KR101874362B1 - 도막 성능 평가 장치 - Google Patents

도막 성능 평가 장치 Download PDF

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KR101874362B1 KR1020170027160A KR20170027160A KR101874362B1 KR 101874362 B1 KR101874362 B1 KR 101874362B1 KR 1020170027160 A KR1020170027160 A KR 1020170027160A KR 20170027160 A KR20170027160 A KR 20170027160A KR 101874362 B1 KR101874362 B1 KR 101874362B1
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김승현
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Abstract

도막 성능 평가 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치는, 고온의 유체가 채워지는 고온부와, 고온부에 인접하고 저온의 유체가 채워지는 저온부를 포함하고, 방사형으로 배열되는 복수의 탱크 유닛; 및 이웃한 탱크 유닛 사이에 배치되는 절연 벽을 포함하고, 탱크 유닛은 도막이 형성된 시편이 설치되는 구획 벽에 의하여 고온 부와 저온부로 구획되며, 절연 벽은 이웃한 탱크 유닛 사이의 열전달을 차단시킨다.

Description

도막 성능 평가 장치 {APPARATUS FOR EVALUATING PAINTING LAYER}
본 발명은 도막 성능 평가 장치에 관한 것이다.
선박과 같이 해수의 영향을 받으면서 혹독한 환경에서 사용되는 해양 구조물은 금속판의 표면에 형성된 도막이 부식 등에 의한 손상이 발생되는 문제가 많다.
예를 들어, 선박의 밸러스트 탱크는 다른 탱크와 벽을 맞대고 인접 배치되는 경우가 많은데, 추운 지방이나 해수의 온도가 낮은 시기에 밸러스트 탱크 내로 차가운 해수가 주입되면, 그와 인접한 탱크에 저장되어 있던 유체와의 큰 온도 차이가 발생된다.
이 때, 밸러스트 탱크와 그 인접한 탱크에 저장된 유체 간 온도 차이에 의하여 고온 유체가 저온 유체 방향으로 이동하는 구동력이 발생되므로, 고온 측에 노출된 도막은 유체의 충돌과 침투 등으로 인해 도막이 부풀거나 들뜨는 등의 손상이 발생되는 문제가 있다.
이러한 문제를 분석하고 해결하기 위해서는 유체간 온도 차이에 의한 도막의 성능을 평가할 필요성이 있다.
본 발명의 일 실시예는 하나의 장치를 통해 다양한 조건에서 많은 수의 시편을 동시에 테스트 할 수 있는 도막 성능 평가 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고온의 유체가 채워지는 고온부와, 상기 고온부에 인접하고 저온의 유체가 채워지는 저온부를 포함하고, 방사형으로 배열되는 복수의 탱크 유닛; 및 이웃한 탱크 유닛 사이에 배치되는 절연 벽을 포함하고, 상기 탱크 유닛은 도막이 형성된 시편이 설치되는 구획 벽에 의하여 상기 고온 부와 상기 저온부로 구획되며, 상기 절연 벽은 이웃한 탱크 유닛 사이의 열전달을 차단시키는, 도막 성능 평가 장치가 제공된다.
상기 절연 벽은 서로 마주 보는 한 쌍의 판을 포함하고, 상기 한 쌍의 판 사이에는 빈 공간이 구비될 수 있다.
중심부에 배치되어 상기 복수의 탱크 유닛으로 상기 고온의 유체 및 상기 저온의 유체를 공급하는 제어부를 더 포함하고, 상기 복수의 탱크 유닛은 상기 제어부를 중심으로 방사형으로 배열될 수 있다.
상기 제어부는 상기 고온의 유체와 상기 저온의 유체의 온도를 상기 복수의 탱크 유닛에 대하여 각각 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 탱크 유닛과 배관 및 케이블로 연결될 수 있다.
상기 시편은 일면에 상기 도막이 형성되고, 상기 도막이 형성된 일면이 상기 고온부에 채워진 고온의 유체에 노출되도록 상기 구획 벽에 설치될 수 있다.
상기 구획 벽은 상기 고온부와 저온부가 연통되는 개구가 형성되며, 상기 시편은 상기 개구를 밀폐하도록 설치될 수 있다.
상기 구획 벽에는 복수 개의 시편이 설치될 수 있다.
상기 복수의 탱크 유닛의 각각은, 상기 고온부가 외측에 배치되고, 상기 저온부가 내측에 배치될 수 있다.
상기 복수의 탱크 유닛의 외주는 투명한 재질의 커버로 둘러싸일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 탱크 유닛을 방사형으로 배치함으로써, 장치의 공간 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 탱크 유닛 간의 열전달을 차단함으로써, 하나의 장치를 통해 많은 수의 시편을 동시에 테스트 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 방향의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치의 온도 조절부를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치는, 두 유체 간의 온도 차이에 의한 도막의 손상 상태를 테스트 하기 위한 장치이다. 이하, 도면을 참고로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 방향의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 장치(100)는 전체적으로 다각 기둥 형태로 이루어지며, 복수의 탱크 유닛(110) 및 이들 사이에 배치되는 절연 벽(130)을 포함한다.
다만, 본 발명의 도막 성능 장치(100)의 형태가 다각 기둥 형태에 한정되는 것은 아니며, 원기둥 형태로 이루어질 수도 있다. 뿐만 아니라, 360도로 둘러싸도록 복수의 탱크 유닛(110)이 배열되어 있는 형태라면 기둥 형태가 아니라도 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도막 성능 장치(100)의 중심부를 기준으로 복수의 탱크 유닛(110)이 방사형으로 배열될 수 있다. 전술하였듯이, 복수의 탱크 유닛(110)은 도막 성능 장치(100)의 외주부를 따라 360도로 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 이 때, 복수의 탱크 유닛(110)의 각각은 복수의 탱크 유닛(110) 사이에 배치되는 후술할 절연 벽(130)에 의하여 열전달이 차단되므로, 복수의 탱크 유닛(110) 각각의 공간에서 별개의 테스트를 수행할 수 있다. 또한, 복수의 탱크 유닛(110)이 도막 성능 평가 장치(100)의 외주부를 따라 방사형으로 배치됨으로써, 복수의 탱크 유닛(110) 각각의 외부에서 테스트 결과를 육안으로 용이하게 관찰할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 탱크 유닛(110)이 방사형으로 배열됨으로써, 작은 공간에서 많은 테스트를 동시에 수행할 수가 있다. 이하, 하나의 테스트가 수행될 수 있는 실험 공간이 되는 각각의 탱크 유닛(110)의 구성을 상세히 설명한다.
탱크 유닛(110)은 고온부(112)와 저온부(114)를 포함한다. 고온부(112)는 고온의 유체가 채워지는 공간이고, 저온부(114)는 저온의 유체가 채워지는 공간이다. 이 때, 고온부(112)와 저온부(114)는 인접 배치되므로, 두 공간에 채워진 유체 간의 온도 차이를 이용한 테스트를 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크 유닛(110)의 공간은 구획 벽(116)을 기준으로 일측이 고온부(112), 타측이 저온부(114)로 구획될 수 있다. 다시 말하자면, 도 2를 참조하면, 고온부(112)와 저온부(114)는 구획 벽(116)을 공유하면서 서로 마주 보게 배치될 수 있다. 이에 따라, 구획 벽(116)의 일면은 고온부(112)에 채워진 고온의 유체에 노출되고, 구획 벽(116)의 타면은 저온부(114)에 채워진 저온의 유체에 노출될 수 있다.
이 때, 구획 벽(116)에는 시편(S)이 설치될 수 있다. 여기서 시편(S)은 테스트할 도막(P)이 형성되어 있는 금속 조각일 수 있다. 예를 들어, 시편(S)은 선박의 선체를 이루는 금속판, 또는 탱크의 외관을 이루는 금속판일 수 있다. 도막(P)은 그 금속판의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 구획 벽(116)에는 개구(115)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 고온부(112)와 저온부(114)는 유체 연통될 수 있다.
이 때, 시편(S)은 개구(115)를 밀폐하도록 구획 벽(116)에 설치될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 시편(S)은 개구(115)를 밀폐하도록 위치되고, 고정 부재(118)에 의하여 구획 벽(116)의 개구(115) 측에 고정될 수 있다. 여기서 고정 부재(118)는 볼트, 클램프, 접착제 등 시편(S)을 구획 벽(116)에 고정할 수 있는 다양한 구성을 모두 포함하는 의미이다. 한편, 시편(S)과 구획 벽(116) 사이에는 밀봉을 위한 실링 부재(미도시)가 설치될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 구획 벽(116)의 개구(115)를 폐쇄하면서 고정되는 시편(S)의 일면에 도막(P)이 형성될 수 있으며, 이 때, 도막(P)은 고온부(112)를 향하도록 시편(S)이 설치될 수 있다. 이에 따라, 시편(S)의 도막(P)은 고온 유체에 노출되고, 시편(S)의 도막이 형성되지 않은 면은 저온 유체에 노출될 수 있으므로, 도막(P)이 고온 유체와 저온 유체 간의 온도 차이에 노출되는 환경을 실제와 유사하게 구현할 수 있다.
이러한 경우, 고온 유체와 저온 유체 간의 온도 차이에 의하여 고온 유체가 저온부(114) 방향으로 흐르는 구동력이 발생되므로, 고온 유체 측에 노출된 도막(P)에 손상이 발생될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 고온부(112)는 도막 성능 평가 장치(100)의 외주부에 배치되고, 저온부(114)는 도막 성능 평가 장치(100)의 중심부에 더 가깝게 배치될 수 있다, 이에 따라 고온 유체 측에 노출된 도막(P)의 손상 여부는 육안으로 관찰하기가 쉬워 진다.
이 때, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치(100)는 최외곽에 커버(190)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 커버(190)는 적어도 도막 성능 평가 장치(100)의 외주를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 육안으로 시편(S)의 도막(P) 상태를 확인할 수 있도록 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 도면에는 도막 성능 평가 장치(100)의 상단은 커버(190)가 구비되지 않고 개방된 형태로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도막 성능 평가 장치(100)의 상단도 커버(190)에 의해 덮혀질 수 있다.
도 3을 참조하면, 구획 벽(116)에는 복수의 시편(S)이 설치될 수 있다. 이에 따라 하나의 탱크 유닛(110)에서 복수의 시편(S)에 대한 테스트 결과를 비교할 수 있으므로, 테스트 결과의 신뢰성을 높일 수 있다. 도 3에는 3개의 시편(S)이 설치된 모습을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 시편(S)이 설치될 수도 있다.
전술하였듯이, 이상 설명한 탱크 유닛(110)의 경우, 복수 개로 구성되어 서로 인접하게 방사형으로 배열됨으로써, 공간 효율성을 높일 수 있다. 이 때, 인접한 탱크 유닛 사이에 절연 벽(130)이 배치됨으로써, 복수의 탱크 유닛(110) 각각에서 별개의 조건으로 동시에 테스트를 수행할 수 있다.
절연 벽(130)은 인접한 탱크 유닛(110) 간의 열전달을 방지하는데, 인접한 탱크 유닛(110) 간의 유체의 온도가 다를 때, 열전달이 일어나게 되면 각 탱크 유닛(110)에 채워진 유체의 온도가 변하게 되어 각 탱크 유닛(110)에서 실행되고 있는 도막 성능 테스트 결과의 신뢰성이 떨어지게 된다. 따라서, 절연 벽(130)의 열전단 차단 효과는 본 발명의 도막 성능 평가 장치(100)에서 중요한 구성이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 절연 벽(130)은 서로 인정한 탱크 유닛(110) 간의 열전달을 방지하기 위한 구성으로서, 서로 마주 보는 한 쌍의 판(132)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 쌍의 판(132) 사이에 빈 공간(134)이 형성된다. 즉, 한 쌍의 판(132)은 빈 공간(134)을 사이에 두고 서로 소정 거리 이격되어 배치된다. 이에 따라, 연전달 차단 효과를 극대화시킬 수 있다. 즉, 판(132)에서 열전달을 1차로 차단하고, 빈 공간(134)에서 열전달을 2차로 차단할 수 있다. 이 때, 한 쌍의 판(132)은 단열 성능이 좋은 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 한 쌍의 판(132)은 우레탄 폼, 폴리우레탄 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치(100)는, 전술한 복수의 탱크 유닛(110)은 유체의 공급, 공급되는 유체의 온도 등이 각각 제어될 수 있는데, 이를 위한 제어부(150)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어부(150)는 도막 성능 평가 장치(100)의 중심부에 배치될 수 있다. 이에 따라, 도막 성능 평가 장치(100)의 공간 활용도를 높일 수 있으며, 이 때, 복수의 탱크 유닛(110)은 제어부(150)를 중심으로 방사형으로 배열될 수 있다.
제어부(150)는 복수의 탱크 유닛(110) 각각으로 고온 및 저온의 유체를 공급하기 위한 유체 공급 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 물을 공급하기 위한 외부의 물 탱크와 연결되는 배관, 밸브 등을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 기체를 공급하기 위한 외부의 기체 탱크와 연결되는 배관, 밸브 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 제어부(150)에는 유체 공급에 필요한 다양한 설비가 포함될 수 있고, 유체 공급 수단뿐 만 아니라, 복수의 탱크 유닛(110) 각각에 채워진 유체를 배출시키기 위한 유체 배출 수단이 포함될 수도 있다.
또한, 제어부(150)는 복수의 탱크 유닛(110) 각각으로 공급되는 유체의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 수단, 예를 들어 전원 공급원, 케이블 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치(100)는, 전술한 제어부(150)와 복수의 탱크 유닛(110) 각각을 연결하는 온도 조절부(170)를 포함할 수 있다. 온도 조절부(170)는 복수의 탱크 유닛(110)의 하부에 배치됨으로써, 도막 성능 평가 장치(100)의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도막 성능 평가 장치의 온도 조절부를 개략적으로 도시한 도면이다.
온도 조절부(170)는 복수의 탱크 유닛(110)으로 공급되는 유체의 온도를 조절하는데 필요한 여러 설비와, 설비가 배치되는 공간을 포함하는 구성으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관(172)과 케이블(174)이 통과하고, 온도 조절 수단(175)을 포함할 수 있다.
배관(172) 및 케이블(174)은 제어부(150)와 복수의 탱크 유닛(110) 각각을 연결한다. 또한, 온도 조절 수단(175)은 케이블(174)을 통해 전원을 공급받고, 복수의 탱크 유닛(110)으로 공급되는 유체가 흐르는 배관(172)이 통과할 수 있다. 예를 들어, 온도 조절 수단(175)은 유체의 온도를 낮추거나 높일 수 있는 열교환 장치일 수 있으며, 냉매가 유통되는 배관이나, 유체를 가열하는 열선 등을 포함할 수 있다.
즉, 도 4를 참조하면, 배관(172)을 이용하여 제어부(150)에서 공급되는 유체를 복수의 탱크 유닛(110)으로 공급할 수 있다. 또한, 제어부(150)에서 공급되는 전원을 케이블(174)을 통해 온도 조절 수단(175)으로 전달함으로써, 온도 조절 수단(175)을 통과하여 복수의 탱크 유닛(110)으로 공급되는 유체의 온도를 조절할 수 있다. 전술한 온도 조절 수단(175)을 통해 복수의 탱크 유닛(110) 각각으로 공급되는 유체의 온도를 용이하게 제어할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 탱크 유닛(110)을 방사형으로 배치함으로써, 도막 성능 평가 장치(100)의 공간 효율성을 높일 수 있다.
또한, 복수의 탱크 유닛(110)의 인접한 탱크 유닛(110) 사이에 절연 벽(130)이 배치됨으로써, 인접한 탱크 유닛(110)간의 열전달을 차단할 수 있다. 이에 따라 하나의 장치를 통해 많은 수의 시편을 동시에 테스트 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 도막 성능 평가 장치 110 탱크 유닛
112 고온부 114 저온부
116 구획 벽 130 절연 벽
150 제어부 170 온도 조절부
190 커버 S 시편
P 도막

Claims (10)

  1. 고온의 유체가 채워지는 고온부와, 상기 고온부에 인접하고 저온의 유체가 채워지는 저온부를 포함하고, 방사형으로 배열되는 복수의 탱크 유닛;
    이웃한 탱크 유닛 사이에 배치되는 절연 벽; 및
    중심부에 배치되어 상기 복수의 탱크 유닛으로 상기 고온의 유체 및 상기 저온의 유체를 공급하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 탱크 유닛은 도막이 형성된 시편이 설치되는 구획 벽에 의하여 상기 고온부와 상기 저온부로 구획되며,
    상기 절연 벽은 이웃한 탱크 유닛 사이의 열전달을 차단시키며,
    상기 절연 벽은 서로 마주 보는 한 쌍의 판을 포함하고, 상기 한 쌍의 판 사이에는 빈 공간이 구비되며,
    상기 복수의 탱크 유닛은 상기 제어부를 중심으로 방사형으로 배열되는 도막 성능 평가 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 고온의 유체와 상기 저온의 유체의 온도를 상기 복수의 탱크 유닛에 대하여 각각 제어하는, 도막 성능 평가 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 탱크 유닛과 배관 및 케이블로 연결되는, 도막 성능 평가 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시편은 일면에 상기 도막이 형성되고,
    상기 도막이 형성된 일면이 상기 고온부에 채워진 고온의 유체에 노출되도록 상기 구획 벽에 설치되는, 도막 성능 평가 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구획 벽은 상기 고온부와 저온부가 연통되는 개구가 형성되며,
    상기 시편은 상기 개구를 밀폐하도록 설치되는, 도막 성능 평가 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구획 벽에는 복수 개의 시편이 설치되는, 도막 성능 평가 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 탱크 유닛의 각각은,
    상기 고온부가 외측에 배치되고, 상기 저온부가 내측에 배치되는, 도막 성능 평가 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 탱크 유닛의 외주는 투명한 재질의 커버로 둘러싸이는, 도막 성능 평가 장치.
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