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문제 정의
- 본 논문에서는 Kirschman and Fadel의 기능분해 방법(Kirschman and Fadel, 1998)을 활용하여 [Figure 1] 의 기능분해(Functional analysis)를 수행하였다. 그리고 그림의 설계순서에 따라 다 목적 제설장비의 개념설계 과정을 기술하였고 본 논문에서 제시한 설계방법을 다 목적 제설 시스템의 설계에 적용해 보고자 한다.
- 블로워가 눈을 이송하기 전에 블로워의 회전날개 부분에 눈을 모아서 공급하는 수거하는 장치가 있어야 하고 이를 그림에 나타내었다. 기존의 블로워에는 적설 수거장치가 없지만 본 논문에서는 이것을 장비구성 단계에서 추가하여 새로운 부품개발을 시도하였다. 따라서 [Figure 8]의 장비구성 도에 의해 블로워의 개념설계를 수행하게 되면 적설 수거장치가 추가된다.
- 또한 선택된 부품들을 효과적으로 배치하는 작업을 수행하였다. 본 논문에서는 개념설계 단계에서 적용 가능한 단계별 설계방법론을 제시하고 이를 다 목적 제설 시스템 설계에 적용하였고 제시된 설계방법론의 효율성을 고찰해 보고자 하였다.
- 본 논문에서는 구성설계 과정에 초점이 맞추어져 있으므로 구성부품(예를 들어 용해로의 용해성능에 대한 열역학적 분석이나 블로워의 이송능력에 대한 동역학해석 등과 같은)의 상세한 성능검증은 생략하고 차량에 탑재된 용해 시스템을 활용할 경우 실제 제설작업에서 가능한 제설거리 및 이에 수반되는 비용 등을 검토하여 보고자 한다.
가설 설정
- 용해작업이 경유 보일러를 사용한다고 가정할 경우에 필요한 경유소모량 및 가격을 [Table 2]에 수록하였다(Lee, Park, Choi, Bang, and Kim, 2011). 용해수를 도로에 배출하면 30톤의 눈을 용해할 때 371리터가 소모되고 이를 가격으로 환산하면 약 65만원이 된다(리터당 1761원 가정). 30톤의 눈을 8회 녹인다고 하면(하루 작업량으로 가정한다) 약 520만원의 유류비가 적설용해를 위해 필요하다(적설의 폭, 깊이 각각 50cm, 용해수 도로배출 가정).
- 제설과정에서 용해수를 배출하는 작업은 저장탱크에 모았다가 배수구에 배출하는 방법과 용해작업 도중에 도로에 배출하는 두 가지 경우가 있는데 이것을 그림으로 [Figure 9]와 같다. 용해수를 배수구에 배출하는 경우에 2개의 호스를 사용해(1개는 펌프로 구동, 나머지 하나는 자중에 의한 낙하) 시간당 1000리터의 물이 배출되는 것으로 가정하였다.
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