KR101774442B1 - Ship with Electric Power Generation Device using Wave Force - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 파도의 상하운동 에너지를 이용하여 상대적으로 고효율의 발전을 수행할 수 있어 에너지를 절약할 수 있고 또한 화석연료의 사용을 종래보다 감소시킬 수 있어 대기 및 해양오염도 감소시킬 수 있는, 파력발전장치가 구비된 선박에 관한 것으로서, 선박 본체 ; 상기 선박 본체에 대하여 상하방향으로 이동 가능하도록 수직하게 배치되는 수직 샤프트 ; 상기 수직 샤프트의 하단부에 수평상으로 마련되되 전후방향으로 유선형태인 유체 저항판 ; 상기 수직 샤프트와 상기 선박 본체 사이에 마련되는 탄성체 ; 상기 수직 샤프트와 상기 선박 본체의 상대운동을 이용하여 발전하는 발전부 ; 상기 수직 샤프트에 마련되되 그 중량이 가변되는 가변 중량체 ; 상기 선박 본체에 마련되어 상기 선박 본체의 상하요동 주기를 측정하는 요동 측정부 ; 상기 요동 측정부에서 측정된 선박 본체의 상하요동 주기에 따라 상기 가변 중량체의 중량을 가변시키는 중량 가변 수단 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention is directed to a fuel cell system that can generate relatively high efficiency power by using up and down kinetic energy of a wave to save energy and reduce the use of fossil fuel, A ship having a power generating device, comprising: a ship main body; A vertical shaft vertically arranged to be movable in a vertical direction with respect to the ship body; A fluid resistance plate which is provided at a lower end of the vertical shaft in a horizontal plane and is wired in a forward and backward direction; An elastic body provided between the vertical shaft and the ship body; A power generating unit generating power using the relative motion between the vertical shaft and the ship body; A variable weight provided on the vertical shaft and having a variable weight; A shaking motion measuring unit provided on the ship body for measuring a vertical oscillation period of the ship body; A weight varying means for varying the weight of the variable weight according to a vertical oscillation cycle of the ship body measured by the oscillation measuring unit; And a control unit.

Description

파력 발전 장치를 구비한 선박{Ship with Electric Power Generation Device using Wave Force}Ship with Electric Power Generation Device using Wave Force [0002]

본 발명은 파력 발전 장치를 구비한 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파력을 이용하여 전력을 생산하고, 이를 선박 운용에 필요한 에너지로 활용하도록 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a ship having a wave power generator, and more particularly, to a ship having a wave power generator for generating electric power by using wave power and utilizing it as energy required for ship operation.

선박은 바다를 항해하는 동안 필요한 모든 동력을 자체에서 생산하고 소비하여야 한다. 이를 위해 선박에는 전력을 생산하기 위한 발전 장치가 구비되어 있다.Ships shall produce and consume all the necessary power during their voyage. To this end, the ship is provided with a power generating device for generating electric power.

선박에 구비되는 발전 장치는 필요한 전력을 원활히 공급하고 비상시를 대비하기 위한 전기 에너지를 생산하는 장치로서, 엔진의 기계적 운동에 의한 에너지를 발전 장치 내부의 자계적 결합에 의해 전기 에너지로 변환시킨다. 이렇게 생산된 전기 에너지는 부하에 직접 공급되거나 별도의 에너지 저장수단인 배터리(battery)에 저장된다.The power generation device provided on the ship is a device for producing electric energy for smoothly supplying necessary electric power and preparing for an emergency, and converts the energy generated by the mechanical movement of the engine into electric energy by the magnetic coupling inside the power generation device. The electric energy thus generated is supplied directly to the load or stored in a battery, which is a separate energy storage means.

그러나 이러한 발전 방식은 주로 엔진의 운동 에너지를 이용하는 것이며, 엔진은 운동 에너지를 얻기 위하여 화석연료를 연소하는 방식을 취한다. 즉 화석연료를 연소하여 화학적 에너지를 운동 에너지로 변환하고, 변환된 운동 에너지를 다시 전기 에너지로 변환하여 전기 장치에 공급하거나 배터리에 저장하는 것이다.However, this type of power generation mainly uses the kinetic energy of the engine, and the engine takes the way of burning the fossil fuel to obtain the kinetic energy. That is, the fossil fuel is burned to convert chemical energy into kinetic energy, and the converted kinetic energy is converted into electric energy to supply to the electric device or to be stored in the battery.

또한, 선박에는 추진력을 얻기 위한 추진장치도 설치되어 있으며, 추진장치 또한 벙커씨유나 경유 등의 화석연료를 이용하여 추진력을 발생시킨다.In addition, there is a propulsion device for obtaining propulsion power on the ship, and the propulsion device also generates propulsion power by using fossil fuel such as bunker oil or light oil.

이와 같이 선박의 추진장치 및 발전 장치에 화석연료를 사용하게 됨으로써 필연적으로 환경오염을 초래하게 된다. 환경오염에 대한 관심이 점점 높아지고 배기가스 배출에 대한 제재가 강화되는 추세를 고려할 때 화석연료를 주요 에너지원으로 하는 선박은 점점 그 입지가 줄어들게 될 것이다.As such, the use of fossil fuels for propulsion and power generation of ships will inevitably lead to environmental pollution. Given the growing interest in environmental pollution and the growing trend toward increased emissions, ships with fossil fuels as their primary source of energy will gradually lose ground.

따라서 조력, 파력, 풍력과 같은 친환경적인 에너지원을 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 이로부터 선박의 추진력을 얻거나 선박에 설치된 전기장치에 전력을 공급하는 방식이 주목받고 있다.Therefore, a method of generating electric energy by using an environmentally friendly energy source such as a tidal force, a wave power, and a wind power, obtaining propulsion power of the ship from the electric energy, or supplying electric power to an electric device installed on a ship is receiving attention.

이와 같이 친환경적인 에너지를 이용하면 화석연료의 사용을 크게 줄일 수 있으며 대기 및 해양 오염물질의 발생을 막고 에너지 생산 비용 또한 절약할 수 있다.This eco-friendly energy can significantly reduce the use of fossil fuels, prevent the generation of air and ocean pollutants and save energy production costs.

현재 이와 관련된 연구가 국내외로 활발히 진행되고 있으며, 일부 선박에는 친환경적인 에너지를 이용하는 발전 장치가 설치되어 선박 내에서 필요한 전력의 일부를 생산하는데 활용되고 있다.Currently, researches related to this are being actively carried out at home and abroad, and some ships are equipped with power generation devices that use environmentally friendly energy and are used to produce some of the necessary power in ships.

선박에서 가장 널리 이용되는 친환경 에너지는 태양광과 풍력이며, 이와 더불어 조력이나 파력, 해수 온도차 등 다양한 에너지원을 활용하기 위한 방법들이 연구되고 있다.The most widely used eco-friendly energy sources on the ship are solar and wind power, and methods for utilizing various energy sources such as tidal force, wave power, and sea temperature difference are being studied.

그러나 태양광과 풍력과 같은 에너지원을 이용하는 종래의 선박 내의 발전 장치는 기상 조건에 따라서 전력 생산량이 크게 변하여 안정적인 전력 생산 및 공급이 불가능하다는 문제점을 가지고 있다.However, the power generation apparatus in a conventional ship using an energy source such as sunlight and wind power has a problem in that it can not produce and supply stable power because the power generation amount changes greatly according to weather conditions.

예를 들어 태양광의 경우 구름의 양에 크게 영향을 받으며, 일조시간을 제외한 시간은 발전이 불가능하므로 구름의 양이 적은 낮시간에만 전력을 안정적으로 생산하고 공급할 수 있다.For example, in the case of sunlight, the amount of cloud is greatly influenced, and since the time except for the daylight hours can not be generated, the electric power can be stably produced and supplied only during the daytime when the amount of clouds is small.

따라서, 해상에서 비교적 손쉽게 얻을 수 있으며 또한 지속적으로 에너지를 공급받을 수 있는 파력을 이용한 발전 장치를 선박에 적용할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to apply a power generation device using a wave which can be relatively easily obtained at sea and continuously supplied with energy, to a ship.

대한민국 공개특허 제10-2012-0024158호 "선박의 파력 발전 장치"(2012. 3.14.)Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0024158 "Wave power generator of ship" (2012. 3.14.) 대한민국 공개특허 제10-2015-0115050호 "파력발전장치를 구비한 선박 또는 해양구조물"(2015.10.14.)Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0115050 "Ship or Offshore Structure with Wave Power Generator" (Oct. 대한민국 등록특허 제10-1236530호 "파력발전장치가 구비된 선박"(2013. 2.18.)Korean Patent No. 10-1236530 entitled "Vessel equipped with wave power generator" (2013. 2.18.)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파도의 상하운동으로 인한 에너지를 이용하여 상대적으로 고효율의 발전(發電)을 수행할 수 있으며, 또한 기상환경에 큰 영향을 받지 않고 안정적으로 에너지를 생산할 수 있으며, 화석연료의 사용을 종래보다 감소시켜 대기 및 해양 오염 물질의 발생을 감소시키는, 파력 발전 장치를 구비한 선박을 제공하고자 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus that can generate power with relatively high efficiency using energy due to up and down movement of a wave, And to provide a ship equipped with a wave power generator which can reduce the generation of atmospheric and marine pollutants by reducing the use of fossil fuels as compared with the prior art.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 선박 본체 ; 상기 선박 본체에 대하여 상하방향으로 이동 가능하도록 수직하게 배치되는 수직 샤프트 ; 상기 수직 샤프트의 하단부에 수평상으로 마련되되 전후방향으로 유선형태인 유체 저항판 ; 상기 수직 샤프트와 상기 선박 본체 사이에 마련되는 탄성체 ; 상기 수직 샤프트와 상기 선박 본체의 상대운동을 이용하여 발전하는 발전부 ; 상기 수직 샤프트에 마련되되 그 중량이 가변되는 가변 중량체 ; 상기 선박 본체에 마련되어 상기 선박 본체의 상하요동 주기를 측정하는 요동 측정부 ; 상기 요동 측정부에서 측정된 선박 본체의 상하요동 주기에 따라 상기 가변 중량체의 중량을 가변시키는 중량 가변 수단 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, A vertical shaft vertically arranged to be movable in a vertical direction with respect to the ship body; A fluid resistance plate which is provided at a lower end of the vertical shaft in a horizontal plane and is wired in a forward and backward direction; An elastic body provided between the vertical shaft and the ship body; A power generating unit generating power using the relative motion between the vertical shaft and the ship body; A variable weight provided on the vertical shaft and having a variable weight; A shaking motion measuring unit provided on the ship body for measuring a vertical oscillation period of the ship body; A weight varying means for varying the weight of the variable weight according to a vertical oscillation cycle of the ship body measured by the oscillation measuring unit; And a control unit.

상기에 있어서, 상기 가변 중량체는 물이 저장되는 수조이며, 상기 중량 가변 수단은 상기 수조에 물을 공급하거나 상기 수조로부터 물을 배출하는 물 공급 및 배출 수단이며, 상기 요동 측정부에서 측정된 선박 본체의 상하요동 주기에 따라 상기 물 공급 및 배출 수단을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것일 수 있다.The variable weighing device may be a water tank in which water is stored, and the weight varying means is a water supply and discharge means for supplying water to the water tank or discharging water from the water tank, And a control unit for controlling the water supply and discharge means according to the up-and-down swing cycle of the main body.

상기에 있어서, 상기 발전부는, 상기 선박 본체에 마련되어 상기 선박 본체에 대한 상기 수직 샤프트의 상하운동을 회전운동으로 변환하는 기어박스와, 상기 기어박스가 변환한 회전운동을 전력으로 변환하는 발전기와, 상기 발전기가 생성한 전력을 저장하는 배터리를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The power generator may further include a gear box provided on the ship body for converting up and down movement of the vertical shaft into rotational motion with respect to the ship body, a generator for converting the rotary motion converted by the gearbox into electric power, And a battery for storing power generated by the generator.

상기에 있어서, 상기 배터리에는 태양광 발전부가 더 연결되는 것이 바람직하다.In the above, it is preferable that the solar battery is further connected to the battery.

상기에 있어서, 상기 수직 샤프트는 원형 형태의 단면이 수직 방향으로 연장되는 형태인 것이 바람직하다.Preferably, the vertical shaft has a circular cross-section extending in the vertical direction.

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상기에 있어서, 상기 선박 본체는 두 개의 선체가 하나의 갑판에 의하여 연결된 쌍동선이며, 상기 수직 샤프트는 상기 갑판을 관통하도록 배치되는 것이 바람직하다.Preferably, the ship body is a catamaran line where two hulls are connected by a single deck, and the vertical shaft is disposed to penetrate the deck.

상기에 있어서, 상기 요동 측정부는 가속도 센서인 것일 수 있다.In the above, the shaking motion measuring unit may be an acceleration sensor.

상기와 같이 본 발명은, 파도의 상하운동 운동으로 인한 에너지를 이용하여 상대적으로 고효율의 발전(發電)을 수행할 수 있으며, 기상환경에 큰 영향을 받지 않고 안정적으로 에너지를 생산할 수 있으며, 화석연료의 사용을 종래보다 감소시켜 대기 및 해양 오염 물질의 발생을 감소시키는, 파력 발전 장치를 구비한 선박을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to generate electricity with relatively high efficiency by using the energy due to the up-and-down motions of waves, to produce energy stably without being greatly influenced by the weather environment, Can be reduced compared with the conventional ones, thereby reducing the generation of atmospheric and marine pollutants.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 파력 발전 장치를 구비한 선박의 개념 사시도,
도 2는 도 1의 개념 정면도,
도 3은 도 1의 개념 평면도,
도 4는 도 1의 기어박스 및 발전기 부분을 확대한 도면,
도 5는 도 1의 중량 가변 수단 부분을 확대한 도면,
도 6는 본 발명의 일 실시례에 의한 파력 발전 장치를 구비한 선박의 작동모습을 보이는 개념도.
1 is a conceptual perspective view of a ship having a wave power generator according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a concept front view of FIG. 1;
Figure 3 is a conceptual top view of Figure 1,
Figure 4 is an enlarged view of the gearbox and generator portions of Figure 1,
Fig. 5 is an enlarged view of the weight changing means portion of Fig. 1,
6 is a conceptual view showing an operation of a ship having a wave power generator according to an embodiment of the present invention;

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시례를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시례에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention in the drawings, portions not related to the description are omitted, and like reference numerals are given to similar portions throughout the specification.

명세서 전체에서, 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.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 파력 발전 장치를 구비한 선박의 개념 사시도이며, 도 2는 도 1의 개념 정면도이며, 도 3은 도 1의 개념 평면도이며, 도 4는 도 1의 기어박스 및 발전기 부분을 확대한 도면이며, 도 5는 도 1의 중량 가변 수단 부분을 확대한 도면이며, 도 6는 본 발명의 일 실시례에 의한 파력 발전 장치를 구비한 선박의 작동모습을 보이는 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual perspective view of a ship having a wave power generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual front view of FIG. 1, FIG. 3 is a conceptual plan view of FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged view of the weight changing means of FIG. 1, and FIG. 6 is a conceptual view showing an operation of a ship having a wave power generator according to an embodiment of the present invention. to be.

본 실시례에 의한 파력 발전 장치를 구비한 선박은 선박 본체(100)와 발전 장치로 구분될 수 있다.The ship having the wave power generator according to the present embodiment can be divided into the ship main body 100 and the power generating device.

선박 본체(100)는 두 개의 선체(110)가 하나의 갑판(120)에 의하여 수평상으로 연결되는 쌍동선으로서, 쌍동선의 특성상 조파 저항이 적어 직진성이 뛰어나며 횡동요가 적어 선체(110)의 상하 이동에 의한 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다.The ship body 100 is a catamaran line in which two hulls 110 are connected in a horizontal plane by a single deck 120. Due to the nature of a catamaran, Energy can be efficiently utilized.

본 실시례의 기술적인 특징은 발전 장치에 있으며, 발전 장치는 수직 샤프트(210), 탄성체(220), 유체 저항판(230), 발전부(240), 가변 중량체(250), 요동 측정부(260) 그리고 중량 가변 수단으로 이루어진다.The technical features of this embodiment are in a power generation apparatus. The power generation apparatus includes a vertical shaft 210, an elastic body 220, a fluid resistance plate 230, a power generation section 240, a variable weight 250, (260) and a weight variable means.

그리고 중량 가변 수단은 물 공급 및 배출 수단(270)과 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다.The weight changing means includes a water supply and discharge means 270 and a control unit (not shown).

선박 본체(100)에는 수직 샤프트(210)가 마련된다. 수직 샤프트(210)는 유체의 저항을 적게 받도록 원형의 단면 형태를 가지는 환봉으로서, 갑판(120)을 통과하여 선박 본체(100)의 중심에 마련된다.The ship body 100 is provided with a vertical shaft 210. The vertical shaft 210 is a round bar having a circular cross-sectional shape and is provided at the center of the ship body 100 through the deck 120 so as to receive less resistance of the fluid.

수직 샤프트(120)는 선박 본체(100)에 대하여 상하방향으로 이동 가능하도록 수직하게 배치된다.The vertical shaft 120 is vertically arranged with respect to the ship body 100 so as to be vertically movable.

수직 샤프트(120)의 상하방향으로의 이동은 수직 샤프트(120)가 고정된 선박 본체(100)로부터 상하로 움직인다는 것이 아니라, 수직 샤프트(120)의 선박 본체(100)에 대한 상대적인 위치 변화를 의미한다.The movement of the vertical shaft 120 in the vertical direction does not move up and down from the ship body 100 to which the vertical shaft 120 is fixed but the vertical position of the vertical shaft 120 relative to the ship body 100 it means.

즉, 파도에 의하여 선박 본체(100)가 위치한 해수면의 높이가 변화함에 따라서 수직 샤프트(120)에 대한 선박 본체(100)의 위치가 상하로 변하게 된다.That is, as the height of the sea surface at which the ship body 100 is located is changed by the waves, the position of the ship body 100 relative to the vertical shaft 120 changes vertically.

수직 샤프트(120)는 탄성체(220)를 통해 선박 본체(100)와 결합된다. 탄성체는 일반적인 기계장치에 사용되는 코일 스프링으로서 일정한 탄성계수를 가지도록 균일한 반경으로 감겨있다.The vertical shaft 120 is engaged with the ship body 100 via the elastic body 220. The elastic body is a coil spring used in a general mechanical device and wound in a uniform radius so as to have a constant elastic modulus.

탄성체(220)의 일단부는 선박 본체(100), 더욱 상세하게는 갑판(120)의 상면에 결합되고, 타단부는 선박 본체(100)의 상부에 위치하는 수직 샤프트(120)의 주면에 결합된다.One end of the elastic body 220 is coupled to the upper surface of the ship body 100 and more specifically the deck 120 and the other end is coupled to the main surface of the vertical shaft 120 located at the upper portion of the ship body 100 .

탄성체(220)는 선박 본체(100)와 수직 샤프트(120)를 탄력적으로 연결하여 수직 샤프트(120)가 선박 본체(100)로부터 완전히 이탈하는 것을 방지한다.The elastic body 220 elastically connects the ship body 100 and the vertical shaft 120 to prevent the vertical shaft 120 from completely separating from the ship body 100.

수직 샤프트(210)의 하단부에는 수직 샤프트(210)의 상하이동을 제한하는 유체 저항판(230)이 수평상으로 마련된다.A fluid resistance plate 230 for restricting up and down movement of the vertical shaft 210 is provided at a lower end of the vertical shaft 210 in a horizontal plane.

유체 저항판(230)은 수평상으로 넓은 면적을 가지도록 형성되어 상하방향으로의 유체의 저항이 극대화되며, 전후방향으로 유선형으로 형성되어 선박의 진행방향으로의 유체의 저항이 최소화된다.The fluid resistance plate 230 is formed to have a large area in a horizontal plane so that the resistance of the fluid in the vertical direction is maximized and the fluid resistance in the traveling direction of the ship is minimized.

즉, 유체 저항판(230)은 서핑보드 형태의 수평판으로서 수직 샤프트(210)의 하단부에 고정결합되어 수중에 위치하게 된다.That is, the fluid resistance plate 230 is horizontally fixed to the lower end of the vertical shaft 210 as a horizontal board in the form of a surfboard.

파도는 바람에 의하여 생성된다. 바람은 해수의 표면에만 작용하므로 해수면의 높낮이 변화만 유발하며 해수면 아래의 해수 흐름에는 영향을 주지 않는다.The waves are generated by the wind. The wind only acts on the surface of the seawater, causing only the elevation change of the sea level, and does not affect the seawater flow below the sea level.

따라서 수중에 위치하는 유체 저항판(230)은 파도에 의하여 해수면의 높낮이가 변화하여도 상하방향으로 힘을 받지 않고 일정한 높이에 위치하게 된다.Therefore, even if the level of the sea surface changes due to the waves, the fluid resistance plate 230 located in the water is positioned at a constant height without receiving the force in the vertical direction.

그러나 해수면에 부유하고 있는 선박 본체(100), 더욱 상세하게는 해수의 표면에 접하며 파도의 영향을 받는 선체(110)는 파도로 인해 상하방향으로 높낮이가 변화하게 된다.However, the ship body 100 floating on the sea surface, more specifically, the hull 110, which is in contact with the surface of the sea water and influenced by the waves, changes in height in the vertical direction due to the waves.

즉, 도 6에 보이는 바와 같이 유체저항으로 인해 상하방향으로의 움직임이 제한되는 유체 저항판(230)에 대하여 선박 본체(100)의 상대적인 위치가 변하게 된다.That is, as shown in FIG. 6, the relative position of the ship body 100 is changed with respect to the fluid resistance plate 230 whose movement in the vertical direction is restricted due to the fluid resistance.

선박 본체(100)는 파도와 함께 상승하여 유체 저항판(230)에 대하여 높은 위치를 가지거나 혹은 선박 본체(100)는 파도와 함께 하강하여 유체 저항판(230)에 대하여 낮은 위치를 가지게 된다. 이와 같은 선박 본체(100)의 유체 저항판(230)에 대한 위치 변화는, 운동 에너지로 전환된다.The vessel main body 100 rises with the waves and has a high position with respect to the fluid resistance plate 230 or the vessel body 100 descends with the waves and has a low position with respect to the fluid resistance plate 230. Such a change in position of the ship body 100 with respect to the fluid resistance plate 230 is converted into kinetic energy.

즉 선박 본체(100)의 운동 에너지는 발전부(240)에서 전력으로 변환될 수 있다. 상기와 같이 운동 에너지를 전력으로 변환하기 위해서 선박 본체(100)의 상부에 발전부(240)가 마련된다.In other words, the kinetic energy of the ship body 100 can be converted into electric power in the power generation unit 240. In order to convert the kinetic energy into electric power, the power generator 240 is provided on the upper part of the ship body 100 as described above.

발전부(240)는 기어박스(241), 발전기(242), 배터리(243), 태양광 발전부(244)로 이루어진다.The power generation section 240 includes a gear box 241, a generator 242, a battery 243, and a solar power generation section 244.

선박 본체(100)의 운동 에너지를 전력으로 변환시키는 것은 기어박스(241)와 발전기(242)이며, 배터리(243)는 생산된 전력을 저장하는 역할을 한다. 그리고 태양광 발전부(244)는 태양광을 이용하여 부가적인 전력을 생산하기 위하여 발전부(240)에 추가되는 장치이다.The kinetic energy of the ship body 100 is converted into electric power by the gear box 241 and the generator 242, and the battery 243 serves to store the generated electric power. The solar power generation unit 244 is added to the power generation unit 240 to generate additional power using solar light.

기어박스(241)는 수직 샤프트(210)에 대한 선박 본체(100)의 상하방향 움직임을 회전운동으로 전환시키기 위한 랙과 피니언(Rack and Pinion) 구조로 이루어져 있다.The gear box 241 has a rack and pinion structure for converting the upward and downward movement of the ship body 100 relative to the vertical shaft 210 into rotational motion.

랙 기어(미도시)는 수직 샤프트(210)의 상단부에 설치되며, 랙 기어에 맞물리게 되는 피니언 기어(241a)는 기어박스(241)의 내부에 그 위치가 고정되도록 설치된다. 따라서 선박 본체(100)가 상하방향으로 직선운동 하면 랙 기어에 맞물려있는 피니언 기어(241a)가 회전하게 된다.The rack gear (not shown) is installed at the upper end of the vertical shaft 210, and the pinion gear 241a engaged with the rack gear is installed in the gear box 241 so that its position is fixed. Therefore, when the ship body 100 linearly moves in the vertical direction, the pinion gear 241a engaged with the rack gear rotates.

피니언 기어(241a)의 회전을 전달받을 수 있도록 발전기(242)가 마련된다.A generator 242 is provided to receive the rotation of the pinion gear 241a.

본 실시례에서는 전환 과정에서의 에너지 손실을 줄이기 위하여 기어박스(241)의 내부에 발전기(242)를 위치시키며, 피니언 기어(241a)에 발전기(242)가 직결되도록 한다.In this embodiment, the generator 242 is positioned inside the gear box 241 in order to reduce the energy loss during the conversion process, and the generator 242 is directly connected to the pinion gear 241a.

피니언 기어(241a)의 회전은 발전기(242)에 의하여 전력으로 변환된다.The rotation of the pinion gear 241a is converted into electric power by the generator 242. [

생산된 전력은 선박을 운용하기 위하여 바로 사용될 수도 있고, 효율적인 전력 분배 및 사용을 위하여 배터리(243)에 저장될 수도 있다.The generated power may be used immediately to operate the vessel, or may be stored in the battery 243 for efficient power distribution and use.

본 실시례에서는 랙과 피니언 구조를 이용하여 피니언 기어(241a)의 회전 운동을 발전기(242)에서 전력으로 변환하도록 설계하였다. 그러나 이는 하나의 예시에 불과하며 경우에 따라 수직 샤프트(210)에 마련되는 자석과 자석을 감싸는 코일의 전자기 유도를 통해 전력을 생산하는 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.In this embodiment, the rotary motion of the pinion gear 241a is designed to be converted from the generator 242 to electric power by using the rack and pinion structure. However, this is merely one example, and various methods such as producing electric power through a magnet provided in the vertical shaft 210 and a magnetic induction coil surrounding the magnet may be applied.

한편, 본 실시례의 선박은 쌍동선으로서 넓은 갑판(120) 면적을 가지고 있다. 따라서 부가적인 전력을 생산하기 위한 장치들이 손쉽게 추가될 수 있으며, 본 실시례에서는 쌍동선의 구조적인 특징을 잘 활용할 수 있도록 갑판(120)에 태양광 발전부(244)가 설치된다.On the other hand, the ship of this embodiment has a wide deck 120 area as a catamaran. Accordingly, devices for producing additional electric power can be easily added. In this embodiment, the solar power generator 244 is installed on the deck 120 so that the structural characteristics of the catamarans can be utilized well.

태양광 발전부(244)에서 생산된 전력도 배터리(243)에 저장되도록 하여 전력을 효율적으로 분배하고 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the power generated by the solar power generation unit 244 is also stored in the battery 243 so that the power can be efficiently distributed and used.

한편 본 실시례에서는 발전 효율을 높이기 위하여 수직 샤프트(210)와 선박 본체(100)가 서로 가장 큰 상대 운동을 일으킬 수 있는 구성을 채택하였다.On the other hand, in this embodiment, the vertical shaft 210 and the ship body 100 may have the largest relative motion to each other in order to increase power generation efficiency.

수직 샤프트(210)에 중량이 가변되는 가변 중량체(250)가 마련된다.A variable weight 250 having a variable weight is provided on the vertical shaft 210.

가변 중량체(250)는 해수를 저장하는 수조로서 가변 중량체(250) 내부에 저장되는 해수의 양을 조정하여 가변 중량체(250)의 중량을 조절한다.The variable weight 250 adjusts the weight of the variable weight 250 by adjusting the amount of seawater stored in the variable weight 250 as a water tank for storing seawater.

가변 중량체(250)의 중량을 조절하기 위하여 중량 가변 수단이 마련되며, 중량 가변 수단은 가변 중량체(250)에 해수를 유입시키거나 가변 중량체(250)로부터 해수를 배출시키는 물 공급 및 배출수단(270)이다. 물 공급 및 배출 수단(270)은 펌프와 밸브 등으로 구성될 수 있다. 즉 펌프 등에 의하여 해수를 수조(250)에 공급하거나 수조(250)의 물을 바다에 배출함으로써 수조(250)의 중량을 변경시킬 수 있다.The weight varying means is provided for adjusting the weight of the variable weight body 250. The weight varying means includes water supply and discharge for introducing seawater into the variable weight body 250 or discharging seawater from the variable weight body 250 Means 270. The water supply and discharge means 270 may comprise a pump, a valve, or the like. That is, the weight of the water tank 250 can be changed by supplying seawater to the water tank 250 or discharging the water of the water tank 250 to the sea by a pump or the like.

한편 선박 본체(100)에 선박 본체의 상하요동 주기를 측정하는 요동 측정부(260)가 마련된다. 요동 측정부(260)는 가속도 센서일 수 있다.On the other hand, the ship main body 100 is provided with a shaking motion measuring section 260 for measuring the vertical oscillation period of the ship body. The fluctuation measuring unit 260 may be an acceleration sensor.

이와 같이 요동 측정부(260)에서 측정된 선박 본체(100)의 상하요동 주기를 기반으로 제어부(미도시)에서 물 공급 및 배출 수단(270)을 제어하여 가변 중량체(250)의 중량을 증감시킨다.The control unit (not shown) controls the water supply and discharge means 270 to increase or decrease the weight of the variable weight 250 based on the vertical oscillation period of the ship body 100 measured by the oscillation measurement unit 260 .

제어부(미도시)는 수직 샤프트(210)에 결합된 탄성체(220)와 요동 측정부(260)를 이용한 파도의 주기 측정에 따라 유체저항판(230)이 선박 본체(100)에 대하여 가장 큰 상대적 상하운동을 일으킬 수 있도록 수직 샤프트(210)에 마련된 가변 중량체(250)의 중량을 제어한다.The control unit (not shown) measures the period of the wave using the elastic body 220 and the oscillation measurement unit 260 coupled to the vertical shaft 210, so that the fluid resistance plate 230 is positioned relative to the ship body 100 The weight of the variable weight 250 provided on the vertical shaft 210 is controlled so as to cause vertical movement.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시례들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects but are not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100 : 선박 본체 110 : 선체
120 : 갑판
210 : 수직 샤프트
220 : 탄성체
230 : 유체저항판
240 : 발전부
241 : 기어박스 241a : 피니언 기어
242 : 발전기 243 : 배터리
244 : 태양광 발전부
250 : 가변 중량체
260 : 요동 측정부
270 : 물 공급 및 배출 수단
100: ship body 110: hull
120: Deck
210: vertical shaft
220: elastomer
230: fluid resistant plate
240:
241: gear box 241a: pinion gear
242: Generator 243: Battery
244: Solar power generation section
250: variable weight
260:
270: water supply and discharge means

Claims (8)

선박 본체;
상기 선박 본체에 대하여 상하방향으로 이동 가능하도록 수직하게 배치되는 수직 샤프트 ;
상기 수직 샤프트의 하단부에 수평상으로 마련되되 전후방향으로 유선형태인 유체 저항판 ;
상기 수직 샤프트와 상기 선박 본체 사이에 마련되는 탄성체 ;
상기 수직 샤프트와 상기 선박 본체의 상대운동을 이용하여 발전하는 발전부 ;
상기 수직 샤프트에 마련되되 그 중량이 가변되는 가변 중량체 ;
상기 선박 본체에 마련되어 상기 선박 본체의 상하요동 주기를 측정하는 요동 측정부 ;
상기 요동 측정부에서 측정된 선박 본체의 상하요동 주기에 따라 상기 가변 중량체의 중량을 가변시키는 중량 가변 수단 ;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
Ship body;
A vertical shaft vertically arranged to be movable in a vertical direction with respect to the ship body;
A fluid resistance plate which is provided at a lower end of the vertical shaft in a horizontal plane and is wired in a forward and backward direction;
An elastic body provided between the vertical shaft and the ship body;
A power generating unit generating power using the relative motion between the vertical shaft and the ship body;
A variable weight provided on the vertical shaft and having a variable weight;
A shaking motion measuring unit provided on the ship body for measuring a vertical oscillation period of the ship body;
A weight varying means for varying the weight of the variable weight according to a vertical oscillation cycle of the ship body measured by the oscillation measuring unit;
And a wave generator connected to the wave generator.
제 1 항에 있어서,
상기 가변 중량체는 물이 저장되는 수조이며, 상기 중량 가변 수단은 상기 수조에 물을 공급하거나 상기 수조로부터 물을 배출하는 물 공급 및 배출 수단이며, 상기 요동 측정부에서 측정된 선박 본체의 상하요동 주기에 따라 상기 물 공급 및 배출 수단을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
The method according to claim 1,
The variable weighing device is a water tank in which water is stored, and the weight changing means is a water supply and discharge means for supplying water to the water tank or discharging water from the water tank, And a controller for controlling the water supply and discharge means according to the cycle.
제 1 항에 있어서,
상기 발전부는, 상기 선박 본체에 마련되어 상기 선박 본체에 대한 상기 수직 샤프트의 상하운동을 회전운동으로 변환하는 기어박스와, 상기 기어박스가 변환한 회전운동을 전력으로 변환하는 발전기와, 상기 발전기가 생성한 전력을 저장하는 배터리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
The method according to claim 1,
The power generator includes a gear box provided in the ship body for converting up and down motion of the vertical shaft into the rotary body with respect to the ship body, a generator for converting the rotary motion converted by the gearbox into electric power, And a battery for storing one electric power.
제 3 항에 있어서,
상기 배터리에는 태양광 발전부가 더 연결되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
The method of claim 3,
Wherein the battery is further connected to a photovoltaic power generation unit.
제 1 항에 있어서,
상기 수직 샤프트는 원형 형태의 단면이 수직 방향으로 연장되는 형태인 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
The method according to claim 1,
Wherein the vertical shaft has a shape in which a cross section of a circular shape extends in a vertical direction.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 선박 본체는 두 개의 선체가 하나의 갑판에 의하여 연결된 쌍동선이며, 상기 수직 샤프트는 상기 갑판을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
The method according to claim 1,
Wherein the ship body is a catamaran line where two hulls are connected by a single deck, and the vertical shaft is arranged to penetrate the deck.
제 1 항에 있어서,
상기 요동 측정부는 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 파력 발전 장치를 구비한 선박.
The method according to claim 1,
Wherein the shaking motion measuring unit is an acceleration sensor.
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