KR101526112B1

KR101526112B1 - 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치

Info

Publication number: KR101526112B1
Application number: KR1020140022786A
Authority: KR
Inventors: 김동주; 신현경
Original assignee: 울산대학교 산학협력단
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-06-04

Abstract

본 발명은, 일측에는 복수의 배출노즐이 격자형으로 배열된 배출부를 가지는 통 형상의 본체, 본체의 타측에 연결 설치되며, 배출노즐을 통해 본체 외부로 배출되는 바람을 발생시키는 송풍팬, 배출노즐에 설치되며, 배출노즐의 개폐정도를 제어하면서 배출노즐을 통해 배출되는 바람의 풍량을 조절하는 노즐개폐부, 실제 해상에서 생성되는 해상풍에 대한 데이터가 입력된 상태로 노즐개폐부와 전기적으로 연결되며, 배출노즐을 통해 배출되는 바람을 측정한 후, 해상풍에 대응되는 바람이 배출되도록 노즐개폐부의 작동을 제어하는 배출제어부를 포함하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치를 제공한다.
이와 같은, 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치는, 송풍팬에서 발생된 바람이 배출노즐을 통해 본체 외부로 분사 배출될 때 배출제어부가 배출되는 바람을 측정한 후, 저장된 해상풍의 데이터에 대응되는 바람이 배출되도록 노즐개폐부를 제어함으로서, 배출노즐을 통해 배출되는 바람이 해상에서 생성되는 해상풍에 대응되도록 할 수 있다.

Description

복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치{The fluctuating wind reproducing apparatus}

본 발명은 해상환경에서와 같이 실시간으로 불규칙한 다양한 조건의 바람을 발생시켜, 이러한 바람에 의한 선박 또는 해양구조물의 영향을 모의 실험할 수 있게 하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로, 바다에는 해상풍이 존재하며, 이러한 해상풍이 선박 또는 해양 구조물에 가해짐으로써 선박 또는 해양 구조물의 항해 및 운동에 많은 영향을 미친다. 특히, 바다에서는 해상풍의 방향 및 풍속이 순간적으로 변화되며, 이와 같이 변화하는 해상풍에 의하여 선박 및 해양 구조물에는 해상풍으로 인한 영향이 불규칙하게 작용하게 된다.

위와 같은 특성을 갖는 해상풍에 의해 선박 및 해양 구조물에서 발생하는 다양한 영향을 미리 예측하는 것이 바람직하며, 따라서 소정 비율로 축소한 모형 선박 또는 해양 구조물을 변화하는 다양한 조건으로 인위 발생시키는 바람에 노출시켜 해상풍 조건 하에서의 선박 및 해양 구조물에 대한 데이터, 예를 들어 선박 및 해상 구조물의 동요, 자세 변화 및 안정성에 대한 데이터를 얻게 된다.

그러나, 해상풍에 의한 선박 및 해양 구조물의 영향을 측정하기 위한 일반적인 시뮬레이팅 장치는 단일의 조건(풍속)을 갖는 해상풍만을 생성하게 되며, 따라서 조건이 순간적으로 변화하는 실제 해상풍에 대하여 선박 및 해양 구조물의 관련 데이터를 얻을 수 없다.

이러한 문제점을 해결하고자 종래에는 팬에서 생성되는 바람의 세기를 실시간으로 변화시키는 바람발생장치가 사용된다. 그러나, 종래의 바람발생장치는 단순히 바람을 발생시키는 팬의 모터 RPM조절을 통한 바람 세기를 실시간으로 변화시킴으로 인해, 해상환경에 맞는 데이터의 제어에 따라가지 못하는 문제점이 있다.

이같은, 종래의 바람발생장치는 국내공개특허공보 제10-2013-0000092호에 제시된다.

본 발명은, 순간적으로 변화하는 불규칙한 실제 해상환경 상에서의 해상풍과 동일한 조건을 가지는 바람을 발생되게 하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 일측에는 복수의 배출노즐이 격자형으로 배열된 배출부를 가지는 통 형상의 본체, 상기 본체의 타측에 연결 설치되며, 상기 배출노즐을 통해 상기 본체 외부로 배출되는 바람을 발생시키는 송풍팬, 상기 배출노즐에 설치되며, 각 상기 배출노즐의 개폐정도를 제어하면서 상기 배출노즐을 통해 배출되는 상기 바람의 풍량을 조절하는 노즐개폐부, 실제 해상에서 생성되는 해상풍에 대한 데이터가 입력된 상태로 상기 노즐개폐부와 전기적으로 연결되며, 상기 배출노즐을 통해 배출되는 상기 바람을 측정한 후, 상기 해상풍에 대응되는 상기 바람이 배출되도록 상기 노즐개폐부의 작동을 제어하는 배출제어부를 포함하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치를 제공한다.

또한, 상기 본체의 일측은, 복수의 상기 배출부를 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상호 연결시킨 복수 구역으로 구획된 구조를 가지며, 상기 노즐개폐부는, 각 구역의 상기 배출부에 위치하는 상기 배출노즐에 대한 개폐 동작이 동일하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 노즐개폐부는, 풍량조절댐퍼 일 수 있다.

또한, 상기 본체에는 상기 본체 내측의 압력을 측정한 후, 상기 배출노즐을 통해 배출될 때의 압력이 상기 배출제어부에 입력된 상기 해상풍에 대한 데이터보다 높을 경우, 상기 본체 내측의 바람을 상기 본체 외부로 일부 배출되게 하는 릴리프밸브를 더 결합 구비할 수 있다.

또한, 상기 배출제어부는, 상기 본체의 배출부를 통해 배출되는 상기 바람의 속도를 측정하는 풍속측정센서와, 상기 풍속측정센서 및 상기 노즐개폐부와 연결되어, 상기 풍속측정센서로부터 측정된 상기 바람의 속도를 상기 해상풍에 대한 데이터와 비교한 후, 상기 노즐개폐부의 작동을 제어하면서 상기 배출노즐의 개폐정도를 조절하는 작동제어부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치는, 송풍팬에서 발생된 바람이 배출노즐을 통해 본체 외부로 분사 배출될 때 배출제어부가 배출되는 바람을 측정한 후, 저장된 해상풍의 데이터에 대응되는 바람이 배출되도록 노즐개폐부를 제어함으로서, 배출노즐을 통해 배출되는 바람이 해상에서 생성되는 해상풍에 대응되도록 할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치의 사시도이며, 도 3은 도 1의 정면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치는, 본체(100), 송풍팬(200), 노즐개폐부(300), 배출제어부(400)를 구비하고 있다.

상기 본체(100)는 이후 설명될 송풍팬(200)으로부터 발생된 바람을 실험대상물로 배출되도록 가이드한다. 이러한, 상기 본체(100)는 내부에 공간을 가지는 통 형상으로 형성된다. 여기서, 상기 본체(100)의 일측에는 송풍팬(200)에 의해 발생된 후 상기 본체(100) 내측으로 유입된 바람을 다시 상기 본체(100) 외부로 배출되게 하는 배출부(110)가 결합 구비된다. 이러한, 상기 배출부(110)에는 상기 본체(100) 내측으로 유입된 바람을 상기 본체(100) 외부로 배출되게 가이드하는 복수의 배출노즐(111)이 결합 형성된다. 이때, 상기 배출노즐(111)은 상기 배출부(110) 상에 격자형으로 배열되도록 결합 구비된다.

그리고, 상기 배출부(110)는 상기 본체(100)의 일측에 복수개가 상호 연결된 구조로 결합 구비될 수 있다. 즉, 상기 배출부(110)는 상기 본체(100)의 일측에 복수개가 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상호 연결되면서, 복수의 구역으로 구획된 구조로 형성될 수 있다. 더불어, 각 구역의 상기 배출부(110)에는 앞서 설명한 바와 같이 복수의 배출노즐(111)이 격자형으로 배열된 상태로 결합 구비된다. 이때, 각 구역의 상기 배출부(110)에 위치하는 상기 배출노즐(111)에 대한 개폐동작은 동일하게 이루어질 수 있다. 즉, 도 3을 참조하여 설명하면, 각 구역의 상기 배출부(110a,110b, 110c, 110d, 110e, 110f, 110g, 110h, 110i, 110j, 110k, 110l)에 위치하는 상기 배출노즐(111a,111b, 111c, 111d, 111e, 111f, 111g, 111h, 111i, 111j, 111k, 111l)들은 이후 설명될 노즐개폐부(300)에 의해 각각 개폐 동작이 제어된다. 이때, 동일 구역의 상기 배출부(110)에 위치하는 상기 배출노즐(111)들은 노즐개폐부(300)에 의한 개폐 동작이 동일하게 제어될 수 있다. 반면, 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)들은 노즐개폐부(300)에 의해 각 구역마다 서로 다른 개폐 동작을 함으로서, 상기 배출노즐(111)을 통한 바람의 배출시, 해상환경을 고려한 변동풍 상태로 배출될 수 있게 된다.

여기서, 일실시예에 따른 상기 배출부(110)는 상기 본체(100)의 일측에 복수개가 상호 연결된 구조로 결합 구비된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 하나의 배출부(110)가 상기 본체(100)의 일측을 구성하도록 구비될 수도 있다. 이러한 경우에는, 이후 설명될 노즐개폐부(300)가 상기 배출부(110)의 각 배출노즐(111)에 대해 개별적인 개폐 동작을 제어함으로서 상기 배출노즐(111)을 통한 바람의 배출시, 해상환경을 고려한 변동풍 상태로 배출되게 할 수 있다.

또한, 상기 본체(100)의 일측에는 릴리프밸브(120)를 상기 본체(100) 내측과 연통되도록 결합 설치할 수 있다. 이러한, 상기 릴리프밸브(120)는 이후 설명될 송풍팬(200)에서 발생된 바람이 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)을 통해 상기 본체(100) 외부로 배출될 때, 상기 본체(100) 내측의 압력이 설정된 압력보다 높을 경우 상기 본체(100) 내측의 바람을 상기 본체(100) 외부로 일부 배출되게 하면서 상기 본체(100) 내측의 압력을 설정범위로 유지되게 한다. 즉, 상기 릴리프밸브(120)는 본체(100) 내측의 압력을 측정하며, 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)을 통해 바람이 배출될 때의 상기 본체(100) 내측 압력이 이후 설명될 배출제어부(400)에 입력된 해상풍을 구현하기 위한 데이터값보다 높을 경우에 상기 본체(100) 내측에서 이동하는 바람의 일부를 상기 본체(100) 외부로 배출되게 하면서 상기 본체(100) 내측의 압력을 낮추게 된다.

상기 송풍팬(200)은 상기 본체(100)의 배출부(110)에 형성된 각 배출노즐(111)을 통해 배출될 바람을 발생시킨다. 이러한, 상기 송풍팬(200)은 발생시킨 바람을 상기 배출노즐(111) 방향으로 효율적인 이송이 이루어지도록 상기 배출부(110)에 대향되는 상기 본체(100) 타측에 연결 설치된다. 여기서, 도 3에서 상기 송풍팬(200)은 상기 본체(100)의 타측에 복수개를 설치한 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 하나만 설치될 수도 있음은 물론이다. 이때, 상기 송풍팬(200)은 RPM의 변화없이 동일한 RPM 으로 구동하게 된다.

상기 노즐개폐부(300)는 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)을 통해 배출되는 상기 바람의 풍량을 조절한다. 즉, 상기 노즐개폐부(300)는 상기 배출부(110)의 각 배출노즐(111)에 설치되어, 상기 배출노즐(111) 내측의 개폐정도를 제어하면서 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 상기 바람의 풍량을 조절한다. 이같이, 상기 노즐개폐부(300)는 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 상기 바람의 풍량을 달리할 수 있게 하는 바, 상기 배출노즐(111)을 통한 바람의 배출될 때 해상환경을 고려한 변동풍 상태로 효율적인 배출이 이루어지게 한다. 이러한, 상기 노즐개폐부(300)는 이후 설명될 배출제어부(400)와 전기적으로 연결되어, 배출제어부(400)에 의한 작동이 제어되면서 상기 배출노즐(111)에 대한 개폐정도가 조절된다. 여기서, 상기 노즐개폐부(300)는 풍량조절댐퍼를 선택 적용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 상기 배출노즐(111)을 통한 상기 바람의 배출 풍량을 조절할 수 있는 개폐수단을 선택적용 가능함은 물론이다.

상기 배출제어부(400)는 상기 송풍팬(200)에 의해 발생된 후 상기 본체(100) 내측으로 유입된 후, 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)을 통해 상기 해상풍에 대응되는 바람으로 배출되도록 상기 노즐개폐부(300)의 작동을 제어한다. 즉, 상기 배출제어부(400)에는 실제 해상에서 생성되는 해상풍에 대한 데이터가 저장되어, 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)을 통해 배출되는 상기 바람의 속도를 측정한 후, 저장된 실제 해상에서의 상기 해상풍 데이터와 비교하여, 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 바람이 해상환경을 고려한 변동풍 상태로 배출될 수 있게 상기 노즐개폐부(300)의 작동을 제어한다. 여기서, 상기 배출제어부(400)는 상기 노즐개폐부(300)와 전기적으로 연결되며, 풍속측정센서(410), 작동제어부(420)를 포함한다.

상기 풍속측정센서(410)는 상기 본체(100)의 배출부(110)에 구비된 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 상기 바람의 속도를 측정한다. 이러한, 상기 풍속측정센서(410)는 상기 본체(100)의 각 배출노즐(111) 출구 부분에 배치되도록 설치되거나 상기 본체(100)의 배출부(110) 전방에 배치되도록 하나 또는 복수개를 설치할 수 있다. 그리고, 상기 풍속측정센서(410)는 작동제어부(420)와 전기적으로 연결되어, 측정된 바람의 속도값이 작동제어부(420)로 전달된다.

상기 작동제어부(420)는 실제 해상에서의 상기 해상풍에 대응되는 바람이 배출되도록 상기 노즐개폐부(300)의 작동을 제어하면서 상기 배출노즐(111)의 개폐정도를 조절한다. 이러한, 상기 작동제어부(420)는 상기 풍속측정센서(410) 및 상기 노즐개폐부(300)와 연결되며, 실제 해상에서 생성되는 해상풍에 대한 데이터가 저장된다. 따라서, 상기 작동제어부(420)는 상기 풍속측정센서(410)로부터 측정된 상기 바람의 속도값을 전달받아 저장된 상기 해상풍의 데이터값과 비교한 후, 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 바람이 실제 해상의 해상풍에 대응되도록 상기 노즐개폐부(300)의 작동을 제어하는 신호를 발생되게 한다.

이와 같이 구성되는 일실시예의 상기 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치를 이용한 바람발생 동작을 설명하면, 먼저, 상기 송풍팬(200)을 작동시켜 일정한 속도의 바람이 상기 본체(100) 내측으로 유입되게 한다. 이렇게, 상기 본체(100) 내측으로 유입된 상기 바람은 상기 배출부(110)의 각 배출노즐(111)을 통해 상기 본체(100) 외부로 분사 배출된다.

그러면, 상기 배출제어부(400)의 풍속측정센서(410)는 상기 배출부(110)의 배출노즐(111)을 통해 배출되는 바람의 속도를 측정한 후, 측정된 바람의 속도값을 상기 작동제어부(420)로 전달한다.

이렇게, 상기 작동제어부(420)로 전달된 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 바람의 속도값은 저장된 실제 해상의 해상풍에 대한 데이터값과 비교된 후, 상기 작동제어부(420)는 상기 노즐개폐부(300)의 작동을 제어하는 신호를 발생시켜, 상기 배출노즐(111)의 개폐정도를 조절되게 한다.

이같이, 상기 작동제어부(420)가 상기 노즐개폐부(300)의 작동을 제어하면서 상기 배출노즐(111)의 개폐정도를 조절할 경우, 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 바람이 상기 해상에서 생성되는 해상풍에 대응되게 생성할 수 있게 된다.

이와 같이, 일실시예의 상기 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치는, 상기 송풍팬(200)에서 발생된 바람이 상기 배출노즐(111)을 통해 상기 본체(100) 외부로 분사 배출될 때 상기 배출제어부(400)가 배출되는 상기 바람을 측정한 후, 저장된 해상풍의 데이터에 대응되는 바람이 배출되도록 상기 노즐개폐부(300)를 제어함으로서, 상기 배출노즐(111)을 통해 배출되는 바람이 해상에서 생성되는 해상풍에 대응되도록 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 본체 110: 배출부
111: 배출노즐 120: 릴리프밸브
200: 송풍팬 300: 노즐개폐부
400: 배출제어부 410: 풍속측정센서
420: 작동제어부

Claims

일측에는 복수의 배출노즐이 격자형으로 배열된 배출부를 가지는 통 형상의 본체와;
상기 본체의 타측에 연결 설치되며, 상기 배출노즐로 배출되는 바람을 발생시키는 송풍팬과;
상기 배출노즐에 설치되며, 각 상기 배출노즐의 개폐정도를 제어하면서 상기 배출노즐을 통해 배출되는 상기 바람의 풍량을 조절하는 노즐개폐부; 및,
실제 해상에서 생성되는 해상풍에 대한 데이터가 입력된 상태로 상기 노즐개폐부와 전기적으로 연결되며, 상기 배출노즐을 통해 배출되는 상기 바람을 측정한 후, 상기 해상풍에 대응되는 상기 바람이 배출되도록 상기 노즐개폐부의 작동을 제어하는 배출제어부를 포함하며,
상기 송풍팬은 동일한 RPM으로 구동하는 복수개가 상기 본체의 타측에 연결 설치되고,
상기 본체에는, 상기 본체 내측의 바람을 상기 본체 외부로 일부 배출되게 하면서 상기 본체 내측의 압력을 설정범위로 유지시키는 릴리프밸브가 연결 설치된 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체의 일측은, 복수의 상기 배출부를 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상호 연결시킨 복수 구역으로 구획된 구조를 가지며,
상기 노즐개폐부는, 각 구역의 상기 배출부에 위치하는 상기 배출노즐에 대한 개폐 동작이 동일하도록 제어하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 노즐개폐부는, 풍량조절댐퍼 인 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치.
청구항 1에 있어서,
상기 릴리프밸브는 상기 본체 내측의 압력을 측정한 후, 상기 배출노즐을 통해 배출될 때의 압력이 상기 배출제어부에 입력된 상기 해상풍에 대한 데이터보다 높을 경우, 상기 본체 내측의 바람을 상기 본체 외부로 일부 배출되게 하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배출제어부는,
상기 본체의 배출부를 통해 배출되는 상기 바람의 속도를 측정하는 풍속측정센서와,
상기 풍속측정센서 및 상기 노즐개폐부와 연결되어, 상기 풍속측정센서로부터 측정된 상기 바람의 속도를 상기 해상풍에 대한 데이터와 비교한 후, 상기 노즐개폐부의 작동을 제어하면서 상기 배출노즐의 개폐정도를 조절하는 작동제어부를 포함하는 복합 해상환경을 고려한 변동풍 발생장치.