KR20230060973A - Air spoiler for vessel - Google Patents

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김정
전상배
전준환
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Abstract

Disclosed is an air spoiler for ships that reduces the possibility of damage when applying a green water load that is significantly greater than the wind load without increasing the rigidity of the structure. According to one aspect of the present invention, an air spoiler for ships may be provided, which comprises: a frame part installed on the upper deck of the bow part of a ship with width and height increasing toward the stern and having a plurality of through holes; a plurality of door parts rotatably coupled to the frame part to open and close the plurality of through holes, respectively; and a torsion spring coupled to the frame part and the door part and providing elastic force to the door part when the door part rotates.

Description

선박용 에어 스포일러{AIR SPOILER FOR VESSEL}Air spoiler for vessels {AIR SPOILER FOR VESSEL}

본 발명은 선박용 에어 스포일러에 관한 것이다.The present invention relates to an air spoiler for ships.

일반적으로 선박의 상갑판 상에 돌출 또는 적재된 구조물은 선박 운항 중 공기 저항을 증가시켜 선박의 운항 안정성을 저해하고 연료 소비량을 증가시킬 수 있다. 컨테이너선은 상갑판 상에 높게 적재된 컨테이너로 인해 공기 저항이 특히 문제될 수 있다.In general, structures protruding or stacked on the upper deck of a ship may increase air resistance during ship operation, thereby impairing ship operation stability and increasing fuel consumption. Air resistance can be a particular problem with container ships due to containers stacked high on the upper deck.

최근 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 선박 선수부에 에어 스포일러를 설치하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 다만, 이와 같은 에어 스포일러에는 풍하중뿐만 아니라 기상 상황에 따라 풍하중보다 월등히 큰 그린워터 하중이 작용할 수 있는 문제가 있었다.Recently, in order to solve this problem, research on installing an air spoiler at the bow of a ship has been actively conducted. However, such an air spoiler has a problem in that not only the wind load but also the green water load, which is significantly greater than the wind load, can act depending on the weather conditions.

이에 따라, 에어 스포일러를 풍하중에 맞춰 설계하면 에어 스포일러가 그린워터에 의해 파손될 수 있고, 에어 스포일러를 그린워터 하중에 맞춰 설계하면 에어 스포일러의 무게가 상당히 증가하여 선박 전체의 밸런스가 무너질 수 있고, 오히려 에어 스포일러의 존재가 선박 연비를 저해하는 요인이 될 수도 있으며, 에어 스포일러의 늘어난 무게만큼 선박의 화물적재능력이 감소하는 문제가 있었다.Accordingly, if the air spoiler is designed according to the wind load, the air spoiler may be damaged by green water, and if the air spoiler is designed according to the green water load, the weight of the air spoiler increases considerably and the overall balance of the ship may be lost. The existence of an air spoiler may be a factor that hinders the fuel efficiency of a ship, and there is a problem in that the cargo loading capacity of a ship decreases as much as the increased weight of the air spoiler.

대한민국 등록특허공보 제10-1616336호(2016.04.28, 커튼형 에어스포일러)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1616336 (2016.04.28, curtain-type air spoiler)

본 발명의 실시 예는 구조물의 강성을 증가시키지 않고도 풍하중보다 월등히 큰 그린워터 하중 적용 시의 파손 가능성을 줄인 선박용 에어 스포일러를 제공한다.Embodiments of the present invention provide an air spoiler for a ship that reduces the possibility of damage when applying a green water load that is much greater than the wind load without increasing the rigidity of the structure.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박 선수부의 상갑판 상에 선미 측으로 갈수록 폭과 높이가 증가하게 설치되고, 복수의 관통 홀을 구비하는 프레임부; 상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되어, 상기 복수의 관통 홀을 각각 개폐하는 복수의 도어부; 및 상기 프레임부와 상기 도어부에 결합되어, 상기 도어부의 회전 시에 상기 도어부에 탄성력을 제공하는 토션 스프링을 포함하는 선박용 에어 스포일러가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the frame portion is installed so that the width and height increase toward the stern on the upper deck of the bow portion of the ship, and has a plurality of through holes; a plurality of door parts rotatably coupled to the frame part and opening and closing the plurality of through holes, respectively; and a torsion spring coupled to the frame unit and the door unit to provide elastic force to the door unit when the door unit rotates.

상기 토션 스프링이 제공하는 탄성력은 상기 도어부의 회전 시에 상기 도어부를 상기 관통 홀의 폐쇄 위치로 복귀시키는 회전력으로 작용할 수 있다.An elastic force provided by the torsion spring may act as a rotational force for returning the door unit to a closed position of the through hole when the door unit rotates.

상기 도어부는 풍하중 적용 시에는 상기 관통 홀을 폐쇄한 상태를 유지하되 풍하중보다 큰 그린워터 하중 적용 시에는 회전하여 상기 관통 홀을 개방할 수 있다.The door unit may keep the through hole closed when a wind load is applied, but rotate to open the through hole when a green water load greater than the wind load is applied.

상기 도어부는, 상기 관통 홀과 상응하는 형상의 플레이트부재; 및 상기 플레이트부재를 상기 프레임부에 회전 가능하게 결합시키는 회전축을 포함하고, 상기 토션 스프링은 상기 회전축을 감싸는 코일 형상으로 이루어질 수 있다.The door unit may include a plate member having a shape corresponding to the through hole; and a rotation shaft rotatably coupling the plate member to the frame unit, and the torsion spring may have a coil shape surrounding the rotation shaft.

상기 도어부는, 상기 프레임부와 상기 플레이트부재 사이에 개재되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.The door unit may further include a sealing member interposed between the frame unit and the plate member.

본 발명의 실시 예에 따르면, 풍하중보다 월등히 큰 그린워터 하중 적용 시에는 도어부가 회전하여 관통 홀이 개방되어 그린워터가 관통 홀을 통과할 수 있게 함으로써, 에어 스포일러를 보강하지 않고도 그린워터 하중 적용 시의 파손 가능성을 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a green water load that is significantly greater than the wind load is applied, the door unit rotates to open the through hole so that green water can pass through the through hole, so that when the green water load is applied without reinforcing the air spoiler, can reduce the possibility of breakage.

또한, 복수의 관통 홀이 개방된 에어 스포일러는 그린워터 하중을 분산 내지 감소시키는 워터 브레이커(water breaker)로서의 기능을 수행할 수도 있다.In addition, the air spoiler having a plurality of through-holes opened may function as a water breaker that disperses or reduces the load of green water.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 에어 스포일러를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 일부 확대도이고,
도 3 및 도 4는 도 2의 도어부의 작동 예이다.1 is a view showing an air spoiler for a ship according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a partially enlarged view of Figure 1,
3 and 4 are examples of operation of the door unit of FIG. 2 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.Terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings that can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless clearly defined otherwise, and only specific The examples are intended to be illustrative and are not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.In this specification, the singular form will be considered to include the plural form as well, unless otherwise specified.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.In addition, when a part is described as "including" a certain component, it means that the corresponding part may further include other components.

또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.In addition, when a component is described as "on", it means above or below the corresponding component, and does not necessarily mean that it is located on the upper side relative to the direction of gravity.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.Also, when a component is described as being “connected” or “coupled” to another component, that component is not only directly connected to or coupled to another component, but also indirectly through another component. It may also include the case of being connected or combined with.

또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등을 한정하고자 하는 것은 아니다.In addition, although terms such as first and second may be used to describe a certain component, these terms are only used to distinguish the corresponding component from other components, and the essence or sequence of the corresponding component is determined by the term. or order, etc., is not intended to be limiting.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 에어 스포일러를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 일부 확대도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 도어부의 작동 예이다.1 is a view showing an air spoiler for a ship according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are examples of operation of the door unit of FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박용 에어 스포일러(10)는 선박(20)에 설치될 수 있고, 프레임부(100), 복수의 도어부(200) 및 토션 스프링(300)을 포함할 수 있다.1 to 4, an air spoiler 10 for a ship according to an embodiment of the present invention may be installed on a ship 20, and includes a frame part 100, a plurality of door parts 200, and a torsion spring. (300).

선박(20)은 컨테이너선을 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The ship 20 may include a container ship, but is not necessarily limited thereto.

프레임부(100)는 에어 스포일러(10)의 골격을 이루는 부분으로서 선박(20)의 선수부의 상갑판 상에 설치될 수 있고, 프레임부(100)의 폭과 높이는 선박(20)의 선수 측에서 선미 측으로 갈수록 증가할 수 있다.The frame part 100 is a part constituting the skeleton of the air spoiler 10 and can be installed on the upper deck of the bow of the ship 20, and the width and height of the frame part 100 are from the bow side of the ship 20 to the stern. It may increase as you go to the side.

프레임부(100)는 복수의 관통 홀(110)을 구비하도록 격자 형태로 이루어질 수 있다.The frame unit 100 may be formed in a lattice shape to have a plurality of through holes 110 .

복수의 도어부(200)는 프레임부(100)에 회전 가능하게 결합되어 복수의 관통 홀(110)을 각각 개폐할 수 있다.The plurality of door parts 200 are rotatably coupled to the frame part 100 to open and close the plurality of through holes 110 , respectively.

예를 들어, 도어부(200)는 관통 홀(110)마다 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.For example, at least one door unit 200 may be disposed in each through hole 110 .

도어부(200)는 플레이트부재(210) 및 회전축(220)을 포함할 수 있고, 실링부재(230)를 더 포함할 수도 있다.The door unit 200 may include a plate member 210 and a rotating shaft 220, and may further include a sealing member 230.

플레이트부재(210)는 판상 부재로서 관통 홀(110)과 상응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 관통 홀(110)이 도면에 도시된 것처럼 직사각형 형상이면 플레이트부재(210)도 직사각형 형상으로 이루어질 수 있다.The plate member 210 may be formed in a shape corresponding to the through hole 110 as a plate-like member. For example, if the through hole 110 has a rectangular shape as shown in the drawing, the plate member 210 may also have a rectangular shape.

회전축(220)은 플레이트부재(210)를 프레임부(100)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다.The rotating shaft 220 may rotatably couple the plate member 210 to the frame unit 100 .

예를 들어, 플레이트부재(210)는 수평 방향(X축 방향) 및 상하 방향(Z축 방향)으로 연장되는 플레이트 형상일 수 있고, 회전축(220)은 플레이트부재(210)를 상하 방향으로 관통하여 상하 양단이 프레임부(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 회전축(220)은 도면에 도시된 것처럼 플레이트부재(210)의 X축 방향의 양단 사이, 예를 들어 플레이트부재(210)의 X축 방향의 중심부를 관통하도록 배치될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 플레이트부재(210)의 X축 방향의 일 단부를 관통하도록 배치될 수도 있다.For example, the plate member 210 may have a plate shape extending in a horizontal direction (X-axis direction) and a vertical direction (Z-axis direction), and the rotating shaft 220 penetrates the plate member 210 in the vertical direction. Both upper and lower ends may be rotatably coupled to the frame unit 100 . In addition, the rotating shaft 220 may be disposed between both ends of the plate member 210 in the X-axis direction, for example, through the center of the plate member 210 in the X-axis direction, as shown in the drawing, but is necessarily limited thereto. It is not, and may be disposed to pass through one end of the plate member 210 in the X-axis direction.

실링부재(230)는 프레임부(100)와 플레이트부재(210) 사이에 개재되어 틈새를 메울 수 있다.The sealing member 230 may be interposed between the frame portion 100 and the plate member 210 to fill a gap.

예를 들어, 실링부재(230)는 플레이트부재(210)의 가장자리 면을 따라 부착될 수 있다.For example, the sealing member 230 may be attached along an edge surface of the plate member 210 .

따라서, 도어부(200)가 관통 홀(110)의 폐쇄 위치에 있을 때에 프레임부(100)와 플레이트부재(210) 사이의 틈새 형성을 최소화할 수 있다.Therefore, when the door unit 200 is in the closed position of the through hole 110, the formation of a gap between the frame unit 100 and the plate member 210 can be minimized.

토션 스프링(300)은 프레임부(100)와 도어부(200)에 결합되어 도어부(200)의 회전 시에 도어부(200)에 탄성력을 제공할 수 있다. 이때, 토션 스프링(300)이 제공하는 탄성력은 도어부(200)의 회전 시에 도어부(200)를 관통 홀(110)의 폐쇄 위치로 복귀시키는 회전력으로 작용할 수 있다. 특히, 도어부(200)는 도어부(200)에 풍하중이 적용될 때에는 토션 스프링(300)의 강성 등으로 인해 관통 홀(110)을 폐쇄한 상태를 유지하되(도 3 참조), 도어부(200)에 풍하중보다 큰 그린워터 하중이 적용될 때에는 토션 스프링(300)의 강성 등을 이겨내고 회전하여 관통 홀(110)을 개방할 수 있다(도 4 참조).The torsion spring 300 may be coupled to the frame part 100 and the door part 200 to provide elastic force to the door part 200 when the door part 200 rotates. At this time, the elastic force provided by the torsion spring 300 may act as a rotational force for returning the door part 200 to the closed position of the through hole 110 when the door part 200 rotates. In particular, when a wind load is applied to the door unit 200, the through hole 110 is kept closed due to the rigidity of the torsion spring 300 (see FIG. 3), but the door unit 200 When a green water load greater than the wind load is applied to ), the through hole 110 can be opened by overcoming the stiffness of the torsion spring 300 and rotating (see FIG. 4 ).

따라서, 풍하중 적용 시에는 관통 홀(110)을 폐쇄하여 공기 저항을 줄일 수 있고, 그린워터 하중 적용 시에는 관통 홀(110)을 개방하여 에어 스포일러(10)의 파손을 방지할 수 있다.Therefore, air resistance can be reduced by closing the through hole 110 when a wind load is applied, and damage to the air spoiler 10 can be prevented by opening the through hole 110 when a green water load is applied.

토션 스프링(300)은 도어부(200)의 회전축(220)을 감싸는 코일 형상으로 이루어질 수 있고, 토션 스프링(300)의 양단은 프레임부(100)와 플레이트부재(210)에 각각 결합될 수 있다.The torsion spring 300 may be formed in a coil shape surrounding the rotating shaft 220 of the door unit 200, and both ends of the torsion spring 300 may be coupled to the frame unit 100 and the plate member 210, respectively. .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although the above has been described with a focus on preferred embodiments of the present invention, this is only an example and does not limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains can modify and change the embodiments in various ways by adding, changing, deleting, or adding components within the scope that does not deviate from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

10: 에어 스포일러 20: 선박
100: 프레임부 110: 관통 홀
200: 도어부 210: 플레이트부재
220: 회전축 230: 실링부재
300: 토션 스프링10: air spoiler 20: ship
100: frame part 110: through hole
200: door part 210: plate member
220: axis of rotation 230: sealing member
300: torsion spring

Claims (5)

선박 선수부의 상갑판 상에 선미 측으로 갈수록 폭과 높이가 증가하게 설치되고, 복수의 관통 홀을 구비하는 프레임부;
상기 프레임부에 회전 가능하게 결합되어, 상기 복수의 관통 홀을 각각 개폐하는 복수의 도어부; 및
상기 프레임부와 상기 도어부에 결합되어, 상기 도어부의 회전 시에 상기 도어부에 탄성력을 제공하는 토션 스프링을 포함하는 선박용 에어 스포일러.A frame portion installed on the upper deck of the ship's bow portion to increase in width and height toward the stern and having a plurality of through holes;
a plurality of door parts rotatably coupled to the frame part and opening and closing the plurality of through holes, respectively; and
An air spoiler for a ship comprising a torsion spring coupled to the frame and the door to provide elastic force to the door when the door rotates. 제1항에 있어서,
상기 토션 스프링이 제공하는 탄성력은 상기 도어부의 회전 시에 상기 도어부를 상기 관통 홀의 폐쇄 위치로 복귀시키는 회전력으로 작용하는 선박용 에어 스포일러.According to claim 1,
The elastic force provided by the torsion spring acts as a rotational force for returning the door part to the closed position of the through hole when the door part rotates. 제2항에 있어서,
상기 도어부는 풍하중 적용 시에는 상기 관통 홀을 폐쇄한 상태를 유지하되 풍하중보다 큰 그린워터 하중 적용 시에는 회전하여 상기 관통 홀을 개방하는 선박용 에어 스포일러.According to claim 2,
The air spoiler for a ship, wherein the door unit keeps the through hole closed when a wind load is applied, but rotates to open the through hole when a green water load greater than the wind load is applied. 제1항에 있어서,
상기 도어부는,
상기 관통 홀과 상응하는 형상의 플레이트부재; 및
상기 플레이트부재를 상기 프레임부에 회전 가능하게 결합시키는 회전축을 포함하고,
상기 토션 스프링은 상기 회전축을 감싸는 코일 형상으로 이루어지는 선박용 에어 스포일러.According to claim 1,
the door part,
a plate member having a shape corresponding to the through hole; and
And a rotational shaft rotatably coupling the plate member to the frame portion,
The torsion spring is an air spoiler for a ship made of a coil shape surrounding the rotation shaft. 제4항에 있어서,
상기 도어부는,
상기 프레임부와 상기 플레이트부재 사이에 개재되는 실링부재를 더 포함하는 선박용 에어 스포일러.According to claim 4,
the door part,
An air spoiler for a ship further comprising a sealing member interposed between the frame portion and the plate member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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