KR102278551B1 - 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 선측이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미 하단에 연결 설치하는 연결 프레임, 연결 프레임의 후측에 회전 가능하게 연결 설치하며, 해상에서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동시, 유체 흐름에 따라 회전하는 익형의 단면 형상을 가지는 방향 가이드판, 방향 가이드판과 연결되도록 연결 프레임에 설치하며, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 해상 이동시 유체 흐름에 따라 회전하는 방향 가이드판을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 포함하는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치를 제공한다.

Description

부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치{Straight stability securing device for floating offshore wind power plant structures}

본 발명은, 해상에서 예인선에 예인되는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 침로 안정성을 확보할 수 있게 하는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치에 관한 것이다.

일반적으로 해저에서 가스 또는 원유를 시추하는 작업은 FPSO(Floating Production, Storage and Offloading, 부유식 원유생산 하역 저장설비) 또는 FLNG(Floating Liquefied Natural Gas, 부유식 액화천연가스 생산설비) 등과 같은 해양 부유 구조물에 의해 진행된다.

이러한, 해양 부유 구조물은 건조가 완료되면 예인선에 의해 시추 지역으로 예인된 후, 시추 지역에 장시간 머물며 시추작업을 진행한다.

이때, FPSO 등과 같은 해양 부유 구조물은 별도의 추진을 위한 엔진이 구비하지 않음으로 인해, 예인선에 의해 예인되는 과정에서 해양 부유 구조물의 항로 유지가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 해양 부유 구조물의 예인 안정성이 향상될 수 있도록, 선출원된 관련 기술(한국공개특허 제10-2013-0066064호, 2013.06.20)에는 선미에 스케그(SKEG)가 설치되어 선박의 침로 안정성을 향상시킬 수 있다.

그러나, 선출원된 관련 기술과 같이 프로펠러가 구비된 선박에 설치된 스케그는 프로펠러의 전방의 유체 흐름을 조절하여 선박의 침로 안정성을 향상시킬 수 있지만, 앞서 설명한 FPSO나 FLNG와 같이 프로펠러와 같이 자체 동력장치가 구비되지 않은 해양 부유 구조물에는 적용이 적합하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은, 예인선과 같이 별도의 선박에 의해 해상에서 끌려 이동하는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 침로 안정성을 유지되게 하는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 선측이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미 하단에 연결 설치하는 연결 프레임, 상기 연결 프레임의 후측에 회전 가능하게 연결 설치하며, 해상에서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동시, 유체 흐름에 따라 회전하는 익형의 단면 형상을 가지는 방향 가이드판, 상기 방향 가이드판과 연결되도록 연결 프레임에 설치하며, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 해상 이동시 유체 흐름에 따라 회전하는 방향 가이드판을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 포함하는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치를 제공한다.

또한, 상기 연결 프레임의 선측은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미에 착탈 가능하게 연결 설치할 수 있다.

또한, 상기 연결 프레임의 선측에는 자력을 통해 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물에 착탈 가능하게 결합하도록 영구 자석을 구비할 수 있다.

또한, 상기 탄성부재는 코일 스프링이며, 상기 방향 가이드판의 선측에는 상하방향으로 관통하도록 연결공이 형성되고, 상기 연결 프레임은, 상측 및 하측에 마주보도록 배치된 한 쌍의 지지부재와, 한 쌍의 지지부재 길이방향 일측을 연결하는 연결부재로 구성된 ']'자 수직단면 형상을 가지는 연결 본체와, 상기 한 쌍의 지지부재 길이방향 타측을 연결한 상태로 연결공에 회전 가능하게 삽입되는 회전축을 포함하고, 상기 탄성부재는 회전축에 삽입 설치하며, 탄성부재의 길이방향 양단은 방향 가이드판에 연결할 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치는, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미 하단에 연결 프레임의 선측을 연결하고, 연결 프레임의 후측에는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동시 발생하는 유체 흐름에 따라 회전 가능하게 방향 가이드판을 설치한 바, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동시 유체 흐름이 안정적으로 이루어지게 하면서 직진안정성을 제공한다. 또한, 방향 가이드판은 탄성부재에 의해 탄성 지지되면서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동시 유체 흐름이 일정 속도 이하일 경우에는, 방향 가이드판이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동방향에 나란한 방향으로 유지되게 하면서 유체와 방향 가이드판 사이의 저항을 감소시켜 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동을 안정적으로 이루어지게 한다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치의 구성 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 방향 가이드판의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치의 구성 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치의 구성 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시한 방향 가이드판의 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치(100)는, 연결 프레임(110), 방향 가이드판(120), 탄성부재(130)를 구비하고 있다. 여기서, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)은 자체의 동력장치 없이 예인선에 의해 설치 지역까지 예인된 후, 수면 상에 부유하도록 배치되는 구조물로, 풍력이나 태양광 외에 각종 발전 설비를 설치 지지하는 부유 구조물인 것이 바람직하다.

상기 연결 프레임(110)은 이후 설명될 방향 가이드판(120)을 회전 가능한 상태로 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)에 연결되게 지지하는 프레임이다. 여기서, 연결 프레임(110)은 상측 및 하측에 상호 마주보도록 배치된 한 쌍의 지지부재(111)와, 한 쌍의 지지부재(111) 길이방향 일측, 즉 지지부재(111)의 선측을 연결하도록 지지부재(111)에 수직하게 배치된 상태로 결합하는 연결부재(112)로 구성된 ']'자 수직단면 형상을 가지는 연결 본체(110a)와, 한 쌍의 지지부재(111)의 후측, 즉 지지부재(111)의 길이방향 타측을 연결하는 회전축(110b)으로 구성된다. 여기서, 회전축(110b)은 이후 설명될 방향 가이드판(120)을 회전 가능하게 연결 지지한다.

이러한, 상기 연결 프레임(110)은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 연결 설치한다. 보다 상세하게는 연결 프레임(110)의 선측, 즉 연결 본체(110a)의 연결부재(112)를 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 연결 설치한다. 보다 상세하게는 이후 설명될 방향 가이드판(120)을 예인선에 의해 예인되는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 방향으로 흘러 진행하는 유체의 흐름 경로 상에 위치되게 할 수 있도록 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 설치한다.

그리고, 상기 연결 프레임(110)의 선측인 연결 본체(110a)의 연결부재(112)는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 착탈 가능하게 연결 설치하며, 연결 본체(110a)의 연결부재(112)에는 자력을 통해 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 착탈 가능하게 결합되게 하는 영구 자석(도면 미도시)를 결합 구비할 수 있다. 이에 한정하지 않고 연결 프레임(110)의 연결부재(112)와 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에는 볼트와 너트와 같은 체결부재를 통해 착탈 가능하게 결합이 이루어질 수 있도록 브라켓(도면미도시)을 구비할 수도 있는데, 이때, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 구비되는 브라켓은 연결 프레임(110)의 연결부재(112) 설치 위치를 변경할 수 있도록 상호 이격되게 복수개를 배치할 수 있음은 물론이다.

상기 방향 가이드판(120)은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 배치된 상태에서 예인선에 의해 예인되는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 방향으로 흘러 진행하는 유체의 흐름 경로 상에 위치하는 바, 유체의 흐름에 따라 방향이 조절되면서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 안정적인 예인이 이루어지게 하는 부분이다. 이러한, 방향 가이드판(120)은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동시 유체 흐름에 따라 회전할 수 있도록 연결 프레임(110)의 후측, 보다 상세하게는 연결 프레임(110)의 회전축(110b)에 회전 가능하게 연결 설치한다. 이때, 방향 가이드판(120)의 선측에는 연결 프레임(110)의 회전축(110b)을 회전 가능하게 삽입 배치할 수 있도록 상하방향으로 관통되게 연결공(121)이 형성된다. 이때, 방향 가이드판(120)의 연결공(121)이 형성된 부분에는 회전축(110b)을 안정적인 회전 상태로 연결 지지하는 베어링부재(도면미도시)를 결합 구비할 수도 있다. 그리고, 방향 가이드판(120)의 연결공(121)이 형성된 부분에는 유체가 연결공(121)으로 유입되는 것을 방지하는 실링부재(도면미도시)를 구비할 수도 있다.

그리고, 상기 방향 가이드판(120)은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 배치되도록 연결 프레임(110)의 회전축(110b)에 연결 설치된 상태에서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)이 해상에서 이동할 때, 유체의 흐름에 따른 유동 저항은 최소화함과 더불어 유체 흐름을 조절하면서 양력을 발생시킬 수 있도록 선측에서 후측으로 갈수록 단면적이 점차 작아지는 익형의 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 방향 가이드판(120)의 전체 면적은 해상 부유 구조물(10)의 전체 측면적의 2 ~ 5% 일 수 있다.

또한, 상기 방향 가이드판(120)의 외측면에는 선측에서 후측 방향으로 연장되게 복수의 홈이나 돌기가 형성되게 할 수도 있다. 이러한, 방향 가이드판(120)에 형성된 홈이나 돌기는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)이 해상에서 이동할 때, 방향 가이드판(120)의 외측면에 접하는 유체의 흐름이 방향 가이드판(120)의 선측에서 후측으로 안정적인 이동이 가능하게 한다.

상기 탄성부재(130)는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)을 해상에서 이동되게 할 때, 유체의 흐름에 따라 회전하는 방향 가이드판(120)을 탄성 지지하는 부분이다. 즉, 탄성부재(120)는 유체의 흐름이 일정 속도 이하일 경우에는 방향 가이드판(120)이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동방향에 나란한 상태가 되게 하면서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 직진안정성을 향상되게 한다. 이러한, 탄성부재(130)는 코일 스프링일 수 있으며, 방향 가이드판(120)과 연결되도록 연결 프레임(110)에 설치하는데, 보다 상세하게는 연결 프레임(110)의 회전축(110b) 외측에 삽입 배치하며, 코일 스프링의 양단을 방향 가이드판(120)에 연결 결합할 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치에는, 방향 가이드판(120)의 선측과 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단 사이에 위치하도록 익형의 단면 형상을 가지는 유체 가이드판(140)을 구비할 수도 있다. 즉, 유체 가이드판(140)은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)을 해상에서 이동되게 할 때, 유체의 흐름이 방향 가이드판(120)으로 전달되게 가이드한다. 이러한, 유체 가이드판(140)은 방향 가이드판(120)의 선측과 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단 사이에 위치하면서 유체의 흐름을 방향 가이드판(120)으로 전달되게 할 수 있도록 연결 프레임(110)에 결합 설치한다. 즉, 유체 가이드판(140)의 상측 및 하측은 각각 연결 프레임(110)의 상측 및 하측의 지지부재(111)에 고정되게 결합할 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치(100)는, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 선미 하단에 연결 프레임(110)의 선측을 연결하고, 연결 프레임(110)의 후측에는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동시 발생하는 유체 흐름에 따라 회전 가능하게 방향 가이드판(120)을 설치한 바, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동시 유체 흐름이 안정적으로 이루어지게 하면서 직진안정성을 제공한다. 또한, 방향 가이드판(120)은 탄성부재(130)에 의해 탄성 지지되면서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동시 유체 흐름이 일정 속도 이하일 경우에는, 방향 가이드판(120)이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동방향에 나란한 방향으로 유지되게 하면서 유체와 방향 가이드판(120) 사이의 저항을 감소시켜 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물(10)의 이동을 안정적으로 이루어지게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물 100: 직진안정성 확보장치
110: 연결 프레임 120: 방향 가이드판
130: 탄성부재 140: 유체 가이드판

Claims (4)

1. 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물과 맞닿는 선측 부분이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미 하단에 연결 설치되는 연결 프레임과;
   상기 연결 프레임의 후측에 회전 가능하게 연결 설치하며, 해상에서 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동시, 유체 흐름에 따라 회전하는 익형의 단면 형상을 가지는 방향 가이드판; 및
   상기 방향 가이드판과 연결되도록 연결 프레임에 설치하며, 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 해상 이동시 유체 흐름에 따라 회전하는 방향 가이드판을 탄성 지지하면서 유체의 흐름 속도에 따라 방향 가이드판이 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 이동방향에 나란한 상태가 되게 하여 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성을 향상시키는 탄성부재;를 포함하며,
   상기 탄성부재는 코일 스프링이며, 상기 방향 가이드판의 선측에는 상하방향으로 관통하도록 연결공이 형성되고, 상기 연결 프레임은, 상측 및 하측에 마주보도록 배치된 한 쌍의 지지부재와, 한 쌍의 지지부재 길이방향 일측을 연결하는 연결부재로 구성된 ']'자 수직단면 형상을 가지는 연결 본체와, 상기 한 쌍의 지지부재 길이방향 타측을 연결한 상태로 연결공에 회전 가능하게 삽입되는 회전축을 포함하고, 상기 탄성부재는 회전축에 삽입 설치되며, 탄성부재의 길이방향 양단은 방향 가이드판에 연결되며,
   상기 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물을 해상에서 이동되게 할 때, 유체의 흐름이 방향 가이드판으로 전달되게 가이드하도록 방향 가이드판의 선측과 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미 하단 사이에 위치하도록 익형의 단면 형상을 가지는 유체 가이드판이 구비되는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결 프레임의 선측은 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 선미에 착탈 가능하게 연결 설치되는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연결 프레임의 선측에는 자력을 통해 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물에 착탈 가능하게 결합하도록 영구 자석이 구비되는 부유식 해상풍력발전 플랜트 구조물의 직진안정성 확보장치.
   
   
   
4. 삭제

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