KR20130047582A - 잠수함 - Google Patents

Abstract

잠수함은 내압선각과 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 적어도 하나의 장치를 포함한다. 이 장치는 내압선각 내의 폐쇄된 공간내에 배치된다. 유독가스전환을 위한 수단 및/또는 유독가스흡착를 위한 수단이 폐쇄된 공간내에 배치된다.

Description

잠수함{Submarine}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 특정된 구성을 갖는 잠수함에 관한 것이다.

연료전지설비를 갖는 잠수함들이 알려져 있고, 외부공기로부터 독립적인 방식의 이 연료전지는, 잠수 운항 중, 잠수함의 추진을 위한 그리고 잠수함의 기타 다른 조립체들을 위한 전기적 에너지를 제공한다. 잠수함들에 있어서 알려져 있는 연료전지 설비들은 수소 및 산소로 작동된다. 이들 연료전지설비들에 있어서, 수소가 연료전지설비의 바깥 환경으로 흐르는 누설은 반드시 방지되어야만 하며, 그 이유는 이것은 공기 중의 소정의 수소농도가 잠수함의 내압선각에 폭발성 혼합물로 되기 때문이다.

또한, 연료전지 추진을 하는 잠수함들에 있어서, 연료전지설비를 위해 필요로 하는 수소를 제공하기 위하여 메탄올 재생기를 사용하는 것이 알려져 있다. 여기서, 만약 거기에 누설이 있다면 메탄올 재생기에 의해 생산된 수소가 메탄올 재생기의 바깥환경 속으로 흐를 수 있는 것으로부터 방지되어야만 한다. 또한, 메탄올 재생기로 안내된 메탄올과 메탄올을 재생할 때 있을 수 있는 경우로서 올라오는 일산화 탄소가 누설로서 메탄올 재생기의 바깥환경으로 흐를 수 없다는 것이 보장되어야만 하는데, 왜냐하면 메탄올 및 일산화 탄소는 유독성이고 따라서 내압선각의 환경에 있어서 이것은 잠수함의 승무원에게 위험이 되기 때문이다.

위와 같은 단점들을 해소하기 위하여, 본 발명의 목적은 잠수함의 내압선각에 배치된 장치에 의해 사용되고 생산되는 유독가스가 이들 장치들의 바깥환경 속으로 허용될 수 없는 량이 누출될 수 없는 것을 보장하는 잠수함을 제공하는 것이다.

위의 목적은 청구항 1에 특정된 구성들을 갖는 잠수함에 의해 달성된다. 이 잠수함의 이점 있는 형태들은 다음의 도면 및 상세한 설명은 물론 종속항들로부터 명백해진다. 여기서, 본 발명에 따르면, 종속항들 및 상세한 설명 등에 특정된 구성들뿐만 아니라 조합들이 청구항 1 및 본 발명에 따른 또 다른 해결책을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 잠수함은 통상적인 방식으로 내압선각을 포함한다. 이 내압선각 내에는 유독가스를 사용하거나 생산하는 적어도 하나의 장치가 배치된다. 유독가스는 내압선각의 공기 중의 소정 농도로부터 잠수함의 승무원에게 위험을 유도하는 가스로서 이해되는 것이다.

본 발명에 따르면, 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치가 잠수함 내의 폐쇄된 공간 안에 배치되고, 여기서 유독가스 전환 및/또는 유독가스 흡착를 위한 수단이 이 폐쇄된 공간 안에 배치된다. 이 대책의 목표는 이 폐쇄된 공간내에서 이들 장치들로부터 나오는 유독가스를 잡는 것이고, 그것은, 기술적으로 단순하고 따라서 저렴한 방식으로 유독가스 전환용 수단으로 또는 유독가스 흡착용 수단으로 폐쇄된 공간내에서 그것을 묶거나 접합시키므로 해가 없는 물질로 전환하도록, 장치 또는 내압선각의 폐쇄된 칸을 완전히 둘러싸는 하우징의 경우일 수 있다. 여기서, 예를 들면, 산화에 의해서 유독가스 전환을 일으키는 화학적 반응기들이 통상적으로 유독가스 전환용 수단으로서 역할을 한다. 유독가스 흡착용 수단은 유독가스가 바람직하게는 고체들에 결합 또는 결착되는 장치들이다.

유독가스를 사용하거나 생산하는 잠수함의 장치와 관련하여, 그것은 메탄올 재생기의 경우일 수 있다. 즉, 잠수함의 폐쇄된 공간내에 메탄올 재생기가 배치되는데, 거기에 적어도 하나의 산화 반응기가 배치되고, 누설에 의해 메탄올 재생기로부터 나올 수 있는 메탄올, 수소 및 일산화탄소의 유독가스들이 해가 없는 이산화탄소 및 물로 전환된다.

또한, 발명의 내용에 있어서, 유독가스를 사용하는 장치는 잠수함의 연료전지설비일 수 있다. 이 경우에 있어서, 폐쇄된 공간내에서 수소의 안전한 물로의 전환을 위한 산화 반응기를 갖는 연료전지설비의 배치는 수소가 잠수함의 내압선각 공기로 들어오는 것을 방지한다.

만약 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치의 누설이 있는 경우, 폐쇄된 공간내로 들어오는 유독가스를 유독가스전환용 및/또는 유독가스흡착용 수단으로 공급할 수 있도록 하기 위하여, 유독가스전환용 및/또는 유독가스흡착용 수단은 바람직하게는 폐쇄된 공간내에 배치된 공기순환장치의 일부이다. 폐쇄된 공간내의 공기는 이 공기순환장치와 함께 공간내에서 회전된다. 이 대책에 의해, 우선 예를 들면 공간의 더 낮은 위치와 같은 특정의 위치에 폐쇄된 공간내에서 많은 량의 유독가스가 수집되는 것을 방지한다. 그러나 폐쇄된 공간내에서 이 공기순환장치의 사용의 특별한 이점은 폐쇄된 공간내에서 그것에 의해 빨아들여지는 공기가 공급 도관을 통해 직접적으로 유독가스전환용 및/또는 유독가스흡착용 수단으로 공급될 수 있다는 사실이고, 여기서 공기에 포함된 있을 수 있는 유독가스는, 이 공기가 다시 폐쇄된 공간으로 되돌아 가기 전에, 각각 유독가스전환용 및/또는 유독가스흡착용 수단에서 전환되거나 흡착된다. 따라서, 유독가스와 관련하여, 폐쇄된 공간내에는 계속 깨끗한 공기가 이 공기순환장치의 도움으로 운반될 수가 있다.

또 다른 이점 있는 설계에 따르면, 가스분석용 수단들이 또한 폐쇄된 공간내에 배치된다. 가스분석을 위한 이들 수단들은 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치의 밖의 폐쇄된 공간내에 유독가스의 존재를 알아내고, 바람직하게는 폐쇄된 공간내의 유독가스의 농도를 결정하는 역할을 한다. 통상적으로, 가스분석용 수단은 제어장치에 연결되고, 이 제어장치는, 결정된 유독가스가 주어지면, 알람을 발생할 수 있고, 공기순환장치의 가스운반장치의 적합한 활성화에 의해, 공기순환장치를 통한 공기 흐름을 폐쇄된 공간내에 퍼져 있는 유독가스에 조정한다.

또한, 공기순환장치는 적어도 하나의 공기 냉각기를 가질 수 있다. 이 설계는 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치와 관련하여 예를 들면 연료전지설비 또는 메탄올 재생기와 같은 열-발생 장치의 경우에 특히 이점이 있다. 폐쇄된 공간내에서 이들 장치들에 의해 가열된 공기는 공기 냉각기에 의해 영구적인 방식으로 냉각된다. 이 때문에, 폐쇄된 공간내에 특히 온도를 위하여 설계되는 그렇지 않으면 거기에 퍼지게 되는 즉 어떤 공기의 냉각 없이 이들 설비 부품들을 사용할 필요가 없다.

통상적으로, 폐쇄된 공간을 둘러싸고 있는 벽들은 이 공간 안에 존재하는 유독가스가 이 공간의 바깥환경으로 들어오는 것을 막아야만 한다. 그러나, 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치가 그 안에 위치된 폐쇄된 공간이, 폐쇄된 공간내에서 유독가스의 전환 및/또는 흡착을 고려하고 특히 공기순환장치의 사용과의 조합을 고려할 때, 완전히 가스-밀폐식으로 폐쇄되도록 설계될 필요는 없는 것으로서, 그 이유는 폐쇄된 공간내의 공기는, 비록 그것이 이 공간으로부터 내압선각 공기로 나갈 수 있기 전에조차, 최악의 경우에도 비-비평적 량의 유독가스가 폐쇄된 공간으로부터 나갈 수 있다는 정도로 유독가스로부터 자유 하게 되기 때문이다. 이 때문에, 폐쇄된 공간에서 압력보상개구들의 사용이 또한 이점있게 가능하고, 이것은 본 발명의 또 다른 바람직한 개발에 따른 것이다. 압력보상은 내압선각 공기와 폐쇄된 공간내의 공기 사이의 압력차이들이 있을 때 이들 압력보상개구들을 통해 일어날 수가 있다.

만약 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치가 여러 개의 잠수함에 배치된다면, 이들은 상기에 언급한 구성들로 각각 개별적 폐쇄된 공간내에 서로 분리하여 설치될 수 있다. 그러나, 이것에 덜 복잡한 이점 있는 대안은 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치 여러 개를 앞서 언급한 형태의 하나의 폐쇄된 공간내에 배치하는 것이다. 예를 들면, 이 내용에서 연료전지설비 및 메탄올 재생기를 포함하는 잠수함에 있어서 연료전지설비 및 메탄올 재생기를 함께 상기한 바와 같이 하나의 폐쇄된 공간내에 배치하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 잠수함은 내압선각에 배치된 장치에 의해 사용되고 생산되는 유독가스가 이들 장치들의 바깥환경 속으로 허용될 수 없는 량이 누출될 수 없는 것을 보장하는 효과가 있다.

도 1은 잠수함에 대한 매우 단순화된 기본 스케치이고, 및
도 2는 도 1의 잠수함의 폐쇄된 공간과 그 안에 배치된 유독가스를 사용하는 및/또는 생산하는 장치에 대한 매우 단순화된 기본 스케치이다.

이하에서, 본 발명을 도면에 도시된 하나의 실시예를 통해 좀 더 자세히 설명한다.

도식적으로 도 1에 도시된 잠수함(2)은 내압선각(4)을 포함한다. 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치(6), 예를 들면 메탄올 재생기가 내압선각(4) 내의 폐쇄된 공간(8) 안에 배치된다. 공기순환장치(10)가 또한 공간(8) 내의 장치(6) 옆에 배치된다.

공기순환장치(10)는 도관(12)을 포함하고, 이 도관(12) 위에는 다수의 공기 흡입부들(14)이 형성된다. 일 측 단에서 도관(12)은 도관 선(16)과 합치고 타 측 단에서 도관 선(18)과 합친다. 이 도관 선들(16, 18)은 공간(8)의 내부로 빠져 나가 있다.

각 경우에 있어서, 가스운반펌프(20)가 도관 선들(16 및 18)의 각각에 배치된다. 가스운반펌프(20)의 출구 측에 공기 냉각기(22)가 두 도관 선들(16 및 18)의 각각에 배치된다. 유독가스 전환을 위한 수단으로서 산화반응기(24)가 도관 선들(16 및 18)의 각각에서 공기 냉각기(22)의 하류에 뒤따른다. 산화반응기(24)들 대신에, 유독가스 흡착를 위한 수단으로서 흡착장치들을 배치할 수도 있다. 산화반응기(24)들의 하류에서, 도관 선들(16 및 18)은 공기 출구들(26 및 28)로 빠져나간다.

가스분석을 위한 수단으로서 두 가스센서들(30 및 32)이 또한 장치(6) 및 공기순환장치(10)와는 별도로 공간(8)의 내부에 배치된다. 이 가스센서들(30 및 32)은 공간(8)의 내부에서 장치(6)에 의해 사용되거나 생산되는 유독가스의 감지를 위한 역할을 하고, 그리고 거기에서의 유독가스의 농도를 평가하기 위한 기능을 수행한다. 이 가스센서들(30 및 32)은 유독가스의 감지에 대하여 알람을 발생하는 제어장치(34)에 신호-접속되어 있다. 또한, 이 제어장치(34)는 또한 두 가스운반펌프들(20)을 활성화시키는 역할을 수행한다. 이 이유를 위하여, 제어장치(34)는 또한 적절한 리드-접속들을 통해 두 가스운반펌프들(20)에 신호-접속된다.

압력배출개구들(36 및 38)이, 내압선각(4) 내의 공간(8)의 내부와 공간(8)의 바깥환경과의 사이의 압력보상을 위하여, 공간(8)의 범위를 정하는 외벽상에 형성된다.

도 2에 따른 설계의 기능은 다음과 같다:

폐쇄된 공간(8) 내에 있어서, 그 안에 위치된 공기는 공기순환장치(10)에 의해 계속적으로 순환되고, 여기서 이 공기는 공기흡입부들(14)을 통해 두 가스운반펌프들(20)에 의해 빨아들여 지고, 공기 출구들(26)로 운반된다. 여기서, 도관 선들(16 및 18)을 통해 흐르는 공기는 두 공기 냉각기들(22)에서 냉각된다.

만약 누설을 고려할 때 장치(6)에 의해 사용 및/또는 생산되는 유독가스가 장치(6)에서 나간다면, 이 유독가스는 가스센서들(30 및 32)에 의해 감지되고, 그것에 의해 제어장치(34)에 의해 대응하는 알람이 울려진다. 가스센서들(30 및 32)에 의해 감지된 공간(8) 내부의 공기에 있어서 증가된 가스농도에 대하여, 제어장치(34)에 의한 가스운반펌프들(20)의 적절한 활동에 의해 공기순환장치(10)의 운반력이 증가 될 수가 있다. 이 가스운반펌프들(20)은, 유독가스가 포함된 공기를, 그것이 공간(8)의 밖으로 나갈 수 있기 전에, 공기순환장치(10)로 빨아들인다. 공기순환장치(10)에 있어서, 가스운반펌프들(20)은 유독가스를 도관 선들(16 및 18) 안에 위치한 산화반응기들(24)로 운반한다. 여기서, 공급된 공기 흐름에 함유된 유독가스는 적절한 산화공정들에 의해 안전한 물질로 전환된다. 이들 물질들은 정화된 공기와 함께 다시 공기 출구들(26 및 28)을 통해 공간(8)의 내부로 안내된다.

이상에서 개시한 실시 예는 원리를 단지 이해시키기 위한 것으로서, 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 다수의 장치들이 동시에 공간(8) 내에 배치될 수도 있다. 또한, 가스센서들의 수 및 산화반응기들 또는 흡착장치들의 수가 일반적으로 둘로 고정되지 않고, 특별한 상황에 적합하게 되어질 수 있다. 또한, 각각이 그 안에 배치된 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 장치를 갖는 다수의 폐쇄된 공간들(8)이 잠수함(2)에 제공될 수도 있다.

2: 잠수함 4: 내압선각
6: 장치 8: 공간
10: 공기순환장치 12: 도관
14: 공기흡입부 16, 18: 도관 선
20: 가스운반펌프 22: 공기 냉각기
24: 산화반응기 26, 28: 공기 출구
30, 32: 가스센서 34: 제어장치
36, 38: 가스보상개구

Claims (8)

1. 내압선각(4)과 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 적어도 하나의 장치(6)를 갖는 잠수함(2)에 있어서, 이 장치(6)는 내압선각(4) 내의 폐쇄된 공간(8) 내에 배치되고, 유독가스전환을 위한 수단 및/또는 유독가스흡착를 위한 수단이 폐쇄된 공간(8) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
2. 제 1항에 있어서, 상기 장치(6)는 메탄올 재생기인 것을 특징으로 하는 잠수함.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 장치(6)는 연료전지설비인 것을 특징으로 하는 잠수함.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 유독가스전환을 위한 수단 및/또는 유독가스흡착를 위한 수단은 폐쇄된 공간(8) 내에 배치된 공기순환장치(10)의 일부인 것을 특징으로 하는 잠수함.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄된 공간(8) 내에 가스분석을 위한 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 공기순환장치(10)는 적어도 하나의 공기 냉각기(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄된 공간(8)은 그것의 바깥환경에 대하여 압력보상개구(36, 38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 유독가스를 사용 및/또는 생산하는 다수의 장치들(6)이 폐쇄된 공간(8) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 잠수함.

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