KR20110058431A

KR20110058431A - 낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법

Info

Publication number: KR20110058431A
Application number: KR1020090115223A
Authority: KR
Inventors: 이제명; 한대석
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-01
Also published as: KR101110110B1

Abstract

본 발명은 정해진 크기의 블록소재의 강도특성을 검출하기 위하여 정해진 설치공간에 설치되는 낙하형 충격시험 설비를 제공한다. 특히 본 발명은 액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 재질의 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 검출하기 위한 낙하형 충격시험 설비와 그를 이용한 충격시험방법을 제공함으로써 충격흡수용 블록소재의 안정성 확보를 위한 소재특성자료 및 설계자료가 용이하게 도출될 수 있음에 따라 석유자원의 고갈로 인해 현재 교역량이 증대되고 있는 천연가스가 액화천연가스 운반선을 통해 안정되게 운반될 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법은 몸체프레임에 상하이동이 가능하게 고정되는 임팩트용 낙하플레이트가 몸체프레임에 형성된 안내용 지주대나 안내용 레일을 타고 자유낙하하도록 함으로써 블록소재에 충격이 안정되고 균일하게 가해지도록 하여 충격시험의 정밀도가 향상되고, 충격시험이 안정되게 수행될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 블록소재에 가해지는 충격이 임팩트용 낙하플레이트의 낙하높이, 임팩트용 낙하플레이트에 추가적으로 놓이는 중량체용 플레이트의 개수, 임팩트용 낙하플레이트의 하강을 제한하는 스톱퍼의 설치높이에 의해 용이하게 조 절될 수 있음에 따라 충격시험이 간편하고 용이하게 수행될 수 있게 될 뿐만 아니라, 촬영기구에 의해 충격시의 블록소재 영상정보를 촬영하여 분석이 수행되도록 함에 따라 블록소재의 충격강도 특성을 용이하게 도출해낼 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비는 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재에 적용될 수 있는 대형 크기로 제작되어 실제 충격흡수용 블록소재에 대한 충격시험 표준을 제공해 줄 수 있음에 따라 충격흡수용 블록소재의 선택과 설계가 효율적으로 이루어질수 있게 된다.

충격시험, 낙하, 블록소재, 액화천연가스, 화물창, 슬로싱

Description

낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법{Free drop type impact testing device and impact testing method for impact-absorbing block material of LNGC's hold}

본 발명은 낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 블록소재에 대한 충격시험이 안정되게 수행될 수 있고, 충격시험에 의한 블록소재의 충격강도 특성을 용이하게 도출해 낼 수 있을 뿐만 아니라, 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되어 극저온 차폐와 슬로싱 충격하중을 흡수하게 되는 충격흡수부재의 성능을 정밀하게 테스트할 수 있고, 실제 치수로 시험하는 것이 가능하므로 보다 효과적으로 충격흡수부재의 충격성능을 테스트할 수 있는 낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법에 관한 것이다.

액화천연가스{Liquefied Natural Gas(이하 LNG)}는 1950년대 중반부터 중요 한 에너지원으로 관심을 받기 시작하여, 초기에는 고압가스의 강태로 해상운송을 하는 방식이였다. 그러나, 이러한 형태는 내부압력을 견디도록 구성되어 선체중량이 증가하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인해 냉각에 의해 체적을 1／600로 감소시킨 후, 극저온(-163℃)의 대기압 상태로 수송하는 기술이 제안되었는 바, 현재의 LNG 운반선은 탱크 형식에 따라 독립구형 탱크방식과 멤브레인 탱크방식으로 나눌 수 있는데, 독립구형 탱크방식은 화물창이 구형 구조를 가지므로 열수축 및 팽창에 대한 장점을 갖지만, 제작기간이 길고 고가인 단점이 있다.

멤브레인 탱크방식은 독립구형 탱크방식에 비해 가격이 저렴하고, 설계변형도 비교적 자유로워 LNG를 운반하는데 주로 사용되고 있는 실정이다. 이와 같이 멤브레인 탱크방식의 LNG 운반선은 LNG를 액화된 상태로 운반하기 위해 영하 163도를 유지시키는 단열구조를 갖도록 화물창이 형성된다. 이 화물창은 그 폭만 수십미터에 달하고, 파랑 등으로 인한 선박의 움직임이 화물창 내부에서 슬로싱(sloshing) 현상을 일으키게 된다. 슬로싱 현상은 액체가 부분적으로 저장된 용기가 강제운동을 하는 경우 발생하는 자유표면의 유동을 말한다.

이와 같이 선박이 해상에서 운항하며 운동하는 주기가 LNG 탱크에 있는 액체화물의 고유주기와 같아지게 되면 액체화물의 유동은 탱크 상부 또는 벽면에서 심 각한 충격하중을 유발할 수 있어 액체화물의 충격에 대한 충격성능의 검증을 요구하게 되었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 재질의 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 검출하기 위한 낙하형 충격시험 설비와 그를 이용한 충격시험방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 실제 크기에 적용될 수 있도록 대형 크기로 제작되는 낙하형 충격시험 설비가 제공되어 실제 충격흡수용 블록소재에 대한 충격시험 표준을 제공해 줄 수 있음에 따라 충격흡수용 블록소재의 안정성 확보를 위한 소재특성자료 및 설계자료가 용이하게 도출될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 몸체프레임에 상하이동이 가능하게 고정되는 임팩트용 낙하플레이트가 몸체프레임에 형성된 안내용 지주대나 안내용 레일을 타고 자유낙하하도록 함으로써 블록소재에 충격이 안정되고 균일하게 가해지도록 하여 충격시험의 정밀도가 향상되고, 충격시험이 안정되게 수행될 수 있는 새로운 형태의 낙하형 충격시험 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 블록소재에 가해지는 충격이 임팩트용 낙하플레이트의 낙하높이, 임팩트용 낙하플레이트에 추가적으로 놓이는 중량체용 플레이트의 개수, 임팩트용 낙하플레이트의 하강을 제한하는 스톱퍼의 설치높이에 의해 용이하게 조절될 수 있음에 따라 충격시험이 간편하고 용이하게 수행될 수 있게 될 뿐만 아니라, 촬영기구에 의해 충격시의 블록소재 영상정보를 촬영하여 분석이 수행되도록 함에 따라 블록소재의 충격강도 특성을 용이하게 도출해낼 수 있는 새로운 형태의 낙하형 충격시험 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 정해진 크기의 블록소재(block material)의 강도특성을 검출하기 위하여 정해진 설치공간에 설치되는 낙하형 충격시험 설비에 있어서, 상기 설치공간의 바닥면에 설치되어 표면이 수평면을 이루도록 하고, 정해진 크기의 상기 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가지는 기초프레임과; 상기 기초프레임 상에 수평하게 배치되고, 상기 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가져 상기 블록소재가 상부면에 놓이게 되는 측정베이스와; 상기 블록소재의 강도특성을 검출하기 위한 정해진 종류의 물리량을 측정하게 되되, 상기 기초프레임과 측정베이스 사이에 배치되어 상기 측정베이스를 지지하게 되는 측정센서와; 수용공간이 형성되어 상기 측정베이스가 상기 수용공간에 위치되도록 하고, 상기 측정베이스 둘레를 따라 수직으로 설치되어 내측으로 상기 수용공간이 형성되도록 하는 몸체프레임과; 상기 몸체프레임에 상하방향으로 이동 가능하게 고정되고, 상기 블록소재를 포함할 수 있는 크기의 평판 형상으로 이루어져 상기 내부공간 상을 이동하게 되는 정해진 중량의 임팩트(impact)용 낙하플레이트과; 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상측에 설치되어 상기 임팩트용 낙하플레이트를 이동시키게 되되 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상승하여 정위치되는 높이를 조절하게 되는 이송기구와; 상기 측정베이스로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 측정베이스에 놓이는 상기 블록소재를 촬영하게 되는 촬영기구 및; 입력장치가 구비되어 상기 측정센서와 촬영기구로부터 정해진 종류의 물리량과 상기 블록소재의 영상정보를 입력받게 되고, 분석알고리즘이 구비되어 상기 블록소재의 강도특성을 도출하게 되는 분석기구를 포함하여, 상기 이송기구에 의해 상기 몸체프레임의 내부공간 상의 정해진 높이에 정위치되는 상기 임팩트용 낙하플레이트가 자유낙하하여 상기 측정베이스의 상부면에 놓인 블록소재와 접촉하게 되면서 상기 블록소재에 충격이 가해지도록 하고, 상기 측정센서로부터 상기 블록소재에 가해지는 충격에 의해 유도되는 물리량을 측정하여 상기 분석기구로 입력되도록 하며, 상기 촬영기구로부터 상기 블록소재에 가해지는 충격에 의한 상기 블록소재의 시계열 변형의 영상정보를 실시간으로 촬영하여 상기 분석기구로 입력되도록 하여, 상기 분석기구에 의해 상기 블록소재의 강도특성이 도출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 블록소재는 액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고, 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 소재가 사용되되, 상기 블록소재는 상기 화물창에 저장되는 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각된 것임을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 기초프레임은 상기 설치공간의 바닥면이 정해진 깊이로 설치되고, 콘크리트소재로 이루어지는 정반과; 상기 정반의 표면에 수평하게 놓이게 되고, 상기 몸체프레임이 고정설치되는 베이스 플레이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 측정센서는 가속도를 측정하여 상기 블록소재에 가해지는 충격력을 검출하게 되는 충격력 측정센서이되, 다수개의 상기 측정센서가 상기 측정베이스의 저면에 정해진 간격으로 배열되어 상기 블록소재의 크기에 대응하도록 하여 측정 정밀도가 증대되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 몸체프레임은 정해진 길이의 바(bar) 형상으로 이루어지는 다수개의 안내용 지주대가 상기 측정베이스를 둘러싸며 정해진 간격으로 입설되어 이루어진 것이고, 상기 안내용 지주대에 삽입되어 상기 안내용 지주대를 따라 슬라이딩운동하게 되고 상기 안내용 지주대와 접촉하게 되는 볼베어링이 내측에 설치된 슬라이딩블록이 상기 임팩트용 낙하플레이트의 가장자리 둘레를 따라 설치되도록 하여 상기 임팩트용 낙하플레이트의 자유낙하가 유도될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 몸체프레임은 정해진 길이의 바(bar) 형상으로 이루어지는 다수개의 안내용 레일이 상기 측정베이스를 둘러싸며 정해진 간격으로 입설되어 이루어진 것이고, 상기 임팩트용 낙하플레이트는 상기 안내용 레일과 맞물리는 롤러가 형성되어 상기 안내용 레일을 따라 슬라이딩운동하게 되는 롤러블록이 가장자리 둘레를 따라 설치되도록 하여 상기 임팩트용 낙하플레이트의 자유낙하가 유도될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 정해진 중량을 가지는 평판형상으로 이루어지고, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓이게 되는 다수개의 중량체용 플레이트가 더 구비되어 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓인 상기 중량체용 플레이트의 개수가 조절되면서 상기 블록소재에 가해지는 충격력이 조절될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 임팩트용 낙하플레이트는 자석에 붙는 금속소재로 이루어지고, 상기 이송기구는 와이어의 끝단부에 자석체가 고정되는 구성의 마그네틱 호이스트로 이루어져, 상기 임팩트용 낙하플레이트는 상기 마그네틱 호이스틱의 자석체에 부착되면서 상기 몸체프레임의 내부공간 상을 이동하게 되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 자석체는 전자석이 사용되어 전자석이 ON된 상태에서 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상기 자석체에 부착되면서 상기 몸체프레임의 내부공간에 정해진 높이에 정위치되도록 하고, 전자석이 OFF된 상태에서 상기 임팩트용 낙하플레이트가 자유낙하하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 촬영기구는 상기 블록소재에 가해지는 충격에 의해 상기 블록소재의 시계열 변형의 영상정보를 초당 복수개의 프레임으로 촬영하게 되는 고속카메라와; 상기 블록소재로 광을 발산하여 상기 블록소재의 영상정보 화질이 증대되도록 하기 위한 조명기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 상기 기초프레임 상에 수직으로 높이조절이 가능하게 설치되어 자유낙하하는 상기 임팩트용 낙하플레이트의 하강을 제한하게 되는 스톱퍼가 더 구비되어 상기 블록소재에 가해지는 충격량이 정해진 설정치 이상으로 커지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 재질의 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 검출하기 위한 시험방법에 있어서, 정해진 설치공간의 바닥면에 설치되어 표면이 수평면을 이루도록 하고 상기 충격흡수용 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가지는 기초프레임과; 상기 기초프레임 상에 수평하게 배치되고, 상기 충격흡수용 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가져 상기 블록소재가 상부면에 놓이게 되는 측정베이스와; 상기 충격흡수용 블록소재의 강도특성을 검출하기 위한 정해진 종류의 물리량을 측정하게 되되, 상기 기초프레임과 측정베이스 사이에 배치되어 상기 측정베이스를 지지하게 되는 측정센서와; 수용공간이 형성되어 상기 측정베이스가 상기 수용공간에 위치되도록 하고, 상기 측정베이스 둘레를 따라 수직으로 설치되어 내측으로 상기 수용공간이 형성되도록 하는 몸체프레임과; 상기 몸체프레임에 상하방향으로 이동가능하게 고정되고, 상기 충격흡수용 블록소재를 포함할 수 있는 크기의 평판 형상으로 이루어져 상기 내부공간 상을 이동하게 되며, 자석에 붙는 성질의 금속소재로 이루어진 정해진 중량의 임팩트(impact)용 낙하플레이트과; 정해진 중량을 가지는 평판형상으로 이루어지고, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓이게 되는 다수개의 중량체용 플레이트와; 와이어의 끝단부에 전자석으로 된 자석체가 고정되는 구성의 마그네틱 호이스트로 이루어지고, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상측에 설치되어 상기 임팩트용 낙하플레이트를 이동시키게 되되 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상승하여 정위치되는 높이를 조절하게 되는 이송기구와; 상기 측정베이스로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 측정베이스에 놓이는 상기 충격흡수용 블록소재를 촬영하게 되는 촬영기구 및; 입력장치가 구비되어 상기 측정센서와 촬영기구로부터 정해진 종류의 물리량과 상기 충격흡수용 블록소재의 영상정보를 입력받게 되고, 분석알고리즘이 구비되어 상기 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 도출하게 되는 분석기구를 포함하는 낙하형 충격시험 설비를 구비하고, 충격흡수용 블록소재를 상기 화물창에 저장되는 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각시킨 후, 상기 충격흡수용 블록소재를 상온 환경에 위치시켜 시간의 경과에 따른 상기 충격흡수용 블록소재의 온도-수축량 특성곡선을 산출하여 상기 분석기구의 저장메모리에 저장되는 단계와; 상기 액화천연가스 운반선의 화물창 내부에서 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상에 의해 상기 화물창을 이루는 상기 충격흡수용 블록소재에 부과되는 충격량을 추정하고, 추정된 충격량에 대응하여 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓이는 중량체용 플레이트의 개수와 상기 임팩트용 낙하플레이트가 정위치되는 높이를 산출한 후, 정해진 개수의 중량체용 플레이트가 놓인 상기 임팩트용 낙하플레이트를 전자석이 ON된 상태의 상기 이송기구를 사용하여 정위치시키는 단계와; 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각된 충격흡수용 블록소재를 상기 측정베이스의 상부면에 위치시킨 후, 상기 이송기구의 자석체를 이루는 전자석을 OFF시켜 상기 임팩트용 낙하플레이트가 자유낙하하도록 하는 단계와; 상기 촬영기구를 사용하여 상온 환경에 노출된 상기 측정베이스에 놓인 상기 충격흡수용 블록소재의 시계열 변형 영상정보를 실시간으로 촬영하여 상기 분석기구로 입력하는 한편, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 자유낙하로 상기 충격흡수용 블록소재에 부과하는 충격량을 상기 측정센서로부터 측정하여 상기 분석기구로 입력하는 단계와; 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상기 충격흡수용 블록소재와 접촉하기 전까지 입력되는 상기 충격흡수용 블록소재의 시계열 변형 영상정보로부터 상기 분석기구가 상기 충격흡수용 블록소재의 수축량을 산출하여 상기 저장메모리에 저장된 충격흡수용 블록소재의 온도-수축량 특성곡선과 비교하여 상기 충격흡수용 블록소재의 온도를 추정하되도록 하고, 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상기 충격흡수용 블록소재와 접촉하여 상기 충격흡수용 블록소재에 충격이 가해진 이후부터 입력되는 상기 충격흡수용 블록소재의 시계열 변형 영상정보로부터 산출되는 상기 충격흡수용 블록소재의 수축량과 상기 측정센서로부터 입력되는 충격력으로 상기 분석기구가 상기 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법에서 상기 기초프레임 상에 수직으로 높이조절이 가능하게 설치되어 자유낙하하는 상기 임팩트용 낙하플레이트의 하강을 제한하게 되는 스톱퍼가 더 구비되어, 상기 충격흡수용 블록소재에 가해지는 충격량이 정해진 설정치 이상으로 커지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법에 의하면, 몸체프레임에 의해 임팩트용 낙하플레이트가 안내되면서 자유낙하하는 구성이 제공됨에 따라 블록소재에 충격이 안정되고 균일하게 가해져 충격시험의 정밀도가 향상되고, 충격시험이 안정되게 수행되는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루는 충격흡수용 블록소재에 적용되어 충격흡수용 블록소재에 대한 충격시험 표준을 제공해 주는 효과를 가지게 되어, 이에 따라 충격흡수용 블록소재의 안정성 확보를 위한 소재특성자료 및 설계자료를 용이하게 도출할 수 있게 되어 석유자원의 고갈로 인해 현재 교역량이 증대되고 있는 천연가스의 운반이 액화천연가스 운반선을 통해 안정되게 수행될 수 있도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)는 정해진 크기의 블록소재(200)의 강도특성을 검출하기 위하여 정해진 설치공간에 설치되는 것으로, 특히 본 발명은 액화천연가스 운반선(400)에 설치되는 화물창(300)의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 재질의 충격흡수용 블록소재(220)의 충격강도를 검출하기 위한 낙하형 충격시험 설비(100)와 그를 이용한 충격시험방법을 제공함으로써 충격흡수용 블록소재(220)의 안정성 확보를 위한 소재특성자료 및 설계자료가 용이하게 도출될 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비(100) 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법은 몸체프레임(40)에 상하이동이 가능하게 고정되는 임팩트용 낙하플레이트(50)가 몸체프레임(40)에 형성된 안내용 지주대(44)나 안내용 레일(46)을 타고 자유낙하하도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다. 이에 따라, 블록소재(200)에 충격이 안정되고 균일하게 가해지게 되어 충격시험의 정밀도가 향상되고, 충격시험이 안정되게 수행된다.

또한, 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비(100) 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법은 블록소재(200)에 가해지는 충격이 임팩트용 낙하플레이트(50)의 낙하높이, 임팩트용 낙하플레이트(50)에 추가적으로 놓이는 중량체용 플레이트(51)의 개수, 임팩트용 낙하플레이트(50)의 하강을 제한하는 스톱퍼(90)의 설치높이에 의해 조절되도록 하고, 촬영기구(70)에 의해 충격시의 블록소재 영상정보를 촬영하여 촬영기구(70)와 연동되는 분석기구(80)에 의해 분석이 수행되도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다. 이에 따라 충격시험이 간편하고 용이하게 수행될 수 있게 될 뿐만 아니라, 블록소재(200)의 충격강도 특성도 용이하게 도출해낼 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)는 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재(220)의 실제 크기에 대응하는 대형 크기로 제작되어 실제 충격흡수용 블록소재(220)에 대한 충격시험 표준을 제공하게 되는 데, 이에 따라 충격흡수용 블록소재(220)의 선택과 설계가 효율적으로 이루어질수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 8에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면 및 상세한 설명에서 일반적인 충격시험 설비, 낙하형 충격시험 설비, 충격시험방법, 블록소재, 충격흡수용 블록소재, 액화천연가스, 액화천연가스 운반석, 화물창 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다. 그리고, 도면의 도시에 있어서 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비의 구성을 보여주기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비를 보여주기 위한 사시도이며, 도 3의 (a), (b), (c)는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비 의 작동과정을 보여주기 위한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 블록소재를 촬영하기 위한 구성을 보여주기 위한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비에 스톱퍼가 설치된 구성을 보여주기 위한 사시도이고, 도 6의 (a), (b)는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비에 설치된 스톱퍼에 의해 임팩트용 낙하플레이트의 하강이 제한되는 구성을 보여주기 위한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비를 보여주기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에 적용되는 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재을 보여주기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)는 도 1과 도 2에서와 같이 기초프레임(10), 측정베이스(20), 측정센서(30), 몸체프레임(40), 임팩트(impact)용 낙하플레이트(50), 중량체용 플레이트(51), 이송기구(60), 촬영기구(70), 분석기구(80), 스톱퍼(90)를 포함한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)는 정해진 크기의블록소재(200)에 충격시험에 적용되는 것으로, 특히 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)는 도 8에서와 같이 액화천연가스 운반선(400)에 설치되는 화물창(300)의 벽체를 이루는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 소재의 충격흡수용 블록소재(220)의 충격시험에 적용되는 것이다. 이와 같은 충격흡수용 블록소 재(220)는 액화천연가스와 접촉하게 됨에 따라, 극저온 환경에서의 취성 경향에 대응하는 성질의 소재를 이루어지고, 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 것이다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 블록소재(200)는 화물창(300)에 저장되는 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각된 것이 사용된다.

기초프레임(10)은 설치공간의 바닥면에 설치되는 것으로, 정해진 크기의 블록소재(200)가 수용될 수 있는 크기를 가진다.

이와 같은 기초프레임(10)은 충격시험의 정밀도와 정확성을 향상시키기 위해 표면이 수평면을 이루도록 한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 기초프레임(10)은 정반(12)과 베이스 플레이트(14)로 이루어진다.

정반(12)은 설치공간의 바닥면이 정해진 깊이로 설치되는 것으로, 강도가 높은 콘크리트소재로 이루어져 고중량의 임팩트용 낙하플레이트(50)의 반복되는 자유낙하에도 낙하형 충격시험 설비(100)가 변형없이 정위치를 유지할 수 있도록 한다.

베이스 플레이트(14)는 정반(12)의 표면에 수평하게 놓여 몸체프레임(40)이 고정설치되도록 하는 것이다.

측정베이스(20)는 기초프레임(10) 상에 수평하게 배치되어 블록소재(200)가 상부면에 놓이도록 하는 것으로, 이와 같은 측정베이스(20)는 블록소재(200)가 수 용될 수 있는 크기의 평판으로 이루어지게 된다.

측정센서(30)는 기초프레임(10)의 베이스 플레이트(14)와 측정베이스(20) 사이에 배치되는 것으로, 이와 같은 측정센서(30)는 측정베이스(20)를 지지하면서 측정베이스(20)에 놓인 블록소재(200)의 강도특성을 검출하기 위한 정해진 종류의 물리량을 측정하게 된다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 측정센서(30)는 임팩트용 낙하플레이트(50)의 자유낙하에 의해 블록소재(200)에 부가되는 충격력을 검출하기 위해 가속도를 측정하게 되는 충격력 측정센서(32)가 사용된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 측정센서(30)는 다수개가 구비되어 측정베이스(20)의 저면에 정해진 간격으로 배열되어 블록소재(200)의 크기에 대응하도록 함에 따라, 측정 정밀도가 증대되게 된다.

몸체프레임(40)은 몸체프레임(40)은 측정베이스(20) 둘레를 따라 수직으로 설치되어 내측으로 정해진 크기의 수용공간(42)이 형성되도록 하는 것으로, 이에 따라, 측정베이스(20)가 수용공간(42)에 위치되게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 몸체프레임(40)은 도 2 내지 도 6에서와 같이 정해진 길이의 바(bar) 형상으로 이루어지는 다수개의 안내용 지주대(44)가 측정베이스(20)를 둘러싸며 정해진 간격으로 입설되어 이루어진 것이다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시예가 도시된 도 7에서와 같이 몸체프레임(40)이 구조용 H-BEAM의 조합으로 이루어지는 골격체로 이루어져 골격체에 정해 진 길이의 바(bar) 형상으로 이루어지는 다수개의 안내용 레일(46)이 측정베이스(20)를 둘러싸며 정해진 간격으로 입설되도록 할 수도 있다.

임팩트용 낙하플레이트(50)는 정해진 크기의 블록소재(200)를 포함될 수 있는 크기의 평판 형상으로 이루어져 몸체프레임(40)의 내부공간(42) 상을 이동하게 되는 것으로, 이와 같은 임팩트용 낙하플레이트(50)는 정해진 중량을 가져 블록소재(200)에 충격을 가하게 된다.

즉, 임팩트용 낙하플레이트(50)는 몸체프레임(40)에 상하방향으로 이동가능하게 고정되어 내부공간(42)의 정해진 높이에서 자유낙하함으로써 블록소재(200)에 충격을 가하게 된다.

이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)에서는 임팩트용 낙하플레이트(50)가 몸체프레임(40)의 안내용 지주대(44)에 삽입되어 안내용 지주대(44)를 따라 슬라이딩운동하도록 하는데, 임팩트용 낙하플레이트(50)에는 안내용 지주대(44)와 접촉하게 되는 볼베어링(522)이 내측에 설치된 슬라이딩블록(52)이 가장자리 둘레를 따라 설치되어 임팩트용 낙하플레이트(50)의 원활한 상승과, 자유낙하가 유도될 수 있도록 한다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비(100)에서는 도 7에서와 같이 임팩트용 낙하플레이트(50)가 몸체프레임(40)의 안내용 레일(46)을 따라 상승하고, 자유낙하하도록 하는데, 이를 위하여, 임팩트용 낙하플레이트(50)는 몸체프레임(40)의 안내용 레일(46)과 맞물리는 롤러(542)가 형성되어 안 내용 레일(46)을 따라 슬라이딩운동하게 되는 롤러블록(54)이 가장자리 둘레를 따라 설치되도록 한다.

중량체용 플레이트(51)는 임팩트용 낙하플레이트(50)의 상부면에 놓이게 되는 정해진 중량을 가지는 평판형상으로 이루어지는 것으로, 이와 같은 중량체용 플레이트(51)는 다수개가 구비되어 임팩트용 낙하플레이트(50)의 상부면에 놓인 중량체용 플레이트(51)의 개수가 조절되면서 블록소재(200)에 가해지는 충격력이 조절될 수 있도록 한다.

이송기구(60)는 임팩트용 낙하플레이트(50)의 상측에 설치되어 임팩트용 낙하플레이트(50)를 이동시키게 되는 것으로, 이와 같은 이송기구(60)는 임팩트용 낙하플레이트(50)가 상승하여 정위치되는 높이를 조절하게 된다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송기구(60)는 와이어(626)의 끝단부에 자석체(622)가 고정되는 구성의 마그네틱 호이스트(62)로 이루어지고, 임팩트용 낙하플레이트(50)는 자석에 붙는 금속소재로 이루어지게 되는데, 이에 따라 임팩트용 낙하플레이트(50)가 마그네틱 호이스트(62)의 자석체(622)에 부착되면서 몸체프레임(40)의 내부공간(42) 상을 이동하게 된다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네틱 호이스트(62)의 자석체(622)는 전자석이 사용되는데, 이에 따라 도 3의 (a)와 (b)에서와 같이 전자석이 ON된 상태에서 임팩트용 낙하플레이트(50)가 자석체(622)에 부착되면서 몸체프레 임(40)의 내부공간(42)에 정해진 높이에 정위치되도록 하고, 도 3의 (c)에서와 같이 전자석이 OFF된 상태에서 임팩트용 낙하플레이트(50)가 자유낙하하도록 한다.

촬영기구(70)는 측정베이스(20)로부터 측방향으로 이격된 위치에 설치되어 임팩트용 낙하플레이트(50)의 자유낙하 전후과정 동안 측정베이스(20)에 놓이는 블록소재(200)를 촬영하게 된다.

이와 같은 촬영기구(70)는 도 4에서와 같이 고속카메라(72)와 조명기구(74)로 이루어지는데, 고속카메라(72)는 블록소재(200)에 가해지는 충격에 의해 블록소재(200)의 시계열 변형의 영상정보를 초당 복수개의 프레임으로 촬영하게 되고, 조명기구(74)는 블록소재(200)로 광을 발산하여 블록소재(200)의 영상정보 화질이 증대되도록 하기 위한 것이다.

분석기구(80)는 입력장치가 구비되어 측정센서(30)와 촬영기구(70)로부터 정해진 종류의 물리량과 블록소재(200)의 영상정보를 입력받게 되고, 분석알고리즘이 구비되어 블록소재(200)의 강도특성을 도출하게 된다.

스톱퍼(90)는 도 5에서와 같이 기초프레임(10) 상에 수직으로 높이조절이 가능하게 설치되는 것으로, 이와 같은 스톱퍼(90)는 도 6의 (a)와 (b)에서와 같이 자유낙하하는 임팩트용 낙하플레이트(50)의 하강을 제한함으로써 블록소재(200)에 가해지는 충격량이 정해진 설정치 이상으로 커지지 않도록 하게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 스톱퍼(90)는 도 5와 도 6에서와 같이 몸체프레임(40)을 이루는 안내용 지주대(44)에 설치되고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스톱퍼(90)는 도 7에서와 같이 측정베이스(20)의 상부면 둘레 상으로 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 낙하형 충격시험 설비(100)는 이송기구(60)에 의해 몸체프레임(40)의 내부공간(42) 상의 정해진 높이에 정위치되는 임팩트용 낙하플레이트(50)가 자유낙하하여 측정베이스(20)의 상부면에 놓인 블록소재(200)와 접촉하게 되면서 블록소재(200)에 충격이 가해지도록 하고, 측정센서(30)로부터 블록소재(200)에 가해지는 충격에 의해 유도되는 물리량을 측정하여 분석기구(80)로 입력되도록 하며, 촬영기구(70)로부터 블록소재(200)에 가해지는 충격에 의한 블록소재(200)의 시계열 변형의 영상정보를 실시간으로 촬영하여 분석기구(80)로 입력되도록 하여, 분석기구(80)에 의해 블록소재(200)의 강도특성이 도출되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 낙하형 충격시험 설비(100)를 사용하여 액화천연가스 운반선(400)의 화물창(300)을 이루는 폴리우레탄 폼 소재의 충격흡수용 블록소재(220)에 대한 충격시험을 수행하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 충격흡수용 블록소재(220)를 냉각챔버에 넣어 화물창(300)에 저장되는 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각시키게 되는데, 액화천연가스의 액화온도인 대기압(1atm)하의 -161.5℃보다 낮은 -163℃의 온도로 충격흡수용 블록소재(220)를 냉각시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 극저온 하에서 냉각된 충격흡수용 블록소재를 냉각챔버로부터 꺼내어 곧바로 상온 환경에 위치시키면서, 시간의 경과에 따른 충격흡수용 블록소재(220)의 온도-수축량 특성곡선을 산출하게 된다.

이를 위하여, 본 발명의 낙하형 충격시험 설비(100)에서 사용되는 촬영기구(70)와 분석기구(80)를 이용하여 충격흡수용 블록소재(220)의 영상정보를 촬영하여 분석함으로써, 시간의 경과에 따라 충격흡수용 블록소재(220)의 온도가 상승하면서 점진적으로 충격흡수용 블록소재(220)의 수축량이 감소되는 현상을 온도-수축량 특성곡선으로 산출하게 된다. 이와 같이 산출된 충격흡수용 블록소재(220)의 온도-수축량 특성곡선은 분석기구(80)의 저장메모리에 저장된다.

다음으로, 액화천연가스 운반선(400)의 화물창(300) 내부에서 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상에 의해 화물창(300)을 이루는 충격흡수용 블록소재(220)에 부과되는 충격량을 추정하고, 추정된 충격량에 대응하여 임팩트용 낙하플레이트(50)의 상부면에 놓이는 중량체용 플레이트(51)의 개수와, 임팩트용 낙하플레이트(50)가 정위치되는 높이를 산출한 후, 정해진 개수의 중량체용 플레이트(51)가 놓인 임팩트용 낙하플레이트(50)를 전자석이 ON된 상태의 이송기구(60)를 사용하여 몸체프레임(40)의 내부공간(42) 상에 정해진 높이로 정위치시키게 된다.

그리고, 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각된 충격흡수용 블록소재(220)를 측정베이스(20)의 상부면에 위치시킨 후, 이송기구(60)의 자석체(622)를 이루는 전자석을 OFF시켜 임팩트용 낙하플레이트(50)의 자유낙하를 유도하게 되는데, 임팩트용 낙하플레이트(50)의 자유낙하 전후 정해진 시간 동안 촬영기구(70)를 사용하여 상온 환경에 노출된 측정베이스(20)에 놓인 충격흡수용 블록소재(220)의 시계열 변형 영상정보를 실시간으로 촬영하여 분석기구(80)로 입력하는 한편, 임팩트용 낙하플레이트(50)의 자유낙하로 충격흡수용 블록소재(220)에 부과하는 충격량을 측정센서(30)로부터 측정하여 분석기구(80)로 입력하게 된다.

이와 같이 충격흡수용 블록소재(220)의 시계열 변형 영상정보와 충격량 정보가 분석기구(80)로 입력되면, 분석기구(80)는 임팩트용 낙하플레이트(50)가 충격흡수용 블록소재(220)와 접촉하기 전까지 입력되는 충격흡수용 블록소재(220)의 시계열 변형 영상정보로부터 충격흡수용 블록소재(220)의 수축량을 산출하여 분석기구(80)의 저장메모리에 저장된 충격흡수용 블록소재(220)의 온도-수축량 특성곡선과 비교하여 충격흡수용 블록소재(220)의 온도를 추정하게 된다.

또한, 분석기구(80)는 임팩트용 낙하플레이트(50)가 충격흡수용 블록소재(220)와 접촉하여 충격흡수용 블록소재(220)에 충격이 가해진 이후부터 입력되는 충격흡수용 블록소재(220)의 시계열 변형 영상정보로부터 산출되는 충격흡수용 블록소재(220)의 수축량과 측정센서(30)로부터 입력되는 충격력으로부터 충격흡수용 블록소재(220)의 충격강도를 산출하게 된다.

이와 같이 산출되는 충격흡수용 블록소재(220)의 충격강도로부터 액화천연가 스 운반선(400)의 화물창(300) 설계시, 슬로싱 등에 의한 충격하중에 견딜 수 있는 충격흡수용 블록소재(220)의 선택과 치수설계가 효율적으로 이루어질수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비 및 그를 사용한 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비의 구성을 보여주기 위한 도면;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비를 보여주기 위한 사시도;

도 3의 (a), (b), (c)는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비의 작동과정을 보여주기 위한 사시도;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비에서 블록소재를 촬영하기 위한 구성을 보여주기 위한 사시도;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비에 스톱퍼가 설치된 구성을 보여주기 위한 사시도;

도 6의 (a), (b)는 본 발명의 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비에 설치된 스톱퍼에 의해 임팩트용 낙하플레이트의 하강이 제한되는 구성을 보여주기 위한 사시도;

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙하형 충격시험 설비를 보여주기 위한 도면;

도 8은 본 발명에 따른 낙하형 충격시험 설비에 적용되는 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재을 보여주기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기초프레임 12 : 정반

14 : 베이스 플레이트 20 : 측정베이스

30 : 측정센서 32 : 충격력 측정센서

40, 40' : 몸체프레임 42 : 수용공간

44 : 안내용 지주대 46 : 안내용 레일

50 : 임팩트용 낙하플레이트 51 : 중량체용 플레이트

52 : 슬라이딩블록 522 : 볼베어링

54 : 롤러블록 542 : 롤러

60 : 이송기구 62 : 마그네틱 호이스트

622 : 자석체 624 : 호이스트

626 : 와이어 70 : 촬영기구

72 : 고속카메라 74 : 조명기구

80 : 분석기구 90 : 스톱퍼

100 : 낙하형 충격시험 설비 200 : 블록소재

220 : 충격흡수용 블록소재 300 : 화물창

400 : 액화천연가스 운반선

Claims

정해진 크기의 블록소재(block material)의 강도특성을 검출하기 위하여 정해진 설치공간에 설치되는 낙하형 충격시험 설비에 있어서,

상기 설치공간의 바닥면에 설치되어 표면이 수평면을 이루도록 하고, 정해진 크기의 상기 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가지는 기초프레임과;

상기 기초프레임 상에 수평하게 배치되고, 상기 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가져 상기 블록소재가 상부면에 놓이게 되는 측정베이스와;

상기 블록소재의 강도특성을 검출하기 위한 정해진 종류의 물리량을 측정하게 되되, 상기 기초프레임과 측정베이스 사이에 배치되어 상기 측정베이스를 지지하게 되는 측정센서와;

수용공간이 형성되어 상기 측정베이스가 상기 수용공간에 위치되도록 하고, 상기 측정베이스 둘레를 따라 수직으로 설치되어 내측으로 상기 수용공간이 형성되도록 하는 몸체프레임과;

상기 몸체프레임에 상하방향으로 이동가능하게 고정되고, 상기 블록소재를 포함할 수 있는 크기의 평판 형상으로 이루어져 상기 내부공간 상을 이동하게 되는 정해진 중량의 임팩트(impact)용 낙하플레이트과;

상기 임팩트용 낙하플레이트의 상측에 설치되어 상기 임팩트용 낙하플레이트를 이동시키게 되되 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상승하여 정위치되는 높이를 조절하게 되는 이송기구와;

상기 측정베이스로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 측정베이스에 놓이는 상기 블록소재를 촬영하게 되는 촬영기구 및;

입력장치가 구비되어 상기 측정센서와 촬영기구로부터 정해진 종류의 물리량과 상기 블록소재의 영상정보를 입력받게 되고, 분석알고리즘이 구비되어 상기 블록소재의 강도특성을 도출하게 되는 분석기구를 포함하여,

상기 이송기구에 의해 상기 몸체프레임의 내부공간 상의 정해진 높이에 정위치되는 상기 임팩트용 낙하플레이트가 자유낙하하여 상기 측정베이스의 상부면에 놓인 블록소재와 접촉하게 되면서 상기 블록소재에 충격이 가해지도록 하고,

상기 측정센서로부터 상기 블록소재에 가해지는 충격에 의해 유도되는 물리량을 측정하여 상기 분석기구로 입력되도록 하며,

상기 촬영기구로부터 상기 블록소재에 가해지는 충격에 의한 상기 블록소재의 시계열 변형의 영상정보를 실시간으로 촬영하여 상기 분석기구로 입력되도록 하여,

상기 분석기구에 의해 상기 블록소재의 강도특성이 도출되도록 하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1 항에 있어서,

상기 블록소재는 액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고, 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 소재가 사용되되,

상기 블록소재는 상기 화물창에 저장되는 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각된 것임을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 기초프레임은 상기 설치공간의 바닥면이 정해진 깊이로 설치되고, 콘크리트소재로 이루어지는 정반과;

상기 정반의 표면에 수평하게 놓이게 되고, 상기 몸체프레임이 고정설치되는 베이스 플레이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 측정센서는 가속도를 측정하여 상기 블록소재에 가해지는 충격력을 검출하게 되는 충격력 측정센서이되,

다수개의 상기 측정센서가 상기 측정베이스의 저면에 정해진 간격으로 배열되어 상기 블록소재의 크기에 대응하도록 하여 측정 정밀도가 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 몸체프레임은 정해진 길이의 바(bar) 형상으로 이루어지는 다수개의 안내용 지주대가 상기 측정베이스를 둘러싸며 정해진 간격으로 입설되어 이루어진 것이고,

상기 안내용 지주대에 삽입되어 상기 안내용 지주대를 따라 슬라이딩운동하게 되고 상기 안내용 지주대와 접촉하게 되는 볼베어링이 내측에 설치된 슬라이딩블록이 상기 임팩트용 낙하플레이트의 가장자리 둘레를 따라 설치되도록 하여 상기 임팩트용 낙하플레이트의 자유낙하가 유도될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 몸체프레임은 정해진 길이의 바(bar) 형상으로 이루어지는 다수개의 안내용 레일이 상기 측정베이스를 둘러싸며 정해진 간격으로 입설되어 이루어진 것이고,

상기 임팩트용 낙하플레이트는 상기 안내용 레일과 맞물리는 롤러가 형성되어 상기 안내용 레일을 따라 슬라이딩운동하게 되는 롤러블록이 가장자리 둘레를 따라 설치되도록 하여 상기 임팩트용 낙하플레이트의 자유낙하가 유도될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

정해진 중량을 가지는 평판형상으로 이루어지고, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓이게 되는 다수개의 중량체용 플레이트가 더 구비되어 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓인 상기 중량체용 플레이트의 개수가 조절되면서 상기 블록소재에 가해지는 충격력이 조절될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 낙 하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 임팩트용 낙하플레이트는 자석에 붙는 금속소재로 이루어지고,

상기 이송기구는 와이어의 끝단부에 자석체가 고정되는 구성의 마그네틱 호이스트로 이루어져,

상기 임팩트용 낙하플레이트는 상기 마그네틱 호이스틱의 자석체에 부착되면서 상기 몸체프레임의 내부공간 상을 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 8항에 있어서,

상기 자석체는 전자석이 사용되어 전자석이 ON된 상태에서 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상기 자석체에 부착되면서 상기 몸체프레임의 내부공간에 정해진 높이에 정위치되도록 하고, 전자석이 OFF된 상태에서 상기 임팩트용 낙하플레이트가 자유낙하하도록 하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 촬영기구는 상기 블록소재에 가해지는 충격에 의해 상기 블록소재의 시계열 변형의 영상정보를 초당 복수개의 프레임으로 촬영하게 되는 고속카메라와;

상기 블록소재로 광을 발산하여 상기 블록소재의 영상정보 화질이 증대되도 록 하기 위한 조명기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 기초프레임 상에 수직으로 높이조절이 가능하게 설치되어 자유낙하하는 상기 임팩트용 낙하플레이트의 하강을 제한하게 되는 스톱퍼가 더 구비되어 상기 블록소재에 가해지는 충격량이 정해진 설정치 이상으로 커지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 낙하형 충격시험 설비.
액화천연가스 운반선에 설치되는 화물창의 벽체를 이루면서 액화천연가스와 접촉하게 되고 정해진 규격의 정육면체 형상으로 제작되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane Foam) 재질의 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 검출하기 위한 시험방법에 있어서,

정해진 설치공간의 바닥면에 설치되어 표면이 수평면을 이루도록 하고 상기 충격흡수용 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가지는 기초프레임과; 상기 기초프레임 상에 수평하게 배치되고, 상기 충격흡수용 블록소재가 수용될 수 있는 크기를 가져 상기 블록소재가 상부면에 놓이게 되는 측정베이스와; 상기 충격흡수용 블록소재의 강도특성을 검출하기 위한 정해진 종류의 물리량을 측정하게 되되, 상기 기초프레임과 측정베이스 사이에 배치되어 상기 측정베이스를 지지하게 되는 측정센서와; 수용공간이 형성되어 상기 측정베이스가 상기 수용공간에 위치되도록 하고, 상기 측정베이스 둘레를 따라 수직으로 설치되어 내측으로 상기 수용공간이 형성되 도록 하는 몸체프레임과; 상기 몸체프레임에 상하방향으로 이동가능하게 고정되고, 상기 충격흡수용 블록소재를 포함할 수 있는 크기의 평판 형상으로 이루어져 상기 내부공간 상을 이동하게 되며, 자석에 붙는 성질의 금속소재로 이루어진 정해진 중량의 임팩트(impact)용 낙하플레이트과; 정해진 중량을 가지는 평판형상으로 이루어지고, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓이게 되는 다수개의 중량체용 플레이트와; 와이어의 끝단부에 전자석으로 된 자석체가 고정되는 구성의 마그네틱 호이스트로 이루어지고, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상측에 설치되어 상기 임팩트용 낙하플레이트를 이동시키게 되되 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상승하여 정위치되는 높이를 조절하게 되는 이송기구와; 상기 측정베이스로부터 이격된 위치에 설치되고, 상기 측정베이스에 놓이는 상기 충격흡수용 블록소재를 촬영하게 되는 촬영기구 및; 입력장치가 구비되어 상기 측정센서와 촬영기구로부터 정해진 종류의 물리량과 상기 충격흡수용 블록소재의 영상정보를 입력받게 되고, 분석알고리즘이 구비되어 상기 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 도출하게 되는 분석기구를 포함하는 낙하형 충격시험 설비를 구비하고,

충격흡수용 블록소재를 상기 화물창에 저장되는 액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각시킨 후, 상기 충격흡수용 블록소재를 상온 환경에 위치시켜 시간의 경과에 따른 상기 충격흡수용 블록소재의 온도-수축량 특성곡선을 산출하여 상기 분석기구의 저장메모리에 저장되는 단계와;

상기 액화천연가스 운반선의 화물창 내부에서 발생되는 슬로싱(sloshing) 현상에 의해 상기 화물창을 이루는 상기 충격흡수용 블록소재에 부과되는 충격량을 추정하고, 추정된 충격량에 대응하여 상기 임팩트용 낙하플레이트의 상부면에 놓이는 중량체용 플레이트의 개수와 상기 임팩트용 낙하플레이트가 정위치되는 높이를 산출한 후, 정해진 개수의 중량체용 플레이트가 놓인 상기 임팩트용 낙하플레이트를 전자석이 ON된 상태의 상기 이송기구를 사용하여 정위치시키는 단계와;

액화천연가스의 온도에 맞추어 냉각된 충격흡수용 블록소재를 상기 측정베이스의 상부면에 위치시킨 후, 상기 이송기구의 자석체를 이루는 전자석을 OFF시켜 상기 임팩트용 낙하플레이트가 자유낙하하도록 하는 단계와;

상기 촬영기구를 사용하여 상온 환경에 노출된 상기 측정베이스에 놓인 상기 충격흡수용 블록소재의 시계열 변형 영상정보를 실시간으로 촬영하여 상기 분석기구로 입력하는 한편, 상기 임팩트용 낙하플레이트의 자유낙하로 상기 충격흡수용 블록소재에 부과하는 충격량을 상기 측정센서로부터 측정하여 상기 분석기구로 입력하는 단계와;

상기 임팩트용 낙하플레이트가 상기 충격흡수용 블록소재와 접촉하기 전까지 입력되는 상기 충격흡수용 블록소재의 시계열 변형 영상정보로부터 상기 분석기구가 상기 충격흡수용 블록소재의 수축량을 산출하여 상기 저장메모리에 저장된 충격흡수용 블록소재의 온도-수축량 특성곡선과 비교하여 상기 충격흡수용 블록소재의 온도를 추정하도록 하고, 상기 임팩트용 낙하플레이트가 상기 충격흡수용 블록소재와 접촉하여 상기 충격흡수용 블록소재에 충격이 가해진 이후부터 입력되는 상기 충격흡수용 블록소재의 시계열 변형 영상정보로부터 산출되는 상기 충격흡수용 블록소재의 수축량과 상기 측정센서로부터 입력되는 충격력으로 상기 분석기구가 상 기 충격흡수용 블록소재의 충격강도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법.
제 12항에 있어서,

상기 기초프레임 상에 수직으로 높이조절이 가능하게 설치되어 자유낙하하는 상기 임팩트용 낙하플레이트의 하강을 제한하게 되는 스톱퍼가 더 구비되어,

상기 충격흡수용 블록소재에 가해지는 충격량이 정해진 설정치 이상으로 커지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 액화천연가스 운반선의 화물창에 사용되는 충격흡수용 블록소재의 충격시험방법.