WO2023163278A1 - 발전용 선박 - Google Patents

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WO2023163278A1
WO2023163278A1 PCT/KR2022/004793 KR2022004793W WO2023163278A1 WO 2023163278 A1 WO2023163278 A1 WO 2023163278A1 KR 2022004793 W KR2022004793 W KR 2022004793W WO 2023163278 A1 WO2023163278 A1 WO 2023163278A1
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ship
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PCT/KR2022/004793
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박규리
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박규리
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a ship for power generation, and more particularly, to a ship for power generation capable of generating power in the high seas by mounting a wind turbine so as to be easily moved on the high seas.
  • offshore wind turbines Since the offshore wind turbine is installed on the sea, the wind turbine must be fixed to the sea. At this time, the offshore wind turbine is not easy to transport because of its large volume, and when installed on the sea, it is not easy to fix the offshore wind turbine when the water depth is deep. So conventionally, offshore wind turbines are mainly installed in territorial waters or exclusive economic zones.
  • Patent Publication No. 10-2020-0044568 (published on April 29, 2020)
  • Patent Publication No. 10-2020-0062842 (published on June 04, 2020)
  • Patent Publication No. 10-2013-0033769 published on April 04, 2013
  • Patent Publication No. 10-2016-0063643 (published on June 7, 2016)
  • An object of the present invention is to provide a ship equipped with a wind turbine capable of generating electricity by easily moving the wind turbine to an open sea with high wind strength, rather than the territorial sea or exclusive economic zone.
  • an object of the present invention is to provide a ship equipped with a wind power generator that functions as a sail so that the ship can move with the power of wind when moving without power generation.
  • a vessel for power generation according to the present invention includes a vertical axis wind power generator, a horizontal axis wind power generator, and a fixing means.
  • the vertical-axis wind power generator includes a rotor blade assembly for wind power generation capable of having a sail.
  • the wind turbine blade assembly includes a rotating shaft, a plurality of vertical blades, and a stopper.
  • the plurality of vertical wings have a first curvature in which an empty space through which wind can pass is formed therein, and a first frame coupled to an outer circumferential surface of the rotating shaft is formed, and an empty space through which wind can pass is formed therein.
  • a second frame having a second curvature opposite to the first curvature and coupled to the outer circumferential surface of the rotating shaft, and sliding along the first frame and the second frame so that wind blows into the first frame or the second frame. It has a windshield that opens and closes to pass or block, and a sliding member that slides the windshield, and is mounted spaced apart from a predetermined distance along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the rotating shaft.
  • the stopper fixes rotation of the rotating shaft. At this time, when the windshield opens the second frame and blocks the wind passing through the first frame, the rotating shaft is not fixed by the stopper, and when the windshield blocks any one first frame and the second frame adjacent thereto The rotating shaft is fixed by the stopper.
  • the horizontal axis wind turbine is formed of a wing part capable of rotating by wind power, an upper support body mounted vertically to which the wing part is attached to one end, and a hollow floating body capable of sinking by filling water therein, so that one end is the upper support body. Equipped with a lower support that can be rotatably mounted on the other end of and fixed to the upper support when erected.
  • the fixing means includes a plurality of wires coupled to the upper support to restrain the upper support so that the upper support does not deviate more than a predetermined distance from the ship and does not collide with the ship, and the upper support does not overturn.
  • a fixing part holding the support is provided and fixed to the vessel.
  • the vertical blades are arranged so that the concave portions of the first frame and the second frame face each other.
  • the vertical blades are erected parallel to the rotation shaft.
  • the horizontal axis wind power generator further includes a rotation stopper capable of fixing the rotation of the lower support when the lower support is rotated and erected.
  • the rotation stopper can support the upper end of the lower support so that the lower support does not rotate when the lower support is erected.
  • the fixing part has one end rotatably coupled to the vessel and the other end provided with a fixed arm gripping the upper support, so that the fixed arm rotates to grip or fix the upper support. It is desirable to be able to
  • the rotary blade assembly can be used as a sail as well as a generator. Therefore, when the ship needs to be moved, it can be used as a sail to move the ship with the power of the wind, and when it is moved to the high seas, it can be used as a generator to generate electricity on the high seas.
  • the lower support of the horizontal axis wind turbine consists of a floating body and is rotatably coupled to the upper support. So, if the lower support is rotated and floated on the sea, the movement of the horizontal axis wind power generator by ship is easy, and when it reaches the open sea, fluid can be injected into the lower support to erect and fix the upper and lower supports. Therefore, according to the present invention, it is easy to transport the wind turbine by ship and it is possible to generate electricity on the high seas.
  • FIG. 1 and 2 are conceptual diagrams of one embodiment of a vessel for power generation according to the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vertical axis wind turbine of the embodiment of FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4 is an operation diagram of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a conceptual diagram of a rotary blade assembly used as a wind power generator
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of a rotor blade assembly used as a sail
  • FIGS. 7 is a conceptual diagram of the fixing means of the embodiment of FIGS. 1 and 2;
  • Figure 8 is a perspective view of Figure 7;
  • FIG. 9 is an operation diagram of the fixing unit of FIG. 7;
  • FIGS. 1 and 2 are enlarged views of the embodiment of FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 11 is a conceptual diagram of a rotation stopper according to the embodiment of FIGS. 1 and 2 .
  • FIGS. 1 to 11 An embodiment of a vessel for power generation according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11 .
  • a vessel for power generation according to the present invention includes a vertical axis wind power generator 10, a horizontal axis wind power generator 40 and a fixing means 40.
  • the vertical axis wind power generator 10 includes a sail-capable rotary blade assembly 11 for wind power generation.
  • the rotary blade assembly 11 includes a rotating shaft 12, a plurality of vertical blades 13, and a stopper (not shown).
  • a plurality of vertical blades 13 are mounted spaced apart at regular intervals along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the rotating shaft 12.
  • the vertical wing 13 includes a first frame 14, a second frame 16, a windshield 18 and a sliding member (not shown).
  • the first frame 14 has an empty space through which wind can pass therein, has a first curvature, and is built parallel to the rotation shaft 12 and coupled to the outer circumferential surface of the rotation shaft 12.
  • the second frame 16 has an empty space through which wind can pass therein, has a second curvature opposite to the first curvature, and is built parallel to the rotational shaft 12 and coupled to the outer circumferential surface of the rotational shaft 12.
  • first frame 14 and the second frame 16 are disposed so that the concave portions face each other so that their outer ends are coupled to each other in the radial direction. So, the first frame 14 and the second frame 16 are combined vertical wings 13 are formed convex.
  • the windshield unit 18 can slide along the first frame 14 and the second frame 16 to prevent passage of wind blowing into the first frame 14 and the second frame 16 . So, if the windshield 18 blocks the first frame 14, the wind cannot pass through to the inside of the first frame 14, and if the second frame 16 is blocked, the inside of the second frame 16 The wind cannot pass through.
  • the windshield unit 18 is mounted on each of the first frame 14 and the second frame 16 to open and close the first frame 14 and the second frame 16, respectively.
  • the first frame 14 and the second frame 16 of this embodiment for supporting the windshield 18 when the windshield 18 blocks the first frame 14 and the second frame 16 A support 20 is formed.
  • the sliding member slides the windshield 18 along the first frame 14 and the second frame 16.
  • a motor or the like may be used as the sliding member, and as shown in FIG. 4, the windshield unit 18 slides along the first frame 14 or the second frame 16 by the operation of the sliding member to the first frame ( 14) or open or close the second frame 16.
  • FIG. 5 is a case in which the rotary blade assembly 11 is used as a wind power generator 10
  • FIG. 6 is a case in which it is used as a sail.
  • a stopper (not shown) fixes rotation of the rotating shaft 12 . At this time, the stopper does not fix the rotating shaft 12 when the rotor blade assembly is used as a wind power generator 10 to generate electricity as shown in FIG. 5, and fixes the rotating shaft 12 when used as a sail as shown in FIG. 6 .
  • the horizontal axis wind turbine generator 40 includes a wing portion 41, an upper support body 43, a lower support body 45, and a rotation stopper 47.
  • the wing part 41 has a wing so that the central axis is mounted horizontally on the sea level and rotates when the wind blows.
  • the upper support 43 is erected vertically with the wing 41 attached to one end.
  • the lower support 45 is formed as a hollow floating body to be able to tremble in water, and when water is filled therein, it becomes heavier than the upper support 43 and can sink.
  • the upper end 45a of the lower support 45 is rotatably coupled to the lower end 43a of the upper support 43. So, when moving, water is removed from the inside of the lower support 45, rotated horizontally to the sea level by 90 degrees and floated on the water, and when the desired point is reached, the inside of the lower support 45 is filled with water and erected vertically.
  • the rotation stopper 47 serves to fix the rotation of the lower support 45 when the lower support 45 is rotated and erected vertically. To this end, the rotation stopper 47 restrains the lower support 45 from rotating by supporting the upper end 45a of the lower support 45 when the lower support 45 is rotated and erected.
  • the motor 49 when the motor 49 is mounted on the upper support 43 and the lower support 45 is erected, the motor 49 operates to rotate the rotation stopper 47 to restrain the lower support 45. In order to rotate the lower support body 45, the motor 49 operates to return the rotation stopper 47 to its original position.
  • the fixing means 60 prevents the horizontal axis wind turbine 40 from colliding with the ship body 1, and serves to fix the horizontal axis wind turbine 40 when moving the horizontal axis wind turbine 40.
  • the fixing means 60 includes a plurality of wires 61 and a fixing part 63 .
  • One end of the wire 61 is coupled to the fixing frame 67 of the ship body 1, and the other end is coupled to the upper support body 43. Since a plurality of wires 61 are formed at regular intervals along the circumference of the upper support body 43, the upper support body 43 can maintain a constant distance from the ship body 1 without colliding with the ship body 1. .
  • the fixing part 63 keeps the upper support 43 from tilting when the ship body 1 moves the wind turbine 10.
  • the fixing part 63 includes a fixing arm 64 .
  • One end of the fixed arm 64 is rotatably coupled to the fixed frame 67, and the other end can hold the upper support body 43.
  • a pair of fixing arms 64 are provided to wrap and hold the upper support 43 from both sides. So, when the fixed arm 64 rotates around one end and grabs the upper support 43 from both sides, the upper support 43 is fixed while standing upright without lying down.
  • the ship in order to generate electricity with the wind turbines 10 and 40, the ship must move to the windy high seas.
  • the rotary blade assembly 11 may be used as a sail to move the ship.
  • the sliding member is operated to block the first frame 14 and the first frame 16 adjacent to the windshield 18, and the rotation shaft 12 is fixed with a stopper.
  • the rotor blade assembly 11 serves as a sail. Therefore, when the wind blows, the wind transmits force to the rotary blade assembly 11, and thus the ship can be operated.
  • the upper support 43 after subtracting water from the inside of the lower support 45, it is rotated to float on water.
  • the upper support 43 is held by the fixed arm 64, the upper support 43 is fixed. And move the ship to the windy high seas. Since the fixing arm 64 fixes the upper support 43 during movement, the wind turbines 10 and 40 can be moved without the upper support 43 overturning.
  • the stopper when the ship arrives at the destination, the stopper is released. And, as shown in FIG. 5, the sliding member slides the windshield portion 18 to close the first frame 14 or the first frame 16. In this case, when the wind blows, the rotary blade assembly 11 rotates to generate electricity.
  • the lower support 45 is filled with water so that the lower support 45 is erected.
  • the motor 49 is operated to restrict the rotation of the lower support 45 with the rotation stopper 47, and the restraint of the upper support 43 is released by rotating the fixing arm 64. Since the rotation of the lower support 45 is constrained, the lower support 45 and the upper support 43 move integrally, and the horizontal axis wind turbine 40 can be erected by the weight of the lower support 45.
  • the rotary blade assembly 11 can be used for wind power generation or used as a sail.
  • the vertical axis wind power generator 10 and the horizontal axis wind power generator 40 can be mounted on a ship and easily moved to the high seas to generate power.

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Abstract

본 발명은 발전용 선박에 대한 것으로서, 수직축 풍력 발전기와, 수평축 풍력 발전기와, 고정 수단을 포함한다. 수직축 풍력 발전기는 돛이 가능한 풍력발전용 회전 날개 조립체를 구비한다. 수평축 풍력 발전기는 풍력으로 회전 지지할 수 있는 날개부와, 일단에 날개부가 장착되어 수직으로 세워지는 상부 지지체와, 내부에 물을 채워 가라앉힐 수 있는 중공의 부유체로 형성되어 일단이 상부 지지체의 타단에 회전할 수 있게 장착되어 세워지면 상부 지지체에 고정될 수 있는 하부 지지체를 구비한다.

Description

발전용 선박
본 발명은 발전용 선박에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력발전기를 공해 상으로 용이하게 이동시킬 수 있게 장착하여 공해에서 발전을 할 수 있는 발전용 선박에 대한 것이다.
풍력발전기는 풍속의 세기에 따라 발전의 효율이 달라진다. 그래서 지상보다 바람의 세기가 큰 해상에서 풍력발전기의 발전 효율이 높다. 이로인하여 해상풍력발전기에 대한 관심이 높아지고 있다.
해상풍력발전기는 해상에 설치되므로 풍력발전기가 해상에 고정되어야 한다. 이때 해상풍력발전기는 부피가 크기 때문에 운송이 용이하지 않고, 해상에 설치시 수심이 깊을 경우 해상풍력발전기의 고정이 용이하지 않다. 그래서 종래에는 해상풍력발전기는 주로 영해(Territorial water)나 배타적 경제수역(Exlusive economic zones)에 설치된다.
공개특허 제10-2020-0044568호(공개일자 2020년 04월 29일)
공개특허 제10-2020-0062842호(공개일자 2020년 06월 04일)
공개특허 제10-2013-0033769호(공개일자 2013년 04월 04일)
등록특허 제10-2275278호(등록일자 2021년 07월 05일)
공개특허 제10-2016-0063643호(공개일자 2016년 06월 07일)
종래와 같이 영해나 배타적 경제수역에는 조업권을 가진 어민들의 반대 등으로 풍력발전기를 설치하기가 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 영해나 배타적 경제수역의 경우 공해 상에 비하여 바람의 세기가 높지 아니하여 공해 상에 풍력발전기를 설치하는 것보다 발전효율이 높지 않다는 문제점이 있었다.
그리고 풍력발전기를 공해 상에 설치하기 위하여 운송할 경우 풍력발전기의 높이가 높아서 공해 상으로 운송하여 설치하기가 힘들다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 풍력발전기를 영해나 배타적 경제수역이 아니라 바람의 세기가 높은 공해 상으로 용이하게 이동시켜 발전을 할 수 있는 풍력발전기가 장착된 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 선박이 발전을 하지 않고 이동할 때에는 바람의 힘으로 이동할 수 있도록 돛의 기능을 하는 풍력발전기를 구비한 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 발전용 선박은 수직축 풍력발전기와, 수평축 풍력발전기와, 고정수단을 포함한다. 상기 수직축 풍력발전기는 상기 수직축 풍력발전기는 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체를 구비한다. 상기 풍력발전용 회전날개조립체는 회전축과, 복수의 수직날개와, 스토퍼를 포함한다. 상기 복수의 수직날개는 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제1프레임과, 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 상기 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제2프레임과, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 따라 슬라이딩하여 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임의 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부와, 상기 바람막이부를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 구비하여 상기 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 장착된다. 상기 스토퍼는 상기 회전축의 회전을 고정시킨다. 이때 상기 바람막이부가 상기 제2프레임은 개방시키고 상기 제1프레임을 통과하는 바람을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되지 않고, 상기 바람막이부가 어느 한 제1프레임과 이와 인접한 제2프레임을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정된다. 상기 수평축 풍력발전기는 풍력으로 회전할 수 있는 날개부와, 일단에 상기 날개부가 장착되어 수직으로 세워지는 상부지지체와, 내부에 물을 채워 가라 앉힐 수 있는 중공의 부유체로 형성되어 일단이 상기 상부지지체의 타단에 회전할 수 있게 장착되어 세워지면 상기 상부지지체에 고정될 수 있는 하부지지체를 구비한다. 상기 고정수단은 상기 상부지지체가 상기 선박으로부터 일정 거리 이상 벗어나지 않고 상기 선박에 충돌하지 않도록 상기 상부지지체를 구속시킬 수 있게 상기 상부지지체에 결합된 복수의 와이어와, 상기 상부지지체가 전복되지 않게 상기 상부지지체를 잡아주는 고정부를 구비하여 상기 선박에 고정된다.
또한, 상기의 발전용 선박에 있어서, 상기 수직날개는 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 오목부가 서로 마주보도록 배치된 것이 바람직하다.
또한, 상기의 발전용 선박에 있어서, 상기 수직날개는 상기 회전축과 나란하게 세워진 것이 바람직하다.
또한, 상기의 발전용 선박에 있어서, 상기 하부지지체의 일단은 상기 상부지지체의 하단에 일축을 중심으로만 회전할 수 있게 결합되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 수평축 풍력발전기는 상기 하부지지체가 회전하여 세워지면 상기 하부지지체의 회전을 고정시킬 수 있는 회전스토퍼를 더 구비한다.
또한, 상기의 발전용 선박에 있어서, 상기 회전스토퍼는 상기 하부지지체가 세워지면 상기 하부지지체가 회전하지 않도록 상기 하부지지체의 상단을 지지할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 발전용 선박에 있어서, 상기 고정부는 일단은 상기 선박에 회전할 수 있게 결합되고 타단은 상기 상부지지체를 파지하는 고정팔을 구비하여, 상기 고정팔이 회전하여 상기 상부지지체를 파지하거나 고정시킬 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 회전날개조립체는 돛으로도 사용이 가능할 뿐만 아니라 발전기로도 사용이 가능하다. 그래서 선박의 이동이 필요할 경우에는 돛으로 사용하여 바람의 힘으로 선박이 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 공해에 이동된 경우 발전기로 사용하여 공해상에서 발전이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 수평축 풍력발전기의 하부지지체는 부유체로 구성되어 상부지지체에 회전할 수 있게 결합된다. 그래서 하부지지체를 회전시켜 해상에 띄우면 선박으로 수평축 풍력발전기의 이동이 용이하고, 공해 상에 도달시에는 하부지지체의 내부에 유체를 주입시켜 상부지지체와 하부지지체를 세워서 고정시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 선박으로 풍력발전기의 운송이 용이하고 공해 상에서 발전이 가능하다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 발전용 선박의 일 실시예의 개념도,
도 3은 도 1 및 도 2의 실시예의 수직축 풍력발전기의 확대도,
도 4는 도 3의 동작도,
도 5는 풍력발전기로 사용되는 회전날개조립체의 개념도,
도 6은 돛으로 사용되는 회전날개조립체의 개념도,
도 7은 도 1 및 도 2의 실시예의 고정수단의 개념도,
도 8은 도 7의 사시도,
도 9는 도 7의 고정부의 동작도,
도 10은 도 1 및 도 2의 실시예의 확대도,
도 11은 도 1 및 도 2의 실시예의 회전스토퍼의 개념도이다.
1 : 선박본체 10 : 수직축 풍력발전기
11 : 회전날개조립체 12 : 회전축
13 : 수직날개 14 : 제1프레임
16 : 제2프레임 18 : 바람막이부
20 : 지지대 40 : 수평축 풍력발전기
41 : 날개부 43 : 상부지지체
45 : 하부지지체 47 : 회전스토퍼
49 : 모터 60 : 고정수단
61 : 와이어 63 : 고정부
64 : 고정팔 67 : 고정프레임
도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 발전용 선박의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 발전용 선박은 수직축 풍력발전기(10)와, 수평축 풍력발전기(40) 및 고정수단(40)을 포함한다.
수직축 풍력발전기(10)는 돛이 가능한 풍력발전용 회전날개조립체(11)를 구비한다.
회전날개조립체(11)는 회전축(12)과, 복수의 수직날개(13) 및 스토퍼(미도시)를 구비한다.
복수의 수직날개(13)는 회전축(12)의 외주면에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 장착된다. 이때 수직날개(13)는 제1프레임(14)과, 제2프레임(16)과, 바람막이부(18) 및 슬라이딩부재(미도시)를 구비한다.
제1프레임(14)은 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 회전축(12)과 나란하게 세워져서 회전축(12)의 외주면에 결합된다.
제2프레임(16)은 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 회전축(12)과 나란하게 세워져서 회전축(12)의 외주면에 결합된다.
본 실시예의 경우 제1프레임(14)과 제2프레임(16)은 오목부가 서로 마주보도록 배치되어 반경방향으로 바깥쪽 단부가 서로 결합된다. 그래서 제1프레임(14)과 제2프레임(16)이 결합된 수직날개(13)는 볼록하게 형성된다.
바람막이부(18)는 제1프레임(14)과 제2프레임(16)을 따라 슬라이딩을 하여 제1프레임(14)과 제2프레임(16)의 내부로 부는 바람의 통과를 막을 수 있다. 그래서 바람막이부(18)가 제1프레임(14)을 막으면 제1프레임(14)의 내부로 바람이 통과할 수 없으며, 제2프레임(16)을 막으면 제2프레임(16)의 내부로 바람이 통과할 수 없다. 본 실시예의 경우 바람막이부(18)는 각각의 제1프레임(14)과 제2프레임(16)에 장착되어 제1프레임(14)과 제2프레임(16)을 각각 개폐할 수 있다. 한편, 본 실시예의 제1프레임(14)과 제2프레임(16)에는 바람막이부(18)가 제1프레임(14)과 제2프레임(16)을 막을 때 바람막이부(18)를 지지하기 위한 지지대(20)가 형성되어 있다.
슬라이딩부재는 바람막이부(18)를 제1프레임(14)과 제2프레임(16)을 따라 슬라이딩시킨다. 슬라이딩부재로 모터 등이 사용될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 슬라이딩부재의 작동에 의하여 바람막이부(18)는 제1프레임(14) 또는 제2프레임(16)을 따라 슬라이딩하여 제1프레임(14) 또는 제2프레임(16)을 개방시키거나 폐쇄시킨다.
회전날개조립체(11)를 풍력발전기(10)로 사용할 경우에는 슬라이딩부재가 바람막이부(18)를 도 5에 도시된 바와 같이 슬라이딩시키고, 돛으로 사용할 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 슬라이딩시킨다. 즉 도 5는 회전날개조립체(11)가 풍력발전기(10)로 사용될 경우이고, 도 6은 돛으로 사용될 경우이다.
스토퍼(미도시)는 회전축(12)의 회전을 고정시킨다. 이때 스토퍼는 회전날개조립체가 도 5와 같이 전기를 생산하기 위하여 풍력발전기(10)로 사용될 경우에는 회전축(12)을 고정시키지 않고, 도 6과 같이 돛으로 사용될 경우에는 회전축(12)을 고정시킨다.
수평축 풍력발전기(40)는 날개부(41)와, 상부지지체(43)와, 하부지지체(45) 및 회전스토퍼(47)를 구비한다.
날개부(41)는 중심축이 해수면에 수평으로 장착되어 바람이 불면 회전하도록 날개를 가진다.
상부지지체(43)는 일단에 날개부(41)가 장착되어 수직으로 세워진다.
하부지지체(45)는 물에 떨 수 있도록 중공의 부유체로 형성되며, 내부에 물을 채우면 상부지지체(43) 보다 무거워져서 가라 앉을 수 있다. 여기서 하부지지체(45)의 상단(45a)은 상부지지체(43)의 하단(43a)에 회전할 수 있게 결합된다. 그래서 이동할 때에는 하부지지체(45)의 내부에 물을 제거하여 해수면에 수평으로 90도로 회전시켜서 물에 띄우며, 원하는 지점에 도달한 경우 하부지지체(45)의 내부에 물을 채워서 수직으로 세운다.
회전스토퍼(47)는 하부지지체(45)가 회전하여 수직으로 세워지면 하부지지체(45)의 회전을 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여 회전스토퍼(47)는 하부지지체(45)가 회전하여 세워지면 하부지지체(45)의 상단(45a)을 지지하여 하부지지체(45)가 회전하지 못하도록 구속한다. 본 실시예의 경우 상부지지체(43)에 모터(49)가 장착되어 하부지지체(45)가 세워지면 모터(49)가 작동하여 하부지지체(45)를 구속하도록 회전스토퍼(47)를 회전시킨다. 그리고 하부지지체(45)를 회전시키기 위해서는 모터(49)가 작동하여 회전스토퍼(47)를 원래의 위치로 복귀시킨다.
고정수단(60)은 수평축 풍력발전기(40)가 선박본체(1)에 충돌하지 않도록 하며, 수평축 풍력발전기(40)를 이동시킬 때 수평축 풍력발전기(40)를 고정시키는 역할을 한다.
이를 위하여 고정수단(60)은 복수의 와이어(61)와 고정부(63)를 구비한다. 와이어(61)는 일단은 선박본체(1)의 고정프레임(67)에 결합되고, 타단은 상부지지체(43)에 결합된다. 와이어(61)가 상부지지체(43)의 둘레를 따라 일정한 간격씩 이격하여 복수 개 형성되므로 상부지지체(43)는 선박본체(1)에 충돌하지 않고 선박본체(1)와 일정한 간격을 유지할 수 있다.
고정부(63)는 선박본체(1)가 풍력발전기(10)를 이동시킬 때 상부지지체(43)가 기울어지지 않도록 잡아준다. 이를 위해서 고정부(63)는 고정팔(64)을 구비한다. 고정팔(64)은 일단은 고정프레임(67)에 회전할 수 있게 결합되고, 타단은 상부지지체(43)를 잡을 수 있다. 이때 고정팔(64)은 상부지지체(43)를 양측에서 감싸서 잡을 수 있도록 한 쌍이 구비된다. 그래서 고정팔(64)이 일단을 중심으로 회전하여 상부지지체(43)를 양측에서 잡으면 상부지지체(43)가 눕혀지지 않고 세워진 채로 고정된다.
본 실시예의 경우 풍력발전기(10, 40)로 발전을 하기 위해서는 선박은 바람이 많이 부는 공해 상으로 이동해야 한다. 이때에는 선박을 이동시키기 위하여 회전날개조립체(11)가 돛으로 사용될 수 있다. 이 경우 도 6에 도시된 바와 같이 슬라이딩부재를 동작시켜 바람막이부(18)로 이웃한 제1프레임(14)과 제1프레임(16)을 막고, 스토퍼로 회전축(12)을 고정시킨다. 그러면 회전날개조립체(11)는 돛의 역할을 한다. 그래서 바람이 불면 바람이 회전날개조립체(11)에 힘을 전달하고 이에 따라 선박이 운행될 수 있다. 한편 이 경우 하부지지체(45)의 내부에 물을 뺀 후 회전시켜 물에 떠도록 한다. 그리고 고정팔(64)로 상부지지체(43)를 잡으면 상부지지체(43)는 고정된다. 그리고 선박을 바람이 많이 부는 공해 상으로 이동시킨다. 이동시 고정팔(64)이 상부지지체(43)를 고정시키고 있으므로 상부지지체(43)가 전복되지 않고 풍력발전기(10, 40)를 이동시킬 수 있다.
한편, 선박이 목적지에 도착한 경우에는 스토퍼를 해제한다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 슬라이딩부재가 바람막이부(18)를 슬라이딩시켜 제1프레임(14) 또는 제1프레임(16)을 폐쇄시킨다. 이 경우에는 바람이 불면 회전날개조립체(11)가 회전을 하여 발전을 시킬 수 있다.
또한, 하부지지체(45)에 물을 채워 하부지지체(45)가 세워지도록 한다. 하부지지체(45)가 세워지면 모터(49)를 작동시켜 회전스토퍼(47)로 하부지지체(45)의 회전을 구속시키고, 고정팔(64)을 회전시켜 상부지지체(43)의 구속을 해제시킨다. 하부지지체(45)의 회전이 구속되므로 하부지지체(45)와 상부지지체(43)는 일체로 움직이게 되고 하부지지체(45)의 무게로 수평축 풍력발전기(40)가 세워질 수 있다.
따라서 본 실시예에 의하면, 회전날개조립체(11)는 풍력발전용으로 사용되거나 돛으로 사용될 수 있다. 그리고 수직축 풍력발전기(10) 및 수평축 풍력발전기(40)를 선박에 장착하여 용이하게 공해상으로 이동시켜 발전을 시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 회전축과, 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 제1곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제1프레임과 내부에 바람이 통과할 수 있는 빈 공간이 형성되어 상기 제1곡률과 반대의 제2곡률을 가지며 상기 회전축의 외주면에 결합된 제2프레임과 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 따라 슬라이딩하여 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임의 내부로 바람이 통과하거나 막을 수 있게 개폐하는 바람막이부와 상기 바람막이부를 슬라이딩시키는 슬라이딩부재를 구비하여 상기 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 장착된 복수의 수직날개와, 상기 회전축의 회전을 고정시키기 위한 스토퍼를 구비하여 상기 바람막이부가 상기 제2프레임은 개방시키고 상기 제1프레임을 통과하는 바람을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되지 않고, 상기 바람막이부가 어느 한 제1프레임과 이와 인접한 제2프레임을 막을 때에는 상기 회전축은 상기 스토퍼에 의해 고정되어는 돛이 가능한 회전날개조립체를 구비한 수직축 풍력발전기와,
    풍력으로 회전할 수 있는 날개부와, 일단에 상기 날개부가 장착되어 수직으로 세워지는 상부지지체와, 내부에 물을 채워 가라 앉힐 수 있는 중공의 부유체로 형성되어 일단이 상기 상부지지체의 타단에 회전할 수 있게 장착되어 세워지면 상기 상부지지체에 고정될 수 있는 하부지지체를 구비한 수평축 풍력발전기와,
    상기 상부지지체가 상기 선박으로부터 일정 거리 이상 벗어나지 않고 상기 선박에 충돌하지 않도록 상기 상부지지체를 구속시킬 수 있게 상기 상부지지체에 결합된 복수의 와이어와, 상기 상부지지체가 전복되지 않게 상기 상부지지체를 잡아주는 고정부를 구비하여 상기 선박에 고정된 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 선박.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수직날개는
    상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 오목부가 서로 마주보도록 배치된 것을 특징으로 하는 발전용 선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수직날개는 상기 회전축과 나란하게 세워진 것을 특징으로 하는 발전용 선박.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부지지체의 일단은 상기 상부지지체의 하단에 일축을 중심으로만 회전할 수 있게 결합되고,
    상기 수평축 풍력발전기는 상기 하부지지체가 회전하여 세워지면 상기 하부지지체의 회전을 고정시킬 수 있는 회전스토퍼를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발전용 선박.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전스토퍼는 상기 하부지지체가 세워지면 상기 하부지지체가 회전하지 않도록 상기 하부지지체의 상단을 지지할 수 있는 것을 특징으로 하는 발전용 선박.
  6. 제5항에 있어서, 상기 고정부는
    일단은 상기 선박에 회전할 수 있게 결합되고 타단은 상기 상부지지체를 파지하는 고정팔을 구비하여, 상기 고정팔이 회전하여 상기 상부지지체를 파지하거나 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력발전용 선박.
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