KR20070058145A - Cavitation actual condition prevention structure of vessel rudder - Google Patents

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Abstract

A structure for preventing cavitations of a vessel rudder is provided to discharge the rear flow of a propeller to the rear side of a horn by forming a recess on the front side of the horn supporting a rudder blade of the vessel. A vessel rudder includes a horn(30) installed at a lower portion of a vessel and located on the rear side of a propeller(60) and a rudder blade controlling the direction of the vessel so as to be rotatably engaged with the horn. An introduction hole is formed from the front section of the horn facing the propeller and the rear section of the horn so that the rear flow generated in the propeller can be introduced through the introduction hole to be injected between an aperture between the horn and the rudder blade. The introduction hole is located with the radius of the propeller.

Description

선박 방향타의 공동현상 방지구조{Cavitation actual condition prevention structure of vessel rudder}Cavitation actual condition prevention structure of vessel rudder

도 1 은 종래의 방향타의 구조를 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing the structure of a conventional rudder;

도 1a 는 종래의 방향타의 구조를 나타낸 정면단면도,1A is a front sectional view showing a structure of a conventional rudder;

도 2 은 본 발명의 유입홀이 형성된 방향타의 구조를 나타낸 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the structure of the rudder formed inlet hole of the present invention,

도 3 는 본 발명의 유입홀이 형성된 방향타의 구조를 나타낸 정면단면도,Figure 3 is a front cross-sectional view showing the structure of the rudder formed inlet hole of the present invention,

도 4 는 본 발명의 방향타의 유입홀을 나타낸 평면단면도,4 is a plan sectional view showing the inlet hole of the rudder of the present invention;

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

(10) : 방향타 (20) : 타 날개10: rudder 20: rudder wings

(30) : 혼 (31) : 전방부30: Horn 31: front part

(32) : 후방부 (33) : 몸체부(32): rear portion 33: body portion

(34) : 상부플랜지 (35) : 하부플랜지(34): upper flange (35): lower flange

(36) : 관통홀(36): through hole

(40) : 유입홀 (41) : 입구부 40: inlet hole 41: inlet

(42) : 출구부 (43) : 모서리42: outlet 43: corner

(50) : 타 축 (60) : 프로펠러50: other axis 60: propeller

(61) : 회전축61: axis of rotation

본 발명은 선박 방향타의 공동현상 방지구조에 관한 것으로, 방향타의 혼을 관통하는 유입홀을 형성하여 혼과 타 날개 사이로 프로펠러의 후류가 분사되도록 함으로써 혼과 타 날개 사이의 압력을 변화시켜 혼과 타 날개 사이에 발생하는 캐비테이션 현상을 억제하는 선박 방향타의 공동현상 방지구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for preventing cavitation of the rudder of a ship, by forming an inlet hole penetrating the horn of the rudder so that the wake of the propeller is injected between the horn and the other blades so as to change the pressure between the horn and the other blades and the horn and the other blades. The present invention relates to a structure for preventing cavitation of a ship rudder that suppresses cavitation occurring between wings.

통상 선박은 유체의 속도가 증가함에 따라 선체표면의 압력이 낮아질 경우 유체가 증기로 바뀌면서 증기방울이 맺히는 공동현상(Cavitation)이 생기는데 이러한 현상은 주로 프로펠러 날개면에서 발생할 뿐만 아니라 프로펠러 후류에 위치한 방향타에서도 발생된다. Normally, when the pressure of the hull surface decreases as the speed of the fluid increases, the vessel converts the fluid into steam, which causes cavitation of vapor droplets. do.

상기 방향타(10)는 물의 흐름속에 놓여진 상태에서 받음각을 가질 때 여기서 작용하는 양력의 수직성분을 이용하여 선박의 진행방향을 조정하는 원리로 작동되는 것으로, 이 방향타는 도 1, 1a 에서와 같이 프로펠러(60)의 후방에 위치하고 선박에 고정되는 혼(30)과, 상기 혼(30)에 타 축(50)에 의해 회전 가능하도록 결합되어 선박의 방향을 제어하는 타 날개(20)로 구성된다.The rudder 10 is operated on the principle of adjusting the traveling direction of the ship by using the vertical component of the lift force acting here when it has the angle of attack in the state of being placed in the flow of water, which is a propeller as shown in FIGS. 1 and 1a. The horn 30 is located in the rear of the 60 is fixed to the ship, and the other wing 20 is coupled to the horn 30 to be rotatable by the other shaft (50) to control the direction of the ship.

상기와 같은 선박의 방향타(10)의 구조에 의해 프로펠러(60)가 작동하고 방 향타의 날개가 임의의 각도로 회전시 프로펠러(60) 후류에 의해 방향타(10)의 혼(30)과 타 날개(20)의 결합면에 공기방울이 맺혀 공동현상이 발생하고 이 공기방울은 압력이 높은 부분에 이르면 급격히 부서져 소음이나 진동의 원인이 되며 방향(10)타가 침식(Erosion) 하게 되는 문제점이 있다.The propeller 60 is operated by the structure of the rudder 10 of the ship as described above, and the horn 30 and the rudder of the rudder 10 by the wake of the propeller 60 when the wing of the rudder rotates at an arbitrary angle. Air bubbles are formed on the coupling surface of (20), and a phenomenon occurs in the air bubbles, which are rapidly broken when the pressure reaches a high portion, which causes noise or vibration, and the direction 10 is eroded.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출되는 것으로, 선박 방향타의 공동현상 방지구조에 관한 것으로, 그 목적은 선박의 타 날개를 지지하는 혼의 전방에 홈을 형성하여 프로펠러의 후류를 혼의 후방으로 배출시켜 줌으로써 타 날개와 혼 사이의 압력을 변화시켜 방향타의 공동현상 발생을 억제해주는 선박 방향타의 공동현상 방지구조를 제공함을 목적으로 한다.The present invention is created in order to solve the above-mentioned conventional problems, and relates to a structure for preventing cavitation of the ship rudder, the object of which is to form a groove in front of the horn supporting the other wing of the ship to the wake of the propeller It is an object of the present invention to provide a cavitation prevention structure of a ship rudder which suppresses the occurrence of rudder cavitation by changing the pressure between the rudder and the horn by discharging backward.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선박의 하부에 설치되고 프로펠러의 후방에 위치하는 혼과, 상기 혼에 타 축에 의해 회전 가능하도록 결합되어 선박의 방향을 제어하는 타 날개로 이루어진 방향타에 있어서, 상기 타 날개를 임의의 각도로 회전시킬 경우 상기 혼과 타 날개 사이틈에 기인한 공기방울 발생을 억제할 수 있도록 프로펠러와 마주하는 혼의 전방부에서 혼의 후방부로 관통되는 유입홀을 형성하여 프로펠러에서 발생되는 후류가 유입홀을 통해 유입되어 혼과 타 날개의 사이틈새로 분사되도록 구성하되, 상기 유입홀은 프로펠러 반경 이내에 위치하도록 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is in the rudder consisting of a horn installed in the lower portion of the ship and located behind the propeller, and the other blades rotatably coupled by the other axis to the horn to control the direction of the ship, When the other blade is rotated at an angle, the inlet hole penetrates the rear part of the horn from the front of the horn facing the propeller so as to suppress the generation of air bubbles caused by the gap between the horn and the other wing. The wake is introduced through the inlet hole is configured to be sprayed into the gap between the horn and the other blade, characterized in that the inlet hole is configured to be located within the propeller radius.

또한 상기 유입홀은, 입구부에서 출구부를 향해 홀의 단면적이 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet hole is characterized in that the cross-sectional area of the hole is narrowed from the inlet to the outlet.

또한 상기 유입홀은, 유입홀의 내벽면이 입구부에서 출구부를 향해 라운드 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet hole is characterized in that the inner wall surface of the inlet hole is formed so as to round toward the outlet portion.

또한 상기 유입홀은, 입구부와 출구부의 모서리는 유입홀의 내측방향으로 라운드 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet hole, the edge of the inlet and outlet is characterized in that it is formed to be round in the inward direction of the inlet hole.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 은 본 발명의 유입홀이 형성된 방향타의 구조를 나타낸 사시도, 도 3 는 본 발명의 유입홀이 형성된 방향타의 구조를 나타낸 정면단면도, 도 4 는 본 발명의 방향타의 유입홀을 나타낸 평면단면도로서, 본 발명의 방향타(10)는 선박이 앞으로 나갈 수 있도록 추진력을 발생시켜주도록 날개(61)가 구비된 프로펠러(60)의 후방에 위치하여 물의 방향을 돌려 선박의 진행방향을 조절하게 된다.Figure 2 is a perspective view showing the structure of the rudder formed inlet hole of the present invention, Figure 3 is a front sectional view showing the structure of the rudder formed inlet hole of the present invention, Figure 4 is a planar cross-sectional view showing the inlet hole of the rudder of the present invention. , The rudder 10 of the present invention is located at the rear of the propeller 60 provided with the wing 61 so as to generate a propulsion force for the ship to go forward to adjust the direction of the ship by turning the water direction.

상기 방향타(10)는 선박의 후미에 고정되는 혼(30)과, 상기 혼(30)에 타 축(50)으로 연결되어 회전하는 타 날개(20)로 구성된다.The rudder 10 is composed of a horn 30 fixed to the rear of the ship, and the other blade 20 is connected to the horn 30 by the other shaft 50 to rotate.

상기 혼(30)은 선박에 고정되는 몸체부(33)와, 상기 몸체부(33)의 상부 및 하부 일측에 측면방향으로 연장되도록 형성되고, 상기 타 축(50)이 끼워질 수 있도록 중심부에 관통홀(36)이 천공되어 있는 상부플랜지(34) 및 하부플랜지(35)와, 상 기 프로펠러(60)와 마주하는 혼(30)의 전방부(31)에서 후방부(32)로 관통되는 유입홀(40)을 포함하여 구성된다.The horn 30 is formed to extend in the lateral direction on the body portion 33 and the upper and lower sides of the body portion 33 is fixed to the vessel, the central shaft so that the other shaft 50 can be fitted The through hole 36 is perforated through the upper flange 34 and the lower flange 35 and the front portion 31 of the horn 30 facing the propeller 60 to the rear portion 32 It is configured to include an inlet hole 40.

또한 상기 타 날개(20)는 일부분이 상기 혼(30)의 상, 하부플랜지(34)(35) 사이에 끼워지고 상기 상, 하부플랜지(34)(35)의 관통홀(36)을 통해 끼워지는 타 축(50)에 의해 혼(30)에 연결되어 타 축(50)을 중심으로 회전한다.In addition, the other wing 20 is partially sandwiched between the upper and lower flanges 34 and 35 of the horn 30 and inserted through the through holes 36 of the upper and lower flanges 34 and 35. The ground is connected to the horn 30 by the other shaft 50 and rotates about the other shaft 50.

상기와 같이 형성된 유입홀(40)은 프로펠러(60) 후류의 영향을 주로 받는 프로펠러 (60)반경 이내에 위치하도록 구성되어 프로펠러(60) 작동시 프로펠러(60) 후류가 자연스럽게 유입홀(40)로 유입되게 된다.The inlet hole 40 formed as described above is configured to be located within a radius of the propeller 60 mainly affected by the propeller 60 wake, so that the propeller 60 wake naturally flows into the inlet hole 40 when the propeller 60 is operated. Will be.

또한 상기 유입홀(40)은 입구부(41)에서 출구부(42)를 향해 단면의 크기가 작아지도록 구성된다. 이는 프로펠러(60)의 작동에 의해 발생되는 후류가 유입홀(40)을 통과할 경우 작아지는 단면에 의해 출구부에서 보다 빠르게 분사될 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the inlet hole 40 is configured such that the size of the cross section toward the outlet portion 42 from the inlet portion 41. This is because the wake generated by the operation of the propeller 60 can be injected more quickly at the outlet by the cross section which becomes smaller when passing through the inlet hole 40.

또한 상기 유입홀(40)은 혼(30)의 높이방향으로 길게 절개되도록 형성되는 장홈형태로서 입구부(41)에서 출구부(42)를 향해 홀 단면적이 감소 비율이 완만하도록 구성되며, 장홈형태의 넓은 구조에 의해 프로펠러(60)에 의해 발생되는 후류가 보다 유연하게 입구부(41)로 유입되어 출구부(42)로 빠져나가도록 구성된다.In addition, the inlet hole 40 is a long groove shape that is formed to be cut in the height direction of the horn 30 is formed so that the ratio of the hole cross-sectional area decreases slowly from the inlet portion 41 toward the outlet portion 42, the long groove shape By the wider structure of the wake generated by the propeller 60 is configured to flow into the inlet portion 41 more flexibly to exit to the outlet portion (42).

또한 상기 유입홀(40)의 내벽면은 입구부(41)에서 출구부(42)를 향해 라운드 되도록 형성되어 유입홀(40)을 통과하는 후류의 흐름이 간섭 없이 용이하게 흘러가도록 구성된다.In addition, the inner wall surface of the inlet hole 40 is formed to be rounded from the inlet part 41 toward the outlet part 42 so that the downstream flow passing through the inlet hole 40 easily flows without interference.

아울러 상기 유입홀(40)은 도 4 에서와 같이 입구부(41) 및 출구부(42)의 모 서리(43)가 유입홀의 내부를 향해 라운드 되도록 형성되어 있어, 후류가 유입홀(40)의 입구부(41)로 유연하게 유입되도록 하여 후류가 입구부(41)의 외측의 벽면에 부딪혀 와류가 형성되지 않도록 하며, 이렇게 유입되는 후류가 출구부(42)로 유출될 경우 빠른 속도로 빠져나가게 된다.In addition, the inlet hole 40 is formed such that the edge 43 of the inlet part 41 and the outlet part 42 is rounded toward the inside of the inlet hole, as shown in FIG. It allows the inlet 41 to flow flexibly so that the wake does not form a vortex by hitting the wall surface of the outside of the inlet portion 41, and when the inlet flows out of the outlet 42, it escapes at a high speed. do.

상기와 같이 구성되는 유입홀(40)의 구조에 의해 프로펠러(60)에 의해 발생되는 선박의 후류가 유입홀(40)에 의한 마찰력을 최소화 되고 보다 빠르게 혼(30)과 타 날개(20) 사이의 간극으로 분사되게 함으로써 공동현상을 억제해주게 된다.Due to the structure of the inlet hole 40 configured as described above, the wake of the ship generated by the propeller 60 minimizes the frictional force caused by the inlet hole 40 and more quickly between the horn 30 and the other blades 20. By spraying into the gap of the will suppress the cavitation.

이와 같은 본 발명은 선박이 주행할 수 있도록 프로펠러(60)가 작동할 경우 프로펠러(60)의 회전에 의해 후류가 발생되고 상기 후류는 혼(30)에 형성되어 있는 유입홀(40)의 입구부(41)를 통해 유입되며, 이렇게 유입되는 후류는 상기 유입홀(40)의 내부를 따라 이동하여 출구부(42)를 통해 분사됨으로써 상기 혼(30)과 타 날개(20) 사이의 압력을 변화시켜 공기 방울 형성을 억제해 주게 되고 이로 인해 선박의 캐비테이션이 발생되는 것을 방지하게 된다.In the present invention as described above, when the propeller 60 is operated so that the ship can run, the wake is generated by the rotation of the propeller 60, and the wake is an inlet part of the inlet hole 40 formed in the horn 30. Inflow through the 41, the inlet flows through the inlet hole 40 is moved through the outlet 42 to change the pressure between the horn 30 and the other blade 20 This prevents the formation of air bubbles, which prevents the cavitation of the vessel.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는, 혼에 형성되는 유입홀을 통해 프로펠러 후류를 혼과 타 날개 사이 틈새로 분사해줌으로써 혼과 타 날개 사이의 압력을 변화시켜서 혼과 타 날개 사이 틈에 기인한 캐비테이션 현상을 방지할 수 있으며, 상기 유입홀의 내벽면 및 입구부와 출구부를 라운드 처리함으로써 후류가 자연스럽게 분사되도록 하며, 입구부에서 출구부로 향할 수록 유입홀의 단면적이 좁아지도록 구성함으로써 후류가 보다 빠르게 분사될 수 있도록 하는 매우 유용한 발명이다.The effect of the present invention can be expected by the configuration and action as described above, by changing the pressure between the horn and the other wing by spraying the propeller wake into the gap between the horn and the other wing through the inlet hole formed in the horn It is possible to prevent the cavitation phenomenon caused by the gap between the other blades, the inner wall surface of the inlet hole and the inlet part and the outlet part by round processing so that the wake is naturally sprayed, the inlet hole is configured to narrow the cross-sectional area of the inlet hole toward the outlet part This is a very useful invention that allows the wake to be jetted faster.

Claims (4)

선박의 하부에 설치되고 프로펠러의 후방에 위치하는 혼과, 상기 혼에 타 축에 의해 회전 가능하도록 결합되어 선박의 방향을 제어하는 타 날개로 이루어진 방향타에 있어서,In the rudder consisting of a horn installed in the lower portion of the ship and located behind the propeller, and the other wing that is rotatably coupled to the horn by the other axis to control the direction of the ship, 상기 타 날개를 임의의 각도로 회전시킬 경우 상기 혼과 타 날개 사이틈에 기인한 공기방울 발생을 억제할 수 있도록 프로펠러와 마주하는 혼의 전방부에서 혼의 후방부로 관통되는 유입홀을 형성하여 프로펠러에서 발생되는 후류가 유입홀을 통해 유입되어 혼과 타 날개의 사이틈새로 분사되도록 구성하되, 상기 유입홀은 프로펠러 반경 이내에 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박 방향타의 공동현상 방지구조.When the other blade is rotated at an angle, the inlet hole penetrates the rear part of the horn from the front of the horn facing the propeller so as to suppress the generation of air bubbles caused by the gap between the horn and the other wing. The wake is introduced through the inlet hole is configured to be injected into the gap between the horn and the other wing, the inlet hole is cavitation prevention structure of the ship rudder, characterized in that configured to be located within the radius of the propeller. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유입홀은, 입구부에서 출구부를 향해 홀의 단면적이 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 방향타의 공동현상 방지구조.The inlet hole, the cavitation preventing structure of the ship rudder, characterized in that configured so that the cross-sectional area of the hole from the inlet to the outlet narrow. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유입홀은, 유입홀의 내벽면이 입구부에서 출구부를 향해 라운드 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 선박 방향타의 공동현상 방지구조.The inlet hole, the inner wall surface of the inlet hole is formed to be rounded toward the outlet from the inlet portion, the cavitation preventing structure of the ship rudder. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유입홀은, 입구부와 출구부의 모서리는 유입홀의 내측방향으로 라운드 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 선박 방향타의 공동현상 방지구조.The inlet hole, the edge of the inlet and outlet portion is formed in such a way that the inner circumferential direction of the inlet hole round cavities preventing structure of the ship rudder.
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