KR200307644Y1 - 반류계측기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 모형선 하부에서 수직, 수평으로 이동하며 반류를 계측하는 반류계측기에 관한 것으로, 반류계측기가 수평으로 이동함에 따라 계측기와 동일한 하중의 중량추를 반대 방향으로 이동시켜 편중되는 것을 보상시킴으로써 선체가 기울어지는 것을 방지하는 반류계측기에 관한 것이다.

이는 모형선의 프로펠러 부근에 설치되는 계측장비를 통해 유입되는 유체의 유량과 압력을 통해 외부유동의 분포를 계측하는 반류계측기에 있어서, 모형선의 선미부에 거리조절이 가능하도록 고정되고, 상기의 계측장비를 통해 유입된 유체의 압력과 유량을 측정하는 압력변환부와 제어부가 설치되며, 고정판체가 형성되는 몸체;와, 상기 몸체의 고정판체에 형성되어 계측장비를 수평이동시키는 수평구동부;와, 상기 수평구동부에 의해 수평이동하는 것으로, 계측장비를 수직이동시키는 수직구동부;와, 상기 수직구동부에 의해 수직이동하는 것으로 소정길이의 중공축에 의해 계측장비가 고정된 이동체; 및, 상기 몸체의 고정판체 내측에 형성되어 수평구동부와 반대방향으로 이동하는 편중보상부;를 포함하여 달성된다.

Description

반류계측기{Wake surveying device for Ship}

본 고안은 모형선의 하부에서 수직, 수평으로 이동하며 반류를 계측하는 반류계측기에 관한 것으로, 반류계측기가 수평이동함에 따라 계측기와 동일한 하중의 중량추를 반대방향으로 이동시켜 편중을 보상시킴으로써 선체가 기울어지는 것을 방지하는 반류계측기에 관한 것이다.

선박에 있어서 선주의 주된 관심사는 충분한 안전성을 전제로 할 때에 그 재화능력과 속도 및 연료 소비율에 집중되는 바, 선박설계시 수면 위에서 가장 안정한 상태로 물의 조항을 가장 적게 받으면서 고속의 속도를 구현할 수 있도록 설계된다.

아울러, 이러한 조건을 갖춘 선박을 시행착오 없이 제작하기 위해서는 실제의 선박이 아닌 시험용 모형선을 실제 선박과 동일한 비율로 축소하여 제작한 후 예인수조내에서 선박의 형상에 따른 물의 저항 및 프로펠러의 곡면형상에 따른 추진력 등과 같은 다양한 측정 시험을 선행하고 있다.

예인수조는 계측거리가 길수록 또한 속도가 빠를수록 연구 가능 범위가 넓고 시험 데이터의 정확성에 대해 신뢰할 수 있지만 효율 측면에서 수조의 폭과 깊이는 주로 시험용 모형선의 길이에 따라 설계되고 수조의 길이는 예인전차의 최고 속도및 계측시간에 따라 설계된다.

예인수조에서 수행되는 시험중의 하나로써 모형선 하부의 프로펠러축 부근으로 흐르는 유체의 유량을 측정하는 반류계측이 시행된다. 이 반류계측에는 여러 가지 종류의 유량계를 사용하고 있으며, 이 중에서 차압 유량계의 하나로서 피토관(pitot tube)을 들 수 있다.

이러한 피토관의 유체의 유량이나 평균 유속을 측정하기 위한 유량센서에서는 유량센서의 유동방향 상류 쪽의 구멍과 하류 쪽의 구멍 사이를 유체가 흐르는 동압이라고 하는 차압이 발생한다. 이에 따라 유량센서에 의해 측정되는 동압, 즉 차압에 의해 흐르는 유체의 유량 및 평균 유속을 측정할 수 있다. 이렇게 차압을 이용하여 흐르는 유체의 유량이나 평균 유속을 측정하는데는 베르누이 법칙과 질량보존의 법칙을 이용함은 공지된 기술이다.

종래에 사용되는 직교형 트래버스는 예인전차에 고정되어 반류를 계측하게 된다. 이 경우에 모형선의 예인시 항주자세가 변하게 되고, 계측점의 위치가 모형선과 트래버스의 상대좌표변화에 의하여 바뀌게 된다. 또한 이송장치를 모형선에 고정하게 되면, 폭 방향의 계측점 변화에 따라 무게중심이 변하게 되므로 모형선이 기울어지게 되는 문제점이 있다.

본 고안 반류계측기는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 측정장비가 수평이동함에 따라 측정장비와 동일한 하중의 중량추를 반대방향으로 이동시켜 편중되는것을 보상시킴으로써 선체가 일측으로 기울어지는 것을 방지하는반류계측기를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 계측장비가 좌우,상하로 자유롭게 이동하게 하여 빠르고 간편하게 다양한 좌표의 측정값을 구할 수 있는 반류계측기를 제공하는데에도 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안 반류계측기의 사시도,

도 2는 본 고안 반류계측기의 분해사시도,

도 3은 본 고안 반류계측기의 결합상태를 나타내는 횡단면도,

도 4는 본 고안 반류계측기의 결합상태를 나타내는 종단면도,

도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 고안 반류계측기의 작동상태를 나타내는 작용도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110:몸체 112:고정판체 114:압력변환부

116;제어부 120;수평구동부 122:구동모터

124:제 1스크류바 125:제 1가이드바 126:제 1동력전달부

126a:구동기어 126b:종동기어 127:제 2가이드바

128:스크류바 130:수직구동부 131:수직판체

132:볼너트부재 133:가이드홈부 134:구동모터

135:제 2동력전달부 135a:구동기어 135b:종동기어

136:스크류바 137:가이드바 140:이동체

142:볼너트부재 144:가이드홈부 146:중공축

148:계측장치 150:편중보상부 152:볼너트부재

154:가이드홈부 156:중량추

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안 반류계측기는, 모형선의 프로펠러 부근에 설치되는 계측장비를 통해 유입되는 유체의 유량과 압력을 통해 외부유동의 분포를 계측하는 반류계측기에 있어서, 모형선의 선미부에 거리조절이 가능하도록 고정되고, 상기의 계측장비를 통해 유입된 유체의 압력과 유량을 측정하는 압력변환부와 제어부가 설치되며, 고정판체가 형성되는 몸체;와, 상기 몸체의 고정판체에 형성되어 계측장비를 수평이동시키는 수평구동부;와, 상기 수평구동부에 의해 수평이동하는 것으로, 계측장비를 수직이동시키는 수직구동부;와, 상기 수직구동부에 의해 수직이동하는 것으로 소정길이의 중공축에 의해 계측장비가 고정된 이동체; 및, 상기 몸체의 고정판체 내측에 형성되어 수평구동부와 반대방향으로 이동하는 편중보상부;를 포함하여 달성된다.

본 고안 반류계측기는 상기 수평구동부는 상기 몸체의 고정판체 일측에 고정되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전에 따라 회전하는 제 1스크류바와, 상기 제 1스크류바의 단부에 형성되는 제 1동력전달부와, 상기 제 1동력전달부로 제 1스크류바의 회전력을 전달받아 고정판체의 내측면에서 회전하는 제 2스크류바 및, 상기 제 1, 제 2스크류바와 나란하게 형성되는 제 1, 제 2가이드바로 이루어지는 것이바람직하다.

본 고안 반류계측기는 상기 제 1동력전달부는 상기 제 1스크류바에 고정되는 구동기어와, 상기 구동기어와 치합되어 제 2스크류바에 고정되는 종동기어로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 고안 반류계측기는 상기 수직구동부는 상기 수평구동부의 제 1스크류바에 고정되어 제 1스크류바의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재와 상기 제 1가이드바에 대응하는 가이드홈부가 내측면에 형성되는 수직판체와, 상기 수직판체의 상부에 고정되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 전달하는 제 2동력전달부와, 상기 제 2동력전달부로 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하는 스크류바 및, 상기 스크류바의 측방에 스크류바와 나란하게 형성되는 가이드바로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 고안 반류계측기는 상기 제 2동력전달부는 상기 구동모터의 회전축에 고정되는 구동기어와, 상기 구동기어와 치합되어 스크류바에 고정되는 종동기어로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 고안 반류계측기는 상기 이동체는 상기 수직구동부의 스크류바에 고정되어 스크류바의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재가 형성되고, 상기 가이드바에 대응하는 가이드홈부가 형성되며, 하단에 계측장비가 고정되는 소정길이의 중공축이 고정되는 것이 바람직하다.

본 고안 반류계측기는 상기 편중보상부는 상기 수평구동부의 제 2스크류바에 고정되어 제 2스크류바의 회전에 따라 이동하는 볼너틉재가 형성되고, 상기 제 2가이드바에 대응하는 가이드홈부가 형성되며, 소정하중의 중량추가 고정되는 것이 바람직하다.

본 고안 반류계측기는 상기 편중보상부는 중량추의 하중이 상기 수직구동부와 이동체의 하중과 동일한 것이 바람직하다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 반류계측기의 사시도이고, 도 2는 본 고안 반류계측기의 분해사시도이다.

상기 도면에 따르는 본 고안 반류계측기는 모형선의 프로펠러 부근에 설치되는 계측장비를 통해 유입되는 유체의 유량과 압력통해 외부유동의 분포를 계측하는 것으로, 모형선(S)의 선미부에 거리조절이 가능하도록 고정되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)에 형성되어 계측장비(P)를 수평이동시키는 수평구동부(120)와, 상기 수평구동부(120)에 의해 수평이동하면서 계측장비(P)를 수직이동시키는 수직구동부(130)와, 상기 수직구동부(130)에 의해 수직이동하는 것으로 계측장비(P)가 고정된 이동체(140) 및, 상기 수평구동부(120)와 반대방향으로 이동하면서 모형선이 일측으로 기울어지는 것을 방지하는 편중보상부(150)로 이루어진다.

상기 몸체(110)는 모형선의 선미부에 전후거리조절이 가능하도록 고정되고, 상기의 계측장비(P)를 통해 유입된 유체의 압력과 유량을 측정하는 압력변환부(114)와 제어부(116)가 설치되며, 고정판체(112)가 형성되어 이루어진다.

상기 수평구동부(120)는 상기 몸체(110)의 고정판체(112)에 형성되어 계측장비(P)를 수평이동시키는 것으로, 상기 몸체(110)의 고정판체(112) 일측에 고정되는 구동모터(122)와, 상기 구동모터(122)의 회전에 따라 회전하는 제 1스크류바(124)와, 상기 제 1스크류바(124)의 단부에 형성되는 제 1동력전달부(126)와, 상기 제 1동력전달부(126)로 제 1스크류바(124)의 회전력을 전달받아 고정판체(112)의 내측면에서 회전하는 제 2스크류바(128) 및, 상기 제 1, 제 2스크류바(124)(128)와 나란하게 형성되는 제 1, 제 2가이드바(125)(127)로 이루어진다. 한편, 상기의 제 1동력전달부(126)는 상기 제 1스크류바(124)에 고정되는 구동기어(126a)와, 상기 구동기어(126a)와 치합되어 제 2스크류바(128)에 고정되는 종동기어(126b)로 이루어진다.

상기 수직구동부(130)는 상기 수평구동부(120)에 의해 수평이동하면서 계측장비(P)를 수직이동시키는 것으로, 상기 수평구동부(120)의 제 1스크류바(128)에 고정되어 제 1스크류바(128)의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재(132)와 상기 제 1가이드바(125)에 대응하는 가이드홈부(133)가 내측면에 형성되는 수직판체(131)와, 상기 수직판체(131)의 상부에 고정되는 구동모터(134)와, 상기 구동모터(134)의 회전력을 전달하는 제 2동력전달부(135)와, 상기 제 2동력전달부(135)로 구동모터(134)의 회전력을 전달받아 회전하는 스크류바(136) 및, 상기 스크류바(136)의 측방에 스크류바(136)와 나란하게 형성되는 가이드바(137)로 이루어진다. 한편, 상기 제 2동력전달부(135)는 상기 구동모터(134)의 회전축에 고정되는 구동기어(135a)와, 상기 구동기어(135a)와 치합되어 스크류바(136)에 고정되는 종동기어(135b)로 이루어진다.

상기 이동체(140)는 상기 수직구동부(130)에 의해 수직이동하는 것으로, 상기 수직구동부(130)의 스크류바(136)에 고정되어 스크류바(136)의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재(142)가 형성되고, 상기 수직구동부(130)의 가이드바(137)에 대응하는 가이드홈부(144)가 형성되며, 하단에 계측장비(P)가 고정되는 소정길이의 중공축(146)이 고정되어 이루어진다.

상기 편중보상부(150)는 상기 몸체(110)의 고정판체(112) 내측에 형성되어 수직구동부(130)및 계측장비(P)가 고정된 이동체(140)와 반대방향으로 이동하는 것으로, 상기 수평구동부(120)의 제 2스크류바(128)에 고정되어 제 2스크류바(128)의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재(152)가 형성되고, 상기 제 2가이드바(127)에 대응하는 가이드홈부(154)가 형성되며, 상기 수직구동부(130)와 이동체(140) 및 중량추(P)의 하중을 합한것과 동일한 하중의 중량추(156)가 고정되어 이루어진다.

이하, 상기의 구성을 갖는 본 고안 반류계측기의 구체적인 작용을 설명한다.

도 3은 본 고안 반류계측기의 결합상태를 나타내는 횡단면도이고, 도 4는 본 고안 반류계측기의 결합상태를 나타내는 종단면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 고안 반류계측기의 작동상태를 나타내는 작용도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같이, 모형선(S)의 선미부분에 전후거리조절이 가능하도록 설치되는 몸체(110)의 고정판체(112) 일측에 고정된 구동모터(122)가 회전하면 구동모터(122)의 회전축에 연결된 제 1스크류바(124)가 회전하면서 제 1스크류바(124)에 고정되어있는 볼너트부재(132)를 구동모터(122)의 회전방향에 따라 좌우로 이동시킨다. 이때, 상기 볼너트부재(132)가 고정되어 제 1스크류바(124)의 회전에 따라 수평이동하는 수직구동부의 수직판체(131)는 고정판체(112)의 상하에 형성된 제 1가이드바(125)에 가이드홈부(133)가 끼워진 상태로 이동한다.

상기 수평구동부(120)의 구동모터(122)의 회전에 의해 좌우로 이동하는 수직판체(131)의 상단에 고정된 구동모터(134)가 회전하면 구동모터(134)의 회전축에 고정된 제 2동력전달부(135)의 구동기어(135a)가 회전하면서 구동기어(135a)에 치합되어있는 종동기어(135b)를 회전시킨다. 구동기어(135a)의 회전에 따라 반대방향으로 회전하는 종동기어(135b)에는 수직방향으로 배치된 스크류바(136)가 고정되어 종동기어(135b)의 회전에 따라 회전한다. 이 스크류바(136)에는 이동체(140)의 볼너트부재(142)가 고정되어 수직구동부(130)의 구동모터(134)의 회전에 따라 상하로 이동하는 것이며, 이때, 이동체(140)의 가이드홈부(1440는 수직구동부(130)의 가이드바(137)를 타고 이동하는 것이다.

중공축(146)에 의해 이동체(140)에 고정된 계측장비(P)는 몸체(110)의 고정판체(112)에 형성된 수평구동부(120)에 의해 좌우로 이동하며, 수직구동부(130)에 의해 상하로 이동하는 것이다. 이때, 모형선(S)의 선미부에 고정된 계측장비(P)가 좌우로 이동함에 따라 모형선(S)이 한쪽으로 기울어지는 것을 방지하기 위하여 편중보상부(150)를 구비하는 것이다.

상기 수평구동부(120)의 구동모터(122)가 회전함에 따라 회전하는 제 1스크류바(124)의 단부에 고정된 제 1동력전달부(126)의 구동기어(126a)와 이구동기어(126a)에 치합된 종동기어(126b)는 구동기어(126a)와 동일하게 구성되어 구동모터(122)의 회전력을 회전방향만 바꾸어 전달한다. 즉, 제 1스크류바(124)가 정방향으로 1회전할때 제 2스크류바(128)는 역방향으로 1회전하게 되는 것이다.

이러한 제 2스크류바(128)에는 편중보상부(150)의 볼너트부재(152)가 고정되어 상기 제 1스크류바(124)에 고정된 수직구동부(130)및 이동체(140)와 반대방향으로 이동하게 된다. 이때, 고정판체(112)의 내측면에 형성된 제 2가이드바(127)에 가이드홈부(154)가 끼워진 상태로 이동하는 것이며, 편중보상부(150)의 중량추(156)는 상기 수직구동부(130)와 이동체(140) 및 계측장비(P)의 하중과 동일한 하중으로 이루어져 상기 수직구동부(130) 및 이동체(140)와 반대방향으로 이동하므로, 모형선(S)상에서 계측장비(P)가 좌우로 이동하여도 이동하는 하중만큼 편중보상부(150)가 반대방향으로 이동하면서 편중된 하중을 보상하여 주므로 계측장비(P)의 이동에 따른 모형선(S)의 기울어짐 현상이 방지되는 것이다.

본 고안의 기술요지 및 상기 실시예에 근거하여 다수의 변형된 실시예들을 당업자라면 용이하게 구현할 수 있음이 자명하므로, 언급하지 아니한 변형 실시예들에 대한 상세한 설명을 생략한다.

상기한 바와 같이 본 고안 반류계측기는 측정장비가 수평이동함에 따라 측정장비와 동일한 하중의 중량추를 반대방향으로 이동시켜 편중되는것을 보상시킴으로써 선체가 일측으로 기울어지는 것을 방지하는 효과가 있는 것이다.

또한, 계측장비가 좌우,상하로 자유롭게 이동하게 하여 빠르고 간편하게 다양한 좌표의 측정값을 구할 수 있는 효과도 있다.

Claims (8)

1. 모형선(S)의 프로펠러 부근에 설치되는 계측장비(P)를 통해 유입되는 유체의 유량과 압력을 통해 외부유동의 분포를 계측하는 반류계측기에 있어서,

   모형선(S)의 선미부에 거리조절이 가능하도록 고정되고, 상기의 계측장비(P)를 통해 유입된 유체의 압력과 유량을 측정하는 압력변환부(114)와 제어부(116)가 설치되며, 고정판체(112)가 형성되는 몸체(110);

   상기 몸체(110)의 고정판체(112)에 형성되어 계측장비(P)를 수평이동시키는 수평구동부(120);

   상기 수평구동부(120)에 의해 수평이동하는 것으로, 계측장비(P)를 수직이동시키는 수직구동부(130);

   상기 수직구동부(130)에 의해 수직이동하는 것으로 소정길이의 중공축(146)에 의해 계측장비(P)가 고정된 이동체(140); 및,

   상기 몸체(110)의 고정판체(112) 내측에 형성되어 수평구동부(120)와 반대방향으로 이동하는 편중보상부(150);를 포함하는 반류계측기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수평구동부(120)는 상기 몸체(110)의 고정판체(112) 일측에 고정되는 구동모터(122)와, 상기 구동모터(122)의 회전에 따라 회전하는 제 1스크류바(124)와, 상기 제 1스크류바(124)의 단부에 형성되는 제 1동력전달부(126)와, 상기 제 1동력전달부(126)로 제 1스크류바(124)의 회전력을 전달받아 고정판체(112)의 내측면에서 회전하는 제 2스크류바(128) 및, 상기 제 1, 제 2스크류바(124)(128)와 나란하게 형성되는 제 1, 제 2가이드바(125)(127)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반류계측기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제 1동력전달부(126)는 상기 제 1스크류바(124)에 고정되는 구동기어(126a)와, 상기 구동기어(126a)와 치합되어 제 2스크류바(128)에 고정되는 종동기어(126b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반류계측기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 수직구동부(130)는 상기 수평구동부(120)의 제 1스크류바(124)에 고정되어 제 1스크류바(124)의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재(132)와 상기 제 1가이드바(125)에 대응하는 가이드홈부(133)가 내측면에 형성되는 수직판체(131)와, 상기 수직판체(131)의 상부에 고정되는 구동모터(134)와, 상기 구동모터(134)의 회전력을 전달하는 제 2동력전달부(135)와, 상기 제 2동력전달부(135)로 구동모터(134)의 회전력을 전달받아 회전하는 스크류바(136) 및, 상기 스크류바(136)의 측방에 스크류바(136)와 나란하게 형성되는 가이드바(137)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반류계측기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제 2동력전달부(135)는 상기 구동모터(134)의 회전축에 고정되는 구동기어(135a)와, 상기 구동기어(135a)와 치합되어 스크류바(136)에 고정되는 종동기어(135b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반류계측기.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 이동체(140)는 상기 수직구동부(130)의 스크류바(136)에 고정되어 스크류바(136)의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재(142)가 형성되고, 상기 가이드바(137)에 대응하는 가이드홈부(144)가 형성되며, 하단에 계측장비(P)가 고정되는 소정길이의 중공축(146)이 고정되는 것을 특징으로 하는 반류계측기.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 편중보상부(150)는 상기 수평구동부(120)의 제 2스크류바(128)에 고정되어 제 2스크류바(128)의 회전에 따라 이동하는 볼너트부재(152)가 형성되고, 상기 제 2가이드바(127)에 대응하는 가이드홈부(154)가 형성되며, 소정하중의 중량추(156)가 고정된 것을 특징으로 하는 반류계측기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 편중보상부(150)는 중량추(156)의 하중이 상기 수직구동부(130)와 이동체(140) 및 계측장비(P)의 하중과 동일한 것을 특징으로 하는 반류계측기.