KR101610462B1 - 잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액화 산소를 보관하는 내부 용기와, 상기 내부 용기를 에워싸는 외부 용기와, 상기 내부 용기와 상기 외부 용기 사이의 이격 공간에 충진되는 충진재와, 상기 내부 용기를 둘러 감싸는 형태로 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에 형성되며, 상기 외부 용기로부터 전달된 충격을 흡수하는 댐핑 부재와, 상기 댐핑 부재와 상기 외부 용기 및 내부 용기 각각의 사이에 연결되며, 상기 댐핑 부재를 고정하는 동시에 상기 외부 용기로부터 전달된 충격을 흡수하는 탄성 연결 부재를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크를 제공한다.

Description

잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법{LIQUID OXYGEN TANK FOR SUBMARINE AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 잠수함의 액화산소탱크 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부 용기에 보관된 액화가스를 외부의 큰 충격으로부터 안전하고 신뢰성 있게 보호할 수 있는 구조를 갖는 잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법에 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.
상기 액화산소탱크는 극저온 상태의 액화산소를 안전하게 저장하기 위하여 비교적 복잡한 단열 구조로 이루어진다.
도 1은 종래의 액화산소탱크의 구조를 나타낸 개념도이다.
종래의 액화산소탱크(1)는 내부 용기(또는 내벽)(2)과 외부 용기(또는 외벽)(5)을 갖는 이중 쉘 구조로 이루어져 있으며, 특히, 내부 용기(2)의 안쪽 밀폐된 공간에 극저온의 액화산소(3)가 저장되도록 구성되어 있다.
한편, 내부 용기(2)와 외부 용기(5) 사이의 이격공간으로는 단열 성능이 우수한 충진재(6)가 채워져 있으며, 상기 내부 용기(2)와 외부 용기(5)는 지지스트랩(7)에 의해 정하중을 견딜 수 있도록 설계 및 형성되어 있다.
그런데, 이와 같은 구조는 액화산소탱크(1)가 안전한 작업환경에서 안정적으로 작업이 이루어질 경우에는 효과적이나, 비상 시 외부로부터 큰 충격이 가해지는 경우와 같이 동하중이 가해질 경우에는 큰 위험성이 따른다.
특히, 만일의 경우 상기 액화산소탱크(1)의 내부로부터 극저온의 액화산소가 외부로 노출될 경우에는 극심한 인명 피해가 따를 수 있으며 재산상의 손실도 막대하게 발생될 수 있는 우려가 있다.
잠수함(대한민국 출원번호 제10-2004-00009112호)
본 발명은 내부 용기와 외부 용기 사이에 충격 감쇠 성능이 우수한 댐핑 부재를 구비시키고 이를 탄성 연결 부재로 고정시키는 방식을 통해 내부 용기에 보관된 액화가스를 외부의 큰 충격으로부터 안전하고 신뢰성 있게 보호할 수 있는 구조를 갖는 잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법을 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, 액화 산소를 보관하는 내부 용기; 상기 내부 용기를 에워싸는 외부 용기; 상기 내부 용기와 상기 외부 용기 사이의 이격 공간에 충진되는 충진재; 상기 내부 용기를 둘러 감싸는 형태로 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에 형성되며, 상기 외부 용기로부터 전달된 충격을 흡수하는 댐핑 부재; 및 상기 댐핑 부재와 상기 외부 용기 및 내부 용기 각각의 사이에 연결되며, 상기 댐핑 부재를 고정하는 동시에 상기 외부 용기로부터 전달된 충격을 흡수하는 탄성 연결 부재;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크를 제공한다.
상기 댐핑 부재는, 상기 내부 용기의 외곽을 둘러 다수 개가 이격하여 배치될 수 있다.
상기 댐핑 부재는, 상기 내부 용기와 상기 외부 용기 각각으로부터 이격된 거리가 동일한 위치상에 배치될 수 있다.
상기 탄성 연결 부재는 상기 댐핑 부재의 중심방향으로 연결될 수 있다.
상기 충진재가 채워지는 공간은 진공상태가 유지될 수 있다.
상기 내부 용기는, 스테인리스 강(stainless steel) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 외부 용기는, 연강(mild steel) 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액화산소를 보관하는 내부 용기를 마련단계; 상기 내부 용기와 간격을 두고 이의 외측을 둘러 감싸는 외부 용기를 마련하는 단계; 상기 내부 용기와 외부 용기 사이의 이격 공간으로 댐핑 부재를 구비시키고, 탄성 연결 부재를 이용하여 상기 댐핑 부재를 고정시키는 단계; 및 상기 내부 용기와 외부 용기 사이의 이격 공간으로 충진재를 채우는 단계;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 내부 용기와 외부 용기 사이에 충격 감쇠 성능이 우수한 댐핑 부재를 구비시키고 이를 탄성 연결 부재로 고정시키는 방식을 통해 내부 용기에 보관된 액화가스를 외부의 큰 충격으로부터 안전하고 신뢰성 있게 보호할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 댐핑 부재가 구비되는 내부 용기와 외부 용기 간의 이격공간으로 글라스 버블과 같은 충진재를 채워 넣어 댐핑 부재와 충진재가 외부 진동을 보다 효과적으로 흡수할 수 있도록 하여 액화산소를 안전하게 보관할 수 있다.
도 1은 종래의 잠수함의 액화산소탱크를 간략히 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함의 액화산소탱크를 간략히 도시한 개념도.
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 기술 분야에서 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.
그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잠수함의 액화산소탱크를 간략히 도시한 개념도이다. 도 2의 (a)는 액화산소탱크의 횡 단면도이며, (b)는 이의 종 단면도이다.
도시된 바와 같이, 잠수함의 액화산소탱크(100)는 내부 용기(110), 외부 용기(120), 댐핑 부재(130), 탄성 연결 부재(140) 및 충진재(150)를 포함한다.
액화산소탱크(100)의 경우 극저온의 액화산소를 안전하게 보관할 수 있도록 안쪽의 내부 용기(110)와 바깥쪽의 외부용기(120)로 구성된 이중의 쉘(shell) 구조를 가진다.
상기 내부 용기(110)은 액화산소탱크의 내부에 구비되며 내측의 밀폐공간을 통해 극저온의 액화산소를 저장하는 내압 용기의 형태로 이루어져 있다.
이를 위해, 상기 내부 용기(110)는 저온인성이 우수한 스테인리스 강(stainless steel) 등의 재질로 제작될 수 있다.
상기 외부 용기(120)는 상기 액화산소탱크의 외부에 구비되며, 상기 내부 용기(110)와의 사이에 공간을 두고 형성될 수 있다.
그리고 상기 외부 용기(120)는 상기 내부 용기(110)와는 달리 극저온의 액화산소와 직접적으로 접촉하지 않기 때문에, 연강(mild steel) 등의 소재로 제작할 수 있다.
한편, 상기 내부 용기(110)와 외부 용기(120) 사이에는 이격 공간이 마련될 수 있으며, 이러한 이격 공간으로 충진재(또는 단열재)(150)가 채워질 수 있다.
상기 충진재(150)는 글라스 버블(glass bubble), 글라스 울(glass wool), 에어로겔(aerogel) 등의 소재가 이용될 수 있다. 이들 소재를 이용하여 상기 내부 용기(110)와 외부 용기(120) 사이의 이격 공간에 압착 시켜 충진재(150)를 형성할 수 있다.
한편, 상기 내부 용기(110)를 둘러 감싸는 형태로 댐핑 부재(130)가 구비될 수 있다.
상기 댐핑 부재(130)는 상기 외부 용기(120)로부터 전달된 충격(또는 진동)을 감쇠시켜 직접적으로 극저온의 액화가스를 보관하는 내부 용기(110)까지 충격(또는 진동)의 영향이 미치지 않도록 해줄 수 있다.
상기 댐핑 부재(150)는 상기 내부 용기(110)와 상기 외부 용기(120) 사이에 형성될 수 있는데, 바람직하게는 상기 내부 용기의 외곽을 둘러 감싸는 형태로 간격을 두고 다수 개가 배치될 수 있다.
또한, 상기 댐핑 부재(150)는 상기 내부 용기(110)와 상기 외부 용기(120) 각각으로부터 이격된 거리가 동일한 위치상에 배치될 수 있다.
상기 댐핑 부재(150)는 그 종류 및 형태가 제한될 필요는 없으며, 충격 흡수 효과가 뛰어난 소재를 이용할 수도 있으며, 이와 달리, 기구적으로 댐핑 효과를 발휘하는 장치를 이용하여도 무방하다.
한편, 이러한 댐핑 부재(130)를 고정시키는 동시에 상기 외부 용기(120)로부터 전달된 충격을 한번 더 흡수해주기 위하여 탄성 연결 부재(140)이 구비될 수 있다.
상기 탄성 연결 부재(140)는 상기 댐핑 부재(130)의 중심방향으로 연결될 수 있다 다시 말해, 상기 댐핑 부재(130)를 관통하여 상하로 연장된 형태로 내부 용기(110) 및 외부 용기(120)까지 연결될 수 있다.
그리고 단열 성능을 향상시키기 위해서, 상기 충진재(150)가 채워지는 상기 내부 용기(110)와 외부 용기(120) 사이의 이격 공간으로는 진공상태가 유지되도록 해주는 것이 바람직하다.
이어, 본 발명의 잠수함의 액화산소탱크 제조방법을 설명한다. 아래의 방법에서 상세 구성은 상술한 구성을 참조하기로 한다.
먼저, 액화산소를 보관하는 내부 용기(110)를 마련한다. 상기 내부 용기(110)는 스테인리스 강(stainless steel) 재질을 갖는 것이 좋다.
다음으로, 상기 내부 용기(110)와 간격을 두고 이의 외측을 둘러 감싸는 외부 용기(120)를 마련한다. 상기 외부 용기(120)는 연강(mild steel) 재질을 갖는 것이 좋다.
그 다음으로, 상기 내부 용기(110)와 외부 용기(120) 사이의 이격 공간으로 댐핑 부재(130)를 구비시키고, 이를 고정시키기 위해 탄성 연결 부재(140)를 연결한다.
그 다음으로, 상기 내부 용기(110)와 외부 용기(120) 사이의 이격 공간으로 충진재(150)를 채울 수 있는데, 이때 충진재(150)가 채워지는 공간은 진공상태가 유지될 수 있도록 해줄 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 내부 용기와 외부 용기 사이에 충격 감쇠 성능이 우수한 댐핑 부재를 구비시키고 이를 탄성 연결 부재로 고정시키는 방식을 통해 내부 용기에 보관된 액화가스를 외부의 큰 충격으로부터 안전하고 신뢰성 있게 보호할 수 있다.
또한, 댐핑 부재가 구비되는 내부 용기와 외부 용기 간의 이격공간으로 글라스 버블과 같은 충진재를 채워 넣어 댐핑 부재와 충진재가 외부 진동을 보다 효과적으로 흡수할 수 있도록 하여 액화산소를 안전하게 보관할 수 있다.
지금까지 본 발명인 잠수함의 액화산소탱크 및 그 제조방법에 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.
100: 액화산소탱크
110: 내부 용기
120; 외부 용기
130: 댐핑 부재
140: 탄성 연결 부재
150: 충진재

Claims (8)

  1. 액화 산소를 보관하는 내부 용기;
    상기 내부 용기를 에워싸는 외부 용기;
    상기 내부 용기와 상기 외부 용기 사이의 이격 공간에 충진되는 충진재;
    상기 내부 용기를 둘러 감싸는 형태로 상기 외부 용기와 상기 내부 용기 사이에 형성되며, 상기 외부 용기로부터 전달된 충격을 흡수하는 댐핑 부재; 및
    상기 댐핑 부재와 상기 외부 용기 및 상기 내부 용기 각각의 사이에 연결되되, 상기 댐핑 부재를 관통하여 상하로 연장된 형태로 상기 내부 용기 및 상기 외부 용기까지 연결되며, 상기 댐핑 부재를 고정하는 동시에 상기 외부 용기로부터 전달된 충격을 흡수하는 탄성 연결 부재;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑 부재는,
    상기 내부 용기의 외곽을 둘러 다수 개가 이격하여 배치되는 잠수함의 액화산소탱크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 댐핑 부재는,
    상기 내부 용기와 상기 외부 용기 각각으로부터 이격된 거리가 동일한 위치상에 배치되는 잠수함의 액화산소탱크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 연결 부재는 상기 댐핑 부재의 중심방향으로 연결되는 잠수함의 액화산소탱크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충진재가 채워지는 공간은 진공상태가 유지되는 잠수함의 액화산소탱크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부 용기는,
    스테인리스 강(stainless steel) 재질로 이루어지는 잠수함의 액화산소탱크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 용기는,
    연강(mild steel) 재질로 이루어지는 잠수함의 액화산소탱크.
  8. 액화산소를 보관하는 내부 용기를 마련단계;
    상기 내부 용기와 간격을 두고 이의 외측을 둘러 감싸는 외부 용기를 마련하는 단계;
    상기 내부 용기와 상기 외부 용기 사이의 이격 공간으로 댐핑 부재를 구비시키고, 탄성 연결 부재를 이용하여 상기 댐핑 부재를 고정시키되, 상기 탄성 연결 부재가 상기 댐핑 부재를 관통하여 상하로 연장된 형태로 상기 내부 용기 및 상기 외부 용기까지 연결되도록 하는 단계; 및
    상기 내부 용기와 외부 용기 사이의 이격 공간으로 충진재를 채우는 단계;를 포함하는 잠수함의 액화산소탱크 제조방법.
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