KR200478489Y1 - 태양력과 풍력을 이용한 레저용 선박 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선체의 상측에 구비되는 루프와, 돛을 메달기 위한 상부 붐과 하부 붐을 구비한 선체에 설치되는 마스트로서, 상기 선체에 일단부가 회전가능하게 설치되고 타단부는 상기 루프를 관통하여 구비되는 제1부재(50);와 상기 제1부재의 내부에 상하 슬라이딩 가능하게 수용되는 제2부재(55)로 이루어지고, 상기 마스트의 제2부재의 상단부는 상기 상부 붐에 고정연결되고, 상기 마스트의 제1부재에는 상기 하부 붐이 고정연결되고, 상기 제2부재의 외주면 일정 영역에서 상하 길이방향을 따라 형성된 랙돌기(55a);와 상기 랙돌기에 맞물려서 회전하는 피니언(55b);을 더 구비하여, 상기 피니언의 회전에 의해 상기 제2부재가 승강하는 것을 특징으로 하는 레저용 선박의 마스트를 제공한다.
본 고안은 상기 구성에 의해서, 마스트를 효과적으로 움직일 수 있으며, 또한 태양력과 풍력을 동시에 이용하여 친환경 에너지를 구동력으로 운항할 수 있으며, 본 고안은 선박에 장착되는 태양전지모듈은 선체의 상부에서 매우 넓은 영역에 걸쳐서 배치될 수 있고 또한 틸팅 등 회전에 의해 충분한 에너지를 생산할 수 있으며, 또한, 본 고안은 바람의 힘을 효율적으로 이용하고 사용자가 돛을 용이하게 조정할 수 있도록 조종수단을 제공하는 효과가 있다.

Description

태양력과 풍력을 이용한 레저용 선박{LEASURE BOAT USING SOLAR ENERGY AND WIND ENERGY HAVING THE SAME}

본 고안은 레저용 선박에 관한 것으로, 구체적으로는 태양전지와 돛을 구비하여 태양전지에서 생산된 전기에너지와 함께 돛에 의한 풍력을 동시에 이용하여 선박의 구동력을 얻는 레저용 선박에 관한 것이다.

일반적으로, 보트는 스포츠 또는 레져 등 여가활동을 위해 특별히 설계된 비교적 가벼운 소형 범선(帆船) 또는 엔진을 이용한 동력선을 말하는 것으로, 그 형태를 보면 크게 용골을 포함하는 선체(hull), 마스트(mast), 붐(boom), 리깅(rigging), 돛(sail), 그리고 러더(rudder) 등을 포함한다. 여기서 선체는 요트의 본체를 형성하는 것으로, 통상적으로 선체의 앞부분을 선수(bow), 뒷부분을 선미(stern)라고 하고, 선체의 중앙부분을 선복(midship)이라 한다.

마스트와 붐은 돛을 고정시키고 형태를 유지할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 마스트는 선체에 대해 수직으로 설치되고 붐은 마스트에 대해 수평으로 설치되어 주로 돛의 하단을 지지한다.

한편, 소형 레져용 보트 내지 선박은 석유에너지를 이용한 엔진을 이용하여 동력을 얻고 있는데, 이러한 기관의 사용으로 많은 소음과 진동이 발생하게 될 뿐 아니라, 고유가에 따라 연료 비용과 환경문제가 발생하게 된다.

최근 신재생 에너지를 이용하는 기술개발로 인하여 세계 곳곳에서 태양광을 이용한 선박들이 연구 개발되고 있다. 그러나 개발되고 있는 선박의 태양에너지 이용 모습은 대형선박의 일부 동력원으로 설계될 뿐이므로 이를 동력원으로 이용하기에는 부족한 면이 있고 따라서 이러한 선박의 실사용자는 매우 제한적이다. 또한, 맑은 날 태양광 발전만 이용하기 때문에 원만한 운항을 위해서는 장시간 선박을 부두에 정박시켜 외부전원으로 배터리를 충전하여야 하는 문제점이 있다. 더구나 날씨까지 흐리거나 안개 또는 비가 오는 상태가 되면 태양광발전은 기대할 수 없는 상황이므로 운항은 불가능하다.

또한, 종래 소형선박들에 태양전지모듈을 사용하는 예로는 특허공개번호 제10-2006-0031934호(2006.04.14.공개) 등에서 관련 기술이 공개되어 있고, 이러한 경우 선박의 크기가 작기 때문에 장착할 수 있는 태양전지모듈의 크기가 운항에 필요한 크기만큼을 설치하지 못하며 그로 인해 충분한 전력을 얻을 수 없는 문제가 있었다.

또한, 종래 소형 레져용 선박에는 돛을 설치하여 바람의 힘을 이용하여 운항하는 경우가 많이 있었으나, 바람의 힘을 효율적으로 이용하기 위해서는 바람의 방향과 세기 등을 고려하여 돛을 효율적으로 조절할 수 있는 기술이 필수적이었다. 그러나, 돛을 펼치거나 방향을 트는 등 이를 조절하기 위해서는 많은 힘과 숙련된 기술이 필요한 불편함이 있었기 때문에 레저용으로 널리 보급되지 못하는 문제가 있었다.

본 고안은 태양력과 풍력을 동시에 이용하여 친환경 에너지를 구동력으로 운항할 수 있는 레저용 선박을 제공하는 것을 목적으로 하며,

또한, 본 고안은 선박에 장착되는 태양전지모듈의 크기가 운항에 필요한 에너지를 생산할 수 있도록 장착방법과 형태를 제공하는 것을 목적으로 하며,

또한, 본 고안은 바람의 힘을 효율적으로 이용하고 사용자가 돛을 용이하게 조정할 수 있도록 조종수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은 선체의 상측에 구비되는 루프와, 돛을 메달기 위한 상부 붐과 하부 붐을 구비한 선체에 설치되는 마스트로서, 상기 선체에 일단부가 회전가능하게 설치되고 타단부는 상기 루프를 관통하여 구비되는 제1부재(50);와 상기 제1부재의 내부에 상하 슬라이딩 가능하게 수용되는 제2부재(55)로 이루어지고, 상기 마스트의 제2부재의 상단부는 상기 상부 붐에 고정연결되고, 상기 마스트의 제1부재에는 상기 하부 붐이 고정연결되고, 상기 제2부재의 외주면 일정 영역에서 상하 길이방향을 따라 형성된 랙돌기(55a);와 상기 랙돌기에 맞물려서 회전하는 피니언(55b);을 더 구비하여, 상기 피니언의 회전에 의해 상기 제2부재가 승강하는 것을 특징으로 하는 레저용 선박의 마스트를 제공한다.

상기 마스트의 하부에는 상기 제2부재를 가압하여 제2부재가 제1부재 내부에서 승강하도록 하는 유압장치를 더 구비할 수 있다.

상기 마스트의 제1부재의 외주면에 형성된 외주기어(58);와 상기 외주 기어(58)와 맞물려 구동력을 전달하는 마스트 회전기어(90);를 더 포함하여, 상기 마스트 회전기어(90)의 회전에 의해 상기 제1부재(50)의 회전각을 조절할 수 있다.

상기 루프는 상면에 태양전지를 구비하고, 승객을 수용하는 공간을 전체적으로 덮을 수 있게 지지기둥에 의해 지지되고, 상기 지지기둥은 직립 각도가 가변하여 상기 루프로의 태양의 조사각도 변경이 가능하다.

상기 지지기둥의 상단에 형성되어, 상기 루프의 측면을 슬라이딩 이동하는 슬라이딩 돌기; 및 상기 루프의 측면에 형성되어, 상기 슬라이딩 돌기의 이동을 가이드하는 가이드 홈;을 더 포함하여, 상기 슬라이딩 돌기가 상기 가이드 홈을 슬라이딩 이동함에 따라, 상기 루프는 선체에서 상승 또는 하강할 수 있다.

상기 지지기둥의 상단에 구비되어, 상기 루프의 측면을 이동하는 휠; 및 상기 루프의 측면에 형성되어, 상기 휠의 이동을 가이드하는 가이드 홈;을 포함하여, 상기 휠이 상기 가이드 홈을 이동함에 따라, 상기 루프는 선체에서 상승 또는 하강할 수 있다.

본 고안은 상기 구성에 의해서, 마스트를 효과적으로 움직일 수 있으며, 또한 태양력과 풍력을 동시에 이용하여 친환경 에너지를 구동력으로 운항할 수 있으며, 본 고안은 선박에 장착되는 태양전지모듈은 선체의 상부에서 매우 넓은 영역에 걸쳐서 배치될 수 있고 또한 틸팅 등 회전에 의해 충분한 에너지를 생산할 수 있으며, 또한, 본 고안은 바람의 힘을 효율적으로 이용하고 사용자가 돛을 용이하게 조정할 수 있도록 조종수단을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 태양력과 풍력을 이용한 레저용 선박의 사시도이며,
도 2는 본 고안에 따른 레저용 선박에 장착되는 돛을 도시한 것이며,
도 3 내지 도 4는 본 고안에 따른 레저용 선박의 마스트를 올리고 내리는 방식을 보여주고 있으며,
도 5는 본 고안에 따른 레저용 선박의 마스트를 회전시키는 방식을 보여주고 있으며,
도 6은 본 고안에 따른 레저용 선박의 루프가 틸팅되는 방식을 보여주며,
도 7은 본 고안에 따른 레저용 선박의 루프가 상하방향으로 승강하는 모습이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 고안에 따른 태양력과 풍력을 이용한 레저용 선박의 사시도이며, 도 2는 본 고안에 따른 레저용 선박에 장착되는 돛을 도시한 것이다.

일반적으로 바람의 힘을 이용하여 추진력을 얻는 선박은 선체의 중심 부근에 마스트(mast)라는 기둥을 갑판에 수직으로 세우게 되는데, 이를 보통 돛대라고도 하며, 바람을 받아 동력을 얻는 돛을 여기에 매어 달게 된다.

본 고안에 따른 레저용 선박은 화석연료가 아닌 태양력과 풍력을 이용하여 동력을 얻는 것이 특징이며, 구체적인 형상을 보면, 탑승자를 수용하는 공간을 가지며 선박의 형태를 이루는 선체(10)와 상기 선체와 일정 거리 이격된 상태에서 상기 선체의 상측에 대략 수평으로 구비되는 루프(20)와 상기 루프의 상면에 설치되어 태양에너지를 이용하여 전기를 생산하는 태양전지(30)와 상기 루프를 관통하여 수직하게 배치되는 마스트(50, 55)를 포함한다. 그리고, 상기 루프(20)를 선체에서 일정거리 이격된 위치에서 지지하는 지지기둥(40,45)을 포함한다. 선체의 앞쪽에 위치하는 두개의 지지기둥을 편의상 전방지지기둥(40)이라 하고, 선체의 뒤쪽에 위치하는 두개의 지지기둥을 편의상 후방지지기둥(45)이라 한다.

상기 루프는 선체의 상측에 배치함에 제한이 없이 설치할 수 있으므로, 선체 상측의 넓은 영역에 걸쳐 설치될 수 있다. 따라서, 상기 루프 위에 설치되는 태양전지 역시 충분한 크기로 설치할 수 있으므로 태양에너지에서 생산되는 전기양을 크게 할 수 있게 되는 이점이 발생한다.

그리고, 상기 마스트는 내부에 수용가능한 복수개의 부재로 이루어진다. 즉, 하나의 원통형 부재 내부에 수용되어 상하 이동할 수 있는 다른 부재가 계속하여 연속하여 삽입되는 형상일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 마스트가 두개의 부재,제1부재(50)와 제2부재(55)로 이루어지는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

상기 마스트의 제1부재(50)는, 하단부가 상기 선체에 설치되고, 상단부는 상기 루프(20)를 관통하여 배치되고, 내부는 중공인 대략 원통형상이 바람직하다. 이를 위해, 상기 루프에는 제1부재가 관통할 수 있도록 관통구가 형성된다.

그리고, 상기 제2부재(55)는 상기 제1부재(50)의 내부 원통공간에 수용되고, 제1부재의 내부에서 상하로 슬라이딩 가능하게 배치된다. 상기 제2부재가 상하방향으로 승강함에 따라 이하에서 설명하듯이 제2부재에 연결된 돛이 펼침과 접힘 과정을 거칠 수 있게 된다.

그리고, 상기 마스트의 상하에는 상부 붐(60)과 하부 붐(65)이 대략 수평하게 연결된다. 상기 마스트의 제2부재의 상단부는 상기 상부 붐에 고정연결되고, 상기 마스트의 제1부재에는 상기 하부 붐이 고정연결된다. 상기 상부 붐과 하부 붐은 마스트에 고정된 상태에서 상기 상부 붐과 하부 붐이 돛(70)의 상하부분을 고정시키게 된다. 그리고, 상기 마스트의 상부에는 바람의 방향을 알려주는 풍향계(80)가 구비된다. 상부 붐과 하부 붐 및 이들에 돛을 매다는 내용은 일반적인 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 고안에 따른 상기 마스트의 제2부재(55)는, 상기 제1부재(50)의 내부에 상하 슬라이딩 가능하게 수용되는 것이 특징이며, 사용자는 간편한 조종수단을 이용하여 상기 제2부재를 상하로 이동시킬 수 있게 함으로써 돛을 다루는 것이 익숙하지 않은 일반인이 레저용 선박을 이용할 때 야기되는 불편함을 해소할 수 있게 된다. 또한, 상기 구동에 필요한 동력은 태양전지(30)에서 생산되는 전기를 이용할 수 있다.

도 3 내지 도 4는 본 고안에 따른 레저용 선박의 마스트를 올리고 내리는 방식을 보여주고 있다.

도 3을 보면, 제1부재(50)의 내부에서 상기 제2부재(55)가 상하 이동하면서 돛이 접히는 모습을 보여주고 있다. 상기 제2부재(55)가 상하로 이동하는 동력으로는 유압이나 공기압을 이용할 수 있다. 즉, 선체의 일정 위치에 유압장치 또는 압축공기 발생용 컴프레서(미도시)를 두고 이곳에서 발생한 유압이나 압축공기를 이용하여 상기 제2부재를 상기 제1부재 내부에서 위쪽으로 상승하도록 밀어올리 수 있다.

또는, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 제2부재(55)의 외주면에는 상하 길이방향을 따라 랙돌기(55a)가 형성되어 있고, 상기 랙돌기(55a)에 맞물리는 피니언(55b)이 구비된다. 외부 동력장치에 의해서 상기 피니언이 정역방향 회전함에 따라 상기 제2부재가 상하방향으로 직선운동을 하게 되는 것이다.

도 5는 본 고안에 따른 레저용 선박의 마스트를 회전시키는 방식을 보여주고 있다.

본 고안에 따른, 상기 마스트의 제1부재(50)의 외주면에는 돌출된 기어치 형상인 외주기어(58)가 형성되고, 상기 외주기어와 맞물려 회전력을 전달하는 마스트 회전기어(90)가 배치된다. 그러므로, 바람의 방향을 고려하여 돛을 회전시켜야 할 필요가 있는 경우, 상기 마스트를 회전시켜야 하는데, 이때 모터 등 동력수단에서 생산된 회전력을 상기 마스트 회전기어(90)에 전달하면 이와 맞물린 마스트가 회전할 수 있게 되는 것이다.

본 고안은 상기 구성에 의해 상기 마스트를 용이하게 회전시킬 수 있음에 따라 선박을 이용하는 사용자는, 필요시 조종간을 이용하여 상기 마스트 회전기어를 조종함으로써 쉽게 돛을 조종할 수 있게 된다. 그러므로, 돛을 다루는 것이 익숙하지 않은 경우에도 본 고안에 따른 레저용 선박을 이용할 때는 비교적 쉽게 돛을 조절할 수 있게 되고, 상기 구동에 필요한 동력은 태양전지(30)에서 생산되는 전기를 이용할 수 있는 이점도 발생한다.

또한, 선박의 경우 배의 균형을 유지하는 것이 중요한데, 본 고안에서는 상기 선체의 하부에 상기 태양전지, 마스트, 상부 붐 및 하부 붐과의 관계에서 균형을 조절을 위한 밸러스트를 배치한다.

도 6은 본 고안에 따른 레저용 선박의 루프가 틸팅되는 방식을 보여주며, 도 7은 본 고안에 따른 레저용 선박의 루프가 상하 승강하는 모습이다.

본 고안에 따른 레저용 선박의 루프(20)와 선체(10) 사이에는 상기 루프를 전방에서 지지하는 두개의 전방지지기둥(40)과 선체의 후방에서 지지하는 두개의 후방지지기둥(45)이 배치된다.

도 6은 본 고안에 따른 레저용 선박의 루프가 틸팅되는 모습을 보이기 위해서, 구성 중 일부만을 간략히 도시한 것이다. 도면을 보면, 루프(20)의 전방의 전방지지기둥(40)은 하단(40a)이 선체(10)에 고정되고, 상단은 상기 루프(20)에 축(40b)을 이용하du 결합됨으로써 상호간에 일정 각도만큼 회동이 가능하다. 그리고, 루프(20)의 후방의 후방지지기둥(45)은 그 하단은 축(45a)을 이용하여 선체(10)에 일정 각도 회동가능하게 결합되고, 그 상단에는 슬라이딩 가능한 슬라이딩 돌기(45b)가 돌출되어 형성된다. 또한 상기 루프(20)의 측면에는 상기 슬라이딩 돌기(45b)의 슬라이딩을 가이드 하는 가이드 홈(25)이 형성된다.

도 6의 위쪽 그림에서 상기 후방지지기둥(45)이 하단의 축(45a)를 중심으로 반시계방향으로 회전하면, 슬라이딩 돌기(45b)가 상기 가이드 홈(25)을 따라 이동하게 되어, 도 6의 아래쪽 그림과 같이 루프가 틸팅하는 모습이 된다. 이렇게 루프를 틸팅함으로써 태양전지에 조사되는 태양각도에 대응하여 태양전지의 방향을 전환할 수 있는 이점이 있고 필요에 따라 루프를 틸팅함으로써 사용자에게 보다 큰 만족감을 줄 수도 있을 것이다.

도 7에서는 도 6과 다른 실시예로서, 루프(20)의 틸팅 뿐아니라 루브(20)가 전체적으로 하강할 수 있는 구조를 도시하고 있다.

도면을 보면, 루프(20)의 전방의 전방지지기둥(40)의 하단은 축(40a)을 이용하여 선체(10)에 일정 각도 회동가능하게 결합되고, 그 상단에는 슬라이딩 가능한 슬라이딩 돌기(40b)가 돌출되어 형성되고, 상기 루프(20)의 측면에는 상기 슬라이딩 돌기(40b)의 슬라이딩을 가이드 하는 가이드 홈(25)이 형성된다. 그리고, 루프(20)의 후방의 후방지지기둥(45)은 역시 그 하단은 축(45a)을 이용하여 선체(10)에 일정 각도 회동가능하게 결합되고, 그 상단에는 슬라이딩 가능한 슬라이딩 돌기(45b)가 돌출되어 형성되고, 루프(20)의 측면에는 상기 슬라이딩 돌기(45b)의 슬라이딩을 가이드 하는 가이드 홈(25)이 유사한 형태로 형성된다.

본 실시예에서는 전방지지기둥(40) 및 후방지지기둥(45)이 모두 회동함에 따라 상기 루프(20)는 전체적으로 하강하는 형태가 될 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 전방지지기둥(40)만을 회동시키고 상기 후방지지기둥(45)은 직립시킨 위치에 둠으로써 상기 루프를 도 6에서 도시된 것과 반대 형상으로 틸팅시킬 수도 있을 것이다.

그리고, 위 실시예에서는 루프의 틸팅을 위해서 지지기둥의 상단에 슬라이딩 돌기가 형성되는 구성에 대해서 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 지지기둥(40,45)의 상단에는 구름접촉하는 휠 내지 바퀴가 부착되고 상기 휠 내지 바퀴가 상기 가이드 홈 내부를 구름접촉하면서 이동하도록 구성할 수도 있을 것이다.

본 고안에 따른 레저용 선박은, 상기 루프는 선체에서 상승 또는 하강할 수 있고 또한 원하는 방향으로 틸팅시키는 것이 가능하기 때문에, 루프에 매립된 태양전지에 조사되는 태양각도에 대응하여 방향을 전환할 수 있는 이점이 있고 필요에 따라 루프를 틸팅 하강함으로써 사용자에게 보다 큰 만족감을 줄 수도 있을 것이다.

본 고안은 상기 구성에 의해서, 태양력과 풍력을 동시에 이용하여 친환경 에너지를 구동력으로 운항할 수 있으며, 본 고안은 선박에 장착되는 태양전지모듈은 선체의 상부에서 매우 넓은 영역에 걸쳐서 배치될 수 있고 또한 틸팅 등 회전에 의해 충분한 에너지를 생산할 수 있으며, 또한, 본 고안은 바람의 힘을 효율적으로 이용하고 사용자가 돛을 용이하게 조정할 수 있도록 조종수단을 제공하는 효과가 있다.

Claims (7)

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2. 삭제
3. 삭제
4. 선체의 상측에 구비되는 루프;와, 돛을 메달기 위한 상부 붐과 하부 붐을 갖는 마스트;를 포함하는 레저용 선박으로서,
   상기 마스트는,
   상기 선체에 일단부가 회전가능하게 설치되고 타단부는 상기 루프를 관통하여 구비되는 제1부재(50);와 상기 제1부재의 내부에 상하 슬라이딩 가능하게 수용되는 제2부재(55)로 이루어지고,
   상기 마스트의 제2부재의 상단부는 상기 상부 붐에 고정연결되고, 상기 마스트의 제1부재에는 상기 하부 붐이 고정연결되고,
   상기 제2부재의 외주면 일정 영역에서 상하 길이방향을 따라 형성된 랙돌기(55a);와 상기 랙돌기에 맞물려서 회전하는 피니언(55b);과
   상기 마스트의 하부에 배치되어, 상기 제2부재를 가압하여 제2부재가 제1부재 내부에서 승강하도록 하는 유압장치;와,
   상기 마스트의 제1부재의 외주면에 형성된 외주기어(58);와
   상기 외주 기어(58)와 맞물려 구동력을 전달하는 마스트 회전기어(90);를 더 포함하고,
   상기 마스트 회전기어(90)의 회전에 의해 상기 제1부재(50)의 회전각을 조절하고,
   상기 루프는 상면에 태양전지를 구비하고, 승객을 수용하는 공간을 전체적으로 덮을 수 있게 지지기둥에 의해 지지되고,
   상기 지지기둥의 상단에 형성되어, 상기 루프의 측면을 슬라이딩 이동하는 슬라이딩 돌기;와 상기 루프의 측면에 형성되어, 상기 슬라이딩 돌기의 이동을 가이드하는 가이드 홈;을 더 포함하여,
   상기 슬라이딩 돌기가 상기 가이드 홈을 슬라이딩 이동함에 따라, 상기 지지기둥은 직립 각도가 가변함으로써, 상기 루프로의 태양의 조사각도가 변경되는 것을 특징으로 하는 태양력과 풍력을 이용한 레저용 선박.
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