KR101821763B1 - Super Cavitation Generating System With Bubble Collecting Device And Medium-Sized high Speed tunnel - Google Patents

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KR101821763B1 KR1020150120868A KR20150120868A KR101821763B1 KR 101821763 B1 KR101821763 B1 KR 101821763B1 KR 1020150120868 A KR1020150120868 A KR 1020150120868A KR 20150120868 A KR20150120868 A KR 20150120868A KR 101821763 B1 KR101821763 B1 KR 101821763B1
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Abstract

본 발명 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템은, 프로펠러 또는 모형선의 캐비테이션을 관측하기 위한 터널 관측부가 구비되며, 양측에 제4 굴곡부 및 제1 굴곡부가 구비된 상부 구간과, 제1 굴곡부와 연결된 제2 굴곡부 및 제4 굴곡부와 연결된 제3 굴곡부가 구비되고, 외부에서 제공되는 물을 기 설정된 유속으로 터널 관측부에 유입시키는 펌프가 구비된 하부구간 및, 터널 관측부로 유입되는 물에 포함된 기포를 제거하도록 상부 구간에 구비된 공기 포집구간을 포함하며, 물에 포함되었던 기포가 포집공간부를 통해 외부로 배출된 뒤, 터널 관측부에 유입되므로, 정확한 캐비테이션 시험 결과를 얻을 수 있는 초월 캐비테이션 생성 시스템을 제공한다.The present invention relates to a high-speed flow control system and an over-cavitation generation system having an air collecting apparatus. The system includes an upper section having a tunnel observing section for observing cavitation of a propeller or a model line and having a fourth bend section and a first bend section on both sides, A lower section including a second bend section connected to the first bend section and a third bend section connected to the fourth bend section and having a pump for introducing water provided from the outside into the tunnel observation section at a predetermined flow rate, The air bubbles contained in the water are discharged to the outside through the collecting space and then flow into the tunnel observation part to obtain accurate cavitation test results. To provide a transcendental cavitation generation system.

Description

고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템{Super Cavitation Generating System With Bubble Collecting Device And Medium-Sized high Speed tunnel}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a super cavitation generation system having a high-speed flow control system and an air collecting device,

본 발명은 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 캐비테이션 터널의 순환하는 물에 포함된 공기를 제거할 수 있는, 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid flow control system and an overt cavitation generation system having an air trapping apparatus, and more particularly, to a high flow control system and an air trap system capable of removing air contained in circulating water of a cavitation tunnel 0001] The present invention relates to a transcave cavitation generation system having an apparatus.

초월 캐비테이션(SUPER CAVITATION)은, 수중체를 기포로 덮으면 물속에서의 마찰 저항이 공기 중의 마찰 저항과 유사하게 되는 현상을 지칭한다. SUPER CAVITATION refers to a phenomenon in which the frictional resistance in water becomes similar to the frictional resistance in air when an underwater sieve is covered with air bubbles.

초월 캐비테이션을 발생시키기 위한 방법으로는 수중체 선단부를 특정 형상으로 설계하고, 수중체가 임계속도 이상으로 이동시 특정 형상에 의해 수중체 선단에 기포가 발생되도록 하는 방법과, 수중체 선단부에 직접 공기 또는 가스를 분사함으로써 기포를 발생시키는 방법이 있다.As a method for generating transvaginary cavitation, there are a method of designing a tip of an underwater body in a specific shape, a method of causing bubbles to be generated at the tip of an underwater body by a specific shape when an underwater body moves at a critical velocity or more, Thereby generating air bubbles.

그러므로, 수중체의 항력을 감소시키기 위한 수중체 형상 설계에 있어 캐비테이션 특징을 아는 것이 매우 중요하다고 생각된다.Therefore, it is very important to know the cavitation characteristics in the design of the underwater body shape to reduce the drag force of the underwater body.

일반적으로, 캐비테이션 시험은 밀폐된 순환 터널 내에 모형 프로펠러나 선박과 같은 시험 대상을 장착한 상태에서 일정한 유속으로 물을 순환시켜, 프로펠러나 선박이 일정 속도록 추진되고 있는 것과 같은 상황을 인위적으로 형성하는 순환식 캐비테이션 터널이라는 장치에 의해 수행된다.In general, the cavitation test is a method of circulating water in a closed circulating tunnel with a test object such as a model propeller or a ship at a constant flow rate to artificially form a situation in which the propeller or ship is propelled in a constant manner It is performed by a device called a circulating cavitation tunnel.

터널에 순환하는 물은 외부로 배출되지 않으므로, 시험 시간이 길어질수록 캐비테이션 발생 및 시험 장치에 의해 물속에 함유된 기포의 양은 증가 된다. Since the water circulating in the tunnel is not discharged to the outside, the longer the test time, the more cavitation is generated and the amount of bubbles contained in the water is increased by the test apparatus.

즉, 시험 시간이 길어질수록 시험 오차가 더 커지고, 정확한 캐비테이션 시험 결과를 얻기 어려워진다.That is, as the test time becomes longer, the test error becomes larger and it becomes difficult to obtain accurate cavitation test results.

한편, 캐비테이션 모형 실험을 하기 위하여 물을 터널에 가득 채우게 되면, 터널 형상에 따라 부분적으로 채워지지 않은 공간에 공기가 존재하게 된다.On the other hand, if the tunnel is filled with water to perform a cavitation model experiment, air will be present in a space partially unfilled by the shape of the tunnel.

이러한 공간에 물을 주입하여 공기를 제거하지 않고 모형 캐비테이션 시험을 수행할 경우, 순환 터널을 순환하는 유동 내에 엄청난 기포(bubble)가 생성된다. When model cavitation tests are performed without water being pumped into these spaces, a great amount of bubbles are created in the flow circulating through the circulation tunnels.

이러한 경우 기포에 의하여, 캐비테이션 관찰을 어렵게 할 가능성이 크고, 프로펠러 형상에 의한 캐비테이션 발생량을 증가시킬 수 있다. In this case, there is a high possibility that cavitation is difficult to observe due to bubbles, and the amount of cavitation generated by the propeller shape can be increased.

또한, 터널 내부에 순환하는 물의 유동장을 불안정하게 하여 유동장의 균일도를 떨어뜨리며, 캐비테이션 발생량 및 거동의 일관성(REPEATABILITY)을 떨어뜨릴 수 있다.In addition, the flow field of water circulating in the tunnel is unstable, and the uniformity of the flow field is lowered, and the reproducibility and the consistency of the cavitation generation can be lowered.

그러나, 터널 설계 및 제작 시 발생 가능한 오차를 최소화하기에는 설계 및 제작 난이도가 불필요하게 상승되며, 터널에 존재 가능한 물이 채워지지 않는 공간에 별도로 물을 채우는 것 또한 어려운 실정이다.However, in order to minimize errors in designing and manufacturing the tunnel, the difficulty in designing and manufacturing is unnecessarily increased, and it is also difficult to separately fill the space in which the water that can be filled in the tunnel is not filled.

대한민국 등록특허공보 제10-1508982호(2015.03.31.)Korean Registered Patent No. 10-1508982 (March 31, 2015) 대한민국 등록특허공보 제10-1283320호(2013.07.02.)Korean Registered Patent No. 10-1283320 (Feb.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 캐비테이션 시험 중 순환하는 물에 발생된 기포를 물로부터 분리하여 외부로 배출시킴으로써, 관측부에서 정확한 캐비테이션 시험 결과를 얻을 수 있는, 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention, which has been made in view of the above circumstances, to provide a high velocity fluidized bed apparatus capable of obtaining accurate cavitation test results at an observation unit by separating bubbles generated in circulating water during circulation of cavitation from water, A control system, and an air collecting device.

위와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템은, 수중체의 초월 캐비테이션을 관측하기 위한 터널 관측부가 구비되며, 양측에 제4 굴곡부 및 제1 굴곡부가 구비된 상부 구간과, 제1 굴곡부와 연결된 제2 굴곡부 및 제4 굴곡부와 연결된 제3 굴곡부가 구비되고, 외부에서 제공되는 물을 기 설정된 유속으로 터널 관측부에 유입시키는 펌프가 구비된 하부구간 및, 터널 관측부로 유입되는 물에 포함된 기포를 제거하도록 상부 구간에 장착된 공기 포집구간을 포함한다.In order to achieve the above object, a transient cavitation generation system having a high-speed flow control system and an air collecting device according to the present invention is provided with a tunnel observation section for observing transient cavitation of an underwater sieve, A first bent portion connected to the first bent portion and a third bent portion connected to the fourth bent portion, and a pump for introducing water supplied from the outside into the tunnel observation portion at a predetermined flow rate And an air collection section installed in the upper section to remove air bubbles contained in the water flowing into the tunnel observation section.

또한, 공기 포집구간은, 제4 굴곡부의 너비방향 길이에 비하여 점차적으로 큰 너비방향 길이를 갖도록 제4 굴곡부로부터 연장된 유입확관부와, 유입확관부의 가장 큰 너비방향 길이와 동일한 너비방향 길이를 갖으며 유입확관부로부터 연장된 몸체부와, 몸체부의 너비방향 길이에 비하여 점차적으로 작은 너비방향 길이를 갖도록 몸체부로부터 연장되고 터널 관측부와 연결된 배출축관부를 포함할 수 있다.The air trapping section includes an inflow and outflow tube section extending from the fourth bend section so as to have a gradually larger width direction length as compared with the width direction length of the fourth bend section and a width direction length equal to the largest width direction length of the inflow- And a drain pipe portion extending from the body portion and having a length in a width direction gradually smaller than a width direction length of the body portion and connected to the tunnel observation portion.

또한, 유입확관부는, 유입확관부의 길이방향 중심축과 수직을 이루도록 유입확관부에 내장된 타공판을 포함할 수 있다.In addition, the inflow-outflow tube portion may include a perforated plate embedded in the inflow-outflow tube portion so as to be perpendicular to the longitudinal center axis of the inflow-outflow tube portion.

또한, 몸체부는, 몸체부의 외형을 형성하는 외측면부에 돌출형성된 포집공간부를 포함할 수 있다.Further, the body part may include a collecting space part protruding from an outer side part forming an outer shape of the body part.

또한, 포집공간부는, 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 외측면부에 형성되고, 포집공간부를 대기압 또는 진공으로 유지하도록 외부로부터 삽입된 파이프를 포함할 수 있다.The trapping space portion may include a pipe formed on the outer side surface in the shape of a cone or polygonal pyramid and inserted from the outside to keep the trapping space portion at atmospheric pressure or vacuum.

또한, 몸체부는, 몸체부로부터 배출축관부로 유입되는 물의 유동을 균일하게 하는 허니컴부를 포함할 수 있다.Further, the body portion may include a honeycomb portion that uniformizes the flow of water flowing from the body portion to the discharge shaft portion.

또한, 허니컴부는, 몸체부와 배출축관부의 접합지점에 형성될 수 있다.Further, the honeycomb portion can be formed at the junction point of the body portion and the discharge shaft portion.

또한, 상부 구간은, 터널 관측부와 제1 굴곡부를 연결하고, 터널 관측부로부터 배출된 물의 압력과 유속을 낮추는 확산부를 포함할 수 있다.The upper section may include a diffusion section connecting the tunnel observation section and the first bend section and lowering the pressure and the flow rate of the water discharged from the tunnel observation section.

또한, 수중체에 초월 캐비테이션 발생이 많아지도록 유도하는 공기분사용 파이프가 터널 관측부에 구비될 수 있다.In addition, an air distribution pipe for guiding the generation of excess cavitation in the underwater body may be provided in the tunnel observation portion.

또한, 수중체에 발생된 초월 캐비테이션을 촬영하는 카메라가 터널 관측부에 구비될 수 있다.In addition, a camera for capturing transient cavitation generated in an underwater sieve may be provided in the tunnel observation unit.

위와 같은 본 발명의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템에 따르면, 물에 포함되었던 기포가 포집공간부를 통해 외부로 배출된 뒤, 터널 관측부에 유입되므로, 터널 관측부에서 정확한 캐비테이션 시험 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.According to the above-described high-speed flow control system and the over-cavitation generation system having the air collecting device of the present invention, the bubbles contained in the water are discharged to the outside through the collecting space portion and then flow into the tunnel observing portion. It is possible to obtain an accurate cavitation test result.

또한, 공기 포집구간으로 유입된 물의 유속이, 유입확관부를 통해 감소되고 몸체부에서 깊이에 따라 동일한 유속을 이루게 되므로, 터널 관측부로 유입되는 물의 난류 형성이 최소화되는 효과가 있다.Also, since the flow velocity of the water flowing into the air trapping section is reduced through the inflow-outflow tube portion and the same flow velocity is formed according to the depth in the body portion, turbulence formation of water flowing into the tunnel observation portion is minimized.

도 1은 본 발명의 일실시예의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템의 개요도,
도 2는 도 1의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템에 구비된 공기 포집구간의 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a transient cavitation generation system having a high-speed flow control system and an air collecting device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view of an air trapping section provided in the transient cavitation generation system having the high-speed flow control system and the air trapping apparatus of FIG. 1;

이하 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals as much as possible. In the following description of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템의 개요도이고, 도 2는 도 1의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템에 구비된 공기 포집구간의 단면도이다. FIG. 1 is a schematic diagram of a transient cavitation generation system having a high-speed flow control system and an air collecting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a transient cavitation generation system having an air- Sectional view of the air trapping section provided.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템은, 수중체의 초월 캐비테이션을 관측하기 위한 터널 관측부(110)가 구비되며, 양측에 제4 굴곡부(130) 및 제1 굴곡부(120)가 구비된 상부 구간(100)과, 제1 굴곡부(120)와 연결된 제2 굴곡부(220) 및 제4 굴곡부(130)와 연결된 제3 굴곡부(230)가 구비되고, 외부에서 제공되는 물을 기 설정된 유속으로 터널 관측부(110)에 유입시키는 펌프(210)가 구비된 하부구간(200) 및, 터널 관측부(110)로 유입되는 물에 포함된 기포를 제거하도록 상부 구간(100)에 장착된 공기 포집구간(300)을 포함한다. 1 and 2, a transient cavitation generation system having a high-speed flow control system and an air collecting apparatus according to the present invention includes a tunnel observation unit 110 for observing transient cavitation of an underwater sieve, And an upper section 100 having a fourth bend section 130 and a first bend section 120 on both sides and a third section 130 connected to the second bend section 220 and the fourth bend section 130 connected to the first bend section 120, A lower section 200 provided with a bent part 230 and provided with a pump 210 for allowing water supplied from outside to flow into the tunnel observation part 110 at a predetermined flow rate, And an air collection section 300 mounted on the upper section 100 to remove air bubbles contained in the water.

본 발명의 일실시예에서, 제1 굴곡부(120)와 제2 굴곡부(220)는 제1 기둥(121)에 의하여 연결되고, 제4 굴곡부(130)와 제3 굴곡부(230)는 제2 기둥(131)에 의하여 연결된다. 이때, 펌프(210)는, 제2 굴곡부(220)에 위치된다. The first bend section 120 and the second bend section 220 are connected by the first pillar 121 and the fourth bend section 130 and the third bend section 230 are connected by the second pillar 121. In this embodiment, (Not shown). At this time, the pump 210 is located in the second bend section 220.

공기 포집구간(300)은, 유입확관부(310), 몸체부(320), 배출축관부(330)를 포함한다. 유입확관부(310)는, 제4 굴곡부(130)의 너비방향 길이에 비하여 점차적으로 큰 너비방향 길이를 갖도록 제4 굴곡부(130)로부터 연장된다. 몸체부(320)는, 유입확관부(310)의 가장 큰 너비방향 길이와 동일한 너비방향 길이를 갖으며 연장된다. 배출축관부(330)는, 몸체부(320)의 너비방향 길이에 비하여 점차적으로 작은 너비방향 길이를 갖도록 몸체부(320)로부터 연장되고 터널 관측부(110)와 연통된다.The air trapping section 300 includes an inflow tube portion 310, a body portion 320, and a discharge shaft portion 330. The inflow tube portion 310 extends from the fourth bend portion 130 so as to have a gradually larger width direction length as compared with the width direction length of the fourth bend portion 130. The body portion 320 extends with a width direction length equal to the largest width direction length of the inflow and outflow tube portion 310. The discharge shaft portion 330 extends from the body portion 320 and communicates with the tunnel observing portion 110 so as to gradually have a smaller width direction length than the width direction length of the body portion 320.

또한, 유입확관부(310)는, 유입확관부(310)의 길이방향 중심축과 수직을 이루도록 유입확관부(310)에 내장된 타공판(311)을 포함한다. 타공판(311)은 유입확관부(310)의 너비방향 단면과 동일한 형상의 평판으로 다수개의 타공(H)이 형성된다. The inflow and outflow tube portion 310 includes a perforated plate 311 built in the inflow and outflow tube portion 310 so as to be perpendicular to the longitudinal center axis of the inflow and outflow tube portion 310. A plurality of perforations (H) are formed in the perforated plate (311) by a flat plate having the same shape as the widthwise end face of the inflow and outflow tube portion (310).

본 발명의 일실시예에서는, 총 3개의 타공판(311)이 유입확관부(310)에 장착된다. 유입확관부(310)에 구비되는 타공판(311)의 갯수와 타공판(311) 간 간격 및, 타공판(311)에 형성된 타공(H)의 직경 및 갯수는, 유입확관부(310)로 유입되는 물의 유속과 유입확관부(310)를 통해 몸체부(320)로 유입될 물의 유속을 고려하여 결정된다. In one embodiment of the present invention, a total of three perforated plates 311 are mounted on the inflow and outflow tube portion 310. The diameter and the number of the perforations H formed in the perforated plate 311 and the number of the perforated plates 311 provided in the inflow and outflow tube portion 310 and the interval between the perforated plates 311, And the flow velocity of the water to be introduced into the body portion 320 through the inflow and outflow tube portion 310. [

몸체부(320)는, 몸체부(320)의 외형을 형성하는 외측면부에 돌출형성된 포집공간부(321)를 포함한다. 포집공간부(321)는, 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 외측면부에 형성되고, 포집공간부(321)를 진공으로 유지하도록 외부로부터 삽입된 석션파이프(322)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서는, 총 2개의 포집공간부(321)가 사각뿔 형상으로 몸체부(320)의 상부면에 돌출 형성된다. The body portion 320 includes a collecting space portion 321 protruding from an outer side portion forming an outer shape of the body portion 320. The trapping space portion 321 is formed on the outer side surface in the shape of a cone or a polygonal pyramid and includes a suction pipe 322 inserted from the outside to keep the trapping space portion 321 in vacuum. In one embodiment of the present invention, a total of two trapping space portions 321 are protrudingly formed on the upper surface of the body portion 320 in a quadrangular pyramid shape.

포집공간부(321) 내부에는 포집 기포를 계측할 수 있는 센서(예를 들어, 공기압계)가 구비되며, 센서에 의한 측정치가 적정치 이상일 경우에, 석션파이프(322)에 구비된 진공펌프(미도시)가 작동됨으로써 포집공간부(321)에 포집된 기포가 능동적으로 배출될 수 있고, 석션파이프(322)가 개구됨으로써 포집공간부(321)가 대기 중으로 노출되고 포집공간부(321)에 포집된 기포가 수동적으로 배출될 수 있다.A sensor (for example, an air pressure meter) capable of measuring the trapped bubbles is provided in the trapping space portion 321. When the measured value by the sensor is equal to or more than a predetermined value, The bubbles trapped in the trapping space portion 321 can be actively discharged and the trapping space portion 321 is exposed to the atmosphere by opening the suction pipe 322, Collected bubbles can be discharged manually.

또한, 몸체부(320)는, 몸체부(320)로부터 배출축관부(330)로 유입되는 물의 유동을 균일하게 하는 허니컴부(323)를 포함한다. 허니컴부(323)는, 몸체부(320)와 배출축관부(330)의 접합지점에 형성된다.The body portion 320 also includes a honeycomb portion 323 that uniformizes the flow of water flowing from the body portion 320 to the discharge shaft portion 330. The honeycomb unit 323 is formed at a junction point between the body portion 320 and the discharge shaft portion 330.

유입확관부(310)를 통해 유속이 저감된 물은, 몸체부(320) 내부에서 깊이에 따라 동일한 유속을 형성하게 된다. 그리고, 허니컴부(323)를 통해 유동(방향, 흐름)이 균일한 상태가 되므로, 배출축관부(330)를 통해 터널 관측부(110)로 유입되는 물에는 난류 생성이 최소화된다.The water with the reduced flow velocity through the inflow and outflow tube portion 310 forms the same flow velocity in the body portion 320 according to the depth. Since the flow (direction and flow) is uniform through the honeycomb unit 323, turbulent flow is minimized in the water flowing into the tunnel observation unit 110 through the discharge shaft pipe unit 330.

본 발명의 일실시예는, 수중체에 초월 캐비테이션 발생을 유도하는 공기분사용 파이프(111)가 터널 관측부(110)에 구비된다. 공기분사용 파이프(111)를 통해서, 본 발명의 일실시예는, 수중체 자체에 의한 기포 발생 외에, 수중체 외부 요인에 의하여 발생된 기포가 수중체에 미치는 영향을 측정할 수 있게 된다. In an embodiment of the present invention, an air distribution pipe (111) for inducing transient cavitation in an underwater sieve is provided in the tunnel observation unit (110). Through the air distribution pipe 111, an embodiment of the present invention can measure the influence of the bubbles generated by the external factors in the water on the water body, in addition to the bubbles generated by the water body itself.

수중체에 발생된 캐비테이션에 의하여 물에 형성된 기포를 촬영하는 카메라(112)가 터널 관측부(110)에 구비된다.A camera 112 for photographing bubbles formed in water by cavitation generated in an underwater body is provided in the tunnel observation unit 110.

상부 구간(100)은, 터널 관측부(110)와 제1 굴곡부(120)를 연결하고, 터널 관측부(110)로부터 배출된 물의 압력과 유속을 낮추는 확산부(140)를 포함한다. 또한, 제1 굴곡부(120)에도, 몸체부(320)에 형성된 포집공간부(321)와 동일한 공간부(122)가 형성된다. 제1 굴곡부(120)에 형성된 공간부(122)에는, 확산부(140)를 통해 유속이 느려진 상태의 물로부터 기포를 포집하게 된다.The upper section 100 includes a diffusion section 140 connecting the tunnel observation section 110 and the first bend section 120 and lowering the pressure and flow rate of water discharged from the tunnel observation section 110. The first bent portion 120 is also formed with a space portion 122 that is the same as the trapping space portion 321 formed in the body portion 320. The air bubbles are collected in the space portion 122 formed in the first bent portion 120 from the water in a state where the flow velocity is slowed through the diffusion portion 140.

제1 굴곡부(120), 제3 굴곡부(230) 및 제4 굴곡부(130)에는 각각 가이드 베인(123, 132, 231)이 형성된다. 가이드 베인(123, 132, 231)은 물이 제1 굴곡부(120), 제3 굴곡부(230) 및 제4 굴곡부(220)를 통과할 때 발생되는 진동 및 소음을 억제한다.Guide vanes 123, 132, and 231 are formed on the first bend section 120, the third bend section 230, and the fourth bend section 130, respectively. The guide vanes 123, 132, and 231 suppress vibration and noise generated when water passes through the first bend section 120, the third bend section 230, and the fourth bend section 220.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템은, 다음과 같이 작동된다. The high-speed flow control system and the transit cavitation generation system having the air collecting device of the embodiment of the present invention constructed as above operate as follows.

펌프(210)가 작동함에 따라, 외부의 물이 상부 구간(100), 하부구간(200) 및 공기 포집구간(300) 내부로 유입되고, 순환된다. As the pump 210 operates, external water flows into the upper section 100, the lower section 200, and the air trap section 300 and circulates.

터널 관측부(110)로 물이 유입됨에 따라, 터널 관측부(110)에 설치된 수중체와 물이 접촉하게 되고, 캐비테이션 효과에 의하여 수중체의 표면에 기포가 발생된다. As the water flows into the tunnel observing unit 110, the water in the tunnel observing unit 110 comes into contact with water, and bubbles are generated on the surface of the water body due to the cavitation effect.

이때, 실험자는, 터널 관측부(110)에 형성된 관찰창(미도시) 또는 카메라(112)를 활용하여 수중체의 표면 또는 표면 위에 발생되는 기포를 관찰하고, 터널 관측부(110)에 형성된 각종 계측기구를 활용하여 캐비테이션 발생 정도를 기록하게 된다. At this time, the experimenter observes the bubbles generated on the surface or the surface of the underwater body by using the observation window (not shown) or the camera 112 formed on the tunnel observation unit 110, And the degree of occurrence of cavitation is recorded using a measuring instrument.

종래에는, 물에 포함된 기포가 적정치 이상일 경우 좀더 정확히는, 수중체에서 발생되는 기포를 관찰하기 어려울 경우에, 물 순환 자체를 정지시키고, 기포가 적정치 이내로 줄어들 때 까지 기다릴 수밖에 없었다. Conventionally, when the bubbles contained in the water are more than the predetermined value, it is more difficult to observe the bubbles generated in the water body more precisely. Therefore, the water circulation itself has to be stopped and the bubbles have to wait until the bubbles are reduced to within the predetermined value.

그러나, 본 발명의 일실시예에서는, 공기 포집구간(300)으로 유입된 물이 유입확관부(310)로 유입됨으로써 적정 유속으로 감속되고, 적정 유속의 물이 몸체부(320)로 유입되고 그 유속이 유지되므로, 몸체부(320)에서 기포가 상승하여 물로부터 분리된다. However, in an embodiment of the present invention, the water flowing into the air trapping section 300 flows into the inflow and outflow tube portion 310 to be decelerated to an appropriate flow rate, and water at a proper flow rate flows into the body portion 320, Since the flow rate is maintained, the bubbles rise in the body portion 320 and are separated from the water.

또한, 몸체부(320)에 구비된 석션파이프(322)를 통해 물로부터 분리된 기포 즉, 공기가 외부로 배출되므로, 물속에 존재하는 기포가 제거된다.In addition, since the air bubbles separated from the water are discharged to the outside through the suction pipe 322 provided in the body part 320, the air bubbles present in the water are removed.

그러므로, 위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템은, 캐비테이션 시험 시간이 장기화 되더라도, 공기 포집구간(300)을 통해 물 속에 함유된 기포가 외부로 배출되므로, 정확한 캐비테이션 시험 결과를 얻을 수 있게 된다. Therefore, even if the cavitation test time is prolonged, it is possible to prevent the bubbles contained in the water from flowing through the air trapping section 300 to the high-speed flow control system of the embodiment of the present invention, So that accurate cavitation test results can be obtained.

또한, 공기 포집구간(300)으로 유입된 물의 유속이, 유입확관부(310)를 통해 감소되고 몸체부(320)에서 깊이에 따라 동일한 유속을 이루게 되므로, 터널 관측부(110)로 유입되는 물의 난류 형성이 최소화되는 효과가 있다.Since the flow velocity of the water flowing into the air trapping section 300 is reduced through the inflow and outflow tube portion 310 and the flow velocity is the same according to the depth in the body portion 320, The turbulence formation is minimized.

특히, 상부 구간(100) 및 하부 구간(200)에 물로 채워지지 않은 공간이 존재하여, 상부 구간(100) 및 하부 구간(200)에 유동하는 물속에 기포가 발생하더라도, 터널 관측부(110)로 유입되기 직전에, 공기 포집구간(300)을 통해 물속에 함유된 기포가 외부로 배출되므로, 터널 관측부(110)로 유입되는 물속에는 기포함유량이 최소화 될 것은 자명하다.Particularly, even if bubbles are generated in the water flowing in the upper section 100 and the lower section 200 due to the presence of the unfilled space in the upper section 100 and the lower section 200, The air bubbles contained in the water are discharged to the outside through the air collecting section 300 immediately before entering the tunnel observing section 110. Therefore, it is apparent that the air bubbles content in the water flowing into the tunnel observing section 110 is minimized.

그리고, 터널 관측부(110)에 구비된 공기분사용 파이프(111)를 통해서, 수중체에 의한 기포 발생 외에, 외부 요인에 의하여 발생된 기포가 수중체에 미치는 영향을 측정할 수 있게 된다. The influence of bubbles generated by external factors on the water body can be measured through the air distribution pipe 111 provided in the tunnel observation unit 110, in addition to bubble generation by the water body.

이상과 같이, 본 발명에 따른 고속유동 제어시스템 및 공기 포집장치를 구비한 초월 캐비테이션 생성 시스템을 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 있음은 물론이다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings and the embodiments disclosed herein. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- It is needless to say that various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

100: 상부 구간 110: 터널 관측부
111: 공기분사용 파이프 112: 카메라
120: 제1 굴곡부 130: 제4 굴곡부
140: 확산부 200: 하부구간
210: 펌프 220: 제2 굴곡부
230: 제3 굴곡부 300: 공기 포집구간
310: 유입확관부 311: 타공판
320: 몸체부 321: 포집공간부
322: 석션파이프 323: 허니컴부
330: 배출축관부100: upper section 110: tunnel observation section
111: air blowing pipe 112: camera
120: first bend 130: fourth bend
140: spreader 200: lower section
210: pump 220: second bend
230: third bend 300: air trapping section
310: inflow expanding part 311:
320: Body part 321: Collection space part
322: Suction pipe 323: Honeycomb part
330: exhaust shaft portion

Claims (10)

수중체의 초월 캐비테이션을 관측하기 위한 터널 관측부가 구비되며, 양측에 제4 굴곡부 및 제1 굴곡부가 구비된 상부 구간;
상기 제1 굴곡부와 연결된 제2 굴곡부 및 상기 제4 굴곡부와 연결된 제3 굴곡부가 구비되고, 외부에서 제공되는 물을 기 설정된 유속으로 상기 터널 관측부에 유입시키는 펌프가 구비된 하부구간; 및
상기 터널 관측부로 유입되는 물에 포함된 기포를 제거하도록 상기 상부 구간에 장착된 공기 포집구간을 포함하고,
상기 공기 포집구간은,
상기 제4 굴곡부의 너비방향 길이에 비하여 점차적으로 큰 너비방향 길이를 갖도록 상기 제4 굴곡부로부터 연장된 유입확관부;
상기 유입확관부의 가장 큰 너비방향 길이와 동일한 너비방향 길이를 갖으며 상기 유입확관부로부터 연장된 몸체부; 및
상기 몸체부의 너비방향 길이에 비하여 점차적으로 작은 너비방향 길이를 갖도록 상기 몸체부로부터 연장되고 상기 터널 관측부와 연결된 배출축관부;를 포함하며,
상기 유입확관부는,
상기 유입확관부의 길이방향 중심축과 수직을 이루도록 상기 유입확관부에 내장된 다수개의 타공판을 포함하고,
상기 몸체부는,
상기 몸체부의 외형을 형성하는 외측면부에 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 돌출형성된 포집공간부를 포함하며,
상기 포집공간부는,
상기 포집공간부를 진공으로 유지하도록 외부로부터 삽입된 석션파이프; 및
상기 포집공간부 내부에 구비되어 포집 기포를 계측하는 센서;를 포함하고,
상기 센서에 의한 측정치가 적정치 이상일 경우, 상기 석션파이프에 구비된 진공펌프가 작동되어 상기 포집공간부에 포집된 기포가 배출되는 초월 캐비테이션 생성 시스템.
An upper section provided with a tunnel observation section for observing transient cavitation of an aquatic body, and having a fourth bend section and a first bend section on both sides;
A lower section including a second bend section connected to the first bend section and a third bend section connected to the fourth bend section and having a pump for introducing externally supplied water into the tunnel observation section at a predetermined flow rate; And
And an air collecting section installed in the upper section to remove bubbles contained in water flowing into the tunnel observing section,
In the air trapping section,
An inflow expanding portion extending from the fourth bent portion so as to gradually have a larger width direction length than the width direction length of the fourth bent portion;
A body portion extending from the inflow and outflow tube portion and having a width direction length equal to the largest width direction length of the inflow and outflow tube portion; And
And a discharge shaft portion extending from the body portion and connected to the tunnel observing portion so as to gradually have a smaller width direction length than a width direction length of the body portion,
The inflow-
And a plurality of perforated plates embedded in the inflow-outflow tube portion so as to be perpendicular to a longitudinal central axis of the inflow-
The body portion
And a collecting space part protruding in a conical or polygonal shape on an outer side part forming an outer shape of the body part,
The trapping space section
A suction pipe inserted from the outside to keep the collecting space part under vacuum; And
And a sensor provided in the trapping space part to measure the trapped bubbles,
And a vacuum pump provided in the suction pipe is operated to discharge bubbles trapped in the trapping space portion when the measured value by the sensor is equal to or more than a predetermined value.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 몸체부는,
상기 몸체부로부터 상기 배출축관부로 유입되는 물의 유동을 균일하게 하는 허니컴부를 포함하는 초월 캐비테이션 생성 시스템.
The method according to claim 1,
The body portion
And a honeycomb unit that uniformizes the flow of water flowing from the body portion to the discharge shaft tube portion.
제6항에 있어서,
상기 허니컴부는, 상기 몸체부와 상기 배출축관부의 접합지점에 형성된 초월 캐비테이션 생성 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the honeycomb portion is formed at a junction point between the body portion and the discharge shaft portion.
제1항에 있어서,
상기 상부 구간은,
상기 터널 관측부와 상기 제1 굴곡부를 연결하고,
상기 터널 관측부로부터 배출된 물의 압력과 유속을 낮추는 확산부를 포함하는 초월 캐비테이션 생성 시스템.
The method according to claim 1,
The upper section,
Connecting the tunnel observing portion and the first bent portion,
And a diffusion unit for lowering a pressure and a flow rate of water discharged from the tunnel observing unit.
제1항에 있어서,
상기 수중체에 초월 캐비테이션 발생이 많아지도록 유도하는 공기분사용 파이프가 상기 터널 관측부에 구비된 초월 캐비테이션 생성 시스템.
The method according to claim 1,
And an air distribution pipe for inducing excessive generation of cavitation in the water body is provided in the tunnel observation unit.
제1항에 있어서,
프로펠러 또는 모형선에 발생된 캐비테이션을 촬영하는 카메라가 상기 터널 관측부에 구비된 초월 캐비테이션 생성 시스템.The method according to claim 1,
A camera for photographing cavitation generated on a propeller or a model line is provided in the tunnel observing unit.
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