KR102249656B1 - 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템 - Google Patents

선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템 Download PDF

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최재혁
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이창희
이지웅
장하식
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Abstract

본 발명은 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템에 관한 것으로, 선박평형수탱크, 터빈, 발전기를 포함하여 구성되어 기존 선박에 모두 호환 가능하도록 하고 공기유동으로 인해 발생하는 에너지를 활용할 수 있어 경제성과 편리성이 도모되는 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템을 제공하는 것에 관한 것이다.

Description

선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템{Ballast tank airflow based generating unit and Power Supply System for ship emergency equipment}
본 발명은 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 선박평형수탱크 내의 공기유동을 활용하기 위해 터빈을 설치하고, 터빈으로부터 회전에너지를 전달받아 발전을 수행하는 발전기를 구비하여 활용되지 않던 에너지를 활용할 수 있도록 하고, 이를 비상전원 공급원으로 사용할 수 있도록 하는 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템에 관한 것이다.
선박의 선박평형수탱크 내의 평형수는 항해 시 발생되는 횡동요(rolling)나 종동요(pitching)로 인해 수시로 유동하게 된다. 이 때, 선박평형수탱크 상부에 설치되어 있는 에어벤트로 상당량의 공기가 유출입 하게 된다.
한편, 선박의 평형수는 안전운항을 위한 필수 요소지만 선박의 추진 부하로써만 작용할 뿐 적합한 활용처가 없다. 그리고 선박에서는 화재, 기관 손상, 좌초 등의 다양한 사고를 대비한 많은 비상기기가 설치되어 있으나, 비상전원이 공급되지 못하는 상황에서는 비상 기기의 활용이 불가하다.
더 나아가 현재 전 세계적으로 선박에서 배출되는 온실가스 저감을 위하여 신재생에너지의 활용을 시도하는 다양한 기술 개발이 이루어지고 있고, 이 추세에 따라 선박에 적용 가능한 다양한 기술이 연구되고 있다. 이러한 기술에는 대한민국특허청 공개특허 10-2017-0042268 '해양공간을 활용한 CASE', 대한민국특허청 공개특허 10-2015-0134481 '선박용 수력 발전장치' 등이 있다.
상기 '해양공간을 활용한 CASE'는 해저케이블 연결 수단, 분리시스템 각각의 구조물 수단 사이의 공기 연통 수단, 전력케이블연결 수단, 제어용통신연결 수단, 상하시스템연결지지 수단, 전해조, 압축기, 고압용기로 구성되어 라스트탱크와 트림탱크의 평형수를 저장가스(공기)를 이용해, 해양에 배치된 플랜트(CAES)의 부력을 조정함으로써 해양 공간에서 에너지와 전력을 저장, 발전하는 기술이다.
상기 '선박용 수력 발전장치' 밸러스트탱크, 밸러스트수의 이동에 의해 회전가능하도록 결합되어 동력을 발생시키는 동력 발생부, 발전기로 구성되어 밸러스트탱크에 수용되는 해수의 운동에너지를 전기에너지로 변환시킬 수 있는 기술이다.
상기와 같은 종래기술의 경우 선박의 설계, 제작과정에서 설계 변경을 통해 구현되어야 하기 때문에 기존 선박에 곧바로 호환하여 적용하기에는 어려움이 있다. 또한 에어벤트를 수시로 유출입하는 공기유동 에너지는 활용될 필요가 있으나, 이를 활용하는데 어려움이 있고, 단순한 구성으로 제조되는데도 한계가 있다. 그리고 선박의 조난과 같은 비상상황에서 구난을 위해 필요한 꾸준한 전력 생산 및 공급에도 한계가 있다.
대한민국특허청 공개특허 10-2017-0042268 '해양공간을 활용한 CASE' 대한민국특허청 공개특허 10-2015-0134481 '선박용 수력 발전장치'
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 기존 선박에 적용 가능한 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 종래에 활용되지 않은 공기유동 에너지를 활용하는 것을 목적으로 하는 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템을 제공한다.
또한 구성을 단순화한 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템을 제공한다.
그리고 선박의 조난 시 주전원 공급이 불가한 상황에서도 선박 동요에 의해 공기유동 발전이 가능한 선박 비상기기용 전력공급시스템을 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 선박에 설치되고, 공기가 출입하는 에어벤트(110)가 구비되는 선박평형수탱크(100); 상기 에어벤트(110)를 통과하는 공기에 의해 회전하는 터빈(230); 상기 터빈(230)과 연결되어 회전에너지를 전달받아 발전을 수행하는 발전기(240); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치는 상기 에어벤트(110)의 공기 출입구(111)에 연결되고, 공기 배출로(2101)와 공기 유입로(2102)가 내부에 구획 형성되는 하우징(210);을 더 포함하고, 상기 터빈(230)은, 상기 공기 배출로(2101)를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈 회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 갖는 복수의 공기 배출측 블레이드(231); 상기 공기 유입로(2102)를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈 회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 갖는 복수의 공기 유입측 블레이드(232);를 구비하며, 상기 에어벤트(110)를 통과하는 공기의 유동 방향에 상관없이 항시적으로 정방향 터빈회전 하면서 발전을 수행하게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치는 상기 하우징(210)의 내부를 상기 공기 배출로(2101)와 공기 유입로(2102)로 구획하는 구획체(220)를 포함하되, 상기 구획체(220)는, 상기 에어벤트(110)의 공기 출입구(111)와 연동되는 상기 하우징(210)의 일측 개방면(2100)으로부터 상기 하우징(210)의 내부 방향으로 설정길이만큼 형성되는 격벽(221); 상기 하우징(210)의 일측 내벽과 상기 격벽(221)의 일측 표면에 연결되어 상기 공기 배출로(2101)를 가로질러 배치되고, 공기 배출 방향으로만 개방 동작하는 공기 배출로 체크밸브(222); 상기 하우징(210)의 타측 내벽과 상기 격벽(221)의 타측 표면에 연결되어 상기 공기 유입로(2102)를 가로질러 배치되고, 공기 유입 방향으로만 개방 동작하는 공기 유입로 체크밸브(223); 를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치에서 상기 하우징(210)은, 단면 크기가 점차 커지는 노즐구조의 외부출입구(2123)를 가지며, 상기 외부출입구(2123)는 하향 배치되어 이물질의 유입이 방지되도록 하는 것일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 공기가 출입하는 에어벤트(110)를 갖는 선박평형수탱크(100); 상기 에어벤트(110)에 연결 장착되고, 상기 에어벤트(110)로 출입하는 공기유동에 따라 회전하는 터빈(230)을 구비하여 발전을 수행하는 발전모듈(200); 상기 발전모듈(200)과 연결되고, 전기가 저장되는 ESS 장치(300); 선박 비상상황 발생 여부를 검출하고 선박 비상상황 발생 시 상기 ESS 장치(300)의 전원이 선박 비상기기(10)로 공급되도록 하는 비상전원 공급제어장치(400); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 비상기기용 전력공급시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치 및 선박 비상기기용 전력공급시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 기존 선박에 모두 호환 가능하게 설치되어 활용도의 증대를 도모할 수 있다.
둘째, 공기유동으로 인해 발생하는 잔류 및 잉여 에너지를 활용함으로써 경제적인 효과를 볼 수 있다.
셋째, 구성 단순화로 설치가 용이하여 설치 시간을 줄일 수 있으며 누구나 쉽게 설치할 수 있다.
넷째, 선박의 동요에 의해 끊임없는 공기유동 발전이 가능하므로 구난을 위한 비상 조명 등의 전원으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발전모듈의 블록도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치의 설치된 모습을 보여주기 위한 도면
도 3은 본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치의 모식도
도 4는 본 발명에 따른 선박 비상기기용 전력공급시스템의 블록도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치의 공기유동(배출)을 보여주기 위한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치의 공기유동(유입)을 보여주기 위한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 선박평형수탱크 내의 평형수 유동을 보여주기 위한 도면
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치는 도 1, 도 2에서와 같이 선박평형수탱크(100), 하우징(210), 구획체(220), 터빈(230), 발전기(240)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
선박평형수탱크(100)는 선박의 균형을 위해 평형수가 저장되는 탱크로써, 상부면에 에어벤트(110)가 구비된다. 항해하는 선박의 횡동요(rolling) 및 종동요(pitching)로 인하여 선박평형수탱크(100)의 내부 평형수가 유동하게 되는데 이에 따라 선박평형수탱크(100) 상부의 공기도 유동하게 된다. 에어벤트(110)는 선박평형수탱크(100) 상부의 공기가 유출입하는 출입구의 역할을 하게 된다.
하우징(210)은 에어벤트(110)의 공기 출입구(111)에 연결되는 것으로, 내부에 터빈(230)과 구획체(220)가 설치된다. 구획체(220)에 의해 하우징(210)의 내부는 공기 배출로(2101)와 공기 유입로(2102)로 구획된다.
본 발명의 실시예 따른 하우징(210)은 연결프레임(211)과 하우징 본체(212)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
연결프레임(211)은 에어벤트(110)에 연결되는 것으로, 측면체(2112) 하단으로부터 직교되게 연장 형성되는 제1고정플랜지(2111)와 제2고정플랜지(2113)를 구비한다.
제1고정플랜지(2111)는 에어벤트(110) 표면에 밀착되어 볼트 결합 고정되도록 한다. 이때 볼팅 외에 용접 등 다양한 결합 방법이 사용될 수 있다.
제2고정플랜지(2113)는 하우징 본체(212) 끝단부와 밀착되어 볼트 결합 고정되도록 한다. 이때 볼팅 외에 용접등 다양한 결합 방법이 사용될 수 있다.
하우징 본체(212)는 제2고정플랜지(2113)에 연결되는 것으로, 설정 크기와 형상으로 이루어진 몸체(2122) 하단의 일측으로부터 직교되게 연장 형성되는 연결플랜지(2121)를 구비하고, 몸체(2122) 하단의 타측으로부터 외부와 통하는 외부출입구(2123)를 구비한다.
외부출입구(2123)는 하우징 본체(212)의 말단부로, 외부로의 공기 배출이 가장 최종적으로 수행되는 통로임과 동시에 외부로 부터 공기 유입이 가장 먼저 수행되는 통로이다. 본 발명에 따른 외부출입구(2123)는 터빈(230)의 하단에 위치하고 단면 크기가 점차 커지는 노즐 구조로 이루어진다. 그리고 하향 배치되어 이물질의 유입이 방지되도록 한다.
구획체(220)는 하우징(210)의 내부를 공기 배출로(2101)와 공기 유입로(2102)로 구획한다. 본 발명의 실시예에 따른 구획체(220)는 도 3에서와 같이 격벽(221), 공기 배출로 체크밸브(223), 공기 유입로 체크밸브(223)를 포함하여 구성된다.
격벽(221)은 에어벤트(110)의 공기 출입구(111)와 연동하는 하우징(210)의 일측 개방면 중앙부위로부터 하우징(210)의 내부 방향으로 설정 길이만큼 형성되는 벽체이다. 격벽(221)을 사이에 두고 공기 유입로(2102)와 공기 배출로(2101)가 분할 형성된다.
공기 배출로 체크밸브(223)는 하우징(210)의 일측 내벽과 격벽(221)의 일측 표면을 가로질러 공기 배출로(2101)에 배치된다. 본 발명의 실시예에 따른 공기 배출로 체크밸브(223)는 도 5에서와 같이 상측에 구비된 연결프레임(211)의 측면체(2112)에 핀 결합되고, 격벽(221)의 단턱에 걸리게 되는 구조로 이루어져 공기 배출 방향으로만 개방 동작 하게된다.
공기 유입로 체크밸브(223)는 하우징(210)의 타측 내벽과 격벽(221)의 타측 표면을 가로질러 공기 유입로(2102)에 배치된다. 본 발명의 실시예에 따른 공기 유입로 체크밸브(223)는 도 6에서와 같이 격벽(221)의 하부면에 핀 결합되고, 역 방향으로는 하우징 본체(212)와 하측에서 결합한 연결프레임(211)의 결합부위에 걸림되어 공기 유입 방향으로만 개방 동작 하게된다.
터빈(230)은 하우징(210)의 내부에 설치되는 것으로, 에어벤트(110)를 통과하는 공기에 의해 회전하게 된다. 그리고 터빈(230)의 회전에너지는 발전기(240)로 전달된다. 터빈(230)은 구획체(220)에 이웃하여 배치되는데, 공기 배출측 블레이드(231)와 공기 유입측 블레이드(232)로 구획된 블레이드를 가져 일방향으로만 회전하게 된다.
공기 배출측 블레이드(231)는 공기의 배출경로 상의 설정영역에 배치되는 복수의 블레이드로써, 공기 배출로(2101)를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈 회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 가진다. 본 발명의 실시예에서 도 5에서와 같이 공기 배출측 블레이드(231)는 배출 방향으로 굽은 형상으로 형성된다.
공기 유입측 블레이드(232)는 공기의 유입경로 상의 설정영역에 배치되는 복수의 블레이드로써, 공기 유입로(2102)를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈 회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 가진다. 본 발명의 실시예에서 도 6에서와 같이 공기 유입측 블레이드(232)는 유입 방향으로 굽은 형상으로 형성된다.
발전기(240)는 터빈(230)과 연결되어 터빈(230)의 회전에너지를 전달받아 발전을 수행한다. 발전기(240)는 터빈(230)과 단일 모듈을 이루면서 하우징(210)의 내부에 배치될 수도 있고, 하우징(210)의 외부에 배치되어 터빈(230)과 연결될 수도 있다. 이와 같은 발전기(240)는 본 발명을 통한 전력 수급의 일체를 차지하고 있으며 시간의 제약 없이 선박이 구동되는 모든 시간대에 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 선박 비상기기용 전력공급시스템(1)은 도 4에서와 같이 선박평형수탱크(100), 발전모듈(200), ESS 장치(300), 비상전원 공급제어장치(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
선박평형수탱크(100)는 선박의 균형을 위해 평형수가 저장되는 탱크로써, 상부면에 에어벤트(110)가 구비된다. 항해하는 선박의 횡동요(rolling) 및 종동요(pitching)로 인하여 선박평형수탱크(100)의 내부 평형수가 유동하게 되는데 이에 따라 선박평형수탱크(100) 상부의 공기도 유동하게 된다. 에어벤트(110)는 선박평형수탱크(100) 상부의 공기가 유출입하는 출입구의 역할을 하게 된다. 이와 같은 선박평형수탱크(100)의 내부 평형수는 도 7에서와 같이 선박의 유동에 의해 유동하게 되고, 내부 평형수의 유동에 의해 상부에 존재하는 상당량의 공기가 에어벤트(110)를 유출입하게 된다.
발전모듈(200)은 터빈(230), 발전기(240), 하우징(210), 구획체(220)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것으로, 전술된 본 발명에 따른 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치가 적용될 수 있다.
ESS 장치(300)는 에너지 저장 시스템(Energy storage system, ESS) 장치로 발전모듈(200)과 연결되는 것으로, 발전모듈(200)에서 생성된 전기를 저장한다. 이와 같은 ESS 장치(300)는 생산된 에너지를 미리 저장하였다가 필요한 시간대나 상황에 사용할 수 있도록 한다. 이는 갑판상의 작업 전원과 비상시 구조용 전원으로 활용될 수 있다.
비상전원 공급제어장치(400)는 선박의 비상상황 발생 여부를 검출하게 되는데, 비상상황 발생시 ESS 장치(300)의 전원이 선박 비상기기(10)로 공급되도록 한다. 특히 선박의 모든 전원이 차단되어 전원이 공급되지 못할 때 비상으로 전원이 공급될 수 있도록 한다.
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로써 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 상기한 실시 예에 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1 : 선박 비상기기용 전력공급시스템
10 : 선박 비상기기
100 : 선박평형수탱크
110 : 에어벤트
111 : 공기 출입구
200 : 발전모듈
210 : 하우징
2100 : 일측 개방면
2101 : 공기 배출로
2102 : 공기 유입로
211 : 연결프레임
2111 : 제1고정플랜지
2112 : 측면체
2113 : 제2고정플랜지
212 : 하우징 본체
2121 : 연결플랜지
2122 : 몸체
2123 : 외부출입구
220 : 구획체
221 : 격벽
222 : 공기 배출로 체크밸브
223 : 공기 유입로 체크밸브
230 : 터빈
231 : 배출측 블레이드
232 : 유입측 블레이드
240 : 발전기
300 : ESS 장치
400 : 비상전원 공급제어장치

Claims (5)

  1. 선박의 평형수가 저장되는 선박평형수탱크;
    터빈으로부터 멀어질수록 점차 폭이 넓어지는 노즐구조의 외부출입구를 구비하는 하우징;
    일단이 상기 선박평형수탱크와 연결되고, 타단이 상기 하우징과 연결되어 상기 선박의 내부 공기를 외부와 순환시키는 에어벤트;
    상기 에어벤트의 공기출입구와 연결되는 상기 하우징의 일측 개방면으로부터 상기 하우징의 내부 방향으로 설정길이만큼 형성되고 상기 터빈의 중심축보다 높게 위치함으로써 상기 하우징 내부를 공기 배출로와 공기 유입로로 구획하는 격벽을 포함하는 구획체;
    상기 공기 배출로를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 갖는 복수의 공기 배출측 블레이드와, 상기 공기 유입로를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈 회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 갖는 복수의 공기 유입측 블레이드를 구비하여, 상기 에어벤트를 통과하는 공기의 유동 방향에 상관없이 항시적으로 정방향 터빈회전 하면서 발전을 수행하게 되는 터빈; 및
    상기 터빈과 연결되어 회전에너지를 전달받아 발전을 수행하는 발전기;를 포함하는 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구획체는,
    상기 하우징의 일측 내벽과 상기 격벽의 일측 표면에 연결되어 상기 공기 배출로를 가로질러 배치되고, 공기 배출 방향으로만 개방 동작하는 공기 배출로 체크밸브;
    상기 하우징의 타측 내벽과 상기 격벽의 타측 표면에 연결되어 상기 공기 유입로를 가로질러 배치되고, 공기 유입 방향으로만 개방 동작하는 공기 유입로 체크밸브;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박평형수탱크 공기유동 기반 발전장치.
  4. 삭제
  5. 선박의 평형수가 저장되는 선박평형수탱크;
    터빈으로부터 멀어질수록 점차 폭이 넓어지는 노즐구조의 외부출입구를 구비하는 하우징;
    에어벤트의 공기출입구와 연결되는 상기 하우징의 일측 개방면으로부터 상기 하우징의 내부 방향으로 설정길이만큼 형성되고 상기 터빈의 중심축보다 높게 위치함으로써 상기 하우징 내부를 공기 배출로와 공기 유입로로 구획하는 격벽과, 상기 공기 배출로를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 갖는 복수의 공기 배출측 블레이드와, 상기 공기 유입로를 통과하는 공기에 의해 정방향 터빈 회전을 유도하는 형상구조와 배치구조를 갖는 복수의 공기 유입측 블레이드를 구비하여, 상기 에어벤트를 통과하는 공기의 유동 방향에 상관없이 항시적으로 정방향 터빈회전 하면서 발전을 수행하게 되는 터빈과, 상기 터빈과 연결되어 회전에너지를 전달받아 발전을 수행하는 발전기를 포함하도록 구성되는 발전모듈;
    일단이 상기 선박평형수탱크와 연결되고, 타단이 상기 하우징과 연결되어 상기 선박의 내부 공기를 외부와 순환시키는 에어벤트;
    상기 발전모듈과 연결되고, 전기가 저장되는 ESS 장치; 및
    선박 비상상황 발생 여부를 검출하고 선박 비상상황 발생 시 상기 ESS 장치의 전원이 선박 비상기기로 공급되도록 하는 비상전원 공급제어장치;를 더 포함하는 선박 비상기기용 전력공급시스템.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110020118A (ko) * 2009-08-21 2011-03-02 삼성중공업 주식회사 발전 장치 및 이를 포함한 시추선
KR20130103027A (ko) * 2012-03-09 2013-09-23 삼성중공업 주식회사 파력발전장치
KR20150134481A (ko) 2014-05-21 2015-12-02 현대중공업 주식회사 선박용 수력 발전장치
KR20160077955A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 대우조선해양 주식회사 진동수주형 발전시스템을 포함하는 선박
KR20160115455A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 삼성중공업 주식회사 선박
KR20170042268A (ko) 2017-03-06 2017-04-18 최규일 해양공간을 활용한 caes(압축공기저장 가스터빈 발전)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011021559A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Yamato Dengyosha:Kk エネルギー変換装置及びそれを利用した発電装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110020118A (ko) * 2009-08-21 2011-03-02 삼성중공업 주식회사 발전 장치 및 이를 포함한 시추선
KR20130103027A (ko) * 2012-03-09 2013-09-23 삼성중공업 주식회사 파력발전장치
KR20150134481A (ko) 2014-05-21 2015-12-02 현대중공업 주식회사 선박용 수력 발전장치
KR20160077955A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 대우조선해양 주식회사 진동수주형 발전시스템을 포함하는 선박
KR20160115455A (ko) * 2015-03-27 2016-10-06 삼성중공업 주식회사 선박
KR20170042268A (ko) 2017-03-06 2017-04-18 최규일 해양공간을 활용한 caes(압축공기저장 가스터빈 발전)

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