KR101485875B1 - 매그너스 로터를 구비한 화물선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박, 특히 화물선에 관한 것으로, 그러한 선박, 특히 화물선은 다수의 매그너스 로터들(10)을 포함하되, 다수의 매그너스 로터들(10)에 각각 매그너스 로터(10)를 회전시키는 개별적으로 제어 가능한 전기 모터(M)가 부속되고, 전기 모터(M)의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어하기 위해 각각의 전기 모터(M)에 컨버터가 부속된다. 본 발명의 선박, 특히 화물선은 매그너스 로터들(10)의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 다른 매그너스 로터들(10)과는 별개로 각각 제어하기 위해 컨버터들과 연결되어 개개의 컨버터를 제어하는 중앙 제어 유닛(SE)을 더 포함한다. 본 발명의 선박, 특히 화물선은 선박의 메인 구동 장치(HA)로서의 전기 모터도 포함하되, 전기 모터(HA)에 그 전기 모터(HA)의 제어를 위한 컨버터가 부속된다. 제1 작동 모드에서는, 최대 추진력이 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터에 의해 제공되도록 중앙 제어 유닛이 매그너스 로터들을 제어하고, 제2 작동 모드에서는, 중앙 제어 유닛이 매그너스 로터들을 끄고, 원하는 추진력이 전기 모터에 의해 제공된다.

Description

매그너스 로터를 구비한 선박, 특히 화물선{SHIP, IN PARTICULAR FREIGHT SHIP, WITH A MAGNUS ROTOR}

본 발명은 매그너스 로터(magnus rotor)를 구비한 선박, 특히 화물선에 관한 것이다.

매그너스 로터는 플레트너 로터(Flettner rotor) 또는 세일 로터(sail rotor)로도 지칭된다.

매그너스 효과(magnus effect)란 자신의 축을 중심으로 회전하고 그 축에 수직하게 유입 유동을 받는 실린더에서 그 축과 유입 유동 방향에 수직한 힘, 즉 횡력(transverse force)이 발생하는 것을 말한다. 회전하는 실린더의 주위의 유동은 몸체의 주위의 균질한 유동과 와동의 중첩으로서 해석될 수 있다. 전체 유동의 불균일한 분포로 인해, 실린더 둘레에 비대칭적 압력 분포가 생기게 된다. 따라서 선박은 바람의 유동 중에서 유효 풍향, 즉 최고 속도를 가지고 보정한 풍향에 수직한 힘을 생성하는 회전 로터들 또는 로터리 로터들을 구비하는데, 그와 같이 생성된 힘은 항해 시와 유사하게 선박을 추진하는 데 사용될 수 있다. 수직으로 세워진 실린더는 자신의 축을 중심으로 회전하고, 그러면 옆으로부터 유입되는 공기가 표면 마찰에 의거하여 바람직하게는 실린더를 중심으로 한 회전 방향으로 흐르게 된다. 그 때문에, 정면 측에서는 유동 속도가 더 빠르고 정압이 더 낮으며, 그에 따라 선박이 전진 방향으로 힘을 얻게 된다.

그러한 선박은 이미 Claus Dieter Wagner의 "세일 장치(sail machine)", Ernst Kabel Verlag GmbH, Hamburg, 1991, S. 156으로부터 공지되어 있다. 여기서는, 플래트너 로터로도 지칭되는 매그너스 로터를 화물선용 구동 장치 또는 보조 구동 장치로서 사용할 수 있는지 여부가 연구되었다.

US 4,602,584로부터, 하나 이상의 로터 세일(rotor sail)들과 함께 종래의 스크루 및 방향타 조립체를 구비한 선박용 구동 시스템이 공지되어 있다. 본 구동 시스템에서, 추진력의 생성은 종래의 제어 장치에 의해 제어되는 종래의 구동 장치를 통해 그리고 로터 세일에 의한 매그너스 효과를 이용하여 이루어진다. 종래의 구동 장치가 로터 세일을 구동할 수 있으나, 로터 세일이 자체 구동 장치에 의해 구동될 수도 있다. 로터 세일의 제어는 선교(bridge)에 마련된 제어 유닛에 의해 이루어지는데, 제어 유닛은 로터 세일의 회전 속도와 회전 방향을 설정함으로써 매그너스 효과에 의해 생기는 추진력의 방향에 영향을 미칠 수 있는 2개의 레버들을 구비한다.

DE 10 2005 028 447 A1로부터, 다수의 매그너스 로터들을 구비하되, 매그너스 로터를 회전시키는, 개별적으로 제어 가능한 전기 모터가 다수의 매그너스 로터들 각각에 부속된 선박이 공지되어 있다. 각각의 전기 모터에는 전기 모터의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어하기 위한 컨버터가 부속된다.

본 발명의 과제는 매그너스 로터들에 의해 구동되는 선박의 경제적인 작동을 제공하는 것이다.

그러한 과제는 청구항 1에 따른 화물선 또는 청구항 9에 따른 방법에 의해 해결된다.

즉, 다수의 매그너스 로터들, 중앙 제어 유닛, 및 메인 구동 장치로서의 전기 모터를 포함하는 선박, 특히 화물선이 제공된다. 그러한 선박에서, 매그너스 로터들은 제1 작동 모드에서 최대 추진력이 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터에 의해 제공되도록 중앙 제어 유닛에 의해 각각 개별적으로 제어된다. 제2 작동 모드에서는, 중앙 제어 유닛에 의해 매그너스 로터들이 꺼지고, 원하는 추진력이 전기 모터에 의해 제공된다.

그와 같이 2개의 작동 모드들을 구별하는 것이 유리한 이유는 본 발명에 따른 선박이 그 현재의 적용 여하에 따라, 즉 외해에서의 항해 혹은 입항 또는 항구에의 정박 여하에 따라 최적으로 작동될 수 있고, 그럼으로써 선박의 연료 소비가 감소하고, 그에 따라 선박의 경제성이 증대될 수 있기 때문이다. 즉, 외해에서는 최대한으로 매그너스 로터들에 의해 얻어지고 최대한으로 메인 구동이 생략될 수 있는 추진력으로 항해의 목적을 달성하기 위해 선박의 항로를 풍향에 따라 선택할 수 있다. 이때, 선박의 항로를 풍향에 따라 선택할 수 없는 상황에서 선박의 추진력이 주어지는 것도 또한 동시에 보장되는데, 왜냐하면 그 경우에는 메인 구동 장치가 최대로 사용되고 매그너스 로터들이 꺼지기 때문이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 제3 작동 모드에서 매그너스 로터들의 최대 추진력보다 작은 추진력이 매그너스 모터들에 의해 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터에 의해 제공되도록 매그너스 로터들을 제어한다. 그러한 작동 모드에 의해, 본 발명에 따른 선박의 경제성이 증대되는데, 왜냐하면 매그너스 로터들이 사용될 수 있기는 하지만 선박의 항로가 그 작용에 의거하여 최적화될 수 없는 상황에서 그럼에도 불구하고 바람의 입사 방향이 선박의 주어진 항로와 조합되어 추진력을 생성할 경우에는 선박의 추진력의 지원이 이루어질 수 있기 때문이다. 그와 같이 하여, 그 작동 모드에서는 매그너스 로터들에 의한 메인 구동 장치의 지원이 달성되고, 그에 따라 이때에도 역시 연료를 절감할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 선박, 특히 화물선은 전기 모터에 의해 구동되는 프로펠러를 더 포함한다. 선박은 전기 에너지를 생성하기 위해 발전기와 커플링된 내연 기관도 포함한다. 선박은 원하는 추진력을 지정하는 조작 유닛도 더 포함한다. 이때, 원하는 추진력은 제1 작동 모드에서는 선박의 절대 속도 또는 상대 속도이고, 제2 작동 모드에서는 프로펠러의 피치(pitch) 경사이며, 제3 작동 모드에서는 전기 모터의 절대 출력 또는 상대 출력이다.

그와 같이 함에 있어서의 장점은 선박의 작동 모드에 따라 추진력의 상이한 지정이 행해지는 조작 유닛이 마련됨으로써 본 발명에 따른 선박의 조작 친화성이 증대된다는 것이다. 그것은 각각의 작동 모드에서 추진력의 정도의 다른 평가가 수행되기 때문에 유리하다. 즉, 예컨대 항구에서의 기동 과정에서는, 전진 이동 또는 후진 이동의 정도를 프로펠러의 피치 경사에 의해 설정하는 것이 유리한데, 왜냐하면 그럼으로써 전진 이동 또는 후진 이동을 매우 정밀하고도 단지 적은 시간 지연만을 두고 제어할 수 있기 때문이다. 다른 한편으로, 높은 파도에서는 절대적이든 상대적이든 원하는 속도를 지정하는 것이 선박의 승무원에게 훨씬 직관적이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 풍속, 풍향, 선박의 미리 주어진 목적지, 및/또는 항법 유닛의 항해 정보를 수령한다. 그것은 그럼으로써 선박의 제어 장치가 선박의 항로를 계산하는 데 필요한 정보를 갖게 되기 때문에 바람직하다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 풍속, 풍향, 미리 주어진 항로, 및/또는 항법 유닛의 항해 정보에 의존하여 매그너스 로터들의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 제어한다. 그 이점은 선박의 추진력을 생성하는 데 가장 적합한 매그너스 로터들의 작용이 얻어지고, 그럼으로써 그와 동시에 선박의 연료 소비가 감소할 수 있다는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 중앙 제어 유닛에 제공되어 있는 특성 곡선들을 사용하여 매그너스 로터들의 회전 속도 및/또는 회전 방향을 결정한다. 각각의 매그너스 로터에 대해 개별적으로 제공될 수 있는 그러한 특성 곡선들을 사용함으로써, 각각의 개별 매그너스 로터에 대해 추진력이 최적화될 수 있는데, 왜냐하면 추진력의 생성 시에 그 정확한 거동이 회전 속도, 회전 방향, 및 풍속에 따라 알려져 있기 때문이다. 그러한 특성 곡선들은 계산에 의해 또는 측정에 의해 각각의 매그너스 로터에 대해 개별적으로 또는 공통적으로도 결정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 풍속, 풍향, 미리 주어진 목적지, 및/또는 항해 정보에 의존하여 매그너스 로터들에 의해 얻어지는 추진력이 최대인 항로를 결정한다. 그럼으로써, 매그너스 로터들에 의해 얻어지는 추진력이 최대화될 수 있는데, 왜냐하면 항로의 결정 시에 제어 시스템이 사실상 바람의 거동에 맞춰져 그것을 최적으로 이용하게 되고, 그럼으로써 본 발명에 따른 선박이 최대한 목적지 쪽으로 항해하게 되어 연료 소비를 통해 메인 구동 장치에 의해 생성되는 추진력이 최소화되기 때문이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 매그너스 로터들에 의해 얻어지는 추진력이 최대인 결정된 항로를 취하도록 선박을 제어한다. 그와 같이 하여, 제어 시스템이 매그너스 로터들에 의한 추진력을 이용하기에 가장 적합한 항로를 결정하여 그 항로를 취하기까지 함으로써 변하는 바람 거동들, 특히 풍향의 변동에 항상 즉각적으로 반응하여 연료 절감을 최적화하도록 제어 시스템이 항로를 선택하고 취할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 중앙 제어 유닛은 각각의 작동 모드에 대해 내연 기관의 연료 소비를 계산하고, 그 연료 소비를 그 크기가 유사한 다른 선박의 연료 소비와 비교하며, 계산된 연료 소비와 비교의 결과를 출력한다. 그럼으로써, 선박의 승무원이 또는 데이터 전송에 의해 예컨대 무선으로 선박의 외부의 수신자에 전달될 수도 있는 그러한 정보의 다른 수신자도 언제든지 본 발명에 따른 선박의 경제성을 판단할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전기 에너지를 생성하기 위해 각각의 발전기와 각각 커플링되는 다수의 내연 기관들이 마련된다. 또한, 중앙 제어 유닛은, 요구되는 전기 에너지를 제공하기 위해 그리고 내연 기관들에 의한 연료 소비가 최소화되도록 하기 위해 다수의 내연 기관들 중에서 일부 내연 기관들을 켜고, 다수의 내연 기관들 중에서 일부 내연 기관들을 끈다. 그와 같이 하여, 단일의 대형 내연 기관 대신에 다수의 소형 내연 기관들이 마련될 수 있다. 그것은 하나의 대형 내연 기관을 작동하는 대신에 요구되는 출력에 따라 개별 소형 내연 기관들을 일시적으로 꺼서 그들의 소모를 아낄 수 있다는 점 때문에 유리하다. 또한, 소형 내연 기관들 중의 하나가 손상되거나 고장이 난 경우에, 그로 인해 나머지 내연 기관들의 작동을 제한함이 없이 해당 내연 기관을 차단하거나 수리하거나 교체할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예 및 그 장점들을 다음의 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 제1 실시예에 따른 선박을 사시도로 나타낸 도면이고;
도 2는 도 1의 제1 실시예에 따른 선박의 제어 시스템을 블록 선도로 나타낸 도면이며;
도 3은 전기 에너지를 생성하는 발전 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 4는 전기 에너지를 생성하는 또 다른 발전 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며;
도 5는 제1 실시예에 따른 선박을 도 2에 따른 제어 시스템의 부분들과 함께 사시도로 나타낸 도면이고;
도 6은 제1 실시예에 따른 선박의 조작 유닛을 나타낸 도면이다.

도 1은 제1 실시예에 따른 선박을 개략적으로 도시하고 있다. 여기서, 선박은 수중 영역(16)과 수상 영역(15)으로 이루어진 선체를 포함한다. 또한, 선박은 선체의 4개의 코너들에 배치되고 바람직하게는 원통형으로 형성된 매그너스 로터(10)들 또는 플래트너 로터(10)들을 포함한다. 이때, 4개의 매그너스 로터들(10)은 바람에 의해 작동되어 본 발명에 따른 선박을 구동하는 구동 장치이다. 선박은, 선수에 배치되고 선교(30)를 구비한 갑판실(40)을 포함한다. 선박은 수중에 스크루(50) 또는 프로펠러(50)를 포함한다. 기동성의 개선을 위해, 선박은 횡 방향 스러스터(transverse thruster)를 또한 포함할 수 있는데, 선미에 1개가 마련되고 선수에 1개 내지 2개가 마련되는 것이 바람직하다. 그러한 횡 방향 스러스터는 전기로 구동되는 것이 바람직하다. 갑판실(40) 내에는 숙소, 주방, 비품 보관실, 식당 등이 배치된다. 이때, 갑판실(40), 선교(30), 및 모든 노천 갑판(weather deck)의 위에 있는 모든 갑판 상부 구조물들은 바람 저항을 줄이기 위해 공기 역학적으로 부여된 형상을 갖는다. 그것은 특히 예리한 에지들 및 예리한 에지를 갖는 부착물들을 근본적으로 피함으로써 달성된다. 바람 저항을 최소화하고 공기 역학적 형상을 구현하기 위해, 갑판 상부 구조물들을 가급적 적게 마련한다.

도 2는 도 1의 제1 실시예에 따른 선박의 제어 시스템의 블록 선도를 도시하고 있다. 4개의 매그너스 로터들(10)은 각각 자체 모터(M)와 별개의 컨버터(U)를 포함한다. 컨버터(U)들은 중앙 제어 유닛(SE)과 연결된다. 디젤 구동 장치(DA)는 전기 에너지를 생성하기 위해 발전기(G)와 연결된다. 이때, 하나의 디젤 구동 장치(DA) 대신에, 다수의 개별 디젤 구동 장치들(DA)의 조합이 하나의 발전기(G)와 또는 상응하는 개수의 개별 발전기들(G)과 연결될 수 있는데, 개별 디젤 구동 장치들(DA)과 개별 발전기들(G)은 각각 외부에서 전체적으로 보았을 때에 대응하는 하나의 대형 디젤 구동 장치(DA) 또는 발전기(G)와 동일한 출력을 제공한다. 각각의 컨버터(U)는 발전기(G)와 연결된다. 또한, 역시 전기 모터(M)와 연결된 메인 구동 장치(HA)가 도시되어 있는데, 전기 모터(M)는 다시 별개의 주파수 컨버터(U)에 의해 중앙 제어 유닛(SE)은 물론 발전기(G)와도 연결된다. 이때, 4개의 매그너스 로터들(10)은 개별적으로 제어될 수 있을 뿐만 아니라, 서로 별개로 제어될 수도 있다.

매그너스 로터들(10) 및 메인 구동 장치(HA)의 제어는 중앙 제어 유닛(SE)에 의해 이루어지는데, 중앙 제어 유닛(SE)은 원하는 추진력을 얻기 위해 현재의 바람 측정값들(풍속, 풍향)(E1, E2)로부터 그리고 설정 항속 및 실제 항속(E3)에 의거하여[그리고 선택적으로 항법 유닛(NE)의 항해 정보에 의거하여] 개별 매그너스 로터들(10) 및 메인 구동 장치(HA)에 대한 해당 회전 속도 및 회전 방향을 결정한다. 중앙 제어 유닛(SE)은 4개의 매그너스 로터들(10)의 추진력 및 현재의 선박 속도와 속도의 설정치에 의존하여 필요한 경우에 메인 구동 장치(HA)의 출력을 낮추도록 무단으로 제어한다. 즉, 풍력 에너지 출력을 직접 자동으로 연료 절감으로 전환할 수 있다. 매그너스 로터들(10)을 별개로 독립적으로 제어함으로써, 선박이 메인 구동 장치(HA) 없이도 제어될 수 있다. 특히, 각각의 매그너스 로터(10)의 상응하는 제어에 의해, 파도가 강한 상태에서 선박의 안정화를 구현할 수 있다.

또한, 선박의 기동성을 개선하기 위해, 하나 이상의 횡 방향 스러스터(QSA)가 마련될 수 있다. 이때, 후방에서는 1개의 횡 방향 스러스터(QSA)가 그리고 전방에서는 1개 내지 2개의 횡 방향 스러스터(QSA)가 선박에 마련될 수 있다. 각각의 횡 방향 스러스터(QSA)에는 구동용 모터(M) 및 컨버터(U)가 부속된다. 컨버터(U)는 역시 중앙 제어 유닛(SE) 및 발전기(G)와 연결된다. 따라서 횡 방향 스러스터들(QSA)(도 2에는 단지 하나만 도시되어 있음)도 또한 선박의 제어에 사용될 수 있는데, 왜냐하면 그들이 [컨버터(U)를 통해] 중앙 제어 유닛(SE)과 연결되어 있기 때문이다. 횡 방향 스러스터들(QSA)은 그 회전 속도 및 회전 방향에 있어 중앙 제어 유닛(SE)에 의해 각각 개별적으로 제어될 수 있다. 이때, 제어는 전술한 바와 같이 이루어질 수 있다.

도 3은 전기 에너지를 생성하는 발전 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 도 3에 따른 발전 시스템은 도 2에 따른 제어 시스템에 통합될 수 있다. 2개의 디젤 구동 장치들 또는 내연 기관들(DA)이 그 하류에 접속된 발전기들(G1, G2)과 함께 도시되어 있다. 디젤 구동 장치들(DA)의 배기 가스는 배기관(110)으로 반출되어 재연소 유닛(NV)에 공급된다. 그 재연소 유닛(NV)에서는, 디젤 구동 장치들(DA)에서 아직 연소되지 않은 배기 가스의 잔류물들이 연소되고, 그 연소열이, 아울러 배기 가스의 열의 상당 부분도, 그 하류에 접속된 열교환기(WT)를 통해 그로부터 추출되어 또 다른 발전기(G3)를 구동하는 데 사용되며, 그 발전기(G3)는 그 열로부터 부가의 전기 에너지를 생성한다. 따라서 디젤 구동 장치들(DA)이 상응하게 더 적게 요구되고, 그 연료 소비가 상응하게 더 작아진다. 이어서, 그와 같이 후처리된 배기 가스는 연통(112)을 통해 배출될 수 있다. 발전기들(G1 내지 G3)에 의해 생성된 전기 에너지는 도 2에 도시된 바와 같이 예컨대 선내 전기 시스템을 통해 메인 구동 장치(HA)의 모터(M)에 공급될 수 있다. 추가로, 매그너스 로터들(10)의 컨버터들(U)과 전기 모터들(M)에도 선내 전기 시스템을 통해 전기 에너지가 급전될 수 있다. 또한, 선내 전기 시스템은 선박의 전기 에너지 공급을 보장하는 데 사용될 수 있다.

도 4는 전기 에너지를 생성하는 또 다른 발전 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 본 도면에서, 전기 에너지 발전 시스템의 도시된 요소들 및 그 도면 부호들은 도 3의 것들과 일치한다. 본 실시 형태에서는, 재연소 유닛(NV) 및 열교환기(WT)에 대한 대안으로 증기 터빈(DT)이 마련된다. 그러나 증기 터빈(DT)은 도 3의 재연소 유닛(NV) 및 열교환기(WT)와 함께 마련될 수도 있다. 여기서는, 디젤 구동 장치(DA)의 배기 가스가 배기관(110)을 통해 증기 터빈(DT)에 공급된다. 증기 터빈(DT)은 고온의 배기 가스를 사용하여 과열 수증기를 생성하고, 그 과열 수증기에 의해 터빈이 구동되어 전기 에너지를 생성한다. 그리고 나서, 증기 터빈(DT)에서 냉각된 배기 가스가 연통(112)을 통해 배출된다. 이어서, 그와 같이 얻어진 전기 에너지가 선내 전기 시스템에 급전되어 역시 메인 구동 장치(HA), 횡 방향 스러스터들(QSA), 및/또는 매그너스 로터들(10)의 모터들(M)과 선내 전기 시스템의 기타 소비 장치들에 제공될 수 있다.

도 5는 제1 실시예에 따른 선박을 도 2에 따른 제어 시스템의 부분들과 함께 사시도로 도시하고 있다. 디젤 구동 장치(DA)와 발전기(G)를 제어하는 중앙 제어 유닛(SE)이 도시되어 있다. 도 2에 따른 제어 시스템의 또 다른 장치들은 명료성을 향상시키기 위해 도시되어 있지 않다. 중앙 제어 유닛(SE)은 예컨대 선박의 선교에 배치될 수 있는 조작 유닛(BE)과 연결된다. 그러한 조작 유닛(BE)에 의해, 선박의 승무원이 중앙 제어 유닛(SE)에 입력을 할 수 있다. 조작 유닛(BE)은 키패드 또는 터치스크린 디스플레이와 같은 입력 방안들을 갖는다. 누르거나 돌리는 버튼, 키 버튼, 스위치, 레버 등이 입력 수단으로서 마련될 수 있다. 그들은 물리적으로 형성되고/형성되거나, 예컨대 터치스크린 디스플레이 상에 가상으로 표시될 수 있다. 예컨대, 마이크로폰을 통한 음성 입력에 의해 중앙 제어 유닛(SE)에 입력을 하는 것도 가능하다. 또한, 조작 유닛(BE)에 의해, 중앙 제어 유닛(SE)의 정보와 보고를 예컨대 디스플레이 또는 모니터와 같은 표시 요소 상에 시각적으로, 스피커 등을 통해 신호음 또는 경고음 또는 구두 메시지로서 음향적으로, 또는 프린터나 플로터에 의해 종이 상의 인쇄로서도 표시하고 출력할 수 있다.

도 6은 제1 실시예에 따른 선박의 조작 유닛을 도시하고 있다. 선박에서 예컨대 선박의 속도 또는 메인 구동 장치의 회전 속도를 지정하는 데 사용될 수 있는 것과 같은 소위 텔리그래프(TG)가 도시되어 있다. 그 옆으로 우측에는, 모드를 입력하기 위한 수직 열의 키 버튼들(T1)을 갖는 키패드가 배치되는데, 그 키 버튼을 누름으로써 선박이 해당 모드로 전환된다. 수직 열의 키 버튼들(T1)의 옆으로 우측에는, 각각의 키 버튼(T1)에 할당된 수직 열의 지시계들(A1)이 배치되는데, 그 지시계들(A1)은 해당 키 버튼(T1)이 작동하여 해당 모드가 선택되었는지 여부를 지시한다. 또한, 더 우측에는, 제2 수직 열의 키 버튼들(T2)이 배치되는데, 그들의 작동에 의해 모드의 각각의 작동 방식이 선택된다. 여기서, 그러한 작동 방식들은 하나의 모드의 하위 기능(subfunction)들이 되거나 다수의 모드들의 하위 기능들이 되기도 한다. 키 버튼(T2)에 의한 작동 방식의 선택은 각각 키 버튼(T2)에 통합된 지시계에 의해 지시된다.

조작 유닛(BE)에 의해, 특히 선박의 항로 또는 방향타의 위치, 선박의 속도, 프로펠러의 회전 속도와 같은 입력들이 텔리그래프(TG)를 통해 제어될 수 있거나, 횡 방향 스러스터(QSA)의 사용, 디젤 구동 장치(DA)의 켜기와 끄기 등과 같은 입력들이 키 버튼들(T1) 및/또는 키 버튼들(T2)을 통해 제어될 수 있다. 그러한 입력들은 수동 지정으로서 선박의 승무원에 의해 수동 모드로 수행될 수 있거나, 제어 시스템의 여러 자동 모드들에서 제어 시스템의 자동 시퀀스들의 컴포넌트가 될 수도 있다.

경제적인 작동을 위한, 본 발명에 따른 선박의 모든 가능성을 이용하기 위해, 전기 에너지의 생성 및 선박의 추진력으로의 그 변환의 여러 가능성들을 최적으로 이용하는 제어 시스템이 필요하다. 그와 관련하여, 도 2 내지 도 4에 도시된 전기 에너지를 생성하는 장치들 및 전기 에너지를 수용하여 선박의 추진력을 생성하는 장치들은 다음과 같이 개괄될 수 있다.

- 전기 에너지를 생성하는 장치들:

발전기(G)를 포함한 디젤 구동 장치(DA); 및

디젤 구동 장치(DA)의 배기 가스에 대한 재연소 유닛(NV)과

열교환기(WT) 또는 증기 터빈(DT).

- 전기 에너지를 수용하여 선박의 추진력을 생성하는 장치들:

메인 구동 장치(HA), 즉 모터(M)와 컨버터(U)를 포함한 프로펠러(50);

모터(M)와 컨버터(U)를 포함한 매그너스 로터(10).

모터(M)와 컨버터(U)를 포함한 횡 방향 스러스터(QSA)도 역시 전기 에너지를 수용하지만, 그로부터 선박의 운항 방향을 횡단하여 향하는 힘을 생성한다. 그러한 횡 방향 힘은 선박의 추진을 지향하는 것이 아니기 때문에, 횡 방향 스러스터(QSA)는 본 리스트에서는 고려되어 있지 않다.

경제적 작동을 위한 본 발명에 따른 선박의 모든 가능성을 이용하기 위해, 선박을 여러 자동 모드들로 작동하는 조치가 취해진다. 그러한 모드들은 정해진 타입의 선박 작동에 맞춰 각각 제공된다. 선박 승무원은 수동 모드와 자동 모드 사이의 전환과 마찬가지로 그러한 자동 모드들 사이의 전환을 조작 유닛(BE)에 의해 수행할 수 있다. 이때, 장애가 있는 경우, 제어 시스템에 의해 자동 모드들의 자동 차단도 이루어질 수 있고, 그에 따라 뒤이어 선박이 선박 승무원의 제어 하에 수동 모드로 계속해서 안전하게 작동될 수 있게 된다. 모든 모드들에서, 해당 과정들은 자동 시퀀스들로서 제어 시스템에 저장되어 있다.

제1 모드로서, 선박이 항구에서 선적 및 하적을 하기 위해 안벽(quay wall)에 접안하는 항구 모드(harbor-mode)가 제공될 수 있다. 그러한 항구 모드에서는, 선박의 운항이 이루어지지 않는다. 즉, 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50) 및 횡 방향 스러스터(QSA)가 꺼진다. 마찬가지로, 추진력이 필요하지 않거나 생성될 필요가 없기 때문에, 매그너스 로터들(10)의 모터들도 꺼진다. 따라서 항구 모드는 선박이 추진력을 갖지 않는 것에 의해 결정된다. 중앙 제어 유닛(SE)에 의해, 예컨대 중앙 제어 유닛(SE) 그 자체, 조작 유닛(BE), 및 선박의 선실과 주방의 전원, 선박 자체의 크레인 또는 기타 적재 장치, 적재실의 해치, 조명 장치 등을 작동할 목적으로 선내 전기 시스템에 전기 에너지를 공급하기 위해, 디젤 구동 장치(DA)가 작동될 수 있다. 이때, 선박에 있는 단일의 디젤 구동 장치(DA)를 상응하는 낮은 출력으로 작동할 수 있거나, 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중의 여러 대의 디젤 구동 장치들(DA)을 끄는 한편, 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중의 하나 이상의 디젤 구동 장치(DA)들을 켤 수 있다.

제2 모드는 기동 모드(maneuver-mode)일 수 있다. 그러한 제2 모드는 항구, 갑문, 조선소, 좁은 강 또는 운하 등의 내부에서 선박을 기동하는 데, 즉 선박을 예컨대 안벽 또는 갑문 벽으로부터 떼어내거나 그에 접안하거나 장애물과 가까운 간격을 두고 선박을 이동시키는 데 사용될 수 있다. 그를 위해, 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50) 이외에, 횡 방향 스러스터(QSA)가 선박에 마련된 경우에는 그 횡 방향 스러스트(QSA)도 사용될 수 있다. 따라서 기동 모드에서도 역시 적어도 하나의 디젤 구동 장치(DA)가 작동될 수 있거나, 경우에 따라 기동 모드에서 필요한 전기 에너지를 공동으로 제공하는 여러 대의 디젤 구동 장치들(DA)이 마련된 경우에는 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중의 여러 대의 디젤 구동 장치들(DA)이 작동될 수도 있다. 또한, 기동 모드에서는 모든 장치들이 기동 모드에서도 제공되는 선내 전기 시스템을 통해 급전된다.

제3 모드로서, 강 모드(river-mode)가 제공될 수 있다. 그러한 제3 모드는 예컨대 북해-발트해 운하와 같은 넓은 운하, 선박 통행성이 좋은 넓은 강과 같은 넓은 수역 또는 연안의 수역 및 선박 운항로에서 적용될 수 있다. 그러한 상황들에서는, 횡 방향 스러스터(QSA)가 꺼지기 때문에, 측방 기동이 주어지지 않는다. 또한, 선박의 기동 조작의 짧은 수명을 그 특징으로 하는 기동 모드에서와는 달리, 강 모드에서는 선박의 항로 및 속도가 긴 시간에 걸쳐 유지될 수 있음을 전제할 수 있다. 따라서 강 모드에서는, 필요한 추진력의 일부를 매그너스 로터들(10)에 의해 얻고 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50)의 출력을 상응하게 낮추기 위해 매그너스 로터들(10)이 작동될 수 있다. 그러나 그 경우, 매그너스 로터들(10)의 사용은 매그너스 로터들(10)에 의해 생성되는 추진력이 메인 구동 장치(HA)에 의해 생성되는 추진력에 대한 정해진 비율을 넘지 않도록 제한된다. 그것은 예컨대 매그너스 로터들(10)의 회전 속도 제한에 의해 이루어질 수 있다.

그와 관련하여, 이러한 강 모드에서는 강, 운하, 또는 선박 운항로의 협소성으로 인해 또는 연안, 얕은 수역, 또는 다른 선박에의 근접성으로 인해 선박의 기동성이 제한되고, 그에 따라 선박의 항로를 임의로 선택하여 매그너스 효과의 최적화를 위해 풍향에 맞춰 방향을 잡을 수 없다는 점을 고려하여야 한다. 따라서 바람 입사 방향이 순조로울 때에는 추진력의 일부를 매그너스 로터들(10)에 의해 얻을 수 있기는 하지만, 선박의 항로가 단지 약간만 풍향에 맞춰 조정될 수 있을 뿐이다. 따라서 단지 부분적으로만 매그너스 로터들(10)에 의해 추진력을 얻을 수 있고, 그 추진력은 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50)의 부담을 경감시켜 디젤 구동 장치(DA)의 에너지 수요를 줄여준다. 추진력의 일부가 매그너스 로터들(10)로부터 얻어질 수 있으면, 단일의 디젤 구동 장치(DA)를 상응하게 더 낮은 출력으로 작동할 수 있거나, 더 낮은 공통 출력을 제공하기 위해 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중의 몇 개의 디젤 구동 장치들(DA)을 끄고 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중의 몇 개의 디젤 구동 장치들(DA)을 작동할 수 있다.

또한, 그러한 제3 모드의 강 모드에서는, 디젤 구동 장치(DA)의 배기 가스를 활용하기 위한 재연소 유닛(NV)과 열교환기(WT) 또는 증기 터빈(DT)도 이제는 사용될 수 있는데, 왜냐하면 디젤 구동 장치(DA)의 연속 작동 시에야, 즉 정적 작동 상태에서야 비로소 재연소 유닛(NV)과 열교환기(WT) 또는 증기 터빈(DT)의 시동 및 작동에 소요된 비용이 이익이 되고, 그 자체의 시동 및 작동에 필요한 것보다 더 많은 전기 에너지를 생성하기 때문이다.

제4 모드는 해양 모드(sea-mode)로서 지칭된다. 그러한 제4 모드는 파도가 높은 바다에서의 운항을 위해, 즉 우회 운항하여야 할 장애물들이 없는 자유 운항으로서 제공된다. 그러한 제4 모드의 해양 모드에서는, 매그너스 로터들(10)에 의한 추진력의 생성이 최적으로 이용될 수 있는데, 왜냐하면 선박의 항로를 바람 입사 방향에 맞출 수 있기 때문이다. 즉, 선박의 항로의 선택에 의해, 매그너스 로터들(10)로부터의 추진력을 최적화하는, 선박의 길이 방향을 가로지른 바람 입사 방향이 얻어질 수 있다. 본 제4 모드의 해양 모드에서는, 매그너스 로터들(10)에 의해 발생하는 최적의 추진력을 일으키기 위해, 매그너스 로터들(10)이 그 최대 회전 속도로 구동된다. 또한, 정적 구동 거동에 의거하여, 디젤 구동 장치(DA)의 배기 가스를 활용하기 위한 재연소 유닛(NV)과 열교환기(WT) 또는 증기 터빈(DT)이 그 최대 출력으로 작동될 수 있다. 그럼으로써, 본 제4 모드의 해양 모드에서는, 바람 거동이 상응하게 적절할 경우, 매그너스 로터들(10)로부터 원하는 추진력을 얻을 수 있는 한도 내에서 디젤 구동 장치(DA)의 출력을 낮추거나 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중의 상응하는 개수의 디젤 구동 장치들(DA)을 끄고, 그럼으로써 연료를 절감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 디젤 구동 장치(DA) 또는 디젤 구동 장치들(DA)의 나머지 출력으로부터, 재연소 유닛(NV)과 열교환기(WT) 또는 증기 터빈(DT)에 의해 전기 에너지를 얻을 수 있다. 횡 방향 스러스터(QSA)는 본 모드에서는 꺼진다.

그러한 제4 모드의 해양 모드에서는, 항로가 근본적으로 자유롭게 결정될 수 있다. 이때, 다른 선박들을 고려하여야 함은 물론이다. 그러나, 그러한 또 다른 해상 교통 사용자를 조기에 인지하고 해역을 알고 있는 경우에는, 충돌을 확실하게 배제하면서도 유력한 바람 거동에 맞춰진 항로의 매우 임의적인 선택을 허용하는 항로가 이미 조기에 포착될 수 있다. 즉, 여러 관점에서 구동 거동을 최적화하기 위해 거의 자유롭게 선택 가능한 그러한 항로가 사용될 수 있다.

- 시간 절감의 최적화를 위한 작동 방식["시간 안전 모드(time-safe-mode)"]

본 경우에는, 목적지 항구에 최대한으로 빨리 도착하는 것이 항로의 선택에 있어서의 최상위 우선 순위를 갖는다. 따라서 목적지 항구에 이르는 가능한 한 직접적인 진로가 선택되고, 원하는 속도는 결정적으로 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50)에 의해 얻어진다. 미리 주어진 항로에서 풍향에 의거하여 추진력이 주어지는 경우에는, 매그너스 로터들(10)의 작동에 의한 추진력의 지원이 이루어진다. 그러나 매그너스 로터들(10)에 의해 추진력을 얻으려고 항로의 방향을 잡는 일은 결코 없다. 환언하면, 해양 모드의 본 작동 방식에서는, 종래의 선박에서와 마찬가지로 거리가 짧다는 것에 따라 항로가 결정되고, 선박의 미리 주어진 항로와 조합된 풍향으로부터 우연히 추진력이 주어지는 경우에만 매그너스 로터들(10)에 의한 추진력의 지원이 얻어진다.

- 비용의 최적화를 위한 작동 방식["비용 안전 모드(cost-safe-mode)"]

본 작동 방식에서는, 작동 비용을 기일 비용과 비교하는 방식으로 항로의 방향을 잡는 것과 항로를 계산하는 것이 이루어진다. 작동 비용에는, 특히 디젤 구동 장치(DA)의 연료 소비가 속한다. 즉, 예컨대 기일을 확실하게 지킬 수 있도록, 즉 목적지 항구에 정시에 도착할 수 있도록, 그러나 동시에 그를 위해 남은 시간을 속도의 조정 또는 매그너스 로터들(10)에 의한 추진력의 이용의 최적화에 의해 최대한으로 활용하도록 항로가 지정된다. 환언하면, 연료 소비를 줄이면서도 기일 위반 벌금을 피하기 위해 목적지에 정시에 도착하는 데 필요한 것보다 더 빠르지 않게 항로가 지정된다.

- 연료 소비의 최적화를 위한 작동 방식["연료 안전 모드(fuel-safe-mode)"]

본 작동 방식에서는, 추진력을 가능한 한도까지 매그너스 로터들(10)에 의해 생성하고 디젤 구동 장치(DA)의 출력을 대폭 낮출 수 있고 그럼으로써 최대한으로 연료 절감을 달성할 수 있도록 제어 시스템에 의해 항로가 최적화된다. 따라서 본 작동 방식에서는, 목적지 항구, 해역, 및 선박 운항 교통이 허용하는 한, 선체를 가로지르는, 즉 선박의 길이 방향을 가로지르는 바람 입사 방향을 항상 얻도록 항로가 풍향에 맞춰 방향을 잡게 되는데, 그러한 바람 입사 방향에서 매그너스 효과가 가장 크다. 환언하면, 선박은 본 작동 방식에서는 가능한 한 선체를 가로지르는 바람에 의해 가능한 한 많이 매그너스 로터들(10)을 사용하여 목적지 항구로 운항하게 된다.

목적지 항구에 가능한 한 빨리 도착하여야 할 특별한 필요성이 없다면, 불확실한 경우에는 선박의 작동 방식을 연료 소비의 감소라는 측면에서 최적화하는 것으로 전제할 수 있기 때문에, 제4 모드의 해양 모드에서는 그 제4 모드의 해양 모드가 선택되는 순간, 연료 소비의 최적화를 위한 작동 방식("연료 안전 모드")이 표준 설정으로서 지정될 수 있다.

매그너스 로터들(10)이 작동되는 전술한 모든 모드들에서는, 도 2와 관련하여 설명한 바와 같이, 풍향과 풍속이 제어 시스템에 의해 결정되어 회전 방향과 회전 속도를 결정하는 측면에서 매그너스 로터들(10)의 작동에 사용된다. 이때, 선박의 승무원이 조작 유닛(BE)을 사용하여 메인 구동 장치의 출력 또는 선박의 원하는 속도를 모드별로 또한 지정하는데, 그러한 출력 또는 속도는 매그너스 로터들(10)의 회전 방향과 회전 속도를 결정함에 있어 제어 시스템에 의해 함께 감안된다. 매그너스 로터들(10)에 대해, 측정된 풍향과 풍속 및 원하는 출력 또는 속도에 따라 회전 속도를 산출하는 데 사용되는 출력 곡선들이 각각 중앙 제어 유닛(SE)에 미리 주어져 있다. 그를 위해, 예컨대 특수한 측정 운하에서 측정들에 의해 파악된 출력 곡선들과 마찬가지로 이론적으로 계산된 출력 곡선들도 사용될 수 있다.

그러한 4개의 모드를 사이의 전환을 수행하는 것은 조작 유닛(BE)에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 조작 유닛(BE)에 의해, 선박의 승무원에 의한 지정이 행해질 수 있고, 그러한 지정은 선택된 모드에 따라 상이하게 될 수 있다. 즉, 예컨대 제1 모드의 항구 모드에서는, 선박을 메인 구동 장치(HA)에 의해 기동하기 위해, 프로펠러(50)의 피치 각을 소위 컨트롤 레버(control lever) 또는 엔진 텔리그래프에 의해 직접 설정할 수 있다.

제2 모드의 기동 모드에서는, 프로펠러(50)의 피치 경사를 컨트롤 레버에 의해 직접 지정할 수 있다. 그럼으로써, 메인 구동 장치(HA)가 일정한 회전 속도와 회전 방향으로 회전할 때에, 피치 경사를 변경함으로써 선박의 추진력 및 운항 방향, 즉 전진 또는 후진을 조작 유닛(BE)에 의해 직접 지정할 수 있다.

제3 모드의 강 모드에서는, 제어 시스템이 유지하여야 할 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50)의 출력을 조작 유닛(BE)의 컨트롤 레버에 의해 직접 지정할 수 있다. 이때, 제어 시스템이 그 출력을 어떻게 얻을 것인지, 즉 매그너스 로터들(10)에 의해 얼마만큼의 출력을 얻을 수 있고 얼마만큼의 나머지 출력을 디젤 구동 장치(DA) 또는 다수의 디젤 구동 장치들(DA)에 의해 추가로 인가하여야 하는지 제어 시스템이 알아서 할 수 있다. 즉, 예컨대 메인 구동 장치(HA) 또는 프로펠러(50)의 출력이 2000 kW로 지정될 수 있다.

제4 모드의 해양 모드에서는, 선박의 속도를 조작 유닛(BE)의 컨트롤 레버에 의해 절대치로서 또는 선박의 최대 속도에 대한 상대치로서 지정할 수 있다. 그러면 제어 시스템은 지정된 속도가 디젤 구동 장치(DA)를 가능한 한 덜 사용하여 얻어지거나 다수의 디젤 구동 장치들(DA) 중에서 가능한 한 적은 수의 디젤 구동 장치들(DA)에 의해 얻어지도록 선박의 항로 및 매그너스 로터들(10)의 회전 방향과 회전 속도를 최적화할 수 있다. 예컨대, 75%의 속도가 입력으로서 지정될 수 있는데, 그것은 16 kn의 절대 속도에 해당할 수 있다.

조작 유닛(BE)에 의해, 모드별로 상이한 정보들도 선박의 승무원에 제공될 수 있다. 즉, 제어 시스템이 현재 어떤 입력에 의거하여 모드 및/또는 작동 방식을 선택하였는지 또는 선박의 승무원에 어떤 모드 및/또는 어떤 작동 방식을 설정하는지 나타내는 출력이 항상 이루어질 수 있다. 예컨대, 도 2에 따라 측정치들(E1, E2)로서 중앙 제어 유닛(SE)에 입력되는 풍향과 풍속과 같은 측정치들이나 설정 속도와 실제 속도(E3) 및 선택적으로 항법 유닛(NE)의 항해 정보가 표시될 수 있다.

선박의 작동의 경제성을 평가하기 위해, 지나간 날들의, 또는 미리 주어지거나 설정 가능한 다른 기간의 연료 소비의 자동 계산을 예컨대 매일 00.00h 정각에 한 번씩 수행한다. 이때, 지나간 날들, 또는 미리 주어지거나 설정 가능한 다른 기간 동안 유사한 크기의 통상의 선박들에 비해 본 발명에 따른 선박에 의해 연료의 절감을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 선박의 연료 소비를 유사한 선박들과 관련하여 제어 시스템에 저장된 그 선박의 연료 소비의 평균치의 참조 테이블에 의해 평가할 수 있다.

본 발명의 사상은 바람이 충분하지 않을 때에는 메인 구동 장치(HA)가 매그너스 로터들(10)에 의해 공급될 수 없는 출력의 차만을 제공하면 되도록 매그너스 로터들(10)과 프로펠러(50) 또는 메인 구동 장치(HA)를 조합하여 사용하는 것에 관한 것이다. 선박을 기본적으로 매그너스 로터들(10)에 의해 구동하고, 바람 조건이 불충분한 경우에 보충을 위해서만 프로펠러(50) 또는 메인 구동 장치(HA)를 사용하도록 조치한다. 이때, 매그너스 로터들은 그 작동에 의해 프로펠러에 의한 것과 동일한 출력(약 6000 kW)이 얻어지도록 설계된다. 따라서 바람이 충분한 경우에는, 선박의 구동이 전적으로 매그너스 로터들(10)에 의해 이뤄질 수 있다. 그것은 예컨대 초당 12 내지 14 미터의 풍속에서 달성되고, 그에 따라 프로펠러(50) 또는 메인 구동 장치(HA)를 끌 수 있는데, 왜냐하면 선박을 추진하는 데 더 이상 그것이 필요하지 않기 때문이다.

따라서 매그너스 로터들(10)이 최대 출력 또는 최대 출력에 가까운 출력을 내도록 메인 구동 장치(HA)의 제어가 이뤄진다. 따라서 매그너스 로터들의 출력의 증가가 직접적으로 연료의 절감을 가져오게 되는데, 왜냐하면 전기적 구동을 위해 메인 구동 장치(HA)에 의해 추가의 에너지를 생성할 필요가 없기 때문이다. 따라서 내연 기관에 의해 구동되는 프로펠러(50) 또는 메인 구동 장치(HA)와 매그너스 로터들(10)의 제어 시스템 사이의 적응을 필요로 하지 않고서도 연료의 절감이 이루어지게 된다.

Claims (11)

1. 다수의 매그너스 로터들(10)들로서, 다수의 매그너스 로터들(10)에 각각 매그너스 로터(10)를 회전시키는 개별적으로 제어 가능한 전기 모터(M)가 부속되고, 전기 모터(M)의 회전 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 또는 양자 모두를 제어하기 위해 각각의 전기 모터(M)에 컨버터가 부속되는 것인 다수의 매그너스 로터들(10),
   매그너스 로터들(10)의 회전 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 또는 양자 모두를 다른 매그너스 로터들(10)과는 별개로 각각 제어하기 위해 컨버터들과 연결되어 개개의 컨버터를 제어하는 중앙 제어 유닛(SE), 및
   선박의 메인 구동 장치(HA)로서의 전기 모터로서, 전기 모터(HA)에 그 전기 모터(HA)의 제어를 위한 컨버터가 부속되는 전기 모터(HA)
   를 포함하며,
   제1 작동 모드에서는, 최대 추진력이 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들(10)의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터(HA)에 의해 제공되도록 중앙 제어 유닛(SE)이 매그너스 로터들(10)을 제어하고,
   제2 작동 모드에서는, 중앙 제어 유닛(SE)이 매그너스 로터들(10)을 끄고, 원하는 추진력이 전기 모터(HA)에 의해 제공되며,
   제3 작동 모드에서는, 매그너스 로터들(10)에 의해 매그너스 로터들(10)의 최대 출력보다 작은 추진력이 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들(10)의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터(HA)에 의해 제공되도록 중앙 제어 유닛(SE)이 매그너스 로터들(10)을 제어하고,
   조정 가능한 피치 각도를 갖고, 전기 모터(HA)에 의해 구동되는 프로펠러(50),
   전기 에너지를 생성하기 위해 발전기(G1, G2)와 커플링된 내연 기관(DA), 및
   원하는 추진력을 지정하는 조작 유닛(BE)
   을 더 포함하며,
   제1 작동 모드에서는, 원하는 추진력이 선박의 절대 속도 또는 상대 속도이고,
   제2 작동 모드에서는, 원하는 추진력이 프로펠러(50)의 피치 각의 피치 경사를 통해 설정될 수 있으며,
   제3 작동 모드에서는, 원하는 추진력이 전기 모터(HA)의 절대 출력 또는 상대 출력인 것인 화물선.
2. 제 1 항에 있어서, 중앙 제어 유닛(SE)은 풍속(E1), 풍향(E2), 선박의 지정된 목적지 및 항법 유닛(NE)의 항해 정보 중 하나 이상을 수령하는 것인 화물선.
3. 제 2 항에 있어서, 중앙 제어 유닛(SE)은 풍속(E1), 풍향(E2), 지정된 항로 및 항법 유닛(NE)의 항해 정보 중 하나 이상에 의존하여 매그너스 로터들(10)의 회전 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 또는 양자 모두를 제어하는 것인 화물선.
4. 제 3 항에 있어서, 중앙 제어 유닛(SE)은 매그너스 로터들(10)의 회전 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 또는 양자 모두를 결정하기 위해 중앙 제어 유닛(SE)에 마련되어 있는 특성 곡선들을 사용하는 것인 화물선.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 중앙 제어 유닛(SE)은 풍속(E1), 풍향(E2), 지정된 목적지 및 항해 정보 중 하나 이상에 의존하여 매그너스 로터들(10)의 회전에 의해 얻어지는 추진력이 최대인 항로를 결정하는 것인 화물선.
6. 제 5 항에 있어서, 중앙 제어 유닛(SE)은 매그너스 로터들(10)의 회전에 의해 얻어지는 추진력이 최대인 정해진 항로를 취하도록 선박을 제어하는 것인 화물선.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 중앙 제어 유닛(SE)은 각각의 작동 모드에 대해 내연 기관(DA)의 연료 소비를 계산하고, 계산된 연료 소비를 그 크기가 유사한 다른 선박의 연료 소비와 비교하며, 계산된 연료 소비와 비교의 결과를 출력하는 것인 화물선.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   전기 에너지를 생성하기 위해 각각의 발전기와 각각 커플링되는 다수의 내연 기관들(DA)이 더 마련되고,
   중앙 제어 유닛(SE)은, 요구되는 전기 에너지를 공급하기 위해 그리고 내연 기관들(DA)에 의한 연료 소비를 최소화하기 위해, 다수의 내연 기관들 중 일부를 켜도록 그리고 다수의 내연 기관들 중 일부를 끄도록 구성되며, 상기 요구되는 전기 에너지는 발전기에 의해 생성되는 것인 화물선.
9. 다수의 매그너스 로터들(10)로서, 다수의 매그너스 로터들(10)에 각각 매그너스 로터(10)를 회전시키는 개별적으로 제어 가능한 전기 모터(M)가 부속되고, 전기 모터(M)의 회전 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 또는 양자 모두를 제어하기 위해 각각의 전기 모터(M)에 컨버터가 부속되는 매그너스 로터들(10);
   매그너스 로터들(10)의 회전 속도 및 회전 방향 중 어느 하나 또는 양자 모두를 다른 매그너스 로터들(10)과는 별개로 각각 제어하기 위해 컨버터들과 연결되어 개개의 컨버터를 제어하는 중앙 제어 유닛(SE); 및
   선박의 메인 구동 장치(HA)로서의 전기 모터로서, 전기 모터(HA)에 그 전기 모터(HA)의 제어를 위한 컨버터가 부속되는 전기 모터(HA)
   를 포함하는 화물선을 작동시키는 화물선의 작동 방법으로서,
   제1 작동 모드에서, 최대 추진력이 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들(10)의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터(HA)에 의해 제공되도록 매그너스 로터들(10)을 제어하는 단계,
   제2 작동 모드에서, 매그너스 로터들(10)을 끄고, 원하는 추진력이 전기 모터(HA)에 의해 제공되도록 전기 모터(HA)를 제어하는 단계, 및
   제3 작동 모드에서, 매그너스 로터들(10)에 의해 매그너스 로터들(10)의 최대 출력보다 작은 추진력이 얻어지되, 원하는 추진력으로부터 매그너스 로터들(10)의 회전에 의해 얻어지는 추진력을 뺀 차가 전기 모터(HA)에 의해 제공되도록 매그너스 로터들(10)을 제어하는 단계
   를 포함하고,
   화물선은,
   전기 모터(HA)에 의해 구동되는 프로펠러(50),
   전기 에너지를 생성하기 위해 발전기(G1, G2)와 커플링된 내연 기관(DA), 및
   원하는 추진력을 지정하는 조작 유닛(BE)
   을 포함하며,
   제1 작동 모드에서는, 원하는 추진력을 선박의 절대 속도 또는 상대 속도로 하고,
   제2 작동 모드에서는, 원하는 추진력을 프로펠러(50)의 피치 각의 피치 경사를 통해 설정될 수 있으며,
   제3 작동 모드에서는, 원하는 추진력을 전기 모터(HA)의 절대 출력 또는 상대 출력으로 하는 것인 화물선의 작동 방법.
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