KR101598383B1 - Container ship rudder system - Google Patents

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손진수
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현대중공업 주식회사
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H25/06—Steering by rudders
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Abstract

본 발명은 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더에 관한 것으로, 프로펠러로 추진되는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더에 있어서, 상기 선박 내부에 배치되는 스티어링 기어(Steering gear), 상기 스티어링 기어와 연결되는 회전축, 상기 회전축의 일단에서 수평 방향으로 연장되는 제1 수평 러더(Rudder), 상기 제1 수평 러더의 양단에서 수직 방향으로 연장되는 제1 및 제2 수직 러더(Rudder) 및 상기 제1 수평 러더와 평행하고 상기 제1 및 제2 수직 러더를 연결하는 제2 수평 러더를 포함한다. 따라서 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더는 종래 대비 복수의 러더를 하나의 스티어링 기어로 구동하여 선박의 건조비를 절감할 수 있다.The present invention relates to a box-shaped rudder of a large-sized container vessel, and more particularly, to a box-shaped rudder of a large-sized container ship propelled by a propeller, comprising: a steering gear disposed inside the vessel; a rotary shaft connected to the steering gear; A first horizontal rudder extending in the horizontal direction at one end, first and second vertical rudders extending in the vertical direction at both ends of the first horizontal rudder, and a second vertical rudder parallel to the first horizontal rudder, And a second horizontal rudder connecting the second vertical rudder. Therefore, the box rudder of a large container ship can reduce the drying cost of the ship by driving a plurality of rudders with one steering gear as compared with the conventional one.

Description

대형 컨테이너 선박의 박스형 러더 {CONTAINER SHIP RUDDER SYSTEM}{CONTAINER SHIP RUDDER SYSTEM}

본 발명은 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 대비 복수의 러더를 하나의 스티어링 기어로 구동하여 선박의 건조비를 절감할 수 있는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a box-shaped rudder of a large-sized container ship, and more particularly, to a box-shaped rudder of a large-sized container ship which can reduce the drying cost of a ship by driving a plurality of rudders with a single steering gear.

일반적으로, 선박은 선미에 설치된 추진 장치인 프로펠러(propeller)의 회전에 의하여 해상에서 추진력을 얻어 진행하게 되는 데, 이때 프로펠러는 선박 주위의 물을 뒤쪽으로 가속시켜 선박에 추진력을 부가함으로써 선박을 전진시키게 된다. 이때 선박에는 선박의 진행 방향을 조정할 수 있도록 선미 중심선 상의 프로펠러 후방에 방향타가 설치되고 있다. 여기서 방향타는 타각을 조정함으로써, 프로펠러 후방의 유체의 흐름에 의해 받게 되는 양력의 수직 성분을 이용하여 선박의 진행 방향을 조정하게 되는 것이다. 따라서 방향타는 상대적으로 큰 양력을 발생시킴과 동시에 에너지 손실을 최소화하여 추진 효율이 향상되도록 하는 것이 중요하다.In general, the ship is propelled by the rotation of a propeller, which is a propeller installed at the stern. At this time, the propeller accelerates the water around the ship to propel the ship to propel the ship forward . At this time, a rudder is installed in the rear of the propeller on the stern center line so that the direction of the ship can be adjusted. Here, the rudder adjusts the steering angle by adjusting the steering angle, using the vertical component of the lift received by the flow of the fluid behind the propeller. Therefore, it is important to make the rudder generate a relatively large lift while at the same time minimizing the energy loss and improving the propulsion efficiency.

한국공개특허 제10-2013-0066065호는 선박의 선미 중심선 상에 설치되어 프로펠러 후방의 유체 흐름을 조절하는 주방향타와 상기 주방향타의 하부에 내설하되 하측 방향으로 출몰 가능하게 설치되는 보조 방향타 및 상기 주방향타에 내설되어 상기 보조방향타를 승강시키는 구동부로 구성되는 보조방향타가 구비된 선박의 방향타를 개시한다. 이러한 보조방향타가 구비된 선박의 방향타는 방향타의 양력을 순간적으로 증대시켜 선박의 기동력을 향상시킬 수 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0066065 discloses an air conditioner comprising: a main rudder installed on a stern center line of a ship to adjust a flow of fluid behind a propeller; an auxiliary rudder installed in a lower portion of the main rudder, A rudder of a ship having an auxiliary rudder made up of a driving part suspended in the main rudder and lifting up the auxiliary rudder is started. The rudder of a ship equipped with such an auxiliary rudder can instantaneously increase the lifting force of the rudder to improve the maneuverability of the ship.

한국등록특허 제 10-0346513호는 노우즈부의 선단이 선체중심선에서 프로펠러의 정회전 방향으로 편향하게 형성되고, 벌브의 한 측방면은 테일부가 프로펠러의 회전축에서 상향으로 기울어지며, 다른 측방면은 테일부가 프로펠러의 회전축에서 하향으로 기울어지게 형성되는 선박의 방향타를 개시한다. 이러한 선박의 방향타는 프로펠러의 회전방향에 따른 회전류의 편심 현상에 의한 에너지 손실이 최대한 회수되어 그 손실이 최소화되고, 유체흐름을 강력하게 정류시켜 프로펠러의 추진효율이 향상시킬 수 있다.
Korean Patent No. 10-0346513 discloses that the tip of the nose portion is formed to deflect in the normal rotation direction of the propeller at the center line of the ship and one side surface of the bulb is inclined upward at the rotation axis of the propeller, The rudder of the ship which is formed to be inclined downward from the rotational axis of the propeller is started. The rudder of such a ship can maximally recover the energy loss due to the eccentricity of the rotating electric current according to the direction of rotation of the propeller, minimize the loss thereof, and can strongly rectify the fluid flow to improve the propulsion efficiency of the propeller.

한국공개특허 제 10-2013-0066065호Korean Patent Publication No. 10-2013-0066065 한국등록특허 제 10-0346513호Korea Patent No. 10-0346513

본 발명의 일 실시예는 종래 대비 복수의 러더를 하나의 스티어링 기어로 구동하여 선박의 건조비를 절감할 수 있는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더를 제공하고자 한다.
One embodiment of the present invention is to provide a box-shaped rudder of a large container ship which can reduce the drying cost of a ship by driving a plurality of rudders with one steering gear as compared with the conventional one.

실시예들 중에서, 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더는 프로펠러로 추진되는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더에 있어서, 상기 선박 내부에 배치되는 스티어링 기어(Steering gear), 상기 스티어링 기어와 연결되는 회전축, 상기 회전축의 일단에서 수평 방향으로 연장되는 제1 수평 러더(Rudder), 상기 제1 수평 러더의 양단에서 수직 방향으로 연장되는 제1 및 제2 수직 러더(Rudder) 및 상기 제1 수평 러더와 평행하고 상기 제1 및 제2 수직 러더를 연결하는 제2 수평 러더를 포함한다.Among the embodiments, a box-shaped rudder of a large-sized container ship is a box-shaped rudder of a large-sized container ship propelled by a propeller. The rudder includes a steering gear disposed inside the ship, a rotary shaft connected to the steering gear, A first horizontal rudder extending in a horizontal direction in the first horizontal rudder, first and second vertical rudders extending in a vertical direction at both ends of the first horizontal rudder, and a second horizontal rudder parallel to the first horizontal rudder, And a second horizontal rudder connecting the second vertical rudder.

일 실시예에서, 상기 회전축은 내부에 복수의 기어들을 포함하고, 회전 방향에 따라 상기 복수의 기어들을 회전시켜 상기 제1 및 제2 수직 러더를 동일한 수평 방향으로 회전시킬 수 있다. In one embodiment, the rotary shaft includes a plurality of gears therein, and the first and second vertical rudders can be rotated in the same horizontal direction by rotating the plurality of gears in the rotating direction.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 수평 러더는 상기 회전축의 회전에 따라 동일한 수직 방향으로 회전할 수 있다.
In one embodiment, the first and second horizontal rudders may rotate in the same vertical direction as the rotation axis rotates.

본 발명의 일 실시예에 따른 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더는 종래 대비 복수의 러더를 하나의 스티어링 기어로 구동하여 선박의 건조비를 절감할 수 있다.
The box type rudder of the large container ship according to the embodiment of the present invention can reduce the drying cost of the ship by driving a plurality of rudders with one steering gear as compared with the conventional one.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더를 설명하는 사시도이다.
도 2은 도 1에 있는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더의 연결 구조를 설명하는 도면이다.1 is a perspective view illustrating a box-shaped rudder of a large container ship according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining the connection structure of the box-shaped rudder of the large container ship shown in Fig. 1;

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더를 설명하는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a box-shaped rudder of a large container ship according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더(100)은 스티어링 기어(110), 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b), 회전축(130), 제1 및 제2 수평 러더(140a, 140b)를 포함한다. 또한 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더(100)는 스티어링 기어(110)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제어부는 외부로부터 증기나 유압 또는 전력을 공급받아 스티어링 기어(110)에 회전에 필요한 동력원을 제공할 수 있다. 또한, 제어부는 외부로부터 신호를 입력 받아 스티어링 기어(110)의 회전 방향을 조절할 수 있다. 1, a box-shaped rudder 100 of a large container vessel includes a steering gear 110, first and second vertical rudders 120a and 120b, a rotary shaft 130, first and second horizontal rudders 140a and 140b, 140b. The box-shaped rudder 100 of the large container ship may further include a control unit (not shown) for controlling the operation of the steering gear 110. Here, the control unit may receive steam, oil pressure, or electric power from the outside to provide the power source necessary for rotation to the steering gear 110. Further, the control unit may receive a signal from the outside and adjust the rotational direction of the steering gear 110.

스티어링 기어(110)는 선박의 선미에 형성되며 회전축(130)과 연결된다. 이러한 스티어링 기어(110)는 제어부를 통해 외부의 신호를 입력받아 정방향 또는 역방향으로 회전하며, 연결된 회전축(130)을 회전을 제어할 수 있다. The steering gear 110 is formed at the stern of the ship and is connected to the rotation shaft 130. The steering gear 110 receives an external signal through the control unit and rotates in a forward or reverse direction to control the rotation of the connected rotary shaft 130.

제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 선미 하단에서 수직 방향으로 연장되는 유선형의 몸체로 형성되고, 적정 두께와 면적을 가질 수 있다. 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 대형 컨테이너 선박의 프로펠러(10) 후방에서 각각 평행하게 배치될 수 있다.The first and second vertical rudders 120a and 120b are formed of a streamlined body extending in a vertical direction at a stern bottom end, and may have an appropriate thickness and area. The first and second vertical rudders 120a and 120b may be disposed parallel to the rear of the propeller 10 of the large container vessel.

제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 스티어링 기어(110)를 통해 제어되는 회전축(130)을 통해 특정 방향으로 회전할 수 있다. 여기에서 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)와 회전축(130)의 연결 및 동작은 도 2에서 자세히 설명하기로 한다.The first and second vertical rudders 120a and 120b may rotate in a specific direction through a rotary shaft 130 controlled through the steering gear 110. [ Here, the connection and operation of the first and second vertical rudders 120a and 120b and the rotary shaft 130 will be described in detail with reference to FIG.

제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 양측면이 대칭되도록 타원형으로 형성하되 유동이 가해지는 면은 원호로 형성되고, 후방으로 진행될수록 단면적의 두께가 점차적으로 얇아지는 유선형의 몸체로 형성될 수 있다. 여기에서 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 기재한 형상으로 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 적용되는 다양한 형태로 구현될 수 있다.The first and second vertical rudders 120a and 120b are formed in an elliptical shape so that both sides thereof are symmetrical with respect to each other. The surface to which the flow is applied is formed as a circular arc, and is formed into a streamlined body having a gradually thinner cross- . Here, the first and second vertical rudders 120a and 120b are not limited to the described shapes and can be implemented in various forms that are generally applicable.

제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 회전축(130)을 중심으로 타각을 조정함으로써, 프로펠러(10)의 후방으로 진행하는 유체의 흐름에 의해 받게 되는 양력의 수직 성분을 사용하여 선박의 진행 방향을 조정하게 된다. The first and second vertical rudders 120a and 120b adjust the steering angles about the rotational axis 130 so that the vertical components of the lift received by the flow of the fluid advancing to the rear of the propeller 10, And adjusts the traveling direction.

이러한, 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 프로펠러(10) 후방의 유체 흐름을 조절하여 상대적으로 큰 양력을 발생시킴과 동시에 에너지 손실을 최소화하여 추진 효율이 향상될 수 있다.
The first and second vertical rudders 120a and 120b regulate the flow of fluid behind the propeller 10 to generate a relatively large lift while at the same time minimizing energy loss and improving propulsion efficiency.

도 2는 도 1에 있는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더의 연결 구조를 설명하는 도면이다.Fig. 2 is a view for explaining the connection structure of the box-shaped rudder of the large container ship shown in Fig. 1;

도 2를 참고하면, 회전축(130)은 기어(210)를 통해 제1 수평 러더(150a)와 연결되며, 스티어링 기어(110)의 회전을 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)에 전달한다. 여기에서, 기어(210)는 피니언 기어, 링 기어 내지 수직 회전을 수평 회전으로 변환하는 베벨 기어가 사용될 수 있다. 즉, 회전축(130)은 내부에 형성된 기어(210)를 통해 스티어링 기어(110)의 수평 회전을 수직 회전으로 변환하여 제1 수평 러더(150a)를 수직 방향으로 회전 시킬 수 있다. 2, the rotary shaft 130 is connected to the first horizontal rudder 150a through the gear 210 and transmits the rotation of the steering gear 110 to the first and second vertical rudders 120a and 120b do. Here, the gear 210 may be a pinion gear, a ring gear, or a bevel gear for converting vertical rotation into horizontal rotation. That is, the rotary shaft 130 can rotate the first horizontal rudder 150a in the vertical direction by converting the horizontal rotation of the steering gear 110 into the vertical rotation through the gear 210 formed therein.

제1 수평 러더(150a)는 회전축(130)과 연결되는 내부 및 양단에 기어(210)가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 수평 러더(150a)는 회전축(130)과 연결되는 중앙 내부에 수평 회전을 수직 회전으로 변환하는 기어(210), 양단에서 연결된 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)에 수평 회전을 가하는 기어(210)가 각각 형성될 수 있다. The first horizontal rudder 150a may have gears 210 formed therein and at both ends connected to the rotating shaft 130. More specifically, the first horizontal rudder 150a includes a gear 210 for converting a horizontal rotation into a vertical rotation in a center connected to the rotary shaft 130, first and second vertical rudders 120a and 120b connected at both ends, And a gear 210 for applying a horizontal rotation to the gear 210.

제1 수평 러더(150a)는 기어(210)를 통해 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)를 수평 회전시킬 수 있으며, 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)는 수평 회전을 통해 동일한 방향으로 회전될 수 있다. The first horizontal rudder 150a may horizontally rotate the first and second vertical rudders 120a and 120b through the gear 210 and the first and second vertical rudders 120a and 120b may rotate horizontally And can be rotated in the same direction.

이러한 회전축(130)은 해수 속 부유물(예를 들어, 녹조류, 따개비 등)이 회전축(130)의 표면과 기어(210)에 부착되는 것을 방지 하기 위하여 별도로 외형을 감싸는 케이스(200)를 더 포함할 수 있다.The rotation shaft 130 further includes a case 200 for enclosing the outer surface of the rotating shaft 130 and the gear 210 to prevent floating in the seawater (e.g., green algae, barnacle, etc.) from adhering to the surface of the rotating shaft 130 and the gear 210 .

제2 수평 러더(150b)는 제1 수평 러더(150)와 평행하게 연장되며, 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)의 각각의 하부를 연결한다.The second horizontal rudder 150b extends parallel to the first horizontal rudder 150 and connects the lower portions of each of the first and second vertical rudders 120a and 120b.

제2 수평 러더(150b)는 그 양단이 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)와 기어(210)를 통해 연결되어 수직 방향으로 회전한다. 보다 구체적으로, 제2 수평 러더(150b)는 양단에 기어(210)가 각각 형성되고, 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)들의 하부에 각각 형성된 기어(210)와 연결되어 수직 회전할 수 있다. 따라서, 제2 수평 러더(150b)는 제1 수평 러더(150a)와 동일한 방향으로 회전할 수 있다.Both ends of the second horizontal rudder 150b are connected to the first and second vertical rudders 120a and 120b through the gear 210 and rotate in the vertical direction. More specifically, the second horizontal rudder 150b is formed with gears 210 at both ends thereof and connected to the gears 210 respectively formed at the lower portions of the first and second vertical rudders 120a and 120b, . Thus, the second horizontal rudder 150b can rotate in the same direction as the first horizontal rudder 150a.

일 실시예에서, 제1 및 제2 수평 러더(150a, 150b)는 테이퍼지게 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 수평 러더(150a, 150b)는 수직 회전시 수평 방향으로 회전하는 제1 및 제2 수직 러더(120a, 120b)와의 충돌을 방지하여 러더의 손상을 방지할 수 있다.
In one embodiment, the first and second horizontal rudders 150a, 150b may be tapered. The first and second horizontal rudders 150a and 150b prevent collision between the first and second vertical rudders 120a and 120b rotating in the horizontal direction during vertical rotation, thereby preventing damage to the rudder.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

10: 프로펠러
100: 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더
110: 스티어링 기어
120a: 제1 수평 러더
120b: 제2 수평 러더
130: 회전축
150a: 제1 수직 러더
150b: 제2 수직 러더
200: 케이스
210: 기어10: Propeller
100: Box rudder of large container vessel
110: Steering gear
120a: a first horizontal rudder
120b: second horizontal rudder
130:
150a: first vertical rudder
150b: second vertical rudder
200: Case
210: gear

Claims (3)

프로펠러(10)로 추진되는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더(100)에 있어서,
상기 선박 내부에 배치되는 스티어링 기어(Steering gear)(110);
상기 스티어링 기어와 연결되는 회전축(130);
상기 회전축의 일단에서 수평 방향으로 연장되는 제1 수평 러더(Rudder)(120a);
상기 제1 수평 러더의 양단에서 수직 방향으로 연장되는 제1 및 제2 수직 러더(Rudder)(150a, 150b); 및
상기 제1 수평 러더와 평행하고 상기 제1 및 제2 수직 러더를 연결하는 제2 수평 러더(120b)를 포함하고,
상기 제1 및 제2 수평 러더(120a, 120b)는
상기 회전축(130)의 회전에 따라 동일한 수직 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더.
In a box-shaped rudder (100) of a large container ship propelled by a propeller (10)
A steering gear 110 disposed inside the ship;
A rotating shaft 130 connected to the steering gear;
A first horizontal rudder 120a extending horizontally at one end of the rotary shaft;
First and second vertical rudders (150a, 150b) extending in a vertical direction at both ends of the first horizontal rudder; And
And a second horizontal rudder (120b) parallel to the first horizontal rudder and connecting the first and second vertical rudders,
The first and second horizontal rudders (120a, 120b)
And rotates in the same vertical direction according to rotation of the rotary shaft (130).
제1항에 있어서, 상기 회전축(130)은
내부에 복수의 기어들(210)을 포함하고, 회전 방향에 따라 상기 복수의 기어들(210)을 회전시켜 상기 제1 및 제2 수직 러더(150a, 150b)를 동일한 수평 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 대형 컨테이너 선박의 박스형 러더.
2. The apparatus of claim 1, wherein the rotating shaft (130)
And the first and second vertical rudders 150a and 150b are rotated in the same horizontal direction by rotating the plurality of gears 210 according to the rotation direction Box rudder of a large container ship.
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