KR101336738B1 - 수중궤도 고속주행용 추진체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중궤도 고속주행용 추진체에 관한 것으로, 구성부품이 내장되고, 중심 내부에 축방향으로 중공부가 형성되며, 전단부는 밀폐되고, 후단부는 개방되는 본체와, 상기 본체의 내부 전단에 형성되고 추진제가 내장되는 연료챔버와, 상기 본체의 후단을 덮으며, 배출되는 연소가스의 유속을 증가시키는 노즐조립체 및 상기 중공부 및 상기 노즐조립체의 중앙을 관통하여 외부에 노출되는 파이프를 포함하는 수중궤도 고속주행용 추진체가 개시된다.

Description

수중궤도 고속주행용 추진체{PROPULSION UNIT FOR HIGH-SPEED TRAVELING ON MARINE RAILWAY}

본 발명의 수중궤도 고속주행용 추진체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내부 중앙에 유도 가이드가 구비되는 수중궤도 고속주행용 추진체에 관한 것이다.

일반적인 유도무기 추진체는 원통의 실린더 형상을 가지고 있으며 단일 노즐을 사용하여 지상에서 연소시켜 추력을 얻는 방식이다. 이는 추진제의 연소 가스가 단일 노즐을 통해 분사되면서 작용/반작용의 원리에 의해 추진시스템이 작동되는 원리이다.

한편, 수중에서 연소시켜 고속의 추력을 얻기 위한 수중궤도 고속주행용 추진체의 시험을 위해서는 안정성 및 직진성을 확보하기 위한 장치의 적용이 반드시 필요하다.

특히, 유도무기체계의 수중 시험시 유도 가이드가 없는 상태에서 추진제를 점화시키면 추진시스템의 특성상 빠른 속도로 자유 운동을 하기 때문에 안정성 및 직진성은 반드시 확보되어져야 한다.

본 발명의 일 목적은 수중궤도를 고속주행하는 추진체의 내부에 상기 추진체를 유도 가이드할 수 있는 구조를 갖는 추진체를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 수중궤도 고속주행용 추진체는, 구성부품이 내장되고, 중심 내부에 축방향으로 중공부가 형성되며, 전단부는 밀폐되고, 후단부는 개방되는 본체; 상기 본체의 내부 전단에 형성되고 추진제가 내장되는 연료챔버; 상기 본체의 후단을 덮으며, 배출되는 연소가스의 유속을 증가시키는 노즐조립체; 및 상기 중공부 및 상기 노즐조립체의 중앙을 관통하여 외부에 노출되는 파이프를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 파이프는, 상기 중공부의 전단으로부터 상기 노즐조립체의 중앙 일부에까지 형성되는 제1 파이프와, 일단은 상기 제1 파이프와 소정 간격 이격되고, 타단은 상기 노즐조립체의 외부로 노출되는 제2 파이프를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 파이프는 상기 중공부의 전단에서부터 노즐조립체를 관통하여 외부에까지 일체로 형성될 수도 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 노즐조립체는 상기 중공부의 양측에 분리 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 노즐조립체는 다수의 볼트에 의해 상기 본체에 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 본체 및 노즐조립체와 결합되는 상기 제1 파이프의 양단에는 오링이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 노즐조립체에는 점화장치가 형성되어 있으며, 상기 점화장치는 상기 연료챔버의 일측에 이격 형성되고 연료가 내장되는 연료실과, 상기 연료실의 연료를 점화시키는 착화기를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 노즐조립체의 외주면에는 상기 본체와 결합되도록 환형의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제2 파이프는 외주면 일부와, 상기 노즐조립체의 내주면 일부에는 나사산이 형성되어 상기 제2 파이프가 노즐조립체와 나사결합하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 수중에서 고속으로 주행하기 위한 수중궤도형 고체추진체를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진체는 주행이 가이드됨으로써 수중시험시 안정성 및 직진성을 확보할 수 있으며, 이에 따라 높은 추력을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 수중궤도 고속주행용 추진체의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 수중궤도 고속주행용 추진체의 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중궤도 고속주행용 추진체의 단면도이고, 도 2는 상기 추진체의 측면도인데, 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중궤도 고속주행용 추진체는 구성부품이 내장되고, 중심 내부에 축방향으로 중공부(15)가 형성되며, 전단부는 밀폐되고, 후단부는 개방되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내부 전단에 형성되고 추진제가 내장되는 원통형의 연료챔버(20)와, 상기 본체(10)의 후단을 덮어 본체(10)를 밀폐시키는 노즐조립체(40) 및 상기 중공부(15)에 형성되고, 상기 노즐조립체(40)의 중앙을 관통하여 외부에까지 형성되는 파이프(30, 50)를 포함한다.

상기 본체(10)는 중공부(15)를 형성하기 위한 내주면(12)이 형성되며, 상기 파이프(30, 50)는 상기 내주면(12)과 인접 형성된다.

상기 연료챔버(20)는 추진제가 항시 가득 충진되어 있는 것이 아니고, 필요에 따라 일부(20a)만 충진되고, 일부(20b)는 비어 있는 경우도 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 추진체로 장거리에 걸쳐 시험을 하고자 하는 경우에는 추진제가 많이 필요하므로 가득 충진시킬 필요가 있으나, 비교적 짧은 거리에 걸쳐서 시험을 하는 경우에는 추진제가 많이 필요하지 않으므로 일부만 충진되는 것이다.

즉, 추진제를 가득 충진시키는 경우에는 중공부(20b)가 존재하지 않게 된다.

상기 중공부(15)를 제외한 본체(10)의 전단은 밀폐되어 있으며, 후단은 개방되어 있다. 개방된 본체(10)의 후단에는 노즐조립체(40)가 결합되는데, 상기 노즐조립체(40)는 동일한 형상의 노즐(40a, 40b)이 동심원상에 분리 형성된다. 이는 중공부(15)에 파이프(30, 50)가 배치되기 때문에 일체로 형성하지 않은 것이다.

상기 노즐조립체(40)는 상기 본체(10)의 후단을 밀폐시키면서 다수의 볼트(70)에 의해 결합되는데, 상기 볼트(70)는 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐조립체(40)의 바깥 둘레에 환형으로 형성될 수 있다.

상기 노즐조립체(40)를 볼트(70)로 상기 본체(10)의 후단에 결합하기 위하여 상기 노즐조립체(40)의 외측 둘레에는 환형의 돌기(44)가 형성되어 있다.

즉, 도 1의 부분확대도를 참조하면, 본체(10)와 노즐조립체(40)는 볼트(70)에 의해 결합되며, 이를 위해 돌기(44)가 형성되어 있는 것을 알 수 있다.

이때, 도 1의 부분확대도에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 내주면(12)과 노즐조립체(40)의 외주면(41)의 접촉부에는 수밀을 위하여 오링(81)이 구비되어 있다.

또한, 상기 파이프(30, 50)는 상기 중공부(15)의 전단에 배치되는 제1 파이프(30)와, 상기 제1 파이프(30)와 소정 간격으로 이격 형성되는 제2 파이프(50)로 구분할 수 있는데, 반드시 이와 같이 2개의 파이프로 분리형성할 필요는 없으나, 파이프를 일체로 형성한 경우에는 일체로 된 파이프를 노즐조립체(40)에 결합하기가 쉽지 않으므로, 두 개의 파이프로 분리하는 것이 유리하다. 즉, 상기 파이프를 중공부(15)의 전단으로부터 노즐조립체(40)를 관통하여 외부에까지 일체로 형성할 수도 있다.

이때, 상기 제1 파이프(30)의 양단 즉, 상기 제1 파이프(30)가 노즐조립체(40)에 결합되는 부위에는 하나 이상의 오링(82, 83)이 형성되어 있다. 상기 오링(82, 83)은 오링(81)과 같이 수밀구조를 위함이다. 즉, 상기 중공부(15)에는 상기 제1 파이프(30) 및 제2 파이프(50)가 삽입되고, 상기 제1 파이프(30) 및 제2 파이프(50)의 내부에는 물이 로프(미도시)와 함께 유입되는데, 이때의 물이 본체(10) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 오링(82)은 제1 파이프(30)와 노즐조립체(40) 사이의 수밀을 위해 형성되고, 오링(83)은 제1 파이프(30)와 본체(10) 사이의 수밀을 위해 형성되며, 이에 따라 본체(10) 및 노즐조립체(40) 내부 공간으로 물이 유입되지 않게 된다.

한편, 상기 노즐조립체(40)와 결합하는 제2 파이프(50)의 전단부에는 외주면에 나사산(52)이 형성되어 상기 노즐조립체(40)의 내주면(14)에 결합되도록 한다. 따라서, 제2 파이프(50)와 노즐조립체(40)의 사이에는 오링이 불필요하다.

이때, 상기 제1 파이프(30)는 수중에서 주행 중 로프를 가이드하는 기능을 수행하고, 상기 본체(10)의 전단으로부터 유입되는 로프가 부드럽게 미끄러지면서 유입되도록 하기 위하여 상기 본체(10)의 개구부는 일부가 만곡되게 형성한다. 또한, 상기 제2 파이프(50)는 상기 제1 파이프(30)를 통해 유입된 로프를 본체(10)의 후단을 통하여 외부로 배출되도록 가이드하는 기능을 수행함과 동시에, 한 쌍의 노즐(40a, 40b) 사이에 형성되어 고온의 연소 가스로부터 로프를 보호하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 노즐조립체(40)의 후단에 상기 제2 파이프(50)가 견고하게 나사결합한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서의 중공부(15)는 수중궤도 주행을 가이드하기 위한 것으로 추진제의 연소로 인한 고온 및 고압에 견딜 수 있도록 하는 기밀 및 수밀 구조물로 되어 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 추진제를 연소시기기 위한 점화장치(60)가 구비된다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 점화장치(60)는 상기 연료챔버(20)의 일측에 이격 형성되고, 연료가 내장되는 연료실(61), 상기 연료실(61)의 연료에 고열을 제공하는 착화기(62)를 포함한다. 상기 연료실(61)은 상기 본체(10)의 내부에 형성됨과 동시에 일부가 상기 노즐조립체(40)에 삽입되어 있다. 또한, 상기 착화기(62)는 상기 연료실(61)의 일측에 배치됨과 동시에 노즐조립체(40)의 외부에 노출되어 있다. 상기 점화장치(60)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 여기에서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중궤도 고속주행용 추진체의 작동 과정에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수중궤도 고속주행용 추진체는 본체(10) 내부의 중심에 형성되는 제1 파이프(30) 및 제2 파이프(50)의 내부에 로프가 구비되고, 상기 로프는 주행시험을 하고자 하는 위치의 양단에 팽팽하게 고정되어 있으며, 상기 로프를 따라 본 발명의 실시예에 따른 추진체가 이동하게 된다.

상기 추진체의 이동을 위하여 추진제를 연소시키는데, 추진제의 연소를 위하여 착화기(62)에 신호를 전달하면, 상기 연소실(61) 내부에 충진되어 있던 연료가 연소되면서 고열을 발생시킨다.

발생된 고열에 의해 연료챔버(20) 내에 충진되어 있던 추진제가 연소하게 된다. 추진제의 연소에 따라 연료챔버(20) 내부는 고압을 형성하게 되고, 상기 고압에 의해 연료챔버(20)를 형성하는 격벽을 통해 연소가스가 배출되어 노즐조립체(40)를 통과한다. 상기 추진제가 연소되어 생성된 연소가스는 노즐조립체(40)의 중앙에 형성된 노즐목을 통과하면서 유속이 증가하게 되고, 작용/반작용의 원리에 의해 추진체가 전방을 향하여 주행하게 된다.

이때, 상기 제1 파이프(30) 및 제2 파이프(50)에 의해 가이드되어 로프를 따라 추진체가 이동하게 된다. 상기와 같은 작동에 의해 수중궤도 고속주행형 추진체의 수중에서의 시험이 가능하게 된다.

상기 본체(10)의 전단에는 수중에서 보다 원활한 주행이 가능하도록 유선형의 구조체(미도시)가 부착될 수 있다.

이상에서 설명된 수중궤도 고속주행용 추진체는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 구성부품이 내장되고, 중심 내부에 축방향으로 중공부가 형성되며, 전단부는 밀폐되고, 후단부는 개방되는 본체;
   상기 본체의 내부 전단에 형성되고 추진제가 내장되는 연료챔버;
   상기 본체의 후단을 덮으며, 배출되는 연소가스의 유속을 증가시키는 노즐조립체; 및
   상기 중공부 및 상기 노즐조립체의 중앙을 관통하여 외부에 노출되는 파이프를 포함하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파이프는,
   상기 중공부의 전단으로부터 상기 노즐조립체의 중앙 일부에까지 형성되는 제1 파이프와, 일단은 상기 제1 파이프와 소정 간격 이격되고, 타단은 상기 노즐조립체의 외부로 노출되는 제2 파이프를 포함하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 파이프는 상기 중공부의 전단에서부터 노즐조립체를 관통하여 외부에까지 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 노즐조립체는 상기 중공부의 양측에 분리 형성되는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
5. 제1항에 있어서,
   상기 노즐조립체는 다수의 볼트에 의해 상기 본체에 결합되는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
6. 제2항에 있어서,
   상기 본체 및 노즐조립체와 결합되는 상기 제1 파이프의 양단에는 오링이 형성되는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
7. 제4항에 있어서,
   상기 노즐조립체에는 점화장치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 점화장치는,
   상기 연료챔버의 일측에 이격 형성되고 연료가 내장되는 연료실과,
   상기 연료실의 연료를 점화시키는 착화기를 포함하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
9. 제5항에 있어서,
   상기 노즐조립체의 외주면에는 상기 본체와 결합되도록 환형의 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.
10. 제2항에 있어서,
    상기 제2 파이프는 외주면 일부와, 상기 노즐조립체의 내주면 일부에는 나사산이 형성되어 상기 제2 파이프가 노즐조립체와 나사결합하는 것을 특징으로 하는 수중궤도 고속주행용 추진체.

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