KR101381515B1 - 선박용 러더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 러더에 관한 것으로서, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서, 상기 러더의 양측에 돌출되는 러더 핀을 포함하되, 상기 러더 핀은, 정단면이 원호, 포물선 또는 일방이 개방된 다각형 형태를 가지며, 양끝단이 상기 러더의 외면에 결합되고, 상기 러더의 양측에 비대칭으로 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더의 양측면에 포물선 또는 다각형 형태의 러더 핀을 부착하고, 이때 우측에 부착된 러더 핀이 좌측에 부착된 러더 핀보다 상부에 놓이도록 비대칭으로 설치하여, 프로펠러의 회전 시 발생하는 비대칭 후류를 정류하여 조종 성능 및 추진 성능을 대폭 높일 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, 핀에 의해 불필요한 저항이 발생될 수 있고, 핀을 통한 추진 향상이 좋지 못하다는 문제점이 있다.
이와 같은 종래기술은 공개특허공보 제10-1996-0013935호(1996.05.22. 공개), 공개특허공보 제10-2001-0009113호(2001.02.05. 공개), 일본 공개특허공보 특개평06-144380호(1994.05.24. 공개), 등에 공개되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러더의 좌우 측면에 포물선 또는 다각형 형태를 갖는 러더 핀을 비대칭으로 부착하여 유체의 흐름을 제어함으로써 추진 효율을 향상시키는 선박용 러더를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더는, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서, 상기 러더의 양측에 돌출되는 러더 핀을 포함하되, 상기 러더 핀은, 정단면이 원호, 포물선 또는 일방이 개방된 다각형 형태를 가지며, 양끝단이 상기 러더의 외면에 결합되고, 상기 러더의 양측에 비대칭으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더의 양측면에 포물선 또는 다각형 형태의 러더 핀을 부착하고, 이때 좌측에 부착된 러더 핀이 우측에 부착된 러더 핀보다 상부에 놓이도록 비대칭으로 설치하여, 프로펠러의 회전 시 발생하는 비대칭 후류를 정류하여 조종 성능 및 추진 성능을 대폭 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 정면도.
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 정면도.

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 정면도이며, 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 돌출되며, 구체적으로는 정단면이 원호 또는 포물선 형태를 가지며, 양끝단이 러더(1)의 외면에 결합되고, 러더(1)의 양측에 비대칭으로 구비된다.

즉 러더 핀(40a)은 정단면이 원호 형태일 경우 전체적으로 일부분이 절단된 원통 형태일 수 있으며, 정단면이 포물선 형태일 경우 전체적으로 곡면 형태일 수 있다. 이때 러더 핀(40a)은 러더(1)의 전후 길이보다 작은 크기를 가질 수 있으며, 러더(1)의 리딩 에지(10)와 트레일링 에지(20) 사이의 양 측면에 각각 배치될 수 있다.

러더 핀(40a)은 러더(1)의 좌측과 우측에 각각 상이하게 구비된다. 즉 러더 핀(40a)은, 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)을 포함하는데, 이때 좌측 러더 핀(41a)은 러더(1)의 좌측에 결합되고, 우측 러더 핀(42a)은 러더(1)의 우측에 결합되며 좌측 러더 핀(41a)보다 상대적으로 하방에 위치할 수 있다.

이 경우 좌측 러더 핀(41a)의 하단은 우측 러더 핀(42a)의 상단과 동일 평면상에 놓일 수 있고, 상기 평면은 수선면과 평행한 평면일 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)의 정단면을 연결하면, 정면에서 볼 때 좌우가 뒤집힌 'S'자 형태일 수 있다.

또한 좌측 러더 핀(41a)은, 하단이 러더 벌브(30)에 부착되고, 우측 러더 핀(42a)은 상단이 러더 벌브(30)에 부착될 수 있다. 즉 좌측 러더 핀(41a)의 하단과 우측 러더 핀(42a)의 상단은, 러더 벌브(30)를 통해서 간접적으로 연결된다.

이와 같이 본 실시예가 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)을 비대칭적으로 러더(1)에 결합하는 것은, 프로펠러(도시하지 않음)에 의해 발생하는 후류가 프로펠러의 회전 방향에 따라서 비대칭으로 나타나기 때문이다. 즉 본 실시예는 비대칭 러더 핀(40a)을 이용하여 러더(1)에 유입되는 비대칭 후류를 정류함으로써 조종 성능과 추진 성능을 모두 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시예는, 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)의 설치 위치를 상하 비대칭으로 한정하는 것 외에도, 좌측 러더 핀(41a)의 전후방향 중심 축과 우측 러더 핀(42a)의 전후방향 중심 축이 서로 꼬여 있는 형태를 갖도록 할 수 있다. 이 경우 좌측 러더 핀(41a)의 하단과 우측 러더 핀(42a)의 상단은 하나의 평면상에 배치되지 않을 수 있다.

뿐만 아니라 본 실시예는, 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)의 형태와 크기를 상이하게 할 수 있다. 일례로 좌측 러더 핀(41a)은 우측 러더 핀(42a)보다 상대적으로 상하 폭이 클 수 있으며, 좌측 러더 핀(41a)의 전후 길이와 우측 러더 핀(42a)의 전후 길이는 서로 상이할 수 있다. 또한 본 실시예는 좌측 러더 핀(41a)의 정단면을 원호 형태로 하고, 우측 러더 핀(42a)의 정단면을 포물선 형태로 할 수 있다.

물론 본 실시예는 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)의 형태를 상기와 같이 한정하지 않으며, 좌측 러더 핀(41a)과 우측 러더 핀(42a)의 비대칭 형태에 대한 다양한 경우를 모두 포함한다.

이를 통해 본 실시예는, 러더(1)의 양측에 원호 또는 포물선 형태의 러더 핀(40a)을 비대칭으로 구비하여, 러더 핀(40a)과 러더(1)의 외면이 폐곡선을 형성하도록 하여, 유체가 러더 핀(40a)의 내측으로 유입될 수 있도록 한다. 따라서 본 실시예는 프로펠러에 의해 발생한 비대칭 후류가 비대칭 러더 핀(40a)을 통과하면서 정류되도록 함으로써, 조종 성능을 높이고 추진 성능을 증대시켜서 에너지를 절감할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 정면도이다.

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

러더 핀(40b)은, 러더(1)의 양측에 돌출되며, 구체적으로는 정단면이 일방이 개방된 다각형 형태를 가지며, 양끝단이 러더(1)의 외면에 결합되고, 러더(1)의 양측에 비대칭으로 구비된다.

즉 러더 핀(40b)은, 전체적으로 복수의 평면이 연결된 형태일 수 있으며, 러더(1)의 외면으로부터 멀어질수록 상하 폭이 감소하는 사다리꼴 형태일 수 있다. 이 경우 러더 핀(40b)의 단면은 2회 절곡된 형태를 가질 수 있다.

러더 핀(40b)은 러더(1)의 좌측에 결합된 좌측 러더 핀(41b)과, 러더(1)의 우측에 결합된 우측 러더 핀(42b)을 포함할 수 있고, 제1 실시예와 마찬가지로 좌측 러더 핀(41b)보다 우측 러더 핀(42b)이 상대적으로 하방에 위치할 수 있으며, 좌측 러더 핀(41b)의 하단과 우측 러더 핀(42b)의 상단은 러더 벌브(30)에 부착될 수 있다.

본 실시예에서, 좌측 러더 핀(41b)은 우측 러더 핀(42b)보다 상대적으로 상하 폭이 클 수 있으며, 이때 좌측 러더 핀(41b)의 절곡 각도는 우측 러더 핀(42b)의 절곡 각도보다 상대적으로 클 수 있다. 또한 좌측 러더 핀(41b)의 전후 길이와 우측 러더 핀(42b)의 전후 길이는 서로 상이할 수 있다.

본 실시예는 제1 실시예와 유사하게 러더 핀(40b)을 비대칭으로 구비하되, 러더 핀(40b)과 러더(1)가 다각형을 형성하도록 하여 유체가 러더 핀(40b)의 내측으로 통과할 수 있도록 함으로써, 프로펠러 후류를 정류하여 높은 추진력을 확보할 수 있다.

또한 본 발명은, 러더(1)의 좌측에 결합되는 좌측 러더 핀(41a,41b)과 러더(1)의 우측에 결합되는 우측 러더 핀(42a,42b)을 포함하며, 좌측 러더 핀(41a)은 정단면이 원호 또는 포물선 형태를 가지고, 우측 러더 핀(42b)은 정단면이 다각형 형태를 가지는 제3 실시예를 포함할 수 있다.

물론 제3 실시예는, 좌측 러더 핀(41b)의 정단면이 다각형 형태이고 우측 러더 핀(42a)의 정단면이 원호 또는 포물선 형태인 경우를 포함한다. 즉 제3 실시예는 제1 실시예와 제2 실시예의 다양한 조합에 따라 나타나는 구성을 모두 포함할 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: 좌현 러더 핀
42a,42b: 우현 러더 핀

Claims (6)

1. 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서,
   상기 러더의 양측에 돌출되는 러더 핀; 및
   상기 러더의 리딩 에지에 결합되는 러더 벌브를 포함하되,
   상기 러더 핀은, 정단면이 원호, 포물선 또는 일방이 개방된 다각형 형태를 가지며, 양끝단이 상기 러더의 외면에 결합되고, 상기 러더의 양측에 비대칭으로 구비되며, 상기 러더의 좌측에 결합된 좌측 러더 핀과 상기 러더의 우측에 결합되며 상기 좌측 러더 핀보다 상대적으로 하방에 위치하는 우측 러더 핀을 포함하고,
   상기 좌측 러더 핀은 하단이 상기 러더 벌브에 부착되고, 상기 우측 러더 핀은 상단이 상기 러더 벌브에 부착되는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌측 러더 핀의 하단은 상기 우측 러더 핀의 상단과 동일 평면상에 놓이는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 좌측 러더 핀은,
   상기 우측 러더 핀보다 상대적으로 상하 폭이 큰 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 러더 핀은,
   상기 러더의 외면으로부터 멀어질수록 상하 폭이 감소하는 사다리꼴 형태인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.

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