KR101168214B1 - 자가발전으로 기동하는 요트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양력, 조력 및 풍력을 선택적으로 이용할 수 있는 자가 동력 경량요트에 관한 것이다. 그의 구성은; 선체의 좌우 양쪽에 평행을 이룬 상태로 길게 고정 설치되는 튜브(1); 상기 튜브(1) 사이에 마련되는 것으로서 탑승공간 및 조타석을 포함하는 캐빈(5); 상기 캐빈(5)의 상부를 차양 형태로 덮는 루프(7); 상기 루프(7)의 외표면에 설치되는 태양전지(9)를 이용하여 태양으로부터 전기에너지를 얻기 위한 제1발전부; 상기 튜브(1) 사이의 공간에 설치되는 것으로서, 풍력으로부터 전기에너지를 얻기 위한 제2발전부; 상기 튜브(1) 사이의 공간에 설치되는 것으로서, 해류로부터 전기에너지를 얻기 위한 제3발전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자가발전으로 기동하는 요트{Self Motivating Yacht}
본 발명은 경량 요트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양력, 조력 및 풍력을 선택적으로 이용할 수 있는 자가 동력 경량요트에 관한 것이다.
여가생활의 필요성 증대에 따라 다양한 레저산업이 활성화되어 있다. 그 일환으로 수상레저가 보급되어 있으며, 소형 요트가 수상레저의 한 분야로 자리매김하고 있다. 한편, 환경분야에 대한 첨예한 관심에 따라 석유에너지의 사용빈도를 낮추고자 하는 노력이 사회 각 방면에서 이루어지고 있으며, 이는 레저산업에도 예외가 될 수 없다.
국내에 특허 또는 실용신안출원된 기술중에는 무공해에너지인 자연력을 이용하는 선박이 제안된 바 있다. 여기서 사용되는 무공해에너지로 대표적인 것은 태양력과 풍력이 있으며, 조류를 이용한 방식도 눈에 띈다.
하지만, 기존에 공개되어 있는 기술의 대부분은 실용화될 수 없는 정도로 추상적이거나 투자비용에 비해 효과가 낮아 실제로 제품화되지 못하는 경향이 크다.
위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 레저활동에 사용 가능한 소형 경량의 요트를 제공하는 것으로서, 특히 풍력, 해류 및 태양력을 복합적으로 이용함으로써 석유에너지의 이용 가능성을 최대한 배제할 수 있는 자연력을 이용하는 소형 요트를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 선체의 구조도 특별히 고안되어야 할 것이며, 본 발명의 목적중에는 안정성이 높고 큰 부력을 받을 수 있는 선체를 제공하는 것이 포함된다.
위와 같은 목적은, 부력을 발생시키기 위한 것으로서 선체의 좌우 양쪽에 평행을 이룬 상태로 길게 고정 설치되는 튜브; 상기 튜브 사이에 마련되는 것으로서 탑승공간 및 조타석을 포함하는 캐빈; 상기 캐빈의 상부를 차양 형태로 덮는 루프; 상기 루프의 외표면에 설치되는 태양전지를 이용하여 태양으로부터 전기에너지를 얻기 위한 제1발전부; 접힌 상태에서는 수면과 평행하게 되고 수면 위로 펼친 상태에서는 수면과 직각이 될 수 있게끔 상기 튜브 사이의 공간에 설치되는 것으로서, 풍력으로부터 전기에너지를 얻기 위한 제2발전부; 접힌 상태에서는 수면과 평행하게 되고 수면 아래로 펼친 상태에서는 수면과 직각이 될 수 있게끔 상기 튜브 사이의 공간에 설치되는 것으로서, 해류로부터 전기에너지를 얻기 위한 제3발전부; 제1,2,3발전부로부터 얻은 전기에너지를 축적하고 필요시 방전하기 위한 축전부; 상기 축전부에서 방전되는 전류를 이용하여 동력을 발생시키기 위한 프로펠러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전으로 기동하는 요트에 의해 달성된다.
본 발명의 특징에 의하면, 상기 튜브는 알루미늄 합금 또는 섬유강화플라스틱(FRP)으로 된 것으로서, 길이방향을 따라 수개의 격벽이 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제2 발전부의 블레이드는 두 개의 평행하게 이격되어 있는 제1기둥체 사이에 설치되며, 블레이드게양수단에 의해 상기 제1기둥체의 연장방향을 딸 상하방향으로 기동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 루프는 외루프와 내루프로 구성되며, 상기 내루프는 상기 외루프와 선택적으로 겹쳐지도록 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 블레이드의 중심인 허브에는 그의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 다각형 파이프 형태의 소켓이 돌출 형성되어 있으며; 상기 소켓에 끼워져 결합되는 다각형 단면을 가지는 수부재가 블레이드의 하단부에 설치됨으로써; 상기 블레이드의 단위 날개는 풍량에 따라 블레이드에 가해지는 충격량을 조절하기 위하여 -30° ~ 30°까지 각도가 조정될 수 있다.
위와 같은 구성에 의하면, 태양광이 충분할 때에는 제1발전부만을 이용하여 발전하고 태양광이 충분치 못할 때에는 풍력이나 해류를 이용하여 발전하여 이용할 수 있다. 따라서 주변 상황에 따라 에너지 획득방법을 달리 함으로써 운전을 위한 충분한 동력을 얻을 수 있는 소형 요트가 제공된다. 튜브를 이용한 양동형 선체에 의하면 깊이가 낮은 수면에서도 쉽게 부상할 수 있으며 안정성이 뛰어난 소형 요트가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 요트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 요트의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 요트의 정면도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 요트의 사용상태를 도시하는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 블레이드의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 요트의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 자가발전으로 기동하는 요트는 1 ~10인 정도의 인원을 수용할 수 있는 소형으로서 호수, 강, 바다에서 레저용으로 사용되도록 고안된 것이다.
기본적으로 선체를 부상시키기 위한 부력은 1쌍의 튜브(1, tube)에서 얻도록 한다. 튜브(1)는 선체의 좌우 양쪽에 평행을 이룬 상태로 길게 설치되며, 튜브(1) 사이는 바닥판으로 연결된다. 이러한 튜브는 기존에 소형 요트에 사용되고 있는 방식이며 좌우방향의 안정감이 뛰어나고 물깊이가 낮은 곳에서도 쉽게 부상할 수 있는 장점을 제공한다. 본 발명의 실시예에 의하면 튜브(1)는 알루미늄 합금 또는 섬유강화플라스틱(FRP) 등으로 선택하는 것이 추천된다. 또한 튜브의 특정 지점에 손상이 생겨 물이 침투하더라도 그에 의한 악영향을 최소한으로 하기 위하여 튜브(1) 내부에는 수개의 격벽(3)이 설치된다. 격벽(3)은 즉 튜브(1)로 하여금 다수의 단위 공간, 즉 공기챔버를 갖게 한다. 튜브(1)의 특정 부위가 암초 등에 의해 천공되더라도 일부 공간에만 물이 차기 때문에 선체의 즉시로 심각한 문제가 생기지 않게 된다. 격벽(3)의 개수는 필요에 따라 조정 가능하며 도시된 바에 한정되지 아니한다. 또한 격벽(3)은 튜브(1)의 공간을 구획하기 위한 것으로서 도시된 것처럼 세로방향이 아닌 가로방향으로 설치될 수도 있다.
탑승공간 및 조타석을 포함하는 캐빈(5, cabin)은 튜브 사이에 마련된다. 빗물 또는 태양빛을 가리기 위한 루프(7, roof)가 캐빈의 상부를 덮게끔 설치된다. 루프(7)는 바람직하게는 도시된 것처럼 아치 형태 또는 터널 형태로 하는 것이 바람에 대한 저항을 줄이는데 유리하다.
루프(7)의 외표면에는 박형의 태양전지(9)가 설치된다. 태양전지(9)는 태양광으로부터 전기에너지를 얻기 위한 제1발전부의 핵심 구성요소이다.
본 발명의 실시예에 의하면 루프(7)는 외루프(7a)와 내루프(7b)로 구성되며, 내루프(7b)는 외루프(7a)와 선택적으로 겹쳐지도록 슬라이딩 가능하게 설치된다. 내루프(7b)는 미닫이문에서와 같이 레일(11)을 따라 기동 가능하게 설치된다. 내루프(7b)를 레일(11)의 특정 위치에서 고정시키기 위한 클립 또는 고정핀과 같은 고정수단(미도시됨)이 마련될 수 있다. 루프(7)가 바람에 임의로 움직여서는 안 되기 때문이다.
루프(7)를 설치하기 위한 아치 형태의 기둥 사이로 선창(13)이 마련되는데 탑승자는 이 선창(13)을 통해 선체의 양측방향을 통해 외부를 관망할 수 있게 된다.
루프(7)를 이중으로 구비하는 것은 태양광의 다소에 따라 또는 필요 전력량에 따라 수광면적을 조절할 수 있게 하기 위한 것이다. 태양전지(9)로부터 전력을 얻어 충전시키는 과정은 일반적인 사항이어서 그의 설명을 생략한다.
루프(7)의 프레임을 포함하는 캐빈(5)은 에프알피(FRP) 또는 알루미늄 합금과 같은 강도가 높고 경량이며 내식성이 양호한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 제1발전부와 별도로 풍력으로부터 전기에너지를 얻기 위한 제2발전부가 제공된다. 제2발전부는 접힌 상태에서는 수면과 평행하게 되고 수면 위로 펼친 상태에서는 수면과 직각이 될 수 있게끔 상기 튜브(1) 사이의 공간에, 특히 캐빈(5)의 전방에 설치되는 블레이드(15)와 그에 직결되어 있는 제1발전기(17)를 핵심 구성으로 한다.
블레이드(15)는 두 개의 평행하게 이격되어 있는 제1기둥체(19) 사이에 설치된다. 제1기둥체(19)는 상하부에 횡방향로 고정되는 횡대(21)에 의해 고정된 형태를 유지할 수 있다. 제1기둥체(19)는 수작업에 의해 들려져 도 4에 도시된 바와 같이 수면과 직각을 이룬 상태로 고정될 수 있다. 제1기둥체(19)를 수직 상태로 유지시키기 위한 지지대(미도시됨)가 마련됨이 바람직하다. 바람에 의한 저항을 적게 받도록 제1기둥체(19)의 단면 형태는 유선형태로 함이 바람직하다. 제1기둥체(19)는 경첩에 의해 하부를 기준으로 접히거나 펼쳐질 수 있다. 블레이드(15)와 제1기둥체(19)는 경량이어서 수작업으로도 충분히 접거나 펼 수 있다.
제1기둥체(19)의 내부에는 블레이드(15)의 설치 높이를 조절하기 위한 블레이드게양수단이 마련된다. 블레이드게양수단은 랙기어, 체인 또는 도르래 등이 선택될 수 있으며, 제1기둥체의 외측부에 설치된 제1핸들(25)을 회전시킴으로써 블레이드를 제1기둥체(19)를 따라 기동시킬 수 있게 한다. 이는 블레이드(15)의 위치를 선체로부터 높게 유지시키기 위한 것으로서 많은 바람을 받아들일 수 있는 동시에 탑승자의 시야를 가리지 않도록 하기 위한 것이다.
블레이드(15)는 5개 정도의 단위 날개(15a)로 구성되는 것이 바람직하며 단위 날개(15a)는 풍량에 따라 블레이드에 가해지는 충격량을 조절하기 위하여 -30° ~ 30°까지 각도가 조정될 수 있도록 하는 것이 추천된다. 도 6에 도시된 바에 의하면 블레이드의 중심인 허브(27, hub)에는 그의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 다각형 파이프 형태의 소켓(29)이 돌출 형성되어 있으며, 이 소켓(29)에는 단위 날개(15a)의 하단부가 결합된다. 단위 날개(15a)의 하단부에는 소켓(29)에 끼워져 결합되는 다각형 단면을 가지는 수부재(31)가 설치된다. 소켓(29)과 수부재(31)는 하나 이상의 렌치볼트 등으로 고정된다.
도시된 블레이드의 구체적 형태는 예시에 지나지 아니하며 현재 사용되거나 미래 개발될 수 있는 다양한 형태 및 재질을 갖는 블레이드로 대체될 수 있음은 분명하다.
해류 또는 조류(이하, '해류'로 통칭한다)로부터 전기에너지를 얻기 위한 제3발전부가 제공된다. 제3발전부는 요트가 정박해있거나 닻을 내리고 있을 때 사용되는 것이다.
제3발전부는 접힌 상태에서는 수면과 평행하게 되고 수면 아래로 펼친 상태에서는 수면과 직각이 될 수 있게끔 상기 튜브 사이의 공간에, 특히 캐빈(5)의 전방에 설치되는 수차(33)와 그에 직결되어 있는 제2발전기(35)를 핵심 구성으로 한다.
수차(33)는 제2발전부의 블레이드(15)와 펼침방향과 크기만 다를 뿐 동일한 구성과 작용을 갖도록 설치된다.
이하 제3발전부의 구성을 간략히 설명한다. 수차(33)는 1쌍의 제2기둥체(37) 사이에 설치되며, 제2기둥체(37) 측부에 설치되는 제2핸들(39)을 손으로 회전시킴으로써 제2기둥체(37)의 연장방향을 따라 수면으로부터 아래로 멀어지는 방향으로 내려갈 수 있게 되어 있다. 해수면에서 어느 정도 깊어짐에 따라 해류의 세기가 강해지기 때문이다. 제2기둥체(37) 역시 경첩 등에 의해 상단을 중심으로 수동에 의해 회동하면서 접히거나 펼쳐질 수 있다.
수차의 단위 날개(33a)는 블레이드의 단위날개(33a)보다 크기가 작거나 개수가 적게 되어 있는데 이는 해류에 의한 저항이 크기 때문이다. 제2발전부의 블레이드(15a)와 같이 수차의 단위 날개(33a) 또한 각도 조절이 가능하게 할 수 있다.
도 4에서 제1기둥체(19)와 제2기둥체(37)는 동시에 펼쳐지는 것으로 도시되었지만 이는 편의상 그와 같이 표현한 것일 뿐이다. 제1기둥체(19)와 제2기둥체(37)는 각각 독립적으로 펼쳐지거나 접혀질 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 요트의 사시도이다. 본 실시예에 의하면, 돛을 더 부비하는 요트가 제공된다. 이 돛은 운전자가 선택적 설치 또는 해체할 수 있게끔 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 의하면 블레이드(15)를 포함한 제1기둥체(19)에 돛부재(41)를 씌움으로써 간단히 돛을 설치할 수 있음을 보여준다.
돛의 설치면적을 조절할 수 있게끔 하는 수단이 어렵지 않게 강구될 수 있다.
나아가 돛의 방향을 조절할 수 있도록 하는 것도 추천될 수 있다. 예를 들어 제1기둥체(19)의 하단 중심부에 세로방향으로 회전축(43)을 설치하고 이 회전축을 중심으로 제1기둥체(19)가 회전될 수 있게끔 함으로써 돛의 방향을 조절할 수 있을 것이다.
이러한 돛은 다양한 방법으로 요트를 즐길 수 있게끔 하는 즐거움을 사용자에게 부여하게 된다.
요트에는 각 발전부에서 생성되는 전기에너지를 축적하며 필요시 방전할 수 있도록 축전부가 포함된다. 축전부는 축전지와 이를 콘트롤하기 위한 제어부를 포함한다. 축전지의 에너지를 이용하는 모터구동방식의 프로펠러(45)가 요트의 후미에 설치된다. 또한 닻, 방향키, 조타실 등 요트로서의 기본적인 구성요소가 구비되어야 할 것이다. 기타 규모가 좀 더 큰 요트라면 보다 많은 부대시설이 구비될 수 있음은 당연할 것이며 이는 발전량 등을 고려하여 설계될 것이다.
1 ; 튜브 3 ; 격벽
5 ; 캐빈(cabin) 7 ; 루프(roof)
9 ; 태양전지 15 ; 블레이드
17,35 ; 제1,2발전기 19,37 ; 제1,2기둥체
25,39 ; 제1,2핸들 29 ; 소켓
31 ; 수부재 33 ; 수차
41 ; 돗부재 43 ; 회전축
45 ; 프로펠러 47 ; 방향키

Claims (5)

  1. 부력을 발생시키기 위한 것으로서 선체의 좌우 양쪽에 평행을 이룬 상태로 길게 고정 설치되는 튜브(1); 상기 튜브(1) 사이에 마련되는 것으로서 탑승공간 및 조타석을 포함하는 캐빈(5); 상기 캐빈(5)의 상부를 차양 형태로 덮는 루프(7); 상기 루프(7)의 외표면에 설치되는 태양전지(9)를 이용하여 태양으로부터 전기에너지를 얻게 하는 제1발전부; 접힌 상태에서는 수면과 평행하게 되고 수면 위로 펼친 상태에서는 수면과 직각이 될 수 있게끔 상기 튜브(1) 사이의 공간에 설치되는 것으로서, 풍력으로부터 전기에너지를 얻게 하는 제2발전부; 접힌 상태에서는 수면과 평행하게 되고 수면 아래로 펼친 상태에서는 수면과 직각이 될 수 있게끔 상기 튜브(1) 사이의 공간에 설치되는 것으로서, 해류로부터 전기에너지를 얻게 하는 제3발전부; 상기 제1,2,3발전부로부터 얻은 전기에너지를 축적하고 필요시 방전하기 위한 축전부; 상기 축전부에서 방전되는 전류를 이용하여 동력을 발생시키기 위한 프로펠러(45);를 포함하며;
    상기 제2 발전부는 수개의 단위 날개로 구성되는 블레이드(15)를 포함하며; 상기 블레이드(15)는 두 개의 평행하게 이격되어 있는 제1기둥체 (19)사이에 설치되며, 블레이드게양수단에 의해 상기 제1기둥체(19)의 연장방향을 따라 상하방향으로 기동할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 자가발전으로 기동하는 요트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 튜브(1)는 알루미늄 합금 또는 섬유강화플라스틱(FRP)으로 된 것으로서, 수개의 단위 공간으로 구획하기 위한 다수의 격벽(3)이 마련되는 것을 특징으로 하는 자가발전으로 기동하는 요트.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 루프(7)는 외루프(7a)와 내루프(7b)로 구성되며, 상기 내루프(7b)는 상기 외루프(7a)와 선택적으로 겹쳐지도록 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 자가발전으로 기동하는 요트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 블레이드(15)의 중심인 허브(27)에는 그의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 다각형 파이프 형태의 소켓(29)이 돌출 형성되어 있으며; 상기 소켓(29)에 끼워져 결합되는 다각형 단면을 가지는 수부재(31)가 상기 블레이드(15)를 구성하는 단위 날개(15a)의 하단부에 설치됨으로써; 상기 단위 날개(15a)는 풍량에 따라 상기 블레이드(15)에 가해지는 충격량을 조절하기 위하여 -30° ~ 30°까지 각도가 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 자가발전으로 기동하는 요트.
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