KR101292567B1

KR101292567B1 - 디젤기관 잠수함의 배기장치

Info

Publication number: KR101292567B1
Application number: KR1020120041350A
Authority: KR
Inventors: 김승훈
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-08-09

Abstract

본 발명은 잠수함의 배기계통의 스노클 배기라인과 수상 배기라인에 각각 설치되는 배기전환플랩을 각각 원하는 수준으로의 개별적인 개폐조절이 가능한 구조로 변경하여 수상 항해 또는 정박시 스노클 배기라인 내에 충수된 해수를 보다 원활하게 함외로 배출시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디젤기관 잠수함의 배기계통 중 스노클 배기구와 교통하는 스노클 배기라인(12)과, 상기 스노클 배기라인(12)으로부터 분지되어 수상 배기구와 교통하는 수상 배기라인(14)에 대한 개폐를 각각 조절하는 배기장치로서, 상기 스노클 배기라인(12)과 상기 수상 배기라인(14)에 각각 설치되는 밸브 플레이트(18a,18b), 상기 밸브 플레이트(18a,18b)에 대한 회전각도를 각각 조절하는 액츄에이터(20a,20b), 상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동에 따른 상기 밸브 플레이트(18a,18b)의 회전각도를 각각 검출하는 엔코더(22a,22b), 및 상기 엔코더(22a,22b)로부터 검출되는 회전각도에 따라 상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동을 각각 조절하는 제어 유니트(24)를 구비한다.

Description

디젤기관 잠수함의 배기장치{Exhaust discharge device for diesel submarine}

본 발명은 디젤기관 잠수함의 배기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잠수함의 수상 항해 또는 정박시 스노클 배기라인 내에 충수된 해수를 함외로 보다 원활하게 배출할 수 있게 하는 디젤기관 잠수함의 배기장치에 관한 것이다.

일반적으로 추진기관으로서 디젤엔진을 탑재하는 잠수함은 동력원으로 활용되는 배터리의 충전을 위해 주기적으로 스노클 항해를 실시해야 한다. 이 경우, 잠수함은 디젤기관의 연소후 발생되는 배기가스의 함외 배출을 위한 배기장치를 구비한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 디젤기관 잠수함의 배기장치로서, 배기계통에 마련되는 함외 배기라인(10)은 스노클 배기구와 교통하도록 설치되는 스노클 배기라인(12)과, 상기 스노클 배기라인(12)으로부터 분지되어 수상 배기구와 교통하도록 설치되는 수상 배기라인(14)을 포함한다.

이 경우, 상기 스노클 배기라인(12)과 상기 수상 배기라인(14)에는 각각의 유동경로에 대한 개폐를 조절하기 위한 배기전환플랩(16)이 개별적으로 설치되는 데, 종래 배기전환플랩(16)은 단일의 유압 작동기에 대해 연동되는 복수의 링크 기구를 매개로 각각의 개폐 조절이 함께 연동되는 구조(Interlocking)의 방식으로 이루어진다.

즉, 잠수함의 수중 항해 및 스노클 항해시에는 도 2에서 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 스노클 배기라인(12)에 설치된 배기전환플랩(16)은 개방되는 반면에 상기 수상 배기라인(14)에 설치된 배기전환플랩(16)은 폐쇄되는 상태로 전환된다. 이에 따라 디젤기관에서 발생되는 배기가스는 상기 스노클 배기라인(12)을 거쳐 스노클 배기구를 통해 함외로 배출된다.

이와 달리, 잠수함의 수상 항해 또는 정박시에는 도 2에서 실선으로 도시된 바와 같이, 상기 스노클 배기라인(12)에 설치된 배기전환플랩(16)은 폐쇄되는 반면에 상기 수상 배기라인(14)에 설치된 배기전환플랩(16)은 개방되는 상태로 전환된다. 이에 따라 배기가스는 상기 수상 배기라인(14)을 거쳐 수상 배기구를 통해 함외로 배출된다.

그런데, 상기와 같은 구조의 종래 디젤기관 잠수함의 배기장치에서는 수상 항해 또는 정박시 배기전환플랩(16) 이후부터 스노클 배기구에 이르는 스노클 배기라인(12)의 내부에 해수가 충수되어 있으므로, 동절기 배관 내에서 해수의 동결에 따른 파손의 위험과 함께 대기와 해수로 인한 배관의 부식에 의한 손상 위험이 존재한다.

이에 따라 종래 디젤기관 잠수함의 운용에 있어, 수상 항해 또는 정박시에는 배기전환플랩(16) 이후부터 스노클 배기구까지의 스노클 배기라인(12)에 충수된 해수를 경우에 따라 함외로 배출해야 하는 데, 이를 위해 승조원은 스노클 배기라인(12)과 수상 배기라인(14)에 각각 개별적으로 설치된 배기전환플랩(16)에 대한 개폐를 주기적으로 전환시키는 일련의 작업을 반복적으로 실시함으로써 스노클 배기라인(12) 중에 충수된 해수는 배기가스의 배출압력에 의해 수상 배기라인(14)을 거쳐 수상 배기구로 배출될 수 있게 된다.

즉, 종래 스노클 배기라인(12)과 수상 배기라인(14)에 개별적으로 설치된 배기전환플랩(16)은 각각 연동 구조의 방식으로 구동(어느 한쪽이 개방되면 나머지 다른 한쪽은 반드시 폐쇄되는 구조)되므로, 스노클 배기라인(12) 중에 충수된 해수의 함외 배출을 위해서는 배기전환플랩(16)에 대한 각각의 개폐 조절을 주기적으로 반복해야 한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 잠수함의 배기계통의 스노클 배기라인과 수상 배기라인에 각각 설치되는 배기전환플랩을 각각 원하는 수준으로의 개별적인 개폐조절이 가능한 구조로 변경하여 수상 항해 또는 정박시 스노클 배기라인 내에 충수된 해수를 보다 원활하게 함외로 배출시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 디젤기관 잠수함의 배기계통 중 스노클 배기구와 교통하는 스노클 배기라인과, 상기 스노클 배기라인으로부터 분지되어 수상 배기구와 교통하는 수상 배기라인에 대한 개폐를 각각 조절하는 배기장치로서, 상기 스노클 배기라인과 상기 수상 배기라인에 각각 설치되는 밸브 플레이트, 상기 밸브 플레이트에 대한 회전각도를 개별적으로 조절하는 액츄에이터, 상기 액츄에이터의 작동에 따른 상기 밸브 플레이트의 회전각도를 개별적으로 검출하는 엔코더, 및 상기 엔코더로부터 검출되는 회전각도에 따라 상기 액츄에이터의 작동을 개별적으로 조절하는 제어 유니트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 스노클 배기라인에 설치되어 관로 내부에 충수된 해수를 검출하기 위한 해수 검출센서를 더 포함하고, 상기 제어 유니트는 상기 해수 검출센서를 통해 검출되는 해수의 충수 정보를 매개로 상기 수상 배기라인과 상기 스노클 배기라인에 각각 설치되는 상기 액츄에이터의 작동을 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 잠수함의 배기계통의 배기라인에 있어 스노클 배기구와 교통하는 스노클 배기라인과 수상 배기구와 교통하는 수상 배기라인 중에 각각 설치되는 배기전환플랩을 항해 모드에 따라 각각 적정의 수준으로 개별적인 작동 조절이 가능한 구조로 변경할 수 있으므로, 수상 항해 또는 정박시 스노클 배기라인 내에 충수된 해수를 보다 신속하면서도 원활하게 함외로 배출시킬 수 있게 된다.

이 결과, 동절기 스노클 배기라인 중에 충수된 해수의 동결에 의한 손상, 및 대기와 해수로 인한 배관의 부식에 따른 손상을 각각 보다 적극적으로 배제할 수 있게 된다.

도 1은 종래 디젤기관 잠수함의 배기장치에 있어 함외 배기라인을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 배기전환플랩의 상세 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 디젤기관 잠수함의 배기장치에 대한 구성을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 디젤기관 잠수함의 배기장치에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면으로, 함외 배기라인으로부터 각각 분지되게 연결되는 스노클 배기라인과 수상 배기라인의 배치상태는 도 1을 참조로 하여 설명한다.

도 3을 참조로 하면, 디젤기관 잠수함의 배기계통에 구비되는 함외 배기라인(10)은 잠수함 상부의 함교탑(Sail)에 위치한 스노클 배기구와 교통하도록 상방향으로 절곡되게 배치되도록 설치되는 스노클 배기라인(12)과, 상기 스노클 배기라인(12)의 중간부위로부터 측방향으로 분지되어 잠수함 케이싱(Casing)의 흘수선 부근에 위치한 수상 배기구와 교통하도록 측방향으로 절곡 배치되게 설치되는 수상 배기라인(14)을 포함한다.

상기 스노클 배기라인(12)과 상기 수상 배기라인(14)에는 각각의 유동경로에 대한 개폐를 조절하기 위한 배기장치로서 배기전환플랩이 각각 개별적으로 설치되는 데, 본 발명에 따른 배기전환플랩은 상기 스노클 배기라인(12)과 상기 수상 배기라인(14)에 대해 각각 설치되어 유동경로의 개폐를 개별적으로 조절하는 밸브 플레이트(18a,18b)와, 상기 밸브 플레이트(18a,18b)의 회전각도를 개별적으로 조절하기 위해 상기 밸브 플레이트(18a,18b)의 회전축과 각각 연결되어 회전축의 회전정도를 제어하는 액츄에이터(20a,20b), 상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동에 따른 상기 밸브 플레이트(18a,18b)의 회전각도를 개별적으로 검출하도록 설치되는 엔코더(22a,22b), 및 상기 엔코더(22a,22b)로부터 검출되는 회전각도에 따라 상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동 정도에 해당하는 구동각도를 개별적으로 조절하는 제어 유니트(24)를 포함한다.

이 경우, 상기 밸브 플레이트(18a,18b)는 상기 스노클 배기라인(12) 중에 설치되어 스노클 배기구로 배출되는 배기가스의 유동경로에 대한 개폐를 조절하는 제1밸브 플레이트(18a)와, 상기 수상 배기라인(14) 중에 설치되어 수상 배기구로 배출되는 배기가스의 유동경로에 대한 개폐를 조절하는 제2밸브 플레이트(18b)로 구분된다.

그리고 상기 액츄에이터(20a,20b)는 상기 제1밸브 플레이트(18a)에 대한 회전각도를 조절하는 제1액츄에이터(20a)와, 상기 제2밸브 플레이트(18b)에 대한 회전각도를 조절하는 제2액츄에이터(20b)로 구분된다. 이 경우 각각의 액츄에이터(20a,20b)는 스텝 모터 등으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 엔코더(22a,22b)는 상기 제1밸브 플레이트(18a)에 대한 회전각도를 검출하는 제1엔코더(22a)와, 상기 제2밸브 플레이트(18b)에 대한 회전각도를 검출하는 제1엔코더(22a)로 구분된다. 이때, 상기 제어 유니트(24)는 상기 액츄에이터(20a,20b)에 대한 구동 제어를 통해 상기 스노클 배기라인(12)과 상기 수상 배기라인(14)에 대한 개폐 정도를 각각 개방, 폐쇄, 중간의 3단계로 조절하는 데, 특히 상기 제어 유니트(24)는 상기 엔코더(22a,22b)로부터 검출되는 상기 밸브 플레이트(18a,18b)의 회전정도를 입력받아 상기 액츄에이터(20a,20b)의 구동각도를 피드백 제어한다.

또한, 상기 스노클 배기라인(12)은 관로의 내부에 충수된 해수의 존재 여부 또는 잔류량 정보의 검출을 위한 해수 검출센서(26)를 설치하고, 상기 해수 검출센서(26)는 충수된 해수의 존재 유무를 상기 제어 유니트(24)로 출력하도록 구성된다. 이에 따라 상기 제어 유니트(24)는 상기 해수 검출센서(26)를 통해 검출되는 상기 스노클 배기라인(12) 내부의 해수의 충수 정보에 따라 상기 스노클 배기라인(12)에 설치되는 상기 제1액츄에이터(20a)의 작동을 조절할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 따른 디젤기관 잠수함의 배기장치는 스노클 배기구와 교통하는 스노클 배기라인(12)과 수상 배기구와 교통하는 수상 배기라인(14) 중에 각각 개별적으로 설치되는 배기전환플랩용 밸브 플레이트(18a,18b)에 대한 개폐 정도를 항해 모드에 따라 완전 개방(OPEN), 완전 폐쇄(CLOSE), 및 중간정도의 개방(INTERMEDIATE OPEN) 등과 같이 다양한 수준으로 조절할 수 있게 된다.

먼저, 수중 항해 및 스노클 항해시 상기 제어 유니트(24)는 상기 스노클 배기라인(12) 중에 설치된 제1밸브 플레이트(18a)를 개방상태로 전환시키면서 상기 수상 배기라인(14) 중에 설치된 제2밸브 플레이트(18b)를 폐쇄상태로 전환시킴으로써, 함외 배기라인(10)을 통해 배출되는 배기가스를 스노클 배기구를 통해 함외로 배출될 수 있게 한다.

또한, 수상 항해 또는 정박시 상기 제어 유니트(24)는 상기 스노클 배기라인(12) 중에 설치된 제1밸브 플레이트(18a)를 폐쇄상태로 전환시키면서 상기 수상 배기라인(14) 중에 설치된 제2밸브 플레이트(18b)를 개방상태로 전환시킴으로써, 함외 배기라인(10)을 통해 배출되는 배기가스를 수상 배기구를 통해 함외로 배출될 수 있게 한다.

특히, 수상 항해 또는 정박시 상기 제어 유니트(24)는 스노클 배기라인(12)과 수상 배기라인(14)에 각각 설치된 밸브 플레이트(18a,18b)를 액츄에이터(20a,20b)의 구동 제어를 통해 각각 중간 정도로 개방시킨 상태에서 배기가스의 배출압력을 매개로 스노클 배기라인(12) 중에 충수된 해수를 수상 배기라인(14)으로 공급함으로써 수상 배기구를 통해 충수된 해수를 함외로 원활하게 배출할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 제어 유니트(24)는 상기 스노클 배기라인(12) 중에 설치된 해수 검출센서(26)를 매개로 배관 내부에 충수된 해수의 존재 여부 또는 잔류량을 판단할 수 있으므로, 상기 스노클 배기라인(12)의 내부에 충수된 해수를 상기 수상 배기라인(14)을 통해 함외로 배출하는 일련의 작업과정을 종래와 같이 승조원에 의한 배기전환플랩의 수동적 개폐조절 작업이 아닌 해수 검출센서(26)의 검출에 의한 자동 작업으로 전환할 수 있게 된다. 이 결과, 동절기 상기 스노클 배기라인(12) 중에 충수된 해수의 동결에 의한 상기 수상 배기라인(14)의 배관 손상이나, 대기와 해수로 인한 부식에 따른 배관의 손상을 각각 효과적으로 예방할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-함외배기라인 12-스노클 배기라인
14-수상 배기라인 16-배기전환플랩
18a,18b-밸브 플레이트 20a,20b-액츄에이터
22a,22b-엔코더 24-제어 유니트
26-해수 검출센서

Claims

디젤기관 잠수함의 배기계통 중 스노클 배기구와 교통하는 스노클 배기라인(12)과, 상기 스노클 배기라인(12)으로부터 분지되어 수상 배기구와 교통하는 수상 배기라인(14)에 대한 개폐를 각각 조절하는 배기장치로서,
상기 스노클 배기라인(12)과 상기 수상 배기라인(14)에 각각 설치되는 밸브 플레이트(18a,18b);
상기 밸브 플레이트(18a,18b)에 대한 회전각도를 각각 조절하는 액츄에이터(20a,20b);
상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동에 따른 상기 밸브 플레이트(18a,18b)의 회전각도를 각각 검출하는 엔코더(22a,22b); 및
상기 엔코더(22a,22b)로부터 검출되는 회전각도에 따라 상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동을 각각 조절하는 제어 유니트(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤기관 잠수함의 배기장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스노클 배기라인(12)에 설치되어 관로 내부에 충수된 해수를 검출하기 위한 해수 검출센서(26)를 더 포함하고, 상기 제어 유니트(24)는 상기 해수 검출센서(26)를 통해 검출되는 해수의 충수 정보를 매개로 상기 수상 배기라인(14)과 상기 스노클 배기라인(12)에 각각 설치되는 상기 액츄에이터(20a,20b)의 작동을 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 디젤기관 잠수함의 배기장치.