KR102112180B1 - 무인수상정 및 온도유지방법 - Google Patents

무인수상정 및 온도유지방법 Download PDF

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KR102112180B1 KR1020190111609A KR20190111609A KR102112180B1 KR 102112180 B1 KR102112180 B1 KR 102112180B1 KR 1020190111609 A KR1020190111609 A KR 1020190111609A KR 20190111609 A KR20190111609 A KR 20190111609A KR 102112180 B1 KR102112180 B1 KR 102112180B1
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Abstract

본 발명은 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서, 내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부; 상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하도록, 상기 내부공간과 연통되는 연결라인을 구비하고, 상기 몸체부의 상면에 설치되는 순환부;를 포함하는 무인수상정 및 온도유지방법으로서, 공기를 배출하여 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 무인수상정 및 온도유지방법에 관한 것이다.

Description

무인수상정 및 온도유지방법{Unmanned surface vehicle and the temperature maintenance method}
본 발명은 무인수상정 및 온도유지방법에 관한 것으로, 무인수상정 내부의 온도가 상승하는 것을 억제 혹은 방지할 수 있는 무인수상정 및 온도유지방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무인수상정(Unmanned surface vehicle)은 항만, 해상 등의 감시 및 해상 플랫폼 보호 등을 위해 개발된 수상정으로, 해상에서 다목적 용도로 사용될 수 있다. 이러한, 무인수상정은 육상 기지 또는 항해 중인 함정의 통제소에서 원격 조종을 통해 작동시킬 수 있다. 또는, 무인수상정에 미리 설정값을 입력하고 입력된 설정값을 통해 자율 운행하도록 할 수 있다. 이를 위해, 무인수상정은 내부에 무인수상정을 제어하는 컨트롤 PC와, 주변 상황을 계측할 수 있는 계측장비 및 계측 정보를 저장하는 저장장비 등을 구비한다. 상기 장비들은 수분 및 염분에 취약하기 때문에, 무인수상정의 선체를 밀폐하고, 밀폐된 선체 내부에 상기 장비들을 구비한다.
하지만, 밀폐된 선체에 장비들을 설치하므로, 장비들이 동작하며 발생되는 열기에 의해 밀폐된 선체 내부의 온도가 상승하는 문제가 발생되었다. 선체 내부의 온도 상승은 내부 장비들의 오작동을 발생시켰다. 또한, 선체 내부의 온도 상승은 여름과 같이 외부 온도가 상대적으로 높은 계절에 내부 장비의 고장을 발생시켰다.
KR 2001-0108873 A
본 발명은 무인수상정 내부의 온도 상승을 억제 혹은 방지할 수 있는 무인수상정 및 온도유지방법을 제공한다.
본 발명은 무인수상정 내부의 공기를 외부로 배출시켜 무인수상정 내부의 온도를 유지시킬 수 있는 무인수상정 및 온도유지방법을 제공한다.
본 발명은 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서, 내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부; 상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하도록, 상기 내부공간과 연통되는 연결라인을 구비하고, 상기 몸체부의 상면에 설치되는 순환부;를 포함한다.
본 발명은 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서, 내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부; 상기 내부공간과 연통되는 제1 통로와, 상기 제1 통로와 연통되고 상기 제1 통로보다 내경이 작은 제2 통로를 포함하는 순환부;를 포함한다.
본 발명은 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서, 내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부; 상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하도록, 상기 내부공간과 연통되는 순환부; 및 상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있도록, 상기 순환부를 향하여 설치되는 보조순환부;를 포함한다.
본 발명은 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서, 내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부; 상기 내부공간과 연통되는 순환부; 및 상기 몸체부 외부의 피처리물을 필터링하여 상기 내부공간으로 유입되는 것을 억제할 수 있도록, 상기 순환부에 설치되는 필터부;를 포함한다.
상기 몸체부 외부의 피처리물이 상기 내부공간으로 유입되는 것을 억제할 수 있도록, 상기 피처리물을 필터링하는 필터부;를 포함한다.
상기 몸체부는, 상부면에 형성되는 관통홀을 포함하고, 상기 순환부는, 상기 내부공간으로 비산되는 피처리물을 차단할 수 있고, 상기 관통홀과 연통되는 상기 연결라인을 형성하는 커버부재를 포함한다.
상기 커버부재는, 상기 관통홀과 마주보도록 상기 커버부재의 하면에 형성되는 유입구; 상기 커버부재의 측면에서 상기 유입구보다 상측에 형성되는 배출구; 및 상기 유입구와 배출구를 연결하는 상기 연결라인;을 포함한다.
상기 연결라인은, 상기 유입구에서 상하방향으로 연장되는 제1 통로; 및 상기 제1 통로에서 반경방향으로 하향 경사지게 연장되고, 상기 배출구와 연결되는 제2 통로;를 포함한다.
상기 유입구는, 내경이 상기 제1 통로의 내경 이상의 길이를 가지고, 상기 배출구는, 내경이 상기 제2 통로의 내경 이하의 길이를 가지며, 상기 제2 통로는, 내경이 상기 제1 통로의 내경 이하의 길이를 가진다.
상기 제1 통로는, 상측 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지고, 상기 제2 통로는, 반경방향의 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아진다.
상기 커버부재는, 상기 제1 통로와 상기 제2 통로가 연결되는 부위가 라운드면으로 형성되고, 상기 제1 통로와 마주보면 내주면이 라운드면으로 형성된다.
상기 제2 통로는, 복수개 구비되고 상기 제1 통로의 중심에서 원주방향을 따라 방사형으로 이격 배치된다.
상기 필터부는, 상기 배출구와 제2 통로 중 적어도 어느 하나에 설치되는 필터부재를 포함한다.
상기 순환부는, 상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있도록, 상기 몸체부 내에서 상기 몸체부의 상면을 향하여 설치되는 순환기를 더 포함한다.
본 발명은 무인수상정의 내부 온도를 유지하는 방법으로서, 상기 무인수상정의 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하고 상기 공기를 이동시키는 과정; 및 상기 무인수상정의 외부로 상기 공기를 배출시켜 상기 내부공간의 온도를 유지하는 과정;을 포함한다.
상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하고 상기 공기를 이동시키는 과정은, 상기 공기의 이동경로를 변경시키는 과정; 및 상기 공기의 이동속도를 변경시키는 과정;을 포함한다.
상기 공기의 이동경로를 변경시키는 과정은, 상기 공기를 상승시키는 과정; 상기 공기를 상승 방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 과정; 공기가 유입되는 위치보다 높은 위치에서 상기 공기를 배출시키는 과정;을 포함한다.
상기 공기의 이동속도를 변경시키는 과정은, 공기가 유입되어 배출되는 방향으로 상기 공기의 이동속도를 증가시키는 과정;을 포함한다.
상기 공기의 이동속도를 증가시키는 과정은, 공기가 유입되어 배출되는 방향으로 각 경로의 내경을 점점 작게 형성하는 과정;을 포함한다.
상기 내부공간으로 상기 무인수상정 외부의 피처리물의 유입을 차단하는 과정;을 포함한다.
상기 피처리물의 유입을 차단하는 과정은, 공기가 배출되는 경로에서 상기 피처리물을 흡수하는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무인수상정의 내부공간에 상승 흐름을 형성하여 내부공간의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 이에, 내부공간의 가열된 공기를 외부로 배출시켜 내부공간의 온도 상승을 억제 혹은 방지할 수 있다.
또한, 공기가 이동하는 통로의 내경을 점점 작게 형성하여 공기의 이동속도를 점차적으로 빠르게 형성할 수 있다. 이에, 내부공간의 공기를 외부로 더 신속하게 배출시킬 수 있다.
또한, 무인수상정 내부에 배치되는 순환기를 통해 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있다. 이에, 내부공간에 공기의 상승 흐름을 더 효과적으로 형성할 수 있고, 내부의 공기를 외부로 더 효과적으로 배출시킬 수 있다.
또한, 무인수상정 외부의 피처리물을 흡수할 수 있는 필터부를 마련하여 피처리물이 내부공간으로 유입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에, 내부의 장비들이 피처리물에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인수상정의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 순환부의 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 공기의 이동을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 커버부재의 구조를 나타내는 부분단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 온도유지방법을 나타내는 플로우차트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하에서는 해상에서 사용되는 무인수상정(USV)을 기준으로 하여 실시 예를 설명한다. 하기에서, 무인수상정 외부의 피처리물은 해수, 수분, 염분 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나 피처리물의 적용범위는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인수상정의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무인수상정(100)은 해상에서 이동할 수 있는 기기이다. 무인수상정(100)은 주변 환경을 측정하는 계측장비, 측정된 정보를 저장하는 저장장비 및 무인수상정(100)의 경로를 설정하고 무인수상정(100)의 이동을 제어하는 제어장비를 구비할 수 있다. 저장장비 및 제어장비는 후술하는 몸체부(110)의 내부에 설치될 수 있다. 여기서, 레이더, 계측장비, 저장장비 및 제어장비는 무인수상정(100)에 적용되는 일반적인 구성일 수 있고, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 상기 장비들을 특정 구성으로 제한할 필요가 없다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예인 무인수상정(100)은 내부 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정(100)으로서, 내부공간(112)을 갖는 몸체부(110) 및 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성하도록 내부공간(112)과 연통되는 순환부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 무인수상정(100)은 몸체부(110) 외부의 피처리물이 내부공간(112)으로 유입되는 것을 억제할 수 있는 필터부(130)를 더 포함할 수 있다.
몸체부(110)는 무인수상정(100)의 몸체를 구성하며, 일방향(이하 길이방향이라함)으로 연장되어 형성될 수 있다. 몸체부(110)는 몸체부(110)의 외관을 구성하는 프레임(111), 프레임(111)의 내부에 구비되는 내부공간(112) 및 프레임(111)에 형성되는 관통홀(113)을 포함할 수 있다.
프레임(111)은 몸체부(110)의 외관을 형성하며, 상면과 하면 및 3개의 측면을 갖는 오면체 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 길이방향을 기준으로 양단부 중 일측 단부를 향할수록 폭이 좁아지는 모양으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임(111)은 길이방향에서 바라본 단면이 등변사다리꼴 형상일 수 있다. 여기서, 프레임(111)은 예컨데, 일반적인 수상정의 선체를 포함할 수 있다.
프레임(111)은 내부에 공간을 갖을 수 있다. 프레임(111)에 의해 둘러쌓여 형성되는 상기 공간이 내부공간(112)일 수 있다. 내부공간(112)에는 상술한 바와 같이 저장장비 및 제어장비가 마련될 수 있다. 즉, 내부공간(112)을 형성하는 프레임(111)에 저장장비 및 제어장비가 설치될 수 있다. 내부공간(112)의 공기는 저장장비 및 제어장비에서 발생된 열에 의해 가열될 수 있고, 이에 내부공간(112)의 공기의 온도가 올라갈 수 있다.
또한, 프레임(111)은 상부면에 상하방향으로 관통된 관통홀(113)이 형성될 수 있다. 여기서, 상하방향은 길이방향에 수직하게 직교하는 방향일 수 있다. 보다 구체적으로, 관통홀(113)은 내부공간(112)을 형성하는 프레임(111)의 상부면에 형성될 수 있다. 이에, 관통홀(113)은 내부공간(112)과 연통될 수 있다. 하지만, 프레임(111) 및 관통홀(113)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
순환부(120)는 관통홀(113)을 통해 내부공간(112)과 연통될 수 있고, 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있다. 순환부(120)는 내부공간(112)으로 비산되는 피처리물을 차단할 수 있는 커버부재(121)를 포함할 수 있다. 또한, 순환부(120)는 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있는 순환기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 순환부의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 커버부재의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 커버부재(121)는 관통홀(113)과 마주보도록, 프레임(111)의 상측에 설치될 수 있다. 커버부재(121)는 관통홀(113)을 덮을 수 있도록 관통홀(113)보다 큰 면적으로 형성될 수 있다. 이에, 몸체부(110)로 비산되는 외부의 피처리물이 관통홀(113)을 통해 내부공간(112)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 커버부재(121)는 프레임(111)과 별체로 형성되어 용접 등의 방식으로 프레임(111)에 결합될 수 있다.
보다 구체적으로, 커버부재(121)는 길이방향과 폭방향으로 연장되고, 상하방향으로 소정의 두께를 가지는 구조체일 수 있다. 여기서, 폭방향은 길이방향에 수평하게 직교하고, 상하방향에 수직하게 직교하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 커버부재(121)는 길이방향의 길이와 폭방향의 길이가 동일하고, 길이방향의 길이보다 짧은 길이의 두께를 갖는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
커버부재(121)는 내부공간(112)에서 유입된 공기가 이동할 수 있다. 이를 위해, 커버부재(121)는 커버부재(121)의 내부로 공기가 유입되는 유입구(121a), 커버부재(121)에서 외부로 공기를 배출하는 배출구(121b) 및 유입구(121a)와 배출구(121b)를 연결하는 연결라인(121c)을 포함할 수 있다.
유입구(121a)는 관통홀(113)과 마주보도록 커버부재(121)의 하면에 형성될 수 있다. 여기서, 유입구(121a)는 관통홀(113)과 동심을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 유입구(121a)는 관통홀(113)과 동일한 크기로 형성되거나 혹은 관통홀(113)의 크기보다 작게 형성될 수 있다. 유입구(121a)와 관통홀(113)의 크기 관계는 하기에서 다시 설명한다. 유입구(121a)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
배출구(121b)는 커버부재(121)의 측면에 형성되며, 유입구(121a)보다 상측에 배치될 수 있다. 여기서, 배출구(121b)는 커버부재(121)의 측면에서 복수개 형성될 수 있다. 하기에서는 배출구(121b)가 4개로 마련되며, 직육면체 형상으로 마련되는 커버부재(121)의 4개의 측면에 각각 하나씩 형성되는 경우를 예시적으로 설명한다. 하지만, 배출구(121b)의 개수 및 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
연결라인(121c)은 커버부재(121)의 내부에 형성되며, 유입구(121a)와 배출구(121b)를 연결하는 통로일 수 있다. 즉, 연결라인(121c)은 유입구(121a) 및 관통홀(113)을 통해 내부공간(112)과 연통되며, 커버부재(121)로 유입된 공기를 이동시킬 수 있다. 연결라인(121c)은 제1 통로(121d)와 제2 통로(121e)를 포함할 수 있다. 하기에서는 제1 통로(121d)가 단수개로 마련되고, 제2 통로(121e)가 복수개, 즉 4개로 마련된 경우를 예시적으로 설명한다.
제1 통로(121d)는 유입구(121a)에서 상하방향으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 제1 통로(121d)는 커버부재(121)의 하면에서 내부를 관통하여 상하방향으로 함몰 형성될 수 있다. 여기서, 제1 통로(121d)는 상측 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작게 형성될 수 있다. 일반적으로, 유체는 동일한 유량일 때 통과하는 단면적이 좁을수록 이동속도를 빠르게 형성할 수 있다. 이에, 제1 통로(121d)의 내경의 크기를 상측 단부로 갈수록 점점 더 작게 형성하므로, 제1 통로(121d)를 통과하는 공기가 상측으로 더 원활하고 신속하게 이동하게 할 수 있다. 예를 들어, 제1 통로(121d)는 원뿔대 형상으로 커버부재(121)의 내부를 관통하여 상하방향으로 함몰 형성될 수 있다. 하지만, 제1 통로(121d)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제2 통로(121e)는 제1 통로(121d)에서 반경방향으로 연장 형성되고, 배출구(121b)와 연결되며, 커버부재(121)를 관통하여 형성될 수 있다. 여기서, 반경방향은 제1 통로(121d)의 중심축을 기준으로 수직하게 직교하는 방향들일 수 있다. 또한, 제2 통로(121e)는 배출구(121b)의 형성 개수에 맞추어 상술한 바와 같이 4개로 형성될 수 있다. 즉, 제2 통로(121e)는 제1 통로(121d)의 중심에서 원주방향을 따라 방사형으로 이격되어 형성될 수 있다. 여기서, 원주방향은 제2 통로(121e)의 중심축을 기준으로 하는 원의 둘레 방향일 수 있다. 이에, 제1 통로(121d)로 유입된 공기가 4개로 마련된 제2 통로(121e)들 중 어느 한 곳에 집중되지 않고 4개의 제2 통로(121e) 모든 곳에 균일하게 공기가 유입될 수 있다.
또한, 제2 통로(121e)는 제1 통로(121d)에서 반경방향으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 만일, 제2 통로(121e)를 반경방향으로 수평하게 형성하거나 혹은 반경방향으로 상향 경사지게 형성할 경우, 커버부재(121)로 비산되는 빗물 혹은 해수가 제2 통로(121e)를 타고 제1 통로(121d)로 유입될 수 있다. 제1 통로(121d)로 유입된 빗물 혹은 해수는 관통홀(113)을 통과하여 내부공간(112)으로 유입될 수 있고, 내부공간(112)에 배치된 저장장비 및 제어장비와 접촉하여 상기 장비들의 고장을 발생시킬 수 있다. 이에, 제2 통로(121e)를 반경방향으로 하향 경사지게 형성하여 비산되는 빗물 혹은 해수가 제2 통로(121e)를 타고 내부공간(112)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 통로(121e)는 반경방향의 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작게 형성될 수 있다. 상술한 바와 동일한 이유로, 제2 통로(121e)의 내경의 크기를 점점 더 작게 형성하므로, 제2 통로(121e)를 통과하는 공기가 반경방향으로 더 신속하고 원활하게 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 통로(121e)는 원뿔때 형상으로 제1 통로(121d)에서 커버부재(121)를 반경방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 여기서, 제2 통로(121e)의 내경 중 길이가 가장 짧은 부분은 배출구(121b)의 내경과 길이가 같거나 혹은 길게 형성될 수 있다. 배출구(121b)와 제2 통로(121e)의 크기 관계는 하기에서 다시 설명한다.
한편, 커버부재(121)는 제1 통로(121d) 제2 통로(121e)가 연결되는 부위가 라운드 면으로 형성될 수 있고, 제1 통로(121d)와 마주보는 내주면이 라운드면으로 형성될 수 있다. 도 3(b)를 참조하면, 커버부재(121)는 제1 통로(121d)에서 복수개의 제2 통로(121e)로 연결되는 부위가 라운드면으로 형성될 수 있다 또한, 제1 통로(121d)의 상측 단부와 마주보는 내주면의 중심부가 제1 통로(121d)를 향하도록 돌출된 라운드면으로 형성될 수 있다.
일반적으로, 유체가 흐르는 통로의 내부에서 유체의 유동은 통로의 중심부로 갈수록 유체의 속도가 더 빠르게 형성된다. 즉, 통로의 내부에서 중심부의 외측으로 갈수록 유체의 속도가 중심부에 비해 상대적으로 느리게 형성될 수 있다. 이로부터, 제1 통로(121d)에서 제2 통로(121e)로 연결되는 부분의 중심부보다 중심부의 외측 부분에서의 공기의 속도가 상대적으로 느리게 형성될 수 있고, 이에 통로의 중심부에 비해 공기의 흐름이 상대적으로 원활하지 못할 수 있다. 이에, 제1 통로(121d)와 제2 통로(121e)가 연결되는 부분을 형성하는 커버부재(121)의 내주면을 라운드면으로 형성하여 통로의 중심부 외측에서도 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있다.
또한, 제1 통로(121d)의 상측 단부와 접하는 내주면을 라운드면으로 형성할 수 있다. 즉, 내주면의 중심부를 커버부재(121)의 내측으로 돌출된 라운드면으로 형성하므로, 제1 통로(121d)를 통과한 공기의 이동경로를 원활하게 변경시킬 수 있다. 즉, 제1 통로(121d)를 통과한 공기를 라운드면과 접촉시켜 이동경로를 상하방향에서 반경방향으로 변경시킬 수 있다. 이에, 공기의 흐름을 원활하게 변경하여 제1 통로(121d)에서 제2 통로(121e)로 공기를 더 원활하게 유입시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 커버부재의 구조를 나타내는 부분단면도이다. 도 4를 참조하여, 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)의 내경의 크기 관계를 설명한다.
도 4를 참조하면, 관통홀(113)의 내경의 길이는 D1 일 수 있고, 유입구(121a)의 내경의 길이는 D2 일 수 있고, 제1 통로(121d)의 내경의 길이는 D3 일 수 있고, 제2 통로(121e)의 내경의 길이는 D4 일 수 있고, 배출구(121b)의 내경의 길이는 D5 일 수 있다. 이때, 제1 통로(121d)의 내경 길이 D3는 제1 통로(121d)의 내경의 길이 중 가장 긴 길이일 수 있고, 제2 통로(121e)의 내경 길이 D4 는 제2 통로(121e)의 내경의 길이 중 가장 짧은 길이일 수 있다.
여기서, 유입구(121a)의 내경 길이 D2는 제1 통로(121d)의 내경 길이 D3 이상의 길이로 형성될 수 있고, 배출구(121b)의 내경 길이 D5는 제2 통로(121e)의 내경 길이 D4 이하의 길이로 형성될 수 있으며, 제1 통로(121d)의 내경 길이 D3는 제2 통로(121e)의 내경 길이 D4 이상의 길이로 형성될 수 있다. 즉, 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)의 내경의 길이는 D1≥D2≥D3≥D4≥D5 의 크기로 형성될 수 있다.
일반적으로, 공기는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이 유체는 통과하는 단면적이 상대적으로 넓은 곳에서는 속도가 감속하고, 통과하는 단면적이 상대적으로 좁은 곳에서는 속도가 증가한다. 압력과 속도 사이의 관계를 알려주는 베르누이 정리(Bernouli's law)를 통해 알 수 있듯, 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 속도가 증가하면 압력이 높아짐을 알 수 있다. 즉, 내경의 길이가 길수록 통과하는 유체의 속도가 감소하고 내부 압력이 높을 수 있고, 내경의 길이가 짧을수록 통과하는 유체의 속도가 증가하고 내부 압력이 낮아질 수 있다.
이로부터, 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)의 내경의 길이를 점차적으로 작게 형성하므로, 즉 내경의 길이를 D1≥D2≥D3≥D4≥D5의 크기로 형성하므로 관통홀(113)에서 배출구(121b) 쪽으로 압력을 점차적으로 낮게 형성할 수 있다. 이에, 관통홀(113)과 연통된 내부공간(112)에서 배출구(121b)를 향하는 방향으로 공기의 이동이 발생할 수 있고, 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있다. 하지만, 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)의 크기 관계는 이에 한정되지 않고 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있는 다양한 형태로 마련될 수 있다.
순환기(미도시)는 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있다. 순환기는 몸체부(110) 내에서 몸체부(110)의 상면을 향하는 방향으로 설치될 수 있다. 즉, 내부공간(112)을 형성하는 프레임(111)에서 프레임(111)의 상면을 향하여 설치될 수 있다. 순환기는 프레임(111)의 상면을 향하여 공기를 밀어낼 수 있고, 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있다. 예를 들어, 순환기는 블로워(blower) 혹은 팬(fan)을 포함할 수 있다. 하지만, 순환기의 종류, 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
필터부(130)는 피처리물이 내부공간(112)으로 유입되는 것을 억제할 수 있도록, 피처리물을 필터링할 수 있다. 즉, 피처리물을 흡수할 수 있다. 필터부(130)는 배출구(121b) 혹은 제2 통로(121e) 중 적어도 어느 하나에 설치되는 필터부재(131)를 포함할 수 있다. 하기에서는 필터부(130)가 배출구(121b)에 설치되는 경우를 예시적으로 설명한다. 이에, 필터부재(131)가 배출구(121b)로 유입되는 피처리물을 흡수하므로, 배출구(121b)와 연통된 내부공간(112)으로 피처리물이 유입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 여기서, 필터부재(131)는 활성탄과 같은 카본 종류로 형성될 수 있고, 수분 및 염분을 흡착하여 제거할 수 있다. 하지만, 필터부재(131)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하여, 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성하고 공기를 외부로 배출시키는 과정을 설명한다.
내부공간(112)의 공기는 저장장비 및 제어장비에 의해 온도가 상승할 수 있다. 즉, 공기가 가열될 수 있다. 이에, 가열된 공기 중 일부가 대류 현상에 의해 내부공간(112)의 상측으로 이동할 수 있다. 또한, 관통홀(113)의 내부 압력이 내부공간(112)의 내부 압력보다 상대적으로 낮으므로, 공기를 내부공간(112)에서 관통홀(113)을 향하는 방향으로 흐르게 할 수 있다. 즉, 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있다.
관통홀(113)로 유입된 공기는 관통홀(113)의 내부 압력보다 상대적으로 압력이 낮은 유입구(121a)로 유입될 수 있다. 이후, 유입구(121a)로 유입된 공기는 유입구(121a)보다 내부 압력이 상대적으로 압력이 낮은 제1 통로(121d)로 유입될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 공기는 상측 단부로 갈수록 내경이 점점 작게 형성되는 제1 통로(121d)를 통과하면서 속도를 증가시킬 수 있다.
제1 통로(121d)를 통과한 공기는 제1 통로(121d)보다 상대적으로 압력이 낮은 제2 통로(121e)로 유입될 수 있다. 이때, 가열된 공기는 라운드면과 접촉하면서 상하방향에서 반경방향으로 이동경로를 원활하게 변경할 수 있다. 또한, 제1 통로(121d)에서와 같이, 제2 통로(121e)를 통과시키서 공기의 속도를 점점 증가시킬 수 있다. 제2 통로(121e)를 통과한 공기를 제2 통로(121e)보다 상대적으로 압력이 낮은 배출구(121b)로 이동시킬 수 있고, 배출구(121b)를 통과하여 외부로 배출시킬 수 있다.
즉, 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)에서의 내부 압력을 상대적으로 낮게 형성하여 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있다. 또한, 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)에서 공기의 흐름을 점차적으로 빠르게 형성하여 내부공간(112)에서 몸체부(110)의 외부로 가열된 공기를 더 신속하고 원활하게 배출시킬 수 있다. 이에, 내부공간(112)의 가열된 공기가 외부로 배출되므로, 내부공간(112)의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 온도유지방법에 대해 설명하기로 한다. 온도유지방법은 무인수상정(100)의 내부 온도를 유지하는 방법으로서, 무인수상정(100)의 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성하고 공기를 이동시키는 과정(S110) 및 무인수상정(100)의 외부로 공기를 배출시켜 내부공간(112)의 온도를 유지하는 과정(S120)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 온도유지방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예인 온도유지방법을 설명한다.
무인수상정(100)은 내부공간(112)을 형성하는 프레임(111)에 저장장비 및 제어장비를 구비하며, 상기 장비들에서 발생되는 열기에 의해 내부공간(112)의 공기가 가열될 수 있다. 이에, 내부공간(112)의 가열된 공기를 외부로 배출시킬 필요가 있다.
먼저, 내부공간(112)에 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있다. 즉, 압력 차이에 의해 상대적으로 압력이 높은 내부공간(112)에서 상대적으로 압력이 낮은 관통홀(113)로 공기의 흐름을 형성할 수 있다. 내부공간(112)에서 관통홀(113)로 공기의 흐름을 형성함에 따라, 내부공간(112)에서 공기의 상승 흐름을 형성할 수 있다. 이에, 내부공간(112)의 공기를 이동시켜 커버부재(121)를 통과시킬 수 있다(S110).
내부공간(112)의 공기를 이동시켜 커버부재(121)를 통과시키는 과정은 공기의 이동경로를 변경시키는 과정과 공기의 이동속도를 변경시키는 과정을 포함할 수 있다.
먼저, 공기의 이동경로를 변경시키는 과정은 공기를 상승시키고, 상승한 공기를 상승 방향에 대하여 교차하는 방향으로 이동시키며, 상기 교차하는 방향으로 이동한 공기를 배출시키는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 커버부재(121)의 유입구(121a)로 유입된 공기를 제1 통로(121d)를 통과시키면서 상승 이동시킬 수 있고, 제2 통로(121e)를 통과시키면서 상기 교차하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2 통로(121e)를 통과한 공기는 배출구(121b)를 통과하여 외부로 배출시킬 수 있다.
공기의 이동속도를 변경시키는 과정은 공기가 유입되어 배출되는 방향으로 공기의 이동속도를 점차적으로 증가시키는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 내경의 크기가 점차적으로 작게 형성되는 관통홀(113), 유입구(121a), 제1 통로(121d), 제2 통로(121e) 및 배출구(121b)로 공기를 통과시면서 공기의 이동속도를 점차적으로 빠르게 할 수 있다. 이에, 가열된 공기를 신속하게 외부로 배출시킬 수 있다.
또한, 가열된 공기를 외부로 배출시키는 동안, 내부공간(112)으로 외부의 피처리물의 유입을 차단할 수 있다. 즉, 배출구(121b)에 형성된 필터부재(131)가 외부에서 배출구(121b)로 유입되는 피처리물을 흡수할 수 있다. 이에, 가열된 공기를 외부로 배출시키는 과정 중에 피처리물이 커버부재(121)를 통과하여 내부공간(112)으로 유입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
이처럼, 무인수상정(100)의 내부공간(112)에 상승 흐름을 형성하고, 내부공간(112)의 가열된 공기를 외부로 배출시키므로 내부공간(112)의 온도 상승을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에, 내부공간(112)을 형성하는 프레임(111)에 설치된 저장장비 및 제어장비의 온도 상승을 억제 혹은 방지시킬 수 있고, 저장장비 및 제어장비의 고장 및 계측오류 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 공기가 이동하는 통로의 내경을 점점 작게 형성하여 공기의 이동속도를 점차적으로 빠르게 형성하므로 공기의 배출을 더 효과적으로 할 수 있다. 또한, 무인수상정(100) 내부에 배치되는 순환기를 통해 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있고 내부공간(112)에 상승 흐름 더 효과적으로 형성할 수 있다. 또한, 무인수상정(100) 외부의 피처리물을 흡수할 수 있는 필터부재(131)를 통해 피처리물이 내부공간으로 유입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 무인수상정 110: 몸체부
112: 내부공간 120: 순환부
121: 커버부재 130: 필터부

Claims (21)

  1. 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서,
    내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부;
    상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하도록, 상기 내부공간과 연통되는 연결라인을 구비하고, 상기 몸체부의 상면에 설치되는 순환부;포함하고,
    상기 연결라인은, 상하방향으로 연장되고 상측 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제1 통로와, 상기 제1 통로에서 반경방향으로 하향 경사지게 형성되고 반경방향 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제2 통로를 포함하는 무인수상정.
  2. 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서,
    내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부;
    상기 내부공간과 연통되고 상하방향으로 연장되며 상측 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제1 통로와, 상기 제1 통로와 연통되고 반경방향으로 하향 경사지게 형성되며 상기 제1 통로보다 내경이 작고 반경방향 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제2 통로를 포함하는 순환부;를 포함하는 무인수상정.
  3. 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서,
    내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부;
    상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하도록, 상기 내부공간과 연통되는 연결라인을 구비하고, 상기 몸체부에 설치되는 순환부; 및
    상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있도록, 상기 순환부를 향하여 설치되는 보조순환부;를 포함하고,
    상기 연결라인은, 상하방향으로 연장되고 상측 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제1 통로와, 상기 제1 통로에서 반경방향으로 하향 경사지게 형성되고 반경방향 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제2 통로를 포함하는 무인수상정.
  4. 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있는 무인수상정으로서,
    내부공간을 갖고, 상면의 적어도 일부가 개방되는 몸체부;
    상기 내부공간과 연통되는 연결라인을 구비하고, 상기 몸체부에 설치되는 순환부; 및
    상기 몸체부 외부의 피처리물을 필터링하여 상기 내부공간으로 유입되는 것을 억제할 수 있도록, 상기 순환부에 설치되는 필터부; 를 포함하고,
    상기 연결라인은, 상하방향으로 연장되고 상측 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제1 통로와, 상기 제1 통로에서 반경방향으로 하향 경사지게 형성되고 반경방향 단부로 갈수록 내경의 크기가 점점 작아지는 제2 통로를 포함하는 무인수상정.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부 외부의 피처리물이 상기 내부공간으로 유입되는 것을 억제할 수 있도록, 상기 피처리물을 필터링하는 필터부;를 포함하는 무인수상정.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 몸체부는, 상부면에 형성되는 관통홀을 포함하고,
    상기 순환부는, 상기 내부공간으로 비산되는 피처리물을 차단할 수 있고, 상기 관통홀과 연통되는 상기 연결라인을 형성하는 커버부재를 포함하는 무인수상정.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 커버부재는,
    상기 관통홀과 마주보도록 상기 커버부재의 하면에 형성되는 유입구;
    상기 커버부재의 측면에서 상기 유입구보다 상측에 형성되는 배출구; 및
    상기 유입구와 배출구를 연결하는 상기 연결라인;을 포함하는 무인수상정.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 통로는, 상기 유입구에서 연장되고,
    상기 제2 통로는, 상기 배출구와 연결되는 무인수상정.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유입구는, 내경이 상기 제1 통로의 내경 이상의 길이를 가지고,
    상기 배출구는, 내경이 상기 제2 통로의 내경 이하의 길이를 가지며,
    상기 제2 통로는, 내경이 상기 제1 통로의 내경 이하의 길이를 가지는 무인수상정.
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 커버부재는,
    상기 제1 통로와 상기 제2 통로가 연결되는 부위가 라운드면으로 형성되고, 상기 제1 통로와 마주보면 내주면이 라운드면으로 형성되는 무인수상정.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 통로는, 복수개 구비되고 상기 제1 통로의 중심에서 원주방향을 따라 방사형으로 이격 배치되는 무인수상정.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 필터부는, 상기 배출구와 제2 통로 중 적어도 어느 하나에 설치되는 필터부재를 포함하는 무인수상정,
  14. 청구항 1 내지 청구항 2 및 청구항 4 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 순환부는, 상기 내부공간에 공기의 상승 흐름을 가속할 수 있도록, 상기 몸체부 내에서 상기 몸체부의 상면을 향하여 설치되는 순환기를 더 포함하는 무인수상정.
  15. 무인수상정의 내부 온도를 유지하는 방법으로서,
    상기 무인수상정의 내부공간에 공기의 상승 흐름을 형성하고 상기 공기를 이동시키는 과정; 및
    상기 무인수상정의 외부로 상기 공기를 배출시켜 상기 내부공간의 온도를 유지하는 과정;을 포함하고,
    상기 공기를 이동시키는 과정은, 상기 공기의 이동경로를 변경시키는 과정과, 상기 공기의 이동속도를 변경시키는 과정을 포함하고,
    상기 공기의 이동경로를 변경시키는 과정은, 상승 이동하는 공기를 상승 방향과 교차하는 하향 경사진 방향으로 이동시키는 과정을 포함하고,
    상기 공기의 이동속도를 변경시키는 과정은, 상기 내부공간의 외측에 배치되는 각 경로의 내경을 점점 작게 형성하여 공기가 유입되어 배출되는 방향으로 상기 공기의 이동속도를 증가시키는 과정을 포함하는 온도유지방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 공기의 이동경로를 변경시키는 과정은,
    공기가 유입되는 위치보다 높은 위치에서 상기 공기를 배출시키는 과정;을 포함하는 온도유지방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 청구항 15 또는 청구항 17에 있어서,
    상기 내부공간으로 상기 무인수상정 외부의 피처리물의 유입을 차단하는 과정;을 포함하는 온도유지방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 피처리물의 유입을 차단하는 과정은,
    공기가 배출되는 경로에서 상기 피처리물을 흡수하는 과정;을 포함하는 온도유지방법.
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KR20010108873A (ko) 2000-06-01 2001-12-08 사태형 수중촬영 등에 사용되는 무인잠수정
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