KR20220155765A - shaft generator and Ship Having The Same - Google Patents

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KR20220155765A
KR20220155765A KR1020210063429A KR20210063429A KR20220155765A KR 20220155765 A KR20220155765 A KR 20220155765A KR 1020210063429 A KR1020210063429 A KR 1020210063429A KR 20210063429 A KR20210063429 A KR 20210063429A KR 20220155765 A KR20220155765 A KR 20220155765A
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driving member
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박성종
곽기곤
박어진
신상명
오환엽
정성훈
최봉균
최정인
하대승
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

A shaft generator capable of producing the required power frequency is disclosed. According to an embodiment of the present invention, a shaft generator may comprise: a housing; a rotation shaft installed through the housing; a rotor having magnets and coupled to the rotation shaft to rotate in a forward direction with the rotation shaft; a stator rotatably provided in the housing to surround the rotor and having a coil wound thereon; and a driving member for rotating the stator.

Description

축 발전기 및 이를 갖는 선박{shaft generator and Ship Having The Same} Shaft generator and ship having the same {shaft generator and Ship Having The Same}

본 발명은 축 발전기 및 이를 갖는 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a shaft generator and a ship having the same.

최근 친환경 및 에너지 절약 등의 이유로 샤프트 제너레이터(shaft generator(SG) 및 동력 인출장치(power take off: PTO) 설치를 통해서 발전(發電)하는 방식이 증가하는 추세이다. Recently, a method of generating power through the installation of a shaft generator (SG) and a power take off (PTO) has been increasing for reasons such as eco-friendliness and energy saving.

특히, 대형 컨테이너(container) 선박의 경우, 선박 운항 시 주로 샤프트 제너레이터(SG)를 많이 사용하며, 또한 냉동컨테이너(reefer container)가 많이 실리기에 많은 전력 공급이 필요하다. In particular, in the case of a large container ship, a shaft generator (SG) is mainly used during ship operation, and a lot of power supply is required because a lot of refrigerant containers are loaded.

도 1은 종래 선박의 발전 시스템의 일 예를 설명하는 구성도이다.1 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional ship power generation system.

도 1을 참조하면, 종래 선박의 발전 시스템은 엔진 룸 안에 ME-GI와 같은 메인 엔진(2)을 구비한다. 상기 메인 엔진(2)에는 컨테이너선의 추진을 위한 프로펠러(3)가 샤프트(4)에 의해 연결된다. 상기 샤프트(4)에 연결된 샤프트 제너레이터(5)는 샤프트(4)의 회전력을 이용하여 발전을 한다. Referring to FIG. 1 , a power generation system of a conventional ship includes a main engine 2 such as an ME-GI in an engine room. A propeller 3 for propulsion of a container ship is connected to the main engine 2 through a shaft 4. The shaft generator 5 connected to the shaft 4 uses the rotational force of the shaft 4 to generate electricity.

그러나, 이와 같이 구성된 종래 선박의 발전 시스템은 2-stroke(2행정) 엔진의 효율이 높은 장점을 이용하여 프로펠러를 회전하는 축에 샤프트 제너레이터를 장착하여 전력을 생산하고 있다. 그런, 2-stroke 엔진의 축 회전수는 운항 속도에 따른 프로펠러 회전 속도로 결정되며, 따라서 샤프트 제너레이터로 생산한 전기의 주파수를 60Hz와 같이 필요한 주파수로 다시 변경하여야 하는 문제점이 있었다.However, the power generation system of a conventional ship configured as described above generates power by mounting a shaft generator on a shaft rotating a propeller by using the high efficiency of a 2-stroke (two-stroke) engine. However, the number of rotations of the shaft of the 2-stroke engine is determined by the rotational speed of the propeller according to the operating speed, so there is a problem in that the frequency of electricity generated by the shaft generator must be changed to a required frequency such as 60Hz.

따라서, 보다 효율적이며 경쟁력 있는 시스템을 구성하기 위해서 메인 엔진의 회전수가 기존에 사용 중인 샤프트 제너레이터와 메인 엔진을 선택적으로 연결하거나 분리하는 클러치 기능을 갖는 시스템이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in order to construct a more efficient and competitive system, a system having a clutch function that selectively connects or separates a shaft generator and a main engine in use at the rotational speed of the main engine is desperately needed.

본 발명은 필요한 전력 주파수를 생산할 수 있는 축 발전기 및 이를 갖는 선박을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a shaft generator capable of producing the required power frequency and a ship having the same.

본 발명은 효율적이고 경쟁력을 갖는 축발전기 및 이를 갖는 선박을 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an efficient and competitive shaft generator and a ship having the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem mentioned above. Other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징; 상기 하우징을 관통하여 설치되는 회전축; 자석들을 갖는 그리고 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 정방향으로 회전하는 회전자; 상기 회전자를 둘러싸도록 상기 하우징 내에 회전 가능하게 제공되고, 코일이 권선되어 있는 고정자; 및 상기 고정자를 회전시키는 구동부재를 포함하는 축발전기가 제공될 수 있다.According to one aspect of the invention, the housing; a rotating shaft installed through the housing; a rotor having magnets and coupled to the rotation shaft to rotate in a forward direction with the rotation shaft; a stator rotatably provided in the housing to surround the rotor and having a coil wound thereon; And a shaft generator including a driving member for rotating the stator may be provided.

또한, 상기 구동부재는 상기 고정자를 상기 회전자의 회전방향과 반대방향인 역방향으로 회전시킬 수 있다.In addition, the driving member may rotate the stator in a reverse direction opposite to the rotation direction of the rotor.

또한, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 상기 고정자의 회전 속도를 변경하도록 상기 구동부재를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the controller may further include a control unit that controls the driving member to change the rotational speed of the stator according to the rotational speed of the rotation shaft.

또한, 상기 제어부는 상기 회전축과 상기 고정자의 상대 회전수를 일정하게 유지시키기 위해 상기 구동부재를 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control the driving member to maintain a constant relative rotational speed of the rotating shaft and the stator.

또한, 상기 회전축의 회전 속도를 감지하는 측정부를 더 포함하고, 상기 측정부에서 측정된 측정값은 상기 제어부로 제공될 수 있다.The controller may further include a measuring unit that detects a rotational speed of the rotating shaft, and a measurement value measured by the measuring unit may be provided to the control unit.

또한, 상기 구동부재는 모터; 상기 모터의 구동축에 제공되는 제1기어; 및 상기 고정자의 외부면에 상기 제1기어와 연결되도록 제공되는 제2기어를 포함할 수 있다.In addition, the driving member may include a motor; a first gear provided on the driving shaft of the motor; and a second gear provided on an outer surface of the stator to be connected to the first gear.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 선체; 동력을 발생하기 위하여 상기 선체의 엔진룸에 설치되는 메인 엔진; 샤프트를 통해서 상기 메인 엔진과 연결되는 프로펠러; 및 상기 샤프트에 연결되어 전기를 생산하는 축 발전기;를 포함하되; 상기 축 발전기는 상기 샤프트와 연결되는 회전축; 자석들을 갖는 그리고 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 정방향으로 회전하는 회전자; 상기 회전자를 둘러싸도록 원통 형상으로 제공되고, 코일이 권선되어 있는 고정자; 및 상기 고정자를 상기 회전자의 회전방향과 반대방향인 역방향으로 회전시키는 구동부재를 포함하는 선박을 제공하는데 있다.According to another aspect of the present invention, the hull; A main engine installed in the engine room of the hull to generate power; a propeller connected to the main engine through a shaft; And a shaft generator connected to the shaft to produce electricity; The shaft generator includes a rotating shaft connected to the shaft; a rotor having magnets and coupled to the rotation shaft to rotate in a forward direction with the rotation shaft; a stator provided in a cylindrical shape to surround the rotor and having a coil wound thereon; And to provide a vessel comprising a drive member for rotating the stator in a reverse direction opposite to the rotation direction of the rotor.

또한, 상기 회전축의 회전 속도에 따라 상기 고정자의 회전 속도를 변경하도록 상기 구동부재를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the controller may further include a control unit that controls the driving member to change the rotational speed of the stator according to the rotational speed of the rotation shaft.

또한, 상기 회전축의 회전 속도를 감지하여 상기 제어부로 제공하는 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 회전축과 상기 고정자의 상대 회전수를 일정하게 유지시키기 위해 상기 구동부재를 제어할 수 있다.The controller may further include a measuring unit that senses a rotational speed of the rotational shaft and provides the detected rotational speed to the control unit, and the control unit may control the driving member to maintain a constant relative rotational speed of the rotational shaft and the stator.

또한, 상기 메인 엔진은 2행정 엔진으로 제공될 수 있다.In addition, the main engine may be provided as a two-stroke engine.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 메인 엔진의 동력을 프로펠러에 전달하는 샤프트에 축발전기를 연결하여 전기를 생성하되; 상기 축발전기에서 일정한 전력 주파수가 생산되도록 상기 샤프트의 회전 속도에 따라 상기 축발전기의 고정자를 상대 회전시켜 상기 샤프트와 상기 고정자의 상대 회전수를 일정하게 제어하는 선박의 축발전 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, electricity is generated by connecting a shaft generator to a shaft that transmits power of a main engine to a propeller; A shaft power generation method for a ship in which the relative rotation speed of the shaft generator and the stator is controlled to be constant by relatively rotating the stator of the shaft generator according to the rotation speed of the shaft so that a constant power frequency is produced in the shaft generator can be provided. .

본 발명의 실시예에 의하면, 축 발전기에서 생산된 전력의 주파수를 사용 주파수로 다시 변경하기 위한 손실을 방지할 수 있다According to an embodiment of the present invention, it is possible to prevent loss for changing the frequency of the power produced by the shaft generator back to the operating frequency.

본 발명은 축 발전기에서 생성되는 전력의 주파수 변동 범위를 최소화함으로써 효율적이고 경쟁력을 갖는 발전 시스템을 제공할 수 있다. The present invention can provide an efficient and competitive power generation system by minimizing the frequency fluctuation range of power generated from a shaft generator.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from this specification and the accompanying drawings.

도 1은 종래 선박의 발전 시스템의 일 예를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박의 선미부를 보여주는 측면 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 선박의 선미부를 보여주는 평면 구성도이다.
도 4 및 도 5는 축발전기를 설명하기 위한 도면들이다. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional ship power generation system.
2 is a side configuration diagram showing the stern of a ship according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan configuration view showing the stern of the ship shown in FIG. 2;
4 and 5 are diagrams for explaining the shaft generator.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Other advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as generally accepted by common technology in the prior art to which this invention belongs. A general description of well-known configurations may be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention. Where possible, identical reference numerals are used for identical or corresponding components in the drawings of the present invention. In order to help understanding of the present invention, some components in the drawings may be slightly exaggerated or reduced.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박의 선미부를 보여주는 측면 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 선박의 선미부를 보여주는 평면 구성도이며, 도 4 및 도 5는 축발전기를 설명하기 위한 도면들이다. 2 is a side configuration diagram showing the stern of a ship according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan configuration diagram showing the stern of the ship shown in FIG. 2, and FIGS. 4 and 5 are for explaining a shaft generator. drawings for

본 명세서에서, 선박(10)은 자항 능력을 갖춘 FPSO, LNG 운반선, 여객선, 화물선, 유조선 등일 수도 있고, LNG(Liquefied Natural Gas), LEG(Liquefied Ethane Gas) 등 극저온의 액화가스를 엔진의 연료로써 사용하는 다양한 선박으로 제공될 수 있다.In the present specification, the ship 10 may be an FPSO, an LNG carrier, a passenger ship, a cargo ship, an oil tanker, etc. having self-navigation capabilities, and uses cryogenic liquefied gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) and LEG (Liquefied Ethane Gas) as fuel for an engine. It can be provided in a variety of vessels for use.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 선박(10)은 선체(100)와, 선체(100)의 후미에 결합되는 프로펠러(290)를 회전시켜 선체(100)를 추진시키는 동시에 선박(10) 내에 설치된 각종 전력수요처에서 필요로 하는 전력량을 충족시킬 수 있는 발전 및 추진 시스템(200)을 제공한다. As shown in FIGS. 2 to 5, the ship 10 of this embodiment rotates the hull 100 and the propeller 290 coupled to the rear of the hull 100 to propel the hull 100 and at the same time the ship ( 10) Provides a power generation and propulsion system 200 capable of meeting the amount of power required by various power demand places installed in the interior.

일 예로, 발전 및 추진 시스템(200)은 메인 엔진(210), 프로펠러(290), 축 발전기(300) 그리고 클러치(240)를 포함할 수 있다. For example, the power generation and propulsion system 200 may include a main engine 210 , a propeller 290 , a shaft generator 300 and a clutch 240 .

메인 엔진(210)은 프로펠러(290)로 이루어진 추진체와 직결되어 동력을 직접 전달하도록 구성될 수 있다. 메인 엔진(210)은 선체(100)의 엔진룸에 설치될 수 있다. 메인 엔진(210)은 연료를 연소시켜 동력을 얻을 수 있는 내연기관을 의미하며, 2행정 또는 4행정 기관일 수 있고, 디젤 엔진 등과 같이 오일을 연료로 할 수도 있으며, ME-GI 엔진 및 DFDE 등 LNG와 같은 액화가스를 기화시켜 가스 연료로 공급받을 수 있는 이중연료 엔진일 수도 있다. 본 발명에서 메인 엔진(210)은 2행정 엔진인 것이 바람직하다.The main engine 210 may be configured to directly transmit power by being directly connected to a propellant made of a propeller 290 . The main engine 210 may be installed in the engine room of the hull 100. The main engine 210 means an internal combustion engine capable of obtaining power by burning fuel, and may be a 2-stroke or 4-stroke engine, may use oil as fuel such as a diesel engine, ME-GI engine, DFDE, etc. It may also be a dual fuel engine that can be supplied as gas fuel by vaporizing liquefied gas such as LNG. In the present invention, the main engine 210 is preferably a two-stroke engine.

클러치(240)는 샤프트(220)에 설치되어 메인 엔진(210)의 동력을 선택적으로 프로펠러(290)에 전달한다. 메인 엔진(210)과 프로펠러(290)를 연결하는 샤프트(220)는 엔진측에 연결되는 입력측 샤프트(222)와 프로펠러(290)에 연결되는 출력측 샤프트(224)로 구성될 수 있고, 클러치(240)는 입력측 샤프트(222)와 출력측 샤프트(224) 사이에 제공된다. 클러치(240)는 입력측 샤프트(222)와 연결되는 제1클러치판(242)과 출력측 샤프트(224)와 연결되는 제2클러치판(244)을 포함할 수 있다. 제1클러치판(242)과 제2클러치판(244)은 전자기 방식으로 결합 및 해제될 수 있다. The clutch 240 is installed on the shaft 220 to selectively transmit the power of the main engine 210 to the propeller 290 . The shaft 220 connecting the main engine 210 and the propeller 290 may include an input shaft 222 connected to the engine side and an output shaft 224 connected to the propeller 290, and the clutch 240 ) is provided between the input shaft 222 and the output shaft 224. The clutch 240 may include a first clutch plate 242 connected to the input shaft 222 and a second clutch plate 244 connected to the output shaft 224 . The first clutch plate 242 and the second clutch plate 244 may be engaged and disengaged in an electromagnetic manner.

축 발전기(SGM;Shaft Generator Motor)(300)는 메인 엔진(210)에서 동력소비처인 프로펠러(290)로 전달되는 회전력에 제공받아 전력을 생산할 수 있다. 축 발전기(300)는 샤프트(220)의 회전을 저지하여 샤프트(220)에 부하가 발생되고, 샤프트(220)에 발생된 부하는 축 발전기(300)로 전달되어, 축 발전기(300)가 샤프트(220)의 부하에 의해 전력을 생산하게 된다. 축 발전기(300)에서 발생된 전력은 BUS(미도시됨)를 통해 선박 내의 각종 전력수요처에 공급되거나, 충전용 전력으로 변환시키는 컨버터(미도시됨)를 거쳐 배터리에 직접 저장될 수 있다.A shaft generator motor (SGM) 300 may generate power by receiving rotational force transmitted from the main engine 210 to the propeller 290, which is a power consumer. The shaft generator 300 blocks rotation of the shaft 220 to generate a load on the shaft 220, and the load generated on the shaft 220 is transmitted to the shaft generator 300, so that the shaft generator 300 Power is generated by the load of 220. The power generated by the shaft generator 300 may be supplied to various power consumers in the ship through a BUS (not shown) or directly stored in a battery through a converter (not shown) that converts it into charging power.

도 4 및 도 5는 축 발전기를 설명하기 위한 도면들이다.4 and 5 are views for explaining the shaft generator.

도 4 및 도 5를 참조하면, 축 발전기(300)는 하우징(310), 회전축(320), 회전자(330), 고정자(340) 그리고 구동부재(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , the shaft generator 300 may include a housing 310 , a rotating shaft 320 , a rotor 330 , a stator 340 and a driving member 350 .

회전축(320)은 하우징(310)을 관통하여 설치될 수 있다. 회전축(320)은 샤프트(220)와 연결될 수 있다. 회전축(320)은 샤프트(220)의 일부에 해당될 수 있다. The rotating shaft 320 may be installed through the housing 310 . The rotating shaft 320 may be connected to the shaft 220 . The rotating shaft 320 may correspond to a part of the shaft 220 .

회전자(330)는 자석(332)들을 갖는다. 회전자(330)는 회전축(320)에 결합되어 회전축(320)과 함께 정방향(샤프트의 회전 방향)으로 회전할 수 있다. 고정자(340)는 회전자(330)를 둘러싸도록 원통형상으로 제공될 수 있다. 고정자(330)는 하우징(310) 내에 회전 가능하게 제공될 수 있다. 고정자(340)는 권선된 코일(342)들을 포함할 수 있다. 구동부재(350)는 고정자(340)를 회전시킬 수 있다. 도시하지 않았지만, 고정자(340)는 안정적인 회전을 위해 베어링 수단에 의해 회전축(320) 또는 하우징(310)에 회동 가능하게 지지될 수 있다. Rotor 330 has magnets 332 . The rotor 330 may be coupled to the rotation shaft 320 and rotate in a forward direction (rotation direction of the shaft) together with the rotation shaft 320 . The stator 340 may be provided in a cylindrical shape to surround the rotor 330 . The stator 330 may be rotatably provided in the housing 310 . The stator 340 may include wound coils 342 . The driving member 350 may rotate the stator 340 . Although not shown, the stator 340 may be rotatably supported on the rotating shaft 320 or the housing 310 by a bearing means for stable rotation.

구동부재(350)는 고정자(340)를 회전자의 회전방향과 반대방향인 역방향으로 회전시킨다. 구동부재(350)는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 일 예로, 구동부재(350)는 모터(352)와 모터(352)의 구동축(353)에 제공되는 제1기어(354) 그리고 고정자(340)의 외부면에 제1기어(354)와 연결되도록 제공되는 제2기어(356)를 포함할 수 있다. The driving member 350 rotates the stator 340 in a reverse direction opposite to the rotational direction of the rotor. The driving member 350 may be controlled by the control unit 400 . For example, the driving member 350 is connected to the motor 352, the first gear 354 provided to the driving shaft 353 of the motor 352, and the first gear 354 on the outer surface of the stator 340. A second gear 356 may be provided.

제어부(400)는 회전축(320)(또는 샤프트)의 회전 속도에 따라 고정자(340)의 회전 속도를 변경하도록 구동부재(350)를 제어할 수 있다. 제어부(400)는 구동부재(350)를 제어하여 회전축(320)과 고정자(340)의 상대 회전수를 일정하게 유지시킬 수 있다. 측정부(500)는 회전축(320)(또는 샤프트)의 회전 속도를 감지하고, 측정부(500)에서 측정된 측정값은 제어부(400)로 제공될 수 있다. 제어부(400)는 회전축(320)(또는 샤프트)의 회전수 변경에 따라 구동부재(350)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 회전축(또는 샤프트)의 회전수가 60rpm, 고정자의 회전수가 120rpm이면 상대 회전수가 180rpm(3Hz)가 된다. 그리고, 회전축(또는 샤프트)의 회전수가 90rpm으로 높아지면, 고정자(340)의 회전수를 90rpm으로 조절하여 상대 회전수를 180rpm(3Hz)로 일정하게 조정하게 된다. The controller 400 may control the drive member 350 to change the rotation speed of the stator 340 according to the rotation speed of the rotation shaft 320 (or shaft). The control unit 400 may control the driving member 350 to maintain a constant relative rotational speed of the rotating shaft 320 and the stator 340 . The measurement unit 500 may detect the rotational speed of the rotating shaft 320 (or shaft), and the measurement value measured by the measurement unit 500 may be provided to the control unit 400 . The control unit 400 may control the driving member 350 according to the change in the number of revolutions of the rotating shaft 320 (or shaft). For example, if the rotational speed of the rotating shaft (or shaft) is 60rpm and the rotational speed of the stator is 120rpm, the relative rotational speed is 180rpm (3Hz). Then, when the number of revolutions of the rotating shaft (or shaft) increases to 90 rpm, the number of rotations of the stator 340 is adjusted to 90 rpm to constantly adjust the relative rotation number to 180 rpm (3 Hz).

본 발명에 따르면, 메인 엔진(210)은 선박 운항에 따른 부하에 따라 회전수가 수시로 변동하게 되고, 또한 이를 임의로 조정하는 것이 곤란하다. 샤프트(220)의 회전수(RPM)는 축 발전기(300)에서 생산되는 전력의 주파수(Frequency)와 비례하므로, 메인 엔진(210)의 회전수 변화는 생산되는 전력의 주파수를 변환시키게 되는 것이다. 본 발명은 메인 엔진(210)의 회전수 변화에 따른 전력 주파수의 변동을 최소화하고 원하는 전력 주파수(예를 들면 50 or 60Hz)로 일정하게 생성할 수 있도록 고정자(340)를 역방향으로 회전시켜 회전자(330)와 고정자(340)의 상대 회전수를 일정하게 유지시킬 수 있다.According to the present invention, the number of revolutions of the main engine 210 varies from time to time depending on the load according to ship operation, and it is difficult to arbitrarily adjust it. Since the rotational speed (RPM) of the shaft 220 is proportional to the frequency (Frequency) of the electric power produced by the shaft generator 300, the change in the rotational speed of the main engine 210 converts the frequency of the electric power produced. In the present invention, the stator 340 is rotated in the reverse direction to minimize the fluctuation of the power frequency according to the change in the number of revolutions of the main engine 210 and to generate a desired power frequency (for example, 50 or 60 Hz) constantly. The relative number of rotations of the stator 330 and the stator 340 can be kept constant.

물론, 축 발전기(300)에서 생성된 전력은 주파수 변환기(390)로 제공될 수 있고, 메인 엔진(210)의 회전수 변화에 따른 전력의 주파수 변동을 조정하여 일정한 주파수가 유지되도록 할 수 있으나, 축 발전기(300)에서 고정자(340)를 역방향으로 회전시켜 전력 주파수의 변동 범위를 최소화시킴으로써, 주파수 변환기(390)에서의 주파수 변환 비율이 일정하게 되어 간단하고 효율적으로 주파수 변환기(390)를 운용할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 주파수 변환기(390)의 변환 비율이 일정하여 시스템을 간단하게 제공할 수 있다. Of course, the power generated by the shaft generator 300 may be provided to the frequency converter 390, and a constant frequency may be maintained by adjusting the frequency fluctuation of the power according to the change in the number of revolutions of the main engine 210, By rotating the stator 340 in the shaft generator 300 in the reverse direction to minimize the fluctuation range of the power frequency, the frequency conversion ratio in the frequency converter 390 becomes constant so that the frequency converter 390 can be operated simply and efficiently. can That is, in the present invention, the conversion ratio of the frequency converter 390 is constant, so that the system can be simply provided.

또한, 본 발명의 축 발전기(300)는 회전자(330)와 고정자(340)가 반대방향으로 회전함으로써, 그 상대 속도가 빨라져 전력 생산력을 향상시킬 수 있다. 즉, 고정자(340)가 고정된 상태에서 회전자(330)만 회전시켜 발생시키는 기존 방식보다 회전자(330)와 고정자(340)를 각기 반대 방향으로 회전시키면 상대속도가 증가하고 이와 비례하여 높은 전력 생성이 가능하다. In addition, in the shaft generator 300 of the present invention, since the rotor 330 and the stator 340 rotate in opposite directions, the relative speed thereof increases, thereby improving power production capacity. That is, when the rotor 330 and the stator 340 are rotated in opposite directions, relative to the conventional method in which only the rotor 330 is rotated while the stator 340 is fixed, the relative speed increases, and the relative speed increases in proportion thereto. power generation is possible.

상술한 바와 같이, 본 발명의 축 발전기(300)는 생산된 전력의 주파수를 사용 주파수로 다시 변경하기 위한 손실을 방지할 수 있다. As described above, the shaft generator 300 of the present invention can prevent loss for changing the frequency of the generated power back to the operating frequency.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It should be understood that the above embodiments are presented to aid understanding of the present invention, do not limit the scope of the present invention, and various deformable embodiments also fall within the scope of the present invention. The scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims, and the scope of technical protection of the present invention is not limited to the literal description of the claims themselves, but is substantially equal to the scope of technical value. It should be understood that it extends to the invention of.

100 : 선체 210 : 메인 엔진
220 : 샤프트 300 : 축 발전기
240 : 클러치 290 : 프로펠러 100: hull 210: main engine
220: shaft 300: shaft generator
240: clutch 290: propeller

Claims (7)

하우징;
상기 하우징을 관통하여 설치되는 회전축;
자석들을 갖는 그리고 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 정방향으로 회전하는 회전자;
상기 회전자를 둘러싸도록 상기 하우징 내에 회전 가능하게 제공되고, 코일이 권선되어 있는 고정자; 및
상기 고정자를 회전시키는 구동부재를 포함하는 축발전기.housing;
a rotating shaft installed through the housing;
a rotor having magnets and coupled to the rotation shaft to rotate in a forward direction with the rotation shaft;
a stator rotatably provided in the housing to surround the rotor and having a coil wound thereon; and
Shaft generator including a driving member for rotating the stator. 제 1 항에 있어서,
상기 구동부재는
상기 고정자를 상기 회전자의 회전방향과 반대방향인 역방향으로 회전시키는 축발전기.According to claim 1,
The driving member is
A shaft generator for rotating the stator in a reverse direction opposite to the rotation direction of the rotor. 제 2 항에 있어서,
상기 회전축의 회전 속도에 따라 상기 고정자의 회전 속도를 변경하도록 상기 구동부재를 제어하는 제어부를 더 포함하는 축발전기.According to claim 2,
A shaft generator further comprising a control unit controlling the driving member to change the rotational speed of the stator according to the rotational speed of the rotational shaft. 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 회전축과 상기 고정자의 상대 회전수를 일정하게 유지시키기 위해 상기 구동부재를 제어하는 축발전기.According to claim 3,
The control unit
Shaft generator for controlling the driving member to keep the relative rotational speed of the rotating shaft and the stator constant. 제 1 항에 있어서,
상기 회전축의 회전 속도를 감지하는 측정부를 더 포함하고,
상기 측정부에서 측정된 측정값은 상기 제어부로 제공되는 축발전기.According to claim 1,
Further comprising a measuring unit for detecting the rotational speed of the rotating shaft,
The measured value measured by the measurement unit is provided to the control unit. 제 2 항에 있어서,
상기 구동부재는
모터;
상기 모터의 구동축에 제공되는 제1기어; 및
상기 고정자의 외부면에 상기 제1기어와 연결되도록 제공되는 제2기어를 포함하는 축발전기.According to claim 2,
The driving member is
motor;
a first gear provided on the driving shaft of the motor; and
A generator comprising a second gear provided on an outer surface of the stator to be connected to the first gear. 선체;
동력을 발생하기 위하여 상기 선체의 엔진룸에 설치되는 메인 엔진;
샤프트를 통해서 상기 메인 엔진과 연결되는 프로펠러; 및
상기 샤프트에 연결되어 전기를 생산하는 축 발전기;를 포함하되;
상기 축 발전기는
상기 샤프트와 연결되는 회전축;
자석들을 갖는 그리고 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 정방향으로 회전하는 회전자;
상기 회전자를 둘러싸도록 원통 형상으로 제공되고, 코일이 권선되어 있는 고정자; 및
상기 고정자를 상기 회전자의 회전방향과 반대방향인 역방향으로 회전시키는 구동부재를 포함하는 선박.

hull;
A main engine installed in the engine room of the hull to generate power;
a propeller connected to the main engine through a shaft; and
A shaft generator connected to the shaft to generate electricity;
The shaft generator
a rotation shaft connected to the shaft;
a rotor having magnets and coupled to the rotation shaft to rotate in a forward direction with the rotation shaft;
a stator provided in a cylindrical shape to surround the rotor and having a coil wound thereon; and
A ship comprising a driving member for rotating the stator in a reverse direction opposite to the rotation direction of the rotor.
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