KR102569143B1

KR102569143B1 - 선박용 방향타 및 2개의 방향타를 포함하는 이중 프로펠러 선박

Info

Publication number: KR102569143B1
Application number: KR1020217020031A
Authority: KR
Inventors: 쿨만 헤닝
Original assignee: 베커 마린 시스템즈 게엠베하
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-08-22
Also published as: KR20210096197A; EP3887246A1; WO2020109540A1; CN112996719B; DE202019102807U1; JP2022522920A; JP7365412B2; CN112996719A

Abstract

방향타의 유동 저항 및 프로펠러의 후류의 난류를 감소시키는 선박용, 특히 이중 프로펠러 선박용 방향타를 제공하기 위해, 선박용, 특히 이중 프로펠러 선박(200)용 방향타(100, 100a, 100b)가 제안되고, 여기서 방향타(100, 100a, 100b)는 선박의 프로펠러(211, 212)의 후류에 배치되도록 설계되고; 방향타(100, 100a, 100b)는 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b) 및 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)을 포함하며; 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 방향타의 일 측면(12)으로 구부러지거나 각을 이루고; 정확히 하나의 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)이 제공된다.

Description

선박용 방향타 및 2개의 방향타를 포함하는 이중 프로펠러 선박

본 발명은 선박용 방향타, 특히 이중 프로펠러 선박용 방향타에 관한 것으로서, 상기 방향타는 선박의 프로펠러의 후류에 배치되도록 설계되고, 상기 방향타는 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션을 포함한다. 또한, 본 발명은 선체, 2개의 프로펠러 및 2개의 방향타를 포함하는 이중 프로펠러 선박에 관한 것이다.

선박을 조향하기 위해, 프로펠러의 후류에 배치된 방향타가 사용된다. 이러한 방향타가 배치되면, 즉 편향되거나 또는 피벗되면, 방향타 주위에 흐르는 물로 인해 부력이 방향타에 작용하여 선박의 이동 방향이 변경된다.

특히 대형 및 중형 선박의 경우, 충분한 조향 효과를 얻기 위해 필요한 부력을 생성하기 위해서는 방향타가 특히 커야 한다. 그러나, 대형 방향타의 크기에 따른 유동 저항은 선박의 효율 및 연료 소비에 부정적인 영향을 미친다.

또한, 2개의 프로펠러를 갖는 이중 프로펠러 선박이 알려져 있다. 일반적으로, 선체의 좌현에는 제1 프로펠러가 있고, 우현에는 제2 프로펠러가 있다. 2개의 프로펠러 후방의 후류에는 각각 방향타가 배치된다. 선체는 선체 측면에 배치된 프로펠러 및 방향타 영역에서의 물의 유동에 영향을 미치며, 이를 통해 수류, 특히 프로펠러 후류에 추가적인 난류가 발생한다. 이러한 난류는 프로펠러 및 방향타의 효율성에도 악영향을 미친다.

따라서, 종래기술에서는, 프로펠러 후류에서의 유동 저항 및 난류를 감소시키는, 특히 이중 프로펠러 선박용 방향타에 대한 필요성이 존재한다.

WO 2010/116799 A1에는 단일 프로펠러 선박용의, 방향타 스톡(rudder stock)에 연결된 수직 방향타와 수직 방향타의 중앙 평면의 양측에 배치된 복수의 보조 방향타의 조합이 개시되어 있다. 보조 방향타는 방향타 벌브(rudder bulb)를 통해 수직 방향타에 연결된다.

KR 10-2015-0008568 A에는 상부 섹션 및 하부 섹션을 갖는 방향타가 개시되어 있고, 여기서 하부 섹션은 중앙 평면의 양측으로 갈라져서 배치되는 보조 방향타를 갖는다.

EP 3 103 715 A1에는 선박용 제어 장치가 개시되어 있다. 여기서 선박의 프로펠러의 양측에는 2개의 조향 방향타가 배치되어 있고, 조향 방향타는 각각 방향타 외부로 연장되는 축을 중심으로 피벗될 수 있다.

FR 1 106 851 A에는 2개의 조향 방향타가 실질적으로 반원형으로 형성되어 있고, 프로펠러의 후류가 반원형으로 형성된 방향타 사이로 흐르는 방향타 시스템이 개시되어 있다.

US 5,697,315 A에는 실질적으로 S자 형상의 방향타 블레이드를 포함하는 선박의 방향타가 개시되어 있다.

KR 10-2013-0055876 A에는 각각의 프로펠러의 후류에 방향타가 배치되어 있는 이중 프로펠러 선박을 개시되어 있고, 여기서 각각의 방향타는 수직 방향에 대해 각도 α로 배향되어 있다.

본 발명의 목적은 방향타의 유동 저항 및 프로펠러의 후류의 난류를 감소시키는 선박용 방향타, 특히 이중 프로펠러 선박용 방향타를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전술한 이점을 달성하는 이중 프로펠러 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 기초가 되는 목적을 달성하기 위해 선박용 방향타, 특히 이중 프로펠러 선박용 방향타가 제안된다. 상기 방향타는 선박의 프로펠러의 후류에 배치되도록 설계되고, 상기 방향타는 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션을 포함하고, 상기 하부 방향타 섹션은 방향타의 일 측면으로 구부러지거나 각을 이루며, 정확히 하나의 하부 방향타 섹션이 제공된다.

본 발명에 따른 방향타는 예인선, 페리, 여객선, 유조선 및 컨테이너 선박과 같은 중형 및 대형 선박에 특히 적합하다.

본 발명에 따른 프로펠러는 선박의 프로펠러의 후류에 배치되도록 설계된다. 특히, 방향타는 프로펠러의 후류의 외부에 배치되도록 의도되거나 설계되지 않는다. 또한, 방향타는 특히, 실질적으로 선박의 프로펠러의 측면에 배치되도록 의도되거나 설계되지 않는다.

본 발명에 따른 방향타의 본질적인 측면은 정확히 하나의 하부 방향타 섹션이 제공된다는 것이다. 특히, 방향타는 2개 이상의 하부 방향타 섹션을 포함하지 않는다. 선박, 특히 이중 프로펠러 선박에서 프로펠러의 후류에 배치된 상태에서, 상부 방향타 섹션은 프로펠러 축 위에 수직으로 배치된다. 따라서, 하부 방향타 섹션은 프로펠러 축 아래에 배치된다. 프로펠러 축을 포함하는 가상의 수평면은 선박에 배치된 상태에서의 방향타를 사실상 상반부(upper half) 및 하반부(lower half)로 나누고, 이때 상부 방향타 섹션은 상반부에 대응하고 하부 방향타 섹션은 하반부에 대응한다. 비-수평으로 연장되는 후류 필드(Nachstromfeld) 또는 비-수평으로 연장되는 후류 호스(Nachstromhose)의 경우, 상반부 및 하반부 또는 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션은 후류 필드 또는 후류 호스의 중심을 통과하는 가상의 평면에 의해 결정될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 선체의 영향으로 인해 수평으로 연장되는 후류 필드 또는 수평으로 연장되는 후류 호스로부터의 편차가 발생할 수 있으며, 이로 인해 수직 위로 향하는 및/또는 선박의 축을 향하는 속도 성분이 후류 필드 또는 후류 호스로 강제된다.

정확히 하나의 하부 방향타 섹션을 제공함으로써, 물, 특히 후류가 유입되는 방향타의 표면이 감소되므로, 복수의 보조 또는 안정화 방향타를 갖는 종래기술에서 알려진 방향타에 비해 유동 저항이 감소된다.

본 발명에 따르면, 방향타는 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션을 포함하고, 상기 하부 방향타 섹션은 방향타의 일 측면으로 구부러지거나 각을 이룬다.

선박에 배치된 상태에서 방향타가 중립 위치에 있으면, 상부 방향타 섹션은 방향타를 뒤에서 바라볼 때 실질적으로 수직으로 배향된다. 반면, 상부 방향타 섹션의 아래에 배치된 하부 방향타 섹션은 수직으로 배향되지 않고, 상부 방향타 섹션 또는 수직선에 대해 각도를 이루면서 배향된다. 다시 말해, 하부 방향타 섹션은 수직 방향으로 아래를 향하는 상부 방향타 섹션의 가상 연장선에 대해 각도를 이룬다. 특히, 하부 방향타 섹션의 상당 부분은 상부 방향타 섹션의 가상 연장선의 측면에 배치된다.

하부 방향타 섹션은 방향타의 일 측면으로 각을 이루거나 구부러지도록 설계될 수 있다. 구부러진 구성에서, 하부 방향타 섹션은 방향타의 일 측면으로 연속적이거나 가변적인 곡률을 갖는다. 각을 이룬 구성에서, 상부 및 하부 방향타 섹션은 모두 실질적으로 직선으로 설계되며, 방향타는 상부 및 하부 방향타 섹션 사이의 전이부에 절곡부를 포함한다.

방향타의 일 측면으로 구부러지거나 각을 이루는 하부 방향타 섹션으로 인해, 특히 본 발명에 따른 방향타가 이중 프로펠러 선박에 사용되는 경우 프로펠러 후류에서의 난류가 감소된다. 이중 프로펠러 선박에서는 선체 옆에 각 프로펠러가 측부에 배치됨으로 인해 흐르는 물, 특히 프로펠러의 후류가 한쪽으로 영향을 미치므로, 방향타의 일 측면으로 구부러지거나 각을 이루는, 정확히 하나의 하부 방향타 섹션을 갖는 본 발명에 따른 방향타는 난류를 감소시키는데 특히 적합하다.

또한, 흐르는 물, 특히 프로펠러 후류에서의 난류를 감소시킴으로써 방향타의 효율을 증가시킬 수 있으므로, 본 발명에 따른 방향타는 공지된 방향타에 비해 낮은 높이를 가질 수 있다. 또한, 방향타에 더 작은 방향타 두께를 제공하는 것도 가능하다. 이는, 유동 저항을 낮추고 제조 비용을 감소시킨다.

상부 방향타 섹션 및/또는 하부 방향타 섹션은 바람직하게는 실질적으로 직선으로 설계된다. 특히, 상부 방향타 섹션 및/또는 하부 방향타 섹션은 곡선 또는 S자형으로 설계되지 않는다.

바람직하게는, 상부 방향타 섹션이 방향타 스톡을 수용하기 위한 수용 공간을 포함하는 것이 제공된다.

따라서, 방향타는 상부 방향타 섹션 및 상기 상부 방향타 섹션 내로 도입되어 부착된 방향타 스톡을 통해 선박에 부착되거나, 현수되거나 또는 장착될 수 있다. 특히 바람직하게는, 방향타의 회전축 또는 피벗축은 상부 방향타 섹션을 통해 연장되므로, 방향타의 회전축 또는 피벗축은 방향타의 외부에 위치되지 않는다.

추가적인 이점으로, 방향타는 보조 방향타 또는 안정화 방향타를 포함하지 않고, 그리고/또는 하부 방향타 섹션은 보조 방향타 또는 안정화 방향타가 아닌 것이 제공될 수 있다.

따라서, 하부 방향타 섹션은 보조 방향타 또는 안정화 방향타가 아니다. 특히, 하부 방향타 섹션은, 상부 방향타 섹션에 대해 구부러지거나 각을 이룬 구성 또는 배향을 제외하고는, 바람직하게는 종래의 하부 방향타 섹션과 같이 설계되고, 실질적으로 그에 상응하는 치수를 갖는다. 이와는 대조적으로, 보조 방향타 및 안정화 방향타는 훨씬 더 작게 설계되어, 선박의 수중 위치를 안정화시키는 것보다 선박의 이동 방향을 변경하는 것에 기여하는 바가 더 적다.

더 바람직하게는, 하부 방향타 섹션이 상부 방향타 섹션에 대해 각도를 이루도록 제공될 수 있다.

하부 방향타 섹션과 상부 방향타 섹션 사이의 각도는 각각의 측면에 배치된 방향타의 측벽 사이의 방향타의 양 측면에 대해 결정될 수 있다.

바람직하게는, 상부 방향타 섹션이 상부 연장 평면에서 연장되는 것이 제공되며, 특히 바람직하게는 상기 상부 연장 평면은 방향타의 상부 선단 에지 및/또는 상부 후단 에지에 평행하게 연장되고, 하부 방향타 섹션은 하부 연장 평면에서 연장되며, 특히 바람직하게는 상기 하부 연장 평면은 방향타의 하부 선단 에지 및/또는 하부 후단 에지에 평행하게 연장되고, 상기 하부 연장 평면은 상부 연장 평면과 각도를 이룬다.

바람직하게는, 방향타는 상부 방향타 섹션에서 상부 선단 에지와, 필요한 경우, 상부 후단 에지를 포함한다. 또한, 방향타는 하부 방향타 섹션에서 하부 선단 에지 및 필요한 경우 하부 후단 에지를 포함한다. 또한, 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션은 모두 측벽을 포함한다.

상부 연장 평면 및 하부 연장 평면은 실질적으로 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션의 각각의 중앙 평면에 대응한다. 선박에 배치된 상태에서, 상부 연장 평면은 실질적으로 수직으로 배향된다. 또한, 선박에 배치된 상태에서 방향타의 회전축 또는 피벗축, 즉 방향타 스톡은 상부 연장 평면에 위치된다. 대칭적인 상부 방향타 섹션의 경우, 상부 선단 에지 및/또는 상부 후단 에지도 상부 연장 평면에 위치된다. 대칭적인 상부 방향타 섹션의 경우, 상부 방향타 섹션의 프로파일은 상부 연장 평면에 대해 대칭이다. 하부 방향타 섹션의 하부 연장 평면은 그에 상응하게 정의되어야 하며, 대략 하부 방향타 섹션의 중앙 평면을 따라 연장되고, 여기서 대칭적인 하부 방향타 섹션의 경우, 하부 연장 평면은 하부 방향타 섹션의 프로파일을, 특히 전체 높이에 걸쳐, 대칭적으로 분할한다. 하부 방향타 섹션이 연속적으로 구부러져 형성되는 경우, 하부 연장 평면은 하부 방향타 섹션의 팁 또는 자유 단부의 영역에서 하부 방향타 섹션에서의 프로파일 코드에 의해 형성된 표면에 접선 방향으로 접하는 방식으로 선택된다. 하부 방향타 섹션에서의 프로파일 코드에 의해 형성된 표면은, 프로파일 코드가 하부 방향타 섹션의 팁으로부터 상부 방향타 섹션으로의 전이부까지 연결되어 표면을 형성함으로써 형성된다.

따라서, 상부 방향타 섹션과 하부 방향타 섹션 사이의 각도는 바람직하게는 하부 연장 평면이 상부 연장 평면에 대해 위치하는 각도이다.

또한, 각도는, 5° 내지 35°, 바람직하게는 10° 내지 30°, 특히 바람직하게는 15° 내지 25°, 매우 특히 바람직하게는 20°로 제공될 수 있다.

한편으로, 바람직한 각도 범위는, 특히 이중 프로펠러 선박의 경우, 선체가 프로펠러 후류에 미치는 영향으로 인한 난류가 충분히 감소되도록 보장한다. 다른 한편으로는, 바람직한 각도 범위에서 하부 방향타 섹션의 부력의 수직 성분은 매우 작아서 선박의 수중 위치의 안정성에 악영향을 미치지 않는다.

상부 방향타 섹션과 하부 방향타 섹션 사이에 전이 영역이 제공되고, 상기 전이 영역은 부분 아치형, 부분 환형 또는 쐐기형이다.

방향타의 일 측면으로 각을 이루는 하부 방향타 섹션을 갖는 제1 실시예에서, 상부 방향타 섹션과 하부 방향타 섹션 사이에는 사실상 절곡부가 형성될 수 있다. 하부 방향타 섹션과 상부 방향타 섹션 사이의 전이 영역은 후면도로 볼 때 실질적으로 쐐기형으로 형성되고, 여기서 쐐기 형상부의 팁은 하부 방향타 섹션이 각을 이루는 방향타의 측면으로 향한다. 대략 쐐기형 전이 영역을 제공함으로써, 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션은 실질적으로 종래 기술로부터 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다.

그러나, 상부 방향타 섹션이 하부 방향타 섹션으로 부분 아치형 또는 부분 환형으로 형성된 전이 영역을 통해 하부 방향타 섹션으로 전이되는 것도 가능하다. 중립 위치에서 선박에 배치된 방향타의 후면도에서, 전이 영역의 투영은 아치 또는 환형의 일부와 같이 형성된다. 일정한 또는 일정하지 않은 곡률로 형성된 하부 방향타 섹션의 경우, 전이 영역은 하부 방향타 섹션의 팁 또는 자유 단부까지 연장될 수 있고, 하부 방향타 섹션의 적어도 일부를 형성할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 부분 아치형 또는 부분 환형으로 형성된 전이 영역이 0.1 m 내지 10.0 m, 바람직하게는 0.5 m 내지 5.0 m, 특히 바람직하게는 1.0 m 내지 2.0 m의 곡률 반경을 갖는 것이 제공될 수 있다.

전이 영역은 방향타가 선박에 배치된 상태에서 프로펠러 축의 높이에 위치되어, 상부 방향타 섹션은 프로펠러 축 위에 위치되고 하부 방향타 섹션은 프로펠러 축 아래에 위치된다.

특히 유리하게는, 방향타는 측면도에서, 상부 방향타 섹션의 상단부, 특히 방향타의 시작 부분에서부터 하부 방향타 섹션의 팁까지 5 m 내지 10 m, 바람직하게는 6 m 내지 9 m, 특히 바람직하게는 7 m 내지 8 m의 높이를 갖는다.

추가적인 이점으로, 상부 방향타 섹션이 흡입 측 및 압력 측을 포함하고, 그리고/또는 하부 방향타 섹션이 흡입 측 및 압력 측을 포함하는 것이 제공될 수 있다.

특히, 방향타가 이중 프로펠러 선박에 배치되는 경우, 흡입 측 및 압력 측을 갖는 상부 방향타 섹션 및/또는 하부 방향타 섹션의 구성이 유리하다. 이중 프로펠러 선박에서 선체는 각 프로펠러의 후류에 영향을 미치므로 수직으로 위쪽 및/또는 선박의 중앙 평면을 향하는 속도 성분을 갖는다. 이러한 속도 성분은 방향타에 대해 기울어진 유동으로 이어지며, 이를 통해 특히 선박의 중앙 평면의 방향으로 측면으로 향하는 부력이 작용한다. 흡입 및 압력 측을 갖는 상부 방향타 섹션 및/또는 하부 방향타 섹션의 구성을 통해, 이와 같이 일정하게 측면으로 작용하는 부력을 상쇄시킬 수 있다.

특히 바람직하게는, 상부 방향타 섹션 및 하부 방향타 섹션의 흡입 측은 방향타의 동일한 측면에 배치된다. 그러나 상부 방향타 섹션의 흡입 측이 하부 방향타 섹션의 흡입 측에 대향하여 배치되는 실시예도 고려될 수 있다.

추가 이점으로서, 상부 방향타 섹션의 제1 높이는 하부 방향타 섹션의 제2 높이보다 1 내지 2배, 바람직하게는 1.1 내지 1.8배, 더 바람직하게는 1.2 내지 1.5배, 특히 바람직하게는 1.3 내지 1.4 배 더 큰 것이 제공될 수 있다.

상부 방향타 섹션의 제1 높이는 방향타 시작 부분으로부터 측벽 또는 상부 연장 평면을 따라 전이 영역까지 측정된다. 하부 방향타 섹션의 제2 높이는 측벽 또는 하부 연장 평면을 따라 전이 영역으로부터 하부 방향타 섹션의 팁 또는 자유 단부까지 측정된다.

추가적인 이점으로서, 상부 및/또는 하부 방향타 섹션이 꼬인 방향타 섹션인 것이 제공될 수 있다.

꼬인 방향타 섹션은 각각의 방향타 섹션의 선단 에지 및/또는 후단 에지가 방향타 섹션의 중앙 평면 또는 연장 평면에 대해 좌현 또는 우현으로 측면으로 오프셋되는 것을 특징으로 한다.

꼬인 방향타 섹션을 제공함으로써, 캐비테이션(cavitation)의 발생 및 각 방향타 섹션으로부터의 유동의 분리를 감소시키거나 방지할 수 있다.

추가적인 이점으로서, 방향타가 방향타 벌브를 포함하고, 상기 방향타 벌브는 바람직하게는 전이 영역에 배치되는 것이 제공될 수 있다.

바람직하게는, 방향타 벌브는 전이 영역에 배치되어, 선박에 배치된 상태에서 방향타 벌브는 프로펠러 축의 높이에 배치된다.

특히 유리하게는, 방향타가 핀형 방향타이고, 특히 관절식 핀을 포함하며, 상기 핀은 바람직하게는 상부 방향타 섹션에만 배치되는 것이 제공된다.

관절식 핀이 제공되는 경우, 이러한 핀은 방향타의 후단 에지를 포함한다. 핀이 상부 방향타 섹션에만 제공되는 것이 특히 유리하다. 핀이 상부 방향타 섹션에만 제공되기 때문에, 방향타 핀의 면적은 공지된 방향타 핀에 비해 감소된다. 방향타 핀의 면적이 감소되면, 방향타 핀이 피벗될 때 부력이 덜 공격적으로 증가한다. 즉 부력과 피벗 각도 사이의 관계에 대한 더 평평한 특성 곡선이 얻어지고, 이를 통해 더 매끄러운 제어 동작이 달성된다.

본 발명의 기초가 되는 목적에 대한 또 다른 해결책은 선체, 2개의 프로펠러 및 위에서 설명한 방향타 2개를 포함하는 이중 프로펠러 선박을 제공하는 것이고, 여기서 제1 방향타는 제1 프로펠러의 후류에 배치되고, 제2 방향타는 제2 프로펠러의 후류에 배치된다.

바람직하게는, 제1 프로펠러는 우현 측에 위치되고, 제1 방향타는 우현 측에서 제1 프로펠러의 후류에 배치되며, 제2 프로펠러는 선체의 좌현 측에 위치되고, 제2 방향타는 제2 프로펠러의 후류에 배치된다.

위에서 설명된 방향타는 이중 프로펠러 선박에서 각 프로펠러의 후류에서 난류를 특히 유리하게 감소시킨다.

유리하게는, 제1 방향타가 제2 방향타에 대해 거울 대칭으로 설계되는 것이 제공될 수 있다.

추가적인 이점으로서, 제1 방향타 및 제2 방향타의 하부 방향타 섹션이 선체를 향해 구부러지거나 각을 이루는 것이 제공될 수 있다.

따라서, 제1 방향타 및 제2 방향타의 하부 방향타 섹션은 선체를 향해 구부러지거나 각을 이루고 있으므로, 선박의 선미의 후면도에서 볼 때 대략 선체의 라인을 따른다. 선체가 각 프로펠러의 후류에 영향을 미치고 추가적인 난류를 유발하기 때문에, 이러한 난류는 이러한 구성에 의해 특히 유리하게 감소될 수 있다.

추가적인 이점으로서, 2개의 방향타의 상부 방향타 섹션이 각각 흡입 측 및 압력 측을 포함하고, 상기 흡입 측은 방향타에서 선체로부터 반대측으로 향하는 측면에 배치되는 것이 제공될 수 있다.

특히, 이중 프로펠러 선박이 우현으로 조향하기 위해 바람직하게는 좌현 측 방향타만을 배치시키고, 좌현으로 조향하기 위해 바람직하게는 우현 측 방향타만을 배치시키도록 설계되는 것이 유리하다.

본 발명의 기초가 되는 목적에 대한 또 다른 해결책은 선박, 특히 이중 프로펠러 선박에서 위에서 설명한 바와 같은 방향타의 사용이다.

본 발명은 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 각을 이루는 하부 방향타 섹션을 갖는 방향타의 사시도를 도시한다.
도 2는 각을 이루는 하부 방향타 섹션을 갖는 방향타의 측면도를 도시한다.
도 3은 각을 이루는 하부 방향타 섹션을 갖는 방향타의 후면도를 도시한다.
도 4는 각을 이루는 하부 방향타 섹션을 갖는 방향타를 아래에서 본 도면을 도시한다.
도 5는 구부러진 하부 방향타 섹션을 갖는 다른 방향타의 후면도를 도시한다.
도 6은 2 개의 방향타를 갖는 이중 프로펠러 선박의 후면도를 도시한다.

도 1은 상부 방향타 섹션(10) 및 하부 방향타 섹션(11)을 갖는 방향타(100)의 사시도이다. 하부 방향타 섹션(11)은 방향타(100)의 일 측면(12)으로 각을 이루도록 형성된다. 방향타(100)는 정확히 하나의 상부 방향타 섹션(10) 및 정확히 하나의 하부 방향타 섹션(11)을 가지며, 특히, 상부 방향타 섹션(10) 아래에 단일 하부 방향타 섹션(11) 옆에는 더 이상의 방향타 섹션이 배치되지 않는다. 상부 방향타 섹션(10)의 후방 단부(13)에는 상부 방향타 섹션(10)에 대해 피벗 가능한 관절식 핀(14)이 배치된다. 관절식 핀(14)의 피벗팅을 위해, 핀(14)의 상단부(15)에 슬라이딩 피벗팅 피스톤 링키지(linkage)(16)가 부착되고, 여기에는 선체에 연결되는 미도시의 슬라이딩 피벗팅 피스톤이 배치될 수 있다.

상부 방향타 섹션(10)은 상부 선단 에지(17)를 포함한다. 상부 방향타 섹션(10)의 상부 후단 에지(18)는 핀(14)의 일부이다. 하부 방향타 섹션(11)은 하부 선단 에지(19) 및 하부 후단 에지(20)를 갖는다. 측벽(21)은 상부 방향타 섹션(10) 및 하부 방향타 섹션(11) 상에서 선단 에지(17, 19)와 후단 에지(18, 20) 사이에서 연장된다. 가장 큰 프로파일 두께의 영역에서, 상부 방향타 섹션(10)에는 방향타 스톡을 수용하기 위한 수용 공간(40)이 제공된다.

도 2는 도 1의 방향타(100)를 하부 방향타 섹션(11)의 각을 이루는 측면(12) 방향에서 본 측면도를 도시한다. 관절식 핀(14)은 상부 방향타 섹션(10)에만 피벗 가능하게 연결되어 있다는 것을 분명히 알 수 있다.

도 3은 도 1 및 도 2의 방향타(100)의 후면도이다. 상부 방향타 섹션(10)과 하부 방향타 섹션(11) 사이에는 대략 쐐기형으로 형성되는 전이 영역(22)이 제공된다. 상부 방향타 섹션(10) 및 하부 방향타 섹션(11)은 전이 영역(22)의 위 및 아래에 배치되고, 여기서 전이 영역(22)의 쐐기형 구성은 하부 방향타 섹션(11)이 일 측면(12), 즉 도 1 내지 도 3의 구성에서 우현 측(23)으로 각을 이루게 한다. 또한, 전이 영역(22)의 쐐기형 구성으로 인해, 방향타(100)는 상부 방향타 섹션(10)과 하부 방향타 섹션(11) 사이에 절곡부(24)를 갖는다. 상부 방향타 섹션(10)은 대략 상부 방향타 섹션(10)의 중앙 평면(26)에 대응하는 상부 연장 평면(25)에서 연장된다. 유사하게, 하부 방향타 섹션(11)은 대략 하부 방향타 섹션(11)의 중앙 평면(28)에 대응하는 하부 연장 평면(27)에서 연장된다. 상부 연장 평면(25) 및 하부 연장 평면(27)은 서로에 대해 대략 20°의 각도(29)로 위치된다. 또한, 상부 방향타 섹션(10)의 제1 높이(37) 및 하부 방향타 섹션(11)의 제2 높이(38)는 연장 평면(25 및 27)을 따라 결정될 수 있고, 여기서 제1 높이(37)는 제2 높이(38)보다 1.2 내지 1.5 배만큼 더 크다. 방향타(100)의 총 높이(39)는 약 7 m이다.

도 4는 아래에서 본 방향타(100)의 도면을 도시한다. 하부 방향타 섹션(11)은 흡입 측(31) 및 압력 측(32)을 갖는 비대칭 프로파일(30)을 갖는다. 여기서, 압력 측(32)은 하부 방향타 섹션(11)이 구부러지거나 각을 이루는 하부 방향타 섹션(11)의 측면(12) 상에 배치된다. 또한, 상부 방향타 섹션(10)도 흡입 측(33) 및 압력 측(34)을 각각 포함한다(도 3 참조). 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 방향타 섹션(11) 및 상부 방향타 섹션(10)의 압력 측(32, 34)은 방향타(100)의 동일한 측면(12) 상에 위치된다.

도 5는 상부 방향타 섹션(10) 및 하부 방향타 섹션(11)을 갖는 방향타(100)의 추가 실시예의 후면도를 도시한다. 도 5의 방향타(100)는 도 1 내지 도 4의 방향타(100)와 실질적으로 동일하지만, 전이 영역(35)에서 차이가 있다. 방향타(100)의 전이 영역(35)은 도 1 내지 도 4의 전이 영역(22)과 비교하여 0.5 m 내지 5 m의 곡률 반경(36)을 갖는 대략 부분 환형 또는 부분 아치형으로 형성되어 있다. 부분 환형 또는 부분 아치형 전이 영역으로 인해, 하부 방향타 섹션은 방향타(100)의 일 측면(12)을 향해 구부러지도록 설계되고, 상부 연장 평면(25) 및 하부 연장 평면(27)은 서로에 대해 각도(29)를 이룬다.

도 6은 이중 프로펠러 선박(200)의 후면도를 도시한다. 이중 프로펠러 선박(200)은 선체(210)의 양측에 제1 프로펠러(211) 및 제2 프로펠러(212)를 포함한다. 제1 프로펠러(211) 후방의 후류에는 도 1 내지 도 4에 따른 제1 방향타(100a)가 배치된다. 제2 프로펠러(212) 후방의 후류에는 도 1 내지 도 4에 따른 제2 방향타(100b)가 배치된다. 제1 방향타(100a) 및 제2 방향타(100b)는 서로 거울상으로 형성된다. 제1 방향타(100a)의 하부 방향타 섹션(11a)은 선체(210)의 방향으로 각을 이루어 형성된다. 제2 방향타(100b)의 하부 방향타 섹션(11b)도 마찬가지로 선체(210)의 방향으로 각을 이루어 형성된다. 제1 방향타(100a)의 상부 방향타 섹션(10a) 및 하부 방향타 섹션(11a)은 방향타(100a)에서 선체(210)로부터 멀어지는 측면에 배치되는 흡입 측(31, 33)을 포함한다. 이에 상응하게, 제2 방향타(100b)의 상부 방향타 섹션(10b) 및 하부 방향타 섹션(11b)도 각각 선체(213)로부터 멀어지는 측면에 배치되는 흡입 측(31, 33)을 포함한다. 또한, 방향타(100a, 100b)는 상부 방향타 섹션(10a, 10b) 및 하부 방향타 섹션(11a, 11b)에 각각 방향타(100a, 100b)에서 선체(210)를 향하는 측면에 배치되는 압력 측(32, 34)을 포함한다.

100: 방향타
100a: 제1 방향타
100b: 제2 방향타
10: 상부 방향타 섹션
10a: 상부 방향타 섹션
10b: 상부 방향타 섹션
11: 하부 방향타 섹션
11a 하부 방향타 섹션
11b 하부 방향타 섹션
12: 측면
13: 후방 단부
14: 핀
15: 상단부
16: 슬라이딩 피벗 피스톤 링키지
17: 상부 선단 에지
18: 상부 후단 에지
19: 하부 선단 에지
20: 하부 후단 에지
21: 측벽
22: 전이 영역
23: 우현 측
24: 절곡부
25: 상부 연장 평면
26: 중앙 평면
27: 하부 연장 평면
28: 중앙 평면
29: 각도
30: 프로파일
31: 흡입 측
32: 압력 측
33: 흡입 측
34: 압력 측
35: 전이 영역
36: 곡률 반경
37: 제1 높이
38: 제2 높이
39: 총 높이
40: 수용 공간
200: 이중 프로펠러 선박
210: 선체
211: 제1 프로펠러
212: 제2 프로펠러

Claims

선체(210), 2개의 프로펠러(211, 212) 및 2개의 방향타(100, 100a, 100b)를 포함하는 이중 프로펠러 선박(200)에 있어서,
제1 방향타(100a)는 제1 프로펠러(211)의 후류에 배치되고, 제2 방향타(100b)는 제2 프로펠러(212)의 후류에 배치되며,
상기 제1 방향타(100a) 및 상기 제2 방향타(100b)는 각각 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b) 및 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)을 포함하고,
상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 상기 방향타의 일 측면(12)으로 구부러지거나 각을 이루며,
각각의 방향타(100, 100a, 100b)는 정확히 하나의 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)을 포함하고,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)과 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b) 사이에는 전이 영역(22)이 제공되고, 상기 전이 영역(22)은 부분 아치형, 부분 환형 또는 쐐기형으로 구성되며,
상기 전이 영역(22)은 상기 방향타(100, 100a, 100b)가 상기 선박에 배치된 상태에서 프로펠러 축의 높이에 위치되어, 상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)은 상기 프로펠러 축 위에 위치되고 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 상기 프로펠러 축 아래에 위치되고,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)은 흡입 측(33) 및 압력 측(34)을 포함하고, 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 흡입 측(31) 및 압력 측(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 제1 방향타(100a)는 상기 제2 방향타(100b)에 대해 거울 대칭으로 설계되는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 제1 방향타(100a) 및 상기 제2 방향타(100b)의 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 상기 선체(210)를 향해 구부러지거나 각을 이루는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)의 상기 흡입 측(33)은 상기 방향타(100, 100a, 100b)에서 상기 선체(210)로부터 반대측으로 향하는 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
우현으로 조향하기 위해 좌현 측 방향타(100, 100a, 100b)만을 배치시키고, 좌현으로 조향하기 위해 우현 측 방향타(100, 100a, 100b)만을 배치시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)은 방향타 스톡(rudder stock)을 수용하기 위한 수용 공간(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 방향타(100, 100a, 100b)는 보조 방향타 또는 안정화 방향타를 포함하지 않고, 또는 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 보조 방향타 또는 안정화 방향타가 아닌 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)에 대해 각도(29)를 이루는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제8항에 있어서,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)은 상부 연장 평면(25)에서 연장되고, 상기 상부 연장 평면(25)은 상기 방향타의 상부 선단 에지(17) 또는 상부 후단 에지(18)에 평행하게 연장되고 상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)의 중앙 평면에 대응하며,
상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 하부 연장 평면(27)에서 연장되고, 상기 하부 연장 평면(27)은 상기 방향타의 하부 선단 에지(19) 또는 하부 후단 에지(20)에 평행하게 연장되고 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)의 중앙 평면에 대응하며,
상기 하부 연장 평면(27)은 상기 상부 연장 평면(25)에 대해 각도(29)를 이루는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제8항에 있어서,
상기 각도(29)는 5° 내지 35°인 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 부분 아치형 또는 부분 환형으로 형성된 전이 영역(22, 35)은 0.1 m 내지 10.0 m의 곡률 반경(36)을 갖는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)의 상기 흡입 측(31) 및 상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)의 상기 흡입 측(33)은 상기 방향타의 동일한 측면 또는 상기 방향타의 반대쪽 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)의 제1 높이(37)는 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)의 제2 높이(38)보다 1 내지 2배 더 크고,
상기 제1 높이(37)는 상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)의 시작 부분으로부터 상기 전이 영역(22)까지 측정된 길이이고, 상기 제2 높이(38)는 상기 전이 영역(22)으로부터 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)의 자유 단부까지 측정된 길이인 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b) 또는 상기 하부 방향타 섹션(11, 11a, 11b)은 꼬인 방향타 섹션인 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 방향타(100, 100a, 100b) 각각은 방향타 벌브(rudder bulb)를 포함하고, 상기 방향타 벌브는 상기 전이 영역(22, 35)에 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항에 있어서,
상기 방향타(100, 100a, 100b)는 핀형 방향타(finned rudder)이고, 관절식 핀(fin)(14)을 포함하며, 상기 핀(14)은 상기 상부 방향타 섹션(10, 10a, 10b)에만 배치되는 것을 특징으로 하는 이중 프로펠러 선박(200).
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 이중 프로펠러 선박(200)용 방향타(100, 100a, 100b)로서,
상기 이중 프로펠러 선박(200)의 상기 제1 방향타(100a) 또는 상기 제2 방향타(100b)로서 구성되는, 방향타.
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