KR20110102024A

KR20110102024A - 선형 유도전동기를 이용한 선박의 항진추진동력장치

Info

Publication number: KR20110102024A
Application number: KR1020100021455A
Authority: KR
Inventors: 조윤현
Original assignee: 조윤현
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2011-09-16

Abstract

본 발명은 선형 유도전동기 동작원리를 이용한 선박의 항진추진동력장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 선형유도 전동기의 구성은 1차측,2차측으로 되어 있는바 1차측은 기존의 회전형 3상유도전동기의 고정자를 잘라 펼쳐 놓은 구조로 슬롯된 규소강판에 3상 권선코일이 감겨져 있다. 그리고 2차측은 회전형 농형유도전기의 회전자 단락도체는 알루미늄과 동등한 도체판으로 대체하고 자성코아는 고체의 자성체로 구성한다, 종래의 선박의 항진추진동력장치는 디젤엔진 등에 발생하는 회전력을 스크루 형태의 회전날개가 형성되는 회전체에 동력을 전달하여 선박의 추진력을 발생하는 것을 선형유도전동기의 1차측과 2차측의 전자기적 플레밍의 왼손의 법칙에 의해서 발생하는 추력을 이용하는 것으로써 해저(강바닥)에는 2차측을 설치하고 그 상부의 선박의 내저면 혹은 측면에는 1차측을 정착하여 1차측 권선에 3상교류 전원를 인가함으로써 발생하는 자속과 2차측 도체판에서 이 자속과 쇄교함으로써 발생하는 유도전류와의 사이에 플레밍의 원손법칙에 의해 추진력을 얻는 차상 1차 방식과 반대로 상부 선박의 내저면 혹은 측면에 2차측을 장착하고, 해저(강바닥)에는 1차측을 설치하고, 1차측 권선에 3상교류 전원를 인가함으로써 발생하는 유도전류와의 사이에 플레밍 왼손법칙에 의해 추진력을 얻는 지상 1차방식으로 추진동력을 얻는 선박의 항진추진동력장치로 선박의 항진시의 해저면(강바닥)과 선박과의 상하 및 좌우 간격을 일정하게 유지하는 선박 항진추진동력장치를 갖는 구조의 선형유도전동기의 추진력을 추진동력원으로 구성된 것으로 강 및 바다의 기름 및 부유물의 발생을 최소화할 수 있음으로 환경오염을 줄일 수 있으며, 선박의 추진력을 직접구동방식으로 운전케 함으로써 에너지효율을 향상 있게 한 것이다

Description

선형 유도전동기 이용한 선박의 항진추진동력장치{Propulsion and Guidance Power Diving System of a Vessel usding Linear Induction Motor}

본 발명은 선형 유도전동기 이용한 선박의 항진추진동력 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 선형유도 전동기의 구성은 1차측,2차측으로 되어 있는바 1차측은 기존의 회전형 3상유도전동기의 고정자를 잘라 펼쳐 놓은 구조로 슬롯된 규소강판에 3상 권선코일이 감겨져 있다. 그리고 2차측은 회전형 농형유도전기의 회전자 단락도체는 알루미늄과 동등한 도체판으로 대체하고 자성체 코어(core)는 고체의 자성체로 구성한다, 기존의 선박의 추진동력장치는 디젤엔진 등에 발생하는 회전력을 스크루 형태의 회전날개가 형성되는 회전체에 동력을 전달하여 선박의 추진력을 발생하는 것을 선형유도전동기의 1차측과 2차측의 전자기적 플레밍의 왼손의 법칙에 의해서 발생하는 추력을 이용하는 것으로써 해저(강바닥)에는 2차측을 설치하고 그 상부의 선박의 내저면 혹은 측면에는 1차측을 정착하여 1차측 권선에 3상교류 전원를 인가함으로써 발생하는 자속과 2차측 도체판에서 이 자속과 쇄교함으로써 발생하는 유도전류와의 사이에 플레밍의 원손법칙에 의해 추진력을 얻는 차상 1차 방식과 반대로 상부 선박의 내저면 혹은 측면에 2차측을 장착하고 해저(강바닥)에는 1차측을 설치하여 1차측 권선에 3상교류 전원를 인가함으로써 발생하는 유도전류와의 사이에 플레밍 왼손법칙에 의해 추진력을 얻는 지상 1차방식으로 추진동력을 얻는 선박의 항진추진동력장치로 선박의 항진시의 해저면(강바닥)과 선박과의 상하 및 좌우 간격을 일정하게 유지하는 선박 항진추진동력장치를 갖는 구조의 선형유도전동기의 추진력을 추진동력원으로 구성된 것으로 강 및 바다의 기름 및 부유물의 발생을 최소화할 수 있음으로 환경오염을 줄일 수 있으며, 선박의 추진력을 직접구동방식으로 운전케 함으로써 에너지효율을 향상 있게 한 것이다

선박은 부력을 갖고 있고 있기 때문에 육지에 운송수단에 비해 매우 적은 힘으로도 많은 양의 물체를 이동시키는 특징이 있는 바, 종래의 선박 항진은 중유 등의 기름을 이용하여 디젤엔진의 회전력을 스크루를 회전하여 항진하였기 때문에 고유가로 인한 경제적 손실과 추진 효율이 낮으며, 기름유출로 인한 수질오염과 엔진이 내뿜는 연기로 인한 환경오염,공해 등은 지구 온난화에 중요한 원인이 되었던 것이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전 세계적으로 그린운동의 일환으로 선형유도전동기의 추력을 선박의 항진추진동력장치로 하고 선체의 중량에 따른 하중을 부력 작용으로 이용함으로써 육상이동에너지의1/3이하로 소요되기 때문에 해상운송수단으로 선형유도전동기에 의한 전기자기력 에너지를 선박의 추진동력으로이용한다는것은 매우 바람직한 것이다

본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로 이의 발명요지는 선형유도전동기의 동작원리를 이용한 선박의 항진추진동력장치를 함에 있어서 이에 2차측이 바다곳(강바닥)에 고정되고 그상부의 선박의 내저면에 1차측이 고정되는 지상 1차방식과 1차측이 바다속(강바닥)에 고정되고 상부 선박의 내저면에 2차측이 고정되는 차상 1차방식에서 바다속(강바닥)에서 선박이 좌우,상하의 일정간격을 유지하면서 직접 추진력을 얻을 수 있고, 물의 부력에 의한 선박의 하중을 최소화로 추진에너지를 극대화할 수 있는 선박추진 안내제어장치로 구성된 선박의 항진 장치함으로써 기존 회전력을 이용한 선박추진동력장치 보다 에너지 효율 향상과 수질 오염을 방지하게 한 것이다

선박 추진력을 얻기 위한 선형유도전동기의 장착시의 부식과 전기누전 등에 대한 대책으로 방수구조의 1차측 설치방법으로 비자성체의 절연물로 둘러싸인 형태의 방수구조의 선형유도전동기를 선박 내저면 혹은 바다속(강바닥)에 설치하고, 이동시의 1차측과 2차측의 일정 공극을 유지하기 위해서 추진 안내제어장치를 설치함으로써 부하변화에 따른 선박운전의 안전을 해결할 수 있게 한 것이다

이상과 같이 본 발명은 선형 유도전동기의 동작원리를 이용하여 선박이 항진추진동력장치를 함에 있어서 선박의 하중은 물의 부력을 이용하여 선박의 무게 및 수위 변동에 따른 선박 저면과 해저(강바닥)면 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해서는 선박 추진, 안내 장치로 함으로써 적은 에너지로 보다 많은 물체를 운송 할 수 있어서 경제적인 이점이 있을 뿐 아니라 기름 유출, 매연발생 등을 근원적으로 해결하였기 때문에 매우 유용한 발명이다

도 1 은 1차측 이동자 구조의 선형유도전동기
도 2 는 2차측 이동자 구조의 선형유도전동기
도 3 은 종래의 선박 추진동력장치
도 4 는 차상 1차방식의 선형유도전동기를 이용한 실시예도
도 5 는 지상 1차방식의 선형유도전동기를 선박 항진추진장치로써 기계식 및 전자기력식 추진 안내장치를 이용한 실시예도
도 6 은 차상 1차방식의 원통형 구조를 같는 선형유도전동기 원리를 이용한 실시예도
도 7 은 지상 1차방식의 원통형 구조의 선형유도전동기 원리를 이용한 실시예도

본 발명은 선형 유도전동기를 이용한 선박의 항진추진동력장치를 함에 있어서 규소강판과 같은 얇은 자성체 판에 일정한 간격의 슬롯을 만들고, 슬릇내에 3상 코일을 권선한 1차측을 만들고 전압을 인가하면 3상 코일에 흐르는 전류에 의해 기본 자속이 발생케 하며, 이에 대항하는면에 2차측 도체판(7)과 2차측 자성체(6)을 결합된 2차측(8)에는 파라데이 법칙에 의해서 도체판에 전압이유기되며, 유기된 전압에 의해 유도전류가 흐른다. 도체판에 유도성 전류와 1차측에 발생한 자속과 프레밍의 왼손의 법칙에 의해 힘이 발생한다. 이 힘을 선박의 동력원 이용하고, 선박의 부력에 의한 선박의 추진 마찰을 최소화하며, 추진시의 상하 및 좌우의 흔들림을 제어하는 방법으로 기계식 추진 안내장치(12)나 전자기력식 추진안내장치(13)를 설치하여 선박 항진장치를 구현한다 선형유도전도기를 이용한 선박의 항진추진동력장치를 구성하는데 선형유도전도기를 선박의 내저면에 1차측(5)을 설치하고, 해저면(강바닥)에 2차측(8)을 설치하는 차상 1차 방식과 선형유도전동기의 2차측(8)을 선박의 내저면에 설치하고, 해저면(강바닥)에 1차측(5)을 설치하는 지상 1차방식을 구현한다. 수위와 부하변동에 따른 선박의 상하 및 좌우 변동에 따른 1,2차측(5,8)의 일정간격을 유지하기 위해서는 기계식 추진안내장치(12)로 강바닥에 설치된 구조물수로(11)에 선박 안내바퀴를 고정하는 식으로 상하 및 좌우 흔들림을 최소화하는 구조로 설치하는 방식 과 전자기력식 추진안내장치(13)는 강바닥에 구조물수로(11)에 일정모양의 자성체 트랙을 설치하고, 선박에 제어용 전자석 코어에 코일을 권선하여 일정 간격이 되게끔 제어하는 전자기력을 제어하는 장치가 된다. 선형유도전동기의 1차측과 2차측의 형상설계는 직사각형의 구조가 되게하고 규소강판을 성층하는 구조와 원통형타입이 되게하고 규소강판을 성층하여 1차측 코일을 권선하게 한다 또한, 2차측도 직사각형형태의 구조로 제작하여 결합하는 방법과 원통형 구조로 롤링하여 제작케 한다

1 - 1차측 철심 2 - 권선코일
3 - 1차측 슬롯(slot) 4 - 1차측 치(teeth)
5 - 1차측(Primary) 6 - 2차측 자성체
7 - 2차측 도체판 8 - 2차측(Secondary)
9 - 기계적 공극 10 - 이동자(Vessel)
11 - 구조물수로 12 - 기계식 추진안내장치
13 - 전자기력식 추진안내장치 15 - 기존의 선박항진추진장치
16 - 스크루

Claims

선형 유도전동기의 원리를 이용하여 선박의 항진 추진 동력장치를 함에 있어서 해저(강바닥)과 선박 내저면과 상하, 좌우의 일정 간격으로 운행할수 있는 추진 안내제어장치가 있는 구조로 1차측(5)의 권선코일(2)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속과 2차측(8)의 도체판(7)과 자성체(6)로 구성된 자로에서 도체판(7)과 쇄교하는 자속에 의해서 생기는 유도전류와의 사이에 프레밍의 왼손법칙(Faraday's law)에 의해 추진력을 얻는 방식의 1,2차측의 구조가 직각형과 원통형의 구조를 선형유도전동기를 이용한 선박의 동력 추진장치
청구항 1에 있어서 안내제어장치는 기계식 추진안내장치(12)로써 바퀴방식으로 상하,좌우방향으로 구조물수로(11)의 하단부와 선박의 하단부와 일정간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 선형유도전동기를 이용한 선박의 항진추진동력장치
청구항 1에 있어서 전자기력식 추진안내장치(13)가 전자기력에 의한 부상과 안내력을 조절하는 전자기 방식으로 상하,좌우방향으로 구조물수로(11)의 하단부와 일정간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 선형 유도전동기를 이용한 선박의 항진추진동력장치