JP2013517404A

JP2013517404A - 風力発電機が具備された船舶

Info

Publication number: JP2013517404A
Application number: JP2012539793A
Authority: JP
Inventors: キム，ジュエン．エス
Original assignee: キム，ジュエン．エス
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2013-05-16
Also published as: KR100967158B1; EP2502823A1; WO2011062345A1; US20120301284A1; CN102753433A

Abstract

本発明は風力発電機が具備された船舶に関し、船舶の上面に具備された甲板の上に設置される構造物と、前記構造物と離隔されて、前記甲板の上に前記構造物の高さより低い高さを有し、前記構造物の幅より小さい幅を有するように設置される集風タワーと、前記集風タワーから流入される風を移送するためのエアーダクトと、前記エアーダクトから移送される風によって回転されるタービンと、前記タービンが回転されることにしたがって駆動される発電機と、でなされ、前記集風タワーは、周辺面に風が流入される多数個の通孔が形成された風洞と、前記風洞の周辺部に具備されて風を前記通孔へ誘導する多数個の誘導通路を形成するガイド部とで構成され、前記ガイド部は、前記風洞の周辺部に放射方向に配置される多数個の集風板と、前記集風板の間で互に上下方向に離隔されるように配置された多数個のガイド板で構成され、船舶が運航される時に発生される風や、自然的に吹いてくる風によって風力発電機が作動されて発電を行うので、発電を行うためにエンジンの動力を使用する必要が無いし、燃料消耗が増加されることを防止し、船舶のエネルギー効率を向上させ得る。
【選択図】図２

Description

本発明は風力発電機が具備された船舶に関し、より具体的には海風又は船舶が運航される時に発生される風を利用して発電を行うようになった風力発電機が具備された船舶に関する。

船舶には船体で電気を円滑に使用し、非常の時を対備するために自体的に発電機が設置されているし、発電機はエンジンの機械的運動によって発生されるエネルギーを受けてこれを発電機の内部の固定子と回転子との磁界的な結合によって電気エネルギーに変換させて負荷へ電気エネルギーを供給する。

しかし、上のようなエンジンを動力源として利用する船舶は燃料としてバンカーＣ油と軽油との混合油を使用するので、それによる維持費と運航費用とが多く掛かることになる短所がある。

さらに、船舶で使用される混合油等の石油燃料は燃焼の時、有害なガスを発生して大気及び海洋汚染を生じ、最近には船舶の数が大きく増加して大気及び海洋環境を大きく汚染させ、それによって海洋生物のみでなく、生態系全般に掛けて深刻な悪影響を及ぶ。

反面、風力や海水又は太陽のようなエネルギー源は枯渇されない無限の清浄エネルギーであるとし、したがって、自然力である風、海水及び太陽熱等を活用して発生させた電気を蓄電池に貯蔵して置く、船体に設置された様々な電気機器に使用するか、或いはこれを直接動力源として使用して船舶の駆動力及び発電の原料である混合油の使用量を大きく節減させることによって、エネルギーを節約し、さらに大気及び海洋汚染また減少させ得る電気発生装置が具備された船舶の製造が要求されている。

したがって、このような点を鑑みて現在風力発電機が具備された船舶に関する発明が多数提案されているが、その発明は全て船舶の周囲から吹いてくる風を利用する時、単なる一方向から吹いてくる風のみを風洞の内部へ誘導するようになっているので、風洞の内部へ引き込まれる風の全体総量が制限的であり、そのため発電効率を向上させるのが難しい問題点があった。

上記した目的を達成するための本発明による風力発電機が具備された船舶は、船舶の上面に具備された甲板の上に設置される構造物と、前記構造物と離隔されて、前記甲板の上に前記構造物の高さより低い高さを有し、前記構造物の幅より小さい幅を有するように設置される集風タワーと、前記集風タワーの下端部に連結されて前記集風タワーから流入される風を移送するためのエアーダクトと、前記エアーダクトの一地点に設置されて前記エアーダクトから移送される風によって回転されるタービンと、前記タービンに連結されて前記タービンが回転されることにしたがって駆動される発電機と、でなされ、前記集風タワーは、甲板の上に鉛直方向に立って設置した筒模様部材で構成され、周辺面には風が流入される多数個の通孔が形成された風洞と、前記風洞の周辺部に具備されて風を前記通孔へ誘導する多数個の誘導通路を形成するガイド部で構成され、前記ガイド部は、前記風洞の周辺部に放射方向に配置される多数個の集風板と、前記風洞の周辺部に位置し、前記集風板との間で互に上下方向に離隔されるように配置された多数個のガイド板で構成され、前記集風タワーは、前記ガイド部の前記誘導通路の上に前記風洞と離隔されるように設置されて前記風洞の内部へ流入された風が前記風洞から逸脱しなく、前記風洞に沿って下向へ誘導されるようにする複数の櫛目窓がさらに具備されることを特徴とする。
前記集風タワーは、船舶の船首を基準に見る時、前記構造物より前記船首により近く位置されることが望ましい。

本発明による風力発電機が具備された船舶は船舶が運航される時に発生される風や、自然的に吹いてくる風によって風力発電機が作動されて発電を行うので、発電を行うためにエンジンの動力を使用する必要が無いので、燃料消耗が増加されることを防止し、船舶のエネルギー効率を向上させることができる長所がある。

本発明による風力発電機が具備された船舶を示した側面図である。本発明による風力発電機が具備された船舶で風力発電機を示した側断面図である。本発明による風力発電機が具備された船舶で風力発電機を示した正面図である。本発明による船舶の風力発電機の作用を説明するための平面図である。

以下、本発明を添付された図面に基づいて詳細に説明する。
本発明による風力発電機が具備された船舶は図１に示したように船舶の上面に甲板４０が具備され、前記甲板４０の上面には構造物５０と風力発電機Ａが具備される。

前記構造物５０は船舶を運航するための調整室のようなものが利用され得り、その他に船室や荷物を積載するためのコンテナ倉庫のような多様な形態のものが利用され得る。

前記風力発電機Ａは図１に示したように、前記構造物５０と離隔されて前記甲板４０の上に前記構造物５０の高さより低い高さを有し、又前記構造物５０の幅より小さい幅を有するように設置され、図２に示したように甲板４０の上に設置され、風を集まって排出する集風タワー１０と、前記集風タワー１０の下端部に連結されて前記集風タワー１０から流入される風を移送するためのエアーダクト３０と、前記エアーダクト３０の一地点に設置されて前記エアーダクト３０から移送される風によって回転されるタービン３１と、前記タービン３１に連結されて前記タービン３１が回転されることによって駆動される発電機３２でなされる。

前記集風タワー１０は、図２に示したように風洞１１と、ガイド部２０とで構成され、図１に示したように船舶の船首を基準に見る時、前記構造物５０より前記船首に近く位置される。

前記風洞１１は図２に示したように甲板４０の上に鉛直方向に立って設置した筒模様部材で構成され、周辺面には風が流入される多数個の通孔１１ａが形成されている。

前記ガイド部２０は、前記風洞１１の周辺部に具備されて風を前記通孔１１ａへ誘導する多数個の誘導通路２１を形成するためのことであって、前記風洞１１の周辺部に放射方向に配置される多数個の集風板２２と、前記風洞１１の周辺部に位置し、前記集風板２２の間で互に上下方向に離隔されるように配置された多数個のガイド板２３で構成される。

前記集風板２２は集風タワー１０の縦方向のフレームをなす部分として、図２乃至図４に示したように、風洞１１の周辺部に放射方向に配置され、正６角形である風洞１１の六つの角を通るように互に６０°角度に離隔されて全体的に正６角形の対角線方向に配列されることが望ましい。

前記ガイド板２３は、隣接する集風板２２の間で上下に離隔されるように設置されて外部から吹いてくる風を通孔１１ａへ誘導されるように複数の誘導通路２１を形成するためのことであって、多様な形態に成し得り、その具体的な一例としては図２に示したように外側から内側へ行くほど、下降される下向湾曲部２３ａと、前記下向湾曲部２３ａの内側から水平方向に延長されて前記風洞１１の周辺面に連結される水平部２３ｂを含んで構成され得る。

また、前記集風タワー１０は、前記ガイド部２０に設置される多数個の櫛目窓２４をさらに含んで具備できる。

前記多数個の櫛目窓２４は外部から吹いてくる風が前記誘導通路２１に沿って風洞１１へ自然的に誘導されるようにすることであって、図２及び図３に示したように風洞１１へ続いた誘導通路２１の少なくとも一側に誘導通路２１を横断するように風洞１１と一定の距離離隔されて設置され、櫛目窓２４を大型に製作して１つの誘導通路２１に１つの櫛目窓２４を装着することもあるが、図２及び図３に示したように各々の誘導通路２１上の一地点に誘導通路２１を横断するように支持フレーム体２５、２６を配置し、その上に相対的に小さく製作された複数の櫛目窓２４を装着するようにすることがより望ましい。

したがって、各々の支持フレーム体２５、２６は図３に図示したように、各々の誘導通路２１の横断面全体をカバーできるようになり、風が通過できる通孔２７を有する形態であれば、いずれかの形態を取っても関係ないが、本実施形態のように水平バー２５ａと垂直バー２５ｂとでなされた格子形態を取るのが望ましく、この時、水平バー２５ａと垂直バー２５ｂとによって生じる多数の長方形格子孔が通孔２７を成す。

また、前記支持フレーム体２５、２６は各々の誘導通路２１に沿って少なくとも１つ以上複数個が具備され、例えば図２に示したように、風洞１１と隣接する内側の支持フレーム体２６と、そして最外殻の支持フレーム体２５に各々１つずつ２個が設置され得り、本実施形態のように風洞が正６角形である場合、風洞１１の六つの角を通る集風板２２の間に配置される支持フレーム体２５、２６も全体的に正６角形の同軸配列を有する。

上のように構成された本発明による風力発電機が具備された船舶は甲板４０の上に設置された集風タワー１０によって風を集めて発電を行い、風が吹けば、支持フレーム２５、２６に設置された複数の櫛目窓２４を通過して流入される風は誘導通路２１を通じて風洞１１の内部へ収集され、その後、エアーダクト３０を通じてタービン３１へ供給されてタービン３１とタービン３１に連結された発電機３２を回転させて発電を行って電力を生産するので、エンジンの動力を利用して発電する必要性を減って発電のための動力損失を最小化し、燃料消耗が増加されることを防止し、船舶のエネルギー効率を向上させることができる長所がある。

しかし、本発明による風力発電機が具備された船舶は図１に示したように集風タワー１０と隣接して前記集風タワー１０より高くてより広い幅を有するように構造物５０が設置されているし、又、前記集風タワー１０は、船舶の船首を基準に見る時、前記構造物５０より前記船首にさらに近く位置されているので、発電効率をさらに向上させ得る長所がある。即ち、船舶の前進の時に発生される風は前記集風タワー１０の前方から後方に吹いてくるので、風が集風タワー１０の前方に形成された誘導通路２１のみを通じて風洞１１へ流入される。しかし、本発明は集風タワー１０を構造物５０、例えば、調整室の前方に近接されるように設置されているので、図４で点線の矢印で示したように、前方から吹いてくる風が前記構造物５０の全面に衝突して反発になり、反発された風は集風タワー１０の後方に形成された誘導通路２１を通じて風洞１１へ流入される。したがって、集風タワー１０の周辺面の全体を通じて風が流れ込まれて風洞１１内へ収集されるので、タービン３１へ供給される風の風量と風速が増加され、発電効率をさらに向上させ得り、したがって、エンジン動力を利用して発電する発電量を最小化され得るので、エンジンの燃料消耗を最小化し、又それにしたがう大気及び海洋汚染をまた最大に減少させ得る長所がある。

１０集風タワー
１１風洞
２０ガイド部
２１誘導通路
２２集風板
２３ガイド板
３０エアーダクト
３１タービン
３２発電機
４０甲板
５０構造物

Claims

船舶の上面に具備された甲板４０の上に設置される構造物５０と、
前記構造物５０と離隔されて前記甲板４０の上に前記構造物５０の高さより低い高さを有し、前記構造物５０の幅より小さい幅を有するように設置される集風タワー１０と、
前記集風タワー１０の下端部に連結されて前記集風タワー１０から流入される風を移送するためのエアーダクト３０と、
前記エアーダクト３０の一地点に設置されて前記エアーダクト３０から移送される風によって回転されるタービン３１と、
前記タービン３１に連結されて前記タービン３１が回転されることにしたがって駆動される発電機３２と、でなされ、
前記集風タワー１０は、甲板４０の上に鉛直方向に立って設置した筒模様部材に構成され、周辺面には風が流入される多数個の通孔１１ａが形成された風洞１１と、前記風洞１１の周辺部に具備されて風を前記通孔１１ａへ誘導する多数個の誘導通路２１を形成するガイド部２０とで構成され、
前記ガイド部２０は、前記風洞１１の周辺部に放射方向に配置される多数個の集風板２２と、前記風洞１１の周辺部に位置し、前記集風板２２の間で互に上下方向に離隔されるように配置された多数個のガイド板２３で構成され、
前記集風タワー１０は、前記ガイド部２０の前記誘導通路２１の上に前記風洞１１と離隔されるように設置されて前記風洞１１の内部へ流入された風が前記風洞１１で逸脱しなく、前記風洞１１に沿って下向へ誘導されるようにする複数の櫛目窓２４がさらに具備されることを特徴とする風力発電機が具備された船舶。
前記集風タワー１０は、船舶の船首を基準に見る時、前記構造物５０より前記船首により近く位置されることを特徴とする風力発電機が具備された請求項１に記載の船舶。