KR20150139165A - 잠수함의 액화산소탱크 구조 - Google Patents

잠수함의 액화산소탱크 구조 Download PDF

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Abstract

단열 성능을 향상시킨 잠수함의 액화산소탱크 구조에 관하여 개시한다.
발명의 일 실시예에 따르면, 액화산소탱크의 내부에 구비되는 내벽과, 상기 액화산소탱크의 외부에 구비되며 상기 내벽과의 사이에 공간을 두고 형성되는 외벽과, 상기 내벽과 외벽 사이의 공간에 채워지며, 글라스 버블과 복사 에너지 차단 기능을 갖는 기능성 분말이 설정된 비율로 혼합되어 압착하여 형성된 단열재;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크 구조를 제공한다.

Description

잠수함의 액화산소탱크 구조{STRUCTURE OF LIQUID OXYGEN TANK FOR SUBMARINE}
본 발명의 실시예는 잠수함의 액화산소탱크 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액화산소탱크의 내벽과 외벽 사이에 채워지는 단열재에 복사 차단 효과가 뛰어난 기능성 분말을 혼합하여 단열 성능을 향상시킨 잠수함의 액화산소탱크 구조에 관한 것이다.
연료전지로 추진하는 잠수함의 경우, 산소와 수소가 촉매 반응하여 산화되면서 전기에너지를 발생시키게 된다.
다만, 잠수함의 경우 공간상으로 제약이 있어 필요한 양의 산소를 충분히 저장하기 위해 극저온 상태에서 액화시킨 산소를 저장한다. 이를 액화산소라 하며, 이를 저장하는 탱크를 액화산소탱크라 한다.
극저온 상태의 액화산소를 안전하게 저장하기 위하여, 상기 액화산소탱크는 비교적 복잡한 단열 구조로 이루어진다.
나아가, 액화산소탱크의 단열 성능을 향상시킬 수 있는 기술 개발이 요청된다.
연료 전지를 구비하는 잠수함용 발전 장치(대한민국 공개특허공보 제10-2012-0014151호)
본 발명은 액화산소탱크의 내벽과 외벽 사이에 채워지는 단열재에 복사 차단 효과가 뛰어난 기능성 분말을 혼합하여 단열 성능을 향상시킨 잠수함의 액화산소탱크 구조를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화산소탱크의 내부에 구비되는 내벽; 상기 액화산소탱크의 외부에 구비되며 상기 내벽과의 사이에 공간을 두고 형성되는 외벽; 및 상기 내벽과 외벽 사이의 공간에 채워지며, 글라스 버블과 복사 에너지 차단 기능을 갖는 기능성 분말이 설정된 비율로 혼합되어 압착하여 형성된 단열재;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크 구조를 제공한다.
상기 단열재는, 중량%로, 상기 글라스 버블 70~95%와, 상기 기능성 분말 5~30%가 혼합될 수 있다.
상기 기능성 분말은, 금속, 플라스틱, 세라믹 중 하나 이상의 재질로 이루어질 수 있다.
바람직하게는 상기 기능성 분말은, 알루미나 재질로 이루어질 수 있다.
상기 내벽과 외벽 사이의 공간은, 진공상태로 유지될 수 있다.
상기 내벽은, 스테인리스 강 재질로 이루어질 수 있다.
상기 외벽은, 연강 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 액화산소탱크의 내벽과 외벽 사이에 채워지는 단열재에 복사 차단 효과가 뛰어난 기능성 분말(예: 알루미나 등)을 혼합하고 이들을 압착 형성함으로써, 단열 성능을 향상시킬 수 있으며 충격에 강한 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함의 액화산소탱크 구조를 간략히 도시한 개념도.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
연료전지로 추진하는 잠수함의 경우, 산소와 수소가 촉매 반응하여 산화되면서 전기에너지를 발생시키게 된다.
다만, 잠수함의 경우 공간상으로 제약이 있어 필요한 양의 산소를 충분히 저장하기 위해 극저온 상태에서 액화시킨 산소를 저장한다. 이를 액화산소라 하며, 이를 저장하는 탱크를 액화산소탱크라 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 액화산소탱크 구조에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함의 액화산소 탱크 구조를 간략히 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 잠수함의 액화산소 탱크 구조는 내벽(110), 외벽(120), 그리고 상기 내벽과 외벽 사이의 공간에 채워지며, 글라스 버블(131)과 복사 에너지 차단 기능을 갖는 기능성 분말(133)이 설정된 비율로 혼합되어 압착하여 형성된 단열재(130)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화산소탱크의 경우 일반적으로 알려진 바와 같이, 내부에 극저온의 액화산소를 안전하게 보관하도록 내벽(110)과 외벽(120)으로 구성된 이중의 쉘(shell) 구조로 이루어져 있다.
상기 내벽(110)은 액화산소탱크의 내부에 구비되며 내부에 저장된 극저온의 액화가스와 직접 접촉하며 밀폐된 내부 벽면을 제공한다.
상기 내벽(110)은 스테인리스 강(stainless steel) 재질로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 외벽(120)은 상기 액화산소탱크의 외부에 구비되며, 상기 내벽(110)과의 사이에 공간을 두고 형성될 수 있다.
상기 외벽(120)은 상기 내벽(110)과 달리 연강(mild steel) 재질로 제작할 수 있다.
한편, 상기 내벽(110)과 외벽(120) 사이에는 공간이 마련되어 있는데, 이 공간을 통해 단열재(130)가 충진 될 수 있다.
상기 단열재(130)는 글라스 버블(131)과 복사 에너지 차단 기능을 갖는 기능성 분말(133)이 설정된 비율로 혼합되어 압착 형성된 형태로 제공된다.
바람직한 실시예로서, 상기 단열재는, 중량%로, 70~95%의 상기 글라스 버블(131)과 5~30%의 상기 기능성 분말(133)을 혼합한 후 압착시킨 형태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 기능성 분말(133)은 금속, 플라스틱, 세라믹 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있는데, 이 외에도 복사 에너지를 차단하는 기능을 갖는 것으로 알려진 다른 재질을 이용하여도 무방하다.
특히, 상기 기능성 분말(133)은 알루미나(alumina) 재질로 이루어지는 것이 좋다. 상기 기능성 분말(133)로 이용 가능한 알루미나는 알루미늄의 산화물로 알려져 있다. 녹는점이 2,050℃이며 다이아몬드 다음 가는 경도를 가졌고, 특히 내화물이나 복합재료로 많이 이용되고 있다.
이와 같이, 글라스 버블(131)과 함께 기능성 분말(133)이 혼합되어 압착된 단열재를 이용할 경우, 단일의 재질, 즉 글라스 버블만으로 복사를 차단하는 것에 비해 상기 기능성 분말(133)에 의해 추가적으로 복사를 차단해 줄 수 있어, 단열 성능을 강화시킬 수 있다.
그리고 상기 단열재(130)가 채워진 내벽(110)과 외벽(120) 사이의 공간은 단열 특성을 더욱 향상시키기 위하여 진공상태로 유지되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 액화산소탱크의 내벽과 외벽 사이에 채워지는 단열재에 글라스 버블과 함께 복사 차단 효과가 뛰어난 기능성 분말(예: 알루미나 등)을 혼합하고 이들을 압착 형성함으로써, 단열 성능을 향상시킬 수 있으며, 충격에 강한 구조를 제공할 수 있다.
다시 말해, 글라스 버블만으로 복사 에너지를 차단하는 것에 비해 복사 차단 효과가 뛰어난 기능성 분말을 혼합해 줌으로써, 단열 성능을 극대화시킬 수 있다.
지금까지 본 발명인 잠수함의 액화산소탱크 구조에 관하여 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다.
전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 내벽
120; 외벽
130: 단열재
131: 글라스 버블
133: 기능성 분말

Claims (7)

  1. 액화산소탱크의 내부에 구비되는 내벽;
    상기 액화산소탱크의 외부에 구비되며 상기 내벽과의 사이에 공간을 두고 형성되는 외벽; 및
    상기 내벽과 외벽 사이의 공간에 채워지며, 글라스 버블과 복사 에너지 차단 기능을 갖는 기능성 분말이 설정된 비율로 혼합되어 압착하여 형성된 단열재;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단열재는,
    중량%로, 상기 글라스 버블 70~95%와, 상기 기능성 분말 5~30%가 혼합되는 잠수함의 액화산소탱크 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 분말은,
    금속, 플라스틱, 세라믹 중 하나 이상의 재질로 이루어지는 잠수함의 액화산소탱크 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 분말은,
    알루미나 재질로 이루어진 잠수함의 액화산소탱크 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내벽과 외벽 사이의 공간은,
    진공상태로 유지되는 잠수함의 액화산소탱크 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내벽은,
    스테인리스 강(stainless steel) 재질로 이루어지는 잠수함의 액화산소탱크 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외벽은,
    연강(mild steel) 재질로 이루어지는 잠수함의 액화산소탱크 구조.
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