KR101665811B1 - 부유식 플랫폼 - Google Patents

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KR101665811B1
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Abstract

본 발명은 운동 저감형 부유식 플랫폼에 관한 것으로서, 일측면에 구조물이 설치되는 부력부와, 상기 부력부의 타측면에 배치되고 유체 내에서 상기 부력부의 상하운동을 저감시키도록 상기 부력부의 단면보다 크게 형성되며 유체의 유동저항이 커지도록 두께 방향으로 홀이 형성되는 플레이트를 포함한다. 이러한 구성으로, 상하운동을 저감시키는 플레이트에 발생하는 과다한 하중을 저감시켜 부력부와 플레이트의 체결부에 집중되는 응력 및 피로하중에 의한 파손 현상을 저감하여 수명을 연장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

부유식 플랫폼{FLOATING PLATFORM}
본 발명은 부유식 플랫폼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운동 저감형 부유식 플랫폼에 관한 것이다.
최근 들어, 지구온난화 방지 등 환경대책에 많은 연구가 이루어지고 있고, 특히 석유 대체 에너지원으로서 풍력발전이 유효한 에너지원으로 대두되고 있다. 풍력발전의 발전시설 설치장소로는 육상과 해상 모두 가능하지만 육상과 비교하여 풍속이 강하고 양호하며 안정적인 바람이 부는 해상이 최적이다. 따라서, 연안 또는 연안 인근의 해상에 풍력발전기를 설치하는 경우가 많다.
이러한 풍력발전기를 해상에 설치하기 위한 방안으로 부유식 플랫폼에 풍력발전기를 설치하고 해상에 설치하는 것이다.
도 1은 종래의 부유식 플랫폼을 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.
도 1을 참고하면, 상기 부유식 플랫폼(10)은 복수 개로 마련되고 상측면(21)에 풍력발전기(미도시)가 설치되는 칼럼(20)과, 상기 칼럼(20)의 하측면에 설치되는 플레이트(30)와, 상기 복수 개의 칼럼(20) 간을 연결하는 체결바(40)로 구비된다.
상기 칼럼(20)은 부력부재로 마련되어 해상에서 상기 풍력발전기를 부유한 상태로 배치된다. 그리고, 길이 방향으로 어느 정도는 해상에 잠수되므로, 상기 플레이트(30)는 해상에 잠수된 상태로 배치된다. 이때, 상기 플레이트(30)는 해상에서 상기 칼럼(20)의 수직 방향의 운동을 저감시키기 위하여 마련되지만, 상기 칼럼(20)과 연결되는 부위에 응력이 집중되고, 주기적으로 인가되는 피로 하중에 의하여 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상하운동을 저감시키는 플레이트에 발생하는 과다한 하중을 저감시킬 수 있는 부유식 플랫폼을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부유식 플랫폼은, 일측면에 구조물이 설치되는 부력부; 및 상기 부력부의 타측면에 배치되고, 유체 내에서 상기 부력부의 상하운동을 저감시키도록 상기 부력부의 단면보다 크게 형성되며, 유체의 유동저항이 커지도록 두께 방향으로 홀이 형성되는 플레이트;를 포함한다.
상기 플레이트는 평판 형태의 몸체; 및 상기 몸체의 중심에 관통 형성되고, 상기 부력부가 체결되는 체결부;를 구비하고, 상기 홀은 상기 체결부의 외측에 방사상으로 형성될 수 있다.
상기 플레이트는 상기 몸체에서 상기 홀 측으로 갈수록 두께가 감소하는 경사부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 홀은 복수로 마련되고, 길이 방향이 상기 플레이트의 반경 방향으로 배치될 수도 있다.
또한, 상기 홀은 복수로 마련되고, 길이 방향이 상기 플레이트의 반경 방향에 대하여 수직하게 배치될 수도 있다.
이에 더하여, 상기 플레이트의 홀의 일 단면은 직사각형 형태로 마련되고, 상기 경사부는 상기 홀의 길이 방향의 모서리 또는 폭 방향의 모서리 중 적어도 어느 하나의 모서리에 형성될 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 플랫폼은, 상기 플레이트가 복수로 마련되어 두께 방향으로 서로 겹쳐지도록 마련될 수도 있다.
그리고, 상기 플레이트에 형성되어 있는 상기 홀은 이웃하는 다른 플레이트의 홀과 일정 거리 이격 되도록 형성될 수 있다.
상기 플레이트는 상기 몸체에 방사상으로 배치되는 수직 보강부재; 및 상기 수직 보강부재 간을 연결하는 수평 보강부재;를 더 구비할 수도 있다.
그리고, 상기 플레이트는 상기 수직 보강부재와 상기 수평 보강부재 사이에 상기 홀이 형성될 수도 있다.
본 발명에 의한 부유식 플랫폼에 따르면, 상하운동을 저감시키는 플레이트에 발생하는 과다한 하중을 저감시켜 부력부와 플레이트의 체결부에 집중되는 응력 및 피로하중에 의한 파손 현상을 저감하여 수명을 연장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 상하운동을 저감시키는 플레이트에 벤튜리(ventury) 효과를 발생시키는 홀을 형성하여 플레이트의 유동저항이 커져 부유식 플랫폼의 운동성을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 부유식 플랫폼의 운동성을 저감시킬 수 있어, 부유식 플랫폼에 설치되는 발전기에 가해지는 충격 진동을 감쇠하여 발전기의 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
이에 더하여, 본 발명에 의하면, 발전기에 가해지는 충격 진동은 발전량을 증대시키는 인자에 해당하므로, 이러한 충격 진동을 감쇠하여 발전기의 발전량을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.
나아가, 본 발명에 의하면, 상하운동을 저감시키는 플레이트에 복수의 홀을 형성하여 플레이트의 중량을 저감할 수 있고, 생산 비용을 절약할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 부유식 플랫폼을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 부유식 플랫폼을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 4는 도 3의 부유식 플랫폼의 플레이트에서 A-A' 단면을 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도,
도 7은 본 발명의 추가 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 부유식 플랫폼에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 부유식 플랫폼을 개략적으로 도시해 보인 사시도이고, 도 3은 상기 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도이다. 그리고, 도 4는 상기 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 의한 부유식 플랫폼(100)은 일측면(210)에 구조물이 설치되는 부력부(200)와, 상기 부력부(200)의 타측면에 배치되고 유체 내에서 상기 부력부(200)의 상하운동을 저감시키도록 상기 부력부(200)의 단면보다 크게 형성되며 유체의 유동저항이 커지도록 두께 방향으로 홀(312)이 형성되는 플레이트(300)를 포함한다.
상기 부력부(200)는 내부에 중공부를 가지는 원통 형상으로 마련되고, 해상에서 일측면(210)이 해상 위로 떠있게 되고, 상기 플레이트(300)가 체결된 타측면은 해상에 잠수된 상태로 배치된다.
상기 플레이트(300)는 평판 형태의 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 중심에 관통 형성되고 상기 부력부(200)가 체결되는 체결부(311)를 구비하고, 상기 홀(312)은 상기 체결부(311)의 외측에 방사상으로 형성된다.
그리고, 상기 플레이트(300)는 보다 강성을 높이기 위하여, 상기 몸체(310)에 방사상으로 배치되는 수직 보강부재(320)와, 상기 수직 보강부재(320) 간을 연결하는 수평 보강부재(330)를 더 구비한다.
보다 구체적으로, 도 3을 참고하면, 상기 플레이트(300)의 몸체(310)는 육각형의 평판으로 형성되고, 상기 수직 보강부재(320)는 상기 몸체의 각 모서리에서부터 중심을 향하여 배치되고, 상기 수평 보강부재(330)는 상기 수직 보강부재(320) 간을 연결하도록 배치된다. 물론, 상기 플레이트(300)의 몸체(310)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고 원형 등 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
상기 홀(312)은 유체의 유동저항이 커지도록 상기 몸체(310)의 두께 방향으로 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 홀(312)에서 벤튜리 효과가 발생할 수 있도록, 상기 몸체(310)에서 상기 홀(312) 측으로 갈수록 두께가 감소하는 경사부(313)가 형성된다.
보다 구체적으로, 도 4를 참고하면, 상기 플레이트(300)의 몸체(310)는 홀(312) 측으로 갈수록 두께가 감소하도록 형성되어, 상기 홀(312)을 관통하는 유체는 압력이 감소하고 속도가 증가하게 되어 유체가 통과하는 단면적이 작아지는 효과가 발생한다. 이로 인하여 유동 저항이 커지기 때문에 상기 플레이트(300)의 운동성이 저감되는 효과가 커지게 된다.
그리고, 상기 경사부(313)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(310)의 양측면에 대칭되게 마련된다. 즉, 유체가 플레이트(300)의 하측에서 상측으로 흐르거나, 상측에서 하측으로 흐를 수 있기 때문에 양 측면 모두에서 벤튜리 효과가 발생할 수 있도록 하기 위함이다.
다른 실시예로서, 도 5를 참고하면, 상기 플레이트(400)는 평판 형태의 몸체(410)가 복수로 마련되어 두께 방향으로 서로 겹쳐지도록 마련되고, 상기 플레이트(400)는 보다 높은 강성으로 지지될 수 있도록 방사상으로 배치되는 수직 보강부재(420)와, 상기 수직 보강부재 간을 연결하는 수평 보강부재(430)가 마련된다. 그리고, 홀(412)은 상기 수직 보강부재(420)와 수평 보강부재(430) 사이에 배치되도록 복수로 마련된다.
여기서, 복수의 상기 플레이트(400)의 유동 저항을 더욱 커지게 하기 위하여, 상기 플레이트(400)에 형성되어 있는 상기 홀(412)이 이웃하는 다른 플레이트(400)의 홀(412)과 일정 거리 이격 되어 지그재그 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의한 부유식 플랫폼(100)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 홀(312)이 플레이트(300)의 수직 보강부재(320)와 수평 보강부재(330) 사이에 복수로 형성되고, 상기 홀(312)의 길이 방향이 상기 플레이트(300)의 반경 방향으로 배치될 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 플레이트(500)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 홀(512)이 플레이트(500)의 수직 보강부재(520)와 수평 보강부재(530) 사이에 복수로 형성되고, 상기 홀(512)의 길이 방향이 상기 플레이트(500)의 반경 방향에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 추가 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 평면도이다. 추가 실시예는 상기에서 설명된 플레이트에서 홀 측으로 형성되는 경사부를 달리한 것이다.
도 7을 참고하면, 도 7의 (a)는 상기에서 설명한 본 발명의 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트에서 홀 측으로 형성된 경사부를 달리한 것이고, 도 7의(b)는 상기에서 설명한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 부유식 플랫폼의 플레이트에서 홀 측으로 형성된 경사부를 달리한 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 직사각형 형태의 홀에서 길이 방향으로는 경사부가 형성되고, 폭 방향으로는 경사부가 형성되지 않은 형태이다. 이는 홀로 유입되는 유량을 달리하기 위한 것으로서, 상기 플레이트의 형태 및 크기, 사용되는 환경 조건에 따라서 사용자의 선택에 의해 달리 적용될 수 있음을 나타낸다. 또한, 도면에 도시 하지는 않았지만, 상기 경사부는 상기 홀에서 폭 방향으로 형성되고, 길이 방향으로 형성되지 않을 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 부유식 플랫폼 200 : 부력부
300 : 플레이트 310 : 몸체
311 : 체결부 312 : 홀
313 : 경사부 320 : 수직 보강부재
330 : 수평 보강부재

Claims (10)

  1. 일측면에 구조물이 설치되는 부력부; 및
    상기 부력부의 타측면에 배치되고, 유체 내에서 상기 부력부의 상하운동을 저감시키도록 상기 부력부의 단면보다 크게 형성되며, 유체의 유동저항이 커지도록 몸체의 두께 방향으로 홀이 형성되는 플레이트;를 포함하고,
    상기 플레이트는 상기 몸체에서 상기 홀 측으로 갈수록 두께가 감소하는 경사부가 형성되는 부유식 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    평판 형태의 상기 몸체; 및
    상기 몸체의 중심에 관통 형성되고, 상기 부력부가 체결되는 체결부;를 구비하고,
    상기 홀은 상기 체결부의 외측에 방사상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 홀은,
    복수로 마련되고, 길이 방향이 상기 플레이트의 반경 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 홀은,
    복수로 마련되고, 길이 방향이 상기 플레이트의 반경 방향에 대하여 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트의 홀의 일 단면은 직사각형 형태로 마련되고,
    상기 경사부는 상기 홀의 길이 방향의 모서리 또는 폭 방향의 모서리 중 적어도 어느 하나의 모서리에 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    복수로 마련되어, 두께 방향으로 서로 겹쳐지도록 마련되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 플레이트에 형성되어 있는 상기 홀은 이웃하는 다른 플레이트의 홀과 일정 거리 이격 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 몸체에 방사상으로 배치되는 수직 보강부재; 및
    상기 수직 보강부재 간을 연결하는 수평 보강부재;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 수직 보강부재와 상기 수평 보강부재 사이에 상기 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 플랫폼.

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