KR101531298B1 - 선박 - Google Patents

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강성
고두영
김경희
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삼성중공업 주식회사
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    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy

Abstract

본 발명은 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조류를 이용하여 에너지를 발생시키는 선박에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 선체, 상기 선체의 내측에 상하로 관통하여 형성되는 문풀, 상기 문풀에 설치되고, 해수의 유동을 이용하여 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하되, 상기 발전 유닛은 상기 해수의 유동으로 회전되면서 회전력을 발생시키는 헬리컬 블레이드 및 상기 헬리컬 블레이드와 연결되어 상기 회전력을 전기 에너지로 변환하는 발전 부재를 포함한다.

Description

선박{SHIP}
본 발명은 선박에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조류를 이용하여 에너지를 발생시키는 선박에 관한 것이다.
국제적으로 급격하게 산업 및 공업이 발전함에 따라 석유 등의 화석연료의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 원유의 안정적인 생산과 공급이 전지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 대두되고 있다.
이와 같은 이유로, 최근에는 기술적으로 시추가 어렵고, 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전이나 심해저 유전의 개발이 관심을 받게 되었고, 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 선박, 즉 시추선이 개발되고 있다.
일반적으로, 시추선은 시추(드릴링) 작업을 수행하기 위하여 시추 파이프 등 다양한 시추 장비를 해저 바닥으로 내려보내기 위해서 대규모의 개구, 즉 문풀(Moonpool)이 제공된다.
문풀 주위에는 선박이 이동하지 않는 경우에도 해수의 유동이 계속적으로 제공된다. 또한, 문풀 내에 유입되어 있는 해수와 선체 외부의 해수의 상대적인 유동에 의해 불규칙한 와류가 발생될 수 있다. 최근에는 이러한 문풀 주변의 조류를 이용하여 에너지를 발생시키는 발전 장비를 가지는 시추선에 대한 개발이 증가하고 있는 추세이다.
본 발명은 선박의 문풀 주위에서 발생하는 조류를 이용하여 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하는 선박을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 선박을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박은, 선체, 상기 선체의 내측에 상하로 관통하여 형성되는 문풀, 상기 문풀에 설치되고, 해수의 유동을 이용하여 에너지를 생성하는 발전 유닛을 포함하되, 상기 발전 유닛은 상기 해수의 유동으로 회전되면서 회전력을 발생시키는 헬리컬 블레이드 및 상기 헬리컬 블레이드와 연결되어 상기 회전력을 전기 에너지로 변환하는 발전 부재를 포함한다.
상기 발전 유닛은 상기 헬리컬 블레이드를 상기 문풀 내부에 위치하는 제1 위치와 상기 헬리컬 블레이드가 상기 문풀 하단에 위치하는 제2 위치로 이동시키는 이동 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 헬리컬 블레이드는 상기 선박이 이동 중에 상기 제1 위치에 제공되고, 상기 선박이 정지하면 상기 제2 위치에 제공될 수 있다.
상기 발전 유닛은 상기 헬리컬 블레이드가 복수개 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 선박의 문풀 주위에서 발생하는 조류를 이용하여 에너지를 생성할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 유닛을 포함하는 선박을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 선박을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 발전 유닛에 포함된 헬리컬 블레이드를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 발전 유닛에 포함된 이동 부재를 보여주는 도면이다.
도 5는 선박이 이동하는 경우에 도 1의 발전 유닛의 위치를 보여주는 도면이다.
도 6은 선박이 이동하는 경우에 도 1의 발전 유닛의 위치를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 유닛을 포함하는 선박을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 선박을 상부에서 바라본 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 선박(1)은 선체(10), 시추 유닛(20), 문풀(Moonpool, 30), 그리고 발전 유닛(50)을 포함한다.
일 예에 의하면, 선박(1)은 문풀(30)을 포함하고, 시추 작업을 수행하는 시추선을 포함할 수 있다. 이와 달리, 선박(1)은 시추선 이외에도 문풀을 가지는 다른 선박을 포함할 수도 있다.
시추 유닛(20)은 선체(10)의 상부에 위치할 수 있다. 시추 유닛(20)은 유정탑(21)과 시추 파이프(22)를 포함할 수 있다. 유정탑(21)은 선체(10)의 상부 갑판 상에 설치될 수 있다. 일 예에 의하면, 유정탑(21)은 문풀(30)의 상부에 위치할 수 있다. 시추 파이프(22)는 유정탑(21)으로부터 해저면까지 연장되도록 제공될 수 있다. 시추 파이프(22)는 그 하단이 해저면의 하부에 제공될 수 있도록 길이 조절이 가능하게 제공될 수 있다. 시추 파이프(22)는 문풀(30) 내부를 통하여 해저면까지 연장되도록 제공될 수 있다. 시추 파이프(22)는 그 상단이 유정탑(21)에 고정설치되어 제공될 수 있다.
문풀(30)은 선체(10)의 상단과 하단을 수직 방향으로 관통하도록 제공된다. 문풀(30)은 선체의 선수부와 선미부의 사이에 위치할 수 있다. 문풀(30)은 시추 파이프(22)를 포함한 시추 장비들을 해저 바닥으로 내려보내는 통로로서 역할을 한다.
발전 유닛(50)은 터빈(510), 발전 부재(520), 그리고 이동 부재(530)를 포함할 수 있다. 발전 유닛(50)은 문풀(30)의 하단에 위치할 수 있다. 일 예에 의하면, 발전 유닛(50)은 터빈(510)이 이동가능하도록 제공될 수 있다.
터빈(510)은 문풀(30)의 하단 주변에서 조류의 움직임을 이용하여 회전되도록 제공된다. 일 예에 의하면, 터빈(510)은 헬리컬 블레이드(Helical Blade, 510)로 제공될 수 있다.
도 3은 도 1의 발전 유닛에 포함된 헬리컬 블레이드를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 헬리컬 블레이드(510)는 고정축(511), 블레이드(512), 그리고 연결 부재(513)를 포함할 수 있다. 헬리컬 블레이드(510)는 고정축(511)을 중심으로 주변에 복수개의 나선형 형상을 가지는 블레이드(512)가 제공된다. 연결 부재(513)는 복수개의 블레이드(512)와 고정축(511)을 연결한다.
헬리컬 블레이드(510)는 폭이 좁고 긴 나선형의 블레이드(512)를 가진다. 이로 인하여, 일반적인 터빈보다 해수의 유동으로 인하여 제공되는 저항이 줄어들게 된다. 따라서, 저항으로 인한 헬리컬 블레이드(510)의 파손 위험을 방지할 수 있고, 보다 안정적으로 발전 유닛(50)이 에너지를 생성할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 발전 부재(520)는 선체(10) 내부에 위치한다. 발전 부재(520)는 헬리컬 블레이드(510)와 연결된다. 발전 부재(520)는 헬리컬 블레이드(510)에서 제공되는 회전력으로부터 전기 에너지를 생성한다.
도 4는 도 1의 발전 유닛에 포함된 이동 부재를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 이동 부재(530)는 가이드 홈(531, 532), 그리고 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
가이드 홈(531, 532)은 헬리컬 블레이드(510)가 문풀(30) 내에서 이동되는 통로로서 제공될 수 있다. 가이드 홈(531, 532)은 문풀(30) 하단부의 내벽에 제공될 수 있다. 가이드 홈(531, 532)은 문풀(30) 내부의 마주보는 면들에 각각 동일한 위치에 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 가이드 홈(531, 532)은 문풀(30)의 제1 위치(A1)와 제2 위치(A2)를 연결할 수 있다.
일 예에 의하면, 가이드 홈은 제1 가이드 홈(531), 그리고 제2 가이드 홈(532)을 포함할 수 있다.
제1 가이드 홈(531)은 문풀(30)의 하단면과 수평한 방향으로 제공될 수 있다. 제1 가이드 홈(531)은 헬리컬 블레이드(510)가 문풀(30)의 하단면과 수평한 방향으로 이동될 수 있도록 제공될 수 있다.
제1 가이드 홈(531)은 제1 위치(A1)와 연결된다. 제1 위치(A1)는 문풀(30)의 하단면에서 상부로 일정간격 이격된 위치로 정의된다. 헬리컬 블레이드(510)는 선박(1)이 이동하는 경우에 제1 위치(A1)로 이동될 수 있다. 제1 위치(A1)에서는 발전 유닛(50)이 구동되지 않는다.
제2 가이드 홈(532)은 문풀(30)의 하단면과 수직한 방향으로 제공될 수 있다. 제2 가이드 홈(532)은 헬리컬 블레이드(510)가 문풀(30)의 하단면과 수직한 방향으로 이동될 수 있도록 제공될 수 있다.
제2 가이드 홈(532)은 제2 위치(A2)와 연결된다. 제2 위치(A2)는 문풀(30)의 하단과 제2 가이드 홈(532)이 만나는 위치로 정의된다. 헬리컬 블레이드(510)는 선박(1)이 정지하는 경우에 제2 위치(A2)로 이동될 수 있다. 제2 위치(A2)에서는 발전 유닛(50)이 전기 에너지를 생성할 수 있다.
제어기(미도시)는 헬리컬 블레이드(510)를 제1 위치(A1) 또는 제2 위치(A2)로 이동되도록 제어한다. 제어기(미도시)는 선박(1)의 운항 상태에 따라 헬리컬 블레이드(510)를 제1 위치(A1) 또는 제2 위치(A2)로 이동시킬 수 있다.
도 5는 선박이 이동하는 경우에 도 1의 발전 유닛의 위치를 보여주는 도면이고, 도 6은 선박이 이동하는 경우에 도 1의 발전 유닛의 위치를 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 선박(1)이 이동하는 경우에는 헬리컬 블레이드(510)가 제1 위치(A1)에 위치한다. 헬리컬 블레이드(510)가 제1 위치(A1)에서 제공되는 경우에는 발전 유닛(50)이 에너지를 생성하지 않는다. 선박(1)이 이동중인 경우에는 헬리컬 블레이드(510)가 문풀(30) 내부에 위치하게 된다. 헬리컬 블레이드(510)는 선박(1)이 이동인 경우에 해수와 접촉으로 인하여 선박(1)의 이동을 방해할 수 있다. 따라서, 선박(1)이 이동중인 경우에는 헬리컬 블레이드(510)가 제1 위치(A1)에 제공된다.
선박(1)이 정지하는 경우에는 헬리컬 블레이드(510)가 제2 위치(A2)에 위치한다. 헬리컬 블레이드(510)가 제2 위치(A2)에서 제공되는 경우에는 발전 유닛(50)이 에너지를 생성할 수 있다. 선박(1)이 정지하고 있는 경우에는 헬리컬 블레이드(510)가 문풀(30) 하단에 위치하게 된다. 선박(1)이 정지하고 있는 경우에도 문풀(30)의 하단 주변에서는 해수의 유동이 지속적으로 제공된다. 또한, 문풀(30) 주변에는 문풀(30)로 인하여 와류가 발생할 수도 있다. 헬리컬 블레이드(510)는 제2 위치(A2)에서 해수의 유동과 와류를 이용하여 회전된다. 발전 유닛(50)은 헬리컬 블레이드(510)의 회전력을 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 선박 10: 선체
20: 시추 유닛 30: 문풀
50: 발전 유닛 510: 헬리컬 블레이드
520: 발전 부재 530: 이동 부재

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 선체;
    상기 선체의 내측에 상하로 관통하여 형성되는 문풀;
    상기 문풀에 설치되고, 해수의 유동을 이용하여 에너지를 생성하는 발전 유닛;을 포함하되,
    상기 발전 유닛은
    상기 해수의 유동으로 회전되면서 회전력을 발생시키는 헬리컬 블레이드;
    상기 헬리컬 블레이드와 연결되어 상기 회전력을 전기 에너지로 변환하는 발전 부재; 및
    상기 헬리컬 블레이드를 이송시키는 이동 부재;를 포함하고,
    상기 문풀의 하단부의 내벽에는, 상기 문풀의 하단면과 수평한 방향으로 제1 가이드 홈; 및 상기 제1 가이드 홈의 중앙영역의 일부분으로부터 수직한 방향으로 연장되는 제2 가이드 홈;이 형성되며,
    상기 이동 부재는, 상기 헬리컬 블레이드를 상기 문풀 내부에 위치하는 제1 위치와 상기 헬리컬 블레이드가 상기 문풀 하단에 위치하는 제2 위치로 상기 제1 가이드 홈 및 상기 제2 가이드 홈을 따라 이동시키는 선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 헬리컬 블레이드는 상기 선박이 이동 중에 상기 제1 위치에 제공되고,
    상기 선박이 정지하면 상기 제2 위치에 제공되는 선박.
  4. 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 유닛은 상기 헬리컬 블레이드가 복수개 제공되는 선박.
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