KR20100005083U - 혼타에서 혼의 하부단면 형상 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박의 방향을 조향하는 혼타에서 혼의 하부단면 형상에 관한 것으로, 이 혼타의 고정부(1)와 가동부(2) 사이의 간극에서 발생하는 간극 캐비테이션을 감소하고자 혼타의 가동부(2)와 고정부(1)의 형상을 변경한다.

본 고안에 따른 혼의 하부단면 형상은 가동부(2)와 인접한 고정부(1)의 양쪽 가장자리에는 삼각돌출부(11)를 구비한다.

또한, 본 고안은 캐비테이션의 감소를 위해 고정부(1)와 마주보는 가동부(2)의 대향면의 양 끝의 반경(R₅)을 증가시켜 고정부와 가동부 사이의 간극 면적을 넓혀 간극 양단부의 압력감소를 억제하는 것을 특징으로 한다.

Description

혼타에서 혼의 하부단면 형상 {A CROSS SECTION PROFILE OF THE LOWER PART IN A HORNRUDDER}

본 고안은 전체적으로 선박에서 프로펠러에 의해 발생된 추진력의 방향을 조향하는 혼타에 관한 것으로서, 특히 고정부와 가동부(可動部)로 구성된 혼타에서 발생하는 간극 캐비테이션(cavitation)을 방지하기 위한 하부단면 형상에 관한 것이다.

일반적으로, 타는 하나의 단면으로 이루어져서 타 전체가 회전하는 스페이드 타와, 고정부와 가동부로 구성되어 가동부만 회전하는 혼타로 구분할 수 있다. 도 1에는 프로펠러(3)의 뒤에 위치하고서 고정부(1)와 가동부(2)로 구성된 혼타의 한 예가 개략적으로 도시되어 있다.

혼타의 형상은, 가동부(2)가 고정부(1)의 하부형상과 상응하게 곡면부(4;도 3 참조)를 갖도록 설계되고 가동부(2)만 좌우로 회전할 수 있도록 간극이 만들어져 있다. 여기서, 간극은 고정부(1)와 가동부(2)의 전체적인 단면형상을 유지한 채로 상호 간섭이 없도록 적절한 곡률을 적용하여 만들어진다. 가동부(2)의 곡면부(4)는 소정의 반경(R₄)을 갖고 만곡되어져 있는데, 통상적으로 반경(R₄)는 0.013C로 되어 있다(C는 타의 코드 길이를 나타낸다).

도 1에 도시된 바와 같이, 혼타가 프로펠러(3)의 뒤에 위치하기 때문에 프로펠러(3)로부터 야기되는 유동이 혼타의 고정부(1)와 가동부(2) 사이의 간극에 유입되어 반대쪽으로 나오면서, 도 2에 도시된 "C", "D", "E"와 같은 부분에서는 간극 캐비테이션이 발생된다. 이러한 간극 캐비테이션을 감소시키기 위해서는 혼타에 유입되는 유속을 감소(유속을 감소시키면 압력이 높아지므로 혼타의 캐비테이션이 감소하게 된다)시켜야 하나, 유속을 감소시키기 위해 프로펠러(3)에서의 가속을 줄이면 선박의 추진력이 크게 떨어진다고 하는 문제점이 있었다.

최근에 건조되는 선박의 경우에는, 오히려 고속력 및 고마력화로 인하여 혼타에 유입되는 유속이 더 빨라지고 있으며, 따라서 간극의 뒷부분에서 발생되는 간극 캐비테이션이 점차 심화되고 있다.

이러한 혼타에서의 캐비테이션을 감소시키기 위하여, 간극을 제거하기 위한 부가적인 장치를 부착하거나, 침식에 강한 재료를 덧붙이는 방안이 제시되고 있으나, 이들은 부가적인 장치를 부착하는 데에 따른 비용만 증대시킬 뿐 궁극적인 개선점을 제시하지 못하고 있는 실정이다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 혼타의 고정부와 가동부의 형상을 종래의 혼타의 하부단면 형상과 달리하여 간극 주위에서 발생하는 캐비테이션을 감소시키는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 고정부의 양쪽 가장자리에 삼각형상의 돌출부를 구비한다.

이와 더불어서, 본 고안은 고정부와 마주보는 가동부의 대향면의 양 끝의 반경을 증가시켜 고정부와 가동부 사이의 간극 면적을 넓혀 간극 양단부의 압력감소를 억제하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 간극의 중심에서 양단부로 갈수록 간극이 확대되어 압력감소를 방지하여 타 단면의 간극 주위에서 발생하는 캐비테이션을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도에 상응하는 도면으로서, 본 고안에 따른 혼타의 고정부와 가동부 형상을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 고안은 혼타의 고정부(1)와 가동부(2)의 간극으로 인해 발생하는 간극 캐비테이션을 방지하기 위해, 도 3에 도시된 곡면부(4)의 크기에 비해서 가동부(2)의 하부에서는 반경(R₅)을 증가시켜 간극의 입출구 면적을 크게 하는 형상, 즉 간극의 중심에서 양단부로 갈수록 간극이 확대되도록 한다.

다시 말하자면, 도 3에 도시된 종래기술에 따른 가동부(2)의 곡면부(4)는 고정부(1)의 하부단면 형상과 상응하게 곡률을 형성하여 일정한 간극을 유지하는 것에 반해서, 본 고안은 고정부(1)의 하부단면 형상과 마주보게 배열된 가동부(2)의 곡면부(5)은 곡면부(4)의 반경(R₄)에 비해서 큰 반경(R₅)로 이루어져(R₄<R₅), 고정부(1)와 가동부(2) 양쪽에 놓이는 간극 입출구의 면적을 넓혀지게 하는데, 이는 간극의 중심에서 양단부로 갈수록 간극이 확대되는 형상을 유지한다.

본 고안에 따른 곡면부(5)의 반경(R₅)은 0.02~0.04C로 되어 있으며, 더욱 바람직하기로는 반경(R₅)은 0.0267C로 되어 있다. 여기서, C는 타의 코드 길이를 나타낸다.

덧붙여서, 본 고안에 따른 고정부는 고정부(1)와 가동부(2) 사이의 간극 입구측에 혼타 전체 횡단면의 외형선을 따라 간극 쪽으로 연장된 연장부(11)를 구비한다. 이러한 고정부(1)의 연장부(11)는 가동부(2)의 좌우 회전시 간섭이 발생되지 않는 지점까지 간극 쪽으로 연장되어 형성된다. 예컨대, 본 고안에 따른 연장부는 삼각돌출부(11)의 형태를 갖는다. 도시되었듯이, 삼각돌출부(11)는 종래기술에 따 른 고정부(1)의 양쪽 하부가장자리에 만곡부(6;도 3 참조)와 달리 고정부(1)의 양쪽 하부가장자리를 혼타 전체 횡단면의 외형선을 따라 돌출시키도록 되어 있다(도 4에서 삼각돌출부(11) 아래에 점선은 도 3의 만곡부를 도시한 한 것으로 서로 대조비교할 수 있다).

이러한 형상은, 고정부(1)의 간극 입출구 형상을 삼각형상으로 연장하여 입출구의 압력감소를 억제할 수 있다.

구체적으로, 고정부(1)의 삼각돌출부(11)를 구비함으로써, 도 2의 "E" 위치에서의 간극 캐비테이션은, 도 3에 도시된 바와 같이 간극의 입출구 부근에서의 고정부(1)의 두께가 삼각돌출부(11)를 수단으로 하여 가동부(2)의 폭보다 외측으로 돌출시켜, 가동부(2)가 고정부(1)로부터 발생되는 후류의 영향 하에 놓이게 되어 가동부(2)에서의 유속이 감소되므로, 억제될 수 있다. 선박의 조향을 위해 가동부(2)가 회전하면, 고정부(1)의 최대두께가 회전한 가동부(2)의 최대두께보다 두껍게 되어 있기 때문에 가동부(2)에서의 압력을 증가시켜 캐비테이션을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 첨부도면과 명세서에 기술된 실시예로 국한되지 않고 아래의 청구범위의 범주와 범위 내에서 변경 혹은 변형될 수도 있다.

도 1은 혼타와 프로펠러의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 혼타의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 도 2의 B-B선 단면도에 상응하는 도면으로서, 종래기술에 따른 혼타의 고정부와 가동부 형상을 도시한 도면이다.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도에 상응하는 도면으로서, 본 고안에 따른 혼타의 고정부와 가동부 형상을 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 ----- 고정부,

2 ----- 가동부,

3 ----- 프로펠러,

4, 5 ----- 곡면부,

11 ----- 삼각돌출부,연장부.

Claims (5)

1. 고정부(1)와 가동부(2)로 구성되어, 코드 길이(C)로 길이연장되어 있는 혼타의 단면 형상에 있어서,

   상기 가동부(2)의 하부에서, 상기 고정부(1)와 마주보는 상기 가동부(2)의 곡면부(5)의 반경(R₅)을 증가시켜 간극의 중심에서 양단부로 갈수록 간극이 확대되도록 한 것을 특징으로 하는 혼타에서 혼의 하부단면 형상.
2. 제1항에 있어서, 상기 곡면부(5)의 반경(R₅)은 0.02~0.04C로 되어 있는 것을 특징으로 하는 혼타에서 혼의 하부단면 형상.
3. 제1항에 있어서, 상기 반경(R₅)은 0.0267C로 되어 있는 것을 특징으로 하는 혼타에서 혼의 하부단면 형상.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정부(1)의 하부의 양쪽 가장자리에 삼각돌출부(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼타에서 혼의 하부단 면 형상.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정부(1)는 상기 고정부(1)와 상기 가동부(2) 사이의 간극 입구측에 혼타 전체 횡단면의 외형선을 따라 간극 쪽으로 연장된 연장부(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 혼타에서 혼의 하부단면 형상.

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