KR102327389B1

KR102327389B1 - 선박의 배터리 탑재 장치

Info

Publication number: KR102327389B1
Application number: KR1020200041590A
Authority: KR
Inventors: 김은태; 이생기
Original assignee: 한국조선해양 주식회사; 현대중공업 주식회사
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-11-16
Also published as: KR20210123855A

Abstract

본 발명은 배터리의 취급성이 향상되고, 협소한 선체 공간에 많은 수의 배터리를 탑재할 수 있도록 하는 선박의 배터리 탑재 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치는, 선박의 배터리 룸에 배터리(10)를 탑재하기 위한 장치로서, 선체 길이방향인 상기 배터리 룸의 길이 방향으로 연장되고 횡방향으로 복수 열로 설치되는 천장 레일(200); 신축 가능한 스윙 형의 붐대와, 상기 붐대의 선단에 윈치에 의해 작동하는 후크(310)를 구비하여, 상기 복수 열의 천장 레일(200)을 따라 이동 가능하게 설치되는 스윙 윈치 크레인(300); 모터의 구동에 의해 상기 배터리(10)의 상면에 돌출된 전극 베이스(12)에 체결되고, 상기 스윙 윈치 크레인(300)의 후크(310)를 걸기 위한 리트프 아이(412)가 설치된 자동 섀클(400); 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

선박의 배터리 탑재 장치{Mounting Apparatus for Batteries on Bottom of A Ship}

본 발명은 선박의 배터리 탑재 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리의 취급성이 향상되고, 협소한 선체 공간에 많은 수의 배터리를 탑재할 수 있도록 하는 선박의 배터리 탑재 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수중에서 운항하는 선박의 배터리 룸의 바닥은 횡단면이 원호형태를 이루며, 그 원호형태의 바닥에 수백 개의 배터리가 설치된다. 이러한 배터리들은 서로 직렬 및 병렬연결을 통해 추진기 등의 가동을 위한 필요 전력을 공급해준다.

예를 들어, 프로펠러 추진 방식에서, 디젤엔진은 선박이 스노클링 상황에 있을 때 스노클을 통해 공기를 공급받아 발전기를 돌려 전력을 생산하여 배터리를 충전하고, 전기 모터는 배터리에 충전된 전력을 이용하여 프로펠러를 돌려 추진력을 발생시킨다.

배터리 룸은 선체 하부에 별도의 공간을 제공하여 마련되는데, 도 11에 도시된 바와 같이, 수중에서 운항하는 선박의 선체 하부는 수중 운항에 알맞은 형태로 그 횡단면이 원호 형태인 선저 방벽(2)으로 이루어져 있어서 배터리(10)가 탑재되는 바닥면도 원호형태를 이룰 뿐만 아니라, 측면도 방호 측벽(4)에 의해 제한되어 있어서, 배터리(10)를 탑재해 두기 위한 공간이 매우 협소할 수밖에 없다.

또한, 가장 측방에 배치된 배터리(10)의 상면과 천장 사이의 간격(H)도 매우 협소하여 배터리(10)들을 직, 병렬 연결하기 위하여 배터리(10)들의 전극에 버스 바(bus bar)를 체결하는 작업을 트롤리(trolley)(20)에 엎드려서 이동하여야 할 정도로 협소하다.

이와 같은 상황 때문에, 도 3을 참조하면, 배터리 룸 내부에 좌우 측벽(4)에 가까운 측방영역(W) 부분에 배터리(10)를 배치하기가 어렵고 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

또한, 배터리(10)를 배터리 룸의 전 구역에 옮겨 배치하기 위한 전용 설비가 갖추어지지 않아, 천장의 반입 구멍을 통해 배터리(10)를 내려놓는 반송대(100)에 가까운 영역(L)에는, 필요없이 많은 작업자와 보조 장비들을 비치 또는 이동하거나, 건조 후 운용과정에서 정비를 하기 위해 배터리(10)를 탑재하지 않는 영역으로 남겨두어야 함으로써, 배터리(10)의 탑재 개수를 줄일 수밖에 없는 단점이 있다.

공개실용신안 제20-2014-0002852호 공보 공개특허 제10-2019-0073222호 공보

상기와 같은 제반 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 배터리의 취급성이 향상되고, 협소한 선체 공간에 많은 수의 배터리를 탑재할 수 있도록 하는 선박의 배터리 탑재 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치는, 선박의 배터리 룸에 배터리(10)를 탑재하기 위한 장치로서, 선체 길이방향인 상기 배터리 룸의 길이 방향으로 연장되고 횡방향으로 복수 열로 설치되는 천장 레일(200); 신축 가능한 스윙 형의 붐대와, 상기 붐대의 선단에 윈치에 의해 작동하는 후크(310)를 구비하여, 상기 복수 열의 천장 레일(200)을 따라 이동 가능하게 설치되는 스윙 윈치 크레인(300); 모터의 구동에 의해 상기 배터리(10)의 상면에 돌출된 전극 베이스(12)에 체결되고, 상기 스윙 윈치 크레인(300)의 후크(310)를 걸기 위한 리트프 아이(412)가 설치된 자동 섀클(400); 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치에 있어서, 상기 자동 섀클(400)은, 상기 배터리(10)의 상면에 돌출된 복수의 전극 베이스(12)에 맞추어 끼워지는 복수의 결합공(414)이 형성되어 상기 배터리(10)의 상면에 안착하며, 중앙에는 상기 리트프 아이(412)가 구비되는 베이스 플레이트(410); 상기 베이스 플레이트(410)의 이웃하는 결합공(414) 사이에 설치되며, 모터의 구동에 의해 이웃하는 전극 기둥(14)의 결선용 구멍(16)에 출입하는 맞물림 축(510)을 가지는 자동 체결 모듈(500); 작업자가 조작하여 상기 자동 체결 모듈(500)의 모터를 구동하기 위한 작동 스위치(520); 를 포함한다.

본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치에 있어서, 배터리 룸의 길이방향 한쪽 끝 부분에는, 탑재할 배터리(10)를 외부로부터 반입하여 올려놓기 위한 반송대(100)가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치에 있어서, 상기 자동 섀클(400)의 베이스 플레이트(410) 및 맞물림 축(510)은 전기 절연체로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치에 의하면, 복수 열의 천장 레일과 스윙 윈치 크레인을 이용하여, 배터리 룸 내부의 좌우 측벽에 가까운 측방영역까지 배터리를 쉽게 배치할 수 있다.

또한, 천장 레일과 스윙 윈치 크레인을 사용하는 것에 의해, 그만큼 인력과 보조 수단들이 필요 없어지기 때문에, 반송대에 가까운 영역까지 배터리를 탑재할 수 있다.

또한, 본 발명의 선박의 배터리 탑재 장치는, 배터리와 스윙 윈치 크레인의 후크를 자동 섀클을 통해 자동으로 쉽게 체결할 수 있음으로써, 별도의 체결 작업 없이 크레인과 배터리를 연결할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치의 주요 부분을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치를 나타내는 측면도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치를 나타내는 정면도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치의 자동 섀클의 체결상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 6의 분리 사시도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 자동 섀클의 체결 전후 상태를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명에 따른 자동 섀클의 맞물림 축을 작동하기 위한 구동 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 발명에 따른 자동 섀클의 맞물림 축을 작동하기 위한 구동 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11은, 일반적인 선박의 배터리 룸의 횡단면 형태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치의 실시 예를 자세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 선박의 배터리 탑재 장치를 나타내는 것으로서, 도 1에는 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 배터리 탑재 장치의 주요 부분 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 측면도가 도시되어 있으며, 도 5에는 정면도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 수중에서 운항하는 선박의 배터리 룸은, 횡단면이 원호형인 선저 방벽(2)의 바닥 면에 보강재인 횡향 늑골(6)을 일정 간격으로 배치하고, 그 횡향 늑골(6) 위에 배터리 룸의 길이방향(선체의 길이방향)으로 지지대(8)를 배치하여 이루어진다.

하나의 배터리(10)는 하나의 지지대(8) 위에 올려진 다음 배터리(10) 하단에 구비된 도시하지 않은 앵커에 의해 지지대(8)에 고정된다.

배터리 룸의 길이방향 한쪽 끝 부분에는, 탑재할 배터리(10)를 외부로부터 반입하여 올려놓기 위한 반송대(100)가 설치된다.

그리고 선박의 선체 길이방향인 배터리 룸의 길이 방향으로 천장 레일(200)이 설치된다.

천장 레일(200)은, 선체의 횡방향으로 복수 열로 설치된다. 도면에서는 2열의 천장 레일(200)이 배치되어 있으나, 배터리 룸의 폭에 따라 3열 또는 4열의 200을 배치할 수 있다.

각각의 천장 레일(200)에는, 스윙 윈치 크레인(300)이 천장 레일(200)을 따라 이동 가능하게 설치된다.

스윙 윈치 크레인(300)은, 텔레스코픽 형태로 길이를 늘이거나 줄일 수 있는 신축 가능한 붐대를 구비하고, 그 붐대를 스윙 구동할 수 있는 형태의 크레인으로 이루어진다.

또한, 스윙 윈치 크레인(300)의 붐대의 선단에는 와이어 로프를 감아 올리거나 풀 수 있는 윈치가 설치되고, 그 윈치에 의해 감기거나 풀리는 와이어 로프의 끝에는 후크(310)가 구비되어 있다.

이러한 형태의 스윙 윈치 크레인(300)은 공지의 일반적인 크레인으로부터 쉽게 구성 가능하므로 더 자세한 설명은 생략한다.

따라서, 스윙 윈치 크레인(300)을 천장 레일(200)을 따라 이동하여 반송대(100)에 올려진 배터리(10)를 후크(310)를 통해 걸어서 들어올린 후, 다시 스윙 윈치 크레인(300)을 원하는 위치까지 이동시키고, 붐대를 스윙시켜 원하는 지점에 내려 놓는 방식으로 배터리(10)의 탑재 작업을 수행한다.

이러한 본 발명은, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 복수 열의 천장 레일(200)과 스윙 윈치 크레인(300)을 이용하여, 배터리 룸 내부의 좌우 측벽(4)에 가까운 측방영역(W)까지 배터리(10)를 쉽게 배치할 수 있다.

또한, 천장 레일(200)과 스윙 윈치 크레인(300)을 사용하는 것에 의해, 그만큼 인력과 보조 수단들이 필요 없어지기 때문에, 반송대(100)에 가까운 영역(L)까지 배터리(10)를 탑재할 수 있다.

한편, 본 발명의 선박의 배터리 탑재 장치는, 상기 배터리(10)와 스윙 윈치 크레인(300)의 후크(310)를 자동으로 쉽게 체결함으로써, 별도의 체결 작업을 요하지 않는 자동 섀클(400)을 구비한다.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 자동 섀클을 나타내는 것으로서, 도 6에는 체결상태 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 분리 사시도가 도시되어 있으며, 도 8에는 체결 전후 상태를 나타내는 평면도가 도시되어 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 자동 섀클(400)은, 모터의 구동에 의해 상기 배터리(10)의 상면에 돌출된 전극 베이스(12)에 체결되는 한편, 상기 스윙 윈치 크레인(300)의 후크(310)를 걸기 위한 리트프 아이(lift eye)(412)를 구비한다.

배터리(10)의 상면에는, "+" 극과 "-" 극의 짝수의 전극이 설치된다. 각 전극은 배터리(10)의 상면에 돌출되는 전극 베이스(12)와, 전극 베이스(12)의 중앙에 돌출되는 전극 기둥(14)으로 이루어진다.

전극 기둥(14)은, 각 배터리(10)를 직, 병렬 연결하기 위한 버스 바를 볼트 등의 수단으로 체결하기 위한 결선용 구멍(16)이 형성된다.

자동 섀클(400)은, 배터리(10)의 상면에 안착되는 베이스 플레이트(410)를 구비한다.

베이스 플레이트(410)에는, 배터리(10)의 상면에 돌출된 복수의 전극 베이스(12)에 맞추어 끼워지는 복수의 결합공(414)이 형성되어 있다.

또한, 베이스 플레이트(410)의 중앙에는 리트프 아이(412)가 구비된다.

또한, 베이스 플레이트(410)의 이웃하는 결합공(414) 사이에는 자동 체결 모듈(500)이 설치된다.

자동 체결 모듈(500)은, 내부에 전기 모터를 구비하며, 상기 전극 기둥(14)의 결선용 구멍(16)을 향하는 맞물림 축(510)을 구비하고 있다.

자동 체결 모듈(500)에는, 작업자가 조작하여 상기 자동 체결 모듈(500)의 모터를 구동하기 위한 작동 스위치(520)가 설치되어 있다.

따라서, 작업자가 작동 스위치(520)를 온(ON) 조작하면, 자동 체결 모듈(500) 내부의 모터가 정방향으로 구동하여 맞물림 축(510)을 신장시켜 전극 기둥(14)의 결선용 구멍(16)에 끼움으로써 자동 섀클(400)과 배터리(10)의 체결이 자동으로 완료된다.

작업자가 작동 스위치(520)를 오프(OFF) 조작하면, 자동 체결 모듈(500) 내부의 모터가 역방향으로 구동하여 맞물림 축(510)을 수축시켜 전극 기둥(14)의 결선용 구멍(16)으로부터 빼냄으로써 자동 섀클(400)과 배터리(10)의 체결이 자동으로 해제된다.

이처럼 작동 스위치(520)의 조작만으로 맞물림 축(510)이 전극 기둥(14)의 결선용 구멍(16)에 끼워져 맞물리거나 빠져나와 해제됨으로써, 별도의 체결구를 동원하여 일일이 조이고 푸는 번거로운 작업이 필요 없어진다.

또한, 자동 섀클(400)의 베이스 플레이트(410) 및 맞물림 축(510), 그와 더불어 자동 체결 모듈(500)의 케이스는 전기 절연체로 구성하여, 전극 베이스(12) 및 전극 기둥(14)과 절연하여 감전되지 않도록 한다. 전기 절연체로서는, 섬유강화플라스틱(FRP) 등의 플라스틱 재료를 사용할 수 있다.

실제 작업에서, 스윙 윈치 크레인(300)의 후크(310)에 자동 섀클(400)의 리트프 아이(412)를 걸어, 스윙 윈치 크레인(300)에 자동 섀클(400)을 미리 설치해 두고, 배터리(10)를 탑재할 때에는 스윙 윈치 크레인(300)의 윈치를 통해 자동 섀클(400)을 배터리(10)까지 내린 후, 위에서 설명한 대로 맞물림 축(510)만 작동시켜 배터리(10)의 전극 기둥(14)에 결합시키는 방법으로 작업을 수행할 수 있으므로 작업이 매우 편리하다.

다음으로, 도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 자동 섀클의 맞물림 축을 작동하기 위한 구동 장치의 실시 예를 나타내는 것으로서, 도 9에는 하나의 예가 도시되어 있고, 도 10에는 다른 예가 도시되어 있다.

우선, 도 9에 도시된 예는, 모터와 워엄 기어를 이용하여 맞물림 축(510)을 작동시키는 예를 나타내고 있다.

즉, 모터(600)에 의해 회전 구동하는 웜 샤프트(620)를 구비하고, 웜 샤프트(620)의 회전에 의해 축방향으로 이동하는 가동 웜 기어(630)를 구비하며, 가동 웜 기어(630)에 맞물림 축(510)을 구비한 형태이다.

웜 샤프트(620)의 2개의 기어는 서로 나선 방향이 반대이며, 그로써 웜 샤프트(620)의 양방향 회전에 의해 2개의 가동 웜 기어(630)가 서로 멀어지거나 가까워지도록 동작하여 2개의 맞물림 축(510)을 동시에 신장 방향 또는 수축 방향으로 작동시킨다.

모터(600)와 웜 샤프트(620) 사이에는, 동력 전달 가구로서 감속 기어 기구(610)를 구비하여도 좋다.

다음으로, 도 10에 도시된 예는, 랙-피니언 기구를 이용하여 맞물림 축(510)을 작동시키는 예를 나타내고 있다.

즉, 모터(600) 및/또는 감속기구(610)를 통해 회전 구동하는 피니언 기어(700)의 양측에 2개의 랙 기어(710)를 반대 방향으로 맞물리고, 각 랙 기어(710)에 맞물림 축(510)을 구비한 형태이다.

이에, 피니언 기어(700)의 양방향 회전에 의해 2개의 랙 기어(710)가 서로 멀어지거나 가까워지도록 동작하여 2개의 맞물림 축(510)을 동시에 신장 방향 또는 수축 방향으로 작동시킨다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

2: 선저 방벽
4: 방호 측벽
6: 횡향 늑골
8: 지지대
10: 배터리
12: 전극 베이스
14: 전극 기둥
16: 결선용 구멍
20: 트롤리
100: 반송대
200: 천장 레일
300: 스윙 크레인
310 : 후크

Claims

선박의 배터리 룸에 배터리(10)를 탑재하기 위한 장치로서,
선체 길이방향인 상기 배터리 룸의 길이 방향으로 연장되고 횡방향으로 복수 열로 설치되는 천장 레일(200);
신축 가능한 스윙 형의 붐대와, 상기 붐대의 선단에 윈치에 의해 작동하는 후크(310)를 구비하여, 상기 복수 열의 천장 레일(200)을 따라 이동 가능하게 설치되는 스윙 윈치 크레인(300);
모터의 구동에 의해 상기 배터리(10)의 상면에 돌출된 전극 베이스(12)에 체결되고, 상기 스윙 윈치 크레인(300)의 후크(310)를 걸기 위한 리트프 아이(412)가 설치된 자동 섀클(400); 을 구비하며,
상기 자동 섀클(400)은,
상기 배터리(10)의 상면에 돌출된 복수의 전극 베이스(12)에 맞추어 끼워지는 복수의 결합공(414)이 형성되어 상기 배터리(10)의 상면에 안착하며, 중앙에는 상기 리트프 아이(412)가 구비되는 베이스 플레이트(410);
상기 베이스 플레이트(410)의 두 이웃하는 결합공(414)(414) 사이에 설치되며, 양방향 회전 가능한 모터(600)와, 상기 모터(600)의 구동에 의해 두 이웃하는 전극 기둥(14)(14)의 결선용 구멍(16)(16)에 동시에 출입하는 두 맞물림 축(510)(510)이 양쪽으로 구비되는 자동 체결 모듈(500); 및
작업자가 조작하여 상기 자동 체결 모듈(500)의 모터(600)를 구동하기 위한 작동 스위치(520); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 배터리 탑재 장치.
제1항에 있어서,
상기 자동 체결 모듈(500)은,
상기 모터(600)에 의해 회전 구동하는 것으로, 나선 방향이 반대인 2개의 워엄 기어를 가지는 웜 샤프트(620)를 구비하고,
상기 웜 샤프트(620)의 회전에 의해 축방향으로 이동하도록 상기 2개의 워엄 기어에 맞물리는 2개의 가동 웜 기어(630)(630)를 구비하며, 상기 가동 웜 기어(630)(630)에 각각 상기 맞물림 축(510)(510)을 구비하여,
상기 웜 샤프트(620)의 양방향 회전에 의해 2개의 가동 웜 기어(630)가 서로 멀어지거나 가까워지도록 동작하여 2개의 맞물림 축(510)(510)을 동시에 신장 방향 또는 수축 방향으로 작동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선박의 배터리 탑재 장치.
제1항에 있어서,
상기 자동 체결 모듈(500)은,
상기 모터(600)에 의해 회전하는 피니언 기어(700)를 포함하고,
상기 피니언 기어(700)의 양측에 2개의 랙 기어(710)(710)를 반대 방향으로 맞물리고, 각 랙 기어(710)(710)에 맞물림 축(510)(510)을 구비하여,
상기 피니언 기어(700)의 양방향 회전에 의해 2개의 랙 기어(710)(710)가 서로 멀어지거나 가까워지도록 동작하여 2개의 맞물림 축(510)(510)을 동시에 신장 방향 또는 수축 방향으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 선박의 배터리 탑재 장치.