KR20150011663A - Stern construction for reducing hull vibration and noise - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a construction to reduce vibration and noise of a stern unit (10) of a ship equipped with a propeller unit (12) comprises: a surface plate (20) installed to form separated space in a hull of the stern unit (10) toward an upper direction of the propeller unit (12); and a porous composite material (30) filled as a liquid state in the separated space by the surface plate (20) and be hardened. Therefore, the present invention has an effect of economic feasibility by reducing vibration and noise as a construction composite material is installed in a surface transferring a changing pressure generated in a present plan into the hull without revising the shape of the ship and the propeller unit influencing the efficiency of the propulsion of the ship.

Description

선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체{Stern construction for reducing hull vibration and noise}Technical Field [0001] The present invention relates to a stern structure for reducing vibration noise of a ship,

본 발명은 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박의 추진효율에 영향을 끼치는 선형이나 추진기의 수정없이 현 설계에서 발생한 변동압력을 선체로 전달하는 표면에 구조복합재를 설치하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a stern structure for noise reduction of a ship, and more particularly, to a stern structure for reducing vibration noise of a ship, And the like.

통상적으로 선박의 경우 추진기에 의한 변동압력이 선체로 전달되어 선체구조 및 거주구 영역에 과대진동소음 발생한다. 추진기 진동소음을 줄이기 위하여 선형 변경이나 추진기 변경을 통하여 변동압력을 줄이는 방법을 추구하나, 스피드는 물론 추진효율 등에 문제가 있기에 한계를 드러낸다.Generally, in the case of ships, the fluctuating pressure caused by the propeller is transmitted to the hull, and excessive vibration noise is generated in the hull structure and residence area. In order to reduce the vibration noise of the propeller, it seeks a way to reduce the fluctuating pressure through the linear change or the change of the propeller, but it is limited because of the speed and the propulsion efficiency.

따라서 추진기 직상부 및 주변 헐(Hull) 구조물에 다양한 장치를 부착함으로서 진동소음을 저감하려는 노력이 이어지고 있다.Therefore, efforts have been made to reduce vibration noise by attaching various devices to the upper portion of the propeller and the surrounding hull structure.

이와 관련되는 선행특허의 일예로서, 한국 공개특허공보 제1991-0000474호는 프로펠러에서 유기되는 힘이 선체에 직접적으로 전달되는 선미부 외판을 뚫고서 흡진제를 넣어 외판이 진동할 수 있도록 시공한 구조, 탱크를 설치하여 이에 물이 자유롭게 드나들수 있게 하고 탱크의 위를 뚫어서 공기가 통하게 하는 구조, 탱크를 설치하여 선체의 외판에는 물이 드나들 수 있도록 파이프를 장치하고 탱크의 상부를 밀폐한 구조를 제안한다.As an example of prior related patents, Korean Patent Laid-Open Publication No. 1991-0000474 discloses a structure in which a force induced by a propeller is directly transmitted to a hull, The tank is installed so that the water can be freely flowed in and the air is pierced through the top of the tank. The tank is installed so that the outer shell of the hull is fitted with a pipe to allow water to pass through and the upper part of the tank is closed. I suggest.

선행특허의 다른 예로서, 한국 공개특허공보 제2010-0057247호는 선박의 선저외판에서 수직 하방향으로 설치된 연결 부재와, 일단부가 상기 연결 부재와 힌지결합되어 일정각도로 상하 운동되며, 프로펠러의 상부에 일정한 간격으로 이격배치되는 보호판으로 구성되어, 프로펠러가 회전됨에 따라 발생되는 기포가 상기 보호판에 접촉되어 선박의 선저외판에 직접적으로 접촉되는 것을 방지하는 구성을 제안한다.As another example of the prior patent, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0057247 discloses a structure in which a connecting member provided in a vertical downward direction on a bottom shell of a ship, a connecting member having one end hinged to the connecting member and moving up and down at an angle, And the bubbles generated as the propeller rotates are prevented from coming into direct contact with the bottom shell of the ship in contact with the shroud.

그러나, 상기한 선행특허에 의하면 선박의 선미 구조에 따라 설계 조건을 달리 산정하기 어려움이 수반되고 신규 건조 선박이 아닌 기존 선박에 적용시 많은 제약이 수반된다.However, according to the above-mentioned prior patent, it is difficult to calculate the design conditions differently according to the stern structure of the ship, and there are many restrictions on the application to existing ships other than new dry vessels.

1. 한국 공개특허공보 제1991-0000474호 "선미흡진장치"(공개일자 : 1991. 1. 29.)1. Korean Unexamined Patent Publication No. 1991-0000474 entitled " Unstable Device "(Published on January 29, 1991) 2. 한국 공개특허공보 제2010-0057247호 "선박의 프로펠러에 의한 진동과 소음을 차단하기 위한 장치"(공개일자 : 2010. 5. 31.)2. Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-0057247 entitled " Device for preventing vibrations and noise caused by a propeller of a ship "(Open date: May 31, 2010)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박의 추진효율에 영향을 끼치는 선형이나 추진기의 수정없이 현 설계에서 발생한 변동압력을 선체로 전달하는 표면에 구조복합재를 설치하여 진동ㆍ소음 감소의 경제성을 확보하는 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems of the prior art by providing a structural composite material on the surface for transmitting the fluctuating pressure generated in the present design to the ship without affecting the propulsion efficiency of the ship, And to provide a stern structure for reducing vibration noise of a ship which secures economical efficiency of noise reduction.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 추진기를 지닌 선박의 선미부에 진동소음을 저감하는 구조체에 있어서: 상기 추진기의 상방향으로 선미부의 선체에 격리공간을 형성하도록 설치되는 면판; 및 상기 면판에 의한 격리공간에 액상으로 충진되어 경화되는 다공성의 복합재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a structure for reducing vibration noise at a stern portion of a ship having a propeller, the structure comprising: a face plate installed to form an isolation space in a hull of an aft portion in an upward direction of the propeller; And a porous composite material filled in a liquid phase in an isolated space formed by the face plate and cured.

또, 본 발명에 따르면 상기 면판은 다수의 스티프너를 개재하여 분할된 격리공간을 형성하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the face plate is provided so as to form an isolated space divided through a plurality of stiffeners.

이때, 본 발명의 변형예로서, 상기 면판은 격리공간의 선단과 후단으로 갈수록 높이가 축소되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In this case, as a modification of the present invention, the face plate is installed such that its height decreases toward the front end and the rear end of the isolation space.

또, 본 발명에 따르면 상기 복합재는 폴리우레탄과 실리콘을 포함하고 발포에 의해 다공성으로 경화되는 것을 특징으로 한다.Further, according to the present invention, the composite material includes polyurethane and silicone, and is characterized by being cured to be porous by foaming.

한편, 본 발명의 변형예로서, 상기 복합재는 상면과 하면 중 적어도 하나에 고무판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the composite material may further include a rubber plate on at least one of the upper surface and the lower surface.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박의 추진효율에 영향을 끼치는 선형이나 추진기의 수정없이 현 설계에서 발생한 변동압력을 선체로 전달하는 표면에 구조복합재를 설치하여 진동ㆍ소음 감소의 경제성을 확보하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to secure the economical efficiency of the vibration and noise reduction by installing a structural composite on the surface that transmits the fluctuating pressure generated in the present design to the hull, without affecting the propulsion efficiency of the ship, .

도 1은 본 발명에 따른 선미 구조체의 설치 과정을 나타내는 모식도
도 2는 본 발명의 변형예에 따른 선미 구조체를 나타내는 모식도
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 선미 구조체를 적용하여 진동과 소음 감소를 실험한 데이터1 is a schematic view showing a process of installing a stern structure according to the present invention;
2 is a schematic view showing a stern structure according to a modified example of the present invention.
FIGS. 3 and 4 show data obtained by experimenting vibration and noise reduction by applying the stern structure according to the present invention

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 추진기(12)를 지닌 선박의 선미부(10)에 진동소음을 저감하는 구조체에 관련된다. 선박의 선미부(10)는 스티어링기어품과 함께 그 하측으로 추진기(12)와 방향타(14)를 구비한다. 추진기(12)에 의한 충격, 특히 캐비테이션은 선미부(10)의 진동 및 소음을 유발하는 최대의 가진원이다.The present invention relates to a structure for reducing vibration noise in a stern section (10) of a ship having a propeller (12). The stern section 10 of the ship is provided with a propeller 12 and a rudder 14 below the steering gear. The impact, particularly cavitation, by the propeller 12 is the greatest source of vibration that causes vibration and noise in the stern 10. [

본 발명에 따르면 상기 추진기(12)의 상방향으로 선미부(10)의 선체에 격리공간을 형성하도록 면판(20)이 설치된다. 통상 선박의 선미부(10)는 보이드 스페이스(void space)로서 전체적으로 곡면을 이루고 있다. 면판(20)은 보이드 스페이스에서 선미부(10)의 외판의 상측으로 이격되어 진동과 소음을 차단하기 위한 격리공간을 형성하도록 고정된다. 면판(20)은 선미부(10)와 동일한 소재의 강판으로서 4~6㎜ 범위의 두께로 선정한다.According to the present invention, a face plate (20) is provided to form an isolation space in the hull of the stern section (10) in the upward direction of the propeller (12). Usually, the stern portion 10 of the ship is a void space as a whole and has a curved surface as a whole. The face plate 20 is spaced upward from the outer plate of the stern section 10 in the void space and fixed to form an isolation space for shielding vibration and noise. The face plate 20 is a steel plate of the same material as the stern section 10 and is selected to have a thickness ranging from 4 to 6 mm.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 면판(20)은 다수의 스티프너(25)를 개재하여 분할된 격리공간을 형성하도록 설치되는 것을 특징으로 한다. 선미부(10)의 보이드 스페이스가 커질수록 격리공간을 스티프너(25)를 이용하여 분할되도록 형성한다. 기존에 스티프너(25)가 설치된 경우에는 변형없이 그대로 다수의 면판(20)을 용접으로 부착한다.According to the detailed construction of the present invention, the face plate (20) is provided to form an isolated space separated by a plurality of stiffeners (25). As the void space of the stern section 10 becomes larger, the isolation space is formed to be divided using the stiffener 25. When the stiffener 25 is provided, a large number of face plates 20 are welded without deforming.

본 발명에 따르면 상기 면판(20)은 격리공간의 선단과 후단으로 갈수록 높이가 축소되도록 설치되는 것을 특징으로 한다. 도 2처럼 3개로 분할된 격리공간이 설정된 경우 중앙은 추진기(12)의 직상방에 배치하고, 그에 인접한 격리공간은 중앙에서 멀어질수록 높이가 축소된다. 이와 같이 하면 진동과 소음의 차단성능을 유지하면서 후술하는 복합재(30)의 소요량을 축소하여 경제적이다.According to the present invention, the face plate 20 is installed such that its height decreases toward the front end and the rear end of the isolation space. 2, the center is disposed in the upper right room of the propeller 12, and the height of the isolation space adjacent thereto is decreased as the distance is further away from the center. In this manner, the required amount of the composite material 30 to be described later can be reduced while maintaining the blocking performance of vibration and noise, which is economical.

또, 본 발명에 따르면 상기 면판(20)에 의한 격리공간에 액상으로 충진되어 경화되는 다공성의 복합재(30)를 포함한다. 액상의 복합재(30)는 기존 선미부(10)의 헐(Hull) 구조를 그대로 이용하는 장점을 나타낸다. 복합재(30)의 다공성은 진동과 소음의 차단기능은 물론 단열의 기능도 수행한다.According to the present invention, there is also provided a porous composite material (30) filled in a liquid phase in an isolated space formed by the face plate (20) and cured. The liquid composite material 30 has an advantage of using the hull structure of the conventional stern part 10 as it is. The porosity of the composite material 30 also functions as an insulation as well as a vibration and noise shielding function.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 복합재(30)는 폴리우레탄과 실리콘을 포함하고 발포에 의해 다공성으로 경화되는 것을 특징으로 한다. 폴리우레탄과 실리콘은 액상으로 주입하고 용이하고, 차음성은 물론 내열성, 내한성 등의 기본적 물성도 양호하다.According to the detailed configuration of the present invention, the composite material 30 includes polyurethane and silicon, and is characterized by being cured porous by foaming. Polyurethane and silicone are easily injected in a liquid phase, and basic properties such as heat resistance and cold resistance as well as car sound are good.

이때, 상온에서 액상으로 있는 수지와 화이버의 조합으로 구성된 프리프레그를 사용하는 것도 무방하다. At this time, it is also possible to use a prepreg composed of a combination of a resin and a fiber in a liquid state at room temperature.

시공에 있어서, 면판(20)의 가장 높은 위치에 홀을 가공하고 액상의 복합재(30)를 주입한 다음 홀을 마개로 막고, 일정 시간 후에 복합재(30)가 경화되고 나면 마개를 빼고 용접으로 홀을 막는다. 스티프너(25)에 틈새가 있는 경우에는 면판(20) 중에서 일측에만 홀을 가공하여 복합재(30)를 주입할 수도 있다.In the construction, the hole is processed at the highest position of the face plate 20, the liquid composite material 30 is injected, the hole is closed with a stopper, and after the composite material 30 is hardened after a certain period of time, Lt; / RTI > In the case where there is a gap in the stiffener 25, the composite material 30 may be injected by machining a hole in only one side of the face plate 20.

본 발명의 변형예로서, 상기 복합재(30)는 상면과 하면 중 적어도 하나에 고무판(40)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 고무판(40)은 면판(20)을 설치하기 전에 외판의 상면에 부착하거나 면판(20)의 저면에 부착한다. 물론 복합재(30)의 상면과 하면을 동시에 구성하도록 양측에 모두 부착할 수도 있다. 어느 경우에나 복합재(30)를 주입하는 공정에는 전혀 영향을 주지 않는다.As a modification of the present invention, the composite material 30 further includes a rubber plate 40 on at least one of the upper and lower surfaces. The rubber plate 40 is attached to the upper surface of the shell plate or attached to the bottom surface of the shell plate 20 before the shell plate 20 is installed. But may be attached to both sides of the composite material 30 so as to form the upper and lower surfaces of the composite material 30 at the same time. In any case, the step of injecting the composite material 30 has no effect at all.

한편, 고무판(40)은 적어도 일면에 요철을 구비하여 진동소음의 차단성은 물론 단열성과 완충성을 높일 수 있다.On the other hand, the rubber plate 40 is provided at least on one surface with irregularities to improve not only the blocking ability of vibration noise but also the heat insulating property and the buffering property.

도 3은 가진원인 추진기(12)에 인접한 장소에서 진동저감 성능을 실함한 결과를, 도 4는 같은 장소에서 소음저감 성능을 실험한 결과를 나타낸다. 목업(Mock-up) 및 실선 실험을 병행하는 방식을 택한다. 도표에서 "before"는 시공전 상태를 의미하고 "after"는 시공후 상태를 의미한다. 결과에 의하면 저주파역에서의 진동저감 성능은 약 5dB 정도이고 소음저감 성능은 약10dB 정도이다.FIG. 3 shows the result of performing the vibration reduction performance at a place adjacent to the driven cause propeller 12, and FIG. 4 shows the result of the experiment of the noise reduction performance at the same place. Mock-up and solid line experiments are used in parallel. In the diagram, "before" means the pre-construction state and "after" means the post-construction state. As a result, the vibration reduction performance in the low frequency range is about 5 dB and the noise reduction performance is about 10 dB.

이와 같이 본 발명은 가장 중요한 추진기(12) 및 선형 수정의 한계를 극복하여 발생된 변동압력이 선체의 선미부(10)에 미칠 때 가장 근접한 부분에서 진동소음을 줄임으로서 변동압력의 소스(Source)를 줄이는 방식으로 원하는 영역에서의 진동소음의 감소 효과를 발휘할 수 있다.As such, the present invention provides a source of fluctuating pressures by reducing vibration noise in the most critical propeller 12 and nearest when the fluctuating pressure generated by overcoming the limits of linear correction exceeds the stern portion 10 of the hull. The effect of reducing vibration noise in a desired area can be exhibited.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 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 and scope of the invention as defined by the appended claims. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 선미부 12: 추진기
14: 방향타 20: 면판
25: 스티프너 30: 복합재
40: 고무판10: stern section 12: propeller
14: rudder 20: face plate
25: Stiffener 30: Composite
40: Rubber plate

Claims (5)

추진기(12)를 지닌 선박의 선미부(10)에 진동소음을 저감하는 구조체에 있어서:
상기 추진기(12)의 상방향으로 선미부(10)의 선체에 격리공간을 형성하도록 설치되는 면판(20); 및
상기 면판(20)에 의한 격리공간에 액상으로 충진되어 경화되는 다공성의 복합재(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체.A structure for reducing vibration noise in a stern section (10) of a ship having a propeller (12)
A face plate (20) installed to form an isolation space in the hull of the stern section (10) in an upward direction of the propeller (12); And
And a porous composite material (30) filled in a liquid phase in an isolated space formed by the face plate (20) and cured. The stern structure for reducing vibration noise of a ship. 청구항 1에 있어서,
상기 면판(20)은 다수의 스티프너(25)를 개재하여 분할된 격리공간을 형성하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the face plate (20) is provided to form an isolated space divided through a plurality of stiffeners (25). 청구항 2에 있어서,
상기 면판(20)은 격리공간의 선단과 후단으로 갈수록 높이가 축소되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체.The method of claim 2,
Wherein the face plate (20) is installed such that its height decreases toward the front end and the rear end of the isolation space. 청구항 1에 있어서,
상기 복합재(30)는 폴리우레탄과 실리콘을 포함하고 발포에 의해 다공성으로 경화되는 것을 특징으로 하는 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the composite material (30) comprises polyurethane and silicone and is cured to a porous state by foaming. 청구항 1에 있어서,
상기 복합재(30)는 상면과 하면 중 적어도 하나에 고무판(40)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박진동소음 저감을 위한 선미부 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the composite material (30) further comprises a rubber plate (40) on at least one of an upper surface and a lower surface.
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