KR101845963B1 - 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치 - Google Patents

유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치에 관한 것으로, 유체를 특정 속도로 내부 순환시키는 캐비테이션 터널에 구비된 관측부에 삽입되고, 관측부 천정에 고정되는 스트럿이 구비된 시험체와, 시험체에 탈착 가능하게 내장된 수중모터와, 수중모터에 직결되 시험체의 길이방향을 따라 연장되고, 시험체 단부로 돌출된 프로펠러 축계를 포함하며, 구동력이 발생되는 수중모터 및 프로펠러 축계가 기어를 사용하지 않고 직결됨에 따라, 진동 소음이 저감되고, 축정렬이 간편해 프로펠러 단독시험장치의 유지보수를 더 손쉽게 할 수 있는 효과가 있는, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치를 제공한다.

Description

유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치{MODULE-TYPE HIGH-CAPACITY PROPELLER TEST EQUIPMENT WITH GOOD MAINTENANCE AND NOISE CHARACTERISTICS}
본 발명은 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 진동 소음이 저감 되는, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치에 관한 것이다.
종래에는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같은, 프로펠러 단독시험장치가 대형 캐비테이션 터널에 삽입되, POW(PROFELLER OPEN-WATER TEST; 프로펠러 단독 시험)가 진행되었었다.
그러나, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같은 종래 프로펠러 단독시험장치는, 구동모터(2)가 시험체(1) 상부에 직립으로 설치되고, 구동모터(2)로부터 연장된 축(3)이 스트럿(4)을 관통해 시험체(1)까지 연결되는 구조였기 때문에, 구동모터(2)와 프로펠러(5)를 연결하는 축계(6)가 길고 복잡하였다.
이에 따라, 길고 복잡한 축계(6)의 진동 소음 특성을 감안해 축계(6)를 정렬(ALIGNMENT)하기가 어려웠고, 이에 따라 프로펠러 단독 시험장치 유지보수가 어려웠다.
특히, 스트럿(4)을 관통해 시험체(1)로 연장된 축(3)의 회전방향을 90도로 변경하기 위해서 시험체(1) 내부에 베벨기어(7)가 설치되었기에, 축(3) 및 베벨기어(7) 사이에서 마찰소음이 매우 크게 발생하였었다. 이에 따라, 시험체(1) 표면 및 프로펠러(5)에 물이 접촉함에 따라 발생되는 유동소음을 계측하기 어려웠다.
또한, 종래 프로펠러 단독시험장치는, 축(3)과 연결된 베벨기어(7)로부터 시험체(1) 길이방향을 따라 회전축(8)이 구비되고, 회전축(8) 단부에 동력계(9)가 연결되고, 동력계(9)에 프로펠러 축(10)이 연결되는 구조였다. 즉, 동력계(9)가 시험체(1) 내부에 일체형으로 조립되었었다.
이에 따라, 베벨기어(7), 동력계(9) 또는 축계(6) 등의 고장시 시험체(1)를 수리하기 매우 어려웠다.
특히, 베벨기어(7)는 윤활오일이 채워진 하우징(7-1)에 내장되어야 했으므로, 시험체(1) 내부 방수가 필수적으로 충족되어야만 하였다. 즉, 시험체(1) 전반에 걸쳐 방수성이 높아야만 하였다.
또한, 동력계(9))가 수분에 의해 비정상 작동되지 않도록 시험체(1)에 제습제가 내장되어야만 했었다. 시험체(1) 방수 정도 및 시험체(1) 내부 습도에 따라 제습제 및 윤활오일을 수시로 체크 및 보충해야만 했었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1402452호(2014.05.26.)
이에 상기와 같은 점을 감안해 발명된 본 발명의 목적은, 종래에 비해 진동 소음이 저감되고, 축정렬이 간편한, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치를 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치는, 유체를 특정 속도로 내부 순환시키는 캐비테이션 터널에 구비된 관측부에 삽입되고, 관측부 천정에 고정되는 스트럿이 구비된 시험체와, 시험체에 탈착 가능하게 내장된 수중모터와, 수중모터에 직결되 시험체의 길이방향을 따라 연장되고, 시험체 단부로 돌출된 프로펠러 축계를 포함한다.
또한, 시험체는, 시험체에 내장되고, 프로펠러 축계에 가해지는 토오크 및 추력을 측정하는 동력계 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 동력계 모듈은, 시험체에 분리 가능하게 장착되는 하우징과, 하우징에 내장된 계측장치를 포함하며, 계측장치가 방수되도록 하우징이 수밀용기일 수 있다.
또한, 시험체는, 수중모터가 거치되는 거치부와, 수중모터를 냉각시키도록 거치부 외측에 형성된 워터재킷을 포함할 수 있다.
또한, 스트럿은, 시험체 중심으로부터 상측으로 연장된 기둥몸체부와, 관측부 외부로부터 시험체 내부로 전선이 유입될 수 있도록 기둥몸체부 내부에 형성된 전선유입홀을 포함할 수 있다.
또한, 스트럿이, 관측부 천정에 위치된 설치구조물에 연결될 수 있다.
또한, 설치구조물은, 관측부의 폭방향과 수평을 이루는 힌지와, 힌지를 힌지의 길이방향 중심축을 기준으로 회전시키는 회전장치와, 힌지를 위치 고정시키는 고정장치를 포함할 수 있다.
또한, 스트럿이 힌지와 연결되고, 힌지가 회전됨에 따라, 시험체가 경사각을 형성할 수 있다.
또한, 설치구조물은, 시험체에 형성된 워터재킷에 냉각수를 순환시키는 냉각수펌프를 포함할 수 있다.
또한, 냉각수펌프는, 스트럿을 관통하는 냉각수관을 통해 워터재킷과 연결될 수 있다.
위와 같은 본 발명에 따르면, 구동력이 발생되는 수중모터 및 프로펠러 축계가 기어를 사용하지 않고 직결됨에 따라, 진동 소음이 저감되고, 축정렬이 간편해 프로펠러 단독시험장치 유지보수를 더 손쉽게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 수중모터로부터 프로펠러까지의 총 거리 즉, 프로펠러 축계의 길이가 짧으므로, 프로펠러 축계에서 발생되는 진동이 최소화되고, 프로펠러 축계가 진동함에 따라 발생되는 소음 또한 최소화된다.
이에 따라, 균일류 중 유동소음을 계측할 수 있다. 특히, 시험체의 경사각을 조절할 수 있으므로, 균일류 중 시험체 경사각 변화에 따른 유동소음을 계측할 수 있다.
또한, 수중모터 및 동력계 모듈이 시험체로부터 장착 및 탈착 가능한 모듈형태를 이루므로, 수중모터 또는 동력계 모듈 고장 시, 기보유중인 동일 수중모터 또는 동력계 모듈로 손쉽게 교체할 수 있다.
또한, 동력계 모듈이 방수구조를 이루므로, 시험체가 완전 방수될 필요가 없으므로, 시험체 제작이 수월하고, 방수 유지를 위한 시험체 체크가 불필요해진다.
또한, 시험체 내부 습도 조절이 불필요해지고. 제습제 등의 내장 약품이 불필요해진다.
도 1은 종래 프로펠러 단독시험장치의 예시도,
도 2는 종래 프로펠러 단독시험장치의 예시도,
도 3은 본 발명의 일실시예의 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치의 예시도,
도 4는 도 2의 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치가 대형 캐비테이션 터널에 설치된 상태의 예시도,
도 5는 도 2의 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치 작동상태 예시도이다.
이하 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치는, 유체를 특정 속도로 내부 순환시키는 캐비테이션 터널(T)에 구비된 관측부(O)에 삽입되고, 관측부(O) 천정에 고정되는 스트럿(110)이 구비된 시험체(100)와, 시험체(100)에 탈착 가능하게 내장된 수중모터(200)와, 수중모터(200)에 직결되 시험체(100)의 길이방향을 따라 연장되고, 시험체(100) 단부로 돌출된 프로펠러 축계(300)를 포함한다.
시험체(100)는, 시험체(100)에 내장되고, 프로펠러 축계(300)에 가해지는 토오크 및 추력을 측정하는 동력계 모듈(120)을 포함한다. 수중모터(200), 동력계 모듈(120) 및 프로펠러 축계(300)가 별도의 이음부재 없이 직결된다.
동력계 모듈(120)은, 시험체(100)에 분리 가능하게 장착되는 하우징(121)과, 하우징(121)에 내장된 계측장치(122)를 포함한다. 계측장치(122)가 방수되도록 하우징(121)이 수밀용기로 제작된다.
동력계 모듈(120)이 방수성을 갖도록 제작되며, 수중모터(200)가 적용되므로, 시험체(100)가 완전 방수될 필요가 없다. 이에 따라, 시험체(100) 제작이 수월하고, 방수 유지를 위한 시험체(100) 체크가 불필요해진다.
시험체(100)는, 내벽에 수중모터(200)가 거치되는 거치부(130)가 형성되어 수중모터(200)를 내장할 수 있고, 또한 거치부(130) 외측, 구체적으로 시험체(100)의 내벽과 수중모터(200) 사이에 워터재킷(140)이 형성되어 수중모터(200)를 냉각시킬 수 있다. 수중모터(200)는 거치부(130)에 장착 또는 탈착 가능한 모듈형태로 제작된다.
삭제
스트럿(110)은, 시험체(100) 중심으로부터 상측으로 연장된 기둥몸체부(111)와, 관측부(O) 외부로부터 시험체(100) 내부로 전선이 유입될 수 있도록 기둥몸체부(111) 내부에 형성된 전선유입홀(112)을 포함한다. 전선은 수중모터(200)에 전력을 인가하고, 동력계 모듈(120)로부터 계측신호를 수신한다.
스트럿(110)은, 관측부(O) 천정에 위치된 설치구조물(400)에 연결된다. 설치구조물(400)에는, 수중모터(200) 및 동력계 모듈(120)로 전력을 인가하며 수중모터(200) 및 동력계 모듈(120)의 작동을 제어하는 컨트롤유닛과, 동력계 모듈(120)로부터 계측신호를 수신하는 수신장치가 구비된다.
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또한, 설치구조물(400)은, 시험체(100)에 형성된 워터재킷(140)에 냉각수를 순환시키는 냉각수펌프(440)를 포함한다. 냉각수펌프(440)는, 스트럿(110)을 관통하는 냉각수관(441)을 통해 워터재킷(140)과 연결된다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 구현된다. 구동력이 발생되는 수중모터(200) 및 프로펠러 축계(300)가 기어를 사용하지 않고 직결됨에 따라, 진동 소음이 저감되고, 축정렬이 간편해 프로펠러 단독시험장치의 유지보수를 손쉽게 할 수 있다.
수중모터(200)로부터 프로펠러까지의 총 거리 즉, 프로펠러 축계(300)의 길이가 짧으므로, 프로펠러 축계(300)에서 발생되는 진동이 최소화되고, 프로펠러 축계(300)가 진동함에 따라 발생되는 소음 또한 최소화된다.
이에 따라, 균일류 중 유동소음을 계측할 수 있다. 특히, 시험체(100)의 경사각을 조절할 수 있으므로, 균일류 중 시험체(100) 경사각 변화에 따른 유동소음을 계측할 수 있다.
삭제
동력계 모듈(120)이 방수구조를 이루므로, 시험체(100)가 완전 방수될 필요가 없으므로, 시험체(100) 제작이 수월하고, 방수 유지를 위한 시험체(100) 체크가 불필요해진다.
특히, 시험체(100) 내부 습도 조절이 불필요해지고. 제습제 등의 내장 약품이 불필요해진다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치를 예시한 도면을 참고로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100: 시험체
110: 스트럿
111: 기둥몸체부
112: 전선유입홀
120: 동력계 모듈
121: 하우징
122: 계측장치
130: 거치부
140: 워터재킷
200: 수중모터
300: 프로펠러 축계
400: 설치구조물
410: 힌지
420: 회전장치
430: 고정장치
440: 냉각수펌프
441: 냉각수관
T: 캐비테이션 터널
O: 관측부

Claims (10)

  1. 유체를 특정 속도로 내부 순환시키는 캐비테이션 터널에 구비된 관측부에 삽입되고, 상기 관측부 천정에 고정되는 스트럿이 구비된 시험체;
    상기 시험체에 탈착 가능하게 내장된 수중모터;
    상기 수중모터에 직결되 상기 시험체의 길이방향을 따라 연장되고, 상기 시험체 단부로 돌출된 프로펠러 축계;를 포함하고,
    상기 시험체는,
    상기 시험체의 내벽에 형성되어 상기 수중모터가 거치되는 거치부;
    상기 수중모터를 냉각시키도록 상기 거치부 외측에 형성되되, 상기 시험체의 내벽과 상기 수중모터 사이에 형성되는 워터재킷;을 포함하는, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시험체는,
    상기 시험체에 내장되고, 상기 프로펠러 축계에 가해지는 토오크 및 추력을 측정하는 동력계 모듈을 포함하는, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력계 모듈은,
    상기 시험체에 분리 가능하게 장착되는 하우징;
    상기 하우징에 내장된 계측장치;를 포함하며,
    상기 계측장치가 방수되도록 상기 하우징이 수밀용기인, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스트럿은,
    상기 시험체 중심으로부터 상측으로 연장된 기둥몸체부;
    상기 관측부 외부로부터 상기 시험체 내부로 전선이 유입될 수 있도록 상기 기둥몸체부 내부에 형성된 전선유입홀;을 포함하는, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스트럿이,
    상기 관측부 천정에 위치된 설치구조물에 연결된, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 설치구조물은,
    상기 시험체에 형성된 워터재킷에 냉각수를 순환시키는 냉각수펌프를 포함하는, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각수펌프는,
    상기 스트럿을 관통하는 냉각수관을 통해 상기 워터재킷과 연결된, 유지보수 및 소음 특성이 우수한 모듈형 대용량 프로펠러 시험장치.
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