KR20130006464U - 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 잠수함의 구동계통에서 추진축에 인접하게 고정적으로 설치되어 필요시 함내 유압 시스템으로부터 제공되는 작동압을 이용하여 추진축의 외주면을 인위적으로 구속함으로써 잠수함의 축계 정비 및 함의 토잉시 보다 간편하게 추진축을 제동할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 잠수함의 구동계통에 설치되어 추진축(10)의 회전을 구속하기 위해 상기 추진축(10)의 주위에 설치되는 유압식 제동기구(12)와, 상기 유압식 제동기구(12)의 압력실(12b)로 유압을 제공하는 유압설비(14)를 구비하고, 상기 유압설비(14)는 상기 압력실(12b)과 교통 가능하게 형성되는 관로(12g)에 설치되는 유로전환밸브(16)와, 상기 유로전환밸브(16)의 개폐절환을 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치{A hydraulic operated shaft brake device for submarines}

본 고안은 잠수함의 구동계통에 설치된 추진축을 제동하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잠수함의 축계 정비 및 함의 토잉(Towing)시 추진축의 회전을 보다 간편한 구조로서 구속할 수 있게 하는 유압고정식 추진축 제동장치에 관한 것이다.

일반적으로 잠수함은 구동계통의 축계 정비 또는 함의 토잉시 추진축의 회전을 방지하기 위해 샤프트 브레이크(Shaft brake)를 구비한다. 이와 같은 샤프트 브레이크는 잠수함 내부에서 별도의 스토리지 박스(Storage box)내에 보관되었다가 필요시 꺼내 사용할 수 있는 구성으로 이루어진다.

즉, 종래 샤프트 브레이크는 도 1에 도시된 바와 같이, 추력 베어링의 파운데이션(51)에 고정된 브레이크 지지대(53)에 의해 지지되는 밴드 브레이크(55)를 추진축(57)의 외주면에 설치한 다음, 상기 밴드 브레이크(55)의 자유단부를 스핀들(59)로 조임으로써 상기 추진축(57)의 회전을 구속할 수 있게 된다.

이를 위해, 종래 샤프트 브레이크는 추력 베어링의 파운데이션(51)에 설치된 브레이크 지지대(53)에 대해 제1마운팅 브라켓(61)을 나사체결로서 고정하고, 상기 제1마운팅 브라켓(61)과 상기 밴드 브레이크(55)의 외주면에 별도로 고정된 제2마운팅 브라켓(63) 사이를 래싱(65)으로 연결하여 지지하여야 하며, 상기 추진축(57)의 외주면 전 둘레에 걸쳐 밴드 브레이크(55)를 감아 설치해야 한다.

이어, 운용자는 상기 밴드 브레이크(55)의 양단부에 위치한 한 쌍의 홀더(55a) 사이를 상기 스핀들(59)에 의한 체결로부터 기인하는 조임 작용을 통해 상기 추진축(57)의 회전을 구속할 수 있게 된다.

이 결과, 종래 샤프트 브레이크는 잠수함의 내부에 고정 설치된 추력 베어링의 파운데이션(51)의 브레이크 지지대(53)에 대해 밴드 브레이크(55)의 지지를 위해 제1마운팅 브라켓(61)을 나사체결로서 별도로 설치해야 할 뿐만 아니라, 추진축(57)의 외주면 전 둘레에 걸쳐 밴드 브레이크(55)를 부가적으로 설치해야 하고, 또한 상기 제1마운팅 브라켓(61)과 제2마운팅 브라켓(63) 사이를 나사 체결에 의해 래싱(65)의 고정으로써 상호 연결함과 동시에 상기 밴드 브레이크(55)의 양단부에 위치한 홀더(55a) 사이를 스핀들(59)의 체결로서 구속해야 한다.

즉, 종래 샤프트 브레이크는 사용시 해당 구성부품들을 별도의 스토리지 박스로부터 꺼내 별도로 조립 설치해야 하고, 조작에 있어서도 스핀들(59)을 이용하여 홀더(55a) 사이를 체결해야 하는 등 추진축(57)의 제동에 필요로 하는 일련의 작업과정이 매우 번거롭고 복잡하다는 문제를 안고 있다.

또한, 종래 샤프트 브레이크는 운용자에 의한 수작업으로 직접 조립 설치해야 하므로 인해 그 사용에서도 많은 불편함이 있을 뿐만 아니라, 작업에도 많은 시간이 소요되는 문제를 안게 된다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 잠수함의 구동계통에서 추진축에 인접하게 고정적으로 설치되어 필요시 함내 유압 시스템으로부터 제공되는 작동압을 이용하여 추진축의 외주면을 인위적으로 구속함으로써 잠수함의 축계 정비 및 함의 토잉시 보다 간편하게 추진축을 제동할 수 있는 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 잠수함의 구동계통에 설치되어 추진축의 회전을 선택적으로 구속하는 유압고정식 제동장치로서, 상기 추진축의 주위에 인접하게 설치되는 유압식 제동기구와, 상기 유압식 제동기구의 압력실로 유압을 제공하는 유압설비를 구비하고, 상기 유압설비는 상기 압력실과 교통 가능하게 형성되는 관로에 설치되어 관로의 개폐절환을 수행하는 유로전환밸브와, 상기 유로전환밸브의 개폐절환을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 일실시예에 따른 상기 유압식 제동기구는 상기 압력실 내에서 배면이 인장 스프링을 매개로 지지되고 상기 추진축을 향해 출몰 가능하게 설치되는 플런져와, 상기 압력실과 상기 플런져 사이의 기밀을 유지하도록 설치되는 실링부재, 및 상기 플런져의 최종단측 자유단부에 설치되어 상기 추진축과 직접적으로 접촉 가능한 마찰재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 실시예에 따른 상기 유압식 제동기구는 상기 압력실 내에서 배면이 인장 스프링을 매개로 지지되고 상기 추진축을 향해 출몰 가능하게 설치되는 플런져와, 상기 압력실과 상기 플런져 사이의 기밀을 유지하도록 설치되는 실링부재, 및 상기 플런져의 최종단측 자유단부에서 상기 추진축의 외주면에 형성된 요철형 세레이션부와 대응하도록 동일한 형상으로 같은 피치를 가지도록 형성된 요철형 세레이션부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어, 상기 유로전환밸브는 유압 공급원과 상기 압력실 사이를 상호 교통 가능하게 연결하는 입력포트와 출력포트와, 상기 압력실 내부의 작동압을 해제하기 위해 상기 출력포트와 상호 교통 가능하게 연결되는 드레인포트, 및 상기 입력포트와 상기 출력포트 및 상기 드레인포트 사이에 대한 포트의 절환을 구현하는 솔레노이드와 리턴 스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치는 잠수함 내부의 구동계통에서 추진축과 인접한 부위에서 고정적으로 설치되는 유압식 제동기구와, 유압식 제동기구에 작동압을 제공하는 유압설비, 및 유압설비에 대해 작동압을 선택적인 인가를 조절하는 제어부를 구비함으로써, 잠수함의 축계 정비 및 함의 토잉시 유압설비에 대한 작동 제어를 통해 인가되는 작동압을 이용하여 유압식 제동기구를 동작시키고, 이를 통해 추진축의 회전을 인위적으로 구속할 수 있으므로 보다 신속한 추진축의 제동 효과를 얻을 수 있게 된다.

특히, 본 고안은 기존의 추진축 제동용 설비에 비해 추진축의 제동에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 동작의 구현에 소요되는 인력을 획기적으로 경감시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있게 된다.

도 1은 종래 잠수함의 샤프트 브레이크에 대한 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치에 대한 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 유압식 제동기구로 작동압을 제공하는 일련의 유압계통을 도시한 유압 회로도.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2를 참조로 하면, 본 고안은 잠수함의 구동계통에 설치되어 추진축의 회전을 선택적으로 구속할 수 있는 유압고정식 추진축 제동장치로서, 잠수함의 기관실 내에서 추진축(10)에 인접한 위치로 고정적으로 설치되도록 배치되는 적어도 한 쌍의 유압식 제동기구(12)와, 상기 유압식 제동기구(12)의 하우징(12a) 내부에 형성된 압력실(12b)로 작동압을 제공하는 유압설비(14)를 구비한다. 여기서, 상기 한 쌍의 유압식 제동기구(12)는 상기 추진축(10)을 중심으로 좌/우 양측에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 유압식 제동기구(12)는 상기 하우징(12a)의 압력실(12b) 내에서 일단측 배면이 인장 스프링(12c)와의 연결을 통해 탄성 지지되고 타단측 자유단부가 상기 추진축(10)의 외주면을 향해 출몰 가능하게 설치되는 플런져(12d)와, 상기 압력실(12b)과 상기 플런져(12d) 사이의 기밀을 유지하도록 상기 압력실(12b)의 종단부에 설치되는 링형상의 실링부재(12e), 및 상기 플런져(12d)의 최종단측 자유단부에 설치되어 상기 추진축(10)과 직접적으로 접촉하여 마찰력을 발생시킴으로써 상기 추진축(10)의 회전을 강제적으로 구속하는 마찰재(12f)를 구비한다.

또한, 상기 유압식 제동기구(12)는 상기 플런져(12d)의 최종단측 자유단부에 설치되는 마찰재(12f)를 대신하여 별도의 요철형 세레이션부(Serration; 도시안됨)를 형성하여 구현할 수도 있다. 이 경우, 상기 추진축(10)의 전 둘레측 외주면에는 상기 플런져(12d)의 세레이션부와 대응하는 별도의 세레이션부(도시안됨)가 형성되어야 하고, 특히 상기 플런져(12d)측 세레이션부와 상기 추진축(10)측 세레이션부는 각각 동일한 형상이면서 같은 피치를 갖도록 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 유압설비(14)는 상기 하우징(12a)에 형성된 압력실(12b)과 교통 가능하게 형성되는 관로(12g)와 교통 가능하게 설치되어 상기 관로(12g)와의 교통에 대한 개폐의 절환을 선택적으로 수행하는 유로전환밸브(16)와, 상기 유로전환밸브(16)의 개폐절환을 조절하는 제어부(도시안됨)를 포함한다.

이를 위해, 상기 유로전환밸브(16)는 유압 공급원에 해당하는 펌프(18)와 상기 하우징(12a)에 형성된 압력실(12b) 사이를 상호 교통 가능하게 연결하는 입력포트(16a)와 출력포트(16b)를 구비한다. 또한, 상기 유로전환밸브(16)는 상기 압력실(12b) 내부에 공급된 작동압을 해제하기 위해 상기 출력포트(16b)와 상호 교통 가능하게 연결되는 드레인포트(16c)와, 상기 입력포트(16a)와 상기 출력포트(16b) 및 상기 드레인포트(16c) 사이에 대한 포트의 절환을 구현하기 위한 솔레노이드(16d)와 리턴 스프링(16e)을 각각 구비한다.

이 경우, 상기 솔레노이드(16d)는 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 자화되어 상기 유로전환밸브(16)에서 상기 입력포트(16a)와 상기 출력포트(16b) 사이의 교통을 조성함으로써, 상기 펌프(18)로부터 제공되는 작동압을 상기 관로(12g)를 통해 상기 압력실(12b) 내로 공급한다.

또한, 상기 솔레노이드(16d)의 비자화시에는 상기 유로전환밸브(16)는 상기 리턴 스프링(16e)에 의한 복원력에 의해 상기 출력포트(16b)와 상기 드레인포트(16c) 사이의 교통을 조성하여 상기 압력실(12b) 내에 잔류한 오일이 드레인 팬(20)으로 리턴될 수 있게 해 준다.

따라서 본 고안은 잠수함의 구동계통에서 축계 정비작업이나 또는 잠수함의 토잉시 유압설비(14)의 작동 제어를 통한 유압식 제동기구(12)의 동작을 매개로 추진축(10)의 회전을 강제적으로 구속할 수 있게 된다. 즉, 운용자가 제어부에 대해 추진축(10)의 회전을 강제 구속할 수 있는 일련의 명령을 입력하면, 상기 제어부는 유로전환밸브(16)의 솔레노이드(16d)에 대해 자화신호를 출력함으로써 입력포트(16a)와 출력포트(16b) 사이의 교통상태를 허용하게 된다.

이때 상기 펌프(18)의 구동에 따라 발생된 작동압은 상기 유로전환밸브(16)의 입력포트(16a)와 출력포트(16b)를 거쳐 관로(12g)로 공급되고, 상기 관로(12g)를 통해 압력실(12b)로 제공된 작동압은 상기 유압식 제동기구(12)의 플런져(12d)의 배면을 밀어 상기 마찰재(12f)와 상기 추진축(10) 사이의 인위적인 접촉에 의한 마찰작용을 구현하게 된다.

이 결과, 상기 추진축(10)은 상기 유압식 제동기구(12)의 작동에 의해 발생되는 제동력에 의해 회전할 수 없는 구속의 상태로 전환되고, 이러한 제동의 상태는 제어부에 의한 해제신호가 입력되기 전까지 지속될 수 있게 된다.

또한, 잠수함의 축계 정비작업이나 토잉작업이 종료되면, 상기와 반대로 상기 유로전환밸브(16)에서 리턴 스프링(16e)의 복원력에 의해 출력포트(16b)와 드레인포트(16c) 사이의 교통이 이루어지고, 이에 따라 상기 압력실(12b) 내에 잔류한 오일은 드레인 팬(20)으로 리턴된다. 이 과정에서 상기 플런져(12d)의 배면에 가해진 작동압이 제거되므로 상기 유압식 제동기구(12)에 의한 상기 추진축(10)의 회전구속도 동시에 해소된다.

특히, 상기 유압식 제동기구(12)에 의한 제동 해제시 상기 압력실(12b) 내에서 상기 플런져(12d)의 배면과 연결된 인장 스프링(12c)은 상기 플런져(12d)의 복원 거동에 도움을 줄 수 있으므로, 상기 추진축(10)에 대한 회전구속의 상태는 보다 신속하게 해제될 수 있게 된다.

이상과 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-추진축 12-유압식 제동기구
12a-하우징 12b-압력실
12c-인장스프링 12d-플런져
12e-실링부재 12f-마찰재
12g-관로 14-유압설비
16-유로전환밸브 16a-입력포트
16b-출력포트 16c-드레인포트
16d-솔레노이드 16e-리턴스프링
18-펌프 20-드레인 팬

Claims (4)

1. 잠수함의 구동계통에 설치되어 추진축(10)의 회전을 구속하는 유압고정식 제동장치로서,
   상기 추진축(10)의 주위에 설치되는 유압식 제동기구(12)와, 상기 유압식 제동기구(12)의 압력실(12b)로 유압을 제공하는 유압설비(14)를 구비하고, 상기 유압설비(14)는 상기 압력실(12b)과 교통 가능하게 형성되는 관로(12g)에 설치되는 유로전환밸브(16)와, 상기 유로전환밸브(16)의 개폐절환을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유압식 제동기구(12)는 상기 압력실(12b) 내에서 배면이 인장 스프링(12c)을 매개로 탄성 지지되고 상기 추진축(10)을 향해 출몰 가능하게 설치되는 플런져(12d), 상기 압력실(12b)과 상기 플런져(12d) 사이의 기밀을 유지하는 실링부재(12e), 및 상기 플런져(12d)의 최종단측 자유단부에 설치되어 상기 추진축(10)과 직접적으로 접촉 가능한 마찰재(12f)를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유압식 제동기구(12)는 상기 압력실(12b) 내에서 배면이 인장 스프링(12c)을 매개로 탄성 지지되고 상기 추진축(10)을 향해 출몰 가능하게 설치되는 플런져(12d), 상기 압력실(12b)과 상기 플런져(12d) 사이의 기밀을 유지하는 실링부재(12e), 및 상기 플런져(12d)의 최종단측 자유단부에서 상기 추진축(10)의 외주면에 형성된 요철형 세레이션부와 대응하는 요철형 세레이션부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유로전환밸브(16)는 유압 공급원과 상기 압력실(12b) 사이를 상호 교통 가능하게 연결하는 입력포트(16a)와 출력포트(16b), 상기 압력실(12b) 내부의 작동압을 해제하기 위해 상기 출력포트(16b)와 교통 가능하게 연결되는 드레인포트(16c), 및 상기 입력포트(16a)와 상기 출력포트(16b) 및 상기 드레인포트(16c) 사이에 대한 포트의 절환을 구현하는 솔레노이드(16d)와 리턴 스프링(16e)을 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함용 유압고정식 추진축 제동장치.

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