KR20160056968A - 선박용 추력 발생장치 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선체의 일측면에 회전 가능하게 설치되는 제1회전부, 선체의 타측면에 회전 가능하게 설치되는 제2회전부, 및 바람을 이용하여 선체를 이동시키기 위한 추력을 발생시키기 위해 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부 중에서 적어도 하나를 회전시키는 구동부를 포함하는 선박용 추력 발생장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

Description

선박용 추력 발생장치 및 이를 포함하는 선박{Apparatus for Generating Thrust and Ship Including the same}
본 발명은 바람을 이용하여 추력을 발생시키기 위한 선박용 추력 발생장치 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.
일반적으로 선박은 동력수단을 이용하여 액체에서 이동할 수 있는 수단으로, 승객, 화물 등을 목적지까지 운송하기 위한 운송선, 어패류를 포획하기 위한 어선, 군사 목적으로 만들어진 군함 등 다양한 분야에서 이용된다. 이러한 선박들은 점점 대형화되고 있다. 예컨대, 운송선의 경우 국가 간의 무역 거래가 증가하고, 고유가 현상 등이 지속되면서 한번에 많은 물량을 운송하기 위해 크기가 점점 대형화되고 있는 추세이다.
선박이 대형화되면, 그에 설치되는 엔진의 크기도 대형화되므로 운항시에 배출하는 배기가스의 양도 증가하게 된다. 최근에는 유해물질의 배출이 제한되는 배출제한구역(ECA, Emission Control Areas)과 같은 환경보호구역이 늘어나고, 환경보호 규제가 강화되고 있으므로 대형엔진이 설치되었음에도 유해물질 배출을 줄이기 위해 출력을 감소시켜야 하는 경우가 많아지고 있다.
따라서, 선박 운항시에 발생하는 바람과 같은 기체를 이용할 수 있는 친환경적인 선박을 구현하여 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 선박을 운용하는데 드는 비용을 줄일 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 바람을 이용하여 추력을 발생시킬 수 있는 선박용 추력 발생 장치 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치는 선체의 일측면에 회전 가능하게 설치되는 제1회전부; 선체의 타측면에 회전 가능하게 설치되는 제2회전부; 및 바람을 이용하여 선체를 이동시키기 위한 추력을 발생시키기 위해 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부 중에서 적어도 하나를 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에 있어서, 상기 구동부는 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부가 회전하면서 각각 발생시키는 측력이 서로 상쇄되도록 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부를 서로 반대되는 방향으로 회전시킬 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에 있어서, 상기 구동부는 선체가 타측면에서 일측면을 향하는 방향으로 조향하는 경우, 상기 제1회전부를 회전시키고 상기 제2회전부를 정지시킬 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치는 바람의 세기를 측정하기 위한 센서부를 포함할 수 있다. 상기 구동부는 상기 센서부가 측정한 바람의 세기에 따라 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부 중에서 적어도 하나의 회전속도를 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에 있어서, 상기 제1회전부는 회전방향을 따라 형성된 둘레면이 곡면을 이루며 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에 있어서, 상기 제1회전부는 선체의 선미로부터 이격된 거리에 비해 선체의 선수로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 설치되고, 상기 제2회전부는 상기 제1회전부에 대칭되는 위치에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에 있어서, 상기 제1회전부는 선체의 일측면 및 타측면이 평행한 위치에서 선체의 일측면에 설치되고, 상기 제2회전부는 상기 제1회전부에 대칭되는 위치에서 선체의 타측면에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에 있어서, 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부는 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향으로 서로 이격되게 복수개가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 선박은 추력을 발생시키는 엔진, 상기 엔진이 설치되는 선체, 및 상기 선체에 설치되는 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 추력 발생장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 운항시 발생하는 바람을 이용하여 추력을 발생시킴으로써 친환경적으로 추진력을 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 추진하는데 소모하는 연료를 절감할 수 있다.
본 발명은 바람을 이용하여 선체가 더 빠른 속도로 이동하는 것을 가능하게 함으로써, 선박의 성능을 향상시키는데 기여할 수 있다.
본 발명은 화물을 적재하는 선체 위의 적재공간이 협소해지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치를 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치를 설명하기 위한 평면도
도 3은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부를 설명하기 위한 도 2의 A 부분을 확대한 확대도
도 4는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부 및 제2회전부가 서로 반대방향으로 회전하는 것을 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 5는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부만 회전하여 선박의 방향을 바꾸는 것을 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 6은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 바람의 세기에 따라 회전속도를 조절하는 제1회전부 및 제2회전부를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 7은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치가 선박에 복수개 설치되는 것을 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 8은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부가 바람의 저항을 감소시키는 것을 설명하기 위한 도 7의 B 부분을 확대한 확대도
도 9는 본 발명에 따른 선박을 설명하기 위한 개략도
이하에서는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치를 설명하기 위한 개략도, 도 2는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치를 설명하기 위한 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부를 설명하기 위한 도 2의 A 부분을 확대한 확대도, 도 4는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부 및 제2회전부가 서로 반대방향으로 회전하는 것을 설명하기 위한 개략적인 평면도, 도 5는 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부만 회전하여 선박의 방향을 바꾸는 것을 설명하기 위한 개략적인 평면도, 도 6은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 바람의 세기에 따라 회전속도를 조절하는 제1회전부 및 제2회전부를 설명하기 위한 개략적인 평면도, 도 7은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치가 선박에 복수개 설치되는 것을 설명하기 위한 개략적인 평면도, 도 8은 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치에서 제1회전부가 바람의 저항을 감소시키는 것을 설명하기 위한 도 7의 B 부분을 확대한 확대도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 운항시 발생하는 바람과 같은 기체를 이용하여 추력(推力)을 발생시키기 위한 것이다. 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 유체 속에서 회전하는 물체가 회전에 의해 흐름이 가속되는 쪽에서 유체의 흐름 방향에 수직인 방향으로 힘을 발생시키는 마그누스 효과(Magnus Effect)를 이용하여 추력을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선체의 일측면에 회전 가능하게 설치되는 제1회전부(110), 선체의 타측면에 회전 가능하게 설치되는 제2회전부(120), 및 바람을 이용하여 추력을 발생시키기 위해 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부 중에서 적어도 하나를 회전시키는 구동부(130)를 포함한다.
상기 바람은 선체가 이동하면서 상대적으로 발생하는 기체의 흐름 및 기압차이에 따라 자연적으로 발생하는 기체의 흐름을 포함한다. 상기 선체의 일측면은 선수(船首)에서 선미(船尾)를 향하는 방향을 기준으로 상기 선체의 우측면일 수 있다. 이 경우, 상기 선체의 타측면은 상기 선체의 좌측면일 수 있다. 상기 선체의 일측면이 상기 선체의 좌측면이면, 상기 선체의 타측면은 상기 선체의 우측면일 수 있다. 상기 구동부(130)는 상기 선체의 일측면 및 타측면에 설치된 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)를 회전시킴으로써 마그누스 효과에 의해 추력을 발생시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 다음과 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 바람을 이용하여 추력을 발생시키므로 추력을 발생시키는데 소모하는 연료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 연료 절감에 따른 유해물질 배출량을 감소시키므로 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 바람을 이용하여 운항 속도를 증가시키므로 선박의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전체적인 운항 시간을 단축할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선체의 일측면 및 타측면에 설치되므로 화물이 적재되는 선체 위의 적재공간이 협소해지는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 상기 제1회전부(110), 상기 제2회전부(120) 및 상기 구동부(130)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제1회전부(110)는 선체의 일측면에 설치된다. 예컨대, 상기 선체의 일측면은 상기 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향을 기준으로 상기 선체의 우측면일 수 있다. 상기 제1회전부(110)는 상기 선체의 일측면에 설치됨으로써 사람이 탑승하거나 화물이 적재되는 선체 위의 공간이 협소해지는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1회전부(110)는 상기 선체에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제1회전부(110)는 상기 구동부(130)에 의해 회전할 수 있다. 상기 제1회전부(110)는 선체를 따라 이동하는 기체의 흐름 방향과 같은 방향으로 회전한다. 예컨대, 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향으로 바람이 불면(W), 상기 바람은 상기 선수를 기준으로 나뉘어 선체의 우측면 및 좌측면을 따라 흐르게 된다. 이 경우, 상기 제1회전부(110)는 상기 선체의 우측면을 따라 흐르는 바람의 방향과 일치하는 제1방향(R1)으로 회전한다. 예컨대, 상기 제1방향(R1)은 반시계 방향일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1회전부(110)는 제1방향(R1)으로 회전함으로써, 마그누스 효과에 의해 상기 바람의 흐름 방향과 수직 방향으로 제1힘(F1)을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 제1회전부(110)는 상기 선체의 우측면을 따라 흐르는 바람의 방향과 같은 방향으로 회전함으로써 상기 선체의 우측면을 따라 흐르는 바람의 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1회전부(110)는 선체와 바람 사이에 발생하는 마찰 저항을 감소시킬 수도 있다. 상기 제1회전부(110)가 회전함에 따라 마그누스 효과에 의해 발생한 제1힘(F1)은 상기 선체의 선수를 향해 발생하는 제1추력(F1A)과 상기 선체의 우측을 향해 발생하는 제1측력(F1B)의 합으로 형성될 수 있다.
상기 제1회전부(110)는 회전 속도가 조절될 수 있다. 예컨대, 상기 제1회전부(110)는 상기 구동부(130)가 제공하는 구동력의 크기에 따라 회전 속도가 조절될 수 있다. 상기 제1회전부(110)는 회전 속도가 조절됨으로써 제1힘(F1)의 크기를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제1회전부(110)는 선체의 일측면에 불어오는 바람의 세기가 강할 때 빠르게 회전됨으로써 제1힘(F1)의 크기를 증가시킬 수 있다. 상기 제1회전부(110)는 회전 방향을 따라 형성된 둘레면이 곡면을 이루며 형성된다. 이에 따라, 상기 제1회전부(110)는 곡면으로 형성된 선수의 일측면을 따라 흐르는 바람과 상충되는 것을 방지하면서 바람에 접촉할 수 있다. 상기 제1회전부(110)는 상기 바람의 흐름 속도보다 더 빠른 속도로 회전함으로써 접촉된 바람의 흐름 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1회전부(110)는 바람이 상기 선체와 접촉하는 시간을 단축시킴으로써 마찰 저항을 감소시킬 수 있다.
상기 제1회전부(110)는 선체의 선미로부터 이격된 거리에 비해 선체의 선수로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 설치된다. 즉, 상기 제1회전부(110)는 선수의 우측 곡면부에 설치된다. 이 경우, 상기 제2회전부(120)는 상기 제1회전부(110)에 대칭되는 선수의 좌측 곡면부에 설치된다. 선박이 운항할 경우, 상기 선체는 추진하는 방향과 반대 방향으로 기체의 저항을 받는다. 여기서, 상기 선체의 선수는 선미보다 앞쪽에 위치하여 기체를 뚫고 추진해야 하므로 선미에 비해 더 큰 저항을 받는다. 이에 따라, 상기 제1회전부(110)는 선체의 선미보다 선수에 가까운 선체의 일측면에 설치되어 회전함으로써, 선체에서 마찰 저항이 가장 크게 발생하는 선수 일측면의 마찰 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 제1회전부(110)는 상기 선체의 선수 일측면에 설치되어 회전함으로써, 마그누스 효과에 의해 선박의 추진 방향을 좌측으로 변경할 수도 있다. 이 경우, 상기 제2회전부(120)는 정지 상태이거나 회전을 멈춤으로써 제2힘(F2)을 발생시키지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선박이 운항 항로를 변경하기 위해 소모하는 연료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제2회전부(120)의 가동을 멈춤으로써 전력도 절감할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 제2회전부(120)는 선체의 타측면에 설치된다. 예컨대, 상기 선체의 타측면은 상기 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향을 기준으로 상기 선체의 좌측면일 수 있다. 상기 제2회전부(120)는 상기 선체의 타측면에 설치됨으로써 사람이 탑승하거나 화물이 적재되는 선체 위의 공간이 협소해지는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2회전부(120)는 상기 선체에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제2회전부(120)는 상기 구동부(130)에 의해 회전할 수 있다. 상기 제2회전부(120)는 선체를 따라 이동하는 기체의 흐름 방향과 같은 방향으로 회전한다. 예컨대, 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향으로 바람이 불면(W), 상기 바람은 상기 선수를 기준으로 나뉘어 선체의 우측면 및 좌측면을 따라 흐르게 된다. 이 경우, 상기 제2회전부(120)는 상기 선체의 좌측면을 따라 흐르는 바람의 방향과 일치하는 제2방향(R2)으로 회전한다. 예컨대, 상기 제2방향(R2)는 시계 방향일 수 있다. 이에 따라, 상기 제2회전부(120)는 제2방향(R2)으로 회전함으로써, 마그누스 효과에 의해 상기 바람의 흐름 방향과 수직 방향으로 제2힘(F2)을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 제2회전부(120)는 상기 선체의 좌측면을 따라 흐르는 바람의 방향과 같은 방향으로 회전함으로써 상기 선체의 좌측면을 따라 흐르는 바람의 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2회전부(120)는 선체와 바람 사이에 발생하는 마찰 저항을 감소시킬 수도 있다. 상기 제2회전부(120)가 회전함에 따라 마그누스 효과에 의해 발생한 제2힘(F2)은 상기 선체의 선수를 향해 발생하는 제2추력(F2A, 도 4에 도시됨)과 상기 선체의 좌측을 향해 발생하는 제2측력(F2B, 미도시)의 합으로 형성될 수 있다.
상기 제2회전부(120)는 회전 속도가 조절될 수 있다. 예컨대, 상기 제2회전부(120)는 상기 구동부(130)가 제공하는 구동력의 크기에 따라 회전 속도가 조절될 수 있다. 상기 제2회전부(120)는 회전 속도가 조절됨으로써 제2힘(F2)의 크기를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제2회전부(120)는 선체의 타측면에 불어오는 바람의 세기가 강할 때 빠르게 회전됨으로써 제2힘(F2)의 크기를 증가시킬 수 있다. 상기 제2회전부(120)는 회전 방향을 따라 형성된 둘레면이 곡면을 이루며 형성된다. 이에 따라, 상기 제2회전부(120)는 곡면으로 형성된 선수의 타측면을 따라 흐르는 바람과 상충되는 것을 방지하면서 바람에 접촉할 수 있다. 상기 제2회전부(120)는 상기 바람의 흐름 속도보다 더 빠른 속도로 회전함으로써 접촉된 바람의 흐름 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 제2회전부(120)는 바람이 상기 선체와 접촉하는 시간을 단축시킴으로써 마찰 저항을 감소시킬 수 있다.
상기 제2회전부(120)는 선체의 선미로부터 이격된 거리에 비해 선체의 선수로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 설치된다. 즉, 상기 제2회전부(120)는 선수의 좌측 곡면부에 설치된다. 이 경우, 상기 제1회전부(110)는 상기 제2회전부(120)에 대칭되는 선수의 우측 곡면부에 설치된다. 선박이 운항할 경우, 상기 선체는 추진하는 방향과 반대 방향으로 기체의 저항을 받는다. 여기서, 상기 선체의 선수는 선미보다 앞쪽에 위치하여 기체를 뚫고 추진해야 하므로 선미에 비해 더 큰 저항을 받는다. 이에 따라, 상기 제2회전부(120)는 선체의 선미보다 선수에 가까운 선체의 타측면에 설치되어 회전함으로써, 선체에서 마찰 저항이 가장 크게 발생하는 선수 타측면의 마찰 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 제2회전부(120)는 상기 선체의 선수 타측면에 설치되어 회전함으로써, 마그누스 효과에 의해 선박의 추진 방향을 우측으로 변경할 수도 있다. 이 경우, 상기 제1회전부(110)는 정지 상태이거나 회전을 멈춤으로써 제1힘(F1)을 발생시키지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선박이 운항 항로를 변경하기 위해 소모하는 연료를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제1회전부(110)의 가동을 멈춤으로써 전력도 절감할 수 있다.
도 3 내지 도 8을 참고하면, 상기 구동부(130)는 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120) 중에서 적어도 하나를 회전시킨다. 이에 따라, 상기 구동부(130)는 바람을 이용하여 선체를 이동시키기 위한 추력을 발생시킬 수 있다. 상기 구동부(130)는 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)를 회전시키기 위해 제1구동기구(131) 및 제2구동기구(132)를 포함할 수 있다.
상기 제1구동기구(131)는 상기 제1회전부(110)를 회전시키기 위한 구동력을 제공한다. 예컨대, 상기 제1구동기구(131)는 모터일 수 있다. 상기 제1구동기구(131)는 상기 구동부(130)의 제어에 따라 상기 제1회전부(110)를 제1방향(R1) 또는 제1방향과 반대되는 제2방향(R2)으로 회전시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제1구동기구(131)가 상기 제1회전부(110)를 제1방향으로 회전시키면, 상기 제1회전부(110)는 제1힘(F1)을 발생시킬 수 있다. 상기 제1구동기구(131)는 상기 제1회전부(110)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제1구동기구(131)는 높은 전압을 공급받음으로써 상기 제1회전부(110)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 상기 제1구동기구(131)는 낮은 전압을 공급받음으로써 상기 제1회전부(110)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다. 상기 제1구동기구(131)는 전압이 차단됨으로써 상기 제1회전부(110)를 정지시킬 수도 있다.
상기 제2구동기구(132)는 상기 제2회전부(120)를 회전시키기 위한 구동력을 제공한다. 예컨대, 상기 제2구동기구(132)는 모터일 수 있다. 상기 제2구동기구(132)는 상기 구동부(130)의 제어에 따라 상기 제2회전부(120)를 제2방향(R2) 또는 제2방향과 반대되는 제1방향(R1)으로 회전시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제2구동기구(132)가 상기 제2회전부(120)를 제2방향으로 회전시키면, 상기 제2회전부(120)는 제2힘(F2)을 발생시킬 수 있다. 상기 제2구동기구(132)는 상기 제2회전부(120)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제2구동기구(132)는 높은 전압을 공급받음으로써 상기 제2회전부(120)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 상기 제2구동기구(132)는 낮은 전압을 공급받음으로써 상기 제2회전부(120)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다. 상기 제2구동기구(132)는 전압이 차단됨으로써 상기 제2회전부(120)를 정지시킬 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기 구동부(130)는 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)가 회전하면서 각각 발생시키는 측력이 서로 상쇄되도록 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)를 서로 반대되는 방향으로 회전시킬 수 있다. 이 경우, 선체의 일측면과 타측면이 받는 바람의 세기가 동일하다고 가정할 때 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)의 회전 속도는 동일할 수 있다. 상기 구동부(130)는 상기 제1구동기구(131) 및 상기 제2구동기구(132)에 공급하는 전류의 방향을 반대로 함으로써 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)를 서로 반대되는 방향으로 회전시킬 수 있다. 상기 구동부(130)가 상기 제1회전부(110)를 제1방향(R1)으로 회전시키면, 제1힘(F1)이 발생된다. 상기 구동부(130)가 상기 제2회전부(120)를 제2방향(R2)으로 회전시키면, 제2힘(F2)이 발생된다. 상기 제1힘(F1)은 제1추력(F1A)과 제1측력(F1B)의 합력이다. 상기 제2힘(F2)는 제2추력(F2A)과 제2측력(F2B)의 합력이다. 상기 제1측력(F1B)과 상기 제2측력(F2B)은 크기가 서로 동일하고, 서로 대칭되는 위치에서 측력이 발생하므로 서로 상쇄될 수 있다. 이 경우, 선체의 일측면에는 제1추력(F1A)이 남게되고, 선체의 타측면에는 제2추력(F2A)이 남게된다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 바람을 이용하여 선박이 추진하는 방향으로 상기 제1추력(F1A) 및 상기 제2추력(F2B)을 발생시킴으로써 추진하는데 소모하는 연료를 절감할 뿐만 아니라, 운항 속도를 증가시킬 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 구동부(130)는 상기 제1회전부(110)를 회전시키고 상기 제2회전부(120)를 정지시킬 수 있다. 이에 따라, 선체는 타측면에서 일측면을 향하는 방향으로 조향될 수 있다. 예컨대, 상기 구동부(130)는 상기 제1구동기구(131)에 전원을 공급하고, 상기 제2구동기구(132)에 전원을 차단함으로써 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)를 제어할 수 있다. 상기 구동부(130)는 상기 제1회전부(110)를 제1방향(R1)으로 회전시킴으로써 상기 선체의 일측면에 제1힘(F1)을 발생시킬 수 있다. 이 경우, 상기 구동부(130)는 상기 제2회전부(120)를 정지시킴으로써 선체의 타측면에 제2힘(F2)을 발생시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 선박은 선체의 타측면에서 일측면을 향하는 방향으로 조향되어 추진할 수 있다. 상기 구동부(130)는 상기 제2회전부(120)를 회전시키고 상기 제1회전부(110)를 정지시킴으로써 선체의 일측면에서 타측면을 향하는 방향으로 선체를 조향시킬 수도 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선박을 조향하기 위해 엔진에 공급되는 연료를 절감할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 센서부(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 센서부(140)는 바람의 세기를 측정하기 위해 설치된다. 예컨대, 상기 센서부(140)는 바람의 속도를 측정하는 풍속계와 연결됨으로써 바람의 세기를 측정할 수 있다. 상기 센서부(140)는 선체에 한 개만 설치되어 바람의 세기를 측정할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 선체에 복수개 설치되어 선체 각 부분이 받는 바람의 세기를 측정할 수도 있다. 예컨대, 상기 센서부(140)는 상기 제1회전부(110)에 설치되는 제1센서부(141) 및 상기 제2회전부(120)에 설치되는 제2센서부(142)를 통해 선체의 일측면 및 타측면이 받는 바람의 세기를 측정할 수도 있다. 상기 센서부(140)는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 구동부(130)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 센서부(140)는 측정한 바람의 세기에 대한 정보를 상기 구동부(130)에 제공할 수 있다. 상기 구동부(130)는 상기 센서부(140)가 측정한 바람의 세기에 따라 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120) 중에서 적어도 하나의 회전 속도를 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 제1센서부(141)에서 측정한 바람의 세기가 상기 제2센서부(142)에서 측정한 바람의 세기보다 강할 경우, 상기 구동부(130)는 상기 제1회전부(110)를 상기 제2회전부(120)보다 더 느리게 회전시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제2센서부(142)에서 측정한 바람의 세기가 상기 제1센서부(141)에서 측정한 바람의 세기보다 강할 경우, 상기 구동부(130)는 상기 제2회전부(120)를 상기 제1회전부(110)보다 더 느리게 회전시킴으로써 선체의 일측면 및 타측면이 받는 바람의 세기에 대한 균형을 맞출 수도 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선체의 일측면 및 타측면이 받는 바람의 세기가 불균형할 경우 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)의 회전 속도를 서로 다르게 조절함으로써, 선체가 받는 바람의 세기에 대한 균형을 맞추어 선박의 추진 방향이 변경되는 것을 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 상기 제1회전부(110)는 선체의 일측면 및 타측면이 평행한 위치에서 선체의 일측면에 설치되고, 상기 제2회전부(120)는 상기 제1회전부(110)에 대칭되는 위치에서 선체의 타측면에 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)는 선체의 선수와 선미의 중간 부분에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1회전부(110)는 상기 선체의 일측면에 대해 수직 방향에 위치하게 되고, 상기 제2회전부(120)는 상기 선체의 타측면에 대해 수직 방향에 위치하게 된다. 이것은 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)가 상기 선체의 일측면 및 타측면을 따라 흐르는 바람과 수직으로 위치되는 것을 의미한다. 상기 제1회전부(110) 및 제2회전부(120)가 상기 바람과 수직으로 위치하게 되면, 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)가 회전하여도 제1추력(F1A', 미도시) 및 제2추력(F2A', 미도시)은 발생하지 않고 제1측력(F1B') 및 제2측력(F2B')만 발생하게 된다. 상기 선체의 일측면 및 타측면이 받는 바람의 세기가 같다면, 상기 제1측력(F1B') 및 상기 제2측력(F2B')은 크기가 서로 동일하고 서로 대칭되는 위치에서 발생하므로 서로 상쇄될 수 있다. 이에 따라, 상기와 같은 경우 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)는 회전함으로써 각각 선체의 일측면 및 타측면을 따라 흐르는 바람을 가속시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 상기와 같은 경우 선체를 추진시키기 위한 추력보다는 상기 선체의 일측면 및 타측면의 마찰 저항을 감소시킴으로써 선박이 추진하는데 소모하는 연료를 절감할 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제1회전부(110) 및 상기 제2회전부(120)는 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향으로 서로 이격되게 복수개 설치될 수 있다. 이 경우, 선체의 선수에 가깝게 설치된 상기 제1회전부(110)들 및 상기 제2회전부(120)들은 제1추력(F1A) 및 제2추력(F2A)를 발생시킴으로써 선박의 추진력을 보강하여 운항 속도를 증가시킬 수 있다. 선체의 선미에 가깝게 설치된 상기 제1회전부(110)들 및 상기 제2회전부(120)들은 선체의 일측면 및 타측면을 따라 흐르는 기체를 가속시켜 선체의 일측면 및 타측면과 기체 사이에 발생하는 마찰 저항을 감소시킴으로써 선박의 운항 속도를 더 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 선박의 운항 속도를 증가시킴으로써 전체적인 운항 시간을 단축시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 선박의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 선박을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 선박(200)은 추력을 발생시키는 엔진(210) 및 상기 엔진(210)이 설치되는 선체(220)를 포함한다. 본 발명에 따른 선박(200)은 상술한 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)를 더 포함한다. 본 발명에 따른 선박용 추력 발생장치(100)는 상술한 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 발명에 따른 선박(200)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명에 따른 선박(200)은 선체(220)에 불어오는 바람을 이용하여 추력을 발생시키도록 구현됨으로써, 바람에 대한 저항을 극복하기 위해 추가로 연료를 연소시킬 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(200)은 운영비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 친환경 선박을 구현할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 선박(200)은 선체(220)에 불어오는 바람을 이용하여 선체(220)의 양측면에서 독립적으로 추력을 발생시키도록 구현됨으로써, 조향을 변경하기 위해 소모하는 연료를 절감할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 선박(200)은 상기 추력 발생장치(100)가 선체(220)의 양측면에 설치됨으로써 사람이 탑승하거나 화물이 적재되는 선체(220) 내부 또는 선체(220) 위의 적재공간이 협소해지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선박(200)은 탑승 인원 및 화물 적재량을 증가시킬 수 있으므로 운항에 대한 이윤을 증대시킬 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 상기 엔진(210)은 상기 선체(220)를 이동시키기 위한 추진력을 발생시킨다. 상기 엔진(210)은 상기 선체(220)의 외부에 설치된 프로펠러와 같은 추진장치를 회전시킴으로써, 추진력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진(210)은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 디젤엔진(Diesel Engine), 경유와 LNG를 연료로 사용하는 혼소엔진(Dual Feul Engine), 및 가스엔진(Gas Engine) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 디젤엔진은 경유 또는 중유를 연료로 사용하는 것이다. 상기 혼소엔진은 경유와 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 것이다. 상기 가스엔진은 액화석유가스(LPG), 석탄가스, 목탄가스, 천연가스 등의 가스를 연료로 사용하는 것이다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 상기 선체(220)에는 상기 엔진(210)이 설치된다. 상기 선체(220)는 본 발명에 따른 선박(200)의 전체적인 외관을 이룬다. 상기 선체(220)는 강 또는 해수와 같은 액체 위에 떠서 운항한다. 상기 선체(220)는 상기 선박(100)이 운항함에 따라 운항을 저지하는 방향으로 부는 바람으로 인해 마찰 저항을 받을 수 있다. 상기 선체(220)는 상기 바람의 세기가 클수록 마찰 저항을 더 크게 받을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 선박(200)은 상기 바람을 이용하여 추력을 발생시킴으로써 연비를 향상시킬 수 있다.
100 : 선박용 추력 발생장치
110 : 제1회전부 120 : 제2회전부
130 : 구동부 140 : 센서부
200 : 선박

Claims (9)

  1. 선체의 일측면에 회전 가능하게 설치되는 제1회전부;
    선체의 타측면에 회전 가능하게 설치되는 제2회전부; 및
    바람을 이용하여 선체를 이동시키기 위한 추력을 발생시키기 위해 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부 중에서 적어도 하나를 회전시키는 구동부를 포함하는 선박용 추력 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부가 회전하면서 각각 발생시키는 측력이 서로 상쇄되도록 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부를 서로 반대되는 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 선체가 타측면에서 일측면을 향하는 방향으로 조향하는 경우, 상기 제1회전부를 회전시키고 상기 제2회전부를 정지시키는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    바람의 세기를 측정하기 위한 센서부를 포함하고,
    상기 구동부는 상기 센서부가 측정한 바람의 세기에 따라 상기 제1회전부 및 상기 제2회전부 중에서 적어도 하나의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전부는 회전방향을 따라 형성된 둘레면이 곡면을 이루며 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전부는 선체의 선미로부터 이격된 거리에 비해 선체의 선수로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 설치되고, 상기 제2회전부는 상기 제1회전부에 대칭되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전부는 선체의 일측면 및 타측면이 평행한 위치에서 선체의 일측면에 설치되고, 상기 제2회전부는 상기 제1회전부에 대칭되는 위치에서 선체의 타측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1회전부 및 상기 제2회전부는 선체의 선수에서 선미를 향하는 방향으로 서로 이격되게 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 추력 발생장치.
  9. 추력을 발생시키는 엔진;
    상기 엔진이 설치되는 선체; 및
    상기 선체에 설치되는 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 추력 발생장치를 포함하는 선박.
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