KR20230013394A

KR20230013394A - 해양 구조물

Info

Publication number: KR20230013394A
Application number: KR1020210094078A
Authority: KR
Inventors: 오환엽; 곽기곤; 박성종; 박어진; 신상명; 정성훈; 최봉균; 최정인; 하대승
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2023-01-26

Abstract

본 발명은 해수에 부유하는 해양 구조물을 제공한다. 해양 구조물은, 해수에 부유하는 선체; 상기 해수에 부유한 상기 선체를 이동시키는 추진 유닛; 및 상기 선체에 설치된 부하 장치들을 구동하기 위한 전력을 생산하는 발전 유닛; 상기 발전 유닛이 생산하는 상기 전력을 소모하는 부하 장치를 포함하고, 상기 추진 유닛은, 추진 샤프트와 연결되는 추진 엔진; 및 상기 추진 샤프트와 연결되며, 상기 추진 샤프트로부터 상기 선체를 이동시키는 동력을 전달받는 추진 부재를 포함하고, 상기 발전 유닛은, 발전 샤프트와 연결되는 발전기; 및 상기 추진 샤프트의 동력이 상기 발전 샤프트에 선택적으로 전달되게 하는 연결 모듈을 포함할 수 있다.

Description

해양 구조물{MARINE STRUCTURE}

본 발명은 해양 구조물에 관한 것이다.

최근 기술 개발에 따라 가솔린이나 디젤을 대체하여 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG), 액화 석유 가스(Liquefied Petroleum Gas, LPG) 등과 같은 액화 가스를 널리 사용하고 있다.

액화 천연 가스는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제하여 얻은 메탄을 냉각해 액화시킨 것이며, 무색ㆍ투명한 액체로 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이다. 반면 액화석유가스는 유전에서 석유와 함께 나오는 프로판(C3H8)과 부탄(C4H10)을 주성분으로 한 가스를 상온에서 압축하여 액체로 만든 연료이다. 액화 석유가스는 액화천연가스와 마찬가지로 무색, 무취이고 가정용, 업무용, 공업용, 자동차용 등의 연료로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 액화 가스는 지상에 설치되어 있는 액화 가스 저장 탱크에 저장되거나 또는 대양을 항해하는 운송수단에 구비되는 액화 가스 저장 탱크에 저장된다. 액화 천연 가스는 액화에 의해 1/600의 부피로 줄어들고, 액화 석유 가스는 액화에 의해 프로판은 1/260, 부탄은 1/230의 부피로 줄어들어 저장 효율이 높다는 장점이 있다.

예를 들어, 액화천연가스(LNG)는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 LNG를 하역하기 위한 LNG 운반선이나, 마찬가지로 LNG를 싣고 바다를 운항하여 육상 수요처에 도착한 후 저장된 LNG를 재기화하여 천연가스 상태로 하역하는 LNGRV(Regasification Vessel), 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장하고, 필요시 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), 해상에서 LNG운반선으로부터 하역되는 LNG를 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)는, LNG의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(일명, '화물창'이라고 함)를 포함한다. 이와 같이, LNG와 같은 액화 가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 LNG 운반선, LNG RV, LNG, FPSO, LNG FSRU, FLNG 등의 해양구조물 내에는 LNG를 극저온 액체 상태로 저장하기 위한 저장 탱크가 설치되어 있다.

한편, 해양 구조물 내에는 전력을 소모하는 다양한 부하 장치들이 설치되어 있다. 예컨대, 부하 장치는, 상술한 저장 탱크에 수용된 LNG를 인입 또는 인출하는 카고 펌프(Cargo Pump)나, 저장 탱크에 수용된 원유가 지속적으로 기화되어 발생되는 유기 화합물(VOC, Volatile Organic Compound)인 증발 가스(BOG)를 재액화 시키는 재액화 장치 등이 있을 수 있다.

이러한 부하 장치에 전력을 전달하기 위해, 일반적으로 해양 구조물에는 제너레이터 엔진(Generator Engine)이 설치된다. 제너레이터 엔진은 연료를 소모하며 부하 장치를 구동하는데 필요한 전력을 생산한다. 그러나, 이러한 제너레이터 엔진은, 부하 장치의 전력 소모에 대한 응답성이 높다. 그러나, 연료 사용 효율이 낮은 점에 단점이 있다.

이에, 최근에는 해양 구조물을 이동시키는 프로펠러를 구동하는 추진 엔진의 샤프트로부터 동력을 전달 받아 전력을 생산하는 샤프트 제너레이터(Shaft Generator)를 추가로 이용하는 방안이 고려되고 있다. 샤프트 제너레이터는 추진 엔진의 샤프트에 발전용 코일을 설치해 추진 엔진의 샤프트의 운동 에너지를 전기 에너지로 바꾸어 발전하는 장치이다. 추진 엔진은 제너레이터 엔진보다 연료 사용 효율이 높은 점에 이점이 있다.

그러나, 샤프트 제너레이터는 늘 추진 엔진의 샤프트에 설치되어 있다. 이에, 제너레이터 엔진에 의한 전력 생산 만으로도 부하 장치가 소모하는 전력의 공급이 원활한 시기에도(샤프트 제너레이터에 의한 전력 생산이 필요하지 않은 시기에도), 샤프트 제너레이터는 추진 엔진에 계속하여 불필요한 로드(Load)를 가한다.

본 발명은 추진 엔진에 가해지는 로드(Load)를 최소화할 수 있는 해양 구조물을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 발전기가 추진 유닛으로부터 선택적으로 동력을 전달받을 수 있는 해양 구조물을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 추진 엔진의 연료 사용 효율을 개선할 수 있는 해양 구조물을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시 예에 의하면, 상기 연결 모듈은, 상기 추진 샤프트가 회전되는 제1방향과 상이한 제2방향으로 회전 가능한 롤러; 상기 롤러와 연결되는 연결 샤프트; 상기 연결 샤프트의 회전을 상기 발전 샤프트로 전달하는 교차 축 전환 부재; 및 상기 추진 샤프트와 상기 연결 샤프트 사이의 거리를 변경하는 거리 조절 부재를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 연결 모듈은, 상기 추진 샤프트와 상기 발전 샤프트를 감싸는 벨트; 및 상기 추진 샤프트의 회전이 상기 발전 샤프트에 선택적으로 전달될 수 있도록 상기 벨트의 장력을 조절하는 장력 조절 부재를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장력 조절 부재는, 상기 발전 샤프트를 이동시켜, 상기 추진 샤프트와 상기 발전 샤프트 사이의 거리를 조절하는 거리 조절 장치일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장력 조절 부재는, 상기 벨트와 접촉되어 상기 벨트의 장력을 크게하는 제1위치와 상기 벨트와 이격되는 제2위치 사이에서 이동 가능하게 제공되는 보조 롤러일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 장력 조절 부재는, 상기 발전 샤프트에 설치되고, 상기 발전 샤프트의 길이 방향을 따라 이동가능하게 제공되고, 원 뿔 또는 원 뿔대 형상을 가지는 바디일 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 발전 유닛은 복수로 제공되고, 상기 해양 구조물은, 상기 부하 장치에서 소모하는 전력 양에 따라 상기 추진 샤프트와 기계적으로 연결되는 상기 발전 유닛의 수를 조절할 수 있도록 각각의 상기 발전 유닛이 가지는 연결 모듈을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의하면, 상기 제어기는, 상기 추진 샤프트의 회전 속도가 느려지는 경우 상기 추진 샤프트와 기계적으로 연결되는 상기 발전 유닛의 수가 증가되도록 각각의 상기 발전 유닛이 가지는 연결 모듈을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 추진 엔진에 가해지는 로드(Load)를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 발전기가 추진 유닛으로부터 선택적으로 동력을 전달받을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 추진 엔진의 연료 사용 효율을 개선할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물을 측부에서 바라본 개략도이다.
도 2는 도 1의 해양 구조물을 A - A' 단면에서 바라본 단면도이다.
도 3은 도 2의 발전 유닛을 측부에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해양 구조물을 상부에서 바라본 도면이다.
도 5, 그리고 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 모듈을 보여주는 도면이다.
도 7, 그리고 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 모듈을 보여주는 도면이다.
도 9, 그리고 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 모듈을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 연결 모듈을 보여주는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물을 측부에서 바라본 개략도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양 구조물(100)은 선체(110), 추진 유닛(130), 발전 유닛(150), 부하 장치(170), 그리고 제어기(190)를 포함할 수 있다.

선체(110)에는 액화가스 저장 탱크가 설치될 수 있다. 액화 가스 저장 탱크에는 LNG나 LPG, 액화 질소와 같은 액화 가스가 저장될 수 있다. 즉, 해양 구조물(100)은 액화 가스 저장 탱크가 설치되어, 액화 가스를 해상에서 수송하거나 보관하는 구조물일 수 있다. 예컨대, 예를 들어 액화 가스가 LNG일 경우, LNG 운반선, LNG RV(Regasification Vessel), LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등일 수 있다. 또한, 선체(110)는 해수(SW)에 부유 될 수 있다.

추진 유닛(130)은 선체(110)를 이동시킬 수 있다. 추진 유닛(130)은 해수(SW)에 부유한 선체(110)를 이동시킬 수 있다. 추진 유닛(130)은 추진 엔진(131), 추진 샤프트(133), 그리고 추진 부재(135)를 포함할 수 있다. 추진 엔진(131)은 추진 샤프트(133)와 연결될 수 있다. 추진 엔진(131)은 추진 샤프트(133)를 일 방향으로 회전시킬 수 있다. 추진 엔진(131)은 추진 샤프트(133)와 연결되는 추진 부재(135)를 회전시킬 수 있다. 즉, 추진 부재(135)는 추진 샤프트(133)로부터 동력을 전달받을 수 있다. 추진 부재(135)는 프로펠러 일 수 있다. 추진 부재(135)는 선체(110)의 외측에 설치될 수 있다. 또한, 추진 부재(135)는 해수(SW)에 잠기도록 설치될 수 있다. 추진 부재(135)가 추진 엔진(131)이 발생시키는 동력에 의해 회전하면, 추진 부재(135)는 해수(SW)에서 해수의 흐름을 발생시키고, 이에, 선체(110)는 이동될 수 있다.

발전 유닛(150)은 추진 샤프트(133)로부터 동력을 전달받아 전력을 생산할 수 있다. 발전 유닛(150)은 후술하는 선체(110)에 설치된 부하 장치(170)들을 구동하기 위한 전력을 생산할 수 있다. 예컨대, 발전 유닛(150)은 샤프트 제너레이터(Shaft Generator)를 포함할 수 있다. 선택적으로 발전 유닛(150)은 제너테이터 엔진(미도시)을 더 포함할 수 있다. 발전 유닛(150)의 구체적인 구조는 후술한다.

부하 장치(170)는 선체(110)에 설치될 수 있다. 부하 장치(170)는 선체(110) 내 설치되어, 전력을 소모하는 기재일 수 있다. 부하 장치(170)는 상술한 발전 유닛(150)이 생산하는 전력을 소모할 수 있다. 부하 장치(170)는 복수로 제공될 수 있다. 부하 장치(170)는 추진 엔진(131)으로 연료를 전달하는 연료 시스템, 연료 시스템에서 발생하는 증발 가스(BOG)를 재액화 시키는 재액화 장치, 또는 선체(110)에 설치된 저장 탱크 내에 천연 가스, 원유 등을 인입 또는 인출하는 펌프 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 부하 장치(170)의 종류는 이에 한정되는 것은 아니며, 선체(110)에 설치되며, 전력을 소모하여 기능을 수행하는 공지된 장치들로 다양하게 변형될 수 있다.

제어기(190)는 추진 유닛(130), 발전 유닛(150), 그리고 부하 장치(170)들을 제어할 수 있다. 제어기(190)는 추진 유닛(130)이 선체(110)를 이동시키도록 추진 유닛(130)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(190)는 발전 유닛(150)이 전력을 생산하도록 발전 유닛(150)을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(190)는 부하 장치(170)들이 그 기능을 수행하도록(예컨대, 증발 가스를 재액화 시키거나, 저장 탱크로부터 연료를 인출하거나, 저장 탱크에 연료를 저장시키도록) 부하 장치(170)들을 제어할 수 있다. 제어기(190)는 전력 시스템이 포함하는 구성들의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 전력 시스템을 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 전력 시스템의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 전력 시스템에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.

도 2는 도 1의 해양 구조물을 A - A' 단면에서 바라본 단면도이고, 도 3은 도 2의 발전 유닛을 측부에서 바라본 도면이다. 도 2, 그리고 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전 유닛(150)은 추진 엔진(131)이 일 방향으로 회전시키는 추진 샤프트(133)로부터 동력을 전달받아 전력을 생산할 수 있다. 발전 유닛(150)은 추진 샤프트(133)와 선택적으로 연결되어 전력을 생산할 수 있다. 발전 유닛(150)은 발전기(151), 발전 샤프트(153), 그리고 연결 모듈(155)을 포함할 수 있다. 발전기(151)는 내부에 발전용 코일을 가질 수 있다. 또한, 발전기(151)는 발전 샤프트(153)와 연결될 수 있다. 발전 샤프트(153)에는 발전기(151)가 가지는 발전용 코일이 설치될 수 있다. 발전 샤프트(153)가 회전함에 따라 발생하는 운동 에너지는 발전기(151)에 구비된 발전용 코일에 의해 전기에너지로 변환될 수 있다.

연결 모듈(155)은 추진 샤프트(133)의 동력이 발전 샤프트(153)에 선택적으로 전달하게 할 수 있다. 연결 모듈(155)은 롤러(155a), 연결 샤프트(155b), 교차 축 전환 부재(155c), 그리고 거리 조절 부재(155d)를 포함할 수 있다.

롤러(155a)는 추진 샤프트(133)가 회전되는 제1방향과 상이한 제2방향으로 회전 가능하게 제공될 수 있다. 선택적으로 롤러(155a)는 제1방향 및 제2방향에 대하여 자유롭게 회전 가능하게 제공될 수 있다. 롤러(155a)의 표면은 대체로 미끄러짐이 덜한 소재로 제공될 수 있다. 또한, 롤러(155a)는 탄성을 가지는 소재로 제공될 수 있다. 예컨대, 롤러(155a)는 고무를 포함하는 소재로 제공될 수 있다.

롤러(155a)는 연결 샤프트(155b)와 연결될 수 있다. 연결 샤프트(155b)의 길이 방향은 추진 샤프트(133)와 나란할 수 있다. 요컨대, 롤러(155a)가 추진 샤프트(133)와 접촉되면, 롤러(155a)는 추진 샤프트(133)의 회전 방향에 대하여 반대되는 방향으로 회전되고, 롤러(155a)가 회전되면, 롤러(155a)의 회전 운동은 연결 샤프트(155b)로 전달될 수 있다. 교차 축 전환 부재(155c)는 연결 샤프트(155b)의 회전 운동이, 발전 샤프트(153)로 전달되게 한다. 교차 축 전환 부재(155c)는 서로 간에 교차 축 관계를 가지는 연결 샤프트(155b)와 발전 샤프트(153) 사이에서, 동력이 전달될 수 있게 한다. 예컨대, 교차 축 전환 부재(155c)는 베벨 기어(Bevel Gear)를 포함할 수 있다. 거리 조절 부재(155d)는 추진 샤프트(133)와 연결 샤프트(155b) 사이의 거리를 변경할 수 있다. 거리 조절 부재(155d)는 발전 샤프트(153)가 추진 샤프트(133)와 더 가까워지도록 발전 샤프트(153)를 이동시킬 수 있다. 즉, 거리 조절 부재(155d)가 추진 샤프트(133)를 이동시킴으로써, 연결 샤프트(155b)가 추진 샤프트(133)와 가까워지면, 연결 샤프트(155b)와 연결되는 롤러(155a)는 추진 샤프트(133)와 접촉될 수 있다. 롤러(155a)가 추진 샤프트(133)와 접촉되면, 추진 샤프트(133)의 동력은, 연결 샤프트(155b), 교차 축 전환 부재(155c), 그리고 발전 샤프트(153)를 거쳐 발전기(151)로 전달될 수 있다. 요컨대, 본 발명의 일 실시 예에 의하면 추진 샤프트(133)의 회전에 의한 전력 생산은, 연결 모듈(155)에 의해 선택적으로 이루어질 수 있다. 이에, 추진 엔진(131)에 로드(Load)가 전력 생산과 무관하게 늘 가해지는 문제를 해소할 수 있다. 또한, 평소에는, 부하 장치(170)의 전력 소모에 대한 응답성이 우수한 제너레이터 엔진을 통해 전력을 생산하되, 전력 소모가 커지는 시기에 (예컨대, 상술한 카고 펌프를 운용하거나, 재액화가 필요한 증발 가스가 많아지는 시기) 발전기(151)를 통해 전력을 생산할 수 있게 하여 연료 사용 효율을 개선할 수 있다. 추진 엔진(131)의 연료 사용 효율은 제너레이터 엔진의 연료 사용 효율보다 우수하기 때문이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해양 구조물을 상부에서 바라본 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해양 구조물(100)은 상술한 발전 유닛(150)이 복수 개로 제공될 수 있다. 제어기(190)는 부하 장치(170)에서 소모하는 전력 양에 따라 추진 샤프트(133)와 기계적으로 연결되는 발전 유닛(150)의 수를 조절할 수 있도록, 발전 유닛(150)이 가지는 연결 모듈(155)을 제어할 수 있다. 예컨대, 부하 장치(170)에서 소모하는 단위 시간당 전력 양이 많아지는 시기에는, 추진 샤프트(133)와 기계적으로 연결되는 발전 유닛(150)의 수를 늘릴 수 있다. 또한, 부하 장치(170)에서 소모하는 단위 시간당 전력 양이 적어지는 시기에는, 추진 샤프트(133)와 기계적으로 연결되는 발전 유닛(150)의 수를 줄일 수 있다. 예컨대, 추진 샤프트(133)의 회전 속도가 느려지는 경우(선체(110)의 이동 속도가 느린 경우), 추진 엔진(131)에서 소모하는 저장 탱크 내 증발 가스(BOG)의 양은 줄어들 수 있다. 이 경우, 부하 장치(170)들 중 어느 하나인 연료 시스템의 재액화 장치가 재액화 해야 하는 증발 가스(BOG)의 양은 많아 질 수 있다. 요컨대, 선체(110)가 저속으로 주행하는 저속 주행 구간에서는, 부하 장치(170)가 소모하는 전력의 양이 많아질 수 있다. 이 경우, 제어기(190)는 추진 샤프트(133)와 기계적으로 연결되는 발전 유닛(150)의 수가 증가되도록, 각각의 발전 유닛(150)이 가지는 연결 모듈(155)들을 제어할 수 있다.

상술한 예에서는, 롤러(155a)를 선택적으로 추진 샤프트(133)에 접촉시켜, 전력을 생산하는 연결 모듈(155)을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 5, 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 연결 모듈(156)은 벨트(156a), 그리고 장력 조절 부재(156b)를 포함할 수 있다. 벨트(156a)는 추진 샤프트(133)와 발전 샤프트(153)를 감싸도록 제공될 수 있다. 장력 조절 부재(156b)는 발전 샤프트(153)를 제1위치 또는 제2위치 사이에서 이동시키는 거리 조절 장치일 수 있다. 장력 조절 부재(156b)는 추진 샤프트(133)와 발전 샤프트(153) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 또한, 제2위치는 제1위치보다 추진 샤프트(133)에 가까운 위치일 수 있다. 즉, 장력 조절 부재(156b)가 도 5에 도시된 바와 같이 추진 샤프트(133)를 제1위치에 위치시키는 경우, 벨트(156a)의 장력은 크게 되어 추진 샤프트(133)의 회전 에너지는 발전 샤프트(153)에 전달될 수 있다. 이 경우, 발전 유닛(150)은 전력을 생산할 수 있다. 이와 달리, 장력 조절 부재(156b)가 도 6에 도시된 바와 같이 추진 샤프트(133)를 제2위치에 위치시키는 경우, 벨트(156a)의 장력은 느슨해져 추진 샤프트(133)의 회전 에너지는 발전 샤프트(153)에 전달되지 않을 수 있다. 이 경우, 발전 유닛(150)은 전력을 생산하지 않을 수 있다.

상술한 예에서는, 롤러(155a)를 선택적으로 추진 샤프트(133)에 접촉시켜, 전력을 생산하는 연결 모듈(155)을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 7, 그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 연결 모듈(157)은 벨트(157a), 그리고 장력 조절 부재(157b)를 포함할 수 있다. 벨트(157a)는 추진 샤프트(133)와 발전 샤프트(153)를 감싸도록 제공될 수 있다. 장력 조절 부재(157b)는 벨트(157a)와 접촉되어 벨트(157a)의 장력을 크게하는 제1위치와, 벨트(157b)와 이격되는 제2위치 사이에서 이동 가능하게 제공되는 보조 롤러일 수 있다. 예컨대, 보조 롤러인 장력 조절 부재(157b)가 도 7에 도시된 바와 같이 제1위치에 위치되는 경우, 추진 샤프트(133)의 회전 에너지는 발전 샤프트(153)로 전달될 수 있다. 이 경우, 발전 유닛(150)은 전력을 생산할 수 있다. 이와 달리, 보조 롤러인 장력 조절 부재(157b)가 도 8에 도시된 바와 같이 제1위치에 위치되는 경우, 추진 샤프트(133)의 회전 에너지는 발전 샤프트(153)로 전달되지 않을 수 있다. 이 경우, 발전 유닛(150)은 전력을 생산하지 않을 수 있다.

상술한 예에서는, 롤러(155a)를 선택적으로 추진 샤프트(133)에 접촉시켜, 전력을 생산하는 연결 모듈(155)을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 9, 그리고 도 10에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 연결 모듈(158)은 벨트(158a), 그리고 장력 조절 부재(158b)를 포함할 수 있다. 벨트(158a)는 추진 샤프트(133)와 발전 샤프트(153)를 감싸도록 제공될 수 있다.

장력 조절 부재(158b)는 발전 샤프트(153)에 설치될 수 있다. 장력 조절 부재(158b)는 발전 샤프트(153)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 예컨대, 발전 샤프트(153)에는 서로 상이한 위치에 복수의 홈이 형성되고, 장력 조절 부재(158b)는 이러한 홈에 끼워질 수 있다. 이에, 장력 조절 부재(158b)의 위치는 변경될 수 있다. 또한, 장력 조절 부재(158b)는 원 뿔 또는 원뿔 대 형상을 가지는 바디일 수 있다. 장력 조절 부재(158b)의 회전 축은 발전 샤프트(153)의 회전 축과 일치할 수 있다. 장력 조절 부재(158b)가 도 9에 도시된 바와 같이 제1위치에 위치되는 경우, 벨트(158a)의 장력은 커지고, 이에 추진 샤프트(133)의 회전 운동 에너지는 발전 샤프트(153)로 전달될 수 있다. 이 경우, 발전 유닛(150)은 전력을 생산할 수 있다. 또한, 장력 조절 부재(158b)가 도 10에 도시된 바와 같이 제2위치에 위치되는 경우, 벨트(158a)의 장력은 느슨해지고, 이에 추진 샤프트(133)의 회전 운동 에너지는 발전 샤프트(153)로 전달되지 않을 수 있다. 이 경우, 발전 유닛(150)은 전력을 생산하지 않을 수 있다. 또한, 벨트(158a)의 이탈을 방지하기 위해 도 11에 도시된 바와 같이 장력 조절 부재(158b)의 머릿 단에는 이탈 방지 플레이트(158c)가 설치될 수 있다. 도 11에서는 이탈 방지 플레이트(158c)와 장력 조절 부재(158b)가 별개의 구성인 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 이들 구성은 일체로 제공될 수도 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

해양 구조물 : 100
선체 : 110
추진 유닛 : 130
추진 엔진 : 131
추진 샤프트 : 133
추진 부재 : 135
발전 유닛 : 150
발전기 : 151
발전 샤프트 : 153
연결 모듈 : 155, 156, 157, 158
부하 장치 : 170
제어기 : 190

Claims

해양 구조물에 있어서,
해수에 부유하는 선체;
상기 해수에 부유한 상기 선체를 이동시키는 추진 유닛; 및
상기 선체에 설치된 부하 장치들을 구동하기 위한 전력을 생산하는 발전 유닛;
상기 발전 유닛이 생산하는 상기 전력을 소모하는 부하 장치를 포함하고,
상기 추진 유닛은,
추진 샤프트와 연결되는 추진 엔진; 및
상기 추진 샤프트와 연결되며, 상기 추진 샤프트로부터 상기 선체를 이동시키는 동력을 전달받는 추진 부재를 포함하고,
상기 발전 유닛은,
발전 샤프트와 연결되는 발전기; 및
상기 추진 샤프트의 동력이 상기 발전 샤프트에 선택적으로 전달되게 하는 연결 모듈을 포함하는 해양 구조물.
제1항에 있어서,
상기 연결 모듈은,
상기 추진 샤프트가 회전되는 제1방향과 상이한 제2방향으로 회전 가능한 롤러;
상기 롤러와 연결되는 연결 샤프트;
상기 연결 샤프트의 회전을 상기 발전 샤프트로 전달하는 교차 축 전환 부재; 및
상기 추진 샤프트와 상기 연결 샤프트 사이의 거리를 변경하는 거리 조절 부재를 포함하는 해양 구조물.
제1항에 있어서,
상기 연결 모듈은,
상기 추진 샤프트와 상기 발전 샤프트를 감싸는 벨트; 및
상기 추진 샤프트의 회전이 상기 발전 샤프트에 선택적으로 전달될 수 있도록 상기 벨트의 장력을 조절하는 장력 조절 부재를 포함하는 해양 구조물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발전 유닛은 복수로 제공되고,
상기 해양 구조물은,
상기 부하 장치에서 소모하는 전력 양에 따라 상기 추진 샤프트와 기계적으로 연결되는 상기 발전 유닛의 수를 조절할 수 있도록 각각의 상기 발전 유닛이 가지는 연결 모듈을 제어하는 제어기를 더 포함하는 해양 구조물.