KR20190059090A

KR20190059090A - Electric generating device of floating offshore structure

Info

Publication number: KR20190059090A
Application number: KR1020170156685A
Authority: KR
Inventors: 박상구
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-05-30
Also published as: KR102016143B1

Abstract

Disclosed is a power generation device of a floating marine structure. The power generation device installed at a floating marine structure having a spread mooring system according to an embodiment of the present invention may comprise: a first power generation module installed at an upper portion of a fairlead installed at a side surface of a hull, and converting kinetic energy generated by vibration of a mooring line into electric energy; and an electricity storage module receiving the electric energy produced by the first power generation module through a first cable so as to store the same.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric generating device of a floating offshore structure,

본 발명은 부유식 해양 구조물의 발전 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for generating a floating offshore structure.

선박, 해양플랜트와 같은 부유식 해양 구조물에서 전통적인 전기 열선 설비(electric heat tracing) 방식은 발전기(generator)에서 파이프/튜브(pipe/tubing)까지 전기에너지를 송전하기 위해 스위치보드(SWBD), 정션박스(JB), 케이블 등과 같은 몇가지 구성품이 필요하다. In floating ocean structures such as ships and offshore plants, traditional electric heat tracing schemes use switchboards (SWBDs), junction boxes (ACBs) to transmit electrical energy from generators to pipes / tubings, (JB), cables, and so on.

또한, 해양 구조물의 특성 상 전기 열선 설비가 필요한 장치 혹은 기구 주위의 환경에 따라 많은 양의 전기에너지가 요구될 때에는 그에 상응하는 발전기 용량을 갖출 필요가 있다. In addition, when a large amount of electric energy is required depending on the environment surrounding the apparatus or the apparatus requiring the electric hot-wire facility due to the characteristics of the offshore structure, it is necessary to have a generator capacity corresponding thereto.

이러한 사항들이 전기 열선 설비를 위한 구성품과 발전기 용량 관련 자재비, 설치공간, 설치시수에 많은 영향을 미치게 된다. These factors will have a significant impact on the components for electric hot-water installations, the generator-capacity related material costs, installation space and installation time.

발전기 대신에 회생에너지를 이용한 히트 트레이싱 시스템이 한국공개특허 10-2016-0141531호에 개시되어 있기도 하다.A heat tracing system using regenerative energy instead of a generator is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0141531.

한국공개특허 10-2016-0141531호 (2016.12.09 공개) - 시추선의 회생에너지를 이용한 히트 트레이싱 시스템 및 시추선에서의 회생에너지를 이용한 히트 트레이싱 방법Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2016-0141531 (published on December 12, 2016) - Heat tracing system using regenerative energy of drill ship and heat tracing method using regenerative energy in drill ship

본 발명은 스프레드 무어링 시스템(spread mooring system)이 적용된 해양 프로젝트에서 무어링 라인의 장력 변화에 따라 발생되는 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 전기 열선 설비에서 활용할 수 있는 부유식 해양 구조물의 발전 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention relates to a floating type offshore structure power generation system capable of converting kinetic energy generated due to a change in tension of a mooring line into electric energy in a marine project to which a spread mooring system is applied, .

본 발명은 선체의 주 발전기 고장 등으로 인한 위급상황 시에 보조 전기에너지 공급이 가능한 부유식 해양 구조물의 발전 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a floating type offshore structure power generation apparatus capable of supplying auxiliary electric energy in an emergency situation due to failure of the main generator of the hull or the like.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 스프레드 무어링 시스템을 갖춘 부유식 해양 구조물에 설치되는 발전 장치로서, 선체의 측면에 설치된 페어리드의 상부에 설치되며, 무어링 라인의 진동에 따른 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 제1 발전 모듈; 및 제1 케이블을 통해 상기 제1 발전 모듈에서 생산된 전기에너지를 전달받아 저장하는 전기 저장 모듈을 포함하는, 부유식 해양 구조물의 발전 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a power generating device installed in a floating offshore structure having a spreading mooring system, the power generating device being provided on an upper portion of a pair of leads installed on a side of a hull, A first power generation module for switching the power generation module; And an electricity storage module for receiving and storing electric energy produced by the first power generation module through a first cable.

상기 제1 발전 모듈은, 상하 방향으로 관통되는 제1 관통홀 내부로 자속이 형성된 제1 자석부; 상기 무어링 라인에 연결되며, 상기 무어링 라인의 움직임에 따라 상기 제1 관통홀 내부에서 상하 방향으로 이동하는 제1 코일부; 및 상기 제1 코일부의 양단이 연결되며, 상기 제1 코일부를 따라 흐르는 전류에 상응하는 전기에너지를 상기 제1 케이블을 통해 상기 전기 저장 모듈로 전송하는 제1 전기 전송부를 포함할 수 있다.The first power generation module includes: a first magnet portion having a magnetic flux formed in a first through hole penetrating in a vertical direction; A first coil part connected to the moire ring line and moving up and down in the first through hole according to the movement of the moire ring line; And a first electric transfer unit connected to both ends of the first coil unit and transmitting electric energy corresponding to a current flowing along the first coil unit to the electric storage module via the first cable.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 스프레드 무어링 시스템을 갖춘 부유식 해양 구조물에 설치되는 발전 장치로서, 무어링 윈치에 인접하여 설치되며, 상기 무어링 윈치의 회전에 따른 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 제2 발전 모듈; 및 제2 케이블을 통해 상기 제2 발전 모듈에서 생산된 전기에너지를 전달받아 저장하는 전기 저장 모듈을 포함하는, 부유식 해양 구조물의 발전 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power generating apparatus installed in a floating offshore structure having a spreading mooring system, the power generating apparatus being installed adjacent to a mooring winch, converting kinetic energy resulting from rotation of the mooring winch into electric energy A second power generation module; And an electricity storage module for receiving and storing electric energy produced by the second power generation module via a second cable.

상기 제2 발전 모듈은, 내부가 빈 프레임 구조의 몸체와; 상기 몸체의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 무어링 윈치에 치합하는 기어와; 상기 기어의 상부에 위치하며, 상기 몸체를 따라 상하 운동하는 피스톤과; 상기 기어와 상기 피스톤 사이에 결합되는 커넥팅 로드와; 상기 피스톤의 상부에 설치되는 압전소자와; 상기 압전소자의 상부에 설치되며 상기 압전소자에서 발생된 전기에너지를 상기 제2 케이블을 통해 상기 전기 저장 모듈로 전송하는 제2 전기 전송부를 포함할 수 있다.The second power generation module includes: a body having an empty frame structure; A gear rotatably installed in the body and meshing with the mooring winch; A piston positioned above the gear and moving up and down along the body; A connecting rod coupled between the gear and the piston; A piezoelectric element provided on the piston; And a second electrical transmission unit installed on the piezoelectric element and transmitting electrical energy generated from the piezoelectric element to the electrical storage module through the second cable.

또는 상기 제2 발전 모듈은, 내부가 빈 프레임 구조의 몸체와; 상기 몸체의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 무어링 윈치에 치합하는 기어와; 상기 기어의 상부에 위치하며, 상기 몸체를 따라 상하 운동하는 피스톤과; 상기 기어와 상기 피스톤 사이에 결합되는 커넥팅 로드와; 상기 몸체의 상부에 설치되며, 상하 방향으로 관통되어 상기 피스톤이 상하 이동 가능한 제2 관통홀 내부로 자속이 형성된 제2 자석부와; 상기 피스톤의 상부에 설치되는 제2 코일부와; 상기 제2 코일부의 양단이 연결되며 상기 제2 코일부를 흐르는 전류에 상응하는 전기에너지를 상기 제2 케이블을 통해 상기 전기 저장 모듈로 전송하는 제2 전기 전송부를 포함할 수 있다.Or the second power generation module comprises: a body having an empty frame structure; A gear rotatably installed in the body and meshing with the mooring winch; A piston positioned above the gear and moving up and down along the body; A connecting rod coupled between the gear and the piston; A second magnet unit installed on an upper portion of the body and having a magnetic flux passing through the second through hole through which the piston moves up and down; A second coil part installed on an upper portion of the piston; And a second electric transmission unit connected to both ends of the second coil part and transmitting electric energy corresponding to a current flowing through the second coil part to the electric storage module via the second cable.

상기 선체의 측면에 설치된 페어리드의 상부에 설치되며, 무어링 라인의 진동에 따른 운동에너지를 전기에너지로 전환하는 제1 발전 모듈을 더 포함하되, 상기 전기 저장 모듈은 제1 케이블을 통해 상기 제1 발전 모듈에서 생산된 전기에너지를 전달받아 저장할 수 있다.Further comprising a first power generation module installed on an upper portion of a pair lead provided on a side surface of the hull for converting kinetic energy according to vibration of the moire ring line into electric energy, 1 It is possible to receive and store the electric energy produced by the power generation module.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 스프레드 무어링 시스템이 적용된 해양 프로젝트에서 무어링 라인의 장력 변화에 따라 발생되는 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 전기 열선 설비에서 활용할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, kinetic energy generated due to a change in tension of a mooring line in an offshore project to which a spreading mooring system is applied can be converted into electric energy and utilized in an electric hot-wire facility.

또한, 선체의 주 발전기 고장 등으로 인한 위급상황 시에 보조 전기에너지 공급이 가능한 효과가 있다. In addition, it is possible to supply auxiliary electric energy in case of an emergency due to failure of the main generator of the hull.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 발전 장치가 설치된 선체의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무어링 라인과 연결되는 제1 발전 모듈을 상세하게 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무어링 윈치와 연결되는 제2 발전 모듈을 상세하게 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무어링 윈치와 연결되는 제2 발전 모듈을 상세하게 나타낸 도면. 1 is a cross-sectional view of a hull equipped with a generator for generating a floating offshore structure according to an embodiment of the present invention;
2 is a detailed view of a first power generation module connected to a mooring line according to an embodiment of the present invention,
3 is a detailed view of a second power generation module connected to a mooring winch according to another embodiment of the present invention,
4 is a detailed view of a second power generation module connected to a mooring winch according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. And the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 발전 장치가 설치된 선체의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무어링 라인과 연결되는 제1 발전 모듈을 상세하게 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무어링 윈치와 연결되는 제2 발전 모듈을 상세하게 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무어링 윈치와 연결되는 제2 발전 모듈을 상세하게 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a cross-sectional view of a hull equipped with a power generating apparatus for a floating offshore structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed view of a first power generation module connected to a mooring line according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a detailed view of a second power generation module connected to a mooring winch according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view of a second power generation module connected to a mooring winch according to another embodiment of the present invention. 2 power generation module.

도 1 내지 도 4에는 선체(10), 무어링 라인(22), 무어링 윈치(20), 페어리드(24), 발전 장치(100), 제1 발전 모듈(110), 제2 발전 모듈(120), 전기 저장 모듈(130), 파이프(30), 전기 열선 설비(40), 제1 자석부(111), 제1 코일부(113), 제1 전기 전송부(114), 제1 케이블(142), 몸체(121), 기어(122), 크랭크축(123), 커넥팅 로드(124), 피스톤(125), 압전소자(126), 제2 전기 전송부(127), 제2 케이블(144), 제2 자석부(151), 제2 코일부(153), 제2 관통홀(152)이 도시되어 있다. 1 to 4 show a hull 10, a mooring line 22, a mooring winch 20, a pair lead 24, a generator 100, a first power generation module 110, a second power generation module The first coil part 113, the first electric transfer part 114, the first cable part 120, the electric storage module 130, the pipe 30, the electric hot-wire installation 40, the first magnet part 111, The second electric transmission portion 127, the second electric cable 124, the piston 125, the piezoelectric element 126, the second electric transmission portion 127, 144, a second magnet portion 151, a second coil portion 153, and a second through hole 152 are illustrated.

본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 발전 장치(100)는 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해양 구조물에서 무어링 라인의 장력 변화를 전기에너지로 전환하여 발전을 수행하는 것을 특징으로 한다. The floating type offshore structure power generating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is characterized in that power generation is performed by converting a change in tension of a mooring line into electric energy in a floating offshore structure to which a spreading mooring system is applied .

부유식 해양 구조물은 원유 또는 가스 생산 등을 위하여 해저면에 고정되는 무어링 라인(22)을 통해 특정 필드에 장기간 계류하도록 한다. 이 때 선박 등의 선체(10)에는 파도, 바람, 조수간만의 차이 등으로 인해 롤링(rolling), 피칭(pitching) 등과 같은 움직임이 발생할 수 있다. 선체(10)의 롤링 또는 피칭으로 인해 무어링 라인(22)에 걸리는 장력은 일정하게 유지되지 않고 지속적으로 변화하게 된다. Floating offshore structure allows long term mooring in a specific field through a mooring line (22) fixed to the sea bed for crude oil or gas production. At this time, movement such as rolling, pitching and the like may occur in the hull 10 of a ship or the like due to differences in waves, winds, and tides. The tension applied to the mooring line 22 due to the rolling or pitching of the ship 10 is not constant but constantly changed.

따라서, 특정 무어링 라인에 과도한 장력이 걸리지 않도록 무어링 라인을 적절히 풀거나 감을 필요가 있다. 본 실시예에 따른 발전 장치(100)는 이 때 발생되는 무어링 라인 진동 혹은 무어링 윈치 회전과 같은 운동에너지를 이용하여 전기를 발전시키게 된다. Therefore, it is necessary to properly loosen or wind the mooring line to avoid excessive tension on the particular mooring line. The power generation apparatus 100 according to the present embodiment generates electricity using kinetic energy such as a mooring line vibration or a mooring winch generated at this time.

부유식 해양 구조물에는 스프레드 무어링 시스템이 적용되며, 선체(10)의 갑판에는 무어링 윈치(20)가 설치되고, 무어링 라인(22)의 끝단은 무어링 윈치(20)에 권선되어 있게 된다. A spool mooring system is applied to the floating offshore structure and a mooring winch 20 is installed on the deck of the hull 10 and an end of the mooring line 22 is wound on the mooring winch 20 .

또한, 무어링 라인(22)은 선체(10)의 측면에 고정된 페어리드(24)에 의해 장력 방향이 변화될 수 있다. 즉, 무어링 라인(22)은 무어링 윈치(20)에서 페어리드(24)까지는 하방으로 수직하게 연장되며, 페어리드(24)에서 꺾어져 해저면 고정점까지 연장될 수 있다. In addition, the mooring line 22 can be changed in tension direction by the pair lead 24 fixed to the side surface of the hull 10. That is, the moire ring line 22 extends vertically downward from the mooring winch 20 to the fairlead 24 and can be folded at the fairlead 24 and extended to the bottom surface fixing point.

본 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 발전 장치(100)는 제1 발전 모듈(110)과 전기 저장 모듈(130)을 포함한다. The floating type offshore structure power generating apparatus 100 according to the present embodiment includes a first power generation module 110 and an electricity storage module 130.

제1 발전 모듈(110)은 무어링 라인(22)의 진동에 따른 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 진동 에너지 변환기(vibration energy converter)일 수 있다. The first power generation module 110 may be a vibration energy converter that converts kinetic energy according to the vibration of the moire ring line 22 into electric energy.

제1 발전 모듈(110)은 페어리드(24)의 상부에 설치된다. The first power generation module 110 is installed on the top of the pair lead 24.

도 2를 참조하면, 제1 발전 모듈(110)은 제1 자석부(111), 제1 코일부(113), 제1 전기 전송부(114)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the first power generation module 110 includes a first magnet portion 111, a first coil portion 113, and a first electricity transfer portion 114.

제1 자석부(111)는 상하 방향으로 관통된 제1 관통홀(112)이 형성된 영구자석이다. 제1 자석부(111)는 링 형상을 가지는 영구자석 층이 다수 개가 적층된 구조일 수도 있다. The first magnet portion 111 is a permanent magnet having a first through hole 112 penetrating in the vertical direction. The first magnet portion 111 may have a structure in which a plurality of ring-shaped permanent magnet layers are stacked.

제1 관통홀(112) 내에는 제1 코일부(113)가 배치된다. 제1 코일부(113)는 N(자연수)회 권선된 구조를 갖는 코일로서, 그 양단은 제1 전기 전송부(114)에 연결된다. The first coil section 113 is disposed in the first through hole 112. The first coil part 113 is a coil having an N (winding number) winding structure, and both ends thereof are connected to the first electric transfer part 114.

제1 코일부(113)는 무어링 라인(22)에 결합되어, 페어리드(24)를 통과한 무어링 라인(22)이 무어링 윈치(20)를 향해 혹은 무어링 윈치(20)로부터 멀어지는 방향으로 상하 운동을 할 때 함께 움직인다. 즉, 제1 코일부(113)는 무어링 라인(22)의 진동에 의해 제1 관통홀(112) 내에서 상하 방향으로 움직이게 된다. The first coil section 113 is coupled to the mooring line 22 such that the mooring line 22 passing through the pair lead 24 is directed towards or away from the mooring winch 20 When you move up and down in the direction to move together. That is, the first coil part 113 moves in the vertical direction within the first through hole 112 by the vibration of the moire ring line 22.

제1 자석부(111)에 의해 자속이 형성된 제1 관통홀(112) 내에서 제1 코일부(113)가 상하 방향으로 이동하는 경우, 자석과 코일의 상대적인 운동에 따른 전자기 유도 현상에 의해 제1 코일부(113)에는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 기전력이 발생하게 된다. 따라서, 제1 코일부(113)에는 발생된 기전력에 상응하는 전류가 흐르게 된다. When the first coil section 113 moves in the vertical direction in the first through hole 112 formed with the magnetic flux by the first magnet section 111, the electromagnetic induction phenomenon due to the relative movement of the magnet and the coil 1 coil part 113 generates an electromotive force in a direction that hinders the change of the magnetic flux. Therefore, a current corresponding to the generated electromotive force flows through the first coil part 113. [

제1 코일부(113)에 흐르는 전류는 제1 전기 전송부(114)를 통해 제1 케이블(142)을 따라 이동하며, 선체(10)에 구비된 전기 저장 모듈(130)로 전기에너지 형태로 공급되어 충전될 수 있다. The electric current flowing in the first coil part 113 moves along the first cable 142 through the first electric transfer part 114 and is stored in the electric storage module 130 provided in the hull 10 in the form of electric energy Can be supplied and charged.

또는 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 발전 장치(100)는 제2 발전 모듈(120)과 전기 저장 모듈(130)을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, the floating type offshore structure power generating apparatus 100 according to the present embodiment includes a second power generation module 120 and an electricity storage module 130.

제2 발전 모듈(120)은 무어링 윈치(20)의 회전에 따른 운동에너지를 전기에너지로 변환할 수 있다.The second power generation module 120 can convert the kinetic energy resulting from the rotation of the mooring winch 20 into electric energy.

제2 발전 모듈(120)의 제1 실시예가 도 3에 도시되어 있다. A first embodiment of the second power generation module 120 is shown in Fig.

제1 실시예에 따른 제2 발전 모듈(120)은 몸체(121), 기어(122), 커넥팅 로드(124), 피스톤(125), 압전소자(126), 제2 전기 전송부(127)를 포함할 수 있다. The second power generation module 120 according to the first embodiment includes a body 121, a gear 122, a connecting rod 124, a piston 125, a piezoelectric element 126, .

몸체(121)는 내부가 빈 프레임 구조로, 무어링 윈치(20)에 인접하여 설치된다. The body 121 has an empty frame structure and is installed adjacent to the mooring winch 20.

기어(122)는 몸체(121)의 하부에서 크랭크축(123)을 중심으로 회전하며, 무어링 윈치(20)와 치합하는 구조를 가진다. 따라서, 무어링 윈치(20)가 무어링 라인(22)을 잡아당기거나 풀어주는 등의 동작을 위해 회전하면 기어(122)도 회전하게 된다. 즉, 무어링 윈치(20)가 원동기어로서 기능하고, 기어(122)가 종동기어로서 기능할 수 있다. The gear 122 rotates around the crankshaft 123 at the lower portion of the body 121 and has a structure to mate with the mooring winch 20. Accordingly, when the mooring winch 20 is rotated for an operation such as pulling or loosening the moire ring line 22, the gear 122 also rotates. That is, the mooring winch 20 functions as a driven gear, and the gear 122 functions as a driven gear.

몸체(121) 중 기어(122)의 상부에는 피스톤(125)이 설치되며, 피스톤(125)은 기어(122)와는 커넥팅 로드(124)를 통해 연결된다. 여기서, 기어(122), 크랭크축(123), 커넥팅 로드(124), 피스톤(125)은 크랭크 구조를 가지게 되어, 기어(122)의 회전에 의해 피스톤(125)이 몸체(121)를 따라 상하 방향으로 운동하게 된다. A piston 125 is installed on the upper part of the gear 122 of the body 121 and the piston 125 is connected to the gear 122 through a connecting rod 124. Here, the gear 122, the crankshaft 123, the connecting rod 124, and the piston 125 have a crank structure, and the piston 125 is rotated up and down along the body 121 by the rotation of the gear 122 .

피스톤(125)의 상부에는 압전소자(126)가 고정 설치되어 있다. 피스톤(125)의 상하 운동에 의해 피스톤(125)에서 압전소자(126)에 가해지는 압력이 가변되며, 압력의 가변에 의해 전기가 발생하게 된다. A piezoelectric element 126 is fixed to the upper portion of the piston 125. The pressure applied to the piezoelectric element 126 by the piston 125 is varied by the upward and downward movement of the piston 125, and electricity is generated due to the variation of the pressure.

발생된 전기는 압전소자(126)의 상부에 설치된 제2 전기 전송부(127)에 의해 제2 케이블(144)을 따라 전기 저장 모듈(130)로 공급되어 충전될 수 있다. The generated electricity can be supplied to the electric storage module 130 along the second cable 144 by the second electric transfer unit 127 installed on the upper portion of the piezoelectric element 126 and charged.

제2 발전 모듈(120)의 제2 실시예가 도 4에 도시되어 있다. A second embodiment of the second power generation module 120 is shown in FIG.

제2 발전 모듈(120)은 압전소자 대신에 제2 자석부(151)와 제2 코일부(153)를 포함할 수 있다. The second power generation module 120 may include a second magnet portion 151 and a second coil portion 153 instead of the piezoelectric element.

무어링 윈치(20)의 회전에 따라 회전하는 기어(122)와, 기어(122)의 회전에 따라 크랭크 구조로 인해 상하 운동하는 피스톤(125) 구조는 도 3에 도시된 것과 동일하다. The gear 122 rotating in accordance with the rotation of the mooring winch 20 and the piston 125 moving upward and downward due to the crank structure in accordance with the rotation of the gear 122 are the same as those shown in Fig.

피스톤(125)의 상부에는 제2 코일부(153)가 결합된다. The second coil part 153 is coupled to the upper part of the piston 125.

제2 자석부(151)는 상하 방향으로 관통된 제2 관통홀(152)이 형성된 영구자석이다. 제2 자석부(151)는 링 형상을 가지는 영구자석 층이 다수 개가 적층된 구조일 수도 있다. The second magnet portion 151 is a permanent magnet having a second through hole 152 penetrating in the vertical direction. The second magnet portion 151 may have a structure in which a plurality of ring-shaped permanent magnet layers are stacked.

제2 관통홀(152) 내에는 제2 코일부(153)가 배치된다. 제2 코일부(153)는 N(자연수)회 권선된 구조를 갖는 코일로서, 그 양단은 제2 전기 전송부(127)에 연결된다. A second coil portion 153 is disposed in the second through hole 152. The second coil portion 153 is a coil having an N (winding number) winding structure, and both ends thereof are connected to the second electric transfer portion 127.

제2 코일부(153)는 피스톤(125)의 상부에 결합되며, 피스톤(125)의 상하 운동에 따라 함께 움직인다. 즉, 제2 코일부(153)는 무어링 윈치(20)가 회전할 때 제2 관통홀(152) 내에서 상하 방향으로 움직이게 된다. 이 경우 피스톤(125)도 제2 관통홀(152) 내에서 상하 이동 가능한 구조를 갖는다. The second coil portion 153 is coupled to the upper portion of the piston 125 and moves together with the upward and downward movement of the piston 125. That is, the second coil part 153 moves up and down in the second through hole 152 when the mooring winch 20 rotates. In this case, the piston 125 also has a structure that can move up and down in the second through hole 152.

제2 자석부(151)에 의해 자속이 형성된 제2 관통홀(152) 내에서 제2 코일부(153)가 상하 방향으로 이동하는 경우, 자석과 코일의 상대적인 운동에 따른 전자기 유도 현상에 의해 제2 코일부(153)에는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 기전력이 발생하게 된다. 따라서, 제2 코일부(153)에는 발생된 기전력에 상응하는 전류가 흐르게 된다. When the second coil part 153 moves in the vertical direction in the second through hole 152 formed with the magnetic flux by the second magnet part 151, the electromagnetic induction phenomenon due to the relative movement of the magnet and the coil An electromotive force is generated in the second coil part 153 in a direction that hinders the change of the magnetic flux. Therefore, a current corresponding to the generated electromotive force flows through the second coil part 153. [

제2 코일부(153)에 흐르는 전류는 제2 전기 전송부(127)를 통해 제2 케이블(144)을 따라 이동하며, 선체(10)에 구비된 전기 저장 모듈(130)로 전기에너지 형태로 공급되어 충전될 수 있다. The electric current flowing in the second coil part 153 moves along the second cable 144 through the second electric transfer part 127 and is transferred to the electric storage module 130 provided in the hull 10 in the form of electric energy Can be supplied and charged.

다시 도 1을 참조하면, 전기 저장 모듈(130)에 충전된 전기에너지는 필요에 따라 파이프(30)에 권선된 전기 열선 설비(40)로 공급되어 동파 방지 등을 위해 활용될 수 있다. Referring again to FIG. 1, the electric energy charged in the electric storage module 130 may be supplied to the electric hot-wire installation 40 wound around the pipe 30 as necessary to be utilized for preventing the freezing of the electric wave.

또한, 선체의 주 발전기 고장 등으로 인한 위급상황 시에 전기 저장 모듈(130)에 저장된 전기에너지가 임시적으로 공급되어 비상사태에 대한 대비용으로 활용될 수도 있다. Also, the electric energy stored in the electric storage module 130 may be temporarily supplied at the time of an emergency due to a failure of the main generator of the hull, etc., so that the electric energy may be utilized as an expense for an emergency.

본 실시예에서 발전 장치(100)는 제1 발전 모듈(110) 및 제2 발전 모듈(120) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. In this embodiment, the power generation apparatus 100 may include at least one of the first power generation module 110 and the second power generation module 120.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

10: 선체 20: 무어링 윈치
22: 무어링 라인 30: 파이프
40: 전기 열선 설비 100: 발전 장치
110: 제1 발전 모듈 120: 제2 발전 모듈
130: 전기 저장 모듈
111: 제1 자석부 112: 제1 관통홀
113: 제1 코일부 114: 제1 전기 전송부
121: 몸체 122: 기어
123: 크랭크축 124: 커넥팅 로드
125: 피스톤 126: 압전소자
127: 제2 전기 전송부 151: 제2 자석부
152: 제2 관통홀 153: 제2 코일부10: Hull 20: Mooring winch
22: Mooring line 30: pipe
40: Electric hot wire facility 100: Power generator
110: first power generation module 120: second power generation module
130: Electric storage module
111: first magnet portion 112: first through hole
113: first coil part 114: first electric transmission part
121: body 122: gear
123: crankshaft 124: connecting rod
125: Piston 126: Piezoelectric element
127: second electricity transmission unit 151: second magnet unit
152: second through hole 153: second coil portion

Claims

A power generating device installed in a floating offshore structure having a spreading mooring system,
A first power generation module installed on an upper part of a pair lead provided on a side surface of the hull and converting kinetic energy according to vibration of the moire ring line into electric energy; And
And an electrical storage module for receiving and storing electrical energy produced by the first power generation module via a first cable.

The method according to claim 1,
The first power generation module includes:
A first magnet portion having a magnetic flux formed inside a first through hole penetrating in a vertical direction;
A first coil part connected to the moire ring line and moving up and down in the first through hole according to the movement of the moire ring line; And
And a first electrical transmission portion connected to both ends of the first coil portion and transmitting electrical energy corresponding to a current flowing along the first coil portion to the electric storage module via the first cable, Power generation equipment for structures.

A power generating device installed in a floating offshore structure having a spreading mooring system,
A second power generation module installed adjacent to the mooring winch and converting kinetic energy due to rotation of the mooring winch into electric energy; And
And an electric storage module for receiving and storing electric energy produced by the second power generation module through a second cable.

The method of claim 3,
The second power generation module includes:
A body having an inner hollow frame structure;
A gear rotatably installed in the body and meshing with the mooring winch;
A piston positioned above the gear and moving up and down along the body;
A connecting rod coupled between the gear and the piston;
A piezoelectric element provided on the piston;
And a second electric transmission unit installed on the piezoelectric element and transmitting electric energy generated from the piezoelectric element to the electric storage module through the second cable.

The method of claim 3,
The second power generation module includes:
A body having an inner hollow frame structure;
A gear rotatably installed in the body and meshing with the mooring winch;
A piston positioned above the gear and moving up and down along the body;
A connecting rod coupled between the gear and the piston;
A second magnet unit installed on an upper portion of the body and having a magnetic flux passing through the second through hole through which the piston moves up and down;
A second coil part installed on an upper portion of the piston;
And a second electric transmission unit connected to both ends of the second coil part and transmitting electric energy corresponding to a current flowing through the second coil part to the electric storage module via the second cable Generator.

6. The method according to any one of claims 3 to 5,
And a first power generation module installed on an upper portion of a pair of leads installed on a side surface of the hull for converting kinetic energy due to vibration of the moire ring line into electric energy,
Wherein the electric storage module receives and stores electrical energy produced by the first power generation module through a first cable.

The method according to claim 6,
The first power generation module includes:
A first magnet portion having a magnetic flux formed inside a first through hole penetrating in a vertical direction;
A first coil part connected to the moire ring line and moving up and down in the first through hole according to the movement of the moire ring line; And
And a first electrical transmission portion connected to both ends of the first coil portion and transmitting electrical energy corresponding to a current flowing along the first coil portion to the electric storage module via the first cable, Power generation equipment for structures.