KR20170055195A - 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 해상풍에 대한 선박의 영향을 모사하기 위하여 모형선이 배치된 수조에 설치되어 바람을 일으키는 해상풍 모사장치에 있어서,
상기 수조에 설치되면서 상기 모형선의 일측 외곽에 배치되고, 상기 모형선을 향해 설정된 세기의 바람을 제공하여 해상풍을 모사하는 송풍유닛; 상기 송풍유닛과 동일하게 구성되어 상기 모형선의 타측 외곽에 배치되면서 상기 모형선을 중심으로 상기 송풍유닛과 동축을 이루고, 상기 송풍유닛과 동일한 방향으로 작동하여 상기 송풍유닛에서 제공되는 바람을 흡입하면서 상기 송풍유닛에서 제공된 바람의 방향 및 세기를 유지시키는 흡입유닛; 및 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛과 연결되며 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛은, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회전하면서 설치방향을 따라 바람을 일으키거나 바람을 흡입하는 적어도 하나의 송풍팬; 상기 수조에 설치된 상태로 상기 송풍팬을 지지하면서 상기 송풍팬을 수면위에 배치시키는 베이스부재; 및 상기 송풍팬의 일단부에 설치되어 바람의 토출구를 이루거나 상기 송풍팬의 타단부에 설치되어 바람의 흡입구를 이루면서 토출되거나 흡입되는 바람의 방향을 제어하는 방향유도부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치{OFFSHORE WIND SIMULATION APPARATUS FOR EGNERATING A SIMULATION MODEL STRUCTURE IN OFFSHORE WIND}

본 발명은 해상풍 모사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인위적으로 제작된 공간에서 바람을 제어하여 균일하게 해상풍을 모사하여 모형선의 풍동실험이 가능한 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치에 관한 것이다.

공장으로부터의 매연의 확산 상황을 조사하거나 교량, 빌딩 등의 대형구조물의 건설을 위해 구조물 부근의 건물 주변 기류를 파악하여 풍해의 예측 및 그에 따른 대책을 수립하는 바람 환경 조사가 실시된다.

이러한 조사를 위하여 실제로 현지에서 계측을 행하는 방법이 있기도 하나 비용상 주로 주변 지형을 축척 모형화하여 풍동 실험을 통해 조사하는 방법이 주로 사용된다.

이러한 풍동은 폐회로식과 개회로식이 있는데 폐회로식은 동력손실이 적은 반면 많은 공간과 설치비용을 필요로 하고, 고 풍속, 저 난류의 고품질 실험을 대상으로 하는 경우에 적당하며 개회로식은 작은 공간 및 저렴한 설치비용에서 유리하나 동력손실이 크고 토목, 건축 구조물을 대상으로 하는 저 풍속, 고 난류의 저품질 실험의 경우에 적당하다.

이와 같은 예가 선행기술 대한민국 특허출원 제10-2009-0103729호 `다양한 바람 환경의 제공이 가능한 소형 풍동`에서 개시 되었다.

종래기술은 소형 풍동에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 송풍장치가 동일 평면상에 구비되는 송풍부와 그 제어부를 구비함으로써 다양한 바람 환경을 용이하게 제공할 수 있는 소형 풍동이다.

실험부에 지표면 환경을 제작하기 위한 긴 구간을 구비해야 하는 공간상 문제가 없으며 매번 다른 지표면 환경을 제작해야하는 시간상/비용상 문제점이 없게 된다. 종래기술의 풍동에서는 대신 송풍부를 제어함으로서 예상되는 바람 환경을 간단하게 조성할 수 있게 되고, 적은 비용으로 소규모의 풍동을 보급하여, 미리 제어된 다양한 바람 환경을 제공할 수 있게 된다.

실험부에 바람의 풍속 감지부를 구비하고 송풍부를 제어하는 제어부와 연계함으로써 현재의 풍속분포를 피드백 받아 제어부가 정밀한 바람 환경을 제어할 수 있게 된다.

한편, 소규모의 공간은 수월하게 밀폐가 가능하여 풍동실험을 할 경우에는 용이하게 바람의 제어가 가능하므로 균일한 바람이나 세기를 조절해가면서 해상풍을 모사하는 해상환경에 대한 실험이 가능하나, 모형선의 해상풍에 대한 영향을 실험해야하는 대규모의 공간에서는 바람을 제어하면서 해양환경을 모사하고 풍동실험을 한다는 것은 쉬운일이 아니다.

따라서, 상기와 같이 모형선의 풍동실험을 해야하는 대규모로 제작되는 공간에서도 해상풍과 비슷한 바람을 균일하게 발생시키고 유지시키는 장치에 대한 수요가 꾸준히 요구되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행중에 있는 실정이다.

대한민국 등록특허번호 제10-0954238호(발명의 명칭: 다양한 바람 환경의 제공이 가능한 소형 풍동)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 인위적으로 제작되는 대규모의 공간에서도 해상풍의 모사가 가능한 기능이 구비된 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 바람의 균등한 분배와 방향의 제어가 가능한 기능이 구비된 모형수조에 해상풍을 발생시키는 해상풍의 모사장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치는, 해상풍에 대한 선박의 영향을 모사하기 위하여 모형선이 배치된 수조에 설치되어 바람을 일으키는 해상풍 모사장치에 있어서, 상기 수조에 설치되면서 상기 모형선의 일측 외곽에 배치되고, 상기 모형선을 향해 설정된 세기의 바람을 제공하여 해상풍을 모사하는 송풍유닛; 상기 송풍유닛과 동일하게 구성되어 상기 모형선의 타측 외곽에 배치되면서 상기 모형선을 중심으로 상기 송풍유닛과 동축을 이루고, 상기 송풍유닛과 동일한 방향으로 작동하여 상기 송풍유닛에서 제공되는 바람을 흡입하면서 상기 송풍유닛에서 제공된 바람의 방향 및 세기를 유지시키는 흡입유닛; 및 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛과 연결되며 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛은, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 회전하면서 설치방향을 따라 바람을 일으키거나 바람을 흡입하는 적어도 하나의 송풍팬; 상기 수조에 설치된 상태로 상기 송풍팬을 지지하면서 상기 송풍팬을 수면위에 배치시키는 베이스부재; 및 상기 송풍팬의 일단부에 설치되어 바람의 토출구를 이루거나 상기 송풍팬의 타단부에 설치되어 바람의 흡입구를 이루면서 토출되거나 흡입되는 바람의 방향을 제어하는 방향유도부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 베이스부재는, 상기 송풍팬에 대응하여 강재로 제작되며 상기 송풍팬의 하부에 분리가능하게 결합되는 베이스테이블; 및 강재로 제작되며 상기 베이스테이블이 상부에 고정되고, 상기 수조의 바닥면 일부분에 하부가 설치되어 상기 베이스테이블에 지지력을 제공하는 베이스프레임;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 방향유도부재는, 상기 송풍팬에 대응하게 상기 송풍팬의 토출구나 흡입구에 장착되어 바람의 방향을 유도하는 사각형상의 유도덕트; 상기 유도덕트의 입구측에 결합되면서 상기 유도덕트를 마감하여 상기 송풍팬을 통한 바람의 송풍이나 흡입통로를 제공하는 덕트틀체; 및 상기 덕트틀체의 측면에 수평방향으로 복수개가 설정된 간격으로 회전가능하게 설치되면서, 링커에 의해 연결되어 상하로 움직이며 바람의 각도를 조절하는 가이드베인;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 방향유도부재는, 상기 덕트틀체의 상기 가이드베인 내측에 설치되며, 상기 송풍팬에서 생성되거나 흡입되는 바람을 설정된 세기로 분배시키는 허니컴 모양의 중공홀이 형성되어 있는 허니컴패널;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛은, 복수의 상기 송풍팬들을 하나로 연결하여 바람의 송풍방향 및 흡입방향을 동일하게 유지시키는 팬브래킷;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러는, 무선단말기를 이용하여 무선으로 상기 송풍유닛과 상기 흡입유닛의 작동을 제어하는 무선통신모듈;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 방향유도부재는, 상기 가이드베인의 양단부가 상기 링커에 연결된 상태로 상기 컨트롤러의 제어에 의해 일체로 움직이면서 상하 방향으로 상기 가이드베인의 작동을 제어할 수 있다.

본 발명의 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치는, 컨트롤러를 이용하여 송풍유닛과 흡입유닛의 바람의 세기 및 방향을 조절하여 인위적인 대규모의 수조에서도 설정된 세기와 방향의 바람을 발생시켜서 효율적인 모형선의 풍동실험이 가능하다.

또한, 덕트틀체에 허니컴패널을 삽입하여 바람의 송풍이나 흡입시에 설정된 바람의 세기를 유지시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치의 개념도.
도 2는 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 사시도.
도 3은 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 송풍팬 부분의 확대사시도.
도 4는 상기 덕트틀체의 확대사시도.
도 5는 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 전면부를 나타낸 사시도.
도 6은 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 후면부를 나타낸 사시도.
도 7은 상기 베이스부재의 사시도.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.　본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다.　또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치의 개념도이고, 도 2는 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 사시도이며, 도 3은 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 송풍팬 부분의 확대사시도이고, 도 4는 상기 덕트틀체의 확대사시도이며, 도 5는 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 전면부를 나타낸 사시도이고, 도 6은 상기 송풍유닛 및 흡입유닛의 후면부를 나타낸 사시도이며, 도 7은 상기 베이스부재의 사시도이다.

도 1내지 도 7에 도시된바와 같이, 해상풍에 대한 선박의 영향을 모사하기 위하여 모형선이 배치된 수조에 설치되어 바람을 일으키는 해상풍 모사장치에 있어서, 본 발명은 송풍유닛(100), 흡입유닛(200) 및 컨트롤러(300)를 포함할 수 있다.

상기 송풍유닛(100)은 수조(10)에 설치되면서 모형선(20)의 일측 외곽에 배치되고, 모형선(20)을 향해 설정된 세기의 바람을 제공하여 해상풍을 모사할 수 있다.

상기 흡입유닛(200)은 송풍유닛(100)과 동일하게 구성되어 모형선(20)의 타측 외곽에 배치되면서 모형선(20)을 중심으로 송풍유닛(100)과 동축을 이루고, 송풍유닛(100)과 동일한 방향으로 작동하여 송풍유닛(100)에서 제공되는 바람을 흡입하면서 송풍유닛(100)에서 제공된 바람의 방향 및 세기를 유지시킬 수 있다.

즉, 실헙자는 송풍유닛(100)과 흡입유닛(200)을 서로 마주보게 배치하고 설정된 세기를 바람의 세기를 조절해가면서 모형선(20)에 바람을 가하고 모형선(20)을 거친 바람을 반대편으로 배출시켜 줌으로써 수조(10)에 항상 일정한 바람이 유지되도록 해상풍을 모사할 수 있다.

송풍유닛(100)과 흡입유닛(200)은 송풍팬(210), 베이스부재(220) 및 방향유도부재(230)를 포함할 수 있다.

상기 송풍팬(210)은 컨트롤러(300)의 제어에 의해 회전하면서 설치방향을 따라 바람을 일으키거나 바람을 흡입하는 적어도 하나의 구성으로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 송풍팬(210)은 일반적으로 날개를 통하여 바람을 흡입하여 원하는 방향으로 배출시키는 장치로서, 본 발명에 사용을 위해서는 실험자는 여러개의 팬을 서로 같은 방향을 향하도록 결합시켜서 설정된 세기의 바람을 생성하고 조절할 수 있다.

상기 베이스부재(220)는 수조(10)에 설치된 상태로 송풍팬(210)을 지지하면서 송풍팬(210)을 수면위에 배치시킬 수 있다.

베이스부재(220)는 베이스테이블(222)과 베이스프레임(224)을 포함할 수 있다.

상기 베이스테이블(222)은 송풍팬(210)에 대응하여 강재로 제작되며 송풍팬(210)의 하부에 분리가능하게 결합될 수 있다.

상기 베이스프레임(224)은 강재로 제작되며 베이스테이블(222)이 상부에 고정되고, 수조(10)의 바닥면 일부분에 하부가 설치되어 베이스테이블(222)에 지지력을 제공할 수 있다.

상기 방향유도부재(230)는 송풍팬(210)의 일단부에 설치되어 바람의 토출구를 이루거나 송풍팬(210)의 타단부에 설치되어 바람의 흡입구를 이루면서 토출되거나 흡입되는 바람의 방향을 제어할 수 있다.

방향유도부재(230)는 유도덕트(232), 덕트틀체(234) 및 가이드베인(236)을 포함할 수 있다.

상기 유도덕트(232)는 사각형상으로 제작되어 송풍팬(210)에 대응하게 송풍팬(210)의 토출구나 흡입구에 장착되어 바람의 방향을 유도할 수 있다.

상기 덕트틀체(234)는 유도덕트(232)의 입구측에 결합되면서 유도덕트(232)를 마감하여 송풍팬(210)을 통한 바람의 송풍이나 흡입통로를 제공할 수 있다.

상기 가이드베인(236)은 덕트틀체(234)의 측면에 수평방향으로 복수개가 설정된 간격으로 회전가능하게 설치되면서, 링커(60)에 의해 연결되어 상하로 움직이며 바람의 각도를 조절할 수 있다.

즉, 유도덕트(232)를 사각형상으로 제작하여 송풍팬(210)에서 발생하는 바람의 균등한 송풍이나 흡입이 가능하다.

방향유도부재(230)는 허니컴패널(238)을 더 포함할 수 있다.

상기 허니컴패널(238)은 덕트틀체(234)의 가이드베인(236) 내측에 설치되며, 송풍팬(210)에서 생성되거나 흡입되는 바람을 설정된 세기로 분배시키는 허니컴 모양의 중공홀이 형성되어 있는 구조일 수 있다.

또한, 방향유도부재(230)는 가이드베인(236)의 양단부가 링커(60)에 연결된 상태로 컨트롤러(300)의 제어에 의해 일체로 움직이면서 상하 방향으로 가이드베인(236)의 작동을 제어할 수 있다.

즉, 바람의 세기뿐만아니라 바람의 방향 조절도 가능하여 수조(10)상에 설정된 세기의 바람의 유도가 가능하다.

송풍유닛(100) 및 흡입유닛(200)은 팬브래킷(226)을 더 포함할 수 있다.

상기 팬브래킷(226)은 복수의 송풍팬(210)들을 하나로 연결하여 바람의 송풍방향 및 흡입방향을 동일하게 유지시킬 수 있다.

상기 컨트롤러(300)는 송풍유닛(100) 및 흡입유닛(200)과 연결되며 송풍유닛(100) 및 흡입유닛(20)의 작동을 제어할 수 있다.

컨트롤러(300)는 무선통신모듈(310)을 포함할 수 있다.

상기 무선통신모듈(310)은 무선단말기를 이용하여 무선으로 송풍유닛(100)과 흡입유닛(200)의 작동을 제어할 수 있다.

본 발명 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치의 작동방법은, 실험자가 컨트롤러(300)의 제어에 의해 송풍유닛(100)과 흡입유닛(200)의 바람의 세기를 조절해가면서 수조(10)상에 균일한 바람의 생성시키며, 링커(60)를 이용하여 가이드베인(236)의 회전을 조정하여 바람의 방향을 제어가능하고, 컨트롤러(300)에 포함된 무선통신모듈(310)을 통해서 외부의 무선단말기 등과 해상풍 모사장치를 원격으로 작동시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

10 : 수조
20 : 모형선
50 : 해상풍 모사장치
60 : 링커
100 : 송풍유닛
200 : 흡입유닛
210 : 송풍팬
220 : 베이스부재
222 : 베이스테이블
224 : 베이스프레임
226 : 팬브래킷
230 : 방향유도부재
232 : 유도덕트
234 : 덕트틀체
236 : 가이드베인
238 : 허니컴패널
300 : 컨트롤러
310 : 무선통신모듈

Claims (7)

1. 해상풍에 대한 선박의 영향을 모사하기 위하여 모형선이 배치된 수조에 설치되어 바람을 일으키는 해상풍 모사장치에 있어서,
   상기 수조에 설치되면서 상기 모형선의 일측 외곽에 배치되고, 상기 모형선을 향해 설정된 세기의 바람을 제공하여 해상풍을 모사하는 송풍유닛;
   상기 송풍유닛과 동일하게 구성되어 상기 모형선의 타측 외곽에 배치되면서 상기 모형선을 중심으로 상기 송풍유닛과 동축을 이루고, 상기 송풍유닛과 동일한 방향으로 작동하여 상기 송풍유닛에서 제공되는 바람을 흡입하면서 상기 송풍유닛에서 제공된 바람의 방향 및 세기를 유지시키는 흡입유닛; 및
   상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛과 연결되며 상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
   상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛은,
   상기 컨트롤러의 제어에 의해 회전하면서 설치방향을 따라 바람을 일으키거나 바람을 흡입하는 적어도 하나의 송풍팬;
   상기 수조에 설치된 상태로 상기 송풍팬을 지지하면서 상기 송풍팬을 수면위에 배치시키는 베이스부재; 및
   상기 송풍팬의 일단부에 설치되어 바람의 토출구를 이루거나 상기 송풍팬의 타단부에 설치되어 바람의 흡입구를 이루면서 토출되거나 흡입되는 바람의 방향을 제어하는 방향유도부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스부재는,
   상기 송풍팬에 대응하여 강재로 제작되며 상기 송풍팬의 하부에 분리가능하게 결합되는 베이스테이블; 및
   강재로 제작되며 상기 베이스테이블이 상부에 고정되고, 상기 수조의 바닥면 일부분에 하부가 설치되어 상기 베이스테이블에 지지력을 제공하는 베이스프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 방향유도부재는,
   상기 송풍팬에 대응하게 상기 송풍팬의 토출구나 흡입구에 장착되어 바람의 방향을 유도하는 사각형상의 유도덕트;
   상기 유도덕트의 입구측에 결합되면서 상기 유도덕트를 마감하여 상기 송풍팬을 통한 바람의 송풍이나 흡입통로를 제공하는 덕트틀체; 및
   상기 덕트틀체의 측면에 수평방향으로 복수개가 설정된 간격으로 회전가능하게 설치되면서, 링커에 의해 연결되어 상하로 움직이며 바람의 각도를 조절하는 가이드베인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 방향유도부재는,
   상기 덕트틀체의 상기 가이드베인 내측에 설치되며, 상기 송풍팬에서 생성되거나 흡입되는 바람을 설정된 세기로 분배시키는 허니컴 모양의 중공홀이 형성되어 있는 허니컴패널;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍유닛 및 상기 흡입유닛은,
   복수의 상기 송풍팬들을 하나로 연결하여 바람의 송풍방향 및 흡입방향을 동일하게 유지시키는 팬브래킷;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   무선단말기를 이용하여 무선으로 상기 송풍유닛과 상기 흡입유닛의 작동을 제어하는 무선통신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 방향유도부재는,
   상기 가이드베인의 양단부가 상기 링커에 연결된 상태로 상기 컨트롤러의 제어에 의해 일체로 움직이면서 상하 방향으로 상기 가이드베인의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모형수조에 모의 해상풍을 발생시키는 해상풍 모사장치.

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