KR102356834B1 - 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치 - Google Patents

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KR102356834B1
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 루버의 블레이드에 발생하는 결빙 등의 현상을 방지하기 위하여 루버의 블레이드를 가열시키는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치는, 공기가 통과하는 개구부를 구비하는 루버본체; 개구부에 상하 방향을 따라 배치되도록 루버본체와 결합되고, 회전함으로써 개구부를 개방 또는 폐쇄시키는 블레이드; 블레이드의 일면에 형성되고, 블레이드에 열을 전달하는 가열케이블; 블레이드의 일면 상에 가열케이블을 둘러싸는 형상으로 형성되어 단열을 수행하고 탄성을 구비하는 단열부; 및 단열부를 둘러싸는 형상으로 형성되고 탄성을 구비하는 커버;를 포함한다.

Description

가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치 {LOUVER OF SHIPS WITH HEATING FUNCTION}
본 발명은 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 루버의 블레이드에 발생하는 결빙 등의 현상을 방지하기 위하여 루버의 블레이드를 가열시키는 기술에 관한 것이다.
선박에는 기관실, 장비 및 거주구 공간으로 신선한 공기를 제공하도록 통풍 및 환기를 수행할 수 있는 루버가 설치된다. 또한, 루버는 선체에 미리 결합되는 슈라우드에 결합되어 설치될 수 있으며, 혹은 선체에 직접 결합되어 설치될 수 있다. 이러한 루버는 길고 가는 평판을 수평이나 수직 또는 격자 모양으로 선박 개구부의 앞면에 설치하여 직사광선이나 빗물을 방지하면서 통풍, 환기를 수행한다.
그런데, 종래의 루버장치는 선박이 영하의 지역에서 운항하는 경우, 루버 표면에 결빙이 발생되는 문제점이 있다. 특히, 남극 또는 북극과 같이 극저온의 환경에서 운항하는 선박에 설치된 루버는, 루버에서 걸러지는 수분이 결빙되고, 결빙된 부분이 지속적으로 확대되어 루버를 폐쇄하게 됨으로써, 루버가 설치된 덕트 등이 환기의 기능을 수행하지 못하게 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0020743호(발명의 명칭: 안티 아이싱 루버)에서는, 내부에 공간부가 구비된 몸체부와, 상기 공간부에 설치되고, 일측면에 물막이부가 구비된 복수개의 블레이드로 이루어진 루버에 있어서, 상기 복수개의 블레이드의 일측면 소정 위치에는 높이방향을 따라 삽입부가 상기 물막이부의 일단과 연결되게 각각 형성되고, 상기 삽입부에는 발열케이블이 삽입되는 것을 특징으로 하는 안티 아이싱 루버가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0020743호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 루버의 블레이드에 발생하는 결빙 등의 현상을 방지하기 위하여 루버의 블레이드를 가열시키는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 공기가 통과하는 개구부를 구비하는 루버본체; 상기 개구부에 상하 방향을 따라 배치되도록 상기 루버본체와 결합되고, 회전함으로써 상기 개구부를 개방 또는 폐쇄시키는 블레이드; 상기 블레이드의 일면에 형성되고, 상기 블레이드에 열을 전달하는 가열케이블; 상기 블레이드의 일면 상에 상기 가열케이블을 둘러싸는 형상으로 형성되어 단열을 수행하고 탄성을 구비하는 단열부; 및 상기 단열부를 둘러싸는 형상으로 형성되고 탄성을 구비하는 커버;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 단열부의 허용 온도는 영하 50도씨 내지 영상 200도씨일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 외부로부터 전원을 공급받아 상기 가열케이블로 전류를 분배하는 전류분배부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블레이드의 회전각에 따라 상기 가열케이블로 공급되는 전류량이 가변할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블레이드에 복수 개의 가열케이블이 형성되고, 상기 블레이드의 회전각에 따라 상기 복수 개의 가열케이블 중 전류가 공급되는 가열케이블이 선택될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블레이드를 통과하는 공기의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 온도센서의 측정 온도에 따라 상기 가열케이블로 공급되는 전류량이 가변할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블레이드는, 직사각형의 판상 부재인 판재, 상기 판재의 일단으로부터 상기 블레이드 회전 방향으로 절곡되는 제1절곡부위, 및 상기 판재의 타단으로부터 상기 블레이드 회전 방향으로 절곡되는 제2절곡부위를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 커버의 양 측에서 상기 커버의 벽체를 관통하여 형성되고 상기 블레이드의 회전에 따라 상기 단열부 및 상기 커버 형상을 변형시키는 제1관통축과 제2관통축을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1관통축과 상기 제2관통축에 연결되고 상기 제1관통축과 상기 제2관통축을 당기는 와이어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블레이드와 결합하고 회전하여 상기 와이어를 선택적으로 권취하는 중심회전축을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 루버의 블레이드의 일면에 복수 개의 가열 케이블을 배치하여 블레이드에 열전달을 수행함으로써 루버에 발생되는 결빙 등의 현상을 방지할 수 있다는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드, 단열부 및 커버에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 블레이드, 단열부 및 커버에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부로 이용되는 소재별 물성을 정리한 표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부가 설치되지 않은 루버 장치에 대한 실험표이다.
도 9와 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부가 설치된 루버 장치에 대한 실험표이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 측면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 루버 장치의 확대도이다.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 루버 장치는, 공기가 통과하는 개구부를 구비하는 루버본체(310); 개구부에 상하 방향을 따라 배치되도록 루버본체(310)와 결합되고, 회전함으로써 개구부를 개방 또는 폐쇄시키는 블레이드(100); 블레이드(100)의 일면에 형성되고, 블레이드(100)에 열을 전달하는 가열케이블(210); 블레이드(100)의 일면 상에 가열케이블(210)을 둘러싸는 형상으로 형성되어 단열을 수행하고 탄성을 구비하는 단열부(220); 및 단열부(220)를 둘러싸는 형상으로 형성되고 탄성을 구비하는 커버(230);를 포함할 수 있다.
선박에서는 본 발명의 루버 장치가 외측에 배치되고, 선박의 내부를 향해 본 발명의 루버 장치, 수분 제거 장치 및 히터가 순차적으로 배치될 수 있다. 수분 제거 장치(Water separater)는 분 발명의 루버 장치를 통과한 공기로부터 수분을 제거할 수 있고, 히터(heater)는 수분 제거 장치를 통과한 공기를 가열시켜 선박의 엔진으로 유동하는 공기의 온도를 상승시킬 수 있다.
가열케이블(210)은 구리선, 니크롬선 등으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 통전에 의해 열을 발산하는 케이블은 모두 이용될 수 있다. 블레이드(100)에 복수 개의 가열케이블(210)이 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 루버 장치는, 외부로부터 전원을 공급받아 가열케이블(210)로 전류를 분배하는 전류분배부(320)를 더 포함할 수 있다. 전류분배부(320)에는 적어도 하나 이상의 가열케이블(210)이 연결되고, 각각의 가열케이블(210)은 분배라인(321)에 의해 전류분배부(320)와 연결될 수 있다. 또한, 전류분배부(320)에는 외부에서 전원을 공급하는 전원공급부와 연결되어 전류분배부(320)로 전원을 전달하는 메인라인(322)이 연결될 수 있다. 전류분배부(320)는 메인케이블로부터 전달받은 전류를 전류분배부(320)에 연결된 각각의 가열케이블(210)에 전달함과 동시에, 제어부로부터 제어신호를 전달 받아 각각의 가열케이블(210)로 전달되는 전류량을 제어할 수 있다.
그리고, 루버본체(310)의 개구부로 공기가 유입되는 쪽을 향하는 블레이드(100)의 일면을 블레이드(100)의 전면이라고 하고, 블레이드(100)의 전면에 대응되는 면을 블레이드(100)의 후면이라고 할 수 있다.
블레이드(100)의 전면은 루버본체(310)의 개구부로 유입되는 공기와 접촉하게 되고, 블레이드(100)의 후면에 설치된 가열케이블(210)이 블레이드(100)에 열을 전달하여 블레이드(100)를 가열시킴으로써, 블레이드(100)와 접촉되는 공기가 가열될 수 있고, 또한, 낮은 온도 또는 높은 습도의 해풍 등으로 인해 블레이드(100)의 표면에 형성된 얼음층, 성에, 고드름, 습기, 수분 등을 제거할 수 있다.
블레이드(100)의 후면에 형성되는 가열케이블(210)은 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 바람직하게는 2개 또는 3개의 가열케이블(210)이 형성될 수 있다. 가열케이블(210)이 1개 설치되는 경우에는 블레이드(100)에 대한 가열 효율이 저하될 수 있거, 가열케이블(210)이 3개 초과되어 설치되는 경우에는, 가열케이블(210)의 설치량 증가로 가열케이블(210) 설치 비용이 현저히 증가될 수 있다.
단열부(220)의 허용 온도는 영하 50도씨 내지 영상 200도씨(-50℃ ~ 200℃)일 수 있다. 선박은 남극 또는 북극의 극지방을 통과하는 경우가 빈번하고, 이와 같은 극지방을 선박이 통과하는 경우 최대 영하 50도씨까지 기온이 저하될 수 있으며, 또한, 가열케이블(210)의 온도가 200℃까지 증가될 수 있다. 상기와 같은 각각의 경우에도 단열부(220)는 내구성을 구비하여 손상되지 않고 가열케이블(210)의 주위에서 단열 기능을 구현할 수 있다. 그리고, 이를 위해 단열부(220)는, 고무발포재(NBR) 또는 비결정성 실리카(SiO2)를 포함하는 에어로젤(aerogel) 소재로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4와 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 루버 장치는, 커버(230)와 단열부(220)를 관통하여 커버(230)와 단열부(220)를 결합 고정시키는 체결부(270)를 더 포함할 수 있다. 체결부(270)는 수나사의 형상으로 형성될 수 있으며, 커버(230)의 관통구와 단열부(220)의 관통구 각각에 암나사산이 형성되어, 수나사가 커버(230)의 관통구와 단열부(220)의 관통부 각각에 나사결합됨으로써 커버(230)와 단열부(220)가 결합 고정될 수 있다. 그리고, 단열부(220)는 가열케이블(210)을 둘러싸면서 블레이드(100)의 후면에 접착되도록 형성되어 블레이드(100)에 고정될 수 있다.
블레이드(100)의 회전각에 따라 가열케이블(210)로 공급되는 전류량이 가변할 수 있다. 그리고, 블레이드(100)의 회전각에 따라 복수 개의 가열케이블(210) 중 전류가 공급되는 가열케이블(210)이 선택될 수 있다. 그리고, 블레이드(100)의 회전각을 측정하는 센서인 위치센서가 형성될 수 있다.
여기서, 루버본체(310)의 개구부를 폐쇄시키는 방향으로 블레이드(100)가 회전하는 경우 블레이드(100)의 회전각이 감소한다고 할 수 있고, 루버본체(310)의 개구부를 개방시키는 방향으로 블레이드(100)가 회전하는 경우 블레이드(100)의 회전각이 증가한다고 할 수 있다. 즉, 도 3 내지 도 5에서, 블레이드(100)가 반시계 방향으로 회전하는 경우 블레이드(100)의 회전각이 감소한다고 할 수 있고, 블레이드(100)가 시계 방향으로 회전하는 경우 블레이드(100)의 회전각이 증가한다고 할 수 있다. 이하, 동일하다.
블레이드(100)의 회전각이 감소하는 경우, 본 발명의 루버 장치를 통과하는 공기의 양이 감소하고, 이에 따라, 블레이드(100) 표면의 수분 또는 결빙의 양도 감소할 수 있으므로, 위치센서에 의해 블레이드(100)의 회전각이 감소한다고 측정된 신호가 제어부로 전달되면, 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 가열케이블(210)에 공급되는 전류량을 감소시켜 블레이드(100)의 온도를 감소시킬 수 있다. 또는, 상기와 같은 경우, 동일한 원리로 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 블레이드(100)에 결합된 복수 개의 가열케이블(210) 중 일부에만 전류가 공급되도록 할 수 있다.
그리고, 블레이드(100)의 회전각이 증가하는 경우, 본 발명의 루버 장치를 통과하는 공기의 양이 증가하고, 이에 따라, 블레이드(100) 표면의 수분 또는 결빙의 양도 증가할 수 있으므로, 위치센서에 의해 블레이드(100)의 회전각이 증가한다고 측정된 신호가 제어부로 전달되면, 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 가열케이블(210)에 공급되는 전류량을 증가시켜 블레이드(100)의 온도를 증가시킬 수 있다. 또는, 상기와 같은 경우, 동일한 원리로 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 블레이드(100)에 결합된 복수 개의 가열케이블(210) 중 전류가 공급되는 가열케이블(210)의 수를 증가시킬 수 있다.
상기와 같이, 블레이드(100)의 회전각 증감에 따라 가열케이블(210)에 공급되는 전류량이 가변되거나, 또는, 전류가 공급되는 가열케이블(210) 수가 선택되므로, 블레이드(100)의 가열을 위한 전류 소모량을 유동적으로 제어할 수 있어, 선박의 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 루버 장치는, 블레이드(100)를 통과하는 공기의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 온도센서의 측정 온도에 따라 가열케이블(210)로 공급되는 전류량이 가변할 수 있다. 온도센서는 블레이드(100)의 전면에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
블레이드(100) 전면의 온도가 증가하는 경우, 블레이드(100) 표면의 수분 또는 결빙의 양도 감소할 수 있으므로, 온도센서에 의해 블레이드(100) 전면의 온도가 증가한다고 측정된 신호가 제어부로 전달되면, 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 가열케이블(210)에 공급되는 전류량을 감소시켜 블레이드(100)의 온도를 감소시킬 수 있다. 또는, 상기와 같은 경우, 동일한 원리로 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 블레이드(100)에 결합된 복수 개의 가열케이블(210) 중 일부에만 전류가 공급되도록 할 수 있다.
그리고, 블레이드(100) 전면의 온도가 감소하는 경우, 블레이드(100) 표면의 수분 또는 결빙의 양도 증가할 수 있으므로, 온도센서에 의해 블레이드(100) 전면의 온도가 감소한다고 측정된 신호가 제어부로 전달되면, 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 가열케이블(210)에 공급되는 전류량을 증가시켜 블레이드(100)의 온도를 상승시킬 수 있다. 또는, 상기와 같은 경우, 동일한 원리로 제어부는 전원공급부와 전류분배부(320)로 제어신호를 전달하여 블레이드(100)에 결합된 복수 개의 가열케이블(210) 중 전류가 공급되는 가열케이블(210)의 수를 증가시킬 수 있다.
상기와 같이, 블레이드(100)의 전면의 온도 증감에 따라 가열케이블(210)에 공급되는 전류량이 가변되거나, 또는, 전류가 공급되는 가열케이블(210)의 수가 선택되므로, 블레이드(100)의 가열을 위한 전류 소모량을 유동적으로 제어할 수 있어, 선박의 에너지 효율을 증대시킬 수 있다.
블레이드(100)는, 직사각형의 판상 부재인 판재(110), 판재(110)의 일단으로부터 블레이드(100) 회전 방향으로 절곡되는 제1절곡부위(121), 및 판재(110)의 타단으로부터 블레이드(100) 회전 방향으로 절곡되는 제2절곡부위(122)를 구비할 수 있다. 그리고, 블레이드(100)의 회전각이 감소되도록 블레이드(100)가 회전하는 경우, 하나의 블레이드(100)의 제1절곡부위(121)와 하나의 블레이드(100)의 상방에 위치하는 다른 블레이드(100)의 제2절곡부위(122)가 맞닿게 되어 루버본체(310)의 개구부 폐쇄 효율이 증대될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블레이드(100), 단열부(220) 및 커버(230)에 대한 단면도이다. 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 루버 장치는, 커버(230)의 양 측에서 커버(230)의 벽체를 관통하여 형성되고 블레이드(100)의 회전에 따라 단열부(220) 및 커버(230) 형상을 변형시키는 제1관통축(241)과 제2관통축(242)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1관통축(241)과 제2관통축(242) 각각은 커버(230)의 양 측 모서리에 인접하게 형성될 수 있다. 제1관통축(241)과 제2관통축(242)은 바(bar)의 형상으로 형성될 수 있다.
복수 개의 제1관통축(241)은 샤프트인 제1샤프트와 연결되고, 복수 개의 제2관통축(242)은 샤프트인 제2샤프트와 연결될 수 있다. 그리고, 제1샤프트가 하방으로 이동하고 제2샤프트가 상방으로 이동하면 블레이드(100)의 회전각이 감소할 수 있고, 제1샤프트가 상방으로 이동하고 제2샤프트가 하방으로 이동하면 블레이드(100)의 회전각이 증가할 수 있다.
그리고, 본 발명의 루버 장치는, 제1관통축(241)과 제2관통축(242)에 연결되고 제1관통축(241)과 제2관통축(242)을 당기는 와이어(250)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 블레이드(100)와 결합하고 회전하여 와이어(250)를 선택적으로 권취하는 중심회전축(261)을 더 포함할 수 있다. 중심회전축(261)은 블레이드(100)의 길이 방향으로 연장되며 단면이 원형인 바(bar)의 형상일 수 있다. 여기서, 중심회전축(261)의 회전축은 블레이드(100)의 회전축과 동일하여 블레이드(100)가 회전하더라도 중심회전축(261)의 위치는 유지될 수 있다.
그리고, 와이어(250)의 일부위는 중심회전축(261)과 결합하고 중심회전축(261)의 회전에 따라 와이어(250)가 중심회전축(261)에 권취될 수 있다. 또한, 일단이 중심회전축(261)과 결합하고 타단이 블레이드(100)의 후면과 결합하는 중심지지대(262)를 더 포함할 수 있다. 중심회전축(261)은 모터와 연결되어 모터로부터 동력을 전달받고, 상기의 위치센서로부터 블레이드(100)의 회전각 변화에 대한 정보를 전달받는 제어부는, 블레이드(100)의 회전각이 감소하는 경우, 모터로 제어신호를 전달하여 중심회전축(261)이 회전함으로써 와이어(250)를 권취하여 와이어(250)가 제1관통축(241)과 제2관통축(242)을 당기도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 와이어(250)에 형성된 장력의 크기가 증가하고 제1관통축(241)과 제2관통축(242)이 중심회전축(261) 방향으로 힘을 받을 수 있다.
그리고, 제1관통축(241)과 제2관통축(242)에 가해지는 힘에 의해 탄성을 구비하는 커버(230)와 탄성을 구비하는 단열부(220) 각각의 모서리에 중심회전축(261) 방향으로 힘이 형성되어 커버(230)와 단열부(220) 각각의 양 측 모서리가 중심회전축(261)을 향해 이동하여 단열부(220)와 커버(230)의 형상이 변화하고 각각의 부피가 감소할 수 있다. 여기서, 와이어(250)는 복수 개 형성되어 중심회전축(261)의 길이 방향을 따라 복수 개의 와이어(250)가 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.
블레이드(100)의 회전각 감소 시 단열부(220)와 커버(230)의 형상이 변화되지 않으면, 하나의 블레이드(100)에 결합된 하나의 커버(230)에 하나의 블레이드(100) 하방에 설치된 다른 블레이드(100)의 제1절곡부위(121)가 걸려 블레이드(100)에 의한 루버본체(310) 개구부의 폐쇄가 용이하지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기와 같이 블레이드(100)의 회전각 감소 시 단열부(220)와 커버(230)의 형상이 변화되도록 하는 경우, 하나의 블레이드(100)의 하방에 설치된 다른 블레이드(100)의 제1절곡부위(121)가 하나의 블레이드(100)의 단열부(220)와 커버(230)에 접촉하는 현상을 방지할 수 있다.
이하, 각각의 실험 예에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 블레이드(100), 단열부(220) 및 커버(230)에 대한 단면도이다. 여기서, 도 6의 (a)는, 가열케이블(210)이 3개 설치된 사항을 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 가열케이블(210)이 2개 설치된 사항을 나타낸 것이다. 도 6에서, 블레이드(100)의 전면에는 1번 내지 8번의 총 8개 온도센서(#1~#8)가 형성될 수 있다. 또한, 표시되지는 않았으나, 9번 온도센서(#9)가 가열케이블(210)의 온도를 측정할 수 있다.
그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부(220)로 이용되는 소재별 물성을 정리한 표이다. 도 7에서, 실험에 이용되기 위해 단열부(220)를 형성하는 각각의 단열재에 대한 물성이 표시되어 있다. 여기서, Durkee Flex, Pyrogel XTE, Cryogel 각각은 종래기술에 의한 제품명을 의미할 수 있다. 여기서, 에어로젤인 Pyrogel XTE의 사용온도 범위가 가장 큰 것을 확인할 수 있다.
[실험 예 1]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 3개 설치하고 단열부(220)는 설치하지 않았으며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 5번 온도센서(#1~#5)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20KTV2-CT를 이용하였다.
[실험 예 2]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)는 설치하지 않았으며, 블레이드(100)의 전면에 6번 내지 8번 온도센서(#6~#8)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20KTV2-CT를 이용하였다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부(220)가 설치되지 않은 루버 장치에 대한 실험표이다. 도 8은 [실험 예 1] 및 [실험 예 2]에 관련된 표이다. 도 8에서 보는 바와 같이, 실험룸의 온도가 -5℃인 경우와 -40℃인 경우 모두에서, [실험 예 1]의 블레이드(100) 및 [실험 예 2]의 블레이드(100) 모두 블레이드(100)의 전면 온도가 실험룸의 온도 차이가 최대 8℃도 미만으로 형성되어, 가열케이블(210)에 의한 블레이드(100)의 가열 효율이 저하됨을 확인할 수 있다.
[실험 예 3]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 3개 설치하고 단열부(220)는 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 고무발포재(NBR, nitrile-butadiene rubber)를 이용하였다.
[실험 예 4]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 4번 내지 7번 온도센서(#4~#7)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT 를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 고무발포재(NBR, nitrile-butadiene rubber)를 이용하였다.
[실험 예 5]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 4번 내지 7번 온도센서(#4~#7)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT 를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보온용 에어로졸(Pyrogel XTE)를 이용하였다.
[실험 예 6]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 4번 내지 7번 온도센서(#4~#7)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT 를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보냉용 에어로졸(Cryogel Z)를 이용하였다.
[실험 예 7]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 1개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT 를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 고무발포재(NBR, nitrile-butadiene rubber)를 이용하였다.
[실험 예 8]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 1개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT 를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보온용 에어로졸(Pyrogel XTE)를 이용하였다.
[실험 예 9]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 1개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 미국 회사인 RAYCHEM에서 생산된 20QTVR2-CT 를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보냉용 에어로졸(Cryogel Z)를 이용하였다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부(220)가 설치된 루버 장치에 대한 실험표이다. 도 9는 [실험 예 3] 내지 [실험 예 9]에 관련된 표이다. 도 9에서 보는 바와 같이, [실험 예 3]에서는 실험룸의 온도가 -40℃인 경우, 블레이드(100)의 전면 최고 온도가 33.6℃로 형성되어 단열부(220)에 의해 블레이드(100)의 가열 효율이 증대됨을 확인할 수 있다.
또한, [실험 예 4] 에서는 실험룸의 온도가 -40℃인 경우, 블레이드(100)의 전면 최고 온도가 9℃로 형성되고, [실험 예 5]와 [실험 예 6]에서는 실험룸의 온도가 -50℃인 경우, 블레이드(100)의 전면 최고 온도가 각각 13.9℃와 11.2℃로 형성되어, 각각의 단열재 간 성능이 유사함을 확인할 수 있다.
또한, [실험 예 7]에서는 실험룸의 온도가 -30℃인 경우, 가열케이블(210)에 인접한 2번 온도센서의 온도만 14℃로 형성되고 2번 온도센서 양 측의 1번과 3번 온도센서에서는 각각 -2.6℃와 -5.7℃로 측정되어 1개의 가열케이블(210) 설치 시 블레이드(100) 가열 효율이 저하됨을 확인할 수 있다. [실험 예 8]과 [실험 예 9]에서도 실험 값은 다르나 동일한 결과를 도출할 수 있다.
[실험 예 10]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 1개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 한국 회사인 솔코파이로일렉에서 생산된 FBH602-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 고무발포재(NBR, nitrile-butadiene rubber)를 이용하였다.
[실험 예 11]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 1개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 한국 회사인 솔코파이로일렉에서 생산된 FBH602-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보온용 에어로졸(Pyrogel XTE)를 이용하였다.
[실험 예 12]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 1개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 1번 내지 3번 온도센서(#1~#3)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 한국 회사인 솔코파이로일렉에서 생산된 FBH602-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보냉용 에어로졸(Cryogel Z)를 이용하였다.
[실험 예 13]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 4번 내지 7번 온도센서(#4~#7)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 한국 회사인 솔코파이로일렉에서 생산된 FBH602-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 고무발포재(NBR, nitrile-butadiene rubber)를 이용하였다.
[실험 예 14]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 4번 내지 7번 온도센서(#4~#7)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 한국 회사인 솔코파이로일렉에서 생산된 FBH602-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보온용 에어로졸(Pyrogel XTE)를 이용하였다.
[실험 예 15]
스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성된 블레이드(100)의 후면에 가열케이블(210)을 2개 설치하고 단열부(220)를 설치하며, 블레이드(100)의 전면에 4번 내지 7번 온도센서(#4~#7)를 설치하였고, 가열케이블(210)에는 9번 온도센서(#9)를 설치하였다. 그리고, 블레이드(100)를 실험룸에 넣고, 실험룸 내에서 블레이드(100)를 통과하는 공기의 풍속을 3m/s로 설정하고, 실험룸의 온도(Room Temp.)를 가변시키면서 각각의 온도센서의 온도 변화를 관찰하였다. 여기서, 가열케이블(210)로써 한국 회사인 솔코파이로일렉에서 생산된 FBH602-CT를 이용하고, 단열부(220)의 단열재로 보냉용 에어로졸(Cryogel Z)를 이용하였다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단열부(220)가 설치된 루버 장치에 대한 실험표이다. 도 10은 [실험 예 10] 내지 [실험 예 15]에 관련된 표이다. 도 10에서 보는 바와 같이, [실험 예 10]에서는 실험룸의 온도가 -40℃인 경우, 가열케이블(210)에 인접한 2번 온도센서의 온도만 16℃로 형성되고 2번 온도센서 양 측의 1번과 3번 온도센서에서는 각각 2.3℃와 0.2℃로 측정되어 1개의 가열케이블(210) 설치 시 블레이드(100) 가열 효율이 저하됨을 확인할 수 있다. [실험 예 11]과 [실험 예 12]에서도 실험 값은 다르나 동일한 결과를 도출할 수 있다.
[실험 예 13] 에서는 실험룸의 온도가 -50℃인 경우, 블레이드(100)의 전면 최고 온도가 20.3℃로 형성되고, [실험 예 14]와 [실험 예 15]에서는 실험룸의 온도가 -50℃인 경우, 블레이드(100)의 전면 최고 온도가 각각 17.3℃와 17.9℃로 형성되어, 각각의 단열재 간 성능이 유사함을 확인할 수 있다.
그리고, [실험 예 4]와 [실험 예 13]의 실험 값 비교에서 보는 바와 같이, 가열 온도가 더 높은 가열케이블(210)(FBH602-CT, 최고 온도 80℃)을 이용하는 경우, 상대적으로 가열 온도가 더 낮은 가열케이블(210)(20QTVR2-CT, 최고 온도 80℃)을 이용하는 경우 보다 블레이드(100)의 가열 효율을 향상됨을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 블레이드
110 : 판재
121 : 제1절곡부위
122 : 제2절곡부위
210 : 가열케이블
220 : 단열부
230 : 커버
241 : 제1관통축
242 : 제2관통축
250 : 와이어
261 : 중심회전축
262 : 중심지지대
270 : 체결부
310 : 루버본체
320 : 전류분배부
321 : 분배라인
322 : 메인라인

Claims (10)

  1. 공기가 통과하는 개구부를 구비하는 루버본체;
    상기 개구부에 상하 방향을 따라 배치되도록 상기 루버본체와 결합되고, 회전함으로써 상기 개구부를 개방 또는 폐쇄시키는 블레이드;
    상기 블레이드의 일면에 형성되고, 상기 블레이드에 열을 전달하는 가열케이블;
    상기 블레이드의 일면 상에 상기 가열케이블을 둘러싸는 형상으로 형성되어 단열을 수행하고 탄성을 구비하는 단열부;
    상기 단열부를 둘러싸는 형상으로 형성되고 탄성을 구비하는 커버; 및
    상기 커버의 양 측에서 상기 커버의 벽체를 관통하여 형성되고 상기 블레이드의 회전에 따라 상기 단열부 및 상기 커버 형상을 변형시키는 제1관통축과 제2관통축을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단열부의 허용 온도는 영하 50도씨 내지 영상 200도씨인 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    외부로부터 전원을 공급받아 상기 가열케이블로 전류를 분배하는 전류분배부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드의 회전각에 따라 상기 가열케이블로 공급되는 전류량이 가변하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드에 복수 개의 가열케이블이 형성되고, 상기 블레이드의 회전각에 따라 상기 복수 개의 가열케이블 중 전류가 공급되는 가열케이블이 선택되는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드를 통과하는 공기의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 온도센서의 측정 온도에 따라 상기 가열케이블로 공급되는 전류량이 가변하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드는,
    직사각형의 판상 부재인 판재,
    상기 판재의 일단으로부터 상기 블레이드 회전 방향으로 절곡되는 제1절곡부위, 및
    상기 판재의 타단으로부터 상기 블레이드 회전 방향으로 절곡되는 제2절곡부위를 구비하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1관통축과 상기 제2관통축에 연결되고 상기 제1관통축과 상기 제2관통축을 당기는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 블레이드와 결합하고 회전하여 상기 와이어를 선택적으로 권취하는 중심회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 기능을 구비하는 선박용 루버 장치.
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