KR20240039822A

KR20240039822A - Shaft generator for ship

Info

Publication number: KR20240039822A
Application number: KR1020220118637A
Authority: KR
Inventors: 박성종
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2024-03-27

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 축 발전기는, 프로펠러의 회전축 상에 구비되어, 회전축과 함께 회전하는 회전부재 및 회전축의 일 영역을 둘러싸며, 회전축의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 이동부재를 포함하고, 회전하는 회전부재와 이동부재의 교차 영역에서, 상호 기전력이 유도되어 전력이 생산되며, 이동부재를 이동시켜 교차 영역을 가변함으로써 전력의 생산량을 제어한다.The marine shaft generator according to an embodiment of the present invention includes a rotating member that is provided on the rotating shaft of the propeller and rotates together with the rotating shaft, and a moving member that surrounds an area of the rotating shaft and is movable along the longitudinal direction of the rotating shaft. Including, in the intersection area of the rotating rotating member and the moving member, mutual electromotive force is induced to produce power, and the production of power is controlled by changing the intersection area by moving the moving member.

Description

Shaft generator for ships {SHAFT GENERATOR FOR SHIP}

본 발명은 선박용 축 발전기에 관한 것으로, 구체적으로는 선박 엔진의 구동력은 유지하면서 프로펠러의 회전 속도의 제어가 가능하며, 생산되는 전력을 회수하여 선박 상에서 소비전력으로 사용할 수 있는 선박용 축 발전기에 관한 것이다.The present invention relates to a marine axial generator, and more specifically, to a marine axial generator capable of controlling the rotational speed of the propeller while maintaining the driving force of the marine engine, and recovering the generated power to use it as power consumption on board the ship. .

일반적으로 선박의 추진수단은 선체에 설치된 엔진(engine)과, 이 엔진의 회전축과 연결되며 선체의 외측으로 돌출된 프로펠러(propeller)를 포함하며, 이 프로펠러를 회전시킴에 따라 추진력을 발생시킨다.In general, the propulsion means of a ship includes an engine installed on the hull, a propeller connected to the rotation axis of the engine and protruding outside the hull, and generating propulsion force by rotating the propeller.

선박의 추진수단으로 사용되는 프로펠러는 주 엔진에서 발생하는 동력의 70% 정도만을 선박을 운항하는 추진력(thrust)으로 사용하고 나머지 엔진의 동력은 프로펠러 마찰, 열 손실 및 프로펠러 후방의 회전류로 낭비되게 된다. The propeller used as a means of propulsion for a ship uses only about 70% of the power generated from the main engine as thrust to operate the ship, and the remaining engine power is wasted through propeller friction, heat loss, and rotational flow behind the propeller. do.

이중 프로펠러 후방의 회전류에 의해 손실되는 에너지는 회수가 가능하며, 이러한 에너지를 회수하기 위한 기술이 개발되고 있다.The energy lost by the rotational flow behind the propeller can be recovered, and technology to recover this energy is being developed.

최근에는 2-Stroke 엔진의 효율이 높은 장점을 이용하여 프로펠러를 회전하는 축에 발전기를 부착하여 전력을 생산하고 있다.Recently, taking advantage of the high efficiency of the 2-Stroke engine, power has been produced by attaching a generator to the shaft that rotates the propeller.

그러나 2-Stroke 엔진은 부하 조절 속도가 매우 느리다는 단점이 있으며, 이에 따라, 선박의 프로펠러 회전 속도를 신속하게 제어할 수 없다는 문제점이 있어 왔다.However, the 2-Stroke engine has the disadvantage of having a very slow load control speed, and as a result, there has been a problem in that the ship's propeller rotation speed cannot be quickly controlled.

이에, 선박 엔진의 구동력은 유지하면서 프로펠러의 회전 속도의 제어가 가능함과 동시에, 생산되는 전력을 회수하여 선박 상에서 소비전력으로 사용할 수 있는 축 발전기 기술의 개발 필요성이 제기되었다.Accordingly, there has been a need to develop shaft generator technology that can control the rotational speed of the propeller while maintaining the driving force of the ship's engine, and at the same time, recover the generated power and use it as power consumption on the ship.

대한민국 등록특허공보 제10-2415813호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2415813

본 발명의 목적은 선박 엔진의 구동력은 유지하면서 프로펠러의 회전 속도의 제어가 가능하며, 생산되는 전력을 회수하여 선박 상에서 소비전력으로 사용할 수 있는 선박용 축 발전기를 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to provide a marine shaft generator that can control the rotational speed of the propeller while maintaining the driving force of the marine engine, and can recover the generated power and use it as power consumption on the ship.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 프로펠러의 회전축 상에 구비되어, 회전축과 함께 회전하는 회전부재 및 회전축의 일 영역을 둘러싸며, 회전축의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 이동부재를 포함하고, 회전하는 회전부재와 이동부재의 교차 영역에서, 상호 기전력이 유도되어 전력이 생산되며, 이동부재를 이동시켜 교차 영역을 가변함으로써 전력의 생산량을 제어한다.In order to solve the problems described above, the present invention provides a rotating member provided on the rotating shaft of the propeller and rotating together with the rotating shaft, and a moving member that surrounds an area of the rotating shaft and is movable along the longitudinal direction of the rotating shaft. Including, in the intersection area of the rotating rotating member and the moving member, mutual electromotive force is induced to produce power, and the production of power is controlled by changing the intersection area by moving the moving member.

또한, 이동부재는, 회전축의 길이 방향으로 소정 길이를 가지며, 회전부재가 관통 가능하도록 중앙부에 통공이 형성되는 하우징, 하우징의 하부에 구비되며, 회전축의 길이 방향을 따라 하우징을 이동시키는 구동부 및 하우징과 구동부 사이에 구비되어 하우징을 지지하는 지지부를 포함하고, 구동부의 이동 정도에 따라, 교차 영역이 가변된다.In addition, the moving member includes a housing that has a predetermined length in the longitudinal direction of the rotating shaft and has a through hole formed in the center so that the rotating member can penetrate, a driving part that is provided in the lower part of the housing and moves the housing along the longitudinal direction of the rotating shaft, and the housing. It includes a support part provided between the and the driving part to support the housing, and the intersection area varies depending on the degree of movement of the driving part.

또한, 하우징은, 상호 결합 및 분리가 가능한 한 쌍으로 제공됨에 따라 회전축 상에서 탈부착 가능하게 구비된다.In addition, the housing is provided as a pair that can be coupled and separated from each other, so that it can be attached and detached from the rotation axis.

또한, 하우징은 회전축을 중심으로 좌우로 대칭되는 한 쌍으로 제공되고, 지지부는 한 쌍의 하우징의 하부에 각각 구비되며, 이동부재는, 지지부 사이에 구비되어 한 쌍의 하우징 사이의 간격을 선택적으로 조절하는 간격조절부재를 더 포함한다.In addition, the housings are provided as a pair symmetrical left and right about the rotation axis, the support portion is provided at the lower part of each pair of housings, and the moving member is provided between the support portions to selectively adjust the gap between the pair of housings. It further includes a spacing adjustment member for adjusting.

또한, 하우징은, 회전부재의 하부에 구비되는 하부재와, 회전부재의 상부에 구비되는 상부재로 이루어지며, 이동부재는, 상부재와 하부재를 체결시키는 체결 수단을 더 포함한다.In addition, the housing consists of a lower member provided on the lower part of the rotating member and an upper member provided on the upper part of the rotating member, and the moving member further includes fastening means for fastening the upper member and the lower member.

또한, 상부재와 하부재는 힌지를 통해 일측이 결합되고 타측이 회동 가능하게 구비되며, 지지부는 하부재에 탈부착 가능하게 구비된다.In addition, one side of the upper member and the lower member is coupled through a hinge and the other side is rotatable, and the support portion is provided to be detachable from the lower member.

또한, 본 발명은, 회전축의 회전수를 감지하는 감지 센서 및 감지 센서로부터 감지된 회전수와 목표 회전수 정보에 기초하여, 회전부재와 이동부재의 교차 영역을 도출하고, 이동부재의 이동을 제어하는 제어기를 더 포함한다.In addition, the present invention derives the intersection area between the rotating member and the moving member based on the detection sensor that detects the rotation speed of the rotating shaft, the rotation speed detected from the detection sensor, and the target rotation speed information, and controls the movement of the moving member. It further includes a controller that

또한, 이동부재가 회전축의 길이 방향을 따라 이동함으로써, 엔진의 구동력은 유지하면서 프로펠러의 회전 속도의 제어가 가능하며, 교차 영역으로부터 회수된 전력은 선박 상에서 소비전력으로 사용된다.In addition, by moving the moving member along the longitudinal direction of the rotation axis, it is possible to control the rotational speed of the propeller while maintaining the driving force of the engine, and the power recovered from the intersection area is used as power consumption on the ship.

본 발명의 일 실시예에 따르면 선박 엔진의 구동력은 유지하면서 프로펠러의 회전 속도의 제어가 가능하며, 생산되는 전력을 회수하여 선박 상에서 소비전력으로 사용할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the rotational speed of the propeller can be controlled while maintaining the driving force of the ship's engine, and the generated power can be recovered and used as power consumption on the ship.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 축 발전기를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 축 발전기의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재를 포함하는 선박용 축 발전기의 예시이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동부재를 포함하는 선박용 축 발전기의 예시이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동부재를 포함하는 선박용 축 발전기의 예시이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터를 나타낸 도면이다.1 is a diagram briefly showing a ship shaft generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view of a ship shaft generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line AA' of Figure 2.
Figure 4 is a diagram showing the detailed configuration of a moving member according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example of a marine shaft generator including a moving member according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an example of a marine shaft generator including a moving member according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is an example of a marine shaft generator including a moving member according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing an actuator according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.The detailed description set forth below in conjunction with the accompanying drawings is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts unrelated to the description may be omitted, and the same reference numerals may be used for identical or similar components throughout the specification.

본 발명의 실시예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.In an embodiment of the present invention, expressions such as “or”, “at least one”, etc. may represent one of words listed together, or a combination of two or more.

이하, 본 발명의 실시예들에 있어서, 각 구성들의 크기, 두께 및 형상은 설명의 편의를 위해 과장되게 도시되었으며, 실제 축 발전기에서는 이와 다른 크기와 형상을 가질 수 있다.Hereinafter, in the embodiments of the present invention, the size, thickness, and shape of each component are exaggerated for convenience of explanation, and may have different sizes and shapes in an actual shaft generator.

또한, 도시된 배선의 연결 구조는 편의를 위해 간략하게 도시된 것으로써, 이와 다른 연결 형태가 적용될 수 있으며, 소정 구성 요소를 기준으로 하여 상부, 하부, 측부 등을 표시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 장치의 회전이나 배치에 따라 지칭한 방향과 다른 방향으로 해석될 수 있다.In addition, the connection structure of the illustrated wiring is briefly shown for convenience, and other connection types may be applied, and the upper, lower, and side parts are indicated based on certain components, but this is for convenience of explanation. For this purpose, it may be interpreted in a different direction from the indicated direction depending on the rotation or arrangement of the device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 축 발전기를 간략하게 나타낸 도면이다.1 is a diagram briefly showing a ship shaft generator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일반적으로 사용되는 선박용 추진수단은, 선체 내부에 구동 엔진(40)이 구비되고, 프로펠러(propeller)(20)가 이 엔진(40)의 회전축(30)과 연결되어 선체의 외측으로 돌출되도록 마련되며, 이 프로펠러(20)를 회전시킴에 따라 추진력을 발생시킨다.Referring to FIG. 1, a generally used marine propulsion means includes a driving engine 40 inside the hull, and a propeller 20 is connected to the rotation shaft 30 of the engine 40 to propel the hull. It is provided to protrude outward, and generates thrust by rotating the propeller (20).

본 발명의 선박용 축 발전기(100)는 상술한 회전축(30) 상에 자석과 코일을 구비하고 둘 중 어느 하나가 회전축(30)과 함께 회전되도록 마련함에 따라, 자석과 코일의 교차 영역(R) 사이에 기전력이 유도됨에 따라 전력을 생산하는 것을 목적으로 한다.The marine shaft generator 100 of the present invention is provided with a magnet and a coil on the above-described rotation shaft 30, and one of the two is arranged to rotate together with the rotation shaft 30, so that the intersection area (R) of the magnet and the coil is The purpose is to produce electric power as electromotive force is induced between them.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 축 발전기에 대해 자세하게 설명한다.Hereinafter, a marine shaft generator according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 축 발전기의 측단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.Figure 2 is a side cross-sectional view of a marine shaft generator according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 2.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 선박용 축 발전기(100)는 회전부재 및 이동부재(120)의 구성을 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 3, the marine shaft generator 100 of the present invention may include a rotating member and a moving member 120.

회전부재(110)는, 프로펠러(20)의 회전축(30) 상에 구비되어, 회전축(30)과 함께 회전하도록 마련될 수 있고, 이동부재(120)는 회전축(30)의 일 영역을 둘러싸며, 회전축(30)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구비될 수 있다.The rotating member 110 may be provided on the rotating shaft 30 of the propeller 20 and rotated together with the rotating shaft 30, and the moving member 120 surrounds one area of the rotating shaft 30. , may be provided to be movable along the longitudinal direction of the rotation axis 30.

상술한 회전부재(110)와 이동부재(120)는 둘 중 어느 하나가 코일을 구비할 수 있으며, 다른 하나가 자석을 구비하도록 마련될 수 있다.One of the above-mentioned rotating member 110 and the moving member 120 may be provided with a coil, and the other may be provided with a magnet.

예를 들면, 회전부재(110)에 자석이 구비되고 이동부재(120)에 코일이 구비될 수 있고, 그 위치가 서로 뒤바뀌도록 구비될 수도 있으며, 두 가지 구성 모두 동일한 효과를 가지게 된다.For example, the rotating member 110 may be provided with a magnet and the moving member 120 may be provided with a coil, and their positions may be reversed, and both configurations will have the same effect.

이 때, 자석의 경우, N극 자석과 S극 자석이 각각 하나씩 배치되는 형태로 마련될 수 있으며, N극 자석과 S극 자석이 복수 개의 쌍으로 마련되어 서로 번갈아가며 등간격으로 교차되도록 배치될 수도 있을 것이다.At this time, in the case of the magnet, an N-pole magnet and an S-pole magnet may be arranged one by one, and the N-pole magnet and the S-pole magnet may be arranged in plural pairs and arranged to alternate with each other at equal intervals. There will be.

코일은, 도면 상에서 자석의 외측을 모두 둘러싸도록 구비되는 것으로 도시하였으나, 그 배치 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 자석을 중앙에 두고 마주보는 한 쌍으로 마련되는 등 다양한 형태로 마련될 수 있다.The coil is shown in the drawing as being provided to surround the entire outside of the magnet, but the arrangement method is not limited to this, and may be provided in various forms, such as being provided as a pair facing each other with the magnet at the center.

이러한 회전부재(110)와 이동부재(120)는 서로 중첩되는 교차 영역(R)을 형성하게 되며, 회전부재(110)가 회전함에 따라 회전부재(110)와 이동부재(120)의 교차 영역(R)에서 상호 기전력이 유도되어 전력이 생산되게 된다.The rotating member 110 and the moving member 120 form an intersection area (R) that overlaps each other, and as the rotating member 110 rotates, the intersection area of the rotating member 110 and the moving member 120 ( R) mutual electromotive force is induced and electric power is produced.

이 때, 이동부재(120)를 이동시켜 교차 영역(R)을 가변시키는 경우, 전력의 생산량을 즉각적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.At this time, when the crossing area (R) is varied by moving the moving member 120, there is an effect of immediately controlling the amount of power produced.

예를 들어, 교차 영역(R)을 확대하면 전력 생산량이 증가하게 되고, 교차 영역(R)을 축소시키면 전력 생산량이 줄어들게 된다.For example, expanding the intersection area (R) increases power production, and reducing the intersection area (R) decreases power production.

본 발명의 선박용 축 발전기(100)가 상술한 회전부재(110)와 이동부재(120)의 구성을 포함함에 따라, 엔진(40)의 구동력은 유지하면서 추진수단의 프로펠러(20) 회전 속도를 보다 신속하게 제어할 수 있는 효과가 있다.As the marine shaft generator 100 of the present invention includes the configuration of the rotating member 110 and the moving member 120 described above, the driving force of the engine 40 is maintained and the rotation speed of the propeller 20 of the propulsion means is increased. It has the effect of being able to be controlled quickly.

또한, 상기 교차 영역(R)에서 생산되는 전력을 회수하여 선박 상에서 다양한 목적으로 활용되는 소비전력으로 재사용이 가능한 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the power produced in the cross region (R) can be recovered and reused as power consumption for various purposes on board the ship.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 축 발전기의 구성에 대해 살펴보았다.In the above, we looked at the configuration of the shaft generator according to an embodiment of the present invention.

다만, 상술한 본 발명의 선박용 축 발전기는 감지 센서 및 제어기의 구성을 더 포함하도록 제공될 수 있다.However, the marine shaft generator of the present invention described above may be provided to further include a detection sensor and a controller.

계속해서 도 1 내지 도 3을 참조하면, 감지 센서(미도시)는, 회전축(30)의 회전수를 감지하는 기능을 한다.Continuing to refer to FIGS. 1 to 3 , a detection sensor (not shown) functions to detect the rotation speed of the rotation shaft 30.

제어기(미도시)는, 감지 센서로부터 감지된 회전수와 목표 회전수 정보에 기초하여, 회전부재(110)와 이동부재(120)의 교차 영역(R)을 도출하고, 이동부재(120)의 이동을 제어하는 기능을 한다.The controller (not shown) derives the intersection area (R) of the rotating member 110 and the moving member 120 based on the rotation speed detected from the detection sensor and the target rotation speed information, and determines the intersection area (R) of the moving member 120. It functions to control movement.

감지 센서가 프로펠러(20)의 실시간 회전수를 정확하게 측정함에 따라, 목표로 하는 선박의 추진력에 대응되도록, 프로펠러(20)의 실시간 회전 속도에 따라 축 발전기에 인가되는 저항의 크기를 정확하게 조절할 수 있게 된다.As the detection sensor accurately measures the real-time rotation speed of the propeller 20, the size of the resistance applied to the shaft generator can be accurately adjusted according to the real-time rotation speed of the propeller 20 to correspond to the thrust of the target ship. do.

이에 따라, 엔진(40)의 구동력을 유지하면서도 프로펠러(20)의 회전 속도를 정확하고 신속하게 제어 가능한 이점이 있다.Accordingly, there is an advantage in that the rotational speed of the propeller 20 can be accurately and quickly controlled while maintaining the driving force of the engine 40.

또한, 제어기가 이동부재(120)를 이동시켜 교차 영역(R)을 가변시킴에 따라 생산되는 전력량을 정확하게 예측할 수 있게 되므로, 사용 가능한 전력량을 파악하여 보다 용이하게 소비전력으로 재사용이 가능한 이점이 있다.In addition, since the controller can accurately predict the amount of power produced by moving the moving member 120 to vary the intersection area (R), there is an advantage in that the amount of available power can be identified and more easily reused as power consumption. .

더하여, 본 발명의 선박용 축 발전기는 아래와 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.In addition, the marine shaft generator of the present invention can be implemented in various forms as follows.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재의 세부 구성을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the detailed configuration of a moving member according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 이동부재(120)는, 하우징(121), 구동부(123) 및 지지부(122)의 세부 구성을 포함하도록 마련될 수 있다.Referring to FIG. 4, the moving member 120 of the present invention may be provided to include detailed configurations of a housing 121, a driving unit 123, and a support unit 122.

하우징(121)은 회전축(30)의 길이 방향으로 소정 길이를 가지며, 회전부재(110)가 관통 가능하도록 중앙부에 통공이 형성될 수 있다.The housing 121 has a predetermined length in the longitudinal direction of the rotating shaft 30, and a through hole may be formed in the central portion to allow the rotating member 110 to pass through.

도면 상에서는 하우징(121)의 형상을 원 기둥 형상으로 나타내었으나 그 형상이 도면에 한정되는 것은 아니며, 중앙부에 통공이 형성되어 회전부재(110)가 관통 가능한 형상이라면 모두 적용 가능하다.In the drawing, the shape of the housing 121 is shown as a circular pillar shape, but the shape is not limited to the drawing, and any shape that has a through hole formed in the center so that the rotating member 110 can penetrate is applicable.

구동부(123)는 하우징(121)의 하부에 구비되며, 회전축(30)의 길이 방향을 따라 하우징(121)을 이동시키는 기능을 한다.The driving unit 123 is provided at the lower part of the housing 121 and functions to move the housing 121 along the longitudinal direction of the rotation axis 30.

구동부(123)는 회전 모터의 구성을 구비할 수 있으며, 회전 모터의 구동축과 연결되는 기어 혹은 바퀴부재의 구성을 포함할 수 있다.The drive unit 123 may be configured as a rotation motor, and may include a gear or wheel member connected to the drive shaft of the rotation motor.

이 때, 구동부(123)의 이동 방향을 가이드할 수 있는 가이드 레일이 회전축(30)의 하부에 마련될 수 있으며, 레일 상에서 기어 혹은 바퀴부재가 주행 가능하도록 마련됨에 따라, 더욱 안정적으로 하우징(121)을 이동시킬 수 있게 된다.At this time, a guide rail capable of guiding the moving direction of the driving unit 123 may be provided at the lower part of the rotating shaft 30, and as the gear or wheel member is provided to travel on the rail, the housing 121 can be more stably operated. ) can be moved.

예를 들면, 가이드 레일의 측면에는 길이 방향을 따라 펀치 홀(Punch Hole)이 형성되어 있으며, 기어의 외측면에 형성되는 톱니바퀴가 상술한 펀치 홀에 대응되는 형상으로 형성되어 서로 맞물리도록 마련될 수 있다.For example, a punch hole is formed along the longitudinal direction on the side of the guide rail, and the gears formed on the outer surface of the gear are formed in a shape corresponding to the punch hole described above and are provided to engage with each other. You can.

지지부(122)는 하우징(121)과 구동부(123) 사이에 구비되어 하우징(121)을 지지하는 기능을 하도록 마련될 수 있으며, 그 형상은 하우징(121)의 하부를 안정적으로 지지할 수 있는 기둥 형상이라면 모두 적용 가능하다.The support part 122 may be provided between the housing 121 and the driving part 123 to function to support the housing 121, and its shape may be a pillar that can stably support the lower part of the housing 121. Any shape can be applied.

이동부재(120)가 이러한 세부 구성들을 포함함에 따라, 회전축(30)의 길이 방향을 따라 하우징(121)을 안정적으로 이동시킬 수 있게 되며, 구동부(123)의 이동 정도를 제어하여, 회전부재(110)와 이동부재(120)의 교차 영역을 용이하게 가변시킬 수 있게 된다.As the moving member 120 includes these detailed configurations, it becomes possible to stably move the housing 121 along the longitudinal direction of the rotating shaft 30, and control the degree of movement of the driving unit 123 to move the rotating member ( The intersection area between 110) and the moving member 120 can be easily varied.

이에 더하여, 상술한 이동부재의 구성들을 포함하는 본 발명의 선박용 축 발전기는 아래와 같은 다양한 형태로 제공될 수도 있다.In addition, the marine shaft generator of the present invention including the configuration of the moving member described above may be provided in various forms as follows.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재를 포함하는 선박용 축 발전기의 예시이다.Figure 5 is an example of a marine shaft generator including a moving member according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 일 실시예에서, 하우징(121)은, 회전축(30)을 중심으로 좌우로 대칭되는 한 쌍으로 제공되어, 상호 결합 및 분리가 가능하도록 마련됨에 따라, 회전축(30) 상에서 탈부착이 가능하며, 지지부(122)는 한 쌍의 하우징(121)의 하부에 각각 구비될 수 있다.Referring to FIG. 5, in one embodiment, the housing 121 is provided as a pair symmetrical left and right about the rotation axis 30, so that they can be coupled and separated from each other, so that the housing 121 can be connected to and separated from each other on the rotation axis 30. It is detachable, and the support portion 122 may be provided at the lower portion of each pair of housings 121.

이 때, 이동부재(120)는, 지지부(122) 사이에 구비되어 한 쌍의 하우징(121) 사이의 간격을 선택적으로 조절하는 간격조절부재(124)의 구성을 더 포함할 수 있다.At this time, the moving member 120 may further include a spacing adjustment member 124 provided between the support portions 122 to selectively adjust the spacing between the pair of housings 121.

간격조절부재(124)는 액추에이터의 형태로 제공될 수 있으며, 예를 들어, 지지부(122) 사이에 구비되는 실린더, 실린더의 내부에서 이동 가능하게 구비되는 이동 로드, 공압 또는 유압을 저장하는 저장 탱크 및 저장 탱크로부터 실린더 내부로 공압 또는 유압을 유입시키는 압력 펌프의 구성으로 이루어질 수 있다.The gap adjustment member 124 may be provided in the form of an actuator, for example, a cylinder provided between the supports 122, a moving rod provided to be movable inside the cylinder, and a storage tank for storing pneumatic or hydraulic pressure. and a pressure pump that introduces pneumatic or hydraulic pressure from the storage tank into the cylinder.

이러한 간격조절부재(124)의 구성을 채택하는 경우, 회전축(30)을 사이에 두고 양 측에서 한 쌍의 하우징(121)을 결합 및 분리하는 것이 용이해지는 이점이 있다.When adopting this configuration of the spacing adjustment member 124, there is an advantage that it becomes easy to couple and separate the pair of housings 121 on both sides with the rotation axis 30 in between.

즉, 간격조절부재(124)를 제어하여 한 쌍의 하우징(121) 사이의 거리를 확장시킨 이후, 회전축(30)이 하우징(121) 사이의 통공 자리에 위치하도록 하우징(121)을 배치한 후, 간격조절부재(124)를 통해 하우징(121) 사이의 거리를 단축시킴으로써, 중앙부의 통공을 회전축(30)이 관통하도록 하우징(121)을 용이하게 결합할 수 있게 된다.That is, after controlling the spacing adjustment member 124 to expand the distance between the pair of housings 121, the housing 121 is arranged so that the rotation axis 30 is located at the through hole between the housings 121. By shortening the distance between the housings 121 through the spacing adjustment member 124, the housings 121 can be easily coupled so that the rotation axis 30 penetrates the through hole in the central portion.

이어서, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동부재를 포함하는 선박용 축 발전기의 예시이다.Next, Figure 6 is an example of a marine shaft generator including a moving member according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에서, 하우징(130)은, 회전부재(110)의 하부에 구비되는 하부재(132)와, 회전부재(110)의 상부에 구비되는 상부재(131)로 이루어지며, 이동부재(120)는, 상부재(131)와 하부재(132)를 체결시키는 체결 수단(1332)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, in another embodiment, the housing 130 includes a lower member 132 provided on the lower part of the rotating member 110 and an upper member 131 provided on the upper part of the rotating member 110. The moving member 120 may further include a fastening means 1332 for fastening the upper member 131 and the lower member 132.

이 때, 회전축(30)의 길이 방향을 기준으로 상부재(131)와 하부재(132)의 양 측에는 대향되도록 배치되어 상호 결합됨에 따라 맞닿는 결합면(133)이 형성될 수 있으며, 각각의 결합면(133)에 상호 대응되는 체결공(1331)이 형성될 수 있다.At this time, based on the longitudinal direction of the rotation axis 30, the upper member 131 and the lower member 132 are disposed on both sides to face each other and are coupled to each other to form a contact surface 133, and each coupling Corresponding fastening holes 1331 may be formed on the surface 133.

이러한 체결공(1331)에 다양한 형태로 제공되는 체결 수단(1332)이 체결됨에 따라, 상부재(131)와 하부재(132)의 결합면(133)이 상호 고정되어 체결될 수 있다.As the fastening means 1332 provided in various forms is fastened to the fastening hole 1331, the coupling surfaces 133 of the upper material 131 and the lower material 132 can be fixed and fastened to each other.

일 예로, 체결 수단(1332)은 볼트 및 너트의 형태로 마련되어 회전 결합을 통해 상부재(131)와 하부재(132)를 체결시킬 수 있다.As an example, the fastening means 1332 may be provided in the form of a bolt or nut to fasten the upper member 131 and the lower member 132 through rotational coupling.

이어서, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동부재를 포함하는 선박용 축 발전기의 예시이다.Next, Figure 7 is an example of a marine shaft generator including a moving member according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 또 다른 실시예에서, 상술한 하우징(140)의 상부재(141)와 하부재(142)는 힌지(144)를 통해 일측이 결합되고 타측이 회동 가능하게 구비될 수도 있다. Referring to FIG. 7, in another embodiment, the upper material 141 and the lower material 142 of the housing 140 described above may be coupled on one side through a hinge 144 and the other side may be rotatable. .

이 때, 상부재(141)와 하부재(142)의 타측에는 대향되도록 배치되어 상호 결합됨에 따라 맞닿는 결합면(143)이 형성될 수 있으며, 각각의 결합면(143)에는 상호 대응되는 체결공(1431)이 형성될 수 있다.At this time, on the other side of the upper material 141 and the lower material 142, a coupling surface 143 may be formed as they are arranged to face each other and are coupled to each other, and each coupling surface 143 has a corresponding fastening hole. (1431) can be formed.

이러한 체결공(1431)에 다양한 형태로 제공되는 체결 수단(1432)이 체결됨에 따라, 상부재(141)와 하부재(142)의 결합면(143)이 상호 고정되어 체결될 수 있다.As the fastening means 1432 provided in various forms is fastened to the fastening hole 1431, the coupling surfaces 143 of the upper material 141 and the lower material 142 can be fixed and fastened to each other.

이러한 구성을 채택하는 경우, 상부재(141)를 회동시켜 통공을 오픈한 뒤, 회전축(30)을 하부재(142)의 중앙부에 형성된 통공에 위치시키고 다시 상부재(141)를 회동시켜 회전축(30)의 상부를 덮도록 결합시킬 수 있게 된다.When adopting this configuration, the upper material 141 is rotated to open the hole, then the rotation axis 30 is placed in the hole formed in the center of the lower material 142, and the upper material 141 is rotated again to rotate the rotation axis ( It can be combined to cover the top of 30).

이 때, 지지부는 하부재(142)에 탈부착 가능하게 구비될 수 있으며, 회전축(30)을 상부재(141)와 하부재(142)의 통공에 안착시킨 이후, 지지부를 하부재(142)에 결합 가능함에 따라, 회전축(30) 상에서 용이하게 하우징(140)을 결합시킬 수 있는 이점이 있다.At this time, the support portion may be provided to be detachable from the lower material 142, and after seating the rotating shaft 30 in the through hole of the upper material 141 and the lower material 142, the support portion may be attached to the lower material 142. As the combination is possible, there is an advantage that the housing 140 can be easily combined on the rotation axis 30.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재는 하우징을 이동시키기 위한 구성으로 액추에이터를 더 포함하도록 구현될 수 있다.Furthermore, the moving member according to an embodiment of the present invention may be implemented to further include an actuator for moving the housing.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액추에이터를 나타낸 도면이다.Figure 8 is a diagram showing an actuator according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 액추에이터(150)는, 이동부재(120)의 후단과 엔진(40) 사이에 신축 가능하게 구비될 수 있으며, 액추에이터(150)의 길이가 신축됨에 따라 이동부재(120)가 회전축(30)의 길이 방향을 따라 이동되어 엔진(40)과 이동부재(120) 사이의 거리가 조절될 수 있다.Referring to FIG. 8, the actuator 150 may be provided to be flexible between the rear end of the moving member 120 and the engine 40, and as the length of the actuator 150 expands and contracts, the moving member 120 The distance between the engine 40 and the moving member 120 can be adjusted by moving along the longitudinal direction of the rotation axis 30.

즉, 이동부재(120)에 공압 또는 유압을 가하여 이동부재(120)를 회전축(30)의 길이 방향을 따라 가이드 레일 상에서 이동시킴에 따라, 교차영역이 가변되도록 제어하는 것이 가능하다.That is, by applying pneumatic or hydraulic pressure to the moving member 120 to move the moving member 120 on the guide rail along the longitudinal direction of the rotation axis 30, it is possible to control the intersection area to be variable.

이 때, 이동부재(120)의 외측에서 엔진(40)의 전단을 향해 연장 형성되어, 이동부재(120)의 이동 범위를 제한하고, 이동 범위 내에서 이동부재(120)의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함하면, 이동부재(120)를 더욱 안정적으로 이동시키는 것이 가능하다.At this time, a guide is formed extending from the outside of the moving member 120 toward the front end of the engine 40, limits the movement range of the moving member 120, and guides the movement of the moving member 120 within the moving range. By further including a rail, it is possible to move the moving member 120 more stably.

본 발명의 선박용 축 발전기의 구현 형태는 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야 내에서 당 업자의 필요에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The implementation form of the marine shaft generator of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations may be made according to the needs of those skilled in the art within the technical field to which the present invention pertains.

이상에서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 축 발전기를 사용하면 아래와 같은 이점을 가질 수 있다.Using the shaft generator according to the embodiment of the present invention described above can provide the following advantages.

종래에는 프로펠러의 회전하는 축에 발전기를 부착하여 전력을 생산함으로써, 프로펠러 후방의 회전류에 의해 손실되는 에너지를 회수하는 기술이 개발되고 있다.Conventionally, technology has been developed to recover energy lost by the rotational flow behind the propeller by attaching a generator to the rotating shaft of the propeller to produce power.

하지만, 엔진의 부하 조절 속도가 매우 느리다는 단점이 있어서, 프로펠러 회전 속도를 신속하게 제어할 수 없다는 문제점이 있으며, 엔진의 구동력을 직접적으로 제어하는 과정에서 매우 큰 에너지 손실이 발생하는 단점이 있다.However, there is a disadvantage that the load control speed of the engine is very slow, so there is a problem that the propeller rotation speed cannot be quickly controlled, and there is a disadvantage that a very large energy loss occurs in the process of directly controlling the driving force of the engine.

이에 따라, 선박 내에서 필요한 전력량에 따라 축 발전기의 전력 생산 조절이 자유롭지 않은 문제점이 있어 왔다.Accordingly, there has been a problem in that the power production of the shaft generator cannot be freely adjusted depending on the amount of power required within the ship.

본 발명의 선박용 축 발전기는 이러한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 이동부재의 이동을 제어하여 회전부재와 이동부재의 교차 영역을 조절함에 따라, 엔진의 구동력은 유지하면서 선박 추진수단의 프로펠러 회전 속도를 보다 신속하게 제어할 수 있는 효과가 있다.The marine shaft generator of the present invention is designed to solve this problem. By controlling the movement of the moving member and adjusting the intersection area between the rotating member and the moving member, the driving force of the engine is maintained while increasing the rotation speed of the propeller of the ship's propulsion means. It has the effect of being able to be controlled quickly.

이에 더하여, 회전부재와 이동부재의 교차 영역으로부터 회수되는 전력은 선박 상에서 다양한 목적으로 활용될 수 있는 소비전력으로 사용이 가능하므로, 엔진의 구동력을 직접 제어하는 방식 대비 에너지 효율이 매우 우수한 이점이 있다.In addition, the power recovered from the intersection area of the rotating member and the moving member can be used as power consumption for various purposes on board the ship, so it has the advantage of very high energy efficiency compared to the method of directly controlling the driving force of the engine. .

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely provided as specific examples to easily explain the technical content of the present invention and to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the scope of the present invention should be construed as including all changes or modified forms derived based on the technical idea of the present invention in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 선박용 축 발전기
110 : 회전부재
120 : 이동부재
121 : 하우징
122 : 지지부
123 : 구동부
124 : 간격조절부재
130, 140 : 하우징
131, 141 : 상부재
132, 142 : 하부재
133, 143 : 결합면
1331, 1431 : 체결공
1332, 1432 : 체결 수단
144 : 힌지
150 : 액추에이터
20 : 프로펠러
30 : 회전축
40 : 엔진
R : 교차 영역100: Ship shaft generator
110: rotating member
120: moving member
121: housing
122: support part
123: driving unit
124: Spacing adjustment member
130, 140: Housing
131, 141: upper material
132, 142: Lower material
133, 143: mating surface
1331, 1431: fastener
1332, 1432: fastening means
144: hinge
150: actuator
20: propeller
30: rotation axis
40: engine
R: intersection area

Claims

A rotating member provided on the rotating shaft of the propeller and rotating together with the rotating shaft; and
A moving member surrounds an area of the rotation axis and is movable along the longitudinal direction of the rotation axis,
In the intersection area of the rotating rotary member and the moving member, mutual electromotive force is induced and electric power is produced,
A marine shaft generator that controls the amount of power produced by moving the moving member to vary the intersection area.

According to claim 1,
The moving member is,
a housing having a predetermined length in the longitudinal direction of the rotating shaft and having a through hole formed in the central portion to allow the rotating member to pass through;
a driving unit provided at a lower portion of the housing and moving the housing along the longitudinal direction of the rotation axis; and
A support part provided between the housing and the driving part to support the housing,
A marine shaft generator in which the intersection area varies depending on the degree of movement of the driving unit.

According to clause 2,
The housing is,
A ship shaft generator that is provided as a pair that can be coupled and separated from each other and is attachable and detachable from the rotating shaft.

According to clause 3,
The housing is provided as a pair symmetrical left and right about the rotation axis,
The support portion is provided at a lower portion of each of the pair of housings,
The moving member is,
A marine shaft generator further comprising a spacing adjustment member provided between the supports to selectively adjust the spacing between the pair of housings.

According to clause 3,
The housing is,
It consists of a lower member provided at the lower part of the rotating member and an upper member provided at the upper part of the rotating member,
The moving member is,
A marine shaft generator further comprising fastening means for fastening the upper member and the lower member.

According to clause 5,
One side of the upper member and the lower member is coupled through a hinge and the other side is rotatable,
A marine shaft generator wherein the support portion is detachably provided on the lower member.

According to claim 1,
A detection sensor that detects the number of rotations of the rotation shaft; and
A marine shaft generator further comprising a controller that derives the intersection area of the rotating member and the moving member based on the rotation speed and target rotation speed information detected from the detection sensor and controls movement of the moving member.

According to claim 1,
By moving the moving member along the longitudinal direction of the rotating shaft, it is possible to control the rotational speed of the propeller while maintaining the driving force of the engine,
The power recovered from the intersection area is used as power consumption on the ship.