KR101284490B1

KR101284490B1 - 고부하 평형 키

Info

Publication number: KR101284490B1
Application number: KR1020050119385A
Authority: KR
Inventors: 디르크 레흐만; 뵈른 발테르
Original assignee: 아이비엠브이 마리타임 인노베이션스게젤샤프트 엠베하 퓌어 디 거베르플리셰 비르트샤프트 인 메클런부르크-포르포메른
Priority date: 2005-11-18
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2013-07-16
Also published as: NO336465B1; SG132558A1; CN1966350A; ES2384259T3; EP1787904A2; TWI332466B; DK1787904T3; US20070113770A1; US7337740B2; HK1103698A1; DE202005018180U1; JP4597047B2; TW200720153A; EP1787904B1; CA2530860A1; PT1787904E; CA2530860C; NO20055798L; RO129546A2; EP1787904A3

Abstract

키 블레이드(10)를 갖는 고부하 평형 키(100)를 형성하기 위해, 상기 키 블레이드(10)는 키 포스트(11)에 대해 회전가능하며, 키 포스트(11)는 키 포트(12)에 배치되고, 상기 키 포트(12)는 선단 헤드(14)의 하부 엣지(15)가 구동 프로펠러(17)의 직경 영역(D)에 배치되고, 하부 키 포트 베어링(18)이 보강부(19)로 보강되는 감소된 유동 저항을 갖는 선박의 선체(13)상에서 고정된 선단 헤드(14) 위에 지지된다.

블레이드, 포스트, 포트, 선체, 프로펠러, 핀, 보강부, 베어링

Description

고부하 평형 키{HIGH LOAD BALANCED RUDDER}

도1은 고부하 평형 키의 단면을 도시한 도면.

도2는 또 다른 고부하 평형 키의 단면을 도시한 도면.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 키 블레이드 11: 키 포스트

12: 키 포트 13: 선박의 선체

14: 선단 헤드 15: 하부 엣지

16: 프로펠러 하류 17: 프로펠러

18: 하부 키 포트 베어링 19: 보강부

100: 고부하 평형 키 D: 프로펠러 직경

본 발명은 키(rudder) 포스트가 구비된 선박을 위한 고부하 평형 키에 관한 것으로서, 상기 키 블레이드는 키 포스트 위로 회전가능하며, 상기 키 포스트는 키 포트에 배치되고, 상기 키 포스트는 선박의 선체상에서 고정된 선단 헤드 위에 지지된다.

키에 있어서, 선박의 이동방향은 원하는 방식에 따라 영향을 받을 수 있다. 이를 위해, 선박건조 분야의 숙련자나 선박 엔지니어에게는 반-평형화된 키와, 부분적으로 평형화된 키와, 완전 평형화된 키가 공지되어 있다. 상기 키 블레이드는 키 포스트에 고정가능하게 연결되며; 상기 키 포스트는 선박의 선체 내부로 관통하여, 선박의 선체에 대해 키 블레이드에 원하는 경사각을 부여하기 위해 공지의 방식으로 조향기어의 도움을 받아 비틀린다. 상기 키 블레이드는 프로펠러의 프로펠러 하류에 의해 유동되어 선박을 구동시키는 방식으로, 선박의 선체 하부에 배치된다.

상기 키 블레이드가 설정위치에 있을 때, 특히 선박이 고속인 경우, 키 블레이드상에 작용하는 상당한 노력이 나타난다. 이들을 양호하게 흡수하고 또한 이들을 선박의 선체로 유도하기 위해, 적절한 키 블레이드를 예를 들어 키 축위에서 키 지지체상에 고정하는 반-평형화된 키와, 부분적으로 평형화된 키가 공지되어 있다.

이를 위해, DE 198 41 392 A1호에는 키 블레이드가 키 지지체 중공 컬럼의 키 포스트에 배치된 고부하 평형 키가 개시되어 있다. 부가의 고정된 선단 헤드는 상기 키 지지체 중공 컬럼의 지지를 위해 작용하며, 상기 선단 헤드는 이동 방향에서 투시하였을 때 키 지지체 중공 컬럼의 전방에 배치되며, 그 위에 상기 컬럼이 선박의 선체와 연결되어 있다. 따라서, 키 블레이드의 입사(incidence)가 상기 선단 헤드 위에서 선박의 선체내로 양호하게 유도될 수 있으므로, 특히 키 지지체 중공 컬럼의 구조는 크고무겁지 않도록 설계되어야만 한다. 여기서, 선단 헤드는 그 하부 엣지가 항상 프로펠러 하류에 배치되도록 형성된다. 따라서, 회전가능한 키 블레이드의 하부는 프로펠러 하류에 의해 완전히 유동되고, 이에 따라 방향을 변화시킬 수 있는 표면이 최대화된다.

그러나, 이러한 선단 헤드의 칫수에 의해, 강한 힘 및 부하가 키 블레이드상에 작용하게 되어, 상기 키 블레이드는 안정성을 위해 단면적이 커야만 하며 이에 따라 상기 선단 헤드는 이러한 고부하 평형 키의 저항이 증가할 수 있도록 충분한 칫수를 가져야만 하는데, 이것은 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 감소된 유동저항을 갖지만 안정성이 충분한 고부하 평형 키를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구범위 제1항에 개시되어 있는 특징에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 주요한 특징에 있어서, 고부하 평형 키로 알려져 있는 선단 헤드는 수직방향으로 하방으로 연장되므로, 이동 방향에서 보았을 때 키의 전방에 배치된 프로펠러의 하류를 관통하게 된다. 이것은 선단 헤드의 하부 엣지 또는 그 하부면이 선박의 구동 프로펠러의 직경 범위내에 배치된다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 선단 엣지는 프로펠러에 의해 적어도 부분적으로 유동되며, 이에 따라 프로펠러 하류에 의해 직접 로딩되는 키 블레이드의 표면이 감소된다. 또한, 키 포스트가 키 포트에서 회전가능하게 지지되어 있는 하부 키 포트는 키 블레이드에 작용하는 힘과 부하를 양호하게 흡수하고 이들을 키 포트 위에서 선박의 선체로 유도하기 위해 보강된다. 이러한 보강 즉, 키 포트 베어링의 디자인의 마찬가지로 그 칫수는 본 기술분야의 숙련자에 의해 기술적 변수에 따라 설계되어야 한다.

본 발명의 장점은 선단 헤드의 하류로 연장되는 형상으로 인하여 하부 키 포트 베어링이 연장된 선단 헤드상에 직접 지지될 수 있거나 또는 이에 인접하므로써, 하부 키 포트 베어링상에 작용하는 힘이 선박 선체의 선단 헤드 구조물 위로 즉시 전환된다. 따라서, 키의 힘과 부하는 선단 헤드에 의해 보다 효과적으로 또는 완전히 흡수된다. 따라서, 평면도로 투시하였을 때, 상기 키 블레이드가 종래 기술 보다 적은 힘을 흡수해야만 하기 때문에, 키 블레이드의 프로필 또는 단면이 감소될 수 있다. 특히, 이에 따라 키의 유동 저항이 감소된다. 이러한 방식으로 형성된 키는 예를 들어 탱커나 벌커 등과 같이 전체 중량이 매우 큰 저속 선박에 특히 적합하다.

본 발명의 양호한 특징은 하기의 종속항에 개시되어 있다.

청구범위 제2항에 개시된 선단 헤드의 칫수에 의해, 한편으로는 상기 선단 헤드가 충분히 하방으로 연장되므로써 힘 및 부하가 보강된 하부 키 포트상에 충분히 흡수될 수 있으며, 또 다른 한편으로는 프로펠러 하류로 관통하는 선단 헤드의 유동고정된 표면이 만족스러운 선박 동작이 보상되는 방식으로 칫수를 갖는 것이 보장된다.

본 기술분야의 숙련자라면 본 발명에 서술된 고부하 평형 키에는 특히 작은 코스 보정이나 코스 지지를 위해 작은 키 각도를 사용할 수 있도록, 청구범위 제3항에 서술된 바와 같이, 부가의 키 핀(fin)이 설치될 수 있음을 인식해야만 한다. 상기 키 핀의 작동은 공지의 방식으로 키 블레이드와 함께 실행될 수 있다.

또한, 고부하 평형 키의 키 블레이드와 마찬가지로, 청구범위 제4항에 개시된 바와 같이, 선단 헤드의 프로필은 특히 키 블레이드와 선단 헤드의 접합부에서 서로에 대해 불필요한 선회가 보이지 않도록 적용되며, 전체 고부하 평형 키의 유동 저항은 가능한한 적어진다.

청구범위 제5항의 실시예는 가장 양호한 선단 헤드 구조 및 가능한한 적은 물질을 사용하여 선단 헤드에 대해 효과적으로 최적의 적용을 얻기 위하여, 키 포스트의 축방향에서 투시하였을 때 하부 키 포트 베어링의 보강부가 상이한 두께로 설계될 수 있는 것을 서술하고 있다. 보강부의 칫수는 상부로부터 하방으로 증가되거나 감소되도록 형성된다. 그 어떤 경우라도, 포트 튜브 및 베어링 하우징은 선단 헤드에 일체로 형성된다.

본 발명의 두가지 실시예가 첨부의 도면을 참조하여 하기에 상세히 서술될 것이다.

도1 및 도2에는 고부하 평형 키(100)의 기본적인 구조가 도시되어 있다. 상기 고부하 평형 키(100)는 키 포스트(11)에 고정가능하게 연결된 키 블레이드(10)를 포함한다. 상기 키 포스트(11)는 키 포트(12) 또는 키 포트 중공 컬럼에 비틀림가능하게 배치된다. 상기 키 포트(12)는 선박의 선체(13)에 고정가능하게 연결된다. 간략화하기 위해 여기에 도시되지 않은 조향기어는 공지의 방식으로 키 블레이드(10)를 작동시킨다.

선체(13)에 고정가능하게 연결된 선단 헤드(14)가 제공되며; 상기 하부 엣지 (15)가 선박의 직경(D)을 갖는 구동 프로펠러(17)의 프로펠러 하류(16)로 관통할 때까지, 그 하부 엣지(15)는 수직방향으로 투시하였을 때 하방으로 관통한다.

또한, 키 포스트(11)의 하부 키 포트 베어링(18)은 개략적으로 보강부(19)로 도시된 바와 같이 보강된다.

선단 헤드(14)의 연장된 실시예로 인해, 하부 키 포트 베어링(18)은 선단 헤드(14) 또는 그 하부 엣지(15)와 동일한 레벨로 배치되는 방식으로 배치될 수 있으므로, 키 블레이드(10)의 입사에 의해, 그 작용하는 힘 및 부하가 보강부(19) 위에서 선단 헤드(14) 및 선박의 선체(13)내로 직접 유도될 수 있다. 상기 선단 헤드(14)는 프로펠러 하류(16)의 직경(D)의 10% 내지 20%의 범위로 관통하는 것이 바람직하다.

보강부(19)의 형상에 있어서, 상기 보강부는 도1에 도시된 바와 같이 키 포스트의 축방향으로 투시하였을 때 상부로부터 바닥까지 그 직경을 증가시킬 것이 제안되거나, 또는 도2에 도시된 바와 같이 감소시킬 것이 제안된다. 따라서, 하부 키 포트 베어링(18)상에 효과적으로 작용하는 힘에 대해 최적의 칫수가 가능하며, 보강부를 실현하는데 여분의 재료가 필요없다.

Claims

키 블레이드(10)가 키 포스트(11)에 대해 회전가능하며, 상기 키 포스트(11)가 키 포트(12)에 배치되고, 상기 키 포트(12)가 선박의 선체(13)상에서 고정된 선단 헤드(14) 위에 지지되는, 키 블레이드(10)를 갖는 선박용 고부하 평형 키(100)에 있어서,

선단 헤드(14)의 하부 엣지(15)는 구동 프로펠러(17)의 직경 영역(D)의 10% 내지 20% 범위로 프로펠러 하류를 관통하고, 하부 키 포트 베어링(18)은 보강(19)된 구성을 구비하고, 하부 키 포트 베어링(18)의 보강부(19)는 키 포스트(11)에 대해 축방향으로 상이한 두께를 구비하고, 상기 보강부(19)의 치수는 상부에서 하부로 키 포스트(11)의 축방향에서 증가하거나 또는 감소하고, 하부 키 포트 베어링(18)은 선단 헤드의 옆에 배치되어 선단 헤드(14)와 같은 높이로 배치되는 것을 특징으로 하는 고부하 평형 키.
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제1항에 있어서, 상기 키 블레이드(10)에는 부가의 키 핀이 제공되는 것을 특징으로 하는 고부하 평형 키.
제1항에 있어서, 선단 헤드(14)의 프로필과 마찬가지로 키 블레이드(10)의 프로필은 유동 저항을 감소시키기 위해 서로에 대해 적용되는 것을 특징으로 하는 고부하 평형 키.
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