KR101911118B1

KR101911118B1 - A rudder for ship

Info

Publication number: KR101911118B1
Application number: KR1020140126869A
Authority: KR
Inventors: 이창열; 안유원; 정용관; 김정후; 한명륜
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2018-10-24
Also published as: KR20160035670A

Abstract

본 발명은 선박용 러더에 관한 것으로서, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 선박용 러더에 있어서, 러더 몸체; 및 상기 러더 몸체의 전단에 돌출되는 러더 벌브를 포함하며, 상기 러더 벌브는, 외면이 중심축의 외측 방향으로 볼록하게 형성되는 볼록부; 및 외면이 상기 중심축의 내측 방향으로 오목하게 형성되는 오목부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더 벌브에서 좌측 상단과 좌측 하단을 포함하는 일정 각도 범위에 외측으로 볼록한 볼록부를 형성하고, 나머지 부분에는 오목부를 형성함으로써 허브 보오텍스를 저감하면서도 마찰저항을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 선박용 러더는, 유속이 상대적으로 빨라 허브 보오텍스의 저감이 필요한 부분에 볼록부를 구비하되, 나머지 부분에 유선형의 오목부를 연결하여 저항의 증가를 억제할 수 있다.The present invention relates to a rudder for a ship, which is provided at the rear of a propeller and manages a direction of a ship, the rudder comprising: a rudder body; And a rudder bulb protruding from a front end of the rudder body, wherein the rudder bulb includes: a convex portion whose outer surface is convexly formed in an outward direction of a central axis; And a concave portion whose outer surface is recessed inward in the central axis.
The marine rudder according to the present invention can minimize the frictional resistance while reducing the hub vortex by forming a convex portion convex outwardly in a certain angle range including a left upper end and a lower left end in the rudder bulb and forming a concave portion in the remaining portion have.
Further, the rudder according to the present invention can have a convex portion at a portion where the flow speed of the vessel is relatively fast and a reduction of the hub vortex is required, and a streamlined concave portion is connected to the remaining portion, so that an increase in resistance can be suppressed.

Description

A rudder for ship

본 발명은 선박용 러더에 관한 것이다.The present invention relates to a marine rudder.

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.Generally, in the case of a large ship, the propulsion attached to the rear of the hull is advanced by using the flow of the fluid generated when the propeller rotates. At this time, a rudder is attached to the rear of the propeller, and as the rudder rotates to the left and right, the direction of flow of the fluid is changed by changing the direction of flow.

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.In order to achieve a constant speed through the rotation of the propeller, the engine must be driven using oil such as diesel. In this case, a large amount of oil is consumed and the greenhouse gas is discharged, thereby causing problems such as environmental destruction .

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.Recently, various efforts have been made to reduce fuel consumption by reducing the energy consumed when propelling the ship. IMO, in particular, discussed ways to reduce greenhouse gas emissions in 2010, and discussions are underway to establish standards and directions for fuel efficiency regulation.

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.As shipping companies join the movement, shipping companies are beginning to pay attention to fuel-saving vessels that can reduce the burden on fuel costs. Due to the needs of shipping companies, shipbuilders are constantly researching and developing fuel-saving technologies that reduce fuel consumption and reduce greenhouse gas emissions.

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.As an example of the fuel saving type technology, an energy saving device (ESD: Energy Saving Device) which saves fuel by improving the propulsion efficiency by improving the shape of a ship's rear end, propeller, rudder, This energy saving device has already been applied to a large number of ships.

에너지 절감 부가 장치 중에서, 러더에 벌브를 구비하여 유체의 흐름을 제어하는 장치가 다양한 선박에 널리 적용되고 있다. 그러나 종래 사용되고 있는 벌브는, 저항 증가를 불러 일으킬 수 있기 때문에 조향 성능 향상 또는 추진 효율 증대에 한계가 있다는 문제점이 있다.Among the energy saving attachment devices, devices for controlling the flow of fluid by providing a bulb to the rudder are widely applied to various ships. However, the conventional bulb has a problem in that the increase in resistance may cause an increase in steering performance or increase in propulsion efficiency.

공개특허공보 제10-2011-0133676호(2011.12.14 공개)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0133676 (published on December 14, 2011)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러더 벌브를 구비하되, 러더 벌브의 일부분이 외측으로 볼록하게 형성되도록 하여, 저항을 줄이면서도 허브 보오텍스(Hub Vortex) 저감 효과를 충분히 확보할 수 있는 선박용 러더를 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a rudder bulb, in which a portion of a rudder bulb is formed to be convex outward, Vortex reduction effect of the ship can be sufficiently secured.

또한 본 발명의 목적은 볼록부와 오목부를 구비하며, 볼록부가 좌측 하단과 상단에 배치되고 오목부가 다른 부분에 배치되도록 함으로써, 불필요한 면적 확장을 최소화하여 마찰저항을 줄일 수 있는 선박용 러더를 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide a marine rudder having a convex portion and a concave portion, wherein the convex portion is disposed at the left lower end and the upper end and the concave portion is disposed at another portion, will be.

또한 본 발명의 목적은 볼록부의 일측에 오목부를 배치하고 오목부가 유선형으로 구비되도록 하여, 유체의 흐름을 안정적으로 가이드하는 동시에 저항의 발생을 방지할 수 있는 선박용 러더를 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide a marine rudder in which recesses are provided on one side of the convex portion and the recesses are provided in a streamlined manner to stably guide the flow of the fluid and to prevent the occurrence of resistance.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더는, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 선박용 러더에 있어서, 러더 몸체; 및 상기 러더 몸체의 전단에 돌출되는 러더 벌브를 포함하며, 상기 러더 벌브는, 외면이 중심축의 외측 방향으로 볼록하게 형성되는 볼록부; 및 외면이 상기 중심축의 내측 방향으로 오목하게 형성되는 오목부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship rudder according to one embodiment of the present invention is a rudder for a ship which is installed at the rear of a propeller and manages the direction of a ship, the rudder comprising: a rudder body; And a rudder bulb protruding from a front end of the rudder body, wherein the rudder bulb includes: a convex portion whose outer surface is convexly formed in an outward direction of a central axis; And a concave portion whose outer surface is recessed inward in the central axis.

구체적으로, 상기 볼록부는, 상기 중심축을 기준으로 일정 각도 범위를 차지하며, 상기 오목부는, 상기 중심축을 기준으로 나머지 각도 범위를 차지할 수 있다.Specifically, the convex portion occupies a certain angle range with respect to the central axis, and the concave portion may occupy the remaining angular range with respect to the central axis.

구체적으로, 상기 볼록부가 차지하는 일정 각도 범위는, 100 내지 150도로 벌어진 각도 범위일 수 있다.Specifically, the predetermined angular range occupied by the convex portion may be an angular range that ranges from 100 to 150 degrees.

구체적으로, 상기 볼록부는, 상기 중심축을 기준으로 좌측의 일부 범위를 차지할 수 있다.Specifically, the convex portion may occupy a part of the left side with respect to the central axis.

구체적으로, 상기 볼록부는, 상기 중심축을 기준으로 좌측 상단 중 일부 범위와 좌측 하단 범위를 차지할 수 있다.Specifically, the convex portion may occupy a range of a left upper end and a left lower end range with respect to the central axis.

구체적으로, 상기 러더 벌브는, 상기 볼록부의 전단과 상기 오목부의 전단이 만나는 부분에 꼭지점을 형성할 수 있다.Specifically, the rudder bulb can form a vertex at a portion where the front end of the convex portion and the front end of the concave portion meet.

구체적으로, 상기 꼭지점은, 상기 프로펠러의 회전축과 나란하게 위치될 수 있다.Specifically, the vertex may be positioned parallel to the rotation axis of the propeller.

구체적으로, 상기 오목부는, 전단부터 상기 러더 벌브의 단면이 최대가 되는 지점 사이에서 적어도 일부분이 내측으로 오목하게 형성될 수 있다.Specifically, at least a part of the concave portion may be recessed inwardly between the front end and the point where the cross-section of the rudder bulb becomes the maximum.

본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더 벌브에서 좌측 상단과 좌측 하단을 포함하는 일정 각도 범위에 외측으로 볼록한 볼록부를 형성하고, 나머지 부분에는 오목부를 형성함으로써 허브 보오텍스를 저감하면서도 마찰저항을 최소화할 수 있다.The marine rudder according to the present invention can minimize the frictional resistance while reducing the hub vortex by forming a convex portion convex outwardly in a certain angle range including a left upper end and a lower left end in the rudder bulb and forming a concave portion in the remaining portion have.

또한 본 발명에 따른 선박용 러더는, 유속이 상대적으로 빨라 허브 보오텍스의 저감이 필요한 부분에 볼록부를 구비하되, 나머지 부분에 유선형의 오목부를 연결하여 저항의 증가를 억제할 수 있다.Further, the rudder according to the present invention can have a convex portion at a portion where the flow speed of the vessel is relatively fast and a reduction of the hub vortex is required, and a streamlined concave portion is connected to the remaining portion, so that an increase in resistance can be suppressed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더가 마련된 선박의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더의 러더 벌브를 나타내는 도면이다.
도 5는 러더 벌브가 없는 종래의 선박용 러더에 대한 압력 분포도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더에 대한 압력 분포도이다.
도 7은 효율을 측정한 러더 벌브의 형태를 나열한 도면이다.
도 8은 도 7에 나타난 각 러더 벌브의 효율을 도시한 그래프이다.1 is a perspective view of a ship rudder according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a ship rudder according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a ship provided with a ship rudder according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a rudder bulb of a marine rudder according to an embodiment of the present invention.
5 is a pressure distribution diagram for a conventional marine rudder without a rudder bulb.
6 is a pressure distribution diagram for a marine rudder according to an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a diagram showing the shape of the rudder bulb measuring the efficiency.
FIG. 8 is a graph showing the efficiency of each rudder bulb shown in FIG.

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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더가 마련된 선박의 사시도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더의 러더 벌브를 나타내는 도면이다. 편의상 도 1에서 러더 몸체(100)의 상단은 도시를 생략하였다.FIG. 1 is a perspective view of a rudder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a rudder for a ship according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view of a ship having a rudder for a ship according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a rudder bulb of a ship rudder according to an embodiment of the present invention. For convenience, the upper end of the rudder body 100 is omitted in FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더(10)는, 프로펠러(20)의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조절하며, 러더 몸체(100), 러더 벌브(110)를 포함한다.
1 to 4, a ship rudder 10 according to an embodiment of the present invention is installed at the rear of a propeller 20 to adjust a direction of a ship, and includes a rudder body 100, a rudder bulb 110).

러더 몸체(100)는, 선체의 혼 또는 스케그에 연결되며 러더 축(도시하지 않음)이 삽입된다. 이때 러더 축은 상하 연직 방향으로 형성될 수 있고, 러더 몸체(100)의 전단에는 리딩 에지(101)가 형성되며 후단에는 트레일링 에지(102)가 형성될 수 있다.The rudder body 100 is connected to the horn or skeg of the hull and a rudder shaft (not shown) is inserted. At this time, the rudder axis may be formed in the vertical direction, and the leading edge 101 may be formed at the front end of the rudder body 100, and the trailing edge 102 may be formed at the rear end thereof.

러더 몸체(100)의 리딩 에지(101)는 상단에서 하단으로 갈수록 후방으로 경사진 형태일 수 있고, 트레일링 에지(102)는 상하 연직 방향으로 형성되어 수선면과 수직인 선일 수 있다. 물론 본 실시예가 리딩 에지(101)와 트레일링 에지(102)를 상기와 같이 한정하는 것은 아니며, 반대로 리딩 에지(101)가 수선면과 수직이고 트레일링 에지(102)가 경사진 형태일 수 있다.The leading edge 101 of the rudder body 100 may be inclined rearwardly from the upper end to the lower end and the trailing edge 102 may be a line perpendicular to the waterline surface in the vertical direction. Of course, this embodiment does not limit the leading edge 101 and the trailing edge 102 as described above, but conversely, the leading edge 101 may be perpendicular to the waterline and the trailing edge 102 may be sloped .

리딩 에지(101)와 트레일링 에지(102)는 연속적으로 마련되거나, 또는 어긋나게 마련될 수 있다. 즉 러더 몸체(100)는 일반적인 러더의 형태이거나 또는 트위스트 러더(Twist Rudder)일 수 있다.The leading edge 101 and the trailing edge 102 may be provided continuously or may be shifted. That is, the rudder body 100 may be in the form of a general rudder or may be a twist rudder.

러더 몸체(100)의 단면은 전단이 곡면이고 후단이 뾰족한 형태이며, 구체적으로는 에어포일 형태일 수 있다. 또한 러더 몸체(100)의 단면은 상부에서 하부로 갈수록 면적이 감소하는 형태일 수 있다. 이때 단면이 감소하는 비율은 일정할 수 있으며, 하부로 갈수록 트레일링 에지(102)를 기준으로 좌우 폭 및 전후 폭이 감소할 수 있다.
The cross section of the rudder body 100 has a curved front end and a pointed rear end, and may be in the form of an airfoil. Also, the cross section of the rudder body 100 may have a reduced area from the upper portion to the lower portion. At this time, the decreasing rate of the cross section may be constant, and the lateral width and the front / rear width may be reduced with respect to the trailing edge 102 as it goes down.

러더 벌브(110)는, 러더 몸체(100)의 전단에 돌출된다. 러더 벌브(110)는 러더 몸체(100)의 리딩 에지(101)를 기준으로 전방으로 일정 길이만큼 돌출될 수 있고, 또한 리딩 에지(101)의 후방에서 러더 몸체(100)의 좌우로 돌출되는 형태를 가질 수 있다.The rudder bulb 110 protrudes from the front end of the rudder body 100. The rudder bulb 110 may protrude forward by a predetermined length with respect to the leading edge 101 of the rudder body 100 and may protrude laterally of the rudder body 100 from the rear of the leading edge 101. [ Lt; / RTI >

러더 벌브(110)는, 볼록부(111)와 오목부(112)를 포함한다. 볼록부(111)는 외면이 중심축(113)의 외측 방향으로 볼록하게 형성된다. 이때 볼록부(111)는, 중심축(113)에 수직인 면(러더 벌브(110)의 단면)에서 중심축(113)을 기준으로 일정 각도 범위를 차지할 수 있다.The rudder bulb 110 includes a convex portion 111 and a concave portion 112. The convex portion 111 is formed so that its outer surface is convex in the outer direction of the central axis 113. [ At this time, the convex portion 111 may occupy a certain angle range with respect to the center axis 113 on a plane perpendicular to the center axis 113 (cross section of the rudder bulb 110).

구체적으로 볼록부(111)는, 중심축(113)을 기준으로 360도 중에서 100 내지 150도로 벌어진 각도 범위를 차지할 수 있다. 이때 나머지 범위인 210 내지 250도로 벌어진 각도 범위에 오목부(112)가 구비될 수 있다. 즉 볼록부(111)는 러더 벌브(110)의 단면에서 약 1/3 정도의 부분을 차지할 수 있다. 일례로 볼록부(111)는 135도로 벌어진 각도 범위를 차지하며, 오목부(112)가 나머지 범위인 225도로 벌어진 각도 범위를 차지할 수 있다.Specifically, the convex portion 111 can occupy an angular range of 100 to 150 degrees out of 360 degrees with respect to the center axis 113. [ At this time, the concave portion 112 may be provided in the angular range which is in the range of 210 to 250 degrees. That is, the convex portion 111 may occupy about 1/3 of the cross section of the rudder bulb 110. For example, the convex portion 111 occupies an angular range of 135 degrees, and the concave portion 112 may occupy an angular range of 225 degrees, which is the remaining range.

볼록부(111)는, 중심축(113)을 기준으로 좌측(좌현)의 일부 범위를 차지할 수 있다. 즉 러더 벌브(110)에 포함되는 볼록부(111)는 러더 벌브(110)의 좌현측에 주로 배치된다. 구체적으로 볼록부(111)는, 중심축(113)을 기준으로 좌측 상단 중 일부 범위와 좌측 하단 범위를 차지할 수 있다.The convex portion 111 can occupy a partial range of the left side (the left side) with respect to the center axis 113. [ That is, the convex portion 111 included in the rudder bulb 110 is disposed mainly on the port side of the rudder bulb 110. Specifically, the convex portion 111 can occupy a range of the left upper end and a lower left end range with respect to the center axis 113. [

이때 좌측 하단 범위는 90도로 벌어진 각도 범위이고, 좌측 상단 중 일부 범위는 0 내지 90도로 벌어진 각도 범위이므로, 볼록부(111)는 앞서 설명한 바와 같이 대략 135도로 벌어진 각도 범위를 차지하도록 마련될 수 있다.At this time, the lower left end range is an angular range that is 90 degrees wide, and some of the left upper end ranges from 0 to 90 degrees, so that the convex portion 111 can be provided to occupy an angular range that is widened to about 135 degrees as described above .

본 실시예에서 볼록부(111)가 360도 중에서 상기와 같은 대략 1/3 부분만 차지하는 것은 효율을 최대로 확보하고자 함이다. 이에 대해서는 도 7과 도 8을 통해 후술하도록 한다.In the present embodiment, the reason why the convex portion 111 occupies only about 1/3 of the angle of 360 degrees is to maximize the efficiency. This will be described later with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.

볼록부(111)는 러더 벌브(110)의 전단에서 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점까지 외측으로 볼록한 형태를 가질 수 있고, 볼록부(111)의 곡률은 전단에서 후방으로 갈수록 가변될 수 있다. The convex portion 111 may have a convex shape outward from the front end of the rudder bulb 110 to a point where the cross-section of the rudder bulb 110 becomes the maximum, and the curvature of the convex portion 111 may vary .

또한 볼록부(111)는 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점부터 러더 벌브(110)의 후단까지 역시 외측으로 볼록한 형태를 가지며, 다만 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점을 기준으로, 후방으로 갈수록 곡면이 완만해지고 곡률반경이 커질 수 있다.
The convex portion 111 also has a convex shape outwardly from the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum to the rear end of the rudder bulb 110 but the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum As a standard, the curved surface becomes gentler and the curvature radius becomes larger toward the rear.

오목부(112)는, 외면이 중심축(113)의 내측 방향으로 오목하게 형성된다. 구체적으로 오목부(112)는 중심축(113)을 기준으로 볼록부(111)를 대칭 시켰을 때, 대칭된 볼록부(111)의 외면에 대하여 내측으로 오목하게 함몰되도록 형성될 수 있다. 즉 오목부(112)는 볼록부(111)보다 중심축(113)에서 돌출되는 크기가 작으며, 특히 외면이 내측 방향으로 휘어지는 곡면으로 형성될 수 있다.The concave portion 112 is formed such that its outer surface is recessed inward of the center shaft 113. Concretely, the concave portion 112 may be recessed inwardly with respect to the outer surface of the symmetrical convex portion 111 when the convex portion 111 is symmetrical with respect to the central axis 113. That is, the concave portion 112 is smaller in size than the convex portion 111 and protrudes from the central axis 113. In particular, the concave portion 112 may be formed as a curved surface whose outer surface is curved inward.

이 경우 오목부(112)와 전단과 볼록부(111)의 전단은 러더 벌브(110)의 전단에서 만나게 되는데, 볼록부(111)는 외측으로 볼록하게 형성되는 반면 오목부(112)는 내측으로 오목하게 형성되기 때문에, 러더 벌브(110)의 전단에는 꼭지점(114)이 형성될 수 있다. In this case, the front end of the concave portion 112 and the front end and the convex portion 111 meet at the front end of the rudder bulb 110. The convex portion 111 is convex outward, while the concave portion 112 is inward The vertex 114 can be formed at the front end of the rudder bulb 110. [

즉 볼록부(111)와 오목부(112)의 전단이 서로 만나는 부분에는 꼭지점(114)이 형성되며, 이때 꼭지점(114)은 프로펠러(20)의 회전축과 나란하게 위치될 수 있다. 물론 본 실시예에서 러더 벌브(110)는 상하좌우 등으로 편향될 수 있는바, 꼭지점(114)의 위치는 상기로 한정되지 않으며, 꼭지점(114)은 프로펠러(20)의 회전축에서 어긋나게 배치될 수 있다.That is, a vertex 114 is formed at a portion where the front ends of the convex portion 111 and the concave portion 112 meet with each other. At this time, the vertex 114 may be positioned parallel to the rotation axis of the propeller 20. Of course, in the present embodiment, the rudder bulb 110 can be deflected up and down, right and left, etc., and the position of the vertex 114 is not limited to the above, and the vertex 114 can be arranged to be shifted from the rotational axis of the propeller 20 have.

오목부(112)는 외면이 오목하게 형성되면서도, 중심축(113)에서는 외측으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 즉 오목부(112)는 볼록부(111)의 면적과 대비할 시 외면이 함몰되는 형태를 가짐에 따라 볼록부(111)보다 상대적으로 작은 면적을 가지지만, 그렇다 하더라도 오목부(112)는 일정한 단면적을 가짐에 따라 중심축(113)에서 외측으로 돌출되어 있을 수 있다.The concave portion 112 may have a shape protruding outward at the central axis 113, while the outer surface is concave. That is, the concave portion 112 has a relatively smaller area than the convex portion 111 because the outer surface is recessed when compared with the convex portion 111. However, even if the concave portion 112 has a constant sectional area As shown in FIG.

오목부(112)는 러더 벌브(110)의 전단부터 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점 사이에서 적어도 일부분이 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 이때 내측으로 오목하다는 것은 볼록부(111)와 대비하여 오목한 것을 의미하며, 러더 벌브(110)의 중심축(113)은 어디까지나 러더 벌브(110)의 내측에 위치하고 러더 벌브(110)의 외면 외측으로 노출되지 않을 수 있다.The concave portion 112 may be formed at least partly inwardly concave between the front end of the rudder bulb 110 and the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum. The center axis 113 of the rudder bulb 110 is located at the inner side of the rudder bulb 110 and the outer side of the rudder bulb 110 is located at the outer side of the rudder bulb 110 . &Lt; / RTI >

오목부(112)는 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점부터 후단 사이에서 볼록부(111)와 유사한 형태를 가질 수 있다. 즉 오목부(112)는 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점을 기준으로, 전방은 내측으로 오목하고 후방은 외측으로 볼록하게 형성될 수 있고, 중간 부분이 부드럽게 이어질 수 있다. 이때 중간 부분은 외측으로 볼록하게 형성되어 전방과 후방 부분을 연결할 수 있다.The concave portion 112 may have a shape similar to the convex portion 111 between the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum and the rear end. That is, the concave portion 112 may be recessed inward at the front side and convex outward at the rear side with respect to the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum, and the middle portion may smoothly continue. At this time, the middle portion is convex outwardly so that the front and rear portions can be connected.

물론 오목부(112)는 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점에서 후단 사이가 볼록하지 않고 오목하거나, 또는 곡선이 아닌 직선 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 즉 러더 벌브(110)의 단면이 최대가 되는 지점부터 후단까지에서 오목부(112)의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 다만 오목부(112)는 저항 감소를 위해서, 러더 벌브(110)의 단면이 최대인 지점부터 후방까지 단면적이 연속적으로 감소하는 형태를 가져서 단차가 형성되지 않도록 할 수 있다.Of course, the concave portion 112 may be formed so as to have a straight cross section that is not convex, concave, or curved between the rear end and the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum. That is, the shape of the concave portion 112 is not particularly limited from the point where the cross section of the rudder bulb 110 becomes the maximum to the rear end. However, in order to reduce the resistance, the concave portion 112 has a shape in which the cross-sectional area continuously decreases from a point where the cross-section of the rudder bulb 110 is maximum to a rear portion thereof, so that the step is not formed.

앞서 설명한 바와 같이 볼록부(111)가 100 내지 150도로 벌어진 각도 범위를 차지하는바, 오목부(112)는 210도 내지 260도로 벌어진 각도 범위를 차지할 수 있다. 또한 볼록부(111)가 좌측 상단 일부 범위와 좌측 하단 범위를 차지하는바, 오목부(112)는 우측 범위와 좌측 상단 나머지 범위를 차지할 수 있다.As described above, the convex portion 111 occupies an angular range of 100 to 150 degrees, and the concave portion 112 may occupy an angular range of 210 to 260 degrees. Also, since the convex portion 111 occupies a part of the upper left part and the lower left part range, the concave part 112 can occupy the right side range and the upper left side residual range.

물론 상기와 반대로 볼록부(111)는 우측 상단 일부 범위와 우측 하단 범위를 차지하고, 오목부(112)는 좌측 범위와 우측 상단 나머지 범위를 차지할 수 있으며, 이는 프로펠러(20)의 회전 방향에 따라 정해질 수 있다. 일례로 프로펠러(20)가 후방에서 바라볼 때 시계 방향으로 회전함에 따라 추진이 이루어지면, 볼록부(111)는 좌측 상단 일부 범위와 좌측 하단 범위를 차지할 수 있고, 프로펠러(20)가 반시계 방향으로 회전할 경우 볼록부(111)는 반대로 구비될 수 있다.Of course, the convex portion 111 occupies a part of the right upper end portion and the right lower end portion, and the concave portion 112 can occupy the left side range and the right upper end rest range, . For example, if the propeller 20 is propelled as it rotates clockwise when viewed from the rear, the convex portion 111 may occupy a portion of the upper left upper end and the lower left end range, and the propeller 20 may rotate counterclockwise The convex portion 111 may be reversed.

이하에서는 구체적인 실험 자료를 통해서 본 발명의 효과를 설명하도록 한다.
Hereinafter, the effect of the present invention will be described through specific experimental data.

도 5는 러더 벌브가 없는 종래의 선박용 러더에 대한 압력 분포도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더에 대한 압력 분포도이다.5 is a pressure distribution diagram for a conventional marine rudder without a rudder bulb, and Fig. 6 is a pressure distribution diagram for a marine rudder according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이 종래의 선박용 러더(30)는, 전방에 마련된 프로펠러(20)가 회전함에 따라 발생하는 유동에서 허브 보오텍스(Hub vortex)가 발생한다. 허브 보오텍스는 프로펠러(20)의 회전축에 나란하거나 또는 인접하게 형성되는데, 선박용 러더(30)에 접근하면서 선박용 러더의 좌측 하부에 유입된다.As shown in FIG. 5, in the conventional ship rudder 30, a hub vortex is generated in a flow generated as the propeller 20 provided at the front rotates. The hub vortex is formed adjacent to or adjacent to the rotation axis of the propeller 20 and flows into the lower left side of the ship rudder while approaching the ship rudder 30.

도 5와 같이 러더 벌브가 없는 선박용 러더(30)는, 유입되는 허브 보오텍스의 저감이 전혀 이루어지지 않기 때문에, 보오텍스로 인한 선박용 러더(30)의 마찰저항이 증가한다는 문제가 있다.5, there is a problem in that the frictional resistance of the marine rudder 30 due to the vortex increases because the marine rudder 30 without the rudder bulb does not reduce the inflowing hub vortex at all.

반면 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더(10)는, 허브 보오텍스가 유입되는 위치에 러더 벌브(110)를 구비하고, 특히 허브 보오텍스가 집중적으로 유입되는 부분인 좌측에 볼록부(111)를 구비하여, 허브 보오텍스를 제거하여 마찰저항을 대폭 감소시킬 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 6, the ship rudder 10 according to the embodiment of the present invention has the rudder bulb 110 at a position where the hub vortex is introduced, and particularly the portion where the hub vortex flows intensively The convex portion 111 is provided on the left side, and the hub vortex is removed to greatly reduce the frictional resistance.

따라서 본 실시예는, 마찰저항의 감소를 통하여 추진 효율을 증가시키고, 이를 통하여 연료 사용량을 절감하여 연비를 높임으로써 에너지를 절감하는 효과를 가질 수 있다.
Therefore, the present embodiment can reduce the friction resistance, increase the propulsion efficiency, and reduce the fuel consumption, thereby improving the fuel efficiency, thereby reducing energy consumption.

도 7은 효율을 측정한 러더 벌브의 형태를 나열한 도면이고, 도 8은 도 7에 나타난 각 러더 벌브의 효율을 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a view showing the shape of the rudder bulb measuring the efficiency, and FIG. 8 is a graph showing the efficiency of each rudder bulb shown in FIG.

도 7에서 RB-1 내지 RB-9는 오목부(112) 없이 볼록부(111)만으로 형성되는 러더 벌브(110)를 나타낸다. 이때 RB-1 내지 RB-9는 볼록부(111)가 차지하는 일정 각도 범위가 서로 다르다.In Fig. 7, RB-1 to RB-9 represent the rudder bulb 110 formed only of the convex portion 111 without the concave portion 112. At this time, RB-1 to RB-9 have different angular ranges occupied by the convex portion 111.

구체적으로 RB-1은 볼록부(111)가 중심축(113)을 기준으로 360도로 벌어진 각도 범위를 차지하며, RB-2 내지 RB-7은 볼록부(111)가 180도로 벌어진 각도 범위를 차지한다. 다만 RB-2 내지 RB-7은 볼록부(111)의 위치가 상이한데, RB-2는 좌측 하단, RB-3은 우측 하단, RB-4는 우측 전체, RB-5는 좌측 전체, RB-6은 하부, RB-7은 상부에 볼록부(111)가 주로 위치된다.Specifically, RB-1 occupies an angular range in which the convex portion 111 extends 360 degrees with respect to the central axis 113, and RB-2 through RB-7 occupies an angular range in which the convex portion 111 extends 180 degrees do. RB-2, RB-3, and RB-4 are the right side, the left side, and the right side, respectively. 6, and the convex portion 111 is mainly located at the upper portion of the RB-7.

도 7은 러더 벌브(110)를 전방에서 바라본 것이므로, 도면을 기준으로 오른쪽이 실제로는 좌측(좌현)이 되며, 도면을 기준으로 왼쪽이 실제로는 우측(우현)이 된다.7 is a front view of the rudder bulb 110, so that the right side is actually the left side (the left side) with reference to the drawing, and the left side is actually the right side (right side) based on the drawing.

RB-8은 볼록부(111)가 차지하는 각도 범위가 본 실시예와 동일/유사하게 135도로 벌어진 각도 범위이며, RB-9는 볼록부(111)가 90도로 벌어진 각도 범위를 차지할 수 있다. 그리고 RB-16은 본 실시예를 나타낸다.RB-8 is an angle range in which the convex portion 111 occupies an angle range equal to or similar to 135 degrees, and RB-9 can occupy an angle range in which the convex portion 111 extends 90 degrees. And RB-16 represents this embodiment.

도 8을 참조하면, 360도를 모두 차지하는 볼록부(111)를 갖는 러더 벌브(110)인 RB-1과 대비할 때, RB-8과 RB-16을 제외하고는 모두 효율이 저하되었음을 알 수 있다. 즉 볼록부(111)는 약 135도로 벌어진 각도 범위를 차지하면서, 좌측 하단과 좌측 상단 일부 범위를 차지할 때 효율의 증가를 확보할 수 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that efficiency is lowered except RB-8 and RB-16 when compared with RB-1, which is a rudder bulb 110 having convex portions 111 occupying 360 degrees . That is, the convex portion 111 occupies an angular range widened to about 135 degrees, while securing an increase in efficiency when occupying the lower left portion and the upper left portion.

다만 본 실시예인 RB-16이 RB-8보다 효율을 높일 수 있는 것은, RB-8이 오목부(112)를 갖지 않음에 따라 러더 벌브(110)의 외면이 마치 절단된 형태를 가져서 유체의 흐름을 방해하여 저항을 증가시키기 때문이다.However, since the RB-8 does not have the concave portion 112, the outer surface of the rudder bulb 110 is cut off so that the flow of the fluid Thereby increasing the resistance.

즉 본 실시예는, 볼록부(111)를 포함하는 것은 물론이고 유선형의 오목부(112)를 볼록부(111)에 연결하여 구비함에 따라, 볼록부(111)를 이용한 보오텍스 제거 효과와 함께, 오목부(112)를 이용한 유체의 흐름 가이드 효과를 가지게 되어, 효율 향상 효과를 최대로 창출할 수 있다.
That is, the present embodiment includes not only the convex portion 111 but also the streamlined concave portion 112 connected to the convex portion 111, so that the effect of removing the vortex using the convex portion 111 And the fluid flow guide effect using the concave portion 112, thereby maximizing the efficiency improvement effect.

이와 같이 본 실시예는, 일정 각도로 벌어진 범위를 차지하는 볼록부(111)와 함께 오목부(112)를 구비하고, 볼록부(111)를 이용하여 허브 보오텍스를 효과적으로 제거함으로써 추진 효율을 극대화할 수 있다.
As described above, according to the present embodiment, the concave portion 112 is provided along with the convex portion 111 occupying a predetermined angle, and the hub vortex is effectively removed by using the convex portion 111 to maximize the propelling efficiency .

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10: 선박용 러더 100: 러더 몸체
101: 리딩 에지 102: 트레일링 에지
110: 러더 벌브 111: 볼록부
112: 오목부 113: 중심축
114: 꼭지점 20: 프로펠러
200: 허브 210: 날개
30: 종래의 선박용 러더10: Marine rudder 100: Rudder body
101: leading edge 102: trailing edge
110: rudder bulb 111: convex portion
112: concave portion 113: central axis
114: Vertex 20: Propeller
200: hub 210: wing
30: Conventional ship rudder

Claims

1. A marine rudder installed at the rear of a propeller to control a navigation direction of a ship,
Rudder body; And
And a rudder bulb protruding from a front end of the rudder body,
The rudder bulb,
A convex portion whose outer surface is convexly formed in the outer direction of the central axis; And
And a concave portion having an outer surface formed concavely inward of the center shaft.

The method according to claim 1,
The convex portion occupies a certain angle range with respect to the central axis,
Wherein the concave portion occupies a remaining angular range with respect to the central axis.

3. The method according to claim 2, wherein the predetermined angular range occupied by the convex portion
Wherein the angular range is in a range of 100 to 150 degrees.

3. The apparatus according to claim 2,
And occupies a part of the left side with respect to the central axis.

5. The apparatus according to claim 4,
And a portion of the left upper end and a left lower end range are occupied with respect to the central axis.

2. The rudder bulb according to claim 1,
And a vertex is formed at a portion where the front end of the convex portion and the front end of the concave portion meet.

7. The apparatus of claim 6,
Wherein the rudder is positioned parallel to the rotational axis of the propeller.

2. The apparatus according to claim 1,
Wherein at least a part of the rudder bulb is concaved inwardly between the front end and the point where the cross section of the rudder bulb becomes the maximum.