KR101758574B1 - rudder with controllable twist angle depending on ship speed - Google Patents

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KR101758574B1
KR101758574B1 KR1020160134686A KR20160134686A KR101758574B1 KR 101758574 B1 KR101758574 B1 KR 101758574B1 KR 1020160134686 A KR1020160134686 A KR 1020160134686A KR 20160134686 A KR20160134686 A KR 20160134686A KR 101758574 B1 KR101758574 B1 KR 101758574B1
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rudder
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김도준
김무롱
한준선
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(주)한국해사기술
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Abstract

본 발명은 선박의 선미에 장착되는 러더를 상하부로 구분하여 운항 시에 작용하는 저항을 감소시키고 프로펠러에 의해 전달되는 유동 특성을 고려하여 러더의 양력과 효율성을 개선한, 상하 가변형 트위스트 러더를 제공한다. 본 발명은 프로펠러로부터 러더에 전달되는 유동흐름의 상하부간 차이를 고려하여 러더가 적절한 받음각을 유지할 수 있도록 한 것으로, 고정식 트위스트 러더와는 달리 선박의 속도에 따라 러더의 상부와 하부의 각도를 변화시켜 넓은 운항속도 조건에서도 러더를 효율적으로 사용할 수 있다.The present invention provides an up-and-down type twist rudder in which the rudder mounted on the stern of a ship is divided into upper and lower portions to reduce the resistance acting on the operation and improve the lift and efficiency of the rudder considering the flow characteristics transmitted by the propeller . In the present invention, the rudder can maintain an appropriate angle of attack considering the difference between the upper and lower portions of the flow transmitted from the propeller to the rudder. Unlike the fixed type twist rudder, the angle of the upper and lower portions of the rudder The rudder can be used efficiently even under wide operating speed conditions.

Description

상하 가변형 트위스트 러더{rudder with controllable twist angle depending on ship speed}{Rudder with controllable twist angle depending on ship speed}

본 발명은 상하 가변형 트위스트 러더에 관한 것이다.The present invention relates to a vertically adjustable twist rudder.

최근 지속적인 국제유가 상승에 기인한 선박 운항비의 급상승에 따라 에너지 절감을 위한 신 개념 선박의 개발이 요구되고 있다.Recently, the development of new concept vessels for energy saving has been demanded due to the steep rise in vessel operating expenses due to the continuous rise in international oil prices.

한편, 지구 온난화에 기인한 국제적인 환경 규제 움직임에 따라 국제해사기구(IMO)에서는 선박에 대한 이산화탄소 설계지표(ship design CO2 emission index)를 정하여 강제 규정 발효를 추진하고 있는데, 이 경우 특히 선박의 에너지 절감 기술(energy saving technology)은 이러한 설계지표 값에 직접적으로 영향을 줄 수 있다.On the other hand, according to the international environmental regulation movement caused by global warming, the International Maritime Organization (IMO) has set the ship design CO2 emission index for the ship to enforce the mandatory regulations. In this case, (energy saving technology) can directly affect these design index values.

덕트를 구비한 선박의 러더(실용신안등록 제20-0220312호)A rudder of a ship having a duct (Utility Model Registration No. 20-0220312)

본 발명은, 선박의 선미에 장착되는 러더를 상하부로 구분하여 운항 시에 작용하는 저항을 감소시키고 프로펠러에 의해 전달되는 유동 특성을 고려하여 러더의 양력과 효율성을 개선한, 상하 가변형 트위스트 러더를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a vertically adjustable twist rudder that divides the rudder mounted on the stern of a ship into upper and lower parts to reduce the resistance acting on the operation and improve the lift and efficiency of the rudder considering the flow characteristics transmitted by the propeller .

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

프로펠러로부터 전달되는 유동흐름의 상하부간 차이에 따라 러더가 받음각을 가변적으로 유지할 수 있도록 한, 상하 가변형 트위스트 러더로서,A vertical variable twist rudder that allows the rudder to maintain the angle of attack variably according to the difference between the upper and lower portions of the flow transmitted from the propeller,

상기 러더는 앞날개와 뒷날개로 분리되며,The rudder is divided into a front wing and a rear wing,

상기 앞날개는 상부 앞날개와 하부 앞날개로 분리되며,The front wings are separated into an upper front wing and a lower front wing,

상기 뒷날개는 전단면에 일정 간격으로 상단 돌출판, 중간 돌출판 및 하단 돌출판을 구비하며,The under wing is provided with an upper end stone press, an intermediate stone press and a lower end stone press at regular intervals on the front end face,

상기 상부 앞날개는 상기 상단 돌출판과 상기 중간 돌출판 사이에, 상기 하부 앞날개는 상기 중간 돌출판과 상기 하단 돌출판 사이에 설치되며,Wherein the upper front wing is disposed between the upper stalk publication and the middle stalk publication and the lower front winker is installed between the middle stalk publication and the lower stalk publication,

제1 축이 상기 상단 돌출판, 상기 상부 앞날개, 상기 중간 돌출판, 상기 하부 앞날개 및 상기 하단 돌출판을 동시에 수직으로 관통하도록 설치되며,Wherein the first shaft is provided so as to vertically penetrate the upper end stone press, the upper front wing, the intermediate stone press, the lower front wing and the lower end stone press simultaneously,

제2 축이 상기 뒷날개를 위에서 아래로 수직으로 관통하도록 설치되며,A second shaft is installed vertically through the rear wing from top to bottom,

상기 제2 축의 회전에 따라 상기 러더 전체의 각도가 조절되며,The angle of the entire rudder is adjusted according to the rotation of the second shaft,

상기 상부 앞날개와 상기 하부 앞날개는 상기 제1 축과 베어링 결합을 하여 상기 제1 축을 기준으로 회전 각도가 임의로 조절되며,Wherein the upper front wing and the lower front wing are coupled to the first shaft and the rotation angle is arbitrarily adjusted with respect to the first axis,

상기 상부 앞날개와 상기 하부 앞날개의 회전을 위한 기어 장치를 구비하되,And a gear device for rotating the upper front wing and the lower front wing,

상기 기어 장치는 전방 기어와 후방 기어가 한 쌍이 되도록 구성되며,The gear device is configured such that a front gear and a rear gear are paired,

상기 전방 기어는 상기 상부 앞날개와 상기 하부 앞날개의 후단면에, 상기 후방 기어는 상기 뒷날개의 전단면에 설치되며,Wherein the front gear is disposed at a rear end surface of the upper front wing and the lower front wing and the rear gear is disposed at a front end surface of the rear wing,

상기 전방 기어와 상기 후방 기어는 서로 맞물려 있어, 어느 한 쪽이 회전하면 이와 연동하여 다른 쪽도 회전하는 구조인 것을 특징으로 하는, 상하 가변형 트위스트 러더를 제공한다.Wherein the front gear and the rear gear are meshed with each other so that when one of them is rotated, the other gear is also rotated in association with the rotation of the other gear.

본 발명에 따르면, 운항 중인 선박의 저항성능을 개선하고 러더의 양력과 효율성을 최적화하여 조종성 또한 증가시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the resistance performance of a ship in operation and optimize lift and efficiency of the rudder, thereby increasing the maneuverability.

도 1은 본 발명에 따른 상하 가변형 트위스트 러더의 전체 구성을 보여준다.
도 2는 상부 앞날개와 하부 앞날개의 각도가 없는 경우, 즉 0도인 경우의 러더 정면도, 측면도이다.
도 3은 상부 앞날개의 각도가 5도, 하부 앞날개의 각도가 -5도인 경우의 러더 정면도, 측면도, 평면도이다.
도 4는 상부 앞날개와 하부 앞날개의 각도가 없는 경우, 즉 0도인 경우의 러더 압력분포이다.
도 5는 상부 앞날개의 각도가 5도, 하부 앞날개의 각도가 -5도인 경우의 러더 압력분포이다.
도 6은 상부 앞날개와 하부 앞날개의 각도가 모두 0도인 경우와 상부 앞날개와 하부 앞날개의 각도가 각각 5도, -5도인 경우의 구간 속도별 저항의 크기를 보여주는 표이다.
도 7은 상부 앞날개와 하부 앞날개의 좌현과 우현에 압력센서가 부착된 모습을 보여준다.1 shows the overall configuration of a vertically adjustable twist rudder according to the present invention.
2 is a front view and a side view of the rudder in the case where there is no angle between the upper front wing and the lower front wing, that is, when the angle is zero.
3 is a front view, a side view, and a plan view of the rudder when the angle of the upper front wing is 5 degrees and the angle of the lower front wing is -5 degrees.
4 is a rudder pressure distribution in the case where there is no angle between the upper front wing and the lower front wing, that is, when the angle is zero degrees.
5 is a rudder pressure distribution when the angle of the upper front wing is 5 degrees and the angle of the lower front wing is -5 degrees.
FIG. 6 is a table showing the magnitude of the resistance according to the section speed when the angles of the upper front wing and the lower front wing are both 0 degrees and the angles of the upper front wing and the lower front wing are 5 degrees and -5 degrees, respectively.
FIG. 7 shows a pressure sensor attached to the left and right front wings of the upper front wing and the lower front wing.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명에 따른 상하 가변형 트위스트 러더의 전체 구성을 보여준다.1 shows the overall configuration of a vertically adjustable twist rudder according to the present invention.

본 발명은 프로펠러로부터 러더에 전달되는 유동흐름의 상하부간 차이를 고려하여 러더가 적절한 받음각을 유지할 수 있도록 한 것으로, 고정식 트위스트 러더와는 달리 선박의 속도에 따라 러더의 상부와 하부의 각도를 변화시켜 넓은 운항속도 조건에서도 러더를 효율적으로 사용할 수 있다.In the present invention, the rudder can maintain an appropriate angle of attack considering the difference between the upper and lower portions of the flow transmitted from the propeller to the rudder. Unlike the fixed type twist rudder, the angle of the upper and lower portions of the rudder The rudder can be used efficiently even under wide operating speed conditions.

본 발명에 따르면, 러더의 몸체는 크게 앞날개(leading edge)와 뒷날개(20)(trailing edge)로 분리되며, 상기 앞날개는 다시 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)로 분리된다.According to the present invention, the body of the rudder is largely divided into a leading edge and a trailing edge, and the front wing is separated into an upper front wing 11 and a lower front wing 12 again.

상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 종방향 길이는 러더 전체의 종방향 길이의 20% 내지 40% 정도이다.The longitudinal length of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 is about 20% to 40% of the longitudinal length of the entire rudder.

바람직하게는, 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 길이는 동일하다.Preferably, the lengths of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 are the same.

상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)는 각각 뒷날개(20)의 전방에 결합되며, 이러한 결합 과정을 통하여 본 발명은 하나의 완전한 러더 형태를 이루게 된다.The upper front wing 11 and the lower front wing 12 are coupled to the front of the rear wing 20, respectively. Through this coupling process, the present invention forms a complete rudder shape.

상기 결합을 위하여 뒷날개(20)는 상단 돌출판(21), 중간 돌출판(22) 및 하단 돌출판(23)을 구비한다.The rear wing 20 has a top end press 21, an intermediate press 22 and a bottom end press 23 for the engagement.

상단 돌출판(21)은 뒷날개(20)의 상단면이 전방으로 연장하여 돌출한 판이며, 하단 돌출판(23)은 뒷날개(20)의 하단면이 전방으로 연장하여 돌출한 판이다.The upper stalk publication 21 is a plate in which the upper end surface of the rear wing 20 protrudes forward and the lower end stalk publication 23 is a plate in which the lower end surface of the wing wing 20 extends forward.

그리고 중간 돌출판(22)은 뒷날개(20)의 전단면에 대해 수직하도록 전방으로 돌출한 판이다.The intermediate stone plate 22 is a plate projecting forward so as to be perpendicular to the front end surface of the rear wing 20.

바람직하게는, 상단 돌출판(21), 중간 돌출판(22) 및 하단 돌출판(23)은 서로 평행을 이룬다.Preferably, the upper stone projection 21, the intermediate stone projection 22 and the lower stone projection 23 are parallel to each other.

상부 앞날개(11)는 상단 돌출판(21)과 중간 돌출판(22) 사이에 설치되며, 하부 앞날개(12)는 중간 돌출판(22)과 하단 돌출판(23) 사이에 설치된다.The upper front wing 11 is installed between the upper stencil publication 21 and the intermediate stencil publication 22 and the lower front wing 12 is installed between the middle stencil publication 22 and the lower stencil publication 23.

그리고 위에서 아래로 순서대로 상단 돌출판(21), 상부 앞날개(11), 중간 돌출판(22), 하부 앞날개(12) 및 하단 돌출판(23)을 동시에 수직으로 관통하는 제1 축(30)이 설치된다.A first shaft 30 vertically penetrating the upper stone projection 21, the upper front wing 11, the intermediate stone projection 22, the lower front wing 12 and the lower stone projection 23 vertically in order from top to bottom, Respectively.

상기 제1 축(30)은 상단 돌출판(21), 중간 돌출판(22) 및 하단 돌출판(23)에 용접 등으로 고정되나, 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)는 제1 축(30)에 베어링 등으로 결합한다.The first shaft 30 is fixed by welding or the like to the upper end stone press 21, the intermediate stone press 22 and the lower end stone press 23. The upper front worm 11 and the lower front worm 12 are fixed to the first shaft (30) with a bearing or the like.

따라서 상기 설치된 상태에서 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)는 제1 축(30)을 기준으로 각각 개별적으로 회전 가능하며, 이로써 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 각도가 임의로 조절 가능하다.The upper front wing 11 and the lower front wing 12 can be individually rotated with respect to the first axis 30 so that the angle between the upper front wing 11 and the lower front wing 12 can be arbitrarily adjusted It is possible.

한편, 중간 돌출판(22)은 프로펠러의 중심축(shaft center line)과 동일한 높이에 위치한다.On the other hand, the intermediate stone publication 22 is located at the same height as the shaft center line of the propeller.

따라서 앞날개의 상하부, 즉 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)는 프로펠러의 중심축을 기준으로 분리된다.Thus, the upper and lower parts of the front wing, that is, the upper front wing 11 and the lower front wing 12 are separated based on the central axis of the propeller.

한편, 뒷날개(20)에는 상기 뒷날개(20)를 위에서 아래로 수직으로 관통하는 제2 축(40)이 설치된다.On the other hand, the rear wing 20 is provided with a second shaft 40 passing vertically through the rear wing 20 from top to bottom.

상기 제2 축(40)은 통상의 러더 축과 동일한 것으로, 제2 축(40)과 뒷날개(20)는 용접 등으로 상호 고정된 구조를 이룬다.The second shaft 40 is the same as a normal rudder shaft, and the second shaft 40 and the rear wing 20 are fixed to each other by welding or the like.

따라서 제2 축(40)의 회전에 따라 본 발명에 따른 러더 전체의 각도가 조절된다.Accordingly, the angle of the entire rudder according to the present invention is adjusted according to the rotation of the second shaft 40.

즉, 제2 축(40)이 회전하면 뒷날개(20), 그리고 상기 뒷날개(20)와 결합한 앞날개가 모두 동일한 각도로 회전하게 되는 것이다.That is, when the second shaft 40 rotates, the rear wing 20 and the front wings coupled with the rear wing 20 rotate at the same angle.

한편, 상기 제2 축(40)에 의한 러더 전체의 각도 조절과는 별개로, 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 각도가 임의로 조절된다.Meanwhile, the angle between the upper front wing 11 and the lower front wing 12 is arbitrarily adjusted independently of the angle of the entire rudder by the second shaft 40.

이를 위해, 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)에는 각각 기어 장치를 둔다.To this end, a gear device is placed on the upper front wing 11 and the lower front wing 12, respectively.

상기 기어 장치는 전방 기어(51)와 후방 기어(52)가 한 쌍이 되도록 구성된다.The gear device is configured such that the front gear 51 and the rear gear 52 are paired.

바람직하게는, 전방 기어(51)는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 후단면에, 후방 기어(52)는 뒷날개(20)의 전단면에 설치된다.Preferably, the front gear 51 is installed on the rear end face of the upper front wing 11 and the lower front wing 12, and the rear gear 52 is provided on the front end face of the rear wing 20.

전방 기어(51)와 후방 기어(52)는 서로 맞물려 있는 구조이므로, 어느 한 쪽이 회전하면 이와 연동하여 다른 쪽도 회전한다.Since the front gear 51 and the rear gear 52 are meshed with each other, when one of them rotates, the other gear rotates in cooperation with the other.

이 경우 전방 기어(51)와 후방 기어(52) 중 어느 쪽에 회전 동력을 제공할 것인가와 어떠한 방식으로 동력을 제공할 것인가는, 그 다양한 설계가 가능한바, 예를 들면, 기어 장치는 선체 내의 축계와 연결될 수도 있고 러더 내부에 구동을 위한 독립적인 장치를 구비할 수도 있다.In this case, it is possible to design various ways of providing the rotational power to the front gear 51 and the rear gear 52 and how to provide the power. For example, Or may be provided with an independent device for driving inside the rudder.

기어 장치는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)에 각각 한 개씩만 둘 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 설계 여하에 따라 둘 이상의 복수 개를 둘 수도 있다.One gear device may be provided for each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12, but the present invention is not limited thereto, and a plurality of gear devices may be provided depending on the design.

참고로, 도 1의 실시 예에서는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)에 각각 두 개씩의 기어 장치가 설치된 것을 확인할 수 있다.1, it can be seen that two gear devices are provided on the upper front wing 11 and the lower front wing 12, respectively.

도 2는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 각도가 없는 경우, 즉 0도인 경우의 러더 정면도, 측면도이다.2 is a front view and a side view of the rudder in the case where there is no angle between the upper front wing 11 and the lower front wing 12, that is, when the angle is zero degrees.

도 3은 상부 앞날개(11)의 각도가 5도, 하부 앞날개(12)의 각도가 -5도인 경우의 러더 정면도, 측면도, 평면도이다.3 is a front view, a side view, and a plan view of the rudder when the angle of the upper front wing 11 is 5 degrees and the angle of the lower front wing 12 is -5 degrees.

도 4는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 각도가 없는 경우, 즉 0도인 경우의 러더 압력분포이다.4 is a rudder pressure distribution when there is no angle between the upper front wing 11 and the lower front wing 12, that is, when the angle is zero.

도 5는 상부 앞날개(11)의 각도가 5도, 하부 앞날개(12)의 각도가 -5도인 경우의 러더 압력분포이다.5 is a rudder pressure distribution when the angle of the upper front wing 11 is 5 degrees and the angle of the lower front wing 12 is -5 degrees.

도 4와 도 5를 비교하면, 도 5의 경우 프로펠러의 유동흐름이 유입되는 앞날개의 음압으로 표시되는 영역(파란색 부분)이 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있다.4 and FIG. 5, it can be seen that in the case of FIG. 5, the area (blue part) indicated by the negative pressure of the front wing into which the flow of the propeller flows is remarkably reduced.

이로 인해 러더 캐비테이션의 위험성 또한 줄어들며, 도 6에서와 같이 전 구간 속도에서 러더에 의한 저항이 줄어듦을 확인할 수 있다.As a result, the risk of rudder cavitation is also reduced. As shown in FIG. 6, it can be seen that the resistance by the rudder decreases at all the speeds.

한편, 본 발명의 경우 러더에 작용하는 압력 계측을 통해 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 각도를 자동으로 조절하는 최적 시스템을 구성할 수도 있다.Meanwhile, in the case of the present invention, an optimum system for automatically adjusting the angles of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 through pressure measurement acting on the rudder may be configured.

이를 위해, 본 발명은 제어부(미도시)와 압력센서(60)를 구비한다.To this end, the present invention comprises a control unit (not shown) and a pressure sensor 60.

압력센서(60)는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 좌현과 우현에 각각 부착된다(도 7).The pressure sensor 60 is attached to the left front and the right front of the upper front wing 11 and the lower front wing 12, respectively (Fig. 7).

제어부는 상기 압력센서(60)의 계측 값을 수신하여 이에 대한 저장 및 연산을 수행하는 일종의 컴퓨터 장치로서, 상기 제어부의 기능은 다음과 같다.The control unit is a kind of computer apparatus that receives the measured values of the pressure sensor 60 and performs storage and calculation of the measured values, and the function of the control unit is as follows.

먼저, 압력센서(60)가 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)의 좌현과 우현에 작용하는 압력을 계측하면, 제어부는 계측되어진 압력의 차이, 즉 좌현과 우현의 압력 차이가 최소가 되도록 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 조절한다.First, when the pressure sensor 60 measures the pressure acting on the port front and starboard of the upper front wing 11 and the lower front wing 12, the control unit adjusts the pressure difference so that the difference between the measured pressures, that is, The angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 is adjusted.

이 경우, 좌현과 우현의 압력 차이가 최소가 되는 각도를 찾기 위해서, 제어부는 계측되는 압력 중 낮게 측정되는 방향으로 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 틀며, 이를 반복적으로 수행해 가면서 좌현과 우현의 압력 차이가 설정 값 이하로 되는 지점에서 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 최종 결정한다.In this case, in order to find the angle at which the pressure difference between the port and the starboard becomes minimum, the control unit rotates the angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 in a direction to be measured lower than the measured pressure, The angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 is finally determined at a point where the pressure difference between the port and starboard becomes less than the set value.

또한, 제어부는 운항모드에 따라 좌현과 우현의 압력 차이가 최대가 되도록 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 조절하는 것도 가능하다.In addition, the control unit can adjust the angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 so that the pressure difference between the port and starboard is maximized according to the operation mode.

예를 들어 조종성이 필요한 상황이나 항만 접안 시에는 압력 차이가 큰 상태, 즉 러더의 양력이 증가하도록 하여 조종성 측면에서의 최적 러더 각도를 설정하여 사용할 수도 있다.For example, it is possible to set the optimum rudder angle in terms of maneuverability by increasing the lift of the rudder in a situation where the maneuverability is required or when there is a large difference in pressure at the time of berthing.

이 경우, 좌현과 우현의 압력 차이가 최대가 되는 각도를 찾기 위해서, 제어부는 계측되는 압력 중 높게 측정되는 방향으로 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 틀며, 이를 반복적으로 수행해 가면서 좌현과 우현의 압력 차이가 설정 값 이상으로 되는 지점에서 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 최종 결정한다.In this case, in order to find the angle at which the pressure difference between the port and starboard becomes the maximum, the control unit rotates the angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 in a direction to be measured higher than the measured pressure, The angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 is finally determined at a point where the pressure difference between the port side and the starboard side becomes equal to or greater than the set value.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

11 : 상부 앞날개
12 : 하부 앞날개
20 : 뒷날개
21 : 상단 돌출판
22 : 중간 돌출판
23 : 하단 돌출판
30 : 제1 축
40 : 제2 축
51 : 전방 기어
52 : 후방 기어
60 : 압력센서11: upper front wing
12: Lower front wing
20: hind wing
21: Top Stone Publishing
22: Middle stone publication
23: Bottom stone publication
30: 1st axis
40: 2nd axis
51: front gear
52: rear gear
60: Pressure sensor

Claims (6)

프로펠러로부터 전달되는 유동흐름의 상하부간 차이에 따라 러더가 받음각을 가변적으로 유지할 수 있도록 한, 상하 가변형 트위스트 러더로서,
상기 러더는 앞날개와 뒷날개(20)로 분리되며,
상기 앞날개는 상부 앞날개(11)와 하부 앞날개(12)로 분리되며,
상기 뒷날개(20)는 전단면에 일정 간격으로 상단 돌출판(21), 중간 돌출판(22) 및 하단 돌출판(23)을 구비하며,
상기 상부 앞날개(11)는 상기 상단 돌출판(21)과 상기 중간 돌출판(22) 사이에, 상기 하부 앞날개(12)는 상기 중간 돌출판(22)과 상기 하단 돌출판(23) 사이에 설치되며,
제1 축(30)이 상기 상단 돌출판(21), 상기 상부 앞날개(11), 상기 중간 돌출판(22), 상기 하부 앞날개(12) 및 상기 하단 돌출판(23)을 동시에 수직으로 관통하도록 설치되며,
제2 축(40)이 상기 뒷날개(20)를 위에서 아래로 수직으로 관통하도록 설치되며,
상기 제2 축(40)의 회전에 따라 상기 러더 전체의 각도가 조절되며,
상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12)는 상기 제1 축(30)과 베어링 결합을 하여 상기 제1 축(30)을 기준으로 회전 각도가 임의로 조절되며,
상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12)의 회전을 위한 기어 장치를 구비하되,
상기 기어 장치는 전방 기어(51)와 후방 기어(52)가 한 쌍이 되도록 구성되며,
상기 전방 기어(51)는 상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12)의 후단면에, 상기 후방 기어(52)는 상기 뒷날개(20)의 전단면에 설치되며,
상기 전방 기어(51)와 상기 후방 기어(52)는 서로 맞물려 있어, 어느 한 쪽이 회전하면 이와 연동하여 다른 쪽도 회전하는 구조이며,
제어부와 압력센서(60)를 구비하되,
상기 압력센서(60)는 상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12)의 좌현과 우현에 각각 부착되어 상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12)의 좌현과 우현에 작용하는 압력을 계측하며,
상기 제어부는 좌현과 우현의 압력 차이가 최소가 되도록 상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 조절하는바,
좌현과 우현의 압력 차이가 최소가 되는 각도를 찾기 위해서, 상기 제어부는 계측되는 압력 중 낮게 측정되는 방향으로 상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 틀며, 이를 반복적으로 수행해 가면서 좌현과 우현의 압력 차이가 설정 값 이하로 되는 지점에서 상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12) 각각의 각도를 최종 결정하는 것을 특징으로 하는, 상하 가변형 트위스트 러더.A vertical variable twist rudder that allows the rudder to maintain the angle of attack variably according to the difference between the upper and lower portions of the flow transmitted from the propeller,
The rudder is separated into a front wing and a rear wing (20)
The front wings are separated into an upper front wing 11 and a lower front wing 12,
The rear wing 20 is provided with a top stone projection 21, a middle stone projection 22 and a bottom stone projection 23 at regular intervals on the front end face,
The upper front wing 11 is installed between the upper stalk publication 21 and the intermediate stalk publication 22 and the lower front wing 12 is installed between the middle stalk publication 22 and the lower stalk publication 23 And,
The first shaft 30 vertically penetrates the upper projection 21, the upper front wing 11, the intermediate projection 22, the lower front wing 12 and the lower projection 23 simultaneously Installed,
A second shaft 40 is installed vertically through the rear wing 20 from top to bottom,
The angle of the entire rudder is adjusted according to the rotation of the second shaft 40,
The upper front wing 11 and the lower front wing 12 are coupled with the first shaft 30 so that the rotation angle is arbitrarily adjusted with respect to the first shaft 30,
And a gear device for rotating the upper front wing (11) and the lower front wing (12)
The gear device is configured such that the front gear 51 and the rear gear 52 are paired,
The front gear 51 is installed on the rear end surface of the upper front wing 11 and the rear front wing 12 and the rear gear 52 is installed on the front end surface of the rear wing 20,
The front gear 51 and the rear gear 52 are meshed with each other so that when one of them is rotated,
A control unit and a pressure sensor 60,
The pressure sensor 60 is attached to the port front and the star port of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 so that the pressure acting on the port front and front port of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 However,
The control unit adjusts angles of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 so that the pressure difference between the port and starboard is minimized.
In order to find the angle at which the pressure difference between the port and starboard is minimum, the control unit rotates the angle of each of the upper front wing 11 and the lower front wing 12 in a direction to be measured lower than the measured pressure, Wherein the angle of each of the upper front wing (11) and the lower front wing (12) is finally determined at a point where a pressure difference between a port and a starboard becomes a set value or less. 청구항 1에 있어서,
상기 상부 앞날개(11)와 상기 하부 앞날개(12)의 종방향 길이는 상기 러더 전체의 종방향 길이의 20% 내지 40%인 것을 특징으로 하는, 상하 가변형 트위스트 러더.The method according to claim 1,
Wherein the longitudinal length of the upper front wing (11) and the lower front wing (12) is 20% to 40% of the longitudinal length of the entire rudder. 청구항 1에 있어서,
상기 상단 돌출판(21), 상기 중간 돌출판(22) 및 상기 하단 돌출판(23)은 서로 평행을 이루는 것을 특징으로 하는, 상하 가변형 트위스트 러더.The method according to claim 1,
Wherein the upper stalk publication (21), the intermediate stalk publication (22), and the lower stalk publication (23) are parallel to each other. 청구항 1에 있어서,
상기 중간 돌출판(22)은 상기 프로펠러의 중심축과 동일한 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는, 상하 가변형 트위스트 러더.The method according to claim 1,
Characterized in that the intermediate stencil publication (22) is located at the same height as the central axis of the propeller. 삭제delete 삭제delete
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