KR20200083489A - 선체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수상 또는 잠수 장치 또는 선박의 강자성 구조물의 외부 표면에 가역적으로 부착되도록 설계된 선체 장치에 관한 것이다.
선체 장치는 이 선체 장치를 구조물에 부착하기에 적합한 적어도 하나의 부착 표면(20), 및 선체 장치를 구조물에 부착하기 위해 부착 표면(20) 근처 배열된 복수의 영구 자석(24)을 포함한다.

Description

선체 장치

본 발명은 선박 또는 수상 또는 잠수 장치의 강자성 재료로 제조된 구조물의 외부 표면에 가역적으로 고정되기에 적합한 선체 장치에 관한 것으로, 이 장치는 구조물에 선체 장치의 부착을 하게 할 수 있는 하나 이상의 부착 표면을 포함한다.

본 발명은 또한 그러한 장치가 제공된 선박 또는 수상 또는 잠수 장치에 관한 것이다.

해군 산업에서는 선박의 선체에 장치들을 간단하게, 그리고 가능하다면 가역적으로 부착하는 것이 바람직하다. 이는 예를 들어 선박에 바람직한 특성, 예를 들어 음향 또는 레이더 스텔스 기능의 개선을 부여하는 선체 코팅이다.

잠수함의 경우에는 선체를 기술적 코팅으로 덮는 것이 일반적이기 때문에 특히 그러하다.

이러한 코팅의 부착은 일반적으로 접착으로 이루어지는데, 이는 재료 및 자격을 갖춘 인력 측면에서 저렴하면서도 신속하고 용이한 설치가 가능하다.

그러나 이러한 코팅은 교체를 위해서 또는 보수를 위해 선체에 접근하기 위해서는 제거를 해야만 하다. 따라서, 코팅의 제거를 용이하게 하고, 선택적으로 그 제거를 필요로 하는 작업이 완료된 후 이를 재사용할 수 있도록 하기 위해서는 가역적인 부착이 바람직하다.

이러한 가역적 부착 장치는 코팅 이외에 센서나 카메라와 같은 선체 장치에도 유용하다. 이들은 또한 로봇과 같은 이동 장치, 선체 검사 장치 또는 이동 중에 부착물의 가역적 측면을 사용하는 장치일 수 있다.

선체의 코팅을 분쇄하는, 선박의 선체에 미리 용접된 슬러그에 나사 고정된 나사형 다웰(dowel)을 사용하여 장치를 가역적으로 부착하는 것이 알려져 있다.

상기 가역적 체결 시스템은 완전히 만족스럽지는 않다. 실제로, 나사로 고정하려면 선체에 많은 수의 슬러그를 용접해야 하고, 이는 재료 및 자격을 갖춘 노동력 측면에서 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 든다.

본 발명의 일 목적은 가역적으로 부착이 가능한 선체 장치를 제공하는 것이며, 이 장치는 특정 장비 및 노동의 측면에서 설치가 쉽고 저렴하다.

이를 위해, 본 발명은 전술한 유형의 선체 장치에 관한 것으로서, 상기 선체 장치는 선체 장치를 구조물에 부착하기 위해 부착 표면 부근에 배치된 복수의 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

강자성 구조물에 대한 이러한 장치의 부착은 간단하며 특정 장비 또는 자격을 갖춘 인력이 필요하지 않다. 이 장치는 수상함 또는 잠수함의 사용 중에 영구 자석에 의해 구조물에 유지되며, 유지 보수 또는 교체 작업 중에 쉽게 제거될 수 있다. 이러한 장치는 더 작고 간단하며 견고하고, 또한 지지체에 손상을 주지 않는다. 또한, 에너지 공급이 필요하지 않으며, 마지막으로 노화에 매우 민감하지 않다.

특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 선체 장치는 단독으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합(들)에 따라 다음 특징들 중 하나 이상을 포함한다:

- 자석이 부착 표면 상에 격자 모양으로 위치하고, 각각의 자석은 하나 이상의 가장 가까이 이웃한 자석에 인접하거나 그 부근에 있고, 각각의 자석은 극성을 가지며, 각 자석의 극성은 하나 이상의 가장 가까이 이웃한 자석의 극성과 반대 방향으로 배향되고;

- 상기 격자는 바닥판 모양(checkerboard)을 형성하고, 각각의 자석은 1 개 내지 4 개의 가장 가까이 이웃한 자석에 인접하고;

- 선체 장치는 선체의 적어도 일부를 위한 코팅을 형성하도록 의도된 탄성중합체 재료의 타일을 포함하고;

- 자석은 부착 표면 부근에서 타일에 매립되거나 부착 표면과 동일 평면에 있고;

- 부착 표면은 타일의 에지로부터 멀리 연장된 내부 영역 및 그 내부 영역을 둘러싸며 타일의 에지 가까이 연장되는 주변 영역을 포함하고, 자석은 부착 표면의 주변 영역의 적어도 일부에 위치되며, 부착 표면의 내부 영역에는 자석이 없고;

- 타일은 선체의 외부 표면 위에 연장된 논슬립(nonslip) 리브와 협력하기에 적합한 적어도 하나의 경사진(beveled) 모서리를 가지며;

- 선체 장치는 하나 이상의 바퀴, 하나 이상의 이동 풋트(moving foot), 또는 하나 이상의의 트랙을 포함하고, 부착 표면은 바퀴 또는 트랙의 트렌드 위로 또는 상기 이동 풋트 아래에서 연장되며, 상기 선체 장치는 부착 표면의 자석에 의해 선체와 접촉을 유지하는 동안 선체의 외부 표면을 따라 이동할 수 있고; 그리고

- 선체 장치는 상기 구조물의 근처에 위치할 수 있는 자성 판을 포함하고, 상기 부착 구조물은 자성 판 위로 연장되며, 상기 선체 장치는 또한 선체 장치를 상기 구조물에 대해 이동시키기에 적합한 하나 이상의 바퀴, 하나 이상의 트랙 또는 하나 이상의 풋트를 포함하고, 상기 바퀴, 트랙 또는 풋트는 자성이 아니다.

본 발명은 또한 전술한 바와 같은 선체 장치를 구비한 수상 또는 잠수 선박 또는 구조물에 관한 것으로, 선체 장치는 상기 선박 또는 시스템의 구조물의 외부 표면에 가역적으로 부착되며, 부착 표면은 구조물 근처에 위치하고, 상기 구조물에 대한 선체 장치의 부착은 복수의 자석에 의해 이루어진다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 제공된 다음의 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 잠수함의 측면도이고;
도 2는 도 1의 장치 중 하나의 사시도이고;
도 3은 도 2의 장치의 상세 후면도이고;
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 3 개의 장치의 단면도이고;
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 장치의 사시도이고; 그리고
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 장치의 사시도이다.

잠수함(10)이 도 1에 도시되어 있다. 잠수함(10)은 선체(12)를 포함하며, 이 선체는 강자성 재료로 만들어지고, 외부 표면(14)을 형성하며 외부 압력의 영향 하에서도 잠수함(10)의 외부 공간으로부터 내부 공간을 단단히 분리한다.

다수의 선체 장치가 선체(12)의 외부 표면(14)에 부착된다. 선체 장치는 외부 표면(14)에 가역적으로 부착되고, 즉 장치를 손상시키거나 선체(12)를 손상시키지 않으면서 외부 표면(14)에 제거할 수 있다.

특히, 선체 장치를 제거했다가 이를 선체(12)에 재조립할 때, 장치를 변경하지 않고도 재조립을 수행하는 것이 가능하다.

도 1 내지 도 4에 도시된 제 1 실시예에 따르면, 선체 장치는 외부 표면(14)의 적어도 하나의 특성을 변경하도록 선체(12)의 부분의 코팅을 형성하는 타일(16)이다.

예를 들어, 타일(16)은 음향 진동을 흡수하는 유리한 특성을 갖는 탄성중합체 재료로 제조되어 선체(12)의 무반향(anechoic) 코팅을 형성한다.

외부 표면(14)은 음파, 특히 소나(sonar) 파를 반사하는 특성을 크게 감소시키고, 이는 잠수함(10)의 스텔스를 증가시킨다.

타일(16)은 예를 들어 직사각형 또는 정사각형 밑면을 갖는 평행육면체 형상을 갖는다. 이 경우의 밑면은 선체(12)를 향한 타일(16)의 면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 타일(16)은 타일(16)의 양편으로 연장되는 외측 면(18)과 부착 면(20), 그리고 측면 에지(22)를 갖는다.

타일(16)은 부착 표면(20) 근처에 배치된 선체(12)에 이 타일(16)을 부착하는 복수의 영구 자석(24)을 포함한다. 자석(24)은 예를 들어 부착 표면(20) 부근에서 타일(16)에 매립되거나 부착 표면(20)과 동일 평면에 있다.

자석(24)은 예를 들어 네오디뮴, 예를 들어 네오디뮴/철/붕소를 포함하고 직사각형 또는 디스크 형상을 갖는 자석이다.

유리하게, 자석(24)은 작고, 각각의 자석(24)은 자석(24) 세트의 전체 부착 강도에 비해 상대적으로 낮은 개별 부착 강도를 갖는다. 그러면 선체(12) 상의 선체 장치의 양호한 부착력을 제공할 수 있게 하는 것은 다수의 자석(24)이다.

도 2의 실시예에 따르면, 부착 표면(20)은 에지(22)로부터 멀리 연장된 내부 영역(26) 및 내부 영역(26)을 둘러싸고 에지(22) 근처에서 연장된 주변 영역(28), 그리고 내부 영역(26)에 의해 둘러싸인 부착 표면(20)의 중앙에 연장된 중앙 영역(30)을 포함한다.

자석(24)은 주변 영역(28) 및 중앙 영역(30) 상에 배치되고, 내부 영역(26)에는 자석(24)이 없다.

이러한 배열은 타일(16)의 유지력을 최대화할 수 있게 하며, 타일(16)에서 뺄 때 발생하는 응력이 에지(22) 부근에 위치된다.

자석(24)은 부착 표면(24) 위의 격자, 예를 들어 바둑판 모양을 형성하는 격자로 배열된다.

따라서, 각각의 자석(24)은 하나 이상의 가장 가까이 이웃한 자석, 예를 들어 바둑판 격자의 경우, 1 개 내지 4 개의 가장 가까이 이웃한 자석에 인접한다.

"인접한"은 자석(24)들이 각각의 일 측면 에지가 접촉하여 있거나 자석들의 각각의 인접한 측면 에지가 서로 옆에 있는 것을 의미한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 자석(24)은 부착 표면(20)에 실질적으로 직교하는 방향으로 배향된 극성을 갖는다.

자석(24)의 가장 가까이 이웃한 각각의 자석은 자석(24)의 극성과 반대 방향으로 배향된 극성을 갖는다.

통상적으로, 도면에서, 극성이 선체(12)를 향하는 자석(24)은 백색으로 도시되고, 극성이 외측을 향하는 자석(24)은 회색으로 도시되어 있다.

따라서, 극성이 어느 일 방향을 향하는 자석(24)의 비율과 극성이 그 반대 방향을 향하는 자석(24)의 비율은 실질적으로 동일하고, 유리하게는 동일하다.

일 변형예에 따르면, 타일(16)의 재료는 단열, 전자파 흡수, 유체 역학적 항력 감소 등의 유리한 특성을 갖는다.

일 변형예에 따르면, 타일(16)은 육각형 밑면을 가지는 프리즘 형상을 가지며, 이는 타일(16)의 유지력을 증가시킨다. 보다 일반적으로, 밑면의 형상은 선체(12)의 외부 표면(14)의 원하는 커버리지를 보장하는 것을 가능하게 하는 임의의 형상을 가질 수 있다.

일 변형예에 따르면, 자석(24)은 부착 표면(20) 부근에서, 예를 들어 부착 표면(20)으로부터 5 mm 미만의 거리에서 타일에 매립된다.

일 변형예에 따르면, 자석(24)은 부착 표면(20)에서 타일(16) 상에 접착된다.

일 변형예에 따르면, 자석(24)은 서로 동일한 방향으로 배향된 극성을 갖는 서로 접촉 또는 근접한 영구 자석의 그룹이고, 이러한 자석의 그룹은 전술한 자석(24)과 동일하게 격자로 배열된다.

일 변형예에 따르면, 자석(24)은 부착 표면(20) 상에 무질서하게 배열되며, 극성이 일 방향을 향하는 자석(24)의 비율은 극성이 그 반대 방향을 향하는 자석(24)의 비율과 실질적으로 동일하다.

일 변형예에 따르면, 중앙 영역(30)에는 자석(24)이 없고, 자석(24)은 주변 영역(26)에만 위치한다.

일 변형예에 따르면, 자석(24)은 전체 부착 표면(20) 상에 위치한다.

일 변형예에 따르면, 자석의 극성은 부착 표면(20)과 직각을 이루지 않거나 부착 표면(20)에 접한다.

일 변형예에 따르면, 자석(24)은 가장 가까이 이웃한 자석들과 인접하지 않고, 일정한 피치로 가장 가까이 이웃한 자석들로부터 분리되어 있다.

도 4에 도시된 일 변형예에 따르면, 각 타일(16)의 에지(22)는 경사면(bevel)으로 되어 있어서 선체(12)의 외부 표면(14) 위로 연장되는 논슬립 리브(32)와 협력하기에 적합하다. 이로 인해 선체(12)의 외부 표면(14)을 따라 타일(16)이 미끄러지는 것에 대한 타일(16)의 저항을 증가시키는 것이 가능하다.

도 5에 도시된 제 2 실시예에 따르면, 선체 장치는 능동 장치, 예를 들어 분무기(34) 및 부착 슬래브(38)를 포함한다.

분무기(34)는 풋트(36)에 의해 부착 슬래브(38) 상에 장착된다. 슬래브(38)는 부착 표면(20)을 형성하고, 이 부착 표면은 풋트(36) 반대편의 슬래브(38)의 일 면에 연장되고 전술한 바와 같은 격자로 배열된 자석(24)을 포함한다.

변형예에서, 능동 장비는 예를 들어 센서, 카메라, 안테나, 신호 장치 또는 툴이다.

도 6에 도시된 제 3 실시예에 따르면, 선체 장치는 이동 장치, 예를 들어 선체(12)를 검사하기 위한 로봇(50)이다.

로봇(50)은 하우징(52) 및 트랙(54)을 포함한다.

하우징(52)은 로봇(50)의 제어 전자장치, 트랙(54)의 구동 모터 및 통신 수단을 포함한다. 선체(52)는 그 내용물을 외부로부터 철저히 격리하는 데 적합하며, 센서가 측정, 예를 들어 광학 측정을 수행할 수 있는 창(56)을 포함한다.

각각의 트랙(54)은 2 개 이상의 바퀴(60) 둘레에 위치한 트레드(58)를 포함한다. 바퀴(60)는 모터에 의해 회전하게 되고 선체(12)의 외부 표면(14)과 접촉하는 트레드(58)를 구동시킨다.

부착 표면(20)은 부착 표면(20)의 부분이 선체(12)의 외부 표면(14)과 항상 접촉하도록 트레드(58) 상에 연장된다. 자석(24)은 트레드(58)에 매립되고 트레드(58)의 표면과 동일 면을 이룬다.

변형예에서, 자석(24)은 트레드(58)의 표면에 접착된다.

선체(12)에 접촉하는 부착 표면(20)의 부분에 위치한 자석(24)은 로봇(50)의 이동 중에 선체(12)에 대하여 로봇(50)을 유지시킨다.

변형예에서, 로봇(50)은 트랙(58) 대신에 바퀴 또는 가동형 풋트(foot)를 포함하고, 부착 표면(20)은 각 바퀴의 외부 구름 면 상에서 또는 가동형 풋트 아래에서 연장된다.

도 7에 도시된 변형예에서, 로봇(50)은 로봇(50)을 이동시키는 비자성 바퀴(72) 및 자화(magnetized) 판(70)을 포함하고, 상기 자화 판 상에는 부착 표면(20)이 연장되고, 로봇(50) 아래에 위치하여, 선체(12)에 로봇(50)을 부착시킨다. 이 경우, 자화 판(70)은 선체(12)와 직접 접촉하지는 않지만, 선체(12) 근처에, 예를 들어 2 mm 미만의 거리에 위치한다.

그리하여 자화 판(70)은 선체(12)와 에어 갭을 갖는다. 로봇(50)과 선체(12) 사이의 접촉이 바퀴(72)를 통해 또는 자화되지 않은 트랙 또는 풋트를 통해 발생하고, 이는 로봇(50)의 이동을 보장한다.

위 기술된 선체 장치는 가역적으로 부착될 수 있고, 당업자가 조작하기 쉬운 자석에 의해 부착이 이루어지기 때문에 특정 장비 및 노동의 관점에서 설치가 쉽고 저렴하다.

또한, 본 발명에 따른 선체 장치는 특히 자기 서명(magnetic signature) 측면에서 유리하다. 실제로, 자석의 교호 극성은 큰 인력을 발생시키면서도 선체에서 자장선의 구배를 최소화하는 장점이 있다. 선체의 자화는 표면에서 그리고 수 밀리미터 두께(깊이로)로 변형되지만, 교호 극성을 갖거나 갖지 않는 큰 자석을 포함하는 시스템보다는 훨씬 적게 변경된다.

선체의 자화는 매우 국부적으로 그리고 표면에서 변형되고, 이는 선체에서 수 센티미터 떨어진 자기장을 아주 약간 변형하지만 더 먼 거리에서는 자기장을 변형하지 않는다.

Claims (10)

1. 선박(10) 또는 수상 또는 잠수 장치의 강자성 재료로 이루어진 구조물(12)의 외부 표면(14)에 가역적으로 고정하기 적합한 선체 장치로서, 상기 선체 장치는 구조물(12)에 선체 장치를 부착하게 할 수 있는 하나 이상의 부착 표면(20)을 포함하고,
   상기 선체 장치는 선체 장치를 구조물(12)에 부착하기 위해 부착 표면(20) 근처에 배치된 복수의 영구 자석(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자석(24)은 부착 표면(20) 상에 격자로 위치하고, 각각의 자석(24)은 적어도 하나의 가장 가까이 이웃한 자석에 인접하거나 또는 그 부근에 있으며, 각각의 자석(24)은 극성을 가지며, 각각의 자석(24)의 극성은 적어도 하나의 가장 가까이 이웃한 자석의 극성과 반대 방향으로 배향되는, 선체 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 격자는 바둑판 모양을 형성하고, 각각의 자석(24)은 1 개 내지 4 개의 가장 가까이 이웃한 자석 사이에 인접하는, 선체 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 선체(12)의 적어도 일부를 위한 코팅을 형성하도록 의도된 탄성중합체 재료의 타일(16)을 포함하는, 선체 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 자석(24)은 부착 표면(20) 부근에서 타일(16)에 매립되거나 또는 부착 표면(20)과 동일 평면에 있는, 선체 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 부착 표면(20)은 타일(16)의 에지(22)로부터 멀리 연장된 내부 영역(26) 및 상기 내부 영역(26)을 둘러싸고 타일(16)의 에지(22) 근처에 연장된 주변 영역(28)을 포함하고, 상기 자석(24)은 부착 표면(20)의 주변 영역(28)의 적어도 일부에 위치하고, 상기 부착 표면의 내부 영역(26)에는 자석이 없는, 선체 장치.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타일(16)은 선체(12)의 외부 표면(14) 위로 연장되는 논슬립 리브(32)와 협력하기에 적합한 적어도 하나의 경사진 모서리(22)를 갖는, 선체 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 바퀴, 하나 이상의 이동 풋트 또는 하나 이상의 트랙(54)을 포함하고, 부착 표면(20)은 바퀴의 트렌드(58) 또는 트랙(54) 상이나 또는 이동 풋트 아래에서 연장되고, 상기 선체 장치는 부착 표면(20)의 자석(24)에 의해 선체(12)와 접촉을 유지하면서 선체(12)의 외부 표면(14)을 따라 이동할 수 있는, 선체 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선체 장치는 구조물(12)의 부근에 위치할 수 있는 자성 판을 포함하고, 부착 판(20)이 상기 자성 판 위로 연장되며, 상기 선체 장치는 또한 상기 구조물에 대해 선체 장치를 이동시키기에 적합한 하나 이상의 바퀴, 하나 이상의 트랙(58) 또는 하나 이상의 풋트를 포함하고, 상기 바퀴, 트랙(58) 또는 풋트는 자성이 없는, 선체 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 선체 장치를 구비한 수상함 또는 잠수함(10) 또는 수상 또는 잠수 구조물로서, 상기 선체 장치는 수상함 또는 잠수함(10) 또는 수상 또는 잠수 장치의 구조물(12)의 외부 표면(14)에 가역적으로 부착되고, 상기 부착 표면(20)은 구조물(12) 부근에 위치하고, 구조물(12)에 대한 상기 선체 장치의 부착은 복수의 자석(24)에 의해 수행되는, 수상함 또는 잠수함(10) 또는 수상 또는 잠수 구조물.

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