KR20110040162A - 해적방지 고압분사노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 선박 내부의 소방 시스템과 연결되는 고압분사노즐에 있어서, 하우징 내부에 형성되어 상기 소방 시스템으로부터 공급된 물의 수압을 이용해 에너지를 생성하는 터빈; 상기 터빈으로부터 전달되는 동력을 전달하는 제1 샤프트; 웜 기어 및 웜 휠을 포함한 복수의 기어가 내장되어 상기 제1 샤프트를 통하여 전달된 동력 방향을 180도 전환하고, 기어의 회전속도를 조절하는 기어박스; 상기 기어박스와 연결되어 동력을 전달하는 제2 샤프트; 상기 제2 샤프트와 웜 기어 및 웜 휠로 연결되어 상기 제2 샤프트를 통하여 전달된 동력을 회전운동으로 전환하여 회전하는 회전축, 및 상기 회전축의 회전 운동에 따라 회전하며 선체 외부로 물을 분사하는 노즐을 포함하는 고압분사노즐을 포함한다.
선박, 해적, 고압분사노즐

Description

해적방지 고압분사노즐{Anti-Piracy water Jet Gun}
본 발명은 최근 급증하고 있는 해상 해적 행위를 방지하기 위하여 선박에 탑재되는 해적방지 고압분사노즐에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 선박의 난간에 탑재되는 고압분사노즐을 전기장치 없이 수력으로 구동함으로써 종래 고압분사노즐의 문제점을 개선하고, 분사 방향을 가변적으로 조정하여, 분사방향이 고정되어 있는 종래 고압분사노즐의 문제점을 개선하여 선상 해적 행위를 보다 효율적으로 방지할 수 있는 고압분사노즐에 관한 것이다.
최근 소말리아 연안을 비롯한 세계 곳곳의 해상에서 무장 해상 강도 행위가 빈번하게 발생하고 있다. 이를 방지하기 위하여 세계 각국이 공조하여 해군병역을 해적 출몰 빈번 지역에 투입하고 있으나 드넓은 해역을 전부 감시하기란 현실적으로 불가능하며, 해적들 역시 감시가 소홀한 틈이나 지역에서 해적행위를 지속하기 때문에 이를 적발하기란 용이치 않다.
이러한 이유로 인하여 세계 각국의 물류를 담당하는 선박들은 해적이 출몰하지 않는 안전지역으로 우회하여 운행하거나, 해적의 위험을 감수하고 해적 출몰지역으로 선박을 운행해야 하는 불편을 감수할 수밖에 없다. 이러한 해적 행위를 방 지할 수 있는 가장 최적의 방법은 해상을 운행하는 각 선박 스스로가 자신을 보호할 수 있는 방법을 강구하는 것이다.
이를 위하여 최근 대형 선박을 중심으로 해적으로부터 스스로를 보호하기 위한 설비나 무기를 구비하여 탑재하는 경우가 늘고 있다. 가장 기초적인 예로 총과 같은 무기를 소지하고 있다가 해적 출몰 시 무장 세력에 맞서 싸우는 방법을 선택하기도 한다. 그러나 이와 같은 방법은 최신의 대량 살상 무기로 중무장한 해적 앞에서 효과적이지 못할 뿐 아니라 무모할 수 있다. 뿐만 아니라 사상의 우려도 크기 때문에 바람직하지 못하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 해적이 선박에 승선하지 못하도록 하는 각종 설비가 장착되기도 한다. 일 예로 해적 출몰 시 선박의 주변으로 대형 네트(NET)를 늘어뜨려 해적선이 선박에 접근하다 상기 네트에 걸려 침몰하도록 하는 방법이 사용되기도 한다. 그러나, 항상 선박에 부피가 크고 무거운 대형 네트를 구비한 채 다녀야 하는 불편이 있으며, 해적선이 상기 네트에 침몰되지 않을 경우 해적 행위를 방지할 수 있는 효과가 미미하다는 문제점이 있다.
다른 예로 고압분사노즐을 이용하여 해적의 승선을 방지하는 방법이 사용되기도 한다. 일반적으로 해적들은 선박의 외면에 접근한 후 쇠갈고리(GRAPPLING HOOK) 또는 휴대용 사다리(PORTABLE LADDER)를 이용하여 승선을 시도한다. 이 때 난간(THE RAILING)에 장착된 상기 고압분사노즐을 이용하여 선박의 외면에 물을 분사함으로써 해적들의 승선을 방지할 수 있다. 상기 고압분사노즐을 이용한 방법은 대형 네트를 이용한 방법에 비하여 그 효과는 뛰어나나 종래 사용되는 고압분사노 즐은 전자식으로 동작하여, 별도의 전기설비가 구비되어야 함으로 부피가 크고, 제작 단가가 비싸며, 무겁다. 또한, 물을 분사하는 기구의 특성상 상기 전기설비에 물기가 스며들어 고장의 빈도가 높다는 문제점이 있다. 또한, 종래 고압분사노즐은 난간에 고정되어 있어, 물의 분사 방향이 고정되어 있기 때문에 물이 분사되지 않는 사각지대를 이용하여 승선을 시도하는 해적을 방지할 수 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 선박의 난간에 탑재되는 고압분사노즐을 전기장치 없이 수력으로 구동함으로써 종래 고압분사노즐의 문제점을 개선하고, 분사 방향을 가변적으로 조정하여, 분사방향이 고정되어 있는 종래 고압분사노즐의 문제점을 개선하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 선박 내부의 소방 시스템과 연결되는 고압분사노즐에 있어서, 하우징 내부에 형성되어 상기 소방 시스템으로부터 공급된 물의 수압을 이용해 에너지를 생성하는 터빈; 상기 터빈으로부터 전달되는 동력을 전달하는 제1 샤프트; 웜 기어 및 웜 휠을 포함한 복수의 기어가 내장되어 상기 제1 샤프트를 통하여 전달된 동력 방향을 180도 전환하고, 기어의 회전속도를 조절하는 기어박스; 상기 기어박스와 연결되어 동력을 전달하는 제2 샤프트; 상기 제2 샤프트와 웜 기어 및 웜 휠로 연결되어 상기 제2 샤프트를 통하여 전달된 동력을 회전운동으로 전환하여 회전하는 회전축, 및 상기 회전축의 회전 운동에 따라 회전하며 선체 외부로 물을 분사하는 노즐을 포함하는 고압분사노즐을 포함한다.
바람직하게는, 상기 고압분사노즐은 스테인레스 스틸 또는 영구 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기어박스 내부로 물이 스며들지 않도록 실링이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노즐은 90도 각도를 이루는 한 쌍으로 형성되고, 상기 노즐의 회전 반경은 90도인 것을 특징으로 한다.
또한, 서로 다른 크기의 직경을 가지는 복수의 노즐이 착탈 가능하도록 상기 노즐과 브라켓 사이에 오링이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고압분사노즐 내부에 거품발생제가 분사되는 용기가 형성되고, 상기 거품발생제는 벤츄리 효과에 의하여 고압분사노즐 내부로 분사되며, 고압분사노즐 내부에서 유동하는 물에 용해되어 상기 노즐을 통하여 외부로 방출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고압분사노즐 내부에 최루액이 분사되는 용기가 형성되고, 상기 최루액은 벤츄리 효과에 의하여 고압분사노즐 내부로 분사되며, 고압분사노즐 내부에서 유동하는 물에 용해되어 상기 노즐을 통하여 외부로 방출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고압분사노즐은, 선체 내측에서 장착한 뒤 난간을 중심으로 180도 회전시켜 상기 고압분사노즐이 선체 외측을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 가지는 본 발명은 선박의 난간에 탑재되는 고압분사노즐을 전기장치 없이 수력으로 구동함으로써 종래 고압분사노즐의 문제점을 개선하고, 분사 방향을 가변적으로 조정하여, 분사방향이 고정되어 있는 종래 고압분사노즐의 문제점을 개선한다.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고압분사노즐의 구조를 도시한 종단면도 및 횡단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 고압분사노즐은 하우징 내부에 터빈(100), 상기 터빈(100)으로부터 전달되는 동력을 전달하는 제1 샤프트(110), 상기 제1 샤프트(110)를 통하여 전달된 동력 방향을 전환하고, 회전속도를 조절하는 기어박스(120), 상기 기어박스(120)와 연결되어 동력을 전달하는 제2 샤프트(130), 상기 제2 샤프트(130)를 통하여 전달된 동력을 회전운동으로 전환하여 회전하는 회전축(140), 및 상기 회전축(140)의 회전 운동에 따라 회전하며, 물을 분사하는 노즐(150)을 포함한다.
상기 고압분사노즐은 선박 내 화재 발생시를 대비한 소방 시스템(FIRE FIGHTING SYSTEM)과 연결되어, 분사할 물을 공급받는다. 상기 고압분사노즐은 상기 소방 시스템으로부터 공급된 물의 수압을 이용해 상기 터빈(100)을 회전시켜 에너지를 발생시킨다. 상기 소방 시스템으로부터 공급되는 물의 수압은 8 내지 10 바(bar) 인 것이 바람직하며, 최대 수압은 14 바(bar)일 수 있다. 또한, 상기 소방 시스템과 결합되는 파이프의 직경은 65mm일 수 있으며, 유속은 30 내지 35cu.mt/hr일 수 있다. 상기 유속을 증가시킬 경우 용량이 작은 소방 펌프의 경우 동작이 정지할 수 있다. 그러나 이와 같은 상세 스펙은 당업자의 선택에 따라 수정될 수 있으며, 선박의 종류나 크기에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.
한편, 상기 고압분사노즐은 스테인레스 스틸(stainless steel)이나 영구 플라스틱(durable plastic)으로 제작될 수 있으며, 이를 통하여 고압분사노즐 전체 중량을 감소시켜 조작의 편의성을 도모할 수 있다. 바람직하게는 상기 고압분사노즐의 전체 중량은 15 내지 20kg인 것이 바람직하다.
한편, 상기 터빈(100)은 회전체의 원주에 여러 개의 깃(blade) 또는 날개를 심고 거기에 상기 소방 시스템으로부터 제공되는 물의 수압을 내뿜어 회전체인 러너(runner)를 고속회전시켜 유수의 에너지를 기계적 일로 변환시킨다.
상기 터빈(100)을 통하여 변환된 운동 에너지는 상기 제1 샤프트(110)를 통하여 상기 기어박스(120)로 전달된다. 전달 과정에서 상기 소방 시스템으로부터 제공된 물이 상기 기어박스(120) 내부로 스며들지 않도록 실링(111)이 형성될 수 있으며, 상기 실링(111)을 통과하여 에너지를 전달하기 위하여 상기 제1 샤프트(110) 사이에 제1 기어(112)가 형성될 수 있다. 상기 고압분사노즐 내부를 통과하는 물은 상기 실링(111)에 의하여 이동 경로가 제한되어 상기 터빈(100)을 거쳐 도 1의 화살표 방향을 따라 이동하여 노즐(150)로 분사된다.
상기 기어박스(120)는 웜 기어(worm gear) 및 웜 휠(worm wheel)을 비롯한 각종 기어가 내장되어 있으며, 상기 제1 샤프트(110)를 통하여 전달된 동력의 방향을 180도 회전시켜 상기 제2 샤프트(130)로 전달한다. 또한, 상기 터빈(100)의 회전 속도에 의하여 종속되는 제1 샤프트(110)의 회전속도를 가감속하여 상기 노즐(150)의 회전 속도를 적정하게 유지시킨다. 상기 기어박스(120) 내부의 기어 종류나 수 그 구성은 당업자에 의하여 용이하게 조절될 수 있다.
상기 기어박스(120)를 통하여 가감속되고, 그 전달 방향이 180도로 전환된 에너지는 제2 샤프트(130)로 전달되고, 상기 제2 샤프트(130)는 회전축(140)을 회전시킨다. 바람직하게는 상기 제2 샤프트(130)와 회전축(140) 사이는 웜 기어 및 웜 휠(141)이 형성되어 상기 제2 샤프트(130)로부터 상기 회전축(140)으로 에너지를 전달하고, 전달된 에너지를 이용하여 회전운동의 방향을 전환할 수 있다.
상기 노즐(150)은 상기 회전축(140)의 회전 운동에 따라 회전할 수 있다. 당업자의 선택에 따라, 상기 노즐의 회전 반경을 360도, 180도 또는 90도와 같이 자유롭게 조절할 수 있으며, 노즐의 수 또한 하나 또는 둘 이상으로 제작할 수 있다. 이는 이하 도 3을 참조하여 보다 상세히 기술하도록 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고압분사노즐의 노즐 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 노즐(150)은 상호 90도의 각도를 이루는 한 쌍의 분사구로 구성될 수 있다. 상기 회전축(140)이 회전함에 따라 상기 노즐(150)은 서로 수직을 이루며 선체 하부로 물을 분사할 수 있다. 선체 하부를 향해서만 물을 분사한다고 가정할 때, 이와 같은 구조 하에서는 상기 회전축의 회전 각도를 90도로 한 정시킬 수 있다. 물론 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 노즐의 수 및 각 노즐 사이의 각도는 당업자의 선택에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
또한, 상기 노즐의 직경은 12 내지 16mm로 형성될 수 있으며, 이는 상기 고압분사노즐에 흐르는 유량에 따라 조절될 수 있다. 바람직하게는 서로 다른 크기의 직경을 가지는 복수의 노즐을 구비하였다가 상황에 따라 적정 직경의 노즐을 부착하여 사용할 수 있다. 이를 위하여 상기 노즐과 브라켓 사이에는 오링(O-ring;160)이 삽입되어 상기 노즐(150)과 브라켓을 고정시킬 수 있다.
한편, 상기 고압분사노즐 내부에는 거품발생제가 분사되는 용기(미도시)가 포함될 수 있다. 상기 거품발생제는 벤츄리 효과(venture effect)에 의하여 고압분사노즐 내부로 분사되며, 고압분사노즐 내부에 유동하는 물에 용해되어 노즐을 통하여 외부로 방출된다. 상기 거품발생제는 선체 표면에 분사되어 선체의 마찰계수를 저감시켜 해적의 승선을 방해할 수 있다. 상기 거품발생제의 종류는 선체의 종류나 선체 표면의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 고압분사노즐 내부에 최루액이 분사되는 용기가 형성되고, 상기 최루액은 벤츄리 효과에 의하여 고압분사노즐 내부로 분사되며, 고압분사노즐 내부에서 유동하는 물에 용해되어 상기 노즐을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 이와 같이 최루액이 용해된 물을 선체 외부로 배출함으로써 해적의 피부와 안구에 유해를 가해 승선을 방해할 수 있다.
또 다른 실시예로, 물이 아닌 스팀을 배출하여 해적의 승선을 방해할 수도 있을 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고압분사노즐의 브라켓 구조를 도시한 종단면도 및 횡단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 고압분사노즐은 선체의 상갑판(上甲板;300) 상에 형성되는 난간(302)에 브라켓으로 고정된다. 보다 상세히, 상기 고압분사노즐은 상기 소방 시스템으로부터 연장된 파이프(200)와 물이 공급될 수 있도록 연결되고, 상기 연결된 파이프(200)를 지지하기 위하여 상기 브라켓은 상기 난간(302)과 볼트(201) 및 너트(202)로 체결되어 고정된다.
또한, 상기 난간을 관통하여 볼트(203)가 삽입되고, 상기 볼트(203)를 횡방향으로 체결함으로써 상기 상갑판(300) 상부로 돌출된 선체의 사이드월(side wall;301)과 상기 브라켓을 압착 고정시킨다. 보다 상세히, 상기 브라켓은 종단면을 기준으로 'ㄷ'자 형태의 삽입구(204)가 형성되고, 상기 삽입구(204)에 사이드월(301)이 삽입 고정된다. 상기 브라켓과 삽입된 사이드월(301) 사이의 고정을 위하여 상기 삽입구(204)의 횡단면을 관통하도록 볼트(203)가 체결되어 상기 브라켓을 사이드월(301)에 압착시킨다.
한편, 상기 고압분사노즐의 브라켓을 상기 난간(302)에 장착시킬 때 선체 내부에서 장착 작업을 수행한 뒤 장착 후에는 상기 고압분사노즐을 선체 사이드월(301) 밖으로 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 일 실시예로 선체 내측과 외측 사이를 연결하는 레일 상에 상기 난간을 형성하고, 상기 고압분사노즐의 장착 전후 상기 난간의 위치를 조절하여 상기 고압분사노즐을 이동시키거나, 다른 실시예로 상기 난간(302)에 고정되는 브라켓을 난간을 넘어 180도 회전시킬 수 있도록 형성하여 상기 고압분사노즐의 장착 시에는 장착 작업이 선체 내측에서 이루어지도록 한 뒤 장착 후에는 상기 고압분사노즐을 180도 회전시켜 노즐이 선체 외측 방향을 향하도록 형성할 수 있다. 이와 같은 구조를 통하여 상기 고압분사노즐의 장착 시 상기 고압분사노즐이 해상으로 추락할 수 있는 위험을 차단할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고압분사노즐의 구조를 도시한 종단면도 및 횡단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고압분사노즐의 노즐 구조를 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고압분사노즐의 브라켓 구조를 도시한 종단면도 및 횡단면도.

Claims (8)

  1. 선박 내부의 소방 시스템과 연결되는 고압분사노즐에 있어서,
    하우징 내부에 형성되어 상기 소방 시스템으로부터 공급된 물의 수압을 이용해 에너지를 생성하는 터빈;
    상기 터빈으로부터 전달되는 동력을 전달하는 제1 샤프트;
    웜 기어 및 웜 휠을 포함한 복수의 기어가 내장되어 상기 제1 샤프트를 통하여 전달된 동력 방향을 180도 전환하고, 기어의 회전속도를 조절하는 기어박스;
    상기 기어박스와 연결되어 동력을 전달하는 제2 샤프트;
    상기 제2 샤프트와 웜 기어 및 웜 휠로 연결되어 상기 제2 샤프트를 통하여 전달된 동력을 회전운동으로 전환하여 회전하는 회전축; 및
    상기 회전축의 회전 운동에 따라 회전하며 선체 외부로 물을 분사하는 노즐을 포함하는 고압분사노즐.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고압분사노즐은 스테인레스 스틸 또는 영구 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기어박스 내부로 물이 스며들지 않도록 실링이 형성되는 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 노즐은 90도 각도를 이루는 한 쌍으로 형성되고, 상기 노즐의 회전 반경은 90도인 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
  5. 제 1항에 있어서,
    서로 다른 크기의 직경을 가지는 복수의 노즐이 착탈 가능하도록 상기 노즐과 브라켓 사이에 오링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고압분사노즐 내부에 거품발생제가 분사되는 용기가 형성되고, 상기 거품발생제는 벤츄리 효과에 의하여 고압분사노즐 내부로 분사되며, 고압분사노즐 내부에서 유동하는 물에 용해되어 상기 노즐을 통하여 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고압분사노즐 내부에 최루액이 분사되는 용기가 형성되고, 상기 최루액은 벤츄리 효과에 의하여 고압분사노즐 내부로 분사되며, 고압분사노즐 내부에서 유동하는 물에 용해되어 상기 노즐을 통하여 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고압분사노즐은, 선체 내측에서 장착한 뒤 난간을 중심으로 180도 회전시켜 상기 고압분사노즐이 선체 외측을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고압분사노즐.
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