KR20190030529A - 잠수함용 납 발라스트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 납 발라스트(lead ballast)를 적재하기 위한 별도의 적재공간을 배제하고, 잠수함의 압력선체 내측에 형성된 원형의 가이드 파이프를 따라 회전 가능하도록 형성되는 납 발라스트를 적용함으로써, 잠수함의 상가 및 하가 작업 없이도 수중 및 수상에서 간편하게 발라스트 조정이 가능하도록 함은 물론, 설계 가용공간을 확보함으로써 장비의 배치능력을 향상시킬 수 있는 잠수함용 납 발라스트 장치에 관한 것이다.

Description

잠수함용 납 발라스트 장치{LEAD BALAST APPARATUS FOR SUBMARINES}
본 발명은 잠수함용 납 발라스트 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 잠수함의 중성부력 및 체적 균형의 안정성을 확보함에 있어서, 납 발라스트(lead ballast)를 적재하기 위한 별도의 적재공간을 배제하고, 잠수함의 압력선체 내측에 형성된 원형의 가이드 파이프를 따라 회전 가능하도록 형성되는 납 발라스트를 적용함으로써, 잠수함의 상가 및 하가 작업 없이도 수중 및 수상에서 간편하게 발라스트 조정이 가능하도록 함은 물론, 설계 가용공간을 확보함으로써 장비의 배치능력을 향상시킬 수 있는 잠수함용 납 발라스트 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 잠수함이 수중에서 작전을 수행하기 위해서는 함의 기본 성능인 중성부력, 제로트림 및 적정한 정적 복원력(수상안전성 GM, 수중안전성 BG)을 확보하여야 한다. 이때 잠수함의 중량 및 체적 균형을 고려한 설계 방법으로서 종래에는 잠수함의 체적이 중량보다 크도록 설계하며, 중량과 체적의 평형(중성부력) 및 안정성 확보를 위하여 납 발라스트(lead ballast)를 설치하게 된다. 또한 납 발라스트의 배치를 변경함으로써 함의 종방향 무게중심(LCG) 및 종방향 부력중심(LCB)이 수직선 상에 위치할 수 있도록 하여 제로트림을 달성하게 된다.
이때, 일반적으로 잠수함의 실적 호선들의 경우에는, 납 발라스트 배치를 위해 하부 킬(KEEL) 공간에 납 발라스트들을 일렬로 적재하고, 주부력탱크(MBT) 공간 및 상부 케이싱 공간에 별도의 납 발라스트 적재 박스를 설치함으로써 내부에 납 발라스트들을 적재하게 된다.
이러한 점은, 협소하고 한정된 공간의 잠수함 특성 상 설계 및 작업 유연성을 떨어뜨리는 문제점을 야기하게 되며, 특히 납 발라스트가 적재되는 공간들을 해수가 자유롭게 유출 및 유입되는 자유통수구역에 해당하기에 설계 및 탑재중량 등이 변경됨에 따라 중량/체적 변동 시 중성부력 및 제로트림을 맞추기 위해 함을 상가하여 육상 거치한 후 발라스트 량 조정 작업을 하여야 한다.
따라서, 이러한 종래의 방식의 경우는 상부 케이싱의 납 발라스트 박스로 인해 압축 공기 실린더 등의 배치 측면에서 불리하게 작용하게 되며, 추후 함의 설계 및 탑재중량 변경 시 중량/체적 변동으로 인한 납 발라스트 량을 조정하기 위해 상가 및 하가 작업을 한다는 점에서 공정 지연 및 생산 시수 증가에 영향을 끼친다는 문제점을 가지고 있었다.
특히, 잠수함의 예비부력인 주부력탱크(MBT) 내에 납 발라스트 박스를 배치하는 경우에는, 해당 체적만큼 영향을 끼치게 되므로 예비부력 요구 조건이 만족하지 못하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
이에 본 발명자는, 상술한 종래의 납 발라스트 배치 기술이 가지는 문제점 및 한계점을 해결하기 위하여, 납 발라스트(lead ballast)를 적재하기 위한 별도의 적재공간을 배제하고, 잠수함의 압력선체 내측에 형성된 원형의 가이드 파이프를 따라 회전 가능하도록 형성되는 납 발라스트를 적용함으로써, 잠수함의 상가 및 하가 작업 없이도 수중 및 수상에서 간편하게 발라스트 조정이 가능하도록 함은 물론, 설계 가용공간을 확보함으로써 장비의 배치능력을 향상시킬 수 있는 잠수함용 납 발라스트 장치를 발명하기에 이르렀다.
한국공개특허 제10-2014-0039741호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 잠수함의 중성부력 및 체적 균형의 안정성을 확보함에 있어서, 납 발라스트(lead ballast)를 적재하기 위한 별도의 적재공간을 배제하고, 잠수함의 압력선체 내측에 형성된 원형의 가이드 파이프를 따라 회전 가능하도록 형성되는 납 발라스트를 적용함으로써, 잠수함의 상가 및 하가 작업 없이도 수중 및 수상에서 간편하게 발라스트 조정이 가능하도록 함은 물론, 설계 가용공간을 확보함으로써 장비의 배치능력을 향상시킬 수 있는 잠수함용 납 발라스트 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함용 납 발라스트 장치는 잠수함 압력선체 내측에 마련되는 원형 가이드부, 상기 원형 가이드부와 끼움 결합 되며, 끼움 결합된 상태에서 상기 원형 가이드부를 따라 이동 가능하게 마련되는 하나 이상의 납 발라스트 및 끼움 결합된 상기 하나 이상의 납 발라스트의 위치를 고정하는 하나 이상의 고정 클램프를 포함하며, 상기 하나 이상의 납 발라스트가 상기 원형 가이드부에 끼움 결합된 상태에서 상기 원형 가이드부를 따라 일측 방향으로 회전하면서 위치 이동됨에 따라, 상기 잠수함의 횡방향 무게중심 및 수직방향 무게중심 중 어느 하나 이상이 조정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원형 가이드부는 일측 방향으로 만곡된 다수 개의 파이프 및 상기 다수 개의 파이프의 각 말단부와 볼트 결합되는 다수 개의 파이프용 고정 클램프를 포함하며, 상기 다수 개의 파이프의 각 말단부가 상기 다수개의 파이프용 고정 클램프에 각각 볼트 결합됨에 따라, 상기 원형 가이드부의 형태가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다수 개의 파이프는 상기 다수 개의 파이프용 고정 클램프로부터 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원형 가이드부를 상기 잠수함 압력선체 내측부에 고정시키는 다수 개의 지지부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다수 개의 지지부는 상기 원형 가이드부를 상기 잠수함 압력선체 내측부로부터 일정한 간격만큼 이격시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 납 발라스트에는 상기 파이프의 말단부가 끼움 결합되는 결합홀이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 납 발라스트는 중앙부에 상기 결합홀이 형성된 육면체 형태에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원형 가이드부는 상기 잠수함의 종방향 무게중심이 조정될 수 있도록, 상기 잠수함 압력선체의 길이 방향을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파이프는 철재(steel)에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 납 발라스트(lead ballast)를 적재하기 위한 별도의 적재공간을 배제하고, 잠수함의 압력선체 내측에 형성된 원형의 가이드 파이프를 따라 회전 가능하도록 형성되는 납 발라스트를 적용함으로써, 잠수함의 상가 및 하가 작업 없이도 수중 및 수상에서 간편하게 발라스트 조정이 가능하도록 함은 물론, 설계 가용공간을 확보함으로써 장비의 배치능력을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 잠수함(1)의 납 발라스트 박스(2) 내에 납 발라스트들을 적재시킴으로써 잠수함의 중성부력 및 안정성을 확보하는 종래의 기술을 도시한 도면이다.
도 2는 잠수함(1)에 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함용 납 발라스트 장치(100)가 적용된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 잠수함(1)의 납 발라스트 박스(2) 내에 납 발라스트들을 적재시킴으로써 잠수함의 중성부력 및 안정성을 확보하는 종래의 기술을 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 잠수함(1)의 압력선체 외측, 특히 상부 케이싱 및 주부력탱크 내, 하부 킬(KEEL) 적재공간에는 다수 개의 납 발라스트 박스(2)가 마련되며, 해당 납 발라스트 박스(2) 내에는 다수 개의 납 발라스트들이 적재된다. 또한 각각의 납 발라스트들은 필요에 따라 볼트, 너트 및 와셔 등으로 납 발라스트 박스(2) 내에서 고정되게 된다.
이러한 점은, 협소하고 한정된 공간의 잠수함(1)에 있어서 설계 및 작업 유연성을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있으며, 특히 해당 공간들은 해수가 자유롭게 유입 및 유출되는 자유통수 구역에 해당하기 때문에 설계 및 탑재중량 등이 변경되는 경우에는 중량 및 체적 변동 시 중성부력, 제로트림 등을 맞추기 위하여 함을 상가하여 육상에 거치한 후 납 발라스트 량을 조정하여야 한다.
이러한 점은, 납 발라스트를 조정하기 위해서는 반드시 함을 상가시켜야 한다는 점에서 공정 지연 및 생산 시수 증가에 영향을 미치게 되고, 잠수함의 예비부력인 주부력탱크(MBT) 내에 납 발라스트 박스(2)가 배치될 경우 해당 체적만큼 영향이 있으므로 예비부력 요구조건을 충족하지 못한다는 문제점을 가지게 된다.
따라서, 본원발명에서는 도 2를 통해 상기의 문제점을 해결하기 위한 잠수함용 납 발라스트 장치(100)를 살펴보기로 한다.
도 2는 잠수함(1)에 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함용 납 발라스트 장치(100)가 적용된 상태를 도시한 도면이다.
도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함용 납 발라스트 장치(100)는 크게 원형 가이드부(110), 하나 이상의 납 발라스트(120) 및 하나 이상의 고정 클램프(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
원형 가이드부(110)는 잠수함 압력선체 내측에 마련되되, 잠수함의 종방향 무게중심이 조정될 수 있도록 잠수함 압력선체의 길이 방향을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
이러한 원형 가이드부(110)는 일측 방향으로 만곡된 다수 개의 파이프(110a) 및 다수 개의 파이프(110a)의 각 말단부와 볼트 결합되는 다수 개의 파이프용 고정 클램프(110b)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 다수 개의 파이프(110a)들의 각 말단부는 파이프용 고정 클램프(110b)와 볼트 결합됨에 따라 파이프용 고정 클램프(110b)에 고정될 수 있는데, 모든 파이프(110a)들이 파이프용 고정 클램프(110b)에 고정됨에 따라 원형 가이드부(110)의 원 형태가 나타날 수 있다.
이때, 각각의 파이프(110a)의 직경은 납 발라스트(120)의 중앙부에 형성된 결합홀(120a)과 상응하는 크기로 형성될 수 있는 바, 후술되는 납 발라스트(120)가 각각의 파이프(110a)에 끼움 결합될 수 있다.
한편, 각각의 파이프(110a)는 철재(steel)가 적용될 수 있지만 그 종류는 철재에 제한되지 아니함을 유의한다.
납 발라스트(120)는 상술한 각 파이프(110a)에 끼움 결합됨으로써, 끼움 결합된 상태에서 원형 가이드부(110)를 따라 이동 가능하게 마련될 수 있다.
이때, 납 발라스트(120)는 중앙부에 결합홀(120a)이 형성됨에 따라 파이프(110a)의 말단부가 결합홀(120a)에 끼워지게 되며, 일 실시예에서 납 발라스트(120)의 형태는 육면체 형태로 형성될 수 있지만 그 형태는 육면체 형태에 제한되지 아니함을 유의한다. 또한, 납 발라스트(120)도 마찬가지로 철재(steel)가 적용될 수 있거나, 부분적으로는 시멘트가 적용될 수 도 있다.
한편, 하나의 파이프(110a)에는 다수 개의 납 발라스트(120)가 끼움 결합될 수 있으며, 이때 각각의 납 발라스트(120)가 파이프(110a) 내에서 유동적으로 위치이동 되는 것을 방지하기 위하여, 후술되는 고정 클램프(130)가 적용될 수 있다.
고정 클램프(130)는 파이프(110a)에 끼움 결합된 다수 개의 납 발라스트(120) 들이 파이프(110a) 내에서 위치고정시키는 역할을 할 수 있는데, 일 실시예에서, 겹쳐진 다수 개의 납 발라스트(120)의 양측에서 파이프(110a)의 일측과 볼트 결합되어 납 발라스트(120)의 위치를 고정시키도록 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 고정 클램프(130)는 파이프(110a)의 측면을 향해 돌출되는 볼트(미도시)를 포함할 수 있으며, 볼트가 고정 클램프(130) 내측에 형성된 나사선(미도시)을 따라 회전함으로써 볼트의 하측면이 파이프(110a)의 측면을 밀게 되는데 이를 통해 고정 클램프(130)가 파이프(110a)의 특정 위치에 고정되게 된다.
따라서, 이러한 고정 클램프(130)가 파이프(110a)에 복수로 고정된 상태에서 사이에 다수 개의 납 발라스트(120)들이 개재될 경우에는, 해당 다수 개의 납 발라스트(120)들이 고정 클램프(130)에 의해 해당 위치에 고정되게 된다.
일 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함용 납 발라스트 장치(100)는 원형 가이드부(110)를 잠수함 압력선체 내측부로부터 일정한 간격만큼 이격시키면서 고정되도록 하는 다수 개의 지지부(140)를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 일정한 간격이라 함은, 납 발라스트(120)이 파이프(110a)에 끼움 결합되어 위치이동되는 경우 잠수함 압력선체 내측면과 간섭되지 않도록 하는 공간을 의미할 수 있으며, 이때 다수 개의 지지부(140)도 마찬가지로 철재(steel)가 적용될 수 있다.
따라서, 다수 개의 지지부(140)가 원형 가이드부(110)를 지지함으로써 원형 가이드부(110)는 잠수함 압력선체 내측에서 원 형태를 유지할 수 있게 된다.
이때, 다수 개의 지지부(140)는 원형 가이드부(110)의 파이프(110a)와 착탈 가능하게 구성될 수 있음을 유의한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 잠수함
2: 납 발라스트 박스
100: 잠수함용 납 발라스트 장치
110: 원형 가이드부
110a: 파이프
110b: 파이프용 고정 클램프
120: 납 발라스트
120a: 결합홀
130: 고정 클램프
140: 지지부

Claims (9)

  1. 잠수함 압력선체 내측에 마련되는 원형 가이드부;
    상기 원형 가이드부와 끼움 결합 되며, 끼움 결합된 상태에서 상기 원형 가이드부를 따라 이동 가능하게 마련되는 하나 이상의 납 발라스트; 및
    끼움 결합된 상기 하나 이상의 납 발라스트의 위치를 고정하는 하나 이상의 고정 클램프;를 포함하며,
    상기 하나 이상의 납 발라스트가 상기 원형 가이드부에 끼움 결합된 상태에서 상기 원형 가이드부를 따라 일측 방향으로 회전하면서 위치 이동됨에 따라, 상기 잠수함의 횡방향 무게중심 및 수직방향 무게중심 중 어느 하나 이상이 조정되는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원형 가이드부는,
    일측 방향으로 만곡된 다수 개의 파이프; 및
    상기 다수 개의 파이프의 각 말단부와 볼트 결합되는 다수 개의 파이프용 고정 클램프;를 포함하며,
    상기 다수 개의 파이프의 각 말단부가 상기 다수개의 파이프용 고정 클램프에 각각 볼트 결합됨에 따라, 상기 원형 가이드부의 형태가 형성되는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수 개의 파이프는,
    상기 다수 개의 파이프용 고정 클램프로부터 착탈 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원형 가이드부를 상기 잠수함 압력선체 내측부에 고정시키는 다수 개의 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수 개의 지지부는,
    상기 원형 가이드부를 상기 잠수함 압력선체 내측부로부터 일정한 간격만큼 이격시키는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 납 발라스트에는,
    상기 파이프의 말단부가 끼움 결합되는 결합홀;이 형성되는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 납 발라스트는,
    중앙부에 상기 결합홀이 형성된 육면체 형태인 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원형 가이드부는,
    상기 잠수함의 종방향 무게중심이 조정될 수 있도록, 상기 잠수함 압력선체의 길이 방향을 따라 다수 개가 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 파이프는,
    철재(steel) 인 것을 특징으로 하는, 잠수함용 납 발라스트 장치.
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