KR102026500B1 - Rudder for ship - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선박용 방향타에 대한 것으로서, 선체에 마련되어 상기 선체의 항해 방향을 조정하는 러더에 있어서, 상부 러더; 및 상기 상부 러더의 하부에 마련되는 하부 러더를 포함하되, 상기 상부 러더는, 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 확대되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a rudder for a ship, the rudder provided on the hull to adjust the navigation direction of the hull, the rudder; And a lower rudder provided at a lower portion of the upper rudder, wherein the upper rudder is characterized in that its cross-sectional area is enlarged from an upper end to a lower end.
Description
본 발명은 선박용 방향타에 관한 것이다.
The present invention relates to a rudder for ships.
일반적으로, 선박에는 이동 방향을 조정하기 위해 프로펠러의 후방에 방향타가 설치되고, 이때 선박의 방향타타는 프로펠러로부터 유기되는(induced) 회전 입사류에 놓이게 된다.In general, ships are equipped with rudders at the rear of the propellers to adjust the direction of movement, where the rudders of the ships are placed in a rotary incidence induced from the propellers.
이와 같은 입사류에 따라 프로펠러의 축선을 중심으로 상하 위치에 따라 방향타의 좌우측 압력이 각각 다르게 형성된다.According to the incident flow, the left and right pressures of the rudder are formed differently according to the up and down positions around the axis of the propeller.
선박의 후방에서 볼 때, 오른나사 방향으로 회전하는 프로펠러에 의해 방향타에서 발생하는 압력 분포는 방향타의 좌측 상부와 우측 하부에서는 압력면이 형성되고, 방향타의 우측 상부와 좌측 하부에서는 흡입면이 형성된다.When viewed from the rear of the ship, the pressure distribution generated by the rudder by the propeller rotating in the right-screw direction forms a pressure surface at the upper left and lower right of the rudder and a suction surface at the upper right and lower left of the rudder. .
이러한 방향타 면의 비대칭 압력 분포 특성으로 인하여, 고속 또는 고부하 추진기를 장착한 선박의 방향타가 좌우 대칭 단면을 갖는다면, 흡입면이 형성되는 방향타의 부위에서 캐비테이션에 의한 침식 손상이 발생되는 문제가 있다.Due to this asymmetric pressure distribution characteristic of the rudder surface, if the rudder of a ship equipped with a high speed or high load propeller has a symmetrical cross section, there is a problem that erosion damage due to cavitation occurs at the portion of the rudder in which the suction surface is formed.
이와 같은 방향타의 캐비테이션 침식 손상을 최소화하기 위하여, 프로펠러의 축선을 중심으로 방향타의 전연부(leading edge part)를 프로펠러로부터 유기되는 회전 입사류 방향의 반대방향으로 편향되도록 일정 각도 비틀린 형상으로 형상한 비대칭 방향타가 사용되고 있다.In order to minimize such rudder cavitation erosion damage, the asymmetrical shape is formed in a twisted shape at an angle so that the leading edge part of the rudder is deflected in a direction opposite to the direction of rotational incidence discharged from the propeller. Rudder is being used.
즉, 종래의 비대칭 방향타는, 선박의 후방에서 볼 때, 프로펠러가 방향타를 중심으로 오른나사 방향으로 회전하는 경우, 프로펠러의 축선을 중심으로 방향타의 전연부 상부와 하부 측이 좌현과 우현으로 비틀어져 있다.That is, in the conventional asymmetrical rudder, when viewed from the rear of the ship, when the propeller rotates about the rudder in the direction of the right screw, the upper and lower edges of the leading edge of the rudder are twisted into the port and starboard around the axis of the propeller. .
이러한 구조는 방향타의 전연부가 프로펠러의 축선을 중심으로 어긋난 형상을 취한다. 이에 의해, 프로펠러의 일방향(오른나사 방향) 회전운동에 의해 일방향으로 회전하는 후류가 방향타에 입사되어 작용하는 비대칭 압력을 상쇄시키는 것이 가능하여 기존의 대칭형 방향타의 문제점을 해결할 수 있다.This structure has a shape in which the leading edge of the rudder is shifted about an axis of the propeller. As a result, it is possible to offset the asymmetrical pressure acting on the rudder by the wake flowing in one direction by one direction (right screw direction) rotational movement of the propeller, thereby solving the problem of the conventional symmetrical rudder.
그러나, 이러한 방향타는 프로펠러의 축선을 중심으로 전연부 상,하부가 좌우로 비틀어짐에 따라 불연속 단면부가 존재하여 응력집중에 의한 구조적 취약성을 띄는 문제가 있다.However, such a rudder has a problem of structural weakness due to stress concentration because there is a discontinuous cross section as the upper and lower edges of the propeller are twisted from side to side around the propeller axis.
나아가, 상기한 응력집중에 의해 방향타에 박리가 발생되는 문제가 있으며, 또한 비대칭 압력을 상쇄시킴으로 인하여 저항이 감소되어 추진 효율이 나빠지는 문제가 있다.Furthermore, there is a problem that peeling occurs in the rudder due to the above-mentioned stress concentration, and there is a problem that the propulsion efficiency is deteriorated due to the decrease in resistance due to offsetting the asymmetrical pressure.
다시 말해, 응력집중을 개선하면서도 방향타의 박리를 방지할 수 있으며, 나아가 추진 효율을 향상시킬 수 있는 구조의 개발이 절실한 실정이다.In other words, while improving the stress concentration can prevent the rudder peeling, further development of a structure that can improve the propulsion efficiency is urgently needed.
음압 발생을 저감시킬 수 있는 동시에 추진 효율을 향상시킬 수 있는 선박용 방향타를 제공한다.
The present invention provides a rudder for ships capable of reducing sound pressure generation and improving propulsion efficiency.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타는, 선체에 마련되어 상기 선체의 항해 방향을 조정하는 러더에 있어서, 상부 러더; 및 상기 상부 러더의 하부에 마련되는 하부 러더를 포함하되, 상기 상부 러더는, 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 확대되는 것을 특징으로 한다.A rudder for ship according to an embodiment of the present invention, the rudder provided on the hull to adjust the navigation direction of the hull, the upper rudder; And a lower rudder provided at a lower portion of the upper rudder, wherein the upper rudder is characterized in that its cross-sectional area is enlarged from an upper end to a lower end.
구체적으로, 상기 상부 러더 및 상기 하부 러더는, 프로펠러의 중심축을 기준으로 상부와 하부에 마련될 수 있다.Specifically, the upper rudder and the lower rudder may be provided on the upper and lower sides with respect to the central axis of the propeller.
구체적으로, 상기 하부 러더는, 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 축소될 수 있다.Specifically, the lower rudder may be reduced in cross-sectional area from the top to the bottom.
구체적으로, 상기 하부 러더의 상단 단면적은, 상기 상부 러더의 하단 단면적과 비연속적일 수 있다.Specifically, the upper cross-sectional area of the lower rudder may be discontinuous with the lower cross-sectional area of the upper rudder.
구체적으로, 프로펠러의 중심축 상에서 단면적이 최대가 될 수 있다.
Specifically, the cross-sectional area may be maximized on the central axis of the propeller.
음압발생방지부를 통해 음압 발생을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.There is an effect that can reduce the sound pressure generation through the negative pressure generation prevention unit.
또한, 방향타의 박리 현상을 방지할 수 있으며, 추진 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
In addition, the peeling phenomenon of the rudder can be prevented, and the propulsion efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타가 장착된 선박의 후미를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.1 is a side view showing the rear of the ship equipped with a rudder for ship according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing a rudder according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view showing a rudder according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view showing a rudder according to another embodiment of the present invention.
5 is a side view illustrating a rudder according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타가 장착된 선박의 후미를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.
1 is a side view showing the rear of the ship equipped with a rudder for ships according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view showing a rudder according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a side view which shows the rudder which follows.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 방향타(100)는 일예로서, 고정부(110) 및 러더(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
1 to 3, the
한편, 선박용 방향타(100)는 전가동타(full-spade redder)를 설명하기로 한다. 그리고, 최근에는 전가동타가 대형 선박의 방향타로서 개발되어 사용되고 있는데, 전가동타는 그 상부에 타 축(rudder stock)이 형성되어 있고, 선박의 후미에 마련된 고정부(110)의 하부에 타 축이 베어링을 개재하여 삽입되어 러더(120)가 회전 가능하게 지지되도록 구성되어 있다.
On the other hand, the
러더(120)는 일예로서, 제1 러더(130), 제2 러더(140), 경사부(150) 및 음압발생방지부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
The
제1 러더(130)는 프로펠러(10)에 대향 배치되는 전연부 측이 폭 방향 중심선(C1)을 기준으로 좌현 방향으로 기울어져 배치된다. 즉, 제1 러더(130)의 전연부 측은 정면에서 바라볼 때, 도 2에 도시된 바와 같이 오른쪽을 향하도록 형성될 수 있다.The
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 러더(130)는 제2 러더(140)보다 크게 형성될 수 있다. 다시 말해, 측면에서 바라볼 때 제1 러더(130)는 제2 러더(140)보다 큰 면적을 가지도록 형성될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the
나아가, 제1 러더(130)의 전연부는 측면에서 바라볼 때, 도 3에 도시된 바와 같이 프로펠러(10) 측으로 경사지게 형성될 수 있다.Further, when viewed from the side, the leading edge of the
그리고, 제1 러더(130)의 전연부는 폭 방향 중심선을 포함하는 제1 러더(130)의 종단면을 기준으로 1 ~ 5도 기울어지게 배치될 수 있다.
In addition, the leading edge of the
제2 러더(140)는 경사부(150)를 통해 제1 러더(140)에 연결된다. 즉, 제2 러더(140)는 제1 러더(130)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 러더(140)의 전연부 측은 폭 방향 중심선(C1)을 기준으로 우현 방향으로 기울어져 배치될 수 있다. 즉, 제2 러더(140)의 전연부 측은 도 2에 도시된 바와 같이 왼쪽을 향하도록 형성될 수 있다.
The
경사부(150)는 제1,2 러더(130,140)를 연결한다. 즉, 제1 러더(130)의 전연부가 좌현 방향으로 기울어지게 배치되고, 제2 러더(140)의 전연부가 우현 방향으로 기울어지게 배치되므로, 제1,2 러더(130,140)의 상호 대향 배치되는 끝단은 소정 간격 이격 배치된다.The
따라서, 제1,2 러더(130,140)의 연결을 위해서는 경사부(150)가 형성되어야 하는 것이다.
Therefore, in order to connect the first and
음압발생방지부(160)는 경사부(150)를 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 음압발생방지부(160)는 제1,2 러더(130,140)의 전연부를 연결하는 경사부(150)가 내부에 매립되도록 형성될 수 있다.The negative pressure
한편, 음압발생방지부(160)는 선체에 설치되는 프로펠러(10)의 중심축으로부터 연장되는 연장선(E1) 상에 배치될 수 있다.
Meanwhile, the negative pressure
*또한, 음압발생방지부(160)의 표면 형상은 일예로서 전방에서 바라볼 때 대략 구 형상을 가질 수 있다. 즉, 음압발생방지부(160)는 상부측의 종단면 면적이 중앙부측의 종단면의 면적보다 작게 형성될 수 있다.In addition, the surface shape of the negative pressure
이와 같이, 전방에서 바라볼 때 구 형상을 가지는 음압발생방지부(160)를 통해 프로펠러(10)로부터 발생되는 회전류에 의한 저항을 감소시켜 추진효율을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the propulsion efficiency may be improved by reducing the resistance caused by the rotational flow generated from the
즉, 프로펠러(10)에 의해 발생되는 회전류의 중심에 음압발생방지부(160)가 배치됨으로써 회전류의 중심이 와해되어 회전류의 중심에 의한 저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 추진효율을 향상시킬 수 있다.That is, since the negative pressure
나아가, 회전류의 중심이 와해됨으로써 방향타(100)의 박리현상을 저감시킬 수 있으므로, 박리에 의해 발생되는 저항을 감소시킬 수 있는 것이다.
In addition, since the peeling phenomenon of the
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타에 대하여 설명하기로 한다. 한편, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
Hereinafter, a rudder according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the same components as those described above will be replaced with the above description, and detailed description thereof will be omitted.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타를 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 방향타를 나타내는 측면도이다.
4 is a front view showing a rudder according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a side view showing a rudder according to another embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방향타(200)는 일예로서, 고정부 및 러더(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 고정부는 상기에서 설명한 고정부(110)와 동일한 구성요소에 해당되는 것으로 여기서는 도면에의 도시 및 자세한 설명을 생략하기로 한다.
4 and 5, the rudder 200 according to another embodiment of the present invention may be configured to include a fixing part and a
러더(220)는 일예로서, 제1 러더(130), 제2 러더(140), 경사부(150) 및 음압발생방지부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.The
한편, 제1,2 러더(130,140) 및 경사부(150)는 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 해당되므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.Meanwhile, since the first and
그리고, 이하에서는 음압발생방지부(260)에 대하여 살펴보기로 한다.
In the following, the negative pressure
음압발생방지부(260)는 음압발생방지부(160)는 경사부(150)를 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 음압발생방지부(260)는 제1,2 러더(130,140)의 전연부를 연결하는 경사부(150)가 내부에 매립되도록 형성될 수 있다.The negative pressure
한편, 음압발생방지부(260)는 선체에 설치되는 프로펠러(10)의 중심축으로부터 연장되는 연장선(E1) 상에 배치될 수 있다.Meanwhile, the negative pressure
또한, 음압발생방지부(260)의 표면 형상은 일예로서 전방에서 바라볼 때 대략 구 형상을 가질 수 있으며, 측면에서 바라볼 때 나선형 형상을 가질 수 있다. 그리고, 음압발생방지부(160)는 상부측의 종단면 면적이 중앙부측의 종단면의 면적보다 작게 형성될 수 있다.In addition, the surface shape of the negative pressure
이와 같이, 측면에 바라볼 때 나선형 형상을 가지는 음압발생방지부(260)를 통해 프로펠러(10)로부터 발생되는 회전류에 의한 저항을 감소시켜 추진효율을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the propulsion efficiency may be improved by reducing the resistance due to the rotational flow generated from the
즉, 프로펠러(10)에 의해 발생되는 회전류의 중심에 음압발생방지부(260)가 배치됨으로써 회전류의 중심이 와해되어 회전류의 중심에 의한 저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 추진효율을 향상시킬 수 있다.That is, since the negative pressure
나아가, 회전류의 중심이 와해됨으로써 방향타(200)의 박리현상을 저감시킬 수 있으므로, 박리에 의해 발생되는 저항을 감소시킬 수 있는 것이다.
In addition, since the peeling phenomenon of the rudder 200 can be reduced by the collapse of the center of the rotational flow, the resistance generated by the peeling can be reduced.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.
100, 200 : 방향타
110 : 고정부
120, 220 : 러더
130 : 제1 러더
140 : 제2 러더
150 : 경사부
160, 260 : 음압발생방지부100, 200: Rudder
110: fixed part
120, 220: Rudder
130: the first rudder
140: the second rudder
150: inclined portion
160, 260: negative pressure generation prevention part
Claims (5)
상부 러더; 및
상기 상부 러더의 하부에 마련되는 하부 러더를 포함하되,
상기 상부 러더는,
상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 확대되며,
상기 상부 러더 및 상기 하부 러더는,
프로펠러의 중심축을 기준으로 상부와 하부에 마련되며,
상기 상부 러더는,
상기 프로펠러의 중심축 상에서 단면적이 최대가 되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.In the rudder provided in the hull to adjust the navigation direction of the hull,
Upper rudder; And
Including a lower rudder provided below the upper rudder,
The upper rudder,
From the top to the bottom, the cross section is enlarged,
The upper rudder and the lower rudder,
It is provided on the upper and lower sides with respect to the central axis of the propeller,
The upper rudder,
The rudder for ships, characterized in that the cross-sectional area is maximized on the central axis of the propeller.
상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 축소되는 것을 특징으로 하는 선박용 방향타The method of claim 1, wherein the lower rudder,
Vessel rudder, characterized in that the cross-sectional area is reduced from the top to the bottom
상기 상부 러더의 하단 단면적과 비연속적인 것을 특징으로 하는 선박용 방향타.According to claim 3, wherein the upper cross-sectional area of the lower rudder,
A rudder for ships, characterized in that it is discontinuous with the lower cross-sectional area of the upper rudder.
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
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GRNT | Written decision to grant |