KR20110020118A - 발전 장치 및 이를 포함한 시추선 - Google Patents

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Abstract

발전 장치가 개시된다. 선체에 마련된 문풀의 내측에 설치되고, 상기 문풀 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 그 내부의 공기가 그 외부에 대해 유출입되는 실린더 형상의 몸체; 상기 몸체의 내부에 배치되고, 상기 몸체에서 유출입되는 공기의 유동에 의해 회전하는 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치는 문풀 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 몸체에서 유출입되는 공기의 유동을 이용하여 터빈을 회전시키도록 작동함으로써, 전력을 생산할 수 있다.
문푼, 시추선, 발전 장치

Description

발전 장치 및 이를 포함한 시추선{Power generating apparatus and drillship including the same}
본 발명은 발전 장치 및 이를 구비한 시추선에 관한 것이다.
지구 온난화에 의한 환경 피해를 최소화 하기 위해 전 세계적으로 화석연료의 연소에 의한 CO2 배출량을 억제하기 위한 움직임이 활발하게 진행 중에 있다.
일반적으로 선박의 경우, 선박에서 사용되는 전력을 생산하기 위해 화석연료를 사용하고 있다. 따라서 선박에서 전력을 생산하는 과정에서 환경오염을 가중하는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 선박에서 화석연료를 사용하지 않고 전력을 생산하기 위한 기술 개발의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 친환경적으로 에너지를 생산할 수 있는 발전 장치 및 이를 포함하는 시추선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 마련된 문풀의 내측에 설치되고, 상기 문풀 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 그 내부의 공기가 그 외부에 대해 유출입되는 실린더 형상의 몸체; 상기 몸체의 내부에 배치되고, 상기 몸체에서 유출입되는 공기의 유동에 의해 회전하는 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치가 제공된다.
상기 몸체는 상기 문풀의 내측벽에 접하여 설치될 수 있다.
상기 몸체에는 그 외부의 공기가 그 내부로 유입되는 유입경로와 그 내부의 공기가 그 외부로 배출되는 배출경로가 형성되고, 상기 유입경로 및 상기 배출경로는 상호 교차하고, 상기 터빈은 상기 교차 영역에 배치될 수 있다.
상기 유입경로 상에는, 상기 유입공기의 유동방향으로만 개방되고, 상기 터빈을 기준으로 상기 유입경로의 양측에 배치되는 한 쌍의 유입도어가 배치되고, 상기 배치경로 상에는, 상기 배출공기의 유동방향으로만 개방되고, 상기 터빈을 기준으로 상기 배출경로의 양측에 배치되는 한 쌍의 배출도어가 배치될 수 있다.
상기 몸체의 외측면에 설치되어 상기 문풀 내부의 물의 상하방향의 유동을 억제하는 적어도 하나의 버퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 발전 장치는 상기 문풀의 내측에 복수로 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 문풀이 마련된 선체; 및 상기 문풀의 내부에 설치된 상기 발전 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선이 제공된다.
본 발명에 따르면, 몸체의 내부에 배치된 터빈이 문풀 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 몸체에서 유출입되는 공기의 유동을 이용하여 회전함에 따라, 화석연료의 사용 없이 친환경적으로 전력을 생산할 수 있다.
또한, 공기가 유입경로 또는 배출경로를 따라 이동하는 과정에서 다른 부분에서 유실되지 않기 때문에 유입경로 또는 배출경로 상에 배치된 터빈은 효율적으로 회전할 수 있다.
또한, 하나의 터빈이 유입경로와 배출경로의 교차영역에 배치되기 때문에 터빈은 유입경로와 배출경로를 따라 이동하는 공기의 유동에 대해 동일한 방향으로 회전할 수 있고, 동일한 위상을 갖는 전력이 생산될 수 있고, 설치가 간편하고, 설치비용이 절감될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응하는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한 다.
도 1은 본 실시예에 따른 발전 장치를 구비한 시추선(1)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 시추선(1)의 선체(70)에는 문풀(80)이 마련된다. 문풀(80)은 선체(70)의 상면으로부터 바닥면까지 관통된 개구부로서, 시추관(미도시) 및 라이저(미도시) 등을 해저로 이송하기 위한 통로로 사용된다.
도 2는 본 실시예에 따른 발전 장치(100)가 문풀(80)에 설치된 상태를 상측에서 바라본 개략적인 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면의 개략적으로 나타내는 도면이다. 여기서 L1은 문풀(80)의 내부에 위치하는 물의 평균적인 수면을 나타낸다.
본 실시예에 따르면, 도 2에서 도시된 바와 같이 몸체(110)와 터빈(130)을 포함하는 발전 장치(100)가 제시된다. 이와 같은 본 실시예에 따르면, 발전 장치(100)는 문풀(80) 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 몸체(110)에서 유출입되는 공기의 유동을 이용하여 몸체 내부에 배치되는 터빈(130)을 회전시키도록 작동함으로써, 화석연료의 사용없이 친환경적으로 전력을 생산할 수 있다.
보다 상세히, 몸체(110)는 실린더 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 몸체(110)는 문풀(80)의 내측에 설치될 수 있다. 이 경우, 몸체(110)는 문풀(80)의 내측벽(80a)에 접하여 설치되는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 문풀(80)의 내부에 위치하는 물은 몸체(110)의 내부로 유출입될 수 있다. 이를 위해 몸체(110)는 수면(L1) 아래에서 문풀(80) 내부와 유체소통 가능하게 연결된다. 이에 따라 문풀(80)의 내부에 위치하는 물이 상하방향으 로 운동할 때 몸체(110)의 내부에 위치하는 물도 상하방향으로 운동할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 문풀(80) 내부의 물 또는 몸체(110) 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 몸체(110)는 그 내부 공기가 그 외부에 대해 유출입되도록 형성될 수 있다.
즉, 몸체(110)에는 유입경로(P1)와 배출경로(P2)가 마련될 수 있다. 여기서, 유입경로(P1)는 몸체(110)의 외부 공기가 몸체(110) 내부로 유입되는 경로이고, 배출경로(P2)는 몸체(110)의 내부 공기가 몸체(110) 외부로 배출되는 경로이다.
앞서 설명한 바와 같이 문풀(80) 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 몸체(110) 내부의 물도 상하방향으로 운동하기 때문에, 몸체(110) 내부에 위치하는 물의 수면(L1) 상측에 위치하고, 공기로 채워진 가변공간은 압축과 팽창을 반복하고, 이 과정에서 공기는 유입경로(P1)와 배출경로(P2)를 따라 이동할 수 있다.
몸체(110)는 외부 유입구(111)와 내부 유입구(112)를 구비할 수 있다. 유입경로(P1)는 외부 유입구(111)와 내부 유입구(112)를 연결하여 형성될 수 있다. 이 경우, 외부 유입구(111) 및 내부 유입구(112)는 후술하는 터빈(130)을 기준으로 유입경로(P1)의 양측에 배치될 수 있다.
유입경로(P1) 상에는 한 쌍의 유입도어(116, 117)가 배치될 수 있다. 이 경우, 유입도어는 외부 유입구(111)와 내부 유입구(112)를 각각 개폐하는 외부 유입도어(116) 및 내부 유입도어(117)를 포함할 수 있다. 이러한 유입도어(116, 117)는 유입경로(P1)를 따라 이동하는 유입공기의 유동방향으로만 개방될 수 있다.
또한, 배출경로(P2)는 내부 배출구(113)와 외부 배출구(114)를 연결하여 형 성될 수 있다. 배출경로(P2)는 내부 배출구(113)와 외부 배출구(114)를 연결하여 형성될 수 있다. 이 경우, 내부 배출구(113)와 외부 배출구(114)는 후술하는 터빈(130)을 기준으로 배출경로(P2)의 양측에 배치될 수 있다.
배출경로(P2) 상에는 한 쌍의 배출도어(118, 119)가 배치될 수 있다. 이 경우, 배출도어는 내부 배출구(113)와 외부 배출구(114)를 각각 개폐하는 내부 배출도어(118) 및 외부 배출도어(119)를 포함할 수 있다. 이러한 배출도어(118, 119)는 배출경로(P2)를 따라 이동하는 배출공기의 유동방향으로만 개방될 수 있다.
한편, 몸체(110)의 내부에는 터빈(130)이 설치될 수 있다. 터빈(130)은 유입경로(P1) 및 배출경로(P2) 상에 배치될 수 있다. 이 경우 터빈(130)은 유입경로(P1)와 배출경로(P2)를 따라 이동하는 공기에 의해 회전할 수 있다.
유입경로(P1)와 배출경로(P2)는 상호 교차할 수 있다. 이 경우, 터빈(130)은 유입경로(P1)와 배출경로(P2)의 교차 영역에 배치될 수 있다. 유입경로(P1)와 배출경로(P2)의 교차 영역에서 유입공기와 배출공기의 유동은 동일한 방향을 갖게 된다. 따라서, 유입경로(P1)와 배출경로(P2)의 교차 영역에 배치된 터빈(130)은 유입공기 및 배출공기에 의해 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
본 실시예에 따른 발전 장치(100)는 터빈(130)의 회전력을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 이 경우, 회전력을 이용하여 전력을 생산하는 과정은 일반적으로 알려진 내용으로 설명을 생략한다.
도 4는 도 2의 B-B' 단면의 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 발전 장치(100)는 몸체(110)의 외측면에 설치되는 적어도 하나의 버퍼(150)를 더 포함할 수 있다.
버퍼(150)는 문풀(80) 내부의 물의 상하방향의 유동을 억제할 수 있다. 이러한 버퍼(150)는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 플레이트 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고 버퍼는 문풀 내부의 물의 상하방향의 유동을 억제하기 위한 다양한 형상을 가질 수 있다.
이와 같이 구성된 발전 장치(100)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 문풀(80) 내측에 복수로 배치될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 작동상태를나타내는 도면이다. 여기서, L2는 문풀 내부의 물이 평균적인 수면(L1)에 비해 높아진 상태의 수면을 나타내고, L3는 문풀 내부의 물이 평균적인 수면(L1)에 비해 낮아진 상태의 수면을 나타낸다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 발전 장치의 작동상태를 설명한다.
먼저 도 5를 참조하면, 몸체(110)의 내부에 위치하는 물의 수면은 L1에서 L2로 높아져 있다. 이 경우, 몸체(110)의 내부에 공기로 채워진 가변공간은 압축되고, 몸체(110) 내부의 공기는 배출경로(P2)를 통해 몸체(110)의 외부로 배출될 수 있다.
이와 같은 과정에서 배출경로(P2) 상에 배치된 배출도어(118, 119)만이 개방 되고, 유입경로(P1) 상에 배치된 유입도어(116, 117)는 폐쇄될 수 있다. 이에 따라 배출경로(P2)를 따라 이동하는 공기는 다른 부분에서 유실되지 않고 터빈(130)을 효율적으로 회전시킬 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 몸체(110)의 내부에 위치하는 물의 수면은 L1에서 L3로 낮아져 있다. 이 경우, 몸체(110)의 내부에 공기로 채워진 가변공간은 팽창되고, 몸체(110) 외부의 공기는 유입경로(P1)를 통해 몸체(110)의 내부로 유입될 수 있다.
이와 같은 과정에서 유입경로(P1) 상에 배치된 유입도어(116, 117)만이 개방되고, 배출경로(P2) 상에 배치된 배출도어(118, 119)는 폐쇄될 수 있다. 이에 따라 유입경로(P1)를 따라 이동하는 공기는 다른 부분에서 유실되지 않고 터빈(130)을 효율적으로 회전시킬 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 터빈(130)은 유입경로(P1)와 배출경로(P2)의 교차영역에 배치되기 때문에 유입경로(P1)와 배출경로(P2)를 따라 이동하는 공기의 유동에 대해 동일한 방향으로 회전할 수 있고, 이에 따라 동일한 위상을 갖는 전력을 생산할 수 있다. 또한, 유입경로(P1)와 배출경로(P2) 각각에 터빈을 배치하지 않고 하나의 터빈을 배치함으로써 설치가 간편하고 설치 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 발전 장치를 구비한 시추선(1)을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 2는 본 실시예에 따른 발전 장치(100)가 문풀(80)에 설치된 상태를 상측에서 바라본 개략적인 도면이고,
도 3은 도 2의 A-A' 단면의 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 4는 도 2의 B-B' 단면의 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치의 작동상태를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 시추선 70 : 선체
80 : 문풀 110 : 몸체
130 : 터빈 150 : 버퍼

Claims (7)

  1. 선체에 마련된 문풀의 내측에 설치되고, 상기 문풀 내부의 물이 상하방향으로 유동함에 따라 그 내부의 공기가 그 외부에 대해 유출입되는 실린더 형상의 몸체;
    상기 몸체의 내부에 배치되고, 상기 몸체에서 유출입되는 공기의 유동에 의해 회전하는 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 문풀의 내측벽에 접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체에는 그 외부의 공기가 그 내부로 유입되는 유입경로와 그 내부의 공기가 그 외부로 배출되는 배출경로가 마련되고,
    상기 유입경로 및 상기 배출경로는 상호 교차하고, 상기 터빈은 상기 교차 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유입경로 상에는,
    상기 유입공기의 유동방향으로만 개방되고, 상기 터빈을 기준으로 상기 유입경로의 양측에 배치되는 한 쌍의 유입도어가 배치되고,
    상기 배출경로 상에는,
    상기 배출공기의 유동방향으로만 개방되고, 상기 터빈을 기준으로 상기 배출경로의 양측에 배치되는 한 쌍의 배출도어가 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체의 외측면에 설치되어 상기 문풀 내부의 물의 상하방향의 유동을 억제하는 적어도 하나의 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 장치는 상기 문풀의 내측에 복수로 배치된 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  7. 문풀이 마련된 선체; 및
    상기 문풀의 내부에 설치되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 발전 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시추선.
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