KR102514085B1 - Ship applied with air lubircation system and its power generating apparatus using seawater - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 해수를 이용한 발전장치에 관한 것으로, 내부로 해수가 유입되어 흐를 수 있도록 선체의 하부에 관통 형성되는 관통배관부; 및 상기 관통배관부 상에 설치되어 전기 에너지를 생성하는 터빈유닛을 포함하고, 상기 터빈유닛은, 상기 관통배관부로 유입되는 해수의 흐름 방향에 관계없이 발전이 가능하기 위하여, 상기 관통배관부의 길이방향에 수직되게 설치되어 양방향 회전되는 수직축을 포함한다.The present invention relates to a ship to which an air lubrication system is applied and a power generation device using seawater of the ship, comprising: a through-pipe portion formed through a lower portion of a hull so that seawater flows into the ship; and a turbine unit installed on the through pipe to generate electric energy, wherein the turbine unit is configured to generate power regardless of a flow direction of seawater flowing into the through pipe, in the longitudinal direction of the through pipe. It includes a vertical shaft that is installed perpendicular to and rotates in both directions.

Figure R1020210071510
Figure R1020210071510

Description

공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 해수를 이용한 발전장치{SHIP APPLIED WITH AIR LUBIRCATION SYSTEM AND ITS POWER GENERATING APPARATUS USING SEAWATER}Ship with air lubrication system and power generation device using seawater of the ship

본 발명은 공기 윤활 시스템이 적용된 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하여 선박의 마찰 저항을 감소시킬 수 있는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 해수를 이용한 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ship to which an air lubrication system is applied, and more particularly, to a ship to which an air lubrication system capable of reducing frictional resistance of a ship is reduced by injecting compressed air on the bottom surface of the hull, and seawater of the ship to which an air lubrication system is applied. It is about the generator used.

일반적으로, 선박은 선체의 후미에 부착되어 있는 프로펠러(Propeller)가 회전할 때 발생하는 유체의 흐름을 이용하여 전진하며, 프로펠러를 회전시켜 일정 속도를 갖기 위하여 엔진을 구동하게 된다.In general, a ship moves forward using a flow of fluid generated when a propeller attached to the rear of a hull rotates, and drives an engine to have a constant speed by rotating the propeller.

최근 세계적으로 환경규제가 강화되는 추세에 따라 질소산화물과 미세먼지 등 환경오염 물질의 배출량이 많은 디젤 엔진(Diesel engine) 선박보다는 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas)와 같이 황산화물이나 질소산화물 등의 오염 물질이 상대적으로 적은 친환경 연료 선박으로 대체해 나가고 있다.In accordance with the recent trend of strengthening environmental regulations around the world, diesel engine ships that emit a lot of environmental pollutants such as nitrogen oxides and fine dust emit sulfur oxides or nitrogen oxides such as liquefied natural gas (LNG). of pollutants are being replaced by eco-friendly fuel ships.

특히, 글로벌 선사들의 친환경 고효율이라는 니즈(Needs)를 만족시키기 위하여, 자체적으로 전력을 생산할 수 있는 친환경 전력 생산 기술이나 선박의 추진 시 소비되는 연료를 절감하여 연료 사용량을 감축할 수 있는 연료 절감 기술 등에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.In particular, in order to satisfy the needs of global shipping companies for eco-friendly high efficiency, eco-friendly power production technology that can generate electricity on its own or fuel-saving technology that can reduce fuel consumption by reducing fuel consumed during ship propulsion, etc. Research and development are actively progressing.

선박 운항 시 소요되는 연료비를 절감하기 위한 연료 절감 기술의 일 예로서, 선박의 후미나 프로펠러, 또는 러더 등의 형상을 개량하거나 별도의 부가물을 설치함으로써 추진 효율을 높이는 동시에 연료를 절감하는 연료 절감 장치(ESD; Energy Saving Device)가 큰 관심을 받고 있다.As an example of a fuel saving technology for reducing fuel costs during ship operation, fuel saving that improves propulsion efficiency and simultaneously saves fuel by improving the shape of the tail, propeller, or rudder of the ship or by installing separate appendages. Energy Saving Devices (ESDs) are receiving great attention.

한편, 선박의 운항 시에는 선체와 해수 사이에 마찰 저항(Frictional resistance)이 작용하게 되고, 대형의 선박일수록 해수와 접촉하는 면적이 증가함으로 인해 추진력이 크게 저하될 수 있으며, 이로 인한 연료비 증가를 초래한다.On the other hand, frictional resistance acts between the hull and the seawater during ship operation, and the larger the vessel, the larger the area in contact with the seawater, so the propulsive force can be greatly reduced, resulting in an increase in fuel cost. do.

따라서, 선박의 운항 시 소요되는 연료비를 절감하기 위하여 저항을 감소시키기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있는데, 선박의 선저부 표면에 압축공기(Compressed air)를 분사하여 선체와 해수 사이에 에어 버블(Air bubble)을 카페트처럼 깔아 선박의 마찰 저항을 줄여 주는 것이 매우 효과적인 것으로 알려져 있다.Therefore, various efforts have been made to reduce resistance in order to reduce fuel costs during ship operation. ) is known to be very effective to reduce the frictional resistance of a ship by laying it like a carpet.

이와 같이, 선박의 선저부 표면에 에어 버블을 통한 공기층을 형성하여 선체의 마찰 저항을 감소시키는 시스템을 공기 윤활 시스템(ALS; Air Lubircation System)이라고 한다.In this way, a system for reducing the frictional resistance of the hull by forming an air layer through air bubbles on the bottom surface of the ship is called an air lubrication system (ALS).

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.The foregoing technical configuration is a background technology for helping understanding of the present invention, and does not mean the prior art widely known in the technical field to which the present invention belongs.

대한민국 등록특허공보 제10-1679491호 “공기 윤활 시스템”Republic of Korea Patent Registration No. 10-1679491 “Air Lubrication System”

일반적인 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하기 위하여 선체 내부에 설치된 대용량의 압축기(Air compressor)를 사용하게 되는데, 압축기를 구동하는데 많은 양의 전력을 필요로 하며 선체에 작용하는 마찰 저항을 감소시켜 전력 소모량을 절감하는 공기 윤활 시스템의 효과를 일부 상쇄시킬 수 있다.Ships with a general air lubrication system use a large-capacity air compressor installed inside the hull to spray compressed air on the bottom surface of the hull. The effect of the air lubrication system, which reduces power consumption by reducing the frictional resistance acting on the air lubrication system, can be partially offset.

다시 말해, 선박의 운항 시 선체의 선저부 표면에 에어 버블을 형성하고 선체에 작용하는 마찰 저항을 감소시켜 절감되는 전력량만큼 대용량 압축기의 지속적인 가동으로 인해 많은 전력을 소모하게 되므로 선박의 에너지 효율이 낮아지게 된다.In other words, as much power is consumed by the continuous operation of the large-capacity compressor as much as the amount of power saved by forming air bubbles on the bottom surface of the hull and reducing frictional resistance acting on the hull during ship operation, the energy efficiency of the ship is low. will lose

본 발명은 선박의 선저부 표면에 압축공기를 공급함으로써 선박의 운항 시 발생되는 마찰 저항을 저감시키되, 해수의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 생성하여 공기 윤활 시스템을 가동하기 위한 전력원으로 사용하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박 및 상기 선박의 해수를 이용한 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention supplies compressed air to the bottom surface of the ship to reduce the frictional resistance generated during the ship's operation, and generates electric energy using the flow of seawater to use air as a power source for operating the air lubrication system. It is an object of the present invention to provide a ship to which a lubrication system is applied and a power generation device using seawater of the ship.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 해수를 이용한 발전장치로서, 내부로 해수가 유입되어 흐를 수 있도록 선체의 하부에 관통 형성되는 관통배관부; 및 상기 관통배관부 상에 설치되어 전기 에너지를 생성하는 터빈유닛을 포함하는 선박의 해수를 이용한 발전장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a power generation device using seawater of a ship, comprising: a through-pipe portion formed through a lower portion of a hull so that seawater flows into the interior; And a power generation device using seawater of a ship including a turbine unit installed on the through-pipe portion to generate electric energy may be provided.

상기 터빈유닛은, 상기 관통배관부로 유입되는 해수의 흐름 방향에 관계없이 발전이 가능하기 위하여, 상기 관통배관부의 길이방향에 수직되게 설치되어 양방향 회전되는 수직축을 포함할 수 있다.The turbine unit may include a vertical shaft that is installed vertically in the longitudinal direction of the through pipe and rotates in both directions in order to generate electricity regardless of the flow direction of seawater flowing into the through pipe.

또한, 상기 관통배관부의 적어도 일부는 해수면 아래에 배치될 수 있다.In addition, at least a portion of the through pipe portion may be disposed below the sea level.

또한, 상기 관통배관부는 상기 선체의 좌현, 우현, 또는 선저부 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.In addition, the through pipe portion may be formed on at least one of the port side, starboard side, or ship bottom of the hull.

또한, 상기 관통배관부의 길이방향 양단에 설치되어 해수의 이물질을 여과하는 메쉬타입의 필터; 및 상기 관통배관부 내부로 압축공기를 공급하여 상기 필터의 이물질을 제거하기 위한 백워싱라인을 더 포함할 수 있다.In addition, a mesh-type filter installed at both ends of the through-pipe in the longitudinal direction to filter foreign substances in seawater; and a backwashing line for removing foreign substances from the filter by supplying compressed air into the through-pipe part.

또한, 상기 백워싱라인은 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급라인으로부터 분기될 수 있다.In addition, the backwashing line may be branched from a compressed air supply line for supplying compressed air to the bottom surface of the hull.

또한, 상기 관통배관부는, 중공의 파이프 형태를 가지며 상기 터빈유닛이 일체 형성되는 메인배관; 및 상기 메인배관의 전단 및 후단에 연결되어 해수가 유입 또는 배출되기 위한 개구를 갖는 한 쌍의 연장배관을 포함할 수 있다.In addition, the main pipe having a hollow pipe shape and integrally formed with the turbine unit; and a pair of extension pipes connected to the front and rear ends of the main pipe and having openings through which seawater is introduced or discharged.

또한, 상기 개구는 상기 메인배관으로부터 멀어지는 방향으로 단면적이 점차 증가되게 형성될 수 있다.In addition, the opening may be formed such that its cross-sectional area gradually increases in a direction away from the main pipe.

또한, 상기 한 쌍의 연장배관에 각각 설치되어 상기 메인배관 내부로 해수의 유입을 차단하는 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include an on-off valve installed on each of the pair of extension pipes to block the inflow of seawater into the main pipe.

또한, 상기 백워싱라인은 상기 한 쌍의 연장배관에 각각 연결되되, 상기 필터와 상기 개폐밸브의 사이에 배치될 수 있다.In addition, the backwashing line may be connected to the pair of extension pipes, respectively, and disposed between the filter and the on-off valve.

또한, 상기 터빈유닛은, 상기 메인배관의 내부에서 해수의 흐름에 의해 회전되며 상기 수직축으로 회전력을 전달하는 터빈 블레이드; 및 상기 수직축과 연결되어 상기 터빈 블레이드의 회전에 의해 전기 에너지를 생성하는 발전기를 더 포함할 수 있다.In addition, the turbine unit is rotated by the flow of seawater inside the main pipe and turbine blades for transmitting rotational force to the vertical shaft; and a generator connected to the vertical shaft to generate electric energy by rotation of the turbine blades.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템이 적용된 선박으로서, 상기 선체의 내부공간에 설치되어 압축공기를 생성하는 ALS 압축기; 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급라인; 및 상기 발전장치를 포함하고, 상기 ALS 압축기의 구동을 위한 전력원(Power source)으로써 상기 터빈유닛에서 생성된 전기 에너지를 이용하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a ship to which an air lubrication system for reducing frictional resistance of a hull is applied, comprising: an ALS compressor installed in an inner space of the hull to generate compressed air; a compressed air supply line for supplying compressed air to the bottom surface of the hull; And a ship including the generator and an air lubrication system using electrical energy generated in the turbine unit as a power source for driving the ALS compressor may be provided.

상기 터빈 유닛은 상기 선체의 기계실(Machinery room) 내부에서 유지보수 가능하게 구비될 수 있다.The turbine unit may be provided for maintenance inside a machine room (Machinery room) of the hull.

본 발명은 해수의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 터빈유닛을 포함하고 상기 터빈유닛에서 생성된 전기 에너지를 공기 윤활 시스템의 전력원으로 사용함으로써 선박의 운용비용 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다.The present invention includes a turbine unit that generates electrical energy using seawater flow and uses the electrical energy generated by the turbine unit as a power source for an air lubrication system, thereby having an advantageous effect in terms of operating cost of the ship.

또한, 터빈유닛이 설치된 관통배관부의 양단 개구는 단면적이 점차 증가되는 고깔 방사형 구조로 마련됨으로써, 해수의 흐름으로 인한 저항이나 선체의 파손을 최소화할 수 있으며, 관통배관부 내부로 해수의 유입 및 배출이 용이해지는 효과를 가질 수 있다.In addition, the openings at both ends of the through-piping portion where the turbine unit is installed are provided in a cone radial structure with a gradually increasing cross-sectional area, thereby minimizing resistance due to seawater flow or damage to the hull, and seawater inflow and discharge into the through-pipe portion. This may have a facilitating effect.

또한, 관통배관부의 양단에 메쉬타입의 필터를 설치하여 해수의 이물질이 터빈유닛 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by installing a mesh-type filter at both ends of the through-pipe portion, it is possible to prevent foreign substances in seawater from entering the turbine unit.

또한, 공기 윤활 시스템의 압축공기 공급라인으로부터 분기되는 백워싱라인을 마련하여 필터에 끼어있는 이물질 제거를 위한 백워싱(backwashing) 작업이 가능해질 수 있다.In addition, by providing a backwashing line branching from the compressed air supply line of the air lubrication system, a backwashing operation for removing foreign substances stuck in the filter may be possible.

또한, 연장배관의 각각에 개폐밸브를 설치하여 필터 백워싱 작업 시 터빈유닛의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계실(Machinery room) 내부에서 터빈유닛의 유지보수가 가능해지는 효과를 가질 수 있다.In addition, it is possible to prevent damage to the turbine unit during filter backwashing by installing an on-off valve on each of the extension pipes, and to have the effect of enabling maintenance of the turbine unit inside a machinery room.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 발전장치의 개략적인 측단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 선수측 정면 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 개구를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 해수를 이용한 발전장치의 일부를 분리하여 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 터빈 유닛의 다양한 변형예를 나타낸 도면이다.
1 is a view schematically showing the configuration of a ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a schematic side cross-sectional view of the generator shown in FIG. 1;
Figure 3 is a view schematically showing the front view of the bow side of the ship to which the air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 4 is an enlarged view of the opening shown in FIG. 3 .
5 is a view showing a part of a power generation device using seawater of a ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied, separated.
Figure 6 is a view showing various modifications of the turbine unit shown in Figure 5;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.First, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention will be described below, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 구성을 개략적인 평면으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 발전장치의 개략적인 측단면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 선수측 정면 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic plan view showing the configuration of a ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic side cross-sectional view of the power generation device shown in FIG. 1, FIG. Is a view schematically showing the front view of the bow side of the ship to which the air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied.

또한, 도 4는 도 3에 도시된 개구를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박의 해수를 이용한 발전장치의 일부를 분리하여 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 터빈 유닛의 다양한 변형예를 나타낸 도면이다.In addition, FIG. 4 is an enlarged view of the opening shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a view separately showing a part of a power generation device using seawater of a ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied, Figure 6 is a view showing various modifications of the turbine unit shown in Figure 5;

본 실시예의 선박은, 선체의 선저부 표면에 압축공기를 분사하여 선박의 운항 시 선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템(ALS; Air Lubrication System)이 구비(또는, 적용)될 수 있다.The ship of this embodiment may be provided with (or applied to) an air lubrication system (ALS) for reducing frictional resistance of the hull during operation of the ship by spraying compressed air on the bottom surface of the hull.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 선박의 선저부 표면에 압축공기를 분사하여 선박의 마찰 저항을 감소시키기 위한 것으로, 선체(H)의 내부공간에 설치되어 압축공기를 생성하는 ALS 압축기(10)와, ALS 압축기(10)와 연결되어 ALS 압축기(10)에서 생성된 압축공기를 선저부로 공급하는 압축공기 공급라인(30)과, ALS 압축기(10)에서 생성된 압축공기를 선저부 표면에 분사하기 위한 복수의 공기 챔버(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied is for reducing the frictional resistance of the ship by spraying compressed air on the bottom surface of the ship, and the inner space of the hull (H) An ALS compressor 10 installed in and generating compressed air, a compressed air supply line 30 connected to the ALS compressor 10 and supplying compressed air generated by the ALS compressor 10 to the bottom of the ship, and an ALS compressor ( It may include a plurality of air chambers 50 for spraying the compressed air generated in 10) to the surface of the ship bottom.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, ALS 압축기(10)를 구동하여 압축공기를 생성할 수 있으며, 선박의 운항 시 압축공기 공급라인(30)을 통해 선저부에 마련된 복수의 공기 챔버(50)로 압축공기를 공급함으로써, 선저부 표면에 형성되는 공기층을 통해 선체(H)의 마찰 저항을 감소시킬 수 있다.A ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied can generate compressed air by driving the ALS compressor 10, and a plurality of By supplying compressed air to the air chamber 50 of the ship, it is possible to reduce the frictional resistance of the hull (H) through the air layer formed on the surface of the ship bottom.

본 실시예에서, 복수의 공기 챔버(50) 각각에는 선박의 선저부 표면에 공기를 분사하기 위한 복수의 공기 분사구(미도시)가 형성될 수 있다.In this embodiment, a plurality of air injection holes (not shown) may be formed in each of the plurality of air chambers 50 to inject air to the bottom surface of the ship.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 ALS 압축기(10)는, 한 쌍으로 마련되어 선체(H)의 좌현측(Port side) 및 우현측(Starboard side)에 배치된 복수의 공기 챔버(50) 각각에 압축공기를 공급할 수 있도록 구성되는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, ALS 압축기(10)의 개수 및 설치구조는 선박의 크기, 즉 선체 내부공간이나 요구되는 운항속도, 또는 ALS 압축기(10)의 용량이나 성능 등을 고려하여 다양하게 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the ALS compressors 10 of this embodiment are provided as a pair and are provided in each of a plurality of air chambers 50 disposed on the port side and the starboard side of the hull H. Although it is shown that it is configured to supply compressed air, the present invention is not limited thereto, and the number and installation structure of the ALS compressor 10 depends on the size of the ship, that is, the inner space of the hull or the required operating speed, or the ALS compressor ( 10) can be applied in various ways considering the capacity or performance.

본 실시예에 있어서, 압축공기 공급라인(30) 상에는 제1 밸브(31)와 냉각기(Cooler)(33)가 설치될 수 있다.In this embodiment, a first valve 31 and a cooler 33 may be installed on the compressed air supply line 30 .

제1 밸브(31)는 선박의 운항 시 ALS 압축기(10)에서 생성되는 압축공기를 선저부로 공급하도록 제어하는 역할을 할 수 있으며, 냉각기(33)는 선저부로 공급되는 압축공기를 냉각시키는 역할을 수행할 수 있다.The first valve 31 may serve to control compressed air generated by the ALS compressor 10 to be supplied to the bottom of the ship during ship operation, and the cooler 33 serves to cool the compressed air supplied to the bottom of the ship. can be done

여기에서, 제1 밸브(31)는 압축공기 공급라인(30) 상에서 ALS 압축기(10)와 냉각기(33)의 사이에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.Here, the first valve 31 may be preferably installed between the ALS compressor 10 and the cooler 33 on the compressed air supply line 30 .

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축공기 공급라인(30)에 병렬로 연결되는 복수의 보조 공급라인(70)과, 복수의 보조 공급라인(70) 각각에서 복수의 공기 챔버(50)와 병렬로 연결되는 복수의 챔버 연결라인(90)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a vessel to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied includes a plurality of auxiliary supply lines 70 connected in parallel to a compressed air supply line 30, and a plurality of auxiliary supplies. Each of the lines 70 may further include a plurality of chamber connection lines 90 connected to the plurality of air chambers 50 in parallel.

복수의 공기 챔버(50)는, 복수의 보조 공급라인(70) 각가에 병렬로 연결되어 하나 이상의 그룹을 형성할 수 있으며, 복수의 보조 공급라인(70) 각각에는 제2 밸브(71) 및 유량계(73)가 설치될 수 있다.The plurality of air chambers 50 may be connected in parallel to each of the plurality of auxiliary supply lines 70 to form one or more groups, and each of the plurality of auxiliary supply lines 70 includes a second valve 71 and a flow meter. (73) can be installed.

제2 밸브(71)는, 보조 공급라인(70)에서 챔버 연결라인(90)으로 공급되는 유량을 제어하기 위한 것으로, 보조 공급라인(70) 상에서 유량계(73)의 하류측에 설치될 수 있다.The second valve 71 is for controlling the flow rate supplied from the auxiliary supply line 70 to the chamber connection line 90, and may be installed on the auxiliary supply line 70 on the downstream side of the flow meter 73. .

또한, 복수의 챔버 연결라인(90) 각각에는, 복수의 보조 공급라인(70)과 유사하게, 제3 밸브(91) 및 유량계(미부호)가 설치될 수 있다.In addition, similar to the plurality of auxiliary supply lines 70, a third valve 91 and a flow meter (unsigned) may be installed in each of the plurality of chamber connection lines 90.

본 실시예의 공기 윤활 시스템은, 도면에 도시되진 않았으나, 압축공기 공급라인(30)에서 분기되어 복수의 공기 챔버(50)로 공급되는 압축공기를 선외로 배출하기 위한 선외 배출라인(35)을 더 포함할 수 있으며, 선외 배출라인(35) 상에는 선박이 정박 중이거나 선회 시 ALS 압축기(10)에서 생성된 압축공기를 선체(H)의 외부로 배출하도록 제어하는 블로우 오프 밸브(Blow-off valve)(미부호)가 추가로 설치될 수 있다.Although not shown in the drawings, the air lubrication system of this embodiment further includes an outboard discharge line 35 for discharging compressed air branched from the compressed air supply line 30 and supplied to the plurality of air chambers 50 outboard. On the outboard discharge line 35, a blow-off valve for controlling the discharge of the compressed air generated by the ALS compressor 10 to the outside of the hull H when the ship is anchored or turning (Unsigned) may be additionally installed.

여기에서, 선외 배출라인(35)은, 복수의 공기 챔버(50)의 상류측에 설치될 수 있으며, 바람직하게는, 압축공기기 공급라인(30) 상에서 냉각기(33)의 하류측에 설치될 수 있다.Here, the outboard discharge line 35 may be installed on the upstream side of the plurality of air chambers 50, and is preferably installed on the downstream side of the cooler 33 on the compressed air supply line 30. can

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, ALS 압축기(10)fmf 통해 복수의 공기 챔버(50)로 압축공기를 공급할 수 있으며, 선박의 선저부 표면에 에어 버블(Air bubble)을 통한 공기층을 형성하여 선체(H)의 마찰 저항을 감소시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.A ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied can supply compressed air to a plurality of air chambers 50 through an ALS compressor 10 fmf, and air bubbles are formed on the bottom surface of the ship. It may have the effect of reducing the frictional resistance of the hull (H) by forming an air layer through.

여기에서, 선박의 선저부 표면에 안정적인 공기층을 형성하기 위하여 ALS 압축기(10)를 지속적으로 구동하게 되면 상당량의 에너지를 소모할 수 밖에 없다.Here, when the ALS compressor 10 is continuously driven to form a stable air layer on the surface of the bottom of the ship, a considerable amount of energy is inevitably consumed.

구체적으로, 선박의 선저부 표면에 압축공기를 분사하기 위하여 ALS 압축기(10)의 구동에 많은 양의 전력을 필요로 하며 선체(H)에 작용하는 마찰 저항을 감소시켜 전력 소모량을 절감하는 공기 윤활 시스템의 효과를 일부 상쇄시킬 수 있다.Specifically, air lubrication that requires a large amount of power to drive the ALS compressor 10 in order to spray compressed air on the bottom surface of a ship and reduces power consumption by reducing frictional resistance acting on the hull (H) Some of the effects of the system can be offset.

즉, 선박의 운항 시 선저부 표면에 에어 버블을 형성하고 선체(H)에 작용하는 마찰 저항을 감소시켜 절감되는 전력량만큼 대용량 압축기의 지속적인 가동으로 인해 많은 전력을 소모하게 되므로 선박의 에너지 효율이 낮아지게 된다.In other words, as much power is consumed due to the continuous operation of the large-capacity compressor as much as the amount of power saved by forming air bubbles on the surface of the bottom of the ship and reducing the frictional resistance acting on the hull (H) during ship operation, the energy efficiency of the ship is low. will lose

본 발명은 선박의 선저부 표면에 압축공기를 공급함으로써 선박의 운항 시 발생되는 마찰 저항을 저감시키되, 해수의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 생성하여 공기 윤활 시스템을 가동하기 위한 전력원으로 사용할 수 있는 선박의 발전장치(100)를 제공하고자 한다.The present invention reduces the frictional resistance generated during the operation of the ship by supplying compressed air to the bottom surface of the ship, and generates electric energy using the flow of seawater, which can be used as a power source for operating the air lubrication system It is intended to provide a power generation device 100 for a ship.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 해수를 이용한 발전장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 해수의 흐름을 이용하여 공기 윤활 시스템의 가동에 필요한 전기 에너지를 생성하기 위한 것으로, 내부로 해수가 유입되어 흐를 수 있도록 선체(H)의 하부에 관통 형성되는 관통배관부(110)와, 관통배관부(110) 상에 설치되어 전기 에너지를 생성하는 터빈유닛(130)을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the power generation device 100 using seawater of a ship according to an embodiment of the present invention is for generating electrical energy required for the operation of an air lubrication system using the flow of seawater. As a result, a through-pipe part 110 formed through the bottom of the hull H so that seawater can flow into the inside, and a turbine unit 130 installed on the through-pipe part 110 to generate electrical energy can include

관통배관부(110)는, 선박의 운항 시 해수가 유입되어 흐를 수 있는 통로를 제공하는 것으로, 선박의 형상에 따라 설치가 용이한 곳 어디라도 배치 가능할 수 있으며, 선체의 좌현(Port), 우현(Starboard), 또는 선저부(bottom) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.The penetrating pipe 110 provides a passage through which seawater flows in and out during operation of the ship, and may be placed anywhere where it is easy to install depending on the shape of the ship. (Starboard), or may be formed on at least one of the bottom (bottom).

여기에서, 관통배관부(110)는 선박의 용골(Keel)과 평행하게 마련되는 것이 바람직할 수 있으나, 꼭 직선형의 배관으로 이루어질 필요는 없으며, 선형에 따라 적어도 일부는 곡관 형태로 이루어질 수 있다.Here, although it may be preferable that the through pipe 110 is provided parallel to the keel of the ship, it does not necessarily have to be made of a straight pipe, and at least part of it may be made of a curved pipe according to the line.

또한, 관통배관부(110)의 적어도 일부는 해수면 아래에 배치될 수 있으며, 보다 상세하게는 선박의 운항(또는, 가동) 시 요구되는 흘수(Ship opertaion draught)(도 2 참조)보다 아래에 위치되는 것이 바람직할 수 있다.In addition, at least a portion of the through-pipe part 110 may be disposed below the sea level, and more specifically, it is located below the draft required during operation (or operation) of the ship (see FIG. 2) It may be desirable to be

본 실시예의 관통배관부(110)는, 중공의 파이프 형태를 가지며 터빈유닛(130)이 일체 형성되는 메인배관(111)과, 메인배관(111)의 전단 및 후단에 연결되어 해수가 유입 또는 배출되기 위한 개구(115)를 갖는 한 쌍의 연장배관(113)으로 이루어질 수 있다.The through pipe part 110 of this embodiment has a hollow pipe shape and is connected to the main pipe 111 in which the turbine unit 130 is integrally formed, and the front and rear ends of the main pipe 111, so that seawater is introduced or discharged. It may be made of a pair of extension pipes 113 having an opening 115 to become.

여기에서, 메인배관(111)과 한 쌍의 연장배관(113)은 서로 플랜지 결합될 수 있다.Here, the main pipe 111 and the pair of extension pipes 113 may be flange-coupled to each other.

구체적으로, 메인배관(111)의 길이방향 양단에는 도 1 내지 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 확장된 직경을 갖는 배관 플랜지(111a)가 형성될 수 있으며, 한 쌍의 연장배관(113)에는 배관 플랜지(111a)에 대응되어 메인배관(111)과 결합되기 위한 결합 플랜지(113a)가 각각 형성될 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3 and 5 at both ends of the main pipe 111 in the longitudinal direction, pipe flanges 111a having an expanded diameter may be formed, and a pair of extension pipes 113 ) Corresponds to the pipe flange 111a, coupling flanges 113a for coupling with the main pipe 111 may be formed, respectively.

관통배관부(110)의 길이방향 양단, 즉 한 쌍의 연장배관(113)에 각각 마련된 개구(115)는, 해수가 유입되는 유입구(Inlet) 또는 해수가 배출되는 배출구(Outlet) 역할을 할 수 있으며, 해수의 흐름 방향에 따라 서로 역할이 변경될 수 있다.The openings 115 respectively provided at both ends of the through pipe 110 in the longitudinal direction, that is, the pair of extension pipes 113, may serve as an inlet through which seawater flows in or an outlet through which seawater is discharged. And, depending on the flow direction of seawater, their roles can be changed.

본 실시예의 개구(115)는, 메인배관(110)으로부터 멀어지는 방향으로 단면적이 점차 증가되게 형성되어 고깔 방사형 구조를 가질 수 있다.The opening 115 of this embodiment may have a cone-shaped radial structure by forming a cross-sectional area gradually increasing in a direction away from the main pipe 110.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 해수를 이용한 발전장치(100)는, 해수의 유입구 또는 배출구 역할을 하는 개구(115)가 고깔 방사형 구조로 마련됨으로써, 해수의 흐름으로 인한 저항이나 선체(H)의 파손을 최소화할 수 있으며, 관통배관부(110) 내부로 해수의 유입 및 배출이 용이해지는 효과를 가질 수 있다.That is, in the power generation device 100 using seawater of a ship according to an embodiment of the present invention, the opening 115 serving as the inlet or outlet of seawater is provided in a cone radial structure, so that resistance due to the flow of seawater or the hull It is possible to minimize the damage of (H), and it may have an effect of facilitating the inflow and discharge of seawater into the through pipe part 110.

도 4를 참조하면, 개구(115)는 좌우 또는 상하방향 대칭 단면 구조로 마련되는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 실시예의 개구(115)는 선박에서 개구(115)가 설치되는 위치 또는 선박의 형상 등을 고려하여 좌우 또는 상하방향 비대칭 단면 구조로 이루어질 수도 있다.Referring to FIG. 4, the opening 115 is shown to be provided in a cross-sectional structure symmetrical in the left and right or up and down directions, but the present invention is not limited thereto, and the opening 115 of this embodiment is installed in a ship. It may be made of a left-right or up-down asymmetric cross-sectional structure in consideration of the position or shape of the ship.

즉, 본 실시예의 개구(115)는, 단면이 원형이나 타원형 등으로 이루어질 수도 있으나, 개구(115)의 형태는 특별히 한정되지 않으며 관통배관부(110) 내부로 해수의 유입이 용이하고 그로 인한 선체(H)의 파손을 최소화할 수 있다면 다양한 형태로 마련될 수 있다.That is, the opening 115 of this embodiment may have a circular or elliptical cross section, but the shape of the opening 115 is not particularly limited, and the inflow of seawater into the through pipe 110 is easy and the resulting hull (H) can be provided in various forms as long as the damage can be minimized.

터빈유닛(130)은, 해수의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 생성하기 위한 것으로, 관통배관부(110) 내부로 흐르는 해수의 흐름을 회전운동이나 왕복운동으로 변환시켜 전기 에너지를 생성할 수 있다.The turbine unit 130 is for generating electrical energy using the flow of seawater, and can generate electrical energy by converting the flow of seawater flowing into the through pipe 110 into rotational motion or reciprocating motion.

본 실시예의 터빈유닛(130)은, 해수 흐름 방향에 관계없이 자가 발전이 가능하고 역추진이나 정박 시에도 조류를 이용한 발전이 가능할 수 있는 수직축형 터빈(Vertical axial type turbine)일 수 있다.The turbine unit 130 of this embodiment may be a vertical axial type turbine capable of self-generation regardless of the direction of seawater flow and capable of generating power using tidal current even during reverse propulsion or anchoring.

구체적으로, 터빈유닛(130)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 메인배관(111)의 길이방향에 수직되게 설치되는 수직축(Vertical axis)(131)을 포함할 수 있으며, 수직축(131)은, 에너지 생성효율(또는, 에너지 포집효율)을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, 해수의 흐름 방향에 따라 양방향 회전 가능하게 구비되는 것이 바람직할 수 있다.Specifically, the turbine unit 130, as shown in Figure 5, may include a vertical axis (vertical axis) 131 installed perpendicular to the longitudinal direction of the main pipe 111, the vertical axis 131 is , In order to improve energy generation efficiency (or energy collection efficiency), it may be desirable to be provided so as to be able to rotate in both directions according to the flow direction of seawater.

즉, 본 실시예의 터빈유닛(130)은, 수직축(131)과 해수의 흐름 방향이 수직을 이루어 관통배관부(110) 내부로 유입되어 흐르는 해수의 흐름 방향에 관계없이 발전이 가능하며, 상대적으로 낮은 유속에서도 운용이 가능한 효과를 가질 수 있다.That is, in the turbine unit 130 of the present embodiment, the vertical axis 131 and the flow direction of the seawater are perpendicular to each other, and power generation is possible regardless of the flow direction of the seawater flowing into the through-pipe part 110, and relatively It can have an effect that can be operated even at a low flow rate.

한편, 터빈유닛(130)은, 메인배관(111)의 내부에서 해수의 흐름에 의해 회전되며 수직축(131)으로 회전력을 전달하는 터빈 블레이드(Turbine blade)(133)와, 수직축(131)과 연결되어 터빈 블레이드(133)의 회전에 의해 전기 에너지를 생성하는 발전기(Generator)(135)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the turbine unit 130 is rotated by the flow of seawater inside the main pipe 111 and is connected to a turbine blade 133 that transmits rotational force to the vertical shaft 131 and the vertical shaft 131 It may further include a generator (Generator) 135 that generates electrical energy by rotation of the turbine blades 133.

터빈 블레이드(133)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 다리우스(Darrieus)(도 6의 (a) 내지 (c) 참조), 고를로프(Gorlov)(도 6의 (d) 참조), 또는 사보니우스(Savonius)(도 6의 (e) 참조) 등 공지된 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 선박의 운항 시뿐만 아니라 역추진이나 정박 시 조류에 의해서도 발전이 가능할 수 있는 가장 효율적인 형상으로 선택 적용될 수 있다.As shown in FIG. 6, the turbine blade 133 is Darrieus (see FIG. 6 (a) to (c)), Gorlov (see FIG. 6 (d)), or It can be made in various known shapes such as Savonius (see (e) in FIG. 6), and can be selected and applied in the most efficient shape that can generate power not only during ship operation but also by current during reverse propulsion or anchoring. .

발전기(135)는, 관통배관부(110)의 내부에 마련된 터빈 블레이드(133)의 회전에 의해 전기 에너지를 생성할 수 있으며, 발전기(135)에서 생성된 전기 에너지는 공기 윤활 시스템을 가동하기 위한 전력원(Power source)으로 사용될 수 있다.The generator 135 may generate electrical energy by rotation of the turbine blades 133 provided inside the through pipe 110, and the electrical energy generated by the generator 135 is used to operate the air lubrication system. It can be used as a power source.

전술한 바와 같이, 종래에는 압축기를 구동하는데 많은 양의 전력을 소모하게 되어 완벽한 에너지 절감(Energy saving) 효과를 기대하기 어려웠으나, 본 실시예에서는 선박의 운항 시 자연 발생하는 해수의 흐름을 통해 전기 에너지를 생성하여 ALS 압축기(10)를 가동하기 위한 전력원으로 사용함으로써, 선박의 운항 시 자가 발전하여 공기 윤활 시스템의 효용성을 높일 수 있다.As described above, in the past, it was difficult to expect a perfect energy saving effect because a large amount of power was consumed to drive the compressor, but in this embodiment, electricity is generated through the flow of naturally occurring seawater By generating energy and using it as a power source for operating the ALS compressor 10, it is possible to increase the effectiveness of the air lubrication system through self-generation during ship operation.

즉, 본 실시예의 발전장치(100)는, 선박의 운항 중 가동되는 ALS 압축기(10)의 전력원으로써 터빈유닛(130)에서 생성된 전기 에너지를 사용함으로써, 공기 윤활 시스템을 위한 별도의 전력 공급이 필요치 않게 되므로 선박의 운용비용 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다.That is, the generator 100 of this embodiment uses the electric energy generated in the turbine unit 130 as a power source for the ALS compressor 10 operated during the ship's operation, thereby supplying separate power for the air lubrication system. Since this becomes unnecessary, it can have a beneficial effect in terms of the operating cost of the ship.

또한, 공기 윤활 시스템은 선박의 운항 중에만 필요로 하는 시스템이고, 본 실시예의 발전장치(100)는 선박의 운항 시 최대 발전을 기대할 수 있게 되므로, 공기 윤활 시스템과 발전장치(100)의 상호작용으로 인한 에너지 절감효율을 높일 수 있다.In addition, since the air lubrication system is a system that is required only during the operation of the ship, and the power generation device 100 of this embodiment can expect maximum power generation during the operation of the ship, the interaction between the air lubrication system and the power generation device 100 As a result, energy saving efficiency can be increased.

본 실시예에 있어서, 발전기(135)에서 생성된 전기 에너지는 공기 윤활 시스템의 ALS 압축기(10)의 직접적으로 전력원으로 사용할 수 있으나, 선체(H)에 마련된 배터리(미도시)를 거쳐 전원 공급이 가능하도록 구성하여 안정적인 전원 공급을 유지하도록 하는 것이 바람직할 수 있다.In this embodiment, the electrical energy generated by the generator 135 can be directly used as a power source for the ALS compressor 10 of the air lubrication system, but power is supplied via a battery (not shown) provided in the hull H. It may be desirable to configure to enable this to maintain a stable power supply.

다시 도 1 내지 도 2를 참조하면, 관통배관부(110)의 길이방향 양단에는 해수의 이물질을 여과하는 메쉬타입(Mesh type)의 필터(117)가 추가 설치되어, 해수 이물질로 인한 터빈유닛(130)의 손상을 미연에 방지할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, a mesh type filter 117 for filtering foreign substances in seawater is additionally installed at both ends in the longitudinal direction of the through pipe part 110, and the turbine unit due to foreign substances in seawater ( 130) can be prevented.

한편, 이러한 메쉬타입의 필터(117)는, 시간이 지남에 따라 표면에 이물질이 부착되어 여과효율이 저하될 수 있으므로, 주기적으로 청소해 줄 필요가 있다.On the other hand, this mesh-type filter 117 needs to be cleaned periodically because foreign matter may adhere to the surface over time and the filtration efficiency may decrease.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 해수를 이용한 발전장치(100)는, 관통배관부(110) 내부로 압축공기를 공급하여 필터(117)의 이물질을 제거하기 위한 백워싱라인(150)을 더 포함할 수 있다.In the power generation device 100 using seawater of a ship according to an embodiment of the present invention, a backwashing line 150 for removing foreign substances from a filter 117 by supplying compressed air into the through pipe 110 can include more.

백워싱라인(150)은, 백워싱(Backwashing) 작업, 즉 관통배관부(110)의 내부로 유입되는 해수의 반대방향으로 압축공기를 분사하여 필터(117)에 끼인 이물질을 제거하는 역할을 수행할 수 있다.The backwashing line 150 performs a backwashing operation, that is, sprays compressed air in the opposite direction of the seawater flowing into the through pipe 110 to remove foreign substances caught in the filter 117. can do.

본 실시예에 있어서, 백워싱라인(150)으로 압축공기를 공급하기 위하여 별도의 컴프레서가 구비되는 것이 고려될 수 있으나, 본 실시예의 선박에는 압축공기를 이용하여 선체(H)의 마찰 저항을 저감시키기 위한 공기 윤활 시스템이 적용되어 있으므로, 공기 윤활 시스템의 압축공기를 생성하는 ALS 압축기(10)로부터 백워싱라인(150)으로 압축공기를 공급하도록 구성하여 선체(H) 내부에 추가 설치되는 장비를 최소화하고자 한다.In this embodiment, it may be considered that a separate compressor is provided to supply compressed air to the backwashing line 150, but the frictional resistance of the hull (H) is reduced by using compressed air in the ship of this embodiment. Since an air lubrication system is applied for this, it is configured to supply compressed air from the ALS compressor 10 that generates compressed air of the air lubrication system to the backwashing line 150, so that equipment additionally installed inside the hull (H) want to minimize

다시 말해, 본 실시예의 백워싱라인(150)은, ALS 압축기(10)와 연결되어 선체(H)의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급라인(30)으로부터 분기되는 것이 바람직할 수 있다.In other words, it is preferable that the backwashing line 150 of this embodiment is connected to the ALS compressor 10 and branched off from the compressed air supply line 30 for supplying compressed air to the bottom surface of the hull H. can

백워싱라인(150)은, 압축공기 공급라인(30), 보다 상세하게는 냉각기(33)의 하류측에서 분기되어, ALS 압축기(10)에서 생성된 압축공기를 연장배관(113)의 내부로 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.The backwashing line 150 is branched from the compressed air supply line 30, more specifically, the downstream side of the cooler 33, and the compressed air generated in the ALS compressor 10 is passed into the extension pipe 113. It can be configured to supply.

본 실시예에 있어서, 한 쌍의 연장배관(113) 각각에는 메인배관(111) 내부로 해수의 유입을 차단(또는, 제어)하기 위한 개폐밸브(Isolation valve)(119)가 설치될 수 있으며, 압축공기 공급라인(30)으로부터 분기되는 백워싱라인(150)은 메인배관(110)의 전단 및 후단에 연결된 한 쌍의 연장배관(113) 각각에 연결될 수 있다.In this embodiment, an isolation valve 119 may be installed in each of the pair of extension pipes 113 to block (or control) the inflow of seawater into the main pipe 111, The backwashing line 150 branching from the compressed air supply line 30 may be connected to a pair of extension pipes 113 connected to the front and rear ends of the main pipe 110, respectively.

여기에서, 백워싱라인(150)은, 한 쌍의 연장배관(113)에 각각 연결되되, 필터(117)와 개폐밸브(119)의 사이에 배치될 수 있으며, 메인배관(111)에 근접되게 위치될 수 있다.Here, the backwashing line 150 is connected to a pair of extension pipes 113, respectively, and may be disposed between the filter 117 and the on-off valve 119, and is close to the main pipe 111. can be located

즉, 공기 윤활 시스템의 압축공기 공급라인(30)으로부터 분기되는 백워싱라인(150)을 통해, 필터(117)에 끼어있는 이물질 제거를 위한 백워싱 작업이 가능해질 수 있으며, 백워싱 작업 시 개폐밸브(119)를 조작하여 메인배관(111) 내부로 압축공기 또는 해수가 유입되는 것을 차단함으로써, 터빈유닛(130)의 손상을 방지할 수 있는 효과를 가질 수 있다.That is, through the backwashing line 150 branching from the compressed air supply line 30 of the air lubrication system, a backwashing operation for removing foreign substances stuck in the filter 117 may be possible, and during the backwashing operation, the opening and closing By operating the valve 119 to block the inflow of compressed air or seawater into the main pipe 111, damage to the turbine unit 130 can be prevented.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 해수를 이용한 발전장치(100)는, 터빈유닛(130)과 일체 형성되는 메인배관(111)은 한 쌍의 연장배관(113)과 플랜지 결합시키고, 한 쌍의 연장배관(113) 각각에 개폐밸브(119)를 마련함으로써, 터빈유닛(130)의 고장이나 파손, 또는 점검 시 드라이도크(Drydock)가 아닌 선체(H) 내부, 보다 상세하게는 선박의 기계실(Machinery room)(미도시) 내에서 유지보수(maintenance)가 가능해지는 효과를 가질 수 있다.In the power generation device 100 using seawater of a ship according to an embodiment of the present invention, the main pipe 111 integrally formed with the turbine unit 130 is flanged with a pair of extension pipes 113, and the pair By providing the on-off valve 119 on each of the extension pipes 113 of the turbine unit 130, when the turbine unit 130 is broken or damaged, or when inspected, the inside of the hull (H) rather than the dry dock (Drydock), more specifically, the machine room of the ship (Machinery room) (not shown) may have the effect of enabling maintenance (maintenance).

즉, 본 실시예의 발전장치(100)는, 터빈유닛(130)의 효율이 떨어질 경우, 선박의 운항 시에도 터빈유닛(130)의 유지보수 점검 및 관리가 가능해짐에 따라 선박의 OPEX(Operating Expenditure) 절감 측면에서도 유리해질 수 있다.That is, in the power plant 100 of the present embodiment, when the efficiency of the turbine unit 130 is low, maintenance, inspection, and management of the turbine unit 130 are possible even during the operation of the ship, so that the ship's OPEX (Operating Expenditure ) can also be advantageous in terms of savings.

본 실시예에 있어서, 백워싱라인(150) 상에는 선박의 고속 운항이나 기타 필요에 따라 백워싱라인(150)을 차단하여 복수의 공기 챔버(50)로 충분한 압축공기의 공급이 가능할 수 있도록 조절하기 위한 조절밸브(Control valve)(151)가 설치될 수 있다.In this embodiment, on the backwashing line 150, to block the backwashing line 150 according to the high-speed operation of the ship or other needs, to adjust so that sufficient compressed air can be supplied to the plurality of air chambers 50 A control valve 151 may be installed.

여기에서, 조절밸브(151)는 압축공기 공급라인(30)으로부터 백워싱라인(150)이 분기되는 지점에 근접되게 위치되는 것이 바람직할 수 있다.Here, the control valve 151 may be preferably located close to the branching point of the backwashing line 150 from the compressed air supply line 30 .

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은 해수의 흐름을 이용하여 전기 에너지를 생성하는 터빈유닛을 포함하고 상기 터빈유닛에서 생성된 전기 에너지를 공기 윤활 시스템의 전력원으로 사용함으로써 선박의 운용비용 측면에서 유리한 효과를 가질 수 있다.A ship to which an air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied includes a turbine unit that generates electrical energy using seawater flow and uses the electrical energy generated by the turbine unit as a power source for the air lubrication system. can have a favorable effect in terms of operating costs.

또한, 터빈유닛이 설치된 관통배관부의 양단 개구는 단면적이 점차 증가되는 고깔 방사형 구조로 마련됨으로써, 해수의 흐름으로 인한 저항이나 선체의 파손을 최소화할 수 있으며, 관통배관부 내부로 해수의 유입 및 배출이 용이해지는 효과를 가질 수 있다.In addition, the openings at both ends of the through-piping portion where the turbine unit is installed are provided in a cone radial structure with a gradually increasing cross-sectional area, thereby minimizing resistance due to seawater flow or damage to the hull, and seawater inflow and discharge into the through-pipe portion. This may have a facilitating effect.

또한, 관통배관부의 양단에 메쉬타입의 필터를 설치하여 해수의 이물질이 터빈유닛 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by installing a mesh-type filter at both ends of the through-pipe portion, it is possible to prevent foreign substances in seawater from entering the turbine unit.

또한, 공기 윤활 시스템의 압축공기 공급라인으로부터 분기되는 백워싱라인을 마련하여 필터에 끼어있는 이물질 제거를 위한 백워싱(backwashing) 작업이 가능해질 수 있다.In addition, by providing a backwashing line branching from the compressed air supply line of the air lubrication system, a backwashing operation for removing foreign substances stuck in the filter may be possible.

또한, 연장배관의 각각에 개폐밸브를 설치하여 필터 백워싱 작업 시 터빈유닛의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기계실(Machinery room) 내부에서 터빈유닛의 유지보수가 가능해지는 효과를 가질 수 있다.In addition, it is possible to prevent damage to the turbine unit during filter backwashing by installing an on-off valve on each of the extension pipes, and to have the effect of enabling maintenance of the turbine unit inside a machinery room.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 윤활 시스템이 적용된 선박은, LNGC(LNG Carrier) 및 LNG RV(LNG Regasification Vessel)를 포함하는 선박, LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)를 포함하는 특수선박 중 어느 하나일 수 있다.The ship to which the air lubrication system according to an embodiment of the present invention is applied is any of a ship including an LNG Carrier (LNGC) and an LNG Regasification Vessel (RV) and a special ship including an LNG Floating Storage and Regasification Unit (FSRU) can be one

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. .

또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 발전장치
110: 관통배관부
111: 메인배관
113: 연장배관
115: 개구
117: 필터
119: 개폐밸브(Isolation valve)
130: 터빈유닛
131: 수직축(Vertical axis)
133: 터빈 블레이드(Turbine blade)
135: 발전기(Genertor)
150: 백워싱라인(Backwashing line)
151: 조절밸브(Control valve)
10: ALS 압축기
30: 압축공기 공급라인
31: 제1 밸브
33: 냉각기(Cooler)
35: 선외 배출라인
50: 공기 챔버(Air chamber)
70: 보조 공급라인
71: 제2 밸브
73: 유량계(Flowmeter)
90: 챔버 연결라인
91: 제3 밸브
H: 선체(Hull)
100: power generation device
110: through piping
111: main piping
113: extension pipe
115: opening
117: filter
119: Isolation valve
130: turbine unit
131: Vertical axis
133: Turbine blade
135: Generator
150: Backwashing line
151: Control valve
10: ALS compressor
30: compressed air supply line
31: first valve
33: Cooler
35: outboard discharge line
50: Air chamber
70: auxiliary supply line
71: second valve
73: Flowmeter
90: chamber connection line
91: third valve
H: Hull

Claims (12)

선박의 해수를 이용한 발전장치로서,
내부로 해수가 유입되어 흐를 수 있도록 선체의 하부에 관통 형성되는 관통배관부; 및
상기 관통배관부 상에 설치되어 전기 에너지를 생성하는 터빈유닛을 포함하고,
상기 터빈유닛은, 상기 관통배관부로 유입되는 해수의 흐름 방향에 관계없이 발전이 가능하기 위하여, 상기 관통배관부의 길이방향에 수직되게 설치되어 양방향 회전되는 수직축을 포함하며,
상기 관통배관부의 길이방향 양단에 설치되어 해수의 이물질을 여과하는 메쉬타입의 필터; 및
상기 관통배관부 내부로 압축공기를 공급하여 상기 필터의 이물질을 제거하기 위한 백워싱라인을 더 포함하며,
상기 백워싱라인은 상기 발전장치에서 생성된 전기 에너지를 이용하여 압축공기를 생성하는 ALS 압축기로부터 압축공기를 공급하도록 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급라인으로부터 분기되는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
As a power generation device using seawater from a ship,
A through-pipe part formed through the lower part of the hull so that seawater can flow in and flow therein; and
It includes a turbine unit installed on the through-pipe portion to generate electrical energy,
The turbine unit includes a vertical shaft that is installed perpendicular to the longitudinal direction of the through pipe and rotates in both directions in order to generate power regardless of the flow direction of seawater flowing into the through pipe,
Mesh-type filters installed at both ends of the through-pipe in the longitudinal direction to filter foreign substances in seawater; and
Further comprising a backwashing line for removing foreign substances from the filter by supplying compressed air to the inside of the through pipe,
The backwashing line is a ship branching from a compressed air supply line for supplying compressed air to the bottom surface of the hull to supply compressed air from an ALS compressor that generates compressed air using electric energy generated by the generator. A power plant using seawater from
제 1항에 있어서,
상기 관통배관부의 적어도 일부는 해수면 아래에 배치되는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 1,
At least a portion of the through pipe portion is a power generation device using seawater of a ship disposed below the sea level.
제 2항에 있어서,
상기 관통배관부는 상기 선체의 좌현, 우현, 또는 선저부 중 적어도 어느 하나에 형성되는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 2,
The power generation device using the seawater of the ship formed on at least one of the port side, starboard side, or bottom of the ship through the pipe portion.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 관통배관부는,
중공의 파이프 형태를 가지며 상기 터빈유닛이 일체 형성되는 메인배관; 및
상기 메인배관의 전단 및 후단에 연결되어 해수가 유입 또는 배출되기 위한 개구를 갖는 한 쌍의 연장배관을 포함하는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 1,
The through pipe part,
A main pipe having a hollow pipe shape and integrally formed with the turbine unit; and
A power generation device using seawater of a ship including a pair of extension pipes connected to the front and rear ends of the main pipe and having an opening for introducing or discharging seawater.
제 6항에 있어서,
상기 개구는 상기 메인배관에서 멀어지는 방향으로 단면적이 점차 증가되게 형성되는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 6,
The opening is a power generation device using seawater of a ship in which a cross-sectional area is gradually increased in a direction away from the main pipe.
제 6항에 있어서,
상기 한 쌍의 연장배관에 각각 설치되어 상기 메인배관 내부로 해수의 유입을 차단하는 개폐밸브를 더 포함하는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 6,
Power generation device using seawater of a ship further comprising an on-off valve installed on each of the pair of extension pipes to block the inflow of seawater into the main pipe.
제 8항에 있어서,
상기 백워싱라인은 상기 한 쌍의 연장배관에 각각 연결되되, 상기 필터와 상기 개폐밸브의 사이에 배치되는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 8,
The backwashing line is connected to the pair of extension pipes, respectively, and is disposed between the filter and the on-off valve.
제 6항에 있어서,
상기 터빈유닛은,
상기 메인배관의 내부에서 해수의 흐름에 의해 회전되며 상기 수직축으로 회전력을 전달하는 터빈 블레이드; 및
상기 수직축과 연결되어 상기 터빈 블레이드의 회전에 의해 전기 에너지를 생성하는 발전기를 더 포함하는 선박의 해수를 이용한 발전장치.
According to claim 6,
The turbine unit,
Turbine blades rotated by the flow of seawater inside the main pipe and transmitting rotational force to the vertical shaft; and
A generator using seawater of a ship further comprising a generator connected to the vertical shaft to generate electric energy by rotation of the turbine blade.
선체의 마찰 저항을 감소시키기 위한 공기 윤활 시스템이 적용된 선박으로서,
상기 선체의 내부공간에 설치되어 압축공기를 생성하는 ALS 압축기;
상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급라인; 및
제 1항에 따른 해수를 이용한 발전장치를 포함하고,
상기 ALS 압축기의 구동을 위한 전력원(Power source)으로써 상기 터빈유닛에서 생성된 전기 에너지를 이용하며,
해수의 이물질이 상기 터빈유닛 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 터빈유닛이 설치된 상기 관통배관부의 양단에 메쉬타입의 필터가 설치되며,
상기 필터에 끼어있는 이물질 제거를 위한 백워싱 작업이 가능하도록 상기 발전장치에서 생성된 전기 에너지를 이용하여 압축공기를 생성하는 상기 ALS 압축기로부터 압축공기를 공급하도록 상기 선체의 선저부 표면에 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급라인으로부터 분기되는 백워싱라인을 포함하는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
As a ship to which an air lubrication system is applied to reduce the frictional resistance of the hull,
An ALS compressor installed in the inner space of the hull to generate compressed air;
a compressed air supply line for supplying compressed air to the bottom surface of the hull; and
Including a power generation device using seawater according to claim 1,
Using the electrical energy generated in the turbine unit as a power source for driving the ALS compressor,
Mesh-type filters are installed at both ends of the through-pipe part in which the turbine unit is installed in order to prevent foreign matter in seawater from entering the turbine unit,
Compressed air is supplied to the bottom surface of the hull to supply compressed air from the ALS compressor that generates compressed air using electric energy generated by the power generation device so that a backwashing operation for removing foreign substances stuck in the filter is possible. A vessel with an air lubrication system including a backwashing line branching off from the compressed air supply line for supplying.
제 11항에 있어서,
상기 터빈 유닛은 상기 선체의 기계실(Machinery room) 내부에서 유지보수 가능하게 구비되는 공기 윤활 시스템이 적용된 선박.
According to claim 11,
The turbine unit is applied with an air lubrication system that is provided for maintenance inside the machine room (Machinery room) of the hull.
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