KR20160007990A - 선박의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 구조는, 선체에 마련되는 프로펠러; 상기 프로펠러의 후방에 마련되는 러더부; 및 상기 프로펠러와 상기 러더부의 이격거리가 조절되도록, 상기 러더부에 연결되어 상기 러더부를 이동시키는 거리조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박의 구조는, 프로펠러와 러더부재 사이의 간극을 줄여 추진효율을 향상시킬 수 있어, 운항 조건을 최적화 시킬 수 있으면서, 프로펠러와 러더부재 사이의 간격을 벌어지게 하여 프로펠러가 러더부재에 의해 간섭되지 않도록 하여 프로펠러의 해체가 용이하도록 할 수 있어, 프로펠러 및 축계의 설치 및 유지 보수가 용이하여 작업성이 향상될 수 있다.

Description

선박의 구조{Structure of ship}

본 발명은 선박의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 각종의 선박에는 그 진행방향을 조정하기 위한 수단의 하나로서 러더(rudder)가 사용되고 있으며, 러더는 물의 흐름 속에 놓여 진 상태에서 받음각(물이 들어오는 각도)을 가질 때 작용하는 양력의 수직성분을 회두력으로 이용하여 선박의 진행방향을 조정하는 원리로 작동된다.

러더에 요구되는 성능 중에는, 큰 양력을 발생시킬 수 있을 것, 받음각을 크게 하더라도 속도에 영향을 크게 미치지 않을 것, 받음각을 크게 변화시키더라도 양력의 착력점의 위치변화가 작을 것 등이 알려져 있다.

최초 선박에 적용된 러더는 단순히 한 장의 판형상의 키판을 선미에 장착하는 간단한 구성의 단판형 타였으나, 이런 단판형 타는 그 후면에서의 유체 박리로 인하여 타의 효과가 상실되는 실속각이 작고 타의 저항이 매우 크다는 등의 여러가지 문제점들을 본질적으로 내포하고 있다.

이에 맞추어, 타의 성능을 최대화시키기 위한 여러 가지의 개량된 러더가 지속적으로 개발되어 왔으며, 그 중 러더의 양력을 증대시키기 위한 러더의 예로서, 고 양력을 내기 위하여 물고기 모양의 단면(Fish-tail section)을 가동부 후방에 적용한 실링 러더(Schilling rudder), 러더 후방의 일부를 가동 가능하게 구성하여 회전각도에 따라 러더의 후방(Flap) 단면 캠버를 변형시킴으로써 양력을 증가시키는 베카 러더(Becker rudder), 러더에 프로펠러를 장착한 것으로 저속에서도 타력을 발생시키는 능동 러더 등이 있다.

이러한 러더는 프로펠러의 후방에 1개의 러더를 구비하고 러더를 제어하는 조타기(Steering Gear)와 러더 축으로 연결되도록 구성하여 조종성능을 충족시키도록하고 있다.

한편, 프로펠러와 러더의 이격거리가 좁을 수록 조향성이 향상되나, 프로펠러의 고장 등에 의해 사후 관리가 요구되는 경우, 프로펠러를 선체와 분리할 필요가 있다. 하지만, 운항 효율을 높이기 위해 프로펠러와 러더와의 이격거리를 좁게 하는 경우 러더에 간섭되어 프로펠러를 분리하기가 어려워, 선체에 러더를 분리 및 조립시 요구되는 작업시간이 하루 이상 소요되는 만큼, 로스 타임이 길어질 우려가 있다. 이와 달리, 프로펠러와 러더의 이격거리를 멀게하는 경우 운항 효율이 저하될 우려가 있어 개선할 필요가 있다.

본 발명은 종래기술을 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조향성을 저하시키지 않으면서 프로펠러의 수리가 용이할 수 있는 선박의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 구조는, 선체에 마련되는 프로펠러; 상기 프로펠러의 후방에 마련되는 러더부; 및 상기 프로펠러와 상기 러더부의 이격거리가 조절되도록, 상기 러더부에 연결되어 상기 러더부를 이동시키는 거리조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 러더부는, 상기 선체의 길이방향을 따라 앞뒤로 이동하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 러더부는, 상기 선체의 좌우방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 러더부는, 선체의 진행방향을 조정하도록 좌우 회전하는 러더부재; 상기 러더부재를 회전시키는 조타기; 및 상기 조타기가 수용되는 조타블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 러더부재는, 상기 조타블록 또는 상기 조타기의 이동으로 상기 프로펠러와의 이격거리가 조정되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 거리조절부는, 한 쌍의 회전축; 상기 한 쌍의 회전체에 마련되는 무한궤도부재; 및 일측은 상기 무한궤도부재에 연결되고, 타측은 상기 조타블록 또는 상기 조타기에 연결되어 상기 무한궤도부재의 회전에 따라, 상기 러더부재와 상기 프로펠러와의 이격거리를 조절하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 러더부와 상기 선체 사이에 마련되어, 상기 선체로부터 상기 러더부가 슬라이딩되도록 가이드하는 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박의 구조는, 프로펠러와 러더부재 사이의 간극을 줄여 추진효율을 향상시킬 수 있어, 운항 조건을 최적화 시킬 수 있으면서, 프로펠러와 러더부재 사이의 간격을 벌어지게 하여 프로펠러가 러더부재에 의해 간섭되지 않도록 하여 프로펠러의 해체가 용이하도록 할 수 있어, 프로펠러 및 축계의 설치 및 유지 보수가 용이하여 작업성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 구조에서 러더부재와 프로펠러가 근접된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 구조에서 러더부재와 프로펠러가 이격된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 구조를 도시한 도면이다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 구조를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 구조를 도시한 도면이다. 여기서, 제1 실시예 내지 제3 실시예에서 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 서로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 구조(100)는 프로펠러(110), 러더부(120) 및 거리조절부(130)를 포함하며, 선체(1)의 진행방향을 제어한다.

프로펠러(110)는 선박의 추진장치로서, 선체(1)의 후미에 마련되어 추력을 발생시킨다. 프로펠러(110)는 축계(도시하지 않음)를 통하여 전달된 추진 기관(엔진, 발전기 등)의 동력을 추력으로 변화시켜 선박을 추진시키는 장치이다.

이러한, 프로펠러(110)는 나선형 프로펠러(screw propeller), 물 분사 추진기(jet propeller), 외륜차, 보이드 슈나이더 프로펠러 등이 있다. 이 중에서 나선형 프로펠러는, 성능 별로도 구분할 수 있으며, 허브에 고정된 고정 피치 프로펠러(fixed pitch propeller; FPP), 프로펠러의 날개가 회전축과 연결된 허브에서 움직일 수 있어 피치의 각을 조절할 수 있는 가변 피치 프로펠러(controllable pitch propeller; CPP)가 있다. 또한, 프론트 프로펠러(front propeller)로부터 유출되는 회전력을 프론트 프로펠러와 반대 방향으로 회전하는 리어 프로펠러(rear propeller)로 회수하여 추진력으로 바꾸는 이중반전 프로펠러(contra-rotating propeller; CRP) 등이 있다.

본 실시예의 프로펠러(110)는 선박의 추력을 발생시키는 구성으로서 프로펠러의 형태에 한정되지 않으며 다양한 실시예가 가능하다.

러더부(120)는 프로펠러(110)의 후방에 마련되며, 러더부(120)는 러더부재(121), 조타기(122) 및 조타블록(123)을 포함할 수 있다.

러더부재(121)는 선체(1)의 진행방향을 조정하도록 좌우 회전할 수 있다. 예를 들어 러더부재(121)는 하나 이상으로 마련될 수 있으며, 도면에 도시하지는 않았으나 상하로 2개가 분리되어 마련될 수 있다. 이러한 러더부재(121)는 상하로 마련되는 2개의 부재가 서로 어긋나게 회전되거나 동일한 방향으로 회전되는 등 조향 조건에 따라, 동일 또는 다른 방향, 다른 각도로 회전될 수 있다.

조타기(122)는 러더부재(121)를 회전시키기 위해 구동력을 발생시킬 수 있다. 조타기(122)는 데크하우스(도시하지 않음)에서 조정을 할 수 있으며, 데크하우스에 있는 타륜기(도시하지 않음)를 돌리면 조정신호가 전기적 계통을 따라 조타기(122)를 유압으로 움직이게 한다. 그리고 조타기(122)에는 러더축(122A)이 연결되고, 조타기(122)에서 발생되는 구동력은 러더축(122A)을 매개체로 러더부재(121)로 전달되어 해수의 흐름 속에 놓여진 러더부재(121)의 받음각을 조절함으로써 조향기능을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 조타기(122)의 구동력이 러더축(122A)을 매개체로 하여 러더부재(121)로 전달되고, 이에 따라 러더부재(121)가 회동하여 선체(1)의 진행방향을 조절하게 되는데, 러더부(120)는 일반적인 항해나 항만 접안시 등의 조향 조건에 따라 구동이 이루어진다.

조타블록(123)은 수용공간을 이루는 구성으로서, 조타기(122)가 수용될 수 있다. 여기서, 선박은 대형의 구조물로서, 수십개 혹은 수백개의 블록이 분할되어 개개의 블록들이 조립되어 제작되는 것으로서, 선체(1)를 이루는 블록을 메인블록이라하고, 메인블록에 조립되어 조타기(122)가 수용되는 블록을 조타블록(123)이라 할 수 있다.

이러한, 러더부(120)는 프로펠러(110)와 러더부재(121)의 이격거리를 조절할 수 있도록, 프로펠러(110)를 기준으로 러더부(120)가 이동할 수 있다. 예를 들어, 조타블록(123)의 이동으로 러더부재(121)가 프로펠러(110)와의 이격거리가 조정될 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.

거리조절부(130)는 회전축(131, 도 3 참조), 무한궤도부재(132, 도 3 참조) 및 연결부재(133)를 포함할 수 있다.

회전축(131)은 무한궤도부재(132)를 회전시키는 구성으로서, 한 쌍으로 마련될 수 있다. 회전축(131)은 모터(도시하지 않음)에 연결되어, 모터로부터 구동력을 전달받아 회전하며, 한 쌍의 회전축(131) 외측에 무한궤도부재(132)의 일측과 타측이 맞닿게 마련됨으로써, 회전축(131)에 연동하여 무한궤도부재(132)가 회전할 수 있다. 여기서, 무한궤도부재(132)는 체인 또는 풀리벨트로 이루어질 수 있다.

그리고 연결부재(133)는 매개체로서, 무한궤도부재(132)와 조타블록(123)을 연결하며, 연결부재(133)가 무한궤도부재(132)에 연동하여 이동함으로써, 조타블록(123)을 이동시킬 수 있다.

일례로, 러더부(120)는 선체(1)의 길이방향을 따라 앞뒤로 이동할 수 있으며, 러더부(120)가 선체(1)의 길이방향을 따라 앞뒤로 이동하는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 선박의 운항 중 조향성을 향상시키도록 또는 선박의 정박, 선적 등의 상황에서, 프로펠러(110)와 러더부재(121)의 이격거리를 좁게 이루도록, 러더부(120)는 선체(1)의 선미에 마련되는 후방블록(10, 메인블록의 후미)에 근접할 수 있으며, 바람직하게는 후방블록(10)과 간격이 없도록 밀착될 수 있다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 조향성에 영향없이 항해가 가능한 경우, 프로펠러(110)의 청소(프로펠러에 부착된 해양생물 제거 작업 등), 수리 등의 상황에서, 프로펠러(110)와 러더부재(121)의 이격거리를 멀게 하여 프로펠러(110)의 해제시 러더부재(121)에 의해 간섭되지 않도록 할 수 있다. 이때, 회전축(131)의 구동으로 무한궤도부재(132)가 회전하게 됨에 따라, 무한궤도부재(132)에 연동하는 연결부재(133)가 이동하게 되어, 연결부재(133)에 고정되는 조타블록(123)이 후방블록(10)의 내측과의 사이에서 점차 갭이 커지면서 프로펠러(110)와 러더부재(121) 사이가 멀어질 수 있다. 그리고, 다시 후방블록(10)과 조타블록(123)이 점차 가까워지도록 반대방향으로 회전축(131)이 회전되어 조타블록(123)의 위치가 도 1에 도시한 바와 같이 복원될 수 있다.

본 실시예에서는 러더부(120)가 선체(1)의 길이방향을 따라 앞뒤로 이동하는 것을 예로 들고, 조타블록(123)의 이동으로 러더부재(121)와 프로펠러(110)의 이격거리가 조절되는 것으로 설명하였다.

이와 달리, 도 3에 도시한 바와 같이(제2 실시예), 선박의 구조(200)의 조타블록(223)의 이동으로 러더부재(121)가 프로펠러(110)와 이격되는데, 조타블록(223)이 선체(1)의 좌우 방향으로 이동하여 이루어질 수도 있다. 이때, 조타블록(223)은 선미에서 중심에 마련될 수 있고, 조타블록(223)의 좌우에는 좌블록(12)과 우블록(11)이 마련되며, 조타블록(123)은 우블록(11, 또는 좌블록)과 일체로 선체(1)에 이동가능하게 마련되어, 함께 이동할 수 있다. 한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 조타블록은 선미에서 중심에 위치되고, 조타블록의 좌우에 좌블록(12) 및 우블록(11)이 마련되며, 좌블록(12)과 우블록(11)의 사이에 공간이 형성되어, 좌블록(12)과 우블록(11)의 사이에서 조타블록이 좌우 이동하여, 프로펠러(110)와 러더부재(121)의 이격거리가 조절될 수도 있다.

또는, 도 4에 도시한 바와 같이(제3 실시예), 선박의 구조(300)의 조타블록(323)은 좌블록(12)과 우블록(11)에 고정되게 마련되고, 조타기(322)가 조타블록(323)의 내부 공간에서 좌우 이동하여, 러더부재(121)와 프로펠러(110)의 이격거리가 조절될 수도 있다.

제3, 제4 실시예에서는 거리조절부(130)가 선체(1)에서 조타블록(323)의 전방에 선체(1)의 좌우 방향으로 길게 연장되는 형태로 마련되어 선체(1)의 좌우 방향으로 조타블록(223)이나 조타기(322)를 이동시키는 것을 예시하였다. 이와 달리, 거리조절부(130)가 제1 실시예와 같이, 조타기(122) 또는 조타블록(123)의 좌우 어느 일측에 마련되어 조타블록(123) 또는 조타기(122)를 앞뒤로 이동시킬 수도 있다. 또는, 제3 실시예와 같이 조타기(322)를 이동시켜 프로펠러(110)와의 이격거리를 조절하는 경우, 거리조절부(130)가 조타블록(323) 내부에 마련될 수도 있다.

본 실시예에서, 러더부재(121)와 프로펠러(110)의 이격은 러더부재(121)가 좌우 어느 일측으로 이동함으로써, 러더부재(121)에 의해 간섭되지 않고 프로펠러(110)가 선체(1)로부터 분리되도록 할 수 있다.

이때, 연결부재(133)는 무한궤도부재(132)와 조타기(322)를 연결하여, 무한궤도부재(132)의 회전에 연동하여, 조타기(322)가 이동함으로써, 러더부재(121)와 프로펠러(110)와의 이격거리를 조절할 수 있다.

이와 달리, 거리조절부는 유압잭을 포함할 수 있는데, 유압잭에 포함되는 유압 실린더(도시하지 않음) 내부를 유출입하는 유압 오일에 의해 유압 피스톤(도시하지 않음)이 신장 및 수축함에 따라 조타블록(123)이나 조타기(122)를 밀어 이동시킬 수 있다. 이때, 유압 피스톤의 단부는 조타블록(123)이나 조타기(122)와 볼팅, 용접 등의 방법으로 고정되어 유압 피스톤의 돌출길이에 따라 이동할 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 후방블록(10)과 조타블록(123) 사이에는 레일(140) 또는 랙기어(도시하지 않음)가 마련되어 조타블록(123)을 가이드할 수도 있다. 여기서, 레일(140)이나 랙기어는 조타블록(123)이 이동하는 과정에서, 조타블록(123)이 흔들리지 않도록 조타블록(123)이 후방블록(10)에 밀착된 상태에서 슬라이딩 또는 이동하도록 가이드할 수 있다. 이러한, 레일(140)은 제2 실시예 뿐만 아니라, 제1 실시예 및 제3 실시예에 적용가능함은 물론이다.

이와 같이 본 실시예는, 프로펠러(110)와 러더부재(121) 사이의 이격거리를 조절할 수 있어, 추진효율을 향상시키면서 프로펠러(110)가 러더부재(121)에 간섭되지 않아 분리작업이 용이해질 수 있다.

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.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 선체 10: 후방블록
11: 우블록 12: 좌블록
100,200,300: 선박의 구조 110: 프로펠러
120: 러더부 121: 러더부재
122,322: 조타기 122A: 러더축
123,223,323: 조타블록 130: 거리조절부
131: 회전축 132: 무한궤도부재
133: 연결부재

Claims (7)

1. 선체에 마련되는 프로펠러;
   상기 프로펠러의 후방에 마련되는 러더부; 및
   상기 프로펠러와 상기 러더부의 이격거리가 조절되도록, 상기 러더부에 연결되어 상기 러더부를 이동시키는 거리조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 러더부는,
   상기 선체의 길이방향을 따라 앞뒤로 이동하는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 러더부는,
   상기 선체의 좌우방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.
4. 제2항 또는 제3에 있어서, 상기 러더부는,
   선체의 진행방향을 조정하도록 좌우 회전하는 러더부재;
   상기 러더부재를 회전시키는 조타기; 및
   상기 조타기가 수용되는 조타블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 러더부재는,
   상기 조타블록 또는 상기 조타기의 이동으로 상기 프로펠러와의 이격거리가 조정되는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.
6. 제5항에 있어서, 상기 거리조절부는,
   한 쌍의 회전축;
   상기 한 쌍의 회전체에 마련되는 무한궤도부재; 및
   일측은 상기 무한궤도부재에 연결되고, 타측은 상기 조타블록 또는 상기 조타기에 연결되어 상기 무한궤도부재의 회전에 따라, 상기 러더부재와 상기 프로펠러와의 이격거리를 조절하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.
7. 제1항에 있어서,
   상기 러더부와 상기 선체 사이에 마련되어, 상기 선체로부터 상기 러더부가 슬라이딩되도록 가이드하는 레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 구조.

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