KR101571429B1 - 선박의 에너지 회수장치 및 이를 이용한 설치방법 - Google Patents

Abstract

선박의 에너지 회수장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치는 선체의 후미에 고정된 러더 혼과, 러더 혼에 회전 가능하게 결합된 러더 블레이드와, 추력 프로펠러에 의해 발생된 후류에 의해 회전하는 발전프로펠러와, 발전프로펠러의 회전을 발전장치에 전달하는 동력전달부재가 내장되는 기어박스 및 러더 혼의 하면과 러더 혼의 하면과 이격되어 마주하는 러더 블레이드의 일면 사이에 형성되는 기어박스 설치공간을 포함하고, 기어박스는 기어박스 설치공간의 두께보다 상대적으로 작은 두께를 가지며, 러더 혼의 하면에 분리 가능하게 결합된다.

Description

선박의 에너지 회수장치 및 이를 이용한 설치방법{ENERGY RECOVERY APPARATUS FOR SHIP AND INSTALLATION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 선박의 에너지 회수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 추진프로펠러에서 발생하는 후류를 에너지로 회수할 수 있는 선박의 에너지 회수장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 추진력을 발생시키는 추진기와, 이 추진기로부터 발생된 추진력을 이용하여 선박의 진행방향을 조정하는 러더를 포함한다.

추진기는 선체에 설치된 엔진(engine)과, 이 엔진의 회전축과 연결되며 선체의 외측으로 돌출된 프로펠러(propeller)를 포함하며, 이 프로펠러를 회전시킴에 따라 추진력을 발생시킨다.

이러한 프로펠러는 선체의 선미부 하부에 위치된다.　 또한 선체에는 프로펠러의 후방에서 선박의 진행방향을 조정하기 위한 러더가 설치된다.

러더는 선체에 대해 회전 가능하게 설치되며, 프로펠러로부터 발생된 추진력의 작용방향을 변경하여 선박의 진행방향을 조정한다.

일반적으로 선박의 추진기로 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. 이중 프로펠러 후방의 회전류에 의해 손실되는 에너지는 회수가 가능하며, 이러한 에너지를 회수하기 위한 기술 개발이 요구되고 있어 대한민국 등록특허공보 제10-1334345호에는 에너지 회수 장치를 구비한 선박이 개시되었다.

한국등록특허 제1334345호(2013.11.22 공고)

본 발명의 실시 예들은 설치, 해제 및 유지보수가 용이한 선박의 에너지 회수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 후미에 고정된 러더 혼과, 상기 러더 혼에 회전 가능하게 결합된 러더 블레이드와, 추력 프로펠러에 의해 발생된 후류에 의해 회전하는 발전프로펠러와, 상기 발전프로펠러의 회전을 발전장치에 전달하는 동력전달부재가 내장되는 기어박스 및 상기 러더 혼의 하면과 상기 러더 혼의 하면과 이격되어 마주하는 상기 러더 블레이드의 일면 사이에 형성되는 기어박스 설치공간을 포함하고, 상기 기어박스는 상기 기어박스 설치공간의 두께보다 상대적으로 작은 두께를 가지며, 상기 러더 혼의 하면에 분리 가능하게 결합되는 선박의 에너지 회수장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 기어박스의 하면과 상기 러더 블레이드의 일면 사이에 형성되는 틈새에 삽입되는 패드부재를 더 포함한다.

또한 상기 기어박스는 상기 동력전달부재가 내장되는 프레임과, 상기 프레임에 회전 가능하게 지지되며 상기 프레임의 전면에서 돌출되어 상기 발전프로펠러와 연결되는 입력축과, 상기 프레임에 회전 가능하게 지지되며 상기 프레임의 상면에서 돌출되어 상기 동력전달부재에 의해 상기 입력축의 회전을 전달받아 회전하는 출력축을 포함한다.

또한 상기 러더 혼의 하면에는 상기 출력축이 삽입될 수 있도록 관통 형성된 축공이 마련될 수 있다.

또한 상기 동력전달부재는 상기 입력축에 결합되는 구동베벨기어와, 상기 구동베벨기어와 맞물리며 상기 출력축에 결합되는 피동베벨기어를 포함한다.

또한 상기 프레임의 상면에는 상기 축공의 내주면과 접촉하여 수밀 구조를 형성하는 리브가 마련될 수 있다.

또한 상기 기어박스는 상기 출력축이 상기 축공을 관통한 상태에서 상기 러더 혼의 하면과 볼트 체결되어 고정될 수 있다.

또한 상기 프레임은 상기 구동베벨기어와 상기 피동베벨기어를 수용하며 전면이 개방되되 상기 러더 혼과 대응하는 횡단면 형상을 갖는 외측프레임과, 상기 외측프레임의 개방된 전면을 덮으며 상기 입력축이 관통하여 회전 가능하게 지지되는 전면커버와, 상기 외측프레임의 후면에 결합되어 상기 러더 블레이드의 전연 부분을 감싸는 오목한 회전안내면을 갖는 후면커버를 포함한다.

또한 상기 발전장치는 상기 출력축의 회전속도를 증속하는 증속기와, 상기 증속기와 연결되어 전기를 생산하는 발전기를 포함한다.

또한 상기 출력축의 회전을 상기 증속기에 전달하도록 상기 러더 혼 내부에 배치되는 동력전달축을 포함하고, 상기 동력전달축의 일단은 상기 출력축과 제1축커플링에 의해 연결되고, 상기 동력전달축의 타단은 상기 증속기와 제2축커플링에 의해 연결되되 상기 제2축커플링은 플렉서블 커플링(flexible coupling)일 수 있다.

또한 상기 기어박스와 상기 발전프로펠러 사이의 상기 출력축 둘레를 감싸 밀봉하는 밀봉장치를 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 동력전달부재가 내장된 기어박스를 사전에 제작하여 준비하는 단계, 상기 기어박스를 러더 혼의 하면과 상기 러더 혼의 하면과 이격되어 마주하는 러더 블레이드의 일면 사이에 형성된 기어박스 설치공간으로 삽입하는 단계, 상기 설치공간에서 상기 기어박스를 들어 올려 상기 러더 혼의 하면에 상기 기어박스를 고정하는 단계, 상기 기어박스 하면과 상기 러더 블레이드의 일면 사이의 틈새에 패드부재를 설치하는 단계를 포함하는 선박의 에너지 회수장치의 설치방법이 제공될 수 있다.

또한 발전프로펠러를 상기 기어박스의 입력축에 결합한 후 상기 기어박스와 상기 발전프로펠러 사이를 밀봉하는 단계를 더 포함한다.

또한 상기 러더 혼 내부로 돌출된 상기 기어박스의 출력축에 제1축커플링에 의해 동력전달축의 일단을 축 연결하고, 상기 동력전달축의 타단에 제2축커플링에 의해 발전장치와 축 연결하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 에너지 회수장치의 기어박스를 장착하거나 분리하는 것이 용이하여 설치, 해체 및 유지보수의 효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치가 선박에 적용된 상태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치의 기어박스가 분리된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치의 기어박스의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치가 기어박스 설치공간에 설치된 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치의 발전프로펠러가 분리된 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 회수장치의 밀봉장치를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에너지 회수장치를 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한 도시된 실시 예에서 방향을 설명하기 위해 사용되는 전방은 선수 쪽을 향하는 방향을 의미하고, 후방은 선미 쪽을 향하는 방향을 의미한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박은 선체(1)의 후미에 마련된 추진프로펠러(2)와, 추진프로펠러(2)의 후방에서 선체(1)에 고정되는 러더 혼(10)과, 러더 혼(10)에 회전 가능하게 결합되는 러더 블레이드(20)와, 추진프로펠러(2)의 후방에서 추진프로펠러(2)에 의해 발생하는 후류로부터 에너지를 회수하여 전기를 생산하는 에너지 회수장치(30)를 포함한다.

추진프로펠러(2)는 선체(1) 내부에 설치된 구동원(3)(디젤엔진, 모터, 터빈 등)에 연결된 구동축(4)의 단부에 결합되어 회전하여 추력을 발생하고, 추진프로펠러(2)의 후방에 배치되는 러더 블레이드(20)는 추진프로펠러(2)에서 발생된 후류의 방향을 변경하여 선체(1)의 진행방향을 조정한다.

러더 혼(10)은 선체(1)의 후미에 상단이 고정되어 아래쪽으로 연장 형성되며, 외면은 강판으로 이루어지고 그 내부는 일정 공간을 형성하도록 내부가 빈 중공부(11)로 구비될 수 있다. 또한 러더 혼(10)의 상단은 개구된 출입구(12)가 마련되어 선체(1)에 결합된 러더 혼(10)의 중공부(11)는 선체(1) 내부와 출입구(12)를 통해 연통될 수 있다.

러더 블레이드(20)는 선체(1)의 내부로부터 아래쪽으로 연장된 러더 스톡(21)에 결합되어 러더 혼(10)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 러더 블레이드(20)는 러더 스톡(21)이 선체(1) 내부의 조향장치에 의해 좌현 측 또는 우현 측으로 회전함으로써 추진프로펠러(2)에서 발생한 후류의 방향을 변경하여 선체(1)의 선회를 위한 측력(side force)을 발생시킨다. 이러한 러더 블레이드(20)는 전연(leading edge)으로부터 후연(trailing edge) 쪽으로 갈수록 횡단면의 폭이 점차 증가하다 최대폭부분에서 다시 후연 쪽으로 갈수록 횡단면 폭이 점차 감소하는 유선형으로 마련될 수 있다.

에너지 회수장치(30)는 추진프로펠러(2)의 회전시 발생된 후류에 의해 회전하는 발전프로펠러(40)와, 발전프로펠러(40)와 연결되어 발전프로펠러(40)의 회전력을 발전프로펠러(40)의 축과 수직방향으로 배치된 동력전달축(60)에 전달하기 위한 동력전달부재가 내장된 기어박스(50)와, 발전프로펠러(40)의 회전력을 동력전달축(60)을 통해 전달받아 전기를 생산하는 발전장치(70)를 포함한다.

이러한 에너지 회수장치(30)는 추진프로펠러(2) 후방의 회전류로 인해 손실되는 에너지를 회수하여 선박의 연비 효율을 높이기 위한 장치이다. 즉 선박이 항해하는 동안 추진프로펠러(2)의 회전에 따라 그 후방에는 소용돌이 형태의 후류가 발생하고, 후류의 축 방향 성분은 선체(1)의 추진에 사용되나 후류의 회전성분은 선체(1)의 추진에 영향을 미치지 않는다. 따라서 발전프로펠러(40)는 이러한 회전류를 받아 회전하도록 마련될 수 있고, 발전프로펠러(40)의 회전력은 기어박스(50)를 통해 동력전달축(60)으로 전달된 후 동력전달축(60)에 연결된 발전장치(70)에 의해 전기를 생산할 수 있다.

한편 에너지 회수장치(30)의 설치 및 유지보수를 위한 분리가 용이하도록 기어박스(50)는 제조공장에서 미리 사전 제작된 후 운송수단을 이용하여 선박을 건조하는 작업장으로 옮겨진 후 장착될 수 있다.

이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 러더 혼(10)의 하면(13)과 러더 혼(10)의 하면(13)과 이격되어 마주하는 러더 블레이드(20)의 일면(21) 사이에는 기어박스(50)의 장착을 위한 기어박스 설치공간(90)이 형성될 수 있다. 기어박스 설치공간(90)은 추력프로펠러(2)와 마주하는 전면(러더 블레이드(20)의 전연 부분)과 전면과 인접하는 좌우 양측면이 개방된 형태로 마련될 수 있다. 기어박스 설치공간(90)에 기어박스(50)를 장착할 때에는 기어박스 설치공간(90)의 측방에서 크레인 등의 인양장치를 이용하여 기어박스 설치공간(90)을 향해 슬라이딩 방식으로 진입될 수 있다. 이는 추력프로펠러(2)와 러더 블레이드(20) 사이의 이격거리가 짧으므로 기어박스 설치공간(90)의 전면 전방에서 기어박스(50)를 인입시 발생되는 설치 어려움을 해소할 수 있다.

기어박스(50)는 후술하는 동력전달부재가 내장되는 프레임(51)과, 프레임(51)의 전면에서 전방으로 돌출되어 발전프로펠러(40)와 연결되는 입력축(52)과, 프레임(51)의 상면에서 상방으로 돌출되어 동력전달축(60)과 연결되는 출력축(53)을 포함한다.

프레임(51)은 러더 블레이드(20)의 전연 부분 또는 러더 혼(10)과 대응하는 횡단면 형상을 가지도록 마련될 수 있고, 기어박스(50)가 기어박스 설치공간(90)에 장착된 경우에는 러더 블레이드(20)와 함께 전체적으로 유선형을 이루도록 구비될 수 있다. 이러한 프레임(51)은 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 동력전달부재를 수용하며 전면이 개방되는 외측프레임(51a)과, 외측프레임(51a)의 개방된 전면을 덮도록 설치되는 전면커버(51b)와, 외측프레임(51a)의 후면에 결합되는 후면커버(51c)를 구비할 수 있다. 입력축(52)은 전면커버(51b)를 관통하여 수평방향으로 연장 배치되며 전면커버(51b)와 외측프레임(51a)의 내면에 설치되는 베어링부재(54)에 회전 가능하게 지지될 수 있고, 출력축(53)은 외측프레임(51a)의 상면을 관통하여 입력축(52)과 수직방향으로 연장 배치되며 외측프레임(51a)에 설치되는 베어링부재(55)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 입력축(52)의 회전을 출력축(53)에 전달하는 동력전달부재는 입력축(52)에 결합되는 구동베벨기어(56)와, 구동베벨기어(56)와 맞물리도록 출력축(53)에 결합되는 피동베벨기어(57)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 통해 입력축(52)의 회전력은 구동베벨기어(56)와 피동베벨기어(57)를 통해 출력축(53)에 전달될 수 있다. 후면커버(51c)는 기어박스(50)가 기어박스 설치공간(90)에 장착된 경우 러더 블레이드(20)의 원활한 회전을 안내하도록 러더 블레이드(20)의 전연 부분과 인접하는 면에는 러더 블레이드(20)의 전연 부분을 감싸는 오목한 형상의 회전안내면(51d)이 마련될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 기어박스 설치공간(90)으로 기어박스(50)의 원활한 삽입을 위해 기어박스(50)의 전체 두께(t1)(출력축(53)의 돌출길이 포함)는 기어박스 설치공간(90)의 두께(t2)보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 기어박스 설치공간(90)에 삽입된 기어박스(50)는 상부로 들어 올려진 후 러더 혼(10)의 하면(13)에 고정될 수 있다. 이를 위해 러더 혼(10)의 하면에는 기어박스(50)의 출력축(53)이 삽입될 수 있도록 관통 형성된 축공(15)이 마련될 수 있고, 기어박스(50)의 상면에는 출력축(53)과 소정거리 이격되어 출력축(53)의 둘레방향을 따라 돌출되는 링 형상의 리브(59)가 마련될 수 있다. 리브(59)는 기어박스(50)의 출력축(53)이 축공(15)을 관통하여 삽입된 경우 축공(15)의 내주면과 밀착 접촉하여 수밀 구조를 형성하는 기능을 수행할 수 있다. 한편 본 실시 예의 리브(59)는 원형 형상인 것을 도시하였으나, 이는 일 예에 불과한 것으로 축공(15)의 형상과 대응하는 형상을 갖는 것이라면 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 구성을 통하여, 도 5에 도시된 바와 같이 인양장치를 이용하여 기어박스 설치공간(90)에 삽입된 기어박스(50)는 기어박스(50)의 출력축(53)이 축공(15)의 중심과 일치되도록 정렬한 상태에서 상부로 들어 올리게 되면 출력축(53)은 러더 혼(10)의 중공부(11)에 삽입됨과 동시에 출력축(53) 주위에 돌출된 리브(59)는 축공(15)의 내주면과 밀착 접촉되게 된다. 그리고 러더 혼(10)의 하면(13)에 밀착된 기어박스(50)를 볼트와 같은 체결부재(58)를 통하여 체결함에 의해 기어박스(50)를 러더 혼(10)에 고정시킬 수 있다. 이처럼 기어박스 설치공간(90)에 장착되는 기어박스(50)는 추후 유지보수가 필요한 경우 체결부재(58)의 체결을 해제함에 의해 기어박스 설치공간(90)으로부터 손쉽게 분리할 수 있고, 분리 상태에서 기어박스(50)의 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있게 된다.

한편 러더 혼(10)의 하면(13)에 고정된 기어박스(50)는 기어박스 설치공간(90)의 두께보다 상대적으로 작은 두께를 가짐에 의해 기어박스(50)의 하면과 러더 블레이드(20)의 일면(21) 사이에는 틈새(25)가 형성될 수 있고, 이러한 틈새(25)에는 소정 두께를 갖는 패드부재(80)가 삽입되어 고정될 수 있다. 패드부재(80)는 러더 블레이드(20)의 전연 부분의 형상과 대응하는 형상을 가지도록 마련될 수 있고, 볼트와 같은 체결부재를 통해 러더 블레이드(20)에 고정될 수 있다.

한편 기어박스(50)가 기어박스 설치공간(90)에 고정된 후에는 도 6에 도시한 바와 같이 기어박스(50)의 입력축(52)에 발전프로펠러(40)를 결합시킬 수 있다. 발전프로펠러(40)는 기어박스(50)의 입력축(51)에 고정되는 허브(41)와 허브(41)의 외면에 마련된 복수의 날개(42)를 포함한다. 발전프로펠러(40)의 허브(41)는 분리와 결합이 용이하도록 입력축(51)의 단부에서 반경방향으로 확장된 연결플랜지(52a)에 다수의 고정볼트(52b)를 통해 결합될 수 있다.

기어박스(50)의 입력축(51)에 발전프로펠러(40)를 설치한 후에는 기어박스(50)와 발전프로펠러(40) 사이를 밀봉하여 해수나 이물질의 침입을 방지하는 밀봉장치(100)를 설치할 수 있다.

도 7을 참조하면, 밀봉장치(100)는 기어박스(50)의 전면에 설치된 원통형 라이닝(101)과, 라이닝(101)의 외면에 접하도록 라이닝(101)의 외면을 덮으며 그 일단이 발전프로펠러(40)의 허브(41)에 고정된 원통형 밀봉부재(102)를 포함한다. 밀봉부재(102)는 라이닝(101)과 마주하는 내면에 상호 이격되게 설치되어 라이닝(101)의 외면과 접하는 복수의 패킹이 마련될 수 있다. 라이닝(101)과 밀봉부재(102)는 각각 다수의 고정볼트에 의해 각각 기어박스(50)의 전면과 발전프로펠러(40)의 허브(41)에 고정될 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나 밀봉부재(102)는 복수의 패킹 사이로 밀봉을 위한 오일 또는 공기가 공급되는 유로가 구비될 수 있다.

밀봉장치(100)의 설치가 완료된 후에는 도 2에 도시된 바와 같이 기어박스(50)의 출력축(53)에 발전장치(70)를 연결할 수 있다. 발전장치(70)는 기어박스(50)의 출력축(53)의 회전속도를 증속하는 증속기(71)와, 증속기(71)와 연결되어 전기를 생산하는 발전기(72)를 포함할 수 있다. 증속기(71)와 출력축(53)은 비상상황에서 기어박스(50)와 발전장치(70)의 보호를 위해 신속한 축 동력을 차단할 수 있도록 동력전달축(60)을 매개로 서로 연결될 수 있다.

기어박스(50)의 출력축(53)과 동력전달축(60)의 일단은 원통형의 제1축커플링(62)에 의해 축 연결을 수행하고, 동력전달축(60)의 타단과 증속기(71)의 축은 제2축커플링(64)에 의해 축 연결을 수행할 수 있다. 제1축커플링(62)은 분리와 결합이 용이하도록 스플라인(spline) 축이음 방식으로 이루어질 수 있으나, 플랜지커플링 방식, 마찰클러치방식, 마그네틱클러치방식 중 어느 하나의 연결방식이 선택적으로 채용될 수 있음은 물론이다. 제2축커플링(64)은 발전장치(70)와 축 중심이 일치하지 않더라도 원활한 회전력이 전달 가능하도록 플렉서블 커플링(flexible coupling)으로 이루어질 수 있고, 제2축커플링(63)을 통해 발전장치(70)의 증속기(71)와 동력전달축(60)은 서로 축 연결될 수 있다. 즉 기어박스(50)를 기어박스 설치공간(90)에 장착한 후에는 러더 혼(10)의 중공부(11)에 돌출된 기어박스(50)의 출력축(53)에 제1축커플링(62)을 통해 동력전달축(60)의 일단을 연결하고, 동력전달축(60)의 타단에는 제2축커플링(64)을 통해 발전장치(70)의 증속기(71)를 연결함에 의해 에너지 회수장치(30)의 설치를 완료할 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에서는 동력전달축(60)에 연결되는 발전장치(70)가 러더 혼(10)의 중공부(11) 내에 배치된 구성을 도시하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이 발전장치(70)는 선체(1)의 내부에 배치될 수 있다. 이와 같은 경우

동력전달축(60)만이 러더 혼(10)의 중공부(11) 내에 배치되고, 동력전달축(60)의 타단이 러더 혼(10)의 개방된 출입구(12)를 통해 선체(1) 내부로 연장되어 발전장치(70)와 연결될 수 있음은 물론이다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

2: 추진프로펠러, 10: 러더 혼,
11: 중공부, 13: 하면,
15: 축공, 20: 러더 블레이드,
21: 일면, 30: 에너지 회수장치,
40: 발전프로펠러, 50: 기어박스,
51: 프레임, 52: 입력축,
53: 출력축, 56: 구동 베벨기어,
57: 피동 베벨기어, 59: 리브,
60: 동력전달축, 62: 제1축커플링,
64: 제2축커플링, 70: 발전장치,
71: 증속기, 72: 발전기,
80: 패드부재, 90: 기어박스 설치공간,
100: 밀봉장치.

Claims (14)

1. 삭제
2. 선체의 후미에 고정된 러더 혼;
   상기 러더 혼에 회전 가능하게 결합된 러더 블레이드;
   추력 프로펠러에 의해 발생된 후류에 의해 회전하는 발전프로펠러;
   상기 발전프로펠러의 회전을 발전장치에 전달하는 동력전달부재가 내장되는 기어박스; 및
   상기 러더 혼의 하면과 상기 러더 혼의 하면과 이격되어 마주하는 상기 러더 블레이드의 일면 사이에 형성되는 기어박스 설치공간;을 포함하고,
   상기 기어박스는 상기 기어박스 설치공간의 두께보다 상대적으로 작은 두께를 가지며, 상기 러더 혼의 하면에 분리 가능하게 결합되고,
   상기 기어박스의 하면과 상기 러더 블레이드의 일면 사이에 형성되는 틈새에 삽입되는 패드부재를 포함하는 선박의 에너지 회수장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 기어박스는 상기 동력전달부재가 내장되는 프레임과, 상기 프레임에 회전 가능하게 지지되며 상기 프레임의 전면에서 돌출되어 상기 발전프로펠러와 연결되는 입력축과, 상기 프레임에 회전 가능하게 지지되며 상기 프레임의 상면에서 돌출되어 상기 동력전달부재에 의해 상기 입력축의 회전을 전달받아 회전하는 출력축을 포함하는 선박의 에너지 회수장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 러더 혼의 하면에는 상기 출력축이 삽입될 수 있도록 관통 형성된 축공이 마련되는 선박의 에너지 회수장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 동력전달부재는 상기 입력축에 결합되는 구동베벨기어와, 상기 구동베벨기어와 맞물리며 상기 출력축에 결합되는 피동베벨기어를 포함하는 선박의 에너지 회수장치.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 프레임의 상면에는 상기 축공의 내주면과 접촉하여 수밀 구조를 형성하는 리브가 마련되는 선박의 에너지 회수장치.
7. 제 4항에 있어서,
   상기 기어박스는 상기 출력축이 상기 축공을 관통한 상태에서 상기 러더 혼의 하면과 볼트 체결되어 고정되는 선박의 에너지 회수장치.
8. 제 5항에 있어서,
   상기 프레임은 상기 구동베벨기어와 상기 피동베벨기어를 수용하며 전면이 개방되되 상기 러더 혼과 대응하는 횡단면 형상을 갖는 외측프레임과, 상기 외측프레임의 개방된 전면을 덮으며 상기 입력축이 관통하여 회전 가능하게 지지되는 전면커버와, 상기 외측프레임의 후면에 결합되어 상기 러더 블레이드의 전연 부분을 감싸는 오목한 회전안내면을 갖는 후면커버를 포함하는 선박의 에너지 회수장치.
9. 제 3항에 있어서,
   상기 발전장치는 상기 출력축의 회전속도를 증속하는 증속기와, 상기 증속기와 연결되어 전기를 생산하는 발전기를 포함하는 선박의 에너지 회수장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 출력축의 회전을 상기 증속기에 전달하도록 상기 러더 혼 내부에 배치되는 동력전달축을 포함하고,
    상기 동력전달축의 일단은 상기 출력축과 제1축커플링에 의해 연결되고, 상기 동력전달축의 타단은 상기 증속기와 제2축커플링에 의해 연결되되 상기 제2축커플링은 플렉서블 커플링(flexible coupling)인 것을 특징으로 하는 선박의 에너지 회수장치.
11. 제 3항에 있어서,
    상기 기어박스와 상기 발전프로펠러 사이의 상기 출력축 둘레를 감싸 밀봉하는 밀봉장치를 더 포함하는 선박의 에너지 회수장치.
12. 동력전달부재가 내장된 기어박스를 사전에 제작하여 준비하는 단계;
    상기 기어박스를 러더 혼의 하면과 상기 러더 혼의 하면과 이격되어 마주하는 러더 블레이드의 일면 사이에 형성된 기어박스 설치공간으로 삽입하는 단계;
    상기 설치공간에서 상기 기어박스를 들어 올려 상기 러더 혼의 하면에 상기 기어박스를 고정하는 단계;
    상기 기어박스 하면과 상기 러더 블레이드의 일면 사이의 틈새에 패드부재를 설치하는 단계;를 포함하는 선박의 에너지 회수장치의 설치방법.
13. 제 12항에 있어서,
    발전프로펠러를 상기 기어박스의 입력축에 결합한 후 상기 기어박스와 상기 발전프로펠러 사이를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 선박의 에너지 회수장치의 설치방법.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 러더 혼 내부로 돌출된 상기 기어박스의 출력축에 제1축커플링에 의해 동력전달축의 일단을 축 연결하고, 상기 동력전달축의 타단에 제2축커플링에 의해 발전장치와 축 연결하는 단계를 더 포함하는 선박의 에너지 회수장치의 설치방법.

Images