KR20090023060A

KR20090023060A - 잠수정

Info

Publication number: KR20090023060A
Application number: KR1020080062466A
Authority: KR
Inventors: 임성기
Original assignee: (주)보고
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2009-03-04

Abstract

본 발명의 잠수정은 선수와 선미가 형성되며 개폐되는 해치를 통하여 잠수원이 탑승할 수 있는 승조원실이 형성된 잠수정에 있어서, 선미의 밀폐공간 저면에 고정된 내연기관과, 상기 내연기관의 기밀이 유지되도록 그 외주연에 감싸지는 내연기관하우징과, 잠수정 저면으로 돌출되되 내연기관에 의해 발생된 동력을 수상프로펠러에 전달하는 출력축이 형성된 수상추진부와; 선미의 끝단에 형성되며 배터리에서 전원을 입력받아 구동되는 전기모터와, 상기 전기모터 끝단에 고정되어 회전되며, 노즐에 의해 외주연이 감싸지는 수중프로펠러가 형성된 수중추진부가 구성된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 잠수정은 내연기관과 전기모터에 의하여 구동되는 수상프로펠러와 수중프로펠러에 의해 수상과 수중에서 고속으로 운전할 수 있으며, 내연기관 구동시 배터리가 충전되어 수중에서의 탐사 및 작전수행 시간이 증대되는 효과가 있다. 또한, 잠수정 단독으로 탐사 및 작전지역까지 이동함으로써 추가 인원 및 추가장비 사용에 따른 경비가 절감되는 효과가 있다.

잠수정, 내연기관, 전기모터, 배터리

Description

잠수정 { Submarine }

본 발명은 수중과 수상에서 각기 다른 동력수단을 사용하여 이동거리를 증대시킨 잠수정에 관한 것으로, 수중에서는 전기모터를 동력원으로 하는 수중추진부로 운항되고, 수상에서는 내연기관을 동력원으로 하는 수상추진부로 운항되는 잠수정에 관한 것이다.

일반적으로 해저탐사에 사용되는 잠수정은 배터리에 의해 구동되는 전기모터를 기반으로 수중에서 탐사활동 및 군의 작전수행에 사용되나, 수상에서 이동할 수 있는 거리가 짧고 이동속도 또한 떨어진다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 잠수정을 부양 선박에 고정하여 탐사 및 작전지역까지 부양 선박으로 빠르게 이동하여 잠수정을 이용한 연구 및 탐사활동을 하고 있다.

상기와 같은 종래 잠수정은 내압구조로 형성되어 내측에 배터리, 발라스트탱크, 탐사장비 및 연구장비 등이 탑재되는 압력선체와, 상기 압력선체 후방에 형성된 추진모터에 프로펠러가 결합된 선미부와, 상기 압력선체 전방에 진행방향을 감지할 수 있는 음파탐지기가 형성된 선수부와, 상기 압력선체 중앙 상부에 승조원이 탑승할 수 있는 승조원실이 형성된 구조로 이루어진다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은, 선미부에 형성된 프로펠러가 압력선체 중앙 일직선상에 형성됨으로써, 수중에서 고속잠항은 가능하나 수상에서는 추진이 어려웠고, 추진모터의 구동을 배터리에 의해 구동함으로써 오랜기간 사용시 배터리의 지속시간이 떨어져 해상에서 장시간 연구를 진행하기 어려웠다.

또한, 항만에서 먼 지역의 심해 탐사시 잠수정 단독으로 탐사지역 까지의 이동이 어려워 부양 선박에 고정 후 해당 위치까지 이동해야 하므로 선박과 이를 구동하기 위한 인원이 추가적으로 필요하여 이로 인한 비용이 증가하고, 탐사시작 및 완료시 잠수정을 입수 및 견인시 작업시간이 증대되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 선미 저면으로 출력축에 고정된 수상프로펠러가 형성되고, 선미 후방으로 전기모터에 고정된 수중프로펠러가 형성됨으로써, 수중에서 고속 잠항과 수상에서 고속주행 가능한 잠수정을 제공하는데 그 목적이 있다.

선수와 선미가 형성되며 개폐되는 해치를 통하여 잠수원이 탑승할 수 있는 승조원실이 형성된 잠수정에 있어서, 선미의 밀폐공간 저면에 고정된 내연기관과, 상기 내연기관의 기밀이 유지되도록 그 외주연에 감싸지는 내연기관하우징과, 잠수정 저면으로 돌출되되 내연기관에 의해 발생된 동력을 수상프로펠러에 전달하는 출력축이 형성된 수상추진부와; 선미의 끝단에 형성되며 배터리에서 전원을 입력받아 구동되는 전기모터와, 상기 전기모터 끝단에 고정되어 회전되며, 노즐에 의해 외주연이 감싸지는 수중프로펠러가 형성된 수중추진부가 구성된다.

또한, 상기 내연기관하우징은 내연기관에 공기가 공급되도록 잠수정 중앙에 형성된 스노클과 연결된 흡입관과, 내연기관의 연소가스가 배출되도록 하부 일측에 돌출된 배기관이 형성된다.

또한, 상기 배터리는 승조원실 저면 양측에 고정되되, 내연기관과 연결배선에 의하여 연결되며 내연기관 구동시 충전되도록 형성된다.

또한, 상기 흡입관은 그 외주연에 형성된 힌지축을 중심으로 회동되어 내연기관하우징 내부가 밀폐 또는 개방되도록 덮개판이 형성된다.

또한, 상기 노즐은 외주연 하부에 돌출된 회전돌기와, 상기 회전돌기가 삽입되어 회전되는 돌기홈이 형성된다.

이하 본 발명에 의한 잠수정의 구성 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 잠수정의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 잠수정의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 잠수정의 사용상태도로서, 도면 중에 표시되는 도면부호 10은 본 발명에 의해서 형성된 잠수정을 지시하는 것이다.

본 발명의 잠수정(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 선수(11)와 선미(12)의 중앙에 위치하며 개폐가능한 해치(131)에 의해 승조원이 탑승할 수 있는 승조원실(13)과, 상기 선미(12) 저면에 돌출되어 수상운항시 추진력이 발생되는 수상추진부(20)와, 상기 선미(12) 후방에 돌출되어 수중운항시 추진력이 발생되는 수중추진부(30)가 형성된 구조로 이루어진다.

선수(11)와 선미(12)는 잠수정(10)의 진행방향을 상하좌우로 조절할 수 있는 수평타(111)와 수직타(121)가 구비되며, 설명의 편의를 위하여 도면과 같이 수면으로 부상시에 해수와 접촉되는 저면(122)과, 수면위로 노출되는 후방(123)을 나누어 표시하였다.

상기 승조원실(13)은 승조원이 출입할 수 있도록 개폐되는 해치(131)와, 수직타(21)와 수상/수중추진부(20,30)를 제어하는 조작핸들(132)과, 여러명의 승조원이 앉을 수 있는 좌석(133)이 구성된다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 수상추진부(20)는 승조원실(13) 후방의 개방된 공간에 위치하며 동력이 발생되는 내연기관(21)과, 상기 내연기관(21)의 기밀이 유지되도록 그 외주연을 둘러싸는 내연기관하우징(22)과, 일측단에는 수중에서 회전되는 수상프로펠러(231)가 결합되고 타측단은 내연기관(21)에 결합되는 출력축(23)이 구성된다.

상기 내연기관하우징(22)은 대기중에서 연소에 의해 동력이 발생되는 내연기관(21)의 특성상 공기의 원활한 유입을 위하여 잠수정(10) 중앙에 형성된 스노클(221c;snokel)과 연결된 흡입관(221)과, 하부 일측에 배기가스가 배출되도록 원형관으로 형성된 배기관(222)이 구성된다. 상기 내연기관하우징(22)에서 돌출된 출력축(23), 흡입관(221) 및 배기관(222)이 돌출된 부위는 방수 및 기밀이 유지되도록 씰(223)이 형성된다.

또한, 흡입관(221)은 개방부위를 통하여 해수가 유입되는 것이 방지되도록 그 끝단에 고정된 힌지축(221b)을 중심으로 회동되며 내연기관하우징(22) 내부가 밀폐되도록 덮개판(221a)이 구성되나, 수상에서 운항시에는 내연기관하우징(22) 내부로 원활하게 공기가 유입되도록 덮개판(221a)이 개방되는 것이다.

한편, 배기관(222)은 연소된 가스의 배출만 이루어지도록 역류방지 구조로 설계되어 잠수시 해수의 유입이 방지되고, 수상에서는 배출가스가 배출되는 것이다.

특히, 출력축(23)은 내연기관(21)에서 수상프로펠러(231)까지 이어지는 중간부에 유니버셜조인트(232)를 형성하여 조작핸들(132)에 의해 큰 각도를 이루며 방향 전환이 용이한 효과가 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 수중추진부(30)는 전원이 충전된 배터리(31)와, 상기 배터리(31)와 연결배선(311)으로 결합되어 전원이 공급되며, 이에 따라 구동되는 전기모터(32)와, 상기 전기모터(32)에 결합되어 회전되는 수중프로펠러(33)가 구성된다.

또한, 수중운항시 내연기관하우징(22)의 해수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 덮개판(221a)에 의해 흡입관(221)이 밀폐되도록 한다.

상기 수중프로펠러(33)는 외주연을 감싸는 노즐(331)이 형성되며 이로 인하여 수중프로펠러(33)의 고속회전시 발생되는 캐비테이션(cavitation)발생이 억제되는 효과가 있다.

한편, 도면에 미도시 되었지만 출력축(23)과 노즐(331)은 공지기술인 유압에 의해 조작핸들(132)과 연결되어 잠수정(10)이 방향전환 되도록 하는 것이다.

또한, 노즐(331)은 외주연 하단에 일정 높이로 회전돌기(331a)가 돌출되고, 상기 회전돌기(331a)가 삽입되어 회전되도록 선미(12)에 돌기홈(331b)이 형성됨으로써, 조작핸들(132) 조작에 의해 노즐(331)이 회전되며 수중에서 잠수정(10)의 방향이 전환되는 것이다.

특히, 배터리(31)는 연결배선(311)을 통하여 내연기관(21)과 결합되며, 내연기관(21) 구동시 전기가 다시 충전되어 잠수정(10)의 심해활동 시간이 배가되는 것으로 장시간 작전 및 탐사를 진행할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 잠수정의 작동에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 잠수정(10)은 도 3과 같이, 승조원실(13) 내부 좌석(133)에 의해 승조원이 보다 안전하게 승조원실(13)에 착석할 수 있는 것이며, 승조원실(13)의 내측 공간에는 도면에는 도시되지 않았지만 일반적인 잠수정(10)에 설치된 발라스트탱크, 소나와 같은 각종 항법장치를 제어/관찰할 수 있는 장비들이 형성되는 것이다.

한편, 승조원실(13)은 탑승한 승조원들이 심해 운항시 부유물들로 인해 신체가 손상되는 것을 방지하기 위하여 개폐가능한 해치(131)와, 선미(12)에 형성된 수직타(121)와, 수상추진부(20)와 수중추진부(30)와 연결되어 잠수정의 진행방향을 제어하는 조작핸들(132)이 구성된다.

상기와 같이 승조원실(13)에 승조원이 탑승하면 수상추진부(20)의 내연기관(21) 구동에 의해 출력축(23) 끝단에 결합된 수상프로펠러(231)가 회전함으로써 잠수정(10)이 수상에서 이동하는 것이다. 상기 내연기관(21)은 잠수시 해수로부터 보호되도록 내연기관하우징(22)에 의해 밀폐되며, 상기 내연기관하우징(22) 상부에 형성된 흡입관(221)으로 공기를 공급받고, 하부에 형성된 배기관(222)으로 배기가스를 배출하는 것이다.

또한, 출력축(23)은 중간부에 유니버셜조인트(232)가 형성되어 수상프로펠러(231)가 원추형궤적을 그리며 굴절이 가능하여 선체의 회전반경이 최소화되는 것으로, 수상프로펠러(231)의 각도 변경은 조작핸들(132)의 조작에 의해 이루어진다.

상기 수상추진부(20)에 의해 작전/탐사지역까지 이동한 잠수정(10)은 발라스트(도면 미도시) 장치 작동에 의해 심해로 잠수하게 되며, 심해 잠수 후에는 배터리(31)와 연결배선(311)에 의해 연결된 전기모터(32)가 구동되고, 상기 전기모터(32) 끝단에 결합되어 회전하는 수중프로펠러(33)에 의해 잠수정(10)이 수중에서 이동하는 것이다.

특히, 본원발명은 수중프로펠러(33) 외주연에 원형 노즐(331)을 고정하여 캐비테이션(cavitation) 발생이 억제되도록 함으로써, 수중프로펠러(33)에 가해지는 충격이 감소되는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 잠수정의 측면도

도 2는 본 발명에 따른 잠수정의 단면도

도 3은 본 발명에 따른 잠수정의 사용상태도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 잠수정 11 : 선수

111 : 수평타 12 : 선미

121 : 수직타 122 : 저면

123 : 후방 13 : 승조원실

131 : 해치 132 : 조작핸들

133 : 좌석 20 : 수상추진부

21 : 내연기관 22 : 내연기관하우징

221 : 흡입관 221a : 덮개판

221b : 힌지축 221c : 스노클

222 : 배기관 223 : 씰

23 : 출력축 231 : 수상프로펠러

232 : 유니버셜조인트 30 : 수중추진부

31 : 배터리 311 : 연결배선

32 : 전기모터 33 : 수중프로펠러

331 : 노즐 331a : 회전돌기

331b : 돌기홈

Claims

선수(11)와 선미(12)가 형성되며 개폐되는 해치(131)를 통하여 잠수원이 탑승할 수 있는 승조원실(13)이 형성된 잠수정에 있어서,

선미(12)의 밀폐공간 저면에 고정된 내연기관(21)과, 상기 내연기관(21)의 기밀이 유지되도록 그 외주연에 감싸지는 내연기관하우징(22)과, 잠수정(10) 저면으로 돌출되되 내연기관(21)에 의해 발생된 동력을 수상프로펠러(231)에 전달하는 출력축(23)이 형성된 수상추진부(20)와;

선미(12)의 끝단에 형성되며 배터리(31)에서 전원을 입력받아 구동되는 전기모터(32)와, 상기 전기모터(32) 끝단에 고정되어 회전되며, 노즐(331)에 의해 외주연이 감싸지는 수중프로펠러(33)가 형성된 수중추진부(30)가 구성된 것을 특징으로 하는 잠수정.
제 1항에 있어서,

상기 내연기관하우징(22)은 내연기관(21)에 공기가 공급되도록 잠수정(10) 중앙에 형성된 스노클(221c)과 연결된 흡입관(221)과, 내연기관(21)의 연소가스가 배출되도록 하부 일측에 돌출된 배기관(222)이 형성된 것을 특징으로 하는 잠수정.
제 1항에 있어서,

상기 배터리(31)는 승조원실(13) 저면 양측에 고정되되, 내연기관(21)과 연 결배선(311)에 의하여 연결되며 내연기관(21) 구동시 충전되도록 형성된 것을 특징으로 하는 잠수정.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 흡입관(221)은 그 외주연에 형성된 힌지축(221b)을 중심으로 회동되어 내연기관하우징(22) 내부가 밀폐 또는 개방되도록 덮개판(221a)이 형성된 것을 특징으로 하는 잠수정.
제 1항에 있어서,

상기 노즐(331)은 외주연 하부에 돌출된 회전돌기(331a)와, 상기 회전돌기(331a)가 삽입되어 회전되는 돌기홈(331b)이 형성된 것을 특징으로 하는 잠수정.