KR20130056812A - Rudder bulb and rudder for ship - Google Patents

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rudder
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도모노리 이시이
마사히로 다마시마
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닛뽕 유센 가부시키가이샤
현대중공업 주식회사
류타이 테크노 유겐가이샤
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Abstract

PURPOSE: A rudder bulb and a rudder for a ship are provided to easily attach the rudder bulb to the rudder and to easily manufacture the rudder bulb. CONSTITUTION: A rudder bulb(110) is attached to a rudder(100) to improve the propulsion efficiency of a ship. The diameter of a stem-side rudder bulb is same as the diameter of a stern-side rudder bulb. The rudder bulb is a cylindrical shape and comprises a protruded part(112) protruded from a rudder toward a screw(200).

Description

러더 벌브 및 선박용 키{RUDDER BULB AND RUDDER FOR SHIP}Rudder bulb and ship key {RUDDER BULB AND RUDDER FOR SHIP}

본 발명은, 러더 벌브 및 선박용 키에 관한 것으로, 특히 선박의 추진 효율을 향상시키기 위해 부착되는 러더 벌브 및 그 러더 벌브를 구비한 선박용 키에 관한 것이다. The present invention relates to a rudder bulb and a ship's key, and more particularly to a ship's key having a rudder bulb and a rudder bulb attached to improve the propulsion efficiency of the ship.

종래부터 선박의 키의 스크류측에 벌브를 부착함으로써, 추진 효율을 향상시키는 시도가 이루어지고 있다. 이 벌브를 유선형으로 하거나, 벌브에 날개를 부착하는 등에 의해, 추진 효율을 보다 상승시키려는 시도가 이루어지고 있다(예컨대 특허문헌 1, 2 참조). Attempts have been made to improve propulsion efficiency by attaching a bulb to the screw side of a ship's key. Attempts have been made to further increase the propulsion efficiency by making the bulbs streamlined or by attaching wings to the bulbs (see Patent Documents 1 and 2, for example).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-299420호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-299420 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2004-299423호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-299423

그러나, 스크류나 키 등의 크기 자체도 배에 따라 크기가 다양하고, 또한 스크류와 키 사이의 간격도 배에 따라 다양하다. 따라서, 신조선에 대하여 러더 벌브를 설계할 때에는 큰 문제가 되지 않지만, 특히 기존 배에 대하여 나중에 러더 벌브를 부착하려고 할 때, 각각의 배에 맞춰 러더 벌브 자체를 설계하여 부착하고 있었기 때문에, 일정 규격의 러더 벌브만을 부착하는 것과는 달리, 제조비용이 높아진다고 하는 문제가 있다. However, the size of the screw or the key itself also varies in size depending on the ship, and the distance between the screw and the key also varies depending on the ship. Therefore, when designing a rudder bulb for a new ship, it is not a big problem. Especially, when the rudder bulb is later attached to an existing ship, since the rudder bulb itself was designed and attached to each ship, Unlike attaching only a rudder bulb, there exists a problem that manufacturing cost becomes high.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 기존 배에 대하여 용이하고 저렴하게 부착 가능한 러더 벌브 및 그 러더 벌브를 구비한 선박용 키를 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of this point, Comprising: It aims at providing the rudder bulb and the ship key provided with the rudder bulb which can be attached easily and inexpensively with respect to an existing ship.

본 발명에서는, 상기 문제를 해결하기 위해, 선박의 추진 효율을 향상시키기 위해 키에 부착되는 러더 벌브로서, 선수측과 선미측의 직경이 동일한 원통형인 것을 특징으로 하는 러더 벌브가 제공된다. In the present invention, in order to solve the above problem, a rudder bulb is provided, which is a cylindrical bulb attached to a key for improving the propulsion efficiency of the ship, the cylinder having the same diameter on the bow side and the stern side.

또한, 본 발명에서는, 선박의 추진 효율을 향상시키기 위해 부착되는 러더 벌브를 구비한 선박용 키로서, 상기 러더 벌브의 축선과, 스크류의 회전축이 일치하고, 상기 러더 벌브가, 선수측과 선미측의 직경이 동일한 원통형인 것을 특징으로 하는 선박용 키가 제공된다. Moreover, in this invention, as a ship key provided with the rudder bulb attached in order to improve the propulsion efficiency of a ship, the axis of the said rudder bulb and the rotation axis of a screw match, and the said rudder bulb is a bow side and a stern side. A ship key is provided which is cylindrical in diameter.

본 발명의 러더 벌브 및 그 러더 벌브를 구비한 선박용 키에 의하면, 선수측과 선미측의 직경이 동일한 원통형이기 때문에, 러더 벌브의 제작, 및 키에의 부착이 용이하고, 제작·부착 비용을 저감하는 것이 가능해진다. According to the rudder bulb and the ship key provided with the rudder bulb of the present invention, since the diameter of the bow side and the stern side is the same cylindrical shape, the manufacture of the rudder bulb and the attachment to the key are easy, and the production and attachment costs are reduced. It becomes possible.

도 1은 본 실시형태에 따른 러더 벌브를 부착한 키의 정면도.
도 2는 본 실시형태에 따른 러더 벌브를 부착한 키의 저면도.
도 3은 러더 벌브마다의 자항(自航) 요소의 변화를 도시하는 비교도.
도 4는 러더 벌브마다의 저항 계수의 변화를 도시하는 비교도.
도 5는 러더 벌브마다의 추진 효율의 변화를 도시하는 비교도. 1 is a front view of a key with a rudder bulb according to the present embodiment.
2 is a bottom view of a key with a rudder bulb according to the present embodiment;
FIG. 3 is a comparison diagram showing a change in the magnetic terms element for each rudder bulb. FIG.
4 is a comparison diagram showing a change in the resistance coefficient for each rudder bulb.
5 is a comparison diagram showing a change in propulsion efficiency for each rudder bulb.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은, 본 실시형태에 따른 러더 벌브를 부착한 키의 정면도이다.1 is a front view of a key with a rudder bulb according to the present embodiment.

도 1에 도시하는 바와 같이, 키(100)의 스크류(200)측 단부에는, 러더 벌브(110)가 부착되어 있다. 러더 벌브(110)는, 스크류(200)측 단부가 반구형으로 되어 있다. As shown in FIG. 1, the rudder bulb 110 is attached to the screw 200 side end portion of the key 100. As for the rudder bulb 110, the screw 200 side edge part is hemispherical.

도 2는, 본 실시형태에 따른 러더 벌브를 부착한 키의 저면도이다.2 is a bottom view of a key with a rudder bulb according to the present embodiment.

도 2에 도시하는 바와 같이, 러더 벌브(110)의 베이스부(111)는 원통형으로 되어 있다. 러더 벌브(110)는, 원통재에 반구형의 재료를 조합하는 것에 의해 용이하게 제작 가능하게 되어 있다. 이것에 의해, 러더 벌브(110) 선단의 돌출부(112)는 반구형으로 되어 있다. As shown in FIG. 2, the base 111 of the rudder bulb 110 is cylindrical. The rudder bulb 110 can be easily manufactured by combining a hemispherical material with a cylindrical material. As a result, the protrusion 112 at the tip of the rudder bulb 110 has a hemispherical shape.

러더 벌브(110)는, 원통형의 베이스부(111)와, 반구형의 돌출부(112)가 형성되면, 키(100)의 러더 벌브(110) 부착 부분에 형성된 구멍에 삽입됨으로써 일체화된다. 이와 같이 일체화하기 때문에, 키(100) 두께의 구부러짐에 맞춰 유선형으로 접촉선이 표시된다.When the cylindrical base part 111 and the hemispherical protrusion part 112 are formed, the rudder bulb 110 is integrated by inserting into the hole formed in the rudder bulb 110 attachment part of the key 100. Since it integrates in this way, a contact line is displayed in streamline according to the bending of the thickness of the key 100.

러더 벌브(110)는 원통 부분의 축선과 프로펠러 보스의 축선이 일치하도록 배치된다. 러더 벌브(110)의 직경은 프로펠러 보스의 선수측 직경(R1) 이하, 선미측 직경(R2) 이상이다. 또한 러더 벌브(110)의 직경은 키(100)의 최대 두께보다 작게 설정되어 있다. The rudder bulb 110 is arranged such that the axis of the cylindrical portion coincides with the axis of the propeller boss. The diameter of the rudder bulb 110 is equal to or less than the bow side diameter R1 and the stern side diameter R2 of the propeller boss. In addition, the diameter of the rudder bulb 110 is set smaller than the maximum thickness of the key 100.

이와 같은 키에 부착되는 러더 벌브의 효과를 평가하기 위해서는, 모형선을 이용하여 행해지는 수조 시험에 있어서, 러더 벌브를 부착한 경우와 그렇지 않은 경우로 추진 성능 시험을 행하여, 저항·자항 요소를 비교하고, 최종적으로 추진 성능을 비교하는 것이 가장 정밀도가 좋은 방법이다. 이하, 수조 시험에서의 저항·자항 요소의 비교를 그래프를 이용하여 설명한다. In order to evaluate the effect of the rudder bulb attached to such a key, a propulsion performance test is carried out in a tank test performed using a model ship, with or without a rudder bulb, and the resistance and magnetic resistance elements are compared. Finally, comparing propulsion performance is the best method. Hereinafter, the comparison of resistance and magnetic term elements in a water tank test is demonstrated using a graph.

도 3은, 러더 벌브마다의 자항 요소의 변화를 도시하는 비교도이다. 3 is a comparative diagram showing a change in the magnetic resistance element for each rudder bulb.

러더 벌브를 키에 부착하고 있지 않는 경우를 삼각으로 도시하고, 본 실시형태에 따른 러더 벌브(110)를 키에 부착한 경우를 원으로 도시하며, 종래의 러더 벌브를 키에 부착한 경우를 사각으로 도시하고 있다. The case where a rudder bulb is not attached to a key is shown by a triangle, the case where the rudder bulb 110 which concerns on this embodiment is attached to a key is shown in a circle, and the case where a conventional rudder bulb is attached to a key is squared. As shown.

수조 시험에 의해 구하는 자항 요소는, 프로펠러 효율비 ηr, 반류 계수 (1-w), 추력 감소 계수 (1-t)이며, 준추진 효율은 ηD=ηr*ηp*(1-t)/(1-w)로 표시된다. 여기서 ηp는 프로펠러 효율이다. The magnetic term element determined by the water tank test is the propeller efficiency ratio ηr, the return coefficient (1-w), and the thrust reduction coefficient (1-t), and the quasi-propulsion efficiency is ηD = ηr * ηp * (1-t) / (1 -w). Where ηp is the propeller efficiency.

도 3에 도시하는 바와 같이, ηr에서는, 삼각으로 도시하는, 러더 벌브를 키에 부착하고 있지 않은 경우만 수치가 낮은 것을 알 수 있다. 또한, (1-w)에서는, 삼각으로 도시하는, 러더 벌브를 키에 부착하고 있지 않은 경우만 수치가 높은 것을 알 수 있다. 또한 러더 벌브마다의 수치는 대략 동일한 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 3, in? R, it can be seen that the numerical value is low only when the rudder bulb shown in a triangle is not attached to the key. In addition, in (1-w), it turns out that numerical value is high only when the rudder bulb shown by a triangle is not attached to a key. In addition, it turns out that the numerical value for every rudder bulb is about the same.

러더 벌브를 부착한 경우, ηr은 러더 벌브가 부착되어 있지 않을 때에 비해 높아지고, (1-t)는 러더 벌브가 부착되어 있을 때와 부착되어 있지 않을 때에 거의 동일하며, (1-w)는 러더 벌브가 부착되어 있지 않을 때에 비해 낮아져 있다. 따라서, 준추진 효율(ηD)은 러더 벌브가 부착되어 있지 않을 때에 비해 높아지는 것을 알 수 있다. 또한, ηp는 이 정도의 자항 요소의 차에서는 양자는 거의 동일값이다.When the rudder bulb is attached, ηr is higher than when the rudder bulb is not attached, (1-t) is almost the same as when the rudder bulb is attached and when it is not attached, and (1-w) is the rudder It is lower than when the bulb is not attached. Therefore, it turns out that quasi-propulsion efficiency (eta) D becomes high compared with the case where a rudder bulb is not attached. In addition, (eta) p is almost the same value in the difference of the magnetic term element of this grade.

도 4는, 러더 벌브마다의 저항 계수의 변화를 도시하는 비교도이다.4 is a comparative diagram showing a change in the resistance coefficient for each rudder bulb.

본 실시형태에 따른 러더 벌브(110)를 키에 부착한 경우를 원으로 도시하고, 종래의 러더 벌브를 키에 부착한 경우를 사각으로 도시하고 있다. The case where the rudder bulb 110 which concerns on this embodiment is attached to a key is shown by the circle, The case where the conventional rudder bulb is attached to the key is shown by the rectangle.

도 4에 도시하는 바와 같이, 프루드 수(Fn)가 변화하여도 어느 러더 벌브를 사용하여도 저항 계수는 거의 동일한 것을 알 수 있다. 즉, 유선형의 큰 러더 벌브를 이용하지 않아도 충분히 추진 효율이 향상되는 것을 알 수 있다. As shown in Fig. 4, it can be seen that the resistance coefficients are almost the same even if any number of rudder bulbs is used even if the number of probes Fn changes. That is, it turns out that propulsion efficiency fully improves without using a streamlined large rudder bulb.

도 5는, 러더 벌브마다의 추진 효율의 변화를 도시하는 비교도이다. 5 is a comparative diagram showing a change in propulsion efficiency for each rudder bulb.

러더 벌브를 키에 부착하고 있지 않는 경우를 마름모로 도시하고, 본 실시형태에 따른 러더 벌브(110)(러더 벌브 타입 B)를 키에 부착한 경우를 원으로 도시하며, 종래의 러더 벌브(러더 벌브 타입 A)를 키에 부착한 경우를 삼각으로 도시하고 있다. The case where a rudder bulb is not attached to a key is shown by a rhombus, and the case where the rudder bulb 110 (rudder bulb type B) which concerns on this embodiment is attached to a key is shown by a circle, and the conventional rudder bulb (rudder) The case where the bulb type A) is attached to the key is shown in a triangle.

도 5에 도시하는 도면에서는, 18 노트 이상의 배에 비치된 키에 러더 벌브를 달지 않는 경우, 및 2종류의 러더 벌브(타입 A, 타입 B)를 단 경우의 추진 효율을 비교한 실험 결과를 도시하고 있다. In the figure shown in FIG. 5, the experiment result which compared the propulsion efficiency in the case where a rudder bulb is not attached to the key provided on the ship more than 18 knots, and when two types of rudder bulbs (type A, type B) are attached is shown. Doing.

종래의 러더 벌브는 스크류의 보스 근방의 강한 회전류에 의한 에너지 손실을 막기 위해, 프로펠러 보스의 직경보다 큰 러더 벌브를 키에 부착하고 있었다. 이것은, 유조선 등의 저속선의 경우에는 러더 벌브에 의한 추진 효율의 상승량이, 러더 벌브 자체에 의한 저항 증가보다 커져, 전체적으로 배의 추진 효율의 상승에 기여하기 때문이다. 이것은 저속선일수록 현저하다. In the conventional rudder bulb, a rudder bulb larger than the diameter of the propeller boss is attached to the key in order to prevent energy loss due to strong rotational flow near the boss of the screw. This is because, in the case of a low speed boat such as an oil tanker, the amount of increase in propulsion efficiency by the rudder bulb is larger than the increase in resistance due to the rudder bulb itself, contributing to the increase in propulsion efficiency of the ship as a whole. This is more noticeable at low speed lines.

그러나, 컨테이너선이나 자동차선 등의 고속선에서는 러더 벌브에 의한 저항증가가 현저하게 커져 무시할 수 없는 크기가 된다. 따라서, 도 5에 도시하는 바와 같이 예컨대 18 노트일 때는 종래의 러더 벌브를 부착했을 때, 러더 벌브를 부착하고 있지 않을 때보다 추진 효율이 약간 저하되어 있다. However, in high-speed vessels such as container ships and automobile ships, the increase in resistance caused by the rudder bulb becomes remarkably large and becomes insignificant. Therefore, as shown in FIG. 5, when it is 18 knots, when pushing the conventional rudder bulb, the propulsion efficiency falls slightly compared with the case where no rudder bulb is attached.

한편, 본 실시형태에 따른 러더 벌브(110)의 직경은 프로펠러 보스의 선수측 직경(R1) 이하, 선미측 직경(R2) 이상이다. 또한 러더 벌브(110)의 직경은 키(100)의 최대 두께 이하로 설정되어 있다. On the other hand, the diameter of the rudder bulb 110 which concerns on this embodiment is below the bow side diameter R1 of the propeller boss, and above the stern side diameter R2. In addition, the diameter of the rudder bulb 110 is set to below the maximum thickness of the key 100.

따라서, 고속선에서도 러더 벌브(110) 자체의 저항 증가는 한정적으로서, 러더 벌브를 부착하고 있지 않을 때보다 추진 효율이 높은 것은 물론, 종래의 큰 러더 벌브를 부착하고 있을 때보다 추진 효율이 높은 것을 알 수 있다. Accordingly, the increase in resistance of the rudder bulb 110 itself in a high-speed boat is limited, and it is understood that the propulsion efficiency is higher than when the rudder bulb is not attached, and the propulsion efficiency is higher than when the large rudder bulb is attached. Can be.

이상으로부터, 본 실시형태에 따른 러더 벌브(110)를 키(100)에 부착하는 것에 의해, 저속역에서는 종래의 러더 벌브와 동등한 추진 효율의 상승을 기대할 수 있다. 또한, 고속역에서는 종래의 러더 벌브 이상의 추진 효율의 상승을 기대할 수 있다.As mentioned above, by attaching the rudder bulb 110 which concerns on this embodiment to the key 100, the improvement of the propulsion efficiency equivalent to the conventional rudder bulb can be expected in a low speed range. Further, in the high speed region, an increase in propulsion efficiency beyond the conventional rudder bulb can be expected.

또한, 본 실시형태에 있어서, 러더 벌브(110)의 돌출부(112)는, 반구형으로 돌출하는 취지를 설명했지만, 이것은 반구형의 것이면 용이하게 제작하는 것이나 조달하는 것이 가능한 것에 기초하고 있다. 즉, 용이하게 조달 등을 할 수 있는 것이면 반구형 이외의 보다 유선형에 가깝게 돌출되게 하여도 좋은 것은 물론이다. 또한 프로펠러 보스의 캡이 평탄할 때, 돌출부(112) 자체가 없고, 러더 벌브(110)의 스크류측 단부가 평탄하게 되도록 하여도 좋다.In addition, in this embodiment, although the protrusion part 112 of the rudder bulb 110 demonstrated that it protrudes in a hemispherical form, this is based on what can be easily manufactured and procured if it is a hemispherical thing. That is, of course, as long as procurement etc. can be easily provided, it may be made to protrude closer to streamline form other than hemispherical form. In addition, when the cap of the propeller boss is flat, there may be no protrusion 112 itself, and the screw side end of the rudder bulb 110 may be flat.

100: 키, 110: 러더 벌브, 111: 베이스부, 112: 돌출부, 200: 스크류100: key, 110: rudder bulb, 111: base, 112: protrusion, 200: screw

Claims (7)

선박의 추진 효율을 향상시키기 위해 키에 부착되는 러더 벌브로서,
선수측과 선미측의 직경이 동일한 원통형인 것을 특징으로 하는 러더 벌브.A rudder bulb attached to the key to improve the propulsion efficiency of the ship,
A rudder bulb, characterized by a cylindrical shape having the same diameter on the bow and stern sides. 제1항에 있어서, 스크류측 단부가 스크류 방향으로 돌출되어 있는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 러더 벌브. The rudder bulb according to claim 1, wherein the screw side end portion has a protrusion projecting in the screw direction. 제2항에 있어서, 상기 돌출부는 반구형인 것을 특징으로 하는 러더 벌브. The rudder bulb according to claim 2, wherein the protrusion is hemispherical. 제1항에 있어서, 상기 직경은 프로펠러 보스의 선수측 직경 이하, 선미측 직경 이상인 것을 특징으로 하는 러더 벌브. The rudder bulb according to claim 1, wherein the diameter is equal to or less than the bow side diameter and the stern side diameter of the propeller boss. 제1항에 있어서, 상기 직경은 상기 키의 최대 두께 이하인 것을 특징으로 하는 러더 벌브. The rudder bulb according to claim 1, wherein the diameter is equal to or less than a maximum thickness of the key. 제1항에 있어서, 스크류측 단부가 평탄한 것을 특징으로 하는 러더 벌브.The rudder bulb according to claim 1, wherein the screw side end portion is flat. 선박의 추진 효율을 향상시키기 위해 부착되는 러더 벌브를 구비한 선박용 키로서,
상기 러더 벌브의 축선과, 스크류의 회전축이 일치하고,
상기 러더 벌브는, 선수측과 선미측의 직경이 동일한 원통형인 것을 특징으로 하는 선박용 키. A ship key with a rudder bulb attached to improve the propulsion efficiency of the ship,
The axis of the rudder bulb coincides with the axis of rotation of the screw,
The rudder bulb is a ship key, characterized in that the cylindrical diameter of the bow side and the stern side is the same.
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