KR101767216B1 - 모형시험용 선박 충격하중 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박 충격하중 측정 장치에 관한 것으로, 선박 내측에 수직하게 장착되고, 길이방향 중심축을 따라 압력센서가 위치된 압력센서 거치대와, 압력센서 거치대 상부에 위치된 하중센서 거치대를 포함하며, 파도에 의해 선박의 특정 한 지점에 가해지는 압력과 무게를 동시에 측정할 수 있는 효과가 있는, 선박 충격하중 측정 장치를 제공한다.

Description

모형시험용 선박 충격하중 측정 장치{SLAMMING LOAD MEASURING DEVICE FOR MODEL TESTS}
본 발명은 선박 충격하중 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 파도에 의해 선박의 특정 한 지점에 가해지는 압력과 무게를 동시에 측정할 수 있는 선박 충격하중 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박의 항해 또는 정박 시 파도와 선체의 상대운동에 의해 파도가 선체에 부딪히는 현상이 발생한다. 이러한 현상을 슬래밍(SLAMMING) 현상이라고 하며, 이때 선체에 가해지는 힘을 충격하중(SLAMMING LOAD)이라 한다.
선수 또는 선미 부분에 설계치 이상의 충격하중이 발생할 경우, 선체의 구조적 안정성이 급격히 낮아지고, 선체의 외형이 손상될 가능성이 있다.
이에 따라, 선체 외형 설계에 있어서, 파도가 선체에 부딪혀 발생되는 충격하중을 감안해 충격하중에 의해 선체가 파손되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 실제 선박 및 해양구조물이 건조 되기 전에 모형시험을 통한 충격하중에 대한 평가를 수행하는 것이 바람직하다.
기존의 모형시험은 선체에 압력센서 또는 로드셀을 장착하고, 계측된 압력 또는 무게를 근거로 충격하중을 산출하였으나, 압력센서 및 로드셀이 일체화되지 못한 구조적인 한계 때문에 동일지점에서 동시에 무게 및 압력을 측정하기 힘들었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1196230호(2012.11.05.)
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 파도에 의해 선박의 특정 한 지점에 가해지는 압력과 무게를 동시에 측정할 수 있는 모형시험용 선박 충격하중 측정 장치를 제공하는 것이다.
위와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 선박 충격하중 측정 장치는, 선박 내측에 수직하게 장착되고, 길이방향 중심축을 따라 압력센서가 위치된 압력센서 거치대와, 압력센서 거치대 상부에 위치된 하중센서 거치대를 포함한다.
또한, 압력센서 거치대의 길이방향 중심축을 따라 선박에 홀을 형성하고, 홀을 통해 선박을 강타하는 파도를 압력센서로 유도할 수 있다.
또한, 압력센서 거치대는, 홀에 삽입되고 중심축을 따라 중공이 형성된 디스크판과, 수평을 이루며 디스크판으로부터 수직하게 돌출형성된 하중 전달팔을 포함할 수 있다.
또한, 디스크판에 압력센서가 고정되고, 유체가 유입되도록 압력센서에 형성된 인렛이 중공에 삽입될 수 있다.
또한, 하중센서 거치대는, 디스크판과 수평을 이루도록 하중 전달팔 상측에 위치된 플레이트판과, 플레이트판의 길이방향 양단으로부터 연장되 각각 선박 내측에 고정된 고정팔을 포함할 수 있다.
또한, 플레이트판 중심에 관통홀이 형성되고, 하중 전달팔의 길이방향 단부가 관통홀을 통과해 플레이트판 상면에 돌출될 수 있다.
또한, 플레이트판 상면에 돌출된 하중 전달팔의 길이방향 단부에, 하중 전달팔이 관통홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지구가 구비될 수 있다.
또한, 이탈방지구가, 관통홀보다 직경이 큰 볼트 또는, 하중 전달팔의 길이방향 단부를 관통하는 핀일 수 있다.
또한, 관통홀을 통과해 플레이트판 상면에 돌출된 하중 전달팔의 길이방향 단부와 접촉되도록 플레이트판 상면에 로드셀이 장착될 수 있다.
또한, 압력센서 및 로드셀과 전기적으로 연결된 컨트롤유닛을 더 포함하고, 컨트롤유닛은, 압력센서 또는 로드셀에 전력을 차단 또는 인가하는 전력스위칭부와, 압력센서를 통해 계측된 압력 또는 로드셀을 통해 계측된 무게를 이용해, 파도에 의해 홀이 형성된 부위에 가해지는 충격하중을 산출하는 산출부 및, 산출부를 통해 산출된 충격하중을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 선박 충격하중 측정 장치에 따르면, 파도에 의해 선박의 특정 한 지점에 가해지는 압력과 무게를 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 압력 또는 무게를 근거로 산출된 두 충격하중 산출값을 비교할 수 있으며, 궁극적으로 충격하중을 더 정확히 산출할 수 있다. 특히, 선체 외형 설계에 충격하중 적용을 더 정확히 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 선박 충격하중 측정 장치의 예시도,
도 2는 도 1의 선박 충격하중 측정 장치의 요부 예시 단면도,
도 3은 도 1의 선박 충격하중 측정 장치가 설치된 선체의 외형 요부 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선박 충격하중 측정 장치는, 선박(S) 내측에 수직하게 장착되고, 길이방향 중심축을 따라 압력센서(P)가 위치된 압력센서 거치대(100)와, 압력센서 거치대(100) 상부에 위치된 하중센서 거치대(200)를 포함한다.
또한, 압력센서 거치대(100)의 길이방향 중심축을 따라 선박(S)에 홀(H)을 형성하고, 홀(H)을 통해 선박(S)을 강타하는 파도를 압력센서(P)로 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서 압력센서 거치대(100)는, 홀(H)에 삽입되고 중심축을 따라 중공(111)이 형성된 디스크판(110)과, 수평을 이루며 디스크판(110)으로부터 수직하게 돌출형성된 하중 전달팔(120)을 포함한다.
디스크판(110)에 압력센서(P)가 고정되고, 유체가 유입되도록 압력센서(P)에 형성된 인렛이 중공(111)에 삽입된다.
하중 전달팔(120)의 상단에는, 하중 전달팔(120)의 길이방향 양단을 잇는 수평팔(121)이 구비되고, 수직팔(122)이 수평팔(121)의 중심에 형성된다.
하중센서 거치대(200)는, 디스크판(110)과 수평을 이루도록 하중 전달팔(120) 상측에 위치된 플레이트판(210)과, 플레이트판(210)의 길이방향 양단으로부터 연장되 각각 선박(S) 내측에 고정된 고정팔(220)을 포함한다.
플레이트판(210) 중심에는 관통홀(211)이 형성된다. 하중 전달팔(120)의 길이방향 단부 즉, 수직팔(122)이 관통홀(211)을 통과해 플레이트판(210) 상면에 돌출된다.
플레이트판(210) 상면에 돌출된 하중 전달팔(120)의 길이방향 단부 즉 수직팔(122)에, 하중 전달팔(120)이 관통홀(211)로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지구(230)가 구비된다.
이탈방지구(230)는, 관통홀(211)보다 직경이 큰 볼트 또는, 하중 전달팔(120)의 길이방향 단부 즉 수직팔(122)을 관통하는 핀일 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는, 관통홀(211)보다 직경이 큰 볼트가 수직팔(122)에 체결된다.
관통홀(211)을 통과해 플레이트판(210) 상면에 돌출된 하중 전달팔(120)의 길이방향 단부 즉, 수직팔(122)과 접촉되도록 플레이트판(210) 상면에 로드셀(L)이 장착된다.
또한, 본 발명의 일실시예는, 압력센서(P) 및 로드셀(L)과 전기적으로 연결된 컨트롤유닛(300)을 더 포함한다.
컨트롤유닛(300)은, 압력센서(P) 또는 로드셀(L)에 전력을 차단 또는 인가하는 전력스위칭부(310)와, 압력센서(P)를 통해 계측된 압력 또는 로드셀(L)을 통해 계측된 무게를 이용해, 파도에 의해 홀(H)이 형성된 부위에 가해지는 충격하중을 산출하는 산출부(320) 및, 산출부(320)를 통해 산출된 충격하중을 표시하는 표시부(330)를 포함한다. 표시부(330)에는 압력센서(P) 및 로드셀(L)을 통해 계측된 압력과 무게가 표시된다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 선박 충격하중 측정 장치는, 다음과 같이 작동된다.
선체에는 등 간격 또는 설계된 위치에 다수개의 홀(H)이 형성된다. 홀(H)에는 마개를 장착해 물 유입을 차단하는 것이 바람직하다.
측정될 위치에 압력센서 거치대(100) 및 하중센서 거치대(200)를 장착한다. 선체를 인의적으로 파도를 생성할 수 있는 실험실 또는 파도가 발생되는 자연환경에 투입한 후, 컨트롤유닛(300) 조작에 의해 압력센서(P) 및 로드셀(L)에 전력을 인가한다.
그리고, 파도에 의해 선체의 특정 한 지점에 가해지는 압력과 무게를 지속적으로 계측하고, 컨트롤유닛(300)을 통해 충격하중 또한 산출한다.
파도에 의해 선체의 특정 한 지점에 가해지는 압력, 무게 및 충격하중을 데이터화하여 얻고, 필요에 따라 다른 홀(H)로 압력센서 거치대(100) 및 하중센서 거치대(200)를 옮겨 설치하고, 파도에 의해 다른 특정 한 지점에 가해지는 압력, 무게 및 충격하중을 데이터화하여 얻는다.
위와 같이 구성되고 작동하는 본 발명의 일실시예의 선박 충격하중 측정 장치는, 파동에 의해 선체의 특정 한 지점에 가해지는 압력, 무게 및 충격하중을 동시에 구할수 있으며, 특히, 압력 계측값으로부터 산출된 충격하중 산출값과 무게 계측값으로부터 산출된 충격하중을 비교할 수 있다.
이에 따라 충격하중을 더 정확히 산출할 수 있고, 궁극적으로 선체 외형 설계에 충격하중 적용을 더 정확히 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 선박 충격하중 측정 장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
100: 압력센서 거치대
110: 디스크판
111: 중공
120: 하중 전달팔
121: 수평팔
122: 수직팔
200: 하중센서 거치대
210: 플레이트판
211: 관통홀
220: 고정팔
230: 이탈방지구
300: 컨트롤유닛
310: 전력스위칭부
320: 산출부
330: 표시부
L: 로드셀
H: 홀
S: 선박
P: 압력센서

Claims (10)

  1. 선박 내측에 수직하게 장착되고, 길이방향 중심축을 따라 압력센서가 위치된 압력센서 거치대;
    상기 압력센서 거치대 상부에 위치된 하중센서 거치대;를 포함하며,
    상기 압력센서 거치대의 길이방향 중심축을 따라 상기 선박에 홀을 형성하고,
    상기 홀을 통해 상기 선박을 강타하는 파도를 상기 압력센서로 유도하며,
    상기 압력센서 거치대는,
    상기 홀에 삽입되고 중심축을 따라 중공이 형성된 디스크판;
    수평을 이루며 상기 디스크판으로부터 수직하게 돌출형성된 하중 전달팔;을 포함하는, 선박 충격하중 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스크판에 상기 압력센서가 고정되고,
    유체가 유입되도록 상기 압력센서에 형성된 인렛이 상기 중공에 삽입된, 선박 충격하중 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하중센서 거치대는,
    상기 디스크판과 수평을 이루도록 상기 하중 전달팔 상측에 위치된 플레이트판;
    상기 플레이트판의 길이방향 양단으로부터 연장되 각각 상기 선박 내측에 고정된 고정팔;을 포함하는, 선박 충격하중 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플레이트판 중심에 관통홀이 형성되고,
    상기 하중 전달팔의 길이방향 단부가 상기 관통홀을 통과해 상기 플레이트판 상면에 돌출된, 선박 충격하중 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플레이트판 상면에 돌출된 상기 하중 전달팔의 길이방향 단부에, 상기 하중 전달팔이 상기 관통홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지구가 구비된, 선박 충격하중 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이탈방지구가,
    상기 관통홀보다 직경이 큰 볼트 또는, 상기 하중 전달팔의 길이방향 단부를 관통하는 핀인, 선박 충격하중 측정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 관통홀을 통과해 상기 플레이트판 상면에 돌출된 상기 하중 전달팔의 길이방향 단부와 접촉되도록 상기 플레이트판 상면에 로드셀이 장착된, 선박 충격하중 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압력센서 및 상기 로드셀과 전기적으로 연결된 컨트롤유닛을 더 포함하고,
    상기 컨트롤유닛은,
    상기 압력센서 또는 상기 로드셀에 전력을 차단 또는 인가하는 전력스위칭부;
    상기 압력센서를 통해 계측된 압력 또는 상기 로드셀을 통해 계측된 무게를 이용해, 상기 파도에 의해 상기 홀이 형성된 부위에 가해지는 충격하중을 산출하는 산출부; 및
    상기 산출부를 통해 산출된 충격하중을 표시하는 표시부를 포함하는, 선박 충격하중 측정 장치.
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