KR101537016B1 - 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조에 관한 것이다. 본 발명은, 피스톤 내부에 상기 피스톤의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성되어 해수가 통과하는 기능을 수행하여 피스톤 내측에 걸리는 수압을 제어하는 미세관; 을 포함한다.
이에 의해, 피스톤에 해수가 이동할 수 있는 미세관을 설치하고 미세관을 제어함으로써, 피스톤 내측 실린더의 압력을 낮춰 압력을 제어하는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은 어뢰 발사 초기의 실린더 내 과도한 압력을 낮추어, 발사 메커니즘에 대한 제어를 정밀하게 수행 가능한 효과를 제공한다.

Description

워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조{Torpedo launch tube piston structure for pressure control based on water ram mode}

본 발명은 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 피스톤(Piston)에 의해 해수 압축 시 급격히 증가하는 초기 압력에 의한 어뢰 및 발사관의 손상 발생을 억제하며, 어뢰 발사관 내 압력을 용이하게 제어하도록 하기 위한 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조에 관한 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 워터 램(Water Ram) 방식에 따른 어뢰 발사 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 경우 워터 램 방식은 유압 또는 공압으로 구동되는 피스톤에 의해 실린더 내의 물을 가압하여 그 압축수로 어뢰 발사관(Torpedo Launch Tube)의 발사체를 발사하는 방식이다.

이 경우, 피스톤(Piston)에 의해 해수를 압축할 때, 초기 압력이 급격히 증가하여 어뢰 및 발사관에 손상이 발생할 수 있고, 발사관 내 압력을 제어하는데 어려움이 있다.

1. 해저용 실린더 및 그것을 이용한 버킷(Cylinder and bucket using in seabed) (특허출원번호 제10-2008-0056446호) 2. 압축수방식 충격흡수형 무장발사관(External torpedo tube) (특허출원번호 제10-2007-0003712호)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 피스톤에 해수가 이동할 수 있는 미세관을 설치하고 미세관을 제어함으로써, 피스톤 내측 실린더의 압력을 낮춰 압력을 제어하기 위한 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 어뢰 발사 초기의 실린더 내 과도한 압력을 낮추어, 발사 메커니즘에 대한 제어를 정밀하게 수행 가능하도록 하기 위한 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는, 상기 피스톤 내부에 상기 피스톤의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성되어 해수가 통과하는 기능을 수행하여 피스톤 내측에 걸리는 수압을 제어하는 미세관; 을 포함한다.

이 경우 본 발명의 제 1 실시예의 경우, 유압 또는 공압 방식의 밸브 제어관을 통한 상기 미세관을 통과하는 유량을 제어하기 위해 형성되는 유량 제어 밸브; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 2 실시예의 경우, 상기 피스톤 내부에 상기 피스톤의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 상기 미세관을 통해 해수가 통과하는 기능을 수행하는 압력제어 피스톤; 및 한쪽 끝단이 상기 피스톤 벽면과 맞닿으며 다른 끝단은 압력제어 피스톤과 맞닿아 형성되는 스프링; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 3 실시예의 경우, 상기 피스톤의 외벽에 상기 피스톤의 길이 방향으로 형성되어 스프링을 밀어 열리는 경우 해수가 통과하도록 하는 압력판; 을 더 포함하며, 상기 미세관은, 한쪽 끝단이 상기 압력판에 의해 개폐되며, 상기 압력판이 형성된 영역이 반대편 끝단 영역과 다르게 델타(delta) 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 스프링은, 디폴트(default) 상태에서 상기 압력판의 내측면과 미리 설정된 각도(45 내지 65°)를 이루어 형성되며, 상기 압력판의 회전축을 중심으로 회전시 압축되며, 상기 압력판에 의해 압축되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는, 피스톤에 해수가 이동할 수 있는 미세관을 설치하고 미세관을 제어함으로써, 피스톤 내측 실린더의 압력을 낮춰 압력을 제어하는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는, 어뢰 발사 초기의 실린더 내 과도한 압력을 낮추어, 발사 메커니즘에 대한 제어를 정밀하게 수행 가능한 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 워터 램 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조에 의한 효과를 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 워터 램(water ram) 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 워터 램(water ram) 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는 압력 센서(11), 유량 제어 밸브(12), 미세관(13), 유압 또는 공압 방식의 밸브 제어관(14), 그리고 압력 제어부(미도시)를 포함한다.

이러한 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는 미세관(13)을 포함한 압력 제어를 기반으로 피스톤(1: piston)에 의한 해수 압축 시 초기 압력의 급격한 증가를 방지할 수 있다.

보다 구체적으로, 압력 센서(11)는 피스톤(1)에 의한 해수 압축시의 압력을 측정하여, 압력 제어부(미도시)로 전송한다.

이에 따라, 압력 제어부는 유압 또는 공압 방식의 밸브 제어관(14)을 통해 해수가 통과하는 미세관(13)에 대한 유량을 제어하는 유량 제어 밸브(12)를 제어함으로써, 피스톤(1)에 의한 압력을 감소시키는 기능을 수행한다.

유량 제어 밸브(12)는 피스톤(1) 내부에 상기 피스톤의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성된 미세관(13)에 대한 유량을 제어하며, 유압 또는 공압 방식의 밸브 제어관(14)을 통해 밸브를 열고 닫기 위해 형성된다.

미세관(13)은 해수가 통과하는 기능을 수행하며, 도시된 바와 같이 밸브 제어관(14) 방향을 기준으로 대칭되도록 2개가 형성될 수 있다.

밸브 제어관(14)은 상술한 바와 같이 유압 또는 공압 방식으로 각 유량 제어 밸브(12)를 제어한다.

이러한 압력 센서(11), 유량 제어 밸브(12), 미세관(13), 유압 또는 공압 방식의 밸브 제어관(14), 그리고 압력 제어부(미도시)를 포함하는 압력 제어 방식을 통해 잠수함 어뢰 발사 시스템상에서 피스톤(1)으로 해수를 압축 시, 급격히 증가하는 초기 압력에 의한 어뢰 및 발사관에 손상이 발생을 방지하며, 발사관 내 압력을 제어하는데 중요한 역할을 수행할 수 있다.

즉 도 5와 같이 종래의 기술에 따른 피스톤(1)의 압축에 의한 압력의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프(Curve1)와 달리 본 발명에 따른 미세관(13)에 각각 알력 제어 밸브(12)를 구비한 워터 램(water ram) 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조에 의한 경우의 압력 변화 그래프(Curve2)는 초기 압력이 현저하게 감소한 것으로 나타난다.

즉, 압력 센서(11)에 의해 미리 설정된 기준 이상의 압력이 걸릴 경우 유압 또는 공압으로 작동하는 유량 제어 밸브(12)로 미세관(13)을 열어 피스톤(1) 내측 실린더(2)의 압력을 낮출 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 압력제어 피스톤(21), 미세관(22) 및 스프링(23)을 포함한다. 이러한 도 3과 같은 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는 미세관(22)을 포함한 압력 제어를 기반으로 피스톤(1)에 의한 해수 압축 시 초기 압력의 급격한 증가를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도 2의 구조의 유량 제어 밸브(12)를 제외하고 스프링(23) 구성 유닛을 통해 단순하게 제어하는 장점을 제공한다.

압력제어 피스톤(21)은 미세관(22)의 축 방향으로 움직이도록 형성되어 도 3에 도시된 바와 같이 스프링(23)을 압축하는 방향으로 이동 시 하부의 미세관(22)을 통해 해수가 통과하는 통로가 형성되도록 하는 구조를 제공한다.

미세관(22)은 L형으로 형성되며, 압력제어 피스톤(21)과 연결된 구조로 형성된다. 미세관(22)은 압력제어 피스톤(21)의 이동에 따라 압력제어 피스톤(21)의 이동 방향의 하부면에 형성된 공간과 연결된 통로를 통해 해수가 지나가는 통로를 형성한다.

스프링(23)은 한쪽 끝단이 피스톤(1) 벽면과 맞닿으며, 다른 끝단은 압력제어 피스톤(21)과 맞닿아 형성된다.

이러한 도 3과 같은 구성을 통해 피스톤(1) 내측에 걸리는 수압을 제어함과 동시에 압력 제어 기구 구성을 단순하게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 스프링(31), 미세관(32) 및 압력판(33)을 포함한다. 이러한 도 4와 같은 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조는 미세관(32)을 포함한 압력 제어를 기반으로 피스톤(1)에 의한 해수 압축 시 초기 압력의 급격한 증가를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 도 3과 동일한 목적으로 도 2의 구조의 유량 제어 밸브(12)를 제외하고 스프링(23) 구성 유닛을 통해 단순하게 제어하는 장점을 제공한다.

압력판(33)은 피스톤(1)의 외벽에 피스톤(1)의 길이 방향으로 형성되어 스프링(31)을 밀어 열리는 경우 해수가 통과하는 기능을 수행한다.

스프링(31)은 디폴트(default) 상태에서 압력판(33)의 내측면과 미리 설정된 각도(45 내지 65°)를 이루어 형성되며, 압력판(33)의 회전축을 중심으로 회전시 압축되며, 압력판(33)이 피스톤(1) 내측으로 밀리는 기능을 수행한다.

미세관(32)은 도 2와 같이 피스톤(1) 내부에 피스톤의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성되어 해수가 통과하는 기능을 수행하며, 한쪽 끝단이 상술한 압력판(33)에 의해 개폐되며, 압력판(33)이 형성된 영역은 반대편 끝단 영역과 다르게 델타(delta) 형상으로 형성된다.

상술한 도 2 내지 도 4와 같은 압력 제어를 위한 기구 구성에 의해 도 5와 같이 어뢰 발사 초기의 실린더(2) 내 과도한 압력을 낮추어, 발사 메커니즘 제어가 쉬운 장점을 제공한다.

즉, 잠수함의 어뢰 발사 방식 중 워터 램(Water Ram) 방식을 기반으로 하는 본 발명은 유압 또는 공압으로 구동되는 피스톤(1)에 의해 실린더(2) 내의 물을 가압하여 그 압축수로 발사체를 발사하는 방식인데, 피스톤(1)에 의해 해수를 압축할 때, 초기 압력이 급격히 증가하여 발사관 내 압력을 제어하는데 어려움을 극복하고, 피스톤(1)에 과도한 수압을 제어할 수 있는 구조를 제공한다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1: 피스톤
2: 실린더
11: 압력 센서
12: 유량 제어 밸브
13, 22, 32: 미세관
14: 밸브 제어관
21: 압력제어 피스톤
23, 31: 스프링

Claims (5)

1. 피스톤 내부에 상기 피스톤의 길이 방향과 직교하는 방향으로 형성되어 해수가 통과하는 기능을 수행하여 피스톤 내측에 걸리는 수압을 제어하는 미세관을 포함하고,
   상기 피스톤의 외벽에 상기 피스톤의 길이 방향으로 형성되어 스프링을 밀어 열리는 경우 해수가 통과하도록 하는 압력판을 더 포함하며,
   상기 미세관은,
   한쪽 끝단이 상기 압력판에 의해 개폐되며, 상기 압력판이 형성된 영역이 반대편 끝단 영역과 다르게 델타(delta) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   유압 또는 공압 방식의 밸브 제어관을 통해 상기 미세관을 통과하는 유량을 제어하기 위해 형성되는 유량 제어 밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 미세관의 축 방향으로 움직이도록 형성되어 스프링을 압축하는 방향으로 이동 시 하부의 미세관을 통해 해수가 통과하는 통로가 형성되도록 하는 압력제어 피스톤; 및
   한쪽 끝단이 상기 피스톤 벽면과 맞닿으며 다른 끝단은 상기 압력제어 피스톤과 맞닿아 형성되는 스프링; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 스프링은,
   디폴트(default) 상태에서 상기 압력판의 내측면과 미리 설정된 각도(45 내지 65˚)를 이루어 형성되며, 상기 압력판의 회전축을 중심으로 회전시 압축되며, 상기 압력판에 의해 압축되는 것을 특징으로 하는 워터 램 방식 기반의 압력 제어를 위한 어뢰 발사관 피스톤 구조.
   

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