KR20150056977A - 선박용 러더 - Google Patents

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KR20150056977A
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유영준
박제준
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대우조선해양 주식회사
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    • B63H25/06—Steering by rudders
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Abstract

본 발명은 선박용 러더에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 선박의 운항 상황에서는 싱글 러더로서 동작하여 해수와의 저항으로 인한 불리한 점을 해소할 수 있고, 긴급한 상황으로 인해 선박의 정지가 필요한 경우 러더 본체로부터 보조 블레이드의 전개에 의해 좌우방향의 리프트(lift)를 상쇄시키면서 추가 저항을 발생시킴으로써 선박이 신속하게 정지할 수 있도록 하며, 이로 인해 해양 사고를 방지할 수 있는 선박용 러더에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선박용 러더는 선체에 회전 가능하게 설치되는 러더 본체; 상기 러더 본체의 양측면에 회전 가능하게 각각 설치되는 보조 블레이드; 상기 보조 블레이드를 회전시키는 블레이드구동부를 포함하고, 상기 보조 블레이드가 상기 블레이드구동부에 의해 상기 러더 본체로부터 전개되어 상기 선체의 정지를 위한 추가 저항을 발생시키도록 한다.

Description

선박용 러더{Rudder for ship}
본 발명은 선박용 러더에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 선박의 운항 상황에서는 싱글 러더로서 동작하여 해수와의 저항으로 인한 불리한 점을 해소하고, 긴급한 상황으로 인해 선박의 정지가 필요한 경우 러더에 의해 추가 저항을 발생시킴으로써 신속한 정지가 가능하도록 구성된 선박용 러더에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 러더(rudder)는 선미에 설치되어 항해중 선체의 진행 방향을 전환하기 위한 용도로 사용된다. 이를 위해 선체에 대해 중공형상의 러더 트렁크가 고정되고, 러더 트렁크의 내부에 러더 샤프트가 회전 가능하게 설치되며, 러더 사프트에 러더 블레이드가 장착되어, 조타시 러더 샤프트와 함게 러더 블레이드가 함께 회전하도록 함으로써 선체의 진행 방향을 전환하게 된다.
한편 각종 해양사고와 관련하여 선박의 최소 요구성능 관련 규정이 발표되고, 선박에 대해서 이보다 더 높은 성능을 요구하고 있다. 특히 선박의 정지 기능과 관련된 요구가 대표적인데, 운항하는 도중 긴급한 상황이 발생했을 때 선박이 정지하는데 소요되는 거리와 시간을 최소한으로 줄임으로써 해양사고를 예방하기 위함이다.
보통의 선박에서 싱글 프로펠러와 싱글 러더를 사용하여 정지를 시도할 경우, 러더는 중립타각을 유지한다. 이는 한쪽방향으로 러더를 움직여 저항을 증가시킬 경우, 한쪽방향으로 발생하는 리프트(lift)에 의해 방향까지 바뀌는 것을 피할 수 없기 때문이다.
또한 미국등록특허 제06886485호의 "Twin-rudder system for large ship"에서는 2개의 러더가 쌍을 이루는 트윈 러더(twin rudder)가 개시되어 있다. 이러한 트윈 러더를 장착한 선박은 접안 능력이 탁월하고, 필요에 따라 거의 정지한 위치에서 방향전환이 가능하다는 장점이 있지만, 2개의 러더를 장착하는데 추가 비용이 발생하고, 대부분을 차지하는 운항 상황에서 2개의 러더 각각에 걸리는 추가 저항이 발생하는 단점을 가진다.
그러므로 대부분을 차지하는 운항 상황에서는 싱글 프로펠러 및 싱글 러더 시스템을 유지하면서, 긴급 상황시 러더의 저항을 추가적으로 발생시킴으로써 선박의 정지력을 향상시키도록 하는 러더의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박의 운항 상황에서는 싱글 러더로서 동작하여 해수와의 저항으로 인한 불리한 점을 해소하고, 긴급한 상황으로 인해 선박의 정지가 필요한 경우 러더에 의해 추가 저항을 발생시킴으로써 신속한 정지가 가능하도록 하여, 해양 사고를 방지하도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박용 러더에 있어서, 선체에 회전 가능하게 설치되는 러더 본체; 상기 러더 본체의 양측면에 회전 가능하게 각각 설치되는 보조 블레이드; 상기 보조 블레이드를 회전시키는 블레이드구동부를 포함하고, 상기 보조 블레이드가 상기 블레이드구동부에 의해 상기 러더 본체로부터 전개되어 상기 선체의 정지를 위한 추가 저항을 발생시키는 선박용 러더가 제공된다.
상기 러더 본체는 상기 보조 블레이드가 수용되기 위한 수용홈이 양측면에 각각 형성될 수 있다.
상기 블레이드구동부는 상기 보조 블레이드에 회전 구동력을 제공하도록 설치되는 유압실린더를 포함할 수 있다.
상기 유압실린더는 상기 보조 블레이드 각각에 양단이 힌지 결합되어 상기 보조 블레이드 사이에 설치될 수 있다.
상기 유압실린더는 상기 러더 본체에 길이방향을 따라 설치되고, 다수의 링크부재에 의해 상기 보조 블레이드 각각에 연결될 수 있다.
상기 보조 블레이드가 상기 러더 본체로부터 동일한 각도로 전개되도록 연동시키는 연동가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 연동가이드부는 상기 보조 블레이드 각각의 회전축에 각각 고정되어 서로 기어 결합되는 연동기어를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박용 러더에 있어서, 선체에 회전 가능하게 설치되는 러더 본체; 상기 러더 본체의 양측면에 접힘과 전개가 가능하도록 각각 설치되는 러더 블레이드; 및 상기 러더 블레이드가 접힘과 전개가 가능하도록 구동력을 제공하는 블레이드구동부를 포함하는 선박용 러더가 제공된다.
본 발명에 따르면, 선박의 운항 상황에서는 싱글 러더로서 동작하여 해수와의 저항으로 인한 불리한 점을 해소할 수 있고, 긴급한 상황으로 인해 선박의 정지가 필요한 경우 러더 본체로부터 보조 블레이드의 전개에 의해 좌우방향의 리프트(lift)를 상쇄시키면서 추가 저항을 발생시킴으로써 선박이 신속하게 정지할 수 있도록 하며, 이로 인해 해양 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더를 도시한 평단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더의 보조 블레이드 및 블레이드구동부를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더의 동작을 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더의 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박용 러더의 요부를 도시한 평단면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박용 러더의 동작을 설명하기 위한 평단면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더를 도시한 평단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더(100)는 러더 본체(110), 보조 블레이드(120) 및 블레이드구동부(130)를 포함하고, 보조 블레이드(120)가 블레이드구동부(130)에 의해 러더 본체(110)로부터 전개되어 선체의 정지를 위한 추가 저항을 발생시키도록 한다.
러더 본체(110)는 선체에 회전 가능하게 설치되는데, 이를 위해 선체 하부에 마련되는 러더 혼(111)에 회전 가능하게 지지될 수 있고, 선체에 설치되는 러더 샤프트(112)에 수직되게 설치됨으로써 러더 샤프트(112)와 함께 회전하여 선체의 방향을 전환하도록 하며, 단면 형상이 유선형으로 이루어질 수 있다.
러더 본체(110)는 양측면에 보조 블레이드(120)가 수용되기 위한 수용홈(113; 도 4에 도시)이 각각 형성될 수 있다. 수용홈(113)은 러더 본체(110)의 측면 중 일부를 차지하도록 형성됨으로써 내측에 수용된 러더 블레이드(120)가 러더 본체(110)의 측면 일부를 이루도록 할 수 있다.
보조 블레이드(120)는 한 쌍으로 이루어져서 러더 본체(110)의 양측면에 접힘과 전개가 가능하도록 각각 설치되는데, 일례로 회전축(121)에 의해 러더 본체(110)의 양측면에 회전 가능하게 각각 설치될 수 있고, 러더 본체(110)로부터 접힘시 러더 본체(110)의 수용홈(113; 도 4에 도시) 내에 수용됨으로써 선박의 운항시 해수와의 저항 발생을 최소화하도록 한다.
보조 블레이드(120)는 러더 본체(110) 후단의 테일부분으로부터 러더 본체(110) 측면의 중심부까지 연장되는 면적을 제공하도록 설치될 수 있고, 러더 본체(110)에 접힘시 러더 본체(110)의 표면과 일치하는 면을 제공함으로써 돌출로 인한 저항 발생을 억제하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 보조 블레이드(120)는 연동가이드부(140)에 의해 러더 본체(110)로부터 동일한 각도로 전개되도록 연동될 수 있다. 여기서 연동가이드부(140)는 일례로 보조 블레이드(120) 각각의 회전축(121)에 고정되어 서로 기어 결합되는 한 쌍의 연동기어(141)를 포함할 수 있으며, 보조 블레이드(120)의 상단과 하단에 각각 설치될 수 있다. 연동기어(141)는 서로 이격된 회전축(121)을 연동시키면서도 설치 공간을 최소화하기 위하여, 부채꼴 형태의 기어로 이루어질 수 있다.
블레이드구동부(130)는 러더 블레이드(120)의 접힘과 전개가 가능하도록 구동력을 제공함으로써 보조 블레이드(120)를 회전시키도록 하는데, 일례로 본 실시례에서처럼 보조 블레이드(120)에 회전 구동력을 제공하도록 설치되는 유압실린더(131)를 포함할 수 있으며, 선체의 정지를 위한 저항이 크게 작용하는 점을 고려하여, 보조 블레이드(120) 전체에 걸쳐서 구동력이 분산 제공되도록 유압실린더(131)가 보조 블레이드(120) 사이에서 상하로 다수 설치될 수 있다.
유압실린더(131)는 일례로 러더 샤프트(112)에 설치되는 유압공급라인(미도시)을 통해서 선체의 유압공급부로부터 공급되는 유압을 공급받아 동작할 수 있고, 압축 및 팽창에 의해 피스톤로드(131a)가 보조 블레이드(120)를 양방향으로 회전시킬 수 있도록 복동실린더로 이루어질 수 있다.
유압실린더(131)는 동작에 의해 보조 블레이드(120)가 러더 본체(110)에 접히거나 전개되도록 구동되기 위한 구동력을 제공하도록, 보조 블레이드(120)와의 다양한 결합 방식과 동력 전달 부재를 사용할 수 있는데, 본 실시례에서처럼 보조 블레이드(120) 각각에 양단, 즉 실린더 본체와 피스톤로드(131a) 끝단이 힌지결합부(132)에 의해 힌지 결합되어, 보조 블레이드(120) 사이에 설치될 수 있다. 또한 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유압실린더(131)는 동작시 지연됨이 없이 신속하게 보조 블레이드(120)를 전개시키도록 러더 본체(110) 내에 폭방향을 따라 설치될 수 있다. 이때 러더 본체(110)와 보조 블레이드(120)는 유압실린더(131)가 동작시 보조 블레이드(120)의 회동으로 인한 위치 가변이 가능하도록 위치가변홈(114; 도 2에 도시)(122)이 각각 형성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제 1 실시례에 따른 선박용 러더(100)에 의하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선박이 운항 상황에서는 블레이드구동부(130)에 의해 보조 블레이드(120)가 수용홈(113)에 수용되어, 러더 본체(110)가 싱글 러더로서 동작하도록 하고, 이로 인해 러더 본체(110)에 의한 해수의 저항을 최소화하여 해수와의 저항으로 인한 불리한 점을 해소하도록 한다.
또한 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 긴급한 상황으로 인해 선박의 정지가 필요한 경우 블레이드구동부(130)의 구동에 의해 러더 본체(110)로부터 보조 블레이드(120)가 전개되도록 하여, 보조 블레이드(120)에 의해 좌우방향의 리프트(lift)를 상쇄시키면서 추가 저항을 발생시킴으로써, 선박의 신속한 정지가 가능하도록 하며, 이로 인해 해양 사고를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박용 러더의 요부를 도시한 평단면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박용 러더의 동작을 설명하기 위한 평단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박용 러더(200)는 이전의 실시례와 마찬가지로, 선체에 회전 가능하게 설치되는 러더 본체(210), 러더 본체(210)의 양측면에 회전 가능하게 각각 설치되는 보조 블레이드(220) 및 보조 블레이드(220)를 회전시키는 블레이드구동부(230)를 포함하되, 블레이드구동부(230)의 구체적인 구성에 있어서 이전의 실시례와 차이를 가지며, 이를 위주로 설명하기로 한다.
블레이드구동부(230)는 보조 블레이드(220)에 회전 구동력을 제공하는 유압실린더(231)을 포함하되, 유압실린더(231)의 구동력을 보조 블레이드(220) 각각에 분산하여 전달하기 위한 다수의 링크부재(232)를 더 포함할 수 있다.
유압실린더(231)는 러더 본체(210) 내의 한정된 설치 공간을 감안하여, 러더 본체(210)에 길이방향을 따라 설치될 수 있고, 피스톤로드(231a)가 다수의 링크부재(232)에 의해 보조 블레이드(220) 각각에 연결될 수 있다.
블레이드구동부(230)는 다른 실시례로서 유압실린더(231)가 보조 블레이드(220) 각각에 대응하도록 쌍을 이루어서 유압실린더(231) 각각이 보조 블레이드(220)를 독립적으로 구동시키도록 구성될 수도 있는데, 이와는 다르게 유압실린더(231)의 배치 공간 효율성과 동작의 신뢰성을 위하여 본 실시례에서는 링크부재(232)에 의해 유압실린더(231) 단독으로 보조 블레이드(220) 모두에 회전구동력을 제공할 수 있도록 구성됨을 나타낸다. 블레이드구동부(230)는 링크부재(232)를 사용하여 유압실린더(231)의 구동력을 보조 블레이드(220)에 전달하기 위한 다양한 변경 실시가 가능하다.
링크부재(232)는 본 실시례에서처럼 한 쌍으로 이루어져서 유압실린더(231)의 피스톤로드(231a)에 각각의 끝단이 힌지 결합될 수 있고, 각각이 길이방향에 경사진 방향으로 배치되어 각각의 다른 끝단이 보조 블레이드(220)에 힌지 결합될 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제 2 실시례에 따른 선박용 러더(200)에 의하면, 유압실린더(231)의 구동으로 인한 피스톤로드(231a)의 왕복 운동시, 도 7에 도시된 바와 같이, 링크부재(232) 각각이 보조 블레이드(220)를 회전시킴으로써 보조 블레이드(220)가 러더 본체(210)로부터 전개되도록 하거나, 도 6에 도시된 바와 같이 링크부재(232) 각각이 보조 블레이드(220)를 역방향으로 회전시킴으로써 보조 블레이드(220)가 러더 본체(210) 내에 수용되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 선박용 러더에 따르면, 선박의 운항 상황에서는 싱글 러더로서 동작하여 해수와의 저항으로 인한 불리한 점을 해소할 수 있고, 긴급한 상황으로 인해 선박의 정지가 필요한 경우 러더 본체로부터 보조 블레이드의 전개에 의해 좌우방향의 리프트(lift)를 상쇄시키면서 추가 저항을 발생시킴으로써 선박이 신속하게 정지할 수 있도록 하며, 이로 인해 해양 사고를 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110,210 : 러더 본체 111 : 러더 혼
112 : 러더 샤프트 113 : 수용홈
114 : 위치가변홈 120,220 : 보조 블레이드
121 : 회전축 122 : 위치가변홈
130,230 : 블레이드구동부 131,231 : 유압실린더
131a,231a : 피스톤로드 132 : 힌지결합부
140 : 연동가이드부 141 : 연동기어
232 : 링크부재

Claims (8)

  1. 선박용 러더에 있어서,
    선체에 회전 가능하게 설치되는 러더 본체;
    상기 러더 본체의 양측면에 회전 가능하게 각각 설치되는 보조 블레이드; 및
    상기 보조 블레이드를 회전시키는 블레이드구동부를 포함하고,
    상기 보조 블레이드가 상기 블레이드구동부에 의해 상기 러더 본체로부터 전개되어 상기 선체의 정지를 위한 추가 저항을 발생시키는, 선박용 러더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 러더 본체는,
    상기 보조 블레이드가 수용되기 위한 수용홈이 양측면에 각각 형성되는, 선박용 러더.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드구동부는,
    상기 보조 블레이드에 회전 구동력을 제공하도록 설치되는 유압실린더를 포함하는, 선박용 러더.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유압실린더는,
    상기 보조 블레이드 각각에 양단이 힌지 결합되어 상기 보조 블레이드 사이에 설치되는, 선박용 러더.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 유압실린더는,
    상기 러더 본체에 길이방향을 따라 설치되고, 다수의 링크부재에 의해 상기 보조 블레이드 각각에 연결되는, 선박용 러더.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 보조 블레이드가 상기 러더 본체로부터 동일한 각도로 전개되도록 연동시키는 연동가이드부를 더 포함하는, 선박용 러더.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 연동가이드부는,
    상기 보조 블레이드 각각의 회전축에 각각 고정되어 서로 기어 결합되는 연동기어를 포함하는, 선박용 러더.
  8. 선박용 러더에 있어서,
    선체에 회전 가능하게 설치되는 러더 본체;
    상기 러더 본체의 양측면에 접힘과 전개가 가능하도록 각각 설치되는 러더 블레이드; 및
    상기 러더 블레이드가 접힘과 전개가 가능하도록 구동력을 제공하는 블레이드구동부를 포함하는, 선박용 러더.
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WO2022165013A1 (en) * 2021-01-27 2022-08-04 Naiad Maritime Group, Inc. Fin stabilizer with internal actuation mechanism

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