KR101359641B1

KR101359641B1 - 선박

Info

Publication number: KR101359641B1
Application number: KR20110138629A
Authority: KR
Inventors: 박노준
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2014-02-06
Also published as: KR20130071234A

Abstract

본 발명은 선박에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 선박은, 선체에 설치되며, 일측에 바람 유입구가 형성되고 타측에 바람 유출구가 형성되어 바람 유입구를 통해서 유입되는 바람이 바람 유출구로 배출되도록 안내하는 가이드 덕트가 내부에 마련되는 마스트(mast); 마스트의 내부에 설치되어 바람 유입구를 통해서 유입되는 바람에 의해서 회전되는 적어도 하나의 블레이드; 및 마스트의 일측에 마련되어 블레이드와 연결되며, 블레이드의 회전에 의해 전기를 발생시키는 제너레이터를 포함한다.

Description

선박{A Ship}

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 발전 장치를 구비한 선박에 관한 것이다.

선박에는, 선체에서 전기를 원활하게 사용하고 또한 비상시를 대비하여 자체적으로 전기를 발생시키는 발전기가 설치되어 있으며, 이러한 발전기는 일반적으로 엔진의 기계적 운동에 의해 발생되는 에너지를 공급받아 이를 발전기 내부의 고정자와 회전자의 자계적 결합에 의해 전기에너지로 변환시켜 부하에 전기에너지를 공급한다.

그러나 엔진을 동력원으로 이용하는 선박은, 연료로서 벙커C유와 경유의 혼합유를 주로 사용하기 때문에 그에 따른 유지비와 운항 비용이 많이 들게 되는 단점이 있다. 더욱이 혼합유 등의 석유연료는 연소 시 유해한 가스를 발생하여 대기 및 해양오염을 일으키는데, 최근에는 선박의 수가 크게 증가하여 대기 및 해양환경을 오염시키고 있으며 그에 따라 해양 생물뿐만 아니라 생태계 전반에 걸쳐 악영향을 줄 수 있다는 인식이 퍼져 있는 실정이다.

한편 풍력이나 해수 또는 태양과 같은 에너지원은 고갈되지 않는 무한의 청정에너지라고 할 수 있는데, 이러한 자연력인 바람, 해수 및 태양열 등을 활용하여 발전시킨 전기를 축전지에 저장해 두었다가 선체에 설치된 여러 가지 전기장치들에 사용하거나 이를 직접 동력원으로 사용하면 선박의 구동력 및 발전의 원료가 되는 혼합유의 사용량을 절감시킬 수 있고 나아가 대기 및 해양오염 또한 감소시킬 수 있다.

따라서 최근 이러한 친환경 에너지 개발이 활발한 추세에 있고 이에 따라 조선업계에서도 풍력을 운동에너지로 전환하고 전환된 운동에너지를 발전기를 통해 전기에너지로 변환하는 풍력 발전 장치를 구비한 선박들이 다수 제안되고 있다.

그러나 대한민국 특허청 공개번호 제10-2010-0065546호에 개시되어 있는 바와 같이, 선박에 적용되는 풍력 발전 장치는 바람이 많이 부는 선체의 거주구 상부나 선상에 설치되는데 이러한 경우 블레이드 타워 등 부가적인 장치가 선외로 돌출되어 선박의 저항을 초래할 가능성이 높고 또한 기존의 선박에 풍력 발전 장치를 부가적으로 설치함에 따른 비용 증가와 선상의 적재 공간이 감소하는 등의 문제점이 있다.

한국특허공개공보 제10-2010-0065546호(삼성중공업 주식회사) 2008.12.08.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 부가적인 선박의 저항을 초래하지 않고서도 풍력을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있어 화석에너지 사용량 감소에 기여할 수 있고 종래 보다 발전 효율을 향상시킬 수 있는 선박을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예들의 일 측면에 따르면, 선체에 설치되며, 일측에 바람 유입구가 형성되고 타측에 바람 유출구가 형성되어 상기 바람 유입구를 통해서 유입되는 바람이 상기 바람 유출구로 배출되도록 안내하는 가이드 덕트가 내부에 마련되는 마스트(mast); 상기 마스트의 내부에 설치되어 상기 바람 유입구를 통해서 유입되는 바람에 의해서 회전되는 적어도 하나의 블레이드; 및 상기 마스트의 일측에 마련되어 상기 블레이드와 연결되며, 상기 블레이드의 회전에 의해 전기를 발생시키는 제너레이터를 포함하는 선박이 제공된다.

상기 마스트의 길이 방향을 따라 배치되고 상기 제너레이터에 직결되는 메인 샤프트를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 블레이드는 상기 마스트에 대한 가상의 수평단면과 나란하게 상호 이격 배치되어 상기 메인 샤프트에 결합되는 복수의 블레이드일 수 있다.

상기 바람 유입구는 상기 마스트의 상부에 마련되고, 상기 바람 유출구는 상기 마스트의 하부에 배치될 수 있다.

상기 바람 유입구와 상기 바람 유출구는 서로 반대편에 배치될 수 있다.

상기 가이드 덕트는, 상기 바람 유입구에서 상기 바람 유출구로 갈수록 단면적이 좁아졌다가 다시 넓어지는 벤츄리관 형태일 수 있다.

상기 마스트의 길이 방향을 따라 배치되고 상기 제너레이터에 연결되는 메인 샤프트를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 블레이드는 상기 바람 유입구에 인접된 위치에서 상기 마스트에 대한 가상의 수평단면과 교차되게 상호 이격 배치되어 상기 메인 샤프트에 연결되는 복수의 블레이드일 수 있다.

상기 바람 유출구는 상기 바람 유입구와 동일한 높이에서 상기 바람 유입구의 반대편에 배치될 수 있다.

상기 블레이드의 회전운동을 상기 메인 샤프트를 통하여 상기 제너레이터에 전달하는 운동전달부를 더 포함할 수 있다.

상기 운동전달부는, 상기 메인 샤프트에 교차되게 배치되어 상기 블레이드와 연결되는 블레이드 로터축; 상기 메인 샤프트에 결합되는 제1 기어; 및 일단부가 상기 블레이드 로터축에 결합되되, 상기 제1 기어와 상호 치합되는 제2 기어를 포함할 수 있다.

상기 블레이드는 상기 마스트의 길이 방향을 따라 등간격으로 상호 이격되게 다수 개 배치될 수 있다.

상기 마스트와 인접하는 선체의 일측에 마련되며 상기 제너레이터에서 발생된 전기에너지를 저장하는 축전장치를 더 포함하며, 상기 축전장치는 상기 마스트 외부에 설치되는 전기장치에 전기에너지를 공급할 수 있다.

상기 마스트는, 마스트 본체; 상기 바람 유입구 및 상기 바람 유출구 각각을 개폐시키기 위해 상기 마스트 본체에 마련되는 유출입구 커버; 및 상기 바람 유입구 및 상기 바람 유출구가 형성되는 상기 마스트 본체의 외벽면 영역에 마련되어 상기 유출입구 커버가 슬라이드 이동가능하게 결합되는 가이드 레일을 포함할 수 있다.

상기 가이드 레일은 상기 마스트의 길이방향을 따라 마련되며, 상기 유출입구 커버는 상기 가이드 레일을 따라 상하로 슬라이드 이동되되, 고정볼트로 상기 마스트 외벽면에 고정가능한 것일 수 있다.

상기 마스트는, 선체의 거주구 상부에 설치되는 레이더 마스트(rader mast)와, 상기 선체의 갑판에 설치되는 라이팅 마스트(lighting mast)와, 상기 선체의 선미에 설치되는 포어 마스트(fore mast) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 부가적인 선박의 저항을 초래하지 않고서도 풍력을 이용하여 전기를 발생시킬 수 있어 화석에너지 사용량 감소에 기여할 수 있고 종래 보다 발전 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 선박의 마스트에서 내부 주요부를 설명하기 위하여 유출입구 커버를 생략하고 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 선박의 마스트에서 외벽면에 마련되는 유출입구 커버를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 마스트에서 내부 주요부를 설명하기 위하여 유출입구 커버를 생략하고 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 마스트에서 내부 주요부를 설명하기 위하여 유출입구 커버를 생략하고 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명에 따른 선박은 자항능력을 가지며 사람이나 화물을 이송시키는 선박뿐만 아니라, 부유식 생산저장설비(FPSO : Floating Production Storage Offloading), 부유식 원유 저장 설비(FSU : Floating Storage Unit) 등 화물을 저장 및 하역하는 부유식 해상 구조물을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 선박을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 선박의 마스트에서 내부 주요부를 설명하기 위하여 유출입구 커버를 생략하고 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 선박의 마스트에서 외벽면에 마련되는 유출입구 커버를 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 선박(1)은, 선체(2)에 설치되는 마스트(100, mast)와, 마스트(100)의 내부에 설치되는 블레이드(200)와, 블레이드(200)와 연결되어 전기를 발생시키는 제너레이터(300, Generator)와, 블레이드(200)가 결합되고 제너레이터(300)에 연결되는 메인 샤프트(400)와, 제너레이터(300)에서 발생한 전기를 저장하는 축전장치(500)를 포함한다.

여기서, 마스트(100)에는 그 일측에 바람 유입구(112)가 형성되고 타측에 바람 유출구(114)가 형성되며, 마스트(100) 내부에는 바람 유입구(112)를 통해서 유입되는 바람이 바람 유출구(114)로 배출되도록 안내하는 가이드 덕트(111)가 마련된다. 그리고 메인 샤프트(400)는 마스트(100)의 길이 방향을 따라 가이드 덕트(111) 내부에 배치되며, 복수의 블레이드(200)는 마스트(100)에 대한 가상의 수평단면과 나란하게 그리고 상호 이격 배치되어 메인 샤프트(400)에 직접 연결 즉 직결되어 바람 유입구(112)를 통해서 유입되는 바람에 의해서 회전된다. 또한 제너레이터(300)는 메인 샤프트(400)에 연결되어 블레이드(200)의 회전에 의해 메인 샤프트(400)가 회전하게 되면 전기를 발생시킨다.

본 실시 예에서 마스트(100)는, 선체(2)의 거주구(3) 상부에 설치되는 레이더 마스트(100a, Rader mast)와, 선체(2)의 갑판에 설치되는 라이팅 마스트(100b, Lighting mast)와, 선체(2)의 선수부에 설치되는 포어 마스트(100c, Fore mast) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

이러한 마스트(100)의 상부에는 무선용 안테나가 가설되어 있거나 신호기가 게양되어 있거나 선등(船燈)이 장착되어 있을 수 있을 뿐만 아니라, 마스트(100)는 망대(望台)의 설치용으로도 사용될 수 있으며, 마스트(100)의 하부는 선창(船艙)의 통풍용 또는 하역용 데릭붐(derrick boom)을 설치하는데 사용될 수 있다.

본 실시예에서 마스트(100)는, 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)가 형성되고 가이드 덕트(111)가 마련되는 마스트 본체(110)를 포함한다.

본 실시 예에서 마스트 본체(110)는 중공 원통형 기둥으로서 그 내부에 풍력 발전을 위한 블레이드(200) 및 제너레이터(300) 등 일련의 장치들이 설치된다. 본 실시 예에서 마스트 본체(110)는 이와 같이 원통의 기둥 형상을 가지고 있으나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 사각형 또는 다각형 형상 등 다양한 형태의 기둥일 수 있다.

마스트 본체(110)는 선박(1)의 운항 시 바람이나 파도에 의한 외력에도 흔들리지 않고 강성을 유지하여야 하기 때문에 강성을 갖는 금속재질로 제작될 수 있으며, 도시하지는 않았으나, 전후 및 좌우방향에서 별도의 지지구조물에 의해 지지될 수도 있다.

한편 마스트 본체(110)에 형성되는 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 마스트 본체(110)의 외벽에 각각 형성되는데, 본 실시 예에서, 바람 유입구(112)는 마스트 본체(110)의 상단부에 위치하고 바람 유출구(114)는 마스트 본체(110)의 하단부에 위치하되 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)는 서로 반대편에 위치한다.

본 실시 예에서 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)가 이와 같이 위치하는 것은 발전 효율을 높이기 위한 것으로서, 발전 효율을 높이기 위해서는 많은 양의 바람이 마스트 본체(110) 내부로 유입되어야 하므로 바람을 최대한 많이 유입시킬 수 있는 위치에 바람 유입구(112)를 형성시키는 것이 바람직한데, 일반적으로 선박(1)의 운항시에는 선체(2)로부터 높은 위치와 선박(1)의 진행 방향의 정면에서 바람이 지속적이면서도 풍속이 높다. 따라서 본 실시예에서, 바람 유입구(112)는 마스트(100)의 상단부 중에서 선수 방향을 향하며, 바람 유출구(114)는 바람 유입량이 상대적으로 적은 마스트(100) 하단부 중에서 선미 방향을 향하도록 형성하고 있다.

그러나 본 실시예와 달리, 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)의 개수와 형성되는 위치는 상황에 따라 변경될 수 있다. 그리고 본 실시 예에서는 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)의 크기와 형상이 동일하나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)의 크기와 형상이 반드시 동일할 필요는 없는데, 예를 들어 바람 유입구(112)가 바람 유출구(114) 보다 상대적으로 더 큰 형상일 수 있다. 이 경우 바람 유입구(112)에서 바람의 유량이 바람 유출구(114)에서의 바람의 유량보다 많으므로 풍속이 바람 유출구(114)에 인접할수록 상대적으로 더 클 수 있을 것이다.

한편 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)를 연결하는 가이드 덕트(111)는, 마스트 본체(110) 내부로 유입되는 바람을 가이드하여 바람이 블레이드(200)를 회전시킨 후 마스트(100) 외부로 배출되도록 바람의 이동 경로를 형성한다.

본 실시예의 경우, 가이드 덕트(111)는, 마스트 본체(110)의 길이방향으로 마련되되, 가이드 덕트(111)의 일단은 바람 유입구(112)와 연결되고 타단은 바람 유출구(114)와 연결됨으로써 바람이 선체의 수평 표면에 대하여 수직 하방으로 불어나가도록 한다.

이러한 가이드 덕트(111)는, 본 실시예에서와 같이 중공 형상을 갖는 마스트 본체(110)의 내부에 삽입되어 마련될 수 있다. 다만, 마스트 본체(110)는 전술한 바와 같이 중공 형상을 가지므로 후술할 실시예와 같이 마스트 본체(110)와 일체로 마련될 수도 있을 것이다.

한편 블레이드(200)가 결합되는 메인 샤프트(400)는 마스트(100)의 길이 방향을 따라 마스트 본체(110) 내부에 배치되며, 메인 샤프트(400)에 복수 개의 블레이드(200)가 결합된다. 즉 본 실시 예에서 블레이드(200)는 가이드 덕트(111)의 관로를 따라 복수 개가 배치되는데, 복수 개의 블레이드(200)들이 마스트(100)에 대한 가상의 수평단면과 각각 나란하게 배치되되 상호 이격 배치되어 메인 샤프트(400)에 결합된다.

이러한 구성으로 본 실시 예의 경우 블레이드(200)는 가이드 덕트(111)를 따라 수직 하방으로 불어나가는 바람에 의해서 회전되고 이러한 회전에 의하여 메인 샤프트(400)가 회전된다.

그리고 본 실시예에서 복수 개의 블레이드(200)는 메인 샤프트(400)에 직결 즉 직접 연결됨으로써 구조를 단순화할 수 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않는다.

제너레이터(300)는 본 실시 예에서 마스트 본체(110)의 하단부에 마련되어 메인 샤프트(400)와 직결된다. 따라서 블레이드(200)의 회전에 따라 메인 샤프트(400)가 회전하게 되고 이러한 메인 샤프트(400)의 회전에 따라 제너레이터(300)는 전기를 발생시킨다. 본 실시예에서 제너레이터(300)는 마스트 본체(110)의 내부에 마련되어 있으나, 마스트 본체(110)의 하단부와 연장되는 선체 하부 또는 마스트 본체(110)와 인접하는 선체의 일측에 마련될 수도 있을 것이다.

그리고 마스트(100)와 인접한 선체의 일측에는 제너레이터(300)와 연결되어 제너레이터(300)에서 발생한 전기에너지를 저장할 수 있는 축전장치(500)가 마련된다.

본 실시 예에서 축전장치(500)는 마스트(100) 상부의 전기 장치 예를 들어 레이더 스캐너(Radar scanner)나 신호등(Signal light)에 전기를 공급한다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며, 축전장치(500)는 선체의 다른 전기 장치들에 연결되어 필요한 전기를 공급할 수도 있을 것이다.

한편, 폭우나 폭설 등 유사시를 대비하여 마스트(100)의 마스트 본체(110) 내부에 비나 눈이 유입되는 것을 방지하기 위해 바람 유입구(112)와 바람 유출구(114)를 막을 필요가 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 마스트(100)는, 도 3에 자세히 도시한 바와 같이, 바람 유입구(112) 및 바람 유출구(114) 각각을 개폐시키기 위해 마스트 본체(110)에 마련되는 유출입구 커버(120)와, 바람 유입구(112) 및 바람 유출구(114)가 형성되는 마스트 본체(110)의 외벽면 영역에 마련되어 유출입구 커버(120)가 슬라이드 이동가능하게 결합되는 가이드 레일(130)을 더 포함한다.

본 실시 예에서 바람 유입구(112) 및 바람 유출구(114)에 적용되는 유출입구 커버(120)는 동일한 구조를 가지므로 설명의 편의를 위하여 바람 유입구(112) 부분만을 기준으로 설명하기로 한다.

가이드 레일(130)은 마스트 본체(110)의 외벽면(200)에 길이방향을 따라 마련되며, 유출입구 커버(120)는 가이드 레일(130)을 따라 상하로 슬라이드 이동되면서 바람 유입구(112) 외측을 개폐한다. 이때 유출입구 커버(120)는 바람 유입구(112)의 지름보다 다소 크게 형성된다.

유출입구 커버(120)에는 고정볼트(미도시)와 같은 체결수단이 체결될 수 있는 체결홀(122)이 형성될 수 있다. 이에 의하여 바람 유입구(112)로 유출입구 커버(120)를 슬라이드 이동시킨 다음 유출입구 커버(120)의 체결홀(122)을 통하여 마스트 본체(110)의 외벽면을 고정볼트로 체결시켜 유출입구 커버(120)가 상하방향 유동되는 것을 저지시킬 수 있을 것이다.

한편 본 실시예에서는 상하방향으로 가이드 레일(130)이 설치되어 있으나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 좌우방향으로 가이드 레일(130)이 설치될 수도 있을 것이다.

이러한 구성으로, 가이드 덕트(111)로 유입된 바람이 마스트 본체(110)의 길이방향으로 마련된 가이드 덕트(111)의 관로를 따라 수직 하방으로 불어나가면서 블레이드(200)들을 회전시키고 이에 의하여 메인 샤프트(400)를 회전시키며, 제너레이터(300)는 메인 샤프트(400)의 회전에 의하여 전기를 발생시킨다.

또한 제너레이터(300)에서 발생된 전기는 축전장치(500)에 저장되어 마스트(100) 상부에 설치되는 다양한 전기장치들, 예컨데 무선용 안테나, 레이더, 신호기 및 선등에 전기를 공급할 수 있다. 이에 의하여 마스트(100) 상부에 설치되는 전기장치들에 필요한 전기를 마스트(100)에서 자체 공급할 수 있어 기관실(4) 내에 설치되는 발전기 엔진으로부터 이들 전기장치까지 먼 거리에 걸쳐 설치하여야 하는 다수의 전력 공급 케이블(미도시)을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한 마스트(100)는 일반적으로 바람을 가장 잘 맞을 수 있는 위치에 설치되기 때문에 마스트(100)의 마스트 본체(110)에 설치된 발전 장치는 종래보다 발전 효율이 높을 수 있다.

한편 만약 발전이 필요하지 않는 때에는 유출입구 커버(120)로 바람 유입구(112) 및 바람 유출구(114) 각각을 폐쇄함으로써 마스트 본체(110) 내부에 비나 눈이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박의 마스트에서 내부 주요부를 설명하기 위하여 유출입구 커버를 생략하고 도시한 도면이다.

본 실시예는 전술한 제1 실시예와 비교할 때에 일부의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 차이점이 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박에서, 가이드 덕트(111a)는 바람 유입구(112)에서 바람 유출구(114)로 갈수록 단면적이 좁아졌다가 다시 넓어지는 벤츄리관(Venturi Tube) 형태로 마련된다.

그리고 메인 샤프트(400)는 마스트 본체(110)의 길이방향을 따라 배치되고 제너레이터(300)에 직결된다. 복수 개의 블레이드(200)들은 단면적이 좁아지는 가이드 덕트(111a)의 노즐부(113)를 따라 마스트(100)에 대한 가상의 수평단면과 나란하게 각각 배치되며 메인 샤프트(400)에 직결된다.

이러한 구성으로, 바람 유입구(112)로 유입된 바람은 가이드 덕트(111a)의 노즐부(113)에서 속도가 증가하게 된다. 따라서 블레이드(200)의 회전운동을 가속시켜 발전효율을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 선박의 마스트에서 내부 주요부를 설명하기 위하여 유출입구 커버를 생략하고 도시한 도면이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 선박에서, 바람 유입구(112b)와 바람 유출구(114b)는 마스트 본체(110)의 외벽에 동일한 높이에서 형성되되 서로 반대편에 위치한다. 위와 같은 바람 유입구(112b)와 바람 유출구(114b)를 한 쌍으로 하여 적어도 한 쌍 이상의 바람 유입구(112b)와 바람 유출구(114b)가 마스트 본체(110)의 외벽에 높이를 달리하여 등간격으로 상호 이격되어 형성될 수 있다.

본 실시예에서는 바람 유입구(112b)로 유입된 바람이 수평방향, 즉 바람 진행방향 그대로 바람 유출구(114b)로 배출되므로 본 발명의 제1 및 제2 실시예들과 같이 바람의 경로를 수직 하방으로 안내하기 위해 삽입되는 관 형태의 가이드 덕트(111, 111a) 대신 중공형상의 마스트(100) 내부 자체가 가이드 덕트(111b) 역할을 하게 된다.

메인 샤프트(400)는 마스트 본체(110)의 길이 방향을 따라 배치되고 제너레이터(300)에 직결된다.

그리고 마스트 본체(110) 내부에 마련되는 다수 개의 블레이드(200b)는 높이를 달리하는 바람 유입구(112b)들에 각각 인접된 위치에서 마스트 본체(110)에 대한 가상의 수평단면과 교차되게 배치되어 메인 샤프트(400)에 연결된다. 즉 각각의 블레이드(200b)는 높이를 달리하는 각각의 바람 유입구(112b)를 향해 배치되고 메인 샤프트(400)에 교차하는 방향에서 메인 샤프트(400)에 결합된다. 이에 따라 본 실시예에서는 각각의 블레이드(200b)의 회전운동을 메인 샤프트(400)를 통하여 제너레이터(300)에 전달하는 운동전달부(600)가 더 마련된다.

운동전달부(600)는, 도 5에 자세히 도시한 바와 같이, 메인 샤프트(400)에 교차되게 배치되어 블레이드(200b)와 연결되는 블레이드 로터축(610)과, 메인 샤프트(400)에 결합되는 제1 기어(620)와, 일단부가 블레이드 로터축(610)에 결합되되 제1 기어(620)와 상호 치합되는 제2 기어(630)를 포함한다.

여기서 제1 기어(620)와 제2 기어(630)는 베벨기어가 사용될 수 있으며 본 실시 예에서와 같이 기어박스(640)에 내재되게 설치될 수 있다. 그리고 블레이드 로터축(610)을 지지하기 위한 지지조립체(미도시)가 마스트 본체(110) 일측에 결합되어 지지조립체(미도시)에 수용된 베어링에 의해 블레이드 로터축(610)이 상대 회전가능하게 지지될 수 있다.

이에 의해서, 블레이드(200b)가 회전함에 따라 블레이드 로터축(610), 제2 기어(630), 제1 기어(620), 메인 샤프트(400)가 순차적으로 회전하게 되고 이에 의하여 제너레이터(300)가 전기를 발생시키게 된다.

전술한 실시 예들에서는 블레이드가 메인 샤프트에 복수개 설치된 것에 대하여 상술하였으나 블레이드 하나 만으로도 전기를 발생시키기에 충분하다면 하나만 설치될 수도 있을 것이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 선박 2 : 선체
100 : 마스트 110 : 마스트 본체
111 : 가이드 덕트 112 : 바람 유입구
114 : 바람 유출구 120 : 출입구 커버
130 : 가이드 레일 200 : 블레이드
300 : 제너레이터 400 : 메인 샤프트
500 : 축전장치 600 : 운동전달부

Claims

선체에 설치되며, 일측에 바람 유입구가 형성되고 타측에 바람 유출구가 형성되어 상기 바람 유입구를 통해서 유입되는 바람이 상기 바람 유출구로 배출되도록 안내하는 가이드 덕트가 내부에 마련되는 마스트(mast);
상기 마스트의 내부에 설치되어 상기 바람 유입구를 통해서 유입되는 바람에 의해서 회전되는 적어도 하나의 블레이드; 및
상기 마스트의 일측에 마련되어 상기 블레이드와 연결되며, 상기 블레이드의 회전에 의해 전기를 발생시키는 제너레이터를 포함하며,
상기 마스트는,
마스트 본체;
상기 바람 유입구 및 상기 바람 유출구 각각을 개폐시키기 위해 상기 마스트 본체에 마련되는 유출입구 커버; 및
상기 바람 유입구 및 상기 바람 유출구가 형성되는 상기 마스트 본체의 외벽면 영역에 마련되어 상기 유출입구 커버가 슬라이드 이동가능하게 결합되는 가이드 레일을 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 마스트의 길이 방향을 따라 배치되고 상기 제너레이터에 직결되는 메인 샤프트를 더 포함하며,
상기 적어도 하나의 블레이드는 상기 마스트에 대한 가상의 수평단면과 나란하게 상호 이격 배치되어 상기 메인 샤프트에 결합되는 복수의 블레이드인 것을 특징으로 하는 선박.
제2항에 있어서,
상기 바람 유입구는 상기 마스트의 상부에 마련되고, 상기 바람 유출구는 상기 마스트의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
제3항에 있어서,
상기 바람 유입구와 상기 바람 유출구는 서로 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
제3항에 있어서,
상기 가이드 덕트는,
상기 바람 유입구에서 상기 바람 유출구로 갈수록 단면적이 좁아졌다가 다시 넓어지는 벤츄리관 형태인 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 마스트의 길이 방향을 따라 배치되고 상기 제너레이터에 연결되는 메인 샤프트를 더 포함하며,
상기 적어도 하나의 블레이드는 상기 바람 유입구에 인접된 위치에서 상기 마스트에 대한 가상의 수평단면과 교차되게 상호 이격 배치되어 상기 메인 샤프트에 연결되는 복수의 블레이드인 것을 특징으로 하는 선박.
제6항에 있어서,
상기 바람 유출구는 상기 바람 유입구와 동일한 높이에서 상기 바람 유입구의 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
제6항에 있어서,
상기 블레이드의 회전운동을 상기 메인 샤프트를 통하여 상기 제너레이터에 전달하는 운동전달부를 더 포함하는 선박.
제8항에 있어서,
상기 운동전달부는,
상기 메인 샤프트에 교차되게 배치되어 상기 블레이드와 연결되는 블레이드 로터축;
상기 메인 샤프트에 결합되는 제1 기어; 및
일단부가 상기 블레이드 로터축에 결합되되, 상기 제1 기어와 상호 치합되는 제2 기어를 포함하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 블레이드는 상기 마스트의 길이 방향을 따라 등간격으로 상호 이격되게 다수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 마스트와 인접하는 선체의 일측에 마련되며 상기 제너레이터에서 발생된 전기에너지를 저장하는 축전장치를 더 포함하며,
상기 축전장치는 상기 마스트 외부에 설치되는 전기장치에 전기에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 선박.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가이드 레일은 상기 마스트의 길이방향을 따라 마련되며,
상기 유출입구 커버는 상기 가이드 레일을 따라 상하로 슬라이드 이동되되, 고정볼트로 상기 마스트 외벽면에 고정가능한 것을 특징으로 하는 선박.
제1항에 있어서,
상기 마스트는,
선체의 거주구 상부에 설치되는 레이더 마스트(rader mast)와, 상기 선체의 갑판에 설치되는 라이팅 마스트(lighting mast)와, 상기 선체의 선미에 설치되는 포어 마스트(fore mast) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선박.