KR20220011442A - 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구에 있어서: 디스크(21)의 외주면에 지지링(22)을 갖춘 베이스(20); 상기 베이스(20)에 장착되는 마그넷(30)과 마찰재(35)로 부착력과 마찰력을 발생하는 고정부재; 상기 베이스(20)에 장착되어 설정된 신호를 검출하는 계측모듈(40); 및 상기 계측모듈(40)의 일부롤 노출시키도록 베이스(20)에 결합되는 커버(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 별도의 사전 준비 작업과 안전 사고 위험을 배제하면서 운항중에 긴밀한 부착 상태를 유지하고 정보 수집의 신뢰성을 높여 궁극적으로 선박의 품질 개선에 일조하는 효과가 있다.

Description

선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구 {Measuring device independently attachable to outside of hull}

본 발명은 선체의 계측기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박 등의 선체 외부에 설치되어 각종 정보를 수집하기 위한 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구에 관한 것이다.

기술의 발전과 안락성에 대한 요구 증가로 진동소음의 관리에 대한 중요성이 점점 더 증가하고 있다. 선박에 있어서 선체에서 발생하는 소음원에 대한 제어가 중요하고 정확하게 예측하는 기술이 필요하다. 선박의 경우 프로펠러 변동압력 선박에서 발생되는 주요 소음원이다. 이를 정확히 파악하는 것은 효율적인 감소대책을 세우는 전제로 된다.

현재까지 진동소음 관련 정보의 측정은 선체에 계측용 구멍을 만들어 선체 내부에서 측정하였으나 계측 지점이 탱크 내부 등에 있어 접근이 어렵고 사전 준비와 마감을 위해 번거로운 작업이 많다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개실용신안공보 제2011-0004268호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2003-0081799호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 프로펠러에 의한 변동압력을 측정하기 위한 압력센서와, 이 압력센서의 측정신호를 저장하기 위한 신호저장기를 포함하여 구성되는 선체 변동압력 계측장치에 있어서, 압력센서와 신호저장기를 일체형 패키지 구조로 결합시키는 결합수단을 마련하여 선체의 외판에 설치한다. 이에, 설치가 간편하여 결과적으로 작업능률이 향상되는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 기 압력센서가 상면에 설치되고, 나사부가 형성되어 조정 설치용 볼트가 설치되는 다수의 홀이 형성된 베이스 판과, 베이스 판의 저면에 설치된 영구자석과, 베이스판에 형성된 신호인출용 홈에 설치되어 압력센서에 연결된 계측신호 인출선으로 구성한다. 이에, 홀을 뚫지 않고 선체에 견고하게 부착하여 구조적인 안전성을 도모하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 영구자석이 단순한 방식으로 설치되어 부착력과 내구성 측면에서 개선의 여지를 보이고 있다.

한국 공개실용신안공보 제2011-0004268호 "선체 변동압력 계측장치" (공개일자 : 2011.04.29.) 한국 공개특허공보 제2003-0081799호 " 마그네틱 압력센서를 이용한 선체 변동압력 측정장치" (공개일자 : 2003.10.22.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 번거로움이 없이 선체 외부에 직접 설치하여 필요한 정보를 취득함에 운항중에 긴밀한 부착 상태를 유지하면서 정보 수집의 신뢰성을 높이는 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구에 있어서: 디스크의 외주면에 지지링을 갖춘 베이스; 상기 베이스에 장착되는 마그넷과 마찰재로 부착력과 마찰력을 발생하는 고정부재; 상기 베이스에 장착되어 설정된 신호를 검출하는 계측모듈; 및 상기 계측모듈의 일부롤 노출시키도록 베이스에 결합되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 고정부재는 지지링 상에 하우징을 개재하여 마그넷을 지지하고, 마그넷의 외측에 지지판을 개재하여 마찰재를 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 마찰재는 탄성력, 자기력, 내염수성, 내마모성을 갖춘 고무소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 계측모듈은 제어기판을 기반으로, 진동과 소음을 검출하는 검출부, 검출된 신호를 전송하는 통신부, 전원을 인가하는 전원부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 베이스는 지지링의 적어도 일부에 신축 가능한 소재를 적용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 별도의 사전 준비 작업과 안전 사고 위험을 배제하면서 운항중에 긴밀한 부착 상태를 유지하고 정보 수집의 신뢰성을 높여 궁극적으로 선박의 품질 개선에 일조하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 계측기구의 외형을 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 계측기구의 주요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 계측기구의 변형예를 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 계측기구의 내부를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구에 관하여 제안한다. 선체의 프로펠러 위쪽 부착하여 프로펠러의 변동압력을 측정하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 부착을 위한 별도의 사전 준비 작업과 안전 사고 위험을 배제함을 요체로 한다.

본 발명에 따르면 베이스(20)가 디스크(21)의 외주면에 지지링(22)을 갖춘 구조를 이루고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 베이스(20)를 구성하는 디스크(21)와 지지링(22)이 나타난다. 디스크(21)와 지지링(22)은 선박의 운항시 마찰저항을 축소하도록 원형으로 형성한다. 디스크(21)와 지지링(22)은 동일한 소재로 일체로 구성할 수 있지만 부분적으로 차등화하는 것도 가능하다. 특히 선체와 접촉되는 지지링(22)은 경량성과 내마모성을 고려하여 알루미늄 합금으로 형성한다.

한편, 지지링(22)의 상면에는 파지홈(27)을 형성하고 저면에는 탈착홈(28)을 형성한다. 파지홈(27)은 손잡이(10)를 착탈 가능하게 결합하여 운반, 설치, 해체 과정에서 일시 활용한다. 탈착홈(28)은 별도의 공구를 이용하여 베이스(20)를 선체에서 해체(분리)할 때 활용한다.

또한, 본 발명에 따르면 고정부재가 상기 베이스(20)에 장착되는 마그넷(30)과 마찰재(35)로 부착력과 마찰력을 발생하는 구조를 이룬다.

베이스(20)는 고정부재에 의하여 선박의 운항시 20knot 이상의 해수 및 불규칙한 유체 압력을 견딜 수 있어야 한다. 또한 시운전 기간 전후에 탈부착이 용이해야 하므로 적절한 부착력 및 마찰력이 요구된다. 고정부재는 마그넷(30)과 마찰재(35)를 조합하여 설정된 자기력으로 부착력을 발생하는 동시에 선체와의 접촉면에서 설정된 마찰력을 발생한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 고정부재는 지지링(22) 상에 하우징(25)을 개재하여 마그넷(30)을 지지하고, 마그넷(30)의 외측에 지지판(26)을 개재하여 마찰재(35)를 지지하는 것을 특징으로 한다.

도 2에서, 베이스(20)의 지지링(22)에 다수의 홈을 형성하고 하우징(25), 지지판(26), 마그넷(30), 마찰재(35)를 수행한 상태를 나타낸다. 하우징(25)은 강재 또는 동등 이상의 강도를 지닌 수지재(엔지니어링 플라스틱)로 형성한다. 하우징(25)에 수용되는 마그넷(30)의 저면에는 지지판(26)을 부가하여 긴밀하게 지지한다. 지지판(26)의 개구에는 마찰재(35)를 긴밀하게 지지한다. 지지링(22)에 지지판(26)을 결합하는 체결볼트는 수지재를 사용할 수 있다.

이때, 마그넷(30)은 탈부착이 용이하도록 적어도 부분적으로 매그스위치를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 마찰재(35)는 탄성력, 자기력, 내염수성, 내마모성을 갖춘 고무소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 2에서, 지지링(22)에 수용되는 하우징(25), 마그넷(30), 지지판(26)은 지지링(22)의 저면으로 돌출되지 않으나 마찰재(35)는 지지링(22)의 저면으로 다소 돌출된다. 마찰재(35)는 고무소재를 기반으로 하여 신축성과 탄성을 지니면서 마찰계수가 높다. 마찰재(35)는 마그넷(30)과 긴밀하게 결합되면서 부착력을 높이도록 자기력을 갖추는 것이 좋다. 이외에 마찰재(35)가 마그넷(30)보다 외부로 노출되므로 내염수성과 내마모성도 요구된다.

이때, 마찰재(35)는 자력 손실 없이 마찰력 증가를 위해 자석의 선체 접속부에 MR유체(Magneto Rheological fluid)를 사용해 개발된 고무(RMS 제품)를 기재로 적용하는 것이 선호되나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 변형예로서, 상기 베이스(20)는 지지링(22)의 적어도 일부에 신축 가능한 소재를 적용하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 3을 참조하면, 지지링(22)에 신축 가능한 소재가 적용되어 선체의 굴곡을 따라 변형되는 상태를 과장하여 나타낸다. 선체의 부착면에 굴곡이 있는 경우 마그넷(30)의 부착력은 급격히 감소한다. 지지링(22)은 부분적으로 신축성 소재를 갖출 수 있고, 경우에 따라 외면에 주름부(23)을 부가할 수 있다. 이에, 베이스(20)는 마그넷(30) 및 마찰재(35)와 더불어 충분한 기능을 유지한다.

또한, 본 발명에 따르면 계측모듈(40)이 상기 베이스(20)에 장착되어 설정된 신호를 검출하는 구조를 이룬다.

도 4를 참조하면, 계측모듈(40)은 베이스(20)의 디스크(21)에 탑재되고 선체 외판에서 부착된 상태로 계측을 수행한다. 계측 대상의 신호는 프로펠러의 변동압력을 요체로 하지만 이에 한정되지 않고 다양하게 적용된다. 계측모듈(40)은 베이스(20) 및 후술하는 커버(50)에 의하여 밀봉 상태를 유지한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 계측모듈(40)은 제어기판(42)을 기반으로, 진동과 소음을 검출하는 검출부(44), 검출된 신호를 전송하는 통신부(46), 전원을 인가하는 전원부(48)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 4에서, 계측모듈(40)을 구성하는 제어기판(42), 검출부(44), 통신부(46), 전원부(48) 등이 나타난다. 제어기판(42)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성된다. 검출부(44)는 프로펠러로 인해 선체에 부가되는 소음과 진동을 검출한다. 통신부(46)는 검출부(44)의 신호를 무선으로 전송한다. 전원부(48)는 제어기판(42), 검출부(44), 통신부(46)의 작동 전원을 제공한다. 이에, 계측모듈(40)은 여타의 센서를 통하여 변동압력 뿐만 아니라 선체 주변의 정보를 계측하여 전송할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 커버(50)가 상기 계측모듈(40)의 일부롤 노출시키도록 베이스(20)에 결합되는 구조를 이루고 있다.

도 1에서, 베이스(20)의 디스크(21) 부분에 결합되는 커버(50)는 파도의 영향을 최소화하기 위해 돔형 내지 유선형으로 형성한다. 커버(50)는 해양생물의 부착이 곤란하도록 방오층(51)을 형성하는 것이 좋다. 베이스(20)와 커버(50)의 결합에 있어서 도 2처럼 수지재 볼트를 사용할 수 있다. 커버(50)에서 계측모듈(40)의 검출부(44)가 노출되는 부분은 실링재(52)를 이용하여 밀봉한다. 베이스(20)와 커버(50)의 접촉 부분도 동일한 소재의 실링재를 부가한다.

한편, 베이스(20)의 탈착홈(28)에는 블록(55)과 탄성체(57)를 설치하는 것도 가능하다. 지지링(22)에 형성되는 탈착홈(28)은 해양생물이 부착되기 용이하므로 블록(55)을 이용하여 은폐한다. 블록(55)은 탄성체(57)에 의하여 지지되므로 외부에서 밀어 넣으면 탈착홈(28)이 노출된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 손잡이 20: 베이스
21: 디스크 22: 지지링
23: 주름부 25: 하우징
26: 지지판 27: 파지홈
28: 탈착홈 30: 마그넷
35: 마찰재 40: 계측모듈
42: 제어기판 44: 검출부
46: 통신부 48: 전원부
50: 커버 51: 방오층
52: 실링재 55: 블록
57: 탄성체

Claims (5)

1. 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구에 있어서:
   디스크(21)의 외주면에 지지링(22)을 갖춘 베이스(20);
   상기 베이스(20)에 장착되는 마그넷(30)과 마찰재(35)로 부착력과 마찰력을 발생하는 고정부재;
   상기 베이스(20)에 장착되어 설정된 신호를 검출하는 계측모듈(40); 및
   상기 계측모듈(40)의 일부롤 노출시키도록 베이스(20)에 결합되는 커버(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정부재는 지지링(22) 상에 하우징(25)을 개재하여 마그넷(30)을 지지하고, 마그넷(30)의 외측에 지지판(26)을 개재하여 마찰재(35)를 지지하는 것을 특징으로 하는 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 마찰재(35)는 탄성력, 자기력, 내염수성, 내마모성을 갖춘 고무소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 계측모듈(40)은 제어기판(42)을 기반으로, 진동과 소음을 검출하는 검출부(44), 검출된 신호를 전송하는 통신부(46), 전원을 인가하는 전원부(48)를 구비하는 것을 특징으로 하는 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 베이스(20)는 지지링(22)의 적어도 일부에 신축 가능한 소재를 적용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선체 외부에 독립적으로 부착 가능한 계측기구.

Images