KR102619759B1 - 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템 - Google Patents
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Abstract
해저케이블이 인입되는 유연보호튜브가 제공된다. 일 실시예에 따른 해저케이블이 인입되어 보호되며 2 이상이 연속하여 설치되는 유연보호튜브에 있어서, 튜브벽체; 상기 튜브벽체 내부에 형성되는 튜브중공; 상기 튜브벽체의 각 양단부에 형성되는 제1말단 및 제2말단; 상기 제1말단에 형성되는 제1말단 플랜지 수용부; 상기 제2말단에 형성되는 제2말단 플랜지 수용부; 상기 제1말단 플랜지 수용부에 수용되는 제1플랜지; 및 상기 제2말단 플랜지 수용부에 수용되는 제2플랜지;를 포함하고, 상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 동일한 형상을 갖고 설치 위치에 의해서 구분되며, 상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 상기 튜브중공의 내경에 대응되는 직경을 갖도록 길이방향으로 관통되는 플랜지 중공이 형성되되, 길이방향을 따라 삽입단 수용부, 요철부, 및 삽입단이 연속되어 형성되며, 상기 제1말단 플랜지 수용부에 상기 삽입단 수용부, 상기 요철부 및 상기 삽입단이 수용되도록 상기 제1플랜지가 결합되고, 상기 제2말단 플랜지 수용부에 상기 삽입단 수용부 및 상기 요철부가 수용되고 상기 삽입단이 외부로 돌출되도록 상기 제2플랜지가 결합되며, 상기 제1플랜지의 상기 삽입단 수용부에 상기 제2플랜지의 상기 삽입단이 인입되어 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 설치될 수 있다.
Description
본 발명은 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템에 관한 것이다.
풍력발전은 바람의 빈도, 균일성, 난류, 발전설비 간의 이격된 거리 유지 등과 같은 여러 조건을 감안하여 설치하게 된다. 이에 따라, 해상풍력의 크기는 육상풍력에 비해 크고, 육지와 멀리 떨어질수록 풍속의 강도가 크고 변화가 적으며, 발전설비에 필요한 입지 문제를 해결할 수 있는 해상풍력발전이 주목을 받고 있다.
최근 해상풍력발전단지가 대형 및 다양화됨에 따라 해상풍력발전기가 설치되는 범위가 넓어지고 있다. 이와 같이 해상풍력발전기의 설치 범위가 넓어짐에 따라 설치되는 지역의 해수 높이 또한 다르게 되며 해수 높이에 따라 해상풍력발전기의 타워 높이도 비례적으로 달라진다.
일반적으로, 바다에 설치하는 풍력발전기(또는, 해상풍력단지)는 50~100m 높이에서, 바다에서의 풍랑에 견딜 수 있도록 설치하고, 해상에 설치되는 풍력발전기를 통해 발전되는 전력은 풍력발전기의 근방에 설치되는 해상 변전소에 의해 육상 변전소(또는 육상 그리드)로 전송하게 된다.
이와 같은 해상발전설비에서 획득한 전력을 육상으로 전달하기 위하여 다양한 케이블이 연결되는데, 종래에는 케이블을 해상발전설비에서 J튜브로 지칭되는 강관으로 형성된 파이프에 삽입한 이후 해저로 유도하였다. 그리고, 케이블은 J튜브의 단부로부터 목적하는 방향으로 굴곡되어 연장되어 설치되었다.
그러나, 종래에 하나의 관으로 형성된 J튜브를 사용하여 케이블을 해저로 유도 시 케이블이 인입되는 방향 또는 인출되는 방향이 가변될 수 있는데, 이 경우 케이블이 과도하게 굴곡되거나 엉킨 상태로 설치되는 문제가 있었다. 이에 따라, 종래에 J튜브를 사용하여 케이블을 해저로 유도하는 경우 케이블이 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 해저케이블 설치 시 투입되는 비용은 해상풍력단지 전체 시공비용의 8∼정도이나, 운영 중 사고의 80% 이상이 해저케이블로 인해 발생되며 수리 비용도 상당히 큰 편에 속해 신속한 복구가 필요하였다. 예를 들어, 내부망 해저케이블 케이블 고장시 평균 38일, 외부망 해저케이블 고장시 평균 62일의 복구시간이 소요되며, 해상풍력단지가 발전량이 증가하며 케이블 고장에 의한 발전손실도 급격하게 증하고 있는 실정이다. 현재 우리나라에서 해저케이블을 해저면에서부터 풍력 발전기 플랫폼 위로 입상 설치하는 공정은 금속제의 J-tube(J튜브) 안으로 케이블을 삽입하여 해상에서 끌어올리는 방식을 사용하고 있다.
이러한 종래 방법의 경우, 해저케이블 설치중 해저케이블이 해저면에 접촉되는 것을 피해야 되므로 작업할 수 있는 해양환경이 매우 제한적이라는 문제가 있었다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 J-tube 끝단의 벨마우스 내면에 해양 생물들이 부착되어 해저케이블 설치를 어렵게 만들고, 고장 발생시 손상된 케이블을 제거하고 새로 설치해야 하는 경우가 발생하는데 J-tube로 구성되는 해저케이블을 제거하는 것이 어려워 복구에 시간과 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 J튜브를 사용함에 따른 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 사용되어온 J튜브를 설치하지 않고 해상발전설비에서 케이블의 인입 또는 인출되는 부분뿐만 아니라 해저에서도 케이블을 안전하게 보호할 수 있는 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 해저케이블이 인입되어 보호되며 2 이상이 연속하여 설치되는 유연보호튜브에 있어서, 튜브벽체; 상기 튜브벽체 내부에 형성되는 튜브중공; 상기 튜브벽체의 각 양단부에 형성되는 제1말단 및 제2말단; 상기 제1말단에 형성되는 제1말단 플랜지 수용부; 상기 제2말단에 형성되는 제2말단 플랜지 수용부; 상기 제1말단 플랜지 수용부에 수용되는 제1플랜지; 및 상기 제2말단 플랜지 수용부에 수용되는 제2플랜지;를 포함하고, 상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 동일한 형상을 갖고 설치 위치에 의해서 구분되며, 상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 상기 튜브중공의 내경에 대응되는 직경을 갖도록 길이방향으로 관통되는 플랜지 중공이 형성되되, 길이방향을 따라 삽입단 수용부, 요철부, 및 삽입단이 연속되어 형성되며, 상기 제1말단 플랜지 수용부에 상기 삽입단 수용부, 상기 요철부 및 상기 삽입단이 수용되도록 상기 제1플랜지가 결합되고, 상기 제2말단 플랜지 수용부에 상기 삽입단 수용부 및 상기 요철부가 수용되고 상기 삽입단이 외부로 돌출되도록 상기 제2플랜지가 결합되며, 상기 제1플랜지의 상기 삽입단 수용부에 상기 제2플랜지의 상기 삽입단이 인입되어 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 설치되는, 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브이 제공된다.
일 예로, 상기 제1말단에 복수개의 제1말단 고정나사 통공이 형성되고, 상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는, 상기 삽입단 수용부에 형성되는 복수개의 고정나사 통공; 및 상기 삽입단에 형성되는 복수 개의 나사홈;을 포함하고, 상기 제1플랜지의 상기 삽입단 수용부에 상기 제2플랜지의 상기 삽입단이 인입된 후, 고정나사가 상기 제1말단 고정나사 통공, 상기 고정나사 통공, 및 상기 나사홈을 관통하여 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 견고하게 설치되는, 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브가 제공된다.
일 예로, 상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는, 상기 삽입단 수용부에 형성되는 고정용 통공이 더 형성되고, 상기 제1말단 플랜지 수용부는, 상기 제1플랜지의 상기 요철부에 대응되는 형상을 갖는 제1말단 요철부 대응 홈 및 상기 제1플랜지의 상기 고정용 통공에 대응되는 돌기가 형성되는 제1말단 고정용 통공 대응 돌기를 포함하되, 상기 제1말단 고정용 통공 대응 돌기가 상기 제1말단 요철부 대응 홈 보다 상기 제1말단에 인접하도록 형성되고, 상기 제1플랜지의 상기 요철부가 상기 제1말단 플랜지 수용부의 상기 제1말단 요철부 대응 홈에 결합되는 것; 및 상기 제1플랜지의 상기 고정용 통공이 상기 제1말단 플랜지 수용부의 상기 제1말단 고정용 통공 대응 돌기에 결합되는 것; 중 적어도 어느 하나의 체결구조로 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 견고하게 설치되는, 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브가 제공된다.
이때, 상기 제2말단 플랜지 수용부는, 상기 제2플랜지의 상기 요철부에 대응되는 형상을 갖는 제2말단 요철부 대응 홈 및 상기 제2플랜지의 상기 고정용 통공에 대응되는 돌기가 형성되는 제2말단 고정용 통공 대응 돌기를 포함하되, 상기 제2말단 요철부 대응 홈이 상기 제2말단 고정용 통공 대응 돌기 보다 상기 제2말단에 인접하도록 형성되고, 상기 제2플랜지의 상기 요철부가 상기 제2말단 플랜지 수용부의 상기 제2말단 요철부 대응 홈에 결합되는 것; 및 상기 제2플랜지의 상기 고정용 통공이 상기 제2말단 플랜지 수용부의 상기 제2말단 고정용 통공 대응 돌기에 결합되는 것; 중 적어도 어느 하나의 체결구조로 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 견고하게 설치되는, 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브가 제공된다.
또한, 본 발명은, 해상발전설비; 및 상기 해상발전설비에서 해수면 보다 높은 위치까지 연장되어 설치되는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 따른 상기 유연보호튜브;를 포함하며, 강관으로 형성된 파이프 인 J튜브의 설치가 불필요한, 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, J 튜브의 적용 없이 해상발전설비에서 케이블을 설치할 수 있어 경제성 및 작업성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부의 가혹한 환경에서 케이블을 보호할 수 있되, 주변 환경에 맞게 적합한 위치에 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브를 설치할 수 있고, 이후 설치 위치를 용이하게 변경할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 구조를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 체결 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 플랜지 및 체결 구조를 나타낸 것이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 제1말단 및 제2말단을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 유연보호튜브를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 유연보호튜브의 섬유를 나타낸 것이다.
도 8(a)는 종래 해상발전설비의 케이블 설치 모식도를, 도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상발전설비의 케이블 설치 모식도를 나타낸 것이다.
도 9는 종래 J튜브를 적용한 경우 J튜브 말단의 벨마우스 내면에 해양 생물들이 부착되어 해저케이블 설치가 곤란해지는 예시를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 체결 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 플랜지 및 체결 구조를 나타낸 것이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 제1말단 및 제2말단을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 유연보호튜브를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 유연보호튜브의 섬유를 나타낸 것이다.
도 8(a)는 종래 해상발전설비의 케이블 설치 모식도를, 도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상발전설비의 케이블 설치 모식도를 나타낸 것이다.
도 9는 종래 J튜브를 적용한 경우 J튜브 말단의 벨마우스 내면에 해양 생물들이 부착되어 해저케이블 설치가 곤란해지는 예시를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명이 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 내용을 더 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 '위' 또는 '아래'에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 본 명세서에서, '상부' 또는 '하부' 라는 용어는 관찰자의 시점에서 설정된 상대적인 개념으로, 관찰자의 시점이 달라지면, '상부' 가 '하부'를 의미할 수도 있고, '하부'가 '상부'를 의미할 수도 있다.
복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 도면을 들어 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 구조를 나타낸 것이다.
도 1(a)를 참조하면, 유연보호튜브(100)는 케이블을 안전하게 보호할 수 있도록 상기 케이블을 수용하는 튜브중공(101)과 튜브벽체(102)로 구성될 수 있다.
유연보호튜브(100)는 길이가 0.5m 내지 10m 일 있고, 예를 들어, 1~5m, 일 예로, 1~3m 일 수 있으며, 내경과 외경은 유연보호튜브(100)가 보호해야하는 케이블의 크기와 형상에 따라 달라질 수 있다.
튜브벽체(102)는 탄성 및 유연성을 확보하되, 내충격 및 내해수성이 우수하며 심해의 환경에서도 안정적인 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 재질을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 폴리우레탄 재질이 적용되는 경우의 기계적 물성은, 밀도는 1.1~1.2 g/cm3, 경도(Shore A)는 80~90, 인장강도는 17~18MPa, 신장율은 650~670%, 인열강도는 85~95MPa 일 수 있다.
튜브중공(101)은 보호해야하는 케이블의 크기에 따라 형성될 수 있으며, 상기 케이블과 닿는 면에 마찰을 제공하거나, 상기 케이블의 외관에 대응하여 밀착될 수 있도록 상기 케이블이 삽입 및 가이드될 수 있는 돌출부재 및 접착부재 중 적어도 어느 하나가 형성되어 유연보호튜브(100) 내에서 상기 케이블이 잘 장착되도록 할 수 있다.
유연보호튜브(100)는 제1말단(110)과 제2말단(120)을 포함하며, 제1말단(110)에 제1플랜지(200a)가 결합되고 제2말단(120)에 제2플랜지(200b)가 결합될 수 있다. 이때 제1,제2플랜지(200a, 200b)에 형성된 플랜지 중공(도 4, 201)은 보호해야하는 케이블에 장착할 때, 방해가 되지 않도록 튜브중공(101)의 내경과 동일할 수 있다.
제1,제2플랜지(200a, 200b)는 내충격 및 내해수성이 우수하며, 심해의 환경에서도 안정적인 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 스테인리스 스틸로 제작될 수 있되 이에 제한되지 않는다.
도 1(b)를 참조하면, 유연보호튜브(100)는 제1말단(110) 내측에 제1말단 플랜지 수용부(111)가 형성되고, 제2말단(120) 내측에 제2말단 플랜지 수용부(121)가 형성될 수 있다.
제1플랜지(200a)는 제1말단 플랜지 수용부(111)에, 제2플랜지(200b)는 제2말단 플랜지 수용부(121)에 결합되어 유연보호튜브(100)에 견고하게 고정될 수 있다.
이때 제1플랜지(200a)와 제2플랜지(200b)는 실제적으로 서로 구분 없이 동일한 형태가 적용될 수 있다. 이에 따라, 제1말단(110)과 제2말단(120)의 구분없이 동일한 형태의 제1,제2플랜지(200a, 200b)를 적용할 수 있어 유연보호튜브(100) 제조에 있어 부재의 숫자를 줄여 시공성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한 제1,제2플랜지(200a, 200b)는 서로 연속적으로 배치되며 결합되는 형태가 적용될 수 있다. 예를 들어 제2플랜지(200b)의 일 말단에 형성된 삽입단(220b)이 제1플랜지(200a)의 타 말단에 형성된 삽입단 수용부(210a)에 삽입되어 체결되도록 삽입단(220b)과 삽입단 수용부(200a)는 서로 대응되는 형태를 가질 수 있다. 이에 따라 유연보호튜브(100)에 결합된 제1플랜지(200a)의 삽입단 수용부(210a)와 타 유연보호튜브(100)에 결합된 제2플랜지(200b)의 삽입단(220b)이 서로 결합하여 복수의 유연보호튜브(100)가 서로 연결될 수 있다. 이는 후술하는 도 2 내지 도 4를 참조하여 자세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 체결 구조를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 유연보호튜브(100a)와 타 유연보호튜브(100b)는 서로 체결될 수 있다. 예를 들어, 유연보호튜브(100a)-타 유연보호튜브(100b)-유연보호튜브(100a)-타 유연보호튜브(100b)-유연보호튜브(100a)-(…순서로 체결될 수 있다. 예를 들어, 유연보호튜브(100a)와 타 유연보호튜브(100b)는 동일한 형상이 적용되되, 길이가 상이한 형태일 수 있다.
유연보호튜브(100a)의 제1말단(110a)에 설치된 제1플랜지(200a)에 형성된 삽입단 수용부(210a)와 타 유연보호튜브(100b)의 제2말단(120b)에 설치된 제2플랜지(200b)의 삽입단(220b)의 결합으로 유연보호튜브(100a)와 타 유연보호튜브(100b)는 서로 결합될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 유연보호튜브(100a)와 타 유연보호튜브(100b)는 유연보호튜브(100a)의 제1플랜지(200a)와 타 유연보호튜브(100b)의 제2플랜지(200b)가 서로 체결된 후 복수개의 고정나사(300)로 서로 결합될 수 있다.
예를 들어, 도 4 및 도 5에서 후술하는 바와 같이, 유연보호튜브(100a)의 제1말단에서 제1플랜지(도 4, 200a)는 유연보호튜브(100a)의 제1말단(110a)에 형성된 제1말단 고정나사 통공(도 5, 112)과 제1플랜지(도 4, 200a)에 형성된 복수개의 고정나사 통공(도 4, 211)이 대응하도록 체결되고, 여기에 타 유연보호튜브(100b)의 제2말단(120a)에 체결된 제2플랜지(도 4, 200b)에 형성된 복수개의 나사홈(도 4, 221)이 복수개의 고정나사 통공(도 4, 211)에 대응하도록 체결될 수 있다. 이후, 복수개의 고정나사(300)가 제1말단 고정나사 통공(도 5, 112), 고정나사 통공(도 4, 211), 및 나사홈(도 4, 221)을 차례로 관통하여 하나의 유연보호튜브(100)와 다른 하나의 유연보호튜브(100b)가 견고하게 체결될 수 있다. 이에 따라, 유연보호튜브(100a)의 제1말단(110a) 방향과 타 유연보호튜브(100b)의 제2말단(120a) 방향으로 서로 결합될 수 있으며, 동일한 결합 방식으로 복수개의 유연보호튜브를 연결할 수 있어 보호해야하는 케이블의 길이에 맞게 연장할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 플랜지 및 체결 구조를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 제1,제2플랜지(200a, 200b)는 소정의 두께를 갖는 관(Pipe) 형태로 형성될 수 있다.
제1,제2플랜지(200a, 200b)는 길이방향을 기준으로 삽입단 수용부(210), 요철부(230) 및 삽입단(220)이 형성될 수 있으며, 유연보호튜브(도 1, 100)의 튜브중공(도 1, 101)의 내경과 동일한 크기의 플랜지 중공(201)이 형성될 수 있다.
삽입단 수용부(210)는 내측으로 삽입단(220)을 수용할 수 있는 공간이 형성되어 서로 결합할 수 있다. 예를 들어, 삽입단 수용부(210)의 내경은 플랜지 중공(201)의 내경보다 크게 형성될 수 있으며, 삽입단(220) 외측의 직경 및 형상에 대응되는 크기로 마련될 수 있다. 또한 삽입단 수용부(210) 내측과 삽입단(220) 외측에는 서로 대응되는 위치에 대응되는 형상으로 결합 가이드 홈(미도시), 및 결합 돌기(미도시)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 삽입단 수용부(210)는 내측으로 삽입단(220)이 정위치에 삽입되어 결합되거나 고정될 수 있다.
삽입단 수용부(210)의 내경과 플랜지 중공(201)의 내경 차이로 단차(240)가 삽입단 수용부(210) 내측에 형성될 수 있다.
삽입단 수용부(210)의 길이는 삽입단(220)의 길이에 대응되거나 더 길 수 있다.
삽입단 수용부(210) 둘레에는 고정나사 통공(211) 및 고정용 통공(212)이 형성될 수 있다.
고정용 통공(212)은 제1말단 고정용 통공 대응 돌기(도 5, 113) 및 제2말단 고정용 통공 대응 돌기(도 5, 122)와 결합한다. 이에 따라 제1플랜지(200a)가 제1말단(도 5, 110) 및 제2말단(도 5, 120)에 단단히 결합할 수 있게 고정된다.
고정나사 통공(211)은 고정나사(도 3, 300)가 통과할 수 있되, 고정나사(도 3, 300)의 외경과 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
삽입단(220)은 고정나사(도 3, 300)와 결합할 수 있는 나사홈(221)이 형성될 수 있다. 이때 나사홈(221)의 위치와 삽입단 수용부(210)의 고정나사 통공(211)의 위치는 서로 대응되는 위치에 형성되어, 고정나사(도 3, 300)가 고정나사 통공(211)을 통과하여 나사홈(221)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 제1플랜지(200a)는 고정나사(도 3, 300)로 서로 단단하게 고정될 수 있다.
요철부(230)는 제1,제2플랜지(200a, 200b) 외면으로 복수개의 요철이 형성된 부분이다. 요철부(230)에 형성된 요철은 함몰부와 돌출부로 형성될 수 있되 이에 제한되지 않으며, 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 요철부(230)는 제1말단 요철부 대응 홈(도 5, 114) 및 제2말단 요철부 대응 홈(도 5, 124)과 결합한다. 이에 따라 제1,제2플랜지(200a, 200b) 각각이 제1말단(도 5, 110) 및 제2말단(도 5, 120)에 견고하게 결합할 수 있게 고정된다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연보호튜브의 제1말단 및 제2말단을 나타낸 것이다.
도 5(a)를 참조하면, 제1말단(110)은 제1말단 플랜지 수용부(111)가 형성될 수 있다.
제1말단 플랜지 수용부(111)는 제1플랜지(도 4, 200a)의 삽입단 수용부(도 4, 210), 요철부(도 4, 230) 및 삽입단(도 4, 220)이 전부 수용되어 결합할 수 있다. 이때, 제1말단 플랜지 수용부(111)는 제1플랜지(도 4, 200a)의 외측 형상에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정용 통공(도 4, 212)에 대응되는 제1말단 고정용 통공 대응 돌기(113)가 형성될 수 있다. 또한 요철부(도 4, 230)에 대응되는 제1말단 요철부 대응 홈(114)이 형성될 수 있다. 또한 삽입단(도 4, 220)의 나사홈(도 4, 221)에 대응되는 제1말단 나사홈 대응 돌기(115)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1말단(110)에 제1플랜지(도 4, 200a)가 견고하게 결합할 수 있다.
제1말단 플랜지 수용부(111)는 유연보호튜브(100) 내부로 제1플랜지(도 4, 200a)가 일정 깊이 이상 들어가지 못하도록 제1플랜지(도 4, 200a)의 삽입단(도 4, 220)의 상단과 맞닿아 스토퍼 역할을 하는 제1말단 걸림턱(116)이 형성될 수 있다.
제1말단(110)은 고정나사(도 3, 300)가 통과할 수 있되, 고정나사(도 3, 300)의 외경과 대응되는 크기로 제1말단 고정나사 통공(112)이 형성될 수 있다. 이때, 제1말단 고정나사 통공(112)은 제1플랜지(도 4, 200a)의 삽입단 수용부(도 4, 210)에 형성된 고정나사 통공(211)에 대응되는 위치에 형성된다.
도 5(b)를 참조하면, 제2말단(120)은 제2말단 플랜지 수용부(121)가 형성될 수 있다.
제2말단 플랜지 수용부(121)는 제2플랜지(도 4, 200b)의 삽입단 수용부(도 4, 210) 및 요철부(도 4, 230)가 수용되어 결합할 수 있다. 이에 따라 제2플랜지(도 4, 200b)의 삽입단(도 4, 220)이 유연보호튜브(100) 외부로 돌출될 수 있어, 유연보호튜브(100)간의 결합을 가능하게 한다.
제2말단 플랜지 수용부(121)는 제2플랜지(도 4, 200b)의 삽입단 수용부(도 4, 210) 및 요철부(도 4, 230)의 외측 형상에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고정용 통공(도 4, 212)에 대응되는 제2말단 고정용 통공 대응 돌기(122)가 형성될 수 있다. 또한 요철부(도 4, 230)에 대응되는 제2말단 요철부 대응 홈(124)이 형성될 수 있다. 또한 삽입단 수용부(도 4, 210)의 고정나사 통공(도 4, 211)에 대응되는 제2말단 고정나사 통공 대응 돌기(123)가 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2말단(120)에 제2플랜지(도 4, 200b)가 견고하게 결합할 수 있다.
제2말단 플랜지 수용부(121)는 유연보호튜브(100) 내부로 제2플랜지(도 4, 200b)가 일정 깊이 이상 들어가지 못하도록 플랜지(도 4, 200)의 삽입단 수용부(도 4, 210)의 단차(240)와 맞닿아 스토퍼 역할을 하는 제2말단 걸림턱(125)이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 각 실시예에 따른 유연보호튜브를 나타낸 것이다.
도 6(a)를 참조하면, 유연보호튜브(100a)는 튜브벽체(102a)의 외측이 제1말단(110a)에서 부터 중앙부(130a) 및 제2말단(120a)까지 직선 형태로 연장되어 형성될 수 있다. 이때 튜브벽체(102a)의 두께는 중앙부(130a) 대비 제1,제2플랜지(도 4, 200a, 200b) 각각이 삽입되는 제1말단(110a)과 제2말단(120a)에서 얇아지며, 제1말단(110a)과 제2말단(120a)을 제외한 중앙부(130a)의 두께는 일정하게 유지될 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 유연보호튜브(1000)는 제1말단(110b) 및 제2말단(120b)의 튜브벽체(102b) 외경이 중앙부(130b)의 튜브벽체(102b) 외경보다 크게 형성될 수 있다. 이때 튜브벽체(102b)의 두께는 중앙부(130b) 대비 제1,제2플랜지(도 4, 200a, 200b) 각각이 삽입되는 제1말단(110b)이 형성된 영역과 제2말단(120b)이 형성된 영역에서 두꺼워질 수 있으며, 제1말단(110b)과 제2말단(120b)을 제외한 중앙부(130b)의 두께는 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 제1말단(110a)과 제2말단(120a)의 외경과 중앙부(130b)의 외경의 차이에 따른 연결부(103)가 형성될 수 있되 연결부(103)는 각진 단차를 갖지 않도록 곡면으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 유연성이 필요한 중앙부(130b)의 튜브벽체(102b) 두께를 얇게 유지하여 유연성을 확보할 수 있으며, 응력이 집중되어 강한 지지력이 필요한 제1말단(110b) 및 제2말단(120b)은 튜브벽체(102b) 두께를 두껍게 유지하여 강성을 확보할 수 있다.
도 6(c)를 참조하면, 유연보호튜브(1000a)는 제1말단(110c) 및 제2말단(120c)의 튜브벽체(102c) 외경이 중앙부(130c)의 튜브벽체(102c) 외경보다 크게 형성될 수 있다. 이때 튜브벽체(102c)의 두께는 중앙부(130c) 대비 제1, 제2플랜지(도 4, 200a, 200b) 각각이 삽입되는 제1말단(110c)과 제2말단(120c)에서 동일하거나 더 두꺼워질 수 있으며, 제1말단(110c)과 제2말단(120c)을 제외한 중앙부(130c)의 두께는 중앙부분이 가장 얇고 제1말단(110c)과 제2말단(120c)으로 갈수록 점진적으로 두꺼워지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 유연성이 필요한 중앙부(130b)의 튜브벽체(102b) 두께를 얇게 유지하여 유연성을 확보할 수 있으며, 응력이 집중되어 강한 지지력이 필요한 제1말단(110b) 및 제2말단(120b)은 튜브벽체(102b) 두께를 두껍게 유지하여 강성을 확보할 수 있다.
도 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 유연보호튜브의 섬유를 나타낸 것이다.
도 7(a)를 참고하면 유연보호튜브(100a)는 물성의 강화를 위해 섬유(400a)를 더 포함할 수 있다. 이때 섬유(400a)는 카본파이버, 글래스파이버, 케블라 및 나일론 중 적어도 어느 하나가 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
섬유(400a)는 유연보호튜브(100a)의 내면, 외면 및 튜브벽체(도 6, 102a, 102b, 102c)의 내부 중 적어도 어느 하나에 적용될 수 있으며, 제1말단(110a, 110b, 110c), 제2말단(120a, 120b, 120c) 및 중앙부(130a, 130b, 130c)에 균일한 밀도로 적용될 수 있되 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 도 7(b)를 참고하면 유연보호튜브(100b)의 물성의 강화를 위해 섬유(400b)가 제1말단(110b) 및 제2말단(120b)에는 높은 밀도로, 중앙부(130b)에는 낮은 밀도로 적용될 수 있다.
이에 따라 유연성이 필요한 중앙부(130b)에는 유연성을 확보할 수 있으며, 응력이 집중되어 강한 지지력이 필요한 제1말단(110b) 및 제2말단(120b)은 강성을 확보할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상발전설비의 케이블 설치 모식도를 나타낸 것이다.
도 8(a)를 참조하면, 해상발전설비(1)에서 윈치(40)에 의해 해저케이블(2)을 당겨 해수면 아래에서부터 해상발전설비(1)상단까지 바로 연결할 수 있다. 이때 외부환경에 노출되는 해저케이블(2)은 유연보호튜브(10)에 의해 보호될 수 있다.
해저케이블은(2) 해상발전설비(1) 상부에서 해수면 아래의 해저면에 도달할 때 까지의 길이에 맞춰 연결된 복수개의 유연보호튜브(10) 내에 설치되어 보호될 수 있으며, 해상발전설비(1) 상부에서 해수면 아래 해저면까지 수직으로 내려오는 복수개의 유연보호튜브(10)는 클램프(30)를 이용하여 해상발전설비(1)의 구조물의 적절한 위치에 고정될 수 있다.
유연보호튜브(10)로 보호된 해저케이블(2)은 해저면에 도달할 때 해저면을 따라 수평으로 굽어지게 되는데 이때, 굽힘제한장치(20)를 사용하여 해저케이블(2)이 과도하게 굽어지지 않도록 보호할 수 있다. 또 다른 실시예로, 본 발명의 유연보호튜브(10)의 탄성과 강성을 제어하여 굽힘제한장치(20)를 대체할 수 있다.
이에 따라, 도 8(b)와 같이 해상발전설비(1)에서 J 튜브(50)를 적용한 해저케이블(2)설치 대비 편이성 및 경제성을 확보할 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, J 튜브(50)가 적용된 해상발전설비(1)는 해상발전설비(1)상단에서 해수면 아래 해저면에 도달할 때 까지의 길이에 맞춰 J 튜브(50)를 미리 제작해야 하며, 다양한 길이의 J 튜브(50)를 제작해야 됨에 있어 범용성 및 경재성이 떨어진다.
또한 해저케이블(2)을 해상발전설비(1)에 연결하기 위하여 메신저 로프(70)로 해저케이블(2)을 J 튜브(50) 안쪽으로 끌어당겨서 설치해야 하는 번거로움이 발생한다. 이때 J 튜브의 해저면쪽 입구를 막는 J 튜브 실(60) 부재가 필요하며, J 튜브(50) 해저면쪽 입구쪽에서 해저케이블(2)의 과도한 굽힘을 방지하기 위하여 굽힘제한장치(20)을 적용해야 하여 다양한 부재들이 필요하게 된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
예를 들어, 도면은 이해를 돕기 위해 각각의 구성요소를 주체로 하여 모식적으로 나타낸 것으로, 도시된 각 구성요소의 두께, 길이, 개수 등은 도면 작성의 진행상, 실제와 다를 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서 나타낸 각 구성요소의 재질이나 형상, 치수 등은 한 예로서, 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 효과에서 실질적으로 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
1 : 해상발전설비
2 : 해저케이블
20 : 굽힘제한장치
30 : 클램프
40 : 윈치
50 : J 튜브
60 : J 튜브 실
70 : 메신저 로프
80 : 부이
10, 100, 100a, 100b, 1000, 1000a : 유연보호튜브
101 : 튜브중공
102 : 튜브벽체
103 : 연결부
110 : 제1말단
111 : 제1말단 플랜지 수용부
112 : 제1말단 고정나사 통공
113 : 제1말단 고정용 통공 대응 돌기
114 : 제1말단 요철부 대응 홈
115 : 제1말단 나사홈 대응 돌기
116 : 제1말단 걸림턱
120 : 제2말단
121 : 제2말단 플랜지 수용부
122 : 제2말단 고정용 통공 대응 돌기
123 : 제2말단 고정나사 통공 대응 돌기
124 : 제2말단 요철부 대응 홈
125 : 제2말단 걸림턱
130a, 130b, 130c : 중앙부
200a : 제1플랜지
200b : 제2플랜지
201 : 플랜지 중공
210 : 삽입단 수용부
211 : 고정나사 통공
212 : 고정용 통공
220 : 삽입단
221 : 나사홈
230 : 요철부
240 : 단차
300 : 체결부재
400a, 400b : 섬유
2 : 해저케이블
20 : 굽힘제한장치
30 : 클램프
40 : 윈치
50 : J 튜브
60 : J 튜브 실
70 : 메신저 로프
80 : 부이
10, 100, 100a, 100b, 1000, 1000a : 유연보호튜브
101 : 튜브중공
102 : 튜브벽체
103 : 연결부
110 : 제1말단
111 : 제1말단 플랜지 수용부
112 : 제1말단 고정나사 통공
113 : 제1말단 고정용 통공 대응 돌기
114 : 제1말단 요철부 대응 홈
115 : 제1말단 나사홈 대응 돌기
116 : 제1말단 걸림턱
120 : 제2말단
121 : 제2말단 플랜지 수용부
122 : 제2말단 고정용 통공 대응 돌기
123 : 제2말단 고정나사 통공 대응 돌기
124 : 제2말단 요철부 대응 홈
125 : 제2말단 걸림턱
130a, 130b, 130c : 중앙부
200a : 제1플랜지
200b : 제2플랜지
201 : 플랜지 중공
210 : 삽입단 수용부
211 : 고정나사 통공
212 : 고정용 통공
220 : 삽입단
221 : 나사홈
230 : 요철부
240 : 단차
300 : 체결부재
400a, 400b : 섬유
Claims (5)
- 해저케이블이 인입되어 보호되며 2 이상이 연속하여 설치되는 유연보호튜브에 있어서,
섬유를 포함하는 튜브벽체;
상기 튜브벽체 내부에 형성되되 상기 해저케이블이 인입되는 튜브중공;
상기 튜브벽체의 각 양단부에 형성되되, 상기 튜브벽체 중앙부의 외경 대비 큰 외경을 갖도록형성되어 강성을 확보한 제1말단 및 제2말단;
상기 제1말단에 형성되는 제1말단 플랜지 수용부;
상기 제2말단에 형성되는 제2말단 플랜지 수용부;
상기 제1말단 플랜지 수용부에 수용되는 제1플랜지; 및
상기 제2말단 플랜지 수용부에 수용되는 제2플랜지;
를 포함하고,
상기 튜브벽체는 폴리우레탄 재질로 제작되고,
상기 섬유는 카본파이버, 글래스파이버, 케블라 및 나일론 중 적어도 하나 이상 포함하고,
상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 스테인리스 스틸로 제작되고,
상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 동일한 형상을 갖고 설치 위치에 의해서 구분되며,
상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 상기 튜브중공의 내경에 대응되는 직경을 갖도록 길이방향으로 관통되는 플랜지 중공이 형성되되, 길이방향을 따라 삽입단 수용부, 요철부, 및 삽입단이 연속되어 형성되며,
상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 상기 삽입단 수용부에 형성되는 복수개의 고정나사 통공 및 고정용 통공이 형성되고,
상기 제1플랜지 및 상기 제2플랜지는 상기 삽입단에 형성되는 복수개의 나사홈을 포함하고,
상기 제1말단 플랜지 수용부는, 상기 제1플랜지의 상기 요철부에 대응되는 형상을 갖는 제1말단 요철부 대응 홈 및 상기 제1플랜지의 상기 고정용 통공에 대응되는 돌기가 형성되는 제1말단 고정용 통공 대응 돌기를 포함하되, 상기 제1말단 고정용 통공 대응 돌기가 상기 제1말단 요철부 대응 홈 보다 상기 제1말단에 인접하도록 형성되고,
상기 제2말단 플랜지 수용부는, 상기 제2플랜지의 상기 요철부에 대응되는 형상을 갖는 제2말단 요철부 대응 홈 및 상기 제2플랜지의 상기 고정용 통공에 대응되는 돌기가 형성되는 제2말단 고정용 통공 대응 돌기를 포함하되, 상기 제2말단 요철부 대응 홈이 상기 제2말단 고정용 통공 대응 돌기 보다 상기 제2말단에 인접하도록 형성되고,
상기 제1말단에 복수개의 제1말단 고정나사 통공이 형성되고,
상기 제1말단 플랜지 수용부에 상기 삽입단 수용부, 상기 요철부 및 상기 삽입단이 수용되도록 상기 제1플랜지가 결합되고, 상기 제2말단 플랜지 수용부에 상기 삽입단 수용부 및 상기 요철부가 수용되고 상기 삽입단이 외부로 돌출되도록 상기 제2플랜지가 결합되되, 상기 제1플랜지의 상기 요철부가 상기 제1말단 플랜지 수용부의 상기 제1말단 요철부 대응 홈에 결합되고, 상기 제2플랜지의 상기 요철부가 상기 제2말단 플랜지 수용부의 상기 제2말단 요철부 대응 홈에 결합되는 것; 및 상기 제1플랜지의 상기 고정용 통공이 상기 제1말단 플랜지 수용부의 상기 제1말단 고정용 통공 대응 돌기에 결합되고, 상기 제2플랜지의 상기 고정용 통공이 상기 제2말단 플랜지 수용부의 상기 제2말단 고정용 통공 대응 돌기에 결합되는 것; 중 적어도 어느 하나의 체결구조로 결합되고,
상기 제1플랜지의 상기 삽입단 수용부에 상기 제2플랜지의 상기 삽입단이 인입되어 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 설치되되 상기 제1플랜지의 상기 삽입단 수용부에 상기 제2플랜지의 상기 삽입단이 인입된 후, 고정나사가 상기 제1말단 고정나사 통공, 상기 고정나사 통공, 및 상기 나사홈을 관통하여 2 이상의 상기 유연보호튜브가 연속되어 견고하게 설치되는
해저케이블이 인입되는 유연보호튜브.
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| KR1020220154958A KR102619759B1 (ko) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템 |
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| KR1020220154958A KR102619759B1 (ko) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템 |
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ID=89538768
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| KR1020220154958A KR102619759B1 (ko) | 2022-11-18 | 2022-11-18 | 해저케이블이 인입되는 유연보호튜브 및 이를 이용한 해상발전설비의 해저케이블 유도 시스템 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN213959720U (zh) * | 2020-11-25 | 2021-08-13 | 宸逸电力科技有限公司 | 一种c-pvc电缆保护管 |
-
2022
- 2022-11-18 KR KR1020220154958A patent/KR102619759B1/ko active IP Right Grant
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