KR20200028248A - 긴급 잠수가 가능한 선박 - Google Patents

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유종근
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

긴급 잠수가 가능한 선박이 제공된다. 긴급 잠수가 가능한 선박은 선체와, 선체 외측의 수선면 아래 개구된 해수유입구와, 선체 내부에 위치하고 해수유입구와 연통되어 수압에 의해 해수를 유입하는 부력조절구역과, 수선면이 선체의 갑판보다 낮은 제1 위치에서 부력조절구역으로 해수를 유입시키되, 수선면이 선체의 갑판보다 높고 갑판 위의 피난구역보다는 낮은 제2 위치에서 해수 유입을 차단하여 해수 유입량을 제한하는 부력조절유닛을 포함할 수 있다.

Description

긴급 잠수가 가능한 선박{urgently submersible vessel}
본 발명은 긴급 잠수가 가능한 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대형 화재 발생 시 선체를 일정 깊이까지만 빠르게 잠수시켜 효과적으로 화재를 진압할 수 있는 긴급 잠수가 가능한 선박에 관한 것이다.
해양구조물 또는 선박에는 화재 발생 시 화재를 진압할 수 있는 화재진압시스템이 탑재된다. 알려진 바와 같이, 기존에도 선박의 화재진압시스템은 다수 소개되어 있다. 이들의 대부분은 별도의 소방용수(또는 소화제)가 저장된 저장탱크와, 이 저장탱크로부터 소방용수를 운반 및 공급하는 다수의 배관라인 및 밸브들과, 이들 밸브의 개폐 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된다. 하지만 대형 화재가 발생할 경우 이와 같은 시스템에 의해서는 화재 진압이 완전히 이루어지기 어렵다는 문제가 있었다.
0001)대한민국 공개특허 제10-2012-0022380호, (2012. 03. 12)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 대형 화재 발생 시 선체를 일정 깊이까지만 빠르게 잠수시켜 효과적으로 화재를 진압할 수 있는 긴급 잠수가 가능한 선박을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박은, 선체와, 선체 외측의 수선면 아래 개구된 해수유입구와, 상기 선체 내부에 위치하고 상기 해수유입구와 연통되어 수압에 의해 해수를 유입하는 부력조절구역과, 상기 수선면이 상기 선체의 갑판보다 낮은 제1 위치에서 상기 부력조절구역으로 해수를 유입시키되, 상기 수선면이 상기 선체의 갑판보다 높고 갑판 위의 피난구역보다는 낮은 제2 위치에서 해수 유입을 차단하여 해수 유입량을 제한하는 부력조절유닛을 포함한다.
상기 부력조절구역은, 상기 선체의 이중 외벽 및 상기 이중 외벽 사이에 개재되며 상기 해수유입구와 연통되는 개구가 형성된 격벽으로 이루어지며, 상기 부력조절유닛은 상기 개구와 상기 해수유입구 사이에서 해수의 압력 및 부력 중 어느 하나에 의해 작동하여 해수 유입량을 자동으로 제한하는 자동제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 부력조절유닛은, 상기 해수유입구로부터 상기 선체의 내측으로 연장되어 말단이 상기 개구에 인접한 해수유입관, 및 상기 해수유입관과 상기 개구 사이에 개재되어 상기 해수유입관을 폐쇄하는 제1 벌룬부, 상기 제1 벌룬부에 물리적 자극을 가하여 터트려 상기 해수유입관을 개방하는 제1 벌룬제어부, 및 상기 해수유입관의 해수 압력이 설정 압력을 넘어서면 상기 해수유입관 내부에서 팽창되어 상기 해수유입관을 폐쇄하는 가압팽창부를 포함하는 제1 자동제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 부력조절유닛은, 상기 해수유입구로부터 상기 선체의 내측으로 연장되어 말단이 상기 개구에 인접한 해수유입관, 및 상기 해수유입관과 상기 개구 사이에 개재되어 상기 해수유입관을 폐쇄하며 내부에 부력체가 삽입된 제2 벌룬부, 상기 제2 벌룬부에 물리적 자극을 가하여 터트려 상기 해수유입관을 개방하는 제2 벌룬제어부, 및 상기 해수유입관 일 측에 힌지 결합되고 상기 부력체와 와이어로 연결되어 상기 와이어의 장력으로 회동하여 상기 해수유입관을 폐쇄하는 차단판을 포함하는 제2 자동제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 부력조절유닛은, 해수에 의해 상기 개구에 부력으로 밀착되는 부력판, 상기 부력판 하부에 연결되고 상기 부력판보다 직경이 크게 형성된 확장판, 및 상기 개구 둘레에 형성되어 상기 개구의 직경을 상기 부력판의 직경보다 작게, 또는 상기 부력판의 직경보다는 크되 상기 확장판의 직경보다는 작게 변경시키는 개구조절부재를 포함하는 제3 자동제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 부력조절유닛은, 상기 선체의 갑판 상부로 개방되고 상기 부력조절구역과 연결된 공기유입관, 및 상기 공기유입관을 개폐하여 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 상기 부력조절구역 내부를 감압시켜 해수를 유입하는 압력제어밸브를 포함할 수 있다.
상기 긴급잠수가 가능한 선박은 상기 부력조절구역 내부에 개재되며 압력차에 따라 승강되어 위치가 변동되는 피스톤부재를 더 포함할 수 있다.
상기 부력조절구역은 상기 선체 내부의 밸러스트 탱크와 별도로 형성된 실린더로 이루어질 수 있다.
상기 긴급잠수가 가능한 선박은 상기 선체에 탑재되며 상기 수선면이 상기 제2 위치에 도달한 이후 해상에 부유된 상태로 선체에서 이탈되는 구명보트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 긴급 잠수가 가능한 선박은, 대형 화재 발생 시 해수를 선체 내부로 유입하되, 해수유입량을 자동으로 조절할 수 있다. 이에 따라 선체를 신속하게 잠수시켜 화재를 진압하되, 대피 구역이 노출되는 깊이까지만 잠수시켜 선원 및 승객이 안전하게 대피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박의 사시도이다.
도 2는 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 작동도이다.
도 3은 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 부력조절유닛에 제1 자동제어밸브가 형성된 예와 그 작동과정을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 부력조절유닛에 제2 자동제어밸브가 형성된 예와 그 작동과정을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 부력조절유닛에 제3 자동제어밸브가 형성된 예와 그 작동과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박의 작동도도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박의 사시도이고, 도 2는 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 작동도이고, 도 3은 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 부력조절유닛에 제1 자동제어밸브가 형성된 예와 그 작동과정을 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 부력조절유닛에 제2 자동제어밸브가 형성된 예와 그 작동과정을 도시한 도면이며, 도 5는 도 1의 긴급 잠수가 가능한 선박의 부력조절유닛에 제3 자동제어밸브가 형성된 예와 그 작동과정을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박(1)은 선체(10)와, 선체(10) 외측의 수선면 아래 개구된 해수유입구(100)와, 선체(10) 내부에 위치하고 해수유입구(100)와 연통되어 수압에 의해 해수를 유입하는 부력조절구역(200)과, 수선면이 선체(10)의 갑판(13)보다 낮은 제1위치에서 부력조절구역(200)으로 해수를 유입시키되, 수선면이 선체(10)의 갑판(13)보다 높고 갑판(13) 위의 피난구역(14)보다는 낮은 제2위치에서 해수 유입을 차단하여 해수 유입량을 제한하는 부력조절유닛(300)을 포함할 수 있다.
해수유입구(100)는 선체(10) 외측에 형성되고 선체(10)와 물이 접하는 선, 즉 수선면 아래에 위치하여, 선체(10) 내부에 위치한 부력조절구역(200)으로 해수를 유입할 수 있다. 해수유입구(100)는 개구된 상태로 형성될 수 있다.
선체(10)는 내측벽(11)과 외측벽(12)으로 구성된 이중 외벽 구조(이중 선체, double hull)로 제작될 수 있으며, 이러한 내측벽(11)과 외측벽(12) 사이에는 밸러스트 탱크가 형성될 수 있다. 부력조절구역(200)은 선체(10)의 이중 외벽 및 이중 외벽 사이에 개재되며 해수유입구(100)와 연통되는 개구(211)가 형성된 격벽(210)으로 이루어질 수 있다. 즉, 부력조절구역(200)은 선체(10)의 내측벽(11)과 외측벽(12), 및 개구(211)가 형성된 격벽(210)으로 이루어진 것으로, 밸러스트탱크 전체 또는 그 일부일 수 있다.
부력조절구역(200)으로 유입되는 해수의 양을 조절함으로써 선체(10)를 하강시키거나 선체(10)의 하강을 중지시킬 수 있다. 부력조절구역(200)으로 유입되는 해수의 양은 부력조절유닛(300)에 의해 제어될 수 있다. 부력조절유닛(300)은 대형 화재와 같은 비상시에 작동하는 것으로, 긴급 잠수가 가능한 선박(1)의 위치에 따라 해수의 유입을 제어할 수 있다. 부력조절유닛(300)의 구체적인 구조 및 작동과정 등에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.
긴급 잠수가 가능한 선박(1)은 비상시 제1 위치부터 제2 위치까지 부력조절구역(200)으로 해수를 유입하여 선체(10)를 잠수시킬 수 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 긴급 잠수가 가능한 선박(1)은 비상시 제1 위치에서 해수유입구(100)를 통해 해수를 부력조절구역(200)으로 유입시켜 선체(10)를 하강시킬 수 있다. 제1 위치는 비상 상황이 발생하기 전, 즉 평상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)의 위치일 수 있으며, 긴급 잠수가 가능한 선박(1)의 수선면이 선체(10)의 갑판(13)보다 낮은 위치일 수 있다. 이때, 갑판(13)은 상갑판일 수 있으며 갑판(13) 위에 피난구역(14) 및 헬리데크(15)를 포함하는 구조물이 설치될 수 있다.
이어서, 도 2의 (b)를 참조하면, 긴급 잠수가 가능한 선박(1)은 제2 위치에서 해수의 유입을 중지시켜 선체(10)가 더 이상 하강하는 것을 막을 수 있다. 제2 위치는 수선면이 선체(10)의 갑판(13)보다 높고 갑판(13) 위의 피난구역(14)보다는 낮은 위치일 수 있다. 제2 위치가 선체(10)의 갑판(13)보다 높아 갑판(13)이 잠기게 되면 해수에 의해 화재 진압을 신속하게 할 수 있으며, 제2 위치가 피난구역(14)보다는 낮아 피난구역(14) 내부의 선원 및 승객을 안전하게 보호할 수 있다.
긴급 잠수가 가능한 선박(1)은 선체(10)에 탑재되며 수선면이 제2 위치에 도달한 이후 해상에 부유된 상태로 선체(10)에서 이탈되는 구명보트(400)를 더 포함할 수 있다. 비상시, 부력조절유닛(300)에 의해 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치까지 잠수하므로, 선체(10)에 탑재된 구명보트(400)를 낙하시키거나 하강시킬 필요 없이 구명보트(400)를 선체(10)에서 단순히 이탈시켜 사용할 수 있다. 따라서, 낙하 시 충격에 의한 부상의 위험 및 구명보트(400)가 뒤집히는 문제 등이 발생하지 않으므로, 탑승객의 생존율이 상승할 수 있다.
선체(10)의 화재 진압이 이루어진 이후에는, 밸러스트 펌프(도시하지 않음) 등을 이용하여 부력조절구역(200) 내부의 해수를 유출하여 선체(10)를 다시 부유시킬 수 있다.
부력조절유닛(300)은 개구(211)와 해수유입구(100) 사이에서 해수의 압력 및 부력 중 어느 하나에 의해 작동하여 해수 유입량을 자동으로 제한하는 자동제어밸브를 포함할 수 있다. 자동제어밸브는 선체(10)를 긴급 하강시키고 자동으로 하강을 중지시킬 수 있으며, 다음과 같이 제1 자동제어밸브(310), 제2 자동제어밸브(320), 제3 자동제어밸브(330)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 이에 대해 보다 자세히 설명한다.
먼저, 도 3을 참조하여 제1 자동제어밸브(310)를 포함하는 부력조절유닛(300)에 대하여 상세히 설명한다. 부력조절유닛(300)은 해수유입관(311)과 제1 자동제어밸브(310)를 포함할 수 있으며, 제1 자동제어밸브(310)는 제1 벌룬부(312), 제1 벌룬제어부(313), 및 가압팽창부(314)를 포함할 수 있다.
해수유입관(311)은 해수유입구(100)로부터 선체(10)의 내측으로 연장되어 말단이 개구(211)에 인접하게 형성될 수 있다. 다시 말해, 해수유입관(311)은 일단이 해수유입구(100)와 연통되어 형성되고, 타단이 격벽(210)에 형성된 개구(211) 방향으로 연장되되 개구(211)와 이격되어 형성될 수 있다.
제1 벌룬부(312)는 해수유입관(311)의 타단과 개구(211) 사이에 개재되어 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있고, 제1 벌룬제어부(313)는 제1 벌룬부(312)에 물리적 자극을 가하여 터트려 해수유입관(311)을 개방할 수 있다. 제1 벌룬부(312)는 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있고, 내부가 유체로 충진되어 유체에 의해 형상을 유지할 수 있다. 유체는 바람직하게는 기체일 수 있어, 유체 배출 시 제1 벌룬부(312)의 형상이 빠르게 변형될 수 있다. 또한, 제1 벌룬부(312)는 일 측에 마개(3121)를 포함할 수 있으며, 마개(3121)는 파라핀 등으로 형성될 수 있다. 제1 벌룬제어부(313)는 비상시 전술한 제1 위치에서 작동할 수 있으며, 제1 벌룬제어부(313)에 의해 선체(10)를 하강시킬 수 있다. 제1 벌룬제어부(313)는 사람이 직접 조작하거나, 화재감지기 등에 의한 제어 신호에 따라 자동으로 작동할 수 있다. 제1 벌룬제어부(313)는 마개(3121)에 열을 전달하여 마개(3121)를 수축시켜 제1 벌룬부(312)를 터트릴 수 있다. 그러나 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 예를 들어 칼날 등으로 제1 벌룬부(312)를 직접 터트리는 구조 등 제1 벌룬제어부(313)가 제1 벌룬부(312)의 형상을 변형시켜 해수유입관(311)을 개방시킬 수 있는 다양한 형태로 제1 벌룬부(312) 및 제1 벌룬제어부(313)가 형성될 수 있다.
가압팽창부(314)는 해수유입관(311)의 해수 압력이 설정 압력을 넘어서면 해수유입관(311) 내부에서 팽창되어 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있다. 설정 압력은 해수의 유입량을 고려하여 설정할 수 있으며, 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 전술한 제2 위치에 도달되었을 때의 해수유입관(311) 내부 압력일 수 있다. 즉, 가압팽창부(314)는 제2 위치에서 작동할 수 있으며, 가압팽창부(314)에 의해 선체(10)의 하강을 중지시킬 수 있다. 가압팽창부(314)는 탄성을 갖는 재질로 형성된 팽창할 수 있는 주머니 형상의 구조일 수 있고, 내부가 아지드화나트륨(NaN3)　및　산화철(Fe2O3) 등으로 채워질 수 있다. 가압팽창부(314) 내부가 아지드화나트륨 및 산화철로 채워질 경우, 설정 압력 이상 시 아지드화나트륨과 산화철이 반응하여 생성된 질소에 의해 가압팽창부(314)가 팽창될 수 있다. 또한, 가압팽창부(314) 일 측에 압력에 의해 작동하는 펌프 등을 포함하는 압축공기공급부(도시하지 않음)를 설치하여, 설정 압력 이상 시 압축공기공급부가 가압팽창부(314)에 압축공기를 공급하여 가압팽창부(314)가 팽창될 수 있다. 그러나 이와 같이 한정될 필요는 없으며 설정 압력 이상 시 팽창하여 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있는 다양한 형태로 가압팽창부(314)가 형성될 수 있다.
도 3의 (a)는 평상시의 부력조절구역(200) 및 제1 자동제어밸브(310)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 제1 벌룬부(312)는 일측에 파라핀으로 형성된 마개(3121)를 포함하며, 격벽(210)에 형성된 개구(211)와 해수유입관(311)의 타단 사이에 개재되어 해수유입관(311)을 폐쇄하여 해수유입구(100)를 통한 해수의 유입을 막을 수 있다. 제1 벌룬제어부(313)는 제1 벌룬부(312)에 접하여 위치할 수 있으며, 바람직하게는 마개(3121)에 접하여 위치할 수 있다. 가압팽창부(314)는 해수유입관(311)의 내부에 위치할 수 있으며, 바람직하게는 해수유입관(311)의 일 측을 확장시켜 형성된 공간에 가압팽창부(314)를 설치하여 가압팽창부(314)가 해수의 흐름을 방해하지 않도록 설치할 수 있다.
도 3의 (b)는 비상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제1 위치와 제2 위치 사이에 있을 때의 부력조절구역(200) 및 제1 자동제어밸브(310)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 제1 벌룬제어부(313)는 비상시 제어 신호에 의해, 제1 벌룬부(312)에 물리적 자극을 가해 터트릴 수 있다. 제1 벌룬제어부(313)가 제1 벌룬부(312)의 마개(3121)에 열을 전달하여, 마개(3121)가 수축하여 제1 벌룬부(312)의 형상이 변형될 수 있다. 이에 따라 제1 벌룬부(312)가 해수유입관(311)과 개구(211) 사이를 밀폐하지 못하여 해수유입구(100)를 통해 부력조절구역(200)으로 해수가 유입되므로 선체(10)를 하강시킬 수 있다.
도 3의 (c)는 비상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 있을 때의 부력조절구역(200) 및 제1 자동제어밸브(310)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 도달하여 해수유입관(311)이 설정 압력을 넘어서면, 가압팽창부(314)가 해수유입관(311) 내부에서 팽창하여 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있다. 가압팽창부(314)에 의해 부력조절구역(200) 내부로 해수가 더 이상 유입되지 않아 선체(10)의 하강이 중지될 수 있다. 이를 통해 제1 위치에서 해수를 유입하여 선체(10)를 잠수시키되, 제2 위치에서 해수 유입을 중지하여 선체(10)의 잠수 위치를 제한할 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 제2 자동제어밸브(320)를 포함하는 부력조절유닛(300)에 대하여 상세히 설명한다. 부력조절유닛(300)은 해수유입관(311)과 제2 자동제어밸브(320)를 포함할 수 있으며, 제2 자동제어밸브(320)는 제2 벌룬부(322), 제2 벌룬제어부(323), 및 차단판(324)을 포함할 수 있다.
해수유입관(311)은 해수유입구(100)로부터 선체의 내측으로 연장되어 말단이 개구(211)에 인접하게 형성될 수 있다. 다시 말해, 해수유입관(311)은 일단이 해수유입구(100)와 연통되어 형성되고, 타단이 격벽(210)에 형성된 개구(211) 방향으로 연장되되 개구(211)와 이격되어 형성될 수 있다.
제2 벌룬부(322)는 해수유입관(311)의 타단과 개구(211) 사이에 개재되어 해수유입관(311)을 폐쇄하며 내부에 부력체(3221)가 삽입될 수 있고, 제2 벌룬제어부(323)는 제2 벌룬부(322)에 물리적 자극을 가하여 터트려 해수유입관(311)을 개방할 수 있다. 제2 벌룬부(322)는 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있고, 내부가 유체로 충진되어 유체에 의해 형상을 유지할 수 있다. 유체는 바람직하게는 기체일 수 있어, 유체 배출 시 제2 벌룬부(322)의 형상이 빠르게 변형될 수 있다. 부력체(3221)는 제2 벌룬부(322) 내부에 삽입되어 제2 벌룬부(322)가 해수에 떠 있게 할 수 있다. 또한, 제2 벌룬부(322)는 일측에 마개(3121)를 포함할 수 있으며, 마개(3121)는 파라핀 등으로 형성될 수 있다. 제2 벌룬제어부(323)는 비상시 전술한 제1 위치에서 작동할 수 있으며, 제2 벌룬제어부(323)에 의해 선체(10)를 하강시킬 수 있다. 제2 벌룬제어부(323)는 사람이 직접 조작하거나, 화재감지기 등에 의한 신호에 따라 자동으로 작동할 수 있다. 제2 벌룬제어부(323)는 마개(3121)에 열을 전달하여 마개(3121)를 수축시켜 제2 벌룬부(322)를 터트릴 수 있다. 그러나 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 예를 들어 칼날 등으로 제2 벌룬부(322)를 직접 터트리는 구조 등 제2 벌룬제어부(323)가 제2 벌룬부(322)의 형상을 변형시켜 해수유입관(311)을 개방시킬 수 있는 다양한 형태로 제2 벌룬부(322) 및 제2 벌룬제어부(323)가 형성될 수 있다.
차단판(324)은 해수유입관(311) 일 측에 힌지 결합되고 부력체(3221)와 와이어(3241)로 연결되어 와이어(3241)의 장력으로 회동하여 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있다. 차단판(324)은 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있도록 해수유입관(311)의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 와이어(3241)의 길이는 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 도달되었을 때 부력체(3221)와 차단판(324) 사이를 팽팽하게 연결하여 차단판(324)을 회동시킬 수 있는 길이일 수 있다. 즉, 차단판(324)은 제2 위치에서 작동할 수 있으며, 차단판(324)에 의해 선체(10)의 하강을 중지시킬 수 있다.
도 4의 (a)는 평상시의 부력조절구역(200) 및 제2 자동제어밸브(320)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 제2 벌룬부(322)는 일측에 파라핀으로 형성된 마개(3121)를 포함하며, 격벽(210)에 형성된 개구(211)와 해수유입관(311)의 타단 사이에 개재되어 해수유입관(311)을 폐쇄하여 해수유입구(100)를 통한 해수의 유입을 막을 수 있다. 제2 벌룬제어부(323)는 제2 벌룬부(322)에 접하여 위치할 수 있으며, 바람직하게는 마개(3121)에 접하여 위치할 수 있다. 차단판(324)은 와이어(3241)에 의해 제2 벌룬부(322)의 부력체(3221)에 연결될 수 있고, 해수유입관(311) 내부에 위치하여 일 측에 힌지 결합될 수 있으며, 바람직하게는 차단판(324)이 해수유입관(311) 타 측의 직경보다 크게 형성되고, 해수유입관(311)의 일 측을 확장시켜 형성된 공간에 차단판(324)을 설치할 수 있다.
도 4의 (b)는 비상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제1 위치와 제2 위치 사이에 있을 때의 부력조절구역(200) 및 제2 자동제어밸브(320)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 제2 벌룬제어부(323)는 비상시 제어 신호에 의해, 제2 벌룬부(322)에 물리적 자극을 가해 터트릴 수 있다. 마개(3121)에 제2 벌룬제어부(323)가 열을 가하여 마개(3121)의 형상이 수축하면, 제2 벌룬부(322) 내부의 유체가 배출되어 제2 벌룬부(322)의 형상이 변형될 수 있다. 제2 벌룬부(322)는 내부의 부력체(3221)에 의해 해수 위에 떠 있을 수 있으며, 제2 벌룬부(322)가 해수유입관(311)과 개구(211) 사이를 밀폐하지 못하여 해수유입구(100)를 통해 부력조절구역(200)으로 해수가 유입되므로 선체를 하강시킬 수 있다.
도 4의 (c)는 비상시 비상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 있을 때의 부력조절구역(200) 및 제2 자동제어밸브(320)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 도달하면 부력체(3221)가 상승함에 따라 느슨했던 와이어(3241)가 팽팽하게 당겨지고, 차단판(324)이 회동하여 해수유입관(311)을 폐쇄할 수 있다. 차단판(324)에 의해 부력조절구역(200) 내부로 해수가 더 이상 유입되지 않아 선체(10)의 하강이 중지될 수 있다. 이를 통해 제1 위치에서 해수를 유입하여 선체(10)를 잠수시키되, 제2 위치에서 해수 유입을 중지하여 선체(10)의 잠수 위치를 제2 위치로 제한할 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하여 제3 자동제어밸브(330)를 포함하는 부력조절유닛(300)에 대하여 상세히 설명한다. 제3 자동제어밸브(330)는 부력판(331), 확장판(332), 및 개구조절부재(333)를 포함할 수 있다.
부력판(331)은 개구(211)에 부력으로 밀착될 수 있으며, 확장판(332)은 부력판(331) 하부에 연결되고 부력판(331)보다 직경이 크게 형성될 수 있다. 부력판(331) 및 확장판(332)은 원뿔 형상으로 도시되어 있으나, 이와 같이 한정될 필요는 없으며 부력판(331)의 직경보다 확장판(332)의 직경이 크게 형성되어 개구의 직경이 크게 변경되었을 때 부력판(331)은 통과하고 확장판(332)은 밀폐할 수 있는 다양한 형태로 부력판(331) 및 확장판(332)을 형성할 수 있다. 부력판(331) 및 확장판(332)은 직접 또는 와이어에 의해 연결될 수 있고, 부력판(331)과 확장판(332) 사이의 거리에 따라 해수 유입량을 조절할 수 있다. 확장판(332)은 제2 위치에서 개구(211)를 밀폐할 수 있으며, 확장판(332)에 의해 선체(10)의 하강을 중지시킬 수 있다.
개구조절부재(333)는 개구(211) 둘레에 형성되어 개구(211)의 직경을 부력판(331)의 직경보다 작게, 또는 부력판(331)의 직경보다는 크되 확장판(332)의 직경보다는 작게 변경시킬 수 있다. 개구조절부재(333)는 전원장치(3331), 퓨즈(3332), 및 조절부(3333)를 포함할 수 있다. 전원장치(3331)는 격벽(210)에 위치하여, 비상시 제1 위치에서 작동할 수 있으며, 전원장치(3331)에 의해 선체(10)를 하강시킬 수 있다. 전원장치(3331)는 사람이 직접 조작하거나, 화재감지기 등에 의한 제어 신호에 따라 자동으로 작동할 수 있다. 전원장치(3331)는 퓨즈(3332)에 과전류를 흘려 퓨즈(3332)를 가열시킬 수 있다. 퓨즈(3332)는 일측이 전원장치(3331)와 연결되고 타측이 조절부(3333)와 연결되게 형성되어, 전원장치(3331)에 의해 가열되어 끊어지면 조절부(3333)를 회동시킬 수 있다. 조절부(3333)는 개구(211) 둘레로부터 개구(211) 내측으로 연장되게 형성되어 개구(211)의 직경을 부력판(331)의 직경보다 작게 형성할 수 있으며, 회동하여 개구(211)의 직경을 부력판(331)의 직경보다는 크되 확장판(332)의 직경보다는 작게 변경시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 한정될 필요는 없으며 개구(211)의 직경을 변형시킬 수 있는 다양한 형태로 개구조절부재(333)를 형성할 수 있다.
도 5의 (a)는 평상시의 부력조절구역(200) 및 제3 자동제어밸브(330)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 개구(211) 둘레로부터 개구(211) 내측으로 연장된 조절부(3333)에 의해 개구(211) 직경이 부력판(331)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 부력판(331)이 조절부(3333)와 맞닿아 개구(211)를 밀폐하고 있으므로 해수유입구(100)를 통한 해수의 유입을 막을 수 있다.
도 5의 (b)는 비상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제1 위치와 제2 위치 사이에 있을 때의 부력조절구역(200) 및 제3 자동제어밸브(330)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 개구조절부재(333)에 의해 개구(211)의 직경이 부력판(331)의 직경보다는 크되 확장판(332)의 직경보다는 작게 조절될 수 있다. 전원장치(3331)가 비상시 제어 신호에 의해 퓨즈(3332)에 과전류를 흘리면, 퓨즈(3332)가 끊어져 조절부(3333)가 회동하게 되어 개구(211)의 직경이 조절될 수 있다. 부력판(331)의 직경 보다 개구(211)의 직경이 커져 부력판(331)이 개구(211)를 밀폐하지 못하게 되므로, 해수유입구(100)를 통해 부력조절구역(200)으로 해수가 유입되어 선체(10)를 하강시킬 수 있다.
도 5의 (c)는 비상시 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 있을 때의 부력조절구역(200) 및 제3 자동제어밸브(330)를 포함하는 부력조절유닛(300)을 나타낸 단면도이다. 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치에 도달하면 부력판(331)에 의해 상승하던 확장판(332)이 개구(211)를 밀폐할 수 있다. 확장판(332)에 의해 개구(211)가 밀폐되어, 부력조절구역(200) 내부로 해수가 더 이상 유입되지 않아 선체(10)의 하강이 중지될 수 있다. 이를 통해 제1 위치에서 해수를 유입하여 선체(10)를 잠수시키되, 제2 위치에서 해수 유입을 중지하여 선체(10)의 잠수 위치를 제한할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 긴급 잠수가 가능한 선박의 작동도도이다. 이하, 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 실시예와 차이 나는 부분에 대해 중점적으로 설명하며 별도로 언급되지 않는 나머지 부분에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 부력조절구역(200-1)은 선체(10) 내부의 밸러스트 탱크와 별도로 형성된 실린더로 이루어질 수 있으며, 부력조절구역(200-1) 내부에 피스톤부재(220)가 개재될 수 있다. 피스톤부재(220)는 부력조절구역(200-1)에 밀착되어 부력조절구역(200-1) 내부를 기밀 상태로 만들 수 있으며, 압력차에 따라 승강되어 위치가 변동될 수 있다.
부력조절유닛(300-1)은 공기유입관(341) 및 압력제어밸브(342)를 포함할 수 있다. 공기유입관(341)은 선체(10)의 갑판(13) 상부로 개방되고 부력조절구역(200-1)과 연결될 수 있고, 압력제어밸브(342)는 공기유입관(341)을 개폐하여 제1 위치와 제2 위치 사이에서 부력조절구역(200-1) 내부를 감압시켜 해수를 유입할 수 있다. 공기유입관(341)은 각각이 선체(10)의 갑판(13) 상부로 개방되게 형성될 수 있으나, 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개의 공기유입관(341)이 연결되어 선체(10)의 갑판(13) 상부로 개방되도록 형성될 수 있다. 압력제어밸브(342)는 공기유입관(341)에 설치되어 비상시 제1 위치 및 제2 위치에서 작동할 수 있으며, 사람이 직접 조작하거나 화재감지기 등에 의한 제어 신호에 따라 자동으로 작동할 수 있다.
압력제어밸브(342)에 의해 공기유입관(341)이 개방되면 피스톤부재(220)가 상승되고 부력조절구역(200-1)의 내부 압력이 저하되므로, 해수유입구(100)를 통해 해수를 부력조절구역(200-1)으로 유입시킬 수 있다. 해수가 유입되어 긴급 잠수가 가능한 선박(1)이 제2 위치까지 하강하게 되면, 압력제어밸브(342)가 공기유입관(341)을 폐쇄하여 부력조절구역(200-1)이 피스톤부재(220)에 의해 기밀 상태를 유지하므로 해수 유입을 막아 선체(10) 하강을 중지시킬 수 있다. 이를 통해 제1 위치에서 해수를 유입하여 선체(10)를 잠수시키되, 제2 위치에서 해수 유입을 중지하여 선체(10)의 잠수 위치를 제한할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 긴급 잠수가 가능한 선박 10: 선체
11: 내측벽 12: 외측벽
13: 갑판 14: 피난구역
15: 헬리데크 100: 해수유입구
200, 200-1: 부력조절구역 210: 격벽
211: 개구 220: 피스톤부재
300, 300-1: 부력조절유닛 310: 제1 자동제어밸브
311: 해수유입관 312: 제1 벌룬부
3121: 마개 313: 제1 벌룬제어부
314: 가압팽창부 320: 제2 자동제어밸브
322: 제2 벌룬부 3221: 부력체
323: 제2 벌룬제어부 324: 차단판
3241: 와이어 330: 제3 자동제어밸브
331: 부력판 332: 확장판
333: 개구조절부재 3331: 전원장치
3332: 퓨즈 3333: 조절부
341: 공기유입관 342: 압력제어밸브
400: 구명보트

Claims (9)

  1. 선체;
    상기 선체 외측의 수선면 아래 개구된 해수유입구;
    상기 선체 내부에 위치하고 상기 해수유입구와 연통되어 수압에 의해 해수를 유입하는 부력조절구역; 및
    상기 수선면이 상기 선체의 갑판보다 낮은 제1 위치에서 상기 부력조절구역으로 해수를 유입시키되, 상기 수선면이 상기 선체의 갑판보다 높고 갑판 위의 피난구역보다는 낮은 제2 위치에서 해수 유입을 차단하여 해수 유입량을 제한하는 부력조절유닛을 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부력조절구역은, 상기 선체의 이중 외벽 및 상기 이중 외벽 사이에 개재되며 상기 해수유입구와 연통되는 개구가 형성된 격벽으로 이루어지며, 상기 부력조절유닛은 상기 개구와 상기 해수유입구 사이에서 해수의 압력 및 부력 중 어느 하나에 의해 작동하여 해수 유입량을 자동으로 제한하는 자동제어밸브를 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부력조절유닛은, 상기 해수유입구로부터 상기 선체의 내측으로 연장되어 말단이 상기 개구에 인접한 해수유입관, 및 상기 해수유입관과 상기 개구 사이에 개재되어 상기 해수유입관을 폐쇄하는 제1 벌룬부, 상기 제1 벌룬부에 물리적 자극을 가하여 터트려 상기 해수유입관을 개방하는 제1 벌룬제어부, 및 상기 해수유입관의 해수 압력이 설정 압력을 넘어서면 상기 해수유입관 내부에서 팽창되어 상기 해수유입관을 폐쇄하는 가압팽창부를 포함하는 제1 자동제어밸브를 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  4. 제2항에 있어서, 상기 부력조절유닛은, 상기 해수유입구로부터 상기 선체의 내측으로 연장되어 말단이 상기 개구에 인접한 해수유입관, 및 상기 해수유입관과 상기 개구 사이에 개재되어 상기 해수유입관을 폐쇄하며 내부에 부력체가 삽입된 제2 벌룬부, 상기 제2 벌룬부에 물리적 자극을 가하여 터트려 상기 해수유입관을 개방하는 제2 벌룬제어부, 및 상기 해수유입관 일 측에 힌지 결합되고 상기 부력체와 와이어로 연결되어 상기 와이어의 장력으로 회동하여 상기 해수유입관을 폐쇄하는 차단판을 포함하는 제2 자동제어밸브를 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  5. 제2항에 있어서, 상기 부력조절유닛은, 해수에 의해 상기 개구에 부력으로 밀착되는 부력판, 상기 부력판 하부에 연결되고 상기 부력판보다 직경이 크게 형성된 확장판, 및 상기 개구 둘레에 형성되어 상기 개구의 직경을 상기 부력판의 직경보다 작게, 또는 상기 부력판의 직경보다는 크되 상기 확장판의 직경보다는 작게 변경시키는 개구조절부재를 포함하는 제3 자동제어밸브를 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부력조절유닛은, 상기 선체의 갑판 상부로 개방되고 상기 부력조절구역과 연결된 공기유입관, 및 상기 공기유입관을 개폐하여 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 상기 부력조절구역 내부를 감압시켜 해수를 유입하는 압력제어밸브를 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부력조절구역 내부에 개재되며 압력차에 따라 승강되어 위치가 변동되는 피스톤부재를 더 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
  8. 제6항에 있어서, 상기 부력조절구역은 상기 선체 내부의 밸러스트 탱크와 별도로 형성된 실린더로 이루어진 긴급잠수가 가능한 선박.
  9. 제1항에 있어서, 상기 선체에 탑재되며 상기 수선면이 상기 제2 위치에 도달한 이후 해상에 부유된 상태로 선체에서 이탈되는 구명보트를 더 포함하는 긴급잠수가 가능한 선박.
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