KR100901391B1 - 전연 비대칭 유선형 단면과 볼록한 띠형 덮개를 갖는 선박용 방향타 - Google Patents

Abstract

선박의 후미의 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 이동 방향을 조정하는 선박용 방향타로서, 상기 프로펠러의 축선을 중심으로 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부가 각각 상기 프로펠러의 회전 반대 방향으로 편향되도록 3~7°의 각도로 비틀린 형상으로 형성되고, 상기 방향타의 프로펠러 축선의 상부 및 하부의 각각의 수평 단면은 상기 전연의 상측부 및 상기 전연의 하측부의 각각의 양측면들의 에지 영역이 모두 유선형의 곡선 코스로 형성되고, 상기 방향타의 프로펠러 축선 높이 주위에는 상기 방향타의 전연의 비틀린 상측부와 하측부의 어긋난 부위가 형성하는 전단판의 불연속면을 감싸는 볼록한 띠형 덮개(rudder node)가 설치된 선박용 방향타가 제공된다.

방향타, 전연, 전단판, 띠형 덮개, 유선형 비대칭 단면

Description

전연 비대칭 유선형 단면과 볼록한 띠형 덮개를 갖는 선박용 방향타 {ship's rudder comprising asymmetric streamlined profile of leading edge and rudder node}

본 발명은 선박용 방향타에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전연 비대칭 유선형 단면과 볼록한 띠형 덮개를 갖는 선박용 방향타에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 선박의 후미에 프로펠러를 장착하여 수중 회전시킴으로써 추진된다. 즉, 프로펠러의 회전에 의하여 주위의 물을 후방으로 밀어냄으로써 선박을 이동할 수 있는 추진력이 발생되는 것이다.

또한, 선박의 이동 방향을 조정하기 위해, 프로펠러의 후방에는 방향타가 설치되어 있다.

프로펠러가 일방향 회전운동하므로, 프로펠러의 후방에 프로펠러의 회전 방향을 따라 회전하는 후류가 존재하며, 이러한 후류는 프로펠러의 후방의 방향타에 입사되어 작용하는데, 방향타에서 프로펠러의 축선을 중심으로 상하 위치에 따라 좌우측의 압력이 각각 다르게 형성된다. 이러한 프로펠러의 일방향 회전운동에 의 해 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 압력의 분포는 다음과 같다. 선박의 후방에서 볼 때, 방향타를 중심으로 오른나사 방향으로 회전하는 프로펠러에 의해, 방향타의 좌측 상부과 우측 하부에서는 압력면이 형성되고, 방향타의 우측 상부과 좌측 하부에서는 흡입면이 형성된다. 이에 따라, 프로펠러의 후방에 형성되는 유선인 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 압력은 방향타의 좌,우측에서 각각 다른 비대칭으로 형성된다.

이러한 비대칭 압력 분포 하에서 방향타가 단순한 평판의 형상을 취하게 되면, 즉, 프로펠러 축선을 기준으로 방향타의 상,하측의 두께 방향 수평 단면이 대칭의 형상을 취하게 되면, 방향타의 저항이 크게 될 뿐만 아니라 흡입면이 형성되는 방향타의 부위에서 캐비테이션이 발생하여 침식을 야기하는 문제점이 있었다.

이렇게 프로펠러의 일방향 회전운동에 의해 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 비대칭 압력이 방향타에 미치는 영향을 최소화시키기 위하여, 프로펠러의 축선을 중심으로 방향타의 앞날 부분인 전연(leading edge)의 상,하측이 프로펠러의 회전 반대 방향으로 편향되도록 일정 각도 비틀린 형상으로 형성된 전연 비대칭 방향타가 개발되었다. 즉, 선박의 후방에서 볼 때, 프로펠러가 방향타를 중심으로 오른나사 방향으로 회전하는 경우, 종래의 전연 비대칭 방향타는 프로펠러의 축선을 중심으로 전연의 상측부와 하측부가 각각 좌현과 우현으로 비틀어져 있다. 이러한 구조는 방향타의 전연이 프로펠러의 축선을 중심으로 어긋난 형상을 취한다. 이에 의해, 프로펠러의 일방향(오른나사 방향) 회전운동에 의해 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 비대칭 압력을 상쇄시 키는 것이 가능하여 기존의 평판형 방향타의 문제점을 해결할 수 있었다.

비대칭 방향타와 관련된 종래 기술로서 한국공개 특허 제10-2005-103137호와 와 독일등록 실용신안 DE 20-2004 006 453 U1이 공지되어 있다.

한국공개특허 제10-2005-103137호는 독일등록 실용신안 DE 20-2004 006 453 U1에 우선권주장을 하여 출원된 것으로 키 날개와, 키와 관련되고 구동가능한 프로펠러 회전축에 위치된 프로펠러를 포함하는 선박용 키에 있어서, 키 날개는 상부 키 날개부와 하부 키 날개부를 구비하고, 상부 키 날개부의 전방 노즈 스트립(전연)은 좌현측으로, 그리고 하부 키 날개부의 전방 노즈 스트립(전연)은 우현측으로 중심에서 벗어나는 방식으로 상부 키 날개부와 하부 키 날개부의 각각의 전방 노즈 스트립(전연)이 서로에 대하여 중심에서 벗어나 있고, 키 날개부의 양 측벽면은 프로펠러로부터 멀리 떨어진 쪽으로 향하는 단부 스트립(후연)에 수렴하는 구성이다.

그러나, 이러한 전연 비대칭 방향타는 프로펠러의 축선을 중심으로 전연의 상,하측이 좌우로 비틀어짐에 따라 어긋난 부위가 전단 판(scissors plate)을 형성하게 되는데, 프로펠러의 허브에서 발생된 보오텍스(vortex)에 의해 이 전연의 전단 판의 불연속면의 주위 표면에 침식을 야기하는 캐비테이션이 크게 발생하는 문제점이 있다.

특히, 한국공개특허 제10-2005-103137호에 개시된 바와 같이, 종래의 전연 비대칭 방향타에서 전연 상측부의 전연 하측부의 각각의 양측면들 중 하나의 측면의 에지 영역이 평평한 곡선 구간을 갖는 경우에, 복잡하고 변화가 심한 프로펠러 후류에서 방향타의 작은 각도의 회전에도 비대칭 방향타의 전연의 불연속면의 주위 표면에 캐비테이션이 크게 발생되며, 이로 인해 방향타 표면의 과도한 침식이 야기되어 진다.

또한, 기존 선박의 추진 효율을 향상시키기 위하여 러더벌브를 설치한 경우 프로펠러 쪽으로 상당히 돌출되고 크기도 상당히 큰 벌브가 설치되어야 하는 단점이 있었다.

일본의 카와사키(Kawasaki) 조선소의 알에프에스-에프(RFS-F)를 비롯한 1970년대 이후부터 적용된 공지된 러더벌브(Rudder Bulb) 기술은 다수가 공지되어 있으며, 대칭형으로 크기가 클 뿐만 아니라 비대칭 단면에 직접 적용이 어렵고, 플레이트를 사용하여 형상을 만들기 때문에 그 자체가 케비테이션에 의한 침식의 대상이 되고 또한 쉽게 파손되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 프로펠러의 일방향 회전운동에 의해 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 비대칭 압력이 방향타에 미치는 영향을 최소화시키면서도 프로펠러의 허브에서 발생된 보오텍스에 의해 비대칭 방향타의 전연의 불연속면의 주위 표면에 캐비테이션이 발생하는 것과 그로 인해 방향타 표면이 침식되는 것을 최소화시키도록 구성된 선박용 방향타를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명에 의하면, 선박의 후미의 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 이동 방향을 조정하는 선박용 방향타로서, 상기 프로펠러의 축선을 중심으로 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부가 각각 상기 프로펠러의 회전 반대 방향으로 편향되도록 3~7°의 각도로 비틀린 형상으로 형성되고, 상기 방향타의 프로펠러 축선의 상부 및 하부의 각각의 수평 단면은 상기 전연의 상측부 및 상기 전연의 하측부의 각각의 양측면들의 에지 영역이 모두 유선형의 곡선 코스로 형성되고, 상기 방향타의 프로펠러 축선 높이 주위에는 상기 방향타의 전연의 비틀린 상측부와 하측부의 어긋난 부위가 형성하는 전단판의 불연속면을 감싸는 볼록한 띠형 덮개가 주물로 입체 성형 제작되어 상기 방향타의 전연에 용접에 의해 일체화되고, 상기 볼록한 띠형 덮개는, 그 내측 상단부가 상기 방향타의 전연의 상측부의 수평 단면 형상을 따라 형성되고, 그 내측 하단부가 상기 방향타의 전연의 하측부의 수평 단면 형상을 따라 형성되며, 원호형의 수직 단면을 가지되 프로펠러 축선에서 그 상하 폭이 가장 크며, 프로펠러 축선을 중심으로 상기 방향타의 전연의 양측에서 후연쪽으로 갈수록 그 상하 폭이 점진적으로 작아져서 상기 내측 상단부와 상기 내측 하단부가 서로 수렴하게 되고, 상기 볼록한 띠형 덮개는 프로펠러 축선 높이에서 유선형의 수평 단면 형상을 가지되 상기 방향타의 전연의 불연속면의 비대칭 단면 변화폭만을 감쌀 수 있도록 그 외면이 프로펠러 축선에 대하여 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부의 각각의 최외측면을 따라 형성되면서 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부의 각각의 최외측면을 전방으로 이은 선이 만나는 프로펠러의 축선에서 라운딩처리된 것을 특징으로 하는 전연 비대칭 유선형 단면과 볼록한 띠형 덮개를 갖는 선박용 방향타가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 볼록한 띠형 덮개에 의해 전연 비대칭 방향타의 프로펠러 축선 주위에 영향을 미치는 프로펠러 허브 보오텍스의 영향을 완화시킴으로써 기존의 단순 전단판을 가진 전연 비대칭 방향타에 비하여 프로펠러 허브 보오텍스에 의한 비대칭 방향타의 전연의 불연속면의 주위 표면에서의 침식현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 전연 비대칭 방향타의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선의 상부 및 하부의 각각의 단면에서 상기 전연의 상측부 및 상기 전연의 하측부의 각각의 양측면의 에지 영역이 유선형의 곡선 코스로 형성됨으로써 방향타의 회전 각도에 대한 비대칭 방향타의 전연의 불연속면의 주위 표면에서의 캐비테이션의 발생이 지연되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컨테이너선, 가스운반선 등 캐비테이션에 의한 방향타 표면의 침식이 우려되는 대형 선박에 용이하게 적용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면 서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 방향타에서 볼록한 띠형 덮개를 분리하여 도시한 사시도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 볼록한 띠형 덮개의 확대도이고, 도 2b는 도 2a에서 볼록한 띠형 덮개의 프로펠러 축선을 따른 수직 단면을 도시한 사시도이고, 도 2c는 도 2a의 평면도이고, 도 3는 도 1에서 볼록한 띠형 덮개를 방향타에 결합하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 방향타에 결합된 상태의 볼록한 띠형 덮개의 프로펠러 축선을 따른 수직 단면도이고, 도 5는 도 3에서 프로펠러 축선을 따라 절단한 방향타의 수평 단면 형상을 나타낸 도면이다.

본 발명의 선박용 방향타는 선박의 후미의 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 이동 방향을 조정하는 선박용 방향타이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 방향타(10)로서 전가동타(full-spade rudder)를 예를 들어 설명하고 있다. 방향타(10)는 선박의 후미에 마련된 타 트렁크(rudder trunk)에 설치되어 있다. 최근에는 전가동타가 대형 선박의 방향타로서 개발되어 사용되고 있다. 전가동타는 그 상면에 타 축(rudder stock)이 형성되어 있고, 선박의 후미에 마련된 타 트렁크의 하면에 타 축이 베어링을 개재하여 삽입되어 회전가능하게 지지되도록 구성되어 있다. 이러한 전가동타의 구성은 공지의 기술이므로, 도 1에서는 전가동타의 구성에 대하여 상세하게 도시하지 않기로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 방향타(10)는 프로펠러 축선(L1)을 중심으로 방향타(10)의 앞날 부분인 전연(11)의 상,하측이 프로펠러(2)의 회전 반 대 방향으로 편향되도록 3~7°의 각도로 비틀린 형상으로 형성된 전연 비대칭 방향타이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 선박의 후방에서 볼 때, 프로펠러(2)가 방향타를 중심으로 오른나사 방향으로 회전하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 전연 비대칭 방향타(10)는 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 전연(11)의 상측부(11a)와 하측부(11b)가 각각 좌현과 우현으로 비틀어져 있다. 이러한 구조는 방향타(10)의 전연(11)이 프로펠러 축선(L1)을 중심으로 어긋난 형상을 취한다. 이러한 비대칭 방향타(10)는 프로펠러 축선(L1)을 중심으로 전연(11)의 상,하측이 좌우로 비틀어짐에 따라 어긋난 부위가 전단 판을 형성하게 된다.

한편, 최대 두께 폭방향 중심선(L2)은 방향타(10)의 수평 단면의 최대 두께 위치에서 방향타(10)의 폭방향으로 연결한 직선이다. 본 명세서에서 전연(11)은 최대 두께 폭방향 중심선(L2)을 기준으로 방향타(10)의 전방 부분을 지칭하고, 후연(12)은 최대 두께 폭방향 중심선(L2)을 기준으로 방향타(10)의 후방 부분을 지칭한다.

방향타(10)의 후연(12)은 프로펠러 축선(L1)을 중심으로 상하부의 형상이 동일하다.

본 발명의 실시예에서, 전연 비대칭 방향타(10)의 프로펠러 축선(L1) 높이 주위에는 전연(11)의 전단판의 불연속면을 감싸는 볼록한 띠형 덮개(20)가 설치되어 있다.

볼록한 띠형 덮개(20)는, 도 2c 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내측 상단부(21)가 방향타(10)의 전연(11)의 상측부(11a)의 수평 단면 형상을 따라 형성되 고, 내측 하단부(23)가 방향타(10)의 전연(11)의 하측부(11b)의 수평 단면 형상을 따라 형성된다. 볼록한 띠형 덮개(20)는, 도 2b 및 도 4에 상세하게 도시된 바와 같이, 원호형의 수직 단면을 가지는데, 프로펠러 축선(L1)에서 그 상하 폭이 가장 크며, 프로펠러 축선(L1)을 중심으로 방향타(10)의 전연의 양측에서 후연쪽으로 갈수록 그 상하 폭이 점진적으로 작아져서 내측 상단부(21)와 내측 하단부(23)가 서로 수렴하는 구조이다.

볼록한 띠형 덮개(20)는 스틸 재질인 것이 바람직하며, 주물에 의해 용이하게 입체 성형 제작된다. 이렇게 제작된 볼록한 띠형 덮개(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 방향타(10)의 전연(11)의 상측부(11a)와 하측부(11b)의 프로펠러 축선(L1) 높이 주위에 용접에 의해 설치된다. 따라서, 볼록한 띠형 덮개(20)의 내측 상단부(21)와 방향타(10)의 전연(11)의 상측부(11a) 사이에는 용접부(25)가 형성되고, 볼록한 띠형 덮개(20)의 내측 하단부(23)와 방향타(10)의 전연(11)의 하측부(11b) 사이에도 용접부(25)가 형성된다.

이렇게 비대칭 수평 단면의 변화폭을 따라 주물로 입체 성형 제작되어 용접에 의해 러더 본체와 일체화되는 볼록한 띠형 덮개(20)는 종래의 대칭 구조의 판가공 방식의 러더 벌브와 구별하기 위해 러더 노드(rudder node)라고 지칭한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 방향타(10)의 전연(11)의 전단판의 불연속면을 감싸는 볼록한 띠형 덮개(20)가 선박의 프로펠러 허브에서 발생된 보오텍스를 완만히 흡수할 수 있으므로, 방향타(10)의 전단판의 불연속면 주위 표면에 침식을 야기하는 캐비테이션이 발생하는 것을 최소화한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 볼록한 띠형 덮개(20)는 프로펠러 축선(L1) 높이에서 전연 비대칭 방향타(10)의 수평 단면의 변화(전연(11)의 상측부(11a)의 수평 단면과 전연(11)의 하측부(11b)의 수평 단면의 차이)만을 감쌀 수 있도록 형성되어 비대칭 방향타(10)에 설치된다. 즉, 볼록한 띠형 덮개(20)의 외면은 프로펠러 축선(L1) 높이에서 유선형의 수평 단면 형상을 가지되 프로펠러 축선(L1)에 대하여 전연(11)의 상측부(11a)와 하측부(11b)의 각각의 최외측면을 따라 형성되면서 전연(11)의 상측부(11a)와 하측부(11b)의 각각의 최외측면을 전방으로 이은 선이 만나는 프로펠러의 축선(L1)에서 라운딩처리된 것이다.

이때, 본 발명의 볼록한 띠형 덮개(20)는 방향타(10)의 전연(11)의 불연속면의 비대칭 단면 변화폭만을 감쌀 정도의 크기로 최소화한다.

도 6은 도 1의 볼록한 띠형 덮개와 분리된 방향타의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선 상부의 수평 단면 형상을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 1의 볼록한 띠형 덮개와 분리된 방향타의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선 하부의 수평 단면 형상을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방향타(10)의 프로펠러 축선(L1) 상부의 수평 단면은 전연(11)의 상측부(11a)의 양측면의 에지 영역(13a, 13a')이 유선형의 곡선 코스로 형성된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방향타(10)의 프로펠러 축선(L1) 하부의 수평 단면은 전연(11)의 하측부(11b)의 양측면의 에지 영역(13b, 13b')이 유선형의 곡선 코스로 형성된다.

방향타(10)의 전연(11)의 상측부(11a)와 하측부(11b)는 방향타(10)의 최대 두께 폭방향 중심선(L2)과 프로펠러 축선(L1)의 교차점에서 프로펠러 축선(L1)에 대하여 각각 3~7°의 각도(α)로 비틀린 것이다.

도 8a 및 도 8b와 도 9a 및 도 9b는 종래기술의 방향타와 본 발명의 방향타의 각각의 수평 단면에 따른 캐비테이션 성능에 대한 모형시험결과를 도시한 도면이다.

도 8a 및 도 9a의 좌측에는 종래기술의 방향타(110)의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선의 상,하부의 수평 단면 형상이 도시되어 있고, 도 8a 및 도 9a의 우측에는 종래기술의 방향타(110)의 좌현측 측면도가 도시되어 있다. 종래기술의 방향타(110)는 전연의 상측부의 양측면의 에지 영역과 전연의 하측부의 양측면의 에지 영역이 평평한 곡선 코스로 형성되는데, 도 8a 및 도 9a의 좌측의 종래기술의 방향타(110)의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선의 상,하부의 수평 단면 형상에서 전연(111)의 상측부(111a)와 하측부(111b)의 각각의 양측면들 중 하나의 측면의 에지 영역(113a, 113b)이 평평한 곡선 구간을 갖고, 나머지 하나의 측면의 에지 영역(113a', 113b')이 아치형의 곡선 구간을 갖는다.

또한, 도 8b 및 도 9b의 좌측에는 본 발명의 방향타(10)의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선의 상,하부의 수평 단면 형상이 도시되어 있고, 도 8b 및 도 9b의 우측에는 본 발명의 방향타(10)의 좌현측 측면도가 도시되어 있다. 본 발명의 방향타(10)는 전연 상측부의 양측면의 에지 영역과 전연 하측부의 양측면들의 에지 영역이 유선형의 곡선 코스로 형성되는데, 도 8b 및 도 9b의 좌측의 본 발명 의 방향타(10)의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선의 상,하부의 수평 단면 형상에서는 전연(11)의 상측부(11a)의 양측면들의 에지 영역(13a, 13a')과 하측부(11b)의 양측면의 에지 영역(13b, 13b')이 모두 유선형의 곡선 코스로 형성된 것을 알 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 방향타를 우현으로 4°의 각도(β)로 회전시킨 경우에 종래기술의 방향타와 본 발명의 방향타의 각각의 수평 단면에 따른 캐비테이션 성능에 대한 모형시험결과를 도시한 도면이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 종래기술의 방향타(110)를 우현으로 4°의 각ㄷ도(β)로 회전시켰을 때, 종래기술의 방향타(110)는 그 프로펠러 축선(L1) 높이 주위의 전연(111)의 하측부(111b)의 좌현측에서 캐비테이션이 발생하기 시작한다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방향타(10)를 우현으로 4°의 각도(β)로 회전시켰을 때, 본 발명의 방향타(10)는 그 프로펠러 축선(L1) 높이 주위의 전연(11)의 하측부(11b)의 좌현측에서 캐비테이션이 발생하지 않는다.

또한, 도 9a 및 도 9b는 방향타를 우현으로 8°의 각도(β)로 회전시킨 경우에 종래기술의 방향타와 본 발명의 방향타의 각각의 수평 단면에 따른 캐비테이션 성능에 대한 모형시험결과를 도시한 도면이다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 종래기술의 방향타(110)를 우현으로 8°의 각도(β)로 회전시켰을 때, 종래기술의 방향타(110)는 그 프로펠러 축선(L1) 높이 주위의 전연(111)의 하측부(111b)의 좌현측에서 캐비테이션이 상당히 많이 발생한다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방향타(10)를 우현으로 8°의 각도 (β)로 회전시켰을 때, 본 발명의 방향타(10)는 그 프로펠러 축선(L1) 높이 주위의 전연(11)의 하측부(11b)의 좌현측에서 캐비테이션이 발생하기 시작한다.

도 8a 및 도 8b와 도 9a 및 도 9b로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전연의 상측부의 양측면의 에지 영역과 전연의 하측부의 각각의 양측면들의 에지 영역이 모두 유선형의 곡선 코스로 형성된 방향타는, 종래기술의 전연의 상측부와 하측부의 각각의 양측면들의 하나의 측면의 에지 영역이 평평한 곡선 코스로 형성된 방향타에 비하여, 방향타의 회전 각도에 대한 비대칭 방향타의 전연의 불연속면의 주위 표면에서의 캐비테이션의 발생이 지연됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다고 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박용 방향타에서 볼록한 띠형 덮개를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 2a는 도 1에 도시된 볼록한 띠형 덮개의 확대도이고, 도 2b는 도 2a에서 볼록한 띠형 덮개의 프로펠러 축선을 따른 수직 단면을 도시한 사시도, 도 2c는 도 2a의 평면도이다.

도 3는 도 1에서 볼록한 띠형 덮개를 방향타에 결합하여 도시한 도면이다.

도 4는 도 3의 방향타에 결합된 상태의 볼록한 띠형 덮개의 프로펠러 축선을 따른 수직 단면도이다.

도 5는 도 3에서 프로펠러 축선을 따라 절단한 방향타의 수평 단면 형상을 나타낸 도면이다.

도 6은 도 1의 볼록한 띠형 덮개와 분리된 방향타의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선 상부의 수평 단면 형상을 나타낸 도면이다.

도 7은 도 1의 볼록한 띠형 덮개와 분리된 방향타의 프로펠러 축선 높이에서 프로펠러 축선 하부의 수평 단면 형상을 나타낸 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 방향타를 우현으로 4°의 각도로 회전시킨 경우에 종래기술의 방향타와 본 발명의 방향타의 각각의 수평 단면에 따른 캐비테이션 성능에 대한 모형시험결과를 도시한 도면이다.

또한, 도 9a 및 도 9b는 방향타를 우현으로 8°의 각도로 회전시킨 경우에 종래기술의 방향타와 본 발명의 방향타의 각각의 수평 단면에 따른 캐비테이션 성 능에 대한 모형시험결과를 도시한 도면이다.

Claims (1)

1. 선박의 후미의 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 이동 방향을 조정하는 선박용 방향타로서,

   상기 프로펠러의 축선을 중심으로 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부가 각각 상기 프로펠러의 회전 반대 방향으로 편향되도록 3~7°의 각도로 비틀린 형상으로 형성되고,

   상기 방향타의 프로펠러 축선의 상부 및 하부의 각각의 수평 단면은 상기 전연의 상측부 및 상기 전연의 하측부의 각각의 양측면들의 에지 영역이 모두 유선형의 곡선 코스로 형성되고,

   상기 방향타의 프로펠러 축선 높이 주위에는 상기 방향타의 전연의 비틀린 상측부와 하측부의 어긋난 부위가 형성하는 전단판의 불연속면을 감싸는 볼록한 띠형 덮개가 주물로 입체 성형 제작되어 상기 방향타의 전연에 용접에 의해 일체화되고,

   상기 볼록한 띠형 덮개는, 그 내측 상단부가 상기 방향타의 전연의 상측부의 수평 단면 형상을 따라 형성되고, 그 내측 하단부가 상기 방향타의 전연의 하측부의 수평 단면 형상을 따라 형성되며, 원호형의 수직 단면을 가지되 프로펠러 축선에서 그 상하 폭이 가장 크며, 프로펠러 축선을 중심으로 상기 방향타의 전연의 양측에서 후연쪽으로 갈수록 그 상하 폭이 점진적으로 작아져서 상기 내측 상단부와 상기 내측 하단부가 서로 수렴하게 되고,

   상기 볼록한 띠형 덮개는 프로펠러 축선 높이에서 유선형의 수평 단면 형상을 가지되 상기 방향타의 전연의 불연속면의 비대칭 단면 변화폭만을 감쌀 수 있도록 그 외면이 프로펠러 축선에 대하여 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부의 각각의 최외측면을 따라 형성되면서 상기 방향타의 전연의 상측부와 하측부의 각각의 최외측면을 전방으로 이은 선이 만나는 프로펠러의 축선에서 라운딩처리된 것을 특징으로 하는 전연 비대칭 유선형 단면과 볼록한 띠형 덮개를 갖는 선박용 방향타.

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