KR102097682B1 - Undersea power system and operation method thereof - Google Patents

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KR102097682B1
KR102097682B1 KR1020180123274A KR20180123274A KR102097682B1 KR 102097682 B1 KR102097682 B1 KR 102097682B1 KR 1020180123274 A KR1020180123274 A KR 1020180123274A KR 20180123274 A KR20180123274 A KR 20180123274A KR 102097682 B1 KR102097682 B1 KR 102097682B1
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power system
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hydrogen
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KR1020180123274A
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이은혜
백경돈
양성호
윤현기
김지연
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to an underwater power supply system and an operation method thereof. According to one embodiment of the present invention, an underwater power supply system which supplies power to an underwater moving body in the water, comprises: a case mountable on the underwater moving body; oxygen storage units respectively installed on both ends inside the case to store oxygen; hydrogen storage units respectively installed on a side surface of the oxygen storage units to store hydrogen; a fuel cell which uses the oxygen and hydrogen received from the oxygen storage units and the hydrogen storage units to generate and store power; a power supply transmission unit which supplies the power stored in the fuel cell to the underwater moving body in the water; a fixing unit connected to the case to fix the case to be able to make a reciprocating motion between the sea bottom and the water surface; and a partition installed in the case to divide the inside of the case into a sealed space which prevents seawater from being introduced, and an open space which allows seawater to be introduced and discharged. The oxygen storage units, the hydrogen storage units, the fuel cell, and the power supply transmission unit are installed in the sealed space. The fixing unit is installed in the open space. The present invention aims to provide an underwater power supply system and the operation method thereof, which are able to increase the operation efficiency of the underwater moving body.

Description

수중 전원 시스템 및 그 운용 방법{UNDERSEA POWER SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}Underwater power system and its operating method {UNDERSEA POWER SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명의 실시예들은 수중 전원 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해저에 위치한 상태에서 수중 이동체에 전원을 공급할 수 있는 수중 전원 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an underwater power system and a method for operating the same, and more particularly, to an underwater power system and a method of operating the same, which are capable of supplying power to an underwater moving object while being located on the seabed.

최근 수중 이동체의 다양화와 필요성 증가에 따라 이에 지속적인 동시에 안정적으로 수중 이동체에 전원을 공급할 수 있는 전원 시스템의 중요성이 대두되었다. 현재 대부분의 수중 이동체는 연료전지를 탑재하여 운용되고 있는데, 이로 인한 무게 및 부피 증가는 운용 효율성을 떨어뜨리고, 연료전지의 연료인 수소와 산소가 고갈되었을 때 연료 재주입을 위하여 연료가 있는 지상으로 이동해야 하는 불편을 감수해야 한다. 또한, 운용 중 연료가 고갈되었을 때 얼마나 단시간 내에 용이하게 연료를 재공급 받아 운용을 재개하는 가가 시스템 장기 운용 효율성을 좌우하기 때문에 현재의 연료 공급 방법에 대한 개선이 필요하다.In recent years, as diversification and necessity of underwater vehicles have increased, the importance of a power system capable of continuously and stably supplying power to underwater vehicles has emerged. Currently, most underwater mobile vehicles are operated with a fuel cell, which increases the weight and volume, which decreases the efficiency of operation, and moves to the ground with fuel for fuel injection when hydrogen and oxygen, fuels of the fuel cell, are depleted. You have to take the inconvenience you have to do. In addition, it is necessary to improve the current fuel supply method because how quickly the fuel is resupplied and resumes operation when the fuel is exhausted during operation determines the long-term operation efficiency of the system.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information acquired by the inventor for derivation of embodiments of the present invention or acquired in the derivation process, and may be referred to as a publicly known technology disclosed to the general public before filing the embodiments of the present invention. none.

본 발명의 실시예들은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수중 이동체가 운용 중에 해저에서 전원을 공급받을 수 있도록 하여 수중 이동체의 운용 효율성을 증대하는 데 그 목적이 있다.The embodiments of the present invention are intended to solve the above-described conventional problems, and have an object to increase the operational efficiency of the underwater mobile body by allowing the underwater mobile body to receive power from the seabed during operation.

또한, 해저에서 수중 이동체에 전원을 공급하는 수중 전원 시스템을 해저에 안정적으로 설치하는 동시에, 수중 전원 시스템에 저장된 연료가 고갈될 경우 수중 전원 시스템을 안정적으로 해저에서 수면으로 부상(float)시키는 데 그 목적이 있다.In addition, an underwater power system that supplies power to an underwater mobile body at the seabed is stably installed at the same time, and when the fuel stored in the underwater power system runs out, the underwater power system stably floats from the seabed to the water surface. There is a purpose.

그러나 이러한 과제들은 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 실시예들의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the scope of the embodiments of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 실시예는 수중에서 수중 이동체에 전원을 공급하는 수중 전원 시스템에 있어서, 수중 이동체에 탑재 가능한 케이스와, 케이스의 내부 양 끝단에 각각 설치되어 산소를 저장하는 산소 저장부와, 산소 저장부의 측면에 각각 설치되어 수소를 저장하는 수소 저장부와, 산소 저장부와 수소 저장부로부터 공급받는 산소와 수소를 활용하여 전원을 생산 및 저장하는 연료전지와, 연료전지에 저장된 전원을 수중에서 수중 이동체에 공급하는 전원 송신부와, 케이스에 연결되어 케이스를 해저로부터 수면 사이에서 왕복 이동 가능하도록 고정하는 고정부와, 케이스의 내부에 설치되어 케이스의 내부를 해수의 유입이 방지되는 밀폐공간과 해수의 유입 및 유출이 허용되는 개방공간으로 구분하는 격벽을 포함하고, 산소 저장부와 수소 저장부, 연료전지 및 전원 송신부는 밀폐공간에 설치되고, 고정부는 개방공간에 설치되는 수중 전원 시스템을 개시한다.In one embodiment of the present invention, an underwater power system for supplying power to an underwater mobile body from underwater, a case mountable to the underwater mobile body, an oxygen storage unit installed at both ends of the inner case to store oxygen, and oxygen storage Hydrogen storage units are installed on the side of the unit to store hydrogen, and a fuel cell that produces and stores power by utilizing oxygen and hydrogen supplied from the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, and the power stored in the fuel cell underwater. A power transmission unit for supplying to the moving body, a fixed portion connected to the case to fix the case so that it can be reciprocated between the seabed and the surface, and is installed inside the case to prevent the inflow of seawater from the inside of the case and the enclosed space. It includes partition walls that divide into open spaces where inflow and outflow are permitted, and oxygen storage, hydrogen storage, and fuel. And if the power transmission unit is provided in the closed space, the fixing part discloses a water supply system to be installed in an open space.

본 실시예에 있어서, 산소 저장부에 저장되는 산소는 액체 상태인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, oxygen stored in the oxygen storage unit may be characterized in that it is in a liquid state.

본 실시예에 있어서, 수소 저장부에 저장되는 수소는 액체 또는 기체 상태인 것으로 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, hydrogen stored in the hydrogen storage unit may be characterized as being in a liquid or gaseous state.

본 실시예에 있어서, 산소 저장부 및 수소 저장부는 연료전지를 중심으로 서로 대칭되도록 케이스의 내부에 설치될 수 있다.In this embodiment, the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit may be installed inside the case to be symmetrical to each other around the fuel cell.

본 실시예에 있어서, 고정부는, 케이스의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 구동부와, 구동부에 전력을 공급하는 서브 전력공급부와, 구동부의 표면에 감겨 구동부의 회전에 따라 감기거나 풀림이 가능한 계류선과, 계류선에 연결되어 케이스를 해저에 고정하는 앵커를 포함할 수 있다.In the present embodiment, the fixing unit includes a driving unit installed to be rotatable inside the case, a sub-electric power supply unit for supplying power to the driving unit, a mooring line wound around the surface of the driving unit and capable of being wound or released according to the rotation of the driving unit, It may include an anchor connected to the mooring line to secure the case to the seabed.

본 실시예에 있어서, 산소 저장부와 수소 저장부에 각각 산소와 수소가 가득 찬 경우, 수중 전원 시스템은 수중에서 음성부력(Negative buoyancy)을 받으며, 수중 전원 시스템이 해저에 도달할 경우 앵커는 해저 표면에 안착될 수 있다.In the present embodiment, when the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit are full of oxygen and hydrogen, the underwater power system receives negative buoyancy in the water, and when the underwater power system reaches the seabed, the anchor is the seabed. It can rest on the surface.

본 실시예에 있어서, 산소 저장부와 수소 저장부에서 각각 산소와 수소가 소모되어 산소 저장부와 수소 저장부에 빈 공간이 형성될 경우, 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템은 양성부력(Positive buoyancy)을 받는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, when oxygen and hydrogen are consumed in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, respectively, so that an empty space is formed in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, the remaining underwater power systems except anchors have positive buoyancy. It may be characterized by receiving.

본 실시예에 있어서, 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템이 양성부력을 받을 경우, 구동부는 계류선이 풀리지 않도록 계류선을 고정함으로써 수중 전원 시스템을 해저에 고정할 수 있다.In this embodiment, when the rest of the underwater power system except the anchor receives positive buoyancy, the driving unit can fix the underwater power system to the seabed by fixing the mooring line so that the mooring line does not disengage.

본 실시예에 있어서, 산소 저장부와 수소 저장부에 각각 저장된 산소와 수소의 양을 감지하는 센서와, 센서를 통해 감지되는 산소와 수소의 양이 기설정된 임계량 이하일 경우 연료전지에서 생성되는 연료 고갈 신호를 전달받아 지상 통신부 또는 수중 이동체에 전달하는 수중 통신부를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, a sensor that detects the amount of oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, respectively, and when the amount of oxygen and hydrogen detected through the sensor is less than a predetermined threshold, fuel depletion generated in the fuel cell The signal may further include an underwater communication unit that receives the signal and transmits the signal to the ground communication unit or the underwater mobile unit.

본 실시예에 있어서, 연료전지에서 연료 고갈 신호가 생성될 경우, 고정부와 수중 통신부를 제외한 나머지 수중 전원 시스템의 작동이 정지되는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, when a fuel depletion signal is generated in the fuel cell, the operation of the remaining underwater power systems other than the fixed unit and the underwater communication unit may be stopped.

본 실시예에 있어서, 연료전지에서 연료 고갈 신호가 생성됨에 따라 고정부와 수중 통신부를 제외한 나머지 수중 전원 시스템의 작동이 정지될 경우, 구동부는 계류선을 고정하고 있는 상태를 해제하여 구동부의 회전에 따라 계류선이 풀릴 수 있도록 작동 상태를 변경하고, 해저 표면에 안착된 상태를 유지하는 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템은 양성부력에 의해 수면을 향하는 방향으로 부상(float)하는 것을 특징으로 할 수 있다.In this embodiment, when the operation of the rest of the underwater power system except for the fixed part and the underwater communication part is stopped as the fuel depletion signal is generated in the fuel cell, the driving part releases the state of fixing the mooring line and rotates the driving part. The underwater power system may be characterized by floating in the direction toward the surface by positive buoyancy, except for anchors that change the operating state so that the mooring line can be released and remain seated on the seabed surface.

본 실시예에 있어서, 수면으로 부상한 수중 전원 시스템의 산소 저장부와 수소 저장부에 각각 산소와 수소를 재충전한 이후, 구동부는 서브 전력공급부로부터 공급되는 전력을 바탕으로 회전하여 계류선을 감아 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템을 수면에서 해저를 향하는 방향으로 가라앉히는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, after recharging oxygen and hydrogen in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit of the underwater power system, which floated to the water surface, the driving unit rotates based on the electric power supplied from the sub-power supply unit to wind the mooring line to anchor the anchor. It can be characterized in that the remaining submersible power system sinks in the direction from the water surface toward the seabed.

본 실시예에 있어서, 산소 저장부와 수소 저장부에 각각 산소와 수소가 재충전된 상태에서, 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템은 수중에서 중성부력(Neutral buoyancy)을 받는 것을 특징으로 할 수 있다.In the present embodiment, while oxygen and hydrogen are recharged in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, the remaining underwater power system except the anchor may be characterized by receiving neutral buoyancy in the water.

본 발명의 다른 실시예는 수중에서 수중 이동체에 전원을 공급하는 수중 전원 시스템의 운용 방법에 있어서, 연료전지에 공급되는 산소와 수소의 양이 기설정된 임계량 이하인지 여부를 감지하는 단계와, 연료전지에 공급되는 산소와 수소의 양이 기설정된 임계량 이하일 경우 연료 고갈 신호를 생성하여 연료 고갈 신호를 지상 통신부 또는 수중 이동체에 전달하는 단계와, 고정부와 수중 통신부를 제외한 나머지 수중 전원 시스템의 작동을 정지하는 단계와, 계류선을 고정하고 있는 구동부를 회전 가능하도록 상태 변경함으로써 계류선을 풀어 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템을 해저에서 수면을 향하는 방향으로 부상시키는 단계와, 수면에 부상한 수중 전원 시스템의 산소 저장부와 수소 저장부에 각각 산소와 수소를 재충전하는 단계와, 산소 및 수소의 재충전이 완료된 이후, 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템의 작동을 재개하는 단계와, 구동부를 회전시켜 계류선을 감아 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템을 수면에서 해저를 향하는 방향으로 다시 가라앉히는 단계를 포함하는 수중 전원 시스템의 운용 방법을 개시한다.In another embodiment of the present invention, in an operating method of an underwater power system for supplying power to an underwater mobile body in water, detecting whether the amount of oxygen and hydrogen supplied to the fuel cell is equal to or less than a predetermined threshold, and the fuel cell When the amount of oxygen and hydrogen supplied to the gas is below a predetermined threshold, generating a fuel depletion signal and transmitting the fuel depletion signal to a terrestrial communication unit or an underwater vehicle, and stopping the operation of the underwater power system except for the fixed unit and the underwater communication unit. Step of unwinding the mooring line and floating the remaining power system except the anchor in the direction from the seabed toward the water surface by changing the state of the driving part holding the mooring line to be rotatable, and storing oxygen in the underwater power system floating on the water surface. A step of recharging oxygen and hydrogen in the wealth and hydrogen storage, respectively, And after the recharging of hydrogen is completed, restarting the operation of the underwater power system except the anchor, and rotating the driving unit to rewind the mooring line to sink the rest of the underwater power system except the anchor in the direction from the water surface toward the seabed. Disclosed is an operating method of an underwater power system.

본 실시예에 있어서, 수중 전원 시스템을 수중 이동체에 탑재시키고, 수중 이동체가 수중에서 운행하는 도중에 수중 전원 시스템을 수중 이동체에서 분리시켜 수중 이동체를 해저에 안착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present embodiment, the method may further include mounting the underwater power system on the underwater mobile body, separating the underwater power system from the underwater mobile body while the underwater mobile body is operating underwater, and seating the underwater mobile body on the seabed.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

상기 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존에 수중 이동체에 탑재되어 운용되던 연료전지 시스템을 해저에 설치함에 따라 수중 이동체의 무게와 부피를 감소시킬 수 있어 수중 이동체의 운용 연속성 및 효율성을 개선할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as the fuel cell system previously installed and operated on the underwater mobile body is installed on the seabed, the weight and volume of the underwater mobile body can be reduced, thereby improving operational continuity and efficiency of the underwater mobile body. have.

또한, 수중 전원 시스템의 구조를 균형적이고 안정적으로 설계함에 따라 안전하게 수중 전원 시스템을 해저 표면에 안착시킬 수 있다.In addition, by designing the structure of the underwater power system in a balanced and stable manner, the underwater power system can be safely placed on the seabed surface.

또한, 수중 전원 시스템의 양 끝단에 산소 저장부와 수소 저장부를 구비함으로써, 산소 저장부와 수소 저장부에 각각에 액체산소와 수소가 가득 차 있을 경우와 기화되어 소진되었을 경우의 부력 차이에 의해 수중 전원 시스템이 해저에서 수면으로 스스로 떠오를 수 있으므로, 사람이 잠수하거나 별도의 장치를 이용하여 수중 전원 시스템을 인양하여 연료를 충전할 필요 없이 해상에서 연료를 용이하게 충전할 수 있다.In addition, by providing an oxygen storage unit and a hydrogen storage unit at both ends of the underwater power system, the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit are underwater due to a difference in buoyancy when liquid oxygen and hydrogen are respectively full and when they are vaporized and exhausted. Since the power system can rise from the seabed to the surface of the water itself, a person can easily refuel at sea without having to dive or lift the underwater power system using a separate device to recharge the fuel.

물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 실시예들의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of embodiments of the present invention is not limited by these effects.

본 발명의 실시예들은, 이하에서 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 수중 전원 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수중 전원 시스템과 지상 통신부 및 수중 이동체의 관계를 구체적으로 블록화하여 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 수중 전원 시스템의 운용 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 1에 도시된 수중 전원 시스템이 수중에서 가라앉아 해저 표면에 안착하는 모습을 묘사하는 개념도이다.
도 5는 해저 표면에 안착된 상태의 수중 전원 시스템이 수중 이동체에 전원을 공급하는 모습을 묘사하는 개념도이다.
도 6은 수중 전원 시스템 내의 연료가 고갈되어 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템이 양성부력에 의해 부상하는 모습을 묘사하는 개념도이다.
도 7은 수면에 부상한 수중 전원 시스템에 연료를 재충전하는 모습을 묘사하는 개념도이다.
도 8은 연료 재충전이 완료된 이후, 수중 전원 시스템이 수면에서 해저를 향하는 방향으로 다시 가라앉는 모습을 나타내는 개념도이다.Embodiments of the present invention can be easily understood by a combination of the following detailed description and accompanying drawings, and reference numerals refer to structural elements.
1 is a conceptual diagram schematically showing an underwater power system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the relationship between the underwater power system shown in FIG. 1, the ground communication unit, and the underwater moving object.
3 is a flowchart schematically showing a method of operating an underwater power system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram depicting a state in which the underwater power system shown in FIG. 1 sinks underwater and rests on the surface of the seabed.
5 is a conceptual diagram depicting a state in which an underwater power system seated on a seabed surface supplies power to an underwater moving object.
6 is a conceptual diagram depicting a state in which the fuel in the underwater power system is exhausted and the rest of the underwater power system excluding anchors is floated by positive buoyancy.
7 is a conceptual diagram depicting a state of recharging fuel to an underwater power system that has floated on the surface.
8 is a conceptual diagram showing a state in which the underwater power system sinks again from the water surface toward the seabed after the fuel recharging is completed.

실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terminology used in the embodiments has been selected from general terms that are currently widely used as possible while considering functions in the present invention, but this may vary according to the intention or precedent of a person skilled in the art or the appearance of new technologies. In addition, in certain cases, some terms are arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the description of the applicable invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the contents of the present invention, not simply the names of the terms.

한편, 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 있음을 의미한다.On the other hand, when it is said that a certain part "includes" a certain component in the specification, this means that other components may be further included instead of excluding other components unless otherwise specified.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 수중 전원 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수중 전원 시스템과 지상 통신부 및 수중 이동체의 관계를 구체적으로 블록화하여 나타내는 블록도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing an underwater power system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating in detail the relationship between the underwater power system shown in FIG. 1, the ground communication unit, and the underwater mobile body.

도 1 및 도 2를 참조하면, 수중 전원 시스템(100)은 케이스(110)와, 산소 저장부(120)와, 수소 저장부(130)와, 연료전지(140)와, 전원 송신부(150)와, 고정부(160) 및 격벽(170)을 포함할 수 있다.1 and 2, the underwater power system 100 includes a case 110, an oxygen storage unit 120, a hydrogen storage unit 130, a fuel cell 140, and a power transmission unit 150 And, it may include a fixing portion 160 and the partition wall 170.

케이스(110)는 수중 전원 시스템(100)의 나머지 모든 구성요소들이 내부에 설치될 수 있는 일종의 플랫폼(Platform)으로서, 전체적으로 해저에서 수압을 견디기 유리한 원통형 모양을 갖도록 설계될 수 있다. 또한, 케이스(110)는 수중 이동체(30)에 용이하게 탑재될 수 있는 구조로 설계됨으로써, 수중 이동체(30)가 수중에서 운행하는 도중에 수중 전원 시스템(100)이 수중 이동체(30)로부터 분리되어 해저 표면에 안전하게 안착하는 것을 가능하게 할 수 있다.The case 110 is a kind of platform in which all the remaining components of the underwater power system 100 can be installed therein, and may be designed to have a cylindrical shape advantageous to withstand water pressure at the bottom of the whole. In addition, the case 110 is designed with a structure that can be easily mounted on the underwater moving body 30, so that the underwater power system 100 is separated from the underwater moving body 30 while the underwater moving body 30 is operating underwater. It may be possible to safely settle on the seabed surface.

산소 저장부(120)는 케이스(110)의 내부 양 끝단에 설치되어 산소를 저장할 수 있다. 즉, 산소 저장부(120)는 적어도 두 개가 구비되어 케이스(110)의 내부 양 끝단에 각각 하나씩 설치될 수 있으며, 그 개수는 이에 한정되지 않고 네 개, 여섯 개 등 케이스(110)의 내부 양 끝단에 설치되는 산소 저장부(120)의 개수와 그 무게가 균형을 이룰 수 있도록 복수개가 설치될 수 있다.The oxygen storage unit 120 is installed at both ends of the inside of the case 110 to store oxygen. That is, the oxygen storage unit 120 is provided with at least two can be installed on each of both ends of the inner case 110, the number is not limited to this, the inner amount of the case 110, such as four, six A plurality of oxygen storage units 120 installed at the ends may be installed so as to balance the weight.

상세히, 산소 저장부(120)에 저장되는 산소는 액체 상태로 저장되는 것이 바람직하다. 이는, 액체산소의 비중은 약 1.14g/mL로써, 1g/mL의 비중을 갖는 물보다 무게가 무겁기 때문에 수중 전원 시스템(100)이 해저로 잘 가라앉을 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있으며, 액체산소가 고갈될 경우 부력으로 인해 수중 전원 시스템(100)이 자연적으로 수면을 향해 떠오르게 할 수 있기 때문이다.In detail, oxygen stored in the oxygen storage unit 120 is preferably stored in a liquid state. This, the specific gravity of the liquid oxygen is about 1.14g / mL, because it has a heavier weight than water having a specific gravity of 1g / mL, it can serve to help the underwater power system 100 sinks well into the seabed, liquid This is because when the oxygen is depleted, the underwater power system 100 can naturally float toward the surface due to buoyancy.

수소 저장부(130)는 산소 저장부(120)의 측면에 각각 설치되어 수소를 저장할 수 있다. 즉, 수소 저장부(130) 또한 산소 저장부(120)와 같이 복수개가 케이스(110)의 양측에 설치될 수 있다. 한편, 수소 저장부(130)에 저장되는 수소는 액체 또는 기체 상태일 수 있다.The hydrogen storage unit 130 may be installed on each side of the oxygen storage unit 120 to store hydrogen. That is, a plurality of hydrogen storage units 130 and the oxygen storage unit 120 may be installed on both sides of the case 110. Meanwhile, hydrogen stored in the hydrogen storage unit 130 may be in a liquid or gaseous state.

상기와 같은 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)를 케이스(110)의 내부 양 끝단에 설치하는 구조는 곧, 잠수 깊이를 조절하기 위해 기존 수중 이동체(미표시)에 탑재되는 밸러스트 탱크의 역할을 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)가 수행할 수 있음을 의미한다. 즉, 이는 공기가 필요한 밸러스트 탱크 대신 산소 가스나 수소 가스가 미량 남아있는 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)로 그 역할을 대체할 수 있음을 의미한다.The structure in which the above-described oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 are installed at both ends of the inside of the case 110 is that of a ballast tank mounted on an existing underwater moving body (not shown) in order to control a diving depth. It means that the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 can play a role. That is, this means that instead of the ballast tank that requires air, the role of the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 in which trace amounts of oxygen gas or hydrogen gas remain can be replaced.

구체적으로, 일반 밸러스트 탱크를 사용할 경우, 자체적으로 압축공기를 탑재하거나, 수면 위로 떠올라 별도로 공기를 공급받아야 하는 불편함이 있는데 반해, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 전원 시스템(100)은 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에서 발생하는 산소 및 수소의 상변화(액체↔기체)를 활용하기 때문에 밸러스트 탱크와 같은 별도의 장치가 필요하지 않아 수중 전원 시스템(100)의 전체 부피를 줄일 수 있어 수중에서 운용되는 수중 전원 시스템(100)의 양성부력 감소에 훨씬 효율적일 수 있다.Specifically, in the case of using a general ballast tank, there is an inconvenience in that compressed air is mounted on its own, or it needs to be supplied with air separately from the surface of the water, while the underwater power system 100 according to an embodiment of the present invention stores oxygen Since the phase change (liquid↔gas) of oxygen and hydrogen generated in the unit 120 and the hydrogen storage unit 130 is utilized, a separate device such as a ballast tank is not required, so that the entire volume of the underwater power system 100 is Since it can be reduced, it can be much more efficient in reducing the positive buoyancy of the underwater power system 100 operating in the water.

또한, 밸러스트 탱크의 경우 음성부력이 작용함에 따라 수중에서 가라앉을 때 해수가 유입되며, 이로 인해 해수와 함께 유입되는 불순물 등을 제거하기 위한 별도의 장치가 필요한 데 반해, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에는 해수가 유입되지 않으므로 추가적인 장치가 필요하지 않은 이점이 있다. 이러한 케이스(110) 내부로의 해수 유입에 대해서는 이하에서 격벽(170)에 대한 설명과 함께 자세하게 후술하기로 한다.In addition, in the case of the ballast tank, as the negative buoyancy acts, seawater flows in when it sinks in the water, thereby requiring a separate device to remove impurities introduced into the seawater, while the oxygen storage unit 120 and Since the seawater does not flow into the hydrogen storage unit 130, there is an advantage that an additional device is not required. The inflow of seawater into the case 110 will be described later in detail with the description of the partition wall 170 below.

한편, 케이스(110)의 내부 양측에 설치되는 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 저장된 산소와 수소는 좌우가 동일 또는 적어도 유사한 속도로 소모되도록 설계되는 것이 바람직하다. 이는, 케이스(110)의 내부 양측에 구분되어 설치되는 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)의 무게 균형을 맞춰 줌으로써, 후술할 계류선(163)에 비대칭적인 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있어 수중 전원 시스템(100)을 안정적으로 운용할 수 있기 때문이다.On the other hand, oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 installed on both sides of the case 110 are preferably designed to be consumed at the same or at least similar speeds. This prevents an asymmetrical force from being applied to the mooring line 163, which will be described later, by balancing the weight of the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, which are separately installed on both sides of the case 110. This is because the underwater power supply system 100 can be stably operated.

연료전지(140)는 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)로부터 각각 산소와 수소를 공급받아 이들을 연료로 활용하여 전원(power)을 생산 및 저장할 수 있다. 연료전지(140)는 케이스(110)의 양 끝단에 각각 설치되는 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)의 중심에 배치될 수 있으며, 이를 달리 표현하면 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)는 연료전지(140)를 중심으로 서로 대칭되도록 케이스(110)의 내부에 설치될 수 있음을 의미한다.The fuel cell 140 may receive oxygen and hydrogen from the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, respectively, and utilize them as fuel to produce and store power. The fuel cell 140 may be disposed at the centers of the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 which are installed at both ends of the case 110, and in other words, the oxygen storage unit 120 and hydrogen The storage unit 130 means that it can be installed inside the case 110 so as to be symmetrical to each other around the fuel cell 140.

구체적으로, 연료전지(140)는 수중 환경에 최적화된 높은 연료 이용률을 갖는 밀폐형 연료전지 시스템이라고 할 수 있다. 이러한 밀폐형 연료전지 시스템은 성능 및 운용 안정성이 확보된 고분자전해질 연료전지를 사용할 수 있으며, 수중환경에 적합한 무배출 운전이 가능한 시스템으로 구성될 수 있다.Specifically, the fuel cell 140 may be referred to as a closed fuel cell system having a high fuel utilization rate optimized for an underwater environment. The sealed fuel cell system may use a polymer electrolyte fuel cell having secured performance and operational stability, and may be configured as a system capable of zero emission operation suitable for an underwater environment.

이러한 연료전지(140)는 최대한 빈 공간이 없도록 구성할 필요가 있다. 이는, 빈 공간이 크면 부력으로 인해 더 무거운 앵커(164)를 달아야 하며, 연료 재충전 후 전체 수중 전원 시스템(100)의 해저 원위치 과정 중 수중 전원 시스템(100)이 해저로 가라앉는데 어려움이 있을 수 있기 때문이다.The fuel cell 140 needs to be configured so that there is no empty space as much as possible. This, if the empty space is large, the heavier anchor 164 must be attached due to buoyancy, and the underwater power system 100 may have difficulty sinking to the seabed during the original subsea process of the entire underwater power system 100 after refueling. Because there is.

전원 송신부(150)는 연료전지(140)에 저장된 전원을 수중 이동체(30)에 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원 송신부(150)는 케이스(110)의 상단에 설치되는 것이 바람직하며, 수중 전원 시스템(100)에 가깝게 접근하는 수중 이동체(30)에 수중에서 무선(wireless)으로 전원을 전달할 수 있다.The power transmitter 150 may supply power stored in the fuel cell 140 to the underwater mobile body 30. Specifically, the power transmission unit 150 is preferably installed on the upper end of the case 110, it is possible to transfer the power wirelessly (wireless) in the water to the underwater mobile body 30 approaching the underwater power system 100. .

고정부(160)는 케이스(110)에 연결되어 케이스(110)를 해저로부터 수면 사이에서 왕복 이동하도록 고정할 수 있다. 따라서, 고정부(160)는 해저로부터 가까운 케이스(110)의 하측에 설치되는 것이 바람직하다.The fixing part 160 may be connected to the case 110 to fix the case 110 to reciprocate between the seabed and the water surface. Therefore, it is preferable that the fixing part 160 is installed under the case 110 close to the seabed.

구체적으로, 고정부(160)는 케이스(110)의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 구동부(161)와, 구동부(161)에 전력을 공급하는 서브 전력공급부(162)와, 구동부(161)의 표면에 감겨 구동부(161)의 회전에 따라 감기거나 풀림이 가능한 계류선(163)과, 계류선(163)에 연결되어 케이스(110)를 해저에 고정하는 앵커(164)를 포함할 수 있다.Specifically, the fixing unit 160 includes a driving unit 161 installed to be rotatable inside the case 110, a sub-power supply unit 162 for supplying power to the driving unit 161, and a surface of the driving unit 161 It may include a mooring line 163 that can be wound or unwound according to the rotation of the driving unit 161, and an anchor 164 connected to the mooring line 163 and fixing the case 110 to the seabed.

상세히, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소가 가득 찬 경우, 수중 전원 시스템(100)은 수중에서 음성부력(Negative buoyancy)을 받으며, 수중 전원 시스템(100)이 해저에 도달할 경우 앵커(164)는 해저 표면에 안착될 수 있다. 즉, 이는 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소가 가득 찬 경우, 수중에서 중성부력(Neutral buoyancy) 또는 경미한 음성부력을 받을 수 있음을 의미한다.In detail, when oxygen and hydrogen are respectively filled in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, the underwater power system 100 receives negative buoyancy in the water, and the underwater power system 100 When reaching the seabed, the anchor 164 can rest on the seabed surface. That is, this means that the underwater power system 100 excluding the anchor 164 is filled with oxygen and hydrogen, respectively, in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, and is neutral buoyancy or mild in water. It means that you can receive voice buoyancy.

이러한 상태에서, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 저장된 산소와 수소가 소모되어 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 빈 공간이 형성될 경우, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 서서히 양성부력(Positive buoyancy)를 받을 수 있다. 이는, 연료전지(140)에서 지속적으로 전원을 생산하여 수중 이동체(30)에 전원을 전달할 경우, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 빈 공간이 형성됨으로써 양성부력이 발생하는 바, 앵커(164)를 제외한 수중 전원 시스템(100)은 서서히 양성부력을 받아 해저에서 수면을 향하는 방향으로 소정의 힘을 받는 것을 의미한다.In this state, when oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 are consumed to form an empty space in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, the anchor 164 The remaining underwater power system 100 may gradually receive positive buoyancy. This is, when the fuel cell 140 continuously generates power and transmits power to the underwater mobile body 30, positive buoyancy is generated by forming empty spaces in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130. , The underwater power system 100 excluding the anchor 164 means receiving a positive buoyancy and receiving a predetermined force in a direction from the seabed toward the water surface.

이렇게, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)이 양성부력을 받을 경우, 구동부(161)는 계류선(163)이 풀리지 않도록 계류선(163)을 고정함으로써 수중 전원 시스템(100)이 양성부력에 의해 수면을 향하는 방향으로 부상하지 않도록 수중 전원 시스템(100)을 해저에 고정할 수 있다.In this way, when the rest of the underwater power system 100 except the anchor 164 receives positive buoyancy, the driving unit 161 secures the mooring line 163 so that the mooring line 163 does not loose, so that the underwater power system 100 positive buoyancy. The underwater power system 100 can be fixed to the seabed so as not to float in the direction toward the water surface.

구동부(161)는 서브 전력공급부(162)로부터 공급되는 전력에 의해 구동 가능하며, 구동부(161)와 계류선(163)은 전동윈치 방식으로 구성되어 구동부(161)의 회전에 따라 계류선(163)이 감겼다가 풀려날 수 있다. 계류선(163)의 양측은 각각 구동부(161)와 앵커(164)에 고정될 수 있다. 이러한 구조에 따라, 구동부(161)의 회전에 따라 계류선(163)이 감겼다가 풀려나는 경우 수중 전원 시스템(100)은 앵커(164)로부터 멀어지는 방향, 즉 해저에서 수면을 향하는 방향으로 이동할 수 있으며, 반대로 앵커(164)로 다가가는 방향, 즉 수면에서 해저로 향하는 방향으로 이동할 수 있다. 구동부(161)의 구체적인 구동 방식에 대해서는 이하에서 더 구체적으로 설명하기로 한다.The driving unit 161 may be driven by electric power supplied from the sub-power supply unit 162, and the driving unit 161 and the mooring line 163 may be configured by an electric winch method, and the mooring line 163 may be rotated according to the rotation of the driving unit 161. It can be wound and released. Both sides of the mooring line 163 may be fixed to the driving unit 161 and the anchor 164, respectively. According to this structure, when the mooring line 163 is wound and released according to the rotation of the driving unit 161, the underwater power system 100 may move in a direction away from the anchor 164, that is, in the direction toward the water surface from the seabed, On the contrary, it can move in the direction toward the anchor 164, that is, from the surface to the seabed. The specific driving method of the driving unit 161 will be described in more detail below.

격벽(170)은 케이스(110)의 내부에 설치되어 케이스(110)의 내부를 해수의 유입이 방지되는 밀폐공간(CS)과 해수의 유입 및 유출이 허용되는 개방공간(OS)으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130), 연료전지(140) 및 전원 송신부(150)는 밀폐공간(CS)에 설치됨으로써 해수의 유입으로부터 보호될 수 있으며, 고정부(160)는 개방공간(OS)에 설치됨으로써 계류선(163)은 케이스(110)의 내외부를 출입할 수 있으며, 또한 앵커(164)는 필요 시 수중으로 배출될 수 있다.The partition wall 170 is installed inside the case 110 to divide the inside of the case 110 into a closed space CS that prevents the inflow of seawater and an open space OS that allows the inflow and outflow of seawater. . Specifically, the oxygen storage unit 120, the hydrogen storage unit 130, the fuel cell 140, and the power transmission unit 150 may be protected from the inflow of sea water by being installed in the closed space CS, and the fixed unit 160 ) Is installed in the open space (OS) so that the mooring line 163 can enter and exit the inside and outside of the case 110, and the anchor 164 can be discharged into the water if necessary.

센서(180)는 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 저장된 산소와 수소의 양을 감지할 수 있다. 센서(180)는 산소 저장부(120) 및 수소 저장부(130)와 연료전지(140) 사이에 전기적으로 연결될 수 있으며, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 저장된 산소 및 수소의 양은 연료전지(140)에서 실시간으로 모니터링 될 수 있다.The sensor 180 may detect the amounts of oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, respectively. The sensor 180 may be electrically connected between the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 and the fuel cell 140, and oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 The amount of can be monitored in real time in the fuel cell 140.

만약, 센서(180)를 통해 감지되는 산소와 수소의 양이 기설정된 임계량 이하일 경우, 연료전지(140)에서는 연료 고갈 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 산소와 수소의 임계량은 연료전지(140)에 연료전지(140)의 설계 시 사용자에 의해 기설정될 수 있으며, 연료전지(140)에 저장되는 산소와 수소의 임계량은 수중 전원 시스템(100)의 작동 중에도 언제든지 필요할 경우 사용자가 변경할 수 있다.If the amount of oxygen and hydrogen detected through the sensor 180 is less than or equal to a predetermined threshold, the fuel cell 140 may generate a fuel depletion signal. Here, the threshold amount of oxygen and hydrogen may be preset by the user when designing the fuel cell 140 in the fuel cell 140, and the threshold amount of oxygen and hydrogen stored in the fuel cell 140 may be determined by the underwater power system 100 ) Can be changed by the user at any time during operation.

수중 통신부(190)는 센서(180)를 통해 감지되는 산소와 수소의 양이 기설정된 임계량 이하일 경우 연료전지(140)에서 생성되는 연료 고갈 신호를 전달받아 지상 통신부(25) 또는 수중 이동체(30)에 전달할 수 있다. 상세히, 지상 통신부(25)는 수중 전원 시스템(100)을 제어할 수 있는 사용자가 상주하는 거점이나 수면에 부유한 상태의 수상 부이를 포함할 수 있다. 만약 수상 부이가 연료 고갈 신호를 수신할 경우, 수상 부이는 다시 연료 고갈 신호를 사용자가 상주하는 거점으로 연료 고갈 신호를 송신할 수 있다.The underwater communication unit 190 receives the fuel depletion signal generated by the fuel cell 140 when the amount of oxygen and hydrogen detected through the sensor 180 is less than a predetermined threshold, the ground communication unit 25 or the underwater moving object 30 Can be delivered to. In detail, the ground communication unit 25 may include a floating buoy on a water surface or a base where a user who can control the underwater power system 100 resides. If the water buoy receives a fuel depletion signal, the water buoy may again transmit a fuel depletion signal to the base where the user resides.

이렇게 지상 통신부(25)가 연료 고갈 신호를 수신할 경우, 지상에서는 지상 이동체(도 7의 참조부호 20)가 수중 전원 시스템(100)에 공급할 산소와 수소를 싣고 수중 전원 시스템(100)이 떠오를 위치로 이동함으로써 재충전을 준비할 수 있다.When the ground communication unit 25 receives the fuel depletion signal in this way, the ground mobile body (reference numeral 20 in FIG. 7) loads oxygen and hydrogen to be supplied to the underwater power system 100, and the underwater power system 100 comes to the surface. You can prepare to recharge by moving to.

한편, 지상 통신부(25)가 수중 전원 시스템(100)으로부터 직접 연료 고갈 신호를 수신하거나, 수중 이동체(30)를 매개로 수중 전원 시스템(100)의 연료 고갈 신호를 수신할 경우, 수중 전원 시스템(100)의 고정부(160)와 수중 통신부(190)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)의 작동이 정지될 수 있다.On the other hand, if the ground communication unit 25 receives a fuel depletion signal directly from the underwater power system 100 or a fuel depletion signal of the underwater power system 100 via the underwater moving object 30, the underwater power system ( The operation of the remaining underwater power system 100 except for the fixed part 160 and the underwater communication part 190 of 100) may be stopped.

전술한 바와 같이 연료전지(140)에서 연료 고갈 신호가 생성됨에 따라 고정부(160)와 수중 통신부(190)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)의 작동이 정지될 경우, 고정부(160)는 구동부(161)가 계류선(163)을 고정하고 있는 상태를 해제하여 구동부(161)의 회전에 따라 계류선(163)이 풀릴 수 있도록 작동 상태를 변경할 수 있다.As described above, as the fuel depletion signal is generated in the fuel cell 140, when the operation of the remaining underwater power system 100 except for the fixing unit 160 and the underwater communication unit 190 is stopped, the fixing unit 160 is The operating state may be changed so that the mooring line 163 is released according to the rotation of the driving part 161 by releasing the state in which the driving part 161 is fixing the mooring line 163.

이렇게 계류선(163)을 고정하고 있던 구동부(161)의 잠금 상태가 해제될 경우, 해저 표면에 안착된 상태를 유지하는 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 양성부력에 의해 수면을 향하는 방향으로 부상할 수 있다. 이때, 구동부(161)는 수중 전원 시스템(100)의 부상에 따라 함께 회전할 수 있다.When the locked state of the driving unit 161 fixing the mooring line 163 is released in this way, the rest of the underwater power systems 100 except for the anchors 164 maintaining a state of being settled on the seabed surface sleep by positive buoyancy. You can get in the direction you are facing. At this time, the driving unit 161 may rotate together with the rise of the underwater power system 100.

이에 따라, 구동부(161)에 감긴 계류선(163)은 감긴 상태에서 서서히 풀려나 수중 전원 시스템(100)이 수면으로 부상하는 과정 중에 수중 전원 시스템(100)의 하측에 연결된 상태를 유지함으로써 수중 전원 시스템(100)이 양성부력에 의해 급격히 수면으로 부상하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 계류선(163)을 통해 해저 표면에 위치한 앵커(164)와 소정의 탄성력을 가진 채로 연결됨으로써 안정적으로 수면을 향하는 방향으로 부상할 수 있다.Accordingly, the mooring line 163 wound on the driving unit 161 is gradually released from the winding state, and thus, the underwater power system 100 is maintained by being connected to the lower side of the underwater power system 100 during the process of the underwater power system 100 floating to the surface. 100) It is possible to prevent a sudden rise to the surface by this buoyancy buoyancy. That is, the rest of the underwater power system 100 except the anchor 164 is connected to the anchor 164 located on the seabed surface with a predetermined elastic force through the mooring line 163 and can stably float in the direction toward the water surface. .

앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)이 수면으로 부상한 상태에서, 크레인 등을 이용하여 지상 이동체(20)의 선상으로 올려 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소를 재충전할 수 있다. 재충전이 완료되면, 수중 전원 시스템(100)의 작동을 재개하고, 다시 크레인을 이용하여 수중 전원 시스템(100)을 수면에 위치시킨 후, 구동부(161)는 서브 전력공급부(162)로부터 공급되는 전력을 바탕으로 회전하여 계류선(163)을 감아 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)을 수면에서 해저를 향하는 방향으로 가라앉힐 수 있다.While the rest of the underwater power system 100, except for the anchor 164, floats to the water surface, the crane is lifted on board the ground moving body 20 to the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, respectively. Oxygen and hydrogen can be recharged. When recharging is completed, the operation of the underwater power system 100 is resumed, and after the underwater power system 100 is placed on the water surface using a crane again, the driving unit 161 is the power supplied from the sub-power supply unit 162. By rotating based on the mooring line 163, the remaining underwater power systems 100 except for the anchor 164 may be sunk from the surface toward the seabed.

상세히, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소가 재충전 상태에서, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 수중에서 중성부력(Neutral buoyancy)을 받을 수 있다. 이는, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 수중에서 구동부(161)가 회전하여 계류선(163)이 감기는 힘에 의해 해저 표면에 위치한 앵커(164)를 향하는 방향으로 가라앉을 수 있음을 의미한다.In detail, while oxygen and hydrogen are recharged in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, the remaining underwater power systems 100 except for the anchor 164 may receive neutral buoyancy in the water. have. This, except for the anchor 164, the underwater power system 100 can sink in the direction toward the anchor 164 located on the seabed surface by the power of the mooring line 163 by rotating the driving unit 161 underwater. It means there is.

또한, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소가 재충전된 상태에서, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 수중에서 소정의 음성부력을 받도록 전체 무게가 설계될 수도 있다. 다만, 이러한 경우에는 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)이 급격하게 해저 표면을 향해 돌진하여 해저 표면에 충돌하는 것을 방지할 수 있는 범위 내로 수중 전원 시스템(100)의 무게를 설계함으로써 가능한 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)이 중성부력에 가까운 부력을 받도록 설계하는 것이 바람직하다.In addition, while oxygen and hydrogen are recharged in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130, the remaining underwater power system 100 except for the anchor 164 receives the entire weight to receive a predetermined voice buoyancy in the water. May be designed. However, in this case, by designing the weight of the underwater power system 100 within a range that can prevent the underwater power system 100 except the anchor 164 from suddenly rushing toward the seabed surface and colliding with the seabed surface It is preferable to design the submersible power system 100 except for the anchor 164 to receive buoyancy close to neutral buoyancy.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 수중 전원 시스템의 운용 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 1에 도시된 수중 전원 시스템이 수중에서 가라앉아 해저 표면에 안착하는 모습을 묘사하는 개념도이며, 도 5는 해저 표면에 안착된 상태의 수중 전원 시스템이 수중 이동체에 전원을 공급하는 모습을 묘사하는 개념도이고, 도 6은 수중 전원 시스템 내의 연료가 고갈되어 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템이 양성부력에 의해 부상하는 모습을 묘사하는 개념도이며, 도 7은 수면에 부상한 수중 전원 시스템에 연료를 재충전하는 모습을 묘사하는 개념도이고, 도 8은 연료 재충전이 완료된 이후, 수중 전원 시스템이 수면에서 해저를 향하는 방향으로 다시 가라앉는 모습을 나타내는 개념도이다.3 is a flowchart schematically showing a method of operating an underwater power system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a conceptual diagram depicting a state in which the underwater power system shown in FIG. 1 sinks underwater and rests on the seabed surface. 5 is a conceptual diagram depicting a state in which the underwater power system seated on the seabed surface supplies power to the underwater vehicle, and FIG. 6 shows that the fuel in the underwater power system is exhausted and the rest of the power systems except anchors are positive. It is a conceptual diagram depicting the appearance of floating by buoyancy, and FIG. 7 is a conceptual diagram depicting the state of recharging fuel to an underwater power system that has floated on the surface, and FIG. 8 is after the fuel recharging is completed, the underwater power system is placed on the seabed at the surface. It is a conceptual diagram showing the sun sinking again in the direction toward.

이하에서는, 도 3 내지 8을 참조하여 도 1 및 도 2에 도시된 수중 전원 시스템(100)의 운용 방법을 간략히 정리하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of operating the underwater power supply system 100 illustrated in FIGS. 1 and 2 will be briefly described with reference to FIGS. 3 to 8.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수중 전원 시스템(100)은 수중 이동체(30)에 탑재되어 수중 이동체(도 5의 참조부호 30)가 수중(UW)에서 운행되는 도중에 수중 이동체(30)로부터 분리되어 해저 표면(SB)에 안착될 수 있다(100'→100'')(S301). 이는, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소가 가득 찬 상태에서 수중 전원 시스템(100)은 음성부력을 받기 때문으로, 수중 전원 시스템(100)이 해저 표면(SB)에 안착될 경우 앵커(164)는 직접적으로 해저 표면(SB)과 접촉함으로써 수중 전원 시스템(100)을 해저에 고정할 수 있다.First, as shown in Figures 3 and 4, the underwater power system 100 is mounted on the underwater mobile body 30, the underwater mobile body (reference numeral 30 in FIG. 5) while operating in the underwater (UW) underwater mobile body ( 30) can be separated and seated on the seabed surface SB (100 '→ 100' ') (S301). This is because the underwater power system 100 receives negative buoyancy while the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 are filled with oxygen and hydrogen, respectively. ), The anchor 164 can secure the underwater power system 100 to the seabed by directly contacting the seabed surface SB.

이러한 상태에서, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 수중 전원 시스템(100)은 연료전지(140)에서 생성되는 전원을 전원 송신부(150)를 통해 수중 이동체(30)에 무선으로 공급할 수 있다(S302).In this state, as shown in FIGS. 3 and 5, the underwater power system 100 may wirelessly supply the power generated by the fuel cell 140 to the underwater mobile body 30 through the power transmission unit 150 ( S302).

수중 전원 시스템(100)이 작동하는 중에, 연료전지(140)의 연료가 고갈되는지 여부가 지속적으로 모니터링될 수 있다(S303). 이는, 상술한 바와 같이 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 저장된 산소와 수소의 양이 연료전지(140)에 기설정된 산소와 수소의 임계량 이하인지 여부를 감지하는 단계이다.While the underwater power system 100 is operating, whether fuel of the fuel cell 140 is exhausted may be continuously monitored (S303). This is a step of detecting whether the amounts of oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 are equal to or less than a predetermined amount of oxygen and hydrogen in the fuel cell 140 as described above.

이후, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 저장된 산소와 수소의 양이 기설정된 임계량 이하일 경우(S303), 연료전지(140)는 연료 고갈 신호를 생성하고, 연료 고갈 신호를 지상 통신부(25)나 수중 이동체(30)에 전달할 수 있다(S304). 그리고, 지상 이동체(도 7의 참조부호 20)는 지상 통신부(25) 또는 수중 이동체(30)로부터 연료 고갈 신호를 전달받아 수중 전원 시스템(100)에 공급할 산소와 수소를 미리 준비하여 수중 전원 시스템(100)이 떠오르는 장소로 이동할 준비를 할 수 있다.Thereafter, when the amounts of oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 are less than or equal to a predetermined threshold (S303), the fuel cell 140 generates a fuel depletion signal and generates a fuel depletion signal. It can be transmitted to the ground communication unit 25 or the underwater mobile body 30 (S304). And, the ground mobile body (reference numeral 20 in FIG. 7) receives the fuel depletion signal from the ground communication unit 25 or the underwater mobile body 30, and prepares oxygen and hydrogen to be supplied to the underwater power system 100 in advance. 100) You can prepare to move to the place where this comes to mind.

그리고, 연료전지(140)에서 연료 고갈 신호가 생성됨과 동시에, 고정부(160)와 수중 통신부(190)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)의 작동은 자동으로 정지될 수 있다(S305).And, at the same time that the fuel depletion signal is generated in the fuel cell 140, the operation of the remaining underwater power system 100 except for the fixing unit 160 and the underwater communication unit 190 may be automatically stopped (S305).

다음으로, 도 3 및 도 6을 참조하면, 계류선(163)을 조절하여 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)의 부력 차를 이용하여 수중 전원 시스템(100)을 수면을 향하는 방향으로 부상시킬 수 있다(100'→100'')(S306). 이는, 상술한 바와 같이 계류선(163)을 고정하고 있던 구동부(161)의 회전을 허용함으로써 수중 전원 시스템(100)과 앵커(164)를 정위치에 고정시키고 있던 상태에서 상태 변경하여 수중 전원 시스템(100)이 양성부력에 의해 저절로 수면을 향하는 방향으로 부상할 수 있도록 계류선(163)의 풀림을 유도(참조부호 163' 및 163'')할 수 있음을 의미한다.Next, referring to FIGS. 3 and 6, the mooring line 163 is adjusted to use the buoyancy difference between the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 to move the underwater power system 100 toward the water surface. Can be floated (100 '→ 100' ') (S306). This allows the underwater power system 100 and the anchor 164 to be fixed in place by permitting the rotation of the driving unit 161, which has fixed the mooring line 163, as described above, thereby changing the state of the underwater power system ( 100) means that it is possible to induce the loosening of the mooring line 163 (reference numerals 163 'and 163' ') so that it can spontaneously float in the direction toward the water surface by positive buoyancy.

다음으로, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)이 수면으로 부상한 이후, 지상 이동체(20)는 산소와 수소를 싣고 수중 전원 시스템(100)으로 접근하여 수중 전원 시스템(100)의 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)에 각각 산소와 수소를 재충전할 수 있다(S307). 이렇게 산소와 수소의 재충전이 완료된 이후, 수중 전원 시스템(100)의 작동이 재개될 수 있다(S308).Next, as shown in FIGS. 3 and 7, after the rest of the underwater power systems 100 except for the anchor 164 float to the water surface, the ground mobile body 20 loads oxygen and hydrogen, and the underwater power systems 100 ) To recharge oxygen and hydrogen to the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 of the underwater power system 100 (S307). After the recharging of oxygen and hydrogen is completed in this way, the operation of the underwater power system 100 may be resumed (S308).

산소와 수소의 재충전이 완료된 이후, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)은 다시 계류선(163)을 조절(163''→163')하는 방법을 통해 해저에 원위치 될 수 있다(S309). 이는, 전술한 바와 같이 구동부(161)가 서브 전력공급부(162)에서 공급되는 전력을 바탕으로 회전하여 계류선(163)을 다시 감아 앵커(164)를 제외한 나머지 수중 전원 시스템(100)을 수면에서 해저를 향하는 방향으로 다시 가라앉힐 수 있음(100'→100'')을 의미한다.After the recharge of oxygen and hydrogen is completed, as shown in FIGS. 3 and 8, the remaining underwater power system 100 except for the anchor 164 adjusts the mooring line 163 again (163 '' → 163 ') It can be returned to the seabed through (S309). This, as described above, the driving unit 161 rotates based on the electric power supplied from the sub-power supply unit 162 to rewind the mooring line 163, and the rest of the underwater power system 100 except the anchor 164 is subsea at the water surface. It means that it can sink again in the direction toward (100 '→ 100' ').

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존에 수중 이동체(30)에 탑재되어 운용되던 연료전지(140)를 수중 전원 시스템(100)에 탑재하여 해저에 설치할 수 있으며, 결과적으로 수중 이동체(30) 자체의 무게와 부피를 감소시킬 수 있어 수중 이동체(30)의 운용 연속성 및 효율성을 개선할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the fuel cell 140 previously mounted and operated on the underwater mobile body 30 may be mounted on the underwater power system 100 and installed on the seabed, resulting in underwater. Since the weight and volume of the moving body 30 itself can be reduced, it is possible to improve operational continuity and efficiency of the underwater moving body 30.

또한, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)가 연료전지(140)를 중심으로 대칭되도록 설치되는 구조라던지, 고정부(160)를 통해 해저 표면(SB)에 수중 전원 시스템(100)을 안정적으로 안착시키고, 또한 구동부(161)의 회전에 따른 계류선(163)의 감김과 풀림을 이용하여 수중 전원 시스템(100)의 부상과 가라앉음을 안정적으로 수행할 수 있는 구조와 같이 수중 전원 시스템(100)의 구조를 균형적이고 안정적으로 설계함에 따라 안전하게 수중 전원 시스템(100)을 해저 표면(SB)에 안착시킬 수 있다.In addition, the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 is a structure that is installed to be symmetrical around the fuel cell 140, or the underwater power system 100 on the subsea surface (SB) through the fixing unit 160 The underwater power system, such as a structure capable of stably seating, and stably floating and sinking the underwater power system 100 by using the winding and unwinding of the mooring line 163 according to the rotation of the driving unit 161 As the structure of (100) is designed in a balanced and stable manner, the underwater power system 100 can be safely mounted on the subsea surface (SB).

또한, 수중 전원 시스템(100)의 양 끝단에 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130)를 구비함으로써, 산소 저장부(120)와 수소 저장부(130) 각각에 액체산소와 수소가 가득 차 있을 경우와 기화되어 소진되었을 경우의 부력 차이에 의해 수중 전원 시스템(100)이 해저에서 수면으로 스스로 떠오를 수 있으므로, 사람이 잠수하거나 별도의 장치를 이용하여 수중 전원 시스템(100)을 인양하여 연료를 충전할 필요 없이 해상에서 연료를 용이하게 충전할 수 있다.In addition, by providing an oxygen storage unit 120 and a hydrogen storage unit 130 at both ends of the underwater power system 100, each of the oxygen storage unit 120 and the hydrogen storage unit 130 is filled with liquid oxygen and hydrogen Since the underwater power system 100 may rise to the surface from the seabed by itself due to a difference in buoyancy when it is full and vaporized and exhausted, a person can dive or lift the underwater power system 100 using a separate device to lift fuel It is possible to easily refuel at sea without having to recharge.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is only an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and modifications of the embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

20: 지상 이동체 160: 고정부
25: 지상 통신부 161: 구동부
30: 수중 이동체 162: 서브 전력공급부
100: 수중 전원 시스템 163: 계류선
110: 케이스 164: 앵커
120: 산소 저장부 170: 격벽
130: 수소 저장부 180: 센서
140: 연료전지 190: 수중 통신부
150: 전원 송신부20: ground mobile body 160: fixed part
25: ground communication unit 161: driving unit
30: underwater mobile body 162: sub power supply
100: underwater power system 163: mooring ship
110: case 164: anchor
120: oxygen storage section 170: bulkhead
130: hydrogen storage unit 180: sensor
140: fuel cell 190: underwater communication unit
150: power transmitter

Claims (15)

수중에서 수중 이동체에 전원을 공급하는 수중 전원 시스템에 있어서,
상기 수중 이동체에 탑재 가능한 케이스;
상기 케이스의 내부 양 끝단에 각각 설치되어 산소를 저장하는 산소 저장부;
상기 산소 저장부의 측면에 각각 설치되어 수소를 저장하는 수소 저장부;
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부로부터 공급받는 상기 산소와 상기 수소를 활용하여 전원을 생산 및 저장하는 연료전지;
상기 연료전지에 저장된 상기 전원을 수중에서 상기 수중 이동체에 공급하는 전원 송신부;
상기 케이스에 연결되어 상기 케이스를 해저로부터 수면 사이에서 왕복 이동 가능하도록 고정하는 고정부; 및
상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 케이스의 내부를 해수의 유입이 방지되는 밀폐공간과 해수의 유입 및 유출이 허용되는 개방공간으로 구분하는 격벽;을 포함하고,
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부, 상기 연료전지 및 상기 전원 송신부는 상기 밀폐공간에 설치되고, 상기 고정부는 상기 개방공간에 설치되는, 수중 전원 시스템.In the underwater power system for supplying power to the underwater mobile body from the water,
A case mountable to the underwater mobile body;
An oxygen storage unit installed at both ends of the inside of the case to store oxygen;
A hydrogen storage unit installed on each side of the oxygen storage unit to store hydrogen;
A fuel cell for producing and storing power by utilizing the oxygen and hydrogen supplied from the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit;
A power transmitter for supplying the power stored in the fuel cell to the underwater mobile body;
A fixing part connected to the case and fixing the case to be reciprocable between the seabed and the water surface; And
It includes a partition wall installed inside the case to divide the inside of the case into a closed space to prevent the inflow of sea water and an open space to allow inflow and outflow of sea water.
The oxygen storage unit, the hydrogen storage unit, the fuel cell and the power transmission unit is installed in the closed space, the fixed portion is installed in the open space, underwater power system. 제1 항에 있어서,
상기 산소 저장부에 저장되는 상기 산소는 액체 상태인 것을 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.According to claim 1,
The oxygen stored in the oxygen storage unit, characterized in that the liquid state, underwater power system. 제1 항에 있어서,
상기 수소 저장부에 저장되는 상기 수소는 액체 또는 기체 상태인 것으로 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.According to claim 1,
The hydrogen stored in the hydrogen storage unit, characterized in that the liquid or gaseous state, underwater power system. 제1 항에 있어서,
상기 산소 저장부 및 상기 수소 저장부는 상기 연료전지를 중심으로 서로 대칭되도록 상기 케이스의 내부에 설치되는, 수중 전원 시스템.According to claim 1,
The oxygen storage unit and the hydrogen storage unit are installed in the interior of the case to be symmetrical to each other around the fuel cell, an underwater power system. 제1 항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 케이스의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 구동부와,
상기 구동부에 전력을 공급하는 서브 전력공급부와,
상기 구동부의 표면에 감겨 상기 구동부의 회전에 따라 감기거나 풀림이 가능한 계류선과,
상기 계류선에 연결되어 상기 케이스를 해저에 고정하는 앵커를 포함하는, 수중 전원 시스템.According to claim 1,
The fixing part,
The driving unit is installed to be rotatable inside the case,
A sub power supply unit supplying power to the driving unit;
A mooring line wound around the surface of the driving unit and wound or unwound according to the rotation of the driving unit;
And an anchor connected to the mooring line and fixing the case to the seabed. 제5 항에 있어서,
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 상기 산소와 상기 수소가 가득 찬 경우, 상기 수중 전원 시스템은 수중에서 음성부력(Negative buoyancy)을 받으며, 상기 수중 전원 시스템이 해저에 도달할 경우 상기 앵커는 해저 표면에 안착되는, 수중 전원 시스템.The method of claim 5,
When the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit are full of the oxygen and the hydrogen, respectively, the underwater power system receives negative buoyancy in the water, and when the underwater power system reaches the seabed, the anchor An underwater power system that sits on the seabed surface. 제5 항에 있어서,
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에서 각각 상기 산소와 상기 수소가 소모되어 상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 빈 공간이 형성될 경우, 상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템은 양성부력(Positive buoyancy)을 받는 것을 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 5,
When the oxygen and the hydrogen are consumed in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, respectively, and an empty space is formed in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, the underwater power system except the anchor is positively buoyant (Positive). buoyancy), characterized in that the underwater power system. 제7 항에 있어서,
상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템이 양성부력을 받을 경우, 상기 구동부는 상기 계류선이 풀리지 않도록 상기 계류선을 고정함으로써 상기 수중 전원 시스템을 해저에 고정하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 7,
When the underwater power system other than the anchor receives positive buoyancy, the driving unit fixes the underwater power system to the seabed by fixing the mooring line so that the mooring line is not released. 제8 항에 있어서,
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 저장된 상기 산소와 상기 수소의 양을 감지하는 센서와,
상기 센서를 통해 감지되는 상기 산소와 상기 수소의 양이 기설정된 임계량 이하일 경우 상기 연료전지에서 생성되는 연료 고갈 신호를 전달받아 지상 통신부 또는 상기 수중 이동체에 전달하는 수중 통신부를 더 포함하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 8,
A sensor for sensing the amount of oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit,
If the amount of the oxygen and the hydrogen detected through the sensor is below a predetermined threshold amount, further comprising an underwater communication unit receiving the fuel depletion signal generated by the fuel cell and transmitting it to the ground communication unit or the underwater mobile unit . 제9 항에 있어서,
상기 연료전지에서 상기 연료 고갈 신호가 생성될 경우,
상기 고정부와 상기 수중 통신부를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템의 작동이 정지되는 것을 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 9,
When the fuel depletion signal is generated in the fuel cell,
The operation of the underwater power system is stopped except for the fixed portion and the underwater communication unit, the underwater power system. 제10 항에 있어서,
상기 연료전지에서 상기 연료 고갈 신호가 생성됨에 따라 상기 고정부와 상기 수중 통신부를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템의 작동이 정지될 경우, 상기 구동부는 상기 계류선을 고정하고 있는 상태를 해제하여 상기 구동부의 회전에 따라 상기 계류선이 풀릴 수 있도록 작동 상태를 변경하고,
해저 표면에 안착된 상태를 유지하는 상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템은 양성부력에 의해 수면을 향하는 방향으로 부상(float)하는 것을 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 10,
When the operation of the underwater power system other than the fixing unit and the underwater communication unit is stopped as the fuel depletion signal is generated in the fuel cell, the driving unit releases a state in which the mooring line is fixed to rotate the driving unit Change the operating state so that the mooring line can be released according to,
The submersible power system, except for the anchor, which remains on the seabed surface, is characterized in that it floats in a direction toward the surface by positive buoyancy. 제11 항에 있어서,
수면으로 부상한 상기 수중 전원 시스템의 상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 상기 산소와 상기 수소를 재충전한 이후, 상기 구동부는 상기 서브 전력공급부로부터 공급되는 전력을 바탕으로 회전하여 상기 계류선을 감아 상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템을 수면에서 해저를 향하는 방향으로 가라앉히는 것을 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 11,
After recharging the oxygen and the hydrogen in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit of the underwater power system, which floated on the water surface, the driving unit rotates based on the electric power supplied from the sub-power supply unit to wind the mooring line. The submersible power system, characterized in that to sink the submersible power system except the anchor in the direction from the water surface toward the seabed. 제11 항에 있어서,
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 상기 산소와 상기 수소가 재충전된 상태에서, 상기 앵커를 제외한 나머지 수중 전원 시스템은 수중에서 중성부력(Neutral buoyancy)을 받는 것을 특징으로 하는, 수중 전원 시스템.The method of claim 11,
The oxygen storage unit and the hydrogen storage unit, the oxygen and the hydrogen in the recharged state, the underwater power system, except for the anchor, characterized in that it receives a neutral buoyancy (Neutral buoyancy) in the water, underwater power system. 제9 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 수중 전원 시스템의 운용 방법에 있어서,
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 저장된 상기 산소와 상기 수소의 양이 기설정된 임계량 이하인지 여부를 감지하는 단계;
상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 저장된 상기 산소와 상기 수소의 양이 상기 기설정된 임계량 이하일 경우 연료 고갈 신호를 생성하여 상기 연료 고갈 신호를 상기 지상 통신부 또는 상기 수중 이동체에 전달하는 단계;
상기 고정부와 상기 수중 통신부를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템의 작동을 정지하는 단계;
상기 계류선을 고정하고 있는 상기 구동부를 회전 가능하도록 상태 변경함으로써 상기 계류선을 풀어 상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템을 해저에서 수면을 향하는 방향으로 부상(float)시키는 단계;
수면에 부상한 상기 수중 전원 시스템의 상기 산소 저장부와 상기 수소 저장부에 각각 상기 산소와 상기 수소를 재충전하는 단계;
상기 산소 및 상기 수소의 재충전이 완료된 이후, 상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템의 작동을 재개하는 단계; 및
상기 구동부를 회전시켜 상기 계류선을 감아 상기 앵커를 제외한 나머지 상기 수중 전원 시스템을 수면에서 해저를 향하는 방향으로 다시 가라앉히는 단계;를 포함하는, 수중 전원 시스템의 운용 방법.In the operating method of the underwater power system according to any one of claims 9 to 13,
Detecting whether the amounts of the oxygen and the hydrogen stored in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit are less than or equal to a predetermined threshold;
Generating a fuel exhaustion signal when the amounts of the oxygen and hydrogen stored in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit are less than the predetermined threshold, and transmitting the fuel exhaustion signal to the ground communication unit or the underwater mobile body;
Stopping operation of the underwater power system except for the fixing unit and the underwater communication unit;
Releasing the mooring line by changing the state of the drive unit holding the mooring line to be rotatable to float the underwater power system excluding the anchor in the direction from the seabed toward the water surface;
Recharging the oxygen and the hydrogen, respectively, in the oxygen storage unit and the hydrogen storage unit of the underwater power system floating on the water surface;
After the recharging of the oxygen and the hydrogen is completed, resuming operation of the underwater power system except for the anchor; And
A method of operating an underwater power system, including; rotating the driving unit to wind the mooring line to sink the rest of the underwater power system except the anchor in a direction from the water surface toward the seabed. 제14 항에 있어서,
상기 수중 전원 시스템을 상기 수중 이동체에 탑재시키고, 상기 수중 이동체가 수중에서 운행하는 도중에 상기 수중 전원 시스템을 상기 수중 이동체에서 분리시켜 상기 수중 이동체를 해저에 안착시키는 단계를 더 포함하는, 수중 전원 시스템의 운용 방법.The method of claim 14,
Mounting the underwater power system to the underwater mobile body, and further comprising the step of separating the underwater power system from the underwater mobile body while the underwater mobile body is operating in the water to settle the underwater mobile body on the seabed. How it works.
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