KR102284702B1 - 수상정 및 냉각재 분사방법 - Google Patents

수상정 및 냉각재 분사방법 Download PDF

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KR102284702B1 KR1020200131120A KR20200131120A KR102284702B1 KR 102284702 B1 KR102284702 B1 KR 102284702B1 KR 1020200131120 A KR1020200131120 A KR 1020200131120A KR 20200131120 A KR20200131120 A KR 20200131120A KR 102284702 B1 KR102284702 B1 KR 102284702B1
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Abstract

본 발명은 수용공간을 갖고, 상기 수용공간과 연통되며 상하로 연장된 연돌을 구비하는 몸체부; 상기 연돌에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 연장되는 지지부; 신호를 송수신할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되는 안테나; 및 상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 상기 안테나와 상기 연돌 사이에 배치되는 냉각부;를 포함하는 수상정 및 냉각재 분사방법에 관한 것이다.

Description

수상정 및 냉각재 분사방법{Apparatus for Surface vehicle and method for spaying coolant}
본 발명은 수상정 및 냉각재 분사방법에 관한 것으로, 수상정에 구비되고 안테나가 설치되는 연돌을 냉각시킬 수 있는 수상정 및 냉각재 분사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수상정(Surface vehicle)은 항만, 해상 등의 감시 및 해상 플랫폼 보호 등을 위해 개발된 수상정으로, 해상에서 다목적 용도로 사용될 수 있다. 이러한, 수상정은 미리 입력된 설정값을 통해 자율 운행하거나, 혹은 사용자가 조타 시스템을 작동시켜 운행할 수 있다. 이를 위해, 수상정은 내부에 수상정을 제어하는 컨트롤 PC와, 주변 상황을 계측할 수 있는 계측장비 및 수상정을 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 동력장비를 등을 내부에 구비한다. 따라서, 수상정은 민간 분야, 산업 분야 및 군사 분야 등 다양한 분야에서 요구되고 있다.
한편, 수상정에는 내부의 장비들이 발생시키는 열기를 외부로 배출시키는 연돌이 구비될 수 있다. 연돌은 상하로 연장된 굴뚝 형상으로서 수상정 내부의 열기를 수상정의 외부로 배출시킬 수 있다. 연돌은 내부의 열기를 외부로 배출시키며 고온으로 가열될 수 있다. 이에, 수상정에 구비되는 부가 기기들 예컨데, 안테나 등이 연돌에 설치되지 못하였다.
한편, 수상정에 요구되는 수행 기능이 증가함에 따라, 수상정에 더 많은 부가 기기(즉, 안테나)가 설치될 필요가 증가하고 있다. 하지만, 기존의 구조물들에는 이미 다른 기능을 수행하는 부가 기기들이 구비되어 있어 추가적으로 부가 기기를 설치하지 못하는 공간 제약 문제가 발생하였다. 이에, 연돌과 같이 종래에 부가 기기들이 설치되지 못했던 구조물에 부가 기기를 설치해야 하는 기술적 필요가 증가하게 되었다.
KR 10-2020-0050100 A
본 발명은 연돌의 온도를 낮춰줄 수 있는 수상정 및 냉각제 분사방법에 관한 것이다.
본 발명은 연돌를 냉각시켜 연돌에 부가 기기(예컨데, 안테나)를 설치할 수 있는 수상정 및 냉각제 분사방법에 관한 것이다.
본 발명은 수용공간을 갖고, 상기 수용공간과 연통되며 상하로 연장된 연돌을 구비하는 몸체부; 상기 연돌에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 연장되는 지지부; 신호를 송수신할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되는 안테나; 및 상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 상기 안테나와 상기 연돌 사이에 배치되는 냉각부;를 포함한다.
본 발명은 수용공간을 갖고, 상기 수용공간과 연통되는 연돌을 구비하는 몸체부; 상기 연돌에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 연장되는 지지부; 신호를 송수신할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 이격 배치되는 복수의 안테나; 및 상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 복수의 상기 안테나와 상기 연돌 사이에 각각 배치되는 복수의 냉각부;를 포함한다.
상기 냉각부는, 내부에 냉각재가 이동하는 냉각재 이동경로를 형성하는 유체 공급배관; 상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 유체 공급배관과 연결되는 분사기; 및 상기 분사기로 공급되는 냉각재의 양을 조절할 수 있도록, 상기 유체 공급배관의 내부에 설치되는 조절기;를 포함한다.
상기 조절기는, 상기 냉각재 이동경로와 연통되도록 상기 냉각재 이동경로의 적어도 일부의 둘레를 감싸게 형성되는 내부공간을 갖는 몸체부재; 적어도 일부가 상기 몸체부재의 내부공간에서 상기 냉각재 이동경로로 이동 가능하게 설치되는 조절부재; 및 상기 조절부재를 이동시키도록, 상기 조절부재에 연결되는 구동부재;를 포함한다.
상기 조절부재는, 복수개로 마련되며, 상기 내부공간의 둘레를 따라 배치되고, 상기 내부공간에서 상기 냉각재 이동경로의 중심부로 회전 이동 가능하게 설치된다.
상기 유체 공급배관은, 냉각재가 저장되는 공간과 상기 몸체부재에 각각 연결되고, 상하로 연장되며 상기 지지부에 회전 가능하게 결합되는 제1 배관; 및 상기 몸체부재와 상기 분사기를 연결하는 제2 배관;을 포함한다.
상기 지지부는, 상기 연돌의 반경방향으로 연장되고, 연장된 단부가 상기 안테나의 하부와 회전 가능하게 연결되는 제1 지지기; 및 일측이 상기 연돌에 결합되고, 타측이 상기 안테나의 상부에 결합되며, 반경방향으로 신장 수축 가능하게 형성되는 제2 지지기;를 포함한다.
상기 냉각부에 연결되고, 상기 몸체부의 이동 여부와 외부 공기의 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 복수의 상기 냉각부 각각의 냉각재 분사량을 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
상기 제어부는, 상기 수용공간에 구비된 동력기의 작동을 감지하는 제1 감지부재와, 상기 몸체부의 진행방향 및 상기 몸체부에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 제2 감지부재를 구비하는 감지기; 상기 감지기에 연결되고, 상기 동력기의 작동 여부와 상기 몸체부의 진행방향 및 외부 공기의 흐름방향 중 적어도 어느 하나에 따라 복수의 상기 냉각부 중 분사량을 감소시킬 냉각부를 판단하는 판단기; 및 상기 판단기에 연결되고, 상기 조절기를 통해 상기 내부공간에서의 냉각재 유량을 제어하는 제어기;를 포함한다.
상기 제2 감지부재는, 진북방향을 기준으로 상기 몸체부의 진행방향을 감지하고, 상기 몸체부의 진행방향을 기준으로 외부 공기의 흐름방향을 감지한다.
상기 냉각재는, 액적 형태 혹은 미스트 형태로 분사되는 냉각수를 포함한다.
본 발명은 수상정에 구비된 연돌에 냉각재를 분사하는 방법으로서, 냉각재 이동경로를 갖는 유체 공급배관과 연결된 분사기를 상기 연돌과 상기 연돌에 결합된 안테나의 사이에 마련하는 과정; 상기 분사기를 이용하여, 상기 연돌을 향해 냉각재를 분사하는 과정; 및 상기 수상정의 이동 여부와 상기 수상정의 진행방향 및 외부 공기 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 연돌에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정;을 포함한다.
상기 연돌에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정은, 상기 수상정 내부에 구비된 동력기의 작동을 감지하는 과정; 상기 동력기의 작동 여부를 판단하는 과정; 및 판단 결과에 따라, 상기 냉각재 이동경로와 연통되고 상기 유체 공급배관에 형성된 내부공간의 직경의 크기를 조절하는 과정;을 포함한다.
상기 연돌에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정은, 상기 수상정의 진행방향 및 상기 수상정에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 과정; 상기 연돌의 둘레를 따라 복수개로 마련된 상기 분사기 중 분사량을 감소시킬 분사기를 판단하는 과정; 판단 결과에 따라, 상기 냉각재 이동경로와 연통되고 상기 유체 공급배관에 형성된 내부공간에서 냉각재 유량을 조절하는 과정;을 포함한다.
상기 내부공간에서 냉각재 유량을 조절하는 과정은, 상기 내부공간의 둘레를 따라 적어도 일부가 서로 중첩된 복수의 조절부재를 상기 냉각재 이동경로를 향하여 펼치거나 접는 과정;을 포함한다.
상기 수상정의 진행방향 및 상기 수상정에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 과정은, 진북방향을 기준으로 상기 수상정의 진행방향을 감지하고, 상기 수상정의 진행방향을 기준으로 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 과정;을 포함한다.
상기 분사량을 감소시킬 유체 공급배관을 판단하는 과정은, 복수개의 상기 유체 공급배관 중 외부 공기의 흐름에 대향하는 위치에 배치된 유체 공급배관을 선택하는 과정을 포함하고, 상기 내부공간에서 냉각재 유량을 조절하는 과정은, 상기 냉각재가 이동하는 경로의 직경의 크기를 감소시키는 과정을 포함한다.
상기 연돌을 향해 냉각재를 분사하는 과정은, 상기 유체 분사배관이 소정각도 반복 회전하며, 상기 연돌의 외주면에 냉각재를 일정하게 분사하는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 연돌을 냉각시켜 연돌에 설치되는 부가 장비(예컨데, 안테나)들이 정상적으로 작동하게 할 수 있다.
또한, 연돌을 냉각시킴에 있어서, 냉각재 분사량을 조절하여 냉각재가 낭비되는 것을 억제시킬 수 있으며, 효율적으로 냉각재 분사량을 조절할 수 있다.
또한, 연돌을 냉각시킴에 따라, 연돌에 추가적인 부가 설비를 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수상정의 사시도 및 정면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수상정의 확대 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조절기의 구조를 나타내는 도면.
도 4는 냉각부를 이용하여 연돌을 냉각시키는 모습을 나타내는 도면.
도 5는 몸체부의 이동방향 및 외부 공기의 흐름을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 조절기의 변형 예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각재 분사방법을 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.
본 발명은 내부의 열기를 배출시키는 연돌을 냉각시키고, 연돌에 안테나를 설치할 수 있는 수상정에 관한 것이다. 여기서, 수상정은 함정(Warship) 및 무인수상정(USV) 등을 포함할 수 있다. 하기에서는 수상정이 함정인 경우를 예시적으로 설명한다. 또한, 냉각재는 액적 형태 혹은 미스트 형태로 분사되는 냉각수를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수상정의 사시도 및 정면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 수상정(100)은 해상에서 이동할 수 있는 기기이다. 수상정(100)은 주변 환경을 측정하는 계측장비, 측정된 정보를 저장하는 저장장비, 수상정(100)의 경로를 설정하고 수상정(100)의 이동을 제어하는 제어장비 및 수상정(100)이 운행할 수 있는 동력을 생산하는 동력장비(이하, 동력기)를 구비할 수 있다. 계측장비, 저장장비, 제어장비 및 동력기는 후술하는 몸체부(110)의 내부에 설치될 수 있다. 여기서, 계측장비, 저장장비, 제어장비 및 동력기는 수상정(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 수상정(100)은 수용공간(112)을 갖고 수용공간(112)과 연통되며 상하로 연장된 연돌(114)을 구비하는 몸체부(110), 연돌(114)에 설치되고 연돌(114)의 둘레를 따라 연장되는 지지부(120), 신호를 송수신할 수 있도록 지지부(120)에 설치되는 안테나(130) 및 연돌(114)을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록 지지부(120)에 설치되고 안테나(130)와 연돌(114) 사이에 배치되는 냉각부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 수상정(100)은 후술하는 냉각부(140)의 조절기(143)의 작동을 제어하여 냉각부(140)의 냉각재 분사량을 조절하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.
몸체부(110)는 수상정(100)의 몸체를 구성하며, 일방향(이하 동서방향)으로 연장되어 형성될 수 있다. 몸체부(110)는 몸체부(110)의 외관을 이루는 프레임(111), 프레임(111)의 내부에 형성되는 공간인 수용공간(112), 프레임(111)의 상부에 설치되는 마스트(113) 및 수용공간(112)과 연통되는 연돌(114)을 포함할 수 있다.
프레임(111)은 몸체부(110)의 외관을 형성하며, 상면과 하면 및 3개의 측면을 갖는 오면체 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 동서방향을 기준으로 양단부 중 일측 단부를 향할수록 폭이 좁아지는 모양으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 프레임(111)은 동서방향에서 바라본 단면이 등변사다리꼴 형상일 수 있다. 여기서, 프레임(111)은 일반적인 선체의 형상일 수 있다.
프레임(111)은 내부에 공간을 가질 수 있다. 프레임(111)에 의해 둘러쌓여 형성되는 공간이 수용공간(112)일 수 있다. 수용공간(112)에는 상술한 바와 같이 계측장비, 저장장비, 제어장비 및 동력기가 마련될 수 있다. 수용공간(112)의 공기는 계측장비, 저장장비, 제어장비 및 동력기에서 발생된 열에 의해 가열될 수 있고, 수용공간(112)과 연통된 연돌(114)을 통해 가열된 공기(즉, 열기)를 몸체부(110)의 외부로 배출시킬 수 있다.
마스트(113)는 몸체부(110)의 상부에 구비된 수직형 기둥으로, 외주면에 복수의 안테나를 구비할 수 있다. 여기서, 마스트(113)는 수상정(100)에 적용되는 일반적인 구성일 수 있고, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 마스트(113)를 특정 구성으로 제한할 필요가 없다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
연돌(114)은 몸체부(110)의 상부에 설치되고, 내부의 가열된 공기를 외부로 배출시키는 통로일 수 있다. 연돌(114)은 상하방향으로 연장된 중공의 원기둥 형상으로 형성되며, 프레임(111)의 상면에 설치되고, 수용공간(112)과 연통될 수 있다. 여기서, 상하방향은 동서방향에 대하여 수직하게 직교하는 방향일 수 있다. 이에, 수용공간(112)의 가열된 공기들이 연돌(114)을 통과하여 외부로 배출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수상정의 확대 사시도이다. 하기에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 지지부(120), 안테나(130) 및 냉각부(140)의 구조를 설명한다.
지지부(120)는 연돌에 설치되고, 연돌(114)의 둘레(이하, 원주방향이라 함)를 따라 연장될 수 있다. 지지부(120)는 후술하는 안테나(130) 및 냉각부(140)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 지지부(120)는 제1 지지기(121) 및 제2 지지기(122)를 포함할 수 있다.
제1 지지기(121)는 연돌(114)의 반경방향을 따라 연장되고, 중심부에 상하방향으로 관통된 원판 형상으로 마련될 수 있다. 여기서, 반경방향은 상하방향에 대해 수직하게 직교하는 방향들을 포함하며, 반경방향에는 동서방향이 포함될 수 있다.
또한, 제1 지지기(121)는 단부에 내측으로 함몰된 홈(121a) 및 홈(121a)에 회전 가능하게 결합되는 지지롤러(121b)를 구비할 수 있다. 여기서, 지지롤러(121b)는 후술하는 안테나(130)의 하부에 결합될 수 있다. 지지롤러(121b)가 홈(121a)에서 회전하며 안테나(130)의 상부를 반경방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 제1 지지기(121)는 내부에는 원주방향을 따라 연장된 슬릿(121c)이 형성될 수 있다. 슬릿(121c)은 제1 지지기(121)의 내부에 원주방향을 따라 통로와 같이 뚫려 형성될 수 있다. 여기서, 슬릿(121c)은 냉각재가 이동하는 경로인 냉각재 이동경로(145)를 형성할 수 있다. 즉, 슬릿(121c) 자체가 냉각재 이동경로(145)일 수 있거나 혹은 슬릿(121c) 내에 냉각재 이동경로(145)를 별도로 구비할 수 있다. 하기에서는 슬릿(121c) 자체가 냉각재 이동경로(145)인 경우를 예시적으로 설명한다.
슬릿(121c)은 후술하는 냉각부(140)의 유체 공급배관(142)과 연통될 수 있다. 또한, 슬릿(121c)은 후술하는 냉각부의 공급기(141)에 연결될 수 있다. 이에, 냉각재가 저장기와 연결된 공급기(141)를 통해 제1 지지기(121) 내부의 슬릿(121c)으로 공급될 수 있다.
한편, 슬릿(121c)에는 공급기(141)로부터 공급된 냉각재가 냉각부(140)의 분사기(144)로 공급되지 않고, 소정시간 슬릿(121c)에 저장되어 있을 수도 있다. 즉, 후술하는 냉각부(140)의 조절기(143)가 냉각재 이동경로(145)를 폐쇄하여, 냉각재가 분사기(144)로 공급되지 않고 슬릿(121c)에 체류하게 될 수 있다. 이에, 열전도 현상에 의해 제1 지지기(121)가 냉각될 수 있고, 제1 지지기(121)가 냉각되며 제1 지지기(121)와 접촉된 연돌(114)을 1차로 냉각시킬 수 있다.
제2 지지기(122)는 제1 지지기(121)의 상부에 배치되며, 연돌(114)의 외주면에 결합될 수 있다. 즉, 제2 지지기(122)는 일측이 연돌(114)에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 안테나(130)의 상부에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제2 지지기(122)는 복수개로 마련될 수 있다. 하기에서는 제2 지지기(122)가 4개로 마련되어, 동서방향을 기준으로 연돌(114)의 양측에 각각 하나씩 배치되고, 남북방향을 기준으로 연돌(114)의 양측에 각각 하나씩 배치되는 경우를 예시적으로 설명한다. 여기서, 남북방향은 동서방향에 대하여 수평하게 직교하고, 상하방향에 대하여 수직하게 직교하는 방향일 수 있다. 즉, 제2 지지기(122)는 동, 서, 남, 북쪽으로 각각 하나씩 배치되며, 이는 후술하는 안테나(130)가 연돌(114)에 결합되는 위치와 동일할 수 있다.
또한, 제2 지지기(122)는 안테나(130)의 상부를 반경방향으로 이동시킬 수 있도록, 반경방향으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 지지기(122)는 두개의 플레이트(122a)가 서로 회전 가능하게 결합된 형태로 마련될 수 있다. 즉, 제2 지지기(122)는 두개의 플레이트(122a)가 서로 상대 회전 가능하게 결합된 구조일 수 있다. 이에, 두개의 플레이트가 상대 회전하며 서로 중첩되거나 혹은 일자가 되도록 펴질 수 있다. 따라서, 제2 지지기(122)가 중첩되거나 혹은 펴지면서 안테나(130)의 상부를 반경방향으로 이동시킬 수 있고, 안테나(130)가 연돌(114)에 대하여 경사지게 배치될 수 있다. 이에, 안테나(130)의 배치가 달라짐에 따라 안테나(130)가 수신하는 주파수를 다르게 할 수 있다. 즉, 제2 지지기(122)를 반경방향으로 이동시켜 안테나(130)의 배치를 조절하므로 안테나가 다양한 주파수 영역을 감지하게 할 수 있다.
안테나(130)는 지지부(120)에 설치되고, 일정한 주파수 대역을 갖는 신호를 송신 혹은 수신할 수 있다. 여기서, 안테나(130)는 복수개로 마련될 수 있다. 하기에서는 안테나(130)가 4개로 마련되며 제2 지지기(122)의 위치와 동일하게 동, 서, 남, 북쪽에 각각 하나씩 설치되는 경우를 예시적으로 설명한다.
또한, 안테나(130)는 하부가 제1 지지기(121)의 단부에 결합되고, 상부가 제2 지지기(122)에 결합될 수 있다. 즉, 안테나(130)의 하부가 지지롤러(121b)에 결합되고, 안테나의 상부가 제2 지지기(122)의 플레이트에 결합될 수 있다. 이에, 상술한 바와 같이, 제2 지지기(122)가 반경방향으로 이동하며 안테나(130)의 상부를 반경방향으로 밀어줄 수 있다. 이에, 안테나(130)의 배치가 달라질 수 있고, 안테나(130)가 수신하는 주파수 대역이 달라질 수 있다. 따라서, 안테나(130)의 배치를 다르게하여 상대적으로 다양한 주파수 대역을 수신 및 송신할 수 있다.
또한, 안테나(130)는 외주면에 수신 패치(131)를 구비할 수 있다. 수신 패치(131)는 복수개로 마련되며, 안테나(130)의 외주면에 상하방향으로 이격되어 설치될 수 있다. 여기서, 수신 패치(131)는 방사체 역할을 하며 안테나(130)의 수신 정확도 및 수신율을 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 신호는 주파수의 파장이 나선형의 모습으로 변화하면서 전해지는 편파 형태로 전달될 수 있다. 이에, 수신 패치(131)들이 편파 형태로 전달되는 신호를 복수의 안테나(130)의 내측으로 방사하므로, 복수의 안테나(130)가 신호를 더 효과적으로 수신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조절기의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 냉각부를 이용하여 연돌을 냉각시키는 모습을 나타내는 도면이다. 하기에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 냉각부의 구조를 설명한다.
냉각부(140)는 연돌을 향해 냉각재(W)를 분사하여 연돌(114)를 냉각시킬 수 있다. 여기서, 연돌(114)의 냉각시킨다는 것은, 연돌(114)에 결합된 안테나(130)가 정상적으로 동작하는데 영향을 주지 않는 온도로 연돌(114)의 온도를 낮추어 주는 것을 의미할 수 있다.
일반적으로, 안테나(130)는 온도에 민감한 장비로서, 연돌과 같이 온도가 상대적으로 매우 높은 구조체에 결합될 경우, 열에 의해 작동을 정상적으로 하지 못하게 될 수 있다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 냉각부(140)에서 연돌(114)을 향해 냉각재를 분사하여 연돌(114)의 온도를 낮춤으로, 연돌(114)의 온도를 감소시켜 안테나(130)가 정상적으로 작동되게 할 수 있다.
냉각부(140)는 복수개로 마련되며, 연돌(114)을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 지지부(120)에 설치되고, 각각이 안테나(130)와 연돌(114) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 냉각부(140)는 저장기(미도시), 공급기(141), 유체 공급배관(142), 조절기(143) 및 분사기(144)를 포함할 수 있다.
저장기는 공급기(141)에 연결되고, 내부에 냉각재(W)를 수용할 수 있는 공간을 갖으며, 냉각재(W)를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장기는 몸체부(110)에 설치될 수 있다. 여기서, 저장기는 공급기(141)로 냉각재(W)를 공급하는 것을 제어하는 인터록(미도시)를 구비할 수 있다. 인터록은 저장기에서 공급기(141)로 냉각재를 공급시키거나 공급을 중단시킬 수 있다.
공급기(141)는 저장기와 제2 지지기(122)의 슬릿(121c)에 각각 연결되며, 냉각재(W)가 이동하는 통로 역할을 할 수 있다. 공급기(141)는 상하방향으로 연장된 배관 형상으로 마련될 수 있으며, 연돌(114)에 지지되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 공급기(141)는 신장 수축 가능한 벨로우즈관으로 형성될 수 있다.
유체 공급배관(142)은 제1 지지기(121)에 설치되고, 제1 지지기(121)의 슬릿(121c)과 연통되며, 내부에 냉각재(W)가 이동하는 냉각재 이동경로(145)를 형성할 수 있다. 유체 공급배관(142)은 제1 배관(142a) 및 제2 배관(142b)을 포함할 수 있다.
제1 배관(142a)은 상하방향으로 연장되고, 중공의 원기둥 형상일 수 있다. 즉, 제1 배관(142a)의 내부에 중공 부분이 냉각재(W)가 이동하는 냉각재 이동경로(145)일 수 있다. 제1 배관(142a)의 냉각재 이동경로(145)는 제1 지지기(121)의 슬릿(121c) 및 후술하는 조절기(143)의 몸체부재(143a)에 각각 연통될 수 있다. 이에, 슬릿(121c)으로부터 제1 배관(142a)으로 냉각재(W)가 공급되고, 제1 배관(142a)에서 몸체부재(143a)로 냉각재(W)가 이동할 수 있다.
또한, 제1 배관(142a)은 제1 지지기(121)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 배관(142a)은 모터를 구비하며, 모터에 의해 제1 배관이 좌우로 회전할 수 있다. 이에, 제1 배관(142a)이 제1 지지기(121)에서 좌우로 회전할 수 있다.
제2 배관(142b)은 제1 배관의 상측에 배치되고, 상하방향으로 연장되며 중공의 원기둥 형상일 수 있다. 제2 배관(142b)의 내부에 중공 부분이 냉각재(W)가 이동하는 냉각재 이동경로(145)일 수 있다. 제2 배관(142b)은 조절기(143)의 몸체부재(143a)와 분사기(144)에 각각 연결될 수 있다. 이에, 몸체부재(143a)로부터 제2 배관(142b)으로 냉각재(W)가 공급되고, 제2 배관(142b)에서 분사기(144)로 냉각재(W)가 이동할 수 있다.
조절기(143)는 분사기(144)로 공급되는 냉각재(W)의 양을 조절할 수 있다. 즉, 조절기(143)는 냉각재 이동경로(145)의 개구된 정도를 조절하여 냉각재의 유량을 조절할 수 있다. 조절기(143)는 유체 공급배관(142)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 조절기(143)는 유체 공급배관(142)의 제1 배관(142a)과 제2 배관(142b)이 연결되는 부분의 내부에 마련될 수 있다. 또한, 조절기(143)는 유체 공급배관(142)의 제1 배관(142a)과 제2 배관(142b)을 연결하도록, 이격된 제1 배관(142a)과 제2 배관(142b)의 사이에 마련될 수도 있다. 하기에서는, 조절기(143)가 이격된 제1 배관(142a)과 제2 배관(142b) 사이에 마련되고, 제1 배관(142a) 및 제2 배관(142b)에 각각 연결되는 경우를 예시적으로 설명한다. 조절기(143)는 제1 배관(142a)의 상부 및 제2 배관(142b)의 하부와 결합되는 몸체부재(143a), 몸체부재(143a)의 내부에 설치되는 조절부재(143b) 및 조절부재(143b)에 연결된 구동부재(미도시)를 포함할 수 있다.
몸체부재(143a)는 제1 배관(142a)의 냉각재 이동경로(145)와 제2 배관(142b)의 냉각재 이동경로와 연동되도록, 내부공간(143c)을 갖고, 상부 및 하부가 개방된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 몸체부재(143a)의 내경(즉, 내부공간의 직경)은 제1 배관(142a) 및 제2 배관(142b)의 내경(즉, 냉각재 이동경로의 직경)보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 몸체부재(143a)는 O링 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 몸체부재(143a)의 내부공간(143c) 중 내부공간(143c)의 가장자리 부분에 후술하는 조절부재(143b)가 구비될 수 있다. 또한, 몸체부재(143a)의 내부공간(143c) 중 내부공간(143c)의 중심 부분이 냉각재(W)가 통과하는 부분일 수 있다. 즉, 내부공간(143c)의 중심 부분이 냉각재 이동경로(145)일 수 있다. 따라서, 내부공간(143c)의 가장자리 부분에 위치한 조절부재(143b)가 내부공간(143c)의 중심부로 전개되며 냉각재 이동경로(145)의 개구된 정도(즉, 직경의 크기)를 조절할 수 있다. 이에 관한 설명은 조절부재(143b)를 설명함에 있어서 구체적으로 다시 설명한다.
조절부재(143b)는 내부공간(143c)에서 냉각재 이동경로(145)의 개구된 정도를 변경하여 내부공간(143c)을 통과하는 냉각재의 유량을 변경시킬 수 있다. 조절부재(143b)는 적어도 일부가 몸체부재(143a)의 내부공간(143c)의 가장자리 부분에서 내부공간(143c)의 중심부로 이동 가능하게 설치된다. 즉, 조절부재(143b)는 오리피스와 같은 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 조절부재(143b)는 복수개가 구비되고, 내부공간(143c)의 가장자리 부분에서 냉각재 이동경로(145)의 둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 이에, 조절부재(143b)는 내부공간(143c)의 중심부, 즉 냉각재 이동경로(145)를 향하여 냉각재가 이동하는 방향과 수직한 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.
보다 구체적으로, 조절부재(143b)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 복수개의 조절부재(143b)의 일부는 서로 중첩될 수 있다. 조절부재(143b)들은 내부공간(143c)에서 냉각재 이동경로(145)의 중심을 기준으로 균등한 각도로 배치되며, 냉각재 이동경로(145)와 수직한 방향(즉, 상하방향)으로 설치된다. 예를 들어, 각각의 조절부재(143b)는 일측이 몸체부재(141)에 구비되는 회전축에 의해 회전 가능하게 지지되며, 회전하며 냉각재 이동경로(145)와 수직한 방향을 따라 전개될 수 있다.
한편, 각각의 조절부재(143b)들의 타측은 일부가 서로 포개지도록 설치될 수 있다. 각각의 조절부재(143b)들이 포개지는 부분은, 냉각재 이동경로를 통과하는 냉각재(W)의 유량을 조절하는 부분이다. 즉, 각각의 조절부재(143b)들은 내부공간(143c)을 이동하는 냉각재의 유량 조절시, 조절부재(143b)들이 포개지는 부분이 균일한 비율로 증감되도록 회전할 수 있다.
조절부재(143b)는 내부공간(143c)의 냉각재(W)의 유량 조절을 위해, 냉각재 이동경로(145)의 개구율을 균일하게 증감시킬 수 있다. 이러한 조절부재(143b)의 유량 조절 방식은 보통 카메라의 광의 노출량을 조절하는 조리개 구동방식에 일반적으로 적용되는 방식으로써, 내부공간(143c) 중심부의 냉각재 이동경로(145)의 개구율을 일정한 비율로 증감할 수 있다.
구동부재(미도시)는 조절부재(143b)를 이동시키도록, 조절부재(143b)와 연결된다. 예를 들어, 구동부재는, 회전체, 모터, 제1 톱니, 제2 톱니, 및 제3 톱니를 포함할 수 있다. 회전체는 몸체부재(143a) 내부의 가장자리를 따라 회전 가능하게 설치될 수 있다. 회전체의 중심은 냉각재가 통과되도록 개방되며, 개방된 중심 영역은 내부공간(143c) 내에 냉각재 이동경로(145)와 대응되도록 배치된다.
회전체는 모터로부터 제1 톱니와 제2 톱니를 통해 구동력을 전달받을 수 있다. 회전체 외주면에는 소정의 나사산이 형성된다. 나사산은 제2 톱니에 형성된 나사산과 맞물린다. 따라서, 제2 기어가 회전되면, 회전체가 회전할 수 있다. 이때, 제1 톱니는 모터의 중심축에 구비되어 모터에 의해 직접적으로 회전할 수 있다. 따라서, 제1 톱니와 제2 톱니 및 회전체는 서로 맞물려 회전할 수 있다.
또한, 회전체의 내주면에는 소정의 나사산이 형성된다. 나사산은 제3 톱니에 형성된 나사산과 맞물린다. 따라서, 회전체의 회전에 의해 제3 톱니가 회전한다. 즉, 제1 회전체의 회전에 의해 제3 톱니가 회전체의 내측에서 회전한다.
제3 톱니는 회전체의 내측벽을 따라 조절부재(143b)들에 대응하여 복수개가 설치된다. 각각의 제3 톱니들은 내부공간(143c)의 중심부의 냉각재 이동경로의 중심을 기준으로 균등한 각도로 설치된다. 제3 톱니는 몸체부재(143a) 내부의 회전축에 설치된다. 각각의 회전축들은 제3 톱니의 회전 중심과 수직하게 설치된다. 따라서, 회전축들의 회전에 의해 각각의 조절부재(143b)들은 냉각재 이동경로(145)의 단면과 평행한 방향으로 회전할 수 있다. 그러나 구동부재가 조절부재(143b)들을 구동시키는 방식은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
분사기(144)는 제2 배관(142b)에 결합되며 냉각재(W)를 분사할 수 있다. 분사기(144)는 냉각재(W)를 배출하는 단부가 연돌(114)을 향하도록 비스듬히 기울어져 배치될 수 있다. 즉, 분사기(144)는 상하방향을 기준으로 제2 배관(142b)으로부터 상향 경사지게 배치될 수 있다. 한편, 분사기(144)는 제1 지지기(121)에서 좌우로 회전하는 제1 배관(142a)에 의해 좌우로 회전할 수 있으며, 상대적으로 넓은 영역에 냉각재(W)를 분사할 수 있다. 이에, 연돌(114)을 더 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 분사기(144)의 단부에는 냉각재(W)를 액적 형태 혹은 미스트 형태로 분사하기 위해, 배플(baffle)이 구비될 수 있다. 여기서, 배플은 내부에 상하로 관통된 복수의 홀을 구비하는 원판 형상일 수 있다. 이에, 분사기(144)의 단부에서 냉각재(W)가 배플과 충돌하며, 액적 형태 혹은 미스트 형태의 작은 입자로 변하여 연돌(114)로 분사될 수 있다.
도 5는 몸체부의 이동방향 및 외부 공기의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 제어부를 설명한다.
제어부(150)는 복수의 냉각부(140)에 각각 연결되며, 몸체부(110)의 이동 여부와 외부 공기의 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 복수의 냉각부(140) 각각의 냉각재(W) 분사량을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 몸체부(110)의 내부에 구비되는 동력기의 작동 여부와 외부의 공기 흐름에 따라 동, 서, 남, 북쪽에 각각 배치되는 냉각부(140)들의 각각의 냉각재(W) 분사량을 제어할 수 있다. 제어부(150)는 감지기(151), 판단기(152) 및 제어기(153)를 포함할 수 있다.
감지기(151)는 동력기의 작동여부를 감지하거나 혹은 몸체부(110)의 진행방향과 몸체부(110)에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지할 수 있다. 이를 위해, 감지기(151)는 제1 감지부재(151a)와 제2 감지부재(151b)를 포함할 수 있다.
제1 감지부재(151a)는 동력기와 연결되며, 동력기의 작동여부를 감지할 수 있다. 즉, 동력기가 작동하여 동력기로부터 열이 발생하는지 여부를 감지할 수 있다.
제2 감지부재(151b)는 몸체부(110)의 진행방향과 몸체부(110)를 기준으로 외부 공기의 흐름 방향을 감지할 수 있다. 즉, 제2 감지부재(151b)는 진북을 기준으로 몸체부(110)의 진행방향을 감지하고, 몸체부(110)가 진행하는 방향을 기준으로 외부 공기의 흐름방향을 감지할 수 있다. 여기서, 진북은 진북(眞北, true north)을 가리키는 방향으로서, 각각의 사용자의 머리를 원점으로 하고, 북극성, 즉 북쪽을 종점으로 하는 방향일 수 있다.
일반적으로, 고온의 연돌은 외부 공기의 흐름(즉, 바'람)와 접촉하며 소정의 열을 잃을 수 있다. 즉, 연돌은 외부 공기의 흐름과 접촉하며 소정 온도 냉각될 수 있다. 이에, 연돌(114)에서 몸체부(110)의 진행방향을 기준으로 외부 공기의 흐름과 대향하는(즉, 마주하는) 부분에 위치한 연돌(114)의 외주면은 외부 공기의 흐름과 대향하지 않은 부분과 비교하여 상대적으로 온도가 낮을 수 있다. 이에, 외부 공기의 흐름과 대향하도록 위치한 부분에 인접한 냉각부(140)들의 분사량을 감소시켜 효율적으로 냉각재(W)를 분사할 수 있다. 예를 들어, 제2 감지부재(151b)는 몸체부(110) 혹은 연돌(114)에 설치될 수 있다.
판단기(152)는 제1 감지부재(151a)에 연결되고, 동력기의 작동여부를 판단할 수 있다. 또한, 판단기(152)는 제2 감지부재(151b)에 연결되고, 복수의 냉각부(140) 중 냉각재(W) 분사량을 감소시킬 냉각부(140)를 판단할 수 있다.
도 5(a)를 참조하면, 몸체부(110)의 앞부분(이하, 선수라 함)이 도면상 북쪽을 가리키는 방향으로 이동하고, 공기의 흐름방향이 도면상 남쪽을 향하는 방향일 경우, 판단기(152)는 동, 서, 남, 북쪽에 각각 배치된 냉각부(140) 중 북쪽에 배치된 냉각부(140) 및 동쪽 및 서쪽에 배치된 냉각부(140)가 분사량이 감소될 냉각부(140)라고 판단할 수 있다. 이때, 연돌(114)의 북쪽 부분이 공기의 흐름 방향과 정면으로 대향하고 있기 때문에, 북쪽에 배치된 냉각부(140)가 서쪽 및 동쪽에 배치된 냉각부(140)보다 분사량을 더 많이 감소시킬 필요가 있는 냉각부(140)라고 판단할 수 있다.
한편, 도 5(b)를 참조하면, 선수가 도면상 서쪽을 가리키는 방향으로 이동하고, 공기의 흐름방향이 도면상 남쪽을 향하는 방향일 경우, 판단기(152)는 외부 공기의 흐름이 남동쪽으로 흐르고 있다고 판단할 수 있다. 이에, 판단기(152)는 복수의 냉각부(140) 중 북쪽 및 서쪽에 배치된 냉각부(140)가 분사량이 감소될 냉각부(140)라고 판단할 수 있다.
제어기(153)는 판단기(152)에 연결되고, 판단기(152)의 판단에 따라 조절기(143)를 작동시켜 내부공간(143c)에서의 냉각재 유량을 제어할 수 있다. 즉, 제어기(153)는 몸체부재(143a)의 내부공간(143c)에서의 냉각재(W)의 유량 조절을 위해, 냉각재 이동경로(145)의 개구율을 균일하게 증감시킬 수 있다.
상기에서 설명한 수상정(100)의 구성 요소들의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 수상정(100)에서 냉각부(140)가 연돌(114)을 향하여 냉각재(W)를 분사하는 과정은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각재 분사방법을 설명하면서 그 과정을 함께 설명한다.
도 6은 본 발명의 조절기의 변형 예를 나타내는 도면이다. 하기에서는 도 6을 참조하여 조절기의 변형 예를 구체적으로 설명한다.
도 6에 도시된 조절기(143)의 조절부재(143b)는 복수개가 구비되어 내부공간(143c)에서 냉각재 이동경로(145)의 둘레를 감싸도록 배치되고, 내부공간(143c)에서 냉각재 이동경로(145)로 회전 이동 가능하게 설치될 수도 있다.
예를 들어, 조절부재(143b)는 플레이트 모양으로 형성될 수 있다. 조절부재(143b)는 일단이 몸체부재(143a) 내부에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 몸체부재(143a)의 타단이 내부공간(143c)의 중심부를 향하여 회전 이동할 수 있다. 이때, 조절부재(143b)들의 타단은 서로 중첩될 수 있다. 따라서, 조절부재(143b)들의 타단부가 내부공간(143c)의 중심부를 향하여, 회전 이동하면 냉각재 이동경로(145)의 직경(또는, 폭)이 작아질 수 있다. 반대로, 조절부재(143b)들의 타단부가 내부공간(143c)의 가장자리 부분을 향하여, 회전 이동하면 냉각재 이동경로의 직경(또는, 폭)이 커질 수 있다.
또한, 복수개의 연결부재(미도시)가 구비되어, 조절부재(143b)들을 연결해줄 수 있다. 이에, 하나의 조절부재(143b)가 회전하면, 다른 조절부재(143b)들도 연결부재에 의해 함께 회전할 수 있다. 예를 들어, 조절부재(143b)에는 서로 이격된 한 쌍의 돌기가 구비될 수 있고, 연결부재는 일 조절부재(143b)의 일측 돌기와, 다른 조절부재(143b)의 타측 돌기를 감싸도록 설치될 수 있다. 조절부재(143b)에 구비된 돌기는 연결부재 내에서 이동할 수 있다. 따라서, 조절부재(143b)들이 펴졌을 때는 돌기가 연결부재의 외곽부로 이동하고, 조절부재(143b)들이 냉각재 이동경로(145) 내부로 밀렸을 때는 돌기가 연결부재의 중심부로 이동할 수 있다. 그러나 연결부재의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이때, 구동부재는 실린더로 마련될 수 있다. 구동부재의 로드 부분이 복수개의 조절부재(143b) 중 어느 하나와 회전 가능하게 연결될 수 있다. 구동부재의 로드 부분이 냉각재 이동경로의 중심부를 향하여 전진하면, 조절부재(143b)가 내부공간(143c)의 중심부로 회전 이동할 수 있다. 구동부재의 로드 부분이 몸체부재(143a) 내부로 후진하면, 조절부재(143b)가 내부공간(143c)의 가장자리 부분으로 회전 이동할 수 있다. 따라서, 조절부재(143b)들이 회전 이동한 정도에 따라 내부공간(143c)의 냉각재 이동경로(145)의 직경의 크기가 조절될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따르면, 연돌을 냉각시켜 연돌에 설치되는 부가 장비(예컨데, 안테나)들이 정상적으로 작동하게 할 수 있다. 또한, 연돌을 냉각시킴에 있어서, 냉각재 분사량을 조절하여 냉각재가 낭비되는 것을 억제시킬 수 있으며, 효율적으로 냉각재 분사량을 운용할 수 있다. 또한, 연돌을 냉각시킴에 따라, 연돌에 추가적인 부가 설비를 설치할 수도 있다.
상기에서 설명한 조절기(143)의 변형 예들의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각재 분사방법에 대해 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각재 분사방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각재 분사방법은 수상정(100)에 구비된 연돌(114)에 냉각재(W)를 분사하는 방법으로서, 냉각재 이동경로(145)를 갖는 유체 공급배관(142)과 연결된 분사기(144)를 연돌(114)과 연돌(114)에 결합된 안테나(130)의 사이에 마련하는 과정(S110), 분사기(144)를 이용하여 연돌(114)을 향해 냉각재(W)를 분사하는 과정(S120) 및 수상정(100)의 이동 여부와 수상정(100)의 진행방향 및 외부 공기 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 연돌(114)에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정(S130)을 포함할 수 있다.
여기서, 수상정은 상술한 실시 예에 따른 수상정(100)을 포함할 수 있으며, 냉각재(W)는 액적 혹은 미스트 형태의 냉각수를 포함할 수 있다.
먼저, 연돌(114)과 연돌(114)에 결합된 안테나(130)의 사이에 냉각부(140)를 마련할 수 있다(S110). 즉, 냉각재 이동경로(145)를 갖는 유체 공급배관(142) 및 유체 공급배관(142)과 연결된 분사기(144)를 마련하고, 분사기(144)를 연돌(114)을 향하도록 배치시킬 수 있다.
이후, 분사기(144)를 이용하여, 연돌(114)을 향해 냉각재(W)를 분사할 수 있다. 보다 구체적으로, 저장기에서 인터록을 이용하여 공급기(141)로 냉각재(W)를 공급할 수 있다. 이후, 공급기(141)에서 제1 지지기(121)의 슬릿(121c)으로 냉각재(W)를 공급할 수 있다. 이후, 연돌(114)을 중심으로 제1 지지기(121)의 동, 서, 남, 북쪽에 각각 배치된 제1 배관(142a)들도 각각 냉각재(W)를 공급할 수 있다. 이후, 제1 배관(142a)에서 몸체부재(143a) 및 제2 배관(142b)을 통해 분사기(144)로 냉각재(W)를 공급할 수 있으며, 분사기(144)에서 연돌(114)의 외주면을 향해 냉각재(W)를 분사할 수 있다. 이때, 제1 배관(142a)은 모터 등에 의해 좌우로 회전할 수 있고, 분사기(144)도 좌우로 회전할 수 있다. 이에, 냉각재(W)에 의해 연돌(114)이 냉각되며 연돌(114)의 온도가 낮아질 수 있고, 지지부(120)를 통해 연돌(114)에 결합된 안테나(130)가 정상적으로 동작하게 될 수 있다.
한편, 냉각부(140)는 제어부(150)에 의하여, 수상정(100)의 이동 여부와 수상정(100)의 진행방향 및 외부 공기 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 연돌(114)에 분사되는 냉각재(W) 분사량을 제어할 수 있다(S130).
일반적으로, 수상정(100)이 이동할 경우, 수상정(100)의 내부에 구비되는 동력기가 작동하며 수상정(100)의 내부가 가열될 수 있다. 이에, 수상정(100)의 내부와 연통된 연돌(114)로 고온의 열기가 배출될 수 있고, 이때 연돌(114)이 가열될 수 있다. 반면, 동력기가 작동하지 않을 경우, 동력기로부터 열기가 발생되지 않기 때문에 연돌(114)의 온도가 가열되지 않을 수 있다.
이에, 냉각재(W)를 연돌(114)로 분사하여 연돌(114)을 냉각시키지 않아도, 연돌(114)이 가열되지 않았기 때문에 안테나(130)가 작동하는데 영향을 주지 않을 수 있다. 따라서, 연돌(114)로 분사되는 냉각재(W)의 분사량을 감소시켜 냉각재(W)의 낭비를 억제시킬 수 있고, 냉각재(W)를 효율적으로 운용할 수 있다.
먼저, 제1 감지부재(151a)로 동력기의 작동을 감지할 수 있다. 이후, 판단기(152)로 동력기의 작동 여부를 판단할 수 있다. 판단기(152)에서 동력기가 작동하지 않는다고 판단하면, 몸체부재(143a)의 내부공간(143c)에서 조절부재(143b)를 전개시켜 내부공간(143c)에서의 냉각재 이동경로(145)의 직경을 조절할 수 있다. 예를 들어, 조절부재(143b)를 전개하여 내부공간(143c)에서의 냉각재 이동경로(145)의 개구율을 일정한 비율로 감소시키므로, 분사기(144)에서 냉각재(W)의 분사량을 감소시킬 수 있다. 또한, 조절부재(143b)를 전개하여 내부공간(143c)에서의 냉각재 이동경로(145)를 폐쇄시키므로, 분사기(144)에서 냉각재(W)가 분사되지 않게 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 감지부재(151b)로 수상정(100)의 진행방향 및 수상정(100)에 대한 외부 공기의 흐름 방향을 감지할 수 있다. 일반적으로, 고온의 연돌은 외부 공기의 흐름(즉, 바람)와 접촉하며 소정의 열을 잃을 수 있다. 즉, 연돌은 외부 공기의 흐름과 접촉하며 소정 온도 냉각될 수 있다. 이에, 연돌(114)에서 몸체부(110)의 진행방향을 기준으로 외부 공기의 흐름과 대향하는 부분에 위치한 연돌(114)의 외주면은 외부 공기의 흐름과 대향하지 않은 부분과 비교하여 상대적으로 온도가 낮을 수 있다. 이에, 외부 공기의 흐름과 대향하도록 위치한 부분에 인접한 냉각부(140)들의 냉각재(W) 분사량을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 몸체부(110)의 앞부분(이하, 선수라 함)이 도면상 북쪽을 가리키는 방향으로 이동하고, 공기의 흐름방향이 도면상 남쪽을 향하는 방향일 경우, 판단기(152)는 동, 서, 남, 북에 각각 배치된 냉각부(140) 중 북쪽에 배치된 냉각부(140) 및 동쪽 및 서쪽에 배치된 냉각부(140)가 분사량이 감소될 냉각부(140)라고 판단할 수 있다. 이때, 연돌(114)의 북쪽 부분이 공기의 흐름 방향과 정면으로 대향하고 있기 때문에, 북쪽에 배치된 냉각부(140)가 서쪽 및 동쪽에 배치된 냉각부(140)보다 냉각재(W) 분사량을 더 많이 감소시킬 필요가 있는 냉각부(140)라고 판단할 수 있다.
또한, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 선수가 도면상 서쪽을 가리키는 방향으로 이동하고, 공기의 흐름방향이 도면상 남쪽을 향하는 방향일 경우, 판단기(152)는 외부 공기의 흐름이 남동쪽으로 흐르고 있다고 판단할 수 있다. 이에, 판단기(152)는 복수의 냉각부(140) 중 북쪽 및 서쪽에 배치된 냉각부(140)가 냉각재(W) 분사량이 감소될 냉각부(140)라고 판단할 수 있다.
이후, 제어기(153)는 판단기(152)가 판단한 냉각부(140)의 조절부재(143b)를 전개시켜, 분사기(144)로 공급되는 공급량을 감소시킬 수 있고, 분사기(144)에서 분사되는 냉각재(W)의 양을 감소시킬 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: 수상정 110: 몸체부
120: 지지부 130: 안테나부
140: 냉각부 150: 제어부

Claims (18)

  1. 수용공간을 갖고, 상기 수용공간과 연통되며 상하로 연장된 연돌을 구비하는 몸체부;
    상기 연돌에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 연장되는 지지부;
    신호를 송수신할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되는 안테나; 및
    상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 상기 안테나와 상기 연돌 사이에 배치되는 냉각부;를 포함하고,
    상기 냉각부는, 내부에 냉각재가 이동하는 냉각재 이동경로를 형성하는 유체 공급배관, 상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 유체 공급배관과 연결되는 분사기 및 상기 분사기로 공급되는 냉각재의 양을 조절할 수 있도록, 상기 유체 공급배관의 내부에 설치되는 조절기를 포함하고,
    상기 조절기는, 상기 냉각재 이동경로와 연통되도록 상기 냉각재 이동경로의 적어도 일부의 둘레를 감싸게 형성되는 내부공간을 갖는 몸체부재, 적어도 일부가 상기 몸체부재의 내부공간에서 상기 냉각재 이동경로로 이동 가능하게 설치되는 조절부재 및 상기 조절부재를 이동시키도록, 상기 조절부재에 연결되는 구동부재를 포함하는 수상정.
  2. 수용공간을 갖고, 상기 수용공간과 연통되는 연돌을 구비하는 몸체부;
    상기 연돌에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 연장되는 지지부;
    신호를 송수신할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 상기 연돌의 둘레를 따라 이격 배치되는 복수의 안테나; 및
    상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 지지부에 설치되고, 복수의 상기 안테나와 상기 연돌 사이에 각각 배치되는 복수의 냉각부;를 포함하고,
    상기 냉각부는, 내부에 냉각재가 이동하는 냉각재 이동경로를 형성하는 유체 공급배관, 상기 연돌을 향하여 냉각재를 분사할 수 있도록, 상기 유체 공급배관과 연결되는 분사기 및 상기 분사기로 공급되는 냉각재의 양을 조절할 수 있도록, 상기 유체 공급배관의 내부에 설치되는 조절기를 포함하고,
    상기 조절기는, 상기 냉각재 이동경로와 연통되도록 상기 냉각재 이동경로의 적어도 일부의 둘레를 감싸게 형성되는 내부공간을 갖는 몸체부재, 적어도 일부가 상기 몸체부재의 내부공간에서 상기 냉각재 이동경로로 이동 가능하게 설치되는 조절부재 및 상기 조절부재를 이동시키도록, 상기 조절부재에 연결되는 구동부재;를 포함하는 수상정.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절부재는, 복수개로 마련되며, 상기 내부공간의 둘레를 따라 배치되고, 상기 내부공간에서 상기 냉각재 이동경로의 중심부로 회전 이동 가능하게 설치되는 수상정.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체 공급배관은,
    냉각재가 저장되는 공간과 상기 몸체부재에 각각 연결되고, 상하로 연장되며 상기 지지부에 회전 가능하게 결합되는 제1 배관; 및
    상기 몸체부재와 상기 분사기를 연결하는 제2 배관;을 포함하는 수상정.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 연돌의 반경방향으로 연장되고, 연장된 단부가 상기 안테나의 하부와 회전 가능하게 연결되는 제1 지지기; 및
    일측이 상기 연돌에 결합되고, 타측이 상기 안테나의 상부에 결합되며, 반경방향으로 신장 수축 가능하게 형성되는 제2 지지기;를 포함하는 수상정.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부에 연결되고, 상기 몸체부의 이동 여부와 외부 공기의 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 복수의 상기 냉각부 각각의 냉각재 분사량을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 수상정.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수용공간에 구비된 동력기의 작동을 감지하는 제1 감지부재와, 상기 몸체부의 진행방향 및 상기 몸체부에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 제2 감지부재를 구비하는 감지기;
    상기 감지기에 연결되고, 상기 동력기의 작동 여부와 상기 몸체부의 진행방향 및 외부 공기의 흐름방향 중 적어도 어느 하나에 따라 복수의 상기 냉각부 중 분사량을 감소시킬 냉각부를 판단하는 판단기; 및
    상기 판단기에 연결되고, 상기 조절기를 통해 상기 내부공간에서의 냉각재 유량을 제어하는 제어기;를 포함하는 수상정.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 감지부재는, 진북방향을 기준으로 상기 몸체부의 진행방향을 감지하고, 상기 몸체부의 진행방향을 기준으로 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 수상정.
  11. 청구항 1 내지 청구항 2 및 청구항 5 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각재는, 액적 형태 혹은 미스트 형태로 분사되는 냉각수를 포함하는 수상정.
  12. 수상정에 구비된 연돌에 냉각재를 분사하는 방법으로서,
    냉각재 이동경로를 갖는 유체 공급배관과 연결된 분사기를 상기 연돌과 상기 연돌에 결합된 안테나의 사이에 마련하는 과정;
    상기 분사기를 이용하여, 상기 연돌을 향해 냉각재를 분사하는 과정; 및
    상기 수상정의 이동 여부와 상기 수상정의 진행방향 및 외부 공기 흐름 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 연돌에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정;을 포함하고,
    상기 연돌에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정은, 상기 수상정 내부에 구비된 동력기의 작동을 감지하는 과정, 상기 동력기의 작동 여부를 판단하는 과정 및 판단 결과에 따라 상기 냉각재 이동경로와 연통되고 상기 유체 공급배관에 형성된 내부공간의 직경의 크기를 조절하는 과정을 포함하는 냉각재 분사방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 연돌에 분사되는 냉각재 분사량을 제어하는 과정은,
    상기 수상정의 진행방향 및 상기 수상정에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 과정;
    상기 연돌의 둘레를 따라 복수개로 마련된 상기 분사기 중 분사량을 감소시킬 분사기를 판단하는 과정;
    판단 결과에 따라, 상기 냉각재 이동경로와 연통되고 상기 유체 공급배관에 형성된 내부공간에서 냉각재 유량을 조절하는 과정;을 포함하는 냉각재 분사방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 내부공간에서 냉각재 유량을 조절하는 과정은,
    상기 내부공간의 둘레를 따라 적어도 일부가 서로 중첩된 복수의 조절부재를 상기 냉각재 이동경로를 향하여 펼치거나 접는 과정;을 포함하는 냉각재 분사방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 수상정의 진행방향 및 상기 수상정에 대한 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 과정은,
    진북방향을 기준으로 상기 수상정의 진행방향을 감지하고, 상기 수상정의 진행방향을 기준으로 외부 공기의 흐름방향을 감지하는 과정;을 포함하는 냉각재 분사방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 분사량을 감소시킬 유체 공급배관을 판단하는 과정은, 복수개의 상기 유체 공급배관 중 외부 공기의 흐름에 대향하는 위치에 배치된 유체 공급배관을 선택하는 과정을 포함하고,
    상기 내부공간에서 냉각재 유량을 조절하는 과정은, 상기 냉각재가 이동하는 경로의 직경의 크기를 감소시키는 과정을 포함하는 냉각재 분사방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 연돌을 향해 냉각재를 분사하는 과정은,
    상기 유체 공급배관이 소정각도 반복 회전하며, 상기 연돌의 외주면에 냉각재를 일정하게 분사하는 과정;을 포함하는 냉각재 분사방법.
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