KR20110051372A - 태양광 충전 시스템을 갖춘 위그선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 충전기능을 갖는 추진 시스템을 구비한 위그선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로펠러, 기어, 프로펠러 회전축 및 엔진을 포함하여 구성되는 위그선의 일반적인 추진 시스템에 더하여, 동력 보조 수단으로 태양광 충전된 에너지를 이용한 태양광 배터리 시스템을 구성하여 스크류(Screw)를 돌리고 위그선 항주 모드 운항 시 사용 가능하도록 함으로써 엔진보다 소음이 적은 모터를 가동시키므로 관광과 휴식의 개념 훼손되는 것을 방지하고 탄소의 발생량을 줄여 환경 친화적인 추진 시스템을 구현한 위그선을 제공한다.

위그선, 태양광, 전지, 배터리, 충전, 엔진

Description

태양광 충전 시스템을 갖춘 위그선{Wig-Craft with Photovoltaic System}

본 발명은 별도의 동력 보조 수단을 구비한 위그선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 충전 기능을 갖는 추진 시스템을 구비하여 항주 모드 시 태양광 충전 에너지 사용이 가능하도록 한 위그선에 관한 것이다.

위그선(WIG: WING IN GROUND EFFECT SHIP)은 지면효과를 이용하여 수면 위를 나르는 배로 항공기보다 경제적인 운항이 가능하므로 우수한 운송 효율을 지닌 초고속 해상 운송 시스템이다.

여기에서, 지면효과는 주 날개가 수면 근처를 항주할 때 항력이 감소됨과 동시에 양력이 증가하는 현상으로, 이와 같이 운항하는 경우 기존 선박보다 훨씬 빠른 시속 200~300km의 속도로 운항할 수 있게 된다.

한편, 위그선은 여객, 화물, 요트 등의 용도 등에서 다양하게 사용이 가능하며, 중대형 위그선은 주로 여객과 화물을 위주로 사용되고, 소형 위그선은 개인 요트로도 사용될 수 있는데, 요트로 사용될 경우, 위그선의 배수량 모드가 주를 이루는데, 이 경우 높은 추력은 불필요하며, 소음이 작어야 유람의 목표를 달성할 수 있게 된다.이 경우, 위그선에 기본적으로 사용되는 터보프롭 또는 내연 엔진을 사 용하는데, 엔진은 파워가 높고 연료만 공급하면 지속적인 주행이 가능하지만, 큰 배기음과 매연을 배출하고 연료를 많이 소모하는 문제점이 있었다. 또한, 엔진 시동, 이수 시, 또는 그 외 전원이 필요한 기타 경우에도 발전기 또는 배터리로부터 전원 공급이 가능하도록 하기 위해서 주엔진을 통한 발전 및 충전이 이루어짐으로써 추가적인 연료 소모가 이루어 지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 위그선이 요트 등 저소음이 필요한 용도로 사용될 경우 및 추가적인 연료소모 없이도 위그선에 사용될 전력을 발전 및 충전시키는데 활용할 수 있는 충전 시스템으로, 위그선 항주 모드에서 엔진을 가동하지 않고도 운항을 가능하게 하도록 하는 동력 보조원을 제공하고, 엔진에 의한 연료소모를 최소화시키면서 위그선에 필요한 전력을 생성하는데 목적이 있다.

상기한 종래 문제점을 해결하고 본 발명에 따른 기술적 과제를 달성하기 위한 위그선 구성은, 지면효과를 이용하여 수면을 날을 수 있는 위그선에 있어서, 물 위에 떠 있을 수 있도록 부력을 발생시키는 선체와, 양력에 의하여 물 위를 날 수 있도록 하는 날개와, 프로펠러 회전력을 생성하는 엔진과, 상기 엔진으로부터 발생된 회전력을 상기 프로펠러에 매개 전달하는 기어장치와, 상기 엔진 회전력을 생성하기 위하여 상기 엔진축에 연결되는 프로펠러와, 모터 구동에 따라 축 연결되어 항주시 전진 추진력이 생성되도록 상기 선체 후단부에 장착되는 스크류 및 상기 모터에 동력원을 제공하기 위한 배터리 시스템에 에너지를 충전하기 위한 태양광 충전시스템을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 엔진, 프로펠러, 기어장치와 연결 구성되며 보조 동력원을 발생하는 보조동력장치를 추가로 더 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 충전시스템은, 태양광을 수광하여 태양광 에너지를 모을 다수의 태양광 패널을 구비하고, 상기 태양광 패널을 이용하여 생성된 에너지를 상기 배터리 시스템에 충전하고, 상기 충전되어 공급된 에너지를 상기 모터를 이용하여 운동에너지로 전환시켜 스크류를 구동시킴으로써 항주 시 실제 전진 추진력이 생성되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 패널은 상기 날개 양쪽 상부 및 선체 상부 중 적어도 어느 한 곳 이상에 부착시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위그선 정박 시 또는 이동 시 태양광 에너지를 충전하여 적은 동력으로도 정숙한 항주 운항 시 사용 가능하도록 하며 상기 충전된 전력은 무소음 운항 시 스크류 구동을 위하여 사용되는 전력 뿐 아니라 일반 운항시 필요한 전력으로도 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 상기한 위그선 구성에 따를 경우에는, 엔진보다 소음이 적은 모터를 가동시킴으로써 관광과 휴식의 개념이 훼손되는 것을 방지하고 엔진 가동으로 인한 과다한 에너지 소모 방지가 가능하며 탄소의 발생량을 줄여 환경에의 영향을 줄일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 위그선의 각 운항 모드에 적합한 추력장치를 제공해 줄 뿐만 아니라, 전력이 필요할 경우에 추가적인 연료소모를 통해 엔진이 생성한 전력 이외에 태양광에 의해 충전된 전력도 사용 함으로써, 경제적 측면과 환경 보호적 측면에서 우수한 위그선 운항 성능 발휘가 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 충전 시스템에 대한 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 태양광 충전 시스템을 구비하고 있는 위그선 구성도이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 태양광 충전 시스템에 대한 구성의 일 실시 예에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모터(300) 구동에 따라 축연결 되어 항주 시 추진력을 발생하도록 위그선 선체(910) 하단 후미에 장착되는 스크류(600)를 구비한다. 그리고, 상기 모터(300)에 동력원을 제공하기 위한 배터리 시스템(200)에 에너지를 충전하기 위한 태양광 충전시스템을 구비하고 있다. 여기에서, 상기 스크류(600)는 모터(300) 구동에 따른 회전으로 물살을 전진 반대방향으로 물살을 유도하고 이에 따른 반발력으로 전진 추진력을 발생하기 위한 위그선 구성이다.

상기 배터리 시스템(200)에 에너지를 충전하기 위한 구성으로는 일반적으로 엔진(400)을 구비한다. 이 경우, 상기 엔진(400)은 터보기관일 수도 있고 내연기관 일 수도 있다. 또한, 이러한 엔진(400)에 보조 동력수단으로 전동기/발전기(500)를 추가 구성한 하이브리드 추진 시스템으로 구성하는 것도 가능하다.

여기에서 상기 전동기/발전기(500)는 전기 에너지를 회전 에너지로 전환시키고 회전 에너지를 전기 에너지로 전환시키는 구성으로, 구체적으로는 상기 전동기/발전기(500)에 연결된 기어장치(800)를 프로펠러(700)에 연결시킴으로써 위그선의 추진 시스템 추력을 향상시키게 함이 주목적이나, 본 발명에서와 같이 상기 스크류(600)를 구동하기 위한 충전 시스템으로 작용도 가능하다.

본 발명은 이러한 일반적인 위그선 배터리 시스템(200)에 에너지를 충전시키기 위한 수단으로 태양광 에너지를 이용한 태양광 충전 시스템을 제안하고 있다. 즉, 다수 셀(110)이 집적된 태양광 패널(100)을 위그선 몸체에 다수 개 설치하여 상기 스크류(600) 구동을 위한 에너지원으로 충전 가능하도록 하고 있다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 태양광 충전 시스템을 구비한 위그선 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 상기 선체(910)는 위그선이 물 위에 떠 있을 수 있도록 부력을 발생시키는 역할을 하며, 위그선 추진 방향 일직선으로 형성된 몸체를 의미하며, 상기 선체(910) 양 측면으로는 위그선이 양력을 받을 수 있도록 해서 물 위(above)를 날을 수 있도록 한 주날개(920)를 구비하며, 후면부에는 꼬리날개(930)를 구성하고 있다.

그리고, 상기 배터리 시스템(200)은 상기 선체(910) 내부로 장착하며, 상기 주날개(920)의 진행 방향 후면 양측으로는 생성 회전력을 추력으로 발생시키기 위 한 프로펠러(700)를 구비하며, 상기 프로펠러(700)는 전동기/발전기(500), 엔진(400), 기어(800)와 프로펠러(700)을 통하여 매개 연결되어 결합되어 있으나, 경우에 따라서는 발전을 위해서 보조엔진(APU)을 사용함으로써, 발전부하에 의한 추진력 손실을 피하는 구성을 택할 수도 있다.

한편, 진행방향 선체 하단 후미에는 스크류(600)를 장착하고 있으며, 이러한 스크류(600)는 위그선이 물 위를 항주 시 위그선 진행 추진력을 발생시키기 위한 것인데, 이러한 스크류(600) 구동을 위한 모터(300) 회전력을 인가하기 위하여 상기 배터리 시스템(200)에 충전하는 에너지원으로 태양광 패널(100)을 포함하는 태양광 충전 시스템을 구비하고 있다.

상기 태양광 패널(100)은 주날개(920) 양쪽 선단 가능한 최대 위치에 구성하고, 바람직하게는 태양광 충전 효율을 높이기 위하여 선체(910) 선단 및 후단 상면에 더 구비하도록 한다.

상기 태양광 패널(100)에 수광된 태양 에너지는 상기 배터리 시스템(200)에 충전시키게 되는데, 이 경우 태양광이 투과될 수 있도록 강화 아크릴 수지창을 사용하여 충분한 강도와 성능을 발휘할 수 있도록 함이 바람직하다. 이렇게 낯 시간 위그선 정박 시 또는 이동 시 태양광 에너지를 충전하여 적은 동력으로도 정숙한 항주 운항 시 사용 가능하게 된다.

이렇게, 태양광 패널(100)을 이용하는 경우 별도의 배선 공사 생략이 가능하므로 시공이 간편하다는 장점을 가지고 있다. 한편, 이러한 태양광 패널(100)을 이용한 태양광 에너지 발생 장치는 이미 일반적으로 공지되어 있으므로, 태양광 시스 템 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 태양광 패널(100)을 이용한 태양광 충전 시스템을 위그선에 장착하게 되면, 기존의 일반적인 엔진(400) 및/또는 전동기/발전기(500)를 이용한 배터리 시스템(200) 구성에 더하여 상기 스크류(600) 구동을 위한 보조 동력원인 태양광 이용이 가능하게 된다.

이 경우, 위그선 크기 및 운항 속도에 따라서 상기 엔진(400) 및 태양광 패널(100) 중 어느 하나 이상을 상기 배터리 시스템(200)에 충전시키는 에너지원으로 기능하도록 별도의 제어부(미도시됨)를 통하여 배터리 시스템(200)에 연결 설정이 가능할 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 태양광 충전 시스템을 위그선에 구비할 경우에는, 모터(300) 회전을 통한 스크류(600) 구동 동작을 매개하기 위한 배터리 충전 시스템(200)에 다수 태양광 패널(100)을 위그선 주날개(920) 및 선체(910) 상단 장착 가능한 부위에 구성하여 위그선이 요트 용도로 사용될 경우에 활용할 수 있는 충전 시스템으로 사용 가능하도록 함으로써, 위그선 항주 모드에서 엔진을 가동하지 않고도 운항을 가능하게 하도록 하는 동력 보조원 제공이 가능하게 된다.

즉, 상기 위그선 정박 시 또는 이동 시 태양광 에너지를 충전하여 적은 동력으로도 정숙한 항주 운항 시 사용 가능하도록 하며 상기 충전된 전력은 무소음 운항 시 스크류(600) 구동을 위하여 사용되는 전력 뿐 아니라 일반 운항시 필요한 전력으로도 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직 한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 충전 시스템 구성도

도 2는 도 1에 따른 태양광 충전 시스템을 구비하고 있는 위그선 구성도

*** 도면의 주요 부분에 대한 설명 ***

100: 태양광패널 200: 배터리시스템

300: 모터 400: 엔진

500: 전동기/발전기 600: 스크류

700: 프로펠러 800: 기어

910: 선체 920: 주날개

930: 꼬리날개

Claims (5)

1. 지면효과를 이용하여 수면을 날을 수 있는 위그선에 있어서,

   물 위에 떠 있을 수 있도록 부력을 발생시키는 선체와;

   양력에 의하여 물 위를 날 수 있도록 하는 날개와;

   주엔진 또는 보조 엔진에 연결되어 전력을 생성시키기 위한 발전기(제너레이터)와;

   모터 구동에 따라 축 연결되어 항주시 전진 추진력이 생성되도록 상기 선체 후단부에 장착되는 스크류; 및

   상기 모터에 동력원을 제공하기 위한 배터리 시스템에 에너지를 충전하기 위한 태양광 충전시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 태양광 충전시스템을 구비한 위그선
2. 제 1항에 있어서,

   엔진, 프로펠러, 기어장치와 연결 구성되며 보조 동력원을 발생하는 보조동력장치를 추가로 더 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 충전시스템을 구비한 위그선
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 태양광 충전시스템은,

   태양광을 수광하여 태양광 에너지를 모을 다수의 태양광 패널을 구비하고, 상기 태양광 패널을 이용하여 생성된 에너지를 상기 배터리 시스템에 충전하고, 상기 충전되어 공급된 에너지를 상기 모터를 이용하여 운동에너지로 전환시켜 상기 스크류를 구동시킴으로써 항주시 실제 전진 추진력이 생성되도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 충전시스템을 구비한 위그선
4. 제 3항에 있어서,

   상기 태양광 패널은 상기 날개 양쪽 상부 및 선체 상부 중 적어도 어느 한 곳 이상에 부착시킨 것을 특징으로 하는 태양광 충전시스템을 구비한 위그선
5. 제 4항에 있어서,

   상기 위그선 정박 시 또는 이동 시 태양광 에너지를 충전하여 적은 동력으로도 정숙한 항주 운항 시 사용 가능하도록 하며 상기 충전된 전력은 무소음 운항 시 스크류 구동을 위하여 사용되는 전력 뿐 아니라 일반 운항시 필요한 전력으로도 사용이 가능한 것을 특징으로 하는 태양광 충전시스템을 구비한 위그선

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