KR200395385Y1 - Rudder for Ship - Google Patents

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KR200395385Y1
KR200395385Y1 KR20-2005-0019063U KR20050019063U KR200395385Y1 KR 200395385 Y1 KR200395385 Y1 KR 200395385Y1 KR 20050019063 U KR20050019063 U KR 20050019063U KR 200395385 Y1 KR200395385 Y1 KR 200395385Y1
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송인행
백광준
김정중
한재문
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삼성중공업 주식회사
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
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    • B63H2025/388Rudders with varying angle of attack over the height of the rudder blade, e.g. twisted rudders

Abstract

본 고안은 선박용 방향타에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방향타의 앞날부위가 좌,우 비대칭으로 편향되도록 하되, 편향된 부위가 연속면을 유지하도록 하여 프로펠러 후류측에서의 비대칭 흐름을 상쇄시킬 수 있음은 물론, 비대칭 단면 사이의 불연속면에서 발생하는 캐비테이션 현상을 방지할 수 있는 선박용 방향타에 관한 것이다. The present invention relates to a rudder for ships, and more specifically, the front blades of the rudder are deflected asymmetrically to the left and right, but the deflected portions can maintain a continuous plane to offset the asymmetrical flow in the wake of the propeller, as well as asymmetry. The present invention relates to a rudder for ships capable of preventing cavitation phenomenon occurring at discontinuous surfaces between sections.

이를 위해 본 고안은 선박용 방향타에 있어서, 상기 방향타는 그 앞날이 상기 프로펠러 회전방향의 반대측으로 향하도록 함으로써 프로펠러의 축선을 중심으로 상부는 오른나사 방향으로 회전하는 프로펠러에서는 좌현쪽으로, 하부는 우현쪽으로 편향되어 일정각도 비틀린 형상을 취하되, 상기 프로펠러의 축선을 중심으로 일정구간 내에서는 비틀린 각도가 선형적으로 감소하여 상기 앞날의 상부와 하부는 연속면을 형성하는 것을 특징으로 한다. To this end, the present invention is a rudder for a ship, the rudder is directed toward the opposite side of the propeller rotation direction by the top of the propeller axis of the propeller rotating in the direction of the right screw to the port side, the lower side toward the starboard To take a predetermined angle twisted shape, the twisted angle is linearly reduced within a predetermined section around the axis of the propeller, characterized in that the upper and lower portions of the front blade form a continuous surface.

Description

선박용 방향타 {Rudder for Ship}Rudder for Ship {Rudder for Ship}

본 고안은 선박용 방향타에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방향타의 앞날부위가 좌,우 비대칭으로 편향되도록 하되, 편향된 부위가 연속면을 유지하도록 하여 프로펠러 후류측에서의 비대칭 흐름을 상쇄시킬 수 있음은 물론, 불연속 비대칭 단면 사이에서 발생하는 캐비테이션 현상을 방지할 수 있는 선박용 방향타에 관한 것이다. The present invention relates to a rudder for ships, and more particularly, the front blades of the rudder are deflected asymmetrically to the left and right, but the deflected portions can maintain a continuous surface to offset the asymmetric flow at the wake of the propeller, as well as discontinuities. The present invention relates to a rudder for ships that can prevent cavitation from occurring between asymmetric cross sections.

일반적으로, 해상 운송수단으로 사용되는 선박은 통상 내부에 장착된 엔진을 통해 동력을 발생시키고, 발생된 동력으로 선미에 장착된 프로펠러를 수중 회전시킴으로써, 추진력을 얻는다. In general, a ship used as a marine vehicle generates power through an engine mounted therein, and obtains propulsion by rotating underwater a propeller mounted on the stern with the generated power.

즉, 상기 프로펠러는 회전에 의하여 주위의 물을 후방으로 밀어냄으로써, 선박이 이동할 수 있는 추진력을 발생시키는 것이다.That is, the propeller is to generate a driving force to move the ship by pushing the surrounding water to the rear by the rotation.

이러한 선박은 이동되는 방향을 조정할 수 있도록 방향타가 설치되는데, 상기 방향타는 프로펠러의 후방에 위치하게 된다. 여기서, 상기 프로펠러는 일방향 회전운동을 함에 기인하여 선미 부위에는 프로펠러축을 중심으로 상하 위치에 따라 좌우측의 압력이 각각 다르게 형성된다. 좀 더 상세히 설명하면, 선박 선미의 프로펠러 부근에는 상기 프로펠러의 회전방향을 따라 회전하는 회전류가 존재하게 된다. 또한, 상기와 같이 회전류에 의해 상기 방향타에 작용하는 압력의 분포는 상기 방향타를 중심으로 오른나사 방향으로 회전하는 프로펠러에서 좌측 상단과 우측 하단에서는 압력면이, 우측 상단과 좌측 하단에서는 흡입면이 각각 형성된다. 이에 따라, 프로펠러 후방에 형성되는 유선은 상기 방향타의 좌,우측에서 각각 다른 비대칭으로 형성된다. The ship is provided with a rudder to adjust the direction of movement, the rudder is located behind the propeller. Here, the propeller is due to the one-way rotational movement is formed in the stern portion of the pressure on the left and right sides differently depending on the vertical position around the propeller shaft. In more detail, in the vicinity of the propeller of the ship stern, there exists a rotary flow rotating along the direction of rotation of the propeller. In addition, the pressure distribution acting on the rudder by the rotational flow as described above is the pressure surface at the upper left and lower right, and the suction surface at the upper right and lower left in the propeller rotating around the rudder in the direction of the right screw. Each is formed. Accordingly, the streamline formed at the rear of the propeller is formed with different asymmetry at the left and right sides of the rudder.

이러한 비대칭 압력분포 하에서 상기 방향타가 단순 평판의 형상을 취하게 되면 타의 저항에 크게 될 뿐 아니라 흡입면이 발생하는 부위에서 캐비테이션이 발생하게 되는 등의 문제점이 발생하게 된다. When the rudder takes the shape of a simple flat plate under such an asymmetric pressure distribution, not only the resistance of the rudder becomes large but also cavitation occurs at the suction surface.

최근에는 상기와 평판 형상을 갖는 방향타의 문제점을 보완하기 위해 앞날 부분을 좌우 비대칭으로 편향시킨 방향타가 개발되었다.Recently, in order to supplement the problems of the rudder having a flat plate shape and the above, a rudder in which the front edge is deflected asymmetrically has been developed.

도 1은 종래의 방향타를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional rudder.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선박 방향타(10)는 프로펠러(5) 축 부근에서 상,하측이 각각 좌현과 우현으로 비틀려져 있다. 상기와 같은 구조는 상기 방향타(10)가 프로펠러(5) 축을 중심으로 어긋난 형상을 취한다. 이에 따르면, 프로펠러(5)의 후류측의 비대칭 압력을 상쇄시키는 것이 가능하여 기존의 평판형 방향타의 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 상기와 같은 방향타(10)는 좌,우 비틀림에 따른 어긋난 부위(A)가 단절된 형상을 취함에 기인하여 상기 부위(A)에서 프로펠러(5) 휴류측에 영향을 주어 동력손실을 증가시킴은 물론 선박의 진동 및 타의 침식을 야기시키는 이른바, 캐비테이션이 발생하는 문제점이 있었다. As shown in Figure 1, the conventional ship rudder 10 is twisted to the port and starboard, the upper and lower sides near the propeller (5) axis, respectively. The structure as described above has a shape in which the rudder 10 is shifted about the propeller 5 axis. According to this, it is possible to cancel the asymmetrical pressure on the downstream side of the propeller 5, which can solve the problem of the existing flat rudder. However, the rudder 10 as described above has a shape in which the displaced portion A due to the left and right twists is disconnected, thereby affecting the propeller 5 resting side at the portion A, thereby increasing the power loss. Of course, there is a problem that the so-called cavitation occurs, causing the ship's vibration and other erosion.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 앞날부위가 좌,우 비대칭으로 편향되도록 하되, 편향된 부위가 연속면을 유지하도록 하여 프로펠러 후류측에서의 비대칭 흐름을 상쇄시킴과 동시에 비대칭 단면 사이의 불연속면에서 발생하는 캐비테이션 현상을 방지할 수 있는 선박용 방향타를 제공하는데 있다. The present invention was devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to deflect the front and rear portions asymmetrically, while maintaining the continuous surface of the deflected portion to offset the asymmetric flow in the wake of the propeller. At the same time to provide a rudder for ships that can prevent the cavitation phenomenon occurring in the discontinuous surface between the asymmetric cross-section.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 고안은 선박용 방향타에 있어서, 상기 방향타(100)는 그 앞날(70)이 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 상부 및 하부 모두 상기 프로펠러(50) 회전방향의 반대측으로 편향되어 일정각도 비틀린 형상을 취하되, 상기 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 일정구간 내에서는 비틀린 각도가 선형적으로 감소하여 상기 앞날(70)의 상부와 하부는 연속면을 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above problems in the ship rudder, the rudder 100 is the front blade 70 of both the upper and lower rotational direction of the propeller (50) around the propeller axis (L 1 ) It is deflected to the opposite side to take a predetermined angle twisted shape, the twisted angle is linearly reduced in a certain section about the axis (L 1 ) of the propeller so that the upper and lower portions of the front blade 70 to form a continuous surface It is characterized by.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다. The present invention having such a feature may be more clearly described through the preferred embodiment accordingly.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안에 따른 방향타가 선박에 장착된 모습을 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 방향타를 나타낸 정면도이다.2 is a side view showing a state in which the rudder according to the present invention is mounted on the vessel, Figure 3 is a front view showing the rudder according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 선박용 방향타(100)는 그 앞날(70)이 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 상,하부가 각각 반대 방향으로 편향된다. 즉, 상부 및 하부 모두 상기 프로펠러(50)의 회전방향의 반대측으로 편향된다. 따라서, 프로펠러(50)가 회전될 시 상기 방향타(100) 앞날(70)의 상부는 좌현측으로 하부는 우현측으로 편향된다.As shown, the ship rudder 100 according to the present invention is the front blade 70 is biased in the opposite direction, respectively, the upper and lower portions about the axis (L 1 ) of the propeller. That is, both the upper and lower sides are deflected to the opposite side of the rotation direction of the propeller 50. Therefore, when the propeller 50 is rotated, the upper portion of the front blade 70 of the rudder 100 is biased toward the port side and the lower side to the starboard side.

또한, 상기 방향타(100)에서 상기 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 일정구간의 앞날(70)은 그 비틀린 각도가 선형적으로 감소하여 상기 앞날(70)의 상부와 하부는 연속면을 형성한다. 이러한 구조는 앞날(70)의 상부와 하부가 상호 다른 방향으로 각각 편향되어 있되, 만곡된 형태로 이어져 단절되는 부위나 불연속면을 배제할 수 있는 구조이다.In addition, in the rudder 100, the leading edge 70 of the predetermined section about the propeller axis L 1 is linearly reduced in twisting angle so that the upper and lower portions of the leading edge 70 form a continuous surface. do. This structure is the top and bottom of the front blade 70 are each deflected in a different direction from each other, it is a structure that can be removed in the form of a discontinuous surface leading to the curved form.

여기서, 상기 방향타(100) 앞날(70)의 비틀림이 감소되는 구간의 범위에 따라 상기 프로펠러(50)의 후류의 흐름이 다르게 되는 바, 바람직한 수치가 존재하며 이를 제시하면 다음과 같다. Here, the flow of the wake of the propeller 50 is different according to the range of the section in which the twist of the rudder 100 before the blade 70 is reduced, and a preferable value exists.

도 3에서 L2는 방향타(100)의 종방향 중심선이고, L3는 상기 방향타(100)의 종방향 중심선L2와 수직을 이루는 가상선으로서 선박의 프로펠러 축선(L1)과 일치하는 지점(P1)을 포함한다. 따라서 상기 L3는 프로펠러(50)의 축을 중심으로 상기 방향타(100)를 각각 상,하부로 나누게 된다.In FIG. 3, L 2 is a longitudinal center line of the rudder 100, and L 3 is an imaginary line perpendicular to the longitudinal center line L 2 of the rudder 100, which coincides with the propeller axis L 1 of the ship ( P 1 ). Therefore, L 3 divides the rudder 100 into upper and lower portions about the axis of the propeller 50, respectively.

이때, 상기 방향타(100)의 상부 구간은 상기 방향타(100)의 상부끝점(P2)에서 P1지점까지로 설정되며, 상기 방향타(100)의 하부 구간은 상기 방향타(100)의 하부끝점(P3)에서 P1지점까지로 설정된다. 또한, 상기 P1지점을 중심으로 각각 상,하측에는 앞날의 비틀림이 유지되는 끝점(P4,P5)이 각각 존재하게 되고 상기 P4지점에서 P5지점까지는 상기 앞날의 비틀림이 감소되는 구간(D)을 이룬다. 상기 방향타(100)의 상부 구간과 하부 구간, 그리고 P4지점과 P5지점은 상기 방향타(100)와 프로펠러(50)의 위치에 따라 각각 대칭 또는 비태칭으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 방향타(100)를 상,하로 분리하여 설명하면, 상기 방향타(100)의 상부 구간을 1이라 할 때 상기 P1지점에서 P4지점까지, 즉 상기 상부 구간에서 비틀림이 감소되는 구간은 0.3 이내의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방향타(100)의 하부 구간을 1 이라 할 때 상기 P1지점에서 P5지점까지, 즉 상기 하부 구간에서 비틀림이 감소되는 구간은 0.3 이내의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기와 같이 앞날의 비틀림이 감소되는 구간(D) 중 상기 방향타의 프로펠러의 축선(L1)과 일치하는 지점(P1)에서는 앞날(70)이 비틀리지 않는 것이 바람직하다.At this time, the upper section of the rudder 100 is set from the upper end point P 2 of the rudder 100 to the P 1 point, and the lower section of the rudder 100 is the lower end point of the rudder 100 ( P 3 ) to P 1 . In addition, the upper and lower end points (P 4 , P 5 ) to maintain the twist of the front edge respectively, respectively, around the P 1 point, and the interval of the twist of the front edge is reduced from the P 4 point to P 5 point, respectively (D) is achieved. The upper section and the lower section of the rudder 100, and the P 4 point and the P 5 point may be symmetrically or non-tacking, respectively, according to the positions of the rudder 100 and the propeller 50. Therefore, when the rudder 100 is separated and explained, the upper section of the rudder 100 is 1, from the point P 1 to the point P 4 , that is, the section in which the torsion is reduced in the upper section is It is preferable to belong to the range within 0.3. In addition, when the lower section of the rudder 100 is 1, it is preferable that the section from the point P 1 to the point P 5 , that is, the section in which the torsion is reduced in the lower section, falls within a range within 0.3. In addition, it is preferable that the leading edge 70 is not twisted at the point P 1 coinciding with the axis line L 1 of the propeller of the rudder among the sections D in which the leading edge is reduced as described above.

한편, 상기 방향타(100)의 앞날(70)이 비틀린 각도에 있어서도 바람직한 수치가 존재하며, 이를 제시하면 다음과 같다. On the other hand, there is a preferable value also in the angle of twisting the front blade 70 of the rudder 100, if presenting as follows.

도 4는 본 고안에 따른 방향타를 나타낸 평면도이다.4 is a plan view showing a rudder according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 앞날(70)이 좌,우로 각각 편향됨에 따라 상기 방향타(100)에서 각 앞날(70)의 중심선과 상기 프로펠러의 축선(L1)이 이루는 각도(α)가 존재하는데, 상기 각도(α)는 3°~7°의 범위에 속하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 방향타(100)의 앞날(70)은 상기 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 상,하부가 각각 3°~7°의 범위 내의 각도로 비틀리게 형성되는 것이 바람직한 것이다.As shown in FIG. 4, as the front blades 70 are deflected left and right, the angle α between the center line of each front blade 70 and the axis L 1 of the propeller in the rudder 100 is determined. Although present, the angle α is preferably in the range of 3 ° to 7 °. That is, the front blade 70 of the rudder 100 is preferably formed to be twisted at an angle within the range of 3 ° ~ 7 ° around the axis (L 1 ) of the propeller.

상기한 바에 의하면, 앞날(70)이 좌,우 비대칭으로 편향되어 프로펠러(50)의 후류측의 비대칭 흐름을 상쇄시키면서도 편향된 부위가 비틀림 감소 구간(D)에 의해 단절되는 부위나 불연속면을 배제하면서 연속적으로 이어지도록 하여 케비테이션 현상을 방지할 수 있다. According to the above, the front blade 70 is deflected asymmetrically to the left and right, while canceling the asymmetrical flow on the downstream side of the propeller 50, while the deflected portion is discontinuous by the torsion reduction section (D) while excluding the continuous surface. To prevent the cavitation phenomenon.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 앞날부위가 좌,우 비대칭으로 편향되도록 하되, 편향된 부위가 연속면을 유지하도록 하여 프로펠러 후류측에서의 비대칭 흐름을 상쇄시킬 수 있음은 물론, 비대칭 단면 사이의 불연속면에서 발생하는 캐비테이션 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention allows the front edge to be deflected asymmetrically to the left and right, but the deflected portion can maintain the continuous plane to offset the asymmetrical flow at the propeller wake side, as well as the discontinuity between the asymmetric cross sections. There is an effect that can prevent the cavitation phenomenon.

도 1은 종래의 방향타를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a conventional rudder,

도 2는 본 고안에 따른 방향타가 선박에 장착된 모습을 나타낸 측면도,2 is a side view showing a state in which the rudder according to the present invention is mounted on the vessel,

도 3은 본 고안에 따른 방향타를 나타낸 정면도,3 is a front view showing a rudder according to the present invention,

도 4는 본 고안에 따른 방향타를 나타낸 평면도.Figure 4 is a plan view showing a rudder according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,100: 선박용 방향타 5,50: 프로펠러10,100: ship's rudder 5,50: propeller

70: 앞날 L1: 프로펠러의 축선70: Forward L 1 : Propeller Axis

L2: 방향타의 종방향 중심선 P1: 프로펠러의 축선과 일치하는 지점L 2 : longitudinal center line of the rudder P 1 : point corresponding to the axis of the propeller

P2: 방향타의 상부끝점 P3: 방향타의 하부끝점P 2 : Upper end point of rudder P 3 : Lower end point of rudder

P4,P5: 앞날의 비틀림이 유지되는 끝점P 4 , P 5 : End point where the leading edge is maintained

D: 앞날의 비틀림이 감소되는 구간 D: section in which the torsion of the preceding day is reduced

α: 앞날의 각 중심선과 프로펠러의 축선이 이루는 각α: the angle formed by each centerline of the preceding edge and the axis of the propeller

Claims (4)

선박용 방향타에 있어서,In the rudder for ships, 상기 방향타(100)는 그 앞날(70)이 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 상부 및 하부 모두 상기 프로펠러(50) 회전방향의 반대측으로 편향되어 일정각도 비틀린 형상을 취하되, 상기 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 일정구간 내에서는 비틀린 각도가 선형적으로 감소하여 상기 앞날(70)의 상부와 하부는 연속면을 형성하는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.The rudder 100 has a shape twisted at a predetermined angle by the front blade 70 is biased toward the opposite side of the propeller 50 rotation direction around the axis (L 1 ) of the propeller, the axis of the propeller (L 1 ) around the ship within a certain section the twist angle is linearly reduced, the upper and lower portions of the front blade (70), the rudder for the ship, characterized in that to form a continuous surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방향타(100) 앞날(70)은 The rudder 100, the front blade 70 is 상기 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 상,하부가 3°~7°의 범위 내의 각도로 비틀린 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.A rudder for ships, characterized in that the upper and lower portions are twisted at an angle within a range of 3 ° to 7 ° about the axis L 1 of the propeller. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방향타(100) 앞날(70)의 비틀린 각도가 감소되는 구간(D)은 상기 프로펠러의 축선(L1)을 중심으로 상,하부의 반경을 각각 1로 기준하여 0.3의 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.The section D in which the twist angle of the rudder 100 before the blade 70 is reduced is formed within a range of 0.3 based on the radius of the upper and lower portions of the propeller axis L 1 as 1 respectively. Rudder for ships. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 방향타(100)의 프로펠러의 축선(L1)과 일치하는 지점(P1)에서는 앞날(70)이 비틀리지 않는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.Ship's rudder, characterized in that the leading edge 70 is not twisted at the point (P 1 ) to coincide with the axis (L 1 ) of the propeller of the rudder (100).
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