KR101466070B1 - 잠수함의 배기경로 조절장치 - Google Patents

Abstract

잠수함의 배기가스 배출경로 중에 설치되는 외부 배기밸브에 대한 설계 변경을 통해 수상 항해 또는 스노클 항해시 단일의 밸브만을 이용하여 배기가스의 배출경로를 원하는 방향으로 조절할 수 있게 함으로써 배기계통의 설계 및 제작이 보다 간편하게 이루어질 수 있도록 하는 잠수함의 배기경로 조절장치를 개시한다.
전술한 배기경로 조절장치는 기관의 배기계통과 연결되는 기관 배기관로(10), 상기 기관 배기관로(10)와 교통하고 수상 항해시 배기가스를 외부로 배출시키는 수상 배기관로(14), 상기 기관 배기관로(10)와 교통하고 스노클 항해시 배기가스를 외부로 배출시키는 스노클 배기관로(16), 및 상기 수상 배기관로(14)와 상기 스노클 배기관로(16) 사이의 분기지점에 설치되는 외부 배기밸브(18)를 구비하고, 상기 외부 배기밸브(18)는 상기 기관 배기관로(10)와 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)와 각각 교통하게 형성되는 하우징(18a) 내에서 배기가스의 배출경로를 조절하는 삼방향 밸브체(18b)를 구비한다.

Description

잠수함의 배기경로 조절장치{Apparatus for controlling exhaust route in submarine}

본 발명은 잠수함의 배기가스에 대한 배출경로를 조절하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잠수함의 수상 항해 또는 스노클 항해시 디젤기관으로부터 배출되는 배기가스의 배출경로를 단일의 밸브만으로 제어함으로써 배기계통의 설계 및 제작을 보다 단순하게 구현할 수 있게 하는 잠수함의 배기경로 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 추진기관으로서 디젤엔진을 탑재한 잠수함은 선체를 해수면 위로 부상(浮上)하는 수상 항해를 통해 디젤기관을 가동시켜 추진함과 더불어 축전지를 충전하고, 잠항 중에는 축전지에 저장된 에너지를 매개로 가동되는 전동기를 이용하여 추진하게 된다.

이를 위해 잠수함은 축전지의 충전을 위해 주기적으로 부상하여 외기를 흡입시켜 디젤기관을 가동함과 동시에 연료의 연소에 따라 방출되는 배기가스를 대기중으로 배출시켜야 한다.

그러나 이와 같은 수상 항해는 피탐될 확률이 매우 높을 뿐만 아니라 속력 및 항속력에 제한이 있기 때문에 흡기계통의 흡입구만을 수상으로 노출시켜 축전지를 충전할 수 있는 스노클 항해(Snorkel Navigation)를 실시해야 한다.

이와 같은 스노클 항해를 위해 종래 디젤기관형 잠수함은 외기의 흡입을 위한 흡기계통과 함께 기관의 연소후 발생되는 배기가스의 함외 배출을 위한 일련의 배기계통의 장비를 별도로 구축해야 한다.

도 1은 종래, 디젤기관형 잠수함의 배기계통에 대한 구성을 도시하고 있다. 도면을 참조로 하면, 디젤기관의 배기계통에 해당하는 기관 배기관로(10)는 잠수함의 압력선체(12)를 관통하여 함외로 설치되고, 상기 압력선체(12)의 외부로 노출된 함외 배기관로(10')는 다시 수상 배기관로(14)와 스노클 배기관로(16)에 대해 각각 교통할 수 있도록 분지되게 연결된다.

또한, 상기 함외 배기관로(10')는 항해조건에 따라 배기가스의 배출경로에 대한 개폐 조절을 통해 잠항시 함내로 해수의 유입을 차단하고 스노클 항해시 개방되어 배기가스를 함외로 원활하게 배출시키는 외부 배기밸브(18)를 설치하고, 상기 수상 배기관로(14)와 상기 스노클 배기관로(16) 사이의 분기지점에 수상 항해와 스노클 항해시 각각 배기가스의 배출경로에 대한 선택적인 조절을 위해 경로 조절밸브(CHANGE OVER FLAP; 20)를 설치한다. 이 경우, 상기 경로 조절밸브(20)는 잠수함의 외부에 위치한 상부 구조물(Superstructure) 내에 설치되어 잠수함의 항해 방식에 따라 배기가스의 배출경로를 변환시키게 된다.

이 결과, 종래 디젤기관형 잠수함은 잠항 또는 수상 항해 및 스노클 항해시 상기 외부 배기밸브(18)의 개폐 조절을 통해 배기가스의 배출여부를 선택할 수 있고, 또한 수상 항해 또는 스노클 항해시 상기 경로 조절밸브(20)의 작동을 통해 배기가스의 배출경로를 항해의 조건에 따라 변경시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 외부 배기밸브(18)는 배기가스의 배출여부를 조절할 수 있고, 상기 경로 조절밸브(20)는 배출되는 배기가스의 배출경로를 필요에 따라 조절하는 기능을 수행하게 된다.

따라서 상기와 같은 구성의 종래 디젤기관형 잠수함은 배기계통에 함내로 유입되는 해수를 차단하고 배기가스의 배출시 배기개통을 개방시키기 위한 상기 외부 배기밸브(18)의 설치와 함께 잠수함의 항해 조건에 따라 배기가스의 배출방향을 조절하는 상기 경로 조절밸브(20)를 별도로 구축해야 한다.

또한, 종래 디젤기관형 잠수함에서는 각각의 밸브(18,20)에 대한 작동을 조절하기 위해 별도의 유압설비는 물론 그에 따라 동작이 조절되는 액츄에이터를 설치해야 하므로 필요 공간의 확보를 위한 설계가 필요하고, 특히 잠수함의 외부에 상기 경로 조절밸브(20)의 설치를 위한 별도의 구조물을 마련함과 동시에 이를 지지하기 위한 파운데이션의 설치가 요구되는 문제를 안게 된다.

관련 선행기술 없음

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 잠수함의 배기가스 배출경로 중에 설치되는 외부 배기밸브에 대한 설계 변경을 통해 수상 항해 또는 스노클 항해시 단일의 밸브만을 이용하여 배기가스의 배출경로를 원하는 방향으로 조절할 수 있게 함으로써 배기계통의 설계 및 제작이 보다 간편하게 이루어질 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잠수함의 배기가스 배출경로에 설치되어 수상 항해 또는 스노클 항해시 배기가스의 배출경로를 각각 해당하는 경로로 조절하기 위한 장치로서, 기관의 배기계통과 연결되는 기관 배기관로, 상기 기관 배기관로와 교통하고 수상 항해시 배기가스를 외부로 배출시키는 수상 배기관로, 상기 기관 배기관로와 교통하고 스노클 항해시 배기가스를 외부로 배출시키는 스노클 배기관로, 및 상기 수상 배기관로와 상기 스노클 배기관로 사이의 분기지점에 설치되는 외부 배기밸브를 구비하고, 상기 외부 배기밸브는 상기 기관 배기관로와 상기 수상 배기관로 및 상기 스노클 배기관로와 각각 교통하게 형성되는 하우징 내에서 배기가스의 배출경로를 조절하는 삼방향 밸브체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 외부 배기밸브의 삼방향 밸브체는 내부에 상기 기관 배기관로와 상기 수상 배기관로 및 상기 스노클 배기관로와 개별적으로 교통하는 유동경로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 삼방향 밸브체는 상기 하우징 내에서 상기 유동경로를 제외한 나머지 부위를 수밀화하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 잠수함의 배기경로 조절장치에 의하면, 잠수함의 배기가스에 대한 배출경로 중에서 수상 배기관로와 스노클 배기관로 사이의 분기지점에 설치되는 외부 배기밸브의 구조를 변경함으로써 수상 항해 또는 스노클 항해시 각각 해당 배기구를 통해 배기가스를 원활하게 배출시킬 수 있도록 조절하고, 이와 더불어 배기계통의 설계 및 제작을 보다 단순하면서도 용이하게 수행할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 기존 잠수함의 배기계통에 설치되는 경로 조절밸브에 대한 삭제를 통해 해당 밸브의 설치에 따라 각각 필요로 하는 장착 공간 및 관련 설비를 폐지할 수 있을 뿐만 아니라, 경로 조절밸브의 작동에 필요로 하는 유압 설비와 함께 액츄에이터도 함께 폐지할 수 있으므로, 배기계통의 장비 설계 및 이와 관련된 주변 설비의 제작을 한층 더 용이하게 함과 동시에 건조 비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

도 1은 종래, 디젤기관형 잠수함의 배기계통에 대한 구성으로, 배기경로의 조절을 위한 장치의 개략적인 설치상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 디젤기관형 잠수함의 배기계통에 대한 구성으로, 배기가스의 배출경로를 제어하기 위한 주요 구성부위만을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 밸브의 폐쇄상태를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 밸브의 작동에 따라 기관 배기관로와 수상 배기관로 사이의 교통상태를 도시한 측단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 밸브의 작동에 따라 기관 배기관로와 스노클 배기관로 사이의 교통상태를 도시한 측단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 디젤기관형 잠수함의 배기계통은 종래 구조를 도시한 도 1에 도시된 바와 같이, 연소후 배기가스(폐기)의 배출을 위한 기관 배기관로(10), 상기 기관 배기관로(10)와 연결되고 함의 압력선체(12)를 관통하여 외부로 설치되는 함외 배기관로(10'), 잠수함의 항해 방식에 따라 배기가스의 배출경로를 전환하기 위해 상기 함외 배기관로(10')와 병렬 연결되는 수상 배기관로(14)와 스노클 배기관로(16)를 구비한다.

도 2를 참조로 하면, 본 발명은 수상 항해 또는 스노클 항해시 각각 배기가스의 배출경로를 전환하기 위해 상기 함외 배기관로(10')로부터 상기 수상 배기관로(14) 또는 상기 스노클 배기관로(16)로의 분기지점에 외부 배기밸브(18)를 설치한다.

상기 외부 배기밸브(18)는 상기 기관 배기관로(10)와 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)와 각각 교통하게 설치되는 하우징(18a), 상기 하우징(18a) 내에서 기밀한 상태로 회전 가능하게 설치되고 배출경로를 조절하는 원통형상의 삼방향 밸브체(18b), 및 상기 하우징(18a) 내에서 상기 삼방향 밸브체(18b)의 회전을 조절하기 위해 설치되는 유압 또는 공압식 액츄에이터(미도시)를 포함한다.

이 경우, 상기 외부 배기밸브(18)의 삼방향 밸브체(18b)는 상기 기관 배기관로(10)에 대해 상기 함외 배기관로(10')를 거쳐 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)와의 교통을 전부 차단시키거나, 상기 기관 배기관로(10)에 대해 상기 함외 배기관로(10')를 거쳐 상기 수상 배기관로(14) 또는 상기 스노클 배기관로(16) 중 어느 하나를 선택적으로 교통시키는 역할을 수행한다.

이를 위해 상기 외부 배기밸브(18)의 삼방향 밸브체(18b)는 내부에 상기 함외 배기관로(10')와 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)와 개별적으로 교통 가능한 "T"자 형태의 유동경로(18c)를 각각 형성하고, 상기 함외 배기관로(10')와 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)도 상기 하우징(18a)에 대해 상기 유동경로(18c)와 부합하는 위치에서 교통 가능하게 설치된다. 다만, 본 발명의 실시예에서 상기 삼방향 밸브체(18b)는 내부에 상기 유동경로(18c)를 "T"자 형태로 설정하고 있으나, 이러한 구성은 각각의 관로들에 대한 배치관계를 통해 적절하게 변경될 수 있다.

또한, 상기 외부 배기밸브(18)에 있어, 상기 하우징(18a)은 내부에 상기 삼방향 밸브체(18b)와의 교통 가능한 포트, 즉 유동경로(18c)의 입구를 제외한 나머지 부위 전체를 수밀화할 수 있는 구조로 형성된다.

이 결과, 본 발명은 잠항시 도 3에 도시된 바와 같이 상기 외부 배기밸브(18)의 하우징(18a) 내에서 상기 삼방향 밸브체(18b)의 유동경로(18c)를 폐쇄 위치로 전환함으로서 상기 수상 배기관로(14) 또는 상기 스노클 배기관로(16)를 통해 상기 기관 배기관로(10)로 해수의 유입을 차단할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 수상 항해시 도 4에 도시된 바와 같이 상기 외부 배기밸브(18)의 하우징(18a) 내에서 상기 삼방향 밸브체(18b)의 유동경로(18c)를 상기 수상 배기관로(14)와 교통 가능한 위치로 전환함으로서 상기 기관 배기관로(10)에서 배출되는 배기가스는 상기 함외 배기관로(10')를 거쳐 상기 수상 배기관로(14)를 통해 함외로 원활하게 배출될 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 스노클 항해시 도 5에 도시된 바와 같이 상기 외부 배기밸브(18)의 하우징(18a) 내에서 상기 삼방향 밸브체(18b)의 유동경로(18c)를 상기 스노클 배기관로(16)와 교통 가능한 위치로 전환함으로서 상기 기관 배기관로(10)에서 배출되는 배기가스는 상기 함외 배기관로(10')를 거쳐 상기 스노클 배기관로(16)를 통해 함외로 원활하게 배출될 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 디젤기관형 잠수함의 배기계통에 대한 제작시 수상 배기관로(14)와 스노클 배기관로(16) 사이의 분기지점에서 설치되는 외부 배기밸브(18)에 대한 구조 변경을 통해 수상 항해 또는 스노클 항해시 각각 해당 배출경로의 선택적인 전환을 매개로 배기가스를 원활하게 배출시킬 수 있고, 특히 기존 잠수함의 배기계통에서 필수적으로 설치되어야 하는 경로 조절밸브에 대한 폐지를 통해 배기계통의 설계와 제작을 보다 간편하게 할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 해당 밸브의 설치에 대한 삭제를 통해 장착 공간과 관련 설비의 제작과 설치공정을 폐지할 수 있고, 이를 통해 배기계통의 장비 설계 및 이와 관련된 주변 설비의 제작과 설치를 보다 용이하게 함과 동시에 건조 비용도 크게 절감할 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-기관배기관로 12-압력선체
14-수상배기관로 16-스노클배기관로
18-외부배기밸브 18a-하우징
18b-삼방향 밸브체 18c-유동경로
20-경로조절밸브

Claims (3)

1. 잠수함의 배기가스 배출경로에 설치되어 수상 항해 또는 스노클 항해시 배기가스의 배출경로를 각각 해당하는 경로로 조절하기 위한 장치로서,
   기관의 배기계통과 연결되는 기관 배기관로(10);
   상기 기관 배기관로(10)와 교통하고 수상 항해시 배기가스를 외부로 배출시키는 수상 배기관로(14);
   상기 기관 배기관로(10)와 교통하고 스노클 항해시 배기가스를 외부로 배출시키는 스노클 배기관로(16);
   상기 수상 배기관로(14)와 상기 스노클 배기관로(16) 사이의 분기지점에 설치되는 외부 배기밸브(18);
   상기 외부 배기밸브(18)는 상기 기관 배기관로(10)와 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)와 각각 교통하게 형성되는 하우징(18a) 내에서 기밀한 상태로 회전 가능하게 설치되고 배기가스의 배출경로를 조절하는 원통형상의 삼방향 밸브체(18b); 및
   상기 삼방향 밸브체(18b)의 회전을 조절하기 위해 설치되는 유압 또는 공압식 액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함의 배기경로 조절장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 외부 배기밸브(18)의 삼방향 밸브체(18b)는 내부에 상기 기관 배기관로(10)와 상기 수상 배기관로(14) 및 상기 스노클 배기관로(16)와 개별적으로 교통하는 유동경로(18c)를 형성하는 것을 특징으로 하는 잠수함의 배기경로 조절장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 삼방향 밸브체(18b)는 상기 하우징(18a) 내에서 상기 유동경로(18c)를 제외한 나머지 부위를 수밀화하여 설치되는 것을 특징으로 하는 잠수함의 배기경로 조절장치.
   

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