KR20180040700A

KR20180040700A - 선박용 키, 조타 방법 및 선박

Info

Publication number: KR20180040700A
Application number: KR1020187007955A
Authority: KR
Inventors: 토모후미 이노우에
Original assignee: 재팬 마린 유나이티드 코포레이션
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2018-04-20
Also published as: WO2017098595A1; CN108290628A; SG11201803107WA; JP6698103B2; KR102042947B1; JPWO2017098595A1; PH12018500496A1

Abstract

선박용 키(100)는 선미(2)에 배치된 프로펠러(8)의 후방 축선상에 상하로 배치된 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)를 구비한다. 상부 키(10A)와 하부 키(10B)는 프로펠러(8)의 축선상으로부터 좌현측 및 우현측으로 각각 독립적으로 전타 가능하다. 상부 키(10A)는 좌현측(7)으로부터 우현측(6)으로 흐르는 프로펠러 회전류(9a)에 적합한 날개형을 가지며, 하부 키(10B)는 우현측(6)으로부터 좌현측(7)으로 흐르는 프로펠러 회전류(9b)에 적합한 날개형을 갖는다. 감속시 또는 감속 선회시에, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 일방을 좌현측(7)으로 전타하고, 타방을 우현측(6)으로 전타한다.

Description

선박용 키, 조타 방법 및 선박

본 발명은, 프로펠러 회전류를 효과적으로 회수하는 선박용 키, 조타 방법 및 선박에 관한 것이다.

선박용 키는, 선미 배치를 용이하게 하고 선미 비대도를 감소시키기 위해, 키의 코드 길이를 짧게 할 것이 요구된다.

이 요구을 만족하며 조종 성능을 유지하는 수단으로서, 예를 들면 특허문헌 1 및 특허문헌 2가 제안되어 있다.

특허문헌 1의 「대형 선박용 트윈 키 시스템」에서는, 1기의 추진 프로펠러의 후방에 한 쌍의 고양력(高揚力) 키를 설치한다. 각 고양력 키는 키 블레이드의 상단부와 하단부에 각각 상단판과 하단판을 갖는다. 또한, 이 시스템에서는, 각 키 블레이드 내현측의 면상에서 추진 프로펠러의 축심과 대략 동일한 수준 위치에 대략 전연부로부터 후방을 향해 소정의 익현 길이를 가지는 핀을 마련한다. 또한, 이 시스템에서는 각 키 블레이드의 현 길이를 추진 프로펠러 직경의 60~45%로 구성한다.

특허문헌 2의 「선박용 키」에서는, 키 본체의 수평 단면 형상이, 전연부 형상이 원호 형상 또는 이에 유사한 형상으로 이루어지고, 키 본체의 후방을 향해 서서히 단면폭이 증가해 최대폭에 이르고, 외측으로 볼록 형상으로부터 외측으로 오목 형상으로 변화하면서 단면폭이 감소한다. 그 후, 수평 단면 형상은 후단까지 대략 평행한 직선으로 형성되는 직선 형상 부분을 가지며, 유한폭을 가지는 후단을 갖는다.

일본 특허 공개 제2003-026096호 공보 일본 특허 공개 제2007-186204호 공보

특허문헌 1은, 1축 2키 시스템으로 알려져 있다. 1축 2키 시스템에서는 2개의 키를 프로펠러 후방에 좌우 대칭으로 배치한다. 1축 2키 시스템은 다종 다양한 조종 모드를 가지며 조종성이 뛰어나지만, 프로펠러 센터를 벗어나서 키를 배치하기 때문에 프로펠러 회전류의 에너지 회수율이 악화된다. 그 때문에, 1축 2키 시스템에서는 프로펠러 회전류의 에너지 회수율의 악화를 보상하기 위한 핀의 추가, 혹은 키의 코드 길이를 짧게하는 만큼 선체를 연장하여 선미 비대도의 감소를 도모하는 것이 일반적이다.

한편, 특허문헌 2와 같이, 키 자체를 고양력화시키는 고양력 키에 관한 기술도 연구되어 왔다. 고양력 키는 작은 키 면적 및 고 어스펙트비화가 가능하여, 키의 코드 길이를 짧게할 수 있다. 최신 선박의 키는 대체로 고양력화를 도모하고 있어 키코드 길이는 극한까지 짧아졌다. 따라서, 더욱 성능 향상을 위해 기존의 1축 2키 시스템을 적용하여도 베이스가 되는 1키의 코드 길이가 이미 짧아, 그 효과를 얻기 어려운 문제가 있다.

본 발명은, 최신 선박의 키 성능을 더욱 향상시키기 위해 창안된 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 프로펠러 회전류의 에너지를 효과적으로 이용할 수 있으며, 키의 면적 및 날개 두께를 더욱 감소시킬 수 있는 선박용 키, 조타 방법 및 선박을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 선미에 배치된 프로펠러의 후방 축선상에 상하로 배치된 상부 키 및 하부 키를 구비하고,

상기 상부 키와 상기 하부 키는 상기 프로펠러의 상기 축선상으로부터 좌현측 및 우현측으로 각각 독립적으로 전타(轉舵) 가능한 선박용 키가 제공된다.

상기 상부 키와 상기 하부 키를 각각 독립적으로 전타 가능한 상부용 조타기와 하부용 조타기를 구비한다.

상기 하부 키의 두께 분포는 상기 상부 키보다 얇게 구성되어 있다.

프로펠러 회전 방향을 후방으로부터 보아 시계방향으로 한 경우,

상기 상부 키는 좌현측으로부터 우현측으로 흐르는 프로펠러 회전류에 적합한 날개형을 가지며,

상기 하부 키는 우현측으로부터 좌현측으로 흐르는 프로펠러 회전류에 적합한 날개형을 갖는다.

상기 상부 키 및 상기 하부 키는 날개형 또는 날개형의 휨선이 서로 다르다.

또한, 본 발명에 의하면, 선미에 배치된 프로펠러의 후방 축선상에 상하로 배치된 상부 키 및 하부 키를 준비하고,

상기 상부 키 및 상기 하부 키를 상기 프로펠러의 상기 축선상으로부터 좌현측 및 우현측으로 각각 독립적으로 전타하는 조타 방법이 제공된다.

감속시 또는 감속 선회시에, 상기 상부 키 및 상기 하부 키의 일방을 좌현측으로 전타하고, 타방을 우현측으로 전타한다.

또한, 본 발명에 의하면, 상술한 선박용 키를 구비한 선박이 제공된다.

본 발명에 의하면, 프로펠러 센터(프로펠러의 후방 축선상)에 상부 키 및 하부 키를 배치하므로, 프로펠러 회전류의 에너지를 상부 키 및 하부 키에 의해 효과적으로 회수할 수 있다.

특히, 본 발명의 선박용 키는, 직진시 및 선회시에 상부 키와 하부 키를 독립적으로 전타하여 각각 적합한 타각을 취함으로써, 어떠한 프로펠러 회전수에 있어서도 항상 프로펠러 회전류의 에너지 회수에 최적인 타각을 실현할 수 있다. 또한, 그 결과, 본 발명의 선박용 키는 상부 키와 하부 키가 일체된 하나의 키와 비교하여 고양력을 발생시킬 수 있어, 토탈 키 면적을 저감시킬 수 있다.

또한, 상부 키와 하부 키가 일체된 하나의 키와 비교하여 상부 키와 하부 키의 키 면적이 대략 반감되므로, 상부 키와 하부 키의 설계 하중이 감소한다. 따라서, 날개 두께가 감소하여 키 단체의 성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 프로펠러 회전류의 에너지를 효과적으로 이용할 수 있으며, 키의 면적 및 날개 두께를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 선박용 키의 실시 형태를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3a는 도 1의 모식적 평면도이다.
도 3b는 직진시에 상부 키에 발생하는 유체력의 설명도이다.
도 3c는 직진시에 하부 키에 발생하는 유체력의 설명도이다.
도 4a는 직진시의 상부 키 및 하부 키의 위치를 나타내는 도면이다.
도 4b는 좌선회시의 상부 키 및 하부 키의 위치를 나타내는 도면이다.
도 4c는 좌선회시의 상부 키 및 하부 키의 위치를 나타내는 다른 도면이다.
도 5a는 90˚의 감속 모드를 나타내는 도면이다.
도 5b는 30˚의 감속 모드를 나타내는 도면이다.
도 6a는 감속 우선회 모드를 나타내는 도면이다.
도 6b는 감속 좌선회 모드를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 한편, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

도 1은, 본 발명의 선박용 키(100)의 실시 형태를 나타내는 측면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 1 및 도 2에서, 1은 선박, 2는 선미, 3은 베이스 라인, 4는 프로펠러 센터, 5는 전타(轉舵)축, 6은 우현측, 7은 좌현측이다.

본 예에서, 베이스 라인(3)은 선박(1)의 하면에 상당하는 수평선이다. 또한, 프로펠러 센터(4)는 프로펠러(8)의 축선을 의미한다. 프로펠러 센터(4)는 수평일 수 있으며 경사져 있을 수도 있다.

전타축(5)은 본 예에서는 연직축이며, 프로펠러 센터(4)와 교차한다. 한편, 전타축(5)은 프로펠러 센터(4)와 교차하는 한, 연직이 아니어도 무방하다.

프로펠러(8)는 본 예에서는 단일이지만, 2개의 프로펠러(8)가 서로 역회전하는 이중 반전 프로펠러일 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 본 발명의 선박용 키(100)는 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)와, 상부용 조타기(20A) 및 하부용 조타기(20B)를 구비한다.

상부 키(10A) 및 하부 키(10B)는 선미(2)에 배치된 프로펠러(8)의 후방 축선상에 상하로 배치되어 있다. 「프로펠러(8)의 후방 축선상」이란, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 공통의 전타축(5)이 프로펠러(8) 후방의 프로펠러 센터(4)를 포함하는 연직 평면상에 위치함을 의미한다.

도 1에서, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)는 코드 길이(L)와 키 높이(H)가 대략 동일하게 구성되어 있다. 또한, 본 예에서, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 경계면은 프로펠러 센터(4)의 높이와 대략 일치하고 있다.

또한, 하부 키(10B)의 하단은 베이스 라인(3)보다 상방인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 이 예에 한정되지 않는다. 즉, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)는 코드 길이(L) 또는 키 높이(H)가 다를 수 있다. 또한, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 경계면이 프로펠러 센터(4)와 다를 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)는 공통(동일)의 전타축(5)을 갖는다.

상부용 조타기(20A) 및 하부용 조타기(20B)는 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)를 각각 독립적으로 전타하는 기능을 갖는다.

즉, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)는 프로펠러(8)의 축선상으로부터 좌현측(7) 및 우현측(6)으로 각각 전타 가능하다. 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 전타 각도는 프로펠러 센터(4)에 대해 좌현측(7) 및 우현측(6)으로 최대 90˚ 이상인 것이 바람직하다.

전술한 구성에 의해, 프로펠러 센터(4)(프로펠러(8)의 후방 축선상)에 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)를 배치하므로, 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)에 의해 효과적으로 회수할 수 있다.

특히, 본 발명의 선박용 키(100)는, 직진시 및 선회시에 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)를 독립적으로 전타하여 각각 적합한 타각을 취함으로써, 어떠한 프로펠러 회전수에 있어서도 항상 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지 회수에 최적인 타각을 실현할 수 있다. 또한, 그 결과, 본 발명의 선박용 키(100)는 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여 고양력을 발생시키는 것이 가능하여 토탈 키 면적을 저감시킬 수 있다.

또한, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 키 면적이 대략 반감된다. 따라서, 날개 두께가 감소하여 키 단체의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 상부용 조타기(20A)는 상부용 키축(22a) 및 상부용 조타 장치(24a)를 갖는다. 상부용 키축(22a)은 중공의 원통상의 축이며, 하단이 상부 키(10A)에 고정되고 전타축(5)을 따라 상방으로 연장된다. 상부용 조타 장치(24a)는 전타축(5)을 중심으로 상부용 키축(22a)의 상단부를 전타한다. 이 전타 각도는 좌현측(7) 및 우현측(6)으로 최대 90˚ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 하부용 조타기(20B)는 하부용 키축(22b) 및 하부용 조타 장치(24b)를 갖는다. 하부용 키축(22b)은 본 예에서는 중실의 축이며, 하단이 하부 키(10B)에 고정되고 전타축(5)을 따라 상방으로 연장된다. 하부용 조타 장치(24b)는 전타축(5)을 중심으로 하부용 키축(22b)의 상단부를 전타한다. 이 전타 각도는 좌현측(7) 및 우현측(6)으로 최대 90˚ 이상인 것이 바람직하다.

전술의 구성에 의해, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 키면적이 대략 반감하여 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 설계 하중이 감소하므로, 상부용 키축(22a) 및 하부용 키축(22b)의 필요 최대 토크가 대략 반감되어 각각의 필요 치수(예를 들면, 직경)를 작게(가늘게) 할 수 있다.

전타축(5)은 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 코드 길이(L)의 중심 근방, 또는 최대 두께 부분 근방에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 하부 키(10B)의 두께는 하부용 키축(22b)의 접속부에서, 하부용 키축(22b)의 직경보다 클 필요가 있다.

전술한 바와 같이, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여 키면적이 대략 반감되어 설계 하중이 감소하므로, 하부용 키축(22b)의 직경을 종래보다 작게(가늘게) 할 수 있어, 하부 키(10B)의 두께 분포를 종래보다 얇게 할 수 있다. 한편, 이 경우에도, 프로펠러 회전류(9b)의 에너지 회수에 최적인 타각으로 하부 키(10B)를 독립적으로 전타할 수 있으므로, 프로펠러 회전류(9b)의 에너지 회수율을 높일 수 있다.

한편, 상부 키(10A)는 관통공(11)(후술함)을 마련할 필요가 있기 때문에, 하부 키(10B)의 두께보다 커진다. 그러나, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여 키면적이 대략 반감되어 설계 하중이 감소하므로, 상부용 키축(22a)의 직경도 종래보다 작게(가늘게) 할 수 있다. 또한 이 경우도, 프로펠러 회전류(9a)의 에너지 회수에 최적인 타각으로 상부 키(10A)를 독립적으로 전타할 수 있으므로, 프로펠러 회전류(9a)의 에너지 회수율을 높일 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 중공의 원통형의 상부용 키축(22a)과 중실의 하부용 키축(22b)은 전타축(5)을 동축으로 하는 이중관이다.

상부용 키축(22a)은 선미(2)에 마련된 하우징(26)의 내측에, 제1 베어링(27a)을 개재하여, 전타축(5)을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있다. 또한, 도시 생략한 씰에 의해, 상부용 키축(22a)과 하우징(26)의 틈새로부터 해수(W)가 유입되지 않게 밀봉되어 있다.

상부 키(10A)는, 그 상면으로부터 하면까지 전타축(5)을 따라 관통하는 관통공(11)을 갖는다.

하부용 키축(22b)은 관통공(11)과 상부용 키축(22a)의 내측에 제2 베어링(27b)을 개재하여 전타축(5)을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있다. 또한, 도시 생략한 씰에 의해 관통공(11) 및 하부용 키축(22b)과 상부용 키축(22a)의 틈새로부터 해수(W)가 유입되지 않게 밀봉되어 있다.

상부용 조타 장치(24a)는 상부용 키축(22a)의 상단부에 고정되어 수평으로 연장되는 상부용 칠러(28a), 및 전타축(5)를 중심으로 상부용 칠러(28a)를 수평으로 요동시키는 복수의 유압 실린더(29a)를 갖는다.

하부용 조타 장치(24b)는 하부용 키축(22b)의 상단부에 고정되어 수평으로 연장되는 하부용 칠러(28b), 및 전타축(5)을 중심으로 하부용 칠러(28b)를 수평으로 요동시키는 복수의 유압 실린더(29b)를 갖는다.

유압 실린더(29a, 29b)는 각각 도시 생략한 유압 유닛에 의해 독립적으로 제어되고, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)를 각각 독립적으로 전타하게 되어 있다.

전술한 바와 같이, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 키면적이 대략 반감되어 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 설계 하중이 감소하므로, 상부용 조타 장치(24a) 및 하부용 조타 장치(24b)의 필요 최대 토크가 대략 반감된다. 따라서, 상부용 조타 장치(24a) 및 하부용 조타 장치(24b)의 구성 기기를 소형화할 수 있다.

도 3a는 도 1의 모식적 평면도이다. 이 도면에서, 상부 키(10A)를 실선으로 나타내고, 하부 키(10B)를 파선으로 나타내었다.

도 3a에서, 하부 키(10B)의 두께 분포는 상부 키(10A)보다 얇게 구성되어 있다.

또한, 프로펠러 회전 방향을 후방으로부터 보아 시계 방향으로 한 경우, 상부 키(10A)는 좌현측(7)으로부터 우현측(6)으로 흐르는 프로펠러 회전류(9a)(실선 화살표)에 적합한 날개형을 갖는다.

또한, 프로펠러 회전 방향을 후방으로부터 보아 시계 방향으로 한 경우, 하부 키(10B)는 우현측(6)으로부터 좌현측(7)으로 흐르는 프로펠러 회전류(9b)(파선 화살표)에 적합한 날개형을 갖는다.

도 3b는 직진시에 상부 키(10A)에 발생하는 유체력의 설명도이다.

상부 키(10A)에 대해 좌현측(7)으로부터 우현측(6)으로 흐르는 회전류(9a)에 의해, 흐름과 직각 방향으로 양력(La), 평행 방향으로 항력(Da)이 발생한다. 항력(Da)에 대해 양력(La)이 커지도록 상부 키(10A)의 타각 및 날개형을 선택하면, 전진 방향의 분력을 효율적으로 얻을 수 있다.

도 3c는 직진시에 하부 키(10B)에 발생하는 유체력의 설명도이다.

하부 키(10B)에 대해 우현측(6)으로부터 좌현측(7)으로 흐르는 회전류(9b)에 의해, 흐름과 직각 방향으로 양력(Lb), 평행 방향으로 항력(Db)이 발생한다. 항력(Db)에 대해 양력(Lb)이 커지도록 하부 키(10A)의 타각 및 날개형을 선택하면, 전진 방향의 분력을 효율적으로 얻을 수 있다.

즉, 본 예에서, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)는 날개형 또는 날개형의 휨선이 서로 상이하다.

전술한 구성에 의해, 본 발명의 선박용 키(100)는 직진시에 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여, 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 효율적으로 회수하여 키에 발생하는 유체력의 전진 방향의 분력을 효율적으로 얻을 수 있다.

한편, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)는 이 예에 한정되지 않으며, 각각 프로펠러 회전류(9a, 9b)에 적합한 날개형이면, 고양력화를 위해 핀(F)(도 3a에서 파선) 또는 플랩(도시 생략)을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 상부 키(10A)와 하부 키(10B)는, 전술한 구성에 한정되지 않는다. 즉, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 날개형은 프로펠러 센터(4)에 대해 우현측(6)과 좌현측(7)이 대칭일 수 있다.

본 발명의 선박(1)은 전술한 선박용 키(100)를 구비한다.

전술한 선박용 키(100)을 구비함으로써, 키의 코드 길이(L)를 짧게 할 수 있어, 선미 배치를 용이하게 하며 선미 비대도를 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 선박(1)은 1축의 프로펠러(8)에 한정되지 않으며, 2축 또는 3축 이상의 프로펠러(8)를 가질 수 있다. 그 경우, 전술한 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)와, 상부용 조타기(20A) 및 하부용 조타기(20B)는 복수의 프로펠러(8)의 각 축에 각각 마련하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 선박(1)은 복수의 프로펠러(8) 중 일부에만 전술한 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)와, 상부용 조타기(20A) 및 하부용 조타기(20B)를 마련할 수도 있다.

본 발명의 선박용 키(100)의 조타 방법은, 전술한 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)와, 상부용 조타기(20A) 및 하부용 조타기(20B)를 준비하여, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)를 각각 독립적으로 전타한다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 조타 방법의 설명도이다.

이하, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)가 우현측(6)과 좌현측(7)으로 대칭으로 하고, 하부 키(10B)의 두께 분포는 상부 키(10A)보다 얇게 구성되어 있는 경우를 설명한다. 한편, 여기서는 키에 작용하는 유체력을 전후 방향 성분(F)과 좌우 방향 성분(S)으로 나누어 설명한다. 상부 키(10A)에 작용하는 유체력 중, 전후 방향 성분을 Fa, 좌우 방향 성분을 Sa로 하고, 하부 키(10B)에 작용하는 유체력 중, 전후 방향 성분을 Fb, 좌우 방향 성분을 Sb로 한다.

도 4a는 직진시의 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 위치를 나타내는 도면이고, 도 4b는 좌선회시의 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 위치를 나타내는 도면이다.

도 4a에 나타낸 바와 같이, 직진시의 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 위치는 평면에서 보아 실질적으로 일치하고, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 마찬가지로 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 효과적으로 회수할 수 있다.

또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 좌선회시의 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 위치도 평면에서 보아 실질적으로 일치시킬 수 있고, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 마찬가지이나, 상부 키(10A)는 좌선회에 기여하는 힘을 내는데 대해, 하부 키(10B)는 좌선회에 대한 기여가 작다. 이와 같아서는 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 효과적으로 이용할 수 없다. 우선회시 또한 동일한 문제가 있다.

도 4c는 좌선회시의 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 위치를 나타내는 다른 도면이다.

전술한 바와 같이, 상부 키(10A)에는 좌현측(7)으로부터 우현측(6)으로 흐르는 프로펠러 회전류(9a)가 작용하고, 하부 키(10B)에는 우현측(6)으로부터 좌현측(7)으로 흐르는 프로펠러 회전류(9b)가 작용한다.

따라서, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조타 방법은, 좌선회시에서도 상부 키(10A)와 하부 키(10B)를 독립적으로 전타하여 각각 적합한 타각을 취함으로써, 프로펠러 회전수에 따라 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 유효하게 이용하여 고양력을 발휘시키는 것이 가능하다. 우선회시 및 직진시에서도 마찬가지이다.

도 5a 및 도 5b는 감속시의 본 발명의 조타 방법의 설명도이다.

도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조타 방법에서는, 감속시에 상부 키(10A) 및 하부 키(10B) 중 일방을 좌현측(7)으로 전타하고, 타방을 우현측(6)으로 전타한다.

도 5a는 90˚의 감속 모드, 즉 상부 키(10A)를 좌현측(7)으로 약 90˚ 전타하고, 하부 키(10B)를 우현측(6)으로 약 90˚ 전타한 상태를 나타내는 도면이다. 이 경우, 흐름에 대해서 키가 대략 직각에 가까운 상태로 배치되기 때문에, 양력은 얻어지지 않고 항력이 현저해진다. 그 결과, 키에는 전진 방향과는 반대 방향으로 큰 유체력이 발생하여 선박(1)을 급감속시킬 수 있다.

도 5b는 30˚의 감속 모드, 즉 상부 키(10A)를 좌현측(7)으로 약 30˚ 전타하고, 하부 키(10B)를 우현측(6)으로 약 30˚ 전타한 상태를 나타내는 도면이다.

90˚ 이하의 타각, 예를 들면 도 5b의 30˚의 감속 모드의 경우도, 90˚의 타각(도 5a)과 비교하여 감속 효과는 떨어지지만 유사한 효과가 얻어진다.

한편, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 최대 조타각은 우현측(6) 및 좌현측(7)으로 90˚ 이상일 수 있다.

이 구성에 의해, 선박(1)의 후진시에도 선박(1)의 조타성을 확보할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 감속 선회시의 본 발명의 조타 방법의 설명도이다.

도 6a는 감속 우선회 모드, 즉 상부 키(10A)를 좌현측(7)으로 약 90˚ 전타하고, 하부 키(10B)를 우현측(6)으로 약 30˚ 전타한 상태를 나타내는 도면이다. 이 경우, 상부 키(10A)가 주로 감속의 역할을 담당하고 하부 키(10B)가 주로 우선회의 역할을 담당하기 때문에, 선박(1)을 감속하면서 우선회시킬 수 있다.

도 6b는 감속 좌선회 모드, 즉 상부 키(10A)를 좌현측(7)으로 약 30˚ 전타하고, 하부 키(10B)를 우현측(6)으로 약 90˚ 전타한 상태를 나타내는 도면이다. 이 경우, 상부 키(10A)가 주로 좌선회의 역할을 담당하고 하부 키(10B)가 주로 감속의 역할을 담당하기 때문에, 선박(1)을 감속하면서 좌선회시킬 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 조타 방법은, 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)의 날개형의 휨선 및 날개형이 상이한 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

전술한 본 발명에 의하면, 프로펠러 센터(4)(프로펠러(8)의 후방 축선상)에 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)를 배치하므로, 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 상부 키(10A) 및 하부 키(10B)에 의해 효과적으로 회수할 수 있다.

특히, 본 발명의 선박용 키(100)는 직진시 및 선회시에, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)를 독립적으로 전타하여 각각 적합한 타각을 취함으로써, 어떠한 프로펠러 회전수에서도 항상 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지 회수에 최적인 타각을 실현할 수 있다. 또한, 그 결과, 본 발명의 선박용 키(100)는, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체가 된 하나의 키와 비교하여 고양력을 발생시키는 것이 가능해져 토탈 키면적을 저감시킬 수 있다.

또한, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)가 일체된 하나의 키와 비교하여 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 키면적이 대략 반감되므로, 상부 키(10A)와 하부 키(10B)의 설계 하중이 감소한다. 따라서, 날개 두께가 감소하여 키 단체의 성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 프로펠러 회전류(9a, 9b)의 에너지를 효과적으로 이용할 수 있으며, 키의 면적 및 날개 두께를 감소시킬 수 있다.

본 발명은 전술한 실시의 형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 가할 수 있음은 물론이다.

F: 핀 H:　키높이
L: 코드 길이 W: 해수
1: 선박 2: 선미
3: 베이스 라인 4: 프로펠러 센터
5: 전타축 6: 우현측
7: 좌현측 8: 프로펠러
9a, 9b: 프로펠러 회전류 10A: 상부 키
10B: 하부 키 11: 관통공
20A: 상부용 조타기 20B: 하부용 조타기
22a: 상부용 키축 22b: 하부용 키축
24a: 상부용 조타 장치 24b: 하부용 조타 장치
26: 하우징 27a: 제1 베어링
27b: 제2 베어링 28a: 상부용 칠러
28b: 하부용 칠러 29a, 29b: 유압 실린더
100: 선박용 키

Claims

선미에 배치된 프로펠러의 후방 축선상에 상하로 배치된 상부 키 및 하부 키를 구비하고,
상기 상부 키와 상기 하부 키는 상기 프로펠러의 상기 축선상으로부터 좌현측 및 우현측으로 각각 독립적으로 전타 가능한, 선박용 키.
제1항에 있어서,
상기 상부 키와 상기 하부 키를 각각 독립적으로 전타 가능한 상부용 조타기와 하부용 조타기를 구비한, 선박용 키.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하부 키의 두께 분포는 상기 상부 키보다 얇게 구성되어 있는, 선박용 키.
제1항 또는 제2항에 있어서,
프로펠러 회전 방향을 후방으로부터 보아 시계방향으로 한 경우,
상기 상부 키는 좌현측으로부터 우현측으로 흐르는 프로펠러 회전류에 적합한 날개형을 가지며,
상기 하부 키는 우현측으로부터 좌현측으로 흐르는 프로펠러 회전류에 적합한 날개형을 가지는, 선박용 키.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 상부 키 및 상기 하부 키는 날개형 또는 날개형의 휨선이 서로 다른, 선박용 키.
선미에 배치된 프로펠러의 후방 축선상에 상하로 배치된 상부 키 및 하부 키를 준비하고,
상기 상부 키 및 상기 하부 키를 상기 프로펠러의 상기 축선상으로부터 좌현측 및 우현측으로 각각 독립적으로 전타하는, 조타 방법.
제6항에 있어서,
감속시 또는 감속 선회시에, 상기 상부 키 및 상기 하부 키의 일방을 좌현측으로 전타하고, 타방을 우현측으로 전타하는, 조타 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 선박용 키를 구비한, 선박.