KR20100009856U - 선박용 러더 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박의 러더의 형상을 부드러운 곡선 또는 원형으로 대체함으로써 캐비테이션의 발생 및 이로 인한 부식의 문제를 해소할 수 있는 곡면형상을 가지는 선박용 러더에 관한 것이다.

본 고안은 선박용 러더의 바닥부분의 폭방향 단면이 직선으로 연결되어 모서리 부분에서 선체의 추진효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 부식의 원인이 되기도 하는 캐비테이션을 일으키는 요인이 되는데, 이러한 캐비테이션을 해소하기 위하여 러더의 임의지점 하단에서부터 바닥까지를 원만한 곡선으로 형성되도록 설계하고 주조공정에 의해 제작함으로써 러더의 형상 저항을 줄여 캐비테이션과 부식을 최소화하고, 조선소에서의 조립작업을 신속히 수행할 수 있도록 한 곡면 형상을 가지는 선박용 러더를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 고안은 프로펠러에 근접하고 일정한 폭 두께를 갖는 러더에 있어서, 상기 러더는 임의지점으로부터 말단까지 곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

선박, 러더, 캐비테이션, 부식

Description

선박용 러더{Ship's Rudder Shape}

본 고안은 선박의 러더에 관한 것으로, 특히 선박의 러더의 형상을 부드러운 곡선 또는 원형으로 대체함으로써 캐비테이션의 발생 및 이로 인한 부식의 문제를 해소할 수 있는 곡면형상을 가지는 선박용 러더에 관한 것이다.

선박은 프로펠러의 회동에 의해 유체가 후방으로 이동함으로써 전진한다. 프로펠러의 뒤쪽에 러더가 근접 설치되어 있는데, 이 러더는 어느 정도 회동될 수 있도록 선박의 후단부에 축결합되어 있다. 선박은 프로펠러의 회전에 의해 추진력을 얻고 이러한 추진력의 작용방향을 러더의 축회전에 의해 조정함으로써, 선박이 원하는 방향으로 이동될 수 있다.

캐비테이션은 공동현상이라고도 하는데, 액체가 고속으로 회전할 때 압력이 낮아지는 부분이 생겨 기포가 형성되는 현상을 말한다. 본 고안은 선박이 추진할때, 러더에 생기는 이 캐비테이션을 막기 위한 것이다. 종래의 저속 운항 선박은 그 러더에 캐비테이션에 의한 침식영향이 많지 않았으나, 선박의 기계성능이 점차 향상됨에 따라 점점 고속으로 운항하게 되고 이에 따라 러더는 이러한 캐비테이션에 의해 더욱 침식되게 되는 문제점이 발생하게 되었다.

캐비테이션은 원심 펌프, 수력터빈, 해상용 프로펠러 러더 등에서 주로 나타나며, 회전날개의 과도한 침식과 노킹 진동에 인해 소음이 발생하고 유동의 형태를 변화시켜 효율을 급격히 감소시키므로 바람직하지 않다. 공동은 어느 지점의 압력이 감소해 증기압에 도달할 때 발생하며 압력이 더욱 감소하면 공동이 팽창하게 되고 높은 압력지역에 도달하게 되면 급격히 소멸된다. 이와 같이 기포가 급격하게 생성, 소멸되므로 러더가 침식되며 선박에 진동이 발생되거나 선박 표면에 오목한 자국이 형성되기도 한다.

이를 해소하기 위해, 도 1은 종래 기술의 러더의 하부 형상 정면도를 나타낸 것으로, 단면 폭 두께(S')는 경사시작부의 두께(S) 보다 70% 이하의 폭을 가지며, 임의의 하부지점(20)에서 러더(10)의 경사지고, 임의의 하부지점(20)에서 경사가 있는 러더의 밑단의 높이(h)는 러더의 총 높이(H)의 5~30% 정도로 구성한 것이 있다.

그러나 이러한 형상은 러더 하부의 최끝단의 단면적을 줄이기는 하였으나, 모서리부가 각을 형성하여 캐비테이션의 발생과 이로 인한 부식의 문제가 여전히 존재한다.

본 고안은 상기와 같은 배경하에서 안출된 것으로서, 선박용 러더(방향타)의 바닥부분의 폭방향 단면은 직선으로 연결되어 모서리 부분에서 선체의 추진효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 부식의 원인이 되기도 하는 캐비테이션을 일으키는 요인이 되는데, 이러한 캐비테이션을 해소하기 위하여 러더의 임의지점 하단에서부터 바닥까지를 원만한 곡선으로 형성되도록 설계하고 주조공정에 의해 제작함으로써 러더의 형상 저항을 줄여 캐비테이션과 부식을 최소화하고, 조선소에서의 조립작업을 신속히 수행할 수 있도록 한 곡면 형상을 가지는 선박용 러더를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안을 상기 목적을 해결하기 위해 프로펠러에 근접하고 일정한 폭 두께를 갖는 러더에 있어서,

상기 러더는 상기 러더의 임의지점으로부터 말단까지 곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 러더의 임의지점 하단의 끝단 및 및 모서리 부위를 부드러운 3차원 곡면형상으로 자연스럽게 연결함으로써 캐비테이션의 발생 및 이로 인한 부식을 최소화할 수 있고, 주조공정을 사용함으로써 러더 하부의 부재 두께를 다른 부위보다 조금 더 두껍게 하여 부식에 대응하도록 한다. 또한 러더의 곡면 형성 임의지점 하단을 분리하여 따로 제작하게 함으로써 조선소에서 신속한 조립이 가능하도록 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 곡면 형상을 가지는 러더에 대하여 구체적으로 설명한다. 도면 전체에 걸쳐서 동일 유사의 부분에 대해서는 동일 유사의 도면 부호를 부여한다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 선체 측면의 개략도로서, 도면에서 25는 선체이고, 10은 러더이고, 15는 프로펠러이다.

도면에 도시한 바와 같이 본 고안의 러더는 러더의 하부(10')가 임의지점(20)에서부터 바닥까지 폭방향 단면에서 양 측면을 곡선으로 처리한다. 이에 의해 선박이 전진함에 따라 프로펠러(15)의 후류로 인해 캐비테이션과 러더(10)의 하부의 침식 및 손상을 방지한다.

도 3은 도 2의 러더 측면을 확대 도시한 도면으로 전체 러더(10)의 단면 폭 두께(S;도 1 참조)는 그대로 유지하고, 러더 중 임의의 하부지점(20)으로부터 말단까지 폭 두께를 감소시키면서 라운드지게 한다. 러더의 폭 두께에 비해 협소한 하부 형상을 제공함으로써 선박이 전진할 때 발생하는 주위 유체의 유동을 적게 할 수 있다. 러더의 곡면 부분의 높이(H')는 프로펠러의 축선 아래로부터 러더의 총 높이(H)의 임의의 비율로 한다. 러더(10)의 하부 임의지점에서 바닥까지 폭방향 단면에서 양 측면을 곡면 처리한다. 임의지점은 최소한 프로펠러(15)의 축선 아래로부터 시작하고, 러더(10) 하단의 전단 및 모서리와 바닥면을 곡선으로 처리한다.

도 4는 도 2의 본 고안의 러더의 정면도를 나타낸 것으로 러더(10)의 말단(s")은 라운드지게 형성되어 러더의 전단에서 후단으로 갈수록 폭이 좁아지는 부분을 곡면으로 마무리한다. 그리고 이 곡면부는 주조공정에 의해 제작한다.

이렇게 함으로써 러더의 임의지점 하단의 끝단 및 및 모서리 부위를 부드러운 3차원 곡면형상으로 자연스럽게 연결함으로써 캐비테이션의 발생 및 이로 인한 부식을 최소화할 수 있고, 주조공정을 사용함으로써 러더 하부의 부재 두께를 다른 부위보다 조금 더 두껍게 하여 부식에 대응하도록 한다. 또한 러더의 곡면 형성 임의지점 하단을 분리하여 따로 제작하게 함으로써 조선소에서 신속한 조립이 가능하도록 할 수 있다.

지금까지 본 고안을 실 실시예를 참조로 하여 기술하였으나, 본 고안은 이에 한정되지 않으며 이하의 부속 청구범위의 사상 및 영역을 일탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 가지로 수정 및 변형 실시될 수 있으며, 이러한 수정 및 변경은 본 고안의 범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 1은 종래 기술의 러더의 하부 형상 정면도를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 선체 측면의 개략도이다.

도 3은 도 2의 러더 측면을 확대 도시한 도면이다.

도 4는 본 고안의 러더의 정면도를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 러더 15: 프로펠러

20: 임의지점 25: 선체

S: 러더의 폭 두께 S': 경사가 있는 러더 말단폭 두께

S": 러더의 말단 h: 러더 밑단의 높이

H': 러더의 곡면부분의 높이 H: 러더의 총 높이

Claims (4)

1. 프로펠러에 근접하고 일정한 폭 두께를 갖는 러더에 있어서,

   상기 러더는 상기 러더의 임의지점으로부터 말단까지 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
2. 제1항에 있어서,

   상기 임의지점은 최소한 프로펠러의 축선 아래에서 시작되는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
3. 제1항에 있어서,

   상기 러더의 곡면은 주조공정에 의해 제작하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
4. 제1항에 있어서,

   상기 러더의 임의지점 이하의 하부 부재를 다른 부위에 비해 두텁게 형성하는 것을 특징으로 하는 선박용 러러.

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