KR20230064341A - 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자유 항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템에 관한 것으로, 예인전차에 배치되는 윈치; 상기 예인전차 하면에 부착되고, 상기 예인전차 전단 및 후단 측으로 돌출 형성된 프레임; 상기 예인전차 전방 및 후방 측 프레임에 각각 부착된 한 쌍의 연결바; 상기 연결바에 직립 체결되며, 일정 간격 이격 배치되는 대수개의 폴대; 및 상기 폴대에 배치되는 도르래;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템 {A WINCH SYSTEM OF FREE-RUNNING CONSTANT VELOCITY TESTING DEVICE}

본 발명은 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정속구간에서 모형선에 윈치의 힘을 제거할 때 모형선의 히브(Heave) 운동에 영향을 주지 않도록 모형선의 이동 방향과 모형선에 작용하는 힘의 방향을 동일하게 유지시키기 위한 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템에 관한 것이다.

선박의 설계 단계에서 실제 선박의 조종성능을 예측할 때, 모형선을 이용하여 그 성능을 사전에 확인하는 것이 필수적이다. 따라서, 선박의 운동 성능을 추정하기 위한 시험에 관한 대표적인 방법 중의 하나가 자유 항주 모형 시험이다.

상기 자유항주 모형 시험이란, 실선을 축적비에 맞게 축소한 모형선을 사용하고, 모형선 자체에 마련되는 추진기와 조타장치를 통해 모형선의 직진을 유지하며, 이러한 모형선의 자유항주 과정에서 여러가지 외란(파도, 바람, 조류)에 대한 모형선의 움직임을 계측하여 모형선의 조종성능을 예측하게 된다.

따라서, 상기 자유항주 모형 시험은 예인수조(Towing Tank)에서 예인전차에 모형선을 연결하여 모형선을 예인하면서 모형선에 작용하는 유체역학적인 힘을 측정하거나, 모형선 주위의 유동 현상을 관찰 또는 계측하여 모형선과 실선 사이에 기하학적 상사, 역학적 상사가 이루어질 수 있도록 한다.

특히, 자유항주 등속 시험의 경우, 예인전차의 윈치와 예인전차 하단에 배치되는 모형선을 와이어로 연결한 상태로 모형선을 예인하며, 모형선 속도가 가속 구간에서는 윈치로 모형선을 고정하고, 정속 구간에서는 모형선에 작용하는 윈치의 힘을 제거한 후 모형선 계류 시스템에서 모형선의 운동을 계측하게 된다.

이 때, 모형선에 작용하는 윈치의 힘과 모형선의 운동 방향이 동일 평면상에 있지 않아 윈치의 힘이 제거될 때 모형선에 연직하방의 힘이 작용하여 모형선의 히브(Heave) 운동에 영향을 주게 되며 이는, 성능 평가의 정밀한 계측이 이루어지지 못하게 되는 문제점을 야기한다.

따라서, 예인전차의 윈치와 모형선을 연결하는 와이어가 도르래를 경유하여 모형선의 이동 방향과 모형선에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되도록 구성함으로써, 정속구간에서 윈치의 힘이 제거될 때 연직 하방의 힘이 작용하지 않아 모형선의 히브운동에 영향을 주지 않음으로써 자유항주 등속 시험의 성능 평가가 정밀하게 계측될 수 있도록 구성된 윈치 시스템의 개발이 요구되고 있다.

[특허문헌] KR 10-1853209호 (등록일자 2018년 04월23일)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 예인전차 하면에 부착되고 상기 예인전차 전단 및 후단 측으로 돌출 형성된 프레임, 상기 예인전차 전방 및 후방 측 프레임에 각각 부착된 한 쌍의 연결바, 상기 연결바에 직립 체결되며 일정 간격 이격 배치되는 대수개의 폴대, 상기 폴대에 배치되는 한 쌍의 도르래 및 일단이 상기 윈치에 연결되고 타단이 상기 모형선에 연결되며, 상기 도르래를 경유하여 상기 모형선에 상기 윈치의 동력을 전달 또는 차단하는 와이어를 포함함으로써, 모형선의 이동 방향과 모형선에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되어 정속구간에서 윈치의 힘이 제거될 때 연직 하방의 힘이 작용하지 않아 모형선의 히브운동에 영향을 주지 않는 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템은 예인전차에 배치되는 윈치; 상기 예인전차 하면에 부착되고, 상기 예인전차 전단 및 후단 측으로 돌출 형성된 프레임; 상기 예인전차 전방 및 후방 측 프레임에 각각 부착된 한 쌍의 연결바; 상기 연결바에 직립 체결되며, 일정 간격 이격 배치되는 대수개의 폴대; 및 상기 폴대에 배치되는 도르래; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 도르래는, 상기 폴대의 상측에 배치되는 제1도르래; 및 상기 폴대의 하측에 배치되는 제2도르래;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템은 일단이 상기 윈치에 연결되고 타단이 상기 모형선에 연결되며, 상기 도르래을 경유하는 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 도르래는, 상기 윈치에 연결된 상기 와이어가 상기 제1도르래를 경유하면서 하방으로 방향 전환되도록 하고, 상기 제2도르래를 경유하면서 수평방향으로 방향 전환된 후 상기 모형선에 체결되는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 와이어는, 상기 모형선의 이동 방향과 상기 모형선에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 상기 제2도르래는, 모형선의 와이어 체결부와 동일한 높이에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템에 의하면, 예인전차의 윈치와 모형선을 연결하는 와이어가 제1도르래 및 제2도르래를 경유하는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 배치되어 모형선의 이동 방향과 모형선에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되도록 구성됨으로써, 정속구간에서 윈치의 힘이 제거될 때 연직 하방의 힘이 작용하지 않아 모형선의 히브운동에 영향을 주지 않도록 구성되어 자유항주 등속 시험의 성능 평가가 정밀하게 계측될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템의 전반적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연결바 및 폴대의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연결바의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템의 세부적인 구성을 나타낸 일부 확대도이다.
도 5는 예인 전차에 배치된 프레임을 촬영한 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템의 전반적인 구성을 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자유 항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템의 세부적인 구성을 나타낸 일부 확대도이다.

본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템(1)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 윈치(100), 프레임(200), 연결바(300), 폴대(400), 도르래(500), 와이어(600)를 포함할 수 있다.

상기 윈치(100)는 예인전차(10)에 배치되어 것으로, 자유 항주 시험을 수행하는 모형선(20)과 예인전차(10)를 연결하기 위해 와이어(600)를 통해 모형선(20)에 동력을 전달하도록 구비된다.

또한, 본 발명에 따른 상기 윈치(100)는 상술한 기능을 수행할 수 있는 공지의 것을 적용 실시할 수 있다.

도 5는 예인 전차에 배치된 프레임을 촬영한 사진이다.

본 발명에 따른 상기 프레임(200)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 예인전차(10) 하면에 부착되고, 상기 예인전차(10) 전단 및 후단 측으로 돌출 형성되도록 구성된다.

구체적으로, 상기 프레임(200)은 예인전차(10) 하면에 부착된 구조물로써, 예인전차(10)의 전단 및 후단 측으로 돌출 형성되도록 예인전차(10)의 전단에서 후단까지의 길이 보다 긴 길이 갖는 직사각형으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 프레임(200)은 모형선(20)의 운동방향과 동일한 방향으로 모형선(20)에 힘이 작용될 수 있도록 윈치(100)의 힘의 방향을 변환하기 위한 연결바(300) 및 폴대(400)가 장착되기 위한 구성이다.

또한, 상기 프레임(200)은 도시된 바와 같이 직사각형 형상을 갖도록 구성될 있으나, 상기 프레임(200)의 형상은 도시된 형상에 한정되지 않고 예인전차(10)의 전단 및 후단 측에 연결바(300) 및 폴대(400)가 장착될 수 있는 형태라면 제한 없이 적용실시할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 연결바 및 폴대의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 연결바의 측면도이다.

본 발명에 따른 상기 연결바(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 예인전차(10) 전방 및 후방 측 프레임(200) 각각에 부착된 한 쌍으로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 연결바(300)는 예인전차(10) 이동방향의 전방 및 후방 측 프레임(200)에 각각 부착되는 길이 방향의 바 형상으로, 예인전차(10) 및 모형선(20)의 전방 및 후방 일정 부분에 배치되어 윈치(100)에서 연결된 와이어(600)의 방향이 모형선(20)의 이동 방향과 수평한 즉, 동일한 평면상이 위치할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 연결바(300)는 양측에 폴대고정지그(310)가 체결되어, 상기 폴대고정지그(310)에 폴대(400)가 연결바(300)에 직립하여 장착될 수 있도록 한다.

상기 폴대(400)는 상기 연결바(300)에 직립 연결되며, 일정 간격 이격 배치되는 대수개로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 폴대(400)는 윈치(100)에서 모형선(20)으로 연결되는 와이어(600)의 방향 전환을 위한 도르래(500)의 설치를 위한 봉 형상으로, 연결바(300)에 연직 방향으로 체결되는 한 쌍을 구성될 수 있다.

따라서, 상기 폴대(400)는 폴대(400)의 상부측 및 하부측에 한 쌍의 도르래(500)가 장착된다.

또한, 상기 폴대(400)는 도시된 바와 같이 연결바(300)에 한 쌍이 체결되어 본 발명에 따른 윈치 시스템(1)에 총4개의 폴대가 장착될 수 있으나, 도시되지는 않았지만 상기 연결바(300)에 적어도 2개 이상의 다수개로 장착될 수도 있다.

또한, 상기 폴대(400)는 폴대(400)의 상단은 예인전차(10)의 윈치(100)와 유사한 높이를 갖고, 폴대(400)의 하단은 모형선(20)의 와이어 체결부(700)와 동일한 높이를 갖는 수직 길이를 갖도록 구성된다.

특히, 상기 폴대(400)의 하부측에 배치된 상기 제2도르래(520)는 모형선(20)의 와이어 체결부(700)와 동일한 높이에 배치되어, 모형선(20)에 연결된 와이어(600)가 모형선(20)의 이동 방향과 동일한 수평을 유지할 수 있도록 한다.

상기 도르래(500)는 상기 폴대(400)에 한 쌍으로 배치될 수 있다.

따라서, 상기 도르래(500)는 상기 폴대(400)의 상측에 배치되는 제1도르래(510) 및 상기 폴대(400)의 하측에 배치되는 제2도르래(520)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 도르래(500)는 상기 윈치(100)에 연결된 상기 와이어(600)가 상기 제1도르래(510)를 경유하면서 하방으로 방향 전환되도록 하고, 상기 제2도르래(520)를 경유하면서 수평방향으로 방향 전환된 후 상기 모형선(20)에 체결되는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 배치될 수 있다.

상기 제1도르래(510)는 폴대(400)의 상측에 배치되어 예인전차(10)의 윈치(100)에서 연장된 와이어(600)가 경유하면서 상기 와이어(600)의 방향을 하방으로 전환시킨다.

또한, 상기 제2도르래(520)는 상기 폴대(400)의 하방에 배치되는 것으로, 제1도르래(510)를 경유하여 이어진 와이어(600)가 경유하면서 와이어(600)의 방향을 모형선(20)과 동일한 수평방향으로 다시 전환시키는 구성이다.

따라서, 상기 와이어(600)는 윈치(100)에서 제1도르래(510)를 거쳐 하방으로 방향이 전환되고, 다시 제2도르래(520)를 거치면서 수평방향으로 방향이 전환되어 모형선(20)에 연결되게 된다.

이 때, 상기 제2도르래(520)는 모형선(20)의 와이어 체결부(700)와 동일하거나 유사한 높이에 배치되어, 제2도르래(520)를 경유하고 모형선(20)에 연결된 구간의 와이어(600)가 모형선(20)의 이동 방향과 동일한 수평을 유지할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 제1도르래(510) 및 제2도르래(520)는 윈치(100)-제1도르래(510)-제2도르래(520)-모형선(20)으로 이어지는 와이어(600)가 'ㄷ'자 형상으로 연결되도록 구성되어, 상기 모형선(20)의 이동 방향과 상기 모형선(20)에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지됨으로써, 정속 구간에서 윈치(100)의 힘이 제거될 때 연직하방의 힘이 작용하지 않아 모형선(20)의 히브(Heave)운동에 영향을 주지 않고, 이에 따라 모형선 성능 평가가 정밀하게 계측될 수 있도록 한다.

상기 와이어(600)는 일단이 상기 윈치(100)에 연결되고 타단이 상기 모형선(20)에 연결되며 상기 도르래(500)를 경유한다.

따라서, 상기 와이어(600)는 상기 모형선(20)에 상기 윈치(100)의 동력을 전달 또는 차단하게 된다.

또한, 상기 와이어(600)는 일단이 상기 윈치(100)에 연결되고 상기 제1도르래(510)의 경유로 힘의 방향을 하방으로 전환한 후 제2도르래(520)를 경유하면서 힘의 방향을 수평방향으로 전환하여 타단이 상기 모형선(20)에 체결되는 'ㄷ'자 형상으로 연결될 수 있다.

따라서, 상기 와이어(600)는 상기 모형선(20)의 이동 방향과 상기 모형선(20)에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되도록 연결된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 자유항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템에 의하면, 예인전차의 윈치와 모형선을 연결하는 와이어가 제1도르래 및 제2도르래를 경유하는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 배치되어 모형선의 이동 방향과 모형선에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되도록 구성됨으로써, 정속구간에서 윈치의 힘이 제거될 때 연직 하방의 힘이 작용하지 않아 모형선의 히브운동에 영향을 주지 않도록 구성되어 자유항주 등속 시험의 성능 평가가 정밀하게 계측될 수 있는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1 : 자유 항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템
10 : 예인전차 20 : 모형선
100 : 윈치 200 : 프레임
300 : 연결바 310 : 폴대고정지그
400 : 폴대 500 : 도르래
510 : 제1도르래 520 : 제2도르래
600 : 와이어 700 : 모형선 와이어 체결부

Claims (6)

1. 예인전차에 배치되는 윈치;
   상기 예인전차 하면에 부착되고, 상기 예인전차 전단 및 후단 측으로 돌출 형성된 프레임;
   상기 예인전차 전방 및 후방 측 프레임에 각각 부착된 한 쌍의 연결바;
   상기 연결바에 직립 체결되며, 일정 간격 이격 배치되는 대수개의 폴대; 및
   상기 폴대에 배치되는 도르래;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 항주 등속 실험 장치의 윈치 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 도르래는,
   상기 폴대의 상측에 배치되는 제1도르래; 및
   상기 폴대의 하측에 배치되는 제2도르래;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 항주 등속 실험 장치의 윈치 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   일단이 상기 윈치에 연결되고 타단이 상기 모형선에 연결되며, 상기 도르래을 경유하는 와이어;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유 항주 등속 실험 장치의 윈치 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 도르래는,
   상기 윈치에 연결된 상기 와이어가 상기 제1도르래를 경유하면서 하방으로 방향 전환되도록 하고, 상기 제2도르래를 경유하면서 수평방향으로 방향 전환된 후 상기 모형선에 체결되는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자유 항주 등속 실험 장치의 윈치 시스템.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 와이어는,
   상기 모형선의 이동 방향과 상기 모형선에 작용하는 힘의 방향이 동일하게 유지되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자유 항주 등속 실험 장치의 윈치 시스템.
   
6. 제 2항에 있어서,
   상기 제2도르래는,
   모형선의 와이어 체결부와 동일한 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자유 항주 등속 시험 장치의 윈치 시스템.

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