KR102234420B1 - 선박용 하이브리드 추진시스템 - Google Patents

선박용 하이브리드 추진시스템 Download PDF

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KR102234420B1
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Abstract

본 발명은 선체를 추진시키기 위한 구동력을 발생시키는 가스터빈, 상기 가스터빈과 이격되게 설치되고 전기를 생산하기 위한 디젤엔진, 상기 디젤엔진에 연결되고, 공기를 압축하기 위한 제1압축기, 상기 제1압축기와 상기 가스터빈을 연결하는 공급배관, 상기 공급배관을 개폐하기 위한 밸브, 및 상기 밸브를 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 공기의 밀도에 따라 상기 제1압축기에서 압축된 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급 또는 차단되도록 상기 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템에 관한 것이다.

Description

선박용 하이브리드 추진시스템{Hybrid Propulsion System for Ship}
본 발명은 선박용 엔진의 출력을 조절하기 위한 선박용 하이브리드 추진시스템에 관한 것이다.
일반적으로 선박은 동력수단을 이용하여 액체에서 이동할 수 있는 수단으로, 승객, 화물 등을 목적지까지 운송하기 위한 운송선, 어패류를 포획하기 위한 어선, 군사 목적으로 만들어진 군함 등 다양한 분야에서 이용된다.
이러한 선박은 프로펠러를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 가스터빈, 및 전기를 생산하기 위한 디젤엔진을 포함한다. 가스터빈은 압축기, 연소실, 및 터빈으로 구성된다. 가스터빈은 대기 중의 공기를 압축하여 연소실로 보내고, 연소실에서 압축된 공기와 연료를 연소 및 폭발시켜 발생되는 고압의 배기가스로 터빈을 회전시켜 구동력을 발생시킨다.
한편, 가스터빈이 구동되는데 있어서, 연료와 공기가 연소되는 연소실에 공급되는 공기의 양은 가스터빈의 성능과 밀접한 관계가 있다. 예컨대, 연소실에 공급되는 공기의 양이 많을수록 엔진의 성능이 향상된다. 반면, 연소실에 공급되는 공기의 양이 적을수록 엔진의 성능이 저하되고, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)과 같은 유해물질의 배출량이 증대된다.
종래 기술에 따른 추진시스템은 가스터빈을 이용하여 선체를 추진시키기 위한 구동력을 발생시키고, 디젤엔진을 이용하여 선체에 사용되는 전기를 생산한다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 추진시스템은 여름, 적도 부근처럼 대기의 온도가 높은 고온지역을 항해하는 경우, 공기의 밀도가 감소되어 가스터빈의 압축기가 압축하는 압축공기의 양이 저온지역에 비해 작으므로 출력이 저하된다. 따라서, 종래 기술에 따른 추진시스템은 고온지역을 항해하는 경우 출력이 저하됨으로써, 승객, 화물 등을 운송하는 운송시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 출력 용량이 큰 가스터빈을 설치하는 방안이 있으나, 설치비용 및 운영비용이 증가하는 문제가 있다. 따라서, 저비용으로 고온지역에서도 고출력을 구현할 수 있는 기술의 개발이 절실히 필요하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 공기의 밀도가 낮은 지역에서 고출력으로 항해할 수 있는 선박용 하이브리드 추진시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템은 선체를 추진시키기 위한 구동력을 발생시키는 가스터빈; 상기 가스터빈과 이격되게 설치되고 전기를 생산하기 위한 디젤엔진; 상기 디젤엔진에 연결되고, 공기를 압축하기 위한 제1압축기; 상기 제1압축기와 상기 가스터빈을 연결하는 공급배관; 상기 공급배관을 개폐하기 위한 밸브; 및 상기 밸브를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 공기의 밀도에 따라 상기 제1압축기에서 압축된 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급 또는 차단되도록 상기 밸브를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템은 공기의 밀도를 측정하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 센서부가 측정한 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 미만이면 상기 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급되도록 상기 공급배관을 개방시킬 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템은 공기의 밀도를 측정하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 센서부가 측정한 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 이상이면 상기 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급되는 것을 차단하도록 상기 공급배관을 폐쇄시킬 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에 있어서, 상기 가스터빈은 공기를 압축하기 위한 제2압축기, 상기 제2압축기에서 압축된 제2압축공기를 공급받아 연료와 연소시키기 위한 연소실, 및 상기 연소실에서 배출되는 배기가스로 구동력을 발생시키는 터빈을 포함할 수 있다. 상기 제1압축기에서 압축된 제1압축공기는 상기 제2압축기로 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에 있어서, 상기 제1압축공기는 압력이 상기 제2압축공기의 압력보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에 있어서, 상기 제1압축기는 상기 디젤엔진에 선택적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 공기의 밀도가 낮은 지역에서도 고출력으로 항해하도록 구현됨으로써, 승객, 화물 등을 운송하는 운송시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발전용 디젤엔진을 선택적으로 이용함으로써 저비용으로 고출력을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템을 나타낸 개략적인 블록도
도 2는 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에서 가스터빈을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 3은 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에서 센서부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에서 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템을 나타낸 개략적인 블록도, 도 2는 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에서 가스터빈을 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 3은 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에서 센서부를 설명하기 위한 개략적인 블록도, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템에서 제어부를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 선체의 내부 또는 외부에 위치하는 공기의 밀도에 따라 가스터빈 및 디젤엔진을 효율적으로 제어하기 위한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 공기의 밀도가 낮은 지역을 항해 시 디젤엔진을 이용하여 가스터빈에 압축공기를 추가로 공급함으로써, 출력을 높일 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 크게 가스터빈(2), 디젤엔진(3), 제1압축기(4), 공급배관(5), 밸브(6), 및 제어부(7)를 포함한다.
공기의 밀도가 낮은 지역은 적도, 중동지방과 같이 대기의 온도가 높은 지역일 수 있다. 상기 공기의 밀도는 대기의 온도가 높은 여름에도 낮아질 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 공기의 밀도가 낮은 여름 또는 적도, 중동지방과 같은 고온지역을 항해할 경우에 디젤엔진(3)을 이용하여 공기를 추가로 압축하여 가스터빈(2)에 공급할 수 있다. 상기 공기의 밀도는 기설정된 기준공기밀도를 기준으로 나누어질 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 미만(이하, '고출력모드'라 함)이면 공기의 밀도가 낮은 것으로 판단하고, 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 이상(이하, '정상모드'라 함)이면 공기의 밀도가 낮지 않은 것으로 판단한다. 상기 기준공기밀도는 상기 디젤엔진(3)을 이용하여 공기를 추가로 압축하지 않고 상기 가스터빈(2)만으로 고출력으로 항해할 수 있는 공기의 밀도를 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다.
이하에서는 상기 가스터빈(2), 상기 디젤엔진(3), 상기 제1압축기(4), 상기 공급배관(5), 상기 밸브(6), 및 상기 제어부(7)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 상기 가스터빈(2)은 선체를 추진시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 상기 선체는 선박(1)의 몸체를 형성한다. 상기 가스터빈(2)은 상기 선체에 설치되어 프로펠러와 같은 추진장치(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 가스터빈(2)은 감속기와 같은 연결장치를 통해 상기 추진장치에 연결될 수 있다. 상기 가스터빈(2)은 연료와 공기를 연소시킬 때 발생하는 배기가스를 이용하여 상기 추진장치를 회전시키기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 추진장치는 승객, 화물을 이송하기 위해 상기 선체를 추진시킬 수 있다. 상기 가스터빈(2)은 제2압축기(21), 연소실(22), 및 터빈(23)을 포함할 수 있다.
상기 제2압축기(21)는 공기를 압축하기 위한 것이다. 상기 제2압축기(21)는 선체의 내부 또는 선체의 외부에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2압축기(21)는 선체의 내부 또는 외부에 위치하는 공기를 압축할 수 있다. 상기 제2압축기(21)는 컴프레셔(Compressor)일 수 있다. 상기 제2압축기(21)는 일측이 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 연소실(22)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2압축기(21)는 압축한 제2압축공기를 상기 연소실(22)로 공급할 수 있다. 여기서, 상기 제2압축기(21)가 압축하는 제2압축공기의 양은 공기의 밀도와 밀접한 관계가 있다. 예컨대, 상기 제2압축기(21)가 동일한 힘으로 공기를 압축한다고 가정할 때, 공기의 밀도가 낮은 지역에서 상기 제2압축기(21)가 압축한 제2압축공기의 양은 공기의 밀도가 높은 지역에서 압축한 제2압축공기의 양보다 적을 수 있다. 상기 제2압축공기의 양이 적으면, 상기 연소실(22)에 공급되는 공기의 양이 적으므로 불완전 연소 등으로 인해 폭발력이 작아져서 구동력이 감소될 수 있다. 상기 제2압축기(21)는 타측이 상기 공급배관(5)을 통해 상기 제1압축기(4)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2압축기(21)는 고출력모드인 경우 상기 제1압축기(4)가 압축한 제1압축공기를 추가로 공급받을 수 있다. 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 고출력모드인 경우, 디젤엔진(3)을 이용하여 제1압축기(4)를 작동시켜 제1압축공기를 상기 제2압축기(21)에 추가로 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 제1압축공기의 압력은 상기 제2압축공기의 압력보다 클 수 있다. 상기 제1압축공기의 압력이 상기 제2압축공기의 압력보다 작으면, 상기 제2압축공기가 상기 제1압축기(4)로 역류될 수 있기 때문이다.
상기 연소실(22)은 일측이 상기 제2압축기(21)에 연결되고, 타측이 상기 터빈(23)에 연결될 수 있다. 상기 연소실(22)은 관로를 통해 상기 제2압축기(21) 및 상기 터빈(23)에 각각 연결될 수 있다. 상기 연소실(22)은 상기 제2압축기(21)에서 공급받은 제2압축공기, 및 액화천연가스(LNG)와 같은 연료를 혼합하여 연소시키기 위한 챔버이다. 상기 연소실(22)에서 연료와 공기가 연소되어 발생하는 고압의 배기가스는 관로를 통해 상기 터빈(23)으로 공급될 수 있다. 상기 터빈(23)에 공급되는 배기가스의 압력은 상기 제2압축기(21)로부터 공기가 충분히 공급되어 연료가 완전 연소될수록 높아질 수 있다. 예컨대, 상기 연소실(22)은 고출력모드인 경우, 제2압축공기와 별도로 상기 제1압축기(4)로부터 제1압축공기를 추가로 공급받아 연료에 대한 불완전 연소를 해소시킬 수 있다. 상기 연소실(23)은 정상모드인 경우, 제2압축공기만으로 연료를 연소시킬 수 있다.
상기 터빈(23)은 상기 연소실(22)에서 배출되는 배기가스로 구동력을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 상기 터빈(23)은 추진장치가 결합된 구동축에 터빈날개가 결합되고, 상기 터빈날개를 상기 연소실(22)에서 배출되는 배기가스로 회전시킴으로써 구동력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 추진장치는 상기 구동축이 회전됨으로써 함께 회전되어 선체를 추진시킬 수 있다. 따라서, 상기 터빈(23)은 상기 연소실(22)에서 배출되는 배기가스의 압력이 클수록 상기 추진장치를 회전시키기 위한 구동력의 크기가 커질 수 있다.
상기 디젤엔진(3)은 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 디젤엔진(3)은 일측이 발전기(31, 도 1에 도시됨)에 연결될 수 있다. 상기 디젤엔진(3)은 디젤유(MDO)와 공기를 연소시켜 발생되는 구동력으로 발전기의 회전축(미도시)을 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 발전기(31)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전기(31)에서 생산된 전기는 상기 선체에 설치되는 전기장치에 공급될 수 있다. 상기 디젤엔진(3)은 상기 가스터빈(2)으로부터 이격된 위치에 위치하도록 상기 선체에 설치될 수 있다. 상기 디젤엔진(3)과 상기 가스터빈(2)이 서로 간섭되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 디젤엔진(3)은 타측이 상기 제1압축기(4)에 연결될 수 있다. 이 때, 상기 디젤엔진(3)은 상기 제어부(7)에 의해 상기 발전기(31) 및 상기 제1압축기(4)에 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 디젤엔진(3)은 고출력모드인 경우 상기 제1압축기(4)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제1압축기(4)는 상기 디젤엔진(3)의 구동력으로 작동될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1압축기(4)는 공기를 압축할 수 있다. 이 때, 상기 디젤엔진(3)은 상기 발전기(31)에도 연결됨으로써, 상기 발전기(31)가 전기를 생산하도록 할 수 있다. 상기 제1압축기(4)에서 압축된 제1압축공기는 상기 공급배관(5)을 통해 상기 제2압축기(21)에 공급될 수 있다. 상기 디젤엔진(3)은 감속기 및 변속기 등을 통해 상기 제1압축기(4) 및 상기 발전기(31)에 선택적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 상기 디젤엔진(3)은 정상모드인 경우 상기 발전기(31)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제1압축기(4)는 상기 디젤엔진(3)에 연결되지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 디젤엔진(3)은 정상모드인 경우 전기를 생산하기 위한 구동력을 발생시킬 수 있다.
상기 제1압축기(4)는 공기를 압축하기 위한 것이다. 상기 제1압축기(4)는 감속기 및 변속기를 통해 상기 디젤엔진(3)에 연결되거나 연결이 해제될 수 있다. 상기 제1압축기(4)는 고출력모드인 경우, 상기 제어부(7)에 의해 상기 디젤엔진(3)에 연결됨으로써 상기 디젤엔진(3)의 구동력으로 공기를 압축할 수 있다. 상기 제1압축기(4)는 정상모드인 경우, 상기 제어부(7)에 의해 상기 디젤엔진(3)에 연결되지 않을 수 있다. 상기 제1압축기(4)는 컴프레셔(Compressor)일 수 있다. 상기 제1압축기(4)는 상기 공급배관(5)을 통해 상기 제2압축기(21)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1압축기(4)는 고출력모드인 경우, 압축한 제1압축공기를 상기 제2압축기(21)에 공급할 수 있다. 상기 제1압축기(4)는 정상모드인 경우, 상기 디젤엔진(3)으로부터 연결이 해제되므로 공기를 압축할 수 없다. 따라서, 상기 제1압축기(4)는 고출력모드인 경우에만 작동되어 제1압축공기를 상기 제2압축기(21)에 공급할 수 있다. 상기 제1압축기(4)는 디젤엔진 구동용 원심압축기일 수 있다.
상기 공급배관(5)은 상기 제1압축기(4)에서 압축한 제1압축공기가 상기 가스터빈(2)에 공급되도록 상기 제1압축기(4)와 상기 가스터빈(2)을 연결할 수 있다. 상기 공급배관(5)은 관 또는 파이프 등으로 형성될 수 있다. 상기 공급배관(5)은 내부가 공간(空間)으로 형성됨으로써, 상기 제1압축공기가 유입되어 이동될 수 있다. 이 경우, 상기 제1압축공기의 압력이 상기 제2압축공기의 압력보다 큼으로써, 상기 제1압축기(4)에서 상기 가스터빈(2)으로 제1압축공기가 이동될 수 있다. 상기 제1압축기(4)가 상기 제2압축기(21)보다 더 큰 힘으로 공기를 압축함으로써, 상기 제1압축공기의 압력이 상기 제2압축공기의 압력보다 클 수 있다. 상기 공급배관(5)에는 밸브(6)가 설치될 수 있다.
상기 밸브(6)는 상기 공급배관(5)을 개폐하기 위한 것이다. 상기 밸브(6)는 상기 공급배관(5) 상에 설치될 수 있다. 상기 밸브(6)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(7)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 밸브(6)는 상기 제어부(7)에 의해 제어될 수 있다. 상기 밸브(6)는 고출력모드인 경우, 상기 제어부(7)의 제어에 의해 상기 공급배관(5)을 개방할 수 있다. 상기 밸브(6)는 정상모드인 경우, 상기 제어부(7)의 제어에 의해 상기 공급배관(5)을 폐쇄할 수 있다. 상기 밸브(6)는 솔레노이드 밸브(Solenoid Valve)일 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 밸브(6)를 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(7)는 공기의 밀도에 따라 상기 밸브(6)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 센서부(8)를 더 포함할 수 있다.
상기 센서부(8)는 공기의 밀도를 측정하기 위한 것이다. 상기 센서부(8)는 선체의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 센서부(8)는 선체의 내부 또는 외부에 위치하는 공기의 밀도를 측정할 수 있다. 상기 센서부(8)는 선체의 내부 및 외부에 위치하는 공기의 밀도를 모두 측정할 수도 있다. 상기 센서부(8)는 밀도센서(Density Sensor)일 수 있다. 상기 센서부(8)는 한 개만 설치될 수 있으나, 복수개가 설치됨으로써 공기의 밀도를 더 정확하게 측정할 수 있다. 상기 센서부(8)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부(7)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 센서부(8)는 측정한 공기의 밀도에 대한 정보를 상기 제어부(7)에 제공할 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 센서부(8)가 측정한 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 미만인 고출력모드인 경우, 상기 공급배관(5)이 개방되도록 상기 밸브(6)를 제어할 수 있다. 이 때, 상기 제어부(7)는 변속기를 제어하여 상기 디젤엔진(3)이 상기 제1압축기(4)에 연결되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1압축기(4)에서 압축된 제1압축공기가 상기 제2압축기(21)로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 가스터빈(2)은 고출력모드인 경우, 상기 제1압축공기 및 제2압축공기를 모두 공급받아 고출력을 발생시킬 수 있다.
상기 제어부(7)는 상기 센서부(8)가 측정한 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 이상인 정상모드인 경우, 상기 공급배관(5)이 폐쇄되도록 상기 밸브(6)를 제어할 수 있다. 이 때, 상기 제어부(7)는 변속기를 제어하여 상기 디젤엔진(3)이 상기 제1압축기(4)에 연결되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1압축기(4)는 공기를 압축하기 위한 구동력이 없으므로 공기를 압축할 수 없다. 따라서, 상기 가스터빈(2)은 정상모드인 경우, 상기 제2압축공기를 공급받아 구동력을 발생시킬 수 있다. 상기 정상모드인 경우에는 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 이상이므로 제2압축공기만으로 충분히 고출력을 발생시킬 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 고출력모드 및 정상모드. 즉, 공기의 밀도에 따라 상기 가스터빈(2) 및 상기 디젤엔진(3)을 효율적으로 사용하여 고출력을 발생시킬 수 있으므로, 승객, 화물 등을 운송하는 운송시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 선박용 하이브리드 추진시스템(1)은 선체에 설치된 발전용 디젤엔진(3)의 구동력을 이용하여 공기를 압축시킬 수 있으므로, 공기를 압축하기 위한 구동장치를 별도로 설치할 필요가 없어 저렴한 비용으로 선체를 추진시키기 위한 고출력을 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 선박용 하이브리드 추진시스템
2 : 가스터빈 3 : 디젤엔진
4 : 제1압축기 5 : 공급배관
6 : 밸브 7 : 제어부
8 : 센서부 21 : 제2압축기
22 : 연소실 23 : 터빈
31 : 발전기

Claims (6)

  1. 선체를 추진시키기 위한 구동력을 발생시키며, 제2압축기를 구비하는 가스터빈;
    상기 가스터빈과 이격되게 설치되고 전기를 생산하기 위한 디젤엔진;
    상기 디젤엔진에 연결되고, 공기를 압축하기 위한 제1압축기;
    상기 제1압축기와 상기 가스터빈을 연결하는 공급배관;
    상기 공급배관을 개폐하기 위한 밸브; 및
    상기 밸브를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 공기의 밀도에 따라 상기 제1압축기에서 압축된 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급 또는 차단되도록 상기 밸브를 제어하며,
    상기 제어부는 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 미만이면 상기 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급되도록 상기 공급배관을 개방시키는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    공기의 밀도를 측정하기 위한 센서부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서부가 측정한 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 미만이면 상기 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급되도록 상기 공급배관을 개방시키는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    공기의 밀도를 측정하기 위한 센서부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 센서부가 측정한 공기의 밀도가 기설정된 기준공기밀도 이상이면 상기 제1압축공기가 상기 가스터빈에 공급되는 것을 차단하도록 상기 공급배관을 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 가스터빈은
    공기를 압축하기 위한 제2압축기;
    상기 제2압축기에서 압축된 제2압축공기를 공급받아 연료와 연소시키기 위한 연소실; 및
    상기 연소실에서 배출되는 배기가스로 구동력을 발생시키는 터빈을 포함하고,
    상기 제1압축기에서 압축된 제1압축공기는 상기 제2압축기로 공급되는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1압축공기는 압력이 상기 제2압축공기의 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1압축기는 상기 디젤엔진에 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 선박용 하이브리드 추진시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2782680B2 (ja) * 1987-04-08 1998-08-06 エム・アー・エヌ・―ベー・ウント・ヴエ―・デイーゼル・ゲゼルシヤフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 船舶用の多重エンジン設備
JP2016141285A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 三井造船株式会社 ハイブリッドガスエンジン船

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2782680B2 (ja) * 1987-04-08 1998-08-06 エム・アー・エヌ・―ベー・ウント・ヴエ―・デイーゼル・ゲゼルシヤフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 船舶用の多重エンジン設備
JP2016141285A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 三井造船株式会社 ハイブリッドガスエンジン船

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