KR102375317B1 - 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법에 관한 것으로, 구체적으로는 잠수함 운용 시 불규칙적인 스노클 헤드밸브의 작동에 따라 발전기의 구동을 위한 연소 공기 공급에 제약이 되고, 함내 공기가 부족해 질 수 있는 상황을 방지하기 위해 외부공기가 공급되지 않거나 함내 기압이 낮아지는 경우에 발전기의 작동을 중단시키고 배터리의 전력을 이용하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법에 관한 것이다.
본 발명은 잠수함에 추진력을 제공하는 디젤엔진에 의해 구동되는 충전발전기; 상기 충전발전기를 통해 생산된 전기가 축전되는 축전지; 상기 디젤엔진 운용 시 필요한 공기를 흡입하되, 스노클 헤드밸브를 통하여 공기유입이 제어되는 스노클 마스트; 및 상기 충전발전기 및 디젤엔진의 구동, 스노클 헤드밸브의 개폐를 제어하는 제어반;을 포함하되, 상기 잠수함 내의 공기가 설정압력 이하일 경우 상기 제어반에 기압값이 전달되어 상기 디젤 엔진이 무부하 운전을 하고, 동시에 상기 축전지에 저장된 전기를 잠수함의 추진에 이용하는 것을 특징으로 한다.

Description

잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법{Pressure drop mitigation device in submarine snorkel and operation method of submarine using it}

본 발명은 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법에 관한 것으로, 구체적으로는 잠수함 운용 시 불규칙적인 스노클 헤드밸브의 작동에 따라 발전기의 구동을 위한 연소 공기 공급에 제약이 되고, 함내 공기가 부족해 질 수 있는 상황을 방지하기 위해 외부공기가 공급되지 않거나 함내 기압이 낮아지는 경우에 발전기의 작동을 중단시키고 배터리의 전력을 이용하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법에 관한 것이다.

일반적으로 연소 엔진인 디젤 엔진을 갖춘 잠수함은 통상적으로 스노클장치를 포함하며, 상기 스노클장치는 수면 아래에 잠긴 상태에서 신선한 공기를 흡인하여 연소 엔진이 있는 기관실 구역까지 공급하기 위해서 이용된다. 이와 같은 목적을 위하여, 상기와 같은 잠수함에서는 스노클장치로부터 시작하여 연소 엔진까지 연결되는 라인연결부가 제공된다.

이와 같은 종래의 잠수함의 경우 축전지 충전을 위해 해수면 하부에서 공기흡입관(스노클 마스트)만 노출시킨 후 디젤엔진을 이용하여 충전발전기를 구동하며 이때 디젤엔진 운전에 필요한 연소 공기는 스노클 마스트를 통해 공급된다. 경우에 따라 스노클 마스트는 밸브에 의해 차단되거나 해수에 의해 막힘 현상이 발생할 수 있으며 엔진 운용 중에는 지속적인 연소공기 소모로 함내 기압이 급격히 감소하게 되어 승조원 근무 환경이 나빠지게 되는 문제점이 있었다.

특히, 잠수함 특성상 축전지 충전중이라도 피탐을 최소화하기 위하여 스노클 마스트만 수면 밖으로 노출 시켜 축전지 충전작업을 수행하며 디젤엔진 연소에 필요한 공기는 스노클 마스트를 통해 디젤엔진이 위치한 기관실로 공급된다. 디젤엔진 운용 시 함내 공기를 소모함에 따라 함 내 기압은 대기압보다 낮아지게 되며 이러한 압력 차이에 의해 자연적으로 함 외부로부터 함 내로 공기가 공급된다. 이러한 압력 차이는 승조원들이 근무하고 생활하는데 지장이 없는 수준이어야 하며 디젤엔진이 정격출력을 낼 수 있는 수준이 되어야 한다.

한편, 스노클 마스트 상부에는 통상 스노클 마스트를 통한 과도한 해수의 유입을 차단하기 위하여 해수접촉센서를 이용한 스노클 헤드밸브가 설치되며 일정시간 이상 해수 접촉 시에는 밸브가 닫히게 되어 해수 및 공기의 유입이 완전히 차단되도록 구성된다.

해상상태가 좋지 못한 날씨에 축전지 충전을 하는 경우 상기 스노클 헤드밸브에 해수가 접촉되어 디젤엔진 운용 중 공기 유입이 차단되는 경우가 있을 수 있으며 이러한 차단이 장기간 지속되는 경우 함내 공기는 지속적으로 소모되므로 기압은 급속히 감소하게 되고 이는 승조원의 청력 손상 등 고통을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

미국등록특허 US 1,187,522호 (발명의 명칭: Submarine boat, 공고일: 1916.06.20)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 잠수함 운용 시 불규칙적인 스노클 헤드밸브의 작동에 따라 발전기의 구동을 위한 연소 공기 공급에 제약이 되고, 함내 공기가 부족해 질 수 있는 상황을 방지하기 위해 외부공기가 공급되지 않거나 함내 기압이 낮아지는 경우에 발전기의 작동을 중단시키고 배터리의 전력을 이용하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 잠수함에 추진력을 제공하는 디젤엔진에 의해 구동되는 충전발전기; 상기 충전발전기를 통해 생산된 전기가 축전되는 축전지; 상기 디젤엔진 운용 시 필요한 공기를 흡입하되, 스노클 헤드밸브를 통하여 공기유입이 제어되는 스노클 마스트; 및 상기 충전발전기 및 디젤엔진의 구동, 스노클 헤드밸브의 개폐를 제어하는 제어반;을 포함하되, 상기 잠수함 내의 공기가 설정압력 이하일 경우 상기 제어반에 기압값이 전달되어 상기 디젤 엔진이 무부하 운전을 하고, 동시에 상기 축전지에 저장된 전기를 잠수함의 추진에 이용하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 잠수함 내부에는 기압센서가 구비되되, 상기 기압센서는 상기 제어반과 연결되어 잠수함 내의 기압값을 수시로 제어반에 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 스노클 헤드밸브는, 해수 접촉센서가 구비되되, 상기 해수 접촉센서는 제어반과 연결되어 일정시간 해수 접촉시에는 상기 해수 접촉센서의 감지값을 제어반으로 전송하여 스노클 헤드밸브가 폐쇄되도록 하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어반은, 상기 잠수함이 스노클 항해 중 해수 접촉센서에 지속적으로 해수 접촉 시 상기 제어반으로 신호를 전송하여 상기 스노클 헤드밸브가 폐쇄될 시 상기 잠수함 내의 기압센서에서 감지된 기압값이 설정압력 이하일 경우 제어반은 디젤엔진이 무부하 운전을 하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면은, 잠수함의 스노클 항해 중 스노클 헤드밸브에 지속적인 해수가 접촉될 시 접촉 값을 제어반으로 전송하는 단계; 상기 제어반은 해수 접촉 신호를 통하여 스노클 헤드밸브를 차단하여 공기 흡입을 차단하는 단계; 상기 제어반은 함내의 기압센서를 통하여 함내의 일정 압력값을 판단하는 단계; 및 상기 함내의 일정 압력값 이하로 떨어지면 상기 제어반은 디젤엔진의 부하를 제거하는 단계;를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 스노클 헤드밸브가 닫히거나 함내 기압이 일정 수준 이하로 감소 시 그 정보가 디젤엔진 및 관련 계통을 제어하는 상기 제어반)으로 전송되고, 상기 제어반에서 디젤엔진을 무부하 상태로 운전되도록 충전발전기로부터 부하를 제거함으로서 함내 연소 공기소모를 최소화 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법에 의하면, 황천 스노클 항해 시 빈번한 해수유입 등으로 스노클 헤드밸브가 폐쇄되더라도 엔진은 무부하 상태로 운용되므로 연소공기 소모가 최소화 되고 함내 압력 변화가 적어 승조원의 근무 및 생활환경이 개선되어 승조원의 장시간 항해가 가능한 효과가 있다.

또한, 기존의 잠수함에 단순히 기압센서 및 통합제어반의 구성을 변경함으로서 손쉽게 구성할 수 있어 사용성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 이하의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 본 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치는, 잠수함(100)에 추진력을 제공하는 디젤엔진(120)에 의해 구동되는 충전발전기(130)와, 상기 충전발전기(130)를 통해 생산된 전기가 축전되는 축전지(131)와, 상기 디젤엔진(120) 운용 시 필요한 공기를 흡입하되, 스노클 헤드밸브(111)를 통하여 공기유입이 제어되는 스노클 마스트(110) 및 상기 충전발전기(130) 및 디젤엔진(120)의 구동, 스노클 헤드밸브(111)의 개폐를 제어하는 제어반(150)으로 구성된다.

즉, 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치는, 상기 축전지(131) 충전 중 디젤엔진(120)의 연소 공기 소모에 따른 급격한 함내 기압 감소를 차단하기 위한 장치로서, 스노클 헤드밸브(111) 차단 시 및 함내 기압 감소 시 디젤엔진(120)을 무부하 상태로 운용하여 함내 연소 공기소모를 최소화하는 것이다.

이를 위해 스노클 헤드밸브가 닫히거나 함내 기압이 일정 수준 이하로 감소 시 그 정보가 디젤엔진(120) 및 관련 계통을 제어하는 제어반(150)으로 전송되고, 상기 제어반(150)에서 디젤엔진(120)을 무부하 상태로 운전되도록 충전발전기(130)로부터 부하를 제거하여 연소 공기소모를 최소화 하여 함내 기압의 급속한 강하를 막게 되는 것이다. 동시에 상기 축전지(131)에 저장된 전기를 잠수함의 추진에 이용하게 되는 것이다.

한편, 상기 잠수함(100)내부에는 기압센서(140)가 구비되되, 상기 기압센서(140)는 상기 제어반(150)과 연결되어 잠수함 내의 기압값을 수시로 제어반(150)에 전송하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기한 스노클 헤드밸브(111)는, 해수 접촉센서(112)가 구비되되, 상기 해수 접촉센서(112)는 제어반(150)과 연결되어 일정시간 해수 접촉시에는 상기 해수 접촉센서(112)의 감지값을 제어반(150)으로 전송하여 스노클 헤드밸브(111)가 폐쇄되도록 구성된다.

한편, 상기 제어반(150)은, 상기 잠수함(100)이 스노클 항해 중 해수 접촉센서(112)에 지속적으로 해수 접촉 시 상기 제어반(150)으로 신호를 전송하여 상기 스노클 헤드밸브(111)가 폐쇄될 시 상기 잠수함(100) 내의 기압센서(140)에서 감지된 기압값이 설정압력 이하일 경우 제어반(150)은 디젤엔진(120)이 무부하 운전을 하도록 구성되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치를 이용한 잠수함 운용방법에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치를 이용한 잠수함 운용방법은 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.

우선, 잠수함의 스노클 항해 중 스노클 헤드밸브(111)에 지속적인 해수가 접촉될 시 접촉 값을 제어반(150)으로 전송하게 된다. 여기서 지속적인 해수 접촉의 경우는 파고가 높은 즉, 황천 스노클 항해 시 해수가 빈번하게 스노클 마트트로 유입되는 것을 의미한다.

그러면 상기 제어반(150)은 해수 접촉 신호를 통하여 스노클 헤드밸브(111)를 차단하여 스노클 마스트(110)를 차단하게 되며, 이때 상기 제어반(150)은 함내의 기압센서(140)를 통하여 함내의 기압이 일정 압력 값인지를 파악하게 된다. 여기서 일정 압력값은 함내의 승조원들이 생활이 원활할 정도의 압력을 의미하는 것으로 이는 최초 설계 시 제어반(150)에 일정 압력값이 설정되는 것이다.

이후, 스노클 헤드밸브(111)를 차단 및 디젤엔진의 운용으로 인해 함내의 공기가 일정 압력값 이하로 떨어지면 상기 제어반(150)은 디젤엔진(120)의 부하를 제거하여 상기 디젤엔진(120)은 무부하로 운전하게 되는 것이다.

즉, 상기 스노클 헤드밸브(111)가 닫히거나 함내 기압이 일정 수준 이하로 감소 시 그 정보가 디젤엔진 및 관련 계통을 제어하는 상기 제어반(150)으로 전송되고, 상기 제어반(150)에서 디젤엔진(120)을 무부하 상태로 운전되도록 충전발전기(130)로부터 부하를 제거함으로서 함내 연소 공기소모를 최소화하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법에 의하면, 황천 스노클 항해 시 빈번한 해수유입 등으로 스노클 헤드밸브가 폐쇄되더라도 엔진은 무부하 상태로 운용되므로 연소공기 소모가 최소화 되고 함내 압력 변화가 적어 승조원의 근무 및 생활환경이 개선될 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치 및 이를 통한 잠수함 운용방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 잠수함 110 : 스노클 마스트
111 : 스노클 헤드밸브 112 : 해수 접촉센서
120 : 디젤엔진 130 : 충전발전기
131 : 축전지 140 : 기압센서
150 : 제어반

Claims (6)

1. 잠수함(100)에 추진력을 제공하는 디젤엔진(120)에 의해 구동되는 충전발전기(130);
   상기 충전발전기(130)를 통해 생산된 전기가 축전되는 축전지(131);
   상기 디젤엔진(120) 운용 시 필요한 공기를 흡입하되, 스노클 헤드밸브(111)를 통하여 공기유입이 제어되는 스노클 마스트(110); 및
   상기 충전발전기(130) 및 디젤엔진(120)의 구동, 스노클 헤드밸브(111)의 개폐를 제어하는 제어반(150);을 포함하되,
   상기 잠수함 내의 공기가 설정압력 이하일 경우 상기 제어반(150)에 기압값이 전달되면 상기 제어반(150)은 상기 디젤엔진(120)이 무부하 상태로 운전되도록 상기 충전발전기(130)로부터 부하를 제거하는 것을 특징으로 하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 잠수함(100) 내부에는 기압센서(140)가 구비되되, 상기 기압센서(140)는 상기 제어반(150)과 연결되어 잠수함 내의 기압값을 수시로 제어반(150)에 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 스노클 헤드밸브(111)는,
   해수 접촉센서(112)가 구비되되, 상기 해수 접촉센서(112)는 제어반(150)과 연결되어 일정시간 해수 접촉시에는 상기 해수 접촉센서(112)의 감지값을 제어반(150)으로 전송하여 스노클 헤드밸브(111)가 폐쇄되도록 하는 것을 특징으로 하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어반(150)은,
   상기 잠수함(100)이 스노클 항해 중 해수 접촉센서(112)에 지속적으로 해수 접촉 시 상기 제어반(150)으로 신호를 전송하여 상기 스노클 헤드밸브(111)가 폐쇄될 시 상기 잠수함(100) 내의 기압센서(140)에서 감지된 기압값이 설정압력 이하일 경우 제어반(150)은 디젤엔진(120)이 무부하 운전을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치.
5. 잠수함의 스노클 항해 중 스노클 헤드밸브(111)에 지속적인 해수가 접촉될 시 접촉 값을 제어반(150)으로 전송하는 단계;
   상기 제어반(150)은 해수 접촉 신호를 통하여 스노클 헤드밸브(111)를 차단하여 공기 흡입을 차단하는 단계;
   상기 제어반(150)은 함내의 기압센서(140)를 통하여 함내의 일정 압력값을 판단하는 단계; 및
   상기 함내의 일정 압력값 이하로 떨어지면 상기 제어반(150)은 디젤엔진(120)의 부하를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치를 이용한 잠수함 운용방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 스노클 헤드밸브(111)가 닫히거나 함내 기압이 일정 수준 이하로 감소 시 그 정보가 디젤엔진 및 관련 계통을 제어하는 상기 제어반(150)으로 전송되고, 상기 제어반(150)에서 디젤엔진(120)을 무부하 상태로 운전되도록 충전발전기(130)로부터 부하를 제거함으로서 함내 연소 공기소모를 최소화 하는 것을 특징으로 하는 잠수함 스노클 중 함내 압력 강하 완화장치를 이용한 잠수함 운용방법.

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