KR101368893B1

KR101368893B1 - Apparatus for redusing air resistance for vessel

Info

Publication number: KR101368893B1
Application number: KR1020120104661A
Authority: KR
Inventors: 홍춘범; 이재광; 박종명; 전상배; 김희택
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-03-03

Abstract

Disclosed is an apparatus for reducing the air resistance of a ship. The apparatus for reducing the air resistance of a ship, according to an embodiment of the present invention, includes: a gap removing unit which is installed with an auxiliary wing on a covering plate for blocking the gap between the containers loaded on a ship; a drive unit which elevates the gap removing unit in the vertical direction of the ship; and a guide unit which is combined in between the gap removing unit and a lashing bridge, in order to guide the elevation of the gap removing unit.

Description

선박의 공기저항 감소장치{APPARATUS FOR REDUSING AIR RESISTANCE FOR VESSEL}Air resistance reduction device of ship {APPARATUS FOR REDUSING AIR RESISTANCE FOR VESSEL}

본 발명은 선박의 공기저항 감소장치에 관한 것으로, 컨테이너 선박, 화물 운송선 등에 선박의 공기저항을 감소시키는데 사용될 수 있고, 선박의 수직 방향으로 이동될 수 있는 선박의 공기저항 감소장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for reducing the air resistance of a ship, and can be used to reduce the air resistance of a ship, such as container ships, freight transport, etc., and relates to an air resistance reduction device of a ship that can be moved in the vertical direction of the ship.

선박은 사용목적에 따라 상선, 군함, 어선 및 특수 작업선으로 크게 구분할 수 있다.Vessels can be broadly classified into merchant ships, warships, fishing vessels and special working vessels according to their purpose of use.

상선은 여객 또는 화물을 운반하여 운임 수입을 얻는 것을 목적으로 하는 선박을 말하며, 이것을 다시 화물선, 화객선, 여객선으로 구분한다.Merchant ships are vessels intended to carry passengers or cargo to earn freight revenue, which are further divided into cargo ships, passenger ships and passenger ships.

일반적으로 선박은 풍압을 받기 쉬운 수면 위쪽의 형상을 가지고 있을 수 있다. 예컨대, 자동차 전용선, 컨테이너 선박, 탱커 등은 전방으로부터 바람을 받게 되면, 그 바람의 직접적인 영향에 의해, 선속이 저하될 뿐만 아니라, 바람에 기인한 선체의 자세변화(기울어진 항해)에 의해 수중저항이 증가하여, 운행성능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.In general, a ship may have a shape above the surface that is susceptible to wind pressure. For example, when a private ship, a container ship, or a tanker receives wind from the front, not only the ship speed is lowered by the direct influence of the wind, but also the underwater resistance due to the change of attitude of the ship due to the wind (tilted navigation). This increase is known to affect the running performance.

특히, 컨테이너 선박은 컨테이너 박스(이하, '컨테이너'로 약칭함) 등의 화물을 선체 내부뿐만 아니라 갑판 위쪽에 적재하여 운반하고 있다.In particular, container ships carry cargo such as container boxes (hereinafter referred to as 'containers') on the deck as well as inside the hull.

이런 컨테이너 선박은 선체의 좌 또는 우 전방으로부터 비스듬하게 바람을 받게되는 경우, 선박의 우현 또는 좌현으로부터 횡력이 발생되고, 선체에 시계방향의 회전력을 부여하는 요잉(yawing) 모멘트가 발생할 수 있다.When such a container ship is winded obliquely from the left or right front of the hull, a lateral force is generated from the starboard or the port of the ship, and a yawing moment may be generated to impart a clockwise rotational force to the hull.

이때, 요잉 모멘트에 대항하여 선수방위를 원래 선박 진행 방향으로 유지시키기 위해서, 타를 조절할 필요가 있고, 타에 작용하는 물의 힘이 저항으로 될 수 있다.At this time, in order to maintain the heading in the original direction of the ship against the yawing moment, it is necessary to adjust the rudder, and the force of the water acting on the rudder may become a resistance.

이처럼 선박은 횡력을 받기 때문에, 비스듬하게 나아가게 되어 선체에 작용하는 수중저항도 증대할 수 있다.Since the ship is subjected to the lateral force in this manner, the ship is moved obliquely and the water resistance acting on the hull can also be increased.

발명의 배경이 되는 기술로서, 특허문헌에는 선체의 횡력에 따른 수중저항을 감소시키기 위한 선박이 개시되어 있다.As a background art of the invention, a patent document discloses a vessel for reducing the underwater resistance caused by the lateral force of the hull.

그러나, 특허문헌의 선박은 자동차 전용선의 선형으로서 선체를 유선형으로 형성하거나, 환기 유니트를 덮기 위한 하우징을 제공하고 있을 뿐, 컨테이너간 사이의 틈새를 통해 측면 방향 또는 측면에 경사지게 불어오는 바람에 대한 저항 증가를 감소하면서도, 복수개의 컨테이너 적재부의 사이에 형성된 갭에 따른 공기저항을 감소시킬 수 있는 수단이 부재되어 있다.However, the vessel of the patent document is a linear line of a car dedicated line, the hull is formed in a streamlined form, or provides a housing for covering the ventilation unit, the resistance to wind blowing inclined in the side direction or side through the gap between the containers. While reducing the increase, there is a means for reducing the air resistance due to the gap formed between the plurality of container loading portions.

한편, 종래의 컨테이너 운반용 선박에는 화물인 컨테이너의 적재 및 고정과 컨테이너 전도 방지를 위한 래싱(lashing) 부재 및 래싱 부재를 선박의 갑판에 연결시키기 위한 래싱 브릿지(lashing bridge)가 컨테이너열의 사이에 존재한다. 예컨대, 복수의 컨테이너열로 인하여, 컨테이너열 사이에는 갭이 존재하고, 그 갭의 데크 위에 래싱 브릿지가 설치되어 있다. 이러한 갭 또는 래싱 브릿지는 선박 길이 방향으로 약 15개 이상 존재할 수 있다. 또한, 갭은 일측 컨테이너열과 타측 컨테이너열 사이의 래싱 작업 공간일 수 있다.Meanwhile, in a conventional container carrying ship, a lashing member for loading and fixing a container, which is a cargo, and a container falling prevention, and a lashing bridge for connecting the lashing member to the deck of the ship exist between the rows of containers. . For example, due to a plurality of container rows, a gap exists between the container rows, and a lashing bridge is provided on the deck of the gap. There may be about 15 or more such gaps or lashing bridges in the longitudinal direction of the vessel. In addition, the gap may be a lashing working space between one container row and the other container row.

이런 갭이 속도 성능에 미치는 영향을 살펴보면 바람이 선박의 정면 방향에서 불어올 경우에는 자유 흐름(free-stream)이므로 저항 증감에 미비할 수 있다.Looking at the effect of this gap on the speed performance, if the wind is blowing from the front of the ship, it is free-stream, which is not enough to increase or decrease the resistance.

그러나, 바람이 선박의 경사 방향, 즉 선박 또는 컨테이너열의 측면에 경사진 방향에서 불어올 경우, 바람이 불어오는 컨테이너열 사이의 입구 중에서 컨테이너열의 코너 부위에 고압이 작용함과 동시에 바람이 갭을 빠져나가는 쪽의 컨테이너열의 코너부위에서 바람의 유동이 떨어져 나가는 대박리가 발생함과 동시에 정체유동이 발생하여 결과적으로 저항이 증가하게 되는 문제점이 있다.However, when the wind blows in the direction of the ship's inclination, that is, inclined to the side of the ship or the container row, the high pressure is applied to the corner portion of the container row among the inlet of the container row where the wind blows, and the wind escapes the gap. At the corners of the container row on the outgoing side, the separation of wind flows off and congestion flow occurs, resulting in an increase in resistance.

공개특허공보 제10-2006-0011771호Published Patent Publication No. 10-2006-0011771

본 발명의 실시예는 컨테이너를 고정시키기 위한 래싱 브릿지를 기반으로 설치된 가이드부와, 구동부에 의해 승강하는 갭제거부를 제공하되, 갭제거부의 커버판에 보조익이 구비되어 있어서 갭제거부의 전도 가능성을 미연에 방지할 수 있는 선박의 공기저항 감소장치를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention provides a guide part installed on the basis of a lashing bridge for fixing a container, and a gap removing part which is lifted up and down by a driving part, but an auxiliary wing is provided on the cover plate of the gap removing part, thereby not revealing the possibility of conducting the gap removing part. To provide a device for reducing the air resistance of the ship that can be prevented.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 적재된 컨테이너열 사이의 갭을 막는 커버판에 보조익이 설치된 갭제거부; 상기 갭제거부를 선박의 수직 방향으로 승강시키는 구동부; 및 상기 갭제거부의 승강을 가이드하도록 상기 갭제거부와 래싱 브릿지의 사이에 결합된 가이드부를 포함하는 선박의 공기저항 감소장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the gap removing unit is provided with a secondary wing on the cover plate to prevent the gap between the row of containers loaded on the vessel; A driving unit for elevating the gap removing unit in a vertical direction of the ship; And a guide unit coupled between the gap removing unit and the lashing bridge to guide the lifting and lowering of the gap removing unit.

또한, 상기 갭제거부는, 상기 커버판과 상기 보조익의 사이에 흐름 공간이 형성되도록, 상기 갭제거부의 높이 방향으로 이격 배치되고 상기 커버판과 상기 보조익을 연결하는 서포트를 더 포함할 수 있다.The gap removing unit may further include a support spaced apart in the height direction of the gap removing unit so as to form a flow space between the cover plate and the auxiliary blade and connecting the cover plate and the auxiliary blade.

또한, 상기 보조익은, 상기 보조익의 전연(leading edge)과 후연(trailing edge)을 연결한 익현을 기준으로 서로 비대칭인 익형 단면을 포함할 수 있다.In addition, the auxiliary blades may include airfoil cross-sections asymmetrical with respect to the blade string connecting the leading edge and the trailing edge of the auxiliary blade.

또한, 상기 보조익의 익형 단면은, 상기 커버판쪽을 향하는 내표면부; 및 상기 커버판의 반대쪽을 향하는 외표면부을 포함하고, 상기 내표면부가 상기 외표면부에 비해 상대적으로 큰 비율로 팽출되어 있을 수 있다.In addition, the airfoil cross section of the auxiliary blade, the inner surface portion toward the cover plate; And an outer surface portion facing the opposite side of the cover plate, wherein the inner surface portion may be expanded at a relatively large ratio relative to the outer surface portion.

또한, 상기 구동부는, 상기 컨테이너열 사이로 상기 선박의 데크에 설치된 모터; 상기 모터의 회전축에 연결된 회전력 전달부; 상기 회전력 전달부로부터 전달받은 회전력에 의해 정회전 또는 역회전되는 피니언기어; 및 상기 피니언기어와 치합되어 있고 상기 커버판의 높이 방향을 따라 상기 커버판에 설치된 랙기어를 포함할 수 있다.In addition, the drive unit, a motor installed on the deck of the ship between the container row; A rotational force transmission unit connected to the rotation shaft of the motor; A pinion gear that is rotated forward or reverse by the rotational force transmitted from the rotational force transmission unit; And a rack gear meshed with the pinion gear and installed in the cover plate along a height direction of the cover plate.

또한, 상기 가이드부는, 상기 구동부의 랙기어와 평행하도록 상기 래싱 브릿지에 설치된 가이드레일; 및 상기 가이드레일에 슬라이딩 작동되도록 결합된 상태에서 상기 커버판에 설치된 가이드블록을 포함할 수 있다.The guide unit may include: a guide rail installed at the lashing bridge to be parallel to the rack gear of the driving unit; And a guide block installed on the cover plate in a state of being coupled to the guide rail in a sliding operation.

본 발명의 실시예는 컨테이너열 사이의 갭을 막는 갭제거부를 제공함으로써, 공기, 바람에 의한 저항을 최소화할 수 있다.Embodiment of the present invention by providing a gap removal unit that prevents the gap between the rows of containers, it is possible to minimize the resistance by air, wind.

또한, 본 발명의 실시예는 커버판, 커버판에 이격 간격을 두고 세워진 다수의 서포트, 서포트의 끝단에 지지되는 보조익을 포함하여 갭제거부를 구성함으로써, 갭제거부가 선체 바깥쪽으로 넘어가는 전도의 위험성이 감소될 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention comprises a cover plate, a plurality of supports spaced apart on the cover plate, the auxiliary wing supported on the end of the support by configuring a gap removal portion, the risk of conduction of the gap removal portion to the outside of the hull This can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예는 갭제거부를 선박의 수직 방향으로 이동시키는 미닫이 개폐 방식으로 구성하여 래싱 작업을 원활하게 수행할 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention can be performed in a sliding door opening and closing method for moving the gap removing unit in the vertical direction of the vessel can be performed lashing operation smoothly.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 공기저항 감소장치를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 갭제거부 및 가이드부와 래싱 브릿지의 결합 관계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3과 도 4는 도 1에 도시된 갭제거부, 가이드부 및 구동부의 작동 관계를 보인 측면도들이다.
도 5는 도 1에 도시된 갭제거부의 역할을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 전산유체해석(CFD)을 이용하여 갭제거부가 있는(W/ plate) 상태와 갭제거부가 없는(W/O plate) 상태의 풍하중 계수(Cx)와 풍향 각도(AOA, Angle of Attack)간 관계를 보인 그래프이다.1 is a perspective view showing an air resistance reduction apparatus of a ship according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating a coupling relationship between the gap removing part, the guide part, and the lashing bridge shown in FIG. 1.
3 and 4 are side views illustrating an operation relationship of the gap removing part, the guide part, and the driving part shown in FIG. 1.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a role of the gap removing unit illustrated in FIG. 1.
6 is a wind load coefficient (Cx) and a wind direction angle (AOA) in a gap elimination (W / plate) state and a gap elimination (W / O plate) state using computational fluid analysis (CFD). It is a graph showing the relationship between them.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 공기저항 감소장치를 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing an air resistance reduction apparatus of a ship according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일반적인 컨테이너 선박(10)의 경우를 도시한 것으로서, 선체 폭 방향으로 배열되는 제 1 컨테이너열(20)과 선체 길이 방향의 갭(G)을 두고 이격된 제 2 컨테이너열(21)이 존재한다.Referring to FIG. 1, a general container ship 10 is illustrated, and a second container row spaced apart from the first container row 20 arranged in the hull width direction and a gap G in the longitudinal direction of the hull ( 21) exists.

갭(G)은 제 1 컨테이너열(20) 및 제 2 컨테이너열(21)의 사이뿐만 아니라, 바람이 통과하여 유동의 박리 및 정체유동(stagnation flow)을 발생시키는 다른 컨테이너열들의 사이일 수 있다.The gap G may be between the first container row 20 and the second container row 21 as well as between other container rows through which wind passes to generate separation and stagnation flow of the flow. .

또한, 갭(G)에 대응한 래싱 작업 공간에는 선박(10)의 갑판 위에 화물인 컨테이너의 적재 및 고정과 컨테이너 전도 방지를 위한 래싱 브릿지(30)가 설치되어 있다.In addition, in the lashing work space corresponding to the gap G, a lashing bridge 30 is installed on the deck of the ship 10 for loading and fixing the cargo container and preventing the container from falling over.

이때, 다수의 래싱 부재(31)는 래싱 브릿지(30)를 지지기반으로 하여 컨테이너를 고박하는 역할을 담당할 수 있다.In this case, the plurality of lashing members 31 may play a role of fixing the container based on the lashing bridge 30.

본 실시예인 선박의 공기저항 감소장치(100)는 갭제거부(110), 구동부(120) 및 가이드부(130)를 포함할 수 있다.The air resistance reduction apparatus 100 of the ship according to the present embodiment may include a gap removing unit 110, a driving unit 120, and a guide unit 130.

갭제거부(110)는 선박(10)에 적재된 컨테이너열(20, 21) 사이의 갭(G)을 막는 커버판(111)에 다수의 서포트(112)를 이격되게 설치하고, 서포트(112)의 끝단에 지지되는 보조익(113)을 포함할 수 있다.The gap removing unit 110 installs a plurality of supports 112 spaced apart from each other on the cover plate 111 that prevents the gap G between the rows of containers 20 and 21 loaded on the vessel 10, and supports 112. It may include an auxiliary wing 113 supported at the end of the.

갭제거부(110)는 커버판(111)과 보조익(113)의 사이에 흐름 공간이 형성되도록, 갭제거부(110)의 높이 방향으로 이격 배치되고 커버판(111)과 보조익(113)을 연결하는 서포트(112)를 더 포함할 수 있다.The gap removing unit 110 is spaced apart in the height direction of the gap removing unit 110 so as to form a flow space between the cover plate 111 and the auxiliary wing 113 and connects the cover plate 111 and the auxiliary wing 113. The support 112 may further include.

갭제거부(110)는 커버판(111), 서포트(112) 및 보조익(113)에 의해 2중 날개 형상을 가질 수 있다.The gap removing unit 110 may have a double wing shape by the cover plate 111, the support 112, and the auxiliary wing 113.

갭제거부(110)는 래싱 브릿지(30)의 측면을 기반으로 컨테이너열(20, 21) 사이의 갭(G)을 막아서 갭(G)을 따라 선체의 폭 방향으로 흐르는 바람의 유동을 저감시키는 역할을 담당할 수 있다.The gap removing unit 110 serves to reduce the flow of wind flowing in the width direction of the hull along the gap G by blocking the gap G between the container rows 20 and 21 based on the side of the lashing bridge 30. Can be in charge of

구동부(120)는 갭제거부(110)를 선박(10)의 수직 방향으로 승강시키는 역할을 담당할 수 있다.The driving unit 120 may serve to elevate the gap removing unit 110 in the vertical direction of the vessel 10.

가이드부(130)는 갭제거부(110)의 승강을 가이드하도록 갭제거부(110)와 래싱 브릿지(30)의 사이에 결합될 수 있다.The guide part 130 may be coupled between the gap removing part 110 and the lashing bridge 30 to guide the lifting and lowering of the gap removing part 110.

도 2는 도 1에 도시된 갭제거부 및 가이드부와 래싱 브릿지의 결합 관계를 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a coupling relationship between the gap removing part, the guide part, and the lashing bridge shown in FIG. 1.

도 2를 도 1과 함께 참조하면, 갭제거부(110)는 철판, 스테인레스판, 복합소재판, 방풍막 및 패널용 재질 중 하나 이상의 재질로서, 상기 갭에 작용하는 공기 또는 바람에 저항하는 저항면을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2 together with FIG. 1, the gap removing unit 110 is one or more of a material for an iron plate, a stainless plate, a composite plate, a windshield, and a panel, and has a resistance surface that resists air or wind acting on the gap. Can be formed.

갭제거부(110)의 커버판(111)은 익형단면의 판부재 또는 평판부재 또는 곡판부재 중 어느 하나일 수 있다.The cover plate 111 of the gap removing unit 110 may be any one of a plate member, a flat plate member, or a curved plate member of the airfoil cross section.

커버판(111)은 컨테이너열(20, 21)의 최대 적재 높이보다 작고 래싱 브릿지의 높이보다 큰 높이와, 컨테이너열(20, 21) 사이의 갭(G)을 막을 수 있는 폭을 가질 수 있다. The cover plate 111 may have a height that is smaller than the maximum stacking height of the container rows 20 and 21 and greater than the height of the lashing bridge, and a width that can close the gap G between the container rows 20 and 21. .

서포트(112)는 커버판(111)과 보조익(113)의 사이에 세워져서 연결될 수 있는 다수의 지지축 또는 기둥에 해당하는 것으로서, 공기 또는 바람의 유동에 따른 영향(예: 항력)을 최소화할 수 있는 공기역학적 단면 형상을 가질 수 있다.The support 112 corresponds to a plurality of support shafts or pillars that can be erected and connected between the cover plate 111 and the auxiliary wing 113, and minimizes the influence (eg, drag) caused by the flow of air or wind. It may have an aerodynamic cross-sectional shape.

보조익(113)은 비행기의 날개 또는 고정익과 유사한 익형 단면(airfoil)을 가지고 있을 수 있다. 여기서, 익형 단면은 공력을 발생시키는 비행기의 날개를 수직으로 자른 단면을 의미할 수 있다.The secondary wing 113 may have an airfoil similar to the wing or fixed wing of an airplane. Here, the airfoil cross section may mean a cross section cut vertically of the wing of the plane generating aerodynamic force.

더욱 상세하게, 보조익(113)은 보조익(113)의 전연(leading edge)과 후연(trailing edge)을 연결한 익현(CL)을 기준으로 서로 비대칭인 익형 단면을 가질 수 있다.In more detail, the auxiliary wing 113 may have airfoil cross-sections which are asymmetric with each other based on the blade string CL connecting the leading edge and the trailing edge of the auxiliary wing 113.

보조익(113)의 익형 단면은 커버판(111)쪽을 향하는 보조익(113)의 내표면부(113a)와 커버판(111)의 반대쪽을 향하는 보조익(113)의 외표면부(113b)를 포함할 수 있다.The airfoil cross section of the auxiliary wing 113 includes an inner surface portion 113a of the auxiliary wing 113 facing toward the cover plate 111 and an outer surface portion 113b of the auxiliary wing 113 facing away from the cover plate 111. can do.

이때, 보조익(113)의 익형 단면의 내표면부(113a)는 외표면부(113b)에 비해 상대적으로 큰 비율로 팽출되어 있을 수 있다.At this time, the inner surface portion 113a of the airfoil cross section of the auxiliary blade 113 may be expanded in a relatively large ratio compared to the outer surface portion 113b.

이와 함께, 보조익(113)의 익형 단면은 익현(CL)에 수직하고 보조익(113)의 중심을 지나는 기준선(R)을 기준으로 양측부(예: 전연 또는 후연쪽 선단부)가 서로 대칭일 수 있다.In addition, the airfoil cross section of the auxiliary wing 113 may be symmetrical with respect to both sides (eg, the leading edge or the trailing edge) based on the reference line R that is perpendicular to the blade string CL and passes through the center of the auxiliary wing 113. .

이런 익형 단면의 형상적 특징에 의해서, 선박의 운항에 따라 발생되는 흐름 속도 또는 바람의 영향으로 발생된 흐름 속도를 갖는 공기가 보조익(113)과 커버판(111) 사이의 흐름 공간을 통과할 경우, 공기역학적으로 보조익(113)의 내표면부(113a)와 외표면부(113b)간 압력차가 발생되고, 그 압력차에 의해 양력(F)이 발생될 수 있다.Due to the shape of the airfoil cross section, when air having a flow velocity generated by the operation of the ship or a flow velocity generated by the wind passes through the flow space between the auxiliary wing 113 and the cover plate 111 Aerodynamically, a pressure difference between the inner surface portion 113a and the outer surface portion 113b of the auxiliary wing 113 may be generated, and lift force F may be generated by the pressure difference.

이때, 발생된 양력(F)의 작용 방향은 선체쪽을 향할 수 있고, 그 결과 갭제거부(110)가 선체쪽으로 밀착될 수 있는 외력으로 작용할 수 있다.At this time, the action direction of the generated lifting force (F) may be directed toward the hull, and as a result, the gap removing unit 110 may act as an external force that can be in close contact with the hull.

만일, 선박의 운행 도중 바람이 컨테이너열(20, 21)의 위쪽에서 하향으로 유동하여 갭(G)의 래싱 작업 공간으로 유입된 후 갭제거부(110)의 커버판(111)의 내측면에 도달하여, 커버판(111)을 선체의 외측으로 밀어내는 힘, 즉 갭제거부(110)를 선체의 바깥쪽으로 밀어내려는 외력이 존재할 수 있고, 이에 따라 갭제거부(110)의 전도 가능성이 발생될 수 있다.If the wind flows downward from the upper row of the container rows 20 and 21 during the operation of the ship, the wind flows into the lashing work space of the gap G and reaches the inner side of the cover plate 111 of the gap removing unit 110. Thus, there may be a force for pushing the cover plate 111 to the outside of the hull, that is, an external force for pushing the gap remover 110 to the outside of the hull, and thus the possibility of conduction of the gap remover 110 may occur. .

그러나, 본 실시예는 보조익(113)에 의해 발생한 양력(F)이 상기 외력을 상쇄시키는 쪽으로 작용하고 있으므로, 그 결과 갭제거부(110)가 래싱 브릿지(30)로부터 떨어져나가거나 선체 바깥쪽으로 넘어가는 전도의 위험성이 감소될 수 있다.However, in the present embodiment, since the lift force F generated by the auxiliary blade 113 acts to cancel the external force, the gap eliminator 110 is separated from the lashing bridge 30 or passed outside the hull. The risk of falling can be reduced.

구동부(120)는 컨테이너열(20, 21) 사이로 선박의 데크에 설치된 모터(121)와, 모터(121)의 회전축에 연결된 회전력 전달부(122)(예: 기어 조립체 또는 벨트 풀리 조립체)와, 회전력 전달부(122)로부터 전달받은 회전력에 의해 정회전 또는 역회전될 수 있고, 선박의 데크에 회전 가능하게 지지된 피니언기어(123)와, 피니언기어(123)와 치합되어 있고 갭제거부(110)의 커버판(111)의 높이 방향을 따라 커버판(111)에 설치된 랙기어(124)를 포함할 수 있다.The drive unit 120 includes a motor 121 installed on the deck of the ship between the container rows 20 and 21, a rotation force transmitting unit 122 (eg, a gear assembly or a belt pulley assembly) connected to the rotation shaft of the motor 121, and The pinion gear 123 and the pinion gear 123 rotatably supported by the rotation force transmitted from the rotational force transmission unit 122 and rotatably supported on the deck of the ship may be engaged with the gap removing unit 110. Rack gear 124 installed on the cover plate 111 in the height direction of the cover plate 111 of the) may be included.

여기서, 모터(121)의 모터하우징은 선박의 데크의 모터브래킷에 고정되어 있을 수 있다.Here, the motor housing of the motor 121 may be fixed to the motor bracket of the deck of the ship.

또한, 모터(121)는 역회전 또는 정회전 작동을 제어하는 컨트롤러와, 컨트롤러로부터 전원을 공급받을 경우에만 회전하고 전원을 공급받지 않을 경우 모터(121)의 회전축이 회전되지 않도록 고착되는 일반적인 기어드 모터(geared motor)일 수 있다. 예컨대, 모터(121)는 전기모터의 코어 회전샤프트에 기어, 회전축 스토퍼, 회전축 등을 결합한 모터 장치를 의미하는 것으로서, 전원 공급시에만 전기모터의 회전축을 정회전 또는 역회전시킬 수 있다.In addition, the motor 121 is a general geared motor that rotates only when the controller controls the reverse rotation or forward rotation operation, and when the power is supplied from the controller, and the rotation shaft of the motor 121 is not rotated when the power is not supplied. may be a geared motor. For example, the motor 121 refers to a motor device in which a gear, a rotating shaft stopper, a rotating shaft, and the like are coupled to a core rotating shaft of the electric motor, and the rotating shaft of the electric motor can be rotated forward or reverse only when power is supplied.

따라서, 모터(121)의 컨트롤러에 접속된 선박의 공기저항 감소장치용 제어기(미 도시)의 정회전 신호, 역회전 신호, 정지 신호에 대응하게 전원이 모터(121)에 공급 또는 차단될 때, 모터(121)의 회전축의 정회전 또는 역회전 또는 정지가 제어될 수 있다.Therefore, when power is supplied or cut off to the motor 121 in response to the forward rotation signal, the reverse rotation signal, and the stop signal of the controller (not shown) for the air resistance reduction apparatus of the ship connected to the controller of the motor 121, Forward rotation or reverse rotation or stop of the rotating shaft of the motor 121 may be controlled.

또한, 본 실시예는 가이드부(130)를 따라 이동하는 가이드블록(132)의 위치 또는 갭제거부(110)의 승강 위치를 센싱하여 선박의 공기저항 감소장치용 제어기 쪽으로 센싱 신호를 입력시키는 센서부(미 도시)를 더 포함할 수 있다.In addition, the present embodiment senses the position of the guide block 132 moving along the guide unit 130 or the lifting position of the gap removing unit 110 to sense the sensor unit for inputting a sensing signal to the controller for the air resistance reduction device of the ship It may further include (not shown).

센서부는 래싱 브릿지(30)에 위치한 센서몸체와, 가이드부(130)의 가이드블록(132) 또는 갭제거부(110)의 커버판(111)에 위치한 센서타겟으로 이루어질 수 있거나, 갭제거부(110)의 승강 스트로크를 고려한 래싱 브릿지(30)의 상측과 하측의 센서브래킷에 설치된 콘택트 센서로 이루어질 수 있다.The sensor unit may be formed of a sensor body positioned in the lashing bridge 30 and a sensor target positioned in the cover block 111 of the guide block 132 or the gap removing unit 110 of the guide unit 130, or the gap removing unit 110. Considering the lifting stroke of the lashing bridge 30 may be made of a contact sensor installed on the upper and lower sensor bracket.

예컨대, 센서부가 콘택트 센서로 이루어질 경우, 갭제거부(110)의 커버판(111)이 래싱 브릿지(30)의 상측 또는 하측에 마련된 콘택트 센서에 접촉할 수 있다. 또한 콘택트 센서의 접촉신호는 선박의 공기저항 감소장치용 제어기(미 도시)에 전달될 수 있고, 이에 따라 상기 제어기가 접촉신호를 인식하여 갭제거부(110)의 정지 위치를 파악하고, 파악된 결과에 따라 모터 작동용 전원을 구동부(120)의 모터(120)에 공급 또는 차단될 수 있다.For example, when the sensor unit is made of a contact sensor, the cover plate 111 of the gap removing unit 110 may contact the contact sensor provided above or below the lashing bridge 30. In addition, the contact signal of the contact sensor can be transmitted to the controller for the air resistance reduction device of the vessel (not shown), accordingly, the controller recognizes the contact signal to determine the stop position of the gap removing unit 110, the result obtained In accordance with this, the motor driving power may be supplied or cut off to the motor 120 of the driving unit 120.

또한, 구동부(120)는 위의 설명에서 전기를 이용한 모터 방식의 구동 구조를 설명하였으나, 유압 사용이 가능한 선박의 경우에는 모터(121)가 유압모터일 수 있고, 모터(121)의 회전력을 이용하는 방식 이외에, 직선왕복방식을 구현하기 위한 액추에이터, 댐퍼, 유압컨트롤러 등으로 구성될 수 있거나, 또는 윈치 및 와이어를 이용한 구성으로 구성될 수 있으며, 또한 갭제거부(110)를 상승 또는 하강, 즉 승강시킬 수 있는 수단이라면, 반드시 전기 또는 유압 방식만으로 한정되지 않을 수 있다.In addition, the driving unit 120 described the driving structure of the motor method using electricity in the above description, in the case of a ship that can be used hydraulically, the motor 121 may be a hydraulic motor, using the rotational force of the motor 121 In addition to the method, it may be composed of an actuator, a damper, a hydraulic controller for implementing a linear reciprocating method, or may be composed of a winch and a wire configuration, and also to raise or lower the gap removing unit 110, that is to raise or lower As long as it can be, it may not necessarily be limited to the electric or hydraulic manner.

한편, 가이드부(130)는 랙기어(124)와 평행하게 배치된 다수의 LM가이드모듈일 수 있다.Meanwhile, the guide unit 130 may be a plurality of LM guide modules disposed in parallel with the rack gear 124.

즉, 가이드부(130)는 랙기어(124)와 평행하도록 래싱 브릿지(30)의 측면의 양측 기둥에 설치된 가이드레일(131)과, 가이드레일(131)에 슬라이딩 작동되도록 결합된 상태에서 갭제거부(110)의 커버판(111)에 설치된 가이드블록(132)을 포함할 수 있다.That is, the guide unit 130 is a gap removing unit in the state coupled to the guide rail 131 installed on both side pillars of the side of the lashing bridge 30 to be parallel to the rack gear 124, the sliding operation to the guide rail 131 It may include a guide block 132 installed on the cover plate 111 of (110).

이하, 본 실시예의 작동에 관하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.

도 3과 도 4는 도 1에 도시된 갭제거부, 가이드부 및 구동부의 작동 관계를 보인 측면도들이다.3 and 4 are side views illustrating an operation relationship of the gap removing part, the guide part, and the driving part shown in FIG. 1.

도 3을 참조하면, 선박(10)의 화물(예: 컨테이너)의 적재 또는 하역시에는 구동부(120)의 모터(121)에 의해 피니언기어(123)가 정회전(예: 도 3에서 반시계 방향으로 회전)될 수 있다.Referring to FIG. 3, when the cargo (eg, container) of the ship 10 is loaded or unloaded, the pinion gear 123 is rotated forward by the motor 121 of the driving unit 120 (eg, counterclockwise in FIG. 3). Direction).

이런 경우, 피니언기어(123)에 의해 치합된 랙기어(124)에는 모터(121)의 회전력을 직선왕복 운동력으로 변환시켜 하강력이 발생될 수 있다.In this case, the rack gear 124 engaged by the pinion gear 123 may be generated by converting the rotational force of the motor 121 into a linear reciprocating motion force.

이때, 가이드부(130)는 래싱 브릿지(30)의 수직 방향(예: 상하 방향)으로 갭제거부(110)의 직선왕복 운동을 가이드할 수 있도록 래싱 브릿지(30)와 갭제거부(110)의 사이에 설치되어 있다.In this case, the guide unit 130 is disposed between the lashing bridge 30 and the gap removing unit 110 to guide the linear reciprocation of the gap removing unit 110 in the vertical direction (eg, up and down direction) of the lashing bridge 30. Installed in

따라서, 갭제거부(110)는 가이드부(130)에 의해 가이드된 상태에서 랙기어(124)의 하강력에 의해 래싱 브릿지(30)의 하부 및 선박(10)의 측면 상부를 덮을 수 있도록 하강된 상태가 될 수 있다.Therefore, the gap removing unit 110 is lowered to cover the lower part of the lashing bridge 30 and the upper side of the vessel 10 by the lowering force of the rack gear 124 in the guided by the guide unit 130. Can be a condition.

도 4를 참조하면, 선박(10)에 화물이 실려지고, 화물이 래싱 부재, 래싱 브릿지(30) 등에 의해 고박됨에 따라, 선박(10)이 운송할 수 있는 상태에서는 역시 구동부(120)의 모터(121)에 의해 피니언기어(123)가 역회전(예: 도 4에서 시계 방향으로 회전)될 수 있다.Referring to FIG. 4, as the cargo is loaded on the vessel 10 and the cargo is pinched by the lashing member, the lashing bridge 30, and the like, the motor of the driving unit 120 may also be in a state in which the vessel 10 may be transported. The pinion gear 123 may be rotated reversely (eg, clockwise in FIG. 4) by the 121.

이에 따라, 랙기어(123)에는 상승력이 발생될 수 있고, 그 결과, 갭제거부(110)는 가이드부(130)에 의해 가이드된 상태에서 랙기어(124)의 상승력에 의해 래싱 브릿지(30)의 측면 및 컨테이너열 사이의 갭을 덮을 수 있도록 상승된 상태가 될 수 있다.Accordingly, the lifting force may be generated in the rack gear 123. As a result, the gap removing unit 110 is lashing bridge 30 by the lifting force of the rack gear 124 in the state guided by the guide unit 130. It may be raised to cover the gap between the sides of the container and the row of containers.

갭제거부(110)는 방오, 방식을 위한 부식방지 코팅층 또는 페인트층이 갭제거부(110)의 몸체 표면에 더 형성되어 있을 수 있다.The gap removing part 110 may further include an anti-corrosion coating layer or a paint layer for antifouling and anticorrosion on the body surface of the gap removing part 110.

도 5는 도 1에 도시된 갭제거부의 역할을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a role of the gap removing unit illustrated in FIG. 1.

도 5를 참조하면, 갭제거부(110)는 갭(G)의 좌현 및 우현의 초입 부위(예: 갭 입구 또는 출구)를 막는 수단으로서 다양한 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the gap removing unit 110 may have various shapes as a means for blocking the entry portion (eg, gap inlet or outlet) of the port and starboard of the gap G.

여기서, 바람(W)이 선박(10)의 경사 방향, 즉 선박 또는 컨테이너열(20, 21)의 측면에 경사진 방향에서 불어올 경우, 바람(W)이 불어오는 컨테이너열(20, 21) 사이의 입구 중에서 컨테이너열(20)의 코너 부위(P)에 고압이 작용함과 동시에 바람이 갭(G)을 빠져나가는 쪽의 컨테이너열(20)의 코너부위에서 바람의 유동이 떨어져 나가는 대박리 및 정체유동(Q)이 발생하는 것을 미연에 방지하여 저항을 감소시킬 수 있게 된다.Here, when the wind (W) is blown in the inclined direction of the ship 10, that is, the direction inclined to the side of the ship or container rows 20, 21, the container row (20, 21) is blown by the wind (W) The high pressure is applied to the corner portion (P) of the container row (20) among the inlet between the wind peels off the flow of the wind at the corner of the container row (20) of the wind exiting the gap (G) and It is possible to prevent the occurrence of stagnation flow (Q) in advance to reduce the resistance.

도 6은 전산유체해석(CFD)을 이용하여 갭제거부가 있는(W/ plate) 상태와 갭제거부가 없는(W/O plate) 상태의 풍하중 계수(Cx)와 풍향 각도(AOA, Angle of Attack)간 관계를 보인 그래프이다.6 is a wind load coefficient (Cx) and a wind direction angle (AOA) in a gap elimination (W / plate) state and a gap elimination (W / O plate) state using computational fluid analysis (CFD). It is a graph showing the relationship between them.

여기서, 선박은 컨테이너를 100% 적재한 경우이다. 이런 선박의 갭제거부는 서로 인접한 컨테이너열 사이의 갭 중에서 선박의 폭 방향을 기준으로 좌현 및 우현 끝에 해당하는 선박의 데크 중 어느 하나 이상에 설치될 수 있으며, 갭을 통해 들어오는 유동의 박리 및 정체유동(stagnation flow)을 억제할 수 있다.Here, the vessel is a case where 100% of the container is loaded. The gap elimination part of the vessel may be installed on any one or more of the deck of the ship corresponding to the port and starboard end in the gap between the container rows adjacent to each other, the separation of the flow flowing through the gap and stagnation flow (stagnation flow) can be suppressed.

위와 같은 갭제거부를 갖는 선박에 대하여 시뮬레이션, 즉 전산유체해석(CFD)을 수행한 결과 아래의 [표 1] 및 도 6과 같은 공기저항 감소 효과를 확인할 수 있다.Simulation of the vessel having the gap removal portion as described above, that is, the results of performing the computational fluid analysis (CFD) can be confirmed the effect of reducing the air resistance as shown in Table 1 and Figure 6 below.

도 6의 전산유체해석을 활용한 성능 평가에 따르면, 컨테이너 100% 적재인 경우는 35%~40%의 공기저항 감소 효과가 있는 것으로 나타났다.According to the performance evaluation using the computational fluid analysis of Figure 6, when the container 100% loading appeared to reduce the air resistance of 35% ~ 40%.

즉, 갭의 유(W/ plate: with plate) 또는 무(W/O plate: without plate)에 따른 풍하중 계수(Cx)를 비교한 결과, 컨테이너 선박의 실제 운항상태에서 중요한 영역으로 파악된 풍향 각도(AOA, Angle of Attack) 0도 ~ 60도 영역에서 기존의 갭이 있는 경우보다, 갭이 없도록 본 실시예의 갭제거부를 래싱 브릿지의 측면에 설치 또는 탑재한 경우가 약 35% ~ 40%의 공기저항 감소 효과가 있다.In other words, as a result of comparing the wind load coefficient (Cx) according to the gap (W / plate: with plate) or without (W / O plate: without plate), the wind direction angle which is identified as an important area in the actual operating state of the container ship (AOA, Angle of Attack) About 35% to 40% of air is installed or mounted on the side of the lashing bridge in this embodiment so that there is no gap, compared to the existing gap in the 0 degree to 60 degree range. It has a resistance reduction effect.

이러한 현상이 나타나는 이유는 갭제거부에 의해서, 컨테이너열 사이의 갭이 제거됨에 따라, 측면 방향에 작용하는 압력이 감소함과 동시에 대박리를 동반하는 정체유동이 감소함으로써 공기저항이 감소하는 것으로 이해될 수 있다.The reason for this phenomenon can be understood that the gap resistance reduces the air resistance as the gap between the container rows is removed, thereby reducing the pressure acting in the lateral direction and reducing the stagnation flow accompanied by the large peeling. have.

또한, 갭제거부를 갖는 선박은 아래의 [표 1]과 같이 실 운항상태에서의 연비 개선 효과가 있음을 알 수 있다. 여기서, 실 운항 상태에서의 연비 개선 효과(예: 실 운항상태에서의 감소율)에 대한 평가는 BF별 공기저항 감소에 의한 연료 저감율에 운항 비율을 곱하여 정해질 수 있다.In addition, it can be seen that the ship having a gap removal part has an effect of improving fuel efficiency in a real operating state as shown in [Table 1] below. Here, the evaluation of the fuel efficiency improvement effect (eg, the reduction rate in the actual operation state) in the actual operating state may be determined by multiplying the operation rate by the fuel reduction rate due to the decrease in air resistance for each BF.

여기서, BF는 뷰포트 풍력표(Beaufort scale)를 의미하는 것으로서, 해상 거칠기 또는 풍속 세기를 의미할 수 있다. 예컨대, BF 0인 경우 무풍(Claim)으로서 풍속 1노트 이하 또는 그에 대응한 해상 거칠기를 의미하고, BF 8인 경우 질강온풍(fresh gale)으로서 풍속 34~40노트 또는 그에 대응한 해상 거칠기를 의미할 수 있다.Here, BF means a viewport wind power scale, and it may mean sea roughness or wind speed intensity. For example, in the case of BF 0, wind speed means a sea roughness of 1 knot or less corresponding to wind speed, and in the case of BF 8, wind speed of 34-40 knots or corresponding sea roughness as fresh gale. Can be.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

10 : 선박 20, 21 : 컨테이너열
30 : 래싱 브릿지 110 : 갭제거부
111 : 커버판 112 : 서포트
113 : 보조익 120 : 구동부
130 : 가이드부10: vessel 20, 21: container row
30: lashing bridge 110: gap removal portion
111: cover plate 112: support
113: auxiliary wing 120: drive unit
130: guide part

Claims

선박에 적재된 컨테이너열 사이의 갭을 막는 커버판에 보조익이 설치된 갭제거부;
상기 갭제거부를 선박의 수직 방향으로 승강시키는 구동부; 및
상기 갭제거부의 승강을 가이드하도록 상기 갭제거부와 래싱 브릿지의 사이에 결합된 가이드부를 포함하는 선박의 공기저항 감소장치. A gap removal unit provided with an auxiliary vane on a cover plate which prevents a gap between the rows of containers loaded on the ship;
A driving unit for elevating the gap removing unit in a vertical direction of the ship; And
And a guide part coupled between the gap removing part and the lashing bridge to guide the lifting of the gap removing part.

제 1 항에 있어서,
상기 갭제거부는,
상기 커버판과 상기 보조익의 사이에 흐름 공간이 형성되도록, 상기 갭제거부의 높이 방향으로 이격 배치되고 상기 커버판과 상기 보조익을 연결하는 서포트를 더 포함하는 선박의 공기저항 감소장치.The method of claim 1,
The gap removing unit,
And a support arranged to be spaced apart in the height direction of the gap removing part so as to form a flow space between the cover plate and the auxiliary wing and connecting the cover plate and the auxiliary wing.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보조익은,
상기 보조익의 전연(leading edge)과 후연(trailing edge)을 연결한 익현을 기준으로 서로 비대칭인 익형 단면을 포함하는 선박의 공기저항 감소장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The secondary wing,
An apparatus for reducing air resistance of a ship comprising airfoil cross sections asymmetrical with respect to a blade string connecting a leading edge and a trailing edge of the auxiliary wing.

제 3 항에 있어서,
상기 보조익의 익형 단면은,
상기 커버판쪽을 향하는 내표면부; 및
상기 커버판의 반대쪽을 향하는 외표면부을 포함하고,
상기 내표면부가 상기 외표면부에 비해 상대적으로 큰 비율로 팽출되어 있는 선박의 공기저항 감소장치.The method of claim 3, wherein
Airfoil cross section of the auxiliary wing,
An inner surface portion facing toward the cover plate; And
An outer surface portion facing away from the cover plate,
The air resistance reduction apparatus of the ship in which the inner surface portion is expanded in a relatively large proportion compared to the outer surface portion.

제 1 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 컨테이너열 사이로 상기 선박의 데크에 설치된 모터;
상기 모터의 회전축에 연결된 회전력 전달부;
상기 회전력 전달부로부터 전달받은 회전력에 의해 정회전 또는 역회전되는 피니언기어; 및
상기 피니언기어와 치합되어 있고 상기 커버판의 높이 방향을 따라 상기 커버판에 설치된 랙기어를 포함하는 선박의 공기저항 감소장치.The method of claim 1,
The driving unit includes:
A motor installed on the deck of the ship between the rows of containers;
A rotational force transmission unit connected to the rotation shaft of the motor;
A pinion gear that is rotated forward or reverse by the rotational force transmitted from the rotational force transmission unit; And
And a rack gear engaged with the pinion gear and installed on the cover plate along a height direction of the cover plate.

제 1 항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 구동부의 랙기어와 평행하도록 상기 래싱 브릿지에 설치된 가이드레일; 및
상기 가이드레일에 슬라이딩 작동되도록 결합된 상태에서 상기 커버판에 설치된 가이드블록을 포함하는 선박의 공기저항 감소장치.The method of claim 1,
The guide portion
A guide rail installed in the lashing bridge to be parallel to the rack gear of the driving unit; And
Air resistance reduction device of the ship comprising a guide block installed on the cover plate in a state coupled to the sliding sliding operation of the guide rail.