KR101103547B1 - Cooling device of underwater moving body and underwater moving body having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중운동체의 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체에 관한 것으로, 상기 수중운동체의 냉각장치는 유체가 수중운동체의 외부에서 내부로 유입되는 유입부와, 상기 수중운동체의 외면에 형성되는 유출부, 및 상기 유입부 및 유출부의 압력차에 의하여 상기 유체가 이동되며 수중운동체에 장착되는 냉각대상체와 열교환하도록 형성되는 열교환부를 포함하고, 상기 유출부는 유동박리를 통하여 상기 압력차를 발생시키도록 상기 수중운동체의 진행방향과 교차하는 방향으로 적어도 일부가 돌출되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 본 발명은 별도의 동력장치 없이 유체가 자연순환되는 수중운동체의 냉각장치를 제공한다.The present invention relates to a cooling device of an underwater vehicle and an underwater vehicle including the same, wherein the cooling device of the underwater vehicle includes an inlet portion through which fluid is introduced from the outside of the underwater vehicle, and an outlet portion formed on an outer surface of the underwater vehicle. And a heat exchange part configured to exchange heat with the cooling object mounted on the underwater moving body by the pressure difference between the inlet and the outlet, wherein the outlet part is configured to generate the pressure difference through flow separation. At least a portion is characterized in that protruding in the direction intersecting with the traveling direction of the moving object. As a result, the present invention provides a cooling device for an underwater vehicle in which fluid is naturally circulated without a separate power device.
자연순환, 냉각장치, 유동박리, 수중운동체 Natural Circulation, Cooling System, Fluid Separation, Underwater Vehicle
Description
본 발명은 수중운동체에 장착되는 냉각대상체를 냉각하는 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling apparatus for cooling a cooling object mounted on an underwater vehicle and an underwater vehicle having the same.
수중에서 고속으로 이동하는 운동체는 내부에 장착되는 추진기에 의한 추진력을 이용하여 이동한다. 추진기 구동을 위해 일반적으로 전동기나 엔진이 설치되며, 이들은 큰 추진력을 내기 위해 큰 토크와 회전수로 구동되며, 이로 인해 많은 양의 열이 발생된다. The moving body which moves at high speed underwater moves using the propulsion force by the propeller mounted inside. Generally, electric motors or engines are installed to drive propellers, and they are driven by large torque and rotational speeds to generate a large propulsion force, which generates a large amount of heat.
전동기나 엔진에서 발생되는 열은 전동기, 엔진의 성능저하 및 기능 상실을 유발하며 이를 방지하기 위하여 별도의 냉각장치에 의해 냉각되어야 한다. 상기 냉각장치는 주로 자체 순환 펌프에 의한 강제순환에 의하여 냉각수를 이동시키고, 상기 냉각수와 열을 교환하는 방식을 채택하고 있다. 상기 강제순환 방식은 부가적인 펌프를 사용하여 냉각수를 순환시키므로 에너지의 손실을 초래하고, 내부 공간을 차지하는 단점이 있다. Heat generated from the motor or the engine may cause performance degradation and loss of function of the motor and the engine, and should be cooled by a separate cooling device to prevent this. The cooling device mainly adopts a method of moving the cooling water by forced circulation by a self-circulating pump and exchanging heat with the cooling water. The forced circulation system uses an additional pump to circulate the cooling water, resulting in energy loss and taking up internal space.
특히, 군사용, 산업용으로 주로 사용되는 고출력 무인 수중운동체, 예를 들 어 어뢰 등의 추진동력계는 고열로 인한 냉각이 필요하나, 내부 공간의 제약으로 인하여 별도의 강제 냉각을 위한 장치가 설치가 어렵다. 따라서 수중운동체의 운동 특성과 외부의 해수를 이용한 자연 냉각방식이 고려될 수 있다.In particular, high power unmanned underwater vehicles, such as torpedoes, which are mainly used for military and industrial purposes, require cooling due to high heat, but devices for forced forced cooling are difficult to install due to the limitation of internal space. Therefore, the movement characteristics of the underwater vehicle and the natural cooling method using the external sea water can be considered.
본 발명의 일 목적은 종래와 다른 형태로 구동되는 수중운동체의 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체를 제공하기 위한 것이다.One object of the present invention is to provide a cooling device for an underwater vehicle that is driven in a different form from the prior art, and an underwater vehicle having the same.
본 발명의 다른 일 목적은 자연냉각 방식으로 수중운동체의 냉각대상체를 냉각하고, 이를 통하여 냉각대상체의 성능을 향상시키기 위한 것이다.Another object of the present invention is to cool the cooling object of the underwater moving body by a natural cooling method, thereby improving the performance of the cooling object.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 수중운동체의 냉각장치는, 유체가 수중운동체의 외부에서 내부로 유입되는 유입부와, 상기 수중운동체의 외면에 형성되는 유출부, 및 상기 유입부 및 유출부의 압력차에 의하여 상기 유체가 이동되며 수중운동체에 장착되는 냉각대상체와 열교환하도록 형성되는 열교환부를 포함하고, 상기 유출부는 유동박리를 통하여 상기 압력차를 발생시키도록 상기 수중운동체의 진행방향과 교차하는 방향으로 적어도 일부가 돌출된다.An apparatus for cooling an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes an inlet portion through which fluid is introduced from the outside of the underwater vehicle, an outlet portion formed on an outer surface of the underwater vehicle, and the The fluid is moved by the pressure difference between the inlet and the outlet portion and includes a heat exchanger is formed to exchange heat with the cooling object mounted on the underwater movement body, the outlet portion is the progress of the underwater movement body to generate the pressure difference through the flow separation At least a part protrudes in the direction crossing the direction.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 유출부는 유출구 및 돌기를 포함한다. 유출구는 상기 수중운동체의 진행방향에 대하여 상기 유입부보다 후부에 배치된다. 돌기는 상기 유동박리를 발생시키도록 상기 유출구와 인접한 부분에서 상기 수중운동체의 진행방향과 교차하는 방향으로 돌출된다. 유출부는 상기 수중운동체의 외면에서 상기 수중운동체의 진행방향과 교차하는 방향으로 돌출되는 원형관으로 이루어지고, 상기 원형관의 단부는 상기 수중운동체의 진행방향으로 경사지도록 형성된다.According to an example associated with the present invention, the outlet includes an outlet and a protrusion. The outlet is disposed behind the inlet with respect to the traveling direction of the underwater vehicle. The protrusion protrudes in a direction intersecting with the traveling direction of the underwater vehicle in a portion adjacent to the outlet to generate the flow separation. The outlet portion is formed of a circular tube protruding from the outer surface of the underwater movement body in the direction intersecting with the traveling direction of the underwater movement body, the end of the circular tube is formed to be inclined in the traveling direction of the underwater movement body.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 유입부는 유입구 및 유입가이드를 포함한다. 유입구는 상기 수중운동체의 외면에서 상기 수중운동체의 진행방향으로 길도록 형성된다. 유입가이드는 상기 유입구의 일측에서 상기 수중운동체의 내부로 연장되어 상기 유체를 유입을 가이드한다. According to another example related to the present invention, the inlet includes an inlet and an inlet guide. The inlet is formed to be long in the advancing direction of the underwater vehicle at the outer surface of the underwater vehicle. Inlet guides extend from one side of the inlet to the inside of the underwater body to guide the fluid inlet.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 유입구는 상기 수중운동체의 진행방향에 대하여 선단 및 후단을 구비하고, 상기 후단은 상기 선단으로부터 상기 후단을 지나 상기 수중운동체의 외면과 이어지는 가상면과 동일한 높이로 형성된다. 유입가이드는 상기 수중운동체의 진행방향으로 상기 수중운동체의 외면에 대하여 경사지도록 형성된다.According to another embodiment related to the present invention, the inlet has a front end and a rear end with respect to the traveling direction of the underwater vehicle, and the rear end is the same height as the imaginary surface extending from the front end through the rear end and the outer surface of the underwater vehicle. Is formed. The inflow guide is formed to be inclined with respect to the outer surface of the underwater vehicle in the direction of travel of the underwater vehicle.
또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따르는 수중운동체는, 수중에서 이동가능한 수중운동체의 본체와, 상기 본체에 내장되며, 상기 본체에 추진력을 가하도록 형성되는 추진력발생기, 및 유입부 및 유출부의 압력차에 의하여 유체가 이동되고 상기 추진력발생기와 열교환하도록 형성되는 상기 냉각장치를 포함한다.In addition, the underwater vehicle according to another embodiment of the present invention, the body of the underwater movable body, the propulsion force generator is built in the main body, is formed to apply a driving force to the body, and the pressure of the inlet and outlet And the cooling device, the fluid being moved by the car and configured to exchange heat with the propulsion force generator.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 본체는 선단부, 중간부 및 후미부를 포함한다. 선단부는 본체의 진행방향에 대하여 선단에 형성되고, 중간부는 상기 선단부와 연결되고 적어도 일부가 일정한 단면으로 이루어지며, 후미부는 상기 중간부로부터 상기 본체의 진행방향에 대하여 단면이 점차 감소하도록 연장된다. 후미부에는 상기 유출부가 배치된다. 상기 유입부는 상기 중간부에 배치되고, 상기 유출부는 상기 후미부와 상기 중간부의 경계에 인접하게 형성될 수 있다.According to another example related to the present invention, the main body includes a front end, a middle part and a tail. The distal end is formed at the distal end with respect to the traveling direction of the main body, the middle part is connected to the distal end and has at least a part of a constant cross section, and the rear end extends from the intermediate part so that the cross section gradually decreases with respect to the advancing direction of the main body. The outlet is arranged at the tail. The inlet portion may be disposed in the intermediate portion, and the outlet portion may be formed adjacent to a boundary between the rear portion and the intermediate portion.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 수중운동체의 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체는 유입부 및 유출부의 압력차에 의하여 냉각수를 자연순환시키므로 펌프 등이 필요하지 않도록 한다. 또한 이를 통하여 본 발명은 추가적인 에너지 소모를 감소 또는 방지하며, 수중운동체의 체적 및 중량 감소의 효과를 얻을 수 있다. The cooling device of the underwater moving body and the underwater moving body having the same according to the present invention configured as described above do not require a pump or the like since the cooling water is naturally circulated by the pressure difference between the inlet and the outlet. In addition, through this, the present invention can reduce or prevent additional energy consumption, and can obtain the effect of reducing the volume and weight of the underwater vehicle.
또한 본 발명은 유입부 및 유출부의 구성 또는 형상에 의하여, 유입부와 유출부의 압력차를 증가시켜 유체의 자연순환이 가능하도록 한다.In addition, the present invention by the configuration or shape of the inlet and outlet, the pressure difference between the inlet and outlet to increase the natural circulation of the fluid.
이하, 본 발명에 관련된 수중운동체의 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a cooling apparatus for an underwater vehicle and an underwater vehicle having the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar configurations in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first description. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 수중운동체(100)를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the
도 1에서는 수중운동체(100)의 일 예로 수중에서 이동하는 어뢰를 도시하고 있으며, 도시한 바와 같이 상기 수중운동체(100)는 본체(110), 추진력발생기(120) 및 냉각장치(130)를 포함한다.1 illustrates an example of a torpedo moving in the water as an example of the
추진력발생기(120)는 수중운동체(100)의 본체(110)에 내장되며, 상기 본체(110)에 추진력을 가하도록 형성된다. 추진력발생기(120)는, 예를 들어 전동기 또는 엔진 등과, 이에 의하여 회전되는 추진기 등이 될 수 있다. 상기 추진력발생기(120)에는 구동에 의한 열이 발생하게 된다.The
냉각장치(130)는 상기 추진력발생기(120)를 냉각하여 발열에 의한 추진력발생기(120)의 성능저하 또는 기능 상실을 완화 또는 방지한다. 냉각장치(130)는 수중의 유체를 유입하여 추진력발생기(120)를 냉각하고, 상기 유체를 수중으로 유출하도록 형성된다.The
냉각장치(100)는 유입부(140), 유출부(150) 및 열교환부(160)을 포함한다.The
유입부(140) 및 유출부(150)는 수중운동체(100)의 외면에 형성되고, 유입부(140)는 유체가 수중운동체(100)의 외부에서 내부로 유입되도록 형성되고, 유출부(150)는 유입된 유체를 추진력발생기(120)를 냉각후에 수중으로 유출시키도록 이루어진다.The
열교환부(160)는 유입부(140) 및 유출부(150)의 압력차에 의하여 유체가 이동되며, 수중운동체(100)에 장착되는 냉각대상체와 열교환하도록 형성된다. 상기 추진력발생기는 냉각대상체의 일 예가 된다.The
보다 구체적으로, 냉각장치(130)는 유입부(140) 및 유출부(150)의 압력차에 의하여 유체가 이동되고, 상기 본체(110)의 내부에서 냉각대상체와 열교환하도록 형성된다. 유입부(140) 및 유출부(150)의 압력차에 의한 유체의 자연순환이 발생하므로, 유체를 강제로 압송시키기 위한 순환 펌프 등이 필요없게 되며, 이를 통하여 에너지 소모량이 감소하며, 수중운동체의 체적 및 중량이 감소하게 된다. More specifically, the
본 발명은, 예를 들어 베르누이 방정식(Bernoulli's equation), 유량이나 유 속 측정을 위한 피토(pitot)관과 압력을 측정하기 위한 압력계관의 응용이 될 수 있다,The invention can be, for example, Bernoulli's equation, application of a pitot tube for measuring flow rate or flow rate and a pressure gauge for measuring pressure.
베르누이 방정식은 정상상태(steady state), 비압축성(incompressible) 유체이며, 마찰이 없고(frictionless) 일이나 열전달이 없는(no shaft work and no heat transfer) 상태일 때 하나의 유선을 따라 적용 할 수 있으며 다음 식(1)과 같다. Bernoulli's equation is a steady state, incompressible fluid, and can be applied along a streamline when in frictionless, no shaft work and no heat transfer. Equation (1)
Energy Grade Line(EGL)은 총 베르누이 상수의 크기를 나타내며 z + p/ρg + V2/2g 의 일정한 크기를 가진다. 관내부의 중심부에 설치되어 정체압력을 재도록 한 피토관은 이 총 높이를 계측한다. The Energy Grade Line (EGL) represents the magnitude of the total Bernoulli constant and has a constant size of z + p / ρg + V 2 / 2g. The pitot tube, which is installed at the center of the tube to measure stagnation pressure, measures this total height.
Hydraulic Grade Line (HGL)은 높이 z 와 압력높이 p/ρg 의 합에 해당하는 크기, z + p/ρg 를 나타내며 관 내부의 벽면에 설치된 압력계관은 이 높이를 계측해 준다.The hydraulic grade line (HGL) represents the size, z + p / ρg, which corresponds to the sum of the height z and the pressure height p / ρg, and the pressure gauge installed on the wall inside the pipe measures this height.
피토관과 압력계관은 서로 같은 높이에서 V2/2g 의 높이에 해당하는 압력차이가 발생하므로 두 관을 적절한 파이프 시스템을 통과하게 하여 연결하면 이 압력 차이가 파이프 시스템에 의한 압력높이 손실을 극복할 수 있을 정도로 클 때에 피토관으로부터 압력계관으로 흐르는 유량을 얻을 수 있다. Since the pitot pipe and the pressure gauge have a pressure difference corresponding to the height of V 2 / 2g at the same height, connecting the two pipes through an appropriate pipe system can overcome the pressure difference loss caused by the pipe system. When large enough, the flow rate from the pitot tube to the pressure gauge can be obtained.
즉, 냉각장치(130)의 유입부(140)는 피토관에 대응하고, 유출부(150)는 압력 계관에 대응할 수 있다.That is, the
이하, 도 2a 내지 도 4b을 참조하여, 도 1의 수중운동체의 냉각장치(130)에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1의 냉각장치(130)의 유입부(140)를 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 3은 도 2b의 각 유입부의 유속별 유량을 나타내는 그래프이며, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 1의 냉각장치(130)의 유출부(150)를 나타내는 평면도 및 단면도이다.2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view illustrating the
본 도면들을 참조하면, 유입부(140)는 유체의 정체가 발생하여 압력이 높아지도록 이루어지며, 유출부(150)는 유체 박리현상이 발생하여 압력이 낮아지도록 형성된다. 유입부(140)는 공동발생을 최소화하기 위해 순정될 수 있다. Referring to the drawings, the
도 2a 및 도 2b에 의하면, 유입부(140)는 유입구(141) 및 유입가이드(142)를 포함한다.2A and 2B, the
유입구(141)는 수중운동체(100, 도 1 참조)의 외면에서 수중운동체(100)의 진행방향으로 길도록 형성된다. 보다 구체적으로, 유입구(141)는 수중운동체(100)의 진행방향으로 형성되는 길이가 상기 진행방향과 수직하는 방향으로 형성되는 폭보다 길도록 이루어진다. 유입부(140)는 상기 유입구(141)로부터 수중운동체(100)의 외면과 교차하는 방향으로 형성된다. The
유입가이드(142)는 유체를 유입을 가이드하도록 상기 유입구(141)의 일측에서 상기 수중운동체(100)의 내부로 연장된다. 유입가이드(142)는 수중운동체의 진행방향으로 수중운동체(100)의 외면에 대하여 경사지도록 형성된다. 즉, 유입가이 드(142)의 일단은 수중운동체(100)의 외면에서 유입구(141)를 한정하는 부분과 연결되고, 타단은 열교환부(160, 도 1 참조)의 유로를 한정하는 부분과 연결되며, 양단 사이는 수중운동체(100)의 외면에 대하여 경사진다.The
유입구(141)는 수중운동체의 진행방향에 대하여 선단(141a) 및 후단(141b)을 구비하고, 유입부(140)와 열교환부(160)의 유로가 연결되는 부분은 상기 후단(141b)에 인접하게 배치된다. 즉, 유입부(140)는 유입구(141)로부터 열교환부(160)의 유로를 향하여, 선단(141a)에 인접한 부분의 면적이 점차적으로 감소하도록 이루어진다.The
도 2b를 참조하면, 후단(141b)은 도시된 가상면(141c)과 동일한 높이로 형성된다. 가상면(141c)은 선단(141a)으로부터 상기 후단(141b)을 지나 수중운동체의 외면과 이어진다. 이를 통하여, 유입부(140)로 유입되는 유체의 정체압력을 보다 높일 수 있다.Referring to FIG. 2B, the
도 3은, 4가지 형태의 유입부의 성능을 나타내는 실험 결과다. 실험은 시험부 제원(L×B×H)이 6.0m × 1.2m × 1.2m 인 캐비테이션 터널에 지름 0.354m, 길이 2.734m의 수중운동체를 배치하고, 시험유속을 3~4단계 (10, 15, 20, 21 m/s)로 변화시키며 진행되었고, 유출부에서의 유량은 초음파 유량계 및 레이저 도플러 속도계(laser Doppler velocimetry, LDV)를 이용하여 동시 계측되었다.3 is an experimental result showing the performance of four types of inlets. The experiment was carried out by placing an underwater vehicle of 0.354 m in diameter and 2.734 m in length in a cavitation tunnel whose test section specifications (L × B × H) were 6.0m × 1.2m × 1.2m, and adjusting the test flow rate in three to four steps (10, 15). , 20, 21 m / s), and the flow rate at the outlet was simultaneously measured using an ultrasonic flowmeter and a laser Doppler velocimetry (LDV).
본 도면에서 타입(type) 1, 2, 3은 도 2b의 유입구(141)의 후단(141b)의 형상을 바꾼 것으로, 타입 1은 수중운동체의 표면과 동일한 기울기를 같으며, 타입 2, 3은 수중운동체 표면보다 돌출시켜 더 많은 유량이 유입되도록 의도한 것이다. 타입 2'는 후단이 타입 2의 후단(141b) 형상과 동일한 상태에서, 유입구(141)의 내부 곡선부 면적을 확대한 것이다. 계측결과 타입 1의 유량이 가장 컸고, 이를 통하여 유입구(141)의 후단(141b)은 가상면(141c)과 동일한 높이로 형성될 때, 가장 효과적임을 알 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 유출부(150)는 유동박리를 통하여 유입부(140)와 유출부(150) 사이의 압력차를 발생시키도록 수중운동체(100)의 진행방향과 교차하는 방향으로 적어도 일부가 돌출되도록 형성된다.4A and 4B, the
유출부(150)는 수중운동체(100)의 외면에서 수중운동체(100)의 진행방향과 교차하는 방향으로 돌출되는 원형관으로 이루어지고, 원형관의 단부는 수중운동체(100)의 진행방향으로 경사지도록 형성된다. 구체적으로, 유출부(150)는 유출구(151) 및 돌기(152)를 포함한다.
유출구(151)는 수중운동체의 진행방향에 대하여 유입부보다 후부에 배치되며, 유입구(141)보다 작으며, 원형단면으로 이루어진다.
돌기(152)는 유동박리를 발생시키도록 유출구(151)와 인접한 부분에서 수중운동체(100)의 진행방향과 교차하는 방향으로 돌출된다. 돌기(152)는 유출구(151)에서 수중운동체(100)의 진행방향에 대하여 앞쪽에 배치되고, 수중운동체(100)의 전진 유속에 의한 유체박리를 통하여 유출구(151) 주변의 압력을 저하시키도록 형성된다. 유체박리는 돌기가 없는 경우보다 유출구(151)의 압력을 떨어뜨리므로, 유입구(141) 및 유출구(151)에서는 V2/2g의 높이에 해당하는 압력차이보다 더 큰 압력 차이가 발생한다. 이 압력차이가 냉각 해수를 자연 순환시키게 된다.The
이하, 상기 유입부(140) 및 유출부(150)가 적용된 수중운동체에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명과 관련한 수중운동체에서 유체의 이동 경로를 나타내는 개념도이고, 도 6은 도 5의 수중운동체의 주변 유동 분포를 CFD(전산유체역학, computational fluid dynamics)로 계산한 결과이다.Hereinafter, the underwater body to which the
수중운동체의 본체(110)는 선단부(111), 중간부(112) 및 후미부(113)를 포함한다.The
선단부(111)는 본체(110)의 진행방향에 대하여 선단에 형성되고, 중간부(112)는 선단부(111)와 연결되고, 적어도 일부가 일정한 단면으로 이루어진다.The
후미부(113)는 중간부(112)로부터 본체(110)의 진행방향에 대하여 단면이 점차 감소하도록 연장된다. 즉, 후미부(113)는 곡선형태로 이루어진다.The
도 5를 참조하면, 중간부(112)에는 유입부(140)가 배치되고, 후미부(113)에는 유출부(150)가 배치된다. 보다 구체적으로, 유출부(150)는 후미부(113)와 중간부(112)의 경계에 인접하게 형성된다.Referring to FIG. 5, the
도 6에 의하면, 중간부(112)의 끝부분에서부터 압력이 떨어지기 시작하여 후미부(113)의 시작점을 바로 지나서 최소압력이 발생하고 다시 뒤로 갈수록 압력이 높아짐을 알 수 있다. 따라서, 후미부(113)에서 중간부(112)와 가까이 배치되는 유출부(150)에는 보다 높은 정체압력이 발생하게 된다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 최대의 유량을 얻기 위하여 유출부(150)는 압력이 가장낮은 후미부(113)의 바로 뒤에 설치되고, 유입부(140)는 후미부(113)의 압 력이 높은 부분에 배치될 수 있다. According to FIG. 6, it can be seen that the pressure starts to drop from the end of the
도 5를 참조하면, 본체(110)의 진행 방향에 대하여 유입구(141)는 추진력발생기(120)의 선단보다 후미에 배치되고, 유입부(140)는 본체(110)의 내부에서 상기 추진력발생기(120)의 선단을 향하여 꺽여진다. 냉각장치(130)의 유로는 추진력발생기(120)와 열교환 표면을 넓히도록 서로 포개어지도록 형성되고, 냉각을 끝낸 유체가 유출되도록 추진력발생기(120)로부터 유출부(150)로 연결된다.Referring to FIG. 5, the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 수중운동체의 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체는 유입부 및 유출부의 구성, 형상 또는 위치에 의하여 유입부와 유출부의 압력차를 증가시켜 유체의 자연순환이 가능하도록 한다.The apparatus for cooling the underwater vehicle according to the present invention configured as described above and the underwater vehicle including the same increase the pressure difference between the inlet and the outlet by the configuration, the shape, or the position of the inlet and the outlet so that the natural circulation of the fluid is possible. do.
또한, 상기와 같은 수중운동체의 냉각장치 및 이를 구비하는 수중운동체는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the cooling apparatus of the underwater moving body and the underwater moving body having the same are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, the embodiments are all or part of each embodiment so that various modifications can be made It may alternatively be configured in combination.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 수중운동체를 나타내는 개념도.1 is a conceptual diagram showing an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1의 냉각장치의 유입부를 나타내는 평면도 및 단면도.2A and 2B are a plan view and a sectional view of the inlet of the cooling device of FIG. 1, respectively.
도 3은 도 2b의 각 유입부의 유속별 유량을 나타내는 그래프.Figure 3 is a graph showing the flow rate of each inlet flow rate of Figure 2b.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 1의 냉각장치의 유출부를 나타내는 평면도 및 단면도.4A and 4B are a plan view and a sectional view of an outlet of the cooling device of FIG. 1, respectively.
도 5는 본 발명과 관련한 수중운동체에서 유체의 이동 경로를 나타내는 개념도.5 is a conceptual diagram showing a path of fluid movement in the underwater vehicle according to the present invention.
도 6은 도 5의 수중운동체의 주변 유동을 CFD로 계산한 결과.6 is a result of calculating the CFD of the peripheral flow of the underwater vehicle of FIG.
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