KR102403616B1 - 선박용 키 및 선박 - Google Patents

Abstract

키판(11)의 키 하단면(Sd)에 하단 와류제어판(21)을 설치하고, 키 하단면(Sd)의 전단(11df) 후방의 하단 키 길이(Ld)의 5% ~ 15%의 범위를 하단 제 1 영역(Rd1)으로 하고, 키 하단면(Sd)의 최후단(11da) 전방의 상기 하단 키 길이(Ld)의 5% ~ 50%의 범위를 하단 제 2 영역(Rd2)으로 하고, 하단 와류제어판(21)의 전단(21f)과 후단(21a)을 각각 하단 제 1 영역(Rd1) 내와 하단 제 2 영역(Rd2) 내에 배치하고, 또한 하단 와류제어판(21)의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상에 있어서, 하단 와류제어판(21)의 폭(Bdb)(x)을 키폭(Bd)(x)의 5% ~ 30%로 하여 하단 와류제어판(21)을 형성한다. 그러면 키를 꺾어 타각을 잡았을 때의 타력을 비교적 크게 할 수 있는 것과 동시에, 선박의 직진시 저항이 작고 프로펠러의 회전류를 회수하여 추진력을 얻고 에너지 절약을 도모할 수 있는 선박용 키 및 선박을 제공한다.

Description

선박용 키 및 선박

본 발명은 타력(舵力)을 유지하면서 선박의 직진시에 저항을 작게 하고, 프로펠러의 회전류(回轉流)를 회수하여 추진력을 얻어 에너지 절약을 도모할 수 있는 선박용 키 및 선박에 관한 것이다.

선박에서는 선미에 배치되는 프로펠러의 후방에 키를 마련하여 항해 중에 조타에 의해 키를 꺾어 타각(舵角)을 잡았을 때 생기는 키의 횡력에 의해 선체를 전진방향에 대해 회두(回頭)시켜 선체를 회전시키고 있다.

이 키의 종류 중 하나는 전연부(前緣部)가 반원형에서, 후연부(後緣部)가 물고기 꼬리 후연부(후단측(後端側)에서 단면폭이 최소폭에 도달한 후방에서 점차 증가하는 형상)의 키판(키 블레이드(blade))에 정류판으로서의 정단판(頂端板)과 저단판(底端板)을 좌우 양 현측에 내달어 부착한 구조의 실링러더(shilling rudder)가 있다.

이 실링러더에서는 키판의 상단과 하단에 정단판과 저단판을 마련하고, 이 정단판과 저단판 사이에 프로펠러에서의 물의 흐름을 봉쇄하여 효율적으로 키판으로 유도하고, 이 물의 흐름을 키판에 대고 편향시킴으로써 큰 타력을 얻음과 동시에 큰 타각(예를 들어, 최대에서 70도 정도)까지 타력을 발휘할 수 있다.

이 실링러더에서는 예를 들면 일본출원의 특개평 5-39089호 공보, 일본출원의 특개2002-178991호 공보, 일본출원의 특개2002-274490호 공보, 일본출원 특개2011-240793호 공보, 일본출원의 특개2015-145230호 공보, 일본출원의 특개2016-74303호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 정단판과 저단판은 큰 타각을 잡았다 하더라도 프로펠러 후류(後流)가 키판의 바깥쪽으로 일류(逸流)하는 것을 방지하고 키면에 유도하게 하기 위해 키판의 폭에 비해 동일한 정도까지 좌우로 크게 튀어나와 있다.

또한, 예를 들면 일본출원의 특개2016-74303호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 이러한 선박용 키의 하나로서는 이 정단판과 저단판으로 바꾸고, 키블레이드의 전연부에 전방으로 달아, 키 러더의 전반부에만 설치되어 있는 원반모양의 정부(頂部) 클럽핀과 저부(底部) 클럽핀을 마련하고 있다.

또한, 예를 들면 일본출원의 특개2018-58568호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 이 키의 종류 중 하나는 선체의 후방에서 볼 때, 우회전(시계방향 회전)의 프로펠러에서는 프로펠러 회전류에 따라 키의 위쪽에 대해서 좌현에서 우현으로, 키 아래쪽에 대해서는 반대로 우현에서 좌현으로 향하는 흐름이 존재하기 때문에 키판의 상반(上半)부분과 하반(下半)부분을 반대 방향으로 비틀어, 수류에 대해서 키면의 받음각(迎角)이 바르게 되도록 하여 키판에 추력을 발생시키는 리액션 키가 있다. 이러한 리액션 키에는 키판의 상하의 경계선에 밸브와 핀을 마련한 리액션 키도 제안되고 있다.

또한 예를 들면 일본출원 특개 2015-145230호 공보 및 일본출원 특개 2015-131632호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 키 블레이드의 전연부에 프로펠러 보스(boss)의 후단과 대향하는 러더밸브(rudder valve)(최대 직경이 프로펠러 보스 직경의 1.30배 이하)를 설치하여 허브(hub) 소용돌이를 생성해야 하는 부위에 물 공간이 존재하지 않도록 하여, 허브 소용돌이의 소거에 의해 추진효율을 향상시키거나, 이 러더밸브에 좌우 대칭의 수평핀을 마련하고, 이 수평핀의 양력에 의해 추진효율을 향상시키고 있다.

따라서 선박용 키에 있어서는, 키를 꺾어 타각을 잡았을 때 큰 양력을 발생시켜 타력을 크게하는 것이 바람직하며 다양한 연구가 이루어지고 있다.

일본출원의 특개평 5-39089호 공보 일본출원의 특공개 2002-178991호 공보 일본출원의 특개 2002-274490호 공보 일본출원의 특개 2011-240793호 공보 일본출원의 특개 2015-145230호 공보 일본출원의 특개 2016-74303호 공보 일본출원의 특개 2018-58568호 공보 일본출원의 특개 2015-131632호 공보

그러나 상기 구성의 선박용 키에서는, 키를 꺾어 타각을 잡았을 때의 타력을 크게할 수 있는 반면에, 선체가 직진시에는 타각이 작은 경우, 저항이 커지는 문제가 있다.

본 발명자들은 많은 수조실험과 유체 시뮬레이션 계산결과에서 선박용 키의 형상을 궁리하기 나름으로는 키를 꺾어 타각을 잡았을 때의 타력을 어느 정도 유지하면서 직진시의 항력을 감소할 수 있다는 지견을 얻었다.

본 발명은 상기의 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 키를 꺾어 타각을 잡았을 때의 타력을 비교적 크게할 수 있는 것과 함께 선박의 직진시에 있는 저항이 작고, 에너지 절약을 도모할 수 있는 선박용 키 및 선박을 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박용 키는, 당해 선박용 키의 키판의 키 하단면에 하단 와류(渦流)제어판을 설치하고, 상기 키 하단면에 있는 긴 방향에 대해 상기 키 하단면의 상기 키판의 코드길이를 하단 키 길이로 하고, 상기 키 하단면 전단(前端) 후방의 상기 하단 키 길이의 5% 이상 15% 이하의 범위를 하단 제 1 영역으로 하고, 상기 키 하단면의 최후단 전방의 상기 하단 키 길이의 5% 이상 50% 이하의 범위를 하단 제 2 영역으로, 상기 하단 와류제어판의 전단을 상기 하단 제 1 영역에 배치하는 동시에, 상기 하단 와류제어판의 후단을 상기 하단 제 2 영역에 배치하고, 또한 상기 키 하단면의 폭방향에 대해 상기 하단 와류제어판 긴 방향의 적어도 80% 이상에 있어서, 상기 하단 와류제어판의 폭을 그 전후위치의 상기 키 하단면 키폭의 5% 이상 30% 이하로 하여 상기 하단 와류제어판을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면 넓은 판으로 형성되어 있어 프로펠러 후류가 키판의 바깥쪽으로 일류하는 것을 방지하고 키면으로 유도하는 실링러더의 저단판과는 달리, 이 저단판에 비해서 길이도 짧고, 폭도 좁은 하단 와류제어판을 키판의 하단면에 마련하고 있기 때문에, 키판의 하단부분에서 발생하는 익단와(翼端渦)의 발생을 제어할 수 있으며, 직진시에도, 키를 잡았을 때도 키판의 저항을 감소할 수 있고 키판에서 발생하는 양력을 크게 할 수 있으며 이 양력의 선체 전후방향의 성분으로부터 추진력을 효과적으로 얻을 수 있다.

또한 이 하단 와류제어판은 실링러더의 넓은 저단판보다 폭이 좁고, 두께도 구조적으로도 얇아져 있기 때문에, 키에 있는 저항의 증가량이 작아지며 키 전체로서의 저항이 작아진다. 따라서, 이 하단 와류제어판은 실링러더의 넓은 저단판과는 그 구성도 그 구성이 목적으로 하는 기능도 다르다.

즉, 이 하단 와류제어판을 키판의 전연보다 후퇴하여 설치하는 것으로, 저항의 현저한 증가를 방지할 수 있는 반면, 추력의 증가는 후퇴하지 않는 경우와 같은 정도에 얻을 수 있다. 마찬가지로 하단 와류제어판을 키판의 후연보다 전진시켜 마련하는 것으로, 저항의 증가를 방지하면서 추력의 증가는 그대로 얻을 수 있다.

상기의 선박용 키에 있어서, 상기 키판의 상하 방향에 대해 상기 키판의 전단과 프로펠러 축심의 연장선과의 교점 위에 프로펠러 직경의 40% 이상 60% 이하의 제 1 상하 범위에 상측 수류제어판을 설치하고, 상기 상측 수류제어판과 상기 키판과 교차하는 전단(前端)을 포함한 상측 수평단면에 있어서, 상기 상측 수류제어판을 상기 상측 수평단면에 상하방향에서 투영할 때, 상기 상측 수평단면의 긴 방향에 대해, 상기 상측 수평단면의 긴 방향에 대해(원문에 두번중복됨), 상기 상측 수평단면에 있는 상기 키판의 코드길이를 상측 키 길이로 하고, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 키판 전단 후방의 상기 상측 키 길이의 3% 이상 15% 이하의 범위를 상측 제 1 영역으로 하고, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 키판 전단 후방의 상기 상측 키 길이의 25% 이상 45% 이하의 범위를 상측 제 2 영역으로서 상기 상측 수류제어판의 전단을 상기 상측 제 1 영역에 배치하고, 상기 상측 수류제어판 후단의 투영위치를 상기 상측 제 2 영역에 배치하고, 또한 상기 상측 수평단면에 있는 폭방향에 대해 상측 수류제어판 길이방향의 적어도 80% 이상인 것에 있어서, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 상측 수류제어판의 투영폭을 그 전후위치의 상기 상측 수평단면에 있어서 키폭의 3% 이상 20% 이하로 하여 상기 상측 수류제어판을 형성하고 있다면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이 구성에 의하면, 프로펠러 선단부(先端部) 회전원(回轉円)의 최상단 부분에 설치한 상측 수류제어판에 의해 프로펠러 선단부에서의 선단 소용돌이(先端渦)(칩(chip) 소용돌이) 등으로 흐트러진 수류(水流)를 정류하여 키판의 표면에 흐를 수 있게 하기 때문에 키판의 타력을 증가시킬 수 있는 것과 동시에 키판의 저항을 감소시킬 수 있다. 또한 상측 수류제어판 자체의 저항도 작기 때문에 키 전체의 저항을 줄이고 추진력을 얻을 수 있다.

이 상측 수류제어판은 넓은 판으로 형성되어 있어 프로펠러 후류가 키판의 바깥쪽으로 일류하는 것을 방지하여 키면에 유도하는 실린더러더의 정단판과는 달리 길이도 짧고 폭도 좁기 때문에 직진시에도, 키를 잡았을 때도 키판의 저항이 감소할 수 있다. 즉, 이 상측 수류제어판은 실린더러더의 넓은 상단판과는 그 구성도 그 구성이 목적으로 하는 기능도 다른 것이다. 이 상측 수류제어판은 실린더러더의 정단판에 비해 길이도 폭도 좁지만, 유효하게 좌우 키면의 압력차를 높여 키판에서 발생하는 양력을 크게 할 수 있고, 결과적으로 양력의 선체 전후방향의 성분에 있는 추진력을 얻을 수 있다.

이 상측 수류제어판을 키판의 전연보다 후퇴하여 설치하는 것으로 저항의 현저한 증가를 방지할 수 있는 반면, 추력의 증가는 후퇴하지 않는 경우와 동일한 정도로 얻을 수 있다. 마찬가지로 상측 수류제어판을 키판의 후연보다 크게 전진시켜 마련하는 것으로 저항의 증가를 방지하면서 추력의 증가는 그대로 얻을 수 있다.

상기의 선박용 키에 있어서, 당해 선박용 키를 매다는 키로 구성함과 동시에 상기 키판의 키 상측면에 상단 와류제어판을 설치하고, 상기 키 상단에 있는 긴 방향에 대해 상기 키 상단면에 있는 코드길이를 상단 키 길이로 하고, 상기 키 상단면의 전단 후방의 상기 상단 키 길이의 5% 이상 15% 이하의 범위를 상단 제 1 영역으로 하고, 상기 키 상단면의 최후단 전방의 상기 상단 키 길이의 5% 이상 50% 이하의 범위를 상단 제 2 영역으로, 상기 상단 와류제어판의 전단을 상기 상단 제 1 영역에 배치하는 것과 동시에, 상기 상단 와류제어판의 후단을 상기 상단 제 2 영역에 배치하고, 또한 상기 키 상단면에 있는 폭방향에 대해 상기 상단 와류제어판의 폭을 그 전후위치의 상기 키 상단면에 있는 키폭의 5% 이상 30% 이하로 하여, 상기 상단 와류제어판을 형성하고 있다면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이 구성에 의하면, 넓은 판으로 형성되어 프로펠러 후류가 키판의 바깥쪽으로 일류하는 것을 방지하여 키면에 유도하는 실링러더의 정단판과는 달리, 이 정단판에 비해 길이도 짧고 폭도 좁은 상단 와류제어판을 키 키판의 상단면에 마련하고 있기 때문에, 키판의 상단 부분에서 발생하는 익단와의 발생을 제어할 수 있고, 직진시에도 키를 잡았을 때도 키판의 저항을 감소시킬 수 있다.

또한 이 상단 와류제어판은 실링러더의 넓은 정단판보다도 폭이 좁고, 두께도 구조적으로도 얇아서 키에 있는 저항의 증가량이 줄어들어 키전체로서의 저항이 작아진다. 이에 따라 이 상단 와류제어판은 실링러더의 넓은 저단판과는 그 구성도 그 구성이 목적으로 하는 기능도 다른 것이다.

즉, 이 상단 와류제어판을 키판의 전연보다 후퇴하여 설치하는 것으로 저항의 현저한 증가를 방지할 수 있는 반면, 추력의 증가는 후퇴하지 않는 경우와 동일한 정도에 얻을 수 있다. 마찬가지로 상단 와류제어판을 키판의 후연보다 전진시켜 마련하는 것으로 저항의 증가를 방지하면서도 추력의 증가는 그대로 얻을 수 있다.

상기의 선박용 키에 있어서, 상기 키판의 상하방향에 대해 상기 키판의 전단과 프로펠러 축심의 연장선과의 교점보다 위의 키 상방부분의 전측부분과, 이 교점보다 아래의 키 하방부분의 전측부분을 서로 반대 방향으로 비트는 것과 동시에 상기 키판의 상하방향의 각 수평단면에 있는 상기 키판의 전후방향에 대해, 그 수평단면에 있는 키의 전단에서부터 후방의, 그 수평단면에 있는 키 길이의 30% 이상 50% 이하의 범위를 중앙 제 1 영역으로 하고, 상기 비틀림 부분의 전단을 상기 키판의 전단으로 하고, 상기 비틀림 부분의 후단을 그 수평단면에 있는 상기 중앙 제 1 영역에 배치하고, 상기 키 상방부분의 전측부분과, 상기 키 하방부분의 전측부분의 비틀림에 관해서 프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는, 상기 키 상방부분의 전측부분을 좌현측으로 5도(degree) 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하고, 상기 키 하방부분의 전측부분을 좌현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하고, 프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 반시계 방향으로 도는 경우에 있어서는, 상기 키 상방부분의 전측부분을 우현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하고, 상기 키 하방부분의 전측부분을 좌현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이 구성에 의하면, 리액션 키로서의 키판의 비틀림에 의한 키의 양력효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기의 하단 와류제어판 또는 / 및 상단 수류제어판과의 결합에 의해 이러한 하단 와류제어판 또는 / 및 상류 수류제어판에 의해 실링러더의 저단판과 정단판에서 얻을 수 있는 「프로펠러 후류의 키면에 대한 유도효과 」도 얻을 수 있다. 따라서 상기의 하단 와류제어판 또는 / 및 상류 수류제어판의 효과를 리액션 키와의 결합에 의해 크게 할 수 있다.

상기의 선박용 키에 있어서, 상기 키판을 러더혼(rudder horn)으로 지지함과 동시에 상기 러더혼을 상기 키 상방부분의 전측부분과 같은 방향으로 비틀어 형성하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이 구성에 의하면, 키판의 전방에 위치하는 러더혼을 키 상방부분의 전측부분과 같은 방향으로 비틀어 형성하고 있기 때문에 이 러더혼 부분에서도 키 상방부분의 전측부분과 마찬가지로 양력을 발생시켜 키 전체에 있는 추력을 증가시킬 수 있다.

또한 러더혼의 비틀림 각의 크기에 관해서는 키 상방부분의 전측부분과 동일한 크기로 형성하면 러더혼의 형상과 키 상방부분의 전측부분 형상과 단차없이 연속하게 되므로 수류가 원활하게 흘러 저항이 적어진다.

또한 프로펠러 선단원(先端円)보다 상측의 수류가 주로 유입되는 러더혼에 있어서는 선저의 영향으로 이 부위의 수류는 키 상방부분의 전측부분보다도 회전방향의 유속이 느려지는 경우가 많기 때문에 이 부분의 수류 방향에 부합시켜 러더혼의 비틀림 각도를 키 상방부분의 전측부분보다 작게 형성하고, 상방으로 갈수록 작게 형성하는 것이 바람직하다.

또한 상측 수류정류판(整流板)과 결합하는 경우에는, 키판에 대한 러더혼의 형상 및 배치에 따라 다르지만, 이 상측 수류정류판은 키판이 아니라 러더혼에 설치되는 경우도 있다.

상기의 선박용 키에 있어서, 상기 키판의 상하방향에 대해 상기 키판의 전단과 프로펠러 축심의 연장선과의 교점에서 프로펠러 직경의 10% 아래 위치와 10% 위의 위치와의 사이 제 2 상하 범위에 우현측 핀과 좌현측 핀을 설치하여 프로펠러 축의 방향에서 볼 때, 프로펠러 축심을 중심하는 동심원에서 프로펠러 직경의 15% 직경의 원을 제 1 원으로, 프로펠러 직경의 22%를 제 2 원으로, 프로펠러 직경의 30% 직경의 원을 제 3원으로 한 경우에, 프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는 상기 우현측 핀을 그 선단이 상기 제 2 원과 상기 제 3 원과의 사이에 들어가 그 전단이 오르는게 5도 이상 10도 이하 범위의 각도를 가지고 형성되며, 상기 좌현측 핀을 그 선단이 상기 제 1 원과 상기 제 2 원 사이에 들어가 그 전단이 오르는게 0도 이상 5도 이하 범위의 각도를 가지고 형성되며, 프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 반시계 방향으로 도는 경우에 있어서는 상기 우현측 핀을 그 선단이 상기 제 1 원과 상기 제 2 원과의 사이에 들어가 그 전단이 오르는게 0도 이상 5도 이하 범위의 각도를 가지고 형성되며, 상기 좌현측 핀을 그 선단이 상기 제 2 원과 상기 제 3 원과의 사이에 들어가 그 전단이 오르는게 5도 이상 10도 이하 범위의 각도를 가지고 형성되면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이 구성에 의하면 우현측 핀과 좌현측 핀의 폭방향 길이를 짧게하여 우현측 핀과 좌현측 핀의 양력에 의한 추진력 발생을 어느 정도 확보하면서도 이러한 우현측 핀과 좌현측 핀에 의한 저항증가를 억제할 수 있어 추진력의 발생과 저항증가와의 밸런스를 적절하게 할 수 있다. 또한 선미 빌지(bilge) 소용돌이와 프로펠러 회전류의 방해가 프로펠러 중심부에 있어 우현측 핀에 비해 좌현측 핀 키판의 폭방향 길이를 짧게함으로서 효과적으로 양력을 얻고 추진력의 발생을 촉진할 수 있다.

또한 리액션 키에 적용한 경우에는 이러한 우현측 핀과 좌현측 핀에 의해 프로펠러 후류를 키 상방부분에 대한 흐름과 키 하방부분에 대한 흐름에 나눠 흘릴수 있게 되기 때문에 리액션 키로서의 추진력을 보다 효율적으로 얻을 수 있게 된다.

상기의 선박용 키에 있어서, 상기 키판의 프로펠러 보스(propeller boss)의 후방부위에 러더밸브를 설치하고 상기 러더밸브의 전부(前部)를 평탄하게 형성함과 동시에 상기 러더밸브 전방의 외주 형상을 상기 프로펠러 보스 직경의 105% 직경을 가지는 내포원통(內包円筒)과 상기 프로펠러 보스 직경의 120% 직경을 갖는 외포원통(外包円筒)과의 사이에 거두어지는 크기로 형성한다.

이 구성에 의하면, 비교적 작은 직경의 러더밸브에 의해 프로펠러 보스로부터 수류를 정류하면서 키면에 도달할 수 있다. 보스 직경보다 큰 전부(前部)의 평탄면 모서리에는 허브 소용돌이를 소멸시키는 효과가 있으며, 프로펠러의 효율을 향상시킬 수가 있다. 이에 의해 허브 소용돌이의 발생을 억제하면서 키판에 있는 저항을 감소시킬 수 있다.

특히 러더밸브 전부(前部)의 평탄면에 대해 프로펠러 보스의 후방을 평탄면에 형성하고 서로의 평탄면을 대향시킨 구성에는, 프로펠러 보스와 러더밸브 사이의 거리를 좁히고, 이 공간에서 허브 소용돌이가 발생하는 것을 보다 효과적으로 억제시킬 수 있으므로 선체 전체의 저항을 적게 할 수 있다.

또한 리액션 키를 채용하고 있는 경우에는, 키 하방부분의 전측부분과 키 상방부분의 전측부분이 접하는 수평단면에 있어서 키판 형상의 단차부(段差部)가 생기지만 이 단차부를 러더밸브에서 덮을 수 있기 때문에 이 단차부에서 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 프로펠러 후류의 흐름을 러더밸브의 표면을 통해 그 후방의 키면에 원활하게 흐를 수 있게 하며, 키의 저항을 작게 할 수 있다.

그 효과와 함께, 러더밸브와 우현측 핀과 좌현측 핀, 하단 와류정류판, 상측 수류정류판, 리액션 키가 프로펠러의 선회류(旋回流)를 회수하고 추진력으로 바꾸는 상승효과를 가져올 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박은 상기의 선박용 키를 갖추고 있는 것을 특징으로 하고, 상기의 선박용 키의 작용효과와 동일한 작용효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 선박용 키 및 선박에 의하면 키를 꺾어 타각을 잡았을 때의 타력을 비교적 크게 하는 것과 동시에, 선박의 직진시에 있는 저항이 작고, 프로펠러의 회전류를 회수하여 추진력을 얻어 에너지 절약을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 선박용 키의 구성을 개략적으로 나타내는 우현측 위쪽에서 내려다 본 사시도이다.
도 2는 도 1의 선박용 키의 구성을 개략적으로 나타내는 좌현측 아래쪽에서 올려다 본 사시도이다.
도 3은 도 1의 선박용 키의 정면도이다.
도 4는 도 1의 선박용 키의 우측면도이다.
도 5는 도 1의 선박용 키의 좌측면도이다.
도 6은 도 1의 선박용 키의 배면도이다.
도 7은도 1의 선박용 키의 평면도이다.
도 8은 도 1의 선박용 키의 저면도이다.
도 9는 도 1의 선박용 키의 치수관계를 나타내는 우측면도이다.
도 10은 하단 와류정류판의 치수관계를 나타내는 저면도이다.
도 11은 상측 수류정류판의 치수관계를 나타내는 상단 수평단면도이다.
도 12은 리액션 키의 키판의 비틀림 부분을 나타내는 우측면도이다.
도 13은 리액션 키의 키판의 비틀림 부분을 나타내는 수평단면도이다.
도 14은 러더밸브의 치수관계를 나타내는 중앙 수평단면도이다.
도 15은 우현측 핀의 치수관계를 나타내는 우측면도이다.
도 16은 좌현측 핀의 치수관계를 나타내는 좌측 면도이다.
도 17은 우현측 핀과 좌현측 핀의 치수관계를 나타내는 중앙 수평단면도이다.
도 18은 우현 핀과 좌현 핀의 치수 관계를 나타낸 정면도이다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시형태의 선박용 키의 구성을 개략적으로 나타내는 우측면도이다.
도 20은 상단 와류정류판의 치수관계를 나타내는 평면도이다.
도 21은 도 19의 선박용 키의 정면도이다.
도 22은 도 19의 선박용 키의 좌측면도이다.
도 23은 도 19의 선박용 키의 배면도이다.
도 24은 도 19의 선박용 키의 평면도이다.
도 25은 도 19의 선박용 키의 저면도이다.

이하, 본 발명에 따른 선박용 키 및 선박에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한 타각을 제로로 할 때, 선박용 키 및 선박의 전후방향을 X방향(전방향(前方向)이 플러스)이라 하고, 좌우방향을 Y방향(좌현방향이 플러스)이라 하고, 상하방향을 Z방향(상방향이 플러스)으로 한다. 또한 도면은 모식적으로 나타낸 것이기 때문에 도면에 있는 치수비율은 반드시 실기와 동일하진 않다. 또한 본 발명의 설명용 그림이기 때문에 반드시 모든 도면의 상호간에 치수 또는 치수비(寸法比) 등에 일관성을 유지할 수 있는 것은 아니다.

본 발명에 따른 제 1의 실시형태의 선박용 키(10)는 도 1 ~ 도 18에 나타낸 바와 같이 가동부(可動部)의 키판(11)과 비가동부의 러더혼(12)로 이루어지는 매리너(Mariner)형 이다. 이 선박용 키(10)는 키판(11)에 하단 와류제어판(21), 상측 수류제어판(22), 러더밸브(24), 우현측 핀(25) 및 좌현측 핀(26)으로 설치하여 구성되어 있다.

이 하단 와류제어판(21)은 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이 선박용 키(10) 키판(11)의 키 하단면(Sd)에 설치되어 있다. 이 키 하단면(Sd)에 있는 긴 방향(X)에 대해 키 하단면(Sd)에 있는 키판(11)의 코드길이를 하단 키 길이(Ld)로 한다. 또한 키 하단면(Sd) 전단(11df)의 후방의 하단 키 길이(Ld)의 5% 이상 15% 이하의 범위, 보다 바람직하게는 7% 이상 10% 이하의 범위를 하단 제 1 영역(Rd1)이라고 한다. 또한 키 하단면(Sd) 최후단(11da)의 전방의 하단 키 길이(Ld)의 5% 이상 50% 이하의 범위, 보다 더 바람직하게는 30% 이상 45% 이하의 범위를 하단 제 2 영역(Rd2)이라고 한다.

그리고 이 하단 와류제어판(21)은 그 전단(21f)을 하단 제 1(Rd1) 내에 배치하고 그 후단(21a)을 하단 제 2 영역(Rd2) 내에 배치하여 구성된다.

또한 도 10에 나타낸 바와 같이 키 하단면(Sd)의 폭방향(Y)에 관해서는 하단 와류제어판(21)의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하에 있어서 하단 와류제어판(21)의 폭(돌출량)(Bdb)(x)을 그 전후위치(x) 키 하단면(Sd)의 키 폭(Bd)(x)의 5% 이상 30% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이상 20% 이하로 형성되어 있다. 즉 「0.05×(Bd)(x)≤(Bdb)(x)≤0.30×(Bd)(x)」, 보다 바람직하게는 「0.10 ×(Bd)(x)≤(Bdb)(x)≤0.20×(Bd)(x)」라고 한다. 또한 이 하단 와류제어판(21)의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하로 하는 것은 하단 와류제어판(21)의 전측과 후측에 있어서 점차 폭이 좁아지는 형상에는 「0.05×(Bd)(x)≤ Bdb (x)」 또는 「0.10×(Bd)(x)≤(Bdb)(x)」를 유지할 수 없게되기 때문에 이러한 형상도 포함하기 위해서이다.

이 선박용 키(10)의 키판(11)의 키 하단면(Sd)에 설치되어 있는 부재로서는 종래기술의 실링러더에 있어서 키가 꺾여 타각이 커져도 프로펠러 후류가 키판(11)의 바깥쪽으로 일류되지 않도록 하고, 키면에 유도하기 위한 넓은 판으로 형성되어 있는 저단판이 있다. 이 저단판은 키판(11)의 키 상단면에 마련된 정단판과 협력하여 큰 타각에서도 타력을 발휘하고 있다.

한편, 이 하단 와류제어판(21)은 이 저단판에 비해 길이도 짧고 폭도 좁은 형상을 하고 있으며 그 기능도 키판의 하단 부분에서 발생하는 익단와(翼端渦)의 발생을 제어하는 것을 목적으로 하고, 하단 와류제어판(21)의 크기는 저단판에 비해 작고 직진시에도, 키를 잡았을 때도, 키 전체로서 저항을 비교적 작게한 상태로 타력을 향상시킬 수 있다.

이 하단 와류제어판(21)은 키판(11)의 하단으로부터 유출되는 익단와 발생의 제어를 목적으로 하고 있기 때문에, 키판(11)보다도 전후방향에 대해서는 튀어나오는 일 없이 키판(11)의 전단(11df)보다도 후측의 부위에서 최후단(11da)보다도 전측의 부위까지의 사이에 설치된다. 또한 하단 와류제어판(21)의 상하방향 (Z)에서 본 평면의 외형은 키판(11)의 날개형상 외주를 따라 부풀어 오른 날개 모양으로 형성되어 있다.

이 하단 와류제어판(21)에 있어서, 비교적 쉽게 설계하기 위한 평면 형상으로는 하단 와류제어판(21) 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하에 있어서, (F1)을 0.05 이상에서 0.30 이하, 보다 바람직하게는 0.10 이상에서 0.20 이하의 사이의 일정한 값으로 (Bdb)(x) = (F1)×(Bd)(x)로 하는 형상을 선택하고 전측과 후측의 (Bdb)(x)를 각각 제로에 점근(漸近)시켜 나가는 형태가 있다.

또한「(Bdb)(x) < 0.05×(Bd)(x)」가 되면, 익단와의 정류효과가 작아지고, 또한「0.30×(Bd)(x) < (Bdb)(x)」가 되면 키판(11)의 저항이 커져 익단와의 정류효과와 저항증가와의 밸런스가 나빠진다. 또한 「0.10×(Bd)(x)≤(Bdb)(x)≤0.20×(Bd)(x)」로 하면 익단와의 정류효과와 저항증가와의 밸런스를 좋은 상태로 할 수 있다.

또한 이 하단 와류제어판(21)에 대한 긴 방향(X)에 관해서의 배치위치, 길이와 폭(Bdb)(x) 등은 우현측과 좌현측에서 반드시 동일할 필요는 없다. 이러한 하단 와류제어판(21)의 배치위치와 길이와 폭은 실험적으로 구할 수 있다.

그리고 상측 수류제어판(22)은 도 9 및 도 11에 나타낸 바와 같이 키판(11)의 상하방향(Z)에 대해 키판(11)의 전단(11f)과 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)과의 교점(P1)의 상방 프로펠러 직경(Dp)의 40% 이상에서 60% 이하, 보다 바람직하게는 45% 이상에서 50% 이하의 제 1 상하범위(Rz1)에 설치되어 있다. 이 범위를 벗어나면 프로펠러 선단 소용돌이의 유출범위에서 벗어나서 상측 수류제어판(22)에 의해 압력 분리 효과가 작아지고, 상측 수류제어판(22)에 의해 저항증가 단점이 커져 버린다.

그리고 상측 수류제어판(22)과 키판(11)이 교차하는 전단(前端)(22hf)을 포함한 상측 수평단면(Sh)에 있어서, 상측 수류제어판(22)을 상측 수평단면(Sh)에 상하방향(Z)에서 투영했을 때 상측 수평단면(Sh)의 긴 방향(X)에 대해 상측수평단면(Sh)에 있는 키판(11)의 코드길이를 상측 키 길이(Lh)로 한다.

또한 상측 수평단면(Sh)에 있는 키판(11) 전단(11f)의 후방의 상측 키 길이(Lh)의 3% 이상 15% 이하로, 보다 바람직하게는 5% 이상 8% 이하의 범위를 상측 제 1 영역(Rh1)로 하고, 상측 수평단면(Sh)에 있는 키판(11) 전단(11f)의 후방의 상측 키 길이(Lh)의 25% 이상 45% 이하로, 보다 더 바람직하게는 30% 이상 40% 이하의 범위를 상측 제 2 영역(Rh2)으로 한다.

또한 상측 수류제어판(22)의 전단(22hf)을 상측 제 1 영역(Rh1) 내에 배치함과 동시에 상측 수류제어판(22) 후단(22a)의 투영위치(22ap)를 상측 제 2 영역(Rh2) 내에 배치한다. 또한 이 제 1 실시형태의 선박용 키(10)에 있어서는 상측 수류제어판(22)을 수평으로 설치하고 상측 수류제어판(22) 후단(22a)과 (22a)의 투영위치(22ap)는 일치하고 있다. 그러나 반드시 수평으로 설치할 필요는 없고 수평면에 대해 전후방향(X)에 어느정도는 경사져 있어도 좋다.

또한 도 11에 나타낸 바와 같이 상측 수평단면(Sh)에 있는 폭방향(Y)에 관해서는 상측 수류제어판(22)의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하에 있어서, 상측 수평단면(Sh)에 있는 상측 수류제어판(22)의 투영폭(돌출량)(Bhb)(x)을 그 전후위치의 상측 수평단면(Sh)에 있는 키폭(Bh)(x)의 3% 이상 20% 이하로, 보다 바람직하게는 10% 이상 15% 이하로 하여, 상측 수류제어판(22)을 형성하여 구성하고 있다. 즉 「0.03×Bh(x)≤(Bhb)(x)≤0.20×(Bh)(x)」, 보다 더 바람직하게는「0.10×(Bh)(x)≤(Bhb)(x)≤0.15×(Bh)(x)」라고 한다.

이 선박용 키(10) 키판(11)의 키 상단측에 설치되어 있는 부재로서는 종래기술의 실링러더에 있어서, 키가 꺽여 타각이 커져도 프로펠러 후류가 키판(11)의 바깥쪽으로 일류하지 않도록 하고 키면으로 유도하기 위한 넓은 판으로 형성되어 있는 정단판(頂端板)이 있다. 이 정단판은 키판(11)의 키 하단면에 설치된 저단판(底端板)과 협력하여 큰 타각에서도 타력을 발휘하고 있다.

한편, 이 상측 수류제어판(22)은 이 정단판에 비해 길이도 짧고 폭도 좁은 형상을 하고 있으며, 그 기능도 프로펠러(2)의 선단(先端)에서 발생하는 선단 소용돌이를 정류하는 것으로 이 상측 수류제어판(22)의 위와 아래에 있는 압력 분리를 하는 것을 목적으로 하고 상측 수류제어판(22)의 크기가 정단판에 비해 현저하게 작고 직진시에도, 키를 잡았을 때도, 키 전체로서 저항을 비교적 작게한 상태에서 타력을 향상시킬 수 있다.

이 상측 수류제어판(22)은 키판(11)보다 앞 방향으로는 튀어나오지 않고 키판(11)의 전측 절반 정도의 범위에 배치된다. 또한 상측 수류제어판(22)의 평면외형은 키판(11)의 날개형상 외주를 따라 부풀어 오른 날개형상으로 형성되어 있다.

이 상측 수류제어판(22)에서의 비교적 간단하게 설계하기 위한 평면형상으로서는 상측 수류제어판(22)의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하에 있어서, (F2)를 0.03 이상 0.20 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.10 이상 0.15 이하 사이의 일정한 값으로 (Bhb)(x)=(F2)×(Bh)(x)로 하는 형상을 선택하고, 전측과 후측의 (Bhb)(x)를 각각 제로에 점근시켜 나가는 형태가 있다.

또한 「(Bhb)(x) < 0.03 × (Bh)(x)」가 되면 선단 소용돌이에 대한 정류효과가 작아지고, 또한 0.20 × (Bd)(x) < (Bdb)(x)」가 되면 상측 수류제어판(22)의 저항이 커져 선단 소용돌이의 정류효과와 저항증가와의 밸런스가 나빠진다. 그리고 「0.10×(Bh)(x)≤(Bhb)(x)≤0.15×(Bh)(x)」로 하면 정류효과와 저항증가와의 밸런스를 좋은 상태로 할 수 있다.

또한, 이 상측 수류제어판(22)에 관한 긴 방향(X)에 관한 배치 위치, 길이와 폭(Bhb)(x) 등은 우현측과 좌현측이 반드시 동일할 필요는 없다. 이러한 상측 수류제어판(22)의 배치위치와 길이와 폭은 실험적으로 구할 수 있다.

다음 키판(11)에 대해 설명한다. 이 키판(11)은 다음과 같은 형상으로 형성되어 있다. 첫째, 키판(11)의 상하방향(Z)은 도 12에 나타낸 바와 같이 키판(11)의 전단(11f)과 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)과의 교점(P1)보다 위에 키 상방부분(11a)의 전측부분(해치잉(hatch yawing) 부분)(11af)과 이 교점(P1)보다도 아래의 키 하방부분(11b)의 전측부분(해치잉 부분)(11bf)과 서로 반대 방향으로 비틀어 리액션 키로서 형성되어 있다.

이 실시형태의 선박용 키(10)는 키판(11)의 수평단면 형상의 한 예로서 전연부가 반원형으로, 이에 인접하는 중간부분이 전후방향의 후방(마이너스(X) 방향)을 향해 유선형태(流線形榴)로 단면폭을 점차 증대하고, 가장 큰 폭에 이르러 그 후에 서서히 단면폭을 억제하고 최소폭에 이르러, 그 후에 키판(11)의 후연(11a)에 이르는 비교적 짧은 구간에 걸쳐 단면폭을 점차 증대하는 형상, 이른바 물고기 꼬리 후연부를 가진 형상을 도시하고 있지만 본 발명에서는 반드시 이 형상에 한정할 필요는 없다.

그리고 키판(11) 상하방향(Z)의 높이(z) 위치의 각 수평단면(S)(z)의 키판(11)의 전후방향(x)에 대해 그 수평단면(S)(z)의 키의 전단(11f)(z)에서 후방의, 그 수평단면(S)(z)의 키 길이(L)(z)의 30% 이상 50% 이하의 범위, 보다 바람직하게는 35% 이상 45% 이하의 범위를 중앙 제 1 영역(Rm1)(z)으로 한다. 또한 비틀림 부분(11af), (11bf)의 전단을 키판(11)의 전단(11f)(z)으로 하는 것과 동시에 비틀림 부분(11af), (11bf)의 후단(11m)(z)을 중앙 제 1 영역(Rm1)(z)내에 배치한다.

또한, 도 13에 나타낸 바와 같이, 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)과 키 하방부분(11b)의 전측부분(11bf) 비틀림에 관해서는 다음과 같이 구성한다. 프로펠러(2)가 선체 후방에서 볼 때 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)을 좌현측으로 5도(degree)이상 20도 이하의 범위(각도 α)로 비틀어 형성하는 것과 동시에 키 하방부분(11b)의 전측부분(11bf)을 우현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위(각도β)로 비틀어 형성한다. 또한 도 13 등의 도면에서는 비틀림 각도 α, β를 알기 쉽게하기 위해 실제보다 크게 도시하고 있다.

한편, 프로펠러(2)는 선체 후방에서 볼 때 반 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는 도시하지 않았지만 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)을 도 13과는 반대측의 우현측에 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하는 것과 동시에 키 하방부분(11b)의 전측부분(11f)을 도 13과는 반대측의 좌현측에 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성한다.

이 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)과 키 하방부분(11b)의 전측부분(11bf)의 비틀어 만든 구성에 의하면, 리액션 키로서의 키판(11)의 비틀림에 의한 키의 양력효과를 얻을 수 있다. 또한 이 구성과 하단 와류제어판(21) 또는 / 및 상류 수류제어판(22)과 결합하여 이러한 하단 와류제어판(21) 또는 / 및 상류 수류제어판(22)과의 결합에 의해 이들의 하단 와류제어판(21) 또는/ 및 상류 수류제어판(22)에 의해 실링러더의 저단판과 정단판에서 얻을 수 있는 「프로펠러 후류의 키면에 대한 유도효과」도 얻을 수 있다. 따라서 상기의 하단 와류제어판(21) 또는 / 및 상류 수류제어판(22)의 효과를 이 리액션 키의 구성과의 결합에 의해 더 크게 할 수 있다.

그리고 키판(11)을 제 1 실시형태의 선박용 키(10)처럼 러더혼(12)에서 지지하고 있는 경우에는 종래기술처럼 이 러더혼(12)을 비틀림 없이 좌우면 대칭으로 형성해도 좋지만 도 7에 도시된 선박용 키(10)처럼 프로펠러(2)에 의해 회전속도를 수반하게된 프로펠러 후류를 보다 효율적으로 이용하여 조금이라도 더 러더혼(12) 양력에 의한 추진력을 얻기 위해 이 러더혼(12)을 도 7에 나타낸 바와 같이 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)과 동일한 방향으로 비틀어 형성한다.

또한 러더혼(12)의 비틀림 각의 크기에 관해서는 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)과 동일한 크기로서 형성하게 되면, 러더혼(12)의 형상과 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af) 형상과 상하방향(Z)에 단차없이 연속하므로 수류가 원활하게 흐르며 저항이 작아진다.

또한 프로펠러(2)의 선단원(Cp)의 상측 수류가 주로 유입되는 러더혼(12)에 있어서는 선저의 영향으로 이 부위 수류의 방향은 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)의 평균적인 수류방향과 다른 경우도 있으므로, 이 부분의 수류방향에 부합시켜 러더혼의 비틀림 각도를 설정하는 것이 보다 바람직하다.

또한 상측 수류 정류판(22)과 결합하는 경우에는 키판(11)에 대한 러더혼(12)의 형상 및 배치에 따라 다르지만 이 상측 수류 정류판(22)은 키판(11)이 아니라 러더혼(12)에 설치되는 경우도 있다.

다음 러더밸브(24)에 대해 설명한다. 이 키판(11)에서는 러더밸브(24)를 키판(11)의 프로펠러 보스(2b)의 후방에 마련하고 있다. 이 러더밸브(24)의 전부(前部)(24f)는 평탄하게 형성되어 있다. 즉 러더밸브(24)의 전단은 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 수직인 평면으로 되어있다.

그와 함께 후술하는 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)을 설치하는 경우는 도 14와 같이 러더밸브(24)의 전방외주(24c)의 형상을, 프로펠러 보스(2b) 직경(Db)의 105%의 직경(Dc1)을 가지는 내포원통형(C1)과 프로펠러 보스(2b) 직경(Db)의 120%의 지름(Dc2)를 갖는 외포원통형(C2)과의 사이에 들어가는 크기로 형성한다.

한편 래더밸브(24) 후방의 형상은 키판(11)의 전단(11f) 근처에서 서서히 직경이 작아지는 회전 타원체 등의 회전체 형상으로 형성되고, 키판(11)의 키면과 교차하고 있다. 키판의 전후방향(X)에 대해 이 러더밸브(24)의 최후단(키판)(11)과의 교점)의 위치는 상측 수류제어판(22)의 후단(22a)과 대략 동일한 위치로 한다.

이 비교적 작은 직경의 러더밸브(24)에 의해 프로펠러 보스(2b)에서의 수류를 정류하면서 키면으로 이끌 수가 있어, 허브 소용돌이의 발생을 억제하면서 키판(11)의 저항을 감소시킬 수 있다. 또한 보스 지름보다 큰 전부(24f)의 평탄면 모서리에는 허브 소용돌이를 소멸시키는 효과가 있고 프로펠러 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 러더밸브(24) 전부(24f)의 평탄면에 대해 프로펠러 보스(2b)의 후부(後部)를 평탄면에 형성하고, 서로의 평탄면을 대향시킨 구성은 프로펠러 보스(2b)와 러더밸브(24) 사이의 거리를 좁힐 수 있으며, 이 평탄면 사이의 공간에서 허브 소용돌이가 발생하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있으므로 선체 전체의 저항을 적게할 수 있다.

또한 이렇게 리액션 키를 채용하고 있는 경우에는 키 상방부분(11a)의 전측부분(11af)과 키 하방부분(11b)의 전측부분(11bf)과 접하는 수평단면에 있어서 키판(11) 형상의 단차부가 생기지만, 이 단차부를 러더밸브(24)로 덮을 수 있기 때문에 이 단차부에서 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있고 프로펠러 후류의 흐름을 러더밸브(24)의 표면을 경유하여 그 후방의 키면에 원활하게 흐를 수 있게 하기 때문에 키의 저항을 작게 할 수 있다. 그리고 키판(11)의 키 상방부분(11a)과 키 하방부분(11b)과의 압력차가 있는 부분을 분리함으로써 키 상방부분(11a)과 키 하방부분(11b)에 다른 방향에서 유입되는 수류(프로펠러의 회전에 의한)에 의해 생기는 압력차를 유효하게 사용하며, 양력을 발생시키고, 결과적으로 추진력을 이끌어 낼 수 있다. 또한 러더밸브(24) 자체가 비교적 작기 때문에 키 전체의 저항증가를 억제할 수 있어 키 전체의 저항을 작게 할 수 있다.

다음은 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)에 대해 설명한다. 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 이러한 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)은 러더밸브(24)에서 각각 우현측과 좌현측에 대략 수평방향으로 연장되어 형성되어 있다. 보다 상세하게는 키판(11)의 상하방향(Z)에 대해 키판(11)의 전단(11f)과 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)과의 교점(P1)에서 프로펠러 직경(Dp)의 10% 아래 위치와 10% 이상에, 더욱 바람직하게 5% 아래 위치와 5% 이상의 위치 사이의 제 2 상하 범위(Rz2)에 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)이 설치되어 있다. 이 범위를 벗어나면 프로펠러 후류의 흐르는 방향이 핀 근원부(根元部)와 핀 선단부(先端部)에서 변화해 버려 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)의 양력에 의한 추진력 발생 효과가 작아지고 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)에 의한 저항증가의 단점이 커져 버린다.

그리고 도 15 ~ 도 18에 나타낸 바와 같이 키판(11)의 긴 방향(X)에 대해 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)의 설치위치에 설치 수평단면(Sf)에 있는 키판(11)의 코드길이를 설치 키 길이(Lf)로 한다. 또한 설치 수평단면(Sf) 전단(11f)의 후방의 설치 키 길이(Lf)의 0% 이상 60% 이하의 범위를 설치 제 1 영역(Rf1)이라고 한다. 그리고 이 설치 제 1 영역(Rf1)내에 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)이 배치된다.

또한, 도 18에 나타낸 바와 같이 프로펠러 축방향(X)에서 볼 때, 프로펠러 축심(Pc)을 중심하는 프로펠러 직경(Dp)의 15% 직경(Dt1)의 원을 제 1 원(Ct1)으로 하고, 프로펠러 축심(Pc)을 중심하는 프로펠러 직경(Dp)의 22%의 직경(Dt2)을 제 2 원(Ct2)으로 하고, 프로펠러 축심(Pc)을 중심하는 프로펠러 직경(Dp)의 30% 직경(Dt3)의 원을 제 3 원(Ct3)으로 한다.

그리고 프로펠러(2)를 선체 후방에서 볼 때, 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는 도 17 및 도 18에 나타낸 바와 같이 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)은 다음과 같이 구성된다. 즉, 도 18에 나타낸 바와 같이 우현측 핀(25)의 선단(25t)이 제 2 원(Ct2)과 제 3 원(Ct3)과의 사이에 들어가도록 우현측 핀(25)을 형성한다. 또한 좌현측 핀(26) 선단(26t)이 제 1 원(Ct1)과 제 2 원(Ct2)과의 사이에 들어가도록 좌현측 핀(26)을 형성한다. 또한 우현측 핀(25)의 폭방향 길이를 좌현측 핀(26)의 폭방향 길이보다 길게 형성한다. 또한 우현측 핀(25)의 폭방향 길이를 좌현측 핀(26)의 폭방향 길이보다도 길게 형성한다. 또한 우현측 핀(25)를 그 전단(25f)이 오르는 5도 이상 10도 이하 범위의 각도(받음각(迎角)) γ를 가지고 형성된다. 또한 좌현측 핀(26)을 그 전단(26f)이 오르는 0도 이상 5도 이하 범위의 각도(받음각) δ를 가지고 형성된다.

또한, 도 17에 나타낸 바와 같이 이 우현측 핀(25)은 선박용 키(10)의 상하 방향(Z)에서 볼 때 전단(前端)(25f)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 70도 ~ 90도의 경사각(예를 들어 80번)으로 연장되어 있으며, 선단(先端)(25t)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대략 평행이 되고, 후단(25a)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 40도 ~ 70도의 경사각(예를 들어 55도)을 가지는 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다.

또한 좌현측 핀(26)도 마찬가지로 선박용 키(10)의 상하방향(Z)에서 볼 때 전단(26f)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 60도 ~ 90도의 경사각(예를 들어 75도)에서 연장되어 있으며, 선단(26t)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대략 평행이 되고, 후단(26a)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 40도 ~ 70도의 경사각(예를 들어 45도)을 갖는 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다.

그리고 프로펠러(2)를 선체 후방에서 볼 때 반시계 방향으로 도는 경우에 있어서는 도시하지 않았지만, 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)은 다음과 같이 구성된다.

우현측 핀(25)의 선단(25t)이 제 1 원(Ct1)과 제 2 원(Ct2)과의 사이에 들어가도록 우현측 핀(25)을 형성한다. 또한 좌현측 핀(26)의 선단(26t)이 제 2 원(Ct2)과 제 3 원(Ct3)과의 사이에 들어가도록 좌현측 핀(26)을 형성한다. 또한 우현측 핀(25)의 폭방향 길이를 좌현측 핀(26)의 폭방향 길이보다 짧게 형성한다. 또한 우현측 핀(25)을 그 전단(25f)이 오르는 0도 이상이면서 5도 이하 범위의 각도(받음각) γ를 가지고 형성된다. 또한 좌현측 핀(26)을 그 전단(26f)이 오르는 5도 이상 10도 이하의 범위의 각도(받음각) δ를 가지고 형성된다.

또한, 이 경우의 우현측 핀(25)은 선박용 키(10)의 상하방향(Z)에서 볼 때 전단(25f)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 60도 ~ 90도의 경사각(예를 들어 75도)으로 연장되어 있으며, 선단(25t)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대략 평행이 되고, 후단(25a)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 40도 ~ 70도의 경사각(예를 들어 45도)을 가지는 사다리꼴 형상으로 형성된다.

또한 좌현측 핀(26)은 선박용 키(10)의 상하방향(Z)에서 볼 때 전단(26f)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 70도 ~ 90도의 경사각(예를 들어 80도)에서 연장되어 있으며, 선단(26t)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대략 평행이 되고, 후단(26a)이 프로펠러 축심(Pc)의 연장선(Lcp)에 대해 40도 ~ 70도의 경사각(예를 들어 55도)을 가진 사다리꼴 형상으로 형성된다.

이 구성에 의하면 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)의 폭방향(Y)의 길이를 짧게 하여 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)의 양력에 의한 추진력 발생을 어느 정도 확보하면서도, 이러한 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)에 의한 저항증가를 억제할 수 있어 추진력의 발생과 저항증가와의 밸런스를 적절하게 할 수 있다.

또한 리액션 키에 적용한 경우에는 이러한 우현측 핀(25)과 좌현측 핀(26)에 의해 프로펠러 후류를 키 상방부분(11a)의 흐름과 키 하방부분(11b)으로의 흐름에 분리하여 흘려보낼 수 있게 되므로, 리액션 키로서의 추진력을 보다 효율적으로 얻을 수 있게 된다.

본 발명에 따른 제 2 실시형태의 선박용 키(10A)는 도 19 ~ 도 25에 나타낸 바와 같이 키판(11)을 지주(13)에서 지지하는 조타(吊舵)이다.

이 제 2 실시형태의 선박용 키(10A)는 키판(11)이 지주(13)에서 지지를 받고 있기 때문에 키판(11)의 상측에 키 상단면(Su)이 형성되어 있다. 이 키판(11)의 키 상단면(Su)에 상단 와류제어판(23)을 설치하여 상측 수류제어판(22)이 형성되어 있지 않는다는 점이 제 1 실시형태의 선박용 키(10)의 구성과 다를 뿐이고, 다른 구성은 동일하다. 또한 이 상단 와류제어판(23)은 하단 와류제어판(21)과 동일한 개념으로 설치되어 있다.

이 상단 와류제어판(23)은 도 19 및 도 20에 나타낸 바와 같이 선박용 키(10A) 키판(11)의 키 상단면(Su)에 설치되어 있다. 이 키 상단면(Su)의 긴 방향(X)에 대해 키 상단면(Su)의 키판(11)의 코드길이를 상단 키 길이(Lu)로 한다. 또한 키 상단면(Su) 전단(11f)의 후방의 상단 키 길이(Lu)의 5% 이상 15% 이하로, 보다 바람직하게는 5% 이상 10% 이하 범위의 범위를 상단 제 1 영역(Ru1)로 한다. 또한 키 상단면(Su) 최후단(11ua)의 전방의 상단 키 길이(Lu)의 5% 이상 50% 이하로, 보다 더 바람직하게는 30% 이상 45% 이하의 범위를 상단 제 2 영역(Ru2)으로 한다.

그리고 이 상단 와류제어판(23)은 그 전단(23f)을 상단 제 1 영역(Ru1)에 배치함과 동시에, 그 후단(23a)을 상단 제 2 영역(Ru2)에 배치하여 구성한다.

또한 도 20에 나타낸 바와 같이 키 상단면(Su)의 폭방향(Y)에 관해서는 하단 와류제어판(21)의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하에 있어서, 상단 와류제어판(23)의 폭(돌출량)(Bub)(x)을 그 전후위치(x)의 키 상단면(Su) 키폭(Bu)(x)의 5% 이상 30% 이하로, 보다 바람직하게는 10% 이상 20% 이하로 하여 형성되어 있다. 즉, "0.05 × (Bu)(x) ≤ (Bub)(X) ≤ 0.30 × (Bu)(x)」로, 보다 더 바람직하게는 "0.10 × (Bd)(x) ≤ (Bdb)(x) ≤ 0.20 × (Bd)(x)」로 한다. 또한 이 하단 와류제어판(21) 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상 90% 이하로 하는 것은, 하단 와류제어판(21)의 전측과 후측에 있어서 점차 폭이 좁아지는 형상에 있어서는 「0.05×(Bd)(x)≤(Bdb)(x)」 또는 「0.10 (Bd)(x)≤(Bdb)(x)」를 유지할 수 없게 되므로 이러한 형상도 포함하기 위해서이다.

이 선박용 키(10) 키판(11)의 키 상단면(Su)에 설치되어 있는 부재로서 종래기술의 실링러더에 있어서 키가 꺾이고 타각이 커져도 프로펠러 후류가 키판(11)의 바깥쪽으로 일류하지 않도록 하고, 키면으로 유도하기 위한 넓은 판으로 형성되어 있는 정단판이 있다. 이 정단판은 키판(11)의 키 하단면에 설치된 저단판과 협력하여 큰 타각에서도 타력을 발휘하고 있다.

한편, 이 상단 와류제어판(23)은 이 정단판에 비해 길이도 짧고 폭도 좁은 형상을 하고 있으며, 그 기능도 키판의 상단부분에서 발생하는 익단와의 발생을 제어하는 것을 목적으로 하고 상단 와류제어판(23)의 크기가 정단판에 비해 작고 직진시에도, 키를 잡았을 때도, 키 전체로서 저항을 비교적 작게한 상태에서 타력을 향상시킬 수 있다.

이 상단 와류제어판(23)은 키판(11)의 상단으로부터 유출되는 익단와 발생의 제어를 목적으로 하고 있기 때문에 키판(11)보다 전후방향에 대해서는 튀어나오는 것 없이, 키판(11)의 전단(11f)보다 후측 부위에서 최후단(11ua)보다 전측 부위까지의 사이에 설치된다. 또한 상단 와류제어판(23)의 상하방향(Z)에서 본 평면의 외형은 키판(11)의 날개형상 외주를 따라 부풀어 오른 날개형상으로 형성되어 있다.

이 상단 와류제어판(23)을 비교적 쉽게 설계하기 위한 평면형상으로는 상단 와류제어판(23)의 긴 방향(X)의 적어도 80%이상 90%이하에 있어서, (F3)을 0.05이상 0.30이하로, 보다 바람직하게는 0.10이상 0.20이하 사이의 일정한 값으로 (Bub) (x)=(F3)×(Bu)(x)로 하는 형상을 선택하고, 전측과 후측의 (Bub)(x)를 각각 제로에 점근시켜 나가는 형태가 있다.

또한 「(Bub)(x) < 0.05 × (Bu)(x)」가 되면 익단와의 정류효과가 작아지고 또한 「0.30 × (Bu)(x) < (Bub)(x)」가 되면 키판(11)의 저항이 커져 익단와의 정류효과와 저항증가와의 밸런스가 나빠진다. 또한 「0.10 × (Bu)(x) ≤ (Bub)(x) ≤ 0.20 × (Bu)(x)」가 되면 익단와의 정류효과와 저항증가와의 밸런스를 좋은 상태로 할 수 있다.

또한 이 상단 와류제어판(23)에 관해서의 긴 방향(X)에 관한 배치위치, 길이와 폭(Bub)(x) 등은 우현측과 좌현측이 반드시 동일할 필요는 없다. 이러한 상단 와류제어판(23)의 배치위치와 길이 및 폭은 실험적으로 구할 수 있다.

상기 본 발명의 제 1 및 제 2 실시형태의 선박용 키(10, 10A)는 상기의 하단 와류제어판(21), 상측 수류제어판(22) 또는 상단 와류제어판(23), 러더밸브(24), 우현측 핀 (25) 및 좌현측 핀(26)의 모두를 설치하여 구성되어 있다.

그러나 이러한 구성중 어느 하나, 또는 몇가지 조합으로 구성해도 좋다. 또한 러더밸브(24)를 마련하지 않고 우현측 핀(25) 또는 / 및 좌현측 핀(26)을 설치하는 경우에는 키판(11)에 직접 설치하게 된다.

이러한 구성 중 어느 하나라도 상기한 바와 같은 효과를 발휘할 수 있으며 2개 이상의 효과적인 조합, 예를 들어 하단 와류제어판(21)과 상측 수류제어판(22) 또는 상단 와류제어판(23)의 조합이나, 러더밸브(24)와 우현측 핀(25) 또는 좌현측 핀(26)과의 조합에 의해서도 각각의 효과를 발휘할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시형태의 선박은, 상기의 선박용 키(10, 10A) 및 상기 하단 와류제어판(21), 상측 수류제어판(22) 또는 상단 와류제어판(23), 러더밸브(24), 우현측 핀(25) 및 좌현측 핀(26) 중 어느 하나, 또는 몇가지 조합의 구성을 갖는 선박용 키를 포함하여 구성된다.

상기 구성의 선박용 키(10,10A) 및 상기 하단 와류제어판(21), 상측 수류제어판(22) 또는 상단 와류제어판(23), 러더밸브(24), 우현측 핀(25) 및 좌현측 핀(26) 중 어느 하나, 또는 몇 가지 조합의 구성을 갖는 선박용 키, 또 선박(1, 1A)에 따르면 키를 꺾어 타각을 잡았을 때의 타력을 비교적 크게 하는 것과 동시에 선박 직진시의 저항이 작고 에너지 절약을 도모할 수 있다.

특히 하단 와류제어판(21), 상측 수류제어판(22) 또는 상단 와류제어판(23)을 키판(11)의 전연(11f)보다 후퇴시켜 설치하는 것으로 저항의 현저한 증가를 방지할 수 있는 반면, 추력증가는 후퇴되지 않은 경우와 동일한 정도에 얻을 수 있다. 마찬가지로 하단 와류제어판(21), 상측 수류제어판(22) 또는 상단 와류제어판(23)을 키판(11)의 후연(11a)보다 전진시켜 설치하는 것으로 저항의 증가를 방지하고 추력의 증가는 그대로 얻을 수 있다.

1, 1A 선박
2 프로펠러
2b 프로펠러 보스
10 선박용 키(매리너(Mariner) 키)
10A 선박용 키(조타(吊舵))
11 키판
11a 키 상방부분
11af 키 상방부분의 전측부분
11b 키 하방부분
11bf 키 하방부분의 전측부분
11df 키 하단면의 전단
11f 키판의 전단
11m(z) 비틀림 부분(상하위치z)의 후단
12 러더혼(rudder horn)
13 지주(支柱)
21 하단 와류제어판
21a 하단 와류제어판의 후단
21f 하단 와류제어판의 전단
22 상측 수류제어판
22a 상측 수류제어판의 후단
22ap 상측 수류제어판의 후단의 투영(投影)위치
22hf 상측 수류제어판의 전단
22hf 상측 수류제어판과 키판과의 교차하는 전단
23 상단 와류제어판
24 러더밸브(rudder valve)
24f 러더밸브의 전부(前部)
24c 러더밸브의 전방의 외주
25 우현측 핀
25a 우현측 핀의 후연(後緣)
25f 우현측 핀의 전단(前端)
25t 우현측 핀의 선단(先端)
26 좌현측 핀
26a 좌현측 핀의 후연
26f 좌현측 핀의 전단
26t 좌현측 핀의 선단
Bd(x) 키 하단면의 키폭(舵幅)
Bdb(x) 하단 와류제어판의 폭(돌출량)
Bh(x) 상측 수평단면의 키폭
Bhb(x) 상측 수평단면의 상측 수류제어판의 투영폭(돌출량)
Bu(x) 키 상단면의 키폭
Bub(x) 상단 와류제어판의 폭
C1 내포 원통(內包円筒)
C2 내포 원통
Ct1 제 1 원
Ct2 제 2 원
Ct3 제 3 원
Dc1 내포원통의 직경
Dc2 외포원통의 직경
Dp 프로펠러 직경
Lcp 프로펠러 축심의 연장선
Ld 하단 키 길이 (키 하단면의 키판의 코드길이)
Lf 설치 키 길이 (설치 수평단면의 키판의 코드길이)
Lh 상측 키 길이 (상측 수평단면의 키판의 코드길이)
Lu 상단 키 길이 (키판의 키 상단면의 코드길이)
L(z) 수평단면 키 길이
P1 교점
Pc 프로펠러 축심
Rd1 하단 제 1 영역
Rd2 하단 제 2 영역
Rf1 설치 제 1 영역
Rh1 상측 제 1 영역
Rh2 상측 제 2 영역
Rm1(z) 중앙 제 1 영역
Ru1 상단 제 1 영역
Ru2 상단 제 2 영역
Rz1 제 1 상하범위
Rz2 제 2 상하범위
Sd 키 하단면
Sf 설치 수평단면
Sh 상측 수평단면
Su 키판의 키 상단면
S(z) 키판의 상하방향(Z)의 각 수평단면
X 선박의 전방향(前方向)
Y 운반방향
Z 상방향
α, β 비틀림 각도
γ 우현측 핀의 각도(받음각(迎角))
δ 좌현측 핀의 각도(받음각)

Claims (8)

1. 선박용 키의 키판의 키 하단면에 하단 와류제어판을 설치하고,
   상기 키 하단면의 긴 방향에 대해, 상기 키 하단면에 있는 상기 키판의 코드길이를 하단 키 길이로서, 상기 키 하단면의 전단후방의 상기 하단 키 길이의 5% 이상 15% 이하의 범위를 하단 제 1 영역으로 하고, 상기 키 하단면의 최후단 전방의 상기 하단 키 길이의 5% 이상 50% 이하의 범위를 하단 제 2 영역으로 하고,
   상기 하단 와류제어판의 전단을 상기 하단 제 1 영역에 배치함과 동시에,
   상기 하단 와류제어판의 후단을 상기 하단 제 2 영역에 배치하고,
   또한,
   상기 키 하단면의 폭방향에 대해, 상기 하단 와류제어판의 긴 방향의 적어도 80% 이상에 있어서, 상기 하단 와류제어판의 폭을 그 전후위치의 상기 키 하단면에 있는 키폭의 5% 이상 30% 이하로 하고,
   상기 하단 와류제어판을 형성하고 있는 것을 특징으로하는 선박용 키.
2. 제 1항에 있어서, 상기 키판의 상하방향에 대해, 상기 키판의 전단과 프로펠러 축심의 연장선과의 교점 위에 프로펠러 직경의 40% 이상 60% 이하의 제 1 상하 범위에 상측 수류제어판을 설치하고,
   상기 상측 수류제어판과 상기 키판과 교차하는 전단을 포함한 상측 수평단면에 있어서 상기 상측 수류제어판을 상기 상측 수평단면에 상하방향에서 투영했을 때,
   상기 상측 수평단면의 긴 방향에 대해, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 키판의 코드길이를 상측 키 길이로 하고, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 키판 전단 후방의 상기 상측 키 길이의 3% 이상 15% 이하의 범위를 상측 제 1 영역이라 하고, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 키판의 전단 후방의 상기 상측 키 길이의 25% 이상 45% 이하의 범위를 상측 제 2 영역으로 하고,
   상기 상측 수류제어판의 전단을 상기 상측 제 1 영역에 배치함과 동시에,
   상기 상측 수류제어판 후단의 투영위치를 상기 상측 제 2 영역 내에 배치하고,
   또한,
   상기 상측 수평단면의 폭방향에 대해, 상측 수류제어판의 긴 방향(X)의 적어도 80% 이상에 있어서, 상기 상측 수평단면에 있는 상기 상측 수류제어판의 투영폭을 그 전후위치의 상기 상측 수평단면 키폭의 3% 이상 20% 이하로 하고,
   상기 상측 수류제어판을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 키.
3. 제 1항에 있어서, 상기 선박용 키를 조타로 구성함과 동시에,
   상기 키판의 키 상단면에 상단 와류제어판을 설치하고,
   상기 키 상단면에 있는 긴 방향에 대해, 상기 키 상단면의 코드길이를 상단 키 길이로 하고, 상기 키 상단면의 전단 후방의 상기 상단 키 길이의 5% 이상 15% 이내의 범위를 상단 제 1 영역으로 하고, 상기 키 상단면의 최후단 전방의 상기 상단 키 길이의 5% 이상 50% 이내의 범위를 상단 제 2 영역으로 하고,
   상기 상단 와류제어판의 전단을 상기 상단 제 1 영역 내에 배치함과 동시에,
   상기 상단 와류제어판의 후단을 상기 상단 제 2 영역 내에 배치하고,
   또한,
   상기 키 상단면의 폭방향에 대해, 상기 상단 와류제어판의 폭을 그 전후위치의 상기 키 상단면에 있는 키 폭의 5% 이상 30% 이하로 하고,
   상기 상단 와류제어판을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 키.
4. 제 1항 또는 3항에 있어서, 상기 키판의 상하방향에 대해 상기 키판의 전단과 프로펠러 축심의 연장선과의 교점보다도 위쪽의 키 상방부분의 전측부분과 그 교점보다 아래의 키 하방부분의 전측부분을 서로 반대방향으로 비트는 것과 동시에,
   상기 키판의 상하방향의 각 수평단면에 있는 상기 키판의 전후방향에 대해,
   그 수평단면에 있는 키의 전단에서 후방의, 그 수평단면의 키 길이의 30% 이상 50% 이하의 범위를 중앙 제 1 영역으로 하고,
   서로 반대방향으로 비틀린 부분의 전단을 상기 키판의 전단으로 하는 것과 동시에, 서로 반대방향으로 비틀린 부분의 후단을 수평단면에 있는 상기 중앙 제 1 영역 내에 배치하고,
   상기 키 상방부분의 전측부분과 상기 키 하방부분의 전측부분 비틀림에 관해서는,
   프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는,
   상기 키 상방부분의 전측부분을 좌현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성함과 동시에, 상기 키 하방부분의 전측부분을 우현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하고,
   프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 반시계 방향으로 도는 경우에 있어서는,
   상기 키 상방부분의 전측부분을 우현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성함과 동시에, 상기 키 하방부분의 전측부분을 좌현측으로 5도 이상 20도 이하의 범위에서 비틀어 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 키.
5. 제 4항에 있어서, 상기 키판을 러더혼으로 지지함과 동시에,
   상기 러더혼을 상기 키 상방부분의 전측부분과 동일한 방향으로 비틀어 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 선박용 키.
6. 제 1 또는 3항에 있어서, 상기 키판의 상하방향에 대해, 상기 키판의 전단과 프로펠러 축심의 연장선과의 교점에서 프로펠러 직경의 10% 아래의 위치와 10% 위의 위치와의 사이의 제 2 상한범위에 우현측 핀과 좌현측 핀을 마련하고,
   프로펠러 축의 방향에서 볼 때, 프로펠러 축심을 중심하는 동심원에서 프로펠러 직경의 15% 직경의 원을 제 1원으로 하고, 프로펠러 직경의 22% 직경을 제 2 원으로 하고, 프로펠러 직경의 30% 직경의 원을 제 3 원으로 한 경우에는,
   프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 시계 방향으로 도는 경우에 있어서는, 상기 우현측 핀을 그 선단이 상기 제 2 원과 상기 제 3 원과의 사이에 들어가 그 전단이 오르는 5도 이상 10도 이하 범위의 각도(γ)를 가지고 형성되고, 상기 좌현측 핀을 그 선단이 상기 제 1원과 상기 제 2원과의 사이에 들어가 그 전면이 오르는 0도 이상 5도 이하 범위의 각도(δ)를 가지고 형성되고,
   프로펠러가 선체 후방에서 볼 때 반시계 방향으로 도는 경우에 있어서는, 상기 우현측 핀을 그 선단이 상기 제 1 원과 상기 제 2 원과의 사이에 들어가 그 전단이 오르는 0도 이상 5도 이하 범위의 각도(γ)를 가지고 형성되고, 상기 좌현측 핀을 그 선단이 상기 제 2 원과 상기 제 3 원과의 사이에 들어가 그 전면이 오르는 5도 이상 10도 이하 범위의 각도(δ)를 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 키.
7. 제 6항에 있어서, 상기 키판의 프로펠러 보스의 후방부위에 러더밸브를 설치하고,
   상기 러더밸브의 전부(前部)를 평탄하게 형성함과 동시에,
   상기 러더밸브의 전방 외주의 형상을 상기 프로펠러 보스 직경의 105% 직경을 가지는 내포원통과, 상기 프로펠러 보스 직경의 120% 직경을 갖는 외포원통과의 사이에 맞는 크기에 형성하는 것을 특징으로 하는 선박용 키.
8. 제 1 또는 3항에 기재된 선박용 키를 갖추고 있는 것을 특징으로하는 선박.

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