KR20170115371A - 모형 선박을 이용한 예인 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 관한 것으로, 구체적으로는 경량으로 시험장치를 구성하여 고속으로 예인하는 것이 가능하면서 내구성이 뛰어나며, 그로 인해 대형 수조에서도 설치가 용이한 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 관한 것이다.
본 발명은 수조에 일정간격을 두고 평행하게 설치되는 레일; 상기 각각의 레일 상을 전후진하도록 이동하며, 제동수단이 구비되는 구동체; 상기 각 구동체를 연결하며, 후단부에 추진수단이 구비되고, 전단부에 모형선박이 구비되는 구조체; 및 상기 구동체의 속도를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

모형 선박을 이용한 예인 시험장치{Towing experiment device using miniature ship}

본 발명은 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 관한 것으로, 구체적으로는 경량으로 시험장치를 구성하여 고속으로 예인하는 것이 가능하면서 내구성이 뛰어나며, 그로 인해 대형 수조에서도 설치가 용이한 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 관한 것이다.

선박을 건조함에 있어 선박의 형상, 프로펠러 및 각종 부가물 설계를 효율적으로 하기 위해 모형선박을 제작하여 다양한 시험을 선행한다.

즉 모형선박을 실제 설계하고자 하는 선박과 동일한 비율로 축소하여 제작하고 예인수조 내에서 모형선박의 형상에 따른 저항추진 시험, 프로펠러의 곡면 형상에 따른 추진력 시험 등 다양한 시험을 선행한다.

이와 같은 다양한 시험을 진행할 때는 예인수조를 따라 운행되는 예인전차에 시험 대상의 모형선박을 매달아 고정시킨 후에 진행한다. 예인전차는 수백 미터(m)에 이르는 거대한 예인수조를 따라 그 속도를 변경해 가면서 모형선박에 대한 다양한 시험을 진행시킨다. 하지만 두 개의 레일 위에 탑재되는 예인전차의 중량이 크기 때문에, 고속의 예인 시험까지는 불가능하다.

한편, 예인전차는 정해진 컨트롤에 따라 운행하는 것이 일반적이기는 하지만 이상요인, 예컨대 기계적 또는 전자, 전기적인 문제로 급출발 또는 급정지할 수 있다. 예인전차가 급출발 또는 급정지할 경우에는 예인전차에 고정되어 있는 모형선박 역시 예인전차와 마찬가지로 급출발 또는 급정지할 수밖에 없다.

이처럼 모형선박이 급출발 또는 급정지할 경우, 예인전차로부터의 큰 충격이 모형선박으로 그대로 전달될 수 있어 모형선박을 끌 때의 저항을 측정하는 로드 셀(load cell)이 소손될 우려가 있고, 심할 경우에는 모형선박이 파손될 수도 있다.

특히, 모형선박 내에는 시험을 위한 각종 고가의 장비(자항동력계, amplifier, etc)가 들어 있기 때문에 만약 모형선박 내로 예인수조의 물이 넘치는 경우, 고가의 장비 또한 타격을 입을 수밖에 없다는 점을 감안할 때, 이러한 상황이 발생되지 않도록 하는 구조 보완이 시급한 실정이다.

게다가 기존의 고속선 예인시험 장치의 경우 고속 운용이 가능해야하고 급가속/급감속이 가능해야 하기 때문에, 설치에 어려움이 많다. 특히, 폭이 넓은 대형 수조에서 경량 구조물을 설치하는 것이 어렵고, 설치할 경우 처짐이 발생할 수 있어 안전성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 통상의 고속전차의 경우 케이블을 드럼에 감아 모터로 드럼을 돌리고, 케이블이 전차를 당기는 힘으로 운용한다. 이때 장시간 운용되는 케이블이 피로에 의해 끊어지는 위험이 있는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-1505436호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 경량으로 시험장치를 구성하여 짧은 거리에서 큰 가감속을 할 수 있어 고속시험이 가능하고 내구성이 뛰어나며, 그로 인해 대형 수조에서도 설치가 용이한 모형 선박을 이용한 예인 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 수조에 일정간격을 두고 평행하게 설치되는 레일; 상기 각각의 레일 상을 전후진하도록 이동하며, 제동수단이 구비되는 구동체; 상기 각 구동체를 연결하며, 후단부에 추진수단이 구비되고, 전단부에 모형선박이 구비되는 구조체; 및 상기 구동체의 속도를 제어하는 제어부;를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 구동체와 구조체 각각은, 연결대에 의해 연결되며, 상기 연결대와 구동체는 힌지에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 연결대와 구동체간에는 상기 구동체가 이동 시 발생되는 충격을 완충시키기 위한 스프링을 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 각각의 이동체는 그 후단부에 이동을 동기화하기 위해 서로를 연결하는 연결바를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 추진수단의 구동 및 구동체의 제동을 제어하며, 상기 제어부와 추진수단 및 구동체 간에는 무선 또는 유선에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 의하면, 경량으로 시험장치를 구성하여 내구성이 뛰어나며, 그로 인해 대형 수조에서도 설치가 용이한 효과가 있다.

또한, 구동체의 제동 및 추진수단을 무선으로 제어할 수 있어 시험자의 편의가 증대되는 효과가 있다.

또한, 기계적 또는 전자, 전기적인 이상요인에 의해 구동체가 급출발 또는 급정지하더라도 구동체로부터의 충격이 모형 선박에 그대로 전달되는 것을 저지시켜 모형 선박에 갑작스런 큰 저항이 걸리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 도 1의 변형예를 나타낸 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 변형예를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치는, 수조(200)에 일정간격을 두고 평행하게 설치되는 레일(400)이 구비된다, 상기 레일(400)은 수조(200)의 내측 양단부에 결합되어 고정된다. 도면에 구체적으로 도시되진 않았지만 수조(200)의 길이가 비교적 길 경우 중간부에 복수의 받침대가 설치되어 레일(400)이 하부로 휘는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 각각의 레일(300) 상을 전후진하도록 이동하며, 제동수단이 구비되는 구동체(100)가 구비된다. 상기 구동체(100)는 하부에 휠(101)이 구비되며, 상기 제동수단은 휠(101)의 제동을 제어하게 된다. 상기 제동수단은 브레이크 등을 예로 들 수 있으며, 그 외에 다양한 수단이 적용될 수 있다. 또한, 상기 구동체(100)의 휠은 하나에 하나씩 결합되며, 상기 구동체(100)는 추진수단(310)의 회전력에 의해 구동되어 레일(400) 상을 전진하게 되는 것이다. 도면에서는 상기 추진수단(310)에 의해 구동체(100)가 이동되도록 도시하고, 설명하지만, 다른 예로 구동체(100)의 내부에 구동수단을 구비하여 휠(101)을 회전시키도록 구성할 수도 있다. 여기서 상기 추진수단(310)은 후술할 제어부에 의해 제어된다.

한편, 상기 각 구동체(100)를 연결하며, 후단부에 추진수단(310)이 구비되고, 전단부에 모형선박(320)이 구비되는 구조체(300)가 구비된다. 상기 구조체(300)에는 시험자 또는 작업자가 탑승이 가능하도록 별도의 공간이 형성될 수 있으며, 시험장치 등을 적재할 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 각각의 구동체(100)는 그 후단부에 이동을 동기화하기 위해 서로를 연결하는 연결바(150)가 구비된다. 여기서 상기한 각각의 구동체(100)는 상기 구조체(300)에 의해서도 서로 동기화가 되어 동일한 속도 및 거리로 이동되지만, 보다 견고한 결합을 위해 2중으로 상기 연결바(150)를 연결하게 되는 것이다.

한편, 상기한 모형선박(320)은 실제 선박에 준하도록 만들어지기 때문에 모형선박 역시 상선, 군함, 어선, 운반선, 드릴쉽, 부유식 해상 구조물 및 특수 작업선 등 어떠한 것이 될 수 있다. 또한 모형선박(320)은 도 1과 같이 단수로 구성될 수도 있으며, 도 2와 같이 둘로 구성될 수 있다. 그 외에 복수의 모형선박에 구비될 수 있게 된다.

한편, 상기 구동체(100)와 구조체(300) 각각은, 연결대(110)에 의해 연결되며, 상기 연결대(110)와 구동체(100)는 힌지(130)에 의해 결합된다. 이는 구동체(100)와 구조체(300)를 용이하게 분리하도록 하여 구동체(100) 및 구조체(300)의 유지보수가 용이하도록 하는 것이다.

한편, 상기 구동체(100)의 속도를 제어하는 제어부(500)가 구비된다. 상기 제어부(500)는 상기 추진수단(310)의 구동 및 구동체(100)의 제동을 제어하며, 상기 제어부(500)와 추진수단(310) 및 구동체(100) 간에는 무선 또는 유선에 의해 제어될 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 연결대(110)와 구동체(100)간에는 상기 구동체(100)가 이동 시 발생되는 충격을 완충시키기 위한 스프링(140)이 더 구비된다. 따라서 고속으로 구동체(100)가 전진하거나 급정지시라도 연결대(110)와 구동체(100) 간에 발생되는 충격은 완화되며, 또한 구동체(100)가 회동되더라도 상기 스프링(140)에 의해 원위치로 쉽게 복원될 수 있게 된다.

한편, 상기 수조(400)의 단부에는 추진수단(310)의 오작동 또는 고장에 의해 모형선박(320)이 수조의 벽면에 부딪혀 파손되는 것을 방지하기 위한 충격완화부(410)가 더 구비될 수 있다. 상기 충격완화부(410)는 에어 쇼버로 구성될 수 있다. 따라서 시험자의 부주의, 추진수단(310)의 고장 또는 제동수단의 고장에 의해 모형선박(320)이 수조의 벽면에 부딪혀 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 대하여 살펴보기로 한다.

우선 시험자는 실제 수상과 동일한 조건으로 시험하며, 이러한 시험은 다양한 시험이 될 수 있으며, 일예로 저항추진 시험, 추진력 시험 등 다양한 시험을 그 예로 들 수 있다.

이를 위하여 제어부(500)를 구동시키기 위한 조작부를 조작하게 되면, 상기 제어부(500)는 추진수단(310)을 구동시켜 구동체(100)를 구동시키게 된다. 그러면 상기 구동체(100)는 레일(400)을 타고 전진하게 된다. 그러다 시험 상 급정지 상황을 가정하여 조작부에 의해 추진수단(310)의 동력을 차단함과 동시에 제동수단을 구동시키면 상기 이동체(100)는 제동수단의 제동력에 의해 멈추게 되는 것이다. 이러한 시험 기록들은 구조체(300)에 구비되는 시험 장치에 기록된다.

이와 같이 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치에 의하면, 기존과 같이 특히, 폭이 넓은 대형 수조에서 경량 구조물을 설치하는 것이 어렵고, 설치할 경우 레일의 처짐이 발생할 수 있다. 또한, 통상의 구동체 경우 케이블을 드럼에 감아 모터로 드럼을 돌리고, 케이블이 구동체를 당기는 힘으로 운용된다. 이때 케이블이 피로에 의해 끊어지는 위험성도 높았다.

따라서 본 발명은 이러한 한계를 극복하고, 대형 수조에서도 중량의 이동체를 설치할 수 있도록 하여 장기간 운용하더라도 쉽게 고장나지 않으며, 유지보수가 용이하게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 모형 선박을 이용한 예인 시험장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 구동체 101 : 휠
110 : 연결대 130 : 힌지
140 : 스프링 150 : 연결바
200 : 수조 300 : 구조체
310 : 추진수단 320 : 모형선박
400 : 레일 410 : 충격완화부
500 : 제어부

Claims (5)

1. 수조(200)에 일정간격을 두고 평행하게 설치되는 레일(400);
   상기 각각의 레일(400) 상을 전후진하도록 이동하며, 제동수단이 구비되는 구동체(100);
   상기 각 구동체(100)를 연결하며, 후단부에 추진수단(310)이 구비되고, 전단부에 모형선박(320)이 구비되는 구조체(300); 및
   상기 구동체(100)의 속도를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모형 선박을 이용한 예인 시험장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 구동체(100)와 구조체(300) 각각은, 연결대(110)에 의해 연결되며, 상기 연결대(110)와 구동체(100)는 힌지(130)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 모형 선박을 이용한 예인 시험장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 연결대(110)와 구동체(100)간에는 상기 구동체(100)가 이동 시 발생되는 충격을 완충시키기 위한 스프링(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형 선박을 이용한 예인 시험장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 각각의 이동체(100)는 그 후단부에 이동을 동기화하기 위해 서로를 연결하는 연결바(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형 선박을 이용한 예인 시험장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부(500)는 상기 추진수단(310)의 구동 및 구동체(100)의 제동을 제어하며,
   상기 제어부(500)와 추진수단(310) 및 구동체(100) 간에는 무선 또는 유선에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 모형 선박을 이용한 예인 시험장치.

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