KR100973790B1 - 잠수함 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수를 채우기 위한 적어도 하나의 라인에 연결된 적어도 하나의 조정실을 갖춘 잠수함에 관한 것으로서, 상기 라인 내부에는 물조절밸브가 배치되어 있고, 상기 물조절밸브는 상기 라인을 통해 상기 조정실 내부로 유입되는 해수의 압력을 소음 없이 줄여준다.

조정실, 잠수함, 물조절밸브, 압력, 해수, 소음

Description

잠수함 {Submarine boat}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 물조절밸브의 개략적인 단면도.

도 2는 도 1에 따른 물조절밸브의 분해도.

도 3은 도 1 및 2에 따른 물조절밸브의 제1스위칭상태를 도시한 개략도.

도 4는 도 1 및 2에 따른 물조절밸브의 제2스위칭상태를 도시한 개략도.

도 5는 도 1 및 2에 따른 물조절밸브의 제3스위칭상태를 도시한 개략도.

도 6은 제1스위칭상태에서 본 발명의 제2실시예에 따른 물조절밸브의 개략적인 단면도.

도 7은 제2스위칭상태에서 도 6에 따른 물조절밸브의 단면도.

도 8은 제3스위칭상태에서 도 6 및 7에 따른 물조절밸브의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2, 4: 연결부 6, 8: 유동 경로

10: 모듈 12: 커버 플레이트

14: 구멍난 플레이트 16: 벽

18: 3-경로-밸브 20: 연결채널

22: 연결 바아 23: 관통 홀

24: 너트 26: 유동 채널

28: 피스톤 또는 피스톤 로드 30, 32: 유입개구, 배출개구

31, 33: 링 형태의 홈 34, 36: 밀봉 링

38: 조절 플레이트 40: 폐쇄 링

42: 돌출부 44: 채널

46, 48: 라인 x: 종축

본 발명은 적어도 하나의 조정실을 갖춘 잠수함에 관한 것이다.

잠수함들은 공지된 방식의 조정실을 구비하며, 상기 조정실은 잠수 항해시에 중량 보상을 실행할 수 있기 위하여 물로 채워질 수 있다. 조정실을 해수로 채울 때의 문제점은 다른 무엇보다도 유입되는 해수와 잠수함 선체의 내부에 배치된 조정실의 내부 압력 간에 압력차를 야기하는 소음의 발생이다.

상기와 같은 소음 발생을 피하기 위하여, 유입되는 해수에 대한 역압(counter pressure)을 형성하기 위한 압축 공기가 조정실에 제공됨으로써, 해수는 느린 속도로 조정실 내부로 유입된다. 해수가 유입되면 압축 공기가 재차 조정실로부터 배출되어야만 한다.

본 발명의 과제는 조정실을 간단한 방식으로 그리고 가급적 소음 없이 해수로 채울 수 있는 개선된 잠수함을 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항1에 기술된 특징들을 갖는 잠수함에 의해서 해결된다. 바람직한 실시예들은 해당 종속 청구항들, 후속하는 상세한 설명 및 첨부된 도면에서 기술된다.

본 발명의 기본 사상은 아래에 기술된 바와 같이 물조절밸브(water throttle valve)를 배치하는 것이다. 본 발명은 또한 상황에 따라 다른 적용예에도 사용될 수 있는 상기 밸브의 가능한 실시예와도 관련이 있다.

본 발명에 따른 잠수함은 적어도 하나의, 바람직하게는 다수의 조정실을 포함하며, 상기 조정실은 적어도 하나의 바람직하게는 다수의 라인을 통해서 잠수함 주변으로부터 해수로 채워질 수 있다. 본 발명에 따르면, 조정실을 물로 채울 때에 거쳐가는 적어도 하나의 라인 내부에 물조절밸브가 배치되어 있고, 상기 밸브는 상기 라인을 통해 조정실로 유입되는 해수의 압력을 줄여준다. 이와 같은 방식에 의해서는, 잠수함이 바다 속에 잠긴 경우에도 해수가 단지 조절된 상태로만 조정실 내부로 유입될 수 있음으로써, 상기 유입되는 해수와 조정실 내부 압력 간의 압력차로 인한 공동 현상 소음이 회피될 수 있다. 이와 같은 사실은 특히 잠수함을 둘러싸는 해수의 압력이 잠수함 선체의 내부에 배치된 조정실의 내부 압력보다 확연하게 더 크게 나타나는, 잠수 깊이가 상대적으로 더 깊은 상황에서 중요하다. 조정실로 해수를 공급하는 장치 내부에 조절 밸브를 제공하면 압축 공기로 채워진 상기 조정실의 압축 응력이 과도하게 됨으로써, 조정 과정, 즉 조정실을 해수로 채우는 과정은 확연하게 간단해진다. 그와 동시에 소음도 신뢰할만하게 최소화될 수 있다.

상기 물조절밸브는 바람직하게 조절 작용시에 조정될 수 있다. 이와 같은 사실에 의해서는, 조절 작용이 특히 잠수함의 잠수 깊이에, 즉 주변 압력에 매칭될 수 있음으로써, 결과적으로 주변 압력이 상대적으로 더 큰 경우에도 충분한 조절 작용이 이루어지고, 그 결과 물은 바람직하게 조정실 내부를 주도하는 압력에 의해서 상기 조정실로 유입되며, 결과적으로 증기압 하에서 압력 하강으로 인하여 발생하는 공동 현상 소음이 피해진다. 잠수 깊이가 상대적으로 낮아서 조정실에 공급된 해수의 압력이 상대적으로 낮은 경우에는, 조절 작용이 상응하게 줄어들 수 있다. 또한, 라인은 조정실을 반대 유동 방향으로 진공 상태로 만들기 위해서도 이용될 수 있다. 이 경우 조절 작용은 바람직하게 감소하거나 또는 완전히 사라진다.

더 바람직하게는 제어장치가 제공되는데, 상기 제어장치는 물조절밸브의 조절 작용을 상응하게 조정실 내부의 압력에 따라서 및/또는 잠수함을 둘러싸는 해수의 압력에 따라서 조절한다. 다시 말하자면, 조절 과정이 매우 바람직하게 자동으로 이루어질 수 있음으로써, 결과적으로 상기 제어장치에 의해서는 조절 작용이 조정실 내부 압력과 주변 해수의 압력 간 압력차에 적응됨으로써 조정실은 언제나 소음에 최적인 상태로 채워지게 된다. 바람직하게 상기 물조절밸브는 자동화된 작동 중에도 수동으로 작동할 수 있는 비상 동작을 제시해준다.

더 바람직하게는 상기 물조절밸브가 적어도 하나의 조절 위치 이외에 스위칭 가능한 차단 위치를 가지며, 상기 차단 위치에서는 물조절밸브가 라인을 차단한다. 다시 말하자면, 조절 밸브가 동시에 조정실 충전 라인을 차단하는 역할을 하기 때문에, 결과적으로 조정실을 개방 및 폐쇄하기 위한 추가의 밸브들이 없어도 된다는 것이다.

원하는 조절 작용을 제공할 수 있기 위하여, 물조절밸브는 바람직하게 적어도 하나의 유동 경로 및 상기 유동 경로 내부에 배치된 적어도 하나의 조절부재를 포함한다. 상기 조절부재는 예를 들어 유동 방향으로 횡단면이 좁아지고 이어서 횡단면이 넓어지는 형태로 형성될 수 있다.

특히 바람직하게 상기 물조절밸브는 다수의 조절부재 및 적어도 하나의 스위칭 부재를 포함하며, 상기 스위칭 부재에 의해서는 개별 조절부재들이 적어도 하나의 유동 경로에 선택적으로 접속될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 보다 큰 조절 작용을 얻기 위하여 조절부재들을 상응하게 접속함으로써 다수의 조절부재들을 유동 경로 내부에서 연속으로 배치하는 것이 가능해진다. 개별 조절부재들의 차단에 의해서는, 유동 경로 내부에 연속으로 놓인 조절부재들의 개수 및 그와 더불어 물조절밸브의 조절 작용이 줄어든다. 이와 같은 방식으로 물조절밸브의 조절 작용이 조절될 수 있다. 상기 개별 조절부재들은 각각 동일하지만 또한 상이한 조절 작용을 가질 수 있다.

다른 무엇보다도 다양한 조절부재들이 바람직하게 연속으로 접속됨으로써는 소음 없는 작동이 실현될 수 있다. 압력차 및 용적 흐름으로부터 얻어지는 조절부재들의 올바른 조합은 조절 위치의 증기압 하에서 압력 강하를 저지하고, 그와 더불어 소음을 야기하는 공동 현상을 저지한다.

더욱 바람직하게는 물조절밸브가 적어도 하나의 조절부재, 바람직하게는 유동 방향으로 상호 이격되어 연속으로 배치된, 전술된 바와 같이 유동 경로의 횡단면이 좁아지는 형태로 된 다수의 조절부재들을 포함한다.

물조절밸브 내부에 배치된 조절부재들은 바람직하게 구멍난 플레이트로서 형성될 수 있으며, 상기 플레이트들은 자신의 홀에 의해 대응되는 각각의 좁아진 횡단면을 형성한다.

한 바람직한 실시예에 따라, 물조절밸브는 유입 개구 및 배출 개구 그리고 유동 채널 내부에서 유동 방향으로 연속으로 배치된 다수의 조절부재들을 구비한 유동 채널을 포함한다. 이 경우에는 조절부재들이 바람직하게 스위칭 부재에 의해서 유입 개구 및/또는 배출 개구에 대하여 상대적으로 상기 개구들을 통과할 수 있음으로써, 유동 경로 내에서 유입 개구와 배출 개구 사이에 배치된 조절부재의 개수는 상기 스위칭 부재에 의하여 변동될 수 있다. 다시 말하자면, 조절부재들이 유동 채널 내부에서 예를 들어 유동 방향으로 이동됨으로써, 유동 채널 내에서 유입 개구와 배출 개구 사이에 배치된 조절부재들이 개수는 변동된다. 이 경우에는 상기 유입 개구 및/또는 배출 개구가 상황에 따라 두 개 조절부재들 사이의 한 위치에 배치될 수 있음으로써, 상기 두 개의 조절부재들 중에서 하나의 조절부재는 유동 경로 안에서 유입 개구와 배출 개구 사이에 놓이고, 다른 하나의 조절부재는 유동 경로 밖에서 유입 개구와 배출 개구 사이에 배치되어 있다. 다시 말하자면, 스위칭 부재에 의하여 조절부재들이 유동 경로로부터 빼내질 수 있음으로써, 상기 조절부재들은 유입 개구와 배출 개구 사이에서 흐르는 물에 대하여 조절 작용을 전혀 가하지 않게 된다.

상기 스위칭 부재는 바람직하게 피스톤 또는 피스톤 로드로서 형성되었는데, 상기 피스톤 또는 피스톤 로드는 유동 채널 내에서 자신의 길이 방향으로, 즉 바람직하게는 유동 채널의 길이 방향으로도 이동 가능하게 배치되어 있고, 상기 피스톤 또는 피스톤 로드 상에는 조절부재들이 세로 방향으로 상호 이격되어 배치되어 있다. 상기 피스톤 로드는 수동으로 또는 적합한 조정 구동 장치에 의해서도 예를 들어 전기식으로, 유압식으로 또는 압축 공기식으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 피스톤 로드가 전술된 바와 같이 조절부재들을 이동시킴으로써, 유입 개구와 배출 개구 사이에는 원하는 개수의 조절부재들이 배치될 수 있고, 조절 작용이 효과적이지 않은 조절부재들은 유입 개구와 배출 개구 사이에 있는 섹션으로부터 빼내진다. 조절부재들은 피스톤 로드 상에 바람직하게는 규칙적인 간격을 두고 배치되어 있으며, 이 경우 두 개의 조절부재들 간의 간격 크기는, 바람직하게는, 상기 간격이 유동 채널의 길이 방향으로 유입 개구 및/또는 배출 개구의 횡단면보다 더 크도록 선택되었다. 이와 같은 방식에 의해서는 유입 개구 및/또는 배출 개구가 두 개 조절부재들 사이의 한 위치에 배치될 수 있음으로써, 상기 두 개의 조절 밸브 사이의 물은 유동 채널로 공급되거나 또는 유동 채널로부터 배출될 수 있다.

더 바람직하게는 피스톤 로드 상에 폐쇄 부재가 배치되어 있고, 상기 폐쇄 부재에 의해서 유입 개구 및/또는 배출 개구가 이동할 수 있다. 상기 폐쇄 부재는 예를 들어 피스톤 또는 피스톤 링으로서 형성될 수 있으며, 상기 피스톤 또는 피스톤 링이 유동 채널 내에서 이동 가능하고, 바람직하게는 사이 유동 채널의 둘레 벽 내부에 형성된 유입 개구 또는 배출 개구 위에 조밀하게 배치될 수 있음으로써, 개구는 폐쇄된다. 이와 같은 방식으로 물조절밸브는 동시에 차단 밸브로서 기능할 수 있다. 특히 바람직하게는 피스톤 로드 상에 다수의 조절부재들이 연속으로 배치되어 있으며, 이 경우 상기 폐쇄 부재는 다수의 조절 밸브로 이루어진 장치의 한 단부에 배치되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 차단 상태로부터 피스톤 로드의 동작 중에 우선은 더 큰 조절 작용을 하는 상태로 스위칭 되는 물조절밸브의 스위칭 동작, 또는 피스톤 로드의 추가 동작 중에 조절 작용을 계속해서 줄일 수 있기 위하여 소수의 조절부재들이 연속으로 유입 개구와 배출 개구 사이에 있는 유동 경로부터 빼내지는 물조절밸브의 조정 동작이 성취될 수 있다.
본 발명의 제2의 바람직한 실시예에 따르면, 물조절밸브는 적어도 두 개의 유동 경로를 갖는다. 이 경우 제1유동 경로 내부에는 유동 방향으로 상호 이격된 다수의 조절부재들이 배치되어 있고, 제2유동 경로 내부에는 유동 방향으로 연속으로 놓인 다수의 방향전환수단, 예컨대 3-경로 밸브가 배치되어 있다. 상기 방향전환수단들은 각각 하나의 연결채널을 통하여 두 개의 조절부재들 사이에 놓인 상기 제1유동 경로의 한 영역과 연결되어 있다. 이와 같은 배치 상태는 방향전환수단들의 스위치에 의해서 상이한 개수의 조절부재들이 물조절밸브를 통해 유동 경로에 접속될 수 있게 한다. 방향전환수단을 상응하게 스위칭함으로써 두 개 조절부재들 사이에 있는 유체가 제1유동경로로부터 제2유동경로로 배출될 수 있음으로써, 제1유동경로 내에 있는 물은 단지 하나의 또는 제한된 개수의 조절부재만을 관류하게 되고, 추가의 유동 거리는 물조절밸브에 의해서 제2유동경로에 의하여 이루어진다. 바람직하게는, 물이 오로지 제2유동경로만을 통과함으로써 제1유동경로 내에 배치된 모든 조절부재에서는 조절 작용이 전혀 나타나지 않도록, 모든 방향전환수단들을 스위칭하는 것도 또한 가능하다. 또한 유동 방향으로 제1의 방향전환수단에 의해서 물이 연결채널을 통해 제1유동경로 내부로 가이드 되도록 상기 제1의 방향전환수단을 스위칭하는 것도 가능하다. 그와 동시에 후속하는 모든 방향전환수단들은, 제1유동경로와 제2유동경로 사이에 있는 상기 방향전환수단들의 연결채널들이 폐쇄되도록 스위칭 된다. 그 다음에 마지막 방향전환수단이 재차 스위칭 됨으로써, 제1유동경로와 제2유동경로 사이에 있는 연결채널이 개방된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 물조절밸브의 유입 개구 및 배출 개구가 제2유동경로와 직접 연결된 경우에, 물이 상기 제1 및 마지막 방향전환수단에 의해 전체 제1유동경로를, 즉 최대 개수의 조절부재들을 통과함으로써, 결국 최대의 조절 작용에 도달될 수 있다. 상기 조절부재들은 이 경우에도 바람직하게 이격된 상태로 연속으로 배치된 구멍난 플레이트 또는 홀 장치들로서 형성되었다.

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특히 바람직하게 물조절밸브는 바람직하게 동일한 다수의 모듈로 구성되어 있으며, 이 경우 각각의 모듈은 제1유동경로의 한 섹션, 제2유동경로의 한 섹션, 조절부재, 방향전환수단 그리고 해당 연결채널을 포함한다. 상기 연결채널은 모듈 내부에서 제1유동경로를 제2유동경로와 연결한다. 이와 같은 모듈 방식의 구조는 물조절밸브의 제조 및 관리를 용이하게 한다. 또한, 상이한 개수의 모듈에 의하여 상이한 조절 작용을 하는 물조절밸브들을 구성하는 것도 가능하며, 이와 동시에 필요한 부품의 다양성도 줄어들 수 있다.

더 바람직하게는 각각의 모듈은 상호 떨어져서 마주한 양 면에 제1유동경로의 그리고 제2유동경로의 개구들을 각각 포함하며, 상기 개구들은 양 면에서 상호 대응하는 위치들에 배치되어 있다. 이와 같은 배치 상태는 바람직하게 동일하게 구성된 개별 모듈들을 임의로 서로 조합하는 것, 다시 말해서 특히 임의의 개수의 모듈들을 상호 결합시키는 것을 가능케 한다. 이 경우, 두 개의 모듈이 상호 결합되는 경우에는, 제1모듈의 제1면에 있는 제1유동경로의 개구가 제2모듈의 제2면에 있는 제1유동경로의 개구와 접하게 된다. 그에 상응하게, 제1모듈의 제1면에 있는 제2유동경로의 개구는 제2모듈의 제2면에 있는 제2유동경로의 개구와 접하게 된다. 다시 말하자면, 제1 및 제2유동경로의 개구들이 각각의 모듈의 반대면에 각각 반사 대칭으로 형성됨으로써, 상기 개구들은 바람직하게 인접하는 모듈에 있는 개구들과 동일하게 접할 수 있다. 제1유동경로 및 제2유동경로를 상호 밀봉하고, 전제 물조절밸브를 외부로 밀봉하기 위하여, 각각의 모듈들 사이에는 바람직하게 밀봉 부재들이 배치된다.

더욱 바람직하게 상기 모듈들은 각각 관통 홀들을 구비하고, 상기 관통 홀들은 각각 모듈의 한 면으로부터 반대면까지 연장된다. 이와 같은 상태에 의해서는, 상호 결합된 모듈들의 전체 패킷을 고정시켜 개별 모듈들을 상호 지지하는 고정 수단 또는 고정용 볼트가 상기 상호 결합된 모듈들을 관통할 수 있다.

방향전환수단들은 바람직하게 수동으로, 전기식으로, 유압식으로 및/또는 압축 공기식으로 작동될 수 있다. 전기식, 유압식 또는 압축 공기식으로 작동하는 경우에는, 제어장치를 이용한 상기 방향전환수단들의 자동적인 구동이 가능하며, 상기 제어장치는 이미 전술된 바와 같이 물조절밸브를 자동으로, 주어진 압력 비율에 따라서 조절한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 잠수함의 물조절밸브의 제1실시예를 보여준다. 상기 물조절밸브는 잠수함 조정실의 충전 라인 내부에 배치되어 있다. 상기 물조절밸브는 반대 단부에 두 개의 연결부(2 및 4)를 포함하며, 상기 두 개의 연결부 중에서 하나의 연결부, 예를 들어 연결부(4)는 조정실에 연결되어 있고, 다른 연결부, 예를 들어 연결부(2)는 잠수함을 둘러싸는 해수에 연결되어 있다. 상기 물조절밸브는 서로 평행한 두 개의 유동 경로(6 및 8)를 가지며, 이 경우 상기 연결부(2 및 4)는 상기 제2유동경로(8)의 반대 단부에 배치되어 있다.

도시된 실시예에서 물조절밸브는 일곱 개의 모듈(10A 내지 10G)로 구성되어 있다. 상기 모듈들은 각각, 이 모듈들이 제1유동경로(6)의 한 섹션 그리고 제2유동경로(8)의 한 섹션을 갖도록 구성되어 있다. 이 목적을 위하여 각각의 모듈(10) 내부에서는 제1유동경로(6)를 형성하는 채널이 한 면으로, 도 1에서는 우측 면으로 개방되어 있다. 마지막 모듈(10G)의 경우에는 상기 개구가 커버 플레이트(12)에 의해서 폐쇄되어 있다. 반대면에서, 각각의 모듈 안에서 상기 제1유동경로를 형성하는 채널 내부에는 구멍난 플레이트(14)(14B 내지 14G) 또는 구멍난 벽이 배치되어 있다. 제1모듈(10A)의 경우에 상기 정면에는 폐쇄된 벽(16)이 제공되어 있다. 이와 같은 방식으로 상호 이격된 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)은 물조절밸브의 조절 위치들을 형성하며, 이 경우 상기 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)은 도시된 실시예에서 상이한 조절 작용을 제공할 수 있기 위하여 상이한 개수의 홀을 갖는다. 하지만 대안적으로는, 상기 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)을 동일하게, 즉 동일한 크기 및 동일한 개수의 홀로 형성하는 것도 가능하다.

각각의 밸브의 제2유동경로(8)는 각각 3-경로-밸브 또는 3/3-경로-밸브(18A 내지 18G)의 형태로 된 방향전환수단에 의해서 형성된다. 상기 3-경로-밸브들(18A 내지 18G)은, 하나의 3-경로-밸브(18)의 출구가 각각 다음 3-경로-밸브(18)의 입구와 연결되도록 연속으로 접속되어 있다. 상기 3-경로-밸브들(18A 내지 18G) 각각은 또한 하나의 연결채널(20A 내지 20G)을 통해 해당 모듈(10)의 제1유동경로(6)의 해당 섹션과 연결되어 있다. 이와 같은 배열 방식에 의해서는, 3-경로-밸브(18)의 상응하는 스위칭에 의해서 연결부(2)로부터 연결부(4)로의 유동 또는 그 반대로 연결부(4)로부터 연결부(2)로의 유동이 제1유동경로(6)와 제2유동경로(8) 사이에서 스위칭 될 수 있음으로써, 유체는 소수의 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)에 의해서 또는 직접 상기 3-경로-밸브들에 의해서 상기 구멍난 플레이트들을 통과할 수 있게 된다. 상이한 유동 경로를 스위칭하기 위해서는, 3-경로-밸브 대신에 상응하는 방식의 다른 적합한 방향전환수단들이 사용될 수도 있다.

도 1에 도시된 예에서는 예를 들어 제 1의 3-경로-밸브(18A)가 스위칭 됨으로써, 연결부(2)는 연결채널(20A)을 통하여 모듈(10A) 내에 있는 제1유동경로(6)에 연결되어 있다. 그와 동시에 상기 3-경로-밸브(18A)에 의해서는 모듈(10B) 내에 있는 3-경로-밸브(18B)에 대한 연결부가 폐쇄된다. 다른 3-경로-밸브들(18B 내지 18F)은 연결채널(20B 내지 20F)이 폐쇄되도록 스위칭 되었다. 이와 같은 방식으로, 유동은 모든 모듈(10A 내지 10G)의 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)을 통과한다. 마지막 3-경로-밸브(18G)는 재차, 연결채널(20G)이 연결부(4)에 연결되도록 그리고 상기 3-경로-밸브(18F)로부터 상기 3-경로-밸브(18G)까지 이어지는 제1유동경로(8) 내에서의 연결이 중단되도록 스위칭 되었다. 이와 같은 스위칭 상태에서는 물조절밸브가 자신의 최대 조절 작용에 도달하게 되는데, 그 이유는 연결부(2)로부터 연결부(4)로 흐르거나 또는 그 반대로 연결부(4)로부터 연결부(2)로 흐르는 물이 모든 조절부재들, 즉 모든 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)을 통과하기 때문이다.

도 2는 도 1에 따른 물조절밸브의 분해도를 보여준다. 블록 형태의 모듈들(10A 내지 10G)은 실제로 동일하게 형성되었는데, 도시된 실시예에서는 단지 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)만 상이한 조절 작용을 제공하기 위한 상이한 개수 또는 크기의 홀을 갖는다. 또한 모듈(10A)의 경우에는 정면에 구멍난 플레이트 대신 폐쇄된 벽(16)이 형성되어 있다. 상기 모듈(10)은, 구멍난 플레이트(14B 내지 14G)의 홀들이 각각 제1유동경로(6)에 속하는 선행하는 모듈의 반대면에서의 구멍과 마주하도록 형성되어 있다.

모듈(10)을 제조하는 경우에는, 우선 각각의 모듈(10)이 모듈(10A)의 벽(16)과 같이 폐쇄된 벽을 갖도록 상기 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)을 형성하는 것이 바람직하다. 그 다음에 각각의 모듈에서 벽에 원하는 홀을 형성한다. 즉, 상기 모듈을 특징 있게 한다. 이와 같은 형성에 의해서는, 우선 동일한 모듈들(10)을 미리 제조한 후에 추가의 작업 단계, 바람직하게는 마지막 작업 단계에서 원하는 형태의 홀, 상황에 따라서는 상이한 홀을 각각의 모듈에 형성하는 것이 가능해진다.

또한 모듈(10)의 두 개의 대향면에는 각각 개구들이 형성되어 있으며, 상기 개구들은 모듈들이 상호 결합된 경우에는 서로 마주 놓이고, 제2의 유동 경로(8)를 형성하며, 모든 모듈들을 관통하는 유동 경로(8)를 보장해준다. 이 개구들은 볼 형태의 밸브로서 형성된 3-경로-밸브(18A 내지 18F)의 연결부들이다. 블록 형태의 모듈들(10A 내지 10G)은 연결 바아(22)의 형태로 된 고정 수단에 의하여 연결되며, 상기 연결 바아는 관통 홀(23)을 거쳐 개별 모듈 내부로 가이드 되고, 너트(24)에 의해서 상기 모듈들(10A 내지 10G)로부터 떨어져서 마주한 상기 커버 플레이트(12)의 표면에 있는 정면에 연결된다. 이와 같은 방식으로 모듈들은 상호 고정된다. 일련의 모듈들을 통해 연장되는 두 개의 유동 경로(6 및 8)를 외부로 그리고 상호 밀봉하기 위하여, 개별 모듈들(10A 내지 10G) 사이에는 바람직하게 밀봉 부재들이 배치되어 있다.

도 3 내지 5의 개략도를 참조해서는, 도 1 및 2에 따른 물조절밸브의 다양한 스위칭 상태들이 설명된다. 도 3에 따른 스위칭 상태에서는, 연속하는 유동 경로가 연결부(2)로부터 연결부(4)까지 제 2의 유동 경로(8)를 따라서 스위칭 되도록, 즉 연결채널(20A 내지 20G) 모두가 폐쇄되도록, 모든 3-경로-밸브들(18A 내지 18G)이 스위칭 되어 있다. 상기 스위칭 상태에서 각각의 3-경로-밸브들(18A 내지 18G)은 각 모듈(10A 내지 10G)의 대향면에 배치된 개구들 또는 제2유동경로(8)를 형성하는 연결 개구들을 연결한다. 도 3에 도시된 스위칭 상태에서 물은 물조절밸브가 가급적 조절 작용을 하지 않는 상태에서 연결부(2)로부터 연결부(4)까지 또는 그 반대로 흘러간다.

도 4는 도 1에 도시된 스위칭 상태, 즉 연결부(2 및 4)가 연결채널(20A 또는 20G)을 통하여 조절부재(14B 내지 14G)를 통과하는 제1유동경로(6)와 직접 연결되도록 상기 3-경로-밸브(18A 및 18G)가 스위칭 된 스위칭 상태를 보여준다. 3-경로-밸브들(18B 내지 18F)은 연결채널들(20B 내지 20F)이 폐쇄되도록 스위칭 되었다. 이와 같은 방식에 의하여 물이 연결부(2)로부터 연결부(4)까지 또는 그 반대 방향으로 제1유동경로를 거쳐 조절부재 또는 구멍난 플레이트(14D 내지 14G)를 완전히 관통함으로써, 최대조절작용에 도달하게 된다.

도 5는 3-경로-밸브(18)가 도 4에서와 마찬가지로 스위칭 된 한 종류의 스위칭 상태를 보여준다. 다시 말해서, 본 실시예에서는 연결부(2)가 연결채널(20A)을 통해 모듈(10A) 내에 있는 제1유동경로에 직접 연결된다. 3-경로-밸브(18B)는 연결채널(20B)이 폐쇄되도록 스위칭 되었다. 이와 같은 방식에 의해서는 물이 구멍난 플레이트들(14B 및 14C)을 통과하게 된다. 3-경로-밸브(18C)는, 연결채널(20C)이 개방되되 특히 모듈(10D)의 제2유동경로(8) 쪽으로, 즉 3-경로-밸브(18D) 쪽으로 개방되도록 스위칭 되었다. 상기 3-경로-밸브(18D)는 상기 밸브가 제2유동경로(8) 내에 있는 관통구에 접속된 스위칭 상태에 있다. 다시 말해서, 상기 3-경로-밸브(18D)는 상기 유동 경로(8)를 형성하는 두 개의 밸브들을 모듈(10D)의 반대 측에 연결하는 동시에 연결채널(20D)에 연결한다. 이와 같은 방식에 의하여, 유체의 대부분은 연결채널(20C) 및 모듈(10D) 내에 있는 제2유동경로(8)를 관류한다. 단지 적은 부분의 유체만이 구멍난 플레이트(14D 및 14E) 그리고 모듈(10D) 내에 있는 제1유동경로(6)를 관류하게 된다. 이와 같은 방식에 의하여, 상기 위치에서는 도 4에 도시된 스위칭 상태에 비해 조절 작용이 줄어든다. 3-경로-밸브(18E)는, 연결채널(20F)이 개방되고 모듈(10F) 내에 있는 3-경로-밸브(18F)에 대한 연결부가 폐쇄됨으로써, 즉 3-경로-밸브(18E) 그리고 3-경로-밸브(18F)가 모듈(10E)와 (10F) 사이에 있는 제2유동경로(8)를 따라 직접적인 연결부를 형성함으로써, 결과적으로 유체가 상기 연결채널(20F 및 20E) 그리고 상기 구멍난 플레이트(14F)를 통과하도록 스위칭 되었다. 3-경로-밸브(18F)는 연결채널(20E)을 통해 모듈(10G) 내에 있는 제2유동경로(8)에 대한 연결부를 만들어준다. 이때 3-경로-밸브(18G)는, 상기 밸브가 모듈(10F)의 제2유동경로를, 즉 상기 3-경로-밸브(18F)의 상응하는 연결부를 상기 연결부(4)에 직접 연결하여 상기 연결채널(20G)을 폐쇄하도록 스위칭 되었다. 이때 구멍난 플레이트(14G)를 통해서는 물 흐름이 전혀 이루어지지 않으며, 상기 위치에서도 조절 작용은 도 4에 따른 스위칭 상태에 비해 줄어든다.

3-경로-밸브들(18A 내지 18G)이 도 3 내지 5에서와 다르게도 스위칭 될 수 있음으로써, 결국 유체는 개별 조절부재들, 즉 구멍난 플레이트들(14B 내지 14G)을 임의로 통과하거나 또는 실제로 조절 작용하지 않는 상태에서 제2유동경로(8)를 직접 통과할 수 있게 된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 조절 작용을 변동시키기 위하여, 개별 조절부재들(14B 내지 14G)을 개별적으로 또는 조합하여 임의로, 연결부(4)와 연결부(2) 사이의 유동 경로에 접속시키는 것이 가능하다. 특히 물조절밸브의 조절 작용이 조정실과 주변 해수 간의 압력차에 매칭될 수 있음으로써, 물조절밸브 내부로 유입되는 해수의 수압은 상기 압력이 조정실 내부의 압력보다 단지 약간 더 높은 정도까지만 조절된다. 이와 같은 방식에 의해서는, 물이 조정실 내부 로 유입될 때의 공동 현상이 회피되고, 발생하는 소음도 최소화된다.

압축 공기에 의해서 물이 조정실로부터 밀려나갈 때에 상기 조정실을 진공 상태로 만드는 경우에도, 해수는 물조절밸브를 통과하게 되며, 이 경우에는 바람직하게는 가장 적게 조절 작용하는 도 3에 따른 스위칭 상태가 선택된다. 또한 상기 물조절밸브는 완전히 폐쇄된 상태로 스위칭 될 수도 있는데, 다시 말해 예를 들어 3-경로-밸브(18A 또는 18G)가 해당 연결부(2 또는 4)를 폐쇄하는 방식으로 상기 3-경로-밸브를 도 1 내지 5에 따른 스위칭 상태로 추가로 스위칭함으로써 물조절밸브는 완전히 폐쇄된 상태로 스위칭 될 수 있다. 다시 말하자면, 상기 3-경로-밸브(18A 또는 18G)는 도 1에 도시된 스위칭 상태에 대하여 180°만큼 반대인 스위칭 상태로 스위칭 된다. 이와 같은 물조절밸브의 차단 기능에 의해서는, 조정실을 주변과 연결하는 라인 내부에 추가의 차단 밸브를 제공할 필요가 없어진다.

도 6 내지 8은, 본 발명에 따른 잠수함의 조정실에 연결된 라인 내부에 배치하기 위한 물조절밸브의 제2실시예를 보여준다.

물조절밸브는 원통형의 유동 채널(26)을 포함하고, 상기 유동 채널 내부에서는 피스톤 또는 피스톤 로드(28)가 상기 유동 채널의 종축(X)의 방향으로 움직일 수 있다. 외주벽에는 상기 종축(X)의 방향으로 상호 이격된 두 개의 연결부들(유입개구(30) 및 배출개구(32))가 배치되어 있으며, 상기 두 개의 연결부들은 제1실시예에 따른 연결부(2 및 4)에 상응한다. 다시 말해서, 상기 연결부들(유입개구(30) 및 배출개구(32)) 중에서 하나의 연결부는 조정실에 연결되어 있고, 다른 연결부는 잠수함을 둘러싸는 해수에 연결되어 있다.

상기 피스톤로드(28)에는, 상기 유동 채널(26)의 내벽에 접하는 상호 이격된 두 개의 밀봉 링(34 및 36)이 형성되어 있다. 상기 밀봉 링들(34 및 36) 사이에는, 구멍난 플레이트의 형태를 갖고 상호 이격된, 도시된 실시예에서는 10개의 조절 플레이트(38)가 배치되어 있다. 상기 조절 플레이트(38)는 피스톤(28) 둘레에 링 형태로 연장되고, 일방의 면으로부터 타방의 면까지 종축(X)과 평행하게 관통 홀을 포함한다. 모든 조절 플레이트(38)는 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 상이한 조절 특성들을 제공할 수 있기 위하여, 개별 조절 플레이트(38) 내부에 있는 홀의 개수 및 크기를 상이하게 형성할 수도 있다.

조절 플레이트(38)에 의해서 형성된 조절 플레이트 패킷 이외에, 밀봉 링(36) 쪽으로 하나의 폐쇄 링(40)이 피스톤(28) 상에 배치되어 있다. 상기 폐쇄 링(40)은 유동 채널(26)의 내부면에 밀착되고, 개구(32)를 폐쇄하기 위한 폐쇄 부재를 형성한다. 이 목적을 위하여 상기 폐쇄 링(40)이 종축(X)의 방향으로는 상기 연결부(32)보다 더 넓게 형성되었다.

유동 채널(26)의 내벽과 피스톤(28) 사이의 공간에 물을 균일하게 분배하기 위하여, 연결부들(유입개구(30) 및 배출개구(32))은 각각 링형 채널 내부와 통한다. 배출개구(32)를 폐쇄하기 위하여 상기 폐쇄 링(40)은 또한 축 방향으로도 링 형상의 돌출부(42)에 밀착된다. 종축(X)과 평행하게 연장되며 폐쇄 링(40)의 양 끝에서 서로 연결되는 채널들(44)이 폐쇄 링(40)의 내부에서 피스톤(28) 둘레에 형성되어 있다.
도 6은 폐쇄 링(40)이 돌출부(42)에 인접함으로써 배출개구(32) 및 상기 배출개구에 연결된 넓은 홈(33)을 폐쇄하게 되는, 물조절밸브가 완전히 폐쇄된 상태를 보여준다. 이와 같은 상태에서는, 연결부들(유입개구(30) 및 배출개구(32)) 사이의 유동 경로가 차단되었다.

삭제

도 7은 최대의 조절 작용을 행하는 도 6에 따른 물조절밸브의 개방된 상태를 보여준다. 이 상태에서는 피스톤(28)이 종축(X)의 방향으로 그리고 유입개구(30)의 방향으로 약간 이동됨으로써, 폐쇄 링(40)은 배출개구(32) 및 링 형태의 홈(33)을 개방하게 된다. 이와 같은 방식에 의해, 연결부(32)로부터 링 형태의 홈(33) 및 채널들(44)을 거쳐 조절 플레이트(38) 패킷까지 이어지는 유동 경로가 만들어진다. 상기 유동 경로는 조절 플레이트(38)의 조절 개구들을 거쳐 링 형태의 홈(31) 및 유입개구(30)까지 더 뻗는다. 따라서, 물은 최대의 조절 작용을 하면서 배출개구(32)로부터 유입개구(30)로 또는 그 반대 방향으로 흘러갈 수 있다.

도 8은 조절 작용이 가능한 한 가장 적은 위치에서 도 6 및 7에 따른 물조절밸브의 상태를 보여준다. 이 상태에서는 피스톤로드(28)가 유입개구(30)의 방향으로 더, 즉 도 8에서는 좌측으로 더 이동됨으로써, 전체 조절 플레이트(38) 패킷은 상기 유입개구(30)를 통과하여 상기 배출개구(32)로부터 떨어져서 마주한 상기 유입개구(30)의 측면에 접하게 된다. 이때 상기 연결부들(유입개구(30) 및 배출개구(32)) 사이의 유동 경로는 더 이상 조절 플레이트(38)를 통과하지 않고, 오히려 유입개구(30)로부터 직접 채널들(44)을 거쳐 폐쇄 링(40) 내부로 그리고 그곳으로부터 피스톤(28) 외부 둘레와 유동 채널(26) 내부 둘레 사이에서 배출개구(32)까지 뻗는다. 도 7 및 8에 도시된 상태들 사이에서는 추가의 중간 상태들을 생각할 수도 있는데, 이 중간 상태들에서는 조절 플레이트(38)의 일부분만이 상기 연결부들(유입개구(30) 및 배출개구(32)) 사이에 형성된 유동 채널(26) 영역으로부터 밖으로 빼내짐으로써, 결국 상기 유동 경로는 조절 플레이트(38)의 일부분을 통과하게 된다. 이와 같은 방식에서는, 조절 작용을 조정실과 주변 해수 간의 압력차에 매칭하기 위한 피스톤로드(28)의 종축방향으로의 이동에 의하여 조절 작용이 조절될 수 있음으로써, 결국 해수는 조정실 내부 압력보다 약간 더 높은 압력으로 상기 조정실 내부로 유입될 수 있고, 공동 현상에 의한 소음도 회피될 수 있다.

피스톤로드를 약간 움직일 수 있기 위하여, 라인(46 및 48)이 제공되었다. 이때 상기 라인(46)은 후방 공간, 즉 조절 플레이트(38)로부터 떨어져서 마주한 상기 밀봉 링(34)의 공간을 상기 조절 플레이트(38)와 밀봉 링(36) 사이에 있는 영역에 연결한다. 상기 라인(48)은 후방 영역, 즉 상기 조절 플레이트(38)로부터 떨어져서 마주한 상기 밀봉 링(36)의 영역을 링 형태의 홈(31), 즉 상기 두 개의 밀봉 링(34 및 36) 사이에 있는 영역에 연결한다. 이때 상기 라인들(46 및 48)은 유동 채널(36)에 고정 배치되어 있다. 상기 라인들(46 및 48)이 압력 보상 기능을 담당함으로써, 피스톤을 작동시키기 위해서는 실제로 단지 마찰력만 극복되면 된다.

본 발명에 의해서는, 조정실을 간단한 방식으로 그리고 가급적 소음 없이 해수로 채울 수 있는 개선된 잠수함이 제공되었다.

Claims (16)

1. 해수를 채우기 위한 적어도 하나의 라인에 연결된 적어도 하나의 조정실을 갖춘 잠수함에 있어서,

   상기 라인 내부에 물조절밸브가 배치되어 있고,

   상기 물조절밸브는 적어도 하나의 조절부재(14; 38)가 그 내부에 배치되어 있는 적어도 하나의 유동 경로(6)를 가지며,

   상기 물조절밸브는 상기 라인을 통해 상기 조정실 내부로 유입되는 해수의 압력을 줄여주는 것을 특징으로 하는 잠수함.
2. 제1항에 있어서,

   상기 물조절밸브의 조절 작용이 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
3. 제2항에 있어서,

   제어장치를 구비하며, 상기 제어장치는 조정실 내부의 압력이나 잠수함을 둘러싸는 해수의 압력에 따라서 상기 물조절밸브의 조절 작용을 조정하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물조절밸브가 적어도 하나의 조절 상태 이외에 스위칭 가능한 차단 상태를 가지며, 상기 차단 상태에서는 상기 물조절밸브가 라인을 차단하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
5. 삭제
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물조절밸브가 다수의 조절부재(14; 38) 및 적어도 하나의 스위칭 부재(18; 28)를 구비하며, 상기 스위칭 부재에 의해서는 개별 조절부재들(14; 38)이 적어도 하나의 유동 경로에 선택적으로 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물조절밸브는 유동 방향으로 상호 이격되어 연속으로 배치된, 횡단면이 좁아지는 형태로 된 적어도 하나의 조절부재(14; 38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물조절밸브 내에 배치된 조절부재(14; 38)가 구멍난 플레이트로서 형성된 것을 특징으로 하는 잠수함.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물조절밸브는 유입 개구(30) 및 배출 개구(32)를 갖춘 하나의 유동 채널 그리고 상기 유동 채널(26) 내부에 유동 방향으로 연속으로 배치된 다수의 조절부재(38)를 포함하며, 상기 조절부재(38)가 스위칭 부재(28)에 의하여 상기 유입 개구(30)나 배출 개구(32)에 대해 이들을 지나쳐 이동할 수 있음으로써, 유동 경로 내에서 유입 개구(30)와 배출 개구(32) 사이에 배치된 조절부재(38)의 개수가 상기 스위칭 부재(28)에 의하여 변동될 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
10. 제9항에 있어서,

    상기 스위칭 부재(28)는 피스톤 로드로서 형성되었으며, 상기 피스톤 로드는 유동 채널(26) 내부에 자신의 세로 방향(X)으로 이동 가능하게 배치되어 있고, 상기 피스톤 로드 상에는 상기 조절부재들(38)이 세로 방향(X)으로 상호 이격 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
11. 제10항에 있어서,

    상기 피스톤 로드(28) 상에는 폐쇄 부재(40)가 배치되어 있으며, 상기 폐쇄 부재에 의하여 상기 유입 개구(30)나 배출 개구(32)가 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 물조절밸브가 적어도 두 개의 유동 경로(6, 8)를 가지며, 제1유동경로(6) 내에는 유동 방향으로 상호 이격된 다수의 조절부재들(14)이 배치되어 있고, 제2유동경로(8) 내에는 유동 방향으로 연속으로 배치된 다수의 방향전환수단들(18)이 배치되어 있으며, 상기 방향전환수단들은 각각 하나의 연결채널을 통해서 두 개의 조절부재들(14) 사이에 배치된 상기 제1유동경로(6)의 영역에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
13. 제12항에 있어서,

    상기 물조절밸브가 동일하게 형성된 다수의 모듈(10)로 구성되어 있으며, 각각의 모듈(10)은 상기 제1유동경로(6)의 한 섹션, 상기 제2유동경로(8)의 한 섹션, 조절부재(14), 방향전환수단(18) 그리고 해당 연결채널(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
14. 제13항에 있어서,

    각각의 모듈(10)은 상호 떨어져서 마주한 양 면에 각각 상기 제1유동경로(6)의 개구 그리고 상기 제2유동경로(8)의 개구들을 가지며, 상기 개구들은 양 면에서 상호 대응하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
15. 제13항에 있어서,

    상기 모듈들(10)이 각각 관통 홀(23)을 구비하고, 상기 관통 홀은 상기 모듈(10)의 한 면으로부터 반대면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 잠수함.
16. 제12항에 있어서,

    상기 방향전환수단(18)은 수동으로, 전기식으로, 유압식으로 또는 압축 공기식으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.

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