KR20130002826U

KR20130002826U - 선박의 경사시험용 경사계

Info

Publication number: KR20130002826U
Application number: KR2020110009713U
Authority: KR
Inventors: 유동훈; 서형균
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2013-05-10

Abstract

본 고안은 선박의 경사시험용 경사계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 용이하게 선박에 설치할 수 있으며 또한 구하고자 하는 선박의 횡 경사 각도를 간편하게 측정하여 선박의 무게중심위치를 선정할 수 있는 선박의 경사시험용 경사계에 관한 것이다.
그리고, 선박의 데크에 탈착이 용이한 베이스부와 상기 베이스부와 연결되며 상기 선박의 횡 경사 각도를 측정할 수 있도록 원호 상에 등간격으로 눈금이 형성된 측정부재와 상기 눈금을 따라 이동하는 볼로 구성된 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 고안은 구조가 간단하여 조작 및 설치가 용이하며 측정된 값을 손쉽게 판독할 수 있으며 외부의 조건에 영향을 받지 않고 사용할 수 있어서 설치 시 장소에 제약을 받지 않는 우수한 장점이 있다.

Description

선박의 경사시험용 경사계{Clinometer for inclining experiment of vessel}

본 고안은 선박의 경사시험용 경사계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 용이하게 선박에 설치할 수 있으며 또한 구하고자 하는 선박의 횡 경사 각도를 간편하게 측정하여 선박의 무게중심위치를 선정할 수 있는 선박의 경사시험용 경사계에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 경사시험이란 선박의 무게중심위치를 조사하기 위한 시험이다.

그리고 경하상태(輕荷狀態)의 무게중심위치는 그 선박의 복원성능에 결정적인 역할을 하는 매우 중요한 요소 중 하나이다.

이러한 경사시험은 선박의 건조가 거의 완료되는 시점이나 기존 선박의 큰 개조 공사를 마무리하는 시점에서 이루어진다. 즉 선박의 무게중심위치는 진수 후 의장공사가 거의 마무리된 상태에서 경사시험을 통하여 구해진다.

이러한 종래의 경사시험은 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 펜듈럼(pendulum) 타입의 경사계를 선박에 설치한 구성도로서 그 원리를 설명하면 다음과 같다.

선박(S)의 중량을 △, 이동 물체의 중량을 w, 이동거리를 l, 중량 w 가 거리 l 만큼 이동할 때의 무게 중심 변화를 GG' 라 하면 폭 방향 경사 모멘트 원리에 의해 w × l = △ × GG' 의 관계식이 만들어진다. 여기서 △는 이동물체의 중량 w 를 포함한다.

그리고 경사 각도가 작다면 선체중심의 이동거리는 다음과 같다

GG' = GM × tan θ

따라서, GM을 구하는 관계식은 다음과 같다

GM = (w × l) / (△ × tan θ)

그러므로 상기 관계식을 이용하여 GM을 구하고 길이방향 메타센터(metacenter)의 기선상의 높이 KM 을 알면 KG = KM - GM 으로 기선상의 중심높이를 알 수 있다.

도 3b는 유-튜브(U-tube) 타입의 경사계를 선박에 설치한 구성도이다.

이는 상기 펜듈럼 타입의 경사계를 사용할 수 없는 조건에서 사용하는 것으로서 중소형 조선소에서 일반적으로 사용하는 고무호스 내에 물을 넣어 경사 수위의 변화를 측정하여 경사 각도를 구한다.

좀 더 구체적으로 경사 시 수위 변화 d 를 계측한 후 이렇게 구한 d 값에서 tan θ = d / l₁를 구하여 상기 식에 대입해 무게중심위치를 산정한다.

또한, 대한민국 공개실용신안공보 제20-1986-0003977호의 "원형 눈금판 경사계(이하, "종래의 원형 눈금판 경사계" 라 한다.)"에 기재된 바 있으며, 그 내용은 도 3c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 종래의 원형 눈금판 경사계는 추(200)의 중력 복귀 작용을 이용한 것으로서 원형 눈금판(300)을 몸체 내부에 설치하여 원운동을 통해 눈금판(300)이 확대경 판독창(500)을 통해 확대 정밀하게 판독할 수 있는 구조로 된 것이다.

좀 더 구체적으로 바닥에 접촉하는 발판(400)과, 상기 발판(400) 상부로 내부공간을 가지는 원형의 몸체가 설치된다. 그리고 상기 몸체는 그 중심에 축(200)이 설치되며 그 상면 즉 수직선상에는 확대경 판독창(500)이 형성되고 그 내부에는 눈금판(300)이 설치된다.

그리고 상기 축(200)에 연결된 추(100)는 그 상부가 눈금판(300)에 수직방향으로 고정된다.

이러한 구성으로 된 종래의 원형 눈금판 경사계의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

상기 발판(400)이 경사진 바닥에 위치되면 상기 몸체의 내부에 설치된 추(100)는 중력에 의해 수직방향을 유지하려 회전하고 상기 추(100)의 상부와 고정된 눈금판(300)이 추(100)와 함께 회전된다. 이렇게 경사 각도는 회전된 눈금판(300)에 의해 측정되며 상기 확대경 판독창(500)에 표시되는 것이다.

이로써, 경사 각도를 측정할 수 있는 펜듈럼 타입, 유-튜브 타입의 경사계 또는 종래의 원형 눈금판 경사계를 이용하여 선박의 횡 경사 각도를 측정한 후 무게중심위치를 선정할 수 있었다.

하지만, 선박의 경사시험 시 사용하는 펜듈럼 타입, 유-튜브 타입의 경사계는 중량체로서 공간 및 장소의 제약을 받기 때문에 설치가 불편하며 또한 설치하는 작업시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

또한, 펜듈럼 타입의 경사계는 외력 즉 바람의 영향을 받기 때문에 외부에 설치할 수 없는 문제점도 있다.

또한, 유-튜브 타입의 경사계는 온도에 따라 튜브가 쉽게 수축 또는 팽창되어 상기 튜브 내에 기포가 생기기도 하고 겨울철에는 상기 튜브 내의 물이 얼기도 하여 그 정확도가 현저히 떨어지는 문제점도 있다.

또한, 종래의 원형 눈금판 경사계는 원형의 눈금판에 표시된 눈금은 원주상에 360°를 표시해야 하므로 눈금의 등간격이 좁아지는 것이다. 따라서 선박의 횡 경사 각도를 측정하는데 있어 실용성 및 정확도가 현저히 떨어지며 사용자가 그 측정값을 읽는데 어려움이 있는 문제점이 있다.

또한, 종래의 원형 눈금판 경사계는 발판에 탈착수단이 없어 용이하게 고정시킬 수 없는 문제점도 있다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-1986-0003977호 (발명의 명칭 : 원형 눈금판 경사계)

이에, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 고안된 것으로, 그 목적은, 구조가 간단하면서 조작 및 설치가 용이하고 측정값을 손쉽게 판독할 수 있는 선박의 경사시험용 경사계를 제공함에 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은, 바람 등의 외부 조건에 영향을 받지 않으면서 사용할 수 있는 선박의 경사시험용 경사계를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 선박의 데크에 탈착이 용이한 베이스부와 상기 베이스부와 연결되며 상기 선박의 횡 경사 각도를 측정할 수 있도록 원호 상에 등간격으로 눈금이 형성된 측정부재와 상기 눈금을 따라 이동하는 볼로 구성된 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스부는, 양측으로 구비되는 자석재질의 받침부재와, 상기 받침부재의 상부로 설치된 판형상의 베이스판재와, 상기 베이스판재의 양측에 설치되어 상기 측정부재를 지지하며 고정하는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부재는, 스틸재질로 형성되며 그 상부로 상기 볼이 이동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부재의 상부에는, 상기 볼의 이동경로를 따라 안내홈이 형성되며 상기 안내홈의 양단부에는 걸림판이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부재는, 투명재질로 형성되며 그 내부로 상기 볼이 이동할 수 있도록 이동공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은, 구조가 간단하면서 조작 및 설치가 용이하고 측정값을 손쉽게 판독할 수 있도록 원호 상에 등간격으로 눈금이 형성된 측정부재와 상기 눈금을 따라 이동하는 볼의 위치로 경사 각도 및 이동거리의 측정값을 즉시 판독할 수 있는 간단한 구조로 형성되어 있다.

따라서 본 고안은 공간 및 장소의 제약을 받지 않고 설치할 수 있으며 측정값을 따로 계산할 필요가 없는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 고안은 바람 등의 외부 조건에 영향을 받지 않으면서 사용할 수 있도록 투명재질로 된 측정부재의 내부에서 볼이 이동함으로써 실내는 물론 실외에서도 설치할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 선박의 경사시험용 경사계의 구성도.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 선박의 경사시험용 경사계의 구성도.
도 3은 종래기술에 따른 개략도로서,
도 3a는 펜듈럼 타입의 경사계를 선박에 설치한 구성도.
도 3b는 유-튜브 타입의 경사계를 선박에 설치한 구성도.
도 3c는 원형 눈금판 경사계의 내부구조를 도시한 투시도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 본 고안의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 고안의 기술사상이 이에 한정되는 것이 아님은 당연하다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 선박의 경사시험용 경사계의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안은 보다 용이하게 선박에 설치할 수 있으며 또한 구하고자 하는 선박의 횡 경사 각도를 간편하게 측정하여 선박의 무게중심위치를 선정할 수 있다.

이러한 선박의 경사시험용 경사계는, 선박의 데크(D)에 탈착이 용이한 베이스부(10)와 상기 베이스부(10)와 연결되며 상기 선박의 횡 경사 각도를 측정할 수 있도록 원호 상에 등간격으로 눈금(22)이 형성된 측정부재(21)와 상기 눈금(22)을 따라 이동하는 볼(23)로 구성된 측정부(20)를 포함한다.

그리고, 상기 베이스부(10)는, 양측으로 구비되는 자석재질의 받침부재(11)와, 상기 받침부재(11)의 상부로 설치된 판형상의 베이스판재(12)와, 상기 베이스판재(12)의 양측에 설치되어 상기 측정부재(21)를 지지하며 고정하는 연결부재(13)를 포함한다.

좀 더 구체적으로 상기 받침부재(11)는, 금속재질의 선박의 데크(D)에 탈착이 용이하도록 자석으로 형성되며 양측에 구비되는 것이 바람직하다.

상기 베이스판재(12)는, 상기 자석으로 형성된 받침부재(11)와 고정되며 상기 받침부재(11)의 자성을 차단시키는 목재나 플라스틱 등과 같은 비금속체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 연결부재(13)는, 상기 베이스판재(12)의 양측에 고정되어 상기 측정부재(21)를 안정되게 지지하며 고정한다.

그리고 상기 측정부(20)는, 상기 연결부재(13)의 상부에 고정되는 원호 상에 등간격으로 눈금(22)이 형성된 측정부재(21)와 상기 눈금(22)을 따라 이동하는 볼(23)을 이용하여 선박의 횡 경사 각도를 측정한다.

좀 더 구체적으로 상기 측정부재(21)는, 원의 중심방향으로 만곡되어진 원호의 형상으로서 그 단면은 사각형의 스틸재질이다.

또한, 상기 측정부재(21)의 상부에는, 상기 볼(23)의 이동경로를 따라 안내홈(21a)이 형성되며 상기 안내홈(21a)의 양단부에는 상기 볼(23)이 이탈하지 않도록 걸림판(21b)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 눈금(22)은, 상기 측정부재(21)의 정면에 등간격으로 형성된다. 이는 원이 360°라는 것을 착안하여 1°씩 등간격으로 형성된다. 따라서 상기 측정부재(21)의 원호상의 원주의 길이가 짧을 경우 상기 볼(23)이 이동되는 거리도 짧기 때문에 사용자가 그 측정값을 식별하기 힘들다. 이에 반해 상기 원주의 길이가 길어지면 볼(23)의 이동거리 또한 길어지기 때문에 사용자가 그 측정값을 식별하기 용이하다. 여기서 경사시험 시 일반적으로 횡 경사 각도는 3°이하인 점을 감안하여 볼 때 상기 등간격은 10cm 정도의 간격을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들어 눈금(22)의 등간격이 10cm일 때, 원둘레는 3600cm가 되며 반지름은 약 573cm가 된다.

한편, 최대 횡 경사 각도는 3°이며 이점을 감안하여 0을 기준으로 양측방향에 3°씩 총 6°를 형성하면 횡 경사 각도를 측정할 수 있다. 즉 상기 측정부재(21)의 원호 길이는 60cm가 되는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 눈금(22)의 등간격은 상기 측정부재(21)의 원호 길이 즉 상기 측정부재(21)의 스케일과 밀접한 관계가 있다.

상기 볼(23)은, 상기 눈금(22)을 따라 이동하는 스틸재질의 구형으로서 중량감이 있어야 바람직하다. 이러한 상기 볼(23)은 눈금(22)을 따라 이동하다가 최대 횡 경사 각도인 3°이내에서 정지하게 되면 그 위치의 눈금(22)을 판독하여 경사 각도 및 이동거리를 측정할 수 있다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 선박의 경사시험용 경사계의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예는 눈금(22)을 따라 이동하는 볼(23)이 바람 등의 외부 조건에 대하여 영향을 받지 않도록 구성된다.

이러한 구성은, 상기 측정부재(21)는 투명재질로 형성되며 그 내부로 상기 볼(23)이 이동할 수 있도록 이동공간(24)이 형성된다.

다시 말해, 상기 측정부재(21)는 상기 볼(23)의 위치를 외부에서 식별할 수 있도록 투명재질로 형성한다. 또한 상기 측정부재(21)는, 상기 볼(23)을 상기 내부공간에 수용할 수 있도록 그 일단부에 개폐가 가능한 출입구를 형성하며 상기 출입구에는 습도를 조절할 수 있도록 통풍구를 형성하면 바람직하다.

이로써, 본 고안에 따른 선박의 경사시험용 경사계는 구조가 간단하여 조작 및 설치가 용이하며 측정된 값을 손쉽게 판독할 수 있는 우수한 장점이 있다.

또한 외부의 조건에 영향을 받지 않고 사용할 수 있어서 설치 시 장소에 제약을 받지 않는 우수한 장점도 있다.

이상에서 본 고안에 의한 선박의 경사시험용 경사계를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 고안의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 실용신안등록청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 고안의 명세서에 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있는 것이나, 이 역시 본 고안의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

10 : 베이스부
11 : 받침부재 12 : 베이스판재 13 : 연결부재
20 : 측정부
21 : 측정부재
21a : 안내홈 21b : 걸림판
22 : 눈금 23 : 볼 24 : 이동공간
S : 선박 D : 데크

Claims

선박의 데크(D)에 탈착이 용이한 베이스부(10)와;
상기 베이스부(10)와 연결되며 상기 선박의 횡 경사 각도를 측정할 수 있도록 원호 상에 등간격으로 눈금(22)이 형성된 측정부재(21)와 상기 눈금(22)을 따라 이동하는 볼(23)로 구성된 측정부(20)를;
포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제1항에 있어서,
상기 베이스부(10)는,
양측으로 구비되는 자석재질의 받침부재(11)와,
상기 받침부재(11)의 상부로 설치된 판형상의 베이스판재(12)와,
상기 베이스판재(12)의 양측에 설치되어 상기 측정부재(21)를 지지하며 고정하는 연결부재(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정부재(21)는, 스틸재질로 형성되며 그 상부로 상기 볼(23)이 이동되는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제3항에 있어서,
상기 측정부재(21)의 상부에는, 상기 볼(23)의 이동경로를 따라 안내홈(21a)이 형성되며 상기 안내홈(21a)의 양단부에는 걸림판(21b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정부재(21)는, 투명재질로 형성되며 그 내부로 상기 볼(23)이 이동할 수 있도록 이동공간(24)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제1항에 있어서,
상기 볼(23)은, 중력을 향해 이동하는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제1항에 있어서,
상기 눈금(22)은, 2πr/360의 등간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제7항에 있어서,
상기 측정부재(21)는, (2πr/360)×6의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.
제2항에 있어서,
상기 베이스판재(12)는, 자성차단부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 선박의 경사시험용 경사계.