KR101239323B1 - 전기 시스템을 구비한 액화 가스 운반선 - Google Patents

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Abstract

초전도체를 구비한 액화 저장 가스 탱크를 갖는 액화 가스 운송 선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 액화 가스 저장 탱크; 및 액화 가스 저장 탱크 내부에 배치되고, 상기 액화 가스 저장 탱크 내부에 저장되는 액화 가스에 의해 냉각되는 초전도체를 사용하는 전기 시스템을 포함한다.

Description

전기 시스템을 구비한 액화 가스 운반선 {LIQUFIED GAS VESSEL HAVING AN ELECTRIC SYSTEM}
본 발명은 액화 가스 운반선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기 시스템을 구비한 액화 가스 운반선에 관한 것이다..
선박 또는 해상 구조물에 내장된 전기 부하들(electrical loads)은 일반적으로 내장된 전기 시스템으로부터 전기 에너지를 공급받아서 작동한다. 상기 전기 시스템에서의 전기 생산은 다양한 방법으로 수행된다. 예를 들어, 보조 전력 장치를 이용 하거나, 추진시스템을 이용하거나, 폐열을 수거하여 재사용하거나 또는 가스 운반선의 경우 기화 가스(boiled off gas; BOG)를 이용하여 발전 시스템을 가동시킬 수 있다. 즉, 선박 또는 해상 구조물의 전기 부하들에 대한 전기 에너지 공급을 위한 다양한 방법이 모색되고 있다. 또한, 상기 생산된 전기 에너지를 다 소모하지 못하는 경우에 잉여 전기 에너지를 처리하는 방법 또한 연구되고 있다.
본 발명의 실시예는 초전도체를 이용한 전기 시스템을 구비한 선박을 제공할 수 있다.
액화 가스 운송 선박을 제공한다. 액화 가스 운송 선박은 액화 가스 저장 탱크 및 상기 액화 가스 저장 탱크 내부에 배치된 전기 시스템을 포함한다. 상기 전기 시스템은 초전도체를 사용하여 작동될 수 있다. 상기 초전도체는 액화 가스 저장 탱크에 저장되는 액화 가스를 이용하여 냉각될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전기 시스템은 발전 시스템을 포함할 수 있다. 상기 발전 시스템은 상기 초전도체와 마주보도록 이격되어 있는 자력체, 상기 자력체와 이격되며 상기 자력체 주위에 배치된 구동용 코일 및 발전용 코일을 포함할 수 있다. 상기 자력체는 상기 초전도체에 의해 부상하여 회전하고, 이에 따라 발전용 코일에 전기가 발생한다. 즉, 액화 가스 운송 선박은 상기 액화 가스 저장 탱크로부터 발생하는 기화 가스를 사용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 더 포함할 수 있고, 상기 전기 시스템은 상기 발전 시스템과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전기 시스템은 충전 시스템을 포함할 수 있다. 상기 충전 시스템은 초전도 코일을 포함할 수 있다. 액화 가스 운송 선박은 상기 액화 가스 저장 탱크로부터 발생하는 기화 가스를 사용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 더 포함하고, 상기 전기 시스템은 상기 발전 시스템과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액화 가스 저장 탱크 내부 표면에 형성된 돌출부를 더 포함하고, 상기 초전도체는 상기 돌출부 내부에 배치될 수 있다. 상기 액화 가스 저장 탱크의 모서리 부분은 경사지게 형성된 챔퍼를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 챔퍼에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초전도체는 초전도 코일을 포함하고, 상기 전기 시스템은 상기 초전도 코일의 말단부와 이격되어 배치되며 자기력선이 통과하는 내부 공간을 둘러싼 도선 및 상기 도선과 연결되며 상기 내부 공간을 통과하는 자기력선이 변화하도록 상기 도선을 회전시키는 회전부재를 포함할 수 있다. 상기 회전부재는 초전도 자기 베어링을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 초전도체를 이용하여 효율적인 전력 생산 및/또는 전력 보존이 가능하다. 따라서, 선박의 운행에 있어 효율적인 운행이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 운송 선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화 가스 운송 선박의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 시스템의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 시스템의 단면도이다.
도 7은 도 3의 A 부분의 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 시스템의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명한다. 이하의 설명에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서 하드웨어나 소프트웨어 또는 이들의 결합에 의해 구현된 단위를 의미한다. 장치 또는 요소 방향, 예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "상", "하" 등과 같은 용어는 본 발명의 설명을 단순화하기 위한 것으로, 관련된 장치 또는 요소가 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 운송 선박의 측면도이다. 도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화 가스 운송 선박의 측면도이다.
도 1을 참조하면 액화 가스 운송 선박(100)은 액화 가스 저장 탱크들(110) 및 전기 시스템(120) 및 전기 시스템 제어부(130)을 포함할 수 있다.
액화 가스 운송 선박(100)은 가스를 액화하여 액화 가스 저장 탱크(110)에 저장하여 운송하는 선박으로, 예를 들어, LNG 가스 수송선, LPG 가스 수송선, 부유식 생산저장하역설비 (floating production storage offloading; FPSO) 부유식 해상가스저장설비 (floating storage and regasification unit; FSRU), LNG 재기화 선박 (regasification vessel; RV) 등, 액화 가스 저장 탱크를 포함하는 선박 및 해상 구조물을 포함할 수 있다.
액화 가스 저장 탱크(110)는 기체인 가스를 액화하여 저장할 수 있다. 예를 들어 천연 가스를 극저온(예를 들어, 약 -163℃)으로 냉각하여 부피를 감소시켜 저장할 수 있다. 액화 가스 저장 탱크(110)는 독립탱크 타입(independent tank type) 및 멤브레인 타입(membrane type)을 포함할 수 있다. 상기 독립탱크 타입은 MOSS 타입, IHI-SPB, Conch, 압력 타입 등을 포함할 수 있다. 상기 멤브레인 타입은 GTT NP.96, GTT Mark III, KC01/SC-1 등을 포함할 수 있다.
전기 시스템(120)은 발전 시스템 및/또는 충전 시스템을 포함할 수 있다. 또한 전기 시스템(120)은 초전도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 초전도체는 온도가 감소함에 따라 전기 저항이 감소하며 자기 반발 효과가 증가하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 초전도체는 저온 초전도체, 고온 초전도체를 포함하고, 재료의 특성에 따라 금속 초전도체, 산화물 초전도체, 유기물 초전도체를 포함할 수 있다. 상기 발전 시스템 및 충전 시스템에 대해서는 후술한다.
전기 시스템(120)은 액화 가스 저장 탱크(110) 내부에 배치될 수 있다. 도 1에는 전기 시스템(120)이 액화 가스 저장 탱크(110)의 하부 모서리 부분에 배치되었으나, 이에 한정되지 않고, 액화 가스 저장 탱크(110)의 내부라면 어떤 부분에도 배치될 수 있다. 여기서, 액화 가스 저장 탱크(110)의 내부에 전기 시스템(120)이 배치되기 때문에, 액화 가스 저장 탱크(110)의 내부 온도와 전기 시스템(120)의 내부 온도는 실질적으로 동일할 수 있다. 전기 시스템(120)은 전기 시스템 제어부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전기 시스템(120)은 하나의 전기 시스템 제어부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 전기적 연결은 병렬 연결일 수도 있고 직렬 연결일 수도 있다. 전기 시스템 제어부(130)는 전기 시스템(120)으로의 전력 공급을 제어하거나, 전기시스템(120)으로부터 발생하는 전기를 변환할 수 있다. 또한 전기 시스템 제어부(130)는 각 전기 시스템(120)의 on/off를 각각 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면 액화 가스 운송 선박(200)은 액화 가스 저장 탱크들(210a, 210b, 210c, 210d) 및 전기 시스템(220a, 220b, 220c, 220d) 및 전기 시스템 제어부(230a, 230b, 230c, 230d)를 포함할 수 있다. 액화 가스 저장 탱크들(210a, 210b, 210c, 210d), 전기 시스템(220a, 220b, 220c, 220d) 및 전기 시스템 제어부(230a, 230b, 230c, 230d)는 도 1에 도시된 액화 가스 운송 선박(100)의 액화 가스 저장 탱크들(110) 및 전기 시스템(120) 및 전기 시스템 제어부(130)와 실질적으로 유사하거나 동일하므로 자세한 설명은 생략하고 차이점만 기술할 수 있다.
하나의 전기 시스템은 하나의 전기 시스템 제어부와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나의 전기 시스템을 각각 제어 하는 것이 용이하며, 각 탱크는 발전 시스템을 구비할 수도 있고 충전 시스템을 구비할 수도 있다.
도 1 및 도 2에는 하나의 탱크에 하나의 전기 시스템을 구비하는 것으로 도시되었으나, 하나의 탱크가 복수의 전기 시스템을 구비할 수 있다. 이 경우, 전기 시스템 제어부 역시 각각의 전기 시스템에 각각 연결될 수 있다. 이와 다르게, 복수의 전기 시스템을 하나의 전기 시스템 제어부로 제어할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 단면도이다.
도 3에 따르면, 액화 가스 저장 탱크(300)는 전기 시스템(330)을 포함할 수 있다. 액화 가스 저장 탱크(300)는 상부 및 하부 모서리에 챔퍼(305, chamfer)를 더 포함할 수 있다. 챔퍼(305)는 액화 가스 저장 탱크(300)의 하면 또는 상면과 일정각, 예를 들어 약 45도의 각도를 가질 수 있다. 챔퍼(305)의 높이는 설계 시 적절하게 조절이 가능하다.
도 7은 도 3의 A 부분의 확대도이다. 도 7을 참조하면, 액화 가스 저장 탱크(300)는 1차 방벽(710), 1차 방벽(710) 하부에 형성되는 제1 절연층(720), 제1 절연층(710) 하부에 형성되는 2 차 방벽(730) 및 2 차 방벽(730) 하부에 형성되는 제2 절연층(740)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전기 시스템(330)은 1 차 방벽(710)과 제1 절연층(720) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 액화 가스 저장 탱크(300) 내부의 온도가 전기 시스템(330)에 용이하게 전달될 수 있다. 도 7에 도시된 액화 가스 저장 탱크(300)의 구조는 액화 가스 저장 탱크(300)의 타입에 따라 변형이 가능하고, 후술하는 본 발명의 기술적 사상은 저장 탱크(300)의 타입의 변형에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 액화 가스 저장 탱크(300)는 돌출부(315)를 포함할 수 있다. 돌출부(315)는 액화 가스 저장 탱크(300)의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 연장되도록 형성될 수 있으나, 이러한 모양에 의해 한정되는 것은 아니다. 돌출부(315)는 액화 가스 저장 탱크(300) 내부에 수용되는 액화 가스의 슬로싱 하중을 감소시킬 수 있다. 돌출부(315)는 액화 가스 저장 탱크(300)의 내벽과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 돌출부(315)는 액화 가스 저장 탱크(300)의 내벽과 일정한 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 전기 시스템(330)은 돌출부(315) 하부에 배치될 수 있다. 돌출부(315) 및 전기 시스템(330) 사이에 제1 절연체(320)가 더 배치될 수 있다. 전기 시스템(330)을 수용하는 제2 절연체(325)가 더 배치될 수 있다.
전기 시스템(330)은 액화 가스 저장 탱크(300) 내부에 배치되고 액화 가스 저장 탱크(300)의 내부 온도와 실질적으로 동일한 온도로 냉각될 수 있다. 상기 냉각은 액화 가스에 의해서 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 시스템(330)은 초전도체를 포함할 수 있다. 전기 시스템(330)은 액화 가스 저장 탱크(300)의 내부 온도를 전기 시스템(330)에 전달할 수 있는 온도 전달 부재를 더 포함할 수 있다. 전기 시스템(330)은 챔퍼(305)에 배치될 수도 있으며 액화 가스 저장 탱크 내부에 복수개가 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액화 가스 저장 탱크의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 전기 시스템(430)의 배치를 제외하고 제1 절연체(420) 및 제2 절연체(425)는 도 3의 제1 절연체(320) 및 제2 절연체(325)와 실질적으로 유사하거나 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 전기 시스템(430)은 액화 가스 저장 탱크(400)의 상부에 형성될 수 있다. 전기 시스템(430)은 액화 가스 저장 탱크(400)의 상부에 외부로 돌출하여 형성되기 때문에 액화 가스 저장 탱크(400)의 내부로 돌출되지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 시스템의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 전기 시스템은 발전 시스템(500)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발전 시스템(500)은 액화 가스 저장 탱크의 내벽(510) 및 돌출부(520) 사이에 배치될 수 있다. 그러나 발전 시스템(500)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 내벽(510)은 엠보싱 구조물(515)을 포함할 수 있다. 본 발명이 적용되는 환경에 따라 발전 시스템(500)은 복수개가 액화 가스 저장 탱크 내에 형성될 수 있다. 또한, 복수개의 발전 시스템(500)들은 서로 병렬 혹은 직렬로 연결될 수 있다.
발전 시스템(500)은 초전도체(540), 초전도체 지지체(530), 제1 자력체(555), 회전체(560), 제2 자력체(565), 구동용 코일(570), 발전용 코일(580) 및 전선(545)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 초전도체 지지체(530)는 내벽(510)에 부착되어 초전도체(540)를 지지할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 적용되는 환경에 따라 초전도체 지지체(530) 없이 바로 초전도체(540)와 내벽(510)이 연결될 수도 있다. 초전도체 지지체(530)는 액화 가스 저장 탱크의 온도를 초전도체(540)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 초전도체(540)의 온도는 액화 가스 저장 탱크의 내부 온도와 실질적으로 동일한 온도로 냉각될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 초전도체(540)는 액화 가스 저장 탱크의 극저온에 의해 초전도체 특성을 띠게 된다. 예를 들어 초전도체(540)는 전기 저항이 0에 가깝고, 자기 반발 효과를 가질 수 있다. 초전도체(540)는 La-Ba-Cu-O 계, Y-Ba-Cu-O 계, Bi-Sr-Ca-Cu-O 계, Ti-Ba-Ca-Cu-O 계, Hg-Ba-Ca-Cu-O 계 등을 포함할 수 있다. 그러나, 초전도체(540)가 포함하고 있는 물질은 이에 한정되지는 않는다. 초전도체(540)는 원판 형상일 수도 있고 이와 다르게, 사각판 형상일 수도 있다.
회전체(560)는 원기둥 형상일 수 있다. 회전체(560) 하부에 제1 자력체(555)가 배치되고 회전체(560) 상부에 제2 자력체(565)가 배치될 수 있다. 제1 자력체(555)는 초전도체(540)에 의해 부유력을 받는다. 이에 따라, 제1 자력체(555)는 회전체(555) 및 제2 자력체(565)를 부상시킬 수 있다. 제1 자력체(555)는 원판 형상일 수도 있고 이와 다르게, 사각판 형상일 수도 있다. 제1 자력체(555)의 지름은 초전도체(540)의 지름과 동일하거나 작거나, 더 클 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 자력체(555)의 중심은 초전도체(540)의 중심과 일치할 수 있다. 도면 부호 590번은 제1 자력체(555)의 중심과 초전도체(540)의 중심이 일치함을 보여준다. 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 자력체(565)은 극(N극, S극)이 교대로 배치되는 복수개의 자력체일 수 있다.
구동용 코일(570) 및 발전용 코일(580)은 제1 자력체(555), 회전체(560) 및 제2 자력체(565)와 이격되도록 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 구동용 코일(570) 및 발전용 코일(580)은 제2 자력체(565)의 측면을 둘러 싸도록 배치될 수 있다. 이와 다르게, 구동용 코일(570) 및 발전용 코일(580)은 제2 자력체(565) 상부에 배치될 수도 있다. 구동용 코일(570)에 의해 제1 자력체(555), 제2 자력체(565) 및 회전체(560)가 회전될 수 있다. 즉, 제1 자력체(555), 제2 자력체(565) 및 회전체(560)가 일체가 되어 회전할 수 있다. 중심선(590)이 일치하므로 제1 자력체(555), 제2 자력체(565) 및 회전체(560)가 안정적으로 회전 운동하는 것이 가능하다. 제1 자력체(555), 제2 자력체(565) 및 회전체(560)는 초전도체(540)에 의해 부상되어 있어 마찰 없이 회전이 가능하여 마찰에 의한 손실 없이 효율적인 발전이 가능하다. 상기 회전에 의해 발전용 코일(580)에 기전력이 발생하고 이를 전선(545)를 통해 전기 시스템 제어부(도시되지 않음) 전송하거나 또는 전기 부하들로 직접 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 시스템의 단면도이다.
전기 시스템은 충전 시스템(600)을 포함할 수 있다. 충전 시스템(600)은 액화 가스 저장 탱크의 내벽(610) 및 제1 절연층(605) 사이에 배치될 수 있다. 그러나 충전 시스템의 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 내벽(610)은 엠보싱 구조물(615)을 포함할 수 있다. 충전 시스템(600)은 하나의 액화 가스 저장 탱크 내부에 복수개가 배치될 수 있다. 상기 복수의 충전 시스템(600)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
내벽 (610)은 액화 가스 저장 탱크 하면과 일정 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 제1 절연체(625)는 구조 보강재로 절연 물질을 포함할 수 있다. 격벽(612)은 내벽(610)을 지지할 수 있다. 제2 절연체(635)은 내부 공간(627)를 형성할 수 있다. 제1 절연체(625) 및 제2 절연체(635)는 액화 가스 저장 탱크의 온도가 외부로 발산되는 것을 방지하고 초전도체(630)의 온도를 유지할 수 있다.
충전 시스템(600)은 초전도체(630), 전선(645) 및 온도 전달 부재(640)을 포함할 수 있다. 온도 전달 부재(640)의 일부는 액화 가스 저장 탱크 내부에 노출되고 일부는 내부 공간(627)에 노출될 수 있다. 이에 따라, 온도 전달 부재(640)는 액화 가스 저장 탱크 내부의 온도가 초전도체(630)로 전달되도록 할 수 있다. 액화 가스 저장 탱크 내부에 노출된 온도 전달 부재(640)의 표면에는 주름이 형성될 수 있다. 이에 따라, 액화 가스 저장 탱크 내부에 노출되는 온도 전달 부재(640)의 표면적이 증가하고, 액화 가스 저장 탱크 내부의 온도가 효율적으로 온도 전달 부재(640)로 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 내부 공간(627) 상부의 제2 절연체(635)는 형성되지 않을 수 있다. 즉, 내부 공간(627)과 내벽(610)은 직접 접촉할 수 있다.
초전도체(630)는 La-Ba-Cu-O 계, Y-Ba-Cu-O 계, Bi-Sr-Ca-Cu-O 계, Ti-Ba-Ca-Cu-O 계, Hg-Ba-Ca-Cu-O 계 등을 포함할 수 있다. 그러나, 초전도체(630)가 포함하는 물질은 이에 한정되지는 않는다. 초전도체(630)는 코일 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 초전도체(630)는 솔레노이드(solenoid) 형상, 토로이드(toroid) 형상 등을 가질 수 있다. 상기 코일 형상의 초전도체(630)는 도시된 것과 다르게, 내벽을 따라 배치될 수 있다. 코일 형상의 초전도체(630)에 전류를 흘리면, 강한 자장이 발생하고, 초전도 코일에는 전기 저항이 없기 때문에 발열에 의한 에너지 손실이 없어서 강력한 자장을 계속적으로 유지할 수 있다. 초전도체(630)는 전선(645)에 의해 외부의 전기 시스템 제어부(도시되지 않음)와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 초전도체(630)에 전류를 보내는 장치는 액화 가스 저장 탱크의 기화 가스를 이용한 발전 장치일 수 있다. 상기 기화 가스를 연료로 하여 고압, 고온의 스팀을 발생시키고 상기 스팀을 이용하여 터빈 제너레이터를 구동하여 전력을 발생 시킬 수 있다. 이와 다르게, 초전도체(630)에 전류를 보내는 장치는 다양한 발전 장치를 포함할 수 있으며, 상기 기화 가스를 이용한 발전 장치에 한정되지는 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 시스템의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 전기 시스템(800)은 초전도 코일(810), 자력선 밀집 부재(820), 회전 부재(830), 도선(840) 및 온도 전달 부재(850)을 포함할 수 있다. 전기 시스템(800)은, 예를 들어, 액화 가스 저장 탱크(110, 도1) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 도 3 또는 도 4에 도시된 것과 같이 액화 가스 저장 탱크(300, 400)의 내부의 돌출된 공간(315, 415)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 액화 가스 저장 탱크(300, 400)이 온도가 전기 시스템(800)으로 전달되어 전기 시스템(800)의 온도는 초저온, 예를 들어, 약 -160℃로 유지될 수 있다.
초전도 코일(810)은 액화 가스 저장 탱크(110)의 일 방향을 따라 배치될 수 있다. 초전도 코일(810)은 솔레노이드(solenoid) 형상, 토로이드(toroid) 형상 등을 가질 수 있다. 초전도 임계온도에 도달한 초전도 코일(810)에 전류를 흘리면, 강한 자장이 발생하고, 초전도 코일(810)에는 전기 저항이 없기 때문에 발열에 의한 에너지 손실이 없어서 강력한 자장을 계속적으로 유지할 수 있다.
자력선 밀집 부재(820)는 초전도 코일(810)에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 자력선 밀집 부재(820)을 초전도 코일이 나선 모양으로 둘러쌀 수 있다. 즉, 솔레노이드 코일 내부에 심이 마련된 형상일 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 예를 들어, 자력선 밀집 부재(820)는 세라믹 재질의 봉 형상일 수 있다. 자력선 밀집 부재(820)가 초전도 코일(810)에 둘러 싸이는 경우, 자력선 밀집 부재(820)가 없는 경우에 비해 초전도 코일(810) 주위 및 초전도 코일(810) 내부에 보다 많은 자력선이 생성될 수 있다.
회전 부재(830)는 초전도 코일(810)의 말단부와 이격하도록 형성될 수 있다. 회전 부재(830)는 예를 들어, 내부 공간의 천장부에 형성될 수 있다. 회전 부재(830)는 저온에서 초전도 성질을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 초전도체는 임계온도에서 마이스너 효과를 보인다. 즉 초전도체 내부에 자기력선이 통과하고 있지 않은 상태에서 초전도체가 임계온도에 도달하면, 외부에서 초전도체 내부로 자기력선이 들어가거나, 초전도체 내부에서 외부로 자기력선이 들어갈 수 없다. 이에 따라, 초전도체는 근처의 자력체에 의해 부유력을 받는다. 또한, 초전도체 내부에 자기력선이 통과하는 상태에서, 상기 초전도체가 임계온도에 도달하면, 상기 초전도체 내부를 통과하던 자기력선은 상기 초전도체 내부에 고립될 수 있다. 상기 고립된 자기력선에 의해 상기 초전도체는 인력과 척력을 동시에 갖게 될 수 있다. 상기와 같은 초전도체의 성질을 이용하여 회전 부재는 내부 공간의 천장부에 마찰력이 거의 없는 상태에서 부착될 수 있다. 즉, 초전도 성질을 갖는 물질을 포함한 회전 부재(830)이 천장부에 부착된 상태에서 내부 공간을 초전도체의 임계온도로 냉각할 수 있다. 이에 따라, 마이스너 효과가 발생하고 회전 부재(830)는 상기 천장부와 인력-척력이 동시에 발생하여 마찰력이 거의 없는 상태에서 부착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 회전 부재(830)는 초전도 자기 베어링을 포함할 수 있다. 상기 초전도 베어링은 마찰력이 거의 없기 때문에 에너지 손실없이 회전이 가능하다.
도선(840)은 회전 부재(830)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도선(840)은 회전 부재(830)로부터 돌출되고 초전도 코일(810)의 말단부와 이격되도록 형성될 수 있다. 도선(840)은 루프(loop) 형상을 가질 수 있으며, 도 8과 같이 직사각형 형상일 수도 있다. 예를 들어, 도선(840)의 일단이 회전부재(830)으로 돌출되어 초전도 코일(810)에서 발생하는 자기력선이 통과하는 공간을 갖도록 폐쇄 루프를 형성하고 타단이 상기 일단과 이격하도록 회전부재(830)와 연결될 수 잇다. 도선(840)의 일단 및 타단은 외부의 시스템과 연결될 수 있다. 회전 부재(830)와 도선(840)은 고정되어 있다. 이에 따라, 회전 부재(830)의 회전에 따라 도선(840)도 회전할 수 있다. 도선(840)이 회전하면, 도선(840)에 의해 둘러싸인 공간 내부에 자기력선의 변화가 생기고 이에 따라, 도선(840)에 전류가 흐른다 (전자기 유도 법칙). 상기 유도된 전류는 외부에 연결된 시스템으로 흐를 수 있다.
하나의 액화 가스 저장 탱크에 발전 시스템(500) 및 충전 시스템(600)이 동시에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 복수개의 액화 가스 저장 탱크 가운데, 일부의 액화 가스 저장 탱크에는 발전 시스템(500)이 배치되고, 다른 액화 가스 저장 탱크에는 충전 시스템(600)이 배치될 수 있다.
온도 전달 부재(850)의 일부는 액화 가스 저장 탱크 내부에 노출되고 일부는 내부 공간에 노출될 수 있다. 이에 따라, 온도 전달 부재(840)는 액화 가스 저장 탱크 내부의 온도가 초전도 코일(810)로 전달되도록 할 수 있다. 액화 가스 저장 탱크 내부에 노출된 온도 전달 부재(850)의 표면에는 주름이 형성될 수 있다. 이에 따라, 액화 가스 저장 탱크 내부에 노출되는 온도 전달 부재(850)의 표면적이 증가하고, 액화 가스 저장 탱크 내부의 온도가 효율적으로 온도 전달 부재(850)로 전달될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 도 5, 6 및 8을 참조하여 설명된 실시예의 일부 구성 요소가 결합하여 다른 실시예를 형성할 수 도 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110, 210a, 210b, 210c, 300, 400: 액화 가스 저장 탱크
120, 220a, 220b, 220c, 330, 430, 800: 전기 시스템
130, 230a, 230b, 230c, 230d: 전기 시스템 제어부
305: 챔퍼 540, 630: 초전도체
500: 발전 시스템 600: 충전 시스템
560: 회전체 555: 제1 자력체
565: 제2 자력체 570: 구동용 코일
580: 발전용 코일 710: 1 차 방벽
720: 제1 절연층 730: 2차 방벽
740: 제2 절연층 810: 초전도 코일
830: 회전 부재 840: 도선

Claims (10)

  1. 액화 가스 저장 탱크; 및
    상기 액화 가스 저장 탱크 내부에 배치되고, 상기 액화 가스 저장 탱크 내부에 저장되는 액화 가스에 의해 냉각되는 초전도체를 사용하는 전기 시스템과,
    상기 전기 시스템에 포함되는 구성으로서 상기 액화 가스 저장 탱크의 내벽 및 제1 절연층 사이에 배치되는 충전 시스템을 포함하고,
    상기 충전 시스템에는 상기 액화 가스 저장 탱크 내부의 온도를 상기 초전도체로 전달시키는 온도 전달 부재가 마련되어 있는 액화 가스 운송 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 시스템은 발전 시스템을 포함하는 액화 가스 운송 선박.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 발전 시스템은 상기 초전도체와 마주보도록 이격되어 있는 자력체, 및 상기 자력체와 이격되며 상기 자력체 주위에 배치된 구동용 코일 및 발전용 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운송 선박.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 자력체는 상기 초전도체에 의해 부상되고, 상기 초전도체 상에서 회전하여 상기 발전용 코일을 통해 전기를 발생하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운송 선박.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 액화 가스 저장 탱크로부터 발생하는 기화 가스를 사용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 더 포함하고,
    상기 전기 시스템은 상기 발전 시스템과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액화 가스 운송 선박.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액화 가스 저장 탱크로부터 발생하는 기화 가스를 사용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 더 포함하고,
    상기 전기 시스템은 상기 발전 시스템과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운송 선박.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액화 가스 저장 탱크 내부 표면에 형성된 돌출부를 더 포함하고, 상기 전기 시스템은 상기 돌출부 내부에 배치된 액화 가스 운송 선박.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액화 가스 저장 탱크의 모서리 부분은 경사지게 형성된 챔퍼를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 챔퍼에 형성된 액화 가스 운송 선박.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 초전도체는 초전도 코일을 포함하고, 상기 전기 시스템은 상기 초전도 코일의 말단부와 이격되어 배치되며 자기력선이 통과하는 내부 공간을 둘러싼 도선 및 상기 도선과 연결되며 상기 내부 공간을 통과하는 자기력선이 변화하도록 상기 도선을 회전시키는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 가스 운송 선박.
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