KR100709683B1

KR100709683B1 - 선박의 방향타

Info

Publication number: KR100709683B1
Application number: KR1020060022694A
Authority: KR
Inventors: 송인행; 조희상; 서용석; 엄재광; 김태현
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-04-24
Also published as: KR20070003539A

Abstract

선박의 방향타가 제공된다. 제공된 방향타는 선박의 후미에 마련된 방향타 트렁크에서 수직 돌출된 방향타 스톡과, 상기 방향타 스톡을 그 내경에 수용한 상태에서 상기 방향타 트렁크에 플랜지 결합된 방향타 스톡커버 및 상기 방향타 스톡커버가 삽입되는 삽입부와, 상기 방향타의 스톡의 끝단이 연결되는 연결부를 구비한 방향타 날개; 를 포함하되, 상기 방향타 날개의 삽입부와 상기 스톡커버의 사이에 제 1 부싱을 갖는 베어링과 연결부가 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 방향타를 구비한다.

또한 상기 연결부와 제 1 부싱을 갖는 베어링 간에 간격을 두고 제 2부싱이 더 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 방향타를 구비한다.

방향타, 부싱, 스톡, 스톡커버

Description

선박의 방향타{Rudder for Ship}

도 1은 일반적인 선박에 설치된 방향타를 설명하기 위한 측면도이다.

도 2는 기존의 방향타 스톡과 방향타 날개의 결합방식의 일례를 설명하기 위한 도 1의 A부분 단면도이다.

도 3은 기존의 방향타 스톡과 방향타 날개의 결합방식의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도 1의 A부분 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 선박의 방향타를 설명하기 위한 단면도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 방향타 2 : 방향타 트렁크

3 : 방향타 스톡 4 : 방향타 스톡커버

5 : 방향타 날개 6 : 베어링

7 : 제 2부싱 51 : 삽입부

52 : 연결부 61 : 제 1부싱

본 발명은 선박의 방향타에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에는 진행방향을 조정하기 위한 수단의 하나로서 방향타(Rudder)가 장착되어 있다. 도 1은 일반적인 선박에 설치된 방향타를 설명하기 위한 측면도로써, 방향타(200)는 선박(100)의 후미에 배치되고 물의 흐름 속에 놓여진 상태에서 받음각(물이 들어오는 각도)을 가질 때 여기에 작용하는 양력의 수직성분을 회두력으로 이용하여 선박(100)의 진행방향을 조정하는 원리로 작동된다.

이때, 통상적인 방향타의 구동방식은 선박의 후미에 있는 방향타 트렁크에서 방향타 스톡을 수직방향으로 돌출시키고, 이 방향타 스톡을 방향타 날개의 소정부에 고정하여 방향타 스톡의 회전력을 방향타 날개에 전달함으로써 구동된다.

이때, 기존에는 방향타 날개가 방향타 트렁크에 외팔보 형식의 단순 지지방식으로 결합됨에 따라 방향타 트렁크에는 방향타 날개가 받는 벤딩모멘트를 지지하도록 방향타 스톡주위에 대형 베어링을 설치하고 있어 이 베어링에 벤딩모멘트(BENDING MOMENT)가 집중 작용하는 문제점이 있다.

이에, 상기한 문제점을 해결하기 위해 다양한 시도가 제안된 바 있는데, 도 2는 기존의 방향타 스톡과 방향타 날개의 결합방식의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2에 도시된 방향타(200)의 결합방식은 방향타 스톡(200b)을 방향타 스톡커버(200c)에 수용하되, 이 스톡커버(200c)를 방향타 트렁크(200a)에 프레임구조로 연결시키고, 상기 스톡커버(200c)의 하부는 방향타 날개(200d)에 깊숙히 밀어 넣어 방향타 날개(200d)에서 받는 벤딩모멘트를 흡수할 수 있도록 구성한 것이다. 이때, 방향타 스톡커버(200c)의 내측과 외측에는 부싱(b)이 나란히 배치된다.

하지만, 도 2에 도시된 방향타(200)의 결합방식은 부싱(b)이 방향타 스톡커버(200c)의 내/외측에 배치됨에 따라 방향타 스톡커버(200c)가 받는 벤딩모멘트가 그대로 방향타 스톡(200b)에 전달되므로 방향타 스톡(200b)을 회전시키기 위한 토오크가 현저히 증가하는 단점이 있다.

도 3은 기존의 방향타 스톡과 방향타 날개의 결합방식의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3에 도시된 방향타(200')의 결합방식은 도 2에 도시된 결합방식의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것인데, 이는 방향타 스톡커버(200c')의 내측에 베어링(B : 부싱의 외둘레면이 구비된 베어링)만 설치하고, 방향타 스톡(200b')의 끝단에 있는 방향타 날개(200d')의 연결부에서 방향타 날개(200d')에 작용하는 벤딩모멘트를 흡수하고 이를 내측 베어링(B)을 통해 방향타 스톡커버(200c')에 전달하도록 하여 토오크가 증가하는 문제점을 개선한 것이다.

하지만, 도 3에 도시된 방향타(200')의 결합방식은 대각도의 타각에서는 방향타 날개(200d')에서 비정상 유체력(unsteady hydrodynamicforce)을 방향타 스톡과 방향타의 연결부의 한 곳에서만 흡수하기 때문에 비정상 유체력으로 인한 방향타(200')의 진동을 회피하기 어려운 단점이 있다.

이에, 본 발명은 기존 선박의 방향타가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방향타 스톡의 토오크를 감소시킬 수 있음은 물론 진동발생을 최소화할 수 있는 선박의 방향타를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

선박의 후미에 마련된 방향타 트렁크에서 수직 돌출된 방향타 스톡;

상기 방향타 스톡을 그 내경에 수용한 상태에서 상기 방향타 트렁크에 플랜지 결합된 방향타 스톡커버; 및

상기 방향타 스톡커버가 삽입되는 삽입부와, 상기 방향타의 스톡의 끝단이 연결되는 연결부를 구비한 방향타 날개; 를 포함하되,

상기 방향타 날개의 삽입부와 상기 스톡커버의 사이에 제 1 부싱을 갖는 베어링과 연결부가 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 방향타를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 방향타(1)는 크게 선박의 후미에 있는 방향타 트렁크(2)와, 이 방향타 트렁크(2)에서 수직방향으로 돌출되며 별도의 구동수단에 의해 회전하는 방향타 스톡(3)과, 상기 방향타 스톡(3)이 그 내경에 수용되는 방향 타 스톡커버(4)와 상기 방향타 스톡(3)이 연결되는 방향타 날개(5)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 방향타 스톡커버(4)는 상기 방향타 트렁크(2)에 플랜지 결합되며, 그 외경이 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형태, 즉 테이퍼진 형태로 구성된다. 아울러, 상기 방향타 날개(5)는 상기 방향타 스톡커버(4)가 삽입되는 삽입부(51)와, 상기 방향타 스톡(3)의 끝단이 연결되는 연결부(52)가 구비되는데, 상기 방향타 날개(5)의 삽입부(51)와 상기 방향타 스톡커버(4)의 사이에는 제 1부싱(61)을 갖는 베어링(6), 또는 제 1부싱(61)을 갖는 베어링(6) 및 제 2부싱(7)이 소정간격을 두고 설치된다.

이와 같은 구성에 따르면, 본 발명의 방향타(1)는 방향타 날개(5)와 방향타 스톡커버(4)의 사이에 제 1부싱(61)을 갖는 베어링(6)을 설치하고, 방향타 날개(5)는 방향타 스톡(3)과 방향타 스톡(3)끝단의 연결부(52)와 연결시킴으로써 방향타 날개(5)에 작용하는 벤딩모멘트를 부싱(6 혹은 6과 7)을 통하여 방향타 스톡 커버(4)에 전달함으로써 방향타 스톡(3)의 구동시 벤딩모멘트가 작용하지 않도록 하여 방향타를 구동하는 토오크를 최소로 함은 물론, 방향타 스톡커버(4)와 방향타 스톡(3)사이에 적절한 거리를 둠으로써 방향타 스톡(3)의 회전시 방향타 스톡커버(4)와의 접촉에 의한 토오크를 원천적으로 발생하지 않도록 하여 방향타 날개(5)의 회전시 방향타 스톡(3)에 작용하는 소요 토오크를 현저히 감소시킬 수 있다.

한편 이러한 방향타 날개에는 대각도의 타각에서는 세퍼레이션(박리현상)의 발생이필연적이며, 이로 인한 타 날개의 진동을 피할 수 없으나, 본 발명에서는 방향타가 받는 벤딩모멘트를 방향타 스톡(3)의 연결부(52)와 방향타 스톡커버(4)의 베어링(6) 부분에서 동시에 지지할 수 있어 기존 타에 비하여 대각도의 타각에서 발생하는 비정상 유체력으로 인한 진동문제를 현저히 개선할 수 있다. 이러한 진동문제의 개선은 두 개의 부싱을 설치하는 경우 더욱 현저해지는데, 방향타 날개(5)는 방향타 스톡(3)과 연결된 연결부(52) 그리고 방향타 스톡커버(4)의 2지점, 즉 베어링(6)과 제 2부싱(7)이 설치된 지점 등 모두 3지점에서 소정간격을 두고 벤딩모멘트를 지지하기 때문에 기존에 대각도의 타각에서 발생하는 세퍼레이션(박리현상)으로 인한 진동을 현격히 제어할 수 있는 것이다.

이때, 방향타 날개(5)와 방향타 스톡커버(4) 사이에 있는 베어링(6)의 중심은 방향타 날개(5)의 상부에서 아래로 1/3스팬 지점에 위치토록함이 바람직하며, 방향타 스톡(3)의 끝단에 있는 방향타 날개(5)와의 연결부(52) 중심은 방향타 날개(5)의 상부에서 아래로 1/3스팬 지점 하부에 위치하도록 하며, 베어링(6)의 중심과 연결부(52) 중심사이의 거리는 상기 진동문제의 개선이 현저해지도록 0.3 ~ 0.6R(R은 프로펠러 반경)의 범위를 충족토록함이 바람직하다. 한편 제2 부싱이 설치되는 경우 방향타의 상부 근처에 위치하도록 한다.

이상과 같이 본 발명발명발명박의 방향타는 방향타 날개에 작용하는 벤딩 모멘트를 방향타 스톡과 함께 방향타 스톡커버가 나누어 받게 함으로써, 특히 급격한 방향타 각의 증가 또는 감소시 집중되는 벤딩모멘트를 방향타 스톡 및 방향타 커버 양측에 균형있게 작용하도록 하여 구조/진동성능측면에서 보다 안전한 장점이 있다. 또한, 방향타 스톡커버와 방향타 스톡은 상호 힘이 전달되지 않게 구성함으로 써 방향타 스톡의 토오크를 최대한 경감시킬 수 있고, 방향타 스톡커버가 받는 집중 모멘트를 방향타 트렁크의 프레임 구조로 전달함으로써 구조적인 안전성이 있다.

Claims

선박의 후미에 마련된 방향타 트렁크에서 수직 돌출된 방향타 스톡;

상기 방향타 스톡을 그 내경에 수용한 상태에서 상기 방향타 트렁크에 플랜지 결합된 방향타 스톡커버; 및

상기 방향타 스톡커버가 삽입되는 삽입부와, 상기 방향타의 끝단이 연결되는 연결부를 구비한 방향타 날개; 를 포함하되,

상기 방향타 날개의 삽입부와 상기 스톡커버의 사이에 제 1 부싱을 갖는 베어링과 연결부가 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 방향타.
제 1항에 있어서,

상기 연결부와 제 1 부싱을 갖는 베어링 간에 간격을 두고 제 2부싱이 더 설치된 것을 특징으로 하는 선박의 방향타.