KR102096133B1 - 잠수함 긴급 부상장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잠수함에 관한 것으로서, 특히 긴급 부상 시에 장착된 부력 추를 낙하시켜 신속하게 부상할 수 있도록 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 긴급 부상 시에 저면에 장착된 부력 추를 낙하하여 부상할 수 있도록 구성된 잠수함 긴급 부상장치로서, 압력 선체의 저면에 위치하며 잠금 또는 잠금해제되는 잠금편이 형성된 부력 추와, 압력 선체의 외면에 장착되어 잠금편을 잠금하는 잠금부와, 상부는 압력 선체 내부에 위치하고 하부는 압력 선체 외측에 위치하도록 압력 선체를 관통하며 잠금부가 잠금편을 잠금한 상태를 유지하도록 지지하거나 지지를 해제하여 잠금편이 잠금부에서 해체되도록 구동하는 구동부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

잠수함 긴급 부상장치{Submarine Emergency Float Apparatus}
본 발명은 잠수함에 관한 것으로서, 특히 긴급 부상 시에 장착된 부력 추를 낙하시켜 신속하게 부상할 수 있도록 구성한 것이다.
일반적으로 잠수함의 선체는 잠항(潛航)을 위해 높은 수압에도 견딜 수 있는 원통 형상의 압력 선체(Pressure Hull)의 내압 구조물로 제작되며, 잠수함의 저면에는 외부 케이싱이 장착되어 공간활용도를 증대시킨다.
한편, 잠수함이 잠항 중에 상승 또는 하강하고자 할 시에 선수와 선미에 장착된 밸러스트 탱크에 밸러스트 수를 충수 또는 배수하여 상승 또는 하강하게 되는데, 이 보다 신속하게 부상하여야 하는 긴급상황이 발생할 경우 선수 또는 선미의 밸러스트 탱크에 밸러스트 수를 충수 및 배수하기에는 시간적으로 너무 부족하다는 단점이 있다.
이 경우를 대비하여 일반적으로 선체 내에 설치된 압축공기시스템으로부터 압축공기를 선체 내부로 배출시켜 신속하게 부양할 수 있게 구성하고 있으나, 간혹 발생하는 긴급상황 시에 압축공기시스템에 결함이 발생할 경우 신속한 부상이 어려워 큰 위험에 처할 수 있다는 문제점이 내재되어 있다.
일본 공개특허공보 특개평7-198844호(공개일 1995.08.01) 대한민국 공개특허공보 제2014-0139151호(공개일 2014.12.05)
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 잠수함의 선체 저면에 부력 추를 장착하여 긴급 부상이 필요할 시에 부력 추를 낙하하여 긴급 부상이 가능하도록 구성한 잠수함 긴급 부상장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 긴급 부상 시에 저면에 장착된 부력 추를 낙하하여 부상할 수 있도록 구성된 잠수함 긴급 부상장치로서, 압력 선체의 저면에 위치하며 잠금 또는 잠금해제되는 잠금편이 형성된 부력 추와, 압력 선체의 외면에 장착되어 잠금편을 잠금하는 잠금부와, 상부는 압력 선체 내부에 위치하고 하부는 압력 선체 외측에 위치하도록 압력 선체를 관통하며 잠금부가 잠금편을 잠금한 상태를 유지하도록 지지하거나 지지를 해제하여 잠금편이 잠금부에서 해체되도록 구동하는 구동부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구동부는, 길이가 신축 가능한 유압시스템과, 압력 선체를 관통하여 고정된 샤프트 하우징과, 샤프트 하우징의 내부에 위치하며 상단은 유압시스템에 장착되어 유압시스템의 신축에 의해 회전하는 샤프트와, 압력 선체의 외측으로 연장된 샤프트의 하단이 절곡되어 형성된 락커를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 잠금부는, 압력 선체의 외측면에 고정된 한 쌍의 러그와, 한 쌍의 러그를 관통하여 위치하며 자유롭게 회전 가능한 회전축과, 한 쌍의 러그 사이에 위치하며 회전축에 고정되어 회전축과 함께 선회하며 구동부의 락커에 의해 지지되거나 지지 해제되는 락킹 플레이트와, 한 쌍의 러그 바깥측에 위치하며 회전축을 따라 함께 회전하는 한 쌍의 걸쇠를 포함한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 부력 추에 고정된 한 쌍의 잠금편에는 관통공이 형성되며, 한 쌍의 걸쇠가 잠금편의 관통공에 삽입된 상태에서 락커가 락킹 플레이트의 저면을 지지하여 부력 추를 잠금한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 잠수함의 선수 방향인 부력 추의 전면은 빗면으로 형성되며, 압력 선체의 저면에 장착된 외부 케이싱에는 부력 추의 빗면과 대응하는 빗면이 형성되며, 부력 추는 관성에 의해 빗면을 따라 미끄러지면서 낙하한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잠수함 긴급 부상장치는 잠수함의 선저면에 잠금 또는 잠금해제 가능한 부력 추가 장착되어 긴급 부상이 필요할 시에 잠금을 해제하여 부력 추를 수중으로 낙하시킴으로써, 가벼워진 잠수함이 긴급 부상할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 잠수함 긴급 부상장치는 잠금 및 잠금해제하는 유압시스템이 압력 선체 내부에 위치하도록 구성함으로써, 혹시 부력 추 낙하에 필요한 유압시스템의 작동 불능 시에 선원이 유압시스템으로 조작하여 수동으로 잠금을 해제할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잠수함 긴급 부상장치가 설치된 압력 선체 내부와 부력 추의 위치를 나타낸 개념도이고,
도 2는 도 1에 도시된 부력 추의 측면도이며,
도 3은 도 2에 도시된 부력 추의 잠금 관계를 나타낸 측단면도이고,
도 4는 도 2에 도시된 부력 추의 잠금 관계를 나타낸 정단면도이다.
도 5는 구동부의 작동에 따른 잠금 해제관계를 나타낸 개념도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 잠수함 긴급 부상장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 잠수함 긴급 부상장치가 설치된 압력 선체 내부와 부력 추의 위치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 부력 추의 측면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 부력 추의 잠금 관계를 나타낸 측단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 부력 추의 잠금 관계를 나타낸 정단면도이다. 그리고 도 5는 구동부의 작동에 따른 잠금 해제관계를 나타낸 개념도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 압력 선체(110)에는 긴급 부상장치의 구동부(130)가 장착되고, 압력 선체(110)의 외측 저면에는 잠금부(140)가 장착되며, 잠금부(140)는 압력 선체(110)의 저면에 위치하는 부력 추(120)를 잠금한 상태에서 구동부(130)에 의해 잠금부가 지지됨으로써 잠금이 해제되지 않고 잠금이 유지된다.
이 상태에서 구동부(130)가 작동하여 지지하던 잠금 상태를 해체하면 잠금부(140)와 부력 추(120)의 잠금은 해제되면서 부력 추(120)가 압력 선체(110)의 하부방향으로 낙하된다.
아래에서는 이와 같이 구성된 잠수함 긴급 부상장치에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압력 선체(110)의 내부에는 구동부(130)가 위치한다.
구동부(130)는 액추에이터로서 그 길이가 신축 가능한 유압시스템(131)과, 압력 선체(110)의 저면에 관통해 위치하는 샤프트 하우징(133)과, 샤프트 하우징(133)의 내부에 위치하며 상단은 유압시스템(131)에 장착되어 유압시스템(131)의 신축에 의해 회전하는 샤프트(135)와, 압력 선체(110)의 외측 방향인 샤프트 하우징(133) 하단 밖으로 연장된 샤프트(135)의 하단이 절곡되어 형성된 락커(137)를 포함한다.
보다 구체적으로 도 1과 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유압시스템(131)의 로드(131R)는 샤프트(135)의 상단 일측에 힌지 결합된다. 따라서 유압시스템(131)의 스트로크 신축에 따라 샤프트(135)는 회전하게 된다.
샤프트 하우징(133)은 압력 선체(110)를 관통하여 고정된 상태로 샤프트 하우징(133)의 내부에 위치한 샤프트(135)의 상단은 압력 선체(110)의 내부에 위치하고 샤프트(135)의 하단은 압력 선체(110)의 외부에 위치한다.
또한 샤프트(135)의 하단에는 측방향으로 절곡된 구조의 락커(137)가 형성된다.
따라서 구동부(130)의 작동 즉 유압시스템(131)이 신축하게 되면 그에 따라 샤프트(135)가 회전하게 되고, 샤프트(135)의 회전에 따라 락커(137) 또한 선회하게 된다.
한편 락커(137)의 선회 범위 내에 잠금부(140)가 위치하며, 잠금부(140)는 압력 선체(110)의 외측에 장착된다.
잠금부(140)는 압력 선체(110)의 외측면에 고정된 한 쌍의 러그(141)와, 한 쌍의 러그(141)를 관통하여 위치하며 자유롭게 회전 가능한 회전축(143)과, 한 쌍의 러그(141) 사이에 위치하며 회전축(143)에 고정되어 회전축(143)과 함께 선회하는 락킹 플레이트(145)와, 한 쌍의 러그(141) 바깥측에 위치하며 회전축(143)을 따라 함께 선회하는 한 쌍의 걸쇠(147)를 포함한다.
따라서 회전축(143)이 회전하면 락킹 플레이트(145)와 걸쇠(147)가 연동하여 회전축(143)의 회전 방향과 동일하게 회전하게 된다.
여기에서 구동부(130)의 락커(137)의 회전범위는 한 쌍의 러그(141)의 사이 공간으로서, 샤프트(135)가 회전함에 있어 락커(137)가 한 쌍의 러그(141) 사이로 진입해 들어가 락킹 플레이트(145)의 저면에 위치하여 락킹 플레이트(145)를 받쳐주거나 또는 한 쌍의 러그(141)의 사이 공간에서 벗어남으로써 락킹 플레이트(145)를 지지하지 않고 락킹 플레이트(145)가 자유롭게 선회할 수 있도록 한다.
한편 부력 추(120)의 상면에는 한 쌍의 잠금편(121)이 고정된다.
잠금편(121)은 잠금부(140)의 걸쇠(147)와 각각 대응하여 마주하게 고정되며, 잠금편(121)의 상단에 형성된 관통공(121H)에 걸쇠(147)가 진입하거나 또는 빠져 나오게 된다.
따라서 걸쇠(147)가 선회하여 잠금편(121)의 관통공(121H)에 삽입된 상태로 위치하면, 부력 추(120)의 잠금편(121)이 걸쇠(147)에 걸쳐져 낙하하지 않고 압력 선체(110)의 저면에 고정되어 위치한다. 이때에는 앞서 설명한 바와 같이 구동부(130)의 락커(137)가 잠금부(140)의 락킹 플레이트(145)의 저면을 받쳐준 상태이며, 부력 추(120)의 하중에 의해 걸쇠(147)가 선회하려는 것을 락커(137)가 락킹 플레이트(145)를 받쳐 지지함으로써 부력 추(120)를 잠금하게 된다.
이와 같이 잠금된 상태에서는 유압시스템(131)의 스트로크가 중립 상태이며, 잠금해제하기 위해서는 스트로크가 신장 또는 수축되어야 샤프트(135)가 회전하게 된다.
아래에서는 선체에 장착된 구동부(130)와 잠금부(140) 그리고 부력 추(120)에 고정된 잠금편(121)의 구성에 있어 구동부(130)의 유압시스템(131)의 작동에 따른 잠금해제 관계에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유압시스템(131)의 스트로크가 신장 또는 수축하게 되면 유압시스템(131)의 로드(131R)에 힌지 결합된 샤프트(135)가 회전하게 되고, 샤프트(135)의 회전에 의해 락커(137) 또한 선회하면서 받쳐주고 있던 락킹 플레이트(145)에서 벗어나게 된다.
이와 같이 락커(137)가 선회하여 락킹 플레이트(145)에서 벗어나게 되면 잠금부(140)의 회전축(143)은 자유롭게 회전 가능한 상태가 되고, 걸쇠(147)에 가해지는 부력 추(120)의 하중에 의해 걸쇠(147)는 낙하하는 부력 추(120)의 잠금편(121)을 따라 하향으로 선회하게 되며, 결국 잠금이 해제되어 부력 추(120)가 압력 선체(110)에서 하향으로 낙하하게 된다.
이와 같이 부력 추(120)가 낙하하여 압력 선체(110)에서 제거됨에 따라 압력 선체(110)의 중량이 가벼워져 긴급 부상이 가능하게 된다.
한편 유압시스템(131)의 작동은 압력 선체(110)의 중앙제어실(도면에 도시 안 됨)에서 작동 제어가 이루어지지만, 비상 시에 작동에 오류가 발생하여 부력 추(120)가 낙하하지 않을 경우 선원이 압력 선체(110) 내부에 위치한 구동부(130) 쪽으로 이동한 상태에서 샤프트(135)를 강제로 회전시킬 수 있도록 구성된다.
이를 위해 구동부(130)의 잠금은 유압시스템(131)의 스트로크 중간지점에서 잠금이 이루어지도록 구성한 것이다.
수동으로 잠금 해제시키고자 할 경우 우선, 유압시스템(131)의 유압을 해제하고 선원이 해머 등으로 유압시스템(131)과 샤프트(135)의 연결된 부위를 타격하여 샤프트(135)가 회전한다. 이때 스트로크가 수축하는 방향으로 로드(131R)가 이동하도록 타격하는 것이 잠금해제함에 있어 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 잠수함 긴급 부상장치는 부력 추(120)의 낙하가 용이하도록 부력 추(120)의 일면이 빗면(120S)을 갖게 구성되며, 압력 선체(110)의 외측에 고정되는 외부 케이싱(111) 또한 부력 추(120)의 빗면(120S)과 대응한 빗면(111S)이 형성된다.
통상적으로 긴급 부상은 잠수함이 상승 시보다는 수평 잠항 또는 하강 시에 발생하는 경우가 많다. 그 이유는 부상하기 위해 잠수함의 선수를 상향으로 올리기에 시간적으로 부족할 시에 부력 추를 낙하하여 긴급 부상할 수 있도록 구성되기 때문이다.
이와 같이 수평 잠항 시에 부력 추(120)의 잠금을 해제하게 되면, 잠금이 해제되는 순간 부력 추(120)에 작용하는 관성에 의해 부력 추(120)가 감속하는 잠수함의 선체에 부딪혀 충격을 주게 되는데, 잠수함의 선수 쪽 방향인 부력 추(120)의 전면이 빗면(120S)으로 형성되고 외부 케이스(111)에도 이와 대응하는 빗면(111S)이 형성됨으로써, 감속하는 잠수함에서 부력 추(120)를 낙하하더라도 부력 추(120)가 빗면(111S, 120S)을 따라 미끄러지면서 충격을 완화할 수 있게 된다.
하강 시 또한 잠금을 해제할 경우 부력 추(120)가 빗면(111S, 120S)을 따라 미끄러지면서 압력 선체(110)에서 이탈하게 된다.
따라서 부력 추(120)의 전면은 빗면(120S)으로 형성된 것이 바람직하며, 부력 추(120)를 감싸는 외부 케이싱(111) 또한 빗면(120S)과 대응하는 빗면(111S)이 형성된 것이 바람직하다.
한편, 부력 추(120)의 후면 또한 빗면으로 구성한 것이 바람직하겠으나, 빗면을 구성함에 따른 외부 케이싱(111)의 공간 손실이 크게 됨에 따라 공간확보를 위해 부력 추(120)의 후면을 수직면(120V)과 유사한 구조를 갖게 구성하는 것이 보다 바람직하다.
110 : 압력 선체
111 : 외부 케이싱
111S, 120S : 빗면
120 : 부력 추
121 : 잠금편
121H : 관통공
120V : 수직면
130 : 구동부
131 : 유압시스템
133 : 샤프트 하우징
135 : 샤프트
137 : 락커
140 : 잠금부
141 : 러그
143 : 회전축
145 : 락킹 플레이트
147 : 걸쇠

Claims (5)

  1. 긴급 부상 시에 저면에 장착된 부력 추(120)를 낙하하여 긴급 부상할 수 있도록 구성된 잠수함 긴급 부상장치로서,
    압력 선체(110)의 저면에 위치하며 잠금 또는 잠금해제되는 잠금편(121)이 형성된 부력 추(120)와,
    압력 선체(110)의 외면에 장착되어 잠금편(121)을 잠금하는 잠금부(140)와,
    상부는 압력 선체(110) 내부에 위치하고 하부는 압력 선체(110) 외측에 위치하도록 압력 선체(110)를 관통하며 잠금부(140)가 잠금편(121)을 잠금한 상태를 유지하도록 지지하거나 지지를 해제하여 잠금편(121)이 잠금부(140)에서 해체되도록 구동하는 구동부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함 긴급 부상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    구동부(130)는,
    길이가 신축 가능한 유압시스템(131)과,
    압력 선체를 관통하여 고정된 샤프트 하우징(133)과,
    샤프트 하우징(133)의 내부에 위치하며 상단은 유압시스템(131)에 장착되어 유압시스템(131)의 신축에 의해 회전하는 샤프트(135)와,
    압력 선체(110)의 외측으로 연장된 샤프트(135)의 하단이 절곡되어 형성된 락커(137)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함 긴급 부상장치.
  3. 제2항에 있어서,
    잠금부(140)는,
    압력 선체(110)의 외측면에 고정된 한 쌍의 러그(141)와,
    한 쌍의 러그(141)를 관통하여 위치하며 자유롭게 회전 가능한 회전축(143)과,
    한 쌍의 러그(141) 사이에 위치하며 회전축(143)에 고정되어 회전축(143)과 함께 선회하며 구동부(130)의 락커(137)에 의해 지지되거나 지지 해제되는 락킹 플레이트(145)와,
    한 쌍의 러그(141) 바깥측에 위치하며 회전축(143)을 따라 함께 회전하는 한 쌍의 걸쇠(147)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함 긴급 부상장치.
  4. 제3항에 있어서,
    부력 추(120)에 고정된 한 쌍의 잠금편(121)에는 관통공(121H)이 형성되며, 한 쌍의 걸쇠(147)가 잠금편(121)의 관통공(121H)에 삽입된 상태에서 락커(137)가 락킹 플레이트(145)의 저면을 지지하여 부력 추(120)를 잠금하는 것을 특징으로 하는 잠수함 긴급 부상장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    잠수함의 선수 방향인 부력 추(120)의 전면은 빗면(120S)으로 형성되며, 압력 선체(110)의 저면에 장착된 외부 케이싱(111)에는 부력 추(120)의 빗면과 대응하는 빗면(111S)이 형성되며, 부력 추(120)는 관성에 의해 빗면(111S, 120S)을 따라 미끄러지면서 낙하하는 것을 특징으로 하는 잠수함 긴급 부상장치.
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