KR20150127189A

KR20150127189A - 방향타

Info

Publication number: KR20150127189A
Application number: KR1020157028008A
Authority: KR
Inventors: 스티그 엘베스타드; 애쉴리 브라이언트; 아딜 살림; 마르테 엘링센; 피터 길레센; 마치에이 로가; 라르스 루네 볼슈타드
Original assignee: 롤스-로이스 마린 에이에스-루더스
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-11-16

Abstract

본 명세서에는 선박용 방향타가 기술되었으며, 이 선박용 방향타는 방향타 스톡(32)을 통해 선박의 선미 단부(16)에 고정되는 타판(10)을 포함하고, 타판(10)은 각각 서로 위아래에 배치된 제1 타판 부분(12) 및 제2 타판 부분(14)을 포함하는 현수식 타판이고, 방향타 스톡(32)은 타판(10)에 장착되고 고정되며 선박의 선미 단부(16)까지 연장하고, 방향타 스톡은 상위 단부에서 선박의 선미 단부(16)에 배치된 조종 기어(20)에 연결된다. 외부 튜브(34)는 제1 상위 타판 부분(12) 및 선박의 선미 단부(16)에 각각 고정되는 방향타 스톡(32)에 대해 배치되고, 방향타 스톡(32)은 외부 튜브(34)를 통해 그리고 제2 하위 타판 부분(14)까지 내려가 연장한다.

Description

방향타{RUDDER}

본 발명은 방향타 스톡(rudder stock)을 통해 선박의 선미 단부(aft end)에 고정되는 타판(rudder blade)을 포함하는 선박용 방향타(rudder)에 관한 것이다. 타판은 현수식(suspension type)이고, 각각 서로 위아래에 배치된 제1 타판 부분 및 제2 타판 부분을 포함하며, 방향타 스톡은 타판에 장착되고 고정되며 선박의 선미 단부까지 연장하고, 방향타 스톡은 자신의 상위 단부에서 선박의 선미 단부에 배치된 조종 기어(steering gear)에 접속된다.

본 발명은 예를 들어 선박의 선미 단부에 트위스트된 타판들의 형태로 방향타를 형태화, 고정 및 장착하는 것과 관련된다. 본 발명은 또한 플랩이 장착되고 선박의 선미 단부에 고정된 타판의 형성과 관련된다.

이전 기술로부터, 특히 Becker Marine Systems GmbH & Co.의 EP2060485B1를 참조한다. 이 문서는 프로펠러를 갖는 트위스트된 균형잡힌 방향타의 형태이며 방향타 스톡을 갖는 선박의 선미 단부에 접속된 방향타 디바이스를 제시한다. 타판은 서로에 대해 트위스트되고 상위 부분이 가장 높은 두 개의 프로파일 부분들을 구비한다. 상위 부분은 한 측면에서 전방의 가장 넓은 영역 상에 부드러운 아치형을 구비하고 다른 측면 상에 보다 명확한 아치형을 구비하며 가장 넓은 영역 뒤의 측면들이 단부 점으로 함께 직선으로 이어진다. 하위 부분은 그에 상응하여 형성된다. 두 개의 프로파일 부분들이 타판의 후방 부분에서 대칭한다. 각 프로파일 부분의 전방 부분에는 대략 반원 프로파일을 갖는 자신의 고유한 전방 에지 스트립이 장착되고 타판의 단부에는 단부 스트립이 장착된다. 각 프로파일의 후방 부분은 전방 부분의 길이의 적어도 1.5배인 길이를 가진다. 각 프로파일의 직선 부분은 가장 넓은 영역과 프로파일의 전방 에지 사이의 거리의 길이의 적어도 1/3 이도록 제공되는 가장 넓은 영역 뒤의 거리에 있는 점으로부터 이어진다. 또한, 두 개의 트위스트된 프로파일 부분들 사이의 보충 영역을 커버하는 가이딩 플레이트들(커버 플레이트들)이 배치됨을 나타내며, 이때 가이딩 플레이트들은 각 프로파일 상의 측 표면들 상의 앞뒤로부터 연장한다. 방향타 스톡은 타판의 가장 넓은 영역 또는 전방 부분에 장착된다. 또한, 방향타 스톡은 상위 프로파일 부분 내에만 장착되고 그 위에서 연장한다. 방향타 스톡은 상위 프로파일 부분에 고정되고 베어링이 장착된 튜브(핸들 개방 튜브) 내에 장착된다. 방향타 스톡의 일 부분은 튜브 밖으로 나와서 상위 프로파일 부분에 고정된다.

역시 Becker Marine Systems GmbH & Co.에 속하는 EP2060486B1으로부터, 유사한 방향타 디바이스를 볼 수 있다. 방향타 스톡을 갖는 선박의 선미 단부에 접속된 프로펠러를 가진 트위스트된 균형잡힌 방향타가 기술되었다. 타판은 서로에 대해 트위스트된 두 개의 프로파일 부분들을 구비하며, 이때 상위 부분이 가장 높다. 상위 부분은 한 측면에서 전방의 가장 넓은 영역 상에 부드러운 아치형을 구비하고 다른 측면 상에 보다 명확한 아치형을 구비하며 가장 넓은 영역 뒤의 측면들이 단부 점으로 함께 직선으로 이어진다. 하위 부분은 그에 상응하여 형성된다. 두 개의 프로파일 부분들이 타판의 후방 부분에서 대칭한다. 각 프로파일 부분의 전방 부분은 대략 반원으로 형성된 프로파일을 갖는 자신의 전방 에지 스트립과 피팅되고, 타판의 단부는 단부 스트립과 피팅된다. 각 프로파일의 후방 부분은 전방 부분의 길이의 적어도 1.5배인 길이를 가진다. 각 프로파일의 직선 부분은 가장 넓은 영역과 프로파일의 전방 에지 사이의 거리의 길이의 적어도 1/3 이도록 제공되는 가장 넓은 영역 뒤의 거리에 있는 점으로부터 이어진다. 또한, 방향타 스톡이 타판의 전방 부분 내의 또는 가장 넓은 영역 내에 피팅된다는 것이 나타내어진다. 또한, 방향타 스톡은 하위 프로파일이 좁은 프로파일을 나타내도록 상위 프로파일 부분 내에 장착되고 그 위에서 연장한다.

또한, 타판 내의 방향타 스톡에 대한 고정 디바이스와 관련된 KR 20070003539 A, KR 20080061126 A, US 2007/000423 A1 및 US 2009/0126614 A1을 참조하며, 이때 방향타 스톡이 타판 내에까지 멀리 연장하고 볼트 접속으로 고정되며 여기에서 방향타 스톡은 타판 내의 상위 및 하위 베어링 내에 장착된다. 특히 KR 20080061126 A로부터, 타판과 방향타 박스 사이의 오버랩 영역의 상위 및 하위 부분 내에 배치된 상위 및 하위 베어링이 알려져 있다.

GB 518853 A로부터 빈(hollow) 방향타 스톡이 선체(방향타 박스)로부터 타판까지 연장하는 개방 또는 폐쇄된 튜브의 형태로 도시되었다. 방향타 박스는 튜브에 대한 실(seal) 및 베어링과 피팅되며 타판은 튜브의 고정 및 활용을 위한 베어링과 피팅되고, 이때 베어링은 대략 타판의 중간에 배치된다.

또한, US 2010/0037809 A1, NO 147408 B 및 WO 2005/113332 A1도 참조한다.

본 발명의 하나의 목적은 방향타의 조작 기어 상의 방사상 부하를 상당한 정도로 감소시키거나 완전히 제거하고 방향타의 베어링 상의 방사상 부하를 상당히 감소시키는 솔루션을 제공하는 것이다. 새로운 방향타 솔루션은 또한 전체 방향타 시스템의 무게를 감소시킬 수 있을 것이다.

다른 장점은 수송 및 유지가 단순화될 수 있다는 점이다. 특히 조작 기어의 차단 없이 프로펠러 샤프트를 제거하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어 두 부분으로의 큰 타판 수송 또한 가능하게 된다.

또한 상당한 비용 감소를 달성하는 것 또한 가능할 수 있다. 시스템의 설계로 인한 방사상 부하의 감소 덕분에 비용을 감소시키는 것이 가능할 것이며, 또한 제조 공정을 단순화하는 것이 가능할 것이다.

따라서, 전술된 장점들을 제공할 수 있는 방향타 솔루션을 제공하는 것이 목적이다.

타판 상에 플랩을 이용하는 것은 호일(타판의 프로파일)의 기하학적 구조가 변경되는 것을 가능하게 한다. 이것의 주요한 장점은 더 높은 스톨 각도(stall angle)로 인해 호일 위에서 물의 흐름으로부터 더욱 큰 양력이 발생될 수 있으며 작은 방향타 각도에서 더 낮은 드래그가 유지될 수 있다는 것이다.

방향타 상의 플랩은 대체로 우수한 선박조종에 대한 필요성을 갖는 선박에서 사용된다.

분할된 플랩을 이용하는 것의 장점은 기본적으로 이것이 플랩의 장착 및 구조 상에 큰 힘을 전달하지 않고 방향타의 편향을 허용하지만, 선박의 안정성 제어에 기여하도록 사용되는 상위 부분 대 하위 부분의 개별적인 제어를 위해서도 개방한다는 점이다. 분할된 플랩은 또한 타판의 생산 및 피팅과 부분들의 수송을 용이하게 할 것이다.

예를 들어 상위 플랩이 예를 들어 이물질과의 충돌/좌초 등의 후에도 여전히 동작하도록, 플랩 부분들을 함께 연결하는 것이 다른 메커니즘에 대해서 실패하도록 설계되는 것 또한 장점일 수 있다.

또한 개별 플랩의 제어를 갖는 것이 장점일 수 있다. 이것은 전술된 안정성 제어를 획득하기 위한 전제이지만, 방향타가 0도에서 유지될 수 있는 트랜짓(스티밍(steaming)) 동안 더욱 "추진 효율적인" 코스 수정을 위해 개방할 수 있으며 플랩이 코스 수정을 위해 필요한 양력(횡력)을 생성하도록 각도를 변경할 수 있음을 고려하는 것 또한 가능하다.

또한, 본 발명의 일 목적은 전술된 장점들 중 하나 이상을 만족시키는 플랩을 이용하여 솔루션을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 방향타 스톡을 통해 선박의 선미 단부에 고정되는 타판을 포함하는 선박용 방향타가 제공되며, 이때 타판은 각각 서로 위아래에 배치된 제1 타판 부분 및 제2 타판 부분을 포함하는 트위스트된 현수식 타판이고, 타판 부분들은 서로에 대해 트위스트된 제1 타판 프로파일 및 제2 타판 프로파일을 더 포함하고, 방향타 스톡은 타판에 장착되고 고정되며 선박의 선미 단부까지 연장하고, 방향타 스톡은 상위 단부에서 선미 단부에 배치된 조종 기어에 접속된다. 방향타는, 외부 튜브가 방향타 스톡에 대해 배치되고 제1 상위 타판 부분 및 선박의 선미 단부에 각각 고정되며, 방향타 스톡이 외부 튜브를 통해 그리고 제2 하위 타판 부분까지 내려가 연장하는 것을 특징으로 한다.

대안적인 실시예들이 종속항들 내에 제공된다.

슬리브 커플링은 하위 타판의 상위 부분 내에 배치될 수 있고 방향타 스톡의 하위 부분은 슬리브 커플링 내에 장착될 수 있다. 또한, 슬리브 커플링이 상위 타판 부분에 접속될 수 있다.

외부 튜브는 상위 타판 부분의 전체, 또는 대부분을 통해 연장할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 베어링은 상위 타판 부분 내의 외부 튜브 둘레에 배치될 수 있다. 하위 방사상 베어링이 상위 타판 부분 내의 외부 튜브에 대해 배치될 수 있고 상위 방사상 베어링이 외부 튜브에 대해 그리고 선체의 선미 단부로 배치될 수 있다.

두 개의 타판 부분들이 프로펠러의 샤프트(shaft)에 대응하는 중심 축 위의 영역 내에 놓이는 볼트 접속으로 함께 접속될 수 있다.

타판이 바람직하게는 각각 서로 위아래에 배치된 제1 타판 부분 및 제2 타판 부분을 포함하는 트위스트된 현수식 타판이고, 타판 부분들이 서로에 대해 트위스트된 제1 타판 프로파일 및 제2 타판 프로파일을 더 포함한다. 중심 축은 바람직하게는 두 개의 상응하는 트위스트된 타판 프로파일들 사이에서의 분할을 구성한다.

또한, 하위 타판 부분이 하위 타판 프로파일 전체 및 상위 타판 프로파일의 부분들을 포함하고 상위 타판 부분이 상위 타판 프로파일의 나머지를 포함할 수 있다.

전술된 바와 같이, 두 개의 타판 프로파일들이 상응하여 유사하게 형성될 수 있고 바람직하게는 한 편으로는 타판의 최대 프로파일 두께를 향해 이것을 넘어 부드럽게 아치형으로 이어지며, 다른 한편으로는 타판의 최대 프로파일 두께를 향해 이것을 넘어 더욱 확연한 아치형으로 이어지는 포물선 근사 형태의 노즈 섹션(nose section)을 가지고 형성되며, 아치형이 종료하는 영역으로부터 타판 프로파일들이 오목한 형태로 타판의 후방 에지를 향해 대칭적으로 이어진다.

타판의 후방 에지에서 수직으로 배치된 플랩(flap)이 장착되고 플랩이 각각 서로의 위와 아래에 배치된 상위 부분 및 하위 부분을 포함하는, 전술된 바와 같은 방향타가 또한 제공된다.

플랩의 상위 부분 및 하위 부분이 바람직하게는 개별 상위 힌지 및 하위 힌지 내에 배치되고, 플랩의 상위 부분의 상위 힌지가 타판의 상위 부분 내에 배치되고 플랩의 상위 부분의 하위 힌지가 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축 위의 영역 내에 배치되며, 플랩의 하위 부분의 상위 힌지는 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축에 인접하거나 그 안에 배치되며, 플랩의 하위 부분의 하위 힌지는 타판의 하위 부분 내에 배치된다.

또한, 플랩의 하위 부분이 하위 타판 부분 내의 하위 힌지 및 하위 타판 부분 내의 상위 힌지 내에 회전식으로 장착될 수 있고, 상위 힌지가 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축 내에 또는 그에 인접하게 배치된다. 플랩의 상위 부분이 상위 타판 부분 내의 하위 힌지 내에 그리고 상위 타판 부분 내의 상위 힌지 내에 회전식으로 장착될 수 있으며, 이때 하위 힌지는 두 개의 타판들이 접속되는 영역에 인접하게 배치된다.

바람직하게는 플랩의 하위 부분이 하위 타판 부분 내의 하위 힌지에 인접하는 영역으로부터 상위 타판 부분 내의 하위 힌지에 인접하는 영역으로 연장하고, 플랩의 상위 부분이 하위 힌지에 인접하는 영역으로부터 상위 타판 부분 내의 상위 힌지에 인접하는 영역으로 연장할 수 있다.

플랩의 하위 부분이 바람직하게는 하위 타판 부분 내의 하위 힌지와 상위 힌지 사이에 배치된 고정 샤프트 상에 회전식으로 장착된다. 플랩의 상위 부분이 바람직하게는 상위 타판 부분 내의 하위 힌지와 상위 힌지 사이에 배치된 고정 샤프트 상에 회전식으로 장착된다.

플랩의 상위 부분에 대한 고정 샤프트가 하위 타판 부분의 상위 부분 내에 배치된 추가 힌지 내로 연장할 수 있다.

플랩의 상위 부분 및 하위 부분이 전단 핀(shear pin)으로서의 기능을 하도록 구성된 커플링 조각을 통해 접속될 수 있다.

또한, 타판이 플랩의 상위 부분의 고정 샤프트 및/또는 플랩의 하위 부분의 고정 샤프트에 접속된 조종 디바이스를 포함할 수 있고, 조종 디바이스가 조종 로드(steering rod)에 연결된 적어도 하나의 암(arm)을 포함하며, 조종 로드가 조종 기어에 접속되고 조종 디바이스가 플랩의 상위 부분 및 하위 부분의 결합된 또는 개별적인 회전을 위해 구성된다.

본 발명은 이제 첨부된 도면들의 도움으로 더욱 자세하게 기술될 것이다.
도 1은 선박의 선미 단부에 고정되고 프로펠러에 인접하는 본 발명에 따른 타판, 방향타 스톡 및 조종 기어를 도시한 도면.
도 2 및 3은 타판, 방향타 스톡 및 조종 기어 각각의 윤곽 및 프로파일 도안을 각각 도시한 도면.
도 4는 타판, 방향타 스톡 및 조종 기어의 단면을 도시한 도면.
도 5는 타판에 대한 방향타 스톡의 고정 단면을 도시한 도면.
도 6은 도 2의 라인 G-G를 통한 타판의 단면을 도시한 도면.
도 7은 도 4의 라인 H-H 내의 타판 내의 고정 세부사항의 단면을 도시한 도면.
도 8 및 9는 분할된 플랩을 갖는 회전 날개를 도시한 도면.

도면들은 선박의 선미 단부(16)에 고정되고(선박의 나머지는 자세하게 도시되지 않았다) 타판(10) 앞에 배치된 프로펠러(18)를 갖는 타판(10)에 관련된 본 발명을 도시한다.

트위스트된 타판

타판(10)의 형태인 방향타는 기본적으로 완전히 현수식이며, 알려진 방식으로 함께 놓였을 때 타판을 형성하는 두 개의 타판 부분들(12, 14)을 포함한다. 또한, 타판은 서로에 대해 트위스트된 두 개의 타판 프로파일들(22, 24)을 포함할 수 있다. 두 개의 타판 프로파일들(22, 24)이 기본적으로 상응하여 유사하게 형성되며 바람직하게는 한 편으로는 타판(10)의 최대 프로파일 두께를 향해 이것을 넘어 부드럽게 아치형으로 이어지며, 다른 한편으로는 타판(10)의 최대 프로파일 두께를 향해 이것을 넘어 더욱 확연한 아치형으로 이어지는 포물선 근사 형태의 노즈 섹션(nose section)(46)을 가지고 형성된다. 이러한 아치형이 종료하는 영역으로부터, 타판 프로파일들(22, 24)이 바람직하게는 오목한 형태로 타판(10)의 후방 에지(44)를 향해 대칭적으로 이어진다.

알려진 기술들에 상반되게 본 발명에 따른 두 개의 타판 부분들(12, 14)이 볼트 접속(30)으로, 또는 대안적으로 프로펠러(18)의 샤프트에 대응하는 중심 축(28) 위의 영역 내에 놓이는 다른 연결 형태로 함께 연결된다. 또한, 두 개의 타판 부분들(12, 14)을 접속시키도록 볼트 접속(30)은 또한 하위 타판 부분(14)으로부터 상위 타판 부분(12)으로 굽힘력 및 무게를 전달하는 태스크를 가진다. 타판 부분들(12, 14) 사이의 커플링에서, 즉 볼트 접속(40)에서, 다수의 튜브 핀들이 전단력(shear force)으로부터의 부하를 하위 타판(14)으로부터 상위 타판(12)으로 이동시키는 데에 기여하도록 사용될 수 있다.

중심 축(28)은 알려진 방식으로 두 개의 상응하게 트위스트된 타판 프로파일들(22, 24) 사이의 분할을 이루지만, 본 발명에 따르면, 하위 타판 부분(14)은 하위 타판 프로파일(24)의 전체 및 상위 타판 프로파일(22)의 부분들을 포함하고, 상위 타판 부분(12)은 상위 타판 프로파일(22)의 나머지를 포함한다.

매우 일반적인 평가는 상위 타판 프로파일(22)이 하위 타판 부분(14)까지 내려가, 예를 들어 이것의 총 높이의 15-25%까지 연장할 수 있음을 나타낸다. 그러나, 큰 변형이 존재할 수 있으며 상위 타판 프로파일(22)이 하위 타판 부분(14)의 총 길이의 0% 내지 40%까지 내려가 연장하는 것이 고려될 수 있다. 크기는 프로펠러 지름, 프로펠러 샤프트 지름, 선박의 속도 등과 같은 변수들에 기초하여 선박마다 달라질 수 있으며, 또한 방향타에 플랩이 존재하는지 아닌지 등과 같은 서로 다른 방향타 유형에 대해 달라질 수 있다.

따라서, 상위 타판 프로파일(22) 하위 타판 프로파일(24)보다 더 높고 더 넓은 표면을 나타내는 한편, 상위 타판 부분(12)은 바람직하게는 하위 타판 부분(14)보다 더 낮고 더 작은 표면을 나타낸다. 이것은 무엇보다도 프로펠러 및 프로펠러 샤프트의 대체를 용이하게 할 것이다.

코트(26), 벌브(bulb) 등이 타판(10) 앞의 노즈 섹션(46) 내에 배치될 수 있으며, 이때 코트는 중심 축(28)에 대해 중심으로 배치되고 두 개의 타판 프로파일들(22, 24) 사이의 전이에서 타판을 따라 다시 적어도 일부 거리만을 이어진다. 그에 따라 프로펠러에 의해 영향을 받는 물에는 타판(10) 뒤를 따르는 유리한 흐름 경로가 주어진다.

타판의 장착

도 4 및 5는 특히 타판(10)의 고정을 더욱 자세하게 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이 방향타 스톡(32)은 조종 기어(20) 또는 방향타 기계로부터 이어지며 동일하게 고정되고, 이때 조종 기어는 선박의 선미 단부(16)에 그리고 타판(10) 내에 배치된다. 방향타 스톡(32)의 적어도 부분들이 외부 튜브(34)에 의해 둘러싸이며, 이때 튜브(34)는 상위 타판 부분(12)의 전체, 또는 부분들을 통해 연장한다. 튜브(34)는 내부 보어(bore)(48)와 형성되며 튜브는 위에 놓여진 원뿔형으로 이어지는 원통 형태인 하위 영역 내에 형성될 수 있다. 외부 튜브(34)는 바람직하게는 상위 타판 부분(12) 및 선박의 선미 단부(16)에 각각 고정되며, 이때 튜브(34)는 다시 원통형으로 이어질 수 있다. 방향타 스톡(32)은 외부 튜브(34)를 통해 하위 타판 부분(14)까지 아래로 연장한다. 외부 튜브(34)의 기능은, 특히 타판(10)으로부터 선체, 즉 선박의 선미 단부(16)까지 굽힘력 및 전단력을 이동시키는 것이다.

바람직하게는 두 개의 방사상 베어링들(36, 38)의 형태인 베어링들의 연결이 외부 튜브(34)에 대해 배치된다. 이러한 베어링들은 마찰을 감소시키는 것을 상당히 도울 것이다. 하위 베어링(38)은 튜브(34)의 하위 부분에 대해 그리고 상위 타판 부분(12) 내에 알려진 방식으로 배치된다. 다른 한편으로, 상위 베어링(36)은 상위 타판 부분(12)에 고정되지 않으며, 따라서 타판과 방향타 박스 사이의 오버랩 영역 내에 배치되지 않지만, 더욱 명확하게는 선박의 선미 단부에서 선체(16)에 고정적으로 장착된다. 상위 베어링(36)은 타판 위의 선체에 고정적으로 볼트 접합될 수 있거나, 또는 다른 방식으로 고정될 수 있다. 이러한 상위 베어링의 배치는 힘들이 방향타로부터 선박의 선체에 직접 전달되도록 이끌어, 그에 따라 특히 상위 타판 부분(12)에 영향을 미치는 힘들을 감소시킨다.

이러한 상위 베어링(36)의 배치는 더 넓은 영역 상에 분포된 선박(16)에 대한 방향타 힘으로부터의 굽힘 모멘트에 기여하며, 따라서 선체 구조 상에 더 작은 부하를 부여한다. 이러한 배치는 또한 상위 베어링과 하위 베어링 사이의 증가된 거리를 제공하여 방사상 힘을 추가로 감소시킨다.

전술된 바와 같이, 방향타 스톡(32)은 하위 타판 부분(14)까지 아래로 연장하며 타판 스톡(32)의 단부가 여기에서 하위 타판 부분(14) 내에 고정된다. 본 발명에 따르면 방향타 스톡(32)의 단부가 바람직하게는 방향타 스톡(32)의 단부를 둘러싸는 슬리브 커플링(40)의 형태일 수 있는 연결 부분에 고정되는 방식으로 배치될 수 있다. 슬리브 커플링(40)은 볼트 접속, 웨지(wedge) 커플링, 수축 피팅(shrink fitting), 또는 다른 고정 방법들의 도움으로 방향타 스톡(32)의 단부에 고정될 수 있다. 또한, 슬리브 커플링(40)은 상위 타판 부분(12)의 하위 부분 상의 상응하는 단면, 대안적으로는 예를 들어 볼트(42)의 도움으로 하위 타판 부분(14)의 상위 부분 상의 상응하는 단면에 고정하기 위한 상위 플랜지(flange)(50)를 가지고 형성될 수 있다. 슬리브 커플링(40)의 목적은 특히 토크 모멘트 및 무게를 타판(10)으로부터 방향타 스톡(32)으로 이동시키는 한편, 방향타 스톡(32)이 토크 모멘트 및 무게를 조종 기어(20)로부터 슬리브 커플링(40)으로 전달하는 데에 기여하는 것이다.

방향타 스톡(32)은 중실축(solid shaft) 또는 중공축(hollow shaft)으로서 원통형을 가지고 형성될 수 있다. 중공축을 이용하여 알려진 솔루션들에 대해 상당한 무게 감소가 획득될 수 있지만, 중실축을 이용했을 때도 다수의 방향타 스톡들이 방사상 베어링들을 이용하여 방지될 수 있는 강화 중간 단면을 가지고 형성된다.

만약 바람직하지 않다면, 방향타 스톡 고정의 대안적인 실시예에서, 방향타 스톡에 예를 들어 하위 타판 부분(14)에 고정적으로 볼트 접속된 하위 플랜지 접속이 장착될 수 있다.

플랩을 갖는 타판

본 발명은 또한 전술된 바와 같은 타판(10)으로서 플랩을 갖는 타판에 관련된다. 플랩은 도면에 도시된 바와 같이 한 조각일 수 있거나, 또는 몇몇 부분들일 수 있다.

도 9 및 10은 타판의 후방 에지(44)에 수평으로 고정된 후방 플랩(60)을 포함하는 타판(10)을 도시한다. 수평은 도면에 도시된 바와 같이 의도된다. 만약 타판의 후방 에지가 경사져야만 한다면, 플랩이 자연적으로 상응하게 경사지도록 장착될 것이다.

플랩(60)은 타판(10)과 동일한 대칭 형태를 가지고 이어질 수 있다. 또한, 플랩(60)은 도시된 바와 같이 함께 이동하는 상위 부분 및 하위 부분(60a, 60b)으로 분할되지만, 대안으로서, 서로 독립적으로 이동할 수 있다. 후자는 이후에 더욱 자세하게 설명될 것이다.

어떤 타판 유형이 사용되었는지와 무관하게, 플랩(60)의 상위 부분 및 하위 부분(60a, 60b)이 개별 상위 힌지 및 하위 힌지(68a, 68b; 66a, 66b) 내에 수직으로 배치될 것이다. 플랩(60)의 상위 부분(60a)의 상위 힌지(68a)가 타판(10)의 상위 부분 내에 배치되고 플랩(60)의 상위 부분(60a)의 하위 힌지(68b)가 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축(28) 위의 영역 내에 배치된다. 플랩(60)의 하위 부분(60b)의 상위 힌지(66a)는 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축(28)에 인접하거나 그 안에 배치되며, 플랩(60)의 하위 부분(60b)의 하위 힌지(66b)는 타판(10)의 하위 부분 내에 배치된다.

솔리드 타판의 경우에, 플랩(60)의 상위 부분(60a)의 하위 힌지(68b)를 중심 축(28)에 대한 영역 내에 또는 인접하게 배치하는 것 또한 가능할 것이다. 이와 달리 상위 및 하위 힌지(68a, 66b) 사이에서 중심에 배치된 공동 힌지 내에 플랩(60)의 상위 부분(60a) 및 하위 부분(60b)을 장착하는 것이 가능할 것이다.

분할된 타판에 대해 도시된 실시예에서, 플랩(60)의 하위 부분(60b)이 하위 타판 부분(14) 내의 하위 힌지(66b) 및 하위 타판 부분(14) 내의 상위 힌지(66a) 내에 회전식으로 장착된다. 상위 힌지(66a)는 바람직하게는 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축(28) 내에 또는 그에 인접하게 배치된다. 플랩(60)의 상위 부분(60a)은 상위 타판 부분(12) 내의 하위 힌지(68b) 및 상위 타판 부분(12) 내의 상위 힌지(68a) 내에 상응하게 회전식으로 장착된다. 하위 힌지(68b)는 바람직하게는 두 개의 타판 부분들(12, 14)이 접속되는 영역 내에 또는 그에 인접하게 배치된다.

또한, 플랩(60)의 상위 부분(60a)이 상위 타판 부분(12) 내의 하위 힌지(68b)와 상위 힌지(68a) 사이에 배치된 고정 샤프트(64) 상에 회전식으로 장착된다. 플랩(60)의 상위 부분(60a)에 대한 고정 샤프트(64)는 또한 하위 타판 부분(14)의 상위 부분 내에 배치된 추가 힌지(66c)로 연장할 수 있다. 상응하게, 플랩(60)의 하위 부분(60b)이 하위 타판 부분(14) 내의 하위 힌지(66b)와 상위 힌지(66a) 사이에 배치된 고정 샤프트(62) 상에 회전식으로 장착된다.

"힌지(hinge)"라는 표현은 부분들이 회전하는 것을 가능하게 하는 장착을 위한 임의의 형태를 의미한다.

플랩(60)은 타판(10)과 동일하거나 다소 더 낮은 높이에서 연장한다. 도시된 실시예에서 플랩(60)의 하위 부분(60b)이 하위 타판 부분(14) 내의 하위 힌지(66b)에 인접하는 영역으로부터 상위 타판 부분(12) 내의 하위 힌지(68b)에 인접하는 영역까지 연장할 수 있다. 플랩(60)의 상위 부분(60a)은 그 다음 자연적으로 타판(10)의 나머지를 커버할 것이며 상위 타판 부분(12) 내의 하위 힌지(68b)에 인접하는 영역으로부터 상위 힌지(68a)에 인접하는 영역으로 연장할 것이다.

플랩(60)의 동시 회전을 위해서 플랩(60)의 상위 부분(60a) 및 하위 부분(60b)이 부분들(60a, 60b) 사이의 전력 전달을 위해서 커플링 조각(70)을 통해 접속될 수 있으며 이때 커플링 부분(70)은 전단 핀으로서의 기능을 하도록 구성될 수 있다. 전단 핀 기능의 목적은 예를 들어 플랩(60)에 연결된 조종 디바이스가 파손되기 전에 커플링 조각(70)이 파손되도록 하는 것이다. 커플링 조각(70)은, 도면들에 도시된 바와 같이 두 타판 부분들(12, 14)이 접속되는 영역에 인접하게 배치될 수 있다.

상위 타판 부분(12) 상에서 조종 디바이스(80)가 예를 들어 플랩(60)의 상위 부분(60a)의 고정 샤프트(64)에 연결된 플레이트(82) 상에 장착될 수 있다. 조종 디바이스(80)는 조종 로드(86)에 연결된 암(84)을 포함하며, 이때 조종 로드(86)가 조종 기어(20)에 접속된다. 그에 따라, 타판의 조종 기어(20)가 타판(10)과 동일한 각도 또는 다른 주어진 각도로 플랩(60)의 회전을 조종할 수 있다. 커플링 조각(70)으로 인해 플랩의 두 부분이 독립적으로 장착된다고 해도 두 부분(60a, 60b) 모두가 동시에 회전된다.

조종 디바이스(80)는 (도시되지 않은) 본 발명의 추가적인 발전에서, 플랩(60)의 상위 부분(60a) 및 하위 부분(60b)의 개별적인 회전을 위해 구성될 수 있다. 플랩 부분들(60a, 60b)의 개별적인 회전은 예를 들어 상위 고정 샤프트(64)가 비어있고 하위 고정 샤프트(62)가 상위 고정 샤프트를 통해 연장하고 조종 디바이스(80)의 고유 부분에 접속되도록 수행될 수 있다. 따라서, 조종 디바이스(80)는 추가 조종 로드에 연결된 여분의 암을 포함할 수 있으며, 이때 추가 조종 로드는 조종 기어(20)에 접속된다.

예를 들어 유압 실린더 또는 액추에이터가 상위 타판 부분(12) 및/또는 하위 타판 부분(14) 내에 장착되며 이것이 개별 스태그(stag) 접속을 통해 플랩 부분들(60a, 60b)의 동시 또는 개별적인 회전을 위해 구성되는 것 또한 가능하다. 이러한 유압 실린더 또는 액추에이터는 조종 기어(20)를 통해 조종될 수 있거나 또는 개별적으로 조종 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다.

한 조각의 플랩(60)을 이용하여 상위 힌지(68a) 및 하위 힌지(66b)가 자연적으로 사용될 것이다.

전술된 분할 플랩이 임의의 현수식 타판에 대한 기능을 할 수 있을 것이라는 것이 지적될 수 있다. 상응하게, 이것은 또한 프로펠러의 샤프트에 대응하는 중심 축 위의 두 개의 타판 부분들을 함께 연결하기 위한 솔루션에 대해서도 그러할 것이다. 또한, 기술된 장착 솔루션이 임의의 현수식 타판에 대한 기능을 할 수 있을 것이라는 것이 고려된다.

조종 기어의 형성, 내부 립(rib) 등을 갖는 타판의 구성 및 다른 자연적으로 연관된 기술 요소들은 당업자에게 알려져 있는 것으로 간주되며 따라서 자세하게 기술되지 않았다.

Claims

방향타 스톡(rudder stock)(32)을 통해 선박의 선미 단부(aft end)(16)에 고정된 타판(rudder blade)(10)을 포함하는 선박용 방향타(rudder)로서,
상기 타판(10)은 각각 서로 위아래에 배치된 제1 타판 부분(12) 및 제2 타판 부분(14)을 포함하는 현수식(suspension type) 타판이고,
상기 방향타 스톡(32)은 상기 타판(10)에 장착되고 고정되며 상기 선박의 상기 선미 단부(16)까지 연장하고, 상기 방향타 스톡은 상위 단부에서 상기 선박의 상기 선미 단부(16)에 배치된 조종 기어(steering gear)(20)에 연결되며,
상기 제1 상위 타판 부분(12) 및 상기 선박의 상기 선미 단부(16)에 각각 고정된 외부 튜브(34)가 상기 방향타 스톡(32)에 대해 배치되고, 상기 방향타 스톡(32)이 상기 외부 튜브(34)를 통해 그리고 상기 제2 하위 타판 부분(14)까지 내려가 연장하는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 1 항에 있어서,
슬리브 커플링(sleeve coupling)(40)이 상기 하위 타판 부분(14)의 상위 부분 내에 배치되고 상기 방향타 스톡(32)의 하위 부분이 상기 슬리브 커플링(40) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 2 항에 있어서,
상기 슬리브 커플링(40)이 상기 상위 타판 부분(12)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 1 항에 있어서,
하위 방사상 베어링(lower radial bearing)(38)이 상기 상위 타판 부분(12) 내의 상기 외부 튜브(34)에 대해 배치되고 상위 방사상 베어링(36)이 상기 외부 튜브(34)에 대해 그리고 선체의 상기 선미 단부(16)로 배치되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 1 항에 있어서,
상기 두 개의 타판 부분들(12, 14)이 프로펠러(18)의 샤프트(shaft)에 대응하는 중심 축(28) 위의 영역 내에 놓이는 볼트 접속(30)으로 함께 연결되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 1 항에 있어서,
상기 타판(10)이 각각 서로 위아래에 배치된 상기 제1 타판 부분(12) 및 상기 제2 타판 부분(14)을 포함하는 트위스트된 현수식 타판이고, 상기 타판 부분들(12, 14)이 서로에 대해 트위스트된 제1 타판 프로파일(22) 및 제2 타판 프로파일(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 중심 축(28)이 두 개의 상응하는 트위스트된 타판 프로파일들(22, 24) 사이에서의 분할을 이루는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 7 항에 있어서,
상기 하위 타판 부분(14)이 상기 하위 타판 프로파일(24) 전체 및 상기 상위 타판 프로파일(22)의 부분들을 포함하고, 상기 상위 타판 부분(12)이 상기 상위 타판 프로파일(22)의 나머지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 두 개의 타판 프로파일들(22, 24)은 상응하여 유사하게 형성되고, 한 편으로는 상기 타판(10)의 최대 프로파일 두께를 향해 이것을 넘어 부드럽게 아치형으로 이어지며, 다른 한편으로는 상기 타판(10)의 상기 최대 프로파일 두께를 향해 이것을 넘어 더욱 확연한 아치형으로 이어지는 포물선 근사 형태의 노즈 섹션(nose section)(46)을 가지고 형성되며, 상기 아치형이 종료하는 영역으로부터 상기 타판 프로파일들(22, 24)이 오목한 형태로 상기 타판(10)의 후방 에지(44)를 향해 대칭적으로 이어지는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 1 항에 있어서,
상기 후방 에지(44)에서 상기 타판(10)에 수직으로 배치된 플랩(flap)(60)이 장착되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 10 항에 있어서,
상기 플랩(60)은 각각 서로 위아래에 배치된 상위 부분 및 하위 부분(60a, 60b)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 11 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 상위 부분 및 상기 하위 부분(60a, 60b)이 각각 상위 힌지 및 하위 힌지(68a, 68b; 66a, 66b) 내에 배치되고, 상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)의 상기 상위 힌지(68a)가 상기 타판(10)의 상위 부분 내에 배치되고 상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)의 상기 하위 힌지(68b)가 상기 프로펠러의 상기 샤프트에 대응하는 상기 중심 축(28) 위의 영역 내에 배치되며, 상기 플랩(60)의 상기 하위 부분(60b)의 상기 상위 힌지(66a)는 상기 프로펠러의 상기 샤프트에 대응하는 상기 중심 축(28)에 인접하거나 그 안에 배치되며, 상기 플랩(60)의 상기 하위 부분(60b)의 상기 하위 힌지(66b)는 상기 타판(10)의 하위 부분 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 11 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 하위 부분(60b)이 상기 하위 타판 부분(14) 내의 하위 힌지(66b) 및 상기 하위 타판 부분(14) 내의 상위 힌지(66a) 내에 회전식으로 장착되고, 상기 상위 힌지(66a)가 상기 프로펠러의 상기 샤프트에 대응하는 상기 중심 축(28) 내에 또는 그에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 11 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)이 상기 상위 타판 부분(12) 내의 하위 힌지(68b) 및 상기 상위 타판 부분(12) 내의 상위 힌지(68a) 내에 회전식으로 장착되며, 상기 하위 힌지(68b)는 상기 두 개의 타판 부분들(12, 14)이 접속되는 영역에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 하위 부분(60b)이 상기 하위 타판 부분(14) 내의 상기 하위 힌지(66b)에 인접하는 영역으로부터 상기 상위 타판 부분(12) 내의 상기 하위 힌지(68b)에 인접하는 영역으로 연장하고, 상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)이 상기 하위 힌지(68b)에 인접하는 영역으로부터 상기 상위 타판 부분(12) 내의 상기 상위 힌지(68a)에 인접하는 영역으로 연장하는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 하위 부분(60b)이 상기 하위 타판 부분(14) 내의 상기 하위 힌지(66b)와 상기 상위 힌지(66a) 사이에 배치된 고정 샤프트(62) 상에 회전식으로 장착되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)이 상기 상위 타판 부분(12) 내의 상기 하위 힌지(68b)와 상기 상위 힌지(68a) 사이에 배치된 고정 샤프트(64) 상에 회전식으로 장착되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 17 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)에 대한 상기 고정 샤프트(64)가 상기 하위 타판 부분(14)의 상기 상위 부분 내에 배치된 추가 힌지(66c) 내로 연장하는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 11 항에 있어서,
상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a) 및 상기 하위 부분(60b)이 전단 핀(shear pin)으로서의 기능을 하도록 구성된 커플링 조각(70)을 통해 접속되는 것을 특징으로 하는, 방향타.
제 10 항에 있어서,
상기 타판(10)이 상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a)의 고정 샤프트(64) 및/또는 상기 플랩(60)의 상기 하위 부분(60b)의 고정 샤프트(62)에 접속된 조종 디바이스(80)를 포함하고, 상기 조종 디바이스(80)가 조종 로드(steering rod)(86)에 접속된 적어도 하나의 암(arm)(84)을 포함하고, 상기 조종 로드(86)가 상기 조종 기어(20)에 접속되며, 상기 조종 디바이스(80)가 상기 플랩(60)의 상기 상위 부분(60a) 및 상기 하위 부분(60b)의 공동의 또는 개별적인 회전을 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 방향타.