150)을 활용하여 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)에 설치할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드(120)의 설치 또는 유지보수 작업을 용이하고 편리하게 수행할 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiment, the propulsion force is increased when the propeller 120 is operated, while preventing the burden of energy consumption and the like due to the installation and operation of the compressor, The work gas receiving membrane pad 130 can be installed on the hull 110 by utilizing the bottom plug module 150 already applied to the hull 110 and the working gas receiving membrane The installation or maintenance work of the pad 120 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

110 : 선체 120 : 프로펠러
125 : 러더 130 : 작업기체 수용 멤브레인 패드
131 : 패드 바디 131a : 패드 바디 홀
132 : 작업기체 주머니 150 : 바텀 플러그 모듈
160 : 바텀 소켓 161 : 제2 경사면
162 : 제2 수평면 163 : 소켓 관통부
170 : 바텀 플러그 171 : 플러그 헤드
172 : 나사식 플러그 샤프트 181 : 고정너트
182 : 밀봉 개스킷 182a : 개스킷 홀
183 : 보강 플레이트 183a : 플레이트 홀
110: Hull 120: Propeller
125: rudder 130: working gas receiving membrane pad
131: Pad body 131a: Pad body hole
132: Working gas pocket 150: Bottom plug module
160: bottom socket 161: second inclined surface
162: second horizontal plane 163: socket penetration part
170: bottom plug 171: plug head
172: Screw-type plug shaft 181: Fixing nut
182: sealing gasket 182a: gasket hole
183: reinforcing plate 183a: plate hole

Claims (10)

추진력을 발생시키는 프로펠러가 후미에 결합되는 선체;
상기 선체에 결합되는 바텀 소켓(bottom socket)과, 상기 바텀 소켓의 소켓 관통부에 결합되는 플러그 헤드 및 상기 플러그 헤드에 연결되고 상기 바텀 소켓을 통해 상기 선체의 외벽으로 노출되는 나사식 플러그 샤프트를 구비하는 바텀 플러그(bottom plug)를 포함하는 바텀 플러그 모듈(bottom plug module);
상기 나사식 플러그 샤프트에 삽입되는 다수의 패드 바디 홀을 구비하는 패드 바디와, 상기 패드 바디의 일측에 형성되어 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니를 구비하며, 상기 프로펠러의 회전 시 발생되는 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키기 위한 반사파를 발생시키는 작업기체가 일측에 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드;
상기 선체의 바깥쪽에서 상기 나사식 플러그 샤프트에 체결되어 상기 패드 바디를 고정시키는 고정너트;
상기 나사식 플러그 샤프트로 삽입되는 개스킷 홀을 구비하며, 상기 나사식 플러그 샤프트에 밀착되어 상기 패드 바디 홀을 밀봉하는 밀봉 개스킷; 및
상기 나사식 플러그 샤프트로 삽입되는 플레이트 홀을 구비하며, 상기 밀봉 개스킷과 상기 고정너트 사이에 배치되어 상기 패드 바디를 보강하는 보강 플레이트를 포함하는 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박.
A hull in which a propeller generating thrust is coupled to the rear;
A bottom socket coupled to the hull, a plug head coupled to the socket penetration of the bottom socket, and a threaded plug shaft connected to the plug head and exposed to the outer wall of the hull through the bottom socket A bottom plug module including a bottom plug;
A pad body having a plurality of pad body holes inserted into the threaded plug shaft and a working gas bag formed at one side of the pad body to receive and seal the working gas tightly, A working gas receiving membrane pad on one side of which a working gas for generating a reflected wave for causing a destructive interference phenomenon is accommodated;
A fixing nut fastened to the screw shaft from the outside of the hull to fix the pad body;
A sealing gasket having a gasket hole inserted into the screw type plug shaft, the sealing gasket being in close contact with the screw type plug shaft to seal the pad body hole; And
And a reinforcing plate disposed between the sealing gasket and the fixing nut to reinforce the pad body, the plate having a plate hole inserted into the screw type plug shaft.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 작업기체 수용 멤브레인 패드의 재질은 음향 임피던스(Acoustic impedance)가 해수(water)와 유사한 고무(rubber)이며,
상기 작업기체는 공기(air)인 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박.
The method according to claim 1,
The material of the working gas receiving membrane pad is a rubber whose acoustic impedance is similar to that of water,
Wherein the working gas is an air propeller.
제1항에 있어서,
상기 작업기체 수용 멤브레인 패드는 상기 프로펠러를 기준으로 하여 선수 방향으로 상기 프로펠러의 0.5직경(D)과, 선미 방향으로 상기 프로펠러의 0.5직경(D) 사이에 배치되는 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박.
The method according to claim 1,
Wherein the working gas receiving membrane pads are disposed between a diameter (D) of the propeller in the forward direction and a diameter (D) of the propeller in the stern direction with respect to the propeller.
제1항에 있어서,
상기 작업기체 수용 멤브레인 패드는 상기 프로펠러의 회전축심을 기준으로 하여 우현 방향으로 상기 프로펠러의 1직경(D)과, 좌현 방향으로 상기 프로펠러의 1직경(D) 사이에 배치되는 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박.
The method according to claim 1,
Wherein the working gas receiving membrane pad is disposed between a diameter D of the propeller in the starboard direction and a diameter D of the propeller in the port direction on the basis of the rotation axis of the propeller, Ship.
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