KR20140049174A - A rudder for ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박용 러더에 관한 것이다.The present invention relates to a marine rudder.
일반적으로 대형 선박의 경우, 선체의 후미에 부착되어 있는 프로펠러가 회전할 때 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 전진하는 방식을 사용한다. 이때 프로펠러의 후방에는 러더가 부착되며, 러더가 좌우로 회전함에 따라 유체의 흐름 방향을 조절함으로써 항해 방향을 변경한다.Generally, in the case of a large ship, the propulsion attached to the rear of the hull is advanced by using the flow of the fluid generated when the propeller rotates. At this time, a rudder is attached to the rear of the propeller, and as the rudder rotates to the left and right, the direction of flow of the fluid is changed by changing the direction of flow.
이와 같이 프로펠러의 회전을 통해 일정 속도를 내기 위해서는 디젤 등의 오일을 사용하여 엔진을 구동하여야 하는데, 이 경우 많은 양의 오일이 소모되고 온실가스가 배출됨에 따라, 환경 파괴 등의 문제를 야기하게 된다.In order to achieve a constant speed through the rotation of the propeller, the engine must be driven using oil such as diesel. In this case, a large amount of oil is consumed and the greenhouse gas is discharged, thereby causing problems such as environmental destruction .
따라서 최근에는 선박의 추진 시 소비되는 에너지를 절감하여 연료 사용량을 감축할 수 있는 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 특히 IMO는 2010년에 선박 운항 시 온실가스 감축 방안에 대해 논의한 바 있으며, 연비규제에 대한 기준 및 방향을 확정하는 것과 관련한 논의를 진행 중에 있다.Recently, various efforts have been made to reduce fuel consumption by reducing the energy consumed when propelling the ship. IMO, in particular, discussed ways to reduce greenhouse gas emissions in 2010, and discussions are underway to establish standards and directions for fuel efficiency regulation.
이러한 움직임에 해운선사들도 합류함에 따라, 해운선사들은 유류비에 대한 부담을 덜 수 있는 연료절감형 선박에 관심을 가지기 시작하였다. 이와 같은 해운 선사들의 니즈에 의해, 조선사들은 연료 소비량을 줄이고 온실가스 배출을 줄일 수 있는 연료절감형 기술에 대해서 지속적인 연구 및 개발을 해오고 있다.As shipping companies join the movement, shipping companies are beginning to pay attention to fuel-saving vessels that can reduce the burden on fuel costs. Due to the needs of shipping companies, shipbuilders are constantly researching and developing fuel-saving technologies that reduce fuel consumption and reduce greenhouse gas emissions.
연료절감형 기술의 일례로, 선박의 후미, 프로펠러, 러더 등의 형상을 개량하거나 별도의 부가물을 부착함으로써 추진 효율을 높이는 동시에 연료를 절감하는 에너지 절감 부가 장치(ESD: Energy Saving Device)가 큰 관심을 받고 있으며, 이러한 에너지 절감 부가 장치는 상당수의 선박에 이미 적용되어 사용 중이다.As an example of the fuel saving type technology, an energy saving device (ESD: Energy Saving Device) which saves fuel by improving the propulsion efficiency by improving the shape of a ship's rear end, propeller, rudder, This energy saving device has already been applied to a large number of ships.
에너지 절감 부가 장치 중에서, 특히 러더의 리딩 에지에 러더 벌브를 구비하여 허브 보텍스를 절감하는 장치가 다양한 선박에 널리 적용되고 있다. 그러나 종래 사용되고 있는 러더 벌브 장치는, 단순한 구 형태를 갖기 때문에 추진 향상의 성능이 좋지 못하다는 문제점이 있다.Among the energy saving devices, in particular, devices that reduce the hub vortex by providing ludder bulbs on the leading edge of the rudder are widely applied to various ships. However, since the rudder bulb device used conventionally has a simple spherical shape, there exists a problem that the performance of propulsion improvement is not good.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러더 벌브의 표면에 복수 개의 돌기 또는 스크류 핀을 구비하여, 프로펠러 허브 보텍스를 보다 효과적으로 분산시킴으로써 에너지 손실을 최소화하여 추진 성능을 극대화할 수 있는 선박용 러더를 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a plurality of protrusions or screw pins on the surface of the rudder bulb, to minimize the energy loss by more effectively dispersing the propeller hub vortex It is to provide a rudder for ships that can maximize propulsion performance.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더는, 프로펠러의 후방에 설치되어 선박의 항해 방향을 조종하는 러더에 있어서, 상기 러더의 리딩 에지에 구비되는 러더 벌브; 및 상기 러더 벌브의 표면에 방사상으로 배치되는 복수 개의 돌기 또는 복수 개의 스크류 핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.The rudder for ships according to an embodiment of the present invention, the rudder installed in the rear of the propeller to control the navigation direction of the ship, the rudder bulb provided on the leading edge of the rudder; And it characterized in that it comprises a plurality of projections or a plurality of screw pins disposed radially on the surface of the rudder bulb.
본 발명에 따른 선박용 러더는, 러더의 리딩 에지에 러더 벌브를 구비하고, 러더 벌브의 전방 표면에 방사상으로 반구형의 돌기 또는 스크류 핀을 구비하여, 프로펠러 후류가 돌기 또는 스크류 핀에 의해서 분산되도록 함으로써, 공동현상의 발생을 줄이고, 허브 보텍스의 분산을 통해 추진력을 대폭 향상시킬 수 있다.Marine rudder according to the present invention is provided with a rudder bulb on the leading edge of the rudder, radially hemispherical protrusion or screw pin on the front surface of the rudder bulb, so that the propeller wake is dispersed by the protrusion or screw pin, Reducing the cavitation and dispersing the hub vortex can greatly improve the driving force.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 우측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 우측면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도.1 is a right side view of a rudder for ships according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a rudder for ship according to a first embodiment of the present invention.
3 is a right side view of a rudder for ships according to a second embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a rudder for ship according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 우측면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도이다.1 is a right side view of a ship rudder according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a ship rudder according to a first embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박용 러더(1)는, 러더 벌브(20), 돌기(21)를 포함한다.
As shown in Figure 1 and 2, the rudder for ship 1 according to the first embodiment of the present invention, the
러더 벌브(20)는, 선박용 러더(1)의 중앙부에 구비되며, 전단이 구 형태이다. 유체의 흐름을 원활하게 제어함으로써 공동 현상을 감소시키는 역할을 한다. 구체적으로는 러더(1)의 축심 주위에 영향을 미치는 프로펠러(2) 허브 보텍스(Hub Vortex)의 영향을 완화시켜서, 선박용 러더(1) 표면의 침식을 최소화한다.The
러더 벌브(20)의 전단은 러더(1)의 리딩 에지(10)로부터 돌출된 형태이며, 러더 벌브(20)의 후단은 러더(1) 측면의 일정 지점까지 후방으로 연장되며, 점으로 모이는 뾰족한 형태를 가질 수 있다.
The front end of the
돌기(21)는, 복수 개로 구성되며 러더 벌브(20)의 표면에 방사상으로 배치된다. 러더 벌브(20)의 표면으로부터 일정 높이 돌출된 형태이며, 구체적으로는 타원 반구 형태일 수 있다.The
프로펠러(2)의 후류가 러더 벌브(20)에 유입될 때, 후류는 러더 벌브(20)의 표면에 돌출되어 있는 복수 개의 돌기(21) 사이를 통과한다. 이 경우 프로펠러(2)에 의해 발생된 허브 보텍스는 돌기(21)에 의하여 분산되기 때문에, 본 실시예는 공동현상에 의해 러더(1) 표면이 침식되는 것을 방지할 수 있고, 또한 유체의 흐름을 정류하여 추진 성능을 극대화함으로써 에너지를 대폭 절감할 수 있다.When the wake of the
돌기(21)는, 프로펠러(2)의 중심 축을 기준으로 방사상으로 배치된다. 이때 돌기(21)는, 전방 돌기(211)와 후방 돌기(212)를 포함할 수 있다. 구체적으로 전방 돌기(211)는, 러더 벌브(20)의 전단으로부터 일정 거리 후방에서 프로펠러(2) 중심 축을 기준으로 방사상으로 배치되며, 후방 돌기(212)는 전방 돌기(211)로부터 일정 거리 후방에서 프로펠러(2) 중심 축을 기준으로 방사상으로 배치될 수 있다. 물론 전방 돌기(211)와 후방 돌기(212)는 복수 개로 구성될 수 있다.The
즉 측면에서 바라볼 때, 전방 돌기(211)는 하나의 측단면 상에 위치할 수 있으며, 후방 돌기(212) 역시 하나의 측단면 상에 복수 개의 후방 돌기(212)가 놓일 수 있다. 다만 전방 돌기(211)가 놓이는 하나의 단면과, 후방 돌기(212)가 놓이는 하나의 단면은 서로 평행하되 일정 거리 이격되어 있을 수 있다.That is, when viewed from the side, the
이때 전방 돌기(211)는, 후방 돌기(212)보다 상대적으로 단면의 크기가 작을 수 있다. 즉 전방 돌기(211)와 후방 돌기(212)의 단면이 모두 타원 형태일 경우, 전방 돌기(211) 단면의 상하 높이는 후방 돌기(212) 단면의 상하 높이보다 상대적으로 작을 수 있다. 다만 전방 돌기(211) 단면의 좌우 폭과 후방 돌기(212) 단면의 좌우 폭은 동일할 수 있다.In this case, the
전방 돌기(211)는 후방 돌기(212)와 동일한 개수로 구성될 수 있다. 이는 비록 전방 돌기(211)가 방사상 배치되는 러더 벌브(20)의 둘레가 후방 돌기(212)가 배치되는 러더 벌브(20)의 둘레보다 상대적으로 작다고 하더라도, 전방 돌기(211) 단면의 상하 높이가 상대적으로 작게 형성됨에 따라, 전방 돌기(211) 간에도 충분한 간격이 확보될 수 있기 때문이다.The
구체적으로 전방 돌기(211)와 후방 돌기(212)는 12개로 구성될 수 있으며, 30도 간격으로 균일하게 배치될 수 있다. 이 경우 하나의 전방 돌기(211)와, 전방 돌기(211)의 후방에 위치한 하나의 후방 돌기(212)는, 정면에서 볼 때 서로 겹치게 배치되거나, 또는 서로 어긋나게 배치될 수 있다.Specifically, the
후방 돌기(212)는, 러더(1)의 리딩 에지(10)보다 전방에 위치할 수 있다. 이는 프로펠러(2)의 후류에서 허브 보텍스를 분산시켜서, 허브 보텍스에 의해 러더(1) 표면이 침식되는 공동 현상의 발생을 미연에 방지하기 위함이다.
The
이와 같이 본 실시예는, 러더 벌브(20)의 표면에 방사상으로 복수 개의 돌기(21)를 배치함으로써, 프로펠러(2)의 회전 시 발생하는 허브 보텍스를 분산시켜서, 공동 현상에 의해 러더(1) 표면이 침식되는 것을 방지하고, 추진력을 대폭 향상시켜 에너지를 절감할 수 있다.
As described above, in the present embodiment, the plurality of
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 우측면도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더의 사시도이다.3 is a right side view of the ship rudder according to the second embodiment of the present invention, Figure 4 is a perspective view of the ship rudder according to the second embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박용 러더(1)는, 러더 벌브(20), 스크류 핀(22)을 포함한다. 이때 러더 벌브(20)는 제1 실시예에서 설명한 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
3 and 4, the ship rudder 1 according to the second embodiment of the present invention includes a
스크류 핀(22)은, 복수 개로 구성되며, 러더 벌브(20)의 표면에 방사상으로 배치된다. 러더 벌브(20)의 표면에 수직 배치되는 플레이트 형태일 수 있으며, 정면에서 볼 때 러더 벌브(20)의 표면 후방을 따라 시계 방향으로 꼬인 형태일 수 있다.The
프로펠러(2) 후류는 러더 벌브(20)의 표면에 배치된 스크류 핀(22)의 사이를 통과하게 되며, 제1 실시예와 마찬가지로 허브 보텍스가 분산된다. 따라서 본 실시예는, 허브 보텍스로 인해 러더(1)의 표면에서 공동현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 추력을 확보하여 에너지를 절감할 수 있다.The wake of the
스크류 핀(22)은, 러더 벌브(20)의 전단에서 후단으로 갈수록 돌출 높이가 상대적으로 커지는 형태일 수 있다. 이는 프로펠러(2) 후류가 복수 개의 스크류 핀(22) 사이로 유입될 때 불필요하게 저항이 발생되는 것을 줄이기 위함이다. 이 경우 스크류 핀(22)의 높이 변화는 연속적일 수 있으며, 측면에서 볼 때 스크류 핀(22)의 상단은 포물선 형태일 수 있다.The
스크류 핀(22)은 복수 개로 구성되고 서로 교차되지 않게 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 스크류 핀(22)은 시계 방향으로 꼬인 형태를 갖게 되는데, 이때 하나의 스크류 핀(22)은 다른 스크류 핀(22)과 이격된 상태를 유지할 수 있다.The
다만 복수 개의 스크류 핀(22)의 전단 사이 간격은, 스크류 핀(22) 후단 사이의 간격보다 상대적으로 좁을 수 있다. 즉 복수 개의 스크류 핀(22)은 러더 벌브(20)의 전방에서 후방으로 갈수록 점차 퍼지는 형태로 꼬여 있을 수 있다.However, the spacing between the front ends of the plurality of screw pins 22 may be relatively narrower than the spacing between the rear ends of the screw pins 22. That is, the plurality of screw pins 22 may be twisted so as to gradually spread from the front of the
스크류 핀(22)은 러더(1)의 리딩 에지(10)보다 후방까지 연장 형성되는 길이를 가질 수 있다. 스크류 핀(22)의 길이를 이와 같이 한정하는 것은, 프로펠러(2) 후류의 흐름을 원활하게 가이드 하기 위함이다.
The
이와 같이 본 실시예는 러더 벌브(20)의 전방에 꼬인 형태의 스크류 핀(22)을 복수 개 구비함으로써, 프로펠러(2) 후류가 러더(1) 측에 유입될 시 허브 보텍스를 분산시켜 허브 보텍스로 인한 침식을 방지하는 동시에, 추진 효율을 충분히 향상시킬 수 있다.
Thus, this embodiment is provided with a plurality of screw pins 22 of the twisted shape in front of the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 선박용 러더 2: 프로펠러
10: 리딩 에지 20: 러더 벌브
21: 돌기 211: 전방 돌기
212: 후방 돌기 22: 스크류 핀1: Ship rudder 2: Propeller
10: leading edge 20: rudder bulb
21: turning 211: turning forward
212: rear projection 22: screw pin
Claims (10)
상기 러더의 리딩 에지에 구비되는 러더 벌브; 및
상기 러더 벌브의 표면에 방사상으로 배치되는 복수 개의 돌기 또는 복수 개의 스크류 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.In a rudder installed at the rear of the propeller to control the navigation direction of the ship,
A rudder bulb provided at the leading edge of the rudder; And
Ship rudder comprising a plurality of projections or a plurality of screw pins disposed radially on the surface of the rudder bulb.
타원 반구 형태인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1, wherein the projections,
The rudder for ships characterized in that the elliptic hemisphere form.
상기 프로펠러의 중심 축을 기준으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1, wherein the projections,
The rudder for ships, characterized in that disposed radially with respect to the central axis of the propeller.
상기 러더 벌브의 전단으로부터 일정 거리 후방에서 상기 프로펠러 중심 축을 기준으로 방사상으로 배치되는 복수 개의 전방 돌기; 및
상기 전방 돌기로부터 일정 거리 후방에서 상기 프로펠러 중심 축을 기준으로 방사상으로 배치되는 복수 개의 후방 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1, wherein the projections,
A plurality of front protrusions disposed radially with respect to the propeller center axis at a distance rearward from the front end of the rudder bulb; And
And a plurality of rear protrusions disposed radially with respect to the propeller center axis at a distance rearward from the front protrusion.
상기 후방 돌기보다 상대적으로 단면의 크기가 작은 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 4, wherein the front projection,
Ship rudder, characterized in that the cross-sectional size is smaller than the rear projection.
상기 후방 돌기와 동일한 개수로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 4, wherein the front projection,
A rudder for ships, comprising the same number as the rear protrusions.
상기 러더의 리딩 에지보다 전방에 위치한 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 4, wherein the rear protrusion,
Ship rudder, characterized in that located in front of the leading edge of the rudder.
상기 러더 벌브의 표면에 수직 배치되는 플레이트 형태인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1, wherein the screw pin,
The rudder for ships, characterized in that the plate shape disposed perpendicular to the surface of the rudder bulb.
정면에서 볼 때 상기 러더 벌브의 표면 후방을 따라 시계 방향으로 꼬인 형태인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1, wherein the screw pin,
A rudder for ships, characterized in that it is twisted in a clockwise direction along the rear surface of the rudder bulb when viewed from the front.
상기 러더 벌브의 전단에서 후단으로 갈수록 돌출 높이가 상대적으로 커지는 형태인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1, wherein the screw pin,
The rudder for ships, characterized in that the protrusion height is relatively larger toward the rear end from the front end of the rudder bulb.
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CN108069008A (en) * | 2016-11-10 | 2018-05-25 | 浙江海洋大学 | A kind of new trawler energy-saving rudder ball |
CN115052810A (en) * | 2020-01-30 | 2022-09-13 | 现代重工业株式会社 | Steering device and ship with same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |