KR102308659B1 - 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치 - Google Patents

전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치는, 충전배터리가 장착되는 장착공간이 내부에 마련되는 하우징; 상기 충전배터리를 충전시키기 위한 충전전류를 전달받고, 상기 충전배터리의 전류를 외부로 인출시킬 수 있도록, 상기 하우징에 설치되는 충전기구;를 포함하며, 상기 하우징에 장착된 충전배터리의 전류로 주행 가능하도록 구성된다. 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치는, 내부에 장착된 충전배터리의 전기로 주행이 가능하며, 전기 추진용 선박에 탑재되었을 때 전기 추진용 선박의 모터로 전류를 공급할 수 있으며, 충전배터리 장착공간을 안전하게 유지시킬 수 있어 각종 사고를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

Description

전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치{High-capacity power supply device for ship powered by the electric energy}
본 발명은 충전배터리가 탑재된 자가 이동형 대용량 전원공급장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 탑재된 충전배터리로 주행이 가능하며 전기 추진형 선박에 탑재되었을 때 상기 충전배터리의 전류를 전기 추진형 선박의 모터로 공급할 수 있는 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치에 관한 것이다.
일반적인 선박은 후미에 장착된 프로펠러를 구동시키기 위한 동력추진장치를 구비하고 있다. 동력추진장치로는 여러 종류의 것들이 있으나, 대표적으로는 스팀터빈 시스템(Steam Turbine System)과 전기추진 시스템(Electric Propulsion System)이 있다.
스팀터빈 시스템은 회전식 증기력 원동기로, 보일러에서 발생한 고압의 증기를 노즐로부터 분출시켜 고속의 증기분류를 만들고, 이를 회전하는 날개차에 분사함으로써 동력을 얻는 외연기관의 일종이다.
이러한 스팀터빈 시스템은 진동이 적고 능률이 좋을 뿐만 아니라, 고속 및 대(大)마력을 얻을 수 있기 때문에 화력발전은 물론 선박의 추진기관에 널리 적용되고 있다. 그러나 스팀터빈 시스템은 소음이 심하고 규모가 지나치게 커서 선박의 무게를 불필요하게 증가시킬뿐만 아니라, 디젤 등과 같은 화석연료를 연소시키는 과정에서 다량의 매연과 미세먼지를 유발시킨다는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위한 것으로 스팀터빈 시스템에 비해 소음이 적고 오염정도가 적으며 추진력이 강한 전기모터를 이용한 전기 추진형 선박에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
현재까지 개발된 전기 추진형 선박은 모터를 구동시키기 위한 배터리를 내장하도록 구성되어 있는데, 상기 배터리를 충전시키는 데에는 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 연안 주변에 대규모의 충전시스템이 구축되어야 한다는 단점이 있다. 특히, 조수 간만의 차가 심하고 태풍에 의한 침수가 잦은 연안에는 상기 언급한 충전시스템을 설치하는 것이 매우 어려우므로, 전기 추진형 선박을 상용화하기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 배터리를 충전하는데 소요되는 시간을 줄이기 위하여, 선박에 내장된 방전 배터리를 완충 배터리로 교체 가능하도록 구성된 전기 추진형 선박이 제안된바 있다. 이와 같이 배터리를 교체 가능하도록 구성되면, 배터리를 충전할 때까지 기다려야할 필요가 없으므로, 선박을 지속적으로 운항할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 방전된 배터리를 탈거시키고 완충된 새로운 배터리를 장착시키는 데에도 많은 시간이 소요되며, 배터리 교체를 위해 여러 종류의 장비가 필요하므로 배터리 교체 작업에 많은 비용이 소모된다는 문제점이 있다.
KR 10-1077726 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 내부에 장착된 충전배터리의 전기로 주행이 가능하며, 전기 추진용 선박에 탑재되었을 때 전기 추진용 선박의 모터로 전류를 공급할 수 있으며, 충전배터리 장착공간을 안전하게 유지시킬 수 있어 각종 사고를 방지할 수 있는 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치는, 충전배터리가 장착되는 장착공간이 내부에 마련되는 하우징; 상기 충전배터리를 충전시키기 위한 충전전류를 전달받고, 상기 충전배터리의 전류를 외부로 인출시킬 수 있도록, 상기 하우징에 설치되는 유선형 또는 무선형의 충전기구;를 포함하며, 상기 하우징에 장착된 충전배터리의 전류로 주행 가능하도록 구성된다.
움직임 구속을 위한 고정벨트가 체결되는 고박장치를 더 포함한다.
상기 장착공간 내부로 냉난방 공기를 공급하는 냉난방유로를 더 포함한다.
전기 추진형 선박으로부터 공급되는 냉난방 공기를 상기 냉난방유로로 공급하기 위한 공기유입포트를 더 포함한다.
상기 장착공간 내부의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서를 더 포함한다.
상기 냉난방유로로 냉난방 공기를 공급하는 냉난방장치를 더 포함한다.
상기 장착공간의 내부 온도를 설정 온도로 유지하도록 상기 냉난방장치 작동을 제어하는 제어기를 더 포함한다.
상기 장착공간 내부의 과열 및 화재를 감지하는 화재감지센서와, 상기 장착공간 내부의 화재를 진압하는 소방시설을 더 포함한다.
상기 장착공간 내부에 과열 또는 화재가 발생되었을 때, 상기 충전기구를 통한 전류공급을 차단하는 자동 차단 장치를 더 포함한다.
상기 장착공간의 내부 상황을 감시하는 모니터링장치를 더 포함한다.
상기 충전배터리의 전류잔량과, 상기 자가 이동형 대용량 전원공급장치의 정보를 통합관리 시스템에 송신하는 송신장치를 더 포함한다.
상기 충전기구는 무선형이고, 상기 충전기의 주파수를 변환하는 주파수 변환기를 더 포함한다.
본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치는, 내부에 장착된 충전배터리의 전기로 주행이 가능하며, 전기 추진용 선박에 탑재되었을 때 전기 추진용 선박의 모터로 전류를 공급할 수 있으며, 충전배터리 장착공간을 안전하게 유지시킬 수 있어 각종 사고를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치의 사용상태도이다.
도 3은 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치에 포함되는 하우징의 내부구성을 도시하는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치의 사용상태도이다.
본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는 전기에너지로 운행되는 전기 추진형 선박(300)에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 충전배터리(10)만을 전기 추진형 선박(300)에 탑재시키는 것이 아니라 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200) 자체가 전기 추진형 선박(300)에 탑재 가능하도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다.
즉, 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는, 충전배터리(10)가 장착되는 장착공간이 내부에 마련되는 하우징(210)과, 상기 충전배터리(10)를 충전시키기 위한 충전전류를 전달받고 상기 충전배터리(10)의 전류를 외부로 인출시킬 수 있도록 상기 하우징(210)에 설치되는 충전기구(280)를 포함하여 구성된다. 상기 충전기구(280)에는 전원공급전선(400)이 착탈 가능한 구조로 장착되어, 충전배터리(10) 측으로 충전전류가 공급될 수도 있고, 충전배터리(10)의 전류가 선박의 모터(310)로 공급될 수도 있다. 또한, 상기 충전기구(280)는 상기 충전배터리(10)를 유선으로 충전시키는 유선형이 될 수도 있고, 상기 충전배터리(10)를 무선으로 충전시키는 무선형이 될 수도 있다. 상기 충전기구(280)가 무선형으로 구성되는 경우, 상기 충전배터리(10)의 종류나 기타 여러가지 조건에 따라 상기 충전기구(280)의 주파수를 조절하는 별도의 주파수 변환기(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는 전기를 에너지원으로 주행하되, 별도의 배터리를 사용하는 것이 아니라 상기 하우징(210)에 장착된 충전배터리(10)의 전류로 주행 가능하도록 구성된다.
상기 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 적재된 충전배터리(10)를 충전스테이션(100)에서 충전시킨 후, 도 2에 도시된 바와 같이 전기 추진형 선박(300)의 탑재공간(320)에 선적되어 전기 추진형 선박(300)의 모터(310)로 전류를 공급하도록 활용된다.
이때, 상기 탑재공간(320)이 항상 개방되어 있으면 갑판을 지나던 사람이나 차량이 탑재공간(320)으로 추락될 우려가 있으므로, 평소에는 상기 덮개(330)가 폐쇄되어 있다가 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)가 선적되면 상기 덮개(330)가 개방된다. 또한 탑재공간(320)으로 이동된 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는 탑재공간(320) 내에 설치된 리프트장치(340)에 의해 승강되는데, 상기 리프트장치(340)는 수직으로 세워지는 복수 개의 가이드바(342)를 따라 승강판(344)이 승강하는 구조로 구성된다.
이와 같이 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)를 사용하는 경우, 충전스테이션(100)에서 충전된 충전배터리(10)만을 단독으로 선박에 탑재시키는 것이 아니라, 충전배터리(10)가 탑재된 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200) 전체를 선적시킨 후 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)에 탑재된 충전배터리(10)의 전류를 곧바로 모터(310) 구동에 사용하므로, 선박의 충전배터리(10)를 교체할 필요가 없어진다. 즉, 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)를 사용하면, 배터리 교체에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있으므로, 전기 추진형 선박(300)의 활용성이 우수해진다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는 선박의 갑판 위에 탑재되는 것이 아니라 갑판 아래에 마련된 탑재공간(320)에 탑재되는바, 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)를 사용하는 경우에는 선박의 무게중심을 낮춤으로써 운항의 안정성을 높일 수 있다는 장점도 있다.
도 3은 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 전기 추진형 선박용 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)에 포함되는 하우징(210)의 내부구성을 도시하는 단면도이다.
본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는, 선박의 탑재공간(320)에 탑재되었을 때 임의로 움직이거나 흔들리지 아니하도록, 움직임 구속을 위한 고정벨트가 체결되는 고박장치(220)를 구비할 수 있다. 이와 같은 고박장치(220)는 트레일러가 탑재되는 선박에 다양한 형태로 상용화되어 있는바, 상기 고박장치(220)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
충전배터리(10)가 탑재되는 하우징(210) 내부의 장착공간 온도가 너무 높거나 낮으면 충전배터리(10)의 정격 출력이 저하되거나 과열로 인한 폭발 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는, 상기 하우징(210) 내부의 장착공간으로 냉난방 공기를 공급하는 냉난방유로(230)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 냉난방유로(230)가 하우징(210) 내부공간의 상측에 구비되는 경우만을 도시하고 있으나, 상기 냉난방유로(230)의 위치는 설계자의 선택에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이때 상기 냉난방유로(230)에는 전기 추진형 선박(300)으로 공급되는 냉난방 공기가 제공될 수도 있고, 별도의 냉난방장치(240)에 의해 발생된 냉난방 공기가 제공될 수도 있다. 즉, 냉난방유로(230)의 일측에는, 전기 추진형 선박(300)으로 공급되는 냉난방 공기를 상기 냉난방유로(230)로 공급하기 위한 공기유입포트(232)가 구비될 수도 있고, 상기 냉난방유로(230)로 냉난방 공기를 공급하는 냉난방장치(240)가 구비될 수도 있다. 더 나아가, 상기 장착공간의 내부 온도를 사전에 설정된 온도로 일정하게 유지시킬 수 있도록, 상기 냉난방장치(240)의 작동을 제어하는 별도의 제어부(미도시)가 추가로 구비될 수도 있다. 이와 같은 제어부는 종래의 냉난방시스템에 상용화되어 있는바, 상기 제어부의 구성 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
공기유입포트(232)를 통해 유입되는 냉난방 공기를 활용하여 하우징(210) 내부의 장착공간 온도를 조절하는 경우, 전기 추진형 선박(300)에 사용되고 있는 냉난방 공기를 활용하는 것이므로 냉난방 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. 또한 별도의 냉난방장치(240)를 이용하여 냉난방유로(230)에 냉난방 공기를 제공하는 경우, 하우징(210) 내부의 장착공간 온도를 즉각적으로 정밀하게 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 냉난방유로(230)를 통해 냉방 공기가 제공될 것인지 또는 난방 공기가 제공될 것인지는 하우징(210) 내부의 장착공간 온도에 의해 결정된다. 따라서 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는 상기 하우징(210) 내부의 장착공간 온도를 측정하기 위한 온도감지센서(253)가 구비될 수 있다.
한편, 충전배터리(10)가 과열되어 화재가 발생되는 경우, 화재를 빠르게 진압할 수 있도록 상기 하우징(210) 내부의 장착공간에서 화재가 발생하였는지를 감지하는 화재감지센서(251)와 상기 장착공간에서 발생한 화재를 진압하는 소방시설(252)을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 화재감지센서(251)는 장착공간의 화재만을 감지하는 것이 아니라, 장착공간이 과열되었는지까지 감지할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
상기 소방시설(252)은 일반적인 건물에 설치되는 스프링클러가 될 수도 있고, 충전배터리(10)를 향해 화재진압용 분말이나 용액을 분사하는 분사장치가 될 수도 있다. 즉, 상기 소방시설(252)은 충전배터리(10) 주변에서 발생되는 화재를 진압할 수 있다면 어떠한 종류의 화재진압장치로 대체될 수 있다.
또한, 장착공간 내부에서 화재가 발생되었을 때 화재가 장착공간 외부로 확산되는 현상을 방지할 수 있도록, 상기 장착공간 내부에는 방화벽 등과 같은 격벽시설이 구비될 수도 있다. 이와 같은 격벽시설은 기존의 건물 등에 다양한 형태로 상용화되어 있는바, 상기 격벽시설에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 하우징(210) 내부의 장착공간이 과열되거나 화재가 발생되었을 때 충전배터리(10)로 전류가 유입되거가 충전배터리(10)의 전류가 외부로 인출되면, 화재가 더욱 크게 확산될 우려가 있다. 따라서 본 발명에 의한 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)는, 상기 장착공간 내부에 과열 또는 화재가 발생되었을 때 상기 충전기구(280)를 통한 전류공급을 차단하는 자동 차단 장치를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 자동 차단 장치는 충전기구(280)에 설치될 수도 있고, 충전기구(280)와 별도로 제작되어 설치될 수도 있다.
상기 언급한 하우징(210) 내부의 장착공간이 과열되거나 화재가 발생되었을 때 이와 같은 상황을 감시하여 관리자에게 전송하는 모니터링장치(260)가 추가로 구비될 수 있다. 이와 같이 모니터링장치(260)가 구비되면, 관리자는 하우징(210) 내부를 직접 순찰하지 아니하더라도 하우징(210) 내부의 상황을 인지할 수 있으므로, 각종 사고 대처나 관리를 보다 용이하게 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 언급한 각종 상황 즉, 충전배터리(10)의 방전여부, 하우징(210) 내부의 화재발생, 자가 이동형 대용량 전원공급장치(200)의 각종 정보를 통합관리 시스템으로 전송하는 송신장치(270)가 추가로 구비될 수 있다. 이와 같은 송신장치(270)는 통신분야에서 널리 상용화되어 있는바, 상기 송신장치(270)의 구성 및 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 충전배터리 100 : 충전스테이션
200 : 자가 이동형 대용량 전원공급장치 210 : 하우징
220 : 고박장치 230 : 냉난방유로
232 : 공기유입포트 240 : 냉난방장치
251 : 화재감지센서 252 : 소방시설
253 : 온도감지센서 260 : 모니터링장치
270 : 송신장치 280 : 충전기구
300 : 전기 추진형 선박 310 : 모터
320 : 탑재공간 330 : 덮개
340 : 리프트장치 342 : 가이드바
344 : 승강판 400 : 전원공급전선

Claims (12)

  1. 전기 추진형 선박을 위한 자가 이동형 대용량 전원공급장치에 있어서:
    충전배터리가 장착되는 장착공간이 내부에 마련되는 하우징;
    상기 충전배터리를 충전시키기 위한 충전전류를 전달받고, 전기에너지로 운행되는 전기 추진형 선박으로 상기 충전배터리의 전류를 공급할 수 있도록, 상기 하우징에 설치되는 유선형 또는 무선형의 충전기구;
    상기 전기 추진형 선박의 탑재공간에 설치된 리프트장치에 체결되는 고박장치;
    상기 장착공간 내부로 냉난방 공기를 공급하는 냉난방유로;
    전기 추진형 선박으로부터 공급되는 냉난방 공기를 상기 냉난방유로로 공급하기 위한 공기유입포트;
    상기 장착공간 내부의 온도를 측정하기 위한 온도감지센서:
    상기 냉난방유로로 냉난방 공기를 공급하는 냉난방장치;
    상기 장착공간의 내부 온도를 설정 온도로 유지하도록 상기 냉난방장치 작동을 제어하는 제어기;
    상기 장착공간 내부의 과열 및 화재를 감지하는 화재감지센서와, 상기 장착공간 내부의 화재를 진압하는 소방시설;
    상기 장착공간 내부에 과열 또는 화재가 발생되었을 때, 상기 충전기구를 통한 전류공급을 차단하는 자동 차단 장치;
    상기 장착공간의 내부 상황을 감시하는 모니터링장치; 및
    상기 충전배터리의 전류잔량과, 상기 자가 이동형 대용량 전원공급장치의 정보를 통합관리 시스템에 송신하는 송신장치;
    를 포함하며,
    상기 하우징에 장착된 충전배터리의 전류로 주행 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자가 이동형 대용량 전원공급장치.
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  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전기구는 무선형이고,
    상기 충전기의 주파수를 변환하는 주파수 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 이동형 대용량 전원공급장치.
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