KR20150080913A - Rudder for ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박용 방향타에 관한 것이다.
The present invention relates to marine rudders.
일반적으로, 선박에는 이동 방향을 조정하기 위해 프로펠러의 후방에 방향타가 설치되고, 이때 선박의 방향타타는 프로펠러로부터 유기되는(induced) 회전 입사류에 놓이게 된다.Generally, a ship is equipped with a rudder behind the propeller in order to adjust the direction of movement, where the rudder of the ship is placed in a rotating incident stream induced from the propeller.
이와 같은 입사류에 따라 프로펠러의 축선을 중심으로 상하 위치에 따라 방향타의 좌우측 압력이 각각 다르게 형성된다.According to the incident flow, the left and right pressures of the rudder are formed differently depending on the vertical position about the axial line of the propeller.
선박의 후방에서 볼 때, 오른나사 방향으로 회전하는 프로펠러에 의해 방향타에서 발생하는 압력 분포는 방향타의 좌측 상부와 우측 하부에서는 압력면이 형성되고, 방향타의 우측 상부와 좌측 하부에서는 흡입면이 형성된다.The pressure distribution generated in the rudder by the propeller rotating in the direction of the right screw when viewed from the rear of the ship forms a pressure surface at the upper left and lower right of the rudder and a suction surface at the upper right and lower left of the rudder .
이러한 방향타 면의 비대칭 압력 분포 특성으로 인하여, 고속 또는 고부하 추진기를 장착한 선박의 방향타가 좌우 대칭 단면을 갖는다면, 흡입면이 형성되는 방향타의 부위에서 캐비테이션에 의한 침식 손상이 발생되는 문제가 있다.Due to the asymmetric pressure distribution characteristics of the rudder surface, if the rudder of a ship equipped with a high-speed or high-load propeller has a symmetrical cross section, erosion damage due to cavitation occurs at a rudder portion where a suction surface is formed.
이와 같은 방향타의 캐비테이션 침식 손상을 최소화하기 위하여, 프로펠러의 축선을 중심으로 방향타의 전연부(leading edge part)를 프로펠러로부터 유기되는 회전 입사류 방향의 반대방향으로 편향되도록 일정 각도 비틀린 형상으로 형상한 비대칭 방향타가 사용되고 있다.In order to minimize the cavitation erosion damage of such a rudder, the leading edge part of the rudder centered on the axis of the propeller is formed asymmetrically in a shape twisted at a constant angle so as to be deflected in the direction opposite to the rotational incident flow direction Rudder is being used.
즉, 종래의 비대칭 방향타는, 선박의 후방에서 볼 때, 프로펠러가 방향타를 중심으로 오른나사 방향으로 회전하는 경우, 프로펠러의 축선을 중심으로 방향타의 전연부 상부와 하부 측이 좌현과 우현으로 비틀어져 있다.That is, in the conventional asymmetric rudder, when viewed from the rear of the ship, when the propeller rotates in the right screw direction about the rudder, the upper and lower sides of the rudder of the rudder are twisted to the starboard side and the starboard .
이러한 구조는 방향타의 전연부가 프로펠러의 축선을 중심으로 어긋난 형상을 취한다. 이에 의해, 프로펠러의 일방향(오른나사 방향) 회전운동에 의해 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 비대칭 압력을 상쇄시키는 것이 가능하여 기존의 대칭형 방향타의 문제점을 해결할 수 있다.In this structure, the leading edge portion of the rudder takes a shape shifted about the axis of the propeller. As a result, it is possible to cancel the asymmetric pressure acting on the rudder by the wake rotating in one direction by the rotational motion of the propeller in one direction (right screw direction), thereby solving the problem of the conventional symmetrical rudder.
그러나, 이러한 방향타는 프로펠러의 축선을 중심으로 전연부 상,하부가 좌우로 비틀어짐에 따라 불연속 단면부가 존재하여 응력집중에 의한 구조적 취약성을 띄는 문제가 있다.However, such a rudder has a disadvantage in that it has structural discontinuity due to the concentration of stress due to the presence of discontinuous cross-sections as the forward and downward portions are twisted to the left and right around the axis of the propeller.
나아가, 상기한 응력집중에 의해 방향타에 박리가 발생되는 문제가 있으며, 또한 비대칭 압력을 상쇄시킴으로 인하여 저항이 감소되어 추진 효율이 나빠지는 문제가 있다.Furthermore, there is a problem that peeling occurs in the rudder due to the stress concentration described above, and the resistance is reduced due to the offsetting of the asymmetric pressure, which results in a problem that the propulsion efficiency is deteriorated.
다시 말해, 응력집중을 개선하면서도 방향타의 박리를 방지할 수 있으며, 나아가 추진 효율을 향상시킬 수 있는 구조의 개발이 절실한 실정이다.In other words, it is inevitable to develop a structure capable of preventing separation of rudder while improving stress concentration, and further improving the propulsion efficiency.
음압 발생을 저감시킬 수 있는 동시에 추진 효율을 향상시킬 수 있는 선박용 방향타를 제공한다.
The present invention provides a marine rudder capable of reducing the generation of sound pressure and improving the propulsion efficiency.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타는, 선체에 마련되어 상기 선체의 항해 방향을 조정하는 러더에 있어서, 상부 러더; 및 상기 상부 러더의 하부에 마련되는 하부 러더를 포함하되, 상기 상부 러더는, 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 확대되는 것을 특징으로 한다.A rudder for a ship according to an embodiment of the present invention is provided on a ship and adjusts the direction of navigation of the ship, the rudder comprising: an upper rudder; And a lower rudder provided at a lower portion of the upper rudder, wherein the upper rudder is enlarged in section from the upper end to the lower end.
구체적으로, 상기 상부 러더 및 상기 하부 러더는, 프로펠러의 중심축을 기준으로 상부와 하부에 마련될 수 있다.Specifically, the upper rudder and the lower rudder may be provided at upper and lower portions with respect to the central axis of the propeller.
구체적으로, 상기 하부 러더는, 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 축소될 수 있다.Specifically, the lower rudder may have a reduced cross-sectional area from the upper end to the lower end.
구체적으로, 상기 하부 러더의 상단 단면적은, 상기 상부 러더의 하단 단면적과 비연속적일 수 있다.Specifically, the upper cross sectional area of the lower rudder may be discontinuous with the lower cross sectional area of the upper rudder.
구체적으로, 프로펠러의 중심축 상에서 단면적이 최대가 될 수 있다.
Specifically, the cross-sectional area on the central axis of the propeller can be maximized.
음압발생방지부를 통해 음압 발생을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.There is an effect that the generation of sound pressure can be reduced through the negative pressure generation preventing section.
또한, 방향타의 박리 현상을 방지할 수 있으며, 추진 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, it is possible to prevent the separation of the rudder and improve the propulsion efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타가 장착된 선박의 후미를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.1 is a side view showing a rear end of a ship equipped with a ship rudder according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a rudder according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of a rudder according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view showing a rudder according to another embodiment of the present invention.
5 is a side view showing a rudder according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타가 장착된 선박의 후미를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.
2 is a front view showing a rudder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view showing a rear end of a ship equipped with a rudder for a ship according to an embodiment of the present invention Fig.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타(100)는 일예로서, 고정부(110) 및 러더(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
Referring to FIGS. 1 to 3, the
한편, 선박용 방향타(100)는 전가동타(full-spade redder)를 설명하기로 한다. 그리고, 최근에는 전가동타가 대형 선박의 방향타로서 개발되어 사용되고 있는데, 전가동타는 그 상부에 타 축(rudder stock)이 형성되어 있고, 선박의 후미에 마련된 고정부(110)의 하부에 타 축이 베어링을 개재하여 삽입되어 러더(120)가 회전 가능하게 지지되도록 구성되어 있다.
On the other hand, the
러더(120)는 일예로서, 제1 러더(130), 제2 러더(140), 경사부(150) 및 음압발생방지부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
The
제1 러더(130)는 프로펠러(10)에 대향 배치되는 전연부 측이 폭 방향 중심선(C1)을 기준으로 좌현 방향으로 기울어져 배치된다. 즉, 제1 러더(130)의 전연부 측은 정면에서 바라볼 때, 도 2에 도시된 바와 같이 오른쪽을 향하도록 형성될 수 있다.The
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 러더(130)는 제2 러더(140)보다 크게 형성될 수 있다. 다시 말해, 측면에서 바라볼 때 제1 러더(130)는 제2 러더(140)보다 큰 면적을 가지도록 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
나아가, 제1 러더(130)의 전연부는 측면에서 바라볼 때, 도 3에 도시된 바와 같이 프로펠러(10) 측으로 경사지게 형성될 수 있다.Further, the leading edge of the
그리고, 제1 러더(130)의 전연부는 폭 방향 중심선을 포함하는 제1 러더(130)의 종단면을 기준으로 1 ~ 5도 기울어지게 배치될 수 있다.
The leading edge of the
제2 러더(140)는 경사부(150)를 통해 제1 러더(140)에 연결된다. 즉, 제2 러더(140)는 제1 러더(130)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 러더(140)의 전연부 측은 폭 방향 중심선(C1)을 기준으로 우현 방향으로 기울어져 배치될 수 있다. 즉, 제2 러더(140)의 전연부 측은 도 2에 도시된 바와 같이 왼쪽을 향하도록 형성될 수 있다.
The second rudder (140) is connected to the first rudder (140) through the inclined portion (150). That is, the
경사부(150)는 제1,2 러더(130,140)를 연결한다. 즉, 제1 러더(130)의 전연부가 좌현 방향으로 기울어지게 배치되고, 제2 러더(140)의 전연부가 우현 방향으로 기울어지게 배치되므로, 제1,2 러더(130,140)의 상호 대향 배치되는 끝단은 소정 간격 이격 배치된다.The
따라서, 제1,2 러더(130,140)의 연결을 위해서는 경사부(150)가 형성되어야 하는 것이다.
Therefore, the
음압발생방지부(160)는 경사부(150)를 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 음압발생방지부(160)는 제1,2 러더(130,140)의 전연부를 연결하는 경사부(150)가 내부에 매립되도록 형성될 수 있다.The negative pressure
한편, 음압발생방지부(160)는 선체에 설치되는 프로펠러(10)의 중심축으로부터 연장되는 연장선(E1) 상에 배치될 수 있다.
On the other hand, the negative pressure
*또한, 음압발생방지부(160)의 표면 형상은 일예로서 전방에서 바라볼 때 대략 구 형상을 가질 수 있다. 즉, 음압발생방지부(160)는 상부측의 종단면 면적이 중앙부측의 종단면의 면적보다 작게 형성될 수 있다.In addition, the surface shape of the negative pressure
이와 같이, 전방에서 바라볼 때 구 형상을 가지는 음압발생방지부(160)를 통해 프로펠러(10)로부터 발생되는 회전류에 의한 저항을 감소시켜 추진효율을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the resistance due to the rotation current generated from the
즉, 프로펠러(10)에 의해 발생되는 회전류의 중심에 음압발생방지부(160)가 배치됨으로써 회전류의 중심이 와해되어 회전류의 중심에 의한 저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 추진효율을 향상시킬 수 있다.That is, since the negative pressure
나아가, 회전류의 중심이 와해됨으로써 방향타(100)의 박리현상을 저감시킬 수 있으므로, 박리에 의해 발생되는 저항을 감소시킬 수 있는 것이다.
Furthermore, since the center of the rotating current is broken, the peeling phenomenon of the
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타에 대하여 설명하기로 한다. 한편, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
Hereinafter, a rudder according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the meantime, the same elements as those described above are replaced with the above description, and a detailed description thereof will be omitted here.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.
FIG. 4 is a front view showing a rudder according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view showing a rudder according to another embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타(200)는 일예로서, 고정부 및 러더(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 고정부는 상기에서 설명한 고정부(110)와 동일한 구성요소에 해당되는 것으로 여기서는 도면에의 도시 및 자세한 설명을 생략하기로 한다.
Referring to FIGS. 4 and 5, the rudder 200 according to another embodiment of the present invention may include a fixed portion and a
러더(220)는 일예로서, 제1 러더(130), 제2 러더(140), 경사부(150) 및 음압발생방지부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.The
한편, 제1,2 러더(130,140) 및 경사부(150)는 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 해당되므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Meanwhile, since the first and
그리고, 이하에서는 음압발생방지부(260)에 대하여 살펴보기로 한다.
Hereinafter, the negative pressure
음압발생방지부(260)는 음압발생방지부(160)는 경사부(150)를 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 음압발생방지부(260)는 제1,2 러더(130,140)의 전연부를 연결하는 경사부(150)가 내부에 매립되도록 형성될 수 있다.The negative pressure
한편, 음압발생방지부(260)는 선체에 설치되는 프로펠러(10)의 중심축으로부터 연장되는 연장선(E1) 상에 배치될 수 있다.On the other hand, the negative pressure
또한, 음압발생방지부(260)의 표면 형상은 일예로서 전방에서 바라볼 때 대략 구 형상을 가질 수 있으며, 측면에서 바라볼 때 나선형 형상을 가질 수 있다. 그리고, 음압발생방지부(160)는 상부측의 종단면 면적이 중앙부측의 종단면의 면적보다 작게 형성될 수 있다.In addition, the surface shape of the negative pressure
이와 같이, 측면에 바라볼 때 나선형 형상을 가지는 음압발생방지부(260)를 통해 프로펠러(10)로부터 발생되는 회전류에 의한 저항을 감소시켜 추진효율을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the resistance due to the rotating current generated from the
즉, 프로펠러(10)에 의해 발생되는 회전류의 중심에 음압발생방지부(260)가 배치됨으로써 회전류의 중심이 와해되어 회전류의 중심에 의한 저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 추진효율을 향상시킬 수 있다.That is, since the negative pressure
나아가, 회전류의 중심이 와해됨으로써 방향타(200)의 박리현상을 저감시킬 수 있으므로, 박리에 의해 발생되는 저항을 감소시킬 수 있는 것이다.
Further, since the center of the rotating current is broken, the peeling phenomenon of the rudder 200 can be reduced, so that the resistance caused by peeling can be reduced.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
100, 200 : 방향타
110 : 고정부
120, 220 : 러더
130 : 제1 러더
140 : 제2 러더
150 : 경사부
160, 260 : 음압발생방지부100, 200: rudder
110:
120, 220: rudder
130: 1st rudder
140: Second rudder
150:
160, 260: Sound pressure generation prevention part
Claims (5)
상부 러더; 및
상기 상부 러더의 하부에 마련되는 하부 러더를 포함하되,
상기 상부 러더는,
상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 확대되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.A rudder provided on a hull to adjust the direction of hull navigation,
Upper rudder; And
And a lower ruder provided at a lower portion of the upper rudder,
Wherein the upper rudder comprises:
Wherein the cross-sectional area of the rudder is increased from the upper end to the lower end.
프로펠러의 중심축을 기준으로 상부와 하부에 마련되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타. The apparatus of claim 1, wherein the upper rudder and the lower rudder comprise:
Wherein the rudder is provided at upper and lower portions with respect to the central axis of the propeller.
상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 축소되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타The apparatus of claim 1, wherein the lower rudder comprises:
Characterized in that the cross-sectional area decreases from the top to the bottom,
상기 상부 러더의 하단 단면적과 비연속적인 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.4. The lower rudder according to claim 3,
Sectional area of the upper rudder.
프로펠러의 중심축 상에서 단면적이 최대가 되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.
The method of claim 3,
Wherein a cross-sectional area of the rudder is maximized on the central axis of the propeller.
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