KR102373183B1 - A multi-panel point variable-slope open channel flow system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 관한 것이다. 본 발명에서 실험 수조(200)는 내부에 물이 수용되는 수용공간(210)이 형성되며, 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖도록 형성된다. 상기 실험 수조(200)의 타측에는 상기 실험 수조(200)의 타측을 선택적으로 차폐하는 테일 게이트(220)가 구비된다. 그리고 상기 실험 수조(200)의 타측에는 상기 실험 수조의 수위을 조절하는 테일 웨어(240)가 구비된다. 각각의 상기 실험 수조(200)의 하부에는 상기 실험 수조(200)의 길이방향으로 일정 간격 이격되게 복수 개의 가변 경사조절 어셈블리(300)가 설치된다. 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)는 상기 실험 수조(200)의 경사 각도를 가변시키는 역할을 한다. 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 동작은 컨트롤러에 의해 제어된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖도록 형성된 실험 수조가 가변 경사 조절 어셈블리에 의해 동시에 상향 또는 하향 경사지게 각도 조절될 수 있으므로, 수리실험 뿐만 아니라 유속계 검증도 할 수 있어, 비용 및 이에 따른 시간을 최소화 할 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to a multi-node variable slope open channel system. In the present invention, the experimental water tank 200 has a receiving space 210 in which water is accommodated therein, and is formed to have a predetermined length with a plurality of sections. A tailgate 220 for selectively shielding the other side of the experiment tank 200 is provided on the other side of the experiment tank 200 . In addition, on the other side of the experimental water tank 200, a tail wear 240 for adjusting the water level of the experiment water tank is provided. A plurality of variable inclination adjustment assemblies 300 are installed at a lower portion of each of the experiment tanks 200 to be spaced apart from each other at regular intervals in the longitudinal direction of the experiment tank 200 . The variable inclination adjustment assembly 300 serves to vary the inclination angle of the experiment tank 200 . The operation of the variable inclination adjustment assembly 300 is controlled by a controller. According to the present invention having such a configuration, since the experimental water tank formed to have a certain length made of a plurality of sections can be angled upwardly or downwardly by the variable inclination adjustment assembly at the same time, not only hydraulic experiments but also velocimetry verification can be performed. , cost and time can be minimized.
Description
본 발명은 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수 개의 경사조절장치가 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖는 실험 수조의 하부에 실험 수조의 길이방향으로 일정 간격으로 구비되어 경사 각도 조절을 용이하게 할 수 있는 것과 동시에, 실험 수조의 하류측을 차폐하여 수조 내에 정수면을 생성시킴으로써 유속계의 검정수로로도 사용할 수 있도록 구성되는 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-node variable inclination channel system, and more particularly, a plurality of inclination adjusting devices are provided at regular intervals in the longitudinal direction of the experiment tank at a predetermined interval in the longitudinal direction of the experiment tank at the lower part of the experiment tank having a predetermined length made up of a plurality of sections. It relates to a multi-node variable slope open channel system configured to be able to easily adjust the angle and to be used as a calibration channel for an anemometer by shielding the downstream side of the experimental water tank to create a still water surface in the water tank.
일반적으로 개수로 내 흐름 해석은 흐름의 자유 표면이 공간이나 시간에 따라 변할 뿐만 아니라 흐름의 수심, 유량, 수로경사 및 수면경사 등의 흐름 변수 간의 관련성 때문에 관수로 흐름 해석보다 훨씬 복잡하다.In general, open channel flow analysis is much more complex than irrigation channel flow analysis because of the relationship between flow parameters such as flow depth, flow rate, channel slope, and water surface slope, as well as the free surface of the flow varies with space and time.
따라서, 개수로 내 흐름 문제는 경험적이고 실험적인 방법으로 해결한다. 개수로의 흐름 이론은 하천공학, 관개배수학, 상하수도공학 등의 기초분야에 이용된다. 이와 같은 개수로에서 유속을 측정하여 유량을 구하고 여러 가지 상황에 따라 유속의 변화와 유량과의 관계에 대해 확인한다.Therefore, the flow problem in open channels is solved in an empirical and experimental way. The flow theory of open channels is used in basic fields such as river engineering, irrigation and drainage engineering, and water and sewage engineering. Measure the flow rate in such an open channel to find the flow rate, and check the relationship between the flow rate change and the flow rate according to various situations.
여기서, 유속(Flow velocity)란, 유체의 입자가 단위시간(dt) 내에 이동한 거리(S)를 말한다. 이러한 유속을 측정하는 방법에는 회전형 풍속계, 열선 유속계(Hot wire), 도플러 유속계(doppler velocimetry), 입자영상유속계(Particle image velocimetry) 등이 사용된다.Here, the flow velocity refers to the distance (S) that the particles of the fluid move within a unit time (dt). A rotational anemometer, a hot wire, a Doppler velocimetry, a particle image velocimetry, etc. are used as a method of measuring the flow velocity.
이와 같은 유속계를 이용한 유속자료의 취득은 유체가 유동하는 유로 중 원하는 위치에 측정부가 배치되도록 유속계를 거치한 후 시간변화에 따른 유속자료를 취득하여 3방향 별로 시간평균 유속자료를 산정하는 방식으로 이루어지는 것이 일반적이다.Acquisition of flow velocity data using such a velocity meter is performed by mounting the velocity meter so that the measuring unit is placed at a desired position among the flow passages in which the fluid flows, acquiring velocity data according to time change, and calculating the time average velocity data for each three directions. it is common
그러나 이와 같이 개수로에 유속계를 설치하여 유속자료를 반복하여 취득하는 과정에서 산출된 결과 값이 측정할 때마다 상이한 결과가 도출되는 경우가 발생될 수 있다. However, in the process of repeatedly acquiring flow velocity data by installing a velocity meter in the open channel as described above, there may be cases in which different results are derived each time the result value is measured.
이때, 유속계의 이상 여부, 즉, 계측 정확성을 검증하기 위해서는 유속계 검정(certification)이 가능한 검정수로가 구비된 전문 검증 기관에 맡겨야 하는 경우가 대부분이다. At this time, in most cases, in order to verify the abnormality of the velocity meter, that is, measurement accuracy, it is necessary to entrust it to a professional verification organization equipped with a verification channel capable of performing velocity meter certification.
하지만, 검정수로가 구비된 전문 검증 기관은 적을 뿐만 아니라, 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. However, there is a problem in that there are not only a few professional verification organizations equipped with a verification waterway, but also cost and time-consuming.
한편, 바닥의 경사 각도를 조절할 수 있는 개수로의 경우, 하나의 절점을 가지는 구조가 대부분으로, 이러한 구조는 개수로의 길이가 길 경우 개수로 자체의 강도와 무게가 증가하여야 하기에 적용에 어려움이 많다.On the other hand, in the case of an open channel that can adjust the angle of inclination of the floor, most of the structures have a single node, and this structure is difficult to apply because the strength and weight of the open channel itself must be increased when the length of the open channel is long. there are many
따라서, 경사를 가변하면서 유속을 계측할 수 있는 길이가 긴 개수로를 구축함과 동시에, 하류 측을 차폐하여 유속계의 검증을 할 수 있는 가변 경사 개수로 시스템이 요구된다. Therefore, there is a need for a variable inclination open channel system capable of measuring the flow velocity while varying the inclination, constructing a long channel, and at the same time shielding the downstream side to verify the flow rate meter.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 경사 각도를 가변하면서 유속을 계측할 수 있는 길이가 긴 개수로를 구축함과 동시에 하류 측을 차폐하여 유속계의 검증을 할 수 있도록 충분한 길이로 구성되는 다절점 가변 경사 개수로 시스템을 제공하는 것이다. The present invention was invented to improve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to construct a long channel that can measure the flow rate while varying the inclination angle, and at the same time shield the downstream side of the flow meter. It is to provide a system with a multi-node variable ramp number consisting of a length sufficient to enable verification.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and another technical problem not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 따르면, 상부가 개구되게 형성되고, 내부에 물이 수용되는 수용공간이 형성되며, 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖는 실험 수조; 상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 물의 흐름을 선택적으로 차폐하는 테일 게이트; 상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 상기 실험 수조의 수위을 조절하는 테일 웨어; 상기 실험 수조의 길이방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 상기 실험 수조의 경사 각도를 가변시키는 복수 개의 가변 경사조절 어셈블리; 및 상기 가변 경사조절 어셈블리의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to the multi-node variable incline channel system according to an embodiment of the present invention in order to achieve the above object, the upper part is formed to be open, the receiving space in which water is accommodated is formed, and it consists of a plurality of sections and has a predetermined length an experimental tank with a tailgate provided on either side of both sides of the experimental water tank to selectively block the flow of water; Tail wear provided on either side of either side of the experimental water tank to adjust the water level of the experiment water tank; a plurality of variable inclination adjustment assemblies installed to be spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction of the experiment tank to vary the inclination angle of the experiment tank; and a controller for controlling the operation of the variable inclination adjustment assembly.
상부가 개구되게 형성되고, 내부에 물이 수용되는 수용공간이 형성되며, 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖는 실험 수조; 상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 물의 흐름을 선택적으로 차폐하는 테일 게이트; 상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 상기 실험 수조의 수심을 조절하는 테일 웨어; 상기 실험 수조의 길이방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 상기 실험 수조의 경사 각도를 가변시키는 복수 개의 가변 경사조절 어셈블리; 상기 가변 경사조절 어셈블리의 동작을 제어하는 컨트롤러; 및 상기 실험 수조의 상부에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 상기 실험 수조의 길이방향을 따라 이동하며 유속을 측정하는 유속계가 구비되는 유속계 검증 대차; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.an experiment tank having an open upper portion, a receiving space accommodating water therein, and a plurality of sections having a predetermined length; a tailgate provided on either side of both sides of the experimental water tank to selectively block the flow of water; Tail wear provided on either side of either side of the experimental water tank to adjust the water depth of the experimental water tank; a plurality of variable inclination adjustment assemblies installed to be spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction of the experiment tank to vary the inclination angle of the experiment tank; a controller for controlling an operation of the variable inclination adjustment assembly; and a velocimeter verification bogie that is slidably installed on the upper part of the test tank, moves along the longitudinal direction of the test tank, and has a flow meter for measuring the flow rate. It is characterized in that it comprises a.
상기 가변 경사조절 어셈블리는, 상기 실험 수조의 하부에 위치되는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트의 양측과 상기 실험 수조의 하부 양측 사이에 연결되어, 상기 베이스 플레이트를 기준으로 상기 실험 수조의 높이를 조절하는 상하조절부재, 및 상기 상하조절부재와 연결되어 상기 상하조절부재에 동력을 전달하는 모터를 포함하여 구성되고, 상기 상하조절부재는 상기 실험 수조가 양측 중 어느 일측으로부터 타측을 향해 상향 또는 하향 경사지도록 일정 비율을 가지는 높이로 상기 실험 수조를 지지하는 것을 특징으로 한다.The variable inclination adjustment assembly is connected between both sides of a base plate positioned below the experimental water tank, both sides of the base plate and the lower side of the experiment water tank, and adjusts the height of the experiment water tank with respect to the base plate. It is configured to include a control member, and a motor connected to the vertical control member to transmit power to the vertical control member, and the vertical control member is constant so that the experimental water tank is inclined upward or downward from either side to the other side. It is characterized in that it supports the test tank at a height having a ratio.
상기 상하조절부재는, 상기 베이스 플레이트의 상부 양측에 각각 위치되는 실린더, 상기 실린더 내에 일측이 상하 이동 가능하게 설치되고, 타측이 상기 실험 수조의 양측에 각각 연결되는 스크류 잭, 및 상기 실린더의 사이 및 상기 모터에 연결되고, 상기 모터로부터 전달되는 동력을 상기 실린더의 양측에 전달하는 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The up-down adjustment member is a cylinder positioned on both upper sides of the base plate, one side of the cylinder is vertically movable, and the other side is connected to both sides of the experimental water tank, respectively, between the cylinders, and It is connected to the motor, characterized in that it is configured to include a connection member for transmitting the power transmitted from the motor to both sides of the cylinder.
상기 실험 수조의 하부에 힌지 결합되어 상기 상하조절부재의 동작에 따라 경사 가변되는 상기 실험 수조의 이동을 안내하는 힌지 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.It is hinged to the lower portion of the experiment tank and characterized in that it comprises a hinge assembly for guiding the movement of the experiment tank, the inclination is variable according to the operation of the upper and lower control member.
상기 힌지 어셈블리는, 상기 실험 수조의 하부에 상기 실험 수조의 길이방향과 직교되는 방향으로 구비되는 힌지 축, 일측에 상기 힌지 축이 삽입되는 힌지 공이 각각 형성되고, 타측이 바닥면을 향해 연장 형성되는 힌지 브래킷, 및 상기 실험 수조의 하부에 위치되고, 상기 힌지 브래킷의 타측이 상부에 고정되는 힌지 지지 받침대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The hinge assembly, a hinge shaft provided in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the experiment tank at a lower portion of the experiment tank, a hinge ball into which the hinge shaft is inserted on one side is respectively formed, and the other side is formed to extend toward the bottom surface It is located in the lower part of the hinge bracket, and the experimental water tank, characterized in that it is configured to include a hinge support pedestal to which the other side of the hinge bracket is fixed to the upper part.
상기 실험 수조의 상부에는 상기 실험 수조의 길이 방향으로 연장되는 이동 레일이 구비되는 것을 특징으로 한다.A moving rail extending in the longitudinal direction of the experiment tank is provided at an upper portion of the experiment tank.
상기 유속계 검증 대차는, 하부에 복수 개의 차륜이 설치되어 상기 이동 레일을 따라 주행하는 대차 본체, 일단이 상기 대차 본체의 전방에 연결되고, 타단이 상기 실험 수조의 수용공간을 향해 연장되게 형성되어 유속계와 결합되는 고정 지그, 상기 차륜에 동력을 전달하는 서보모터, 상기 서보모터로 전력을 공급하는 배터리, 및 상기 서보모터의 동작을 제어하는 동작 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The velocity meter verification bogie is a bogie body with a plurality of wheels installed at the bottom and running along the moving rail, one end connected to the front of the bogie main body, and the other end extending toward the receiving space of the experimental water tank. It characterized in that it comprises a fixed jig coupled to, a servomotor for transmitting power to the wheel, a battery for supplying power to the servomotor, and an operation controller for controlling the operation of the servomotor.
상기 대차 본체에 설치되고, 상기 서보모터의 원격 제어를 위한 제어신호를 외부 단말로부터 수신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 동작 컨트롤러는, 상기 통신부에서 수신된 제어신호를 받아 상기 서보모터를 제어함으로써 상기 차륜을 구동시키는 것을 특징으로 한다.It is installed on the body of the bogie, further comprising a communication unit for receiving a control signal for remote control of the servo motor from an external terminal, the operation controller, by receiving the control signal received from the communication unit to control the servo motor It is characterized in that it drives the wheel.
상기 대차 본체의 전방 및 후방에는 충격을 흡수하는 충격보호 쿠션이 구비되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the front and rear of the bogie body is provided with a shock protection cushion for absorbing shock.
상기 대차 본체의 양측 하부에는 상기 이동 레일의 하부를 따라 이동하며 상기 차륜의 주행을 보조하기 위한 보조바퀴가 구비되는 것을 특징으로 한다.Auxiliary wheels are provided at both lower portions of the bogie body to move along the lower portion of the moving rail and to assist the wheel in driving.
상기 테일 웨어는, 상기 실험 수조의 폭에 대응하는 간격으로 이격되어 설치되는 부채꼴 형상의 한 쌍의 가이드 판, 및 상기 가이드 판 사이에 구비되어 일측이 상기 실험 수조의 바닥면에 힌지 결합되고, 일측을 중심으로 타측이 회전되어 상기 실험 수조를 향해 이동하는 조절 판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The tailware is provided between a pair of fan-shaped guide plates installed spaced apart from each other at intervals corresponding to the width of the experimental water tank, and the guide plates, and one side is hinged to the bottom surface of the experiment water tank, and one side It is characterized in that it is configured to include a control plate that is rotated around the other side to move toward the experimental water tank.
상기 테일 웨어와 인접한 위치의 상기 실험 수조의 상부에는 상기 테일 웨어를 작동시키는 작동부가 구비되고, 상기 작동부는, 상기 실험 수조의 상부 양측에 각각 돌출되게 구비되는 지지대, 및 일단이 상기 가이드 판의 외주면 일측에 각각 연결되고, 타단이 상기 지지대에 회전 가능하게 결합되는 연결봉을 포함하여 구성되고, 상기 연결봉의 타단이 회전되는 것과 동시에, 상기 테일 웨어가 상기 조절 판의 일측을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 한다.An operation unit for operating the tailware is provided on an upper portion of the experiment water tank adjacent to the tail wear, and the operation unit includes supports provided to protrude from both sides of the upper portion of the experiment water bath, and one end of the guide plate is an outer circumferential surface. Each of the connecting rods connected to one side and the other end is rotatably coupled to the support, and at the same time the other end of the connecting rod is rotated, the tailwear is rotated around one side of the adjusting plate. do.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 따르면, 수리실험을 하는 경우 복수 개의 가변 경사조절 어셈블리에 의해 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖는 실험 수조 전체가 일측으로부터 타측을 향해 상향 또는 하향 경사지게 지지되고, 유속계 검증을 하는 경우 실험 수조가 수평선 상과 나란한 방향으로 위치될 수 있다. 따라서, 가변 경사조절 어셈블리에 의해 실험 수조의 경사조절이 용이하게 수행될 수 있어, 수리실험뿐만 아니라 유속계 검증도 할 수 있으므로, 비용 및 이에 따른 시간을 최소화할 수 있는 효과가 있다. According to the multi-node variable inclination channel system according to an embodiment of the present invention, when performing a hydraulic experiment, the entire experimental tank having a predetermined length is made up of a plurality of sections by a plurality of variable inclination adjustment assemblies and upward from one side to the other. Alternatively, it is supported in a downward slope, and when verifying the velocimeter, the test tank may be positioned in a direction parallel to the horizontal line. Therefore, since the inclination adjustment of the experimental water tank can be easily performed by the variable inclination adjustment assembly, not only the hydraulic experiment but also the velocity meter verification can be performed, there is an effect of minimizing the cost and the time accordingly.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 따르면, 가변 경사조절 어셈블리가 실험 수조의 하부에 구비되므로, 다절점 가변 경사 개수로 시스템이 차지하는 작업 공간을 최소화 할 수 있는 효과도 있다. And, according to the multi-node variable inclination channel system according to an embodiment of the present invention, since the variable inclination adjustment assembly is provided at the lower part of the experiment tank, it is possible to minimize the working space occupied by the multi-node variable inclination channel system. there is.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템에 따르면, 유속계가 구비된 유속계 검증 대차는 이동 단말 등을 통해 무선으로 제어할 수 있으므로, 작업자의 편의성 및 안전성이 향상되는 효과도 있다. In addition, according to the multi-node variable slope channel system according to an embodiment of the present invention, since the velocity meter verification truck equipped with the velocity meter can be controlled wirelessly through a mobile terminal, etc., the effect of improving the convenience and safety of the operator there is.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템의 일부 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 경사조절 어셈블리의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다절점 가변 경사 개수로 시스템의 동작 상태를 나타내는 동작상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 경사조절 어셈블리의 구성이 실제 적용된 상태를 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 힌지 어셈블리의 구성이 실제 적용된 상태를 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유속계 검증 대차의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a multi-node variable slope channel system according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view illustrating a partial configuration of a multi-node variable slope channel system according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating the configuration of a variable inclination adjustment assembly according to an embodiment of the present invention.
4 is an operation state diagram illustrating an operation state of a multi-node variable slope channel system according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing a state in which the configuration of the variable inclination adjustment assembly according to an embodiment of the present invention is actually applied.
6 is a photograph showing a state in which the configuration of the hinge assembly according to an embodiment of the present invention is actually applied.
7 is a schematic perspective view showing the configuration of the velocity meter verification bogie according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present invention without obscuring the gist of the present invention by omitting unnecessary description.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings. In addition, the size of each component does not fully reflect the actual size. In each figure, the same or corresponding elements are assigned the same reference numerals.
도 1에는 다절점 가변 경사 개수로 시스템의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 2에는 다절점 가변 경사 개수로 시스템의 일부 구성이 정면도로 도시되어 있다.1 is a perspective view showing the configuration of a multi-node variable slope open channel system, and FIG. 2 is a front view showing a partial configuration of the multi-node variable ramp channel system.
도 1에 도시된 바와 같이, 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)에는 실험 수조(200)가 구비된다. 상기 실험 수조(200)는 상부가 개방된 직사각형 상자 형태로 이루어질 수 있으며, 소정의 깊이를 가지는 수용공간(210)이 내부에 형성된다. As shown in FIG. 1 , the multi-node variable slope channel system 100 is equipped with an
본 실시예에서, 상기 실험 수조(200)는 복수 개로 구성되어 서로 연통될 수 있다. 그리고 상기 실험 수조(200)는 복수 개의 구간으로 이루어져 일정 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 실험 수조(200)의 길이는 10m 이상 50m 이하로 형성될 수 있다. 이는 상기 실험 수조(200)에서 유속계 검증을 하기 위해서는 충분한 길이를 확보해야 하기 때문이다. 상기 실험 수조(200)의 양측면 중 적어도 어느 일측면은 투명한 재질, 예를 들어, 투명 강화 플라스틱 재질 또는 유리 재질로 형성될 수 있다.In this embodiment, the
본 실시예에서, 상기 실험 수조(200)의 양측 중 어느 일측, 즉, 상기 수용공간(210)의 물이 외부로 배출되는 방향인 하류측에는 테일 게이트(230)가 상하 방향으로 슬라이딩 이동 및 탈부착 가능하게 구비된다. 상기 테일 게이트(230)는 상기 실험 수조(200)의 하류측을 선택적으로 차폐하는 역할을 한다. In this embodiment, on either side of both sides of the
즉, 상기 테일 게이트(220)가 상기 실험 수조(200)의 하류측을 차폐하게 되면, 상기 수용공간(210)의 물이 정류하게 되고, 상기 테일 게이트(230)가 상기 실험 수조(200)의 하류측을 개방하게 되면, 상기 수용공간(210)의 물이 아래에서 설명될 집수조(280)로 이동하게 된다. 이때, 상기 수용공간(210)의 물이 집수조(280)로 이동할 때 테일 웨어(240)의 높이를 조절하면, 상기 실험 수조(200) 내의 수위가 조절될 수 있다.That is, when the tailgate 220 shields the downstream side of the
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수용공간(210)에는 상기 실험 수조(200)의 길이방향을 따라 복수 개의 공간으로 구획되도록 적어도 하나 이상의 구획판(222)이 끼워져 결합될 수 있다. 이는 실험 상황에 따라 구획판(222)을 이용하여 상기 실험 수조(200)의 사용 길이를 조절할 수 있기 때문이다. As shown in FIG. 1 , at least one
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 실험 수조(200)의 양측 중 어느 일측, 즉, 상기 수용공간(210)의 물이 외부로 배출되는 방향인 하류측에는 상기 실험 수조(200)의 수위를 조절하는 테일 웨어(Tail Weir)(240)가 구비된다. On the other hand, as shown in FIG. 1, on either side of both sides of the
본 실시예에서, 상기 테일 웨어(240)는, 한 쌍의 가이드 판(242) 및 조절 판(244)으로 구성될 수 있다.In the present embodiment, the
상기 가이드 판(242)은 상기 실험 수조(200)의 폭에 대응하는 간격으로 이격되어 설치된다. 상기 가이드 판(242)은 부채꼴 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 가이드 판(242)은 상기 실험 수조(200)의 높이를 반지름으로 하여 90도의 중심각을 갖도록 형성될 수 있다. The
상기 조절 판(244)은 상기 가이드 판(242) 사이에 구비된다. 상기 조절 판(244)의 일측은 상기 실험 수조(200)의 바닥면에 힌지 결합된다. 이때, 상기 조절 판(244)은 일측을 중심으로 타측이 상기 가이드 판(242)과 함께 회전되어 상기 실험 수조(200)를 향해 이동하게 된다. 즉, 상기 조절 판(244)이 회전되는 각도에 따라 상기 실험 수조(200)의 수위가 조절될 수 있다.The adjusting
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 테일 웨어(240)와 인접한 위치의 상기 실험 수조(200)의 상부에는 상기 테일 웨어(240)를 작동시키는 작동부(250)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 작동부(250)는 지지대(251) 및 연결봉(252)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1 , an
상기 지지대(251)는 상기 실험 수조(200)의 상부 양측에 각각 돌출되게 구비될 수 있다. 상기 지지대(251)는 대략 판 형상으로 형성될 수 있다.The
상기 연결봉(252)은 대략 바(bar) 형상으로, 일단은 상기 가이드 판(242)의 외주면 일측에 각각 연결되고, 타단은 상기 지지대(251)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았지만, 상기 연결봉(252)의 타단에는 모터가 연결되어 모터의 구동력에 의해 상기 연결봉(252)이 회전될 수 있다. 따라서, 상기 연결봉(252)의 타단이 회전되는 것과 동시에, 상기 테일 웨어(240)가 상기 조절 판(244)의 일측을 중심으로 회전됨으로써, 상기 실험 수조(200)의 수위를 조절할 수 있다. The connecting
도 1에 도시된 바와 같이, 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)에는 웨어 수조(260)가 구비될 수 있다. 상기 웨어 수조(260)는 상기 실험 수조(200)의 일측과 연통되어 상기 실험 수조(200)의 일측으로 물을 흘려보내는 역할을 한다. As shown in FIG. 1 , the multi-node variable inclination channel system 100 may include a
본 실시예에서, 상기 웨어 수조(260) 내에는 적어도 하나 이상의 정류판(261)이 구비될 수 있다. 상기 정류판(261)은 상기 웨어 수조(260) 내에 유입 되는 물을 정류시키는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 정류판(261)은 복수 개의 관통공이 형성되는 판 형상으로 형성될 수 있다. In the present embodiment, at least one
상기 웨어 수조(260)의 전면에는 웨어판(Weir)(262)이 설치될 수 있다. 상기 웨어판(262)은 아래에서 설명될 정류조(270)로 유입되는 물의 유량을 웨어 공식을 이용하여 정확하게 정량적으로 측정하기 위하여 설치되는 것이다. A
본 실시예에서, 상기 웨어판(262)은 사각 웨어판이지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 여러 가지 상황에 따라 전폭 웨어판, 삼각 웨어판 등 어느 하나의 웨어판이 설치되도록 구성될 수 있다.In the present embodiment, the
그리고, 상기 실험 수조(200)의 일측에는 정류조(270)가 연결될 수 있다. 상기 정류조(270)의 일측은 상기 실험 수조(200)의 일측과 연통되고, 타측은 상기 웨어 수조(260)와 인접한 위치에 구비된다. 상기 정류조(270)는 상기 웨어 수조(260)로부터 상기 실험 수조(200)로 유입되는 물을 정류시키는 역할을 한다. 상기 정류조(270)는 상기 실험 수조(200)에 비하여 통상 폭이 넓게 형성되므로 단위 길이당 무게가 더 무겁다. 상기 정류조(270)는 상기 실험 수조(200)와 일체로 형성될 수도 있다. In addition, a
상기 정류조(270) 내에는 적어도 하나 이상의 정류판(272)이 구비될 수 있다. 상기 정류판(272)은 상기 정류조(270) 내에 유입 되는 물을 정류시키는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 정류판은 복수 개의 관통공이 형성되는 판 형상으로 형성될 수 있다. At least one
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 실험 수조(200)의 타측, 즉, 물이 배출되는 하류측에는 집수조(280)가 구비될 수 있다. 상기 집수조(280)는 상기 실험 수조(200)로부터 흘러내려 오는 물을 받아들이는 역할을 한다. 상기 집수조(280)에 받아들여진 물은 상기 웨어 수조(260)로 다시 공급될 수도 있다. As shown in FIG. 1 , a
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)에는 가변 경사조절 어셈블리(300)가 구비된다. 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)는 각각의 상기 실험 수조(200)의 하부에 상기 실험 수조(200)의 일측으로부터 타측을 향해 일정 간격 이격되게 설치된다. 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)는 상기 실험 수조(200)의 경사 각도를 가변시키는 역할을 한다. Meanwhile, as shown in FIGS. 1 and 2 , the multi-node variable inclination channel system 100 is provided with a variable
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)는 베이스 플레이트(310), 상하조절부재(320), 및 상기 상하조절부재(320)에 동력을 전달하는 모터(330)를 포함하여 구성될 수 있다. 2 and 3 , the variable
상기 베이스 플레이트(310)는 상기 실험 수조(200)의 하부에 위치된다. 상기 베이스 플레이트(310)는 대략 판 상으로, 상기 실험 수조(200)를 지지하는 역할을 한다. The
상기 상하조절부재(320)는 상기 베이스 플레이트(310)의 양측과 상기 실험 수조(200)의 하부 양측 사이에 연결된다. 상기 상하조절부재(320)는 상기 베이스 플레이트(310)를 기준으로 상기 실험 수조(200)의 높이를 조절하는 역할을 한다. 상기 상하조절부재(320)는 상기 실험 수조(200)가 일측으로부터 타측을 향해 상향 또는 하향 경사지도록 일정 비율을 가지는 높이로 상기 실험 수조(200)를 지지할 수 있다.The upper and
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상하조절부재(320)가 아래에서 설명될 힌지 축(410)을 중심으로, 1:2:3의 비율의 거리로 상기 실험 수조(200)의 일측으로부터 타측까지 배치되었을 때, 상기 상하조절부재(320)의 높이도 1:2:3의 일정한 비율로 높이가 점차 낮아지도록 동작되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 상하조절부재(320)는 동시에 작동되어 높이가 조절되는 것이 바람직하다. For example, as shown in FIG. 4 , the upper and
본 실시예에서, 복수 개의 상기 상하조절부재(320)는 컨트롤러에 의해 동시에 작동되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 상하조절부재(320)는 상기 힌지 어셈블리(400)의 설치 위치 및 실험 상황에 따라 개별 제어될 수도 있다. In this embodiment, the plurality of the upper and
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상하조절부재(320)는 실린더(322), 스크류 잭(324), 및 연결부재(326)로 구성될 수 있다. 2 and 3 , the
상기 실린더(322)는 상기 베이스 플레이트(310)의 상부 양측에 각각 위치된다. 상기 실린더(322)는 볼트 등에 의해 상기 베이스 플레이트(310)에 고정될 수 있다.The
상기 스크류 잭(324)의 일측은 상기 실린더(322) 내에 상하 이동 가능하게 설치되고, 타측은 상기 실험 수조(200)의 양측에 각각 연결된다. 본 실시예에서, 상기 스크류 잭(324)의 타측은 아래에서 설명될 힌지 축(410)에 결합된다.One side of the
상기 연결부재(326)는 상기 실린더(322) 사이를 연결하고, 그 중앙에는 상기 모터(330)가 연결된다. 즉, 상기 연결부재(326)는 상기 모터(330)로부터 전달되는 동력을 상기 실린더(322)에 전달하는 역할을 한다. The connecting
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상하조절부재(320)에는 지지 받침대(340)가 구비될 수 있다. 상기 지지 받침대(340)는 상기 베이스 플레이트(310)의 하부에 위치된다. 상기 지지 받침대(340)는 바닥면에 고정되어 상기 실험 수조(200) 및 베이스 플레이트(310)를 지지하는 역할을 한다. 2 and 3 , the
본 실시예에서, 상기 지지 받침대(340)의 표면적은 상기 베이스 플레이트(310)의 표면적보다 크게 형성될 수 있다. 이는 보다 상기 실험 수조(200)를 베이스 플레이트(310)를 안정적으로 지지하기 위함이다. 상기 지지 받침대(340)는 격자 모양으로 배치되는 복수 개의 철골(steel frame)로 구성될 수 있다. 그리고 상기 지지 받침대(340)의 상부에는 도 5에 도시된 바와 같이, 콘크리트가 타설될 수 있다. 이는 상기 지지 받침대(340)에 하중을 인가하는 것과 동시에 바닥면에 견고하게 고정되도록 하기 위함이다.In this embodiment, the surface area of the
한편, 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 상기 실험 수조(200)의 일측 하부에는 힌지 어셈블리(400)가 힌지 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 힌지 어셈블리(400)는 상기 정류조(270)와 인접한 상기 실험 수조(200)의 일측 하부에 위치된다. 이때, 상기 정류조(270)는 상기 힌지 어셈블리(400)를 중심으로 자유단인 상태이다. 상기 힌지 어셈블리(400)는 상기 상하조절부재(320)의 동작에 따라 경사 가변되는 상기 실험 수조(200)의 이동을 안내하는 역할을 한다.Meanwhile, as shown in FIG. 6 , a
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 상하조절부재(320)에 의해 상기 실험 수조(200)가 일측으로부터 타측을 향해 하향 경사지게 높이가 조절되면, 상기 힌지 어셈블리(400)를 중심으로 상기 정류조(270)와 연결된 실험 수조(200)의 일측이 상방으로 이동된다. For example, as shown in FIG. 4 , when the height of the
즉, 상기 실험 수조(200)의 경사가 가변되는 과정에서 상기 힌지 축(410)을 중심으로 자유단인 상기 정류조(270)와 연결된 실험 수조(200)가 용이하게 움직이므로, 상기 정류조(270) 또는 상기 실험 수조(200)가 휘거나 파손되는 것을 방지할 수 있고, 상기 상하조절부재(320)에 부가되는 하중을 경감시킬 수 있다.That is, since the
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 힌지 어셈블리(400)에는 힌지 축(410)이 구비된다. 상기 힌지 축(410)은 상기 실험 수조(200)의 양측 하부에 각각 구비될 수 있다. As shown in FIG. 6 , the
상기 힌지 어셈블리(400)에는 힌지 브래킷(420)이 구비된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 힌지 브래킷(420)의 일측에는 상기 힌지 축(410)이 삽입되는 힌지 공(422)이 각각 형성된다. 상기 힌지 브래킷(420)의 타측은 바닥면을 향해 연장 형성된다. The
상기 힌지 브래킷(420)은 힌지 지지 받침대(430)에 의해 지지될 수 있다. 상기 힌지 지지 받침대(430)는 상기 실험 수조(200)의 하부에 위치되고, 상기 힌지 브래킷(420)의 타측이 상부에 고정된다. 본 실시예에서, 힌지 지지 받침대(430)는 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 지지 받침대(340)와 동일하게 구성될 수 있는 것으로, 자세한 설명은 생략한다. The
한편, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 실험 수조(200)의 상부에는 이동 레일(500)이 구비된다. 상기 이동 레일(500)은 상기 실험 수조의 길이방향으로 연장되어 구비된다. 상기 이동 레일(500)은 아래에서 설명될 유속계 검증 대차(600)가 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 즉, 상기 이동 레일(500)의 길이 방향을 따라 유속계 검증 대차(600)가 슬라이딩 이동하게 된다. Meanwhile, as shown in FIGS. 1 and 7 , a moving
도시되지는 않았지만, 상기 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)에는 컨트롤러가 구비된다. 상기 컨트롤러는 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 동작을 제어하는 역할을 한다. 즉, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 높이가 가변됨으로써, 상기 실험 수조(200)의 경사 각도가 가변되는 것이다. 상기 컨트롤러는 컴퓨터와 같은 저장장치에 저장된 프로그램을 따라 명령을 수행한다. Although not shown, the multi-node variable slope channel system 100 is provided with a controller. The controller serves to control the operation of the variable
한편, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)에는 유속계 검증 대차(600)가 구비된다. 상기 유속계 검증 대차(600)는 상기 이동 레일(500)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 7 , the multi-node variable inclination channel system 100 is provided with a velocity
본 실시예에서, 상기 유속계 검증 대차(600)의 골격은 대차 본체(610)에 의해 형성될 수 있다. 상기 대차 본체(610)는 대략 판 형상으로 형성된다. 상기 대차 본체(610)의 하부에는 복수 개의 차륜(612)이 회전 가능하게 설치된다. 따라서 상기 대차 본체(610)가 상기 이동 레일(500)을 따라 주행, 즉, 슬라이딩 이동할 수 있다. In this embodiment, the skeleton of the velocity
상기 대차 본체(610)의 양측 하부에는 보조바퀴(613)가 구비될 수 있다. 상기 보조바퀴(613)는 상기 이동 레일(500)의 하부를 따라 이동하며 상기 차륜(612)의 주행을 보조한다. 이와 동시에, 상기 보조바퀴(613)는 상기 대차 본체(610)가 상기 이동 레일(500)로부터 외력에 의해 임의로 벗어나는 것을 방지하는 역할도 한다.
상기 차륜(612)의 사이는 구동축(614)에 의해 연결된다. 상기 구동축(614)은 아래에서 설명될 동력전달 어셈블리(640)로부터 동력을 전달받아 상기 차륜(612)을 구동시키는 역할을 한다. A
본 실시예에서, 상기 대차 본체(610)의 전방 및 후방에는 충격보호 쿠션(616)이 구비될 수 있다. 상기 충격보호 쿠션(616)은 상기 대차 본체(610)가 구획벽 또는 실험 수조(200)의 양측벽 등에 부딪치는 경우 충격을 흡수하기 위한 것이다. 상기 충격보호 쿠션(616)은 고무, 실리콘 등 탄성력을 가지는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.In this embodiment, an
상기 대차 본체(610)에는 고정 지그(620)가 구비될 수 있다. 상기 고정 지그(620)의 일단은 상기 대차 본체(610)에 연결되고, 타단은 상기 실험 수조(200)의 수용공간(210)을 향해 연장 형성될 수 있다. 상기 고정 지그(620)는 유속계(FV)와 같은 각종 측정기기들이 장착되는 부분이다. 상기 고정 지그(620)의 타단은 대략 집게 형상으로, 유속계(FV)와 같은 각종 측정기기들이 파지될 수 있다. 또한, 상기 고정 지그(620)의 타단에 측정기기들이 파지된 상태에서 볼트(미도시) 등에 의해 체결되어 견고하게 고정될 수도 있다. A fixing
상기 유속계 검증 대차(600)에는 상기 실험 수조(200)의 길이방향을 따라 이동하며 유속을 측정하는 유속계(FV)가 구비된다. 상기 유속계(FV)는 상기 고정 지그(620)의 타단에 파지되어 고정될 수 있다. The velocity
본 실시예에서 구비되는 유속계(FV)는 도플러 유속계일 수 있다. 상기 도플러 유속계는 도플러 효과를 사용하여 유체의 유속을 측정하는 장치로, 개수로 수리실험 등에 주로 사용된다. 상기 도플러 유속계는 초음파 등을 이용하여 유체의 3차원 순간유속자료를 실시간으로 취득할 수 있는 장점이 있다. The velocimeter FV provided in this embodiment may be a Doppler velocimeter. The Doppler anemometer is a device for measuring the flow velocity of a fluid using the Doppler effect, and is mainly used in open channel repair experiments. The Doppler anemometer has an advantage in that it is possible to acquire three-dimensional instantaneous flow velocity data of a fluid in real time using ultrasound or the like.
그리고 도플러 유속계의 정확도는 기술에 발전에 따라 더욱 향상되고 있으며, 최근에는 취득빈도가 최대 200Hz, 즉, 초당 200개의 유속자료를 취득할 수 있는 제품이 이용되고 있다. 이에 따라 0.005초당 1개의 유속자료를 취득할 수 있으므로, 인공개수로 흐름에서 발생될 수 있는 다양한 유속범위에 대부분 적용이 가능하다.And the accuracy of the Doppler anemometer is further improved with the development of technology, and recently, a product with a maximum acquisition frequency of 200 Hz, that is, 200 flow velocity data per second is being used. As a result, one flow velocity data can be acquired per 0.005 sec, so it can be mostly applied to various flow velocity ranges that can occur in the flow of the artificial open channel.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 대차 본체(610)의 상부에는 서보모터(630)가 구비될 수 있다. 상기 서보모터(630)는 상기 차륜(612)이 상기 이동 레일(500)을 따라 이동 가능하도록 구동력을 전달하는 역할을 한다. 상기 서보모터(630)는 동작 컨트롤러(670)에 의해 제어된다. 상기 서보모터(630)는 동작 컨트롤러(670)의 제어에 의해 정확한 위치와 속도를 추종할 수 있다. As shown in FIG. 7 , a
특히, 서보모터(630)는 저속에서도 일정한 토크 값이 유지되는 장점이 있다. 따라서, 작업자가 원하는 속도에 따라 서보모터(630)를 이용하여 상기 유속계 검증 대차(600)의 이동 속도를 정확하게 가변시킬 수 있으므로, 유속계의 검증을 하는 과정에서 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In particular, the
본 실시예에서, 상기 구동축(614)과 상기 서보모터(630) 사이에는 동력전달 어셈블리(640)가 연결된다. 상기 동력전달 어셈블리(640)는 상기 구동축(614)의 중심과 상기 서보모터(630)에 각각 설치되는 회전 풀리(641) 및 상기 회전 풀리(641)의 외면을 감싸 구비되는 구동 밸트(643)로 구성될 수 있다. 상기 구동 밸트(643)는 상기 서보모터(630)의 회전력을 상기 구동축(614)에 전달되도록 상기 서보모터(630)와 상기 구동축(614)을 연결하는 역할을 한다. 따라서, 상기 서보모터(630)의 회전에 따라 상기 구동축(614)이 동일한 속도로 회전될 수 있다. In this embodiment, a power transmission assembly 640 is connected between the
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 대차 본체(610)에는 배터리(650)가 구비될 수 있다. 상기 배터리(650)는 상기 서보모터(630)로 전력을 공급하는 역할을 한다. As shown in FIG. 7 , a
본 실시예에서, 상기 대차 본체(610)에는 통신부(660)가 설치된다. 상기 통신부(660)는 상기 차륜(612)의 원격 제어를 위한 제어신호를 외부 단말(T)로부터 수신하는 역할을 한다. In this embodiment, the
여기서 외부 단말(T)이란 상기 통신부(660)로 상기 차륜(612)의 원격 제어를 위한 제어신호를 송신할 수 있는 앱이 설치된 단말기로써, 태블릿 PC(tablet PC), 슬레이트 PC(slate PC), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및 스마트폰(smartphone) 등이 해당될 수 있다.Here, the external terminal T is a terminal in which an app capable of transmitting a control signal for remote control of the
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 대차 본체(610)의 상부에는 동작 컨트롤러(670)가 구비될 수 있다. 상기 동작 컨트롤러(670)는 상기 서보모터(630)의 동작을 제어하는 역할을 한다. 즉, 상기 동작 컨트롤러(670)는 상기 통신부(660)로부터 수신된 제어신호를 분석하여 상기 서보모터(630)를 제어함으로써 상기 차륜(612)을 구동시키는 역할을 한다.7 , an
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 대차 본체(610)의 일측에는 근접 스위치(680)가 구비될 수 있다. 상기 근접 스위치(680)는 상기 대차 본체(610)의 이동 과정에서 상기 대차 본체(610)와 일정 거리 이상 가까워지는 물체, 예를 들어, 상기 실험 수조(200)의 타측에 구비되는 지지대(251) 등을 감지하여, 물체와 갑자기 충돌하는 것을 방지하기 위함이다. 본 실시예에서, 상기 근접 스위치(680)는 거리센서(distant sensor) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 근접 스위치(680)로부터 감지된 거리 값은 상기 동작 컨트롤러(670)로 전송될 수 있다. 이때, 상기 동작 컨트롤러(670)는 기설정값과 상기 거리 값을 비교했을 때 상기 거리 값이 기설정값 이상일 경우 경고음 등과 함께 상기 유속계 검증 대차(60)의 속도를 제어할 수 있다.As shown in FIG. 7 , a
다음으로, 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)의 동작 과정을 설명한다.Next, an operation process of the multi-node variable inclination channel system 100 will be described.
먼저, 흐름의 수심, 유량, 수로경사 및 수면경사 등의 흐름 변수를 가정하여 수리실험을 하기 위해서는 상기 실험 수조(200)의 경사각을 조절해야 한다. First, it is necessary to adjust the inclination angle of the
이를 위해 작업자는 컨트롤러를 통해 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 높이를 조절한다. To this end, the operator adjusts the height of the variable
이때, 복수 개의 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 상하조절부재(320)가 동시에 작동함으로써, 일정 비율로 상기 실험 수조(200)가 일측으로부터 타측을 향해 하향 경사지도록 일정 비율을 가지는 높이로 상기 실험 수조(200)를 지지한다.At this time, as the up and down
이와 동시에 상기 정류조(270)는 상기 힌지 어셈블리(400)의 힌지 축(410)을 중심으로 상기 실험 수조(200)와 함께 회전된다. 따라서, 상기 상하조절부재(320)에 부가되는 하중을 경감시킬 수 있으므로 상기 실험 수조(200)의 경사조절을 용이하게 할 수 있다.At the same time, the
이와 같은 상태에서, 작업자는 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)를 통해 상기 실험 수조(200)의 경사 각도를 자유롭게 조절할 수 있으므로, 수리실험을 용이하게 수행할 수 있게 된다. In this state, the operator can freely adjust the inclination angle of the
다음으로, 다절점 가변 경사 개수로 시스템(100)을 이용하여 유속계(FV)를 검증하는 과정을 설명한다.Next, a process for verifying the velocity meter (FV) using the multi-node variable slope channel system 100 will be described.
먼저, 작업자는 컨트롤러를 통해 상기 가변 경사조절 어셈블리(300)의 상하조절부재(320)의 높이를 조절한다. 이는, 유속계(FV)를 검증하기 위해서는 상기 이동 레일(500)이 수평 방향으로 위치해야 하기 때문이다. First, the operator adjusts the height of the
다음으로, 상기 테일 게이트(230)를 설치한 후 상기 수용공간(210) 내에 일정 수위만큼 물을 채운다. 이와 같은 상태에서, 작업자는 상기 유속계 검증 대차(600)를 상기 실험 수조(200)의 이동 레일(500) 상부에 거치시킨 후, 이동 단말(T)을 통해 상기 유속계 검증 대차(600)를 작동시킨다. Next, after the
이때, 유속계(FV)가 설치된 유속계 검증 대차(600)의 속도와 유속계(FV)로부터 감지된 감지속도가 일치해야 유속계의 이상 여부를 파악할 수 있다. At this time, the speed of the velocity
이와 같이, 상기 유속계 검증 대차(600)를 무선으로 제어할 수 있으므로, 작업자의 편의성 및 안전성이 향상될 수 있다.In this way, since it is possible to control the
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, in the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms are used, these are only used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and help the understanding of the present invention, It is not intended to limit the scope of the invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
100: 다절점 가변 경사 개수로 시스템
200: 실험 수조 210: 수용공간
222: 구획판
230: 테일 게이트 240: 테일 웨어
242: 가이드 판 244: 조절 판
250: 작동부 251: 지지대
252: 연결봉
260: 웨어 수조 261: 정류판
262: 웨어판
270: 정류조
280: 집수조
300: 가변 경사조절 어셈블리 310: 베이스 플레이트
320: 상하조절부재 322: 실린더
324: 스크류 잭 326: 연결부재
330: 모터 340: 지지 받침대
400: 힌지 어셈블리 410: 힌지 축
420: 힌지 브래킷 422: 힌지 공
430: 힌지 지지 받침대
500: 이동 레일
600: 유속계 검증 대차 610: 대차 본체
612: 차륜 613: 보조바퀴
614: 구동축 620: 고정 지그 630: 서보모터 640: 동력전달 어셈블리
641: 회전풀리 643: 구동 밸트
650: 배터리 660: 통신부
670: 동작 컨트롤러 T: 외부 단말
FV: 유량계100: multi-node variable slope open channel system
200: experiment tank 210: accommodation space
222: partition plate
230: tailgate 240: tail wear
242: guide plate 244: adjustment plate
250: operating unit 251: support
252: connecting rod
260: wear tank 261: rectifying plate
262: wearpan
270: rectification tank
280: water tank
300: variable inclination adjustment assembly 310: base plate
320: up and down adjustment member 322: cylinder
324: screw jack 326: connecting member
330: motor 340: support pedestal
400: hinge assembly 410: hinge shaft
420: hinge bracket 422: hinge ball
430: hinge support pedestal
500: moving rail
600: velocity meter verification bogie 610: bogie body
612: wheel 613: auxiliary wheel
614: drive shaft 620: fixing jig 630: servomotor 640: power transmission assembly
641: rotary pulley 643: drive belt
650: battery 660: communication department
670: motion controller T: external terminal
FV: flowmeter
Claims (13)
상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 물의 흐름을 선택적으로 차폐하는 테일 게이트;
상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 상기 실험 수조의 수위를 조절하는 테일 웨어;
상기 실험 수조의 길이방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 상기 실험 수조의 경사 각도를 가변시키는 복수 개의 가변 경사조절 어셈블리; 및
상기 가변 경사조절 어셈블리의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
상기 가변 경사조절 어셈블리는,
상기 실험 수조의 하부에 위치되는 베이스 플레이트,
상기 베이스 플레이트의 양측과 상기 실험 수조의 하부 양측 사이에 연결되어, 상기 베이스 플레이트를 기준으로 상기 실험 수조의 높이를 조절하는 상하조절부재, 및
상기 상하조절부재와 연결되어 상기 상하조절부재에 동력을 전달하는 모터를 포함하며,
상기 상하조절부재는 상기 실험 수조가 양측 중 어느 일측으로부터 타측을 향해 상향 또는 하향 경사지도록 일정 비율을 가지는 높이로 상기 실험 수조를 지지하고,
상기 상하조절부재는,
상기 베이스 플레이트의 상부 양측에 각각 위치되는 실린더,
상기 실린더 내에 일측이 상하 이동 가능하게 설치되고, 타측이 상기 실험 수조의 양측에 각각 연결되는 스크류 잭, 및
상기 실린더의 사이 및 상기 모터에 연결되고, 상기 모터로부터 전달되는 동력을 상기 실린더의 양측에 전달하는 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
an experiment tank having an open upper portion, a receiving space accommodating water therein, and a plurality of sections having a predetermined length;
a tailgate provided on either side of both sides of the experimental water tank to selectively block the flow of water;
Tail wear provided on either side of either side of the experimental water tank to adjust the water level of the experiment water tank;
a plurality of variable inclination adjustment assemblies installed to be spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction of the experiment tank to vary the inclination angle of the experiment tank; and
Including; a controller for controlling the operation of the variable inclination adjustment assembly;
The variable inclination adjustment assembly,
a base plate positioned under the experimental water tank;
A vertical adjustment member connected between both sides of the base plate and both sides of the lower part of the test tank to adjust the height of the test tank with respect to the base plate, and
and a motor connected to the up-down adjustment member to transmit power to the up-down adjustment member,
The up-down adjustment member supports the experiment water tank at a height having a certain ratio so that the experiment water tank is inclined upward or downward from either side to the other side,
The upper and lower adjustment member,
Cylinders located on both sides of the upper portion of the base plate,
A screw jack in which one side is movably installed in the cylinder and the other side is connected to both sides of the experimental water tank, and
A multi-node variable inclination channel system, which is connected to the motor between the cylinders and comprises a connecting member for transmitting power transmitted from the motor to both sides of the cylinder.
상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 물의 흐름을 선택적으로 차폐하는 테일 게이트;
상기 실험 수조의 양측 중 어느 일측에 구비되어 상기 실험 수조의 수심을 조절하는 테일 웨어;
상기 실험 수조의 길이방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치되어 상기 실험 수조의 경사 각도를 가변시키는 복수 개의 가변 경사조절 어셈블리;
상기 가변 경사조절 어셈블리의 동작을 제어하는 컨트롤러; 및
상기 실험 수조의 상부에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 상기 실험 수조의 길이방향을 따라 이동하며 유속을 측정하는 유속계가 구비되는 유속계 검증 대차;를 포함하고,
상기 가변 경사조절 어셈블리는,
상기 실험 수조의 하부에 위치되는 베이스 플레이트,
상기 베이스 플레이트의 양측과 상기 실험 수조의 하부 양측 사이에 연결되어, 상기 베이스 플레이트를 기준으로 상기 실험 수조의 높이를 조절하는 상하조절부재, 및
상기 상하조절부재와 연결되어 상기 상하조절부재에 동력을 전달하는 모터를 포함하며,
상기 상하조절부재는 상기 실험 수조가 양측 중 어느 일측으로부터 타측을 향해 상향 또는 하향 경사지도록 일정 비율을 가지는 높이로 상기 실험 수조를 지지하고,
상기 상하조절부재는,
상기 베이스 플레이트의 상부 양측에 각각 위치되는 실린더,
상기 실린더 내에 일측이 상하 이동 가능하게 설치되고, 타측이 상기 실험 수조의 양측에 각각 연결되는 스크류 잭, 및
상기 실린더의 사이 및 상기 모터에 연결되고, 상기 모터로부터 전달되는 동력을 상기 실린더의 양측에 전달하는 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
an experiment tank having an open upper portion, a receiving space accommodating water therein, and a plurality of sections having a predetermined length;
a tailgate provided on either side of both sides of the experimental water tank to selectively block the flow of water;
Tail wear provided on either side of either side of the experimental water tank to adjust the water depth of the experimental water tank;
a plurality of variable inclination adjustment assemblies installed to be spaced apart from each other at regular intervals along the longitudinal direction of the experiment tank to vary the inclination angle of the experiment tank;
a controller for controlling an operation of the variable inclination adjustment assembly; and
A velocimeter verification bogie that is installed slidably on the upper part of the test tank to move along the longitudinal direction of the test tank and has a flow meter for measuring the flow rate; includes,
The variable inclination adjustment assembly,
a base plate positioned under the experimental water tank;
A vertical adjustment member connected between both sides of the base plate and both sides of the lower part of the test tank to adjust the height of the test tank with respect to the base plate, and
and a motor connected to the up-down adjustment member to transmit power to the up-down adjustment member,
The up-down adjustment member supports the experiment water tank at a height having a certain ratio so that the experiment water tank is inclined upward or downward from either side to the other side,
The upper and lower adjustment member,
Cylinders located on both sides of the upper portion of the base plate,
A screw jack in which one side is movably installed in the cylinder and the other side is connected to both sides of the experimental water tank, and
A multi-node variable inclination channel system, which is connected to the motor between the cylinders and comprises a connecting member for transmitting power transmitted from the motor to both sides of the cylinder.
상기 실험 수조의 하부에 힌지 결합되어 상기 상하조절부재의 동작에 따라 경사 가변되는 상기 실험 수조의 이동을 안내하는 힌지 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
The method of claim 1,
and a hinge assembly that is hinged to the lower part of the experiment tank and guides the movement of the experiment tank whose inclination is changed according to the operation of the up and down adjustment member.
상기 힌지 어셈블리는,
상기 실험 수조의 하부에 상기 실험 수조의 길이방향과 직교되는 방향으로 구비되는 힌지 축,
일측에 상기 힌지 축이 삽입되는 힌지 공이 각각 형성되고, 타측이 바닥면을 향해 연장 형성되는 힌지 브래킷, 및
상기 실험 수조의 하부에 위치되고, 상기 힌지 브래킷의 타측이 상부에 고정되는 힌지 지지 받침대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
6. The method of claim 5,
The hinge assembly,
a hinge shaft provided in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the experimental water tank at the lower portion of the experiment water tank;
A hinge bracket in which a hinge ball into which the hinge shaft is inserted is formed on one side, and the other side is formed to extend toward the bottom surface, and
A multi-node variable inclination channel system, which is located in the lower part of the test tank and comprises a hinge support pedestal to which the other side of the hinge bracket is fixed to the upper part.
상기 실험 수조의 상부에는 상기 실험 수조의 길이 방향으로 연장되는 이동 레일이 구비되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
3. The method of claim 2,
A multi-node variable inclination channel system, characterized in that a movable rail extending in the longitudinal direction of the experiment tank is provided at an upper portion of the experiment tank.
상기 유속계 검증 대차는,
하부에 복수 개의 차륜이 설치되어 상기 이동 레일을 따라 주행하는 대차 본체,
일단이 상기 대차 본체의 전방에 연결되고, 타단이 상기 실험 수조의 수용공간을 향해 연장되게 형성되어 유속계와 결합되는 고정 지그,
상기 차륜에 동력을 전달하는 서보모터,
상기 서보모터로 전력을 공급하는 배터리, 및
상기 서보모터의 동작을 제어하는 동작 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
8. The method of claim 7,
The velocity meter verification vehicle is,
A bogie body with a plurality of wheels installed in the lower part and running along the moving rail;
A fixing jig having one end connected to the front of the bogie body and the other end extending toward the receiving space of the experimental water tank and coupled with the flow meter;
A servo motor that transmits power to the wheel;
a battery for supplying power to the servomotor; and
A multi-node variable inclination channel system comprising an operation controller for controlling the operation of the servomotor.
상기 대차 본체에 설치되고, 상기 서보모터의 원격 제어를 위한 제어신호를 외부 단말로부터 수신하는 통신부를 더 포함하고,
상기 동작 컨트롤러는,
상기 통신부에서 수신된 제어신호를 받아 상기 서보모터를 제어함으로써 상기 차륜을 구동시키는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
9. The method of claim 8,
It is installed on the body of the bogie, further comprising a communication unit for receiving a control signal for remote control of the servo motor from an external terminal,
The motion controller is
The multi-node variable inclination channel system, characterized in that the wheel is driven by receiving the control signal received from the communication unit and controlling the servomotor.
상기 대차 본체의 전방 및 후방에는 충격을 흡수하는 충격보호 쿠션이 구비되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
10. The method of claim 9,
A multi-node variable inclination channel system, characterized in that a shock protection cushion for absorbing shock is provided at the front and rear of the bogie body.
상기 대차 본체의 양측 하부에는 상기 이동 레일의 하부를 따라 이동하며 상기 차륜의 주행을 보조하기 위한 보조바퀴가 구비되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
11. The method of claim 10,
A multi-node variable inclination channel system, characterized in that at both lower portions of the bogie body, auxiliary wheels are provided to move along the lower portions of the moving rails and to assist the wheels in driving.
상기 테일 웨어는,
상기 실험 수조의 폭에 대응하는 간격으로 이격되어 설치되는 부채꼴 형상의 한 쌍의 가이드 판, 및
상기 가이드 판 사이에 구비되어 일측이 상기 실험 수조의 바닥면에 힌지 결합되고, 일측을 중심으로 타측이 회전되어 상기 실험 수조를 향해 이동하는 조절 판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
3. The method of claim 1 or 2,
Said tailwear,
A pair of fan-shaped guide plates installed at intervals corresponding to the width of the experimental tank, and
It is provided between the guide plates, one side is hinged to the bottom surface of the experiment water tank, and the other side is rotated around one side to move toward the experiment water tank. open channel system.
상기 테일 웨어와 인접한 위치의 상기 실험 수조의 상부에는 상기 테일 웨어를 작동시키는 작동부가 구비되고,
상기 작동부는,
상기 실험 수조의 상부 양측에 각각 돌출되게 구비되는 지지대, 및
일단이 상기 가이드 판의 외주면 일측에 각각 연결되고, 타단이 상기 지지대에 회전 가능하게 결합되는 연결봉을 포함하여 구성되고,
상기 연결봉의 타단이 회전되는 것과 동시에, 상기 테일 웨어가 상기 조절 판의 일측을 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 다절점 가변 경사 개수로 시스템.
13. The method of claim 12,
An operation unit for operating the tail wear is provided on an upper portion of the experiment water tank adjacent to the tail wear,
The operation unit,
Supports provided to protrude on both upper sides of the experimental water tank, and
One end is each connected to one side of the outer peripheral surface of the guide plate, the other end is configured to include a connecting rod rotatably coupled to the support,
The multi-node variable inclination channel system, characterized in that at the same time that the other end of the connecting rod is rotated, the tailwear is rotated around one side of the control plate.
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KR1020190157093A KR102373183B1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | A multi-panel point variable-slope open channel flow system |
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2019
- 2019-11-29 KR KR1020190157093A patent/KR102373183B1/en active IP Right Grant
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