KR100719877B1

KR100719877B1 - 저주파 음원 발생장치

Info

Publication number: KR100719877B1
Application number: KR1020050025011A
Authority: KR
Inventors: 전호경; 나정열
Original assignee: 전호경; 나정열
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2007-05-18
Also published as: KR20060102934A

Abstract

수중에서 저주파 음원을 연속적으로 발생할 수 있는 저주파 음원 발생장치가 개시된다. 저주파 음원 발생장치는 복수개의 벌브, 벌브를 소정의 경로를 따라 이송하는 벌브 이송부, 및 벌브의 이송 경로에 인접하게 장착된 벌브 타격부를 포함한다. 해양 환경에서 저주파 음원을 발생함으로써 해양 저면에 대한 자료를 수집할 수 있으며, 저주파 음원을 1회만 발생할 수 있는 종래의 음원 발생장치에 비해 저주파 음원을 여러 회 발생할 수 있어 해양 환경을 탐지하는 데에 많은 이로움이 있다.

저주파 음원, 벌브, 전구

Description

저주파 음원 발생장치{APPARATUS OF GEBERATING A LOW FREQUECY SOUND SOURCE UNDER THE WATER}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 정면도이다.

도 2는 제1 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 측면도이다.

도 3은 제1 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 구동부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 평면도이다.

도 5는 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 정면도이다.

도 6은 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200：저주파 음원 발생장치 110,210：몸체 프레임

120,220：벌브 이송부 122,222：구동휠

224：종동휠 226：벨트

128,228：소켓 130,230：구동부

140,240：벌브 150,250：벌브 타격부

본 발명은 저주파 음원 발생장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 바다 또는 해양 환경을 탐지하기 위해 수중에서 저주파 음원을 발생하는 저주파 음원 발생장치에 관한 것이다.

바다 속의 지형을 탐사하기 위해서 일반적으로 음파나 초음파를 이용한 탐사방법이 사용되고 있다. 바다에서 수 Hz에서 수백 Hz의 저주파 음원을 발생하여 반사되는 음파를 수집할 수 있으며, 수집된 음파들로부터 해양 저면의 형상이나 지질상태 등 다양한 정보를 얻을 수가 있다.

종래에는 약 100m 이내의 수심에서 저주파 음원을 발생하기 위해 전구를 사용하고 있다. 전구는 유리 재질로 형성된 구체로서, 수중에서 깨질 때 균일하면서도 저주파 탐사에 적합한 저주파 음원을 발생할 수가 있다.

종래에는 수중의 전구를 깨기 위해서 전구를 일정 수심에 위치시키고, 전구와 이어진 로프를 따라 무거운 추를 흘려 보냄으로 해서 수중의 전구를 파열시켰다. 하지만, 이렇게 전구를 파열시키는 방법은 1회에만 가능하고, 다음 저주파를 발생시키기 위해서 전구 파열 장치를 수중에서 건져 올린 후, 전구를 다시 장착하여 수심으로 가라 앉히는 과정을 반복하여야 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 목적은 저주파 음원을 매번 교체할 필요 없이 연속적으로 발생시킬 수 있는 저주파 음원 발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제작 및 구입이 용이한 벌브를 사용하여 양질의 저주파 음원을 제공하고, 벌브의 교체가 용이한 저주파 음원 발생장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수중에서 전기를 이용한 모터를 사용하더라도 수압에 대한 영향을 최소화시킬 수 있는 저주파 음원 발생장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 저주파 음원 발생장치는 복수개의 벌브, 벌브를 소정의 경로를 따라 이송하는 벌브 이송부, 및 벌브의 이송 경로에 인접하게 장착된 벌브 타격부를 포함한다. 복수개의 벌브가 벌브 이송부에 장착되고, 벌브 이송부에 의해서 벌브가 정해진 경로를 따라 이동하면, 벌브 타격부는 인접한 벌브에 타격을 가하여 해양 환경 탐사에 저주파 음원을 발생할 수가 있다.

벌브는 유리 또는 석영 재질로 형성된 경질구체 및 경질구체의 일단부에 고정된 베이스를 포함한다. 베이스는 벌브 이송부의 소켓에 교체 가능하게 장착될 수 있으며, 경질구체를 다 소진한 다음에는 깨진 벌브를 새로운 벌브로 교체할 수가 있다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 저주파 음원 발생장치는 몸체 프레임, 벌브 이송부, 복수개의 벌브, 및 벌브 타격부를 포함한다. 벌브 이송부는 몸체 프레임에 장착된 구동부, 구동부의 회전축과 연동하는 구동휠, 구동휠에 인접하게 제공되는 종동휠, 및 구동휠과 종동휠에 의해서 소정의 경로를 순환하는 벨트를 포함하고, 벨트에는 복수개의 벌브가 균일 또는 불균일한 간격으로 장착된다. 구동부에 의해서 구동휠이 회전함에 따라 구동휠 및 종동휠과 함께 벨트가 일정 경로를 따라 순환할 수 있으며, 벌브 타격부는 벨트에 인접하게 장착되어 인접한 벌브를 타격하여 깨뜨릴 수 있다.

구동부는 구동모터, 구동모터를 수용하며 부분적으로 개방된 개방구를 갖는 모터 하우징, 개방구를 밀봉하는 연질커버, 및 모터 하우징 내부에 충진되는 절연성 액체를 포함한다. 따라서 저주파 음원 발생장치가 수십 미터 수심으로 가라 앉아 수압이 증가하여도 모터 하우징 내외부의 압력을 상호 보상할 수 있으며, 구동부의 안정적인 작동을 기대할 수가 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 정면도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치(100)는 몸체 프레임(110), 벌브 이송부(120), 벌브(140) 및 벌브 타격부(150)를 포함한다.

몸체 프레임(110)에는 벌브 이송부(120), 벌브(140) 및 벌브 타격부(150)가 장착되며, 몸체 프레임(110)은 외부의 로프 또는 와이어 등과 연결되어 외부의 견인장치에 의해서 상하 이동 또는 수심 유지 등을 할 수가 있다.

벌브 이송부(120)는 구동부(130), 구동부(130)의 축에 장착된 구동휠(122) 및 구동휠(122)의 외주를 따라 균일 간격으로 형성된 소켓(128)를 포함한다. 소켓(128)에는 벌브(140)가 장착되며, 구동휠(122)의 회전에 따라 벌브 타격부(150)에 인접하는 벌브(140)를 차례로 교체할 수가 있다.

본 실시예에서 벌브(140)는 일반 전구로서 유리 또는 석영재질로 형성된 경질구체(142) 및 경질구체(142)의 일 단부에 형성된 베이스(144)를 포함한다. 따라서 경질구체의 형상은 A(arbitrary)형, P.S(pear shape)형 등이 사용될 수 있으며, 경질구체의 내부에는 진공 상태로 유지되거나 비활성 가스로 충진될 수 있다.

베이스(144)는 일반적으로 구리 또는 알루미늄을 재질로 사용할 수 있으며, 외형상 스크류형, 베이오닛(bayonet)형 등으로 사용될 수도 있다. 소켓(128)도 베이스(144) 형상에 대응하도록 형성되어 벌브의 사용을 완료한 후에는 새 벌브로 용이하게 교체할 수가 있다.

도 3을 참조하면, 구동부(130)는 구동모터(132), 모터 하우징(134), 연질커버(136) 및 절연성 액체(138)를 포함한다. 모터 하우징(134)은 폴리에틸렌 등과 같은 합성수지 또는 스테인리스 스틸과 같은 내부식성 금속을 재질로 사용할 수 있으며, 모터 하우징(134)의 내부에는 구동모터(132)가 장착된다.

구동모터(132)는 전기를 인가하여 작동할 수 있으며, 구동모터(132)를 작동하기 위한 전기는 외부로부터 인가하거나 내부의 배터리를 이용하여 공급할 수가 있다. 구동모터(132)는 전기를 이용하기 때문에 모터 하우징(134)은 방수 처리되어야 하며, 높은 수압에서도 안정되게 구동모터(132)가 작동할 수 있도록 보호할 수 있다. 하지만, 수심이 약 10m 증가할 때마다 수압이 대략 1기압씩 증가하기 때문에 수십 미터의 수심에서 모터 하우징(134)은 상당히 높은 수압을 지지하게 된다.

이를 위해서 모터 하우징(134)의 일측에 개방구(135)가 형성되며, 고무 재질로 구성된 연질커버(136)가 개방구(135)를 밀봉할 수 있다. 그리고 모터 하우징(134) 및 연질커버(136) 내부로는 절연성 액체(138)가 충진된다. 모터 하우징(134) 내부에 절연성 액체(138)가 충진됨으로써 구동모터(132)는 누전 없이 안전하게 회전력을 발생시킬 수가 있다.

절연성 액체(138)는 일반적으로 석유계 절연유, 실리콘유, 염소화유 등의 합성절연유가 사용될 수 있다. 일 예로, 석유계 절연유는 대부분의 전력용 변압기의 탱크 속에 사용되며, 권선의 섬유질 절연재료를 장기간 양호한 상태로 유지하기 위한 용도로 사용된다. 또는 석유계 절연유는 차단기 또는 유입개폐기용으로, 합성절연유는 불연성 또는 난연성유로서 변압기 등에 사용될 수 있다.

또한, 절연성 액체는 비압축성 물질로서, 압력에 따라 부피가 변하는 공기 대신에 모터 하우징(134) 및 연질커버(136) 내부에 충진될 수 있으며, 구동부(130) 주변의 수압이 변하더라도 모터 하우징(134) 내외의 압력을 상호 보상할 수가 있다.

몸체 프레임(110)의 일측에는 벌브 타격부(150)가 장착된다. 벌브 타격부(150)는 벌브(140)의 이동 경로에 인접하게 장착되며, 차례로 교대되는 벌브(140) 의 경질구체(142)를 파열시켜 저주파 음원을 발생할 수가 있다. 벌브 타격부(150)는 솔레노이드(152) 및 솔레노이드(152)의 작동에 의해서 벌브(140)를 타격하기 위한 타격봉(154)을 포함한다. 솔레노이드(152)에 의해서 타격봉(154)은 빠르게 직선 운동을 할 수 있으며, 벌브(140)를 깨뜨릴 수가 있다. 타격봉(154)의 끝 부분을 원뿔형으로 형성함으로써 벌브(140)의 타격 및 파열이 원활하게 발생할 수가 있다.

하지만, 수심이 깊어질수록 수압이 증가하게 되고, 그와 동시에 벌브(140)는 더욱 단단해져 쉽게 깨지지 않을 수가 있다. 따라서 타격봉(154)은 벌브(140)의 베이스(144)에 인접한 경질구체(142)의 노드(node) 부분을 타격하는 것이 바람직하며, 노드를 타격함으로써 실수 없이 가장 안정적으로 벌브(140)를 파열시킬 수가 있다. 참고로, 음압은 수심에 증가함에 따라 함께 증가하기 때문에 깊은 수심일수록 벌브(140)의 파열음도 높은 음압을 가질 수가 있다.

구동모터(132)의 축과 구동휠(122)의 회전축은 뒤틀림에 강한 커플링(coupling)을 사용할 수 있으며, 방수 처리를 위해 고무 오일 씰(123)을 사용할 수도 있다. 하지만, 오일 씰(123)은 압력 증가에 따라 수축하는 단점이 있기 대문에, 모터의 힘을 항상 최대로 공급하기 위해서 기어 감속비는 약 1200:1로 유지될 수 있다.

실시예 2

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 평면도이고, 도 5는 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 정면도이며, 도 6은 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치의 측면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 저주파 음원 발생장치(200)는 몸체 프레임(210), 벌브 이송부(220), 벌브(240) 및 벌브 타격부(250)를 포함한다. 몸체 프레임(210)에는 벌브 이송부(220), 벌브(240) 및 벌브 타격부(250)가 장착되며, 몸체 프레임(210)은 외부의 로프 또는 와이어 등과 연결되어 외부의 견인장치에 의해서 상하 이동 또는 수심 유지 등을 할 수가 있다.

벌브 이송부(220)는 구동부(230), 구동부(230)의 축에 장착된 구동휠(222), 구동휠(222)에 인접한 위치에서 몸체 프레임(210)에 회전 가능하게 장착된 종동휠(224), 구동휠(222)과 종동휠(224)과 함께 순환하는 벨트(226), 및 벨트(226)의 바깥 면을 따라 균일 간격으로 형성된 소켓(228)를 포함한다. 소켓(228)에는 벌브(240)가 장착되며, 구동휠(222)의 회전에 따라 벌브 타격부(250)에 인접하는 벌브(240)를 차례로 교체할 수가 있다. 구동휠(222)과 종동휠(224)을 경유하는 벨트(226)을 이용하기 때문에 도 1의 저주파 음원 발생장치(100)보다는 더 많은 수의 벌브를 장착할 수 있다.

소켓(228)에 장착되는 벌브(240)는 일반 전구로서, 유리 또는 석영 재질로 형성된 경질구체(242) 및 경질구체(242)의 일 단부에 형성된 베이스(244)를 포함한다. 베이스(244)는 일반적으로 구리 또는 알루미늄을 재질로 사용할 수 있으며, 외형상 스크류형, 베이오닛(bayonet)형 등으로 사용될 수도 있다.

도 3과 유사하게, 구동부(230)는 구동모터, 모터 하우징(234), 연질커버(236) 및 절연성 액체를 포함한다. 구동모터(232)를 작동하기 위한 전기는 외부로부터 인가하거나 내부의 배터리를 이용하여 공급할 수가 있으며, 모터 하우징(234) 은 방수 처리되어 있다. 또한, 높은 수압에서도 구동모터(232)가 안정되게 작동할 수 있도록 모터 하우징(234)의 일측에 개방구가 형성되며, 고무 재질로 구성된 연질커버(236)가 개방구를 밀봉할 수 있다. 모터 하우징(234) 및 연질커버(236) 내부로는 절연성 액체(238)가 충진되며, 절연성 액체(238) 및 연질커버(236)의 상호 작용에 의해서 구동부(230) 주변의 수압이 변하더라도 모터 하우징(234) 내외의 압력을 상호 보상할 수가 있다. 절연성 액체(238)는 일반적으로 석유계 절연유, 실리콘유, 염소화유 등의 합성절연유가 사용될 수 있다. 일 예로, 석유계 절연유는 대부분의 전력용 변압기의 탱크 속에 사용된다.

몸체 프레임(210)의 일측에는 벌브 타격부(250)가 장착된다. 벌브 타격부(250)는 솔레노이드(252) 및 솔레노이드(252)의 작동에 의해서 벌브(240)를 타격하기 위한 타격봉(254)을 포함하며, 차례로 교대되는 벌브(240)의 경질구체를 파열시켜 저주파 음원을 발생할 수가 있다. 타격봉(254)의 끝 부분을 원뿔형으로 형성함으로써 벌브(240)의 타격 및 파열이 원활하게 발생할 수가 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 수심이 깊어질수록 수압이 증가하게 되고, 그와 동시에 벌브(240)는 더욱 단단해져 쉽게 깨지지 않을 수가 있다. 따라서 타격봉(254)은 벌브(240)의 베이스(244)에 인접한 경질구체(242)의 노드(node) 부분을 타격하는 것이 바람직하며, 노드를 타격함으로써 실수 없이 가장 안정적으로 벌브(240)를 파열시킬 수가 있다.

구동모터(232)의 축과 구동휠(222)의 회전축은 뒤틀림에 강한 커플링(coupling)을 사용할 수 있으며, 방수 처리를 위해 고무 오일 씰(223)을 사용할 수 도 있다. 하지만, 오일 씰(223)은 압력 증가에 따라 수축하는 단점이 있기 대문에, 모터의 힘을 항상 최대로 공급하기 위해서 기어 감속비는 약 1200:1로 유지될 수 있다.

본 발명의 저주파 음원 발생장치는 저주파 음원이 되는 벌브를 매번 교체할 필요 없으며, 벌브 이송부를 통해 복수개의 벌브를 장착하여 저주파 음원을 연속적으로 발생시킬 수 있다.

또한, 제작 및 구입이 용이하면서도 저렴한 일반 전구를 사용할 수 있으며, 일반 전구로서도 양질의 저주파 음원을 제공할 수 있다는 장점을 갖는다.

또한, 종래의 전구 베이스 구조를 이용할 수 있으며, 벌브의 교체를 용이하게 할 수 있고, 거의 무한히 교체하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 모터 하우징 내부를 절연성 액체로 충진함으로써, 수중에서도 안전하게 전기를 이용할 수 있으며, 수심과 함께 증가하는 수압에 대해서도 안전하게 모터 하우징을 보호할 수가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

복수개의 벌브;

상기 벌브를 소정의 경로를 따라 이송하는 벌브 이송부; 및

상기 벌브의 이송 경로에 인접하게 장착된 벌브 타격부;를 구비하며,

상기 벌브 타격부는 상기 벌브를 파괴하여 저주파 음원을 발생시키는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제1항에 있어서,

상기 벌브는

유리 또는 석영 재질로 형성되며 내부에 진공으로 유지되거나 비활성 가스가 들어 있는 경질구체; 및

상기 경질구체의 일 단부를 밀봉하며, 상기 벌브 이송부에 상기 벌브를 고정하는 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 벌브 타격부는 상기 이송 경로에 인접하게 장착되는 솔레노이드 및 상기 솔레노이드의 작동에 의해서 인접한 상기 벌브를 타격하는 타격봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제3항에 있어서,

상기 타격봉은 상기 베이스에 인접한 상기 경질구체의 노드 부분을 타격하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제2항에 있어서,

상기 벌브 이송부는 복수개의 상기 벌브의 상기 베이스를 고정 및 교체할 수 있는 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제1항에 있어서,

상기 벌브 이송부는 상기 벌브를 이송하기 위해 구동력을 제공하는 구동부를 포함하며, 상기 구동부는 구동모터, 상기 구동모터를 수용하며 부분적으로 개방된 개방구를 갖는 모터 하우징, 상기 개방구를 밀봉하는 연질커버, 및 상기 모터 하우징 내부에 충진되는 절연성 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
몸체 프레임;

상기 몸체 프레임에 장착된 구동부, 상기 구동부의 회전축과 연동하는 구동휠, 상기 구동휠에 인접하게 제공되는 종동휠, 및 상기 구동휠과 상기 종동휠에 의해서 소정의 경로를 순환하는 벨트를 포함하는 벌브 이송부;

상기 벨트에 장착되는 복수개의 벌브; 및

상기 벌브의 이송 경로에 인접하게 장착된 벌브 타격부를 구비하는 저주파 음원 발생장치.
제7항에 있어서,

상기 벌브는 유리 또는 석영 재질로 형성되며 내부에 진공으로 유지되거나 비활성 가스가 들어 있는 경질구체 및 상기 경질구체의 일 단부를 밀봉하는 베이스를 포함하고,

상기 벌브 이송부는 복수개의 상기 벌브의 상기 베이스를 고정 및 교체하기 위해 상기 벨트 상에 장착된 소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제8항에 있어서,

상기 벌브 타격부는 상기 이송 경로에 인접하게 장착되는 솔레노이드 및 상기 솔레노이드의 작동에 의해서 인접한 상기 벌브를 타격하는 타격봉을 포함하며, 상기 타격봉은 상기 베이스에 인접한 상기 경질구체의 노드 부분을 타격하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.
제7항에 있어서,

상기 구동부는 구동모터, 상기 구동모터를 수용하며 부분적으로 개방된 개방구를 갖는 모터 하우징, 상기 개방구를 밀봉하는 연질커버, 및 상기 모터 하우징 내부에 충진되는 절연성 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장 치.
제10항에 있어서,

상기 구동모터의 회전축은 감속을 위한 기어박스를 통해서 상기 구동휠과 연결되며, 상기 모터 하우징 외부에 동력전달부위는 오일 씰에 의해서 외부로부터 차단되는 것을 특징으로 하는 저주파 음원 발생장치.