KR101258673B1

KR101258673B1 - 해적퇴치용 유체 분사장치

Info

Publication number: KR101258673B1
Application number: KR1020110073892A
Authority: KR
Inventors: 주광일; 지태호
Original assignee: 탱크테크 (주)
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-04-30
Also published as: KR20130012637A

Abstract

본 발명은 해적퇴치용 유체 분사장치에 관한 것으로, 선박내 유체 공급라인과 접속가능한 수평유로와, 수평유로에 수직하게 연결된 수직유로를 갖는 인렛바디; 인렛바디의 수평유로 상에 설치된 임펠러; 인렛바디의 수직유로 하단에 접속된 노즐바디; 노즐바디에 회전가능하게 결합되고 노즐이 구비된 노즐홀더; 노블바디 내부를 가로질러 노즐홀더 내부에 고정된 축; 축에 고정되고 노즐바디에 내장된 피니언; 피니언과 치결합된 래크를 갖고 노즐바디에 내장되며 동력전달수단을 통해 임펠러의 동력을 전달받아 상하유동되는 작동로드;를 포함하는 해적들의 승선 방지용 유체 분사장치에 있어서; 상기 동력전달수단은, 임펠러가 고정된 임펠러샤프트; 임펠러샤프트에 형성된 임펠러기어; 임펠러기어와 치결합된 다수의 기어 조합을 통해 회전가능하게 연결된 캠; 캠의 외측면에 편심되게 한 점 고정된 캠팔로어; 캠팔로어에 링크되고, 상기 작동로드와 결속된 캠링크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해적퇴치용 유체 분사장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 해상에 풍부한 자원인 물 또는 물로부터 얻어지는 스팀, 기타 미끄럼을 유발시키는 유체를 이용하여 선박의 양측면 전체에 걸쳐 중복되게 고압수를 분사함으로써 해적들의 승선 자체를 억제하고, 이를 통해 인명피해를 예방함은 물론 선박의 안전한 운항을 도모하고, 원활하면서 효율적이고 정확한 스위블 제어가 가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

해적퇴치용 유체 분사장치{FLUID SPRAY APPARATUS FOR ELIMINATION SEA ROBBER}

본 발명은 해적퇴치용 유체 분사장치에 관한 것으로, 특히 해수 또는 청수와 같은 유체를 분사하여 해적의 승선을 차단할 때 유체로부터 동력을 얻어 원활하고 효율적인 스위블 동작이 유도되도록 한 구체적인 동력전달 구조를 제공하여 분사효율을 높이고, 동작의 안정성을 확보할 수 있도록 한 해적퇴치용 유체 분사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 해상을 운항하는 선박들은 육상과 같은 치안장치를 구축할 수 없는 환경이다.

이는 해상을 운항하는 선박의 경우, 운항중 선박 주변에서 이를 보호할 수 있는 어떠한 기관도 존재하지 않는다는 것을 의미하며, 설사 보호기관이 있다고 하더라도 항시 이동중인 선박으로의 접근이 용이하지 않기 때문에 사실상 운항중인 선박에 대한 치안장치는 구현될 수 없다고 보아도 무리는 아니다.

최근 소말리아를 비롯한 여러 곳에서 해적들의 출몰이 빈번하였고, 그들의 군사적 도발로 인한 인명피해는 물론 선박 나포 등과 같은 경제적 타격이 범국가적, 전세계적 문제로 확대되어 국제적으로 해적 소탕을 위한 많은 논의가 되고 있다.

현재는 각 국별로 자국선 보호를 위해 해적이 주로 출몰하는 지역에 경찰, 군대 등을 동원하여 예방과 보호 활동을 강화하고 있지만 그 역할에 한계가 있다.

특히, 상선의 경우는 저속일 뿐만 아니라 무기를 소지할 수 없기 때문에 그 피해는 더욱 크게 발생하고 있으며, 이를 해결하기 위한 방안과 대책들이 시급히 요청되고 있다.

이에, 본 출원인은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 일환으로 해적들의 승선을 방해할 수 있도록 살수하는 개념의 기술로, 특허출원번호 제2009-0099165호(2009.10.19), "해적퇴치용 유체 분사시스템"을 출원한 바 있다.

그런데, 개시된 본 출원인의 선출원 구성은 동력원(구동원)에 대해서는 한정하지 않고, 유체를 분사노즐로 유도한 후 분사노즐을 스위블시키면서 유체를 분사하도록 한 것에만 촛점을 둔 것이어서 구체적인 동력전달구조를 제공하여 보다 명확한 권리범위 확보와, 안정적이고 효율적인 분사구조를 갖출 수 있는 유체 분사장치가 필요하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 본 출원인의 선출원 기술 구성 중 동력원 또는 동력전달구조를 좀더 구체화시키고 더욱 효율적인 동작을 유도하도록 개량된 것으로, 무기를 소지할 수 없고 상대적으로 저속인 상선과 같은 선박에 자구책의 일환으로 해상에서 쉽게 얻을 수 있는 물 또는 이 물로부터 얻을 수 있는 스팀 혹은 미끄럼을 발생시키는 유체를 이용하여 선박의 양측을 통해 고압으로 분사하되, 분사노즐의 스위블 유동을 정확하고 원활하게 안내하도록 기어의 조립과 배치를 조절하여 효율적인 분사시스템을 구현함으로써 해적의 승선을 원천 차단하여 인명피해와 선박 나포와 같은 문제를 발생시키지 않고 보다 안전한 선박 운항이 이루어질 수 있도록 한 해적퇴치용 유체 분사장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 유체를 공급하는 라인과 접속가능한 수평유로와, 수평유로에 수직하게 연결된 수직유로를 갖는 인렛바디; 인렛바디의 수평유로 상에 설치된 임펠러; 인렛바디의 수직유로 하단에 접속된 노즐바디; 노즐바디에 회전가능하게 결합되고 노즐이 구비된 노즐홀더; 노즐바디 내부를 가로질러 노즐홀더 내부에 고정된 축; 축에 고정되고 노즐바디에 내장된 피니언; 피니언과 치결합된 래크를 갖고 노즐바디에 내장되며 동력전달수단을 통해 임펠러의 동력을 전달받아 상하유동되는 작동로드;를 포함하는 해적들의 승선 방지용 유체 분사장치에 있어서; 상기 동력전달수단은, 임펠러가 고정된 임펠러샤프트; 임펠러샤프트에 형성된 임펠러기어; 임펠러기어와 치결합된 다수의 기어 조합을 통해 회전가능하게 연결된 캠; 캠의 외측면에 편심되게 한 점 고정된 캠팔로어; 캠팔로어에 링크되고, 상기 작동로드와 결속된 캠링크;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해적퇴치용 유체 분사장치를 제공한다.

이때, 상기 다수의 기어 조합은, 임펠러기어와 치결합되는 미들기어; 미들기어와 치결합되는 웜드라이브기어; 웜드라이브기어를 고정하며, 길이 일부에는 웜기어가 형성된 웜샤프트; 일단에는 웜기어에 치결합되는 웜휠이 구비되고, 타단에는 캠이 고정된 캠축;으로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 동력전달수단은, 인렛바디의 상부에 고정된 박스 형상의 드라이빙유닛 상에 내장된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 인렛바디는 유볼트와 어져스트볼트를 구비한 고정브라켓에 의해 선박내 설치위치에 탈착가능하게 고정되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 해상에 풍부한 자원인 물 또는 물로부터 얻어지는 스팀, 기타 미끄럼을 유발시키는 유체를 이용하여 선박의 양측면 전체에 걸쳐 중복되게 고압수를 분사함으로써 해적들의 승선 자체를 억제하고, 이를 통해 인명피해를 예방함은 물론 선박의 안전한 운항을 도모하고, 원활하면서 효율적이고 정확한 스위블 제어가 가능한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치의 설치예를 보인 개념적인 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치의 설치예를 보인 개념적인 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치의 예시도로서, (a)는 커버를 해체한 드라이빙 유닛의 평면도이고, (b)는 분사장치의 예시적인 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치의 예시적인 샘플 사진이다.
도 5의 (a),(b)는 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치의 드라이빙 유닛 내부구조를 보인 예시적인 샘플 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치에 유체공급관을 연결하는 예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치는 선박(100)에 장착될 수 있는 유체 공급라인과 연결되어 해당 유체를 분사할 수 있도록 구성된다.

이때, 본 발명에서는 설명의 편의상 선박(100)에 기본적으로 장착되는 소화수라인(Fire Main Line)(110)과 연계 구성되어 해수 또는 청수를 분사 유체로 한 것을 예시적으로 설명한다.

즉, 상기 선박(100)의 양측면에 일정 간격을 두고 다수의 분사유닛(200)을 설치하고, 상기 분사유닛(200)과 상기 소화수라인(110)을 유체연결관(210)으로 연결하여 상기 소화수라인(110)으로 공급된 청수 또는 해수를 상기 유체연결관(210)을 통해 분사유닛(200)으로 공급하여 유사시 유체를 분사할 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 유체연결관(210)에는 상기 분사유닛(200)으로 공급되는 청수 또는 해수를 개별적으로 개폐제어할 수 있도록 솔레노이드밸브(미도시)와 같은 밸브가 더 구비됨이 더욱 바람직하다.

여기에서, 상기 유체연결관(210)은 앞서 설명하였듯이, 꼭 소화수라인(110)에만 연결될 필요는 없으며, 다른 펌프라인(Other Pump Line)에도 연결될 수 있음은 물론이다.

뿐만 아니라, 도 6의 도시와 같이, 상기 유체연결관(210)은 인렛커넥터(Inlet Connector)(220)에 의해 분사유닛(200)과 간편 용이하게 체결될 수 있다.

상기 인렛커넥터(220)는 퀵커플링 형태가 될 수도 있고, 그 외 커넥팅을 위한 공지된 다양향 형태, 이를 테면 나사체결 방식을 가질 수도 있다.

다만, 본 실시예에서는 인렛커넥터(220)의 일부에 플랜지를 형성하고 상기 분사유닛(200)의 인렛바디(250)에도 인렛플랜지(252)를 구비하여 상호 쉽게 결합되도록 함이 바람직하다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 분사유닛(200)은 'ㅓ' 형상의 인렛바디(Inlet Body)(250)를 포함한다.

상기 인렛바디(250)는 앞서 설명한 바와 같이, 일측에 인렛커넥터(220)를 연결할 수 있는 인렛플랜지(252)를 포함하며, 인렛플랜지(252)와 연통된 수평유로(254)와 상기 수평유로(254)와 연통되는 수직유로(256)를 갖는데, 상기 인렛플랜지(252)는 상술하였듯이 하나의 예시에 불과하다.

이때, 상기 수평유로(254) 상에는 임펠러(242)가 설치되고, 상기 임펠러(242)는 임펠러샤프트(244)에 고정되며, 상기 임펠러샤프트(244)는 상기 수평유로(254)에 대해 수직한 방향으로 수평유로(254)를 관통하여 임펠러하우징(240)에서 회전가능하게 베어링지지된다.

뿐만 아니라, 상기 임펠러샤프트(244)의 상단은 드라이빙유닛(Driving Unit)(230)까지 연장된다.

따라서, 상기 인렛바디(250)의 수평유로(254)를 형성하는 부분의 외주면에는 임펠러하우징(240)이 결합되며, 상기 임펠러하우징(240)의 상단과 앞서 설명한 인렛바디(250)의 수직유로(256)를 형성하는 부분의 상단에는 드라이빙유닛(230)이 고정된다.

그리고, 상기 수직유로(256)에는 작동로드(300)가 내장되고, 상기 작동로드(300)는 상하이동 가능하되 단부에 래크(310)가 형성되어 있어 노즐바디(260)와 노즐홀더(270)에 구속된 축(330)상의 피니언(320)과 치결합되어 노즐홀더(270)를 스위블시킴으로써 노즐홀더(270)에 결합된 튜브파이프(272) 및 노즐(274)을 일정 각도 내에서 스위블시킬 수 있게 된다.

여기에서, 노즐바디(260), 노즐홀더(270), 튜브파이프(272), 노즐(274), 래크(310)와 피니언(320) 및 작동로드(300)의 구성은 용어만 달리했을 뿐 이미 본 출원인에 의해 선출원된 내용에 그대로 포함된 구성이다.

따라서, 이 부분에 대한 상세한 설명은 생략하며, 본 발명은 이들 구성을 구동시키기 위한 동력과 그 동력의 전달관계를 더욱 구체화시킨 것이다.

덧붙여, 상기 인렛바디(250)를 선박(100)에 고정시키기 위한 수단으로 고정브라켓(280)을 더 구비할 수 있고, 이 고정브라켓(280)에는 유볼트(U Type Bolt)(282), 어져스트볼트(Adjust Bolt)(284) 등을 이용하여 조립하기 용이하도록 더 구성할 수 있다.

그럼, 본 발명의 핵심 구성으로 수평유로(254)를 통해 유입된 유체가 수직유로(256)를 통해 노즐(274)로 분사되면서 임펠러(242)를 회전시킬 때 그 회동력을 어떻게 이용하여 상기 노즐(274)이 구비된 노즐홀더(270)를 스위블시키는지에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3 및 도 5의 (a),(b)에 도시된 바와 같이, 드라이빙유닛(Driving Unit)(230)은 내부 바닥에 베이스플레이트(232)를 포함한다.

그리고, 상기 베이스플레이트(232)의 일측을 상하로 관통하여 앞서 설명한 임펠러샤프트(244)가 돌출된다.

아울러, 상기 임펠러샤프트(244)에는 임펠러기어(246)가 일체로 고정된다.

또한, 상기 임펠러기어(246)는 미들기어(Middle Gear)(234)와 치결합된다.

이때, 상기 미들기어(234)는 하나의 축에 대구경의 상부기어와 소구경의 하부기어가 일체로 이루어진 기어로서, 상기 임펠러기어(246)는 미들기어(234)의 상부기어에 치결합된다.

아울러, 상기 미들기어(234)의 하부기어에는 웜드라이브기어(236)가 치결합된다.

상기 웜드라이브기어(Worm Drive Gear)(236)는 상기 베이스플레이트(232)에 일단이 축고정된 웜샤프트(238)에 일체로 구비되고, 웜샤프트(238)의 타단은 웜샤프트브라켓(WB)에 의해 지지된다.

따라서, 상기 웜샤프트(238)는 회전가능하게 구성되며, 길이 일부에는 나사선 형태의 웜기어(WG)가 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 베이스플레이트(232)의 상면 적소에는 고정블럭(FB)가 고정되고, 상기 고정블럭(FB)의 상단은 상기 웜샤프트브라켓(WB)의 하면에 접지된 상태로 볼트 고정된다.

그리고, 상기 고정블럭(FB)을 수평방향(고정블럭의 상하길이방향과 직교되는 방향)으로 관통한 캠축(CS)이 회전가능하게 끼워지고, 캠축(CS)의 일단부에는 웜휠(Worm Wheel)(WW)이 일체로 고정되는데, 상기 웜휠(WW)은 상기 웜기어(WG)와 치결합된다.

반면, 상기 캠축(CS)의 타단부에는 캠(C)이 고정되고, 캠(C)의 외측면에는 캠팔로어(Cam Follower)(CF)가 편심되게 한 지점에서 축고정됨으로써 고정되지 않은 타단이 유동가능한 상태로 유지된다.

아울러, 상기 캠팔로어(CF)에는 캠링크(Cam Link)(CL)가 링크되며, 상기 캠링크(CL)는 상기 베이스플레이트(232)에 형성된 관통공(H)을 통해 앞서 설명한 작동로드(300)의 상단과 고정된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 동력전달과정을 거쳐 동작된다.

먼저, 유체가 흐르면 임펠러(242)가 회전하게 된다.

그러면, 임펠러(242)가 설치된 임펠러샤프트(244)가 회전하고, 임펠러샤프트(244)와 일체로 형성되고 드라이빙유닛(230) 내부에 배치된 임펠러기어(246)가 회전하게 된다.

이에 따라, 임펠러기어(246)와 치결합된 미들기어(234)가 회전하게 되고, 미들기어(234)와 또다시 치결합된 웜드라이브기어(236)가 회전하게 된다.

결국, 임펠러기어(246)의 회전은 웜드라이브기어(236)를 회전시키게 되므로 웜드라이브기어(236)가 고정된 웜샤프트(238)가 회전하게 되고, 웜샤프트(238)에 일체로 형성된 웜기어(WG)가 회전하게 된다.

이 상태에서, 웜기어(WG)에는 웜휠(WW)이 기어결합되어 있으므로 웜휠(WW)이 회전하게 되고, 웜휠(WW)은 캠축(CS)의 일단에 고정되어 있으므로 종국적으로 캠축(CS)이 회전되게 된다.

이에 따라, 캠축(CS)의 타단에 고정되어 있는 캠(C)이 회전하면서 캠팔로어(CF)을 상하방향으로 유동시키게 되므로 사실상 캠팔로어(CF)에 링크된 캠링크(CL)가 상하로 왕복 운동하게 된다.

따라서, 상기 캠링크(CL)가 조립된 작동로드(300)가 캠링크(CL)와 함께 상하로 유동되게 되고, 작동로드(300)의 하단에 마련된 래크(310)가 피니언(320)을 회전시키게 되어 노즐(274)이 일정각도 내에서 스위블되게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명에 따른 해적퇴치용 유체 분사장치는 유체로부터 얻은 동력을 회동력을 전환한 뒤 다시 캠을 통해 상하 왕복운동으로 바꾸고, 이 상하 왕복운동을 래크와 피니언을 통해 회전운동으로 바꾸뒤 360°회전운동이 아니라 일정각도내에서 스윙되면서 왕복 회전유동하는 스위블 형태를 유지할 수 있게 된다.

이로써, 동력원과 동력전달구조가 명확해져 보다 효율적이고 정확한 제어가 가능한 유체 분사장치를 구현할 수 있게 된다.

100 : 선박　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 200 : 분사유닛
210 : 유체연결관　　　　　　　　　　　　　　　　 220 : 인렛커넥터
230 : 드라이빙유닛　　　　　　　　　　　　　　 240 : 임펠러하우징
250 : 인렛바디　　　　　　　　　　　　　　　　　　 260 : 노즐바디
270 : 노즐홀더　　　　　　　　　　　　　　　　　　 280 : 고정브라켓
300 : 작동로드　　　　　　　　　　　　　　　　　　 310 : 래크
320 : 피니언

Claims

선박내 유체공급라인과 접속가능한 수평유로와, 수평유로에 수직하게 연결된 수직유로를 갖는 인렛바디; 인렛바디의 수평유로 상에 설치된 임펠러; 인렛바디의 수직유로 하단에 접속된 노즐바디; 노즐바디에 회전가능하게 결합되고 노즐이 구비된 노즐홀더; 노블바디 내부를 가로질러 노즐홀더 내부에 고정된 축; 축에 고정되고 노즐바디에 내장된 피니언; 피니언과 치결합된 래크를 갖고 노즐바디에 내장되며 동력전달수단을 통해 임펠러의 동력을 전달받아 상하유동되는 작동로드;를 포함하는 해적들의 승선 방지용 유체 분사장치에 있어서;
상기 동력전달수단은,
임펠러가 고정된 임펠러샤프트;
임펠러샤프트에 형성된 임펠러기어;
임펠러기어와 치결합된 다수의 기어 조합을 통해 회전가능하게 연결된 캠;
캠의 외측면에 편심되게 한 점 고정된 캠팔로어;
캠팔로어에 링크되고, 상기 작동로드와 결속된 캠링크;를 포함하여 구성되고,
상기 인렛바디는 유볼트와 어져스트볼트를 구비한 고정브라켓에 의해 선박내 설치위치에 탈착가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 해적퇴치용 유체 분사장치.
청구항 1에 있어서;
상기 다수의 기어 조합은,
임펠러기어와 치결합되는 미들기어;
미들기어와 치결합되는 웜드라이브기어;
웜드라이브기어를 고정하며, 길이 일부에는 웜기어가 형성된 웜샤프트;
일단에는 웜기어에 치결합되는 웜휠이 구비되고, 타단에는 캠이 고정된 캠축;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해적퇴치용 유체 분사장치.
청구항 1에 있어서;
상기 동력전달수단은, 인렛바디의 상부에 고정된 박스 형상의 드라이빙유닛 상에 내장된 것을 특징으로 하는 해적퇴치용 유체 분사장치.
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