KR20120016192A - 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설(1)은 최소한 1개의 풍차(4)를 포함하며, 상기 유동성 정박시설(1)에는 최소한 1개의 유동 구동펌프(6)가 제공된다.

Description

에너지 생산을 위한 유동성 정박시설{Floating, Anchored Installation For Energy Production}
본 발명은 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설에 관한 것으로, 특히, 최소한 1개의 풍차를 포함하는, 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설에 관한 것이다.
연안의 유동성 정박시설에 풍차들을 배치하는 것이 공지된 사실이다. 설비 피칭, 압연(rolling)과 같은 것에 기인하는 변위들 또는 들어올리기 동작들은 상기 풍차 구조에 상당한 부가적인 힘을 전달할 수도 있기 때문에, 상기 시설들은 종종 풍차 지지구조를 정지 상태로 유지할 수 있도록 고안된다.
상기 시설의 구성은, 따라서, 특히 우리가 상기 동일한 시설상에 장착된 풍차들에 관해 언급할 때, 비교적 크고, 무겁고 값비싸지는 것을 수반한다. 상기 제조비용에 관련된 유용한 에너지 생산은 비교적 그다지 대단하지 않다.
DE 3803570는 웨지 채널(wedge channel) 원리에 따라 동작하는 파력으로부터 에너지의 생산을 위한 유동 시설을 다루며, 풍차들이 제공되어 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들중 최소한 1개를 해결 또는 감소시키기 위한 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따른 다음의 설명과 청구범위에 기재된 특징들에 의해 달성된다.
에너지 생산을 위한 유동성 정박시설이 제공되며, 상기 시설은 최소한 1개의 풍차를 포함하고, 상기 시설에는 최소한 1개의 유동 구동 파워엔진이 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 풍차를 운반할 수 있도록 고안된 시설은 전형적으로 펌프들의 형태의 다수의 유동 구동 파워엔진들을 수용할 수 있는 충분한 부력과 면적을 정상적으로 가진다. 상기 구성은 에너지 생산에서의 실질적인 증가를 가능하게 함으로써, 또한 개선된 자본 이익을 가능하게 한다.
상기 시설은 삼각형의 기본 윤곽일 수 있으며 2쌍의 풍차들을 포함한다. 상기 삼각형의 모서리의 각각에 부력 성분을 배치시킴으로써, 상기 풍차의 쌍이 상기 모서리들중 2개에 배치될 수도 있는 안정한 구조가 달성된다. 또한, 상기 시설은 물론 설치된 유동 구동 파워엔진들 없이도 사용 가능하다.
상기 시설은 제한된 흔들림으로 정박될 수도 있어 상기 시설이 상기 풍차들중 하나가 다른 풍차로부터의 난류에 노출되는 것을 피하기 위해 그 자체를 풍향에 따라 방향 지울 수도 있다. 제한된 흔들림에 의해 상기 시설이 일정한 각도, 예컨대 90도, 로 자유롭게 돌아가는 것을 의미한다. 상기 시설이 완전한 흔들림 정박을 위해 가져야 하는 자유도가 상당히 큰 힘을 계선 용구에 가할 수도 있기 때문에, 제한된 흔들림을 갖는 정박은 완전한 흔들림을 위해 선호된다.
삼각형의 시설은, 예컨대, 물 아래의 수평 연결구조를 포함할 수도 있다. 상기 구조는 1개 이상의 펌프들을 장착하기 위해 적합할 수도 있음으로써, 침수될 수도 있다.
바람직한 실시예에 따른 침수된 펌프의 피스톤은 연결 지삭(支索)에 의해 비교적 단순하게 단지 펌프 플로우트(pump float)에 연결되며, 상기 연결 지삭은 퍼늘(funnel)에 안내될 수도 있고, 가이드 롤러들을 포함할 수도 있다.
상기 플로우트가 파랑골에서 아래쪽으로 변위될때, 상기 펌프 피스톤 막대가 상기 피스톤 막대를 아래쪽으로 밀어내기 위해 배열된 균형추에 연결된다는 점에서 상기 펌프는 이중으로 동작할 수도 있다.
상기 펌프 피스톤 막대에는 해수가 배 밑바닥의 부착물이 덜 문제시되는 표면으로부터의 물에서의 거리를 유지할 수 있도록 하는 유입구가 제공될 수도 있다.
상기 파워 엔진은 원하면 선형 전기 발전기에 의해 구성될 수도 있다.
풍차 회전자들의 쌍은 역회전할 수도 있다. 상기 회전자들로부터의 힘들은 부분적으로 서로 상호작용할 것이며, 상기 시설상의 풍하중과 같은 힘을 감소시킬 수도 있다.
수평 댐핑판은 프레임 구조의 들어올리기 운동을 약화시키기 위해 바다에 비교적 깊게 상기 프레임 구조에 연결될 수도 있는 것이 유리하다. 만일 댐퍼판들이 적절히 고안되면, 예컨대, 수상 플랫폼에 연결됨으로써, 또는 선택적으로 상기 프레이밍에 연결됨으로써, 상기 댐퍼판들은 또한 상기 프레임 구조에 기계적인 보강재들로서 기능할 것이다.
상기 풍차 크기들을 증가시킬 수 있도록 하기 위해 상기 풍차들중 최소한 하나는 상기 시설의 삼각부의 외부에 배치될 수도 있다. 상기 풍차 기둥은, 예컨대, 코너 기둥으로부터 바깥쪽으로 뻗어 있는 지지교에 연결될 수도 있다. 그럼으로써, 상기 풍차들의 에너지 생산은 상기 시설의 치수에서의 증가 없이도 상당히 증가될 수도 있다.
본 발명에 따른 상기 시설은 종래의 기술의 사용보다 연안의 풍력 발전을 위한 부력장치들의 개선된 활용을 제공한다. 본 출원의 특별한 부분에 설명된 구성은 풍차들 및 펌프들의 위치 조정에 관한 바람직한 해결책을 제시한다.
첨부도면들에 예시된 바람직한 실시예의 예가 다음에 설명된다:
도 1은 본 발명에 따른 시설의 평면도이다.
도 2는 도 1의 시설의 측면도이다.
도 3은 상기 시설에 설치된 펌프의 도식적인 그리고 더욱 큰 스케일의 도면이고, 상기 펌프 피스톤은 위쪽으로 대체된다.
도 4는 도 3과 유사한 도면이나, 상기 펌프 피스톤은 아래쪽으로 대체된다.
도 5는 다른 선택적인 실시예에서의 도 1의 상기 시설의 약간 더 작은 스케일의 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 도면들의 참조번호 1은 삼각형의 형태의 프레임 구조(2), 2개의 풍차들(4), 및 다수의 유동 구동펌프들(6)를 포함하는 본 발명에 따른 시설을 평면도의 형태로 나타낸다.
상기 프레임 구조(2)는 코너 기둥들(8', 8'', 8''')로 건축되며, 그 위로는 물 표면(10)이 오목한 성분들(12)에 의해 상호 연결되고, 상기 프레임 구조(2)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수상 플랫폼(14)쪽의 아래쪽으로 또는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 뼈대(16)쪽으로 뻗어 있다.
상기 수상 플랫폼(14), 선택적으로 상기 뼈대(16), 은 물 아래의 상기 코너 기둥들(8', 8'', 8''')을 연결한다. 상기 코너 기둥들(8', 8'', 8'''), 상기 오목한 성분들(12) 및 상기 수상 플랫폼(14), 선택적으로 상기 뼈대(16), 상기 시설(1)의 삼각형부(17)를 구성한다.
철강이나 콘크리트 기둥들(9)을 갖도록 구성될 수도 있는, 상기 풍차들(4), 은 제1 코너 기둥(8') 및 제2 코너 기둥(8'')의 위에 배치되는 한편, 제3 코너 기둥(8''')에는 헬리곱터 덱(18)이 제공된다.
심해상의 미도시된 닻들에 연결된 시설 계선용구(20)는 제3 코너 기둥(8''')이 우세한 풍향에 대해 유지되도록 구성되나, 상기 시설 흔들림은 상기 코너 기둥들(8', 8'')에 연결된 상기 계선용구(20)에 의해 제한된다.
상기 프레임 구조(2)의 하부에는 수평 댐퍼판들(22)이 배치되어 상기 시설(1)의 들어올리기 동작을 감소시킨다. 상기 프레임 구조(2)로부터 수평으로 바깥쪽으로 뻗어 있는 상기 수평 댐퍼판들(22)은 추가적으로 상기 프레임 구조(2)의 모서리들에 배치되어, 상기 수상 플랫폼(14), 선택적으로는 상기 뼈대(16)를 따라 이동될 수 있음으로써, 상기 수평 댐퍼판들(22)은, 또한, 상기 프레임 구조(2)의 보강에 기여하게 된다.
상기 코너 기둥들(8', 8'', 8''')의 부력은 상기 시설(1)를 조절할 수 있도록 조정 가능하다.
상기 각각의 수상 플랫폼들(14), 선택적으로는 상기 뼈대(16)에는, 다수의 펌프들(6)이 배치된다. 각각의 펌프(6)는 피스톤 막대(30)의 주위를 밀봉하기 위한 스터핑 박스(stuffing box)(28)가 양쪽의 단부벽들(26)에 제공되는 펌프 실린더(2 4)를 포함한다.
상기 단부벽들(26)은 첵 밸브들(32) 및 압력 워터 파이프(34)를 통해 상기 제3 코너 기둥(8''')에 위치한 미도시된 터빈과 소통한다.
피스톤(36)을 밀봉하는 상기 펌프 실린더(24)에 연결된 상기 피스톤 막대(3 0)에는 물에 대한 유입구(38)가 형성되며, 상기 유입구(38)는 상기 피스톤 막대(3 0)의 하부(40)로부터 각각 피스톤 밸브들(42)을 통해 상부 펌프 챔버(44), 그리고 하부 펌프 챔버(46)로 하강하는 상기 피스톤(36)으로 이동한다.
상기 피스톤 막대(30)는 추가로 연결 스테이(50)에 의해 플로우트(48)에 연결된다. 바람직한 실시예에서 시브 가이드(sheave guide)(52)에서 이동하는 비교적 딱딱한 스테이는 상기 연결 스테이(50)를 구성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시브 가이드(52)는 상기 플로우트(48) 위의 상기 오목한 성분(12)에 배치될 수 있다.
상기 연결 스테이(50)는 선택적으로 유연적일 수도 있어서 상기 플로우트(4 8)가 그 자체를 실제의 조건들에 따라 정렬할 수 있다.
상기 피스톤 막대(30)에는 그 하부(40)에 균형추(54)가 제공되며, 또한 미도시된 흡입 여과기가 배치될 수도 있다. 만일 상기 플로우트(48)가 상기 펌프(6)의 스트로크 이상으로 대체되어야 하면, 블로우(blow)들을 흡수할 수 있도록 댐퍼들 (56)이 추가적으로 상기 펌프 실린더(24)의 위 그리고 아래에 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플로우트들(48)은 유연한 댐퍼 로프들(58)에 의해 상호 연결된다. 상기 댐퍼 로프(58)는 상기 플로우트들(48)이 비의도적으로 큰 수평 편향을 갖는 것을 방지하기 위해 배열된다.
동작 동안, 상기 시설(1)은 그 계선용구(20)에 기인하여 상기 우세한 풍향에 대해 정렬할 것이며, 또한 실제의 풍향이 상기 우세한 풍향과 약간 다르다고 할지라도 허용된 흔들림에 기인하여 상기 실제의 풍향과 부응한다. 상기 계선용구(20)가 상기 시설(1)이 돌도록 허용하는 것보다 상기 실제의 풍향이 보다 더 돈다면, 상기 풍차들(4)은 그 자체로 알려진 방식으로 그 자체를 상기 풍향에 정렬할 것이다. 그런 다음, 발생하는 것은 상기 풍차들(4)중 하나가 앞의 상기 풍차(4)로부터의 난류에 의해 방해받는다는 점이다. 상기 상태들 동안, 상기 풍차들(4)중 하나가 정지될 수 있다.
플로우트(48)가 웨이브(60)에 의해 위쪽으로 변위될 때, 상기 연결 스테이 (50)는 상기 피스톤(36)을 갖는 상기 피스톤 막대(30)와 상기 균형추(54)를 위쪽으로 민다. 상부 펌프 챔버(44)에서의 물이 상기 피스톤(36)에 의해 변위되어 상기 해당 첵 밸브(32)를 통해 상기 압축수 파이프(34)와 미도시 터빈으로 배수된다. 상기 하부 펌프 챔버(46)는 동시에 상기 유입구(38)와 상기 해당 한쪽 방향으로만 흐를 수 있는 피스톤 밸브(42)를 통해 바다로부터의 물로 채워진다.
상기 플로우트(48)가 상기 웨이브(60)의 아래로 이동할때, 상기 균형추(54)는 상기 피스톤(36)을 아래쪽으로 밀음으로써, 물은 상기 해당 첵 밸브(32)를 통해 상기 하부 펌프 챔버(46)로부터 상기 압축수 파이프(34)로 변위되는 한편, 물은 유입 캐널(inflow cannel)과 상기 해당 피스톤 밸브(42)를 통해 재충전된다.
선택적인 실시예에서, 상기 제3 코너 기둥(8''')에는, 최소한 그 하부에서, 도 1의 점선들로 표시된 보트 쉐이프(62)가 주어진다.
다른 실시예에서, 상기 풍차들(4)은 상기 시설(1)의 상기 삼각형부(17)의 외부에 배치되며, 각각의 풍차(4)에 의해 기둥(9)은 상기 각각의 코너 기둥(8', 8'')으로부터 뻗어 있는 지지교(64)에 연결된다. 제1 보강재(66)는 상기 각각의 지지교들(64)과 상기 코너 기둥들(8', 8'')의 사이에 비스듬히 형성되어 있는 반면, 제2 보강재(68)는 상기 지지교(64)와 상기 오목한 성분(12)의 사이에 형성되어 있다.
1 : 유동성 정박시설 2 : 프레임 구조
4 : 풍차 6 : 유동 구동펌프
8', 8'', 8''' : 코너 기둥들 10 : 물 표면
12 : 오목한 성분들 14 : 수상 플랫폼
16 : 뼈대 22 : 댐퍼판들

Claims (11)

  1. 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설(1)에 있어서,
    상기 유동성 정박시설(1)은 최소한 1개의 풍차(4)를 포함하고, 상기 풍차(4)는 상기 유동성 정박시설(1)의 삼각형부(17)의 외부에 배치되며, 상기 풍차(4) 기둥(9)은 코너 기둥(8', 8'')으로부터 뻗어 있는 지지교(64)에 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유동성 정박시설(1)은 풍차들(4)이 쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  3. 제2항에 있어서, 2쌍의 풍차들(4)은 역회전하는 회전자들을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유동성 정박시설(1)은 삼각형인 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유동성 정박시설(1)은 제한된 흔들림을 갖도록 정박되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유동성 정박시설(1)에는 최소한 1개의 유동 구동펌프(6)가 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유동 구동펌프(6)가 침수되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유동 구동펌프(6)의 상기 피스톤(36)은 연결 스테이 (50)에 의해 플로우트(48)에 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유동 구동펌프(6)는 이중으로 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유동 구동펌프(6)의 피스톤 막대(30)에는 유입구(38)가 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
  11. 제1항에 있어서, 댐퍼판들(22)은 상기 유동성 정박시설(1)의 프레임 구조(2)의 하부에 수평으로 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 생산을 위한 유동성 정박시설.
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