KR100923381B1 - 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 유압을 조종하며, 조종블록의 설치공간을 최소화하기 위해 조종블록을 선체 일체형으로 제작하여 설치할 수 있는 조종블록 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 격벽(12')이나 압력선체(12)의 구조물과 일체형으로 설치할 수 있는 조종블록(11)을 제작하기 위한 가공 전의 조종블록 원자재(11')의 둘레에 용접되어 설치되는 중간판(13); 상기 중간판(13)이 용접된 상태에서 측면의 일측 또는 양측과 상면과 하면에서 각각 내부 구멍을 가공하여 형성되는 조종블록(11); 및 상기 조종블록(11)의 가공 정밀도에 영향을 주지 않도록 중간판(13)을 냉각하면서 상기 조종블록(11)을 압력선체(12)에 용접하거나 또는 격벽(12')에 볼트 체결된 것을 특징으로 하는 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치를 제시한다.

일체형, 조종블록, 중간판, 격벽, 압력 선체

Description

잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치{Structures whole type control block apparatus of submarine}

본 발명은 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 유압(hydraulic power)을 조종하며, 조종블록의 설치공간을 최소화하기 위해 조종블록을 선체 일체형으로 제작하여 설치할 수 있는 조종블록 장치에 관한 것이다.

통상적으로 잠수함의 유압계통(hydraulic system)은 장비별로 독립적으로 설계되거나 구역별, 장비 종류별로 통합하여 설계하게 된다. 이러한 유압계통을 통합하여 설계할 경우 전체 유압장비에 대한 유압부하(hydraulic balance) 분석을 통해 유압공급장치의 용량을 결정하게 된다.

중앙 공급식으로 전체 유압작동기를 조종하는 잠수함의 경우 유압계통 특성상 최적의 유압 펌프 수량과 축압기 용량 결정을 위해 유압 부하 분석(hydraulic load analysis)이 필요하다. 이를 위해 유압 작동기의 종류 및 사양을 결정하고 항 해 모드별 운용 조건을 설정하게 된다.

또한, 각 구역별 유압 조종장비의 오일 공급을 조정하기 위해 대형의 유압 조종블록이 설치된다. 잠수함의 경우 주요 유압 조종블록은 장비의 종류 및 설치 구역별로 구분하여 통합 제작된다. 펌프 조종블록, 양강마스트 조종블록, 무장적재장치 조종블록 등은 장비의 종류나 용도에 따라 통합된 경우이며, 원격조종밸브 조종블록은 구역별로 통합하여 분리 제작된 경우이다. 기본적으로 설치공간 축소 및 운용상 편리 등을 위해 통합 제작을 하나, 장비 간의 거리가 멀거나 운용상 혼선 방지 등의 목적이 있을 경우 분리 제작된다.

또한, 유압 조종블록에서 유압 실린더 또는 유압 모터로 구성되는 유압 작동기까지 압력 손실을 줄일 수 있도록 유압 조종블록을 유압 작동기에 근접 배치해야 하고, 이를 위해 유압 조종블록은 장비의 종류 및 설치 구역별로 구분하여 통합 제작된다.

이러한 유압 조종블록은 평상시 원격조종하고, 비상시 수동조종 가능하도록 조종블록을 조종실 또는 조종실 근접 구역에 설치하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 조종블록의 설치상태는 일 측이 주 공급 배관(6)과 주 리턴 배관(7)이 연결된 조종블록(1)을 지지하도록 받침대(5)에 의해 설치되고, 상기 조종블록(1)의 타 측이 제1 공급배관(8)과 제1 리턴배관(9)이 쌍으로 각각의 관통피스(4)를 통해 복수 개가 연결되며, 상기 각 관통피스(4)는 압력선체(2)에 관통하여 연결되어 있다. 부호 10과 14는 제2 공급배관과 제2 리턴배관을 나타낸다.

즉, 각 유압장비와 조종블록(1) 간에 유압배관으로 연결하고, 설치공간이 다른 경우 격벽(bulkhead)이나 압력선체(pressure hull)(2)에 관통피스(4)를 시공한다.

그러나 상기 조종실 또는 조종실 근접 구역은 다수의 조종장비의 설치로 설치공간이 부족하거나, 조종블록의 대형화로 설치할 높이가 확보되지 않는 어려움이 있을 수 있다. 잠수함과 같은 협소한 구역에도 공간의 제약으로부터 벗어나 양강마스트 조종블록과 같은 대형의 조종블록이 설치되어야 한다.

상기 양강마스트 조종을 위한 조종블록의 경우 양강마스트의 대형화로 조종블록도 대형화되어야 하고, 비관통형(non-penetration) 양강마스트의 추세로 인해 조종블록에서 오일을 잠수함 외부로 이송하기 위한 다수의 배관 관통피스를 시공할 수밖에 없었다.

이는 구조적으로 잠수함 내부의 조종실 공간에 대형 장비를 설치하기 위한 공간이 협소하기 때문에 양강마스트와 같은 장비를 잠수함 외부에 설치할 필요가 있고, 이를 조종하기 위한 양강마스트 조종블록은 운용자가 작동할 수 있도록 조종실 내부에 설치해야 하는 문제점이 제기되었다.

또한 조종블록은 오일 이동을 위한 구멍이 내부에 정밀 가공되고, 제어를 위한 구성품을 조종블록 상에 조립하여 완성되므로, 완성된 제품에 열 영향으로 인한 변형이 허용되지 않으므로 조종블록 상에 설치 용도로 시공된 구멍을 이용하여 받침대에 설치할 수밖에 없었다.

이는 구조적으로 조종블록을 구성하는 정밀한 내부의 구멍을 가공한 후에 조 종블록을 설치해야 하는 문제점이 제기되었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 조종블록의 함 내 설치공간을 최소화하고 선체 일체형으로 설치할 수 있도록 중간판을 설치하며, 조종블록으로 연결되는 배관에 격벽이나 압력선체를 관통하기 위한 관통피스(Penetration Piece)가 생략될 수 있도록 하는 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명에 의하면, 격벽이나 압력선체의 구조물에 설치되는 조종블록을 제작하기 위해 가공 전의 조종블록 원자재의 둘레에 용접되어 일체형으로 결합되는 중간판과, 상기 중간판이 결합된 상태에서 상기 조종블록 원자재 측면의 일측 또는 양측과 상면과 하면에서 각각 내부 구멍을 가공하여 형성되는 조종블록 및, 상기 조종블록에 가공된 내부 구멍에 영향을 주지 않도록 상기 중간판을 냉각하면서 상기 조종블록에 결합된 상기 중간판을 상기 압력선체에 용접하거나 또는 상기 격벽에 볼트 체결하여, 상기 조종블록을 상기 압력선체 또는 상기 격벽에 대해 고정되게 설치하는 것을 특징으로 하는 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치를 제시한다.
상기 조종블록에 상기 중간판을 용접한 상태에서 상기 조종블록의 내부에 오일 이동 및 조립품 고정을 위한 구멍을 가공하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간판은 상기 압력선체와 같은 잠항 심도의 내압 구조를 위해 상기 압력선체와 동일한 직경의 곡률을 갖도록 제작되고, 상기 조종블록은 상기 중간판을 포함하는 크기와 동일한 크기로 형성된 상기 압력선체의 관통구에 삽입되어 상기 중간판을 냉각하면서 상기 압력선체와 상기 중간판 사이의 맞이음 부위를 상호 용접하여 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간판은 상기 격벽과 같은 잠항 심도의 내압 구조를 위해 상기 격벽과 동일한 직경의 곡률을 갖도록 제작되고, 상기 조종블록은 상기 중간판을 포함하는 크기보다 작은 크기로 형성된 상기 격벽의 관통구에 삽입되어 상기 중간판을 냉각하면서 상기 격벽과 상기 중간판 사이의 겹친 부위를 볼트 체결하여 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 유압의 조종을 위한 조종블록을 격벽이나 압력 선체와 같은 구조물과 일체형으로 설치하여 잠수함과 같이 조종블록을 설치할 높이가 확보되지 않는 위치나 협소한 구역에 공간의 제약으로부터 벗어나 조종블록을 자유롭게 설치할 수 있다.

또한, 본 발명은 조종블록을 설치하기 위한 별도의 받침대를 제작 설치하지 않고 기존의 격벽이나 압력 선체와 같은 구조물을 이용하여 설치할 수 있는 장점뿐만 아니라 유압공급장치 또는 각 유압장비로 연결되는 배관과 조종블록의 연결부를 일치시켜 격벽이나 압력 선체에 유압 배관을 위한 관통피스를 설치하지 않아도 되는 매우 유용한 발명이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치의 설치상태를 나타낸 단면구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 압력 선체에 설치하는 조종블록의 제작상태를 나타낸 단면구성도이며, 도 4는 도 2에 도시된 압력 선체에 설치하는 조종블록의 제작상태를 나타낸 평면구성도이고, 도 5는 본 발명에 따라 격벽에 설치하는 조종블록의 제작상태를 나타낸 단면구성도이다.

도 2 내지 도 5를 살펴보면, 본 발명은 조종블록(11)을 격벽(12')이나 압력 선체(12)와 같은 구조물과 일체형으로 설치할 수 있도록 상기 조종블록(11)을 제작하기 위한 가공 전의 원자재(Raw Material)(11')의 둘레에 설치용 중간판(13)을 용접한 후 상기 조종블록(11)을 가공한다.

이때, 상기 중간판(13)이 용접된 상태에서 측면 일측 또는 양측과 상면과 하면에서 각각 상기 조종블록(11)의 내부 구멍을 가공하여 상기 조종블록(11)을 제작하고, 상기 조종블록(11)의 가공 정밀도에 영향을 주지않도록 중간판(13)을 냉각하면서 상기 조종블록(11)을 압력선체(12)에 용접하거나 또는 격벽(12')에 볼트 체결하며, 상기 압력선체(12)의 내부와 외부간 또는 격벽(12') 간에 이동하는 배관의 관통피스(4)가 설치되지 않도록 형성한다.

즉, 본 발명은 조종블록(11)을 설치하기 위한 받침대(5)를 제작하여 설치하지 않고, 격벽(12')이나 압력선체(12)의 형상에 맞추어 중간판(13)을 제작하고, 상기 조종블록(11)의 둘레에 상기 중간판(13)을 용접한 후, 상기 조종블록(11)의 내부 구멍을 가공하여 일체형으로 제작된 구조이다.

이때, 상기 조종블록(11)을 용접할 경우 용접열에 의한 변형이 발생할 수 있다. 이는 상기 조종블록(11)에 누유 발생 원인이 될 뿐만 아니라 정상적인 작동을 저해할 수 있으므로 상기 조종블록(11)을 제작하기 위한 가공 전의 원자재(Raw Material)(11') 블록에 설치용 중간판(13)을 용접한다.

또한, 상기 중간판(13)을 용접한 조종블록(11)에 오일 이동을 제어할 수 있는 유로(oil flow line)를 가공하여, 상기 조종블록(11)에 용접된 중간판(13)이 가공 기계에 간섭이 되지 않도록 설계하게 된다.

상기 가공된 조종블록(11)은 압력시험 후 제어 구성품을 조립하고 작동시험을 하게 된다.

이렇게 시험된 조종블록(11)은 설치 준비가 되어있는 압력선체(12)와 같은 구조물의 관통(Penetration) 부위에 삽입하고 용접 설치하게 된다. 즉, 상기 조종블록(11)은 상기 중간판(13)을 포함하는 크기와 동일한 크기로 형성된 상기 압력선체(12)의 관통구에 삽입되어 상기 중간판(13)을 냉각하면서 상기 압력선체(12)와 상기 중간판(13) 사이의 맞이음 부위를 상호 용접하여 결합한다.

또한, 설치 공간이 단순히 구역을 분리하는 격벽(12')인 경우 간단히 볼트로 체결할 수 있도록 제작하여 설치할 수도 있다. 즉, 상기 조종블록(11)은 상기 중간판(13)을 포함하는 크기보다 작은 크기로 형성된 상기 격벽(12')의 관통구에 삽입되어 상기 중간판(13)을 냉각하면서 상기 격벽(12')과 상기 중간판(13) 사이의 겹친 부위를 볼트 체결하여 결합한다.

잠수함의 압력선체(12)와 같은 잠항 심도(diving depth)의 내압 구조가 되어야 하는 곳에는 잠수함의 압력선체(12)의 직경(diameter)에 맞추어 중간판(13)을 설계하여, 상기 중간판(13)이 잠수함 압력선체의 일부분 역할을 할 수 있도록 상기 중간판(13)을 설계하여 제작하고 용접한다. 즉, 상기 중간판(13)은 상기 압력선체(12)가 가지는 직경과 동일한 곡률을 갖도록 설계된다. 또한, 상기 중간판(13)은 상기 격벽(12')에 설치될 경우에도 상기와 동일한 목적을 위해 상기 격벽(12')이 가지는 직경과 동일한 곡률을 갖도록 설계된다.

본 발명은 잠수함에 조종블록(11)을 설치할 높이가 확보되지 않는 위치나 협소한 구역에 공간의 제약으로부터 벗어나 조종블록(11)을 자유롭게 설치할 수 있도록 상기 조종블록(11)을 최대한 압력선체(12) 외부로 배치하여 잠수함 내부의 공간을 최대한 활용할 수 있도록 설치하게 된다.

한편, 상기 조종블록(11)은 유압공급장치에서 연결되는 오일 주공급배관(16)과 유압공급장치의 오일 탱크로 회수되는 오일 주리턴배관(17)이 상기 조종블록(11)에 설치되는 격벽(12')이나 압력선체(12)를 통과함이 없이 상기 조종블록(11)과 연결하고 있는 것이다.

상기와 같은 설치구조를 갖는 본 발명은 유압공급장치가 설치된 구역의 연결 배관과 조종블록(11)의 연결부를 일치시키고, 각 유압장비로 연결되는 배관과 조종 블록(11)의 연결부를 일치시켜 격벽(12')이나 압력선체(12)에 유압 배관을 위한 관통피스(4)가 없도록 하고 있는 것이다.

그리고, 도 3 및 도 5와 같이 본 발명은 중간판(13)을 압력선체(12)에 용접하는 과정에서 조종블록(11)이 변형되지 않도록 약 150 ~ 200mm의 중간판(13)을 상기 조종블록(11)의 둘레에 용접하고 있다. 상기 중간판(13)을 압력선체(12)에 용접하는 동안에는 상기 조종블록(11)에 열전달을 최소화하기 위해 중간판(13) 상부 또는 하부에 냉각호스를 임시로 설치하고 냉각수를 공급하게 된다.

또한, 상기 조종블록(11)이 압력선체(12)와 일체로 제작되는 영향으로 조종블록(11)의 단면적에 의한 잠항 심도의 외부 압력에 대해 강도를 유지하기 위한 보강 구조를 형성하고, 각 모서리는 일정 반경(Radius)으로 모서리 처리되어 있다.

또한, 본 발명은 조종블록(11)을 설치하기 위한 별도의 받침대를 제작 설치하지 않고 기존의 격벽(12')이나 압력선체(12)와 같은 구조물을 이용하여 설치할 수 있는 이점도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.

도 1은 종래 잠수함 조종블록 장치의 설치상태를 나타낸 단면구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 잠수함 구조물 일체형 조종블록 장치의 설치상태를 나타낸 단면구성도이다.

도 3은 도 2에 도시된 압력 선체에 설치하는 조종블록의 제작상태를 나타낸 단면구성도이다.

도 4는 도 2에 도시된 압력 선체에 설치하는 조종블록의 제작상태를 나타낸 평면구성도이다.

도 5는 본 발명에 따라 격벽에 설치하는 조종블록의 제작상태를 나타낸 단면구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11,11': 조종블록,조종블록 원자재 12,12': 압력선체,격벽

13: 중간판 4: 관통피스

5: 받침대 16: 주 공급배관

17: 주 리턴배관 18,20: 제1 및 제2 공급배관

19,21: 제1 및 제2 리턴배관

Claims (4)

1. 격벽(12')이나 압력선체(12)의 구조물에 설치되는 조종블록(11)을 제작하기 위해 가공 전의 조종블록 원자재(11')의 둘레에 용접되어 일체형으로 결합되는 중간판(13);

   상기 중간판(13)이 결합된 상태에서 상기 조종블록 원자재(11') 측면의 일측 또는 양측과 상면과 하면에서 각각 내부 구멍을 가공하여 형성되는 조종블록(11); 및

   상기 조종블록(11)에 가공된 내부 구멍에 영향을 주지 않도록 상기 중간판(13)을 냉각하면서 상기 조종블록(11)에 결합된 상기 중간판(13)을 상기 압력선체(12)에 용접하거나 또는 상기 격벽(12')에 볼트 체결하여, 상기 조종블록(11)을 상기 압력선체(12) 또는 상기 격벽(12')에 대해 고정되게 설치하는 것을 특징으로 하는 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조종블록(11)에 상기 중간판(13)을 용접한 상태에서 상기 조종블록(11)의 내부에 오일 이동 및 조립품 고정을 위한 구멍을 가공하는 것을 특징으로 하는 잠수함의 구조물 일체형 조종블록 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 중간판(13)은 상기 압력선체(12)와 같은 잠항 심도의 내압 구조를 위해 상기 압력선체(12)와 동일한 직경의 곡률을 갖도록 제작되고, 상기 조종블록(11)은 상기 중간판(13)을 포함하는 크기와 동일한 크기로 형성된 상기 압력선체(12)의 관통구에 삽입되어 상기 중간판(13)을 냉각하면서 상기 압력선체(12)와 상기 중간판(13) 사이의 맞이음 부위를 상호 용접하여 결합하는 것을 특징으로 하는 구조물 일체형 조종블록 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 중간판(13)은 상기 격벽(12')과 같은 잠항 심도의 내압 구조를 위해 상기 격벽(12')과 동일한 직경의 곡률을 갖도록 제작되고, 상기 조종블록(11)은 상기 중간판(13)을 포함하는 크기보다 작은 크기로 형성된 상기 격벽(12')의 관통구에 삽입되어 상기 중간판(13)을 냉각하면서 상기 격벽(12')과 상기 중간판(13) 사이의 겹친 부위를 볼트 체결하여 결합하는 것을 특징으로 하는 구조물 일체형 조종블록 장치.

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