KR20110063901A - 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비 - Google Patents

간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비 Download PDF

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KR20110063901A
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    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Abstract

본 발명은 선박의 항해에 관련된 정보를 기록하고 2 개의 주파수 대역에 정합하는 안테나와 보관함으로부터 본체의 분리가 용이한 커넥터 및 수압이탈이 용이한 구조를 구비한 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 관한 것으로 특히, 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서, 비상 위치 지시용 조난신호를 비행기에 121 MHz 대역의 무선주파수로 송신하는 제 1 안테나, 비상 위치 지시용 조난신호를 인공위성에 406 MHz 대역의 무선주파수로 송신하는 제 2 안테나, 제 1 안테나를 제 2 안테나와 전기적으로 연결하는 동조부 및 제 2 안테나의 하단에서 비상 위치 지시용 조난신호를 급전하고 기구적으로 고정하는 급전 및 고정부를 포함하는 특징에 의하여 121 MHz 대역과 406 MHz 대역에서 각각 동조하는 안테나를 제공하고, 선박의 간이항해자료기록장치(S-VDR)와의 데이터 전송이 원활하며 비상시에 용이하게 분리되는 커넥터를 제공하며, 침수 상태에서 보관함을 개방하는 안전핀을 정확하고 신속하게 분리하는 효과가 있다.
EPIRB, 비컨, 침수, 선박, 항해

Description

간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비{EMERGENCY POSITION INDICATING RADIO BEACON EQUIPMENT FOR SIMPLIFIED VOYAGE DATA RECODER}
본 발명은 선박의 조난이나 침몰, 침수 등에 대비하여 수압으로 자동 분리하고 인공위성 및 비행기에 무선 조난신호를 송신하는 안테나에 관한 것으로 특히, 선박의 항해 위치를 인식하여 기록하고 2 개 주파수 대역에 정합하는 안테나와 적은 힘으로 보관함으로부터 본체의 분리가 용이한 커넥터 및 수압에 의하여 분리와 이탈되는 수압이탈기 구조를 구비한 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 관한 것이다.
선박(SHIP)이 넓은 바다를 항해하는 경우, 현재의 위치를 확인하기 위한 이정표를 주변으로부터 거의 발견할 수 없으므로 해, 달, 별 및 나침반 등을 이용하여 현재의 위치를 확인하고 항해할 방향을 결정한다.
이러한 위치확인 방식은 비교적 시간이 많이 소요되고 정확도가 떨어지므로 4 개 이상의 GPS 인공위성으로부터 수신된 신호를 이용하여 현재 위치에 대한 위도, 경도, 해발, 시간 및 이동속도 등을 비교적 정확하게 연산하는 기술이 개발되었으며 운용되고 있다.
또한, 항해 중인 선박에 침수 등으로 조난상황이 발생한 경우 선원들도 대피하기 바쁘고 그러한 상황에서 조난이 발행한 정확한 위치의 확인에 어려움이 있으며, 구조요청 신호는 계속적으로 발신하여야 하는 등의 어려운 문제가 있다.
그러므로 선박의 항해 관련 정보를 요약하여 기록하고, 조난이 발생한 경우에 자동으로 현재의 위치정보와 구조요청(SOS) 신호를 연속적으로 발신하는 것으로 ELT, PLB, EPIRB 등으로 불리는 장비가 있으며, 본 발명은 EPIRB(위성 비상위치 지시용 무선표지 설비)(이하, ‘비컨’이라 한다.)에 관한 것이다.
특히, 국제해상기구(INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION: IMO)에 의하여 1999 년 2 월부터 바다를 항해하는 모든 선박은 세계 해상조난 및 안전 시스템(GLOBAL MARITIME DISTRESS AND SAFETY SYSTEM: GMDSS)을 의무적으로 도입하도록 권고하고 있으므로 모스 부호를 이용한 무선 전신 방법을 사용할 수 없게 되었다.
IMO는 현행 조난 안전제도의 문제점을 보완 개선하기 위하여 선박 및 육상의 해당 기지국에 디지털 기술에 의한 위성통신 설비를 탑재하도록 하여 해상의 선박 침수 등에 의한 인명과 재산을 신속하게 보호하도록 하는 구조체계를 전 세계적으로 구축하기 위한 것이며, GMDSS는 항해 중인 선박의 위치와 상태 정보를 주기적으로 인공위성을 통하여 제공하는 첨단 설비이다.
비컨(BEACON)은 조난이 발생한 경우 현재의 위치 정보를 확인할 수 있는 신 호를 연속적으로 발신하므로 조난이 발생한 위치를 정확하고 신속하게 확인할 수 있도록 하는 설비이며, 국제 항해 노선을 갖는 여객선, 300톤(t) 이상의 선박, 어획 운반업, 수산 제조업에 종사하는 300톤 이상의 어선 등은 의무적으로 구비하여야 한다.
이러한 비컨 중 간이항해 기록장치가 내장된 장비에는 선박의 항해에 관련된 모든 정보를 기록하는 간이 항해자료 기록장치 또는 블랙박스(BLACK BOX)(이하, ‘간이 항해자료 기록장치’라 한다.)의 정보를 백업(BACK-UP) 방식으로 기록하기 위하여 플랫 케이블(FLAT CABLE)이 연결되고, 선박에 조난이 발생하면 플랫(FLAT) 케이블(CABLE)을 절단하여 분리한다.
그러므로 플랫 케이블의 절단을 위한 별도의 장치를 구비하여야 하고, 절단 장치에 장애가 발생하는 경우는 절단되지 못하여 비컨이 선박으로부터 분리되지 못하고, 선박과 함께 심해로 침몰하는 문제가 있다.
또한, 비컨은 필수적으로 406 MHz 대역의 주파수를 이용하여 인공위성에 해당 조난신호를 송신하고, 선택(OPTION)에 의하여 주변을 비행하는 항공기에 조난신호를 송신하기 위하여 121 MHz 대역의 주파수를 이용하므로, 406 MHz 대역에 정합하는 안테나와 121 MHz 대역의 주파수에 정합하는 안테나를 각각 구비하여야 한다.
그러나 비컨은 조난에 대비하는 비상용 설비이고 소형이어야 하므로 406 MHz 대역 및 121 MHz 대역에서 모두 공진하는 안테나를 사용하며, 이러한 안테나는 어느 하나의 주파수 대역에서 최대로 공진하게 할 수 없고 406 MHz 대역 및 121 MHz 대역에서 어중간하게 공진하도록 한다. 이러한 안테나는 그 특성에 의하여 무선 송 신되는 신호가 멀리 전파되지 못하는 문제가 있다.
또한, 무선신호는 해수를 포함하는 액체 속에서는 전달되지 못하는 특성이 있으므로, 선박이 조난, 침몰, 침수하는 경우, 비컨을 선박으로부터 분리 및 이탈시켜야 한다.
즉, 비컨은 선박이 조난, 침몰, 침수(이하, ‘침수’로 설명한다.)되는 경우에 침수 상태를 검출하여 선박으로부터 자동으로 분리 및 이탈되어야 한다.
이러한 비컨은 선박에 별도로 특별하게 지정된 위치의 보관함에 구비되고, 보관함은 침수 상태를 검출하는 경우에 안전핀을 분리하여 자동 개방되므로 비컨을 선박으로부터 자동 분리 및 이탈시킨다. 이러한 경우에 무선안테나가 수면 위로 위치하게 되어 조난신호 등을 인공위성 및 주변을 비행하는 항공기에 무선으로 전송하게 된다.
그러나 보관함의 침수상태 검출 및 안전핀 분리가 원활하지 못한 경우에 보관함이 개방되지 못하고, 비컨이 물속에 잠겨 무선신호의 정상 송신 동작을 하지 못하게 되므로 구조 등이 늦어져 귀중한 인명과 재산을 보호하지 못하는 문제가 있다.
따라서 비컨을 보관하는 보관함은 침수상태를 검출하는 경우 안전핀을 정확하게 분리하여 선박으로부터 비컨이 분리 및 이탈시키며, 비컨이 선박으로부터 분리되는 경우 선박의 간이 항해자료 기록장치와 연결되어 해당 데이터를 전송받는 케이블의 분리 또는 절단이 용이하여야 하고 또한, 비컨의 무선송신 안테나는 406 MHz 대역 및 121 MHz 대역에서 정확하게 공진하도록 하는 기술을 개발할 필요가 있 다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제와 필요성을 해소하기 위한 것으로 406 MHz 대역 및 121 MHz 대역의 주파수에서 안테나가 정상적으로 공진하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 선박의 간이 항해자료 기록장치와 연결되어 백업용 데이터를 인가받는 케이블을 신속하고 용이하게 절단 및 분리하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 비컨을 구비하는 보관함이 침수상태를 검출하는 경우 안전핀을 명확하게 분리하여 비컨이 선박으로부터 정확하게 이탈되도록 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 본 발명은 조난 위치에서 GPS 기술에 의한 현재의 위치정보를 제공하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서, 비상 위치 지시용 조난신호를 비행기에 121 MHz 대역의 무선주파수로 송신하는 제 1 안테나와, 비상 위치 지시용 조난신호를 인공위성에 406 MHz 대역의 무선주파수로 송신하는 제 2 안테나와, 제 1 안테나를 제 2 안테나와 전기적으로 연결하는 동조부 및 제 2 안테나의 하단에서 비상 위치 지시용 조난신호를 급전하고 기구적으로 고정하는 급전 및 고정부를 포함하여 이루어지는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제시한다.
바람직하게, 제 1 안테나는 121 MHz 대역 무선주파수의 1/8 파장에 의한 전기적 길이를 형성하는 구성으로 이루어진다.
한편, 제 1 안테나는 휩형 안테나로 이루어진다.
그리고 제 1 안테나는, 406 MHz 대역 무선주파수의 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 갖는 제 2 안테나 및 동조부와 전기적으로 연결되어 121 MHz 대역 무선주파수에서 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 갖는 구성으로 이루어진다.
여기서 제 2 안테나는, 406 MHz 대역 무선주파수의 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 형성하는 구성으로 이루어진다.
또한, 제 2 안테나는 코일형 안테나로 이루어진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서, 선박의 항해를 위한 운용정보와 항로 정보를 기록하는 간이 항해자료 기록장치에 저장된 데이터를 백업용으로 전송하는 제 1 커넥터 및 제 1 커넥터에 접속하여 데이터를 전달받고 외부 인장력에 의하여 분리하는 제 2 커넥터를 포함하여 이루어지는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제시한다.
바람직하게, 제 1 커넥터는 스프링이 구비된 볼 베어링에 의하여 제 2 커넥터를 기구적으로 고정하는 구성으로 이루어진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서, 밀폐된 원통형상의 일측단을 개방하여 수납공간을 형성하는 하우징과, 하우징에 수납되고 일단이 고정되어 개방된 일측단 방향으로 탄성력을 발생하는 코일형 스프링과, 스프링의 중심에 일단이 삽입되고 탄성력에 의하여 이동하는 이동자와, 이동자와 중심부위를 밀착 고정하고 하우징의 개방된 일측단에 외곽부위를 고정하는 고무막과, 고무막을 하우징의 개방된 일측단에 밀폐상태로 밀착 고정하고 액체의 유입을 제외한 외부의 인위적인 충격으로부터 보호하는 뚜껑과, 뚜껑에 형성된 관통공에 삽입되고 이동자에 의하여 일단이 확장되어 관통공을 이탈하지 못하는 분리부 및 분리부의 일측 끝단에 형성된 핀홀에 삽입 고정되는 안전핀을 포함하여 이루어지는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 제시한다.
바람직하게, 고무막은 뚜껑을 통하여 유입되는 수압에 의하여 0.2 kgf/cm**2 이상의 힘이 작용하면 스프링의 탄성력을 억제하여 이동자를 하우징의 수납공간 안 쪽 방향으로 밀어내는 구성으로 이루어진다.
또한, 뚜껑은 고무막을 사이에 개재하고 하우징과 체결하는 나사가 삽입되는 다수의 나사공과, 분리부가 삽입과 이탈하는 관통공 및 외부로부터 상기 고무막 방향으로 액체를 유입하는 다수의 홀; 을 포함하여 이루어진다.
그리고 이동자는, 스프링의 중심에 삽입되어 지지하는 제 1 축과, 제 1 축에 연결되고 고무막의 중심부위와 고정 상태로 결합하는 고정부와, 고정부에 연결되고 제 1 축과 동일한 축을 형성하며 분리부의 일측단과 밀착상태로 접촉하여 확장시키는 제 2 축을 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 121 MHz 대역의 안테나로 1/8 파장의 휩(WHIP) 안테나를 사용하고 406 MHz 대역의 안테나는 스파이럴(SPIRAL) 형태의 1/4 파장의 안테나를 사용하는 동시에 두 안테나를 동조코일로 매칭시켜 전체의 길이를 줄이면서 121 MHz 대역과 406 MHz 대역의 무선주파수에 각각 매칭하므로 무선신호의 송신특성을 개선하는 사용상 편리한 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 선박의 간이 항해자료 기록장치와 비컨의 데이터 백업을 위한 케이블을 간단하게 분리되는 커넥터로 연결하므로 평상시에는 선박의 간이항해자료 기록장치(S-VDR)와의 데이터 전송이 원활하고 침수 등의 조난시에는 케이블 절단이 용이하여 선박으로부터 비컨을 분리하는 신뢰성이 높은 산업적 이용효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 비컨을 고정하는 보관함이 침수되는 경우 안전핀을 명확하게 분리하므로 보관함이 신속하게 개방되어 비컨이 선박으로부터 정확하게 분리 및 이탈되는 사용상 편리한 효과가 있다.
또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 조난이 발생한 위치에서 GPS 기술에 의한 위치정보를 정확하게 제공하여 구조를 신속하고 정확하게 진행시키는 사용상 편리한 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명과 도면 도시는 생략한다.
선박은 해상에서 항로의 기준이 되는 이정표 없이 사람 및 물건을 싣고 목적지까지 항해하는 것으로, 안전하고 정확한 항로 설정을 위하여 현재의 위도, 경도, 이동속도 등을 정확하게 확인할 필요가 있다.
GPS 기술은 지구의 궤도상을 일정한 각도로 회전하는 다수의 GPS 인공위성 중에서 최소 4 개 이상의 GPS 인공위성으로부터 수신된 신호를 이용하여 현재 위치에 대한 위도, 경도, 해발(고도), 시간, 이동속도 등을 비교적 정확하게 연산하는 기술이다. 이러한 GPS 기술은 선박, 비행기, 차량 등을 포함하는 이동체의 현재 위치 정보를 제공하므로 항로 설정에 매우 중요한 역할을 한다.
그러나 선박에서 현재의 위치를 명확하게 확인하고 정상 항로로 항해하는 경우에도 기후변화 등에 의하여 원만한 항해가 어렵거나 조난 상황이 발생할 수 있으며, 조난 상황에서는 인명 및 재산 보호를 위한 구조요청 신호를 발신하여야 한다.
이러한 구조요청 신호에도 조난이 발생한 정확한 위치정보를 제공하여야 하므로 GPS 기술을 활용한다.
GPS(GLOBAL POSITIONING SYSTEM)는 위성항법장치 또는 위성 위치확인 시스템으로 불리며, 지구상의 중궤도 대기권을 서로 다른 방향의 궤도로 회전하여 지구상의 어느 곳에서도 24 개 이상의 GPS 인공위성 중 최소 4 개 이상의 GPS 인공위성으로부터 해당 신호를 수신하도록 한다.
지상의 GPS 장치는 수신한 GPS 신호를 분석하므로 위치벡터와 시간 등을 결정하는 기술이다.
GPS 신호를 분석한 위치벡터에는 경도(LONGITUDE), 위도(LATITUDE), 해발(SEA LEVEL), 이동속도 등이 포함되며, 전자지도(GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM: GIS, 지리정보시스템)와 함께 사용하여 차량, 비행기, 선박 등의 항법장치에 응용한다.
비컨(BEACON)은 선박 등에 고정되고, 선박이 침수되어 인명 및 재산상의 피해를 입는 조난상황이 발생한 경우, 선박으로부터 분리, 이탈 및 부유하여 설정된 소정 시간 동안 조난 신호를 발생하는 설비이다.
또한, 비컨에는 선박의 정상적 항해를 위한 제어와 운용 정보 및 항로 정보를 간략하게 기록하고, 조난이 발생한 현재 위치 정보와 구조요청 신호를 인공위성으로 전송하는 장비이다.
이러한 비콘은 인공위성에 조난 신호를 송신하는 동시에 선택(OPTION) 사양에 의하여 인근을 지나는 비행기에도 조난신호를 발송한다.
이때, 인공위성으로 전송하는 신호는 406 MHz 대역의 무선주파수 신호를 사용하고, 비행기에 전송하는 신호는 121 MHz 대역의 무선주파수 신호를 사용한다.
키로 그람 파스칼(kgf)은 힘 또는 무게의 단위이며, “힘 = 질량 * 가속도(중력가속도 포함)”의 공식에 의하여 연산되는 것으로, 질량이 1 kg 되는 물체를 지구에서 무게를 측정하면 1 kgf가 된다. 또한, 1 kgf = 1 kg x 9.8 m/s(중력가속도) = 9.8 N(뉴턴)으로도 연산한다. 즉, 키로 그람 파스칼(kgf)은 지구에서 측정하는 값이므로 지구에서 질량이 1 kg 되는 물체를 달에서 측정하면 1 kgf 이 되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비의 송신 안테나 구조 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 송신 안테나(10)는 제 1 안테나(110)와 동조부(120)와 제 2 안테나(130)와 급전 및 고정부(140)를 포함하는 구성이다.
제 1 안테나(110)는 휩(WHIP) 형 안테나 구조이고, 비행기(AIR PLANE)의 조 난 구조 신호를 송수신하기 위하여 할당한 121 MHz 대역의 무선주파수 신호를 송신하기 위한 것으로, 특히 121.5 MHz 대역의 주파수에 동조되어 무선신호를 송수신하는 구성이 바람직하고, 1/8 파장(람다, λ)에 의한 전기적 길이를 형성한다.
무선신호를 송수신하는 안테나는 해당 무선 주파수의 파장에 대한 배수 길이에서 공진(RESONANT)하므로 2, 3,,, 배수의 길이를 하거나, 1/2, 1/3,,, 배수의 길이를 하는 것으로 이와 같이 파장에 비례하는 안테나에서 무선신호를 최대의 전력으로 송신 또는 수신하는 특성이 있다.
동조부(120)는 제 1 안테나(110)와 제 2 안테나(130)에 연결되어 121 MHz 대역의 신호는 전기적으로 통과시키고 406 MHz 대역의 신호는 전기적으로 차단하며, 121 MHz 대역의 신호를 송수신하는 경우에는 전기적인 길이를 늘인다.
제 2 안테나(130)는 스파이럴(SPIRAL) 또는 코일(COIL)(이하, ‘코일’이라 한다.) 형 안테나이고, 인공위성과의 무선통신을 위한 406 MHz 대역의 무선주파수 신호를 송신하기 위한 것으로, 406.037 MHz 대역의 주파수에 동조되어 무선신호를 송수신하는 구성이 바람직하고, 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 형성한다.
급전 및 고정부(140)는 송신안테나(100)와 전기적으로 연결되어 송신할 신호를 공급(급전)하거나 수신한 신호를 전달하는 동시에 송신안테나(100)를 기구적으로 고정한다.
여기서 제 1 안테나(110)는 동조부(120), 제 2 안테나(130)와 함께 121 MHz 대역에서 전기적으로 연결되어, 전체적으로 1/4 파장의 전기적 길이를 형성하도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 2 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비의 송신 안테나에 대한 실물 촬영도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 상단의 노란색 부분이 121 MHz 대역에서 1/8 파장에 공진하는 제 1 안테나(110)이고, 바로 밑에 연결되고 회색 띠를 두른 부분이 동조부(120)이며, 동조부 아래에 연결된 부분은 406 MHz 대역에서 1/4 파장에 공진하는 제 2 안테나이고, 맨 아래 노란색 띠를 두른 부분은 급전 및 고정부(140)이다. 여기서 회색 띠는 빛을 반사시키는 야광판 기능을 한다.
도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비의 수압이탈기에 대한 기능 구성 설명도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 수압이탈기(200)는 하우징(210), 스프링(220), 이동자(230), 고무막(240), 뚜껑(250), 분리부(260), 안전핀(270)을 포함하는 구성이다.
하우징(210)은 플라스틱류로 이루어지고 밀폐된 원통형상을 하는 동시에 중심 축 방향을 따라 일측 면이 개방되어 내부에 수납공간을 형성한다.
스프링(220)은 하우징(210)의 내부에 수납되는 것으로, 일측단이 하우징의 내부에 접촉하여 외부로 탄성력을 발생한다.
이러한 코일형 스프링(220)의 탄성력은 스프링의 코일 길이에 비례한다.
이동자(230)는 스프링(220)의 중심에 일단이 삽입되고 코일형 스프링(220)의 탄성력 작용에 의하여 원통형상 하우징의 축 방향을 따라 이동하는 것으로, 스프링(220)의 중심에 삽입되어 지지하는 제 1 축(232), 제 1 축(232)에 연결되고 고무막(240)의 중심부위와 고정 상태로 결합하는 고정부(234), 고정부(234)에 연결되고 제 1 축(232)과 동일한 축을 형성하며 분리부(260)의 일측단과 밀착상태로 접촉하여 확장시키는 제 2 축(236)을 포함하는 구성이다.
고무막(240)은 이동자(230)의 고정부(234)와 중심 부위를 밀착상태로 고정하고 하우징(210)의 개방된 일측단에 외곽 부위를 고정하는 것으로, 뚜껑(250)을 통하여 유입되는 액체(물)의 압력에 의하여 0.2 kgf/cm**2 이상의 힘이 작용하면 스프링(220)의 탄성력을 차단 또는 억제하여 이동자(230)를 하우징(210)의 수납공간 쪽으로 밀어낸다.
뚜껑(250)은 고무막(240)을 하우징(210)의 개방된 일측단에 밀폐상태로 밀착 고정하고 액체(물)의 유입을 제외한 외부의 인위적인 기계적 충격으로부터 보호하는 것으로, 고무막(240)을 사이에 개재하고 하우징(210)과 체결하는 나사(252)가 삽입되는 다수의 나사공(254), 분리부(260)가 삽입과 이탈하는 관통공(256), 외부로부터 고무막(240) 방향으로 액체를 유입하는 다수의 홀(258)을 포함하는 구성이다.
여기서 나사(252)에 의하여 고무막(240)을 중간에 개재한 상태에서 뚜껑(250)과 하우징(210)을 결합상태로 체결하면 하우징(210)은 밀폐된 내부 공간을 형성한다. 그리고 뚜껑(250)의 외곽 부위에 형성된 다수의 홀에 나사 체결용 인서트를 사출 등을 통하여 일체로 고정시키면 수압이탈기(200)를 지정한 위치에 고정 할 수 있다.
분리부(260)는 뚜껑(250)에 형성된 관통공(256)에 삽입되고 이동자(230)의 제 2 축(236)에 의하여 일단이 확장되므로 관통공(256)을 이탈하지 못하는 것으로, 외부로부터 소정의 힘으로 밀착 접촉하면 외경을 확장하는 확장자(262), 핀이 삽입되는 핀홀(264)을 포함하는 구성이다.
안전핀(270)은 금속으로 이루어지고 소정의 길이를 형성하며, 분리부(260)의 핀홀(264)에 삽입되어 고정되는 구성이다.
도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 구성하는 수압이탈기의 동작상태 설명도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 정상적인 환경에서 조립된 수압이탈기(200)는 이동자(230)의 제 2 축(236)과 분리부(260)의 확장자(262)가 밀착 결합하여 확장자(262)의 외경이 확장된다.
확장자(262)는 확장된 상태에서 뚜껑(250)의 관통공(256)을 통과하지 못하므로 뚜껑(250)으로부터 이탈되지 못한다.
도면에서 도시하지 않았으나, 확장자(262)가 내부에서 확장되어 관통공(256)으로부터 이탈되지 못하는 분리부(260)의 다른 일측은 뚜껑(250)의 외부로 돌출되고, 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 보관하는 보관함의 일측 문이 삽입된 상태에서 핀홀(264)에 안전핀(270)이 삽입되므로 보관함은 양쪽 문이 체결된다.
그리고 보관함은 내부에 별도로 구성된 스프링의 탄성력에 의하여 안전 핀(270)에 힘을 계속 인가하므로 항상 개방 준비 상태이다. 즉, 안전핀(270)에 의하여 보관함은 닫힌 상태를 유지한다.
도 4 의 중간에 도시된 상태는, 수압이탈기(200)가 침수되어 홀(258)로 액체가 유입되고, 유입된 액체에 의하여 고무막(240)에 일정한 압력을 인가하며, 액체에 의한 압력이 스프링(220)의 탄성력을 억제하는 정도의 힘을 넘어 계속적으로 커지면 고무막(240)은 하우징의 축 방향을 따라 내부의 수납공간 방향으로 이동하므로 고정부(234)가 포함되는 이동자(230)를 하우징(210)의 내부로 밀어낸다.
이때, 이동자(230)의 제 2 축이 분리부(260)의 확장자(262)로부터 분리되므로 확장자(262)는 외경이 줄어들게 되어 관통공(256)을 통과 할 수 있는 상태가 된다.
여기서 고무막(240)에 액체가 유입되어 인가되는 힘이 스프링의 탄성력을 억제하여 이동자를 하우징(210)의 내부로 밀어내는 힘이 작용하는 조건을 인공 수조에서 실험한 결과는 아래의 표와 같다.
(표 l)
스프링 길이
(mm)		 공 압
(kgf/cm**2)		 이탈 수심
수조(m)
21 0.18 2
22 0.21 2.3
23.5 0.22 2.5
24 0.24 2.55
25 0.28 2.78
26 0.3 3.1
28 0.38 실패
이 표는 최소 2 회 이상 실험한 결과이며, 공압의 오차는 +- 0.02 kgf/cm**2 이내, 수심의 오차는 +- 0.1 m 인 것으로 측정된다.
그러므로 수압이탈기(200)의 스프링(220) 길이를 조절하여 수조 수심 2 내지 3 미터 범위에서 액체에 의한 공압이 탄성력을 억제하도록 하는 구성이 바람직하다.
즉, 수압이탈기(200)를 잠금장치로 사용하는 보관함이 침수되는 경우 수심 2 내지 3 미터 범위에서 수압이탈기(200)의 잠금 기능이 해제되어 보관함의 뚜껑이 개방되고, 내장 상태로 구비한 EPIRB(간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비)를 분리 및 배출되도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 4 의 아래에 도시된 상태는 외경이 줄어든 확장자(262)가 관통공(256)으로부터 이탈된 상태를 도시하고 있다.
이때, 보관함의 일측 문을 고정하는 분리부(260)가 잠금 기능을 유지하지 못하므로 보관함은 폐쇄된 문을 열어 개방하고, 내장 상태로 구비된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 자체로 별도 구비한 스프링에 의하여 방출한다. 여기서 보관함에 자체 구비한 스프링은 보관함의 문을 열도록 하는 탄성력을 함께 제공하며, 모든 종류의 스프링을 이용할 수 있고, 차지하는 공간이 적도록 판스프링으로 구성하는 것이 바람직하다.
도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 구성하는 수압이탈기의 각 부품 촬영상태 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 수압이탈기(200)를 구성하는 각 주요 부분이고, 상단 왼쪽은 분리부(260)이며 확장자(262)가 아래에 위치하는 상태이고, 상단 오른쪽은 스프링(220)이며, 하단 왼쪽은 뚜껑(250)이고, 하단 가운데는 이동자(230)와 결합한 고무막(240)이며, 하단 오른쪽은 하우징(210)의 개방부(210)가 보이는 상태이다.
도 6 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 구성하는 수압이탈기가 보관함에 장착된 상태의 촬영 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 보관함 내부에 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비(EPIRB)가 구비되고, 한쪽 문에는 수압이탈기(200)의 뚜껑(250)이 나사로 체결되어 고정되며, 다른 쪽 문에는 분리부(260)의 돌출된 부분이 삽입되는 동시에 핀홀(264)에 안전핀(270)이 삽입되어 잠금 상태로 체결한 상태이다.
도 7 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비가 내장되는 보관함이 개방된 상태의 촬영 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 보관함의 내부 각 면, 중간 부위에 탄성력을 발생하는 판스프링의 일측이 고정되고 판스프링의 일측 끝단에는 EPIRB의 긁힘 방지를 위하여 파란색의 고무재질이 코팅되어 있다.
이러한 판스프링의 탄성력에 의하여 보관함의 문이 자동 개방되려 하고, 수압이탈기(200)의 잠금 기능 해제에 의하여 문이 개방되면 내장된 장치, 즉, EPIRB(간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비)가 탄성에 의하여 분리 및 자동으로 방출 되어 보이지 않는 상태이다.
도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비가 선박의 간이 항해자료 기록장치와 연결되어 데이터를 전송받는 커넥터의 구성 상태 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 제 1 커넥터(310)와 제 2 커넥터(320)로 이루어진다.
제 1 커넥터(310)는 선박의 항해를 위한 날씨, 조타 방향, 통제용 음성의 기록, 전기적 제어신호 등을 포함하는 각종 제어와 운용정보, 항로 정보 등을 기록하는 간이 항해자료 기록장치에 저장된 데이터를 해당 제어신호에 의하여 백업(BACK-UP)용으로 전송한다.
제 1 커넥터(310)는 선박에 고정되므로 신호를 전달하는 단자가 이물질에 의하여 오염되지 못하도록 암형(FEMALE TYPE)의 제 1 접속부(312)를 구비한다.
제 2 커넥터(320)는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비(EPIRB)에 고정 상태로 연결되고 제 1 커넥터와 접속하여 백업용으로 인가되는 데이터를 EPIRB에 전달한다. 이때 EPIRB는 교체가 가능하고 정기적으로 점검하여야 하므로 신호를 입력하는 단자는 숫형(MALE TYPE)의 제 2 접속부(324)를 구비한다.
또한, 스프링 등의 힘에 의하여 EPIRB가 선박으로부터 분리 및 이탈되는 경우에 제 1 및 제 2 커넥터(310, 320)의 연결 상태가 즉시 분리되어야 하는 동시에 정상상태에서는 연결된 상태가 유지되어야 한다.
그러므로 제 2 커넥터(320)의 외주면에는 해당 스프링에 의하여 돌출된 볼 베어링(322)이 구비된다. 볼 베어링(322)은 보관함의 스프링 탄성력에 의하여 절단 및 분리가 용이하도록 실험을 반복하여 정정한 개수를 구비하는 것이 바람직하다.
볼 베어링(322)은 제 1 커넥터(310)와 제 2 커넥터(320)의 연결 상태를 유지하는 동시에 스프링에 의하여 발생하는 탄성력으로 분리된다.
도 9 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 구비된 제 2 커넥터의 촬영상태 도시도 이고, 도 10 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비가 구비된 선박의 간이 항해자료 기록장치와 연결되는 제 1 커넥터의 촬영상태 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 제 2 커넥터(320)는 붉은 색 본체를 하는 EPIRB의 일측면에 나사로 체결되어 고정되고, 제 1 커넥터는 전선에 연결된 상태이다.
일례로, 제 1 커넥터(310)는 모델번호 XQ12-07을 사용하고, 제 2 커넥터(320)는 모델번호 XR12-17을 사용하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비의 송신 안테나 구조 도시도,
도 2 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비의 송신 안테나에 대한 실물 촬영도,
도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비의 수압이탈기에 대한 기능 구성 설명도,
도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 구성하는 수압이탈기의 동작상태 설명도,
도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 구성하는 수압이탈기의 각 부품 촬영상태 도시도,
도 6 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비를 구성하는 수압이탈기가 보관함에 장착된 상태의 촬영 도시도,
도 7 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비가 내장되는 보관함이 개방된 상태의 촬영 도시도,
도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비가 선박의 간이 항해자료 기록장치와 연결되어 데이터를 전송받는 커넥터의 구성 상태 도시도,
도 9 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 구비된 제 2 커넥터의 촬영상태 도시도,
그리고
도 10 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비가 구비된 선박의 간이 항해자료 기록장치와 연결되는 제 1 커넥터의 촬영상태 도시도 이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
100 : 송신안테나 110 : 제 1 안테나
120 : 동조부 130 : 제 2 안테나
140 : 급전 및 고정부 200 : 수압이탈기
210 : 하우징 220 : 스프링
230 : 이동자 232 : 제 1 축
234 : 고정부 236 : 제 2 축
240 : 고무막 250 : 뚜껑
252 : 나사 254 : 나사공
256 : 관통공 258 : 홀
260 : 분리부 262 : 확장자
264 : 핀홀 270 : 안전핀
310 : 제 1 커넥터 312 : 제 1 접속부
320 : 제 2 커넥터 322 : 볼 베어링
324 : 제 2 접속부

Claims (12)

  1. 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서,
    상기 비상 위치 지시용 조난신호를 비행기에 121 MHz 대역의 무선주파수로 송신하는 제 1 안테나;
    상기 비상 위치 지시용 조난신호를 인공위성에 406 MHz 대역의 무선주파수로 송신하는 제 2 안테나;
    상기 제 1 안테나를 상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결하는 동조부; 및
    상기 제 2 안테나의 하단에서 상기 비상 위치 지시용 조난신호를 급전하고 기구적으로 고정하는 급전 및 고정부; 를 포함하여 이루어지는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 안테나는,
    상기 121 MHz 대역 무선주파수의 1/8 파장에 의한 전기적 길이를 형성하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 안테나는,
    휩형 안테나로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 안테나는,
    406 MHz 대역 무선주파수의 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 갖는 제 2 안테나 및 동조부와 전기적으로 연결되어 121 MHz 대역 무선주파수에서 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 갖는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 안테나는,
    상기 406 MHz 대역 무선주파수의 1/4 파장에 의한 전기적 길이를 형성하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 안테나는,
    코일형 안테나로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내 장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  7. 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서,
    상기 선박의 항해를 위한 운용정보와 항로 정보를 기록하는 간이 항해자료 기록장치에 저장된 데이터를 백업용으로 전송하는 제 1 커넥터; 및
    상기 제 1 커넥터에 접속하여 데이터를 전달받고 외부 인장력에 의하여 분리하는 제 2 커넥터; 를 포함하여 이루어지는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터는 스프링이 구비된 볼 베어링에 의하여 상기 제 2 커넥터를 기구적으로 고정하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  9. 선박용 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비에 있어서,
    밀폐된 원통형상의 일측단을 개방하여 수납공간을 형성하는 하우징;
    상기 하우징에 수납되고 일단이 고정되어 상기 개방된 일측단 방향으로 탄성력을 발생하는 코일형 스프링;
    상기 스프링의 중심에 일단이 삽입되고 탄성력에 의하여 이동하는 이동자;
    상기 이동자와 중심부위를 밀착 고정하고 상기 하우징의 개방된 일측단에 외곽부위를 고정하는 고무막;
    상기 고무막을 상기 하우징의 개방된 일측단에 밀폐상태로 밀착 고정하고 액체의 유입을 제외한 외부의 인위적인 충격으로부터 보호하는 뚜껑;
    상기 뚜껑에 형성된 관통공에 삽입되고 상기 이동자에 의하여 일단이 확장되어 상기 관통공을 이탈하지 못하는 분리부; 및
    상기 분리부의 일측 끝단에 형성된 핀홀에 삽입 고정되는 안전핀; 을 포함하여 이루어지는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 고무막은,
    상기 뚜껑을 통하여 유입되는 수압에 의하여 0.2 kgf/cm**2 이상의 힘이 작용하면 상기 스프링의 탄성력을 억제하여 상기 이동자를 상기 하우징의 수납공간 안쪽 방향으로 밀어내는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 뚜껑은,
    상기 고무막을 사이에 개재하고 상기 하우징과 체결하는 나사가 삽입되는 다수의 나사공;
    상기 분리부가 삽입과 이탈하는 관통공; 및
    외부로부터 상기 고무막 방향으로 액체를 유입하는 다수의 홀; 을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 이동자는,
    상기 스프링의 중심에 삽입되어 지지하는 제 1 축;
    상기 제 1 축에 연결되고 상기 고무막의 중심부위와 고정 상태로 결합하는 고정부;
    상기 고정부에 연결되고 상기 제 1 축과 동일한 축을 형성하며 상기 분리부의 일측단과 밀착상태로 접촉하여 확장시키는 제 2 축; 을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 간이 항해 기록장치가 내장된 위성 비상 위치 지시용 무선표지 설비.
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