KR101433749B1 - 비대칭 부유체를 이용한 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상에 부유되어 풍력발전 터빈이 상단에 구비되는 기둥형태의 풍력발전타워 등과 같은 해상구조물이 상부에 설치되는 부유식 지지구조물에 관한 것으로서, 구체적으로는 부유체에 의해 해상에 부유되면서 해상구조물을 지지하는 구조를 가지되, 상기 부유체는 바람이 불어오는 방향의 정면부에 위치하는 부유체보다 배면부에 위치하는 부유체의 크기가 더 크게 형성되어 있는 "비대칭 부유체"로 구성됨으로써, 바람에 의한 전도 현상에 대한 안정성을 현저하게 향상시킨 "비대칭 부유체를 이용한 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물"에 관한 것이다.

Description

비대칭 부유체를 이용한 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물{Supporting Structure for Wind Turbine Tower with Asymmetric Floating Body}

본 발명은 예를 들면 풍력발전 터빈이 상단에 구비되어 있는 기둥형태의 해상풍력발전타워와 같은 해상구조물을 설치하기 위한 지지구조물에 관한 것으로서, 구체적으로는 부유체에 의해 해상에 부유되면서 해상구조물을 지지하는 구조를 가지되, 상기 부유체는 바람이 불어오는 방향의 정면부에 위치하는 부유체보다 배면부에 위치하는 부유체의 크기가 더 크게 형성되어 있는 "비대칭 부유체"로 구성됨으로써, 바람에 의한 전도 현상에 대한 안정성을 현저하게 향상시킨 "비대칭 부유체를 이용한 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물"에 관한 것이다.

신재생에너지에 대한 관심과 필요가 급증하면서 해상에서의 풍력발전에 대한 연구와 투자가 급증하고 있다. 특히, 해상에서의 풍력발전 즉, 해상풍력발전은 육상풍력발전에 비해 양질의 풍력을 얻을 수 있으며, 소음, 토지보상 등으로 인한 민원 문제가 없다는 장점이 있다. 이러한 해상풍력발전의 풍질 및 발전효율은 외해(外海)로 갈수록 유리하지만, 풍력발전 터빈이 상단에 구비되는 기둥형태의 풍력발전타워를 설치하기 위한 지지구조물을 해저 지반에 고정하여 설치하는 경우에는, 수심이 깊어짐에 따라 지지구조물의 구축비용이 기하급수적으로 증가하는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여, 종래기술로서 지지구조물을 해상에 부유시키는 방식 즉, 부유식 지지구조물이 제안되어 있고, 이러한 종래기술의 일예가 대한민국 등록특허 제10-1257425호에 개시되어 있다. 도 1 및 도 2는 각각 종래의 부유식 지지구조물을 이용하여 풍력발전타워(100)를 해상에 설치한 상태를 보여주는 개략적인 측면도인데, 종래의 부유식 지지구조물은 원통형으로 이루어져서 그 상부에는 풍력발전타워(100)가 설치되어 있고, 상기 원통형의 부유식 지지구조물이 연직한 상태로 해상에서 부유하되, 해저 지반에 단부가 고정된 계류선(35)을 상기 원통형의 부유식 지지구조물에 연결하여 부유식 지지구조물의 유실을 방지하는 구성을 가지고 있다. 이러한 계류선(35)에 의해 계류된 상태로 부유하게 되는 부유식 지지구조물은 해상에 부유하고 있으므로, 바람의 방향이 바뀌더라도 부유식 지지구조물은 풍력발전 터빈의 회전날개(110)가 항상 바람을 마주하는 위치에 있도록 움직이게 된다. 즉, 이러한 부유식 지지구조물은 항상 회전날개(110)가 바람과 마주하는 상태에 있도록 해상에 부유하는 것이다. 다만 도 1에 도시된 것처럼 회전날개(110)는 바람이 회전날개(110)의 앞쪽에서 불어올 때 회전하도록 구성될 수도 있지만, 도 2에 도시된 것처럼 바람이 회전날개(110)의 뒤쪽에서 불어올 때 회전하도록 구성될 수도 있다. 본 명세서에서 "회전날개(110)가 바람을 마주한다"고 서술한 것은 도 1의 경우뿐만 아니라 도 2의 경우도 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 본 명세서에서는 회전날개(110)의 측면에서 바라보았을 때 풍력발전타워(100)를 기준으로 바람을 직접 맞게 되는 방향을 "정면부"라고 기재하고, 이와 반대되는 방향을 "배면부"라고 기재한다. 도 1 및 도 2에는 정면부와 배면부가 어느 쪽 위치를 의미하는지 명시되어 있다.

그런데 이러한 종래의 부유식 지지구조물이 경우, 지지구조물 자체를 지반에 고정하는 것이 아니므로 바람과 해류에 의한 부유운동으로 인해 회전모멘트에 의한 전도에 대한 안정성을 확보하기 매우 어렵다는 단점이 있다. 도 3에는 도 1에 도시된 종래의 부유식 지지구조물에 강한 바람과 풍랑이 작용하여 풍력발전타워(100)가 배면부 방향으로 전도되려는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다.

종래의 부유식 지지구조물 상부에 설치되는 풍력발전타워는, 폭에 비하여 높이가 매우 높다는 구조적인 특징을 가지고 있으므로, 파도 등의 내습하거나 바람이 강하게 불어오는 경우 큰 회전모멘트가 작용하여 풍력발전타워(100)가 도 3에 도시된 것처럼 배면부 방향으로 전도되어 뒤집어질 우려가 매우 크다. 따라서 이러한 문제의 상황을 해결하기 위한 효율적인 대책이 매우 시급한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1257425호(2013. 04. 23. 공고) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래 기술을 더욱 개선한 것으로서, 해상풍력발전타워 등과 같은 해상구조물이 설치되는 부유식 지지구조물에 대해 바람에 의한 전도 현상에 대한 안정성을 현저하게 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물로서, 상부에 해상구조물이 연직하게 고정 설치되는 중앙지지체; 상기 중앙지지체의 주위에 배치되어 부유하되, 바람을 직접 맞게 되는 방향과 반대되는 방향인 배면부에 배치되는 배면부 부유체와 바람을 직접 맞게 되는 방향인 정면부에 배치되는 정면부 부유체; 상기 중앙지지체와 상기 배면부 부유체 사이를 서로 연결하여 일체화시키는 배면부 횡연결체; 및 상기 중앙지지체와 상기 정면부 부유체 사이를 서로 연결하여 일체화시키는 정면부 횡연결체를 포함하여 구성되며; 상기 배면부 부유체가 상기 정면부 부유체보다 크기가 크거나 또는 상이하거나, 또는 상기 배면부 부유체와 중앙지지체 사이의 수평거리가 상기 정면부 부유체와 중앙지지체 사이의 수평거리보다 더 커서, 정면부와 배면부를 구분하도록 풍력발전타워 또는 중앙지지체를 지나가는 가상의 축선을 Y-Y선을 중심으로 서로 비대칭의 상태로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 비대칭 부유체를 이용한 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물이 제공된다.

상기한 본 발명에서 상기 배면부 부유체와 상기 정면부 부유체는 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가질 수 있으며, 상기 중앙지지체는 연직하게 세워진 상태로 부유하게 되는 부유체로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 지지구조물은, 중앙지지체의 주위에 부유체가 구비되어 있되, 정면부와 배면부를 구분하도록 풍력발전타워 또는 중앙지지체를 지나가는 가상의 축선을 Y-Y선을 중심으로 정면부에 위치하는 부유체와 배면부에 위치하는 부유체는, 그 크기가 상이하거나 또는 중앙연직부유체로부터의 거리가 상이하거나 또는 2가지 모두(부유체의 크기 및 중앙연직부유체로부터의 거리)가 상이한 비대칭의 형태로 구비되어 있다. 따라서 중앙지지체에 의해 지지되는 풍력발전타워가 배면부 방향으로 크게 기울어지더라도, 전도를 유발하는 휨 모멘트를 배면부 부력체에 의한 저항모멘트에 의해 효과적으로 저지할 수 있게 되며, 그에 따라 배면부 방향의 전도에 대해 매우 안정하게 되어 풍력발전타워의 전도에 대한 안정성이 크게 향상되는 효과가 발휘된다. 즉, 본 발명은 파도 등의 내습으로 인한 회전모멘트에 대한 저항력이 크며, 요동이나 전도에 대해 매우 우수한 안정성을 가지게 되는 장점이 있는 것이다.

특히, 본 발명에서는 배면부 부력체와 상기 정면부 부력체의 형상을 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지는 구성을 가질 수 있는데, 이 경우 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에 따른 부유식 지지구조물에서는 계류선이 부담해야 하는 힘이 줄어들며, 그에 따라 계류선의 개수 및 규모를 축소시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 계류선의 타단을 해저 지반에 고정하여야 하는데 필요한 공사량 및 공사비를 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1 및 도 2는 각각 종래의 부유식 지지구조물을 이용하여 풍력발전타워를 해상에 설치한 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 종래의 부유식 지지구조물에 강한 바람과 풍랑이 작용하여 풍력발전타워가 배면부 방향으로 전도되려는 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 풍력발전타워 설치용 부유식 지지구조물을 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 부유식 지지구조물에 대한 개략적인 측면도이다.
도 7은 도 4의 선 B-B에 따른 개략적인 평단면도이다.
도 8은 수면이 잔잔하고 바람에 의한 풍력이 거의 미미한 상태에서 본 발명의 부유식 지지구조물의 힘 작용 관계를 보여주는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 부유식 지지구조물에서 풍력발전타워가 정면부 방향으로 기울어진 상태에서의 힘 작용 관계를 보여주는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 부유식 지지구조물에서 풍력발전타워가 배면부 방향으로 크게 기울어진 상태에서의 힘 작용 관계를 보여주는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유식 지지구조물에 대한 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 아래에서는 편의상 해상에서의 풍력발전터빈을 설치하기 위한 풍력발전타워를 본 발명의 부유식 지지구조물에 설치되는 해상구조물의 일예로서 예시하여 설명하고 있으나, 본 발명에 설치될 수 있는 해상구조물은 이와 같은 풍력발전타워에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 명세서에서 사용하고 있는 "풍력발전타워(100)"라는 다양한 해상구조물을 모두 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

도 4 및 도 5에는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물(1)(이하, "부유식 지지구조물"이라고 약칭함)을 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 4에 도시된 부유식 지지구조물(1)의 개략적인 측면도가 도시되어 있으며, 도 7에는 도 4의 선 B-B에 따른 개략적인 평단면도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)은, 연직한 상태로 수중에 배치되어 부유하며 상부에 풍력발전타워(100)가 연직하게 고정 설치되는 중앙지지체(10), 상기 중앙지지체(10)의 주위에 배치되어 부유하는 배면부 부유체(20)와 정면부 부유체(30), 상기 중앙지지체(10)와 상기 배면부 부유체(20) 사이를 서로 연결하여 일체화시키는 배면부 횡연결체(12), 및 상기 중앙지지체(10)와 상기 정면부 부유체(30) 사이를 서로 연결하여 일체화시키는 정면부 횡연결체(13)를 포함하여 구성된다.

구체적으로 상기 중앙지지체(10)는 풍력발전타워(100)가 연직하게 고정 설치되는 부재이며, 상기 풍력발전타워(100)의 상단에는 풍력발전터빈과 회전날개(110)가 구비되어 있다. 필요에 따라서는 상기 중앙지지체(10)를 연직하게 세워진 상태로 부유하게 되는 부유체로 구성할 수 있다. 특히, 상기 중앙지지체(10)는 물을 채울 수 있는 밸러스터로 만들 수도 있다. 이와 같이 중앙지지체(10)를 부유체 형태 또는 밸러스터 형태로 구성하는 경우, 무게추로서 역할을 수행하게 되는데, 후술하는 것처럼 배면부 부유체(20)에 의해 충분한 안정성을 확보할 수 있는 경우, 상기 중앙지지체(10)를 부유체로 만들지 않아도 된다.

앞서 언급한 것처럼 본 명세서에서는 회전날개(110)의 측면에서 바라보았을 때 풍력발전타워(100)를 기준으로 바람을 직접 맞게 되는 방향을 "정면부"라고 기재하고, 이와 반대되는 방향을 "배면부"라고 기재하는데, 본 발명에 대한 설명을 위하여 편의상 도 7의 평단면도에 도시된 것처럼 정면부와 배면부를 구분하도록 풍력발전타워(100) 또는 중앙지지체(10)를 지나가는 가상의 축선을 Y-Y선이라고 표시하며, 상기 Y-Y선에 대해 직교하는 가상의 축선을 X-X선이라고 표시한다.

본 발명에서는 상기 중앙지지체(10)의 주위에는 부유체가 설치되어 있는데, 상기 부유체는 상기 Y-Y선을 기준으로 정면부에 위치하고 있는 정면부 부유체(30)와 배면부에 위치하고 있는 배면부 부유체(20)로 구분할 수 있으며, 상기 배면부 부유체(20)는 상기 정면부 부유체(30)보다 더 큰 크기를 가질 수 있다. 한편, 상기 배면부 부유체(20)의 중심과 중앙지지체(10) 사이의 수평거리(L2)는 상기 정면부 부유체(30)의 중심과 중앙지지체(10) 사이의 수평거리(L3)보다 더 클 수도 있다. 상기 배면부 부유체(20)와 중앙지지체(10) 사이에는 강재 빔 등으로 이루어진 배면부 횡연결체(12)가 배치되어 상기 배면부 부유체(20)와 중앙지지체(10)를 서로 연결하여 일체화시키고 있고, 상기 정면부 부유체(30)와 중앙지지체(10) 사이에는 강재 빔 등으로 이루어진 정면부 횡연결체(13)가 배치되어 상기 정면부 부유체(30)와 중앙지지체(10)를 서로 연결하여 일체화시키고 있는데, 상기 배면부 횡연결체(12)와 상기 정면부 횡연결체(13)가 수평한 경우, 상기 배면부 횡연결체(12)의 길이가 상기 정면부 횡연결체(13)의 길이보다 더 클 수도 있는 것이다.

한편, 상기 배면부 횡연결체(12)는 상기 Y-Y선에 대해 직교하는 가상의 축선인 X-X선을 중심으로 양측이 서로 거울대칭인 관계를 가진다. 예를 들어, 배면부 횡연결체(12)가 한 개만 존재하는 경우, 상기 가상의 축선 X-X선은 배면부 횡연결체(12)의 중심을 지나가게 되는 것이며, 만일 도면에 예시된 것처럼 배면부 횡연결체(12)가 복수개로 구비되어 있는 경우에는 상기 가상의 축선 X-X선을 중앙 축으로 하여 양측이 서로 거울대칭의 관계가 되어 균형을 이루도록 배면부 횡연결체(12)가 배치되어 있는 것이다. 정면부 횡연결체(13)의 경우도, 상기한 배면부 횡연결체(12)와 마찬가지로 가상의 축선인 X-X선을 중심으로 양측이 서로 거울대칭인 관계를 가진다.

상기 배면부 부유체(20) 및 상기 정면부 부유체(30)는 큰 부력을 받을 수 있도록 경량의 재질로 제작되는 것이 바람직한데, 속이 비어 있는 형태로 제작될 수도 있다. 특히, 상기 배면부 부유체(20)는 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 도 4 내지 도 7에 도시된 실시예의 경우, 아래에서 위로 갈수록 단면이 커지는 역원뿔형상으로 상기 배면부 부유체(20)가 구성되어 있다. 정면부 부유체(30)도 이와 같이 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가질 수 있다. 도면에서 부재번호 35는 부유식 지지구조물(1)의 유실을 방지하기 위하여 해저 지반에 타단이 연결되어 있고 일단은 부유식 지지구조물(1)에 연결되는 계류선(35)이다.

본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)의 중요한 특징 중의 하나는, 앞서 설명한 것처럼, 중앙지지체(10)의 주위에 부유체가 구비되어 있되, 정면부와 배면부를 구분하도록 풍력발전타워(100) 또는 중앙지지체(10)를 지나가는 가상의 축선을 Y-Y선을 중심으로 정면부에 위치하는 부유체와 배면부에 위치하는 부유체는, 그 크기가 상이하거나 또는 중앙연직부유체로부터의 거리가 상이하거나 또는 2가지 모두(부유체의 크기 및 중앙연직부유체로부터의 거리)가 상이한 비대칭의 형태로 구비된다는 점이다. 이러한 특징에 의해 본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)은 전도 및 회전 등에 대해 높은 안정성을 가지게 되므로, 본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)은, 종래기술과 달리 계류선의 개수를 최소화할 수 있고(예를 들면, 하나의 계류선으로도 충분), 그에 따라 공사비를 크게 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

다음에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)에 작용하는 힘의 평형상태 및 그에 따른 효과에 대해 설명한다.

도 8은 수면이 잔잔하고 바람에 의한 풍력이 거의 미미한 상태에서의 힘 작용 관계를 보여주는 개략도이고, 도 9는 풍랑 등에 의해서 풍력발전타워(100)가 정면부 방향으로 기울어진 상태에서의 힘 작용 관계를 보여주는 개략도이며, 도 10은 풍력이 강하게 작용하여 풍력발전타워(100)가 배면부 방향으로 크게 기울어진 상태에서의 힘 작용 관계를 보여주는 개략도이다. 특히, 도 8 내지 도 10에서는 중앙지지체(10)가 부유체로 이루어져서, 그에 따라 제1부력이 작용하는 것으로 도시하였다. 중앙지지체(10)에 작용하는 제1부력이 작용하는 위치는 수면에 가까울수록 바람직한 바, 상기 중앙지지체(10)는 예를 들어 중앙은 내부가 비어 있도록 하고 최하단에만 중량체를 가지도록 구성하는 것도 바람직하다.

도 8에 도시된 것처럼 수면이 잔잔하고 바람에 의한 풍력이 거의 미미하여 안정된 상태에서는 풍력발전타워(100)의 자중과 기타 수직하중은 연직하향으로 작용하게 되고, 이러한 연직하향력은 배면부 부유체(20) 및 정면부 부유체(30)에 의해 연직상향으로 작용하는 부력에 의해 지지된다. 중앙지지체(10)가 부력체로 이루어진 경우에는 이에 의한 제1부력도 작용한다. 풍랑 등으로 인하여 풍력발전타워(100)가 도 9에 도시된 것처럼 정면부 방향으로 기울어지게 되면 풍력발전타워(100)를 정면부 방향으로 넘어뜨리려는 휨 모멘트가 작용하게 되는데, 이때 정면부 부유체(30)에 작용하는 부력(도 9에서 "제3부력"으로 기재된 연직방향의 힘) 및 정면부 부유체(30)와 중앙지지체(10) 사이의 거리(L3)(정면부 횡연결체의 수평길이)에 의한 저항모멘트가 발생함과 동시에, 배면부 부유체(20)의 중량 및 배면부 부유체(20)와 중앙지지체(10) 사이의 거리(L2)(배면부 횡연결체의 수평길이)에 의한 저항모멘트가 발생하게 된다. 즉, 풍력발전타워(100)를 정면부 방향으로 넘어뜨리려는 휨 모멘트는, 위와 같은 정면부 부유체(30)의 제3부력에 의한 저항모멘트와 배면부 부유체(20)의 중량에 의한 저항모멘트에 의해 지지되어, 풍력발전타워(100)가 전도되는 것이 방지된다.

한편, 바람이 강하게 작용하는 등의 상황에 의해 도 10에 도시된 것처럼 풍력발전타워(100)가 배면부 방향으로 크게 기울어지게 되면 배면부 부유체(20)에 작용하는 부력 즉, 도 10에서 "제2부력"으로 기재된 연직방향의 힘, 그리고 배면부 부유체(20)와 중앙지지체(10) 사이의 거리(L2)(배면부 횡연결체의 수평길이)에 의한 저항모멘트가, 풍력발전타워(100)를 배면부 방향으로 넘어뜨리려는 휨 모멘트를 저지하는데 중요한 역할을 하게 되고, 이러한 배면부 부유체(20)의 제2부력에 의한 저항모멘트에 의해 지지되어 풍력발전타워(100)가 전도되는 것이 방지된다. 물론 위와 같은 상태에서 정면부 부유체(30)의 중량에 의한 저항모멘트도, 전도방지 역할에 기여하게 되지만, 전도방지에 주 기능을 담당하는 것은 배면부 부유체(20)의 제2부력에 의한 저항모멘트이다.

풍력발전타워(100)는 바람을 정면으로 맞는 구조물이므로, 기본적으로 도 10에 도시된 것처럼 풍력발전타워(100)가 배면부 방향으로 크게 기울어지는 경우가 도 9와 같이 정면부 방향으로 기울어지는 경우보다 더 빈번하게 발생하게 되는데, 본 발명에서는 비대칭 상태로 부력체가 구비되어 있고, 특히 배면부 부력체(20)가 정면부 부력체(30)보다 더 크거나 또는 배치 위치가 더 멀거나 또는 이 2가지가 모두 적용되어 있는 구조를 가지고 있으므로, 풍력발전타워(100)가 배면부 방향으로 크게 기울어지더라도, 전도를 유발하는 휨 모멘트를 배면부 부력체(20)에 의한 저항모멘트에 의해 효과적으로 저지할 수 있게 되며, 그에 따라 배면부 방향의 전도에 대해 매우 안정하게 된다. 즉, 풍력발전타워(100)의 전도에 대한 안정성이 크게 향상되는 효과가 발휘되는 것이다.

더 나아가, 앞서 설명한 것처럼 본 발명에서 상기 배면부 부력체(20)는 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 풍력발전타워(100)가 기울어지게 되면 배면부 부유체(20)가 물에 잠기면서 제2부력이 발생하게 되는데, 배면부 부력체(20)가 이와 같은 형상 즉, 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가지고 있는 경우, 풍력발전타워(100)가 기울어질수록 배면부 부유체(20)가 점점 더 잠기면서 부력을 발생시키는 부피가 더 커지게 되고 그에 따라 풍력발전타워(100)가 기울어질수록 더 큰 제2부력이 발생하여 복원력이 더 커지게 되는 효과가 발휘된다. 물론 정면부 부유체(30)의 경우에도 배면부 부유체(20)와 마찬가지로 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가질 수 있으며, 이러한 구성을 가지고 있게 되면 도 9에 도시된 것처럼 풍력발전타워(100)가 정면부 방향으로 기울어질 때 복원력을 더 크게 할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)에서는, 상기 배면부 부력체(20)와 상기 정면부 부력체(10)의 형상을 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지는 구성을 가짐으로써, 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발휘되는 것이다.

도 11에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유식 지지구조물(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도 11에 도시된 것처럼 상기 배면부 부유체(20)는 측면에서 바라본 형상이 영어 대문자 T자 형태를 가질 수 있다.

한편, 위와 같이 본 발명에 따른 부유식 지지구조물(1)에서는 배면부 부력체(20)의 상면이 하면보다 더 큰 면적을 가지고 있으며, 그에 따라 배면부 부력체(20)는 넓은 상면을 가질 수 있으므로, 이러한 배면부 부력체(20)의 넓은 상면을 다양한 작업 공간으로 활용할 수 있게 되는 장점이 있다. 예를 들어, 헬리콥터 비행기가 이착륙할 수 있는 헬리포트나, 기타 장비를 올려놓고 작업할 수 있는 공간으로서 유용하게 활용할 수 있게 되는 장점이 있는 것이다.

1: 부유식 지지구조물
10: 중앙지지체
20: 배면부 부유체
30: 정면부 부유체

Claims (4)

1. 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물(1)로서,
   상부에 해상구조물이 연직하게 고정 설치되는 중앙지지체(10); 중앙지지체(10)의 주위에 배치되어 부유하되, 바람을 직접 맞게 되는 방향과 반대되는 방향인 배면부에 배치되는 복수개의 배면부 부유체(20); 중앙지지체(10)의 주위에 배치되어 부유하되 바람을 직접 맞게 되는 방향인 정면부에 배치되는 복수개의 정면부 부유체(30); 중앙지지체(10)와 배면부 부유체(20) 사이를 서로 연결하여 일체화시키는 배면부 횡연결체(12); 및 중앙지지체(10)와 정면부 부유체(30) 사이를 서로 연결하여 일체화시키는 정면부 횡연결체(13)를 포함하여 구성되며;
   배면부 부유체(20)가 정면부 부유체(30) 보다 크기가 더 크고, 배면부 부유체(20)와 중앙지지체(10) 사이의 수평거리(L2)가 정면부 부유체(30)와 중앙지지체(10) 사이의 수평거리(L3)보다 더 커서, 정면부와 배면부를 구분하도록 중앙지지체(10)의 중심을 지나가는 가상의 축선인 Y-Y선을 중심으로 복수개의 배면부 부유체(20)와 복수개의 정면부 부유체(30)가 서로 비대칭의 관계로 구비되어 있지만, 복수개의 배면부 부유체(20)와 복수개의 정면부 부유체(30)는 가상의 축선인 Y-Y선에 대해 직교하며 중앙지지체(10)의 중심을 지나가는 가상의 축선인 X-X선을 중심으로 양측으로 서로 거울대칭의 관계로 구비되어 있으며;
   복수개의 배면부 부유체(20)와 복수개의 정면부 부유체(30)는 각각 하단에서 상단으로 갈수록 단면적이 더 커지게 되는 형상을 가지고 있고;
   중앙지지체(10)는 연직하게 세워진 상태로 부유하게 되는 부유체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 비대칭 부유체를 이용한 해상구조물 설치용 부유식 지지구조물.
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