KR200345229Y1

KR200345229Y1 - 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박

Info

Publication number: KR200345229Y1
Application number: KR20-2003-0039396U
Authority: KR
Inventors: 채찬복
Original assignee: 채찬복; 김진성
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2004-03-18

Abstract

본 고안은 화물 및 승객의 운송 및 수송은 물론 각종 해상활동을 하기 위한 선박에 관한 것으로, 후측단에 프로펠러와 조향키가 형성된 중공상의 부상본체 양측에 제1부구체 및 제2부구체를 각각 형성하고, 상기 부상본체의 상측에 다수의 지지기둥에 의해 이격 형성된 갑판으로 구성하되, 상기한 제1부구체 및 제2부구체는 각각 승강식 동력발생장치와 회전식 동력발생장치에 의해 연결 형성하여,

상기한 승강식 동력발생장치 및 회전식 동력발생장치로부터 얻어진 압축공기를 에어탱크로 집중시켜 개폐밸브를 통한 고압의 토출공기가 공지의 동력전달부재에 의해 회전동력으로 전환되어 프로펠러가 회전되게 함으로서, 석유자원에 의한 연료를 전혀 사용하지 않고 천연자원인 파력을 이용하여 선박을 운항할 수 있게 하므로 연료비의 부담이 전혀 없으며, 대형의 압축탱크에 선박 추진용 공기를 압축 저장하므로 배출되는 고압의 공기량에 따라 선박의 추진속도를 용이하게 가감할 수 있으며, 상기한 압축공기에 의한 동력을 전력으로 변환 생성하여 선박의 운용에 필요한 다양한 전력을 생산 할 수 있는 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박에 대한 것이다.

Description

파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박 {Ship equipped with thrust power unit system using wave force}

본 고안은 화물 및 승객의 운송 및 수송은 물론 각종 해상활동을 하기 위한 선박에 관한 것으로, 특히 프로펠러를 갖는 부상본체의 양측에 각각 제1부구체 및 제2부구체를 이격 형성하여, 파도에 의한 상기 부구체의 승강 및 회전작용에 의해동력을 발생시켜 상기 프로펠러가 회전되게 한 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박에 대한 것이다.

일반적으로 선박은 화물 및 승객의 운송 및 수송은 물론 어업이나 굴착, 시추 등 다양한 해상활동에 사용되는 것으로서, 육상의 기차, 전차, 자동차, 공중의 항공기에 비해 속력이 느린 단점은 있지만, 대량의 화물을 일시에 수송할 수 있고, 운임이 싸다는 특징을 가지고 있는 것으로서, 세계 물자수송의 절반이 해상수송에 의존하고 있는 것은 이러한 잇점 때문이다.

일반적으로 선박의 추진동력은 석유자원을 연료로 사용하는 디젤기관의 동력을 선박의 하측에 마련된 프로펠러에 전달시켜 상기 프로펠러의 회전에 의해 수중에서의 추진력이 발생하므로 상기한 추진력에 의해 선박이 운항되는 것이다.

통상적인 선박은 선박 본체의 하측 내부에 부력 증감용 탱크실이 마련되어 있고, 상기한 탱크실의 상측에는 선실 및 기관실, 연료탱크 등이 형성되어 있으며, 갑판에는 화물 적재공간과 운전실 등이 구성되어 있는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 통상적인 선박은 석유자원을 연료로 하는 중유 또는 경유를 쓰거나 대형 선박의 경우 핵연료를 쓰고 있으므로, 다량의 연료비를 부담하여야 하는 것이며, 상기한 선박을 운항키 위한 엔진은 다수의 운전 및 관리, 유지, 보수 인원을 필요로 하는 것이며, 이에 소용되는 각각의 부품은 소모성 부품의 경우 일정 주기마다 교환하거나 노후로 인한 교체 등의 비용이 지속적으로 부담되는 문제점이 있는 것이다.

특히, 한정된 석유자원을 사용하는 통상의 선박은 비례적으로 해상운임의 증가를 초래하고 있으며, 해상에서 발생하는 선박의 사고시 대량의 중유 또는 경유가 누출되어 심각한 해양오염을 가중시키는 것이다.

또한, 화물의 운송거리가 비교적 먼 경우 중간 경우지에서 연료를 다시 충전하고 수송하여야 하므로 연료충전에 따른 운송시간의 연장 및 소요경비의 추가발생 등 매우 비경제적인 문제점을 갖고 있는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 본 고안 출원인에 의해 안출되어 등록된 특허등록 제104704호 및 실용신안등록 제262160호 및 실용신안등록 제298462호의 파력을 이용한 발전장치를 선박에 응용하여, 상기한 파력을 이용한 발전장치에 의해 선박을 운항할 수 있는 추진력을 얻게 함으로서,

석유자원에 의한 연료를 전혀 사용하지 않고 천연자원인 파력을 이용하여 선박을 운항할 수 있게 하므로 연료비의 부담이 전혀 없으며, 대형의 압축탱크에 선박 추진용 공기를 압축 저장하므로 배출되는 고압의 공기량에 따라 선박의 추진속도를 용이하게 가감할 수 있으며, 상기한 압축공기에 의한 동력을 전력으로 변환 생성하여 선박의 운용에 필요한 다양한 전력을 생산 할 수 있는 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박을 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 선박의 평면전체도

도 2는 본 고안에 의한 선박의 횡방향 측면전체도

도 3은 본 고안에 의한 선박의 종방향 측면전체도

도 4는 본 고안에 의한 선박의 요부 측면 확대도

도 5는 본 고안에 의한 선박의 제 1부구체 동력발생 작동설명도

도 6은 본 고안에 의한 선박의 제 2부구체 동력발생 작동설명도

도 7은 본 고안에 의한 선박의 하부 프로펠러 동력전달부를 도시한 요부 확대도

도 8은 본 고안에 의한 선박의 동력절단 경로를 도시한 개략설명도

도 9는 본 고안에 의한 선박의 동력을 전력으로 변환 사용하는 타실시예도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 부상본체 11 : 프로펠러

12 : 조향키 13,13' : 지지기둥

14 : 갑판

20 : 제1부구체 30 : 제2부구체

40 : 승강식 동력발생장치 41 : 랙기어

42 : 슬라이더 43 : 랙기어

44 : 슬라이더 45 : 소기어

46 : 대기어 47 : 고정축

50 : 회전식 동력발생장치 51 : 랙기어

52 : 슬라이더 53 : 소기어

54 : 대기어 55 : 고정축

56 : 전달기어 57 : 연결프레임

60 : 에어탱크 61 : 개폐밸브

70 : 동력전달부재 71 : 콤프레셔

72 : 발전기

이하, 본 고안의 바림직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 선박의 평면전체도이고, 도 2는 본 고안에 의한 선박의 횡방향 측면전체도이며, 도 3은 본 고안에 의한 선박의 종방향 측면전체도, 도 4는 본 고안에 의한 선박의 요부 측면 확대도이다.

후측단에 프로펠러(11)와 조향키(12)가 형성된 중공상의 부상본체(10)와,

상기 부상본체(10)의 양측에 이격 형성된 제1부구체(20)와, 상기 제1부구체(20)의 일측에 이격 형성된 제2부구체(30)와,

상기 부상본체(10)의 상측에 다수의 지지기둥(13)(13')에 의해 이격 형성된 갑판(14)으로 구성하되,

상기한 부상본체(10)와 제1부구체(20)는 승강식 동력발생장치(40)에 의해 연결형성하고, 제1부구체(20)와 제2부구체(30)는 회전식 동력발생장치(50)에 의해 연결 형성하여,

상기한 승강식 동력발생장치(40) 및 회전식 동력발생장치(50)로부터 얻어진 압축공기를 에어탱크(60)로 집중시켜 개폐밸브(61)를 통한 고압의 토출공기가 공지의 동력전달부재(70)에 의해 회전동력으로 전환되어 프로펠러(11)가 회전되게 한 것이다.

또한, 상기한 승강식 동력발생장치(40)는, 상하승강이 가능한 랙기어(41)를 갖는 슬라이더(42)를 부상본체(10) 상에 고정하고, 또다른 랙기어(43)를 갖는 슬라이더(44)를 대향 이격 고정하되, 상기한 랙기어(41)(44)의 이격공간에는 일체 형성된 소기어(45)와 대기어(46)를 고정축(47)에 의해 각각의 랙기어(41)(44)와 치합하여, 랙기어(44)와 결합된 제1부구체(20)의 승강에 따라 랙기어(41)(44)가 승강되어 공지의 동력전달부재(70)와 콤프레셔(71)를 통해 에어탱크(60)로 고압의 공기가 압축 저장되게 한 것이며,

상기한 회전식 동력발생장치(50)는, 상하승강이 가능한 랙기어(51)를 갖는 슬라이더(52)를 제1부구체(20) 상에 고정하고, 상기 랙기어(51)에는 소기어(53)를 갖는 대기어(54)를 고정축(55)에 의해 치합하며, 상기 소기어(53)에는 축 고정된 전달기어(56)를 치합하되, 전달기어(56)에는 연결프레임(57)에 의해 이격 형성된 제2부구체(30)가 결합되어, 상기 제2부구체(30)의 승강에 따라 회전되는 전달기어(56) 및 대,소기어(54)(53)에 의해 랙기어(51)가 승강되어 공지의 동력전달부재(70)와 콤프레셔(71)를 통해 에어탱크(60)로 고압의 공기가 압축 저장되게 한 것이다.

또한, 상기한 에어탱크(60)의 고압공기를, 발전기(72)를 갖는 동력전달부재(70)와 연결하여 선박의 운용에 필요한 전력을 생산할 수 있게 구성할 수도 있는 것이다.

도면중 미설명 부호 73은 회전축, 74는 이송관이다.

이상과 같은 구성에 의한 본 고안의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안 선박의 개괄적인 작동관계 및 프로펠러(11)의 회전에 의한 선박의 추진과정을 살펴보면, 상기한 프로펠러(11)가 회전되기 위해서는 프로펠러(11)와 연결된 동력전달부재(70)에 고압의 공기를 제공받아 상기한 고압의 압축공기에 의해 동력전달부재(70)의 동력전환작용 즉, 개시된 특허등록 제104704호의 작용과 같은 과정을 거쳐 고압공기의 에너지를 상기한 프로펠러(11)가 회전되는 회전동력으로 전환시켜 본 고안 선박이 추진하게 되는 것이다.

또한, 상기한 고압공기는 부상본체(10) 상의 에어탱크(60)에 저장되어 있다가 개폐밸브(61)의 개방정도에 따라 배출량이 조절되는 것인데, 상기한 에어탱크(60)로 모아지는 고압의 공기는 부상본체(10)의 양측에 형성된 각각의 동력발생장치로부터 생산되어 압축 저장되는 것이다.

즉, 도 5의 도시와 같이, 상기한 부상본체(10)의 양측에는 별도의 제1부구체(20)가 이격 형성되어 있는 것인데, 상기한 제1부구체(20)가 파고에 따라 상하 방향으로 승강하게 되면 그 승강력을 회전동력으로 전환하여 이에 의해 압축공기를 생산케 되는 것인데,

파고에 의해 제1부구체(20)가 승강하게 되면, 제1부구체(20)와 연결된 랙기어(43)가 슬라이더(44)를 따라 동시에 승강하게 되는 것이며, 상기한 랙기어(43)의 승강작용에 의해 상기한 랙기어(43)와 치합된 소기어(45)가 고정축(47)을 중심으로 회전하면서 소기어(45)와 일체인 대기어(46)를 함께 회전시키는 것이다.

따라서, 대기어(46)와 치합된 랙기어(41)가 슬라이더(42)를 따라 승강하게 되는 것이며, 상기한 랙기어(41)의 승강작용은 별도의 동력전달부재(70)를 통해 콤프레셔(71)와 연결된 회전축(73)을 연속적으로 회전시키게 되는 것이다.

그러므로, 상기한 회전축(73)이 공회전없이 일방향으로 연속적인 회전을 하게 되면 이에 의해 콤프레셔(71)를 통해 압축공기가 생성되는 것이며, 상기한 압축공기는 별도의 이송관(74)을 통해 에어탱크(60) 내부로 저장되는 것이며, 상기한 압축공기를 이용하여 상기한 바와 같이 프로펠러(11)를 회전시켜 선박이 추진될 수 있게 하는 것이다.

또한, 선박이 운항되는 상태에서는 그 부상본체(10)의 양측으로 파도가 형성되므로 상기한 파도의 고저를 이용하여 압축공기를 지속적으로 생산할 수 있으므로 연속적인 항해를 계속할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 승강식 동력발생장치(40)를 갖는 제1부구체(20)의 외측단에는 또다른 제2부구체(30)가 이격 형성되어 있는 것인데, 상기한 제2부구체(30)는 상기한 제1부구체(20)의 승강식 동력발생 작용과는 상이하게 회전식 동력발생 작용을 하는 것으로서, 승강하는 제1부구체(20)와 회전하는 제2부구체(30)의 상호 보완작용에 의해 보다 많은 량의 압축공기를 생산할 수 있게 한 것으로서, 유선형의 파도에 보다 민감하게 대응할 수 있음은 물론 유기적인 보완작동에 의해 보다 안정적인 수면 부상상태를 유지할 수 있을 것으로 기대되는 것이다.

즉, 도 6의 도시와 같이, 제2부구체(30)는 제1부구체(20) 상에 고정된 랙기어(51)는 슬라이더(52)에 내장되어 상하 승강하면서 공지의 동력전달부재(70)를 통해 고압의 압축공기를 생산하게 되는 것인데,

상기한 랙기어(51)는 고정축(55)에 의해 회전가능케 결합된 대기어(54)와 치합되어 있고, 상기한 대기어(54)에는 소기어(53)가 일체로 형성되어 있으며, 상기한 소기어(53)는 제2부구체(30)와 연결프레임(57)에 의해 결합된 전달기어(56)가 치합되어 있는 것으로서,

상기한 제2부구체(30)가 파도의 고저에 따라 승강하면 그 전달기어(56)가 회전작용을 하게 되는 것이며, 상기한 전달기어(56)가 회전하게 되면 소기어(53) 및 대기어(54)를 통해 상기한 랙기어(51)가 승강하게 되는 것이다.

따라서, 상기한 랙기어(51)의 상하 승강작용은 공지의 동력전달부재(70)와 연결되어 콤프레셔(71)와 연결된 회전축(73)을 공회전없이 일방향으로 지속적으로 회전시키는 동력으로 제공되는 것이며, 상기한 회전축(73)의 연속적인 회전작용에 따라 콤프레셔(71)에 의해 생산된 압축공기는 별도의 이송관(74)을 따라 부상본체(10) 상의 에어탱크(60)로 저장되는 것이다.

이러한 압축공기는 도 7의 도시와 같이 부상본체(10)의 후측 말미에 장착된 프로펠러(11)를 회전시키는 동력으로 제공되는 것이며, 이들 압축공기의 배출량을 조절하는 개폐밸브(61)의 개방정도에 따라 그 프로펠러(11)의 회전속도가 가감되므로 용이하게 그 선박의 항해속도를 조절할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 승강식 동력발생장치(40)의 소기어(45) 및 대기어(46)의 기어비율을 임의대로 조절할 수 있으므로 대형선박의 경우 파도의 고저가 매우 심하므로 그 기어비율의 수치를 적게 형성하는 반면, 소형선박의 경우 부구체의 크기도 작아질뿐만 아니라 파도의 고저에 따라 대응하는 고저폭이 상대적으로 적으므로 그 기어비율을 수치를 크게 형성하여 작은 파도에도 보다 많은 량의 압축공기를 생산할 수 있게 하는 등 다양한 변경실시가 가능하므로 선박의 성격이나 규모에 따라다양한 기어비율을 설정할 수 있는 것이다.

이러한, 본 고안 선박은 그 부상본체(10) 상측의 갑판(14)에서 모든 해상활동이 이루어지는 것으로서, 상기한 갑판(14)에는 다양한 화물을 적재하거나 어구 및 각종 장비등을 탑재하여 화물 및 승객의 수송 및 운송을 담당하거나 시추 및 굴착, 어업 등에 필요한 각종 소,대형의 선박으로 구축할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안 선박은 도 8의 도시와 같이 다수의 동력발생장치를 통해 압축공기가 생산되면 이들 압축공기를 대형의 에어탱크(60)에 저장시켜 선박의 추진동력으로 사용하는 것으로서, 상기한 승강식 동력발생장치(40) 및 회전식 동력발생장치(50)는 선박의 규모에 따라 그 설치개수를 가감하여 선박의 운용에 충분할 정도의 압축공기가 생산되게 하여야 하는 것이며,

콤프레셔(71) 또한, 도시예에서는 다수의 동력발생장치로부터 얻어진 회전축(73)의 회전력을 하나의 콤프레셔(71)로 집중되게 구성하였으나, 각각의 승강식 동력발생장치(40) 및 회전식 동력발생장치(50)의 회전축(73)에 각각의 콤프레셔(71)를 형성하여 보다 분할된 의미의 동력발생부를 형성할 수 있는 것이며, 상기한 분할된 동력발생부는 유지, 관리의 용이함을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 선박을 운용하기 위해서는 각종 장비들이 사용되는데, 이들 장비는 대부분 전력을 이용하는 것으로서, 도 9의 도시와 같이 발전기(72)를 갖는 공지의 동력전달부재(70)를 에어탱크(60)와 연결하여 상기한 고압의 압축공기를 이용하여 선박에 필요한 전력을 생산하여 사용할 수 있게 할 수도 있는 것이다.

따라서, 파도의 고저를 이용한 천연자원으로 선박의 규모 및 성격에 구애없이 충분한 추진력을 얻을 수 있으므로 화물 및 승객의 운송비를 현저히 감소시킬 수 있음은 물론 해양오염이 전혀 없으면서도 선박의 운용인원 또한 거의 필요없으므로 매우 경제적인 것이다.

이상과 같은 본 고안 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박은, 석유자원에 의한 연료를 전혀 사용하지 않고 천연자원인 파력을 이용하여 선박을 운항할 수 있게 하므로 연료비의 부담이 전혀 없으며, 대형의 압축탱크에 선박 추진용 공기를 압축 저장하므로 배출되는 고압의 공기량에 따라 선박의 추진속도를 용이하게 가감할 수 있으며, 상기한 압축공기에 의한 동력을 전력으로 변환 생성하여 선박의 운용에 필요한 다양한 전력을 생산 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

후측단에 프로펠러(11)와 조향키(12)가 형성된 중공상의 부상본체(10)와,

상기 부상본체(10)의 양측에 이격 형성된 제1부구체(20)와, 상기 제1부구체(20)의 일측에 이격 형성된 제2부구체(30)와,

상기 부상본체(10)의 상측에 다수의 지지기둥(13)(13')에 의해 이격 형성된 갑판(14)으로 구성하되,

상기한 부상본체(10)와 제1부구체(20)는 승강식 동력발생장치(40)에 의해 연결형성하고, 제1부구체(20)와 제2부구체(30)는 회전식 동력발생장치(50)에 의해 연결 형성하여,

상기한 승강식 동력발생장치(40) 및 회전식 동력발생장치(50)로부터 얻어진 압축공기를 에어탱크(60)로 집중시켜 개폐밸브(61)를 통한 고압의 토출공기가 공지의 동력전달부재(70)에 의해 회전동력으로 전환되어 프로펠러(11)가 회전되게 함을 특징으로 하는 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박.
제 1항에 있어서,

승강식 동력발생장치(40)는, 상하승강이 가능한 랙기어(41)를 갖는 슬라이더(42)를 부상본체(10) 상에 고정하고, 또다른 랙기어(43)를 갖는 슬라이더(44)를 대향 이격 고정하되, 상기한 랙기어(41)(44)의 이격공간에는 일체 형성된 소기어(45)와 대기어(46)를 고정축(47)에 의해 각각의 랙기어(41)(44)와 치합하여, 랙기어(44)와 결합된 제1부구체(20)의 승강에 따라 랙기어(41)(44)가 승강되어 공지의 동력전달부재(70)와 콤프레셔(71)를 통해 에어탱크(60)로 고압의 공기가 압축 저장되게 함을 특징으로 하는 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박.
제 1항에 있어서,

회전식 동력발생장치(50)는, 상하승강이 가능한 랙기어(51)를 갖는 슬라이더(52)를 제1부구체(20) 상에 고정하고, 상기 랙기어(51)에는 소기어(53)를 갖는 대기어(54)를 고정축(55)에 의해 치합하며, 상기 소기어(53)에는 축 고정된 전달기어(56)를 치합하되, 전달기어(56)에는 연결프레임(57)에 의해 이격 형성된 제2부구체(30)가 결합되어, 상기 제2부구체(30)의 승강에 따라 회전되는 전달기어(56) 및 대,소기어(54)(53)에 의해 랙기어(51)가 승강되어 공지의 동력전달부재(70)와 콤프레셔(71)를 통해 에어탱크(60)로 고압의 공기가 압축 저장되게 함을 특징으로 하는 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박.
제 1항에 있어서,

에어탱크(60)의 고압공기를, 발전기(72)를 갖는 동력전달부재(70)와 연결하여 선박의 운용에 필요한 전력을 생산할 수 있게 함을 특징으로 하는 파력을 이용한 추진동력 발생장치를 갖는 선박.