KR101381464B1 - 선박용 러더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 러더에 관한 것으로서, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서, 상기 러더의 양측에 돌출 형성되는 러더 핀을 포함하되, 상기 러더 핀은, 전방 에지와 후방 에지가 상기 러더의 표면으로부터 멀어질수록 상기 선박의 전진 방향을 향하게 경사진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더의 양측면에 러더 핀을 부착하고, 이때 러더 핀의 전방 에지와 후방 에지가 러더 표면으로부터 멀어질수록 전방으로 경사진 형태를 갖도록 하여, 프로펠러 후류를 정류하여 추진 성능을 대폭 증대시킬 수 있다.

Description

선박용 러더{A rudder for ship}

본 발명은 선박용 러더에 관한 것이다.

일반적으로 대형 선박의 경우, 선체의 후미에 부착되어 있는 프로펠러가 회전할 때 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 전진하는 방식을 사용한다. 이때 프로펠러의 후방에는 러더가 부착되며, 러더가 좌우로 회전함에 따라 유체의 흐름 방향을 조절함으로써 항해 방향을 변경한다.

이와 같이 프로펠러의 회전을 통해 일정 속도를 내기 위해서는 디젤 등의 오일을 사용하여 엔진을 구동하여야 하는데, 이 경우 많은 양의 오일이 소모되고 온실가스가 배출됨에 따라, 환경 파괴 등의 문제를 야기하게 된다.

따라서 최근에는 선박의 추진 시 소비되는 에너지를 절감하여 연료 사용량을 감축할 수 있는 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 특히 IMO는 2010년에 선박 운항 시 온실가스 감축 방안에 대해 논의한 바 있으며, 연비규제에 대한 기준 및 방향을 확정하는 것과 관련한 논의를 진행 중에 있다.

이러한 움직임에 해운선사들도 합류함에 따라, 해운선사들은 유류비에 대한 부담을 덜 수 있는 연료절감형 선박에 관심을 가지기 시작하였다. 이와 같은 해운 선사들의 니즈에 의해, 조선사들은 연료 소비량을 줄이고 온실가스 배출을 줄일 수 있는 연료절감형 기술에 대해서 지속적인 연구 및 개발을 해오고 있다.

연료절감형 기술의 일례로, 선박의 후미, 프로펠러, 러더 등의 형상을 개량하거나 별도의 부가물을 부착함으로써 추진 효율을 높이는 동시에 연료를 절감하는 에너지 절감 부가 장치(ESD: Energy Saving Device)가 큰 관심을 받고 있으며, 이러한 에너지 절감 부가 장치는 상당수의 선박에 이미 적용되어 사용 중이다.

에너지 절감 부가 장치 중에서, 특히 러더의 좌우 표면에 수평 돌출되는 핀을 구비하여 유체의 흐름을 제어하는 장치가 다양한 선박에 널리 적용되고 있다. 그러나 종래 사용되고 있는 러더 핀 장치는, 핀을 통한 추진 향상의 성능이 좋지 못하다는 문제점이 있다.
이와 같은 종래기술은 공개특허공보 제10-2001-0009113호(2001.02.05. 공개), 일본 공개특허공보 특개2006-123849호(2006.05.18. 공개), 등에 공개되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러더의 좌우에 전방으로 경사진 러더 핀을 구비함으로써 유체의 흐름을 최적화시켜 추진 효율을 높이는 선박용 러더를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더는, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서, 상기 러더의 양측에 돌출 형성되는 러더 핀을 포함하되, 상기 러더 핀은, 전방 에지와 후방 에지가 상기 러더의 표면으로부터 멀어질수록 상기 선박의 전진 방향을 향하게 경사진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더의 양측면에 러더 핀을 부착하고, 이때 러더 핀의 전방 에지와 후방 에지가 러더 표면으로부터 멀어질수록 전방으로 경사진 형태를 갖도록 하여, 프로펠러 후류를 정류하여 추진 성능을 대폭 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 좌측면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 우측면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 평면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 좌측면도이다. 또한 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 우측면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더(1)는, 러더 벌브(30), 러더 핀(40a)을 포함한다.

러더 벌브(30)는, 선박용 러더(1)의 중앙부에 구비되며, 전단이 구 형태이다. 유체의 흐름을 원활하게 제어함으로써 공동 현상을 감소시키는 역할을 한다. 구체적으로는 러더(1)의 축심 주위에 영향을 미치는 프로펠러 허브 보텍스(Hub Vortex)의 영향을 완화시켜서, 선박용 러더(1) 표면의 침식을 최소화한다.

러더 벌브(30)의 전단은 리딩 에지(10)로부터 돌출된 형태이며, 러더 벌브(30)의 후단은 러더(1) 측면의 일정 지점까지 후방으로 연장되며 점으로 모이는 뾰족한 형태를 가질 수 있다.

러더 핀(40a)은, 러더(1)의 양측에 돌출 형성된다. 이때 러더 핀(40a)은 전방 에지(411a)와 후방 에지(412a)가 러더(1)의 표면으로부터 멀어질수록 선박의 전진 방향을 향하게 경사진다. 즉 러더 핀(40a)은 러더(1)의 표면으로부터 돌출되되 전방으로 기운 형태일 수 있다.

구체적으로, 러더 핀(40a)은 러더(1)의 표면으로부터 멀어질수록 전후 폭이 좁아지는 사다리꼴 형태일 수 있다. 이는 러더 핀(40a)의 평단면이 사다리꼴임을 의미한다. 물론 본 발명은 상기 형태로 러더 핀(40a)을 한정하는 것은 아니며, 러더 핀(40a)은 삼각형 또는 포물선형 등의 평단면을 가질 수 있다. 다만 앞서 언급한 바와 같이, 러더 핀(40a)의 전체적인 형태는 다양할 수 있으나, 러더 핀(40a)의 전방 에지(411a)와 후방 에지(412a)는 항상 상방으로 경사질 수 있다. 이하에서는 러더 핀(40a)이 사다리꼴 형태를 갖는 경우를 한정하여 이하 자세히 설명하도록 한다.

러더 핀(40a)의 측 단면은 에어포일 형태를 가질 수 있다. 이는 러더(1)로부터 측방향으로 돌출된 러더 핀(40a)의 상면 또는 하면을 따라 유체가 흐를 때 저항이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

러더 핀(40a)은 일단이 러더(1)의 표면에 결합될 수 있고, 타단이 자유단으로 설치될 수 있다. 이때 러더(1)의 표면에 결합된 부분을 살펴보면, 러더(1)의 표면과 전방 에지(411a) 및 러더(1)의 표면과 후방 에지(412a) 사이에는 일정한 각도가 형성된다. 이 경우, 러더(1)의 표면과 전방 에지(411a) 사이의 각도는 러더(1)의 표면과 후방 에지(412a) 사이의 각도보다 상대적으로 클 수 있다.

즉 러더 핀(40a)의 전방 에지(411a)가 상방으로 경사진 정도보다, 러더 핀(40a)의 후방 에지(412a)가 상방으로 경사진 정도가 상대적으로 클 수 있다. 따라서 러더 핀(40a)에서 러더(1)의 표면에 결합된 일단의 전후 폭은, 자유단인 타단의 전후 폭보다 클 수 있다.

러더 핀(40a)은, 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)을 포함할 수 있다. 좌측 러더 핀(41a)은 러더(1)의 좌측면에 결합되며, 우측 러더 핀(42a)은 러더(1)의 우측면에 결합된다. 이때 우측 러더 핀(42a)은 러더(1)의 표면으로부터 돌출된 길이가 좌측 러더 핀(41a)보다 상대적으로 작을 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41a)이 우측 러더 핀(42a)보다 큰 형태를 가질 수 있다.

다만 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)은 닮음 형태가 아닐 수 있다. 일례로 좌측 러더 핀(41a)에서 러더(1)의 표면에 결합된 일단의 전후 폭과 자유단의 전후 폭 간의 비율은, 우측 러더 핀(42a)에서 일단과 타단의 전후 폭 비율과는 상이할 수 있다. 특히 우측 러더 핀(42a)은, 좌측 러더 핀(41a)에서 일부를 절단한 형태를 가질 수 있다.

이때 좌측 러더 핀(41a)의 전단은, 러더 벌브(30)의 전방에 위치할 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41a)의 전방 에지(411a)에서 러더(1)의 표면으로부터 먼 일단은, 러더 벌브(30)의 전단보다 앞에 위치할 수 있다. 다만 우측 러더 핀(42a)의 경우 좌측 러더 핀(41a)보다 상대적으로 짧게 돌출됨에 따라, 우측 러더 핀(42a)의 전단은 러더 벌브(30)의 전단보다 후방에 위치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더(1)는, 러더 벌브(30), 러더 핀(40b)을 포함한다. 러더 벌브(30)는 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

러더 핀(40b)은 러더(1)의 양측에 돌출 형성되며, 전방 에지(411b)와 후방 에지(412b)가 전방으로 경사진 형태를 갖는다. 이때 러더 핀(40b)은 제1 실시예와 마찬가지로 사다리꼴 형태의 평단면과 에어포일 형태의 측단면을 가질 수 있고, 좌측 러더 핀(41b)과 우측 러더 핀(42b)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 좌측 러더 핀(41b)과 우측 러더 핀(42b)은 비대칭으로 구비될 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41b)이 우측 러더 핀(42b)보다 상대적으로 큰 길이로 돌출 형성될 수 있다. 다만 제1 실시예와 유사하게, 제2 실시예에서의 좌측 러더 핀(41b)과 우측 러더 핀(42b)은 닮음 관계가 아닌 형상을 각각 가질 수 있다.

일례로 러더(1)의 표면과 좌측 러더 핀(41b)의 전방 에지(411b) 사이의 각도는, 러더(1)의 표면과 우측 러더 핀(42b)의 후방 에지(412b) 사이의 각도보다 상대적으로 클 수 있다. 이는 후방 에지(412b)에서도 마찬가지일 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41b)이 상방으로 경사진 정도는, 우측 러더 핀(42b)이 상방으로 경사진 정도보다 작을 수 있다.

좌측 러더 핀(41b)과 우측 러더 핀(42b)의 경사진 각도는 상이하나, 좌측 러더 핀(41b)의 좌측 전단과, 우측 러더 핀(42b)의 우측 전단은 프로펠러(도시하지 않음)의 중심 축과 수직인 하나의 선에 놓일 수 있다. 즉 우측 러더 핀(42b)은 좌측 러더 핀(41b)에 비해 크기는 작으나 상대적으로 큰 경사로 기울어져서, 측면에서 볼 때 좌측 러더 핀(41b)의 전단과 우측 러더 핀(42b)의 전단은 서로 겹칠 수 있다.

이때 좌측 러더 핀(41b)과 우측 러더 핀(42b)의 전단은, 러더 벌브(30)의 전방에 위치할 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41b)과 우측 러더 핀(42b) 각각의 전방 에지(411b)에서 러더(1)의 표면으로부터 먼 일단은, 러더 벌브(30)의 전단보다 앞에 위치한다.

또한 본 발명은, 러더(1)의 양측에 러더 핀(40b)을 구비하되, 전방 에지(411b,421b)와 후방 에지(412b,422b)가 전방으로 경사지도록 하고, 다만 전방 에지(411b,421b)가 선박의 전진 방향으로 볼록한 형상을 갖도록 하는 제3 실시예를 더 포함할 수 있다. 러더 핀(40b)의 전방 에지(411b,421b)를 볼록하게 하는 것은 유체가 러더 핀(40b)의 전방 에지(411b,421b)를 따라 흐를 때 마찰 저항 등이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

본 발명은 상기와 같이 전방으로 경사진 전방 에지(411a,411b,421a,421b) 및 후방 에지(412a,412b,422a,422b)를 갖는 러더 핀(40a,40b)을 러더(1)에 구비함으로써, 프로펠러를 통과한 유체가 러더(1)에 유입될 때, 경사진 러더 핀(40a,40b)이 유체의 흐름을 제어하여 추진 성능이 향상되도록 함으로써, 선박의 전진 시 사용되는 에너지를 대폭 절감할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 선박용 러더 10: 리딩 에지
20: 트레일링 에지 30: 러더 벌브
40a,40b: 러더 핀 41a,41b: 좌측 러더 핀
411a,411b: 전방 에지 412a,412b: 후방 에지
42a,42b: 우측 러더 핀 421a,421b: 전방 에지
422a,422b: 후방 에지

Claims (6)

1. 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서,
   상기 러더의 양측에 돌출 형성되는 러더 핀을 포함하되,
   상기 러더 핀은,
   전방 에지와 후방 에지가 상기 러더의 표면으로부터 멀어질수록 상기 선박의 전진 방향을 향하게 경사지며,
   상기 러더의 표면과 상기 전방 에지 사이의 각도는, 상기 러더의 표면과 상기 후방 에지 사이의 각도보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 러더 핀은,
   상기 러더의 표면으로부터 멀어질수록 전후 폭이 좁아지는 사다리꼴 형태인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서, 상기 러더 핀은,
   상기 러더의 좌측면에 결합되는 좌측 러더 핀과, 상기 러더의 우측면에 결합되며 상기 러더의 표면으로부터 돌출된 길이가 상기 좌측 러더 핀보다 상대적으로 작은 우측 러더 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 러더의 리딩 에지에 구비되는 러더 벌브를 더 포함하며,
   상기 좌측 러더 핀의 전단 또는 상기 우측 러더 핀의 전단은, 상기 러더 벌브의 전방에 위치한 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 러더의 표면과 상기 좌측 러더 핀의 전방 에지 사이의 각도는, 상기 러더의 표면과 상기 우측 러더 핀의 후방 에지 사이의 각도보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 선박용 러더.

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