KR20120005445A

KR20120005445A - 세굴-방지 시스템

Info

Publication number: KR20120005445A
Application number: KR20117022600A
Authority: KR
Inventors: 로버트 헨리 듀란트
Original assignee: 듀란트, 리차드; 로버트 헨리 듀란트; 왓슨, 데이비드
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2012-01-16
Also published as: DK2401438T3; JP5893408B2; GB2476784A; US20110305510A1; BRPI1007799A2; CN102388188B; WO2010097199A8; CN106192893A; EP2401438B1; EP2401438A1; CA2791266A1; GB2468041B; GB2468041A; EP2401438B8; JP2012518728A; GB0903068D0; GB201003016D0; GB2476784B; US9869069B2; WO2010097199A1

Abstract

해저 장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커, 특히 풍력-터빈 모노파일 주위의 해저 세굴은, 기초물 또는 장치 주위의 해저 영역에 상호연결되는 퇴적 요소들의 배열체를 설치함으로써 방지되거나 또는 저감될 수 있으며, 이에 의하여 요소 구조 또는 상호연결되는 배열체 자체는 상기 요소들이 배치되는 해저 물질을 실질적으로 변위시킴으로써 해저 세굴을 야기하거나 또는 악화시키지 않는다. 요소들이 배치되는 해저 물질 또는 모아 진 해저 물질과 실질적으로 유사한 비중을 갖는 요소들은 이를 달성할 수 있다. 요소들의 이상적인 배열체(또는 매트)는 사용되거나 또는 폐기되는 자동차 타이어들로 형성된다.

Description

세굴-방지 시스템{ANTI-SCOUR SYSTEM}

본 발명은 해저 장착 기초물(seabed mounted foundation) 및 장치들과 해저 케이블(sub-marine cable)들 및 파이프라인들, 및 특히 모노파일(monopile)[또는 트라이파일(tri-pile)] 장착 구조물들, 예컨대 해상 풍력 터빈들(off-shore wind turbines)을 포함하는 해양 구조물 주위의 조수 세굴(tidal scour) 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모노파일(또는 트라이-파일) 장착 해양 구조물 또는 해저 케이블들 또는 파이프라인들에 대한 조수 세굴을 제어하거나 및/또는 방지하는 방법, 이러한 방법에 이용되는 세굴 방지 장치, 및 세굴-방지 장치를 조립하는 방법에 관한 것이다.

재생 에너지(renewable energy)는 국가적, 세계적 에너지 정책들에 있어 중요성이 증대되고 있으며, 재생 에너지들을 활용하는 방법들은 증대된 양의 투자를 끌어들이고 있다. 해양 재생 에너지 장치들은, 특히 훌륭한 해양 자원들을 가진 국가들에 있어서 에너지 믹스(energy mix)의 중요한 부분이다. 이러한 해양 재생 장치들은 조수 에너지 장치, 파동 에너지 장치(wave energy device), 및 해상 풍력 터빈들을 포함한다.

풍력 터빈들[또는 풍력 발전기들(wind-powered electricity generators) 또는 다른 풍력 에너지 포집 장치들(wind energy capture devices)]은 통상적으로, 모노파일(또는, 나아가 보다 큰 크기의 터빈들, 트라이-파일 기초물들)과 함께 고정되는 타워에 장착되는 멀티-블레이드 장치들(multi-blade devices)(통상적으로 3 블레이드)이다. 풍력 터빈 타워는 크고 단단한 블레이드들(substantial blades)의 움직임 및 가변적인 풍력 조건들에 대한 노출로부터 발생되는 다양한 응력들을 겪는다. 이러한 응력들은 타워들의 움직임을 야기하며, 이는 타워들의 진동을 야기할 수 있다. 이러한 진동들은 풍력 터빈의 구조적 고장(structural failure)을 야기하거나 유지보수 요건들을 증가시킬 수 있다. 모노파일 장착 장치들은 장치 전체에 걸친 무게 분포 및 모노파일의 높이(아울러 다른 인자들)의 함수인 시스템의 고유 주파수의 모드들(특히, 제 1 및 제 2 모드)에 따라 진동한다. 특정 높이에서 타워 내에 있거나 그와 연관된 특정 질량체(mass)를 매닮[감쇠 기구가 매달린 질량체의 발진(oscillation)으로 진동 에너지를 포집할 수 있음]으로써 시스템의 진동을 최소화시키고 풍력 터빈 타워의 진동을 감쇠시키는 방법이 알려져 있다. 하지만, 모노파일 장착된 해상 풍력 터빈들은 풍력 터빈 모노파일의 베이스에 대한 해저의 영역을 제거하는 (예를 들어, 조수 진동들에 의한 또는 폭풍우의 날씨로 인한) 해저 세굴에 취약할 수 있다. 이는, 사실상 풍력 터빈의 높이를 해저 세굴의 정도 및 격렬함(severity)에 따라 변하게 할 수 있으며, 그 결과 진동 감쇠 시스템들의 최적의 위치 및 구조가 가변적일 수 있다(결과적으로, 감쇠 구조들을 검사하고 변경하기 위한 유지보수가 늘어나고 및/또는 장치에 대한 구조적 손상의 위험이 커진다).

그러므로, 모노파일 베이스에 대한 세굴, 관련된 구조적 안정성(structural integrity), 진동들, 유지보수 및 구조적 손상 가능성이 최소화되도록 보장하는 것이 가장 중요하다.

규칙적이고 예측가능한 조수 에너지를 포집하도록 설계된 조수 에너지 장치들은, 선택적으로 앵커(anchor) 또는 1 이상의 해저 파일들을 통해 해저에 장착될 수 있다. 조수 에너지 장치들은, 통상적으로 (에너지 포집을 극대화하기 위해) 높은 조류들의 영역에 배치되기 때문에, 그들의 앵커 배치들은 앵커나 해저 장착부를 느슨해지게 하고 그로 인해 장치로부터의 움직임 및 손상이나 위험을 야기할 수 있는 조류 세굴에 특히 취약하다. 세굴의 과정 또한 조수 에너지 장치들의 작동에 있어 비능률성을 초래할 수 있다.

다시 말해, 조수 또는 파동 에너지 포집 장치들을 위한 해저 앵커들에 대한 세굴이 시스템의 불안정성 및 그로 인한 손상을 방지하도록 보장하는 것이 중요하다.

해저 세굴 보호를 위한 방법들 및 재료들이 존재하며, 해저 장착 구조물들과 연관된 세굴로 인한 해저의 문제들을 처리하기 위한 시도들이 있어 왔다.

세굴 보호구가 없는 풍력 터빈 모노파일들 주위에서는, 모노파일 직경의 2 배 이상인, 모노파일에 대한 세굴심(scour depth)들이 관측되었으며, 세굴의 존재는 적절한 구조적 안정성을 보장하는 데 활용될 추가적인 8-10 m 길이의 모노파일들을 필요로 하며, 진동 변화, 유지보수 비용 및 손상의 위험이 있다. 또한, 세굴은 풍력 터빈으로부터 나아가는 케이블이 난류(turbulence) 및 손상에 노출되게 할 수도 있다.

해저-장착 해상 풍력 터빈들을 위한 세굴 보호구는 인식되는 문제가 있고, 세굴 보호 시스템들에서 이러한 풍력 터빈들의 건설에 상당한 비용이 들며, 이는 부적절한 것으로서 인식된다.

통상적인 해상 풍력 터빈 세굴 보호는 두 가지 방법, 즉 풍력 터빈을 설치한 다음 베이스 주위에 형성되는 세굴을 보상하는(repair) 방법(동적 세굴 보호)이나; 또는 설치 전이나 설치 직후에 세굴 보호구를 형성하는 방법(정적 세굴 보호)으로 접근할 수 있다. 통상적으로, 세굴 보호구는, 통상적으로 50-100 cm 정도 직경의 암석들(rocks)과 10 cm 정도의 직경을 갖는 보다 작은 돌(stone)이나 암석들 하부의 필터 층을 갖는 아머 보호구(armour protection)(예를 들어, 암석들이나 큰 콘크리트 요소들의 층)의 형태를 취한다. 상기 보호구는 1 미터 또는 2 미터의 깊이로 이루어지며, 모노파일로부터 수 미터의 반경으로 연장될 수 있다.

하지만, 이들 전형적인 방법들은 세굴 보호 영역의 극단 경계(extreme boundary) 및 그를 둘러싼 해저에서 국부적인 세굴을 초래하며, 이는 세굴의 제한을 약화시킬 수 있다는 것이 판명되어 왔다. 또한, 세굴 보호구의 기초가 세굴 보호구의 층 아래의 해저의 침식(erosion)으로 인해 모노파일의 베이스에 대해 하강하였다는 것이 판명되어 왔다(예를 들어, Hansen et al, "Scour Protection around Offshore Wind Turbine Foundations, full-scale Measurements", EWEC 2007 참조). 풍력 터빈들의 모노파일 또는 트라이파드(tripod)/트라이-파일 기초들에 대한 침식은 풍력 터빈의 진동의 고유 주파수, 특히 진동의 제 2 모드에 관한 상당한 충격을 받는 것으로 나타났다(예를 들어, M.B. Saaijer, "Tripod support structure-pre-design and natural frequency assessment for the 6MW DOWEC", doc. No. 63, TUD, Delft, May 2002 참조).

세굴 보호구를 개선하기 위한 수 많은 노력들이 있어 왔다. 엽상 콘크리트 매트리스들(fronded concrete mattresses)이 제안되어 왔으며, 심해 오일 설비들(deepwater oil installations)에서의 이용이 발견되어 왔다. 하지만, 이러한 해법들은 높은 설치 비용, 콘크리트 매트리스 경계부에 대한 국부적인 세굴의 발생, 해저 밑의 침식으로 인한 콘크리트 매트리스 요소들의 침하(depression), 및 고 에너지의 얕은 수심(high energy shallow waters)에서 이러한 장치들의 부적절한 성능을 포함하는 여러 단점을 겪는다. 엽상 화이버(fibre) 또는 직물(textile) 매트리스들이 오일 플랫폼 서포트들(oil platform supports)에 대해 활용된다. 이들 디바이스들은 부력이 있고(buoyant), 직물 매트로부터 상방향으로 연장되는 프론드들(fronds)을 갖는다. 상대적으로 적은 해류 환경들에서는 몇가지 효과들을 가지지만, 그들은 특정한 단점들을 겪는다. 특히, 큰 해류 환경들에서, 프론드들은 매트에 매우 작은 각도(very shallow angle)로 힘을 받으며, 그들의 퇴적물 포집 능력(sediment trapping capability)의 상당량을 잃는다. 또한, 강한 해류에서는, 매트 아래와 에지들 주변의 해저 물질이 약화되어, 궁극적으로 매트 앵커들 및 엽상 매트의 교란으로 인해 그들이 고정되지 않고 해류와 함께 멀리 쓸려가게 할 수 있다.

세굴의 결과들 중 몇몇을 회피하려는 시도들이 있어왔다. WO-A-2008/151660은 풍력 터빈으로부터 해안(shore)(통상적)까지 이어진 케이블을 포함시켜(contain) 모노파일의 베이스 주위에서 세굴에 노출되는 경우에 케이블이 손상되는 것을 방지하는 방법에 대해 개시하고 있다. 제공되는 배관 배열체(tubing arrangement)는 위에서 물이 공급될 수 있으며, 모노파일 베이스에서 해저로 바깥쪽으로 이어진 단단한 튜브에 힌지식으로 연결됨으로써 (종래의 J-튜브 배열체에서 통상적인 것처럼) 모노파일 주위의 세굴에 의해 왜곡되지(distort) 않는다. 이는 해저 세굴에 의해 야기되는 문제에 대한 해법을 제공하기는 하나, 근본적인 세굴의 문제를 처리하는 것은 아니다.

예를 들어, 해상 풍력 터빈과 연관된 모노파일과 같은 해저 장착 기초물 주위의 세굴을 억제하거나 보상하는 방법 및/또는 장치를 제공하거나, 또는 상기 방법 및/또는 장치가 비용 효과적이고 쉽게 적용가능한 방식으로 상술된 문제들을 극복할 수 있는 다른 해양 재생 에너지 장치를 앵커링하는 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

해양 재생 에너지 장치들의 베이스, 특히 비용 효과적이고 쉽게 적용가능한 방식으로 해상 풍력 터빈들의 모노파일들과 같은 기초물 주위의 세굴을 억제하거나 또는 보상하기 위한 개선된 방법들 및 장치들에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 목적은 쉽게 적용가능하고 비용 효과적인 세굴 억제 및/또는 보상을 포함하는 세굴 보호를 위한 방법을 제공하는 것이다.

추가 목적은 효과적인 비용-효율적 방식으로, 세굴 보호 시스템으로서 또는 세굴 보호 시스템의 일부로서 설치하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

또 다른 추가 목적은 이러한 장치의 제조 및 설치 방법 및 방식 및/또는 이러한 방법을 구현하는 방법 및 방식을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치 또는 그것의 앵커 주위의 해저 세굴을 억제하거나 저감시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 해저-장착 기초물이나 재생가능한 장치 또는 그것의 앵커를 둘러싸거나 및/또는 그에 인접한 영역에 상호연결되는 퇴적 요소들(sedimentation elements)의 배열체를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 퇴적 요소들은 그것의 구조적 특징 및/또는 요소들의 상호연결 배열이 상기 요소들 스스로가 세굴을 추가로 야기하거나 지지 해저 재료를 추가로 변위시키지 않도록 이루어진다.

본 발명의 제 2 실시형태에서는, 모노파일, 해저 장착 기초물, 풍력 터빈 또는 다른 해양 재생 에너지 장치나 그것의 앵커 세굴 방지 및/또는 저감 시스템이 제공되며, 상기 세굴 방지 및/또는 저감 시스템은 상호연결되는 퇴적 요소들의 배열체를 포함하며, 상기 퇴적 요소들 및/또는 상호연결되는 상기 퇴적 요소들의 배열체의 구조적 특성들은 상기 요소들 스스로가 세굴을 추가로 야기하거나 지지 해저 재료를 추가로 변위시키지 않도록 이루어진다.

본 발명의 제 3 실시형태에서는, 복수의 상호연결된 퇴적 요소들을 포함하는 해저 세굴 억제 또는 저감 장치가 제공되며, 상기 퇴적 요소들은, 실질적으로 상이한 방향의 유체 유동에서 퇴적물을 포집하는 적어도 2 개의 퇴적 구성요소들을 포함하며, 상기 요소들은 단일 층으로 밀집된(close packed) 배열로 배열된다.

본 발명의 제 4 실시형태에서는, 실질적으로 상이한 2 방향으로의 유체 유동으로부터 퇴적물을 포집할 수 있는 적어도 2 개 이상의 퇴적물 포집부들을 갖는 퇴적 요소가 제공되며, 상기 요소는 천장부 및/또는 바닥부와 벽부를 가지며, 제 위치에 배치되는 동안 공기가 빠져나갈 수 있도록 하는 벽 또는 천장의 적어도 하나의 어퍼처를 갖는다.

본 발명의 제 5 실시형태에서는, 해저 장착 기초물, 해상 풍력 터빈 파일, 해양 에너지 장치 또는 그것의 앵커 주위의 세굴을 억제 또는 저감시키기 위한 퇴적 요소의 용법이 제공되며, 상기 퇴적 요소는 실질적으로 상이한 2 방향으로의 퇴적물 포집 능력을 제공하는 1 이상의 퇴적물 포집 구성요소들을 포함한다.

본 발명의 제 6 실시형태에서는, 해저 장착 해양 에너지 장치, 기초물 또는 해상 풍력 터빈의 모노파일에 대한 세굴 보호 시스템을 설치하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 세굴 억제 장치 또는 세굴 억제 장치의 부분을 형성하기 위한 복수의 퇴적 요소를 조립하는 단계, 상기 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분을 이송하기 위한 이송 프레임을 제공하는 단계 - 상기 이송 프레임은 상기 세굴 억제 장치와 해제가능하게 결합되는 복수의 장치 결합 수단을 가짐 - , 상기 이송 프레임을 상기 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분과 해제가능하게 결합시키는 단계, 상기 이송 프레임을 원하는 위치까지 이동시키는(manoeuvring) 단계, 및 세굴 방지의 필요시 상기 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분을 해제시켜 상기 세굴 억제 장치를 상기 원하는 위치에 배치시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 7 실시형태에서는, 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분을 이송시키는 이송 프레임이 제공되며, 상기 이송 프레임은 길이방향 지지체 및 적어도 2 개의 측방향 지지체들을 포함하며, 상기 지지체들은 복수의 세굴 억제 장치 요소 결합 수단을 포함한다.

본 발명의 방법 및 시스템은 쉽게 이용가능한 재료들로 제조되는 상호연결되는 퇴적 요소들의 배열체(세굴-방지 매트)를 이용하여 풍력 터빈 모노파일 및 트라이-파일들과 같은 해양 기초물들에 대한 해저 세굴의 현저한 저감을 가능하게 한다. 이에 의하여, 본 발명은 조수 세굴의 해저 장착 구조물들에서의 심각하며 알려진 문제를 처리하며, 풍력 터빈의 경우에 진동의 고유 주파수의 여하한의 세굴-관련 변화의 제어로 인해 풍력 터빈 타워의 진동 감쇠 장치들이 연속적인 동작으로 효과적으로 작동할 수 있게 하여 유지보수 및 손상과 터빈의 휴지시간의 우려를 저감시킨다.

도 1a 내지 1h는 본 발명에서 이용하기 위한 퇴적 요소의 선택적 부분들의 평면도;
도 2a 내지 2f는 본 발명에서 이용하기 위한 퇴적 요소의 선택적 부분들의 측단면도;
도 3a 및 3b는 본 발명에 따라 이용되는 퇴적 요소들 또는 그것의 일 부분의 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 바람직한 퇴적 요소의 예시도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 또는 장치의 평면도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 또는 장치의 측면도;
도 7은 본 발명에 따른 풍력 터빈 모노파일 주위의 퇴적 요소의 모듈식 어레이의 예시도;
도 8은 도 7의 어레이의 측면도;
도 9는 본 발명에 따른 풍력 터빈 모노파일 주위의 퇴적 요소들의 모듈식 어레이의 예시도;
도 10은 이송 프레임에 부착되는 퇴적 요소들의 모듈식 어레이의 예시도;
도 11은 이송 프레임과 함께 퇴적 요소들의 모듈식 어레이의 평면도;
도 12는 단일 퇴적 요소에 대한 이송 프레임의 연결을 예시한 도이다.

본 발명은, 퇴적 요소 자체에 의한 추가적인 세굴 및/또는 해저 물질의 변위 야기를 피하는 특정한 구조적 특징들을 갖는 퇴적 요소들(또는 상호연결 배열체들)을 활용함으로써 해저 장착 기초물이나 재생 에너지 장치 또는 그를 위한 앵커들에 대한 세굴 억제 또는 방지 및/또는 보상 또는 저감을 위한 방법 및 시스템을 제공한다.

퇴적 요소는, 세굴 방지 시스템이 배치되는 해저 물질과 실질적으로 유사한 평균 비중으로 이루어지는 것이 바람직하다. 대안적으로 또는 추가적으로, 퇴적 요소는, 물질의 평균 비중(실질적으로 해저 물질의 비중과 비슷함)에 의하여 및/또는 인접한 1 이상의 다른 퇴적 요소들에 상호연결되는 각각의 퇴적 요소의 부유 효과(suspensive effect)에 의하여 부분적으로 부력이 있거나 또는 그것이 배치되는 해저 물질 내에서 또는 물 내의 떠다니는(mobilized) 해저 입자들의 부유물 내에서 부분적으로 부유(suspension)할 수 있다. 이론에 의한 얽매임 없이, 퇴적 요소를 1 이상의 다른 퇴적 요소들과 상호연결함으로써, 상기 요소 옆이나 밑에 배치되는 해저 물질의 일 부분이 국부적인 해류에 의하여 일시적으로 떠밀리는 경우에, 다른 퇴적 요소들과의 연결이 약화된 요소가 일시적으로 부유되도록 하거나 비워진 기초물의 퇴적 요소가 채워지는 것(occupation)을 늦춰서 상기 기초물이 포집된 퇴적물로 다시 채워지는 시간을 벌어주는 것으로 여겨진다. 또한, 퇴적 요소가 배치되는 해저 물질과 실질적으로 유사한 평균 비중을 갖는 상기 퇴적 요소를 활용함으로써, 해저 물질이 국부적인 해류들에 의해 떠밀리는 경우에도 퇴적 요소가 아래의 해저 물질을 변위시키는 것이 억제되는 것(또는 변위를 늦추는 것)으로 여겨진다. 퇴적 요소가 형성되는 물질은 해저 물질의 비중과 실질적으로 유사한 비중으로 이루어지는 것이 바람직하다. 선택적으로, 퇴적 요소는 해저 물질로 채워진 요소가 그것이 배치되는 해저 물질과 실질적으로 유사한 비중을 갖도록 (퇴적 요소의 크기에 대해) 해저 물질의 상당량을 포집하고 포함하는 방식으로 구성된다.

퇴적 요소는 1.05 내지 2.5의 비중을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 (물이 표준 조건에서 1의 비중을 가지고, 해수가 통상적으로 대략 1.03의 비중을 갖는 경우에) 1.05 내지 2, 보다 더 바람직하게는 1.2 내지 1.5의 비중을 갖는다.

본 발명이 해결하려는 세굴의 문제들은 강한 조수 흐름들에 노출되거나 및/또는 폭풍 에너지에 노출되는 해상 환경에서 해저 장착 구조물들 주위의 해류들에 의해 야기된다.

본 발명의 시스템 및 방법은 해저 장착 기초물들 또는 해저 장착 또는 앵커링 장치들을 포함하는 해상 응용물들의 범위에서의 활용법을 찾는다. 해저 장착 기초물들은, 예를 들어 해상 오일 플랫폼 또는 탐사 및 드릴링 플랫폼들(exploration and drilling platforms)의 기초물들 및 풍력 터빈들과 같은 재생 에너지 장치들의 기초물들을 포함한다. 해상 풍력 터빈들은 통상적으로 해저 내로 가라앉혀진(sunk into) 파일들 상에 장착된다. 이들 파일들은 통상적으로 모노파일들이지만, 점진적으로 보다 큰 크기의 터빈들에 대해, 예를 들어 트라이-파일들일 수 있다. 해상 풍력 터빈들의 기초물들 주위의 해저 세굴은 파일이 쉽게 가라앉혀질 수 있는 해저 영역에 파일들을 가라앉히는 것이 일반적이기 때문에 특히 문제가 된다. 이러한 해저 타입들은 특히 물질의 특성에 의한 세굴에 취약하다. 해저-장착 또는 앵커링 장치는 해저 장착 파력 발전 장치, 해저-앵커링 파력 발전 장치(또는 그로부터 나온 파워 라인들) 및 해저-장착 조력 발전 장치와 같은 다른 재생 에너지 포집 장치들을 포함할 수 있다.

본 발명의 방법 및 시스템은 해상 풍력 터빈의 기초물(예를 들어, 모노파일 또는 트라이-파일) 주위의 세굴을 억제하거나 및/또는 저감시키는 것이 바람직하다.

본 명세서에서 사용되는 퇴적 요소는 실질적으로 2 상이한 방향, 바람직하게는 실질적으로 반대의 액체 유동 방향들로의 퇴적물 포집 능력을 제공하는 1 이상의 퇴적물 포집 구성요소(들)의 배열체이다. 따라서, 퇴적 요소는 통상적으로 실질적으로 반대의 두 유동 방향에서 퇴적 능력을 제공하기 위하여 충분한 곡률을 갖는 단일 트랩 구성요소 또는 갭 직경에 의해 분리되는 적어도 2 개의 맞은 편 트랩 구성요소들을 포함한다.

평면도로 본 퇴적 구성요소는 만곡된 측방향 포집 형상을 갖는 것이 바람직하며, 이에 의하여 구성요소는 그것의 만곡되거나 각이 있는 오목한 배열체(angular concave arrangement)에 걸쳐 베이(bay)를 형성한다는 것을 의미한다. 평면도로 본 퇴적물 포집 구성요소 형상의 예들이 도 1(a-h)에 도시되어 있다.

퇴적물 포집 구성요소는 수직방향 포집 형상을 갖는 것이 바람직하며, 이에 의하여 구성요소는 측단면에서, 예를 들어 오목하거나 각이 진(angled) 배열로 퇴적물 포집부를 형성하도록 경사진 형상을 갖는다는 것을 의미한다. 요소의 측단면 구조는 벽부를 형성하도록 각이 지거나 만곡되며, 그로부터 연장되는 1 이상의 반경방향 요소들은 바닥부 및/또는 천장부로 지정될 수 있다. 벽부는 사용시의 방위에 있을 때 수직방향의 45°내의 각도를 갖는 요소의 일부로서 형성된다. 천장부 또는 바닥부는 사용시의 방위에 있을 때 수평방향의 45°내의 각도를 갖는 요소의 일부로서 형성된다. 다른 언급이 없는 한, 바닥부 및 천장부는 상호교환가능하게 이용될 수 있으며, 달리 분명하게 밝히지 않는 한 천장부는 단순히 (특히 대칭적 요소인) 요소의 방위를 반전시키면 바닥부가 될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

퇴적물 포집 구성요소 및 퇴적 요소는 해저 물질과 같은 물질을 포함하기 위한 능력을 갖는 것이 바람직하다. 통상적으로, 예를 들어 벽부 및 바닥부와 천장부와 같은 1 이상의 반경방향 요소들을 갖는 퇴적물 포집 구성요소는 바닥부 및/또는 천장부에 위치되는 리테이닝 립(retaining lip)에 의하여 보강될 수 있다. 바닥부 및 천장부가 존재하는 경우, 1 쌍의 컨버전트 리테이닝 립(convergent retaining lip)이 존재하는 것이 바람직하다.

요소의 구성요소들의 측단면의 형상들의 예시가 도 2a 내지 2f에 도시되어 있다.

퇴적 요소는 반경방향으로 환형 천장부 및 바닥부가 연장되는 원통형상부를 형성하는 만곡된 벽부로부터 형성되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 요소는 내부 벽에 원통형 공동 적도 캐비티(coequitorial cylinderical cavity)를 갖는 중공 토러스(torus) 형상을 갖는다.

퇴적 요소의 무게는 많은 부분이 그것이 배치되는 해저의 물질로 구성되기 때문에, 상기 요소의 상대 밀도(또는 비중)은 해저 물질과 실질적으로 유사하며, 따라서 동적 평형에 있다. 퇴적물 포집 구성요소들 사이의 상당한 크기의 갭들(갭들)과 퇴적 요소들 자체 사이의 - 비록 보다 작다하더라도 - 갭들[사이의 사이트들(interstitial sites)]을 갖는 요소 및 요소들의 배열체(매트)는 요소들과 함께 그리고 부분적으로는 요소들 사이로 유동하는 모래의 이동을 허용하고, 모아지거나 포집된 퇴적물이 쉽게 해저로 되돌아갈 수 있도록 하며, 상기 해저는 접근가능하게 유지되고 변위로 인해 세굴 보호 요소들 자체에 의해 즉시 채워지지 않는다.

본 명세서에서 이용되는 바와 같이 매트라는 용어는, 문맥에서 바람직하게는 단일 층으로 된 상호연결되는 퇴적 요소들의 어레이 또는 배열체를 지칭할 경우에 이용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 퇴적 요소는 자동차 타이어 또는 변형된 자동차 타이어를 포함한다. 통상적으로, 타이어들은 재생 타이어들(즉, 자동차 타이어로서의 용도로 사용되고 처리되거나, 재활용되거나 또는 재생될 필요가 있는 타이어들)이다.

여러 이유들로 이 목적에 사용된 자동차 타이어들을 활용하는 것이 특히 유리하다. 사용된 타이어들은 상당한 폐기-관리상의 문제를 나타내며, 엄청난 수의 사용된 타이어들이 영국과 여러 다른 나라들의 폐기장들과 저장소들에 쌓여가고 있다. 길(path)과 운동장의 바닥 재료로서, 또는 구조용 재료(structural material)를 위해 콘크리트 내에 통합하기 위해서나 씨 디펜스(sea defense)로서 이용하기 위한 고무 칩(rubber chip)들의 형성체들과 같은 사용된 타이어들에 대한 대안적인 용도들을 찾고 있으나, 그러한 용도는 폐기 관리 문제에 비하면 미미하게 남아 있다. 또한, 해저에 사용하기 위한 사용된 타이어들은 유독하거나 유해한 물질들을 침출시키지 않고 오랫동안 느리게 열화되기 때문에 상대적으로 오염의 위험이 낮다.

본 발명의 퇴적 요소에는 여하한의 적합한 물질이 활용될 수도 있다. 예를 들어, 퇴적 요소가 해저 물질을 포집하고 포함시키도록 구성되는 경우, 얇게 캐스팅되거나 경량의 금속, 예컨대 알루미늄으로 제조될 수 있으며, 이는 상기 요소가 본질적으로(즉, 정상 작동으로 위치되고 해저 물질을 포함하는 경우) 해저 물질의 비중(예를 들어, 1.05 내지 2)과 실질적으로 유사한 비중을 갖는 것이 바람직하며, 상기 요소 자체가 1.03보다 큰 비중을 갖는다면 바람직하다. 이는, 얇게 캐스팅되거나 경량의 금속들, 몰딩된 플라스틱들 또는 보강 섬유 물질(예를 들어, 보강 유리 섬유 또는 카본 섬유 재료들), 또는 고무를 포함하는, 상기 요소들이 만들어지는 어떠한 재료에도 적용된다.

퇴적 요소를 구성하는 물질 자체는 해저 물질과 실질적으로 유사한 비중(또는 평균 비중)을 가지며, 여하한의 경우에 바람직하게는 1.05 내지 2, 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.5이다.

선택적으로, 시멘트, 콘크리트 또는 세라믹 재료가 (예를 들어, 상술된 범위 내의) 적절한 비중을 갖게 하도록 퇴적 요소는 폐쇄된 셀 구조를 갖거나 또는 조밀성이 낮은 입자들을 상당 부분 포함하도록 개질된 시멘트, 콘크리트, 또는 [공기 또는 다른 포밍(foaming) 가스를 포함하는] 개질된 세라믹 재료들로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 물질은 원하는 비중 특징들을 갖는 실리콘이나 다른 미립자-포함 팽창 폴리머 물질(particulate-containing expanded polymer material)로 구성될 수 있다.

퇴적 요소는 고무, 경화된 고무 또는 합성 고무 또는 플라스틱 재료, 바람직하게는 타이어 제조에 활용되는 물질들로 제조되는 것이 바람직하다. 이들 재료들은 상술된 범위 내의 비중을 갖는 것이 바람직하다.

퇴적 요소 및 매트(즉, 상호연결된 퇴적 요소들의 배열체)의 치수는 응용례의 특정 요건들에 따라 선택될 수 있다.

(예를 들어, 풍력 터빈을 위한) 모노파일 또는 트라이-파일 또는 이와 같은 기초물에 대하여, 매트는 세굴의 형성이나 악화를 방지 또는 억제하기 위한 크기로 이루어지도록 선택될 수 있다. 매트는 각 측에 대해 모노파일 또는 트라이-파일 기초물 직경(D)의 적어도 1 배의 거리에 대한 보호를 제공하는 크기로 이루어지는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 적어도 직경의 2.5 배, 보다 더 바람직하게는 직경의 5 배, 최대 직경의 10 배의 선택적 거리까지의 보호를 제공하는 크기로 이루어진다. 예를 들어, 3.5 m 직경의 풍력 터빈 모노파일에 대한 세굴 보호를 제공함에 있어, 본 발명에 따른 세굴-방지 매트는 대략 10 m(모노파일 자체가 통과할 어퍼처를 포함함) 내지 대략 75 m의 직경을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 대략 20 m 내지 40 m의 직경을 갖는다. 이는, 최대 대략 5 m까지의 직경을 갖는 여하한의 모노파일 또는 트라이파일에 대해 바람직한 범위이다(20 m의 치수는 최대 대략 10 m의 직경을 갖는 기초물들에 대해 바람직한 최소 크기이다).

상기 매트는, 예를 들어 정사각형, 직사각형, 또는 타원형 등 어떠한 적합한 형상으로도 선택될 수 있으나, 원에 근접한 형상이 바람직하다.

매트는 퇴적 요소들의 단일 층으로 형성되거나 또는 실질적으로 일정한 깊이로 이루어질 수 있다[즉, 이는 다중층 부분들 내의 요소들이 실질적으로 단일 층 내의 요소들보다 얕은 경우 다중층 요소들의 부분들 또는 인시던스들(incidences)로 구성될 수 있으며, 그 결과 그들은 단일 층 요소들로서 효과적으로 작용한다]. 선택적으로, 매트로부터 깊어진 돌출부들(deepened protrusions)을 제공하기 위하여 상이한 깊이로 이루어진 다중층 요소들의 인시던스는 '앵커리지(anchorage)' 요소들로서 포함될 수 있다. 매트의 실질적으로 일정한 깊이는 매트가 해저 물질과의 동적 최적화(dynamic integrity)를 보다 잘 유지할 수 있도록 한다.

상기 매트는 밀집된[즉, 접촉하는(touching)] 퇴적 요소들로 형성되는 것이 바람직하다. 매트는 정사각형의 밀집되거나 6각형의 밀집된 요소들로 형성되는 것이 바람직하다.

케이블 또는 파이프라인 위에서의 세굴 보호(scour protection over a cable or pipeline)를 제공하기 위하여, 매트는 (특정 세굴 문제의 거리에 대해) 파이프라인 또는 케이블의 축을 따른 배치를 위해 길이방향으로 연장되도록 구성되거나, 또는 문제 영역의 케이블 또는 파이프라인의 길이를 따라 연속적으로 다수의 세굴 보호 장치들이 제공될 수 있다. 통상적으로, 케이블 또는 파이프라인 매트는 2 내지 10 m, 바람직하게는 3 내지 5 m, 가장 바람직하게는 대략 4 m의 폭을 갖는다. 케이블 또는 파이프라인 세굴 보호 매트는 통상적으로 파이프라인 위에 배치되며(placed over the pipeline) 통상적으로 해저에서 케이블 또는 파이프라인 주위에 앵커링된다. 하지만, 선택적으로 매트는 케이블 또는 파이프라인 위와 아래에(over and beneath the cable or pipeline) 배치될 수도 있으며, 파이프라인에 고정하는 수단이 제공되는 매트 또는 파이프라인 아래와 위의 매트들이 상호연결될 수도 있다.

퇴적 요소 자체의 특징적 치수들은 그것이 배치되는 환경의 요건들에 따라 선택될 수 있다. 요소의 폭, 요소의 깊이(즉, 포집 구성요소 또는 부분의 깊이), 포집 구성요소 또는 부분의 폭, 및 갭의 직경은 상호 관련된 치수들이며, 이들은 함께 특정 환경의 요소들로부터 형성되는 매트의 퇴적물 포집 및 세굴 방지 작용들의 유효성을 결정한다. 요소의 폭은 통상적으로 대략 포집 구성요소 또는 부분의 폭의 두 배에 갭 직경(포집 직경 사이의 거리)을 더한 것이다. 예를 들어, 타이어-형상 요소의 경우에, 요소의 폭은 요소의 전체 폭이고, 포집부의 폭은 요소의 바닥부 또는 천장부의 반경방향 폭이고, 갭의 직경은 타이어 중심의 동심 홀(concentric hole)의 직경이며, 요소의 깊이는 타이어의 단부 벽[의심의 여지를 피하기 위한, 타이어의 로드 그리핑, 트레드 베어링 표면(road gripping, tread bearing surface)]의 높이이다.

갭 직경은 포집 구성요소 또는 부분의 폭의 0.5 내지 5 배(이는 타이어-형상 요소에 대하여 갭 직경이 요소 직경의 0.25 배에서 요소 직경의 2.5 배라는 것을 의미함)인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 포집 구성요소 폭의 1 내지 3 배, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.5 배, 가장 바람직하게는 폭의 2 배이다.

포집 구성요소의 단면 깊이(d)로 나누어지는 포집 구성요소의 폭 또는 반경방향 폭(r)인 퇴적 요소의 종횡비(aspect ratio)(즉, 포집 구성요소들의 종횡비)는 0.5 내지 2가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.75 내지 2.25, 가장 바람직하게는 대략 2이다.

요소는 10 cm 내지 2 m의 폭을 갖는 것이 바람직하며, 바람직하게는 20 cm 내지 1 m, 더욱 바람직하게는 30 cm 내지 50 cm, 가장 바람직하게는 35 내지 45 cm의 폭을 갖는다.

포집 구성요소 또는 부분의 반경방향 폭은 요소 폭의 0.1 내지 1 배인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 요소 폭의 0.25 배이고 깊이는 요소 폭의 0.1 내지 1 배이고, 바람직하게는 요소 폭의 0.25 배이다.

요소는 1 m 내지 5 cm 범위의 깊이를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50 cm 내지 10 cm, 더욱 바람직하게는 25 cm 내지 15 cm의 깊이를 갖는다.

본 발명에 따라 사용되는 퇴적 요소들, 예를 들어 사용된 자동차 타이어들은 상호연결되는 요소들의 그룹을 설치하는 동안 갇힌 공기가 빠져나갈 수 있도록 하기 위해 천장부 또는 요소 측벽의 상부에 형성되는 어퍼처들을 갖도록 변형되는 것이 바람직하다. 공기 방출 어퍼처가 없는 매트 또는 그것의 일부를 잠수시키는 것은 과정을 더욱 어렵게 하며 매트가 바람직하지 않게 떠 있을 수 있다. 각각의 요소에 형성되는 이러한 어퍼처들은 적어도 2 개가 존재하며 바람직하게는 수 개가 존재할 수 있다. 통상적으로, 이러한 어퍼처들은 1 cm² 내지 대략 5 cm²의 크기로 되어 있으며, 여하한의 적합한 형상, 예를 들어 원형으로 이루어질 수 있다. 또한, 어퍼처들은 하나의 요소를 다른 요소에 고정할 수 있도록 하기 위해 측벽들 또는 바닥부나 천장부들에 형성될 수도 있다. 대안적으로, 본 발명에 따라 이용되는 요소 내에 (예를 들어, 몰딩에 의해) 고정부(fixing)가 형성될 수도 있다.

상술된 발명의 다른 실시형태는 해상 풍력 터빈을 위한 해저 장착 해양 에너지 장치, 기초물 또는 모노파일/트라이-파일 주위에 세굴 방지 시스템 또는 퇴적 요소들의 매트를 설치하는 방법을 언급하고 있다. 요소들의 배열체는 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커의 설치시에 설치될 수 있다. 대안적으로, 요소들의 배열체는 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커 주위의 세굴보다 현저히 더 큰 요소들의 배열체를 배치시키거나 또는 상기 세굴을 메우고(infill) 상기 메워진 곳 위에 요소들의 배열체를 배치시킴으로써 조성된 세굴을 보상하도록 설치될 수 있다.

세굴 보호 시스템의 설치시에는, 시스템이 설치되고 일련의 섹션들(a series of section)이 제 위치에 설치될 수 있도록 매트들의 섹션들이 시스템의 설치 동안 해안이나 선박(vessel) 상에 형성된다. 상기 부분들은 원하는 길이, 즉 최대 20 m의 길이와 최대 10 m의 폭으로 된 치수를 갖는 것이 바람직하다. 사용된 타이어 퇴적 요소들의 경우에, 섹션들은, (800 내지 1200 개의 타이어들을 포함하는 풍력 터빈 모노파일 보호 시스템에 대해) 예를 들어 150 내지 300 개의 타이어, 통상적으로 대략 200 개의 타이어들로 구성될 수 있다. 이송 및 설치를 위한 섹션들은 최대 대략 8 m의 폭을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 최대 대략 5 m(예를 들어, 3 내지 5 m 범위)의 폭을 가지며, 최대 대략 12 m의 길이를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 최대 대략 8 m(예를 들어, 4 내지 8 m 범위)의 길이를 갖는다. 바람직한 치수들은 25 내지 100 개, 바람직하게는 40 내지 80 개 범위의 다수의 상호연결된 요소들이 활용되어야 한다. 바람직한 치수들은 육지에서 실질적인 섹션들의 제조를 극대화하는 한편 해상 풍력 터빈 주위의 이송 및 설치를 용이하게 하기에 이상적이며, 그 후 상기 부분들이 상호연결된다.

리프팅 또는 이송 프레임은 통상적으로 적어도 하나, 보다 바람직하게는 2 개의 길이방향 지지 부재와 적어도 2 개, 바람직하게는 수 개 이상의 측방향 지지 부재들 또는 크로스 부재들을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 프레임은 박스 섹션을 포함하며, 상기 섹션 내에 수 개의 평행한 크로스 부재들을 갖는다. 아이 링크들(eye links)은 프레임과 함께 이용하기 위한 리프팅 케이블 시스템의 결합을 위해 프레임의 말단부들에 제공되는 것이 바람직하다. 프레임에는 이송 프레임이 매트나 그것의 부분을 리프팅하고 이송할 수 있도록 하기 위해 매트의 요소들과 해제가능하게 결합되는 복수의 요소 결합 수단들이 제공된다[이는 신속 해제 스트롭들(quick release strops)이라 지칭될 수도 있음]. 선택적으로, 각각의 개별 결합 요소는 요소와의 결합이나 결합해제를 위한 메커니즘과 연관되거나, 또는 대안적으로 단일 결합/결합해제 메커니즘이 작동되어 상기 수단 중 2 이상 또는 상기 수단 모두를 중심으로 제어하도록 작동될 수 있다.

이에 의하여, 세굴 보호 시스템의 섹션들은, 예를 들어 풍력 터빈 기초물 주위의 원하는 위치에 배치되고 함께 연결될 수 있다(예를 들어, 풍력 터빈 타워의 베이스에 인접한 요소들과 함께 시동되어 반경방향 바깥쪽으로 작동함).

본 발명은, 또 다른 실시형태에서 세굴 방지 매팅(anti scour matting)을 제공하기 위하여 집단으로 함께 체결되는 고무 타이어들의 용법을 제공한다. 그 다음, 이 매팅은 그것이 배치되는 곳과 같은 매체로 채워진다.

본 발명의 장점들로는: 쉽게 이용가능한 재료들을 이용한 건설의 용이성; 설치의 용이성(종래의 매팅 및 세이퍼만큼 무겁지 않음); 해양 환경 및 생태에 대한 최소한의 영향력; 대략 수 백년인 타이어들의 수명으로 인해 그것이 보호할 모노파일의 작동 수명보다 적어도 오래 유지되는 장점들이 있다.

조립시, 요소들(예를 들어, 비눗물로 세척되어 잔류 오일 등을 제거될 수 있는 타이어들)은 균일한 패턴으로 육지(또는 선박의 플랫폼)에 배치되고, 인접한 요소들의 연결부들에서 (예를 들어, 드릴링 및 볼팅에 의해) 함께 고정되어 상호연결 요소들의 매트를 형성한다. 각각의 요소에는 홀들이 제공되어 상기 요소가 잠수할 때 공기가 배출될 수 있도록 한다. 그 다음, 조립체는 리프팅 프레임에 연결되고 원하는 위치까지 리프팅되고, 잠수되며 원하는 위치에 도달하면 해제될 수 있다. 수 개의 요소들(예를 들어, 단부 타이어들)은 샌드 앵커(sand anchor)로 앵커링될 수 있다. 매트는 일단 제 위치에 구성되고나면 모래나 자갈로 덮여서 제 위치에서 유지될 수 있다.

다른 실시형태에서는, 복수의 상호연결되는 요소들을 포함하는 세굴 보호 매트가 제공되며, 상기 요소들은 그것이 배치되는 매체와 실질적으로 유사한 밀도(또는 비중)을 갖는다.

이하, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 제한 없는 방식으로 보다 상세히 설명될 것이다.

퇴적 요소들은 어떠한 적합한 구조로도 이루어질 수 있다. 퇴적물 포집 구성요소의 일 예가, 도 1c에 따른 평면 및 도 2d에 따른 단면 프로파일이 형성되어 있는 도 3a에 도시되어 있다. 바람직한 퇴적 요소(도 3b)는 도 1h에 따른 포집 구성요소 평면 및 도 2d에 따른, 또는 바람직하게는 리테이닝 립을 갖는 도 2e에 따른 단면 프로파일을 갖는다.

도 4에서, 바람직한 실시예는 요소 폭 d, 깊이 a를 갖는 (원통형 형태의) 벽(3), 반경방향 폭 b를 갖는 천장부/바닥부(5) 및 갭 직경 c를 갖는 동심 중앙 홀(7)을 갖는 타이어와 같은 링-형상 요소(1)를 활용한다.

도 5는 세굴 방지 매트 또는 그것의 부분(9)이 고정부들(11)에 의하여 연결되는 복수의 링-형상 퇴적 요소들(1)로 형성되어 정사각형의 밀집된 평면 배열체를 형성하는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내고 있다. 퇴적 요소들(1)에는 어퍼처들(13)이 제공되어 매트(9)가 원하는 위치로 잠수하는 동안 공기의 배출을 가능하게 한다. 매트(9)는, 도 6에 도시된 바와 같이 요소들(1)의 단일 층을 포함한다.

도 6에는, 다수의 퇴적 요소들(1)의 세굴 방지 매트(9)가, 예를 들어 단일 층으로 풍력 터빈(17)(도 8)의 모노파일(15) 주위에 배치되며, 도시된 경계부(21)(도 9)에 의하여 형성되는 잠재적인 세굴 영역(19)에 대한 보호를 제공한다.

매트(9) 또는 그것의 부분은 매트(9)나 그것의 부분을 땅이나 선박 상에 조립함으로써 제 위치에 설치되고, 매트(9)나 그것의 부분에 대해, 다수의 해제가능한 결합 수단(25)에 의하여 매트(9)에 연결되는 프레임(23)을 해제가능하게 고정함으로써 이동되며, 상기 프레임(23)은 프레임의 리프팅 아이들(lifting eyes; 39)을 통해 프레임(23)을 이동시키기 위한 리프팅 케이블 배열체(27)를 이용해 고정되고 매트(9)를 제 위치에 부착한다(도 8 참조).

퇴적 요소들(1)의 매트(9)를 리프팅하기 위한 프레임(23)은, 도 9에 도시된 바와 같이 2 개의 평행한 길이방향 부재들(29) 및 충분한 수의 위치에서 매트를 프레임에 일시적으로 고정하기 위해 길이방향 부재 및 크로스 부재들에 고정되는 복수의 해제가능한 결합 요소들(도시 안됨)을 갖는 복수의 크로스 부재들(31)을 갖는다.

해제가능한 결합 요소는 타이어 형태의 링 형상 퇴적 요소(1)와 결합되는 프레임(23)의 일 부분과 관련하여 도 10에 도시되어 있다. 결합 부재(33)는 길이방향 부재(29)에 장착되며 레버(37)를 이용해 결합되거나 결합해제되는 수직방향 굴대(vertical axle; 35)에 회전가능하게 장착된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 기준으로 설명되었다. 하지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 수정 및 변경들이 가해질 수도 있음을 이해하여야 한다.

Claims

해저-장착 기초물(seabed-mounted foundation) 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커(anchor) 주위의 해저 세굴(scour)을 억제 또는 저감시키는 방법에 있어서,
상기 방법은, 상기 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커를 둘러싸거나 및/또는 그에 인접한 영역에 상호연결되는 퇴적 요소들(sedimentation elements)의 배열체를 제공하는 단계를 포함하며,
상기 퇴적 요소들 및/또는 상기 상호연결되는 퇴적 요소들의 배열체의 구조적 특성들은 상기 요소들 스스로가 세굴을 추가로 야기하거나 지지 해저 재료(supporting seabed material)를 추가로 변위시키지 않도록 이루어지는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 퇴적 요소의 구조적 특성들은 상기 퇴적 요소들이 배치되는 해저 물질의 평균 비중과 실질적으로 유사한 평균 비중을 포함하는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 퇴적 요소는 1.05 내지 2.5 범위의 비중을 갖는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 모아 진(mobilized) 해저 물질 내에서 부분적으로 부유할 수 있거나 부력이 있는 세굴 억제 또는 저감 방법.
해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커 주위의 해저 세굴을 억제 또는 저감시키는 방법에 있어서,
상기 방법은, 상기 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커를 둘러싸거나 및/또는 그에 인접한 영역에 상호연결되는 요소들의 배열체를 제공하는 단계를 포함하며,
상기 요소들은 1.05 내지 2 범위의 비중을 갖는 물질로 형성되는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 비중은 1.2 내지 1.5 범위에 있는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퇴적 요소들은 정사각형의 밀집된 또는 육각형의 밀집된 배열체로 이루어지는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소들의 배열체는 상기 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커의 설치시에 설치되는 세굴 억제 또는 저감 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소들의 배열체는 해저-장착 기초물 또는 재생 에너지 장치나 그것의 앵커 주위의 세굴보다 현저히 더 큰 요소들의 배열체를 배치시키거나 또는 세굴을 메우고(infill), 메운 곳 위에 요소들의 배열체를 배열시킴으로써 조성된 세굴을 보상하도록 설치되는 세굴 억제 또는 저감 방법.
모노파일, 해저 장착 기초물들, 풍력 터빈 또는 다른 해양 재생 에너지 장치나 그것의 앵커 세굴 방지 및/또는 저감 시스템에 있어서,
상호연결되는 퇴적 요소들의 배열체를 포함하며,
구조적 특성들 및/또는 상기 상호연결되는 퇴적 요소들의 배열체는 상기 요소들 스스로가 세굴을 추가로 야기하거나 지지 해저 재료를 추가로 변위시키지 않도록 이루어지는 세굴 방지 및/또는 저감 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 퇴적 요소들은 실질적으로 상이한 2 유동 방향들로 전체적으로 퇴적물을 포집할 수 있는 적어도 하나의 퇴적물 포집 구성요소를 구비하는 세굴 방지 및/또는 저감 시스템.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 요소는 퇴적물 포함 능력을 갖는 세굴 방지 및/또는 저감 시스템.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퇴적 요소의 밀도는 상기 퇴적 요소가 배치되는 해저 물질과 실질적으로 유사한 세굴 방지 및/또는 저감 시스템.
복수의 상호연결되는 퇴적 요소들을 포함하는 해저 세굴 억제 또는 저감 장치에 있어서,
상기 퇴적 요소들은 실질적으로 상이한 방향들의 유체의 유동 내의 퇴적물을 포집하기 위한 적어도 2 개의 퇴적물 포집 구성요소를 포함하며,
상기 요소들은 단일 층으로 밀집되게 배열되는 해저 세굴 억제 또는 저감 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 퇴적 요소들은 해저 물질을 포함할 수 있는 세굴 억제 또는 저감 장치.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 퇴적 요소들은 세굴 보호의 필요시에 상기 장치 또는 그것의 부분을 해저 환경의 제 위치에 배치시키는 동안 공기가 배출될 수 있도록 하기 위한 적어도 하나의 어퍼처를 갖는 세굴 억제 또는 저감 장치.
실질적으로 상이한 2 방향의 유체 유동으로부터 퇴적물을 포집할 수 있는 적어도 2 개의 퇴적 부분을 갖는 퇴적 요소에 있어서,
상기 요소는 천장부 및/또는 바닥부와 벽부를 가지며, 제 위치에 배치하는 동안 공기가 배출될 수 있도록 하기 위해 상기 벽부 또는 천장부에 적어도 하나의 어퍼처를 갖는 퇴적 요소.
제 17 항에 있어서,
하나의 요소를 다른 요소에 고정할 수 있도록 하기 위해 상기 천장부 및/또는 벽부에 수 개의 어퍼처들이 존재하는 퇴적 요소.
제 17 항에 있어서,
하나의 요소와 다른 요소 간의 연결을 가능하게 하는 고정부들(fixings)을 포함하는 퇴적 요소.
해저 장착 기초물, 해상 풍력 터빈 파일, 해양 에너지 장치나 그것의 앵커 주위의 세굴을 억제하거나 또는 저감시키기 위한 퇴적 요소의 용법에 있어서,
상기 퇴적 요소는 실질적으로 상이한 2 방향으로 침자 포집 능력을 제공하는 1 이상의 퇴적물 포집 구성요소들을 포함하는 용법.
제 20 항에 있어서,
상기 퇴적 요소는 갇힌 해저 퇴적 물질을 포함시키거나 및/또는 유지시키도록 구성되는 용법.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 퇴적물 포집 구성요소는 포집 메이(trapping bay)를 형성하는 측방향의 만곡되거나 각이 진(angled) 배열체를 갖는 용법.
제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퇴적물 포집 구성요소들은 벽부 및 그로부터 연장되는 바닥부 및 천장부를 형성하기 위해 각이 지거나 또는 만곡된 측방향 단면 구조를 갖는 용법.
제 23 항에 있어서,
상기 바닥부 및/또는 천장부에는 상기 퇴적 요소 내의 해저 물질을 더 잘 포함시키기 위하여 리테이닝 립(retaining lip)이 제공되는 용법.
제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퇴적 요소는, 각각 환형의 형태이며 원통을 형성하는 연속하는 단부 벽부에 의하여 수직방향으로 분리되는 천장부 및 바닥부를 포함하는 용법.
제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 갭 직경에 의해 분리되는 적어도 2 개의 퇴적 요소들을 포함하며,
상기 갭 직경은 각각의 퇴적물 포집 구성요소의 반경방향 폭의 1 내지 3 배인 용법.
제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 적어도 천장부나 바닥부 및 벽부를 가지며 반경방향 폭 및 깊이로서 특성화되는 치수들을 갖는 포집 구성요소들을 포함하며,
상기 반경방향 폭을 상기 깊이로 나눈 종횡비는 0.5 내지 3, 바람직하게는 0.75 내지 2인 용법.
제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 적어도 천장부나 바닥부 및 벽 부를 포함하며, 액체 내로 잠수되는 동안 상기 요소로부터 공기가 빠져나갈 수 있도록 하기 위해 상기 천장부 또는 상기 벽부의 상부에 적어도 하나의 어퍼처가 제공되는 용법.
제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 1.05 내지 2.5, 바람직하게는 1.1 내지 2, 보다 바람직하게는 1.2 내지 1.5의 비중을 갖는 물질로 이루어지는 용법.
제 20 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 고무, 경화된 고무 또는 합성 고무 재료로부터 선택된 재료로 만들어지는 용법.
제 20 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 1 m 내지 5 cm, 바람직하게는 50 cm 내지 10 cm, 보다 바람직하게는 25 cm 내지 15 cm 범위의 반경방향 직경을 갖는 용법.
제 20 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요소는 상기 요소는 1 m 내지 5 cm, 바람직하게는 50 cm 내지 10 cm, 보다 바람직하게는 25 cm 내지 15 cm 범위의 깊이를 갖는 용법.
제 20 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용법은 해저 장착 기초물, 해상 풍력 터빈 파일, 해양 에너지 장치나 그것의 앵커 주위에 복수의 퇴적 요소들을 배열함으로써 이루어지고,
상기 요소들은 요소들 간의 상호연결들에 의하여 상기 배열체에서 함께 유지되는 용법.
제 33 항에 있어서,
상기 배열체는 정사각형의 밀집된 배열체 또는 육각형의 밀집된 배열체인 용법.
제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
상기 요소들은 단 하나의 단일 층으로 제공되는 용법.
제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배열체는 4 내지 20m, 바람직하게는 5 내지 10 m의 측방향 직경을 갖는 퇴적 요소들의 매트를 형성하는 용법.
제 20 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퇴적 요소는 자동차 타이어인 용법.
제 37 항에 있어서,
상기 퇴적 요소는 사용되거나 및/또는 폐기되는 자동차 타이어인 용법.
상기 퇴적 요소가 나아가 제 28 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같이 이루어지는, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 청구된 방법, 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 청구된 시스템, 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 청구된 장치 및/또는 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 청구된 요소.
해저 장착 해양 에너지 장치, 기초물 또는 해상 풍력 터빈의 모노파일 주위에 세굴 보호 시스템을 설치하는 방법에 있어서,
상기 방법은,
세굴 억제 장치 또는 세굴 억제 장치의 부분을 형성하기 위한 복수의 퇴적 요소를 조립하는 단계,
상기 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분을 이송하기 위한 이송 프레임을 제공하는 단계 - 상기 이송 프레임은 상기 세굴 억제 장치와 해제가능하게 결합되는 복수의 장치 배열 수단을 가짐 - ,
상기 이송 프레임을 상기 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분과 해제가능하게 결합시키는 단계,
상기 이송 프레임을 원하는 위치까지 작동시키는 단계, 및
세굴 방지의 필요시 상기 세굴 억제 장치 또는 그것의 부분을 해제시켜 상기 세굴 억제 장치를 상기 원하는 위치에 배치시키는 단계를 포함하는 세굴 보호 시스템 설치 방법.
제 40 항에 있어서,
상기 세굴 보호 시스템은 다수의 부분들로 설치되며,
상기 부분들은 상기 해저 장착 해양 에너지 장치, 기초물 또는 해상 풍력 터빈의 모노파일 주위에서 상호연결된 다음 제 위치에서 상호연결되는 방법.
제 41 항에 있어서,
상기 세굴 보호 시스템은 해저-장착 해상 풍력 터빈 기초물을 위한 것이며 치수들로 이루어진 복수의 부분들로 배치되는 방법.
세굴 억제 장치 또는 그것의 부분을 이송하는 이송 프레임에 있어서,
상기 프레임은 길이방향 지지부 및 적어도 2 개의 측방향 지지부들을 포함하며,
상기 지지부들은 복수의 세굴 억제 장치 요소 결합 수단을 포함하는 이송 프레임.
상술된 바와 같은 복수의 퇴적 요소들을 포함하는 파이프라인 세굴 보호 매트.
함께 체결되는 고무 또는 합성 타이어들로 이루어지는 세굴-방지 매트.
매체로 채워지는 제 45 항에 청구된 세굴-방지 매트.
단일 층 또는 다중 층으로 이용되는, 제 45 항 또는 제 46 항에 청구된 세굴-방지 매트.
도면들을 기준으로 상술된 바와 같은 시스템, 방법. 퇴적 요소 또는 매트.