KR20130060608A

KR20130060608A - 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치

Info

Publication number: KR20130060608A
Application number: KR1020110126753A
Authority: KR
Inventors: 김대영
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-10

Abstract

본 발명은 잠수함 내 다층 구조의 연료전지 랙으로부터 대략 1톤 가량의 중구조물인 연료전지 모듈을 꺼내거나 재수납하고 운반하는 데 있어 작업자의 피로도를 경감함과 더불어 작업에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잠수함 내부의 바닥면에 위치한 레일(14)을 따라 이동 가능하게 설치되는 안착대(16)를 갖춘 이송부, 상기 안착대(16)에 설치되고 수직방향으로의 승강높이를 조절하는 시저 잭 모듈(24)을 갖춘 높이 조절부, 및 상기 시저 잭 모듈(24)의 자유단부에 설치되고 상기 연료전지 모듈(12)의 수평방향 이동을 조절하기 위한 승강대(26)를 갖춘 취급부를 구비한다.

Description

잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치{Apparatus for transferring fuel cell module in submarine}

본 발명은 잠수함 내 연료전지모듈의 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잠수함 내부의 좁은 공간에서 연료전지랙에 탑재된 연료전지모듈을 보다 용이하게 꺼내거나 수납함과 더불어 운반할 수 있도록 하는 잠수함 내 연료전지모듈의 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 잠수함에 있어 에너지 저장수단으로서 배터리 이외에 연료전지(Fuel cell)의 사용이 크게 증가하고 있는 바, 이러한 연료전지는 무급기 추진체계(AIP: Air Independent Propulsion system) 또는 공기불요 추진체계의 일환으로서 외부로부터 별도의 공기 공급이 없어도 잠수함의 추진과 승조원의 생존에 필요로 하는 동력을 제공할 수 있기 때문에 군사용 잠수함에는 필수적으로 탑재되고 있는 추세이다.

그런데 잠수함에 적용되는 연료전지는 대체로 중량이 대략 1톤에 이르는 중구조물인 모듈의 형태로 이루어지기 때문에 공간적 제약이 많은 함내에서 조립 및 취외시 용이하지 못하다는 단점을 안고 있다. 특히 이와 같은 단점은 잠수함의 내부에 각종 구조물들이 상부 공간에 많이 위치 또는 설치되어 있기 때문에 하부 공간으로 중구조물인 연료전지 모듈을 운반하기 위한 레일을 설치하는 데 많은 어려움이 있기 때문에 더욱 가중되는 실정이다.

이에 따라, 종래에는 잠수함 내에서 상부 구조물에 중구조물인 모노레일을 매달거나, 랙 자체에 지그를 설치 및 체인블록에 의한 수동 작업을 통해 연료전지 모듈을 함외부로 취외하였으나, 이러한 방식은 설치 및 연료전지 모듈의 이송시 중량물 취급에 따른 작업자의 피로도를 가중 시킬 뿐만 아니라 작업에 소요되는 시간을 늘리게 되는 결과를 초래하게 되므로, 대부분의 작업자들은 이와 같은 방식의 연료전지 모듈의 취외를 기피하고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 잠수함 내 다층 구조의 연료전지 랙으로부터 중구조물인 연료전지 모듈을 꺼내거나 재 수납하고 운반하는 데 있어 작업자의 피로도를 경감함과 더불어 작업에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잠수함 내에서 연료전지 랙으로부터 연료전지 모듈을 이송하기 위한 장치로서, 바닥면에 위치한 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 안착대를 갖춘 이송부, 상기 안착대에 설치되고 수직방향으로의 승강높이를 조절하는 시저 잭 모듈을 갖춘 높이 조절부, 및 상기 시저 잭 모듈의 자유단부에 설치되고 상기 연료전지 모듈의 수평방향 이동을 조절하기 위한 승강대를 갖춘 취급부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 이송부는 상기 안착대에 설치되어 상기 레일의 상부면을 따라 구름 접촉하는 휠 롤러, 상기 안착대에 설치되어 레일의 내/외측면에 구름 접촉하여 상기 레일에 대한 상기 휠 롤러의 이탈을 억제하는 가이드 롤러를 구비하고, 상기 안착대로부터 측방향으로 연장되어 바닥면과 접촉하는 확장 지지부를 더 포함한다. 이 경우, 상기 확장 지지부는 상기 안착대로부터 측방향으로 길게 연장되는 마운팅 브라켓과, 상기 마운팅 브라켓의 자유단부에 설치되어 바닥면과 접촉하는 아이들 롤러를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 높이 조절부는 상기 안착대와 상기 승강대 사이에 설치되는 시저 잭 모듈, 상기 시저 잭 모듈에 설치되어 상기 안착대에 대한 상기 승강대의 수직방향으로의 높이를 조절하는 공압 실린더, 및 상기 공압 실린더에 대한 작동압의 공급을 조절하는 제어반을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 취급부는 상기 승강대의 길이방향을 따라 공회전 가능하게 설치되는 볼 스크류, 상기 볼 스크류에 체결되는 너트를 갖추고서 상기 승강대를 따라 이동 가능하게 설치되며 연료전지 모듈과 결합되는 가이드 플레이트, 및 상기 볼 스크류에 회전력을 제공하도록 상기 승강대에 고정되는 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 취급부는 상기 승강대에 대한 상기 가이드 플레이트의 이동을 안내하기 위해 상기 승강대의 길이방향을 따라 고정되는 적어도 한 쌍의 가이드 바아를 구비하고, 상기 승강대의 좌/우측 양단부에서 승강대의 길이방향을 따라 고정되는 가이드 레일, 상기 가이드 레일과 결합되고 상기 가이드 플레이트에 고정되는 가이드 블록으로 이루어진 리니어 모션 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치는 다층 구조인 연료전지 랙의 높이에 맞춰 무빙 카트에 대한 핸들링 파트의 높낮이 조절을 자유롭게 구현할 수 있고, 특히 다층 구조의 연료전지 랙으로부터 핸들링 파트로 연료전지 모듈을 취출하거나 반대로 핸들링 파트로부터 연료전지 랙으로 연료전지 모듈을 재 수납할 때 각각 중구조물에 해당하는 연료전지 모듈의 이동을 모터의 구동에 따라 발생되는 전기적 외력을 이용할 수 있으므로, 작업자의 피로도를 경감시킬 수 있음과 더불어 작업에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 연료전지 모듈을 함외로 취외할　때 운반용 무빙 카트를 잠수함 내에서 바닥에 설치된 레일을 따라 자유롭게 이동할 수 있으므로, 함 내에서 상부 공간으로 많이 설치된 기존 구조물과의 간섭을 보다 적극적으로 회피한 상태에서 보다 효과적인 연료전지 모듈의 운반을 구현할 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 잠수함이 가지는 좁은 영역의 공간상 제약 조건을 감안하여 상부 공간에 비해 상대적으로 배치가 용이한 잠수함 내부의 하부 공간을 이용한 이송장치의 설치를 통해 연료전지 모듈의 수납과 취출 및 운반이 각각 가능한 이송장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치를 도시한 도면으로, 정면도와 측면도이다.
도 2는 도 1의 핸들링 파트만을 확대하여 도시한 도면으로, 정면도와 평면도 및 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 이송장치의 하강상태를 도시한 도면으로, 정면도와 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 연료전지 랙에 연료전지 모듈이 탑재된 상태를 도시한 도면으로, 정면도와 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 잠수함은 내부에 다층 구조물의 형태로 이루어진 연료전지 랙(10)을 구비한다. 상기 연료전지 랙(10)은 다수의 연료전지 모듈(12)을 층상으로 개별적으로 탑재하여 보관한다. 잠수함 내부의 바닥면에는 상기 연료전지 랙(10)에 이르도록 레일(14)이 고정 설치되고, 상기 레일(14)을 따라 무빙 카트(Moving cart)에 해당하는 안착대(16)가 이동 가능하게 설치된다. 이때 상기 레일(14)은 바닥면에 대해 매립된 형태로 설치된다.

상기 안착대(16)는 길이방향을 따라 적정의 간격을 두고 상기 레일(14)의 상부면과 구름 접촉하는 다수의 휠 롤러(18)를 구비하는 바, 상기 휠 롤러(18)는 레일(14)의 상부면을 따라 상기 안착대(16)의 자유로운 이동을 가능하게 하도록 설치된다. 또한, 상기 안착대(16)는 상기 레일(14)의 내/외측면에 대해 각각 개별적으로 구름 접촉하는 한 쌍의 가이드 롤러(20)를 구비하고 있어, 상기 가이드 롤러(20)는 레일(14)에 대한 상기 휠 롤러(18)의 이탈을 보다 확실하게 억제하게 된다.

특히, 상기 안착대(16)는 측방향으로 연장되어 바닥면과의 지속적인 접촉을 도모하는 확장 지지부(22)를 구비하는 바, 상기 확장 지지부(22)는 상기 안착대(16)로부터 측방향으로 길게 연장되는 마운팅 브라켓(22a)과, 상기 마운팅 브라켓(22a)의 자유단부에 설치되어 바닥면과 구름 접촉하는 아이들 롤러(22b)를 포함한다. 이 결과, 상기 안착대(16)는 상기 레일(14)의 상부에서 확장 지지부(22)를 매개로 보다 견고하게 지지될 수 있으므로 상부에 적재되는 1톤 가량의 중구조물에 해당하는 연료전지 모듈(12)에 의한 이송장치의 전도를 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 있어, 안착대(16)와 휠 롤러(18), 가이드 롤러(20), 및 확장 지지부(22)는 레일(14)을 따라 이동 가능하게 설치되는 이송부에 해당한다.

상기 안착대(16)는 상부에 상하방향으로 승강 조절되는 시저 잭 모듈(24)을 구비하고, 상기 시저 잭 모듈(24)의 상측 자유단부에는 연료전지 모듈(12)의 이송을 위한 핸들링 파트(Handling part)에 해당하는 승강대(26)가 설치된다. 상기 시저 잭 모듈(24)은 상기 안착대(16)에 대한 상기 승강대(26)의 수직방향 높이를 조절하기 위한 공압 실린더(28)를 구비하고, 상기 공압 실린더(28)에 대한 작동압의 공급은 제어반(도시안됨)에 의해 조절된다. 즉, 본 발명에 있어, 시저 잭 모듈(24)과 공압 실린더(28), 및 제어반은 안착대(16)에 대해 승강대(26)의 상하방향 높낮이를 가변적으로 자유롭게 조절할 수 있는 높이 조절부에 해당한다.

상기 승강대(26)는 그 길이방향을 따라 볼 스크류(30)를 설치하고, 상기 볼 스크류(30)는 상기 승강대(26)의 일단부에 구비된 롤러 조립체(32)를 매개로 공회전 가능하게 지지된다. 가이드 플레이트(34)는 상기 볼 스크류(30)에 체결되는 너트(34a)를 갖추고 있어, 볼 스크류(30)의 회전시 상기 가이드 플레이트(34)는 승강대(26)를 따라 직선방향으로 이동하게 된다. 이 경우 상기 가이드 플레이트(34)는 연료전지 랙(10)에 탑재되는 연료전지 모듈(12)과 나사 체결로서 결합될 수 있도록 중앙이 개구된 형태를 이루고 있다. 구동모터(36)와 기어박스(38)는 상기 승강대(26)에 설치되어 상기 볼 스크류(30)에 대해 회전력을 제공하도록 구비된다. 이때 상기 구동모터(36)는 제어반에 의해 정역회전이 자유롭게 조절될 수 있는 것이다. 특히, 상기 승강대(26)는 길이방향을 따라 고정되는 적어도 한 쌍의 가이드 바아(40)를 구비하고 있어, 상기 가이드 바아(40)는 볼 스크류(30)의 회전시 승강대(26)의 길이방향을 따라 가이드 플레이트(34)의 이동궤적을 보다 안정적으로 안내할 수 있게 된다.

또한, 상기 승강대(26)는 1톤 가량의 중구조물에 해당하는 연료전지 모듈(12)의 운반시 승강대(26)로 연료전지 모듈(12)의 전도 또는 승강대(26)를 포함한 연료전지 모듈(12)의 전도를 방지하기 위한 리니어 모션 가이드(42)를 추가로 구비하는 바, 상기 리니어 모션 가이드(42)는 승강대(26)의 좌/우측 양단부에서 길이방향을 따라 고정되는 가이드 레일(42a)과, 상기 가이드 레일(42a)과 결합되고 상기 가이드 플레이트(34)에 고정되는 가이드 블록(42b)으로 이루어진다. 즉, 본 발명에 있어, 승강대(26)와, 볼 스크류(30), 가이드 플레이트(34), 구동모터(36), 기어박스(38), 가이드 바아(40), 및 리니어 모션 가이드(42)는 승강대(26)에 대해 연료전지 모듈(12)의 수평방향 이동을 조절하는 취급부에 해당한다.

따라서 본 발명은 연료전지 랙(10)으로부터 연료전지 모듈(12)을 꺼내거나 또는 연료전지 랙(10)에 연료전지 모듈(12)을 재 수납할 때 무빙 카트인 안착대(16)로부터 핸들링 파트인 승강대(26)의 높낮이를 시저 잭 모듈(24)의 작동을 통해 적절하게 조절한 다음, 구동모터(36)에 대한 정역회전을 제어함으로써 보다 용이하게 연료전지 모듈(12)의 이동을 구현할 수 있게 된다.

이 과정에서 상기 이송부에 있어 안착대(16)의 이동은 함 내 바닥면에 설치된 레일(14)을 따라 구름 이동하는 휠 롤러(18)를 매개로 자유롭게 구현될 수 있고, 이때 상기 레일(14)로부터 휠 롤러(18)의 이탈은 한 쌍의 가이드 롤러(20)에 의해 억제될 수 있게 된다. 특히 상기 확장 지지부(22)는 안착대(16)로부터 측방향으로 길게 연장된 부위에서 바닥면과 구름 접촉방식으로 지지될 수 있으므로 중구조물인 연료전지 모듈(12)의 적재후 이동시에도 장비의 전도를 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

그리고 상기 높이 조절부에 있어 시저 잭 모듈(24)은 제어반에 의한 공압 실린더(28)의 신축 조절을 통해 다층 구조의 연료전지 랙(10)으로부터 연료전지 모듈(12)의 적재와 취출 높이를 정확하게 맞출 수 있게 해 준다.

또한, 상기 취급부에 있어 승강대(26)에 구비된 볼 스크류(30)를 따라 직선방향으로 이동 가능하게 설치되는 가이드 플레이트(34)는 연료전지 모듈(12)의 일단부와 나사체결로서 고정된 상태에서 구동모터(36)의 정역회전에 따라 가이드 바아(40)와 리니어 모션 가이드(42)를 매개로 보다 용이하게 이동됨으로써, 중구조물인 연료전지 모듈(12)에 대한 이송 작업이 보다 간편하게 수행될 수 있게 해 준다.

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

10-연료전지랙 12-연료전지모듈
14-레일 16-안착대
18-휠롤러 20-가이드롤러
22-확장지지부 22a-마운팅브라켓
22b-아이들롤러 24-시저 잭 모듈
26-승강대 28-공압실린더
30-볼스크류 32-롤러조립체
34-가이드플레이트 34a-너트
36-구동모터 38-기어박스
40-가이드바아 42-리니어 모션가이드
42a-가이드레일 42b-가이드블록

Claims

잠수함 내에서 연료전지 랙(10)으로부터 연료전지 모듈(12)을 이송하기 위한 장치로서,
바닥면에 위치한 레일(14)을 따라 이동 가능하게 설치되는 안착대(16)를 갖춘 이송부;
상기 안착대(16)에 설치되고 수직방향으로의 승강높이를 조절하는 시저 잭 모듈(24)을 갖춘 높이 조절부; 및
상기 시저 잭 모듈(24)의 자유단부에 설치되고 상기 연료전지 모듈(12)의 수평방향 이동을 조절하기 위한 승강대(26)를 갖춘 취급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이송부는 상기 안착대(16)에 설치되어 상기 레일(14)의 상부면을 따라 구름 접촉하는 휠 롤러(18), 상기 안착대(16)에 설치되어 레일(14)의 내/외측면에 구름 접촉하여 상기 레일(14)에 대한 상기 휠 롤러(18)의 이탈을 억제하는 가이드 롤러(20)를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 이송부는 상기 안착대(16)로부터 측방향으로 연장되어 바닥면과 접촉하는 확장 지지부(22)를 더 포함하고, 상기 확장 지지부(22)는 상기 안착대(16)로부터 측방향으로 길게 연장되는 마운팅 브라켓(22a)과, 상기 마운팅 브라켓(22a)의 자유단부에 설치되어 바닥면과 접촉하는 아이들 롤러(22b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.
청구항 1에 있어서,
상기 높이 조절부는 상기 안착대(16)와 상기 승강대(26) 사이에 설치되는 시저 잭 모듈(24), 상기 시저 잭 모듈(24)에 설치되어 상기 안착대(16)에 대한 상기 승강대(26)의 수직방향으로의 높이를 조절하는 공압 실린더(28), 및 상기 공압 실린더(28)에 대한 작동압의 공급을 조절하는 제어반을 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.
청구항 1에 있어서,
상기 취급부는 상기 승강대(26)의 길이방향을 따라 공회전 가능하게 설치되는 볼 스크류(30), 상기 볼 스크류(30)에 체결되는 너트(34a)를 갖추고서 상기 승강대(26)를 따라 이동 가능하게 설치되며 상기 연료전지 모듈(12)과 결합되는 가이드 플레이트(34), 및 상기 볼 스크류(30)에 회전력을 제공하도록 상기 승강대(26)에 고정되는 구동모터(36)를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.
청구항 5에 있어서,
상기 취급부는 상기 승강대(26)에 대한 상기 가이드 플레이트(34)의 이동을 안내하기 위해 상기 승강대(26)의 길이방향을 따라 고정되는 적어도 한 쌍의 가이드 바아(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 승강대(26)의 좌/우측 양단부에서 승강대(26)의 길이방향을 따라 고정되는 가이드 레일(42a), 상기 가이드 레일(42a)과 결합되고 상기 가이드 플레이트(34)에 고정되는 가이드 블록(42b)으로 이루어진 리니어 모션 가이드(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함 내 연료전지 모듈의 이송장치.