KR20090110779A - Rudder with attached fin - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 선박에 장비되어 선박의 침로 (針路) 방향을 변경하는 핀이 장착된 방향타에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래에, 추진 성능을 향상시키기 위해, 프로펠러 회전류를 추진 방향의 흐름으로 바꾸는 구조, 예를 들어 방향타 벌브의 축심 중심 위치에서 양현측으로, 프로펠러 축심으로부터 멀어짐에 따라 변화하는 유입각에 대응하여 경사각 (뒤틀림각) 을 설정한 수평 핀 (일본 공개특허공보 평6-305487호) 에 개시된 것이 알려져 있다. 또한, 추진 성능 향상을 위해, 프로펠러 축심 근방의 방향타 앞쪽 가장자리에 벌브를 부가하고, 벌브와 일체로 된 좌우의 높이가 동일한 수평 핀을 부가한 것 (일본 공개특허공보 평11-139395호) 이 알려져 있다.Conventionally, in order to improve the propulsion performance, a structure in which the propeller rotational flow is changed into the flow in the propulsion direction, for example, the inclination angle (in response to the inflow angle that changes as the distance from the propeller shaft center to the lateral side from the axial center position of the rudder bulb) It is known that it is disclosed by the horizontal pin (Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-305487) which set the twist angle. Further, in order to improve propulsion performance, it is known that a bulb is added to the rudder front edge near the propeller shaft center and a horizontal pin having the same right and left height integrated with the bulb (Japanese Patent Laid-Open No. 11-139395) is known. have.
그러나, 본 발명자들은 1 축 우회전 선 (船) 의 프로펠러가 작동하고 있는 후방의 방향타 주위의 플로우 필드를 상세하게 해석한 결과, 방향타판 앞쪽 가장자리 위치에서는 도 12 에 나타내는 바와 같은 물의 흐름이 발생하고, 방향타축 중심 위치에서는 도 13 에 나타내는 바와 같은 물의 흐름이 발생하고 있는 것을 발견하였다. 즉, 도 12 및 도 13 으로부터, 방향타 (R) 의 좌현측 (도 12 및 도 13 에 있어서 우측) 에서는, 스크루 프로펠러의 회전 반경 (P) 내측에서, 또한 스크루 프로펠러의 중심 위치 (C) 보다 상방측에서 상향의 흐름이 강해지고, 방향타 (R) 근방에서는 하향의 흐름이 강해지고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 방향타의 우현측 (도 12 및 도 13 에 있어서 좌측) 에서는, 스크루 프로펠러의 회전 반경 내측에서, 또한 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 하방측에서 하향의 흐름이 강해지고, 방향타 (R) 근방에서는 하향의 흐름이 강해지고 있는 것을 알 수 있다.However, the present inventors have analyzed in detail the flow field around the rudder at the rear where the propeller of the uniaxial right turn line operates, and as a result, water flow as shown in Fig. 12 occurs at the rudder plate front edge position. It was found that water flow as shown in FIG. 13 occurred at the rudder axis center position. That is, from FIG. 12 and FIG. 13, in the port side (right side in FIG. 12 and FIG. 13) of the rudder R, inside the rotation radius P of a screw propeller, it is higher than the center position C of a screw propeller. It turns out that the upward flow becomes strong from the side, and the downward flow becomes strong near the rudder (R). On the other hand, on the starboard side of the rudder (left in FIGS. 12 and 13), the downward flow is stronger inside the rotation radius of the screw propeller and below the center position of the screw propeller, and downward in the vicinity of the rudder R. It turns out that the flow of is getting stronger.
따라서, 프로펠러 후류의 방향타축 중심 위치에서는 상기 서술한 바와 같이 프로펠러 회전 방향이 상이한 좌우현에 있어서, 중심 위치 (C) 보다 상방과 하방에서 흐르고, 및 흐름의 세기가 현저하게 상이하다. 이 때문에, 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 2 에 기재된 바와 같이, 축심 중심 위치, 축심 위치 근방에서 양현측으로 동일한 높이로 형성한 수평 핀에서는, 프로펠러 후류에 의해 효율적으로 추진 효율을 향상시킬 수 없다는 문제가 있다.Therefore, in the rudder shaft center position of the propeller wake, as above-mentioned, in the left and right strings from which a propeller rotation direction differs, it flows above and below center position C, and the intensity | strength of a flow differs remarkably. For this reason, as described in
또한, 레이놀즈수 : 1080000, 스크루 프로펠러의 회전수 : 7.8rps 에 있어서의 플로우 필드 해석 결과인 도 12 및 도 13 은 선수측에서 본 전진시의 도면이고, 도시되지 않은 스크루 프로펠러는, 전진시에 선미측에서 보았을 때 우회전하고 있다. 또한, 도면 중에 있어서 화살표의 방향은 그 면 내에 있어서의 흐름의 방향, 화살표의 길이는 흐름의 크기를 나타내고 있다. 특히, 방향타 우현측의 프로펠러 중심선보다 하측에서 하향 흐름이 강해지고 있다.12 and 13 which are the results of the flow field analysis at Reynolds number: 1080000 and the rotation speed of the screw propeller: 7.8 rpm are shown at the forward side, and the screw propeller (not shown) is stern at the forward direction. It is turning right when seen from the side. In the drawings, the direction of the arrow indicates the direction of flow in the plane, and the length of the arrow indicates the magnitude of the flow. In particular, the downward flow is stronger than the propeller center line on the rudder starboard side.
본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 스크루 프로펠러 후방의 물의 흐름을 보다 효과적으로 조정함으로써 반류 (伴流) 이득을 증가시켜, 추진 성능 (추진 효율) 의 향상화를 도모할 수 있는 핀이 장착된 방향타, 및 이것을 구비한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a pin capable of improving the propulsion performance (propulsion efficiency) by increasing the return gain by adjusting the flow of water behind the screw propeller more effectively. It is an object of the present invention to provide a mounted rudder and a ship having the same.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해 하기의 수단을 채용하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention employ | adopted the following means in order to solve the said subject.
본 발명에 관련된 핀이 장착된 방향타의 제 1 양태는, 스크루 프로펠러의 후방에 배치되어, 선박의 침로 방향을 변경함과 함께, 좌현측의 방향타면에 제 1 핀이, 우현측의 방향타면에 제 2 핀이 각각 1 장씩 형성되어 있는 핀이 장착된 방향타로서, 상기 스크루 프로펠러가 전진시에 선미측에서 보았을 때 우회전으로 회전하는 경우에는, 상기 제 1 핀의 일단이, 상기 좌현측의 방향타면에서, 상기 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 상방에 장착되고, 상기 제 2 핀의 일단이, 상기 우현측의 방향타면에서, 상기 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 하방에 장착되어 있고, 상기 스크루 프로펠러가 전진시에 선미측에서 보았을 때 좌회전으로 회전하는 경우에는, 상기 제 1 핀의 일단이, 상기 좌현측의 방향타면에서, 상기 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 하방에 장착되고, 상기 제 2 핀의 일단이, 상기 우현측의 방향타면에서, 상기 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 상방에 장착되어 있음과 함께, 각 핀의 타단이, 상기 스크루 프로펠러의 회전 반경보다 내측에서, 또한, 상향 또는 하향의 흐름이 강해지는 위치까지 수평으로 연장되어 있다.The 1st aspect of the rudder with which the pin which concerns on this invention was mounted is arrange | positioned at the back of a screw propeller, while changing the course direction of a ship, and the 1st pin is made to the rudder surface of a starboard side on the rudder surface of a port side. A rudder in which a second pin is formed one by one, respectively, wherein when the screw propeller rotates to the right when viewed from the stern side when moving forward, one end of the first pin is the rudder surface on the port side. The screw propeller is mounted above the center position of the screw propeller, one end of the second pin is mounted below the center position of the screw propeller on the rudder surface of the starboard side, and the screw propeller is moved forward. In the case of rotating leftward when viewed from the stern side, one end of the first pin is below the center position of the screw propeller on the rudder surface on the port side. While one end of the second pin is mounted above the center position of the screw propeller on the rudder surface on the starboard side, the other end of each pin is inward of the rotation radius of the screw propeller. In addition, it extends horizontally to a position where the upward or downward flow becomes strong.
본 발명에 관련된 핀이 장착된 방향타의 제 2 양태는, 전진시에 선미측에서 보았을 때 우회전으로 회전하는 스크루 프로펠러의 후방에 배치되어, 선박의 침로 방향을 변경함과 함께, 좌현측의 방향타면에 제 1 핀이, 우현측의 방향타면에 제 2 핀이 각각 1 장씩 형성되어 있는 핀이 장착된 방향타로서, 상기 제 1 핀의 일단이, 상기 좌현측의 방향타면에서, 상기 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 상방에 장착되고, 상기 제 2 핀의 일단이, 상기 우현측의 방향타면에서, 상기 스크루 프로펠러의 중심 위치보다 하방에 장착되어 있고, 제 1 핀의 타단이, 상기 스크루 프로펠러의 회전 반경보다 내측에서, 또한, 상향의 흐름이 강해지는 위치까지 경사진 상방으로 연장되어 있음과 함께, 제 2 핀의 타단이, 상기 스크루 프로펠러의 회전 반경보다 내측에서, 또한, 하향의 흐름이 강해지는 위치까지 수평으로 연장되어 있다.The 2nd aspect of the rudder with a pin which concerns on this invention is arrange | positioned at the back of the screw propeller which rotates to a right turn when seen from the stern side at the time of forward movement, and changes the course direction of a ship, and the rudder surface of a port side The first pin is a rudder in which a second pin is formed on the rudder face on the starboard side, respectively, wherein one end of the first pin is the center of the screw propeller on the rudder face on the port side. It is mounted above a position, one end of the said 2nd pin is attached below the center position of the said screw propeller in the rudder surface of the said starboard side, and the other end of a 1st pin is smaller than the rotation radius of the said screw propeller. While extending upwardly inclined to the position where the upward flow becomes stronger, the other end of the second pin is further lower than the radius of rotation of the screw propeller. It extends horizontally to a position where the flow of incense becomes strong.
또한, 전진시에 선미측에서 보았을 때 좌회전으로 회전하는 스크루 프로펠러의 후방에 배치되는 경우에는, 제 1 핀과 제 2 핀의 위치 관계가 좌우 반대로 된다.Moreover, when arrange | positioned behind the screw propeller which rotates to the left when viewed from the stern side at the time of advancement, the positional relationship of a 1st pin and a 2nd pin will be reversed left and right.
본 발명에 관련된 핀이 장착된 방향타에 의하면, 방향타 근방의 하강, 상승, 선회하는 흐름에 대해 적당한 영각 (迎角) 을 갖게 한 핀이 추력을 발생시키기 때문에, 선체 저항을 줄여 추진 마력을 저감시킬 수 있다. 또한, 도 7 과 같이 핀의 장착 위치를 상하로 이동시키거나, 도 8 과 같이 장착각을 경사시켜, 방향타의 회전의 흐름에 의해 적합시킴으로써 핀의 추진 마력 저감 효과를 크게 할 수 있다.According to the rudder equipped with a pin according to the present invention, since the pin having a proper angle of incidence is generated for the flow of descending, rising and turning near the rudder, the propulsion horsepower can be reduced by reducing the hull resistance. Can be. In addition, it is possible to increase the propulsion horsepower reduction effect of the pin by moving the mounting position of the pin up and down as shown in FIG. 7 or by tilting the mounting angle as shown in FIG.
또한, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 방향타면의 좌현 상방에서는, 상승류와 내향 흐름이 합쳐진 선회류에 가까운 흐름으로 되어 있는 경우가 있고, 이와 같은 경우에는 핀의 장착각을 경사진 상방으로 향하면, 핀에 의한 추력 발생의 효과를 보다 크게 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 13, in the upper port side of a rudder surface, it may become a flow close to the swirl flow which the upflow and inward flow combined, and in such a case, when the mounting angle of a pin faces the inclined upward direction, The effect of thrust generation by the pin can be made larger.
상기 핀이 장착된 방향타에 있어서, 상기 스크루 프로펠러의 프로펠러 보스와 대향하는 앞쪽 가장자리부에, 팽추체 (膨錘體) 로 이루어지는 방향타 벌브가 형성되어 있고, 또한, 그 앞쪽 가장자리가, 상기 스크루 프로펠러 후류의 유입 방향에 맞추어 비틀려 있으면 더욱 바람직하다.In the rudder in which the said pin is mounted, the rudder bulb which consists of an expanding body is formed in the front edge part which opposes the propeller boss of the said screw propeller, and the front edge is the said screw propeller wake. It is more preferable if it is twisted according to the inflow direction of.
이와 같은 핀이 장착된 방향타에 의하면, 방향타 벌브에 의해, 프로펠러 보스의 후단에서 발생하는 흐름이 방향타 벌브의 표면을 따라 흐르고, 이로써 보스 소용돌이가 약해지게 되므로 소용돌이 저항을 줄일 수 있어, 추진 성능 (추진 효율) 을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the rudder equipped with such a pin, the rudder bulb causes the flow generated at the rear end of the propeller boss to flow along the surface of the rudder bulb, thereby weakening the boss vortex, thereby reducing the vortex resistance, thereby promoting propulsion performance (propulsion). Efficiency) can be further improved.
또한, 핀이 장착된 방향타의 앞쪽 가장자리는, 스크루 프로펠러 후류의 유입 방향에 맞추어 상하로 반대 방향으로 비틀려 (뒤틀려) 있고, 방향타 앞쪽 가장자리부 프로펠러 축심 높이의 위치에서는 갭이 발생하여 캐비테이션 발생의 원인이 되는데, 방향타 벌브에 의해 이 갭이 해소되고, 앞쪽 가장자리에서 발생하는 방향타 캐비테이션을 억제할 수 있어, 방향타면의 부식 및 방향타면으로부터의 페인트의 박리를 방지할 수 있다.In addition, the front edge of the pinned rudder is twisted (twisted) in the up and down direction in accordance with the inflow direction of the screw propeller wake, and a gap occurs at the position of the rudder front edge propeller shaft height, causing cavitation. Although this gap is eliminated by the rudder bulb, the rudder cavitation generated at the front edge can be suppressed, and corrosion of the rudder surface and peeling of the paint from the rudder surface can be prevented.
또한, 앞쪽 가장자리의 타단은 방향타 벌브의 정상부에 접속되고, 앞쪽 가장자리의 일단은 방향타 벌브의 저부에 접속되어 있다. 즉, 앞쪽 가장자리의 타 단과 앞쪽 가장자리의 일단은, 방향타 벌브를 통해 접속되어 있으므로 앞쪽 가장자리부의 가공을 용이한 것으로 할 수 있어, 제작성을 향상시킬 수 있다.The other end of the front edge is connected to the top of the rudder bulb, and one end of the front edge is connected to the bottom of the rudder bulb. That is, since the other end of the front edge and one end of the front edge are connected via the rudder bulb, the front edge can be easily processed, and the manufacturability can be improved.
상기 핀이 장착된 방향타에 있어서, 상기 제 1 핀이, 단면에서 보았을 때 날개형으로, 상향의 캠버를 갖도록 형성되고, 상기 제 2 핀이, 단면에서 보았을 때 날개형으로, 하향의 캠버를 갖도록 형성되어 있으면 더욱 바람직하다.In the rudder in which the pin is mounted, the first pin is formed to have an upward camber in a wing shape when viewed in a cross section, and the second pin has a downward camber in a wing shape when viewed in a cross section. It is more preferable if it is formed.
이와 같은 핀이 장착된 방향타에 의하면, 각 핀에는 양력 (揚力) 을 증가시키는 방향의 캠버가 부착되어 있다. 그리고, 이 양력의 앞쪽을 향하는 성분은 선박의 선체를 전진 방향으로 추진시키는 추력이 되기 때문에, 이 추력이 선체에 작용하여 선체 저항이 저감된다.According to the rudder equipped with such a pin, the camber of the direction which raises lift is attached to each pin. The forward-facing component of this lifting force is the thrust for pushing the ship's hull in the forward direction, so that the thrust acts on the hull and the hull resistance is reduced.
이로써, 추진 성능 (추진 효율) 을 더욱 향상시킬 수 있다.Thereby, propulsion performance (propulsion efficiency) can be improved further.
본 발명에 관련된 핀이 장착된 방향타에 의하면, 방향타 근방의 하강, 상승, 선회하는 흐름에 대해 적당한 영각을 갖게 한 핀이 추력을 발생시키기 때문에, 선체 저항을 줄여 추진 마력을 저감시킬 수 있다.According to the rudder equipped with the pin which concerns on this invention, since the pin which gave moderate angle to the flow which descends, rises, and turns in the vicinity of a rudder produces thrust, propulsion horsepower can be reduced by reducing hull resistance.
본 발명에 관련된 핀이 장착된 방향타에 의하면, 방향타 근방의 하강, 상승, 선회하는 흐름에 대해 적당한 영각을 갖게 한 핀이 추력을 발생시키기 때문에, 선체 저항을 줄여 추진 마력의 저감, 연비의 향상을 도모할 수 있다는 효과를 갖는다.According to the rudder equipped with a pin according to the present invention, the pin having a proper angle of incidence with respect to the falling, rising and turning flow in the vicinity of the rudder generates thrust, thereby reducing the hull resistance and reducing the propulsion horsepower and improving the fuel economy. It has the effect that it can be planned.
이하, 본 발명에 관련된 핀이 장착된 방향타의 제 1 실시형태에 대해, 도 1 내지 도 4 를 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, 1st Embodiment of the rudder with a pin which concerns on this invention is described, referring FIGS.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 우현측에서 본 우측면도이고, 도 2 는 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 좌현측에서 본 좌측면도이고, 도 3 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이며, 도 4 는 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박을 항주시켜 얻어진 실험 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a right side view of a stern portion of a ship equipped with a rudder equipped with a pin according to the present embodiment as seen from the starboard side, and FIG. 2 is a port side side of a stern portion of a ship equipped with a rudder equipped with a pin according to the present embodiment. 3 is a front view of the rudder equipped with the pin according to the present embodiment as viewed from the bow side, and FIG. 4 is an experimental result obtained by sailing a ship equipped with the rudder equipped with the pin according to the present embodiment. A graph representing.
도 1 또는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 는, 스크루 프로펠러 (2) 보다 후방측 (선미측) 에 위치하는 선미부 (3) 의 선미 선저 (4) 로부터 연직 하방으로 연장되는 방향타축 (5) 에 장착되어, 이 방향타축 (5) 과 함께 연직 축선 방향으로 회전 운동하여, 선박 (1) 의 침로 방향을 변경하는 판상 부재이다.As shown in FIG. 1 or 2, the
스크루 프로펠러 (2) 는, 보싱 (6) 을 관통하는 프로펠러축 (7) 의 후단부 (선미측의 단부) 에 장착되어, 프로펠러축 (7) 과 함께, 전진시에 선미측에서 보았을 때 시계 방향 (우회전) 으로 회전하고, 후진시에 선미측에서 보았을 때 반시계 방향 (좌회전) 으로 회전한다.The
그런데, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 의 좌현측의 방향타면 (11) 에는 제 1 핀 (12) 이, 핀이 장착된 방향타 (10) 의 우현측의 방향타면 (13) 에는 제 2 핀 (14) 이 각각 1 장씩 형성되어 있다 (장착되어 있다).By the way, the
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 핀 (12) 은, 그 일단 (근원) 이 방향타면 (11) 의 중앙부 앞쪽 가장자리측에서, 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 상방에 장착되어 수평 방향 (도 3 에 있어서 좌현 바깥 방향) 으로 연장되는, 단면에서 보았을 때 날개형으로, 상향의 캠버를 갖는 작은 날개이다. 또한, 제 1 핀 (12) 의 타단 (선단) 은, 스크루 프로펠러 (2) 의 회전 반경 (P) (도 12 및 도 13 참조) 보다 내측에서, 또한 상향의 흐름이 강해지는 위치 (영역) 까지 연장되어 있다.As shown in FIG.2 and FIG.3, the
도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 핀 (14) 은, 그 일단 (근원) 이 방향타면 (13) 의 중앙부 앞쪽 가장자리측에서, 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 하방에 장착되어 수평 방향 (도 3 에 있어서 우현 바깥 방향) 으로 연장되는, 단면에서 보았을 때 날개형으로, 하향의 캠버를 갖는 작은 날개이다. 또한, 제 2 핀 (14) 의 타단 (선단) 은, 스크루 프로펠러 (2) 의 회전 반경 (P) (도 12 및 도 13 참조) 보다 내측에서, 또한 하향의 흐름이 강해지는 위치 (영역) 까지 연장되어 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the
본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 에 의하면, 제 1 핀 (12) 에 의해, 방향타면 (11) 근방에 발생하는 스크루 프로펠러 (2) 의 회전 반경 (P) 내측에서, 또한 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 상방측에 발생하는 상향의 흐름이 약해짐 (억제됨) 과 함께, 제 2 핀 (14) 에 의해 방향타면 (13) 근방에 발생하는 스크루 프로펠러 (2) 의 회전 반경 (P) 내측에서, 또한 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 하방측에 발생하는 하향의 흐름이 약해지게 (억제되게) 된다.According to the
이와 같이, 방향타면 근방의 상하 방향의 흐름을 정류함으로써 선체 저항을 줄일 수 있다. 바꿔 말하면, 방향타면 상의 핀은 상하 방향의 흐름에서 발생하는 양력을 이용하여 추진 성능 (추진 효율) 의 향상화를 도모할 수 있다.Thus, the hull resistance can be reduced by rectifying the flow in the vertical direction near the rudder surface. In other words, the pin on the rudder surface can improve the propulsion performance (propulsion efficiency) by using the lift force generated in the flow in the vertical direction.
도 4 는 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 를 장비한 선박을 항주시켜 얻어진 실험 결과를 나타내는 그래프로서, 가로축은 선속 (kn : 노트), 세로축은 마력 (kW) 을 나타내고 있다. 또한, 도면 중의 좌측 하부에서 우측 상부에 걸쳐 그린 파선은, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 를 장비하고 있지 않은 선박에서 얻어진 데이터이고, 도면 중의 좌측 하부에서 우측 상부에 걸쳐 그린 실선은, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 를 장비한 선박에서 얻어진 데이터이다.Fig. 4 is a graph showing an experimental result obtained by sailing a ship equipped with a
도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 를 장비한 선박에서는, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 를 장비하고 있지 않은 선박과 동일한 선속을 얻는 데에 마력이 적어도 되고, 또한 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 를 장비하고 있지 않은 선박과 동일한 마력을 부여한 경우, 선속이 늘게 (증가하게) 된다. 이로써, 종래비로 2% 정도의 연비 저감 효과가 얻어지게 되어, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 에 의한 상기 작용 효과를 증명하는 것으로서 유효한 실험 결과이다.As shown in FIG. 4, in the ship equipped with the
또한, 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (10) 에 의하면, 핀 (12) 은 대응하는 방향타면 (11) 에 대해, 그 앞쪽 가장자리가 뒤쪽 가장자리보다 하방에 위치하도록 장착되어 상향의 캠버가 부착되어 있고, 핀 (14) 은 대응하는 방향타면 (13) 에 대해, 그 앞쪽 가장자리가 뒤쪽 가장자리보다 상방에 위치하도록 장 착되어 하향의 캠버가 부착되어 있으므로, 각 핀 (12, 14) 에 선수측의 상방 및 하방을 향해 양력을 발생시킬 수 있다. 그리고, 이 양력의 앞쪽을 향하는 성분은 선박 (1) 의 선체를 전진 방향으로 추진시키는 추력이 되기 때문에, 이 추력이 선체에 작용하여 선체 저항이 저감된다.Moreover, according to the
이로써, 추진 성능 (추진 효율) 을 향상시킬 수 있다.Thereby, propulsion performance (propulsion efficiency) can be improved.
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타에 대해, 도 5 내지 도 7 을 참조하면서 설명한다. 도 5 는 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 우현측에서 본 우측면도이고, 도 6 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 좌현측에서 본 좌측면도이며, 도 7 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.The rudder equipped with the pin which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIGS. 5-7. FIG. 5 is a right side view of the stern portion of the ship equipped with the rudder equipped with the pin according to the present embodiment, seen from the starboard side, and FIG. 6 is the port side of the stern portion of the ship equipped with the rudder equipped with the pin according to the present embodiment; It is a left side view seen from the side, and FIG. 7 is the front view which looked at the bow side with the rudder equipped with the pin which concerns on this embodiment.
본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (20) 는, 도 5 내지 도 7 에 나타내는 바와 같이, 방향타 벌브 (21) 를 구비하고 있음과 함께, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 그 앞쪽 가장자리 (22, 23) 가 수직 축선 (연직 축선) 에 대해 경사져 있다는 점에서 상기 서술한 제 1 실시형태와 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.As shown in Figs. 5 to 7, the
방향타 벌브 (21) 는, 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리부에서, 또한 스크루 프로펠러 (2) (도 1 또는 도 2 참조) 의 프로펠러 보스 (2a) (도 1 또는 도 2 참조) 와 대향하는 위치에 형성된 팽추체로서, 도 5 또는 도 6 에 나타내는 바와 같이, 프로펠러 보스 (2a) 와 대향하는 선수측 단면에서 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리에 걸쳐 급격하게 확경됨과 함께, 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리에서 뒤쪽 가장자리측을 향해 완만하게 축경되어 있다. 제 2 핀 (14) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리부로부터 후류측의 방향타 벌브 (21) 의 하방에 형성되어 있다. 또한, 제 1 핀 (12) 은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리부로부터 후류측의 방향타 벌브 (21) 의 상방에 형성되어 있다. 이와 같이, 방향타 근방의 플로우 필드를 고려하여, 제 1 핀 (12) 및 제 2 핀 (14) 을 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리부로부터 후류측의 방향타 벌브 (21) 근방에 형성함으로써, 추력을 가장 효과적으로 얻을 수 있다. 또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 방향타 벌브 (21) 의 단면 형상은 대략 원형으로 되어 있고, 이 단면은 선수측에서 선미측에 걸친 어느 위치에 있어서도 동일한 형상으로 되어 있다.The
이와 같은 방향타 벌브 (21) 는, 프로펠러 보스 (2a) 의 후단에서 발생하는 보스 소용돌이를 억제하는 것, 즉, 프로펠러 보스 (2a) 의 후단에서 발생하는 흐름을 방향타 벌브 (21) 의 표면을 따르게 하여 흐르게 함으로써 보스 소용돌이를 약하게 함 (회수함) 과 함께, 소용돌이 저항을 줄여 추진 성능 (추진 효율) 을 향상시키는 것이다.
도 7 에 나타내는 바와 같이, 방향타 벌브 (21) 보다 상방, 즉, 방향타 벌브 (21) 의 상측에 위치하는 앞쪽 가장자리 (22) 는, 그 일단 (상단) 이 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 와 동일하거나 혹은 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 우현측에 위치하고, 그 타단 (하단) 이 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 좌현측에 위치함과 함께, 일단에서 타단에 걸쳐 대략 일직선을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 앞쪽 가장자리 (22) 의 타단은 방향타 벌브 (21) 의 정상부에 접속되어 있다.As shown in FIG. 7, the
한편, 방향타 벌브 (21) 보다 하방, 즉, 방향타 벌브 (21) 의 하측에 위치하는 앞쪽 가장자리 (23) 는, 그 일단 (상단) 이 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 우현측에 위치하고, 그 타단 (하단) 이 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 와 동일하거나 혹은 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 좌현측에 위치함과 함께, 일단에서 타단에 걸쳐 대략 일직선을 이루도록 형성되어 있다. 또한, 앞쪽 가장자리 (23) 의 일단은 방향타 벌브 (21) 의 저부에 접속되어 있다.On the other hand, the
즉, 앞쪽 가장자리 (22, 23) 는, 스크루 프로펠러 (2) 후류의 유입 방향에 맞추어 비틀려 (뒤틀려) 있고, 이로써 핀이 장착된 방향타 (20) 에 대한 스크루 프로펠러 (2) 로부터의 유입 방향 (유입 각도) 을 감소시켜, 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리 (22, 23) 에서 발생하는 방향타 캐비테이션을 억제하는 것이다.In other words, the leading
본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (20) 에 의하면, 방향타 벌브 (21) 에 의해, 프로펠러 보스 (2a) 의 후단에서 발생하는 흐름이 방향타 벌브 (21) 의 표면을 따라 흐르고, 이로써 보스 소용돌이가 약해지게 되므로, 소용돌이 저항을 줄일 수 있어, 추진 성능 (추진 효율) 을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the
또한, 핀이 장착된 방향타 (20) 의 앞쪽 가장자리 (22, 23) 는, 스크루 프로 펠러 (2) 후류의 유입 방향에 맞추어 비틀려 (뒤틀려) 있고, 이로써 핀이 장착된 방향타 (20) 에 대한 스크루 프로펠러 (2) 후류의 유입 방향 (유입 각도) 이 감소하게 되므로, 앞쪽 가장자리 (22, 23) 에서 발생하는 방향타 캐비테이션을 억제할 수 있어, 방향타면 (11, 13) 의 부식 및 방향타면 (11, 13) 으로부터의 페인트의 박리를 방지할 수 있다. 특히, 컨테이너선 등의 고속선에 의하면, 방향타 캐비테이션에 의한 부식의 발생 및 페인트의 박리가 발생할 가능성이 있고, 본 발명을 컨테이너선 등의 고속선에 적용한 경우, 방향타 캐비테이션의 억제 효과는 현저해진다.In addition, the
또한, 앞쪽 가장자리 (22) 의 타단은 방향타 벌브 (21) 의 정상부에 접속되고, 앞쪽 가장자리 (23) 의 일단은 방향타 벌브 (21) 의 저부에 접속되어 있다. 이와 같은 리액션 방향타는, 프로펠러 축심부에서는 뒤틀림 방향이 반대로 되기 때문에, 방향타 앞쪽 가장자리부로 단차가 발생하고, 그 단차부에서 캐비테이션이 발생하여, 가공도 어렵다는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에서는, 앞쪽 가장자리 (22) 의 타단과 앞쪽 가장자리 (23) 의 일단은, 방향타 벌브 (21) 를 통해 접속되어 있으므로, 방향타 앞쪽 가장자리부에서의 단차가 발생하는 경우가 없어, 캐비테이션의 발생을 방지하고, 또한 앞쪽 가장자리부의 가공을 용이한 것으로 할 수 있어, 제작성도 향상시킬 수 있다.The other end of the
그 밖의 작용 효과는, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.Since the other effect is the same as that of 1st Embodiment mentioned above, the description is abbreviate | omitted here.
본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타에 대해, 도 8 을 참 조하면서 설명한다. 도 8 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.The rudder equipped with the pin which concerns on 3rd Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. 8 is a front view of the rudder equipped with the pins according to the present embodiment as seen from the bow side.
본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (30) 는, 제 1 핀 (12) 대신에 제 1 핀 (31) 이 형성되어 있다는 점에서 상기 서술한 제 1 실시형태와 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.The
도 8 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 제 1 핀 (31) 은, 그 일단 (근원) 이 방향타면 (11) 의 중앙부 앞쪽 가장자리측에서, 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 상방에 장착되어 경사진 상방향 (도 8 에 있어서 우측 상부의 방향) 으로 연장되는, 단면에서 보았을 때 날개형으로, 상향의 캠버를 갖는 작은 날개이다. 또한, 제 1 핀 (31) 의 타단 (선단) 은, 스크루 프로펠러 (2) 의 회전 반경 (P) (도 12 및 도 13 참조) 보다 내측에서, 또한 상향의 흐름이 가장 강해지는 위치 (영역) 까지 연장되어 있다.As shown in FIG. 8, the
도 13 에 나타내는 바와 같이, 방향타면의 좌현 상방에서는, 상승류와 내향 흐름이 합쳐진 선회류에 가까운 흐름으로 되어 있는 경우가 있고, 이와 같은 경우에는 본 실시형태에 관련된 제 1 핀 (31) 과 같이 그 장착각을 경사진 상방으로 향함으로써, 핀에 의한 추력 발생의 효과를 보다 크게 할 수 있다.As shown in FIG. 13, in the upper port side of a rudder surface, it may become a flow close to the swirl flow which the upflow and inward flow combined, and in such a case, like the
그 밖의 작용 효과는, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.Since the other effect is the same as that of 1st Embodiment mentioned above, the description is abbreviate | omitted here.
본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타에 대해, 도 9 내지 도 11 을 참조하면서 설명한다. 도 9 는 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 우현측에서 본 우측면도이고, 도 10 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 좌현측에서 본 좌측면도이며, 도 11 은 본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.The rudder equipped with the pin which concerns on 4th Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIGS. 9-11. Fig. 9 is a right side view of the stern part of the ship equipped with the rudder equipped with the pin according to the present embodiment, seen from the starboard side, and Fig. 10 is the port side of the stern part of the ship equipped with the rudder equipped with the pin according to the present embodiment; It is a left side view seen from the side, and FIG. 11 is a front view which looked at the bow side with the rudder equipped with the pin which concerns on this embodiment.
본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (40) 는, 제 1 핀 (12) 대신에 제 1 핀 (41) 이 형성되어 있다는 점에서 상기 서술한 제 2 실시형태와 상이하다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는 상기 서술한 제 2 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그들 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.The
도 10 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 제 1 핀 (41) 은, 그 일단 (근원) 이 방향타 벌브 (21) 의 정상부 뒤쪽 가장자리측에서, 스크루 프로펠러 (2) 의 중심 위치 (C) 보다 상방에 장착되어 경사진 상방향 (도 11 에 있어서 우측 상부의 방향) 으로 연장되는, 단면에서 보았을 때 날개형으로, 상향의 캠버를 갖는 작은 날개이다. 또한, 제 1 핀 (41) 의 타단 (선단) 은, 스크루 프로펠러 (2) 의 회전 반경 (P) (도 12 및 도 13 참조) 보다 내측에서, 또한 상향의 흐름이 가장 강해지는 위치 (영역) 까지 연장되어 있다.As shown to FIG. 10 and FIG. 11, the
본 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타 (40) 의 작용 효과는, 상기 서술한 제 3 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.Since the operation and effect of the
또한, 도 12 및 도 13 에 나타내는 흐름은 배마다 상이하기 때문에 배마다 플로우 필드 해석을 실시하여, 제 1 핀 및 제 2 핀이 효과적으로 되는 영역을 특정 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 필요에 따라 변형 실시, 변경 실시할 수 있다.In addition, since the flow shown to FIG. 12 and FIG. 13 differs from ship to ship, it is preferable to perform a flow field analysis by ship, and to specify the area | region by which a 1st fin and a 2nd fin become effective. In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation can be implemented suitably and a change can be implemented as needed in the range which does not deviate from the technical idea of this invention.
또한, 본 발명의 핀이 장착된 방향타는 선박, 예를 들어 가스 운반선, 탱커, 컨테이너선, 페리, RORO 선, 자동차 운반선, 광석·산적 화물선, 여객선 등의 일반 상선에 적용되어, 양호한 추진 마력의 저감, 연비를 향상시킬 수 있어, 에너지 절약선으로서 기대할 수 있다.In addition, the rudder equipped with the pin of the present invention is applied to general commercial ships such as ships, for example, gas carriers, tankers, container ships, ferries, RORO ships, car carriers, ores, bulk carriers, passenger ships, etc. Reduction and fuel economy can be improved and it can be expected as an energy saving ship.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 우현측에서 본 우측면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a right side view which looked at the stern part of the ship equipped with the rudder with a pin which concerns on 1st Embodiment of this invention from the starboard side.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 좌현측에서 본 좌측면도이다.It is a left side view which looked at the stern part of the ship equipped with the rudder with a pin which concerns on 1st Embodiment of this invention from the port side.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.Fig. 3 is a front view of the rudder equipped with the pins according to the first embodiment of the present invention as seen from the bow side.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박을 항주시켜 얻어진 실험 결과를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing experimental results obtained by sailing a ship equipped with a rudder equipped with a pin according to the first embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 우현측에서 본 우측면도이다.It is a right side view which looked at the stern part of the ship equipped with the rudder with a pin which concerns on 2nd Embodiment of this invention from the starboard side.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 좌현측에서 본 좌측면도이다.It is a left side view which looked at the stern part of the ship equipped with the rudder with a pin which concerns on 2nd Embodiment of this invention from the port side.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.It is the front view which looked at the bow side with the rudder equipped with the pin which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.It is the front view which looked at the bow side with the rudder equipped with the pin which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 우현측에서 본 우측면도이다.It is a right side view which looked at the stern part of the ship equipped with the rudder with a pin which concerns on 4th Embodiment of this invention from the starboard side.
도 10 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 장비한 선박의 선미부를 좌현측에서 본 좌측면도이다.It is a left side view which looked at the stern part of the ship equipped with the rudder with a pin which concerns on 4th Embodiment of this invention from the port side.
도 11 은 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 핀이 장착된 방향타를 선수측에서 본 정면도이다.It is a front view which looked at the bow side with the rudder with which the pin which concerns on 4th Embodiment of this invention was attached.
도 12 는 종래의 선박용 키를 장비한 선박의, 키판 앞쪽 가장자리 위치에 있어서의 물의 흐름을 선수측에서 본 도면이다.Fig. 12 is a view of the flow of water at the front edge position of the keypad of a ship equipped with a conventional ship key from the bow side.
도 13 은 종래의 선박용 키를 장비한 선박의, 키축 중심 위치에 있어서의 물의 흐름을 선수측에서 본 도면이다.It is a figure which looked at the flow of the water in the key-axis center position of the ship equipped with the conventional ship key from the bow side.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 선박 2 : 스크루 프로펠러1: ship 2: screw propeller
3 : 선미부 4 : 선미 선저3: stern part 4: stern bottom
5 : 방향타축 6 : 보싱5: rudder axis 6: boss
7 : 프로펠러축7: propeller shaft
10, 20, 30, 40 : 핀이 장착된 방향타10, 20, 30, 40: rudder with pins
11 : 방향타면 12, 31, 41 : 제 1 핀11:
13 : 방향타면 14 : 제 2 핀13: rudder surface 14: second pin
21 : 방향타 벌브 22, 23 : 앞쪽 가장자리21:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101310965B1 (en) * | 2011-06-21 | 2013-09-23 | 삼우중공업(주) | rudder of ship |
KR101402441B1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-06-11 | 현대중공업 주식회사 | A rudder for ship |
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KR20180040700A (en) * | 2015-12-09 | 2018-04-20 | 재팬 마린 유나이티드 코포레이션 | Ship Keys, Steering Methods and Vessels |
CN109895988A (en) * | 2019-03-05 | 2019-06-18 | 广州船舶及海洋工程设计研究院(中国船舶工业集团公司第六0五研究院) | A kind of rudder blade structure |
-
2009
- 2009-01-23 KR KR1020090006072A patent/KR20090110779A/en not_active Application Discontinuation
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KR101402376B1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-06-11 | 현대중공업 주식회사 | A rudder for ship |
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CN109895988A (en) * | 2019-03-05 | 2019-06-18 | 广州船舶及海洋工程设计研究院(中国船舶工业集团公司第六0五研究院) | A kind of rudder blade structure |
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