KR100421620B1 - A control device for restraining a rudder from gap cavitation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 선박에서 스크류에 의해 발생된 추진력의 방향을 조향하는 러더에 관한 것으로서, 특히 러더 혼에 발생하는 갭 캐비테이션을 방지하도록 러더 혼과 러더 가동부에 설치하는 러더 갭 캐비테이션 발생 억제용 유동제어 장치에 관한 것이며, 상기 러더 혼(1)의 핀틀부위 상부 양쪽의 돌출 부위에 근접한 안쪽 벽면에 수직으로 유동제어 장치(11)를 고정하고, 상기 러더 가동부(2)에서 러더 혼(1)의 핀틀부가 맞닿는 내부 벽면 양쪽에 상기 유동제어 장치(10)를 수직으로 고정하며, 상기 러더 가동부(2)에 고정되는 유동제어 장치는(10)는 와이어 브러쉬(14)가 표면에 형성된 고정용 박판(15)을 반원 형태의 라운드 바(12)의 곡면부 표면에 고정 형성하며, 상기 러더 혼(1)에 고정되는 유동제어 장치(11)는 와이어(19)에 와이어 브러쉬(18)를 고정하여 반원 형태의 라운드 바(13)의 곡면부 표면에 다수개의 와이어 고정용 벨트(16)로서 고정하여 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a rudder for steering the direction of the thrust force generated by the screw in the ship, in particular a rudder gap cavitation generation suppression flow installed in the rudder horn and the rudder movable to prevent gap cavitation generated in the rudder horn The control device, and the flow control device 11 is fixed to the inner wall surface close to the protruding portions of the upper both sides of the pintle portion of the rudder horn (1), the rudder movable portion (2) of the rudder horn (1) The flow control device 10 is vertically fixed to both inner wall surfaces in which the pintle part abuts, and the flow control device 10 fixed to the rudder movable part 2 includes a fixing thin plate having a wire brush 14 formed on a surface thereof. 15 is fixed to the surface of the curved portion of the semi-circular round bar 12, the flow control device 11 is fixed to the rudder horn (1) is fixed to the wire 19 to the wire brush 18 It is characterized in that it is formed by fixing as a plurality of wire fixing belt 16 on the surface of the curved portion of the round bar 13 of the circular shape.

Description

러더 갭 캐비테이션 발생 억제용 유동제어 장치{A control device for restraining a rudder from gap cavitation}A control device for restraining a rudder from gap cavitation}

본 발명은 선박에서 스크류에 의해 발생된 추진력의 방향을 조향하는 러더에 관한 것으로서, 특히 러더 혼에 발생하는 갭 캐비테이션을 방지하도록 러더 혼과 러더 가동부에 설치하는 러더 갭 캐비테이션 발생 억제용 유동제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rudder for steering the direction of the propulsion force generated by the screw in the ship, in particular in the rudder horn and the rudder movable control unit installed in the rudder horn and the rudder moving part to prevent gap cavitation occurring in the rudder horn It is about.

도 1에 도시되어 있듯이 러더는 크게 러더혼(1) 부분과 러더 가동부(2)로 나뉘는데, 상기 러더 혼(1)은 스크류(4)의 후방에 고정되어 있어서, 스크류(4)에서 발생하는 유체 흐름이 상기 러더혼(1)과 러더 가동부(2)를 연결시키는 핀틀 부위에 갭 캐비테이션 발생구역이 형성된다.As shown in FIG. 1, the rudder is divided into a rudder horn 1 part and a rudder movable part 2. The rudder horn 1 is fixed to the rear of the screw 4, so that the fluid generated from the screw 4 is generated. A gap cavitation generation zone is formed in the pintle portion where the flow connects the rudder horn 1 and the rudder movable part 2.

일반적으로 선체에서 캐비테이션에 의한 침식을 가장 많이 받는 것 중의 하나가 러더이며 이러한 러더는 전술한 바와 같이 선박의 후미에 선회 가능케 장착되어 근접 설치된 스크류(4)에 의해서 얻어진 추진력의 방향을 조향하는 역할을 담당한다. 상기 러더 가동부(2)는 일정각 선회될 수 있도록 선박의 후단부에 축결합되어 있다. 선박 내부의 엔진에 의해 회전하는 스크류(4)의 회동에 의하여 유체는 후방으로 유동하게 되고 선박은 유체의 이동의 반작용으로 추진력을 얻음으로서 전방으로 나아가게 된다. 이 추진력은 프로펠러의 후방에 근접설치된 러더에 의해 조향되어 선박이 원하는 방향으로 나아가게 된다. 즉 선박은 스크류의 회전에 의해 추진력을 얻고 이때 추진력의 작용방향을 러더의 축회전에 의해 조향함으로써 선박이 원하는 방향으로 항해할 수 있게 된다.In general, one of the most susceptible to erosion by the cavitation in the hull is the rudder, which is pivotally mounted to the rear of the ship as described above, and serves to steer the direction of the thrust force obtained by the adjacently installed screw (4). do. The rudder movable part 2 is axially coupled to the rear end of the ship so that it can be rotated at a predetermined angle. The fluid flows backward by the rotation of the screw 4, which is rotated by the engine inside the ship, and the ship moves forward by obtaining a propulsion force in response to the movement of the fluid. This propulsion force is steered by the rudder installed close to the rear of the propeller, and the ship moves in the desired direction. In other words, the ship obtains the propulsion force by the rotation of the screw and at this time, the steering direction of the propulsion force by the axial rotation of the rudder allows the ship to sail in the desired direction.

기존에는 대체로 선박이 20노트 이하의 저속으로 운항하였기 때문에 캐비테이션에 의한 침식의 문제는 거의 발생하지 않았으며 발생해도 그 정도가 무시할 정도로 미소하였기 때문에 특별히 캐비테이션 침식에 대한 대책을 세울 필요가 없었다.Conventionally, since the ship operated at a low speed of 20 knots or less, the problem of erosion caused by cavitation hardly occurred, and the degree of negligence was negligible so that there was no need to take special measures against cavitation erosion.

하지만 선박의 기계성능이 향상됨에 따라 점점 고속으로 운항하게 되고 그로 인하여 스크류의 회전에 의한 캐비테이션이 러더에도 상대적으로 더 많이 발생하게 되었다. 따라서 스크류와 러더에 이러한 캐비테이션에 의한 침식이 큰 문제로 대두되기에 이르렀다. 이중 캐비테이션에 의해 직접 침식을 받는 스크류는 내침식 특성을 위한 코팅방법이 제공되고 있다. 그러나 러더에 대해서는 별다른 내침식 방안이 제시되고 있지 않다.However, as the mechanical performance of the ship is improved, the ship operates at a higher speed, which causes relatively more cavitation due to the rotation of the screw. Therefore, this cavitation erosion in screws and rudder has become a big problem. Screws subjected to direct erosion by double cavitation are provided with a coating method for corrosion resistance. However, no erosion countermeasure has been proposed for Rudder.

LNG선, 컨테이너선등 선속 20노트 이상의 고속선에서 빈번히 나타나는 혼(Horn) 타입 러더의 갭 캐비테이션(Gap Cavitation)을 방지하기 위해 종래에는 러더의 단면 형상을 변경하거나 갭 근방 러더 바깥면에 배플(Baffle) 플레이트(Plate)를 설치하고 러더 갭 내부 러더 몸체 부분에 작은 반원의 라운드 바를 두어 갭 유동을 억제하려는 시도가 있으나 갭 캐비테이션에 의한 러더의 손상을 방지하는데 있어서 효과가 의문시되기도 한다.In order to prevent gap cavitation of horn type rudders frequently seen in high speed vessels of 20 knots or more such as LNG carriers and container ships, the cross-sectional shape of the rudder is changed or a baffle is placed on the outer surface of the rudder near the gap. Attempts have been made to restrain gap flow by installing plates and placing small semi-circle round bars on the rudder body within the rudder gap, but the effectiveness of preventing rudder damage from gap cavitation is questionable.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 러더의 갭 부분을 지나는 유동을 교란시켜 갭 캐비테이션을 억제하고자 하는 목적을 가지고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has an object of suppressing gap cavitation by disturbing the flow through the gap portion of the rudder.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 상기 러더 혼의 핀틀부위 상부 양쪽의 돌출 부위에 근접한 안쪽 벽면에 수직으로 유동제어 장치를 고정하고, 상기 러더 가동부에서 러더 혼의 핀틀부가 맞닿는 내부 벽면 양쪽에 상기 유동제어 장치를 수직으로 고정하며, 상기 러더 가동부에 고정되는 유동제어 장치는는 와이어 브러쉬가 표면에 형성된 고정용 박판을 반원 형태의 라운드 바의 곡면부 표면에 고정 형성하며, 상기 러더 혼에 고정되는 유동제어 장치는 와이어에 와이어 브러쉬를 고정하여 반원 형태의 라운드 바의 곡면부 표면에 다수개의 와이어 고정용 벨트로서 고정하여 형성하는 것을 특징으로 하는 러더 갭 캐비테이션 발생 억제용 유동제어 장치를 제공한다.The present invention is fixed to the flow control device vertically to the inner wall surface close to the protruding portion of the upper both sides of the pintle portion of the rudder horn in order to achieve the above object, the flow control on both inner wall surface of the rudder horn in contact with the pintle portion of the rudder horn The device for vertically fixing the flow control device fixed to the rudder movable part is a flow control device fixed to the surface of the curved portion of the semi-circular round bar formed of a fixed thin plate formed on the surface of the wire brush, The present invention provides a flow control device for suppressing rudder gap cavitation generation by fixing a wire brush to a wire and fixing the wire brush to a surface of a curved portion of a semi-circular round bar as a plurality of wire fixing belts.

도 1은 종래에 러더가 설치되는 위치를 도시한 도면.1 is a view showing a position where a rudder is conventionally installed.

도 2는 러더의 형상을 도시한 개략도.2 is a schematic view showing the shape of the rudder.

도 3은 도 2의 A-A 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 본 발명의 러더 갭 캐비테이션 발생 억제용 유동제어 장치가 설치된 상태를 도시한 도면.Figure 4 is a view showing a state in which the flow control device for suppressing the rudder gap cavitation generation of the present invention is installed.

도 5는 본 발명의 러더 가동부에 설치된 유동 제어장치의 일부 수평 단면도.Figure 5 is a partial horizontal cross-sectional view of the flow control device installed in the rudder movable part of the present invention.

도 6은 본 발명의 러더 혼에 설치된 유동 제어장치의 일부 수평 단면도.Figure 6 is a partial horizontal cross-sectional view of the flow control device installed in the rudder horn of the present invention.

도 7은 본 발명의 러더 가동 가동부에 설치된 유동 제어장치의 개략도.7 is a schematic view of a flow control device installed in the rudder movable movable portion of the present invention.

도 8은 본 발명의 러더 혼에 설치된 유동 제어장치의 개략도.8 is a schematic view of a flow control device installed in the rudder horn of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 러더 혼 2 : 러더 가동부1: rudder horn 2: rudder moving part

3 : 스크류 4 : 축3: screw 4: shaft

5 : 핀틀 6 : 유체흐름5: pintle 6: fluid flow

7 : 갭 흐름 8 : 고속의 코너 흐름7: gap flow 8: high speed corner flow

10, 11 : 유동 제어장치 12, 13 : 라운드 바10, 11: flow control device 12, 13: round bar

14, 18 : 와이어 브러쉬 15 : 고정용 박판14, 18: wire brush 15: sheet for fixing

16 : 와이어 고정용 벨트 17 : 용접부16: wire fixing belt 17: welded portion

19 : 와이어19: wire

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

종래의 러더는 도 3에 도시된 바와 같이 스크류로부터 발생하는 유체흐름(6)이 러더 혼(1)의 벽면을 따라 이동하다가 러더 가동부(2)의 벽면을 따라 움직이게 된다. 이때 러더 가동부(2)가 방향 전환을 위해 회전한 상태가 되면 러더 혼(1)과 러더 가동부(2) 사이의 갭으로 흘러들어가 갭 흐름(7)이 형성되고 상기 갭 흐름(7)이 갭을 빠져 나오는 단부에 있어서 그 굴곡에 의해 고속의 코너 흐름(8)으로 바뀌며 갭 캐비테이션 현상을 일으킨다.In the conventional rudder, as shown in FIG. 3, the fluid flow 6 generated from the screw moves along the wall surface of the rudder horn 1 and then along the wall surface of the rudder movable part 2. At this time, when the rudder movable part 2 is rotated to change direction, it flows into the gap between the rudder horn 1 and the rudder movable part 2 to form a gap flow 7, and the gap flow 7 forms a gap. At the exiting end, the bending causes the high speed corner flow 8 to cause gap cavitation.

본 발명은 러더 혼과 러더 가동부 사이의 갭에 발생하는 갭 흐름(7)의 유동을 교란하여 갭 캐비테이션을 억제하는 유동제어 장치를 설치하는 것을 주요 구성으로 하고 있으며, 그 상세한 구성은 다음과 같다.The present invention has as its main configuration the provision of a flow control device which suppresses gap cavitation by disturbing the flow of the gap flow 7 occurring in the gap between the rudder horn and the rudder movable part. The detailed configuration is as follows.

도 4에 도시된 바와 같이 유동제어 장치는 러더 혼(1)과 러더 가동부(2)의 안쪽 면에 연직 방향으로 2 줄로 취부한다. 상기 러더 혼(1)의 핀틀부위 상부 양쪽에 돌출되어 있는 부위에 근접한 안쪽 벽면에 수직으로 상기 유동제어 장치(11)를 고정하고, 상기 러더 가동부(2)에서 러더 혼(1)의 핀틀부가 맞닿는 내부 벽면 양쪽에 상기 유동제어 장치(10)를 수직으로 고정한다.As shown in FIG. 4, the flow control device is mounted in two rows in the vertical direction on the inner surfaces of the rudder horn 1 and the rudder movable part 2. The flow control device 11 is fixed perpendicularly to an inner wall surface proximate to a portion protruding from both upper portions of the pintle portion of the rudder horn 1, and the pintle portion of the rudder horn 1 abuts on the rudder movable part 2. The flow control device 10 is vertically fixed to both inner walls.

상기 유동제어 장치(10)(11)는 도 7과 도 8에 상세히 도시되어 있다.The flow control device 10, 11 is shown in detail in FIGS. 7 and 8.

도 7은 러더 가동부(2)에 설치된 유동제어 장치(10)가 도시되어 있는데 그 형태는 와이어 브러쉬(14)가 표면에 형성된 고정용 박판(15)을 반원 형태의 라운드 바(12)의 곡면부 표면에 고정하고, 상기 유동제어 장치(10)를 러더 혼(1)의 핀틀부가 맞닿는 내부 벽면 양쪽에 인접하여 각각 하나씩 고정한다.7 shows a flow control device 10 installed in the rudder movable part 2, the shape of which is a curved portion of a semi-circular round bar 12 having a fixed thin plate 15 having a wire brush 14 formed on a surface thereof. It is fixed to the surface, and the flow control device 10 is fixed to each one adjacent to both sides of the inner wall facing the pintle portion of the rudder horn (1).

이와 같이 설치된 유동제어 장치(10)의 와이어 브러쉬(14)는 러더 혼(1)과 러더 가동부(2) 사이의 갭을 채워 갭 사이의 유동을 제어하게 된다.The wire brush 14 of the flow control device 10 installed as described above fills the gap between the rudder horn 1 and the rudder movable part 2 to control the flow between the gaps.

또한 도 8은 러더 혼(1)에 설치되는 유동제어 장치(11)를 도시하고 있는데, 그 형태는 와이어(19)에 와이어 브러쉬(18)를 고정하여 반원 형태의 라운드 바(13)의 곡면부 표면에 와이어 고정용 벨트(16)로서 고정한다. 이때 와이어 고정용 벨트(16)는 일정 간격으로 다수개를 용접으로 라운드 바(13)의 표면에 고정하며,세로로 두 개의 와이어(19)를 고정한다.8 shows a flow control device 11 installed on the rudder horn 1, the shape of which is a curved portion of a semi-circular round bar 13 by fixing the wire brush 18 to the wire 19. The wire fixing belt 16 is fixed to the surface. At this time, the wire fixing belt 16 is fixed to the surface of the round bar 13 by welding a plurality of at regular intervals, and fixes the two wires 19 in length.

와이어 브러쉬(18)를 고정한 라운드 바(13)로 이루어지는 유동제어 장치(11)를 상기 러더 혼(1)의 핀틀부위 상부 양쪽에 돌출되어 있는 부위에 근접한 안쪽 벽면에 수직으로 상기 유동제어 장치(11)를 고정한다.The flow control device 11 comprising a round bar 13 fixed with a wire brush 18 is perpendicular to an inner wall surface proximate to a portion protruding from both upper portions of the pintle portion of the rudder horn 1. ).

이와 같이 고정된 유동제어 장치(11)는 러더 혼과 러더 가동부 사이의 갭에 생기는 유동을 제어 해준다.The fixed flow control device 11 thus controls the flow occurring in the gap between the rudder horn and the rudder movable part.

이상과 같이 본 발명은 LNG, 컨테이너선등 선속 20노트 이상의 고속선에서 러더의 수명과 선박의 안전 운항에 심각한 영향을 주는 러더 갭 캐비테이션을 유동제어 장치가 상당히 억제시켜 주며 러더의 작동에 영향을 주지 않으면서 갭을 지나는 유동을 교란시키는 효과가 있다.As described above, in the present invention, the flow control device significantly suppresses the rudder gap cavitation, which seriously affects the life of the rudder and the safe operation of the vessel in a high speed vessel of 20 knots or more, such as LNG and container ships, and does not affect the operation of the rudder. This has the effect of disturbing the flow through the gap.

Claims (1)

상기 러더 혼(1)의 핀틀부위 상부 양쪽의 돌출 부위에 근접한 안쪽 벽면에 수직으로 유동제어 장치(11)를 고정하고, 상기 러더 가동부(2)에서 러더 혼(1)의 핀틀부가 맞닿는 내부 벽면 양쪽에 상기 유동제어 장치(10)를 수직으로 고정하며, 상기 러더 가동부(2)에 고정되는 유동제어 장치는(10)는 와이어 브러쉬(14)가 표면에 형성된 고정용 박판(15)을 반원 형태의 라운드 바(12)의 곡면부 표면에 고정 형성하며, 상기 러더 혼(1)에 고정되는 유동제어 장치(11)는 와이어(19)에 와이어 브러쉬(18)를 고정하여 반원 형태의 라운드 바(13)의 곡면부 표면에 다수개의 와이어 고정용 벨트(16)로서 고정하여 형성하는 것을 특징으로 하는 러더 갭 캐비테이션 발생 억제용 유동제어 장치.The flow control device 11 is fixed to the inner wall surface close to the protruding portions of both upper portions of the upper pintle portion of the rudder horn 1, and both inner wall surfaces of the rudder movable portion 2 abut the pintle portion of the rudder horn 1. The flow control device 10 is fixed vertically to the flow control device 10 is fixed to the rudder movable part 2 is a semi-circular shape of the fixing thin plate 15 having a wire brush 14 formed on the surface thereof. The flow control device 11 fixedly formed on the curved surface of the round bar 12 and fixed to the rudder horn 1 fixes the wire brush 18 to the wire 19 to form a semi-circular round bar 13. Rudder gap cavitation generation suppression flow control device, characterized in that formed by fixing as a plurality of wire fixing belt (16) on the surface of the curved portion.
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