선박에 사용하기 위한 콕 부속품 시스템{COCK FITTINGS SYSTEM FOR USE IN A CRAFT}
본 발명은 콕, 콕을 작동시키기 위한 유압 액추에이터, 및 유압 액추에이터용 작동 장치를 구비한 콕 부속품 시스템을 포함하고, 유압 액추에이터용 작동 장치가 전동기, 유압 펌프, 및 저장기에 의해 형성된 선박에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 유압 액추에이터용 작동 장치에 관한 것이다. 보트의 기술 분야에서는 그러한 유형의 콕 부속품 장치가 잘 알려져 있다. 일반적으로, 보트에는 그러한 유형의 개별 콕 부속품 시스템이 다수로 존재하는데, 그 각각의 콕 부속품 시스템은 한편으로 전동기를 급전하는 공통의 급전 시스템에 커플링되고, 다른 한편으로 콕 부속품 시스템의 전자 작동 및 제어를 위한 중앙 데이터 처리 시스템에 커플링된다. 선행 기술에 공지되어 있는 그러한 유형의 장치는 중대한 단점을 수반한다. 평상시에는 저장기 내에 단지 오일만이 들어 있을 뿐이다. 무엇보다, 콕 부속품 시스템이 작동하면서 처할 수 있는 매우 혹독한 조건이 주어졌을 때에, 특히 보트의 경우에 언제든지 있을 수 있는 약간의 누출이 생기면, 소량의 공기가 저장기 내에 침투되는 일이 일어날 수 있다. 그 경우, 수직 중력에 대한 저장기의 정렬 여하에 따라, 특히 롤링(rolling)과 피칭(pitching)을 동반하는 보트에서는 특정의 순간에 펌프가 저장기로부터 오일을 흡인하는 대신에 공기를 흡인하는 사태가 벌어질 수 있다. 그 결과, 콕의 밸브가 더 이상 작동되지 않을 수 있다. 그러한 문제점을 처리하기 위해, 현재 저장기는 매우 정밀한 위치로, 일반적으로 가능한 한 직립으로 설치되어야 할 필요가 있는데, 공간이 한정되어 있는 보트에서는 그와 같이 설치하는 것이 쉽지 않다. 물론, 한가지 해결책이 있다면, 그것은 각별히 누출이 방지되는 저장기를 제공하는 것이다. 하지만, 그러한 해결책은 비용이 많이 든다. US 4064911 및 DE 19627111은 탄성 벽으로 둘러싸인 저장기를 구비한 유압 시스템을 각각 개시하고 있다. 그러한 선행 기술의 문헌들에 인용된 목적은 공기가 저장기 내에 침투되는 것을 방지함으로써 유압 유체가 공기와 접촉되어 열화되지 않도록 하고 전반적인 소음이 줄어들도록 하는 것이다. 그들 문헌에서는 저장기가 오직 흡인 펌프의 아래쪽으로 직립 위치로만 설치되는 것으로 나타나 있다. 그들 문헌에는 그러한 유형의 유압 시스템을 보트에서 사용할 가능성에 관해 어떠한 언급도 없을뿐더러, 저장기가 개시된 것과는 다른 위치로 전후 좌우로 요동칠 수 있음으로 해서 야기되는 문제점에 관해서도 전혀 언급이 없다.
본 발명의 목적은 보트에서의 제반 상황 하에서, 구체적으로 보트의 강력한 롤링 또는 피칭이 있는 경우라도 제 기능을 발휘하는 콕 부속품 시스템을 제안하는 한편, 그와 동시에 저장기를 거의 모든 어떠한 위치로도 배치할 수 있도록 함으로써 선행 기술의 전술된 단점을 극복하는 것이다.
도 1은 보트의 일부, 보다 더 상세하게는 한편으로 급전 망에 커플링되고, 다른 한편으로 중앙 작동 및 제어 유닛용 데이터 전송 망에 커플링되는 다수의 독립 콕을 구비한 콕 부속품 시스템을 나타낸 도면, 도 2는 액추에이터용 작동 장치의 부분 사시도, 도 3은 완비된 콕 부속품 시스템의 사시도, 도 4는 저장기의 벨로우즈(bellows) 형식의 실시예를 나타낸 도면. <도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> 2 : 콕 부속품 시스템 4 : 콕 6 : 유압 액추에이터 7 : 작동 장치 9 : 유압 펌프 10 : 저장기 11 : 케이싱 40 : 변위 측정기 50 : 돌기
본 발명에 따르면, 전제된 선박은 청구항 1에 규정된 바와 같고, 종속 청구항들은 본 발명의 개선책을 규정하고 있다. 그와 같이 하여, 유압 회로로부터의 오일 누출이 있거나 온도 변동으로 인해 또는 작동된 유압 시스템의 기능 수행으로 인해 오일 체적의 변화가 있을 경우에 탄성으로 된 케이싱의 부분이 수축되거나 팽창되어 오일의 새로운 체적에 맞추도록 저장기의 용적을 조정하게 된다. 그에 따라, 흡인 펌프의 레벨에서 어떠한 공기도 있을 수 없게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 시스템은 특히 롤링 또는 피칭을 동반한 보트에서 어떠한 정렬을 따라서도 설치될 수 있으면서 여전히 제 기능을 완벽히 발휘할 수 있다. 그것은 매우 정밀하게 정렬되고 기능 수행 중에 중력 방향을 중심으로 하여 진동하는 저장기를 구비한 시스템을 설치함에 있어 필요한 모든 공간이 항상 얻어지는 것은 아닌 선박, 보트, 또는 비행기에서 특히 유리하다. 본 발명에 따르면, 저장기는 보트 또는 비행기에서 그 기능 수행에 영향을 받음이 없이 사실상 어떠한 위치로도 설치될 수 있게 된다. 탄성 재료는 가요적이기도 한 것이 바람직하다. 탄성 재료는 예컨대 니트릴(nitrile) 고무와 같은 고무인 것이 바람직하다. 저장기의 케이싱은 전체적으로 탄성 재료로 이뤄지는 것이 바람직하다. 저장기는 그 케이싱이 예컨대 저장기의 수직 차원과 같은 하나 이상의 방향으로 변형되도록 배치되는 것이 바람직하다. 그것을 달성하기 위해, 케이싱을 지지하면서도 그 케이싱이 벨로우즈 형식의 파형부에 의해 전술된 하나 이상의 방향으로 여전히 변형될 수 있도록 하는 하나 이상의 보강 가이드가 마련될 수 있다. 그러한 조치를 통해, 오일 누출이 있다는 사실을 매우 간단하게 판정할 수 있게 된다. 실제로, 저장기 케이싱의 해당 방향으로의 변위를 감시하는 변위 측정기(displacement transducer)를 마련하는 것으로 충분한데, 그 변위 측정기는 이어서 정보를 중앙 시스템에 직접 전송한다. 또한, 본 발명은 유압 액추에이터에 의해 작동되는 콕을 구비하고, 유압 액추에이터가 본 발명에 따른 작동 장치에 의해 작동되는 콕 부속품 시스템에 관한 것이다. 아울러, 본 발명은 중압 급전 시스템, 중아 데이터 처리 시스템, 및 중앙 시스템에 각각 커플링된 본 발명에 따른 하나 이상의 콕 부속품 시스템을 구비하는 선박, 특히 보트 또는 비행기에 관한 것이기도 하다. 이하, 본 발명의 실시예를 순전히 예시적으로 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 도 1에는 보트에서 다수의 개별 콕 부속품 시스템(2)에 급전하는 공통의 급전기(1)가 개략적으로 도시되어 있다. 또한, 중앙 유닛으로서 지칭되는 중앙 데이터 처리 시스템(3)도 마련되어 있는데, 그 중앙 데이터 처리 시스템(3)은 데이터 버스에 의해 각각의 콕 부속품 시스템(2)에 커플링되어 그 각각의 콕 부속품 시스템을 중앙 집중 방식으로 작동시킨다. 그러한 작동은 일반적으로 수치 신호 또는 아날로그 신호의 전송에 의해 행해진다. 도 3에는 개별 콕 부속품 시스템(2)이 보다 더 상세하게 나타나 있다. 그러한 톡 부속품 시스템(2)은 여기선 1/4 회전(quarter turn) 콕이지만 선형 밸브 또는 어느 다른 유형의 밸브일 수도 있는 콕(4), 유압 액추에이터(6), 및 유압 액추에이터용 작동 장치(7)에 의해 형성된다. 유압 액추에이터용 작동 장치(7)는 전동기(7), 여기선 기어 펌프이지만 어느 다른 유형의 펌프일 수도 있는 유압 펌프(9), 및 저장기(10)에 의해 형성된다. 그러한 작동 장치(7)는 유압 회로에 의해 유압 액추에이터(6)에 커플링된다. 그러한 유형의 장치는 당해 기술 분야에 널리 알려져 있는 것이다. 유압 펌프(9)는 흡인 파이프에 의해 저장기(10)에 커플링되어 콕의 원하는 작동에 따라 흡인 파이프를 통해 오일을 흡인하거나 일부의 오일을 배출시킨다. 저장기(10)는 케이싱(11)에 의해 형성된다. 그러한 케이싱(11)은 탄성 중합체 재료로 이뤄지고, 특히 니트릴(nitrile)로 이뤄진다. 본 발명에서, 탄성 재료란 초기 휴지 위치에 대해 주어진 하나 이상의 방향으로 15 % 이상 길어진 것에 해당되는 거리만큼 늘어났을 때에 늘어나기 전의 초기 위치를 회복하는 물질 또는 재료를 의미한다. 그러한 하한 값은 50 %인 것이 바람직하고, 100 %인 것이 더욱 바람직하다. 도 4에는 벨로우즈(bellows)의 형태로 배치되어 보강 튜브(12)일 수 있는 가이드에 의해 주어진 방향(z)으로 유지되는 저장기(10)를 나타낸 도면이 도시되어 있다. 그러나, 저장기(10)는 보강 튜브(12)를 따라 그 방향(z)으로 슬라이딩될 수 있다. 또한, 케이싱(11)의 상단에 결합된 돌기(50)의 변위를 검출하여 그 이동을 탐지하는 변위 측정기(40)가 마련되는데, 그 변위 측정기(40)는 콕용 로컬 전자 작동 시스템(20)으로 신호를 전송한다. 이어서, 그러한 콕용 로컬 전자 작동 시스템(20)은 중앙 시스템으로 신호를 전송하든지, 아니면 오일 누출이 미미한 한본 발명에 따른 저장기 내로 공기가 침투될 수 없음을 알기 때문에 오일 누출 또는 과잉이 단기간에는 그리 중요하지는 않지만 전계 발광 다이오드 또는 기타의 경보 시스템을 작동시켜 저장기 내의 오일 누출 또는 과잉을 경보할 수 있다. 예컨대, 유압 시일(seal)에서의 미세 균열로 인해 누출이 나타나게 되면, 오일이 회로로부터 새어나올 수도 있다. 하지만, 그 경우에는 저장기의 탄성 케이싱이 오일의 남은 체적의 정확한 형상에 맞추도록 수축되게 된다. 그에 따라, 저장기 내부에는 오일만이 있게 되어 펌프(9)가 오로지 오일만을 흡인하지 공기를 흡인하지는 않는다. 팽창될 경우에는 그러한 현상이 반전된다. 또한, 도 4의 실시예의 경우에는 벨로우즈형 저장기의 상단이 해당 방향(z)으로 함몰되고, 변위 측정기가 상단에 결합된 돌기의 이동을 검출함으로써 그 상단의 변위를 탐지하여 경보가 내려질 수 있게 된다. 그러면, 중앙 유닛에 의해 조정 개입이 요청될 수 있다. 하지만, 그러한 조정 개입 전에는 유압 액추에이터가 문제를 일으킴이 없이 계속 제 기능을 발휘하게 된다.
본 발명에 따른 콕 부속품 시스템에서는 유압 회로로부터의 오일 누출이 있거나 오일 체적의 변화가 있을 경우에 탄성으로 된 케이싱의 부분이 수축되거나 팽창되어 오일의 새로운 체적에 맞추도록 저장기의 용적을 조정하게 된다. 그에 따라, 흡인 펌프의 레벨에서 어떠한 공기도 있을 수 없게 되는 결과, 본 발명에 따른 시스템은 특히 롤링 또는 피칭을 동반한 보트에서 어떠한 정렬을 따라서도 설치될 수 있으면서 여전히 제 기능을 완벽히 발휘할 수 있다. 그것은 설치 공간이 한정된 선박, 보트, 또는 비행기에서 특히 유리하다. 즉, 본 발명에 따라 저장기가 보트 또는 비행기에서 그 기능 수행에 영향을 받음이 없이 사실상 어떠한 위치로도 설치될 수 있다. |
