KR101400595B1 - 소수력 발전장치를 구비하는 선박 - Google Patents

Abstract

선박의 운항시 발생하는 해수의 유동을 이용하여 전력을 생산하는 발전장치를 구비하는 선박에 관하여 개시한다.
본 발명은 구상선수(Bulbous Bow)를 구비하는 선박에 있어서, 구상선수 주변에 형성되는 유입구와, 선저면에 형성되는 유출구를 연결하는 해수터널과, 상기 해수터널상에 형성되어 해수의 흐름에 의하여 회전하며 전력을 발생시키는 소수력 발전장치를 구비하는 선박을 제공한다.

Description

소수력 발전장치를 구비하는 선박{SHIP HAVING MICRO HYDRO TURBINE}

본 발명은 선박의 운항시 발생하는 해수의 유동을 이용하여 전력을 생산하는 발전장치를 구비하는 선박에 관한 것이다.

선박은 대양을 항해하는 동안 필요한 모든 동력을 자체에서 생산하여 소비하여야 한다.

이를 위해서 선박에는 추진력을 얻기 위한 추진장치와, 선박에서 사용되는 전력을 생산하기 위한 발전장치를 갖추고 있다.

선박에서 사용되는 추진장치와 발전장치는 주로 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 연소하여 에너지를 발생시키기 된다.

관련선행기술로는 대한민국공개특허 제10-2010-0000240호 (공개일자 2010년 1월 6일) '에너지절약형 선박'이 있다.

본 발명의 목적은 선박의 운항 중 구상선수에서 받는 반동 추진에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 소수력발전장치를 구비하는 선박을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 소수력발전장치를 이용함으로써, 화석연료를 사용하는 엔진 발전기의 용량을 감소킬 수 있는 선박을 제공함에 있다.

본 발명에 또 다른 목적은 소수력발전장치에서 배출되는 해수를 이용하여 선박 추진 저항을 감소시킬 수 있는 선박을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구상선수(Bulbous Bow)를 구비하는 선박에 있어서, 구상선수 주변에 형성되는 유입구와, 선저면에 형성되는 유출구를 연결하는 해수터널과, 상기 해수터널상에 형성되어 해수의 흐름에 의하여 회전하며 전력을 발생시키는 소수력 발전장치를 구비하는 선박을 제공한다.

이 때, 상기 해수터널은 하향경사진 형태로 형성되는 것이 바람직하고,

상기 해수터널은 출구부에 배출수의 유속을 증가시키는 노즐을 구비하면 더욱 바람직하다.

한편, 상기 소수력 발전장치는 소형 수차 터빈을 포함할 수 있으며, 상기 소형 수차 터빈은 수평 방향의 회전축을 가지는 버티컬 스필트 프로펠러(Vertical Split Propeller) 타입을 사용할 수도 있고, 수직 방향의 회전축을 가지는 호리즌탈 스필트 프로펠러(Horizontal Split Propeller) 타입을 사용할 수도 있다.

본 발명은 선박 운항 중 구상선수(Bulbous Bow)에서 받는 반동 추진에너지를 이용할 수 있는 소수력발전장치를 구비하여, 소수력발전장치로 선박에 필요한 전기에너지를 생산 및 공급 할 수 있도록 함으로써, 화석연료를 사용하는 엔진 발전기의 욜량을 축소시킬 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 따른 선박은 소수력발전장치에서 배출되는 해수가 부력을 발생시키도록 함으로써 선박의 추진 저항을 감소시키는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소수력발전장치를 구비하는 선박의 정면구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소수력발전장치를 구비하는 선박의 단면구성도임.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 소수력 발전장치를 구비하는 선박에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소수력발전장치를 구비하는 선박의 정면구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소수력발전장치를 구비하는 선박의 단면구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박(10)은 소수력 발전 장치를 구비하여, 선박의 발전기의 용량을 저감하기 위한 것이다.

본 발명의 선박에 구비되는 소수력 발전 장치는 선박 운항중 구상선수(Bulbous Bow)(12)에서 받는 반동 추진에너지를 회전에너지로 전환하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명에 따른 소수력 발전 장치는 구상 선수(12)의 상부에 형성되는 유입구(110)과, 선저면에 형성되는 유출구(130)를 연결하는 해수터널(100)을 구비한다.

해수터널(100)은 유입구(110)에서 유출구(130)를 향하여 하향경사지게 형성된다.

선박(10) 전진하게 되면, 선박(10)의 전진에 따른 반동 추진에너지에 의해서 구상선수(12) 주변에 형성된 유입구(110)를 통하여 해수가 유입되게 되고, 유입된 해수는 해수터널(100) 상에 설치된 소수력 발전 장치(120)를 경유한 후, 유출구(130)를 통해 선저면으로 배출된다.

이때, 유입구(110)에서 소수력 발전 장치(120)까지의 해저터널(100)은 해수면과 나란한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 해저터널(100)로 유입되는 해수의 유속의 감소를 최소화하기 위한 것이다.

또한, 유출구(130)에서 유출되는 해수로 인한 저항을 저감하기 위해서는 유출구(130)에서 토출되는 해수의 방향과 선박(10)의 진행 방향이 둔각을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

유출구(130)에서 토출되는 해수가 선박(10)의 진행 방향에 대하여 예각을 가지는 경우, 배출되는 해수로 인하여 선박이 후진 방향으로 추력을 받게되므로 저항이 증가하게 되나, 둔각을 가지는 경우에는 유출구(130)에서 배출되는 해수도 선박(10)이 전진하는 방향으로 추력을 제공하게 된다.

또한 유출구(130)에서 배출되는 해수(배출수)의 유속을 증가시키기 위하여, 유출구(130)의 상류측에 노즐을 구비하는 것이 바람직하다.

배출수의 유속을 증가시키게 되면, 도 2에서 140으로 표시한 유출구(130) 후방의 선저면에 부력이 발생하게 되고, 이로 인해 선박 추진 저항을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

해수터널(100)상에 형성되는 소수력 발전 장치(120)는 소형 수차 터빈(Micro Hydro Turbine)을 포함할 수 있다.

소형 수차 터빈은 유체의 흐름에 의하여 회전 에너지를 얻게 되는 것인데, 이로부터 전기에너지를 생산하게 된다.

소형 수차 터빈은 수평 방향의 회전축을 가지는 버티컬 스필트 프로펠러(Vertical Split Propeller) 타입을 사용할 수도 있고, 수직 방향의 회전축을 가지는 호리즌탈 스필트 프로펠러(Horizontal Split Propeller) 타입을 사용할 수도 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 구상선수(12)의 주변에 복수개의 해수터널(100)을 형성하고, 각각의 해수터널(100)에 소수력 발전 장치(120)를 배치함으로써, 선박의 추진시에 발생하는 에너지를 이용하여 선박 운항에 필요한 전력을 생산할 수 있다.

복수개의 소수력 발전 장치(120)를 직렬 또는 병렬로 연결하여, 직접 전력 사용처에서 사용하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 소수력 발전 장치(120)는 선박이 정속으로 운항하게 되면, 일정한 전력을 생산할 수 있기 때문에, 별도의 축전 수단을 구비하지 않아도 일정한 전력을 공급할 수 있다.

물론, 별도의 축전 수단을 구비하여 전력을 저장하였다가 사용하도록 할 수도 있다.

이렇게, 소수력 발전 장치를 구비하여 선박 운항시 안정적인 보조 전력을 생산하게 되면, 선박에 필수적으로 구비되는 엔진발전기의 용량을 축소할 수 있게 되고, 엔진발전기의 사용량을 감소시킬 수 있게 된다.

엔진발전기의 사용량을 절감시키면, 엔진발전기의 작동시에 엔진에서 배출되는 유해가스를 저감할 수 있는 효과도 가져온다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 선박
12 : 구상선수
100 : 해수터널
110 : 유입구
120 : 소수력 발전장치
130 : 유출구

Claims (4)

1. 구상선수(Bulbous Bow)를 구비하는 선박에 있어서,
   구상선수 주변에 형성되는 유입구와, 선저면에 형성되는 유출구를 연결하는 해수터널과, 상기 해수터널상에 형성되어 해수의 흐름에 의하여 회전하며 전력을 발생시키는 소수력 발전장치를 구비하고,
   상기 해수터널은 하향경사진 형태로 형성되고,
   상기 해수터널은 출구부에 배출수의 유속을 증가시키는 노즐을 구비하며,
   상기 유출구에서 토출되는 해수의 방향과 선박의 진행 방향이 둔각을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 선박.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 소수력 발전장치는 소형 수차 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.

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