KR20170032970A - 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치 및 방법 - Google Patents

호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치 및 방법이 개시된다.
본 발명에 따르면, 상하 운동을 하는 중량물이 하강 운동을 할 때 발생하는 에너지를 유압 에너지로서 회수한 후 이를 전기 에너지 또는 운동 에너지로 변환하여 이를 에너지 수요처에 공급할 수 있으므로 에너지 활용의 효율성이 증대된다.

Description

호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치 및 방법{Mechanical energy recycling device and method of floating vessel including drilling winch}
본 발명은 해상 부유물에서 소비되는 에너지의 효율성을 증대하기 위한 에너지 재활용 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치 및 방법에 관한 것이다.
해상의 석유 또는 가스를 저장하고 있는 유정 또는 가스정을 시추하기 위한 구조물로서 구비한 반잠수식 시추선(Semi submarine drilling barge) 또는 드릴쉽(Drillship) 등이 있다. 특히, 드릴쉽의 경우 자체적인 추진 수단이 있으므로 한 유정 또는 가스정에서의 시추 작업이 끝난 후 다른 곳으로 이동할 수 있다는 장점이 있으며 특히 석유 또는 가스의 매장량이 비교적 적은 중소 유정 또는 중소 가스정의 시추 작업에 대해 장점을 갖고 있다.
이러한 시추를 위한 구조물은 시추 작업을 위한 드릴 파이프 및 라이저 등의 장비를 구비하게 되는데 이러한 장비들은 시추 작업 과정에서 지속적으로 상하 운동을 한다. 따라서, 이러한 장비들에 상하 운동을 위한 구동력을 전달하는 장치가 필요한데 이를 호이스팅 윈치(Hoisting winch)라고 한다.
이러한 호이스팅 윈치는 상하 운동을 하는 장비와 케이블로 연결된 상태에서 상하 운동을 하는 장비에 구동력을 전달하여 시추 작업의 상황에 따라 적절하게 장비를 상승시키거나 하강시킨다.
한편, 이러한 시추 상황에 있어 상하 운동을 하는 장비의 운동 상태에 따라 상하 운동을 하는 장비로부터 에너지가 생성된다.
이러한 에너지를 소비하지 않는 경우, 역기전력이 발생하는 등으로 인해 여러가지 문제가 발생할 수 있다. 이러한 에너지를 소비하는 방안으로서 저항 등의 수단을 이용해 열 에너지로 소산하는 방안 등이 있을 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 에너지의 효율적인 이용에 배치되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 해상 부유물에서 시추 작업 등을 위해 상하 운동을 하는 장비의 운동 상태에 따라 생성되는 에너지를 보다 효율적으로 활용하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 해상 부유물에서 이루어지는 에너지 재활용 방법에 있어서, 상기 해상 부유물은 해상 또는 수중의 중량물을 상하 이동시키기 위한 호이스팅 윈치를 포함하며, 상기 호이스팅 윈치에 의해 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 유압 에너지의 형태로 저장하는 단계; 상기 유압 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계; 및 상기 전기 에너지를 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 포함함으로써, 상기 에너지 수요처에 에너지를 공급하기 위해 상기 해상 부유물에 구비된 메인 발전기의 부하를 줄일 수 있는, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법이 제공된다.
상기 호이스팅 윈치는 유압으로 구동되며, 상기 중량물이 상승할 때는 상기 중량물이 상승할 수 있도록 상기 중량물에 구동력을 제공하고, 상기 중량물이 하강할 때는 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 공급받는 유압 모터 겸 펌프; 를 포함할 수 있다.
상기 유압 에너지는 어큐뮬레이터(accumulator)에 저장될 수 있다.
상기 유압 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계는 상기 메인 발전기와 별도로 구비된 재생용 발전기에서 상기 어큐뮬레이터에 저장된 유압 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써 이루어질 수 있다.
상기 유압 에너지로부터 변환된 상기 전기 에너지가 정류기(Rectifier)에 의해 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 정류될 수 있다.
상기 유압 에너지로부터 변환된 상기 전기 에너지가 상기 에너지 수요처에 공급되기 전에 상기 에너지 수요처에서 요구되는 전압으로 변압하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 해상 부유물에서 이루어지는 에너지 재활용 방법에 있어서, 상기 해상 부유물은 해상 또는 수중의 중량물을 상하 이동시키기 위한 호이스팅 윈치를 포함하며, 상기 호이스팅 윈치에 의해 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 유압 에너지의 형태로 저장하는 단계; 상기 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계; 및 상기 운동 에너지를 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 포함함으로써, 상기 에너지 수요처에 에너지를 공급하기 위해 상기 해상 부유물에 구비된 메인 발전기의 부하를 줄일 수 있는, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법이 제공된다.
상기 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계는 플라이휠(Flywheel)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 유압 에너지로부터 변환된 운동 에너지를 전기 에너지로 변환한 후 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르면, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치에 있어서, 해상 또는 수중에 있는 중량물을 상하 운동하도록 하며, 상기 중량물이 하강 운동하는 경우 발생하는 에너지를 유체가 갖는 유압 에너지로 변환하는 호이스팅 윈치; 및 상기 중량물이 하강 운동하는 경우 발생하는 에너지를 유체가 갖는 유압 에너지의 형태로 저장하는 어큐뮬레이터; 를 포함하고, 상기 호이스팅 윈치는 유압으로 구동되며, 상기 중량물이 상승할 때는 상기 중량물이 상승할 수 있도록 상기 중량물에 구동력을 제공하고, 상기 중량물이 하강할 때는 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 공급받는 유압 모터 겸 펌프; 를 포함하는, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치가 제공된다.
상기 호이스팅 윈치는 상기 중량물이 상승할 때 유체를 압축하여 상기 유압 모터 겸 펌프에 유체를 공급함으로써 상기 유압 모터 겸 펌프에 유압 에너지를 공급하는 펌프; 및 상기 중량물이 상승할 때 상기 펌프에 유체 압축을 위한 전력을 공급하는 전기 모터; 를 더 포함할 수 있다.
상기 어큐뮬레이터에 저장된 유압 에너지를 전기 에너지로 변환하는 재생용 발전기; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 해상 부유물에서 시추 작업 등을 위해 상하 운동을 하는 장비의 운동 상태에 따라 생성되는 에너지를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 해상 부유물에 구비되는 중량물이 상승하는 경우 에너지의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 해상 부유물에 구비되는 중량물이 하강하는 경우 에너지의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치를 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명될 것이나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
한편, 본 발명은 해상 또는 수중에서 상하 이동하는 중량물, 및 중량물을 해상 또는 수중에서 상하 이동할 수 있도록 하는 호이스팅 윈치가 구비되는 해상 부유물에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명이 적용되는 해상 부유물은 시추 작업을 위한 드릴 파이프 및 라이저를 상하 이동시키기 위한 호이스팅 윈치가 구비되는 반잠수식 시추선, 또는 드릴쉽에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 해상 부유물에 구비되는 중량물이 상승하는 경우 유압 에너지의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 1에는 해상 또는 수중을 상하 이동하는 중량물(50), 중량물(50)이 상하 이동할 수 있도록 중량물(50)에 구동 에너지를 제공하거나 중량물(50)로부터 에너지를 제공받는 유압 모터 겸 펌프(10), 및 중량물(50)과 유압 모터 겸 펌프(10) 사이의 에너지를 전달하는 케이블(60)이 도시되어 있다.
한편, 본 발명에서의 유압 모터 겸 펌프(10)는 유압으로 작동하며, 필요에 따라 유체가 갖는 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 모터로서 작동할 수 있고, 또는 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급되는 운동 에너지를 유체가 갖는 유압 에너지로 변환하는 펌프로서도 작동할 수 있는 구성이다. 하기에서 설명하겠지만, 본 발명에서의 유압 모터 겸 펌프(10)는 중량물(50)이 상승하는 경우에는 모터로서 작동하고, 중량물(50)이 하강하는 경우에는 펌프로서 작동한다. 또한, 유압 모터 겸 펌프(10)는 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급되는 유체의 유량을 가변적으로 제어할 수 있는 구성일 수 있다.
한편, 중량물(50)은 시추 작업을 위해 상하 운동을 하는 드릴 파이프, 및 라이저를 포함할 수 있다.
또한, 도 1에는 유체를 공급받아 유압 에너지 형태로 저장하거나, 반대로 유체를 배출하여 유압 에너지를 다른 구성에 공급하는 어큐뮬레이터(Accumulator)(20)가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 어큐뮬레이터(20)는 유압 모터 겸 펌프(10)에 연결될 수 있다.
유압 에너지는 유체의 압력에 의해 갖는 에너지로서, 유압 모터의 경우 이러한 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 구성이며, 유압 펌프의 경우 운동 에너지를 유압 에너지로 변환하는 구성이다. 즉, 유압 모터에 공급되는 유체는 배출되면서 압력이 감소하고, 유압 펌프에 공급되는 유체는 배출되면서 압력이 증가한다.
한편, 어큐뮬레이터(20)와 별도로 구비되며 유압 모터 겸 펌프(10)에 유체를 공급함으로써 유압 모터 겸 펌프(10)에 유압 에너지를 공급하는 유체 공급 장치(40)가 구비될 수 있다. 유압 에너지를 저장하고 있던 어큐뮬레이터(20)로부터 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급되는 유압 에너지의 양이 충분하지 않은 경우 유체 공급 장치(40)에서 추가적으로 유압 에너지를 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급할 수 있다.
한편, 유압 모터 겸 펌프(10)가 모터로서 작동하는 경우 유압 모터 겸 펌프(10)에서 사용되어 배출되는 유체는 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급되는 유체보다 상대적으로 저압이다. 즉, 유압 에너지는 유체의 압력에 비례하므로 유압 모터 겸 펌프(10)가 모터로서 작동하는 경우에는 유압 에너지가 운동 에너지로 변환된 만큼 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급된 유체의 압력은 감소하게 된다. 이러한, 저압의 유체는 저압 탱크(30)에 공급된다. 반대로, 유압 모터 겸 펌프(10)가 펌프로서 작동하는 경우에는 저압의 유체가 저압 탱크(30)로부터 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급되어 고압으로 압축된 후 어큐뮬레이터(20)에 저장될 수 있다. 이하, 도 1을 참조하여 중량물이 상승하는 경우의 에너지의 흐름을 설명하도록 한다.
중량물(50)이 상승하는 것은 중량물(50)이 갖는 위치 에너지가 증가한다는 것이다. 따라서, 중량물(50)을 상승시키기 위해서는 중량물(50)에 그만큼의 에너지를 공급해야한다는 의미이다. 도 1에 따르면 중량물(50)에 이러한 에너지 공급 역할을 유압 모터 겸 펌프(10)가 수행하게 된다. 즉, 중량물(50)이 상승하는 경우 유압 모터 겸 펌프(10)는 공급받은 유압 에너지로부터 운동 에너지를 생성하여 그 에너지를 중량물(50)에 전달하게 된다. 따라서, 중량물(50)이 상승하는 경우에는 유압 모터 겸 펌프(10)가 모터로 작동하게 된다. 즉, 전술한 바와 같이 유압 모터 겸 펌프(10)는 어큐뮬레이터(20), 또는 유체 공급 장치(40)(어큐뮬레이터(20)에서 공급하는 유압 에너지가 충분하지 않은 경우)로부터 유압 에너지를 공급받아 이를 운동 에너지로 변환한 후 그 에너지를 중량물(50)에 전달하게 된다.
한편, 유압 모터 겸 펌프(10)에서 배출된 유체는 저압 탱크(30)에 공급된다. 도시되지는 않았지만 저압 탱크(30)에 공급된 유체는 별도의 라인을 통해 유체 공급 장치(40)에 복귀할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 해상 부유물에 구비되는 중량물이 하강하는 경우 에너지의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2의 구성은 도 1의 구성과 동일하다. 따라서, 도 2의 구성에 대한 설명은 생략하고 중량물(50)이 하강하는 경우의 에너지의 흐름을 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 중량물(50)이 하강하는 경우에는 중량물(50)이 갖는 위치 에너지가 감소하게 된다. 따라서, 중량물(50)의 감소한 위치 에너지의 변화량만큼 케이블(60)을 통해 유압 모터 겸 펌프(10)에 전달된다. 따라서, 중량물(50)이 하강하는 경우, 유압 모터 겸 펌프(10)는 중량물(50)로부터 공급받은 에너지를 이용해 유체를 압축하는 펌프로서 구동된다. 이때, 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급되는 유체는 저압 탱크(30)로부터 공급될 수 있으며, 유압 모터 겸 펌프(10)에서 배출된 유체는 어큐뮬레이터(20)에 공급된다.
한편, 중량물(50)의 하강에 의해 어큐뮬레이터(20)에 충전된 유압 에너지는 다음 단계에서 중량물(50)이 상승하는 경우 유압 모터 겸 펌프(10)에 공급됨으로써 이용될 수 있다. 그러나, 어큐뮬레이터(20)에 충전된 유압 에너지가 유압 모터 겸 펌프(10)에서 필요로 하는 에너지보다 큰 경우 잔여 에너지가 남게 된다. 이러한 잔여 에너지가 소비되지 않는 경우 후술할 바와 같이 유압 모터 겸 펌프(10)와 연결되는 전기 모터에 역기전력이 발생하여 전기 모터의 정상적인 구동에 문제가 생길 수 있다. 따라서, 이러한 잔여 에너지를 소모할 필요가 있다.
이러한 잔여 에너지의 소모 방안으로서 저항(Resistor) 등을 통해 열로 소산시키는 방안이 있다. 그러나, 이러한 방안은 재생 가능한 에너지를 별다른 활용이 없이 열로 소모하는 방식으로서, 에너지 효율의 측면에서 좋지 못하다. 따라서, 본 발명의 목적은 이러한 잔여 에너지를 활용하여 에너지의 효율을 향상시키는 데 있다.
즉, 본 발명은 중량물이 하강하면서 발생하는 에너지를 유압 에너지로 저장한 후 이를 다시 다른 형태의 에너지로 변환하여 에너지 수요처에 공급하는 것에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 해상 부유물에는 메인 발전기(110)가 구비된다. 메인 발전기(110)는 해상 부유물에서 필요로 하는 전기 에너지를 생산하는 구성이다. 메인 발전기(110)는 엔진(120)과 연결될 수 있다.
메인 발전기(110)에서 생산된 전기 에너지는 해상 부유물 상의 여러 전력 수요처(미도시)에 공급되는데 메인 발전기(110)에서 생산된 전기 에너지 중 적어도 일부는 도 1 및 도 2에 도시된 중량물을 상승시키기 위한 구성에 공급될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 메인 발전기(110)에서 생산된 전기 에너지 중 일부는 스위치 보드(140)를 거친 후 적정 전압으로 변압된 후 다시 스위치 보드(140)를 거쳐 호이스팅 윈치(200)에 공급될 수 있다.
호이스팅 윈치(200)는 도 1 내지 도 2에 도시된 중량물(50)의 상하 운동을 제어하기 위한 구성으로서, 전기 모터(210), 펌프(230), 및 유압 모터 겸 펌프(220)를 포함한다. 유압 모터 겸 펌프(220)는 앞서 도 1 내지 도 2에서 설명한 바 있다. 전기 모터(210)는 메인 발전기(110)로부터 공급받은 전기 에너지를 이용하여 펌프(230)를 구동시켜 유체를 압축시킨다. 펌프(230)에서 배출된 압축된 유체는 유압 모터 겸 펌프(10)에 유압 에너지의 형태로 공급된다.
즉, 본 발명에 적용되는 호이스팅 윈치는 단순히 전기로 구동되던 종래의 호이스팅 윈치와 달리 유체의 압력 에너지를 이용한 호이스팅 윈치일 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 호이스팅 윈치(200)에 연결되는 재생용 발전기(130)가 구비된다. 재생용 발전기(130)는 펌프(230)와 축으로 연결되며, 펌프(230)에 의해 전기 에너지를 생산할 수 있다. 재생용 발전기(130)는 교류(AC) 발전기일 수 있다.
재생용 발전기(130)에서 생산된 전기 에너지는 정류기(Rectifier)(160)에 의해 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 정류된 후 변압기(150)를 거쳐 메인 발전기(110) 쪽으로 공급될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치의 작용을 설명하도록 한다.
중량물을 상승시켜야 하는 경우, 전기 모터(210)는 메인 발전기(110)에서 생산된 전기 에너지를 공급받아 펌프(230)를 구동시킴으로써 유체는 유압 모터 겸 펌프(220)에 공급된다. 유체를 공급받은 유압 모터 겸 펌프(220)는 공급받은 유체가 갖고 있는 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하여 이를 이용하여 중량물을 상승시키게 된다. 도 1에서 설명한 바와 같이 어큐뮬레이터(20)에서도 유압 모터 겸 펌프(220)에 유체를 공급할 수 있다. 이때, 유압 모터 겸 펌프(220)는 모터로서 작동한다.
반대로, 중량을 하강시켜야 하는 경우, 도 2에서 설명한 바와 같이 중량물의 위치 에너지의 감소량이 유압 모터 겸 펌프(220)에 공급되고, 이를 이용해 유압 모터 겸 펌프(220)는 유체를 압축시켜 압축된 유체를 어큐뮬레이터(20)에 공급한다. 이후, 어큐뮬레이터(20)에 저장되어 있던 유압 에너지는 펌프(230)에 공급된다. 유압 에너지를 공급받은 펌프(230)는 유압 에너지를 이용해 축으로 연결된 재생용 발전기(130)를 구동시켜 전기 에너지를 생산한다. 재생용 발전기(130)에서 생산된 전기 에너지는 정류기(160), 변압기(150)를 거쳐 메인 발전기(110) 쪽으로 공급된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면 중량물(50)이 하강하면서 발생하는 에너지로부터 재생용 발전기(130)에서 생산된 전기 에너지를 생산한 후 전력 수요처에 공급함으로써 전기 에너지를 생산하기 위한 메인 발전기(110)의 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 저항 등의 수단에 의해 열에너지의 형태로 버려지던 에너지를 활용하므로, 해상 부유물 내에서 에너지의 효율적인 활용이 가능해진다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예는 본 발명의 제1 실시예와 달리 어큐뮬레이터(20)에 저장된 유압 에너지를 플라이휠을 운동 에너지로 변환하는 점에서 차이가 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치는 전기 모터(210)와 펌프(230)를 포함하는 호이스팅 윈치(200), 펌프(230)에 유압 에너지를 공급하는 어큐뮬레이터(20), 펌프(230)로부터 공급받은 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 플라이휠(Flywheel)(170)을 포함한다. 플라이휠(170)은 펌프(230)와 축으로 연결될 수 있다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치의 작용을 설명하도록 한다.
중량물이 상승하는 경우는 본 발명의 제1 실시예와 동일하다. 즉, 메인 발전기로부터 전기 에너지를 공급받은 전기 모터는 펌프를 구동시켜 유체를 압축한 후 유압 모터 겸 펌프에 압축된 유체를 공급하고 유압 모터 겸 펌프에서응 압축된 유체가 갖는 유압 에너지를 변환하여 중량물에 구동력을 전달함으로써 중량물을 상승시킨다.
반대로 중량물이 하강하는 경우, 유압 모터 겸 펌프는 중량물로부터 공급받은 에너지를 이용하여 유체를 압축한 후 압축된 유체를 어큐뮬레이터(20)에 공급한다. 어큐뮬레이터(20)는 압축된 유체를 펌프(230)에 공급하고 펌프는 압축된 유체가 갖는 유압 에너지를 이용하여 축으로 연결된 플라이휠(170)을 구동하여 운동 에너지를 생산한다. 생산된 운동 에너지는 에너지 수요처(180)에 공급될 수 있으며, 또는 별도의 발전기(미도시)를 통해 전기 에너지로 변환된 후에 정류기(160)를 거쳐 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 정류된 후 DC BUS를 거쳐 에너지 수요처(180)에 공급될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 해상 부유물에서 이루어지는 에너지 재활용 방법에 있어서, 상기 해상 부유물은 해상 또는 수중의 중량물을 상하 이동시키기 위한 호이스팅 윈치를 포함하며, 상기 호이스팅 윈치에 의해 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 유압 에너지의 형태로 저장하는 단계; 상기 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계; 및 상기 운동 에너지를 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 포함함으로써, 상기 에너지 수요처에 에너지를 공급하기 위해 상기 해상 부유물에 구비된 메인 발전기의 부하를 줄일 수 있는, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법이 제공된다.
상기 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계는 플라이휠(Flywheel)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르면, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치에 있어서, 해상 또는 수중에 있는 중량물을 상하 운동하도록 하는 호이스팅 윈치; 상기 중량물이 하강 운동하는 경우 발생하는 에너지를 유압 에너지의 형태로 저장하는 어큐뮬레이터; 를 포함하고, 상기 호이스팅 윈치는 유압으로 구동되며, 상기 중량물이 상승할 때는 상기 중량물이 상승할 수 있도록 상기 중량물에 구동력을 제공하고, 상기 중량물이 하강할 때는 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 공급받는 유압 모터 겸 펌프; 를 포함하는, 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치가 제공된다.
상기 재생용 발전기에서 변환된 전기 에너지를 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 변환하는 정류기; 를 더 포함할 수 있다.
상기 재생용 발전기에서 변환된 전기 에너지를 에너지 수요처에 요구하는 전압으로 변압하는 변압기; 를 더 포함할 수 있다.
상기 재생용 발전기에서 변환된 전기 에너지를 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 변환하는 정류기; 를 더 포함할 수 있다.
상기 재생용 발전기에서 변환된 전기 에너지를 에너지 수요처에 요구하는 전압으로 변압하는 변압기; 를 더 포함할 수 있다.
10 - 유압 모터 겸 펌프
20 - 어큐뮬레이터
30 - 저압 탱크
40 - 유체 공급 장치
50 - 중량물
60 - 케이블
110 - 메인 발전기
120 - 엔진
130 - 재생용 발전기
140 - 스위치 보드
150 - 변압기
160 - 정류기
170 - 플라이휠
180 - 에너지 수요처
200 - 호이스팅 윈치
210 - 전기 모터
220 - 유압 모터 겸 펌프
230 - 펌프

Claims (14)

  1. 해상 부유물에서 이루어지는 에너지 재활용 방법에 있어서,
    상기 해상 부유물은 해상 또는 수중의 중량물을 상하 이동시키기 위한 호이스팅 윈치를 포함하며,
    상기 호이스팅 윈치에 의해 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 유체가 갖는 유압 에너지의 형태로 저장하는 단계;
    상기 유압 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계; 및
    상기 전기 에너지를 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 포함함으로써,
    상기 에너지 수요처에 에너지를 공급하기 위해 상기 해상 부유물에 구비된 메인 발전기의 부하를 줄일 수 있는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 호이스팅 윈치는,
    유압으로 구동되며, 상기 중량물이 상승할 때는 상기 중량물이 상승할 수 있도록 상기 중량물에 구동력을 제공하고, 상기 중량물이 하강할 때는 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 공급받는 유압 모터 겸 펌프; 를 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 에너지는 어큐뮬레이터(accumulator)에 저장되는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유압 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계는 상기 메인 발전기와 별도로 구비된 재생용 발전기에서 상기 어큐뮬레이터에 저장된 유압 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써 이루어지는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 에너지로부터 변환된 상기 전기 에너지가 정류기(Rectifier)에 의해 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 정류되는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 에너지로부터 변환된 상기 전기 에너지가 상기 에너지 수요처에 공급되기 전에 상기 에너지 수요처에서 요구되는 전압으로 변압하는 단계; 를 더 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  7. 해상 부유물에서 이루어지는 에너지 재활용 방법에 있어서,
    상기 해상 부유물은 해상 또는 수중의 중량물을 상하 이동시키기 위한 호이스팅 윈치를 포함하며,
    상기 호이스팅 윈치에 의해 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 유압 에너지의 형태로 저장하는 단계;
    상기 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계; 및
    상기 운동 에너지를 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 포함함으로써,
    상기 에너지 수요처에 에너지를 공급하기 위해 상기 해상 부유물에 구비된 메인 발전기의 부하를 줄일 수 있는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유압 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계는 플라이휠(Flywheel)에 의해 이루어지는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 유압 에너지로부터 변환된 운동 에너지를 전기 에너지로 변환한 후 에너지 수요처에 공급하는 단계; 를 더 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 방법.
  10. 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치에 있어서,
    해상 또는 수중에 있는 중량물을 상하 운동하도록 하며, 상기 중량물이 하강 운동하는 경우 발생하는 에너지를 유체가 갖는 유압 에너지로 변환하는 호이스팅 윈치; 및
    상기 중량물이 하강 운동하는 경우 발생하는 에너지를 유체가 갖는 유압 에너지의 형태로 저장하는 어큐뮬레이터; 를 포함하고,
    상기 호이스팅 윈치는,
    유압으로 구동되며, 상기 중량물이 상승할 때는 상기 중량물이 상승할 수 있도록 상기 중량물에 구동력을 제공하고, 상기 중량물이 하강할 때는 상기 중량물이 하강할 때 발생하는 에너지를 공급받는 유압 모터 겸 펌프; 를 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 호이스팅 윈치는,
    상기 중량물이 상승할 때 유체를 압축하여 상기 유압 모터 겸 펌프에 유체를 공급함으로써 상기 유압 모터 겸 펌프에 유압 에너지를 공급하는 펌프; 및
    상기 중량물이 상승할 때 상기 펌프에 유체 압축을 위한 전력을 공급하는 전기 모터; 를 더 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터에 저장된 유압 에너지를 전기 에너지로 변환하는 재생용 발전기; 를 더 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 재생용 발전기에서 변환된 전기 에너지를 직류 전류를 갖는 전기 에너지로 변환하는 정류기; 를 더 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 재생용 발전기에서 변환된 전기 에너지를 에너지 수요처에 요구하는 전압으로 변압하는 변압기; 를 더 포함하는,
    호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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