KR20180010505A - 확장형 소파장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시험수조의 측면의 길이방향을 따라 설치되는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 상기 시험수조의 길이 방향으로 확장이 가능한 확장식 소파부를 포함하고, 상기 확장식 소파부의 일단이 고정식 소파기에 고정되며, 상기 확장식 소파부의 타단이 상기 시험수조의 길이 방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 확장형 소파장치에 관한 것이다.

Description

확장형 소파장치{Expandable wave absorbing device}
본 발명은 확장형 소파장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 시험수조의 소파 능력을 조절할 수 있는 확장형 소파장치에 관한 것이다.
조선소에서 하나의 선박을 설계하여 생산하기 위해서는 먼저 선박의 용도, 적재능력, 운항 속력, 항속거리, 선체구조, 강도, 복원 성능, 하역능력, 거주성 등에 대한 제반 요구조건을 만족시키기 위한 주요치수, 선형, 엔진의 종류 등을 결정하는 기본설계 과정을 거친다.
이러한 기본설계 과정에서는 선박의 유체역학적인 성능을 확인하거나 추정하기 위한 모형시험이 수행된다. 즉, 운항속력을 확인하고, 복원성능이나 파랑 중의 안정성, 저항성능시험, 추진기 효율을 확인하는 추진성능시험, 파도나 조류 등 외부조건에 대한 배의 거동을 살피는 내항성능시험, 배의 운전능력을 시험하는 조종성능시험 등 다양한 모형시험들이 시험수조에서 수행된다.
시험수조는 시험하려는 대상이나 성능의 특징에 따라 그 시험 조건이 다르므로 각 시험에 알맞은 시험수조들이 구비된다. 이러한 시험수조는, 선박의 저항추진시험을 주로 실행하는 길이가 길고 폭이 좁은 시험수조와, 파랑 중 항주하는 선박의 운동성능과 자유항주 조종성능을 시험하기 위한 내항조종수조와, 조류, 바람 및 파도의 환경 속에서 정지상태에서 작업을 주로 하는 해양구조물 시험을 위한 해양수조 등이 사용되고 있다.
시험수조에서는 기본적으로 예인 전차에 선박 모형을 매달아 일정한 속도로 예인하면서 선박의 항주 조건을 모사하는 예인시험을 수행하게 되나, 한쪽 끝에 파도를 만들어내는 조파기를 설치하여 해양의 파도를 모사하는 파도시험을 수행할 수도 있다.
소파장치는 시험수조의 중요설비로서 크게 2가지 목적으로 설치된다. 첫째는 조파장치에 의해 생성된 파가 수조의 반대쪽 끝에서 반사되어 생기는 반사파에 의한 파의 왜곡(Distortion)을 방지하는 것이고, 둘째는 모형선 예인시험 또는 파도시험 종료 후 수면의 교란을 짧은 시간 내에 소멸시켜 실험의 능률을 증가시키는 것이다.
즉, 예인시험을 하는 경우, 소파장치는 이동하는 모형선에 의해 생성되어 측면으로 이동하는 파도의 에너지를 흡수하도록 수조의 측면에 설치될 수 있으며, 파도시험을 하는 경우, 소파장치는 모형선에 부딪혀 생긴 후 측면으로 이동하는 산란파의 에너지를 흡수하여 수조의 측면에서 반사되는 반사파를 줄일 수 있도록 수조의 측면에 설치될 수 있다.
그러나, 종래의 시험 수조는 소파기가 한번 설치되면, 소파 성능을 향상시킬 방법이 거의 없었다. 고정식 소파기는 설치 면적에 제한이 있어서, 소파기의 성능을 노이기 위해서는 시험수조의 크기가 커지는 문제점이 있었고, 시험수조가 커질수록 조파 시험 시, 시험 준비 시간을 단축시키기 어려운 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0115229호 (2011.10.21.)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시험수조의 소파 능력을 조절할 수 있는 확장형 소파장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 확장형 소파장치는 시험수조의 측면의 길이방향을 따라 설치되는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 상기 시험수조의 길이 방향으로 확장이 가능한 확장식 소파부를 포함하고, 상기 확장식 소파부의 일단이 고정식 소파기에 고정되며, 상기 확장식 소파부의 타단이 상기 시험수조의 길이 방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 확장식 소파부는 부력재 및 소파재를 포함할 수 있다.
상기 확장식 소파부는 수면에 접촉한 상태에서 이동이 가능하다.
상기 확장식 소파부는 일단이 상기 확장식 소파부에 연결되고, 타단이 와인딩수단에 연결되는 연결줄을 포함할 수 있다.
상기 와인딩수단은 시험수조의 상부에 위치하는 주행전차일 수 있다.
상기 와인딩수단은 시험수조의 측면에 위치하는 권양기일 수 있다.
본 발명의 확장형 소파장치에 의하면, 유지 및 보수가 간편하고, 시험 준비 시간을 단축할 수 있다.
또한, 예인시험시에는 소파 기능을 할 수 있도록 펼쳐지고, 사파시험시에는 소파 기능을 하지 않도록 보관될 수 있어 예인시험, 속도추정시험, 내항시험, 해양시험, 파랑 중 전복시험 등의 다양한 시험이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치가 설치된 시험수조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치의 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장식 소파부가 주행전차에 의해 예인되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장식 소파부가 권양기에 의해 예인되는 것을 나타내는 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서는 도 1을 참조하여 시험수조(10)를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치가 설치된 시험수조를 도시한 사시도이다.
시험수조(10)는 모형선 등을 이용하여 시험을 수행하는 곳으로서, 정수 중 모형선을 일정한 속도로 예인시켜 모형선에 작용하는 저항을 측정하는데 이용되는 시험수조, 파랑 중 항주하는 선박의 운동성능과 자유항주 조종성능을 시험하기 위한 내항조종수조 및 파도, 바람, 조류의 환경 속에서 정지 상태에서 작업을 주로 하는 해양구조물 시험을 수행하는 해양수조의 기능을 하나의 시험수조(10)를 통해 구현되도록 마련되는 다목적 수조이며, 200m 정도의 길이를 갖는다.
시험수조(10)의 양측에는 시험수조(10)의 길이 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 주행레일(51)이 마련되고, 모형선 등을 예항하는 주행전차(52)는 주행레일(51)을 따라 시험수조(10)의 길이 방향을 따라 이동하도록 배치된다.
시험수조(10)에는, 시험수조(10) 내부에 채워진 물에 파도를 발생시키기 위한 조파부(60)와, 조파부(60)에 의해 발생된 파도를 소멸시키기 위한 측면 소파부(20) 및 고정식 소파부(70)가 설치된다.
조파부(60)는 시험수조(10)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 진행하는 파도를 만들기 위하여 장방형 시험수조(10)의 인접하는 두 측벽에 설치되는 정면 조파기(61) 및 측면 조파기(62)를 포함하고, 측면 소파부(20)는 시험수조(10)의 폭 방향 양 측벽에 설치되며, 고정식 소파부(70)는 정면 조파기(61)가 설치된 시험수조(10)의 길이 방향 일 단부의 맞은편에 위치하는 시험수조(10)의 길이 방향 타 단부에 설치된다.
정면 조파기(61) 및 측면 조파기(62)는 시험수조(10)의 측벽에 설치되어 수면에 대하여 상하 또는 전후로 왕복작동하면서 필요로 하는 파도를 발생시키는 다수의 조파체를 구비하고, 다수의 조파체는 유압 실린더, 전기 모터, 기어 및 벨트 등 다수의 구동장치를 통하여 일정한 주기로 구동되도록 구비될 수 있다. 이러한 정면 조파기(61) 및 측면 조파기(62)는 시험수조(10)에 채워진 물에 파도를 생성하기 위한 공지된 장치로 적용될 수 있다.
즉, 정면 조파기(61) 및 측면 조파기(62)의 조파체는 피스톤(piston)형, 플랩(flap)형, 플런저(plunger)형, 에어 쿠션(cushion)형 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
이러한 시험수조(10)는, 시험수조(10)에서 실시되는 시험의 종류에 따라 조파부(60) 및 측면 소파부(20)가 작동되거나 작동되지 않도록 설정될 수 있다.
속도추정시험이나 간단한 내항시험시에는 정면파(Headsea 180°)만 사용하게 되는바, 시험수조(10)의 길이 방향일 단부에 설치된 정면 조파기(61)만 작동시킨다. 이 경우는, 측면 소파부(20)가 시험수조(10)의 폭 방향 양 측벽에서 소파 기능을 하게 되면 정면파의 진행에 방해가 되는바, 측면 소파부(20)가 소파 기능을 하지 않도록 수면 밖으로 또는 수면의 하부로 이동시킬 수 있다.
전복시험이나 파랑 중 경사시험시에는 횡파(Headsea 90°)만 사용하게 되는바, 시험수조(10)의 폭 방향 일 단부에 설치된 측면 조파기(62)만 작동시킨다. 이 경우는, 측면 조파기(62)가 있는 시험수조(10)의 폭 방향 일 단부에 설치된 측면 소파부(20)는 소파 기능을 하지 않도록 수면 밖으로 또는 수면의 하부로 이동시켜야 하고, 시험수조(10)의 폭 방향 반대쪽 단부에 설치된 측면 소파부(20)는 소파 기능을 하도록 설정될 수 있다.
사파(Headsea 45°)시험시에는 정면 조파기(61)와 측면 조파기(62)를 함께 작동시킨다. 이때에도, 측면 조파기(62)가 있는 시험수조(10)의 폭 방향 일 단부에 설치된 측면 소파부(20)는 소파 기능을 하지 않도록 수면 밖으로 또는 수면의 하부로 이동시켜야 하고, 시험수조(10)의 폭 방향 반대쪽 단부에 설치된 측면 소파부(20)는 소파 기능을 하도록 설정될 수 있다.
예인시험시에는 조파부(60)를 작동시키지 않는다. 이 경우는 모형선에 의해 생성되어 측면으로 이동하는 파도의 에너지를 흡수하도록 시험수조(10)의 폭 방향 양 측벽에 설치된 측면 소파부(20)가 소파 기능을 하도록 설정될 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치의 정단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확장형 소파장치는 가이드 레일(90) 및 확장식 소파부(80)를 포함한다.
가이드 레일(90)은 시험수조(10)의 측면에 설치되되, 시험수조(10)의 길이 방향을 따라 연장된다.
확장식 소파부(80)는 고정식 소파부(70)의 저면에 설치된다.
확장식 소파부(80)의 양 측단은 가이드 레일(90)을 따라 시험수조의 길이 방향으로 확장이 가능하게 설치된다. 확장식 소파부(80)의 양단 각각은 가이드 레일(90)에 의해 시험수조(10)의 길이방향으로 이동하도록 안내된다.
확장식 소파부(80)의 일단은 고정식 소파부(70)에 고정되며, 타단은 시험수조(10)의 길이방향으로 이동되도록 설치된다. 따라서, 확장식 소파부(80)가 가이드 레일(9)의 안내에 따라 확장되면, 시험수조(10)의 길이방향으로 펼쳐질 수 있다.
확장식 소파부(80)는 수면에 접촉한 상태에서 이동이 가능하다, 확장식 소파부(80)가 펼져지면, 확장식 소파부(80)의 대부분은 수면에 접한다. 한편, 확장식 소파부(80)는 펼쳐진 이후에 수면위에 위치하는 것이 바람직하므로, 확장식 소파부(80)가 펼쳐지기 전에도 수면위에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 확장시 소파부(80)는 고정식 소파부(70)의 경사면과 수면이 만나는 지점에 설치되는 것이 바람직하다.
확장식 소파부(80)는 부력재 및 소파재를 포함할 수 있다. 소파재는 수면과 접촉하여 수면파를 감쇄시키는 기능을 하는 것으로서, 확장식 소파부에 도달한 파도의 에너지를 흡수하여 반사판의 발생을 억제하기 위한 공지의 재질로 구성될 수 있다.
부력재는 소파재와 별도의 재질일 수 있고, 소파재가 부력을 갖는 물질로 제조됨으로써 소파재가 부력재의 기능을 포함할 수도 있다.
확장식 소파부(80)는 그물(wire screen) 내지 메쉬(mesh) 형태로 제작될 수 있다.
확장식 소파부(80)는 수면에 접촉한 상태에서 이동이 가능하며, 수면에 위치하도록 설치되도록 고정식 소파부(70)의 경사면에 설치된다.
확장식 소파부(80)가 펼쳐진 정도에 따라서, 시험수조(10)가 갖는 소파능력이 변하게 할 수 있으므로, 확장식 소파부(80)가 펼쳐진 정도를 조절함으로써 시험수조(10)의 운용효율을 높일 수 있다. 그리고, 확장식 소파부(80)에 의하면, 시험수조(10)의 소파능력을 단기간에 변경시킬 수 있어서, 시험 준비 시간을 단축할 수 있다. 한편, 소파능력 변경을 위한 구성을 단순화시킬 수 있어서, 시험수조(10)의 유지 및 보수가 편리한 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장식 소파부(80)가 주행전차(52)에 의해 예인되는 것을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장식 소파부(80)가 권양기(53)에 의해 예인되는 것을 나타내는 도면이다.
확장형 소파부(80)는 일단이 고정식 소파부(70)에 연결되고, 타단이 와인딩수단(52, 53)에 연결되는 연결줄(81, 82)을 포함할 수 있다.
와인딩수단(52, 53)에 의해 고정식 소파부(70)의 경사면에 설치된 확장형 소파부(80)가 펼쳐질 수 있다. 즉, 와인딩수단(52, 53)이 확장식 소파부(80)를 시험수조(10)의 길이방향으로 견인하면, 확장형 소파부(80)가 펼쳐질 수 있다.
와인딩수단(52, 53)은 주행전차(52) 또는 권양기(53)로 구성될 수 있다.
주행전차(52)는 시험수조(10)의 상부에 위치한다. 연결줄(81)이 확장형 소파기(80)와 주행전차(52)에 연결되어, 주행전차(52)가 시험수조(10)의 길이방향으로 이동함에 따라, 확장형 소파부(80)가 펼쳐지게 된다.
권양기(53)는 시험수조(10)의 측면에 위치할 수 있고, 연결줄(82)이 확장형 소파기(80)와 권양기에 연결되어, 권양기(53)의 작동에 의해 확장형 소파부(80)가 펼쳐질 수 있다.
소파시험이 완료된 후에, 확장식 소파기(80)는 주행전차(52) 내지 권양기(53)에 의해 용이하게 회수될 수 있다.
확장식 소파기(80)에 의하면, 예인시험시에는 소파 기능을 할 수 있도록 확장식 소파기(80)를 펼칠 수 있고, 사파시험시에는 소파 기능을 하지 않도록 보관할 수 있어서, 예인시험, 속도추정시험, 내항시험, 해양시험 파랑 중 전복시험 등의 다양한 시험이 가능한 이점이 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 시험수조 20 측면 소파부
51 주행레일 52 주행전차
53 권양기(winch) 60 조파부
61 정면 조파기 62 측면 조파기
70 고정식 소파부 80 확장식 소파부
81, 82 연결줄 90 가이드 레일

Claims (6)

  1. 시험수조의 측면의 길이방향을 따라 설치되는 가이드 레일; 및
    상기 가이드 레일을 따라 상기 시험수조의 길이 방향으로 확장이 가능한 확장식 소파부를 포함하고,
    상기 확장식 소파부의 일단이 고정식 소파기에 고정되며, 상기 확장식 소파부의 타단이 상기 시험수조의 길이 방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 확장형 소파장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장식 소파부는 부력재 및 소파재를 포함하는 것을 특징으로 하는 확장형 소파장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 확장식 소파부는 수면에 접촉한 상태에서 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 확장형 소파장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 확장식 소파부는 일단이 상기 확장식 소파부에 연결되고, 타단이 와인딩수단에 연결되는 연결줄을 포함하는 것을 특징으로 하는 소파장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 와인딩수단은 시험수조의 상부에 위치하는 주행전차인 것을 특징으로 하는 소파장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 와인딩수단은 시험수조의 측면에 위치하는 권양기인 것을 특징으로 하는 소파장치.
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