KR101168266B1 - Power generating apparatus for ship and ship including the same - Google Patents
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Abstract
선박용 발전 장치 및 이를 포함하는 선박이 개시된다. 이 선박용 발전 장치는선체의 내부에 마련되고, 선체의 하측으로 개방된 챔버; 챔버의 내부와 선체의 외부를 연통시키는 제 1 덕트; 제 1 덕트의 내부 유체를 챔버에서 선체의 외부로 이동시키는 제 1 밸브; 제 1 덕트의 내부에서 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제 1 제너레이터; 챔버의 내부와 상기 선체의 외부를 연통시키는 제 2 덕트; 제 2 덕트의 내부 유체를 챔버에서 선체의 외부에서 챔버로 이동시키는 제 2 밸브; 및 제 2 덕트의 내부에서 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제 2 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다Disclosed are a power generating apparatus for ships and a ship comprising the same. The ship power generation device is provided in the interior of the hull, the chamber is open to the lower side of the hull; A first duct communicating between the inside of the chamber and the outside of the hull; A first valve for moving the internal fluid of the first duct out of the hull in the chamber; A first generator for converting kinetic energy of the fluid moving inside the first duct into electrical energy; A second duct communicating the inside of the chamber with the outside of the hull; A second valve for moving the internal fluid of the second duct from the chamber to the chamber outside of the hull; And a second generator for converting kinetic energy of the fluid moving inside the second duct into electrical energy.
Description
본 발명은 선박용 발전 장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
The present invention relates to a power generation device for ships and a ship comprising the same.
선박에는 선박을 운용함에 있어서 필요한 전력을 생산하기 위해 발전기가 설치된다. 이 때, 발전기에 의해 생산된 전력은 선박내에 위치하는 다양한 전기부하에 직접 공급되거나 축전지에 저장된다.Ships are equipped with generators to produce the power needed to operate the ship. At this time, the power produced by the generator is supplied directly to the various electrical loads located in the vessel or stored in the battery.
일반적으로 선박에는 이러한 제너레이터를 구동하기 위해 보조엔진이 설치된다. 이와 같은 보조엔진은 화석연료를 사용하여 작동된다. 과도한 화석연료의 사용은 고유가 시대를 맞아 선박 운용 비용을 크게 증가시킨다는 문제점이 있다. 또한, 화석 연료의 사용은 필연적으로 환경오염을 초래하는 문제점이 있다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위해 화석 연료의 사용량을 줄이기 위한 노력이 진행되고 있다.
In general, a ship is equipped with an auxiliary engine to drive such a generator. Such auxiliary engines operate using fossil fuels. Excessive use of fossil fuels has a problem of significantly increasing the cost of operating ships in the era of high oil prices. In addition, the use of fossil fuel has a problem that inevitably causes environmental pollution. In recent years, efforts to reduce the use of fossil fuels have been made.
본 발명의 실시예들은 전력 생산 비용이 저감되고 환경 오염이 방지되는 선박용 발전 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
Embodiments of the present invention are to provide a marine power generation apparatus and a vessel comprising the same, the power generation cost is reduced and environmental pollution is prevented.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 설치되는 선박용 발전 장치로서, 상기 선체의 내부에 마련되고, 상기 선체의 하측으로 개방된 챔버; 상기 챔버의 내부와 상기 선체의 외부를 연통시키는 제 1 덕트; 상기 제 1 덕트의 내부 유체를 상기 챔버에서 상기 선체의 외부로 이동시키는 제 1 밸브; 상기 제 1 덕트의 내부에서 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제 1 제너레이터; 상기 챔버의 내부와 상기 선체의 외부를 연통시키는 제 2 덕트; 상기 제 2 덕트의 내부 유체를 상기 선체의 외부에서 상기 챔버로 이동시키는 제 2 밸브; 및 상기 제 2 덕트의 내부에서 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제 2 제너레이터를 포함하는 선박용 발전 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a ship power generation apparatus installed in the hull, the chamber provided inside the hull, the chamber is opened to the lower side of the hull; A first duct communicating the inside of the chamber with the outside of the hull; A first valve for moving the internal fluid of the first duct out of the hull in the chamber; A first generator for converting kinetic energy of the fluid moving inside the first duct into electrical energy; A second duct communicating between the inside of the chamber and the outside of the hull; A second valve for moving the internal fluid of the second duct from the outside of the hull to the chamber; And a second generator for converting kinetic energy of the fluid moving in the second duct into electrical energy.
상기 챔버는, 상기 선체의 하측으로 개방된 하부 챔버 및 상기 하부 챔버와 연통하여 상기 하부 챔버의 상측에 배치되고 상기 하부 챔버의 횡단면적에 비해 작은 횡단면적을 갖는 상부 챔버를 포함하고, 상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트는 상기 상부 챔버와 결합될 수 있다.The chamber includes a lower chamber open to the lower side of the hull and an upper chamber disposed above the lower chamber in communication with the lower chamber and having a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the lower chamber. A duct and the second duct can be combined with the upper chamber.
상기 제 1 제너레이터는, 상기 제 1 덕트 내부에 배치된 제 1 샤프트; 상기 제 1 샤프트와 결합되어 회전하는 제 1 날개부; 상기 제 1 날개부의 팁에 결합된 제 1 링; 상기 제 1 링의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 1 마그네트부; 및 상기 제 1 마그네트부에 대응하여 상기 제 1 덕트의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 1 코일부를 포함하고, 상기 제 2 제너레이터는, 상기 제 2 덕트 내부에 배치된 제 2 샤프트; 상기 제 2 샤프트에 결합되어 회전하는 제 2 날개부; 상기 제 2 날개부의 팁에 결합된 제 2 링; 상기 제 2 링의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 2 마그네트부; 및 상기 제 2 마그네트부에 대응하여 상기 제 2 덕트의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 2 코일부를 포함할 수 있다.The first generator may include a first shaft disposed inside the first duct; A first wing coupled to the first shaft to rotate; A first ring coupled to the tip of the first wing; A plurality of first magnets radially spaced apart from an outer circumferential surface of the first ring; And a plurality of first coil parts radially spaced apart from an outer circumferential surface of the first duct in correspondence with the first magnet part, wherein the second generator comprises: a second shaft disposed inside the second duct; A second wing portion coupled to the second shaft and rotating; A second ring coupled to the tip of the second wing; A plurality of second magnets disposed radially spaced apart from an outer circumferential surface of the second ring; And a plurality of second coil parts disposed radially spaced apart from the outer circumferential surface of the second duct in correspondence with the second magnet part.
상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 외부 연통 단부, 상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 외부 연통 단부, 상기 챔버와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 챔버 연통 단부, 및 상기 챔버와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 챔버 연통 단부는 각각 해수면 아래에 위치하고, 상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트의 내부 유체는 해수일 수 있다.A first external communication end of the first duct in communication with the outside of the hull, a second external communication end of the second duct in communication with the outside of the hull, a first chamber communication of the first duct in communication with the chamber An end and a second chamber communication end of the second duct communicating with the chamber may be located below the sea level, and the internal fluid of the first duct and the second duct may be seawater.
상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 외부 연통 단부, 상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 외부 연통 단부, 상기 챔버와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 챔버 연통 단부, 및 상기 챔버와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 챔버 연통 단부는 각각 해수면 위에 위치하고, 상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트의 내부 유체는 공기일 수 있다.A first external communication end of the first duct in communication with the outside of the hull, a second external communication end of the second duct in communication with the outside of the hull, a first chamber communication of the first duct in communication with the chamber An end and a second chamber communication end of the second duct in communication with the chamber are each located above sea level, and the fluid inside the first duct and the second duct may be air.
상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 외부 연통 단부, 상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 외부 연통 단부는 각각 해수면 위에 위치하고, 상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트의 내부 유체는 공기 또는 해수일 수 있다.A first outer communication end of the first duct in communication with the outside of the hull, a second outer communication end of the second duct in communication with the outside of the hull are respectively located above sea level, the first duct and the second duct The internal fluid of can be air or sea water.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체; 및 상기 선체에 설치된 상기 선박용 발전 장치를 포함하는 선박이 제공된다.According to another aspect of the invention, the hull; And it is provided with a ship comprising the marine power generation device installed on the hull.
상기 선박용 발전 장치는 상기 선체의 선미부 및 선수부 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다.The marine power generation device may be installed in at least one of the stern portion and the bow portion of the hull.
상기 선박용 발전 장치는 상기 선체의 좌현 및 우현 중 적어도 어느 하나에 설치될 수 있다.The ship power generation device may be installed in at least one of the port and starboard of the hull.
상기 제 1 제너레이터 및 상기 제 2 제너레이터에서 생산된 전력을저장하도록 상기 선체에 설치된 충전지를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a rechargeable battery installed in the hull to store electric power generated by the first generator and the second generator.
본 발명에 따르면, 해상을 운항하는 과정에서 필연적으로 발생하는 선체의 상하 방향의 운동을 이용하여 발전 장치가 전력을 생산하고, 생산된 전력을 선박에서 사용함으로써, 전력을 생산하기 위해 화석 연료를 연소하여 전력을 생산하던 종래 방식과 달리 전력을 생산하기 위한 화석 연료의 구매 비용 등의 비용이 절감되고, 전력 생산 과정에서 오염 물질이 발생하지 않아 환경 오염이 방지된다.
According to the present invention, by using the up and down movement of the hull inevitably generated during the operation of the sea, the power generation device generates power, by using the generated power in the ship, burning the fossil fuel to produce power Unlike the conventional method of producing electric power, the cost such as the purchase cost of fossil fuel for producing electric power is reduced, and pollutants are not generated in the electric power production process, thereby preventing environmental pollution.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 우측에서 바라본 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 상측에서 바라본 도면이고,
도 3은 본 실시예에 따른 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 발전 장치에 포함된 제 1 제너레이터를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4의 A-A단면을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6 내지 도 8은 본 실시예에 따른 선박용 발전 장치의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view as seen from the right side of a ship according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a view from above of the ship according to an embodiment of the present invention,
3 is a view schematically showing a power generation device according to the present embodiment,
4 is a view schematically showing a first generator included in a ship power generation apparatus according to an embodiment of the present invention,
5 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
6 to 8 are diagrams schematically showing the operation of the marine power generation apparatus according to the present embodiment.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응되는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same or corresponding reference numerals and overlapping therewith The description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 우측에서 바라본 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 상측에서 바라본 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 선박은 선체(10)와, 선체(10)에 설치된 발전 장치(30)를 포함한다.1 is a view of the vessel according to an embodiment of the present invention from the right side, Figure 2 is a view of the vessel according to an embodiment of the present invention from the top. 1 and 2, the ship according to the present embodiment includes a
본 실시예에 따르면, 해상을 운항하는 과정에서 필연적으로 발생하는 선체(10)의 상하 방향의 운동을 이용하여 발전 장치(30)가 전력을 생산하고, 생산된 전력을 선박에서 사용할 수 있다. 이에 따라, 전력을 생산하기 위해 화석 연료를 연소하여 전력을 생산하던 종래 방식과 달리 본 실시예에 따른 선박은 전력을 생산하기 위한 화석 연료의 구매비용 등의 비용을 절감할 수 있고, 전력 생산 과정에서 오염 물질이 발생하지 않아 환경 오염을 방지할 수 있다.According to the present embodiment, the
도 3은 본 실시예에 따른 발전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발전 장치(30)는 챔버(40)와, 제 1 덕트(51)와, 제 1 밸브(52)와, 제 2 덕트(61)와, 제 2 밸브(62)와, 제 1 제너레이터(53)와, 제 2 제너레이터(63)를 포함할 수 있다.3 is a view schematically showing a power generation device according to the present embodiment. Referring to FIG. 3, the
챔버(40)는 선체(10) 내부에 마련되고, 선체(10)의 하측으로 개방된다. 챔버(40)에는 해수면의 위치(W1, W2, W3)에 따라 해수가 적어도 부분적으로 채워질 수 있다.The
챔버(40)는 상호 연통된 하부 챔버(41)와 상부 챔버(42)를 포함할 수 있다. 이 경우, 하부 챔버(41)는 선체(10)의 하측으로 개방되고, 상부 챔버(42)는 하부 챔버(41)의 상측에 배치된다.The
상부 챔버(42)의 횡단면적은 하부 챔버(41)의 횡단면적에 비해 작을 수 있다. 이 경우, 상부 챔버(42)를 지나 하부 챔버(41)로 이동하는 유체, 예를 들어 해수 또는 공기는 베르누이 정리에 의해 유속이 증가할 수 있다.The cross sectional area of the
챔버(40)에는 제 1 덕트(51)가 결합된다. 제 1 덕트(51)는 챔버(40)의 내부와 선체(10)의 외부를 연통시킨다. 제 1 덕트(51)는 챔버(40)가 상부 챔버(42) 및 하부 챔버(41)를 포함하는 이단 구조일 때 상부 챔버(42)와 결합되는 것이 바람직하다.The
본 실시예에 따르면, 선체(10)의 외부와 연통된 제 1 덕트(51)의 제 1 외부 연통 단부(51a)는 후술하는 제 2 외부 연통 단부(61a)와 일치할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 또한, 챔버(40)와 연통된 제 1 덕트(51)의 제 1 챔버 연통 단부(51b)는 후술하는 제 2 챔버 연통 단부(61b)와 일치하지 않으나 이에 국한되지 않는다.According to the present embodiment, the first external communication end 51a of the
제 1 덕트(51) 상에는 제 1 밸브(52)가 설치될 수 있다. 제 1 밸브(52)는 제 1 덕트(51)의 내부 유체, 예를 들어 해수 또는 공기를 한 방향으로 이동시킨다. 본 실시예에 따르면, 제 1 밸브(52)는 제 1 덕트(51)의 내부 유체를 챔버(40)에서 선체(10)의 외부로 이동시킨다. 이러한 제 1 밸브(52)는 일 방향 체크 밸브(one-way check valve)를 포함할 수 있다. 또는 제 1 밸브(52)는 일 방향으로만 개방되도록 힌지 회동하는 밸브를 포함할 수 있다. 이외에도 제 1 밸브(52)의 다양한 변형이 가능하다.The
제 1 제너레이터(53)는 제 1 덕트(51) 내부에서 일 방향으로 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 발전 장치에 포함된 제 1 제너레이터를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 A-A단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.The
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 제너레이터(53)는 제 1 샤프트(54)와, 제 1 날개부(55)와, 제 1 링(56)과, 제 1 마그네트부(57)와, 제 1 코일부(58)를 포함할 수 있다. 보다 상세히, 제 1 샤프트(54)는 제 1 덕트(51)의 내부에 배치될 수 있다. 제 1 샤프트(54)는 제 1 덕트(51)의 내부를 따라 이동하는 유체의 흐름과 나란한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 제 1 샤프트(54)는 제 1 덕트(51) 내부에서 회전 가능하게 지지되거나 고정 지지될 수 있다.4 and 5, the
제 1 샤프트(54)에 제 1 날개부(55)가 결합될 수 있다. 제 1 날개부(55)는 프로펠러 형상으로 이루어질 수 있다. 제 1 날개부(55)는 제 1 덕트(51)를 따라 이동하는 유체의 흐름에 의해 회전할 수 있다. 제 1 날개부(55)는 제 1 샤프트(54)가 제 1 덕트(51)에 대해 회전 가능하게 지지되는 경우 제 1 샤프트(54)와 일체로 제 1 덕트(51)에 대해 회전 할 수 있다. 또는 제 1 날개부(55)는 제 1 샤프트(54)가 제 1 덕트(51)에 대해 고정 지지되는 경우 제 1 샤프트(54)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다.The
제 1 날개부(55)의 팁에 제 1 링(56)이 결합될 수 있다. 제 1 링(56)은 제 1 날개부(55)를 반경방향으로 전체적으로 감싸도록 형성될 수 있다. 제 1 링(56)은 제 1 날개부(55)가 회전 할 때 제 1 날개부(55)와 함께 회전할 수 있다.The
제 1 링(56)의 외주면에 복수의 제 1 마그네트부(57)가 배치될 수 있다. 복수의 제 1 마그네트부(57)는 제 1 링(56)의 반경 방향으로 상호 이격 배치될 수 있다.A plurality of
제 1 덕트(51)의 외주면에 복수의 제 1 코일부(58)가 배치될 수 있다. 각 제 1 코일부(58)는 각 제 1 마그네트부(57)와 대응하여 제 1 덕트(51)의 반경 방향으로 상호 이격 배치될 수 있다.A plurality of
이와 같이 구성된 제 1 제너레이터(53)는, 제 1 덕트(51) 내부의 유체가 일 방향으로 이동하면서 제 1 날개부(55) 및 제 1 날개부(55)에 결합된 제 1 링(56)을 회전시키면, 제 1 링(56)의 외주면에 설치된 제 1 마그네트부(57)가 제 1 덕트(51)의 외주면에 설치된 제 1 코일부(58)에 대해 상대적인 운동을 함으로써 전자기 유도 현상에 의해 제 1 코일부(58)에 유도 기전력이 발생하도록 작동된다.The
도시하지는 않았으나 다른 실시예에 따르면, 제 1 제너레이터는 일부가 제 1 덕트의 외부로 노출된 제 1 샤프트와, 제 1 덕트 내부에 위치한 제 1 샤프트의 단부에 설치된 제 1 날개부와, 제 1 샤프트의 노출 단부와 연결되고 제 1 샤프트를 통해 제 1 날개부로부터 전달받은 회전력을 전기에너지로 변환하는 제 1 발전부를 포함하여 구성될 수 있다. 이 외에도 제 1 제너레이터에 대한 다양한 변형이 가능하다.Although not shown, according to another embodiment, the first generator includes a first shaft, a portion of which is partially exposed to the outside of the first duct, a first wing installed at an end of the first shaft located inside the first duct, and the first shaft. It may be configured to include a first power generation unit connected to the exposed end of and converting the rotational force transmitted from the first wing through the first shaft into electrical energy. In addition to this, various modifications to the first generator are possible.
도 3를 참조하면, 챔버(40)에는 제 2 덕트(61)가 결합될 수 있다. 제 2 덕트(61)는 챔버(40)의 내부와 선체(10)의 외부를 연통시킨다. 제 2 덕트(61)는 챔버(40)가 상부 챔버(42) 및 하부 챔버(41)를 포함하는 이단 구조일 때 상부 챔버(42)와 결합되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3, a
본 실시예에 따르면, 선체(10)의 외부와 연통된 제 2 덕트(61)의 제 2 외부 연통 단부(61a)는 제 1 외부 연통 단부(51a)와 일치할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 또한, 챔버(40)와 연통된 제 2 덕트(61)의 제 2 챔버 연통 단부(61b)는 제 1 챔버 연통 단부(51b)와 일치하지 않으나 이에 국한되지 않는다.According to this embodiment, the second
제 2 덕트(61) 상에는 제 2 밸브(62)가 설치될 수 있다. 제 2 밸브(62)는 제 2 덕트(61)의 내부 유체, 예를 들어 해수 또는 공기를 한 방향으로 이동시킨다. 본 실시예에 따르면, 제 2 밸브(62)는 제 2 덕트(61)의 내부 유체를 선체(10)의 외부에서 챔버(40)로 이동시킨다. 이러한 제 2 밸브(62)는 일 방향 체크 밸브(one-way check valve)를 포함할 수 있다. 또는 제 2 밸브(62)는 일 방향으로만 개방되도록 힌지 회동하는 밸브를 포함할 수 있다. 이외에도 제 2 밸브(62)의 다양한 변형이 가능하다.The
제 2 제너레이터(63)는 제 2 덕트(61) 내부에서 일 방향으로 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환한다. 제 2 제너레이터(63)는 도 4 및 도 5에서 도시된 제 1 제너레이터(53)의 구성과 동일할 수 있으며, 그 구성에 대한 설명을 제 1 제너레이터(53)에 대한 설명으로 갈음한다.The
도 6 내지 도 8은 본 실시예에 따른 선박용 발전 장치의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박은 파도의 영향으로 인해 상하 방향으로 운동하게 된다. 선박의 하중 상태에 따라 선체(10)에 대한 해수면의 위치(W1, W2, W3)가 변할 수 있다. 여기서, 두 선으로 표시한 화살표는 해수면의 운동을 나타낸 것이고, 한 선으로 표시한 화살표는 선박용 발전 장치(30)의 각 구성의 내부에서 이동하는 유체의 운동을 나타낸 것이다.6 to 8 are diagrams schematically showing the operation of the marine power generation apparatus according to the present embodiment. 6 to 8, the ship according to the present embodiment is to move in the vertical direction due to the influence of the wave. The position of the sea level (W 1 , W 2 , W 3 ) with respect to the
먼저, 해수면이 도 6에 도시된 바와 같이 W1 위치에 놓일 때 제 1 덕트(51)의 제 1 외부 연통 단부(51a) 및 제 1 챔버 연통 단부(51b)와, 제 2 덕트(61)의 제 2 외부 연통 단부(61a) 및 제 2 챔버 연통 단부(61b)는 각각 해수면의 아래에 위치할 수 있다.First, when the sea level is in the W 1 position as shown in FIG. 6, the first outer communicating
이 경우, 해수면이 상하로 이동하더라도 제 1 덕트(51)의 제 1 외부 연통 단부 및 제 1 챔버 연통 단부와, 제 2 덕트(61)의 제 2 외부 연통 단부 및 제 2 챔버 연통 단부는 각각 해수면의 아래에 위치한다. 이 경우, 제 1 덕트(51) 및 제 2 덕트(61)의 내부 유체는 해수가 된다.In this case, even if the sea level moves up and down, the first external communication end and the first chamber communication end of the
해수면이 선체(10)에 대해 아래로 움직이면 제 2 외부 연통 단부(61a)를 통해 해수가 챔버(40) 측으로 유입된다. 이 경우, 제 1 밸브(52)는 폐쇄된 상태를 유지하고 제 2 밸브(62)는 개방된 상태를 유지함으로써, 제 2 외부 연통 단부(61a)로 유입된 해수는 제 2 덕트(61)를 따라 챔버(40) 측으로 이동한다. 이 경우, 제 2 제너레이터(63)는 제 2 덕트(61)의 내부를 따라 이동하는 해수의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산한다.When the sea level moves downward relative to the
이 후, 해수면이 선체(10)에 대해 위로 움직이면, 제 1 챔버 연통 단부(51b)를 통해 챔버(40) 내부의 해수가 선체(10) 외부로 배출된다. 이 경우, 제 1 밸브(52)는 개방된 상태를 유지하고 제 2 밸브(62)는 폐쇄된 상태를 유지함으로써, 챔버(40) 내부의 해수가 제 1 덕트(51)를 따라 선체(10) 외부로 이동한다. 이 경우, 제 1 제너레이터(53)는 제 1 덕트(51)의 내부를 따라 이동하는 해수의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산한다.Thereafter, when the sea level moves upward with respect to the
또한, 해수면이 도 7에서 도시된 바와 같이 W2 위치에 놓일 때 제 1 덕트(51)의 제 1 외부 연통 단부(51a) 및 제 1 챔버 연통 단부(51b)와, 제 2 덕트(61)의 제 2 외부 연통 단부(61a) 및 제 2 챔버 연통 단부(61b)는 각각 해수면의 위에 위치할 수 있다.Further, when the sea level is in the W 2 position as shown in FIG. 7, the first outer communicating
이 경우, 해수면이 상하로 이동하더라도 제 1 덕트(51)의 제 1 외부 연통 단부(51a) 및 제 1 챔버 연통 단부(51b)와, 제 2 덕트(61)의 제 2 외부 연통 단부(61a) 및 제 2 챔버 연통 단부(61b)는 각각 해수면의 위에 위치한다. 이 경우, 제 1 덕트(51) 및 제 2 덕트(61)의 내부 유체는 공기가 된다.In this case, even if the sea level moves up and down, the first
해수면이 선체(10)에 대해 아래로 움직이면 제 2 외부 연통 단부를 통해 공기가 챔버(40) 측으로 유입되고, 제 2 제너레이터(63)는 제 2 덕트(61)의 내부를 따라 이동하는 공기의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산한다.When the sea level moves downward with respect to the
이 후, 해수면이 선체(10)에 대해 위로 움직이면, 제 1 챔버 연통 단부(51b)를 통해 챔버(40) 내부의 공기가 선체(10) 외부로 배출되고, 제 1 제너레이터(53)는 제 1 덕트(51)의 내부를 따라 이동하는 공기의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산한다.Thereafter, when the sea level moves upward with respect to the
또한, 해수면이 도 8에서 도시된 바와 같이 W3 위치에 놓일 때 제 1 외부 연통 단부(51a) 및 제 2 외부 연통 단부(61a)는 각각 해수면의 위에 위치할 수 있다. 이 경우, 제 1 챔버 연통 단부(51b) 및 제 2 외부 연통 단부(61b)는 각각 해수면의 위 또는 아래에 위치할 수 있다. 이 경우, 해수면의 위치에 따라 제 1 덕트(51) 및 제 2 덕트(61)의 내부 유체는 공기 또는 해수가 된다.Further, when the sea level is in the W 3 position as shown in FIG. 8, the first
해수면이 선체(10)에 대해 아래로 움직이면 제 2 외부 연통 단부(61b)를 통해유체(공기 또는 해수)가 챔버(40) 측으로 유입되고, 제 2 제너레이터(63)는 제 2 덕트(61)의 내부를 따라 이동하는 유체(공기 또는 해수)의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산한다.When the sea level moves downward with respect to the
이 후, 해수면이 선체(10)에 대해 위로 움직이면, 제 1 제너레이터(53)는 제 1 덕트(51)의 내부를 따라 이동하는 유체(공기 또는 해수)의 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산한다.Thereafter, when the sea level moves upward with respect to the
본 실시예에 따른 선박용 발전 장치(30)는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 선체(10)의 선미부 및 선수부에 모두 설치될 수 있다. 그러나 필요에 따라서 선박용 발전 장치(30)는 선체(10)의 선미부 또는 선수부에 설치될 수 있다.Ship
또한, 본 실시예에 따른 선박용 발전 장치(30)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 선체(10)의 좌현 및 우현에 모두 설치될 수 있다. 그러나 필요에 따라서 선박용 발전 장치(30)는 선체(10)의 좌현 또는 우현에 설치될 수 있다.In addition, the ship
한편, 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박은 제 1 제너레이터(53) 및 제 2 제너레이터(63)에서 생산된 전력을 저장하도록 선체(10)에 설치된 충전지(미도시)를 더 포함할 수 있다. 충전지에 충전된 전기는 필요한 시기에 선박에서 적절히 사용될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the ship according to the present embodiment may further include a rechargeable battery (not shown) installed in the
이상에서 살펴본 본 실시예에 따르면, 해상을 운항하는 과정에서 필연적으로 발생하는 선체(10)의 상하 방향의 운동을 이용하여 발전 장치(30)가 전력을 생산하고, 생산된 전력을 선박에서 사용함으로써, 전력을 생산하기 위해 화석 연료를 연소하여 전력을 생산하던 종래 방식과 달리 전력을 생산하기 위한 화석 연료의 구매 비용 등의 비용이 절감되고, 전력 생산 과정에서 오염 물질이 발생하지 않아 환경 오염이 방지된다.According to the present embodiment described above, by using the up and down movement of the
이상에서 본 발명의 일 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention are within the scope of the same idea, Other embodiments may be easily proposed by addition, modification, deletion, addition, etc., but this is also within the scope of the present invention.
10 : 선체
30 : 발전 장치
40 : 챔버
41 : 하부 챔버
42 : 상부 챔버
51 : 제 1 덕트
52 : 제 1 밸브
53 : 제 1 제너레이터
61 : 제 2 덕트
62 : 제 2 밸브
63 : 제 2 제너레이터10: hull
30: power generation device
40: chamber
41: lower chamber
42: upper chamber
51: the first duct
52: first valve
53: first generator
61: second duct
62: second valve
63: second generator
Claims (10)
상기 선체의 내부에 마련되고, 상기 선체의 하측으로 개방된 챔버;
상기 챔버의 내부와 상기 선체의 외부를 연통시키는 제 1 덕트;
상기 제 1 덕트의 내부 유체를 상기 챔버에서 상기 선체의 외부로 이동시키는 제 1 밸브;
해수면이 상기 선체에 대해 위로 움직이면 상기 제 1 덕트의 내부에서 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제 1 제너레이터;
상기 챔버의 내부와 상기 선체의 외부를 연통시키는 제 2 덕트;
상기 제 2 덕트의 내부 유체를 상기 선체의 외부에서 상기 챔버로 이동시키는 제 2 밸브; 및
상기 해수면이 상기 선체에 대해 아래로 움직이면 상기 제 2 덕트의 내부에서 이동하는 유체의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 제 2 제너레이터를 포함하는 선박용 발전 장치.
As a ship power generation device installed on the hull,
A chamber provided inside the hull and open to the lower side of the hull;
A first duct communicating the inside of the chamber with the outside of the hull;
A first valve for moving the internal fluid of the first duct out of the hull in the chamber;
A first generator for converting the kinetic energy of the fluid moving in the first duct into electrical energy when the sea level moves up with respect to the hull;
A second duct communicating between the inside of the chamber and the outside of the hull;
A second valve for moving the internal fluid of the second duct from the outside of the hull to the chamber; And
And a second generator for converting the kinetic energy of the fluid moving in the second duct into electrical energy when the sea level moves downward with respect to the hull.
상기 챔버는,
상기 선체의 하측으로 개방된 하부 챔버 및 상기 하부 챔버와 연통하여 상기 하부 챔버의 상측에 배치되고 상기 하부 챔버의 횡단면적에 비해 작은 횡단면적을 갖는 상부 챔버를 포함하고,
상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트는 상기 상부 챔버와 결합된 것을 특징으로 하는 선박용 발전 장치.
The method of claim 1,
The chamber may comprise:
A lower chamber open to the lower side of the hull and an upper chamber in communication with the lower chamber and disposed above the lower chamber and having a cross-sectional area smaller than that of the lower chamber,
And the first duct and the second duct are coupled to the upper chamber.
상기 제 1 제너레이터는,
상기 제 1 덕트 내부에 배치된 제 1 샤프트;
상기 제 1 샤프트와 결합되어 회전하는 제 1 날개부;
상기 제 1 날개부의 팁에 결합된 제 1 링;
상기 제 1 링의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 1 마그네트부; 및
상기 제 1 마그네트부에 대응하여 상기 제 1 덕트의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 1 코일부를 포함하고,
상기 제 2 제너레이터는,
상기 제 2 덕트 내부에 배치된 제 2 샤프트;
상기 제 2 샤프트에 결합되어 회전하는 제 2 날개부;
상기 제 2 날개부의 팁에 결합된 제 2 링;
상기 제 2 링의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 2 마그네트부; 및
상기 제 2 마그네트부에 대응하여 상기 제 2 덕트의 외주면에 반경 방향으로 이격 배치된 복수의 제 2 코일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 발전 장치.
The method of claim 1,
The first generator,
A first shaft disposed inside the first duct;
A first wing coupled to the first shaft to rotate;
A first ring coupled to the tip of the first wing;
A plurality of first magnets radially spaced apart from an outer circumferential surface of the first ring; And
A plurality of first coil parts disposed radially spaced apart from an outer circumferential surface of the first duct corresponding to the first magnet part;
The second generator,
A second shaft disposed inside the second duct;
A second wing portion coupled to the second shaft and rotating;
A second ring coupled to the tip of the second wing;
A plurality of second magnets disposed radially spaced apart from an outer circumferential surface of the second ring; And
And a plurality of second coil parts radially spaced apart from the outer circumferential surface of the second duct corresponding to the second magnet part.
상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 외부 연통 단부, 상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 외부 연통 단부, 상기 챔버와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 챔버 연통 단부, 및 상기 챔버와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 챔버 연통 단부는 각각 해수면 아래에 위치하고,
상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트의 내부 유체는 해수인 것을 특징으로 하는 선박용 발전 장치.
The method of claim 1,
A first external communication end of the first duct in communication with the outside of the hull, a second external communication end of the second duct in communication with the outside of the hull, a first chamber communication of the first duct in communication with the chamber An end and a second chamber communication end of the second duct in communication with the chamber are each located below sea level,
Inner fluid of the first duct and the second duct is a marine power generation device, characterized in that the sea.
상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 외부 연통 단부, 상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 외부 연통 단부, 상기 챔버와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 챔버 연통 단부, 및 상기 챔버와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 챔버 연통 단부는 각각 해수면 위에 위치하고,
상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트의 내부 유체는 공기인 것을 특징으로 하는 선박용 발전 장치.
The method of claim 1,
A first external communication end of the first duct in communication with the outside of the hull, a second external communication end of the second duct in communication with the outside of the hull, a first chamber communication of the first duct in communication with the chamber An end and a second chamber communication end of the second duct in communication with the chamber are each located above sea level,
The apparatus of claim 1, wherein the fluid inside the first duct and the second duct is air.
상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 1 덕트의 제 1 외부 연통 단부, 상기 선체의 외부와 연통된 상기 제 2 덕트의 제 2 외부 연통 단부는 각각 해수면 위에 위치하고,
상기 제 1 덕트 및 상기 제 2 덕트의 내부 유체는 공기 또는 해수인 것을 특징으로 하는 선박용 발전 장치.
The method of claim 1,
A first external communication end of the first duct in communication with the outside of the hull, a second external communication end of the second duct in communication with the outside of the hull are each located above sea level,
The power generation device for a ship, characterized in that the internal fluid of the first duct and the second duct is air or sea water.
상기 선체에 설치된 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 선박용 발전 장치를 포함하는 선박.
hull; And
Ship comprising the power generation device for ship according to any one of claims 1 to 6 installed in the hull.
상기 선박용 발전 장치는 상기 선체의 선미부 및 선수부 중 적어도 어느 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 7, wherein
The ship power generation apparatus is characterized in that installed on at least one of the stern portion and the bow portion of the hull.
상기 선박용 발전 장치는 상기 선체의 좌현 및 우현 중 적어도 어느 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 7, wherein
The ship power generation device is a ship, characterized in that installed on at least one of the port and starboard of the hull.
상기 제 1 제너레이터 및 상기 제 2 제너레이터에서 생산된 전력을 저장하도록 상기 선체에 설치된 충전지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.
The method of claim 7, wherein
And a rechargeable battery installed in the hull to store the electric power produced by the first generator and the second generator.
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