WO2022050470A1 - 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법 - Google Patents

해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법 Download PDF

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김영식
김윤호
홍장표
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply system and a power supply method for a submarine boat using a seawater battery. More specifically, a seawater battery capable of charging and discharging is disposed outside a pressure-resistant hull to convert sodium ions dissolved in seawater into a cathode. It relates to a power supply system and a power supply method for a submarine boat using a seawater battery that can be used as power required for the operation of a submarine boat after generating electricity using it.
  • Submarine boats are equipped with batteries or fuel cells for noise reduction in the water and airless propulsion.
  • the batteries and fuel cells mounted and operated on the submarine are mounted inside the pressure-resistant hull for operations and work in the deep sea of 300m or more.
  • the space for mounting equipment is greatly limited.
  • Lithium-ion batteries generate oxygen on their own in case of fire, making it difficult to extinguish. In the event of a fire, toxic gas is released, which poses a serious threat to the lives of crew members.
  • fuel cells use fuels that are vulnerable to fire and explosion, such as hydrogen, and are sensitive to temperature conditions during operation.
  • the problem to be solved by the present invention is to place a seawater battery capable of charging and discharging on the outside of a pressure-resistant hull, and using sodium ions dissolved in seawater as a cathode to produce electric power and then use it as electric power necessary for the operation of a submarine boat.
  • An object of the present invention is to provide a power supply system and a power supply method for a submarine boat using
  • the present invention is installed inside the pressure hull for underwater behavior, operation, and operation of the submarine, occupies a lot of space, and uses a seawater battery to replace the battery and fuel cell system with a risk of fire and explosion.
  • An object of the present invention is to provide a system and a power supply method.
  • the space required for installing the battery and fuel cell inside the pressure hull can be used leisurely for the crew's living quarters, arming, and equipment arrangement,
  • To provide a power supply system and power supply method for submarine boats using seawater batteries that can fundamentally solve the risk of fire, explosion, and toxic/toxic gas that may occur during battery and fuel cell operation.
  • the power supply system for a submarine boat using a seawater battery is disposed between the outer hull and the pressure hull of the submarine boat at regular intervals along the longitudinal direction of the outer surface of the pressure hull. It includes a cathode array formed by one or more anode material lines, and as seawater flowing in through between the external hull and the withstand voltage hull is formed to contact the cathode array, the seawater and the cathode
  • a cathode array formed by one or more anode material lines, and as seawater flowing in through between the external hull and the withstand voltage hull is formed to contact the cathode array, the seawater and the cathode
  • cleaning means for moving along the longitudinal direction of the cathode array and removing foreign substances adhering to the cathode array are provided along both ends of the cathode array, and the The cleaning means may include a pair of guide rails for guiding to be movable along the longitudinal direction of the cathode arrangement.
  • the cleaning means includes one or more negative electrode material cleaning holes formed to correspond to the position of each negative electrode material provided in the negative electrode material line, a cleaning device provided for each negative electrode material cleaning hole, and the cleaning device removed by the cleaning device
  • a foreign material suction unit for sucking and storing foreign substances, one or more wheels engaged with the pair of guide rails to move the cleaning means forward or backward through rotation, a rotating motor for rotating the one or more wheels, and the negative electrode
  • a camera for photographing the array in real time, a lighting device for illuminating the cathode array, an electromagnet and the cleaning device for applying electromagnetic force so that the cleaning means can be attached to the pressure-resistant hull, the foreign substance suction unit, the rotating motor, the camera and It may be characterized in that it comprises a battery for supplying power to the lighting device.
  • the negative electrode arrangement may be electrically connected to an emergency battery provided in the withstand voltage hull, and the emergency battery may be charged using power generated and collected through the negative electrode arrangement.
  • seawater flowing in through between the outer hull and the pressure hull of the submarine boat is between the outer hull and the pressure-resistant hull.
  • a step in contact with an anode array formed by one or more anode material lines arranged at regular intervals along the longitudinal direction of the outer surface of the withstand pressure hull, and contacting the seawater and the anode material line so that sodium ions are concentrated Power is generated accordingly, and it may be characterized in that it comprises the step of collecting the generated power and supplying the power required for the operation of the submarine boat.
  • a seawater battery capable of charging and discharging is disposed outside the pressure-resistant hull, and sodium ions dissolved in seawater are used as a cathode to generate power and then use it as power required to start a submarine.
  • the present invention is installed inside the pressure hull for underwater behavior, operation, and operation of the submarine, occupies a lot of space, and has the advantage of being able to replace batteries and fuel cell systems with a risk of fire and explosion. .
  • the space required for installing the battery and fuel cell inside the pressure hull can be easily used for the crew's living quarters, arming, and equipment arrangement. It can be utilized and has the advantage of fundamentally eliminating the risk of fire, explosion, and toxic/toxic gas that may occur during battery and fuel cell operation.
  • anode material on the outside of the pressure hull and bringing it into contact with seawater, power is produced according to a chemical reaction to provide service power for the purpose of submersible behavior and residence and equipment operation in the water. It has the advantage of generating electric power by arranging the anode material in a space with a relatively large surface area outside the pressure hull to react with seawater in a large area.
  • 1 is a view showing a conventional submarine boat battery and fuel cell layout.
  • FIG. 2 is a view showing a power supply system 100 for a submarine boat using a seawater battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the cathode arrangement 110 shown in FIG. 2 in more detail.
  • FIG. 4 is a view showing the cleaning means 120 shown in FIG. 2 in more detail.
  • 1 is a view showing a conventional submarine boat battery and fuel cell layout.
  • FIG. 2 is a view showing a power supply system 100 for a submarine boat using a seawater battery according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view showing the cathode arrangement 110 shown in FIG. 2 in more detail. .
  • the power supply system 100 for a submarine boat using a seawater battery is a pressure-resistant hull between the outer hull and the pressure hull of the submarine boat. It is configured to include an anode array 110 formed by one or more anode material lines disposed at regular intervals along the longitudinal direction of the outer surface.
  • the cathode array 110 is formed so that the seawater flowing in through between the outer hull and the pressure resistant hull comes into contact with the cathode array 110, so that the sodium ions are accumulated according to the contact of the seawater and the anode material line. By collecting the required electric power, it is supplied with the electric power required for the operation of the submarine.
  • the cathode array 110 is formed through one or more cathode material lines arranged at regular intervals along the longitudinal direction of the pressure-resistant hull from the lower side of the pressure-resistant hull, and corresponds to the cathode, and is introduced through the outer hull and the pressure-resistant hull. It is arranged in a line type so as not to affect the hydrodynamic performance of the submarine in contact with seawater.
  • the cathode array 110 is disposed in a wide area on the lower surface of the withstand voltage hull by the required amount of power. Therefore, the power generated by the sodium ions integrated in each anode material disposed in the cathode array 110 is collected, and by providing power to an electric motor provided in the submarine boat, it can be utilized as propulsion power and service power of the submarine boat.
  • the negative electrode array 110 may be contaminated by the adhesion of marine organisms (fauling) of the seawater or the adhesion of foreign substances as it is in direct contact with the seawater. can do. This will be described with reference to FIG. 4 .
  • FIG. 4 is a view showing the cleaning means 120 shown in FIG. 2 in more detail.
  • a pair of guide rails 130 for guiding the cleaning robot 120 to be able to move in a straight line along the longitudinal direction of the pressure resistant hull are provided as both sides of the cathode array 110 of the present invention,
  • the cleaning means 120 moves along the pair of guide rails 130 .
  • Figure 4 (a) is a front view of the cleaning means (120)
  • Figure 4 (b) is a bottom view of the cleaning means (120)
  • Figure 4 (c) is a view showing the internal structure.
  • the cleaning means 120 one or more negative electrode material cleaning holes 121 formed to correspond to the positions of each negative electrode material provided in the negative electrode material line, a cleaning device 122 provided for each negative electrode material cleaning hole 121, cleaning The foreign material suction unit 123 for sucking and storing the foreign material removed by the device 122, and one or more wheels 124 engaged with a pair of guide rails and rotating the cleaning means 120 forward or backward.
  • a lighting device 127 to increase the image quality
  • an electromagnet 128 for applying electromagnetic force so that the cleaning means 120 can be attached to the pressure-resistant hull
  • a foreign material suction unit 123 for supplying power to the lighting device 127 .
  • a rotary motor ( 125 ) for supplying power to the lighting device 127 .
  • the cleaning means 120 is attached to the pressure resistant hull by the electromagnetic force of the electromagnet 128 provided on the lower surface of the cleaning means 120 and is not separated from the pressure resistant hull, and at least one wheel 124 is a pair of In a state engaged with the guide rail 130 , it moves along the guide rail 130 while rotating through the rotational power of the rotary motor 125 .
  • the marine material or foreign material removed by the cleaning device 122 is collected through the foreign material suction unit 123 .
  • the cleaning means 120 moves the anode material cleaning hole 121 and the cleaning device 122 in a straight line along the guide rail 130 in a state attached to the pressure-resistant hull by the electromagnet 128 , the cathode arrangement 110 . It removes and cleans marine substances or foreign substances adhering to the surface.
  • a seawater battery capable of charging and discharging is disposed on the outside of the pressure-resistant hull to produce electric power using sodium ions dissolved in seawater as a cathode, and then it can be used as electric power necessary for the operation of a submarine. It is a technology that can be widely used in the marine industry to realize its practical and economic value.

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Abstract

본 발명은 충방전이 가능한 해수전지를 내압선체 외부에 배치하여 해수에 녹아 있는 나트륨 이온을 양극(Cathod)으로 이용해 전력을 생산 후 잠수함정의 기동에 필요한 전력으로 이용할 수 있는 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법에 관한 것이다.

Description

해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법
본 발명은 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 충방전이 가능한 해수전지를 내압선체 외부에 배치하여 해수에 녹아 있는 나트륨 이온을 양극(Cathod)으로 이용해 전력을 생산 후 잠수함정의 기동에 필요한 전력으로 이용할 수 있는 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법에 관한 것이다.
잠수함정에는 수중에서의 소음 감소 및 무급기 추진을 위해 배터리 또는 연료전지가 탑재 운용된다. 잠수함정에 탑재, 운용되는 배터리, 연료전지는 300m 이상 심해에서의 작전, 작업 수행을 위해 내압선체 내부에 탑재되며 이로인해 잠수함정의 내압선체 내부에 배치되는 승무원 침실 등 거주고, 작전 공간 및 무장 등의 장비 탑재 공간은 크게 제약을 받게 된다.
또한 잠수함정에 탑재되는 배터리 및 연료전지 시스템은 불량, 운용상의 잘못, 어뢰 등에 의한 피격으로 화재, 폭발 위험에 상시 노출되어 있다. 리튬이온 방식의 배터리는 화재시 자체적으로 산소를 발생시켜 소화가 어려우며 화재시 유독가스가 방출되어 승조원의 생명에 심각한 위협이 된다. 또한 연료전지의 경우 수소 등 화재, 폭발에 취약한 연료를 활용하며 운용시 온도조건 등에 민감한 문제가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 충방전이 가능한 해수전지를 내압선체 외부에 배치하여 해수에 녹아 있는 나트륨 이온을 양극(Cathod)으로 이용해 전력을 생산 후 잠수함정의 기동에 필요한 전력으로 이용할 수 있는 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 잠수함정의 수중 거동 및 작전, 작업 수행을 위해 압력선체 내부에 설치되어 많은 공간을 차지하고 화재, 폭발의 위험이 있는 배터리, 연료전지 시스템을 대체할 수 있는 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 해수전지를 압력선체 바깥에 설치하여 전력을 공급받음으로써 압력선체 내부에 배터리 및 연료전지 설치를 위해 소요되었던 공간을 승조원의 거주구 및 무장, 장비 배치를 위해 여유롭게 활용할 수 있게 되며, 배터리 및 연료전지 운용 중 발생할 수 있는 화재, 폭발 및 유독/유해가스 발생 위험을 근원적으로 해소할 수 있는 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템 및 전력공급 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템은 잠수함정의 외부 선체(Outer Hull)와 내압 선체(Pressure Hull) 사이에서 상기 내압 선체의 외측면 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 하나 이상의 음극재(Anode) 라인에 의해 형성되는 음극 배열(Array)을 포함하며, 상기 외부 선체와 상기 내압 선체 사이를 통해 유입되는 해수가 상기 음극 배열과 접하도록 형성됨에 따라, 상기 해수와 상기 음극재 라인의 접촉에 따라 집적되는 나트륨 이온에 의해 발생되는 전력을 취합함으로써, 상기 잠수함정의 운항에 필요한 전력으로 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 외부 선체와 상기 내압 선체 사이에서, 상기 음극 배열의 길이 방향을 따라 이동하며 상기 음극 배열에 부착되는 이물질을 제거하는 청소수단 및 상기 음극 배열의 양측 말단부를 따라 마련되며, 상기 청소수단이 상기 음극 배열의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 가이드하는 한 쌍의 가이드 레일을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 청소수단은 상기 음극재 라인에 마련된 각 음극재의 위치에 상응하도록 형성된 하나 이상의 음극재 청소홀, 각각의 상기 음극재 청소홀 별로 마련되는 세정장치, 상기 세정장치에 의해 제거된 이물질을 흡입 및 저장하는 이물질 흡입부, 상기 한 쌍의 가이드 레일과 맞물리며, 회전을 통해 상기 청소수단이 전진 혹은 후진되도록 하는 하나 이상의 휠(wheel), 상기 하나 이상의 휠을 회전시키는 회전 모터, 상기 음극 배열을 실시간으로 촬영하는 카메라, 상기 음극 배열에 빛을 비추는 조명장치, 상기 청소수단이 상기 내압 선체에 부착 가능하도록 전자력을 가하는 전자석 및 상기 세정장치, 상기 이물질 흡입부, 상기 회전 모터, 상기 카메라 및 상기 조명장치에 전력을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음극 배열은 상기 내압 선체 내에 마련되는 비상용 배터리와 전기적으로 연결되며, 상기 음극 배열을 통해 발생 및 취합되는 전력을 이용하여 상기 비상용 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 방법은 잠수함정의 외부 선체(Outer Hull)와 내압 선체(Pressure Hull) 사이를 통해 유입되는 해수가 상기 외부 선체와 상기 내압 선체 사이에서 상기 내압 선체의 외측면 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 하나 이상의 음극재(Anode) 라인에 의해 형성되는 음극 배열(Array)과 접하는 단계 및 상기 해수와 상기 음극재 라인과 접촉하여 나트륨 이온이 집접됨에 따라 전력이 발생되며, 발생된 전력을 취합하여 상기 잠수함정의 운항에 필요한 전력으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 충방전이 가능한 해수전지를 내압선체 외부에 배치하여 해수에 녹아 있는 나트륨 이온을 양극(Cathod)으로 이용해 전력을 생산 후 잠수함정의 기동에 필요한 전력으로 이용할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 잠수함정의 수중 거동 및 작전, 작업 수행을 위해 압력선체 내부에 설치되어 많은 공간을 차지하고 화재, 폭발의 위험이 있는 배터리, 연료전지 시스템을 대체할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 해수전지를 압력선체 바깥에 설치하여 전력을 공급받음으로써 압력선체 내부에 배터리 및 연료전지 설치를 위해 소요되었던 공간을 승조원의 거주구 및 무장, 장비 배치를 위해 여유롭게 활용할 수 있게 되며, 배터리 및 연료전지 운용 중 발생할 수 있는 화재, 폭발 및 유독/유해가스 발생 위험을 근원적으로 해소할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 압력선체의 외부에 음극재를 배열하고 해수와 접촉하도록 함으로써 화학반응에 따라 전력을 생산하여 수중에서의 잠수함정 거동 및 거주, 장비 운용 목적의 서비스 전력을 공급하는 것으로 압력선체 외부의 상대적으로 넓은 표면적을 갖는 공간에 음극재를 배치하여 넓은 면적에서 해수와 반응하도록 하여 전력을 생성할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 종래의 잠수함정의 배터리 및 연료전지 배치도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템(100)을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 음극 배열(110)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 청소수단(120)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
<부호의 설명>
100: 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템
110: 음극 배열
120: 청소수단
121: 음극재 청소홀
122: 세정장치
123: 이물질 흡입부
124: 휠
125: 회전 모터
126: 카메라
127: 조명장치
128: 전자석
129: 배터리
130: 가이드 레일
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 잠수함정의 배터리 및 연료전지 배치도를 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 종래의 잠수함정의 배터리 및 연료전비 배치는 깊은 수심의 수압을 견디기 위한 압력선체 내부에 배터리와 연료전지가 모두 배치됨에 따라, 공간 활용에 제약이 있고 화재 발생 시 승조원들의 대피가 불가능하며, 특히 유해가스 방출 등에 승조원들이 노출되는 위험을 가지고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템(100)을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 음극 배열(110)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 함께 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템(100)은 잠수함정의 외부 선체(Outer Hull)과 내압 선체(Pressure Hull) 사이에서 내압 선체의 외측면 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 하나 이상의 음극재(Anode) 라인에 의해 형성되는 음극 배열(Array)(110)을 포함하여 구성된다.
보다 구체적으로, 음극 배열(110)은 외부 선체와 내압 선체 사이를 통해 유입되는 해수가 음극 배열(110)과 접하도록 형성됨에 따라, 해수와 음극재 라인의 접촉에 따라 집적되는 나트륨 이온에 의해 발생되는 전력을 취합함으로써, 잠수함정의 운항에 필요한 전력으로 공급하게 된다.
음극 배열(110)은 내압 선체의 하측면에서 내압 선체의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 하나 이상의 음극재 라인을 통해 형성되는데, 양극(Cathod)에 해당하면서 외부 선체와 내압 선체를 통해 유입되는 해수와 접촉되되 잠수함정의 유체역학적 성능에는 영향을 주지 않도록 선상(Line type)으로 배열된다. 이때 배치되는 음극 외에 잠수함정에는 별도의 양극재가 배치되지 않음으로, 음극 배열(110)은 필요한 전력량만큼 내압 선체의 하부면에서 넓은 면적으로 배치된다. 따라서 음극 배열(110)에 배치된 각 음극재에 집적된 나트륨 이온에 의해 발생된 전력이 취합되어, 잠수함정에 마련된 전동기에 전력을 제공함으로써 잠수함정의 추진 전력 및 서비스 전력으로 활용될 수 있다.
한편, 음극 배열(110)은 직접 해수와 접촉됨에 따라 해수의 해양생물(fauling)이 부착되거나 또는 이물질이 묻어 고착되어 오염될 수 있는데, 본 발명에서는 이를 청소하기 위한 청소수단(120)을 더 포함할 수 있다. 이에 관해서는 도 4를 통해 살펴보기로 한다.
도 4는 도 2에 도시된 청소수단(120)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4를 살펴보면, 본 발명의 음극 배열(110)의 양 사이드로는 내압 선체의 길이 방향을 따라 청소로봇(120)이 직선 이동 가능하도록 가이드하는 한 쌍의 가이드 레일(130)이 마련되며, 한 쌍의 가이드 레일(130)을 따라 청소수단(120)이 이동하게 된다.
도 4(a)는 청소수단(120)의 전면도이고, 도 4(b)는 청소수단120)의 하측면도이며, 도 4(c)는 내부구조를 도시한 도면이다.
청소수단(120)의 경우, 음극재 라인에 마련된 각 음극재의 위치에 상응하도록 형성된 하나 이상의 음극재 청소홀(121), 각각의 음극재 청소홀(121) 별로 마련되는 세정장치(122), 세정장치(122)에 의해 제거된 이물질을 흡입 및 저장하는 이물질 흡입부(123), 한 쌍의 가이드 레일과 맞물리며 회전을 통해 청소수단(120)이 전진 혹은 후진되도록 하는 하나 이상의 휠(wheel)(124), 하나 이상의 휠(124)을 회전시키는 회전 모터(125), 음극 배열(110)을 실시간으로 촬영하여 이물질의 제거여부를 촬영하는 카메라(126), 음극 배열(110)에 빛을 비추어 카메라(126)의 화질을 높이도록 하는 조명장치(127), 청소수단(120)이 내압 선체에 부착 가능하도록 전자력을 가하는 전자석(128) 및 세정장치(122), 이물질 흡입부(123), 회전 모터(125), 카메라(126) 및 조명장치(127)에 전력을 공급하는 배터리(129)를 포함하여 구성된다.
이때, 청소수단(120)의 하부면에 마련되는 전자석(128)이 가지는 전자력에 의해 청소수단(120)은 내압 선체에 부착되어 내압 선체로부터 분리되지 않고, 하나 이상의 휠(124)이 한 쌍의 가이드 레일(130)에 맞물린 상태에서 회전 모터(125)의 회전 동력을 통해 회전하면서 가이드 레일(130)을 따라 이동하게 된다. 또한, 세정장치(122)에 의해 제거된 해양물질 혹은 이물질은 이물질 흡입부(123)를 통해 수거된다.
즉, 청소수단(120)은 전자석(128)에 의해 내압 선체에 부착된 상태에서 가이드 레일(130)을 따라 직선 이동하면서 음극재 청소홀(121) 및 세정장치(122)를 음극 배열(110) 상에 부착되는 해양물질 혹은 이물질을 제거 및 청소하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면 충방전이 가능한 해수전지를 내압선체 외부에 배치하여 해수에 녹아 있는 나트륨 이온을 양극(Cathod)으로 이용해 전력을 생산 후 잠수함정의 기동에 필요한 전력으로 이용할 수 있는 바, 본 발명은 조선해양 산업분야에서 널리 이용하여 그 실용적이고 경제적인 가치를 실현할 수 있는 기술이다.

Claims (5)

  1. 잠수함정의 외부 선체(Outer Hull)와 내압 선체(Pressure Hull) 사이에서 상기 내압 선체의 외측면 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 하나 이상의 음극재(Anode) 라인에 의해 형성되는 음극 배열(Array);을 포함하며,
    상기 외부 선체와 상기 내압 선체 사이를 통해 유입되는 해수가 상기 음극 배열과 접하도록 형성됨에 따라, 상기 해수와 상기 음극재 라인의 접촉에 따라 집적되는 나트륨 이온에 의해 발생되는 전력을 취합함으로써, 상기 잠수함정의 운항에 필요한 전력으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 선체와 상기 내압 선체 사이에서, 상기 음극 배열의 길이 방향을 따라 이동하며 상기 음극 배열에 부착되는 이물질을 제거하는 청소수단; 및
    상기 음극 배열의 양측 말단부를 따라 마련되며, 상기 청소수단이 상기 음극 배열의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 가이드하는 한 쌍의 가이드 레일;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 청소수단은,
    상기 음극재 라인에 마련된 각 음극재의 위치에 상응하도록 형성된 하나 이상의 음극재 청소홀;
    각각의 상기 음극재 청소홀 별로 마련되는 세정장치;
    상기 세정장치에 의해 제거된 이물질을 흡입 및 저장하는 이물질 흡입부;
    상기 한 쌍의 가이드 레일과 맞물리며, 회전을 통해 상기 청소수단이 전진 혹은 후진되도록 하는 하나 이상의 휠(wheel);
    상기 하나 이상의 휠을 회전시키는 회전 모터;
    상기 음극 배열을 실시간으로 촬영하는 카메라;
    상기 음극 배열에 빛을 비추는 조명장치;
    상기 청소수단이 상기 내압 선체에 부착 가능하도록 전자력을 가하는 전자석; 및
    상기 세정장치, 상기 이물질 흡입부, 상기 회전 모터, 상기 카메라 및 상기 조명장치에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음극 배열은 상기 내압 선체 내에 마련되는 비상용 배터리와 전기적으로 연결되며, 상기 음극 배열을 통해 발생 및 취합되는 전력을 이용하여 상기 비상용 배터리를 충전시키는 것을 특징으로 하는, 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 시스템.
  5. 잠수함정의 외부 선체(Outer Hull)와 내압 선체(Pressure Hull) 사이를 통해 유입되는 해수가 상기 외부 선체와 상기 내압 선체 사이에서 상기 내압 선체의 외측면 길이방향을 따라 일정한 간격으로 배치된 하나 이상의 음극재(Anode) 라인에 의해 형성되는 음극 배열(Array)과 접하는 단계; 및
    상기 해수와 상기 음극재 라인과 접촉하여 나트륨 이온이 집접됨에 따라 전력이 발생되며, 발생된 전력을 취합하여 상기 잠수함정의 운항에 필요한 전력으로 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 해수전지를 이용한 잠수함정용 전력공급 방법.
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