KR970006655Y1 - 선박용 키 - Google Patents

Abstract

없음

Description

선박용 키

제1도는 제1실시예에 따른 선체 선미부의 측면도

제2도는 제1실시예에 따른 키의 요부 측면도

제3도는 제2도의 3-3선 단면 확대도

제4도는 변형예에 따른 제2도의 상당도

제5도는 변형예에 따른 제2도의 상당도

제6도는 제2실시예에 따른 선체 선미부의 측면도

제7도는 제6도의 6-6선 단면 확대도

제8도는 변형예에 따른 제6도의 상당도

제9도는 다른 실시예에 따른 제1도 또는 제6도의 상당도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

WL : 경하 상태 수선면3 : 키

5 : 라더혼6 : 키본체

7 : 수류 규제판10 : 전방 기장자리부

I : 전방경사각

(산업상의 이용분야)

본 고안은 선박용 마리너(mariner) 키에 관한 것이며, 특히 조파저항이나 스프레이 저항을 저감할 수 있는 선박용 마리너 키에 관한 것이다.

(종래기술)

중, 대형 선박용 키에 관하여, 선속에 비해 키의 전후 방향 길이가 비교적 작고, 키는 프로펠러 후류중에 있으므로, 키에 있어서, 프루드(Froude) 수는 매우 크게 되고, 배의 조파 저항 및 스프레이 저항이 상당히 크게되는 것이 알려져 있다.

이들 조파 저항이나 스프레이 저항이 문제가 되는 것은 선박 하중이 가벼운 소위 경하 상태에 있고, 키가 경하 상태 수선면을 관통하고 있을 때이고, 이 경우, 키의 전방 가장 가지부에서 수중의 압력이 증가하여 상승류를 따라 자유 표면에 큰 물결이 발생하고, 동시에 키의 수선면을 통하여 전방 가장자리에서 스프레이가 발생하여 저항 증가 요인으로 된다.

키(라더혼(rudder hoen)식 키에서는 그것도 포함한다)는 통상 유선형 단면 모양으로 형성되어 있지만, 키에 작용하는 조타력이 크므로 강도상의 요구에서 키의 폭(날개 두께)도 크게 되는 관계상, 키 자체의 형상 저항을 저감하는 것은 용이하지 않고, 이제까지 키의 조파 저항을 저감할 수 있는 유효한 기술은 거의 실요화되고 있지 않다.

또한, 통상의 선박 키에서는 그 전방 가장자리의 전방경사각은 약 70° 내지 80°로 크게 형성되어 있으므로, 수류에 대한 키 전방 가장자리의 돌입각이 키의 유선형 단면의 전단 돌입각과 거의 같은 큰 값으로 되고, 큰 스프레이가 발생하지만, 상기 스프레이에 기인하는 스프레이 저항을 저감하는 유효한 기술은 아직 실용화되어 있지 않다.

그런데 일본국실용신안공개 소 63-170400호 공보에는 1축 프로펠러선의 더블 프랩라더에 있어서 프랩라더의 전방부와 측부에 복수의 정류용 핀을 높이 방향의 적당한 간격으로 걸려 설치하고, 와류상의 프로펠러 후류를 정류함으로서 저항 저감을 하도록 한 핀부착 더블 프랩라더가 제안되고 있다.

일본국실용신안공개 평 1-65793호 공보에는 유선형 키의 상단부에 상방 돌출형 터널 핀을 설치하고, 프로펠러 후류의 취상류를 규제함으로서 키 회전 성능의 향상과 저항 감소를 하도록 한 터널 핀 부착 키 구조가 제안되어 있다.

(고안이 해결하고자 하는 과제)

키에 기인하는 조파 저항과 스프레이 저항에 관하여 종래의 일반적 유선형 키에서는 키전방부의 형상 저항이 크고 수중의 압력 상승에 따른 상승류가 자유 표면에 나타나 물결이 발생하게 되지만, 키의 전방 가장 자리부의 수선면에 가까운 위치에서 수류의 상승은 모두 규제되지 않으므로 수중의 압력 상승에 상당하는 물결이 생기고, 그것이 조파 저항으로 된다.

한편, 종래의 키에서는 키전방 가장자리의 전방경사각이 70° 내지 80°로 크므로, 키상단측부분의 전후 길이(날개 길이)를 크게할 수 없고, 강도상의 요구에서 키의 날개 두께가 크게 되어 형성 저항이 크게 된다.

상기 일본국 실용신안공개 소 63-170400호 공보의 기술에서는 더블 프랩라더의 각각에 5조의 표면적이 큰 정류용 핀을 설치하여, 점성 저항의 증가를 초래하고, 저항 감소의 작용이 현저하게 상쇄되므로서, 실용에 적합하다고 하기는 곤란하다.

상기 일본국 실용신안공개 평 1-65793호 공보의 기술에서는 키의 상단부에 터널 핀을 설치함으로 경하 상태일 때의 터널 핀을 수선면 보다도 상방으로 위치되므로, 경하 상태일 때의 저항 감소 작용은 모두 기대할 수 없다.

본 고안의 목적은 경하 상태에 있어서 키의 조파 저항을 저감할 수 있도록 선박용 키 및 키의 스프레이 저항을 저감할 수 있도록 선박용 마리너 키를 제공하는 것이다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

청구항 제2항에 따른 선박용 마리너 키는 선박용 마리너 키에서, 키의 전방 가장자리중, 적어도 경하 상태 수선면을 관통하는 부분 및 그 근방부분을 주로 키의 스프레이; 저항감소를 위하여 65° 이하의 전방경사각으로 되도록 형성한 것이다.

청구항 제3항에 따른 선박용 키는 선박용 마리너의 키에서, 경하 상태 수선면의 아래측 근방 위치에서 키의 전방경사 키 혼부의 전방 가장 자리부 및 측부에, 전방 경사 키 혼부의 표면에서 소정 폭을 가지는 대략 수평상의 수류 규제판이고, 키의 조파 저항 감소를 위한 수류 규제판을 설치한 것이다. 상기 대략 수평상의 수류 규제판을 평판을 수평으로 또는 영각으로 배치한 것으로도 좋고, 날개상의 핀을 수평으로 또는 영각으로 배치한 것으로도 좋다.

(작용)

청구항 제3도항에 따른 선박용 마리너 키에서는 경하 상태 수선면의 아래측 근방 위치에서, 키의 전방 경사 키혼부의 전방 가장자리 및 측부에 전방 경사 키혼부의 표면에서 소정 폭을 가지는 대략 수평상의 수류 규제판이고, 키의 조파 저항 감소를 위한 수류 규제판을 설치함으로서, 키의 전방 가장 자리부 및 전방부의 측부의 수선면 근방에서 수류 규제판에 의하여 상승류가 규제되어 물결의 발생이 억제됨으로 조파 저항 감소 작용이 얻어진다.

청구항 제2항에 따른 선박용 키에서는 키의 전방 가장자리중, 적어도 경하 상태 수선면을 관통하는 부분 및 그 금방부분을 주로 키의 스프레이 저항 감소를 위하여 65° 이하의 전방경사각으로 되도록 형성하였으므로, 경하 상태 수선면을 관통하는 부분에서 수류에 대한 키의 전방 가장자리의 돌입각이 종래의 키에 비교하여 작게되고 스프레이 및 파의 발생이 억제되고, 스프레이 저항 감소 작용과 조파 저항 감소 작용이 얻어진다.

또한, 상기와 같이, 전방경사각을 작게 한 분만큼 키의 상단측 부분에 있어서 전후 길이(날개 길이)를 확대할 수 있으므로 그것에 따라 키의 강도를 저하시키지 않고, 기의 폭(날개 두께)을 작게하여, 키 자체의 형상 저항을 작게하여 조파 저항을 저감할 수 있다.

(고안의 효과)

상기 작용의 항에서 설명한 바와 같이, 다음과 같은 효과가 얻어진다.

청구항 제3항에 따른 선박용 마리너 키에 의하면 경하 상태 수선면의 아래측 근방 위치에서, 키의 전방 경사 키혼부의 전방 가장자리 및 측부에, 전방 경사 키혼부의 표면에서 소정 폭을 가지는 대략 수평상의 수류 규제판이고, 키의 조파 저항 감소를 위한 수류 규제판을 설치한다는 간단한 구성에 의하여, 키의 전방 가장 자리부 및 전방부의 수선면 근방에서 상승류를 규제하여 파의 발생을 억제할 수 있다. 이것에 의하여 키의 조파 저항을 대폭 감소시킬 수 있다.

청구항 제2항에 관한 선박용 마리너 키에 의하면, 키의 전방 가장자리중, 적어도 경하 상태 수선면을 관통하는 부분 및 그 근방부분을 주로 키의 스프레이 저항 감소를 위하여 65° 이하의 전방경사각으로 되도록 형성하는 간단한 구성에 의하여 경하 상태 수선면을 관통하는 부분에서 수류에 대한 키 전방 가장자리의 돌입각을 종래의 키와 비교하여 작게하여 스프레이 및 물결의 발생을 억제할 수 있다. 이것에 의하여 스프레이 저항을 대폭 감소시킬 수 있고, 동시에 조파 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 전방경사각을 작게 한 분만큼 키의 상단측부분에 있어서 전후 길이(날개길이)를 확대할 수 있으므로, 그것에 따라 키의 강도를 저하시키지 않고 키의 폭(날개 두께)을 작게 하여, 키 자체의 형성 저항을 작게 할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 고안의 실시예를 도면을 참조로 설명한다.

[제1실시예]

본 실시예는 중형내지 대형 탱커에 설치된 키에 본 고안을 작용한 경우의 실시예이고, 제1도 내지 제3도에 도시된 바와 같이, 탱커(1)의 프로펠러(2)의 후방에는 키(3)가 설치되고, 키(3)는 선체의 선미부(4)의 상부에 수직으로 고착된 라더혼(5)과 라더혼(5)에 지지된 키본체(6)로 되어 있고, 키본체(6)는 도시된 것외의 조파 장치에 의하여 라더혼(5)에 대하여 대략 수직인 지축 회전으로 회전 조작된다.

키(3)의 저항을 극력 작게 하기 위하여 키(3)의 단면은 제3도에 도시된 바와 같이 날개형의 유선형 단면에 형성되고, 상기 라더혼(5)은 통상 주조품으로 구성되고 키본체(6)는 실제로는 중공상으로 형성되어 있다.

도시의 수선면(WL)은 경하 상태 수선면이고, 탱커(1)가 경하 상태일 때에 키(3)의 상부 약 1/3 부분은 수선면(WL)상에 노출하는 관계상, 수선면(WL)을 관통하는 키(3)에 의하여 물결과 스프레이가 발생한다.

상기 물결의 발생에 의한 키(3)의 조파 저항을 저감하기 위하여, 수선면(WL)의 아래측 근방 위치로서 라더혼(5)의 전방 가장자리부와 측부에서 라더혼(5)의 표면에서 약 350㎜ 폭(B)을 가지는 수평상의 수류 규제판(7)이 라더혼(5)에 고착되어 있으며, 수선면(WL)에서 수류 규제판(7)까지의 거리(H)는 약 600 내지 800㎜로 설정되어 있다.

상기 수류 규제판(7)은 예를들면 30 내지 50㎜ 두께의 강판으로 형성되고, 그것이 라더혼(5)에 용접되거나 볼트에 의하여 고착되지만, 수류 규제판(7)의 폭(B)은 200 내지 500㎜ 정도의 범위로 설정하는 것이 좋다.

키(3)에서 발생하는 물결은 키(3)의 전방 가장 자리부와 그 근방부에서 발생함으로 키(3)의 전방부에 위치하는 라더혼(5)의 전방 가장 자리부와 측부에 설치하면 충분하다. 단, 경하 상태 수선면(WL)이 복수단으로 변동하는 선박의 경우에는 복수의 경하 상태 수선면에 대응하는 복수단의 위치에 각각 수류 규제판(7)을 상기와 마찬가지로 설치하여도 좋다.

상기와 같이, 수류 규제판(7)을 수평으로 설치하지 않고, 제4도에 도시한 바대로, 수평면에 대하여 영각(A)으로 설치하여도 좋고, 제5도에 도시한 바대로 측면에서 볼 때 전체적으로 날개 형상의 핀에서 되는 수류 규제판(7)을 영각을 가져 설치하여도 좋다.

다음에 이 키(3)의 작용에 대하여 설명한다.

탱커(1)의 선속은 그 만큼 크지 않아도 선속에 대하여 키(3)의 전후 길이(날개 길이)가 짧고, 키(3)는 프로펠러 후류중에 있으므로, 키(3)에 있어서 프루드 수는 매우 크게 됨으로, 키(3)에 의한 조파 작용이 일어나게 된다.

즉, 수류중에서 키(3)의 전방 가장자리 근방부의 저항 작용에 의하여 수중의 압력이 증가하여 그 압력 증가에 의한 상승류가 발생하고, 그것이 자유 표면에 나타나는 물결이 발생한다. 종래의 키와 같이 수류 규제판(7)을 설치하지 않은 경우에는 제2도에 점선(8)으로 도시한 바와 같이 물결이 발생하게 되지만, 수류 규제판(7)을 설치하면, 이 수류 규제판(7)에 의하여 상승류의 수선면(WL)측으로의 상승이 억제되어 키(3)의 근방에 있어서 수선면(WL)의 근방에 흐르면 수평 방향으로 향하게 되고, 조파 작용이 현저하게 저하되고, 제1도에 2점 쇄선(9)으로서 나타난 바와 같이 작은 물결로 된다. 즉, 키(3)의 조파 저항이 현저하게 저감하게 된다.

이와 같이, 수류 규제판(7)은 키(3)의 전방 가장자리 근방부에 있어서 수중의 상승류를 억제하기 위한 것이므로, 수류 규제판(7)의 형상은 도시의 것에 한하지 않고, 키(3)의 표면에서 일정 폭으로 형상할 필요는 없지만 폭(B)을 과대하게 설명하면 수류 규제판(7)의 표면적이 크게 되어 점성 저항의 증가를 초래함으로 폭(B)으로서는 약 350 내지 500㎜ 정도의 값으로 하는 것이 좋다.

상기 폭(B)의 과소의 경우에는 수류 규제 작용이 저감하는 것은 물론이다. 그리고 수류 규제판(7)의 높이 위치(H)는 상기 600 내지 800㎜의 값으로 한하지 않고, 수선면(WL)의 바로 근방에 설치하여도 좋고, 도시의 수류 규제판(7)은 라더혼(5)만으로 설치되어 있지만, 조타시에 라더혼(5)측의 수류 규제판(7)과 간섭하지 않도록, 그것보다도 일단 낮은 위치에서 키본체(6)의 측부에도 수류 규제판(7)을 설치하여도 좋다.

[제2실시예]

본 실시예는 상기와 마찬가지로 중형 내지 대형 탱커에 설치된 키에 본 고안을 적용한 경우의 실시예이고, 상기 실시예와 동일한 부분에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.

제6도 및 제7도에 도시된 바대로, 탱커(1)가 경하 상태에서 타행하는 경우에, 키(3)가 경하 상태 수선면(WL)을 관통하는 상태로 됨으로 키(3)의 전방 가장자리중, 수선면(WL)을 통하여 부분에서 스프레이가 발생하여 스프레이 저항으로 된다.

이 스프레이 저항과 조파 저항을 저감하기 위하여 키(3)의 일부를 이루는 라더혼(5)의 전방 가장자리(10)중, 수선면(WL) 보다 높이(D)만큼 낮은 위치에서 상측의 부분을 65° 이하에 전방경사각으로 되도록 형성하고 있다. 단, 높이(D)는 약 500 내지 1500㎜ 정도의 값이다.

통상의 선박용 마리너 키의 경우에는 제6도에 2점 쇄선(10P)으로 도시한 바대로, 라더혼(5)의 전방 가장자리 전방경사각(I)은 약 70° 내지 80°의 값으로 설정되어 있지만, 본 실시예의 키(3)에서는 전방경사각(I)을 65° 이하로 작게하여 수류에 대한 라더혼(5)의 전방 가장자리(10)의 돌입각(Wa: 제7도 참조)을 작게 하고, 제3도와의 비교에서도 알 수 있게 라더혼(5)의 전방 가장자리(10)의 형상을 제7도에 도시한 바대로 예각적으로 첨예한 형상으로 형성하여 돌입각(Wa)을 매우 작게 하고 있다.

상기와 같이, 전방경사각(I)을 65° 이하로 설정하는 것은 전방경사각(I)이 65° 보다 큰 경우에는 전방경사각(I)을 작게 한 것에 의한 돌입각(Wa) 축소의 효과가 불충분하게 되고, 스프레이 저항 저감의 작용이 거의 기대할 수 없기 때문이다.

다음에, 이 키(3)의 작용에 대하여 설명하면,

상기와 같이, 키(3)에 있어서 프루드 수는 매우 크게 됨으로, 키(3)의 전방 가장자리(10)중, 수선면(WL)을 통하는 부분에서 스프레이가 발생하고, 그 스프레이를 발생시키는 에너지가 스프레이 저항으로 된다.

종래의 키와 같이 그 전방 가장자리의 전방경사각을 70° 내지 80° 큰 값으로 설정하면, 키의 저항이 크게되고, 제6도에 점선(11)으로 도시한 바와 같이 큰 스프레이가 발생하게 되지만, 본 실시예의 키(3)에서는 키(3)의 전방 가장자리(10)의 전방경사각(I)을 65° 이하로 작게 설정함으로, 키(3)의 전방 가장자리(10)의 수류에 대한 돌입각(Wa)이 작게 되어 키(3)의 형상이 저항이 작게 되어 키(3)의 형상 저항이 작게 되고, 키(3)의 전방 가장자리부를 예각적으로 첨예하게 하는 것이고, 돌입각(Wa)을 더욱 작게 하고 있으므로 키(3)의 형상 저항이 더욱 작게 된다. 이것에 의하여 스프레이의 발생이 현저하게 억제되고, 제6도의 2점 쇄선(12)으로 도시한 바대로 작은 스프레이 만이 발생하도록 한다.

상기와 같이, 키(3)의 전방 가장자리(10)중, 수선면(WL)을 통하는 부분에서 스프레이가 발생하므로, 키(3)의 전방 가장자리(10)중, 수선면(WL)을 통하는 부분 및 그 근방부분의 전방경사각(I)을 65° 이하로 형성하면 좋지만, 경하 상태 수선면(WL)의 변동도 있으며 물결도 있는 것에 감안하여 라더혼(5)의 전방 가장자리(10)의 전체 높이로 전방경사각(I)을 상기와 같이 작게 형성하여도 좋다.

상기와 같이 전방경사각(I)을 작게 하면 라더혼(5)의 상단측부분이 전후 길이(L)가 크게 됨으로, 하중 조건적으로 가장 엄한 라더혼(5)의 강도를 저하시키지 않고, 라더혼(5) 및 키본체(6)의 폭(날개 두께)을 작게하여 키(3)의 형상 저항을 작게 할 수 있고, 이것에 의하여 조파 저항과 스프레이 저항을 저감하는 것도 가능하다.

제8도에 도시된 바와 같이 라더혼(5)의 전방 가장자리(10)중, 수선면(WL)의 근방부분만을 전방경사각(I)이 작게 되도록 형성하여도 좋다.

상기 제1실시예와 제2실시예에서 알 수 있듯이, 키(3)의 조파 저항과 스프레이 저항을 극력 저감하기 위하여는 제9도에 도시한 바와 같이 라더혼(5)의 전방 가장자리(10)의 전방경사각(I)을 65° 이하로 설정하고 경하 상태 수선면(WL)의 아래측 근방 위치에서 라더혼(5)의 전방 가장자리부와 측부에서 상기 같은 대략 수평상의 수류 규제판(7)을 설치하고, 라더혼(5)의 전방 가장 자리부를 극력 예각적으로 첨예한 형상으로 형성하는 것이 좋다.

본 고안은 중형 내지 대형의 탱커에 한하지 않고, 여러 가지 크기, 또는 여러 가지 용도의 선박용 마리너 키에 적용할 수 있는 것은 물론이고, 키의 형식도 라더혼식의 키에 한하지 않고, 라더스토크식의 키나, 그외 여러가지 형식의 키에도 마찬가지로 적용할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (2)

1. 선박용 마리너 키에 있어서,

   키의 전방 가장자리의 경하 상태 수선면을 관통하는 부분 및 그 근방부분을 키의 스프레이 저항 감소를 위하여 65° 이하의 전방 경사각으로 되도록 형성한 것을 특징으로 하는 선박용 마리너 키.
2. 제1항에 있어서, 경하 상태 수선면의 아래측 근방 위치에서 전방 경사 키혼부의 전방 가장자리부 및 측부에, 전방 경사 키혼부의 표면에서 폭을 가지는 수평상의 수류 규제판이면서 키의 조파 저항감소를 위한 수류 규제판을 설치한 것을 특징으로 하는 선박용 마리너 키.