KR101616992B1

KR101616992B1 - A ship for reducing vibromotive force

Info

Publication number: KR101616992B1
Application number: KR1020140077111A
Authority: KR
Inventors: 김진학; 박형길; 이정훈; 정재권
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: KR20160000147A

Abstract

프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박은, 프로펠러가 마련되는 선체; 및 프로펠러의 회전 시 발생되는 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키기 위한 반사파를 발생시키는 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니를 구비하는 작업기체 수용 멤브레인 패드; 및 작업기체 수용 멤브레인 패드를 실시간으로 모니터링하는 카메라를 구비하며, 작업기체 수용 멤브레인 패드에 이웃되게 선체 내에 배치되는 카메라 모듈을 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 vessel comprising: a hull having a propeller; And a working gas receiving bag having a working gas pocket in which a working gas for generating a reflected wave for causing a destructive interference phenomenon with an incident wave generated when the propeller rotates is enclosed and accommodated; And a camera module having a camera for monitoring the working gas receiving membrane pads in real time and disposed within the hull adjacent to the working gas receiving membrane pads.

Description

A ship for reducing vibromotive force,

본 발명은, 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 작업기체 수용 멤브레인 패드를 실시간으로 모니터링할 수 있는 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a propeller cavitation organic exciter force reduction type vessel, and more particularly, to a propeller cavitation organic exciter force reduction type vessel capable of real time monitoring of a work gas receiving membrane pad.

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, 이와 같은 작업기체 수용 멤브레인 패드를 선체에 적용하고자 하는 경우, 해상 조건 상 작업기체 수용 멤브레인 패드가 찢기는 등 손상될 수 있으며, 작업기체 수용 멤브레인 패드가 손상되면 그 즉시 유지보수가 필요하기 때문에 이러한 상황을 실시간으로 모니터링하기 위한 방안이 요구된다.However, when such a working gas receiving membrane pad is intended to be applied to the hull, the work gas receiving membrane pads may be damaged due to tearing or the like, and if the working gas receiving membrane pads are damaged, A method for real-time monitoring of the situation is required.

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 출원번호 제10-2007-0006095호Prior Art_3; Korea Patent Office Application No. 10-2007-0006095

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, 작업기체 수용 멤브레인 패드를 실시간으로 모니터링할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드에 대한 유지보수 작업을 지체 없이 진행할 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, And it is possible to monitor the working gas receiving membrane pads in real time so that the maintenance work on the working gas receiving membrane pads can be carried out without delay and the propeller cavitation organic excitation force reducing type vessel can be provided.

본 발명의 일 측면에 따르면, 프로펠러가 마련되는 선체; 상기 프로펠러의 회전 시 발생되는 입사파와 상쇄간섭(Destructive Interference) 현상을 일으키기 위한 반사파를 발생시키는 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니를 구비하는 작업기체 수용 멤브레인 패드; 및 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드를 실시간으로 모니터링하는 카메라를 구비하며, 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드에 이웃되게 상기 선체 내에 배치되는 카메라 모듈을 포함하는 선박이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hull comprising: a hull having a propeller; A working gas accommodating membrane pad having a working gas pocket in which a working gas generating a reflected wave for causing a destructive interference phenomenon with an incident wave generated when the propeller rotates is hermetically sealed; And a camera module having a camera for real time monitoring of the working gas receiving membrane pads, the camera module being disposed in the hull adjacent to the working gas receiving membrane pads.

상기 선체 내에 마련되어 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드 및 상기 카메라 모듈과 결합되며, 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드의 작업기체 주머니가 상기 선체의 내외로 이동될 수 있게 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드를 회전구동시키는 패드 회전구동부를 더 포함할 수 있다.And a paddle rotation control unit coupled to the work gas receiving membrane pads and the camera module, the paddles being provided in the hull to rotationally drive the work gas receiving membrane pads so that the work gas pockets of the work gas receiving membrane pads can be moved in and out of the hull, And may further include a driving unit.

상기 패드 회전구동부는, 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드와 상기 카메라 모듈을 지지하되 일측이 반구형으로 제작되는 패드 및 모듈 지지체; 상기 패드 및 모듈 지지체에 연결되어 상기 패드 및 모듈 지지체의 회전축심을 형성하는 방수형 회전 샤프트; 및 상기 방수형 회전 샤프트와 연결되어 상기 방수형 회전 샤프트를 회전시키는 샤프트 회전부를 포함할 수 있다.The pad rotation driving unit may include a pad and a module supporting body supporting the working gas accommodating membrane pad and the camera module, one side being hemispherical; A waterproof rotary shaft connected to the pad and the module support to form a rotation axis of the pad and the module support; And a shaft rotating part connected to the waterproof rotating shaft to rotate the waterproof rotating shaft.

상기 샤프트 회전부는, 회전모터; 상기 회전모터의 모터축에 연결되는 구동기어; 및 상기 방수형 회전 샤프트의 단부에 결합되고 상기 구동기어와 기어 맞물림되는 종동기어를 포함할 수 있다.The shaft rotation unit includes: a rotation motor; A driving gear connected to a motor shaft of the rotary motor; And a driven gear coupled to an end of the waterproof rotary shaft and meshing with the drive gear.

상기 카메라 모듈은 상기 카메라를 지지하면서 상기 패드 및 모듈 지지체에 결합되는 모듈 지지대를 더 포함할 수 있다.The camera module may further include a module support coupled to the pad and the module support while supporting the camera.

상기 선체의 내부에서 상기 작업기체 수용 멤브레인 패드를 둘러싸게 배치되어 해수의 유입을 방지시키는 해수 유입 방지용 커버를 더 포함할 수 있다.And a seawater inflow preventing cover disposed inside the hull to surround the working gas receiving membrane pad to prevent inflow of seawater.

상기 해수 유입 방지용 커버의 측부에는 드레인부가 결합될 수 있으며, 상기 해수 유입 방지용 커버의 상부에는 손잡이를 구비하는 착탈형 덮개가 마련될 수 있다.A drain portion may be coupled to the side portion of the seawater inflow prevention cover, and a detachable lid having a handle may be provided on the upper portion of the seawater inflow prevention cover.

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, 작업기체 수용 멤브레인 패드를 실시간으로 모니터링할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드에 대한 유지보수 작업을 지체 없이 진행할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent vibrations from occurring in the hull due to increased propulsive 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. The gas-receiving membrane pads can be monitored in real-time, allowing maintenance work on the working gas-receiving membrane pads to be carried out without delay.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박의 프로펠러 영역의 구조도이다.
도 2는 도 1의 A 영역인 작업기체 수용 멤브레인 패드의 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 동작도이다.
도 4는 물, 고무 및 공기의 임피던스를 측정한 도표이다.
도 5는 입사파와 반사파의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 [수학식 1]을 설명하기 위한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 도면이다.
도 7은 작업기체 수용 멤브레인 패드를 프로펠러 직상방 우현 영역에 설치한 상태의 도면으로서, 다수의 변동압력 측정지점을 나타내는 도면이다.
도 8은 프로펠러의 주파수를 기준으로 한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 효율을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7에 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 organic exciter force reduction type ship according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a schematic view showing an installation structure of a work gas accommodating membrane pad, which is a region A in FIG.
3 is an operation diagram of Fig.
Fig. 4 is a chart for measuring the impedance of water, rubber, and air.
5 is a view for explaining the principle of incident wave and reflected wave.
6 is a view of a working gas receiving membrane pad for illustrating equation (1).
Fig. 7 is a view showing a state where a working gas receiving membrane pad is installed in a region on the upstream side of the propeller, and shows a plurality of variable pressure measuring points.
Figure 8 is a graphical representation of the efficiency of a working gas receiving membrane pad relative to the frequency of the propeller.
Figure 9 is a graph summarizing the results of the 150 Hz band for the working gas receiving membrane pads corresponding to Figure 7;

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 제1 실시예에 따른 프로펠러 캐비테이션 유기 기진력 저감형 선박의 프로펠러 영역의 구조도, 도 2는 도 1의 A 영역인 작업기체 수용 멤브레인 패드의 설치 구조를 개략적으로 도시한 도면, 그리고 도 3은 도 2의 동작도이다.FIG. 1 is a structural view of a propeller area of a propeller cavitation propellant-reducing type propulsion vessel according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view schematically showing an installation structure of a working gas receiving membrane pad, And Fig. 3 is an operation diagram 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, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 실시간으로 모니터링할 수 있어 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)에 대한 유지보수 작업을 지체 없이 진행할 수 있도록 한 것으로서, 선체(110)와, 작업기체 주머니(132)를 구비하는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)와, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 실시간으로 모니터링하는 카메라 모듈(180)과, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 회전구동시키는 패드 회전구동부(150)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 occurring in the hull 110 due to an increase in excitation force and to monitor the working gas receiving membrane pads 130 in real time so that the maintenance work for the working gas receiving membrane pads 130 is delayed And includes a hull 110, a working gas receiving membrane pad 130 having a working gas bag 132 and a camera module 180 for monitoring the working gas receiving membrane pad 130 in real time, And a pad rotation driving unit 150 for rotating the working gas receiving membrane pad 130 to rotate.

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 마련된다. 러더(125)는 일반 러더일 수도 있고, 아니면 벌브 러더(bulb rudder)일 수도 있다.At the rear of the hull 110, a propeller 120 for propelling the hull 110 is provided. 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)의 상부 측의 선체(110) 벽면에 결합될 수 있다.In this embodiment, the working gas receiving membrane pad 130 may be coupled to the wall surface of the hull 110 on the upper side of the propeller 120.

작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 설치 위치에 대해 좀 더 부연한다. 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.And is further augmented with respect to the mounting position of the working gas receiving membrane pad 130. 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.

작업기체 수용 멤브레인 패드(130)에 대해 구체적으로 살펴보면, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)는 패드 바디(131)와, 패드 바디(131)의 일측에 형성되어 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 주머니(132)를 포함한다.The working gas accommodating membrane pad 130 includes a pad body 131 and a working gas pocket 130 formed at one side of the pad body 131 and adapted to be enclosed and accommodated in the working gas accommodating membrane pad 130. Specifically, (132).

장시간 선박 운항 시 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)에 이물질 등의 파울링(Fouling)이 부착되는 것을 방지하기 위해 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)에 파울링 방지용 페인트(또는 어노드(Anode) 포함)가 도포될 수 있다.(Or anode) is attached to the working gas receiving membrane pad 130 to prevent fouling of foreign matter or the like from adhering to the working gas receiving membrane pad 130 during long-time vessel operation. Can be applied.

본 실시예에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 재질은 고무(rubber)일 수 있으며, 작업기체는 공기(air)일 수 있다. 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.In this embodiment, the material of the working gas receiving membrane pad 130 may be rubber, and the working gas may be air. 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.

작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 형성하는 패드 바디(131)는 고무 재질로 된 평평한 구조물로서, 작업기체 주머니(132)를 지지한다.The pad body 131 forming the working gas receiving membrane pad 130 is a flat structure made of rubber and supports the working gas pocket 132.

본 실시예의 경우, 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 this embodiment, the pad body 131 has a rectangular shape, but the pad body 131 may have a rectangular shape, a circular shape, or a triangular shape. Therefore, the right range of the present embodiment can not be limited to the shape of the pad body 131. [

한편, 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. 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.As described above, the working gas bag 132 is filled with air as a working gas. 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, 앞서 기술한 것처럼 작업기체 주머니(132)는 고무 재질을 가지기 때문에, 해상 조건 상 고무 재질을 갖는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)가 찢기는 등 손상될 수 있다.On the other hand, as described above, since the working gas pocket 132 has a rubber material, the working gas pocket 132 of the working gas receiving membrane pad 130 having the rubber material in the marine condition may be damaged, such as tearing.

만약, 작업기체 주머니(132)가 찢기는 등 손상되면 그 내부의 공기가 빠져 나가기 때문에 본 실시예의 효과를 제공할 수 없다.If the working gas bag 132 is damaged due to tearing or the like, the air inside the working gas bag 132 can escape, so that the effect of the present embodiment can not be provided.

따라서 작업기체 주머니(132)가 찢기는 등 손상되면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 교체하거나 유지보수해야 하는데, 그러려면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 실시간으로 모니터링해야 한다. 이를 위해, 카메라 모듈(180)이 마련된다.Therefore, if the working gas bag 132 is damaged such as tearing, it is necessary to replace or maintain the working gas receiving membrane pad 130, in order to monitor the working gas receiving membrane pad 130 in real time. To this end, a camera module 180 is provided.

카메라 모듈(180)은 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)에 이웃되게 선체(110) 내에 배치되는 것으로서, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 실시간으로 모니터링하는 카메라(181)와, 카메라(181)를 지지하는 모듈 지지대(182)를 포함한다.The camera module 180 is disposed within the hull 110 adjacent to the work gas receiving membrane pads 130 and includes a camera 181 for monitoring the work gas receiving membrane pads 130 in real time, (Not shown).

카메라(181)는 오토포커싱이 가능한 CCD 카메라일 수 있다. 본 실시예처럼 카메라(181)로 하여금 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 실시간으로 모니터링하도록 함으로써, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 찢기거나 손상되면 즉시 확인할 수 있으며, 이후 지체 없이 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 유지보수할 수 있는 이점이 있다.The camera 181 may be a CCD camera capable of autofocusing. By allowing the camera 181 to monitor the working gas receiving membrane pads 130 in real time, as in the present embodiment, the working gas receiving membrane pads 130 can be immediately checked if they are torn or damaged, There is an advantage that the pad 130 can be maintained.

모듈 지지대(182)는 후술할 패드 및 모듈 지지체(160)에 연결되어 카메라(181)를 지지하는 역할을 한다.The module support 182 is connected to a pad and module support 160, which will be described later, and serves to support the camera 181.

모듈 지지대(182)는 카메라(181)를 단순히 지지하는 역할 외에도 카메라(181)를 일정 각도 범위 내에서 회전 가능하게 지지할 수도 있다.The module support 182 may support the camera 181 in a rotatable manner within a certain angle range in addition to the function of simply supporting the camera 181. [

이는 선박의 움직임에 의해 카메라(181)가 파손되는 것을 저지시키기 위한 기능일 수 있다. 따라서 모듈 지지대(182)가 카메라(181)를 일정 각도 범위 내에서 회전 가능하게 지지하려면 모듈 지지대(182)에 별도의 댐퍼(미도시)가 마련되는 것이 바람직할 것이다.This may be a function for preventing the camera 181 from being damaged by the movement of the ship. Therefore, it is preferable that the module support 182 is provided with a separate damper (not shown) in order to rotatably support the camera 181 within a certain angle range.

한편, 작업기체 주머니(132)가 찢기는 등 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 손상된 경우에는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 선체(110)의 내부로 이동시켜 선체(110) 내에서 교체 또는 유지보수 작업을 진행해야 한다. 그러려면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 회전시키기 위한 수단이 필요한데, 이를 패드 회전구동부(150)가 담당한다.If the working gas receiving membrane pads 130 are damaged, such as by tearing the working gas pockets 132, the working gas receiving membrane pads 130 are moved into the inside of the hull 110 to be replaced or maintained in the hull 110 Maintenance work should be carried out. In order to do so, a means for rotating the working gas receiving membrane pad 130 is required, which is performed by the pad rotation driving unit 150.

본 실시예에서 패드 회전구동부(150)는 선체(110) 내에 마련되어 작업기체 수용 멤브레인 패드(130) 및 카메라 모듈(180)과 결합되며, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)들의 작업기체 주머니(132)가 선체(110)의 내외로 이동될 수 있게 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 회전구동시키는 역할을 한다.The pad rotation driving unit 150 is provided in the hull 110 and is coupled to the work gas receiving membrane pads 130 and the camera module 180 and is connected to the working gas pockets 132 of the work gas receiving membrane pads 130. [ Receiving membrane pads 130 so as to move the working gas receiving membrane pads 130 inside and outside the hull 110.

이러한 패드 회전구동부(150)는 패드 및 모듈 지지체(160)와, 패드 및 모듈 지지체(160)에 연결되어 패드 및 모듈 지지체(160)의 회전축심을 형성하는 방수형 회전 샤프트(162)와, 방수형 회전 샤프트(162)와 연결되어 방수형 회전 샤프트(162)를 회전시키는 샤프트 회전부(164)를 포함한다.The pad rotation driving unit 150 includes a pad and module support 160, a waterproof rotation shaft 162 connected to the pad and the module support 160 to form the rotation axis of the pad and module support 160, And a shaft rotating part 164 connected to the rotating shaft 162 to rotate the waterproof rotating shaft 162.

패드 및 모듈 지지체(160)는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)와 카메라 모듈(180)을 지지하되 일측이 반구형으로 제작되는 구조물이다. 패드 및 모듈 지지체(160)의 반구형 직경은 작업기체 주머니(132)의 직경과 동일할 수 있다.The pad and module support 160 supports the work gas receiving membrane pad 130 and the camera module 180, one side of which is hemispherical. The hemispherical diameter of the pad and module support 160 may be the same as the diameter of the working gas pocket 132.

이처럼 패드 및 모듈 지지체(160)가 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)와 카메라 모듈(180)을 지지하기 때문에 이들은 하나의 몸체가 될 수 있다. 따라서 도 3처럼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)가 선체(110)의 외부로 배치된 상태에서 패드 및 모듈 지지체(160)가 회전되면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)는 선체(110) 내에 배치되고 이번에는 패드 및 모듈 지지체(160)의 반구 부분이 선체(110)의 외부로 배치될 수 있을 것이다.As the pad and module support 160 thus support the working gas receiving membrane pads 130 and the camera module 180, they can be a single body. 3, when the working gas bag 132 of the working gas receiving membrane pad 130 is disposed outside the hull 110 and the pad and the module supporting body 160 are rotated, the working gas receiving membrane pad 130 The working gas pocket 132 may be disposed within the hull 110 and this time the hemispherical portion of the pad and module support 160 may be disposed outside the hull 110. [

방수형 회전 샤프트(162)는 패드 및 모듈 지지체(160)에 연결되어 샤프트 회전부(164)에 의해 회전되면서 패드 및 모듈 지지체(160)를 회전시키는 역할을 한다.The waterproof rotary shaft 162 is connected to the pad and module support 160 and is rotated by the shaft rotation part 164 to rotate the pad and the module support 160.

이때, 방수형 회전 샤프트(162)는 외부에 샤프트 케이스(162a)가 부분적으로 커버됨으로써, 해수의 유입을 저지시키면서 패드 및 모듈 지지체(160)를 회전시킬 수 있도록 한다.At this time, the waterproof rotary shaft 162 is partially covered with the shaft case 162a so that the pad and the module support 160 can be rotated while preventing the inflow of seawater.

샤프트 회전부(164)는 회전모터(164a)와, 회전모터(164a)의 모터축에 연결되는 구동기어(164b)와, 방수형 회전 샤프트(162)의 단부에 결합되고 구동기어(164b)와 기어 맞물림되는 종동기어(164c)를 포함한다.The shaft rotation portion 164 is connected to the end of the waterproof rotary shaft 162 and is connected to the drive gear 164b and the gear 164b, And a driven gear 164c to be engaged therewith.

이에, 회전모터(164a)가 동작되면 이의 동력이 구동기어(164b), 종동기어(164c) 및 방수형 회전 샤프트(162)로 전달되어 패드 및 모듈 지지체(160)를 회전시킴으로써, 패드 및 모듈 지지체(160)에 연결된 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)는 패드 및 모듈 지지체(160)와 함께 도 3의 화살표 A처럼 회전될 수 있다.When the rotary motor 164a is operated, its power is transmitted to the driving gear 164b, the driven gear 164c and the waterproof rotary shaft 162 to rotate the pad and the module support 160, The working gas bladder 132 of the working gas receiving membrane pads 130 connected to the working electrode 160 may be rotated together with the pad and the module support 160 as shown by the arrow A in Fig.

한편, 도 3의 화살표 A처럼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 교체작업을 진행하는 중에 해수가 선체(110) 내로 유입되면 곤란하다. 이에, 본 실시예에서는 해수 유입 방지용 커버(170)가 마련된다.On the other hand, when the work gas accommodating membrane pad 130 is being replaced as shown by the arrow A in FIG. 3, it is difficult to enter seawater into the hull 110. Thus, in this embodiment, the cover 170 for preventing inflow of seawater is provided.

해수 유입 방지용 커버(170)는 선체(110)의 내부에서 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 둘러싸게 배치되어 해수의 유입을 방지시키는 역할을 한다.The cover 170 for preventing the inflow of seawater is arranged to surround the work gas receiving membrane pad 130 inside the hull 110 to prevent inflow of seawater.

이러한 해수 유입 방지용 커버(170)의 측부에는 드레인부(172)가 결합된다. 드레인부(172)에는 도시 않은 펌프 등이 연결될 수 있다.A drain portion 172 is coupled to a side portion of the cover 170 for preventing seawater inflow. A pump (not shown) may be connected to the drain portion 172.

그리고 해수 유입 방지용 커버(170)의 상부에는 손잡이(173)를 구비하는 착탈형 덮개(174)가 마련된다. 평상 시 착탈형 덮개(174)는 볼트(B)에 의해 해수 유입 방지용 커버(170)에 결합될 수 있다.A detachable lid 174 having a handle 173 is provided on the upper portion of the seawater inflow prevention cover 170. The normal detachable lid 174 can be coupled to the seawater inflow preventing cover 170 by the bolt B. [

결과적으로, 선체(110)의 외측, 즉 해수에 노출되어 있던 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 교체 또는 유지보수하려 하는 경우, 도 3의 A처럼 패드 회전구동부(150)를 동작시키면 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)의 작업기체 주머니(132)는 선체(110) 내에 배치되고 패드 및 모듈 지지체(160)의 반구 부분이 선체(110)의 외부로 배치될 수 있는데, 이후, 드레인부(172)를 통해 해수 유입 방지용 커버(170) 내에 유입된 해수를 제거한 다음, 도 3의 B처럼 착탈형 덮개(174)를 열어 선체(110) 내에서 손상된 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 유지보수하거나 다시 새로운 것으로 교체하면 된다.As a result, if the pad rotation driving part 150 is operated as shown in FIG. 3 A, when the work gas receiving membrane pad 130 exposed to the outside of the hull 110, i.e., the seawater is to be replaced or maintained, The working gas pocket 132 of the membrane pad 130 may be disposed within the hull 110 and the hemispherical portion of the pad and module support 160 may be disposed outside the hull 110, To remove the seawater introduced into the seawater inflow preventing cover 170 through the opening 170 and to open the removable lid 174 as shown in FIG. 3B to maintain the damaged working gas receiving membrane pad 130 in the hull 110, .

이하, 작업기체가 밀폐되어 수용되는 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)로 인해 기진력이 저감되는 원리에 대해 도 4 내지 도 9를 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. 4 to FIG.

도 4는 물, 고무 및 공기의 임피던스를 측정한 도표, 도 5는 입사파와 반사파의 원리를 설명하기 위한 도면, 도 6은 [수학식 1]을 설명하기 위한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 도면, 도 7은 작업기체 수용 멤브레인 패드를 프로펠러 직상방 우현 영역에 설치한 상태의 도면으로서, 다수의 변동압력 측정지점을 나타내는 도면, 도 8은 프로펠러의 주파수를 기준으로 한 작업기체 수용 멤브레인 패드의 효율을 그래프로 나타낸 도면, 그리고 도 9는 도 7에 대응되는 작업기체 수용 멤브레인 패드에 대한 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시한 그래프이다.Fig. 4 is a graph showing impedance of water, rubber and air, Fig. 5 is a view for explaining the principle of an incident wave and a reflected wave, Fig. 6 is a drawing of a working gas receiving membrane pad for explaining [Equation 1] 7 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. 8 is a graph showing the efficiency of the working gas receiving membrane pad based on the frequency of the propeller And FIG. 9 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 4를 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. 4, 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 5에 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. 5, 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 work gas filled in 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 [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 the following equation (1).

[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 9처럼 작업기체 수용 멤브레인 패드(130a~130c)를 등가화된 구로 간주할 때 내경, 외경을 의미한다.In this case, f is the reduced frequency band of the propeller, ca (= 340m / s) and cw (= 1500m / s) A " and " b " denote the inner diameter and outer diameter of the working gas receiving membrane pads 130a to 130c, respectively, when they are regarded as equivalents.

이와 같은 사항들의 검증을 위하여 모형시험을 수행하였다. 즉 도 7에 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. 7, one working gas receiving membrane pad 130 having a reducing effect in the frequency band of 150 Hz is designed (or attached) to 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 8에 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.8, the horizontal axis (x axis) indicates the frequency, and the vertical axis (y axis) indicates the amount of increase / decrease after attachment of the work gas accommodating membrane pad 130 to the workpiece accommodating pad 130. In the vicinity of 135 Hz Work gas accommodating Membrane pads (130) Increase in pressure and vibration after installation Although the increase in pressure and vibration is noticeable, a remarkable reduction effect appears in the vicinity of the design frequency of 150 Hz.

도 9는 150Hz 대역의 결과를 요약하여 도시하고 있는데, 도 9를 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. 9 summarizes the results of the 150 Hz band. Referring to FIG. 9, the fluctuating 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 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 function as described above, it is possible to prevent vibrations from being generated in the hull 110 by increasing the excitation force at the time of operating the propeller 120, and more particularly, It is possible to fundamentally prevent obstacles such as installation of components and 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.As a result, it is possible to effectively prevent vibration from being generated in the hull 110. Thus, for example, in the case of a ship for which a quiet operation is to be premised, such as a cruise ship or a warship, The noise-containing vibration problem can be appropriately solved.

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 structure according to the present embodiment is different from the structure of the present embodiment in that the shape and size of the blade 120 itself of the propeller 120 are designed differently, the shape of the tail of the ship is improved, a separate reinforcing material for blocking noise and vibration is padded, A method of improving noise and vibration by reducing various loss such as attaching a guide device for guiding the flow of water flowing from the propeller 120 or reducing the size of the propeller 120 Technically differentiated. In addition, since the present technology provides a margin for eliminating the restraint condition of vibration in the propeller design by shielding the excitation force, it is possible to greatly increase the size of the propeller 120, It is expected.

이와 같이, 본 실시예에 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, 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)가 손상되더라도 복잡하거나 힘든 작업 없이 작업기체 수용 멤브레인 패드(130)를 간편하게 교체할 수 있게 된다.As described above, according to the present embodiment, it is possible 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 installation and operation of the compressor and other related components And can easily replace the working gas receiving membrane pads 130 without complicated or laborious work even if the working gas receiving membrane pads 130 are damaged.

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 132 : 작업기체 주머니
150 : 패드 회전구동부 160 : 패드 및 모듈 지지체
162 : 방수형 회전 샤프트 162a : 샤프트 케이스
164 : 샤프트 회전부 164a : 회전모터
164b : 구동기어 164c : 종동기어
170 : 해수 유입 방지용 커버 172 : 드레인부
173 : 손잡이 174 : 착탈형 덮개
180 : 카메라 모듈 181 : 카메라
182 : 모듈 지지대110: Hull 120: Propeller
125: rudder 130: working gas receiving membrane pad
131: Pad body 132: Working gas pocket
150: pad rotation driving part 160: pad and module support
162: waterproof rotary shaft 162a: shaft case
164: shaft rotation part 164a: rotation motor
164b: drive gear 164c: driven gear
170: Seal inflow preventing cover 172: Drain part
173: handle 174: detachable cover
180: camera module 181: camera
182: Module support

Claims

A hull with a propeller;
A working gas accommodating membrane pad including a working gas pocket in which a working gas generating a reflected wave for causing a destructive interference phenomenon with an incident wave generated when the propeller rotates is hermetically sealed;
A camera module having a camera for monitoring the working gas receiving membrane pads in real time and disposed in the hull adjacent to the working gas receiving membrane pads; And
And a paddle rotation control unit coupled to the work gas receiving membrane pads and the camera module, the paddles being provided in the hull to rotationally drive the work gas receiving membrane pads so that the work gas pockets of the work gas receiving membrane pads can be moved in and out of the hull, And a driving unit,
The pad rotation driving unit includes:
A pad and a module support supporting the work gas accommodating membrane pad and the camera module, one side being hemispherical;
A waterproof rotary shaft connected to the pad and the module support to form a rotation axis of the pad and the module support; And
And a shaft rotating part connected to the waterproof rotary shaft to rotate the waterproof rotary shaft.

delete

The method according to claim 1,
The shaft-
A rotary motor;
A driving gear connected to a motor shaft of the rotary motor; And
And a driven gear coupled to an end of the waterproof rotary shaft and meshing with the drive gear.

The method according to claim 1,
Wherein the camera module further comprises a module support coupled to the pad and the module support while supporting the camera.

The method according to claim 1,
Further comprising a seawater inflow preventing cover disposed inside the hull so as to surround the working gas receiving membrane pad to prevent inflow of seawater.

The method according to claim 6,
A drain portion is coupled to a side portion of the seawater inflow prevention cover,
And a detachable lid having a handle is provided on an upper portion of the cover for preventing seawater inflow.