KR20130102048A

KR20130102048A - Support apparatus for underwater power generator and method for deployment

Info

Publication number: KR20130102048A
Application number: KR1020137006105A
Authority: KR
Inventors: 드류 블랙스랜드; 데이비드 콜리어; 존 와드
Original assignee: 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2013-09-16
Also published as: EP2603641A4; CN103221616A; JP2013535600A; CL2013000385A1; WO2012019224A1; US20140033624A1; AU2011288967A1; CA2807726A1; AU2011288967B2; EP2603641A1

Abstract

본 발명에서는, 수중발전기를 지지하기 위한 지지 장치가 기술된다. 수중발전기는 발전부를 가지며, 상기 지지 장치는 발전부를 지지하도록 구성된 스탠드와, 하나 이상의 모노리식 밸러스트 매스를 장착하도록 구성된 하나 이상의 고정 기초 요소를 포함하는 스태빌라이저를 포함하고, 하나 이상의 고정 기초 요소는 사용 시에 상기 지지 장치가 해저 위의 선정된 위치에서 중량을 견뎌내도록 모노리식 밸러스트 매스 위에 있는 배치 영역과 협동하도록 구성된 배치 영역을 포함한다. 또한, 밸러스트 매스도 기술되며 지지 장치를 설치하기 위한 방법과 지지 장치 위에 발전기를 설치하기 위한 방법들도 기술된다. In the present invention, a support apparatus for supporting an underwater generator is described. The hydropower generator has a power generation section, the support device comprising a stabilizer comprising a stand configured to support the power generation section and at least one stationary foundation element configured to mount one or more monolithic ballast masses, wherein the one or more stationary foundation elements are in use. And a placement area configured to cooperate with a placement area on the monolithic ballast mass such that the support device withstands weight at a predetermined location on the seabed. Also described are ballast masses and methods for installing a support device and methods for installing a generator on the support device.

Description

SUPPORT APPARATUS FOR UNDERWATER POWER GENERATOR AND METHOD FOR DEPLOYMENT}

본 발명은 일반적으로 수중발전기를 지지하기 위한 지지 장치와 수중발전기를 전개하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention generally relates to a support device for supporting a hydropower generator and to an apparatus and a method for deploying a hydropower generator.

수중발전기는 일반적으로 해양 및 조류 에너지를 가용 파워, 보통, 전력으로 변환시키기 위하여 터빈을 포함한다. 이러한 수중발전기는 일반적으로 유용한 장소에 설치하기가 어려운데, 부분적으로 이러한 장소들이 임의의 수체(body of water) 표면 아래의 매우 깊은 곳에 위치하기 때문이다. 또한, 이렇게 설치하기가 어려운 이유는 그러한 유용한 장소에서의 조류가 매우 강할 뿐만 아니라 조류가 실질적으로 또는 일반적으로 일정하게 흐르고 있지만 그럼에도 불구하고 조류의 강도와 조류 흐름 방향이 때때로 변경될 수 있기 때문이다. Underwater generators generally include turbines to convert ocean and tidal energy into usable power, usually power. Such hydrogenerators are generally difficult to install in useful locations, in part because they are located very deep below any body of water surface. In addition, the reason why this installation is difficult is not only that the algae in such a useful place are very strong, but the algae flows substantially or generally constant, but nevertheless the algae strength and algae flow direction can sometimes change.

조류에 의해 생성된 힘은 매우 커서 전개 구성요소(deployment component)에 가해지는 응력(stress)을 증가시키고 이에 따라 종종 전개 구성요소의 중량도 증가시킨다. 이에 따라 수중발전기의 설치 및 전개 공정이 방해될 수 있다. The force generated by the tides is so large that it increases the stress on the deployment component and thus often the weight of the deployment component. Accordingly, the installation and deployment process of the hydroelectric generator may be disturbed.

수중발전기를 지지하기 위한 공지의 장치는 이러한 장치들을 설치하기가 어렵거나 또는 복잡하다는 점에서 제한적이다. 몇몇 장치들은 복잡한 앵커 부교(anchor floating pontoon) 시스템에 의해 유지되며 원양 해역에서는 케이블에 현수된다. 다른 장치들은 해저에 박힌(driven) 파일(pile) 위에 장착된다. 그 외의 또 다른 장치들은 복잡한 잠수 조절식 덱크(submerged adjustable deck) 시스템을 포함한다. 이러한 시스템들은, 중간 규모의 해안가 타운과 같은 편의 지역에 전력을 공급할 수 있는 시스템을 설치할 수 있게 하는 데 있어서는 엄청난 비용을 수반한다. Known devices for supporting hydropower generators are limited in that they are difficult or complicated to install. Some devices are maintained by complex anchor floating pontoon systems and suspended in cables in ocean waters. Other devices are mounted on piles driven by the seabed. Other devices include a complex submerged adjustable deck system. These systems involve enormous costs in enabling the installation of systems capable of powering convenience areas such as medium sized coastal towns.

본 발명의 발명자들은 수중발전기에 사용하기에 적합한 새로운 전개 장치 및 방법을 개발하였다. The inventors of the present invention have developed a new deployment apparatus and method suitable for use in an underwater generator.

본 발명의 제 1 태양 따르면, 발전부(power generating portion)를 가진 수중발전기(underwater power generator)를 지지하기 위한 지지 장치가 제공되는데, 상기 지지 장치는: According to a first aspect of the invention, there is provided a support device for supporting an underwater power generator having a power generating portion, the support device comprising:

발전부를 지지하도록 구성된 스탠드(stand)를 포함하고, 상기 스탠드는 하나 이상의 모노리식 밸러스트 매스(monolithic ballast mass)를 장착하도록 구성된 하나 이상의 고정 기초 요소(stabilizing footing element)를 포함하는 스태빌라이저(stabilizer)를 포함하며 A stand configured to support the power generation unit, the stand including a stabilizer including one or more stabilizing footing elements configured to mount one or more monolithic ballast masses. And

상기 고정 기초 요소들은 사용 시에 상기 지지 장치가 해저 위의 선정된 위치에서 중량을 견뎌내도록(weighted down) 각각의 모노리식 밸러스트 매스 위에 있는 배치 영역(locating region)과 협동하도록 구성된 배치 영역을 가진 배치 조립체(locating assembly)를 포함한다. The stationary foundation elements are arranged with a placement area configured to cooperate with a locating region on each monolithic ballast mass such that the support device is weighted down at a selected location on the seabed in use. Locating assembly.

선택적으로, 상기 고정 기초 요소 또는 각각의 고정 기초 요소 위에 있는 배치 영역은 밸러스트 매스 위에 있는 협동하는 암 부분(cooperating female portion)과 상호결합되기 위한 수 부분(male portion)을 포함한다. 선택적으로, 수 부분은 고정 기초 요소를 따라 및/또는 고정 기초 요소로부터 연장되는 플린스(plinth) 또는 리지(ridge) 또는 키(key)를 포함한다. 선택적으로, 플린스 또는 리지 또는 키는 고정 기초 요소를 따라 반경 방향으로 연장되고 수평 방향으로 연장되며 고정 기초 요소 위에 장착될 때 밸러스트 매스는 이에 상응하여 반경 방향으로 배열되고 수평 방향으로 배열된다. 선택적으로, 키의 측면부로부터 외부 방향으로 걸려있고 하부 방향으로 걸려있는(depending) 경사진 숄더들이 제공되며, 경사진 숄더 들은 하부 방향으로 경사지게 협동하는 하측면 부분들을 가진 밸러스트 매스의 위치를 지지할 수 있다. Optionally, the placement area over the stationary foundation element or each stationary foundation element includes a male portion for interlocking with a cooperating female portion over the ballast mass. Optionally, the male portion comprises a plinth or ridge or key extending along and / or from the fixed foundation element. Optionally, the plinth or ridge or key extends radially along the fixed foundation element and extends horizontally and when mounted over the fixed foundation element the ballast mass is correspondingly arranged radially and arranged in the horizontal direction. Optionally, inclined shoulders are provided that are hung outwardly from the lateral side of the key and are depending downwards, wherein the inclined shoulders can support the position of the ballast mass with the lower side portions cooperating inclined downwardly. have.

선택적으로, 배치 조립체는 각각의 고정 기초 요소 위에 설치될 때 밸러스트 매스가 그 반대로 위치될(locate thereagainst) 수 있도록 하는 정지 부재(stop)를 포함한다. 상기 정지 부재는 숄더일 수 있으며, 선택적으로, 정지 부재는 각각의 고정 기초 요소로부터 상부 방향으로 연장되는 하나 이상의 포스트이다. 선택적으로, 포스트는 한 고정 기초 요소당 2개의 포스트가 제공되는 쌍으로 배열되며, 일반적으로 또는 실질적으로 공통 피치 원 직경(common pitch circle diameter) 위에서, 스탠드의 중앙에 배열된 포스트의 중심을 가진다. Optionally, the placement assembly includes a stop that allows the ballast mass to be located thereagainst it when installed over each stationary foundation element. The stop member may be a shoulder, and optionally, the stop member is one or more posts extending upwards from each fixed foundation element. Optionally, the posts are arranged in pairs provided with two posts per stationary foundation element and generally have a center of posts arranged in the center of the stand, generally or substantially above a common pitch circle diameter.

각각의 고정 기초 요소는 스탠드 중앙으로부터 반경 방향으로 연장되는 복수의 스포크(spoke)에 의해 스탠드 중앙으로부터 선정된 거리에 배열될 수 있다. 고정 기초 요소는 플레이트(plate)일 수 있으며, 플레이트의 외측 에지(outer edge)에 가까운 위치에서, 스탠드 중앙에 대해 근위부분(proximal)으로부터 스탠드 중앙에 대해 원위부분(distal)에까지 분포된 플레이트 위의 다양한 배치 조립체 영역들에 배치된 바람직한 배치 조립체를 포함할 수 있다. 고정 기초 요소는 스포크의 원위단부에 배치된 메인 환형 바디(main annular body)를 가진 환형체(annulus)일 수 있다. 하지만, 선택적으로는, 고정 기초 요소는 스포크의 원위단부에 배열된 지지 풋 패드(support foot pad)를 포함한다. Each stationary foundation element may be arranged at a predetermined distance from the stand center by a plurality of spokes extending radially from the stand center. The stationary foundation element may be a plate, on a plate distributed from the proximal to the center of the stand to the distal to the center of the stand, at a location near the outer edge of the plate. It may include a preferred batch assembly disposed in various batch assembly regions. The anchoring base element can be an annulus with a main annular body disposed at the distal end of the spoke. Optionally, however, the securing base element comprises a support foot pad arranged at the distal end of the spoke.

선택적으로, 스포크들은 서로 약 120 °의 각도만큼 거리가 떨어지도록 배열된다. 한 스포크는 다른 두 스포크보다 더 길 수 있어서 상기 스포크는 특정 방향으로 보다 강한 지지력 또는 반응력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 한 스포크의 길이는 11 m일 수 있으며 다른 2개의 스포크 길이는 8 m일 수 있다. 스포크에 대해 임의의 적절한 길이가 선택될 수 있다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. Optionally, the spokes are arranged to be separated from each other by an angle of about 120 °. One spoke may be longer than the other two spokes so that the spokes may provide stronger bearing or reaction forces in a particular direction. For example, one spoke may be 11 m long and the other two spokes may be 8 m long. It will be appreciated that any suitable length may be selected for the spokes.

선택적으로, 지지 풋 패드는 해저와 스태빌라이저 사이에 마찰 결합(frictional engagement)을 증가시키기 위해 그립 부분(grip portion)을 포함한다. 선택적으로, 상기 그립 부분은 해저와 맞물림(bite) 결합하기 위해 지지 풋 패드의 베이스 부분(base portion)에서 톱니(teeth) 또는 리브(rib)를 포함한다. Optionally, the support foot pad includes a grip portion to increase frictional engagement between the seabed and the stabilizer. Optionally, the grip portion includes teeth or ribs at the base portion of the support foot pad for bite engagement with the seabed.

선택적으로, 지지 풋 패드는 해저와의 마찰 결합을 증가시키고 보다 증가된 해저/톱니 결합을 제공하기 위하여 볼록한 형태로 배열된 밑창(sole) 부분을 포함한다. Optionally, the support foot pads include sole portions arranged in convex shape to increase frictional engagement with the seabed and provide increased seabed / toothed engagement.

선택적으로, 스탠드는 스태빌라이저로부터 상부 방향으로 연장되는 파일론 부분(pylon portion)을 포함한다. 선택적으로, 상기 파일론은 스탠드의 중앙 부분에 배열된다. 선택적으로, 상기 파일론은, 상부에 터빈 헤드(turbine head)를 장착하기에 적합한 중공 실린더(hollow cylinder) 형태로 구성된다. 또한, 파일론은 터빈용 회전 메커니즘을 포함할 수도 있다. 선택적으로, 파일론은 반경방향 길이가 약 12m인 블레이드(blade)를 가진 수평-배열식 축류 터빈(axial turbine)을 지지하기에 충분히 크다. Optionally, the stand includes a pylon portion extending upward from the stabilizer. Optionally, the pylon is arranged at the central portion of the stand. Optionally, the pylon is configured in the form of a hollow cylinder suitable for mounting a turbine head on top. The pylon may also include a rotation mechanism for the turbine. Optionally, the pylon is large enough to support a horizontally-arrayed axial turbine with blades about 12 m in radial length.

선택적으로, 상기 터빈 헤드는 허브(hub) 위에 배열된 제 1 축류 블레이드 세트를 포함하며, 상기 제 1 축류 블레이드 세트는 해저와 평행한 방향으로부터 흐르는 조류의 영향 하에서 허브 주위로 회전되도록 배열된다. Optionally, the turbine head comprises a first set of axial blades arranged above the hub, the first set of axial blades arranged to rotate around the hub under the influence of algae flowing from a direction parallel to the seabed.

선택적으로, 밸러스트 매스는 위에서 기술한 것과 같이 리세스(recess) 또는 키 홈(keyway)을 포함한다. 상기 키 홈은 베이스 면(base face) 내에 설치되며 경사진 측부들을 가진다. 이에 의해, 상기 밸러스트 매스가 긴 케이블에 의해 해수면으로부터 내려가면서 배치 영역에 위치의 위치 결정이 용이해진다는 것을 알 수 있다Optionally, the ballast mass includes a recess or keyway as described above. The key groove is installed in the base face and has sloped sides. As a result, it can be seen that positioning of the position in the placement area is facilitated while the ballast mass is lowered from the sea surface by the long cable.

선택적으로, 밸러스트 매스는 배치 조립체의 수 부분 또는 리지형 부분 또는 플린스형 부분의 프로파일과 비슷한 프로파일을 가진 상부 측면들을 포함한다. 이에 따라 또 다른 밸러스트 매스가 제 1 밸러스트 매스의 상부에 포개어지는 관계를 유지하며 위치될 수 있다. 선택적으로, 배치 조립체의 정지 부재 또는 포스트는 제 2 또는 제 3 밸러스트 매스를 상하 배열방식으로 배치(placing one atop another)하는 데 있어 효과적으로 되도록 충분히 길다. 선택적으로, 밸러스트 매스의 중량은 약 200 톤이고 강, 콘크리트 또는 그 외의 다른 무겁고 조밀한 재료로 구성되며 음의 부력(negative buoyancy)을 가지도록 형태가 형성된다. 밸러스트 매스는 임의의 중량, 예컨대, 5톤, 10톤, 50톤, 100톤, 혹은 그 외의 다른 적절한 중량일 수 있다. Optionally, the ballast mass includes upper sides having a profile similar to the profile of the male or ridged portion or the plinced portion of the batch assembly. Accordingly, another ballast mass may be positioned while maintaining a relationship of being superimposed on top of the first ballast mass. Optionally, the stop member or post of the placement assembly is long enough to be effective in placing one atop another of the second or third ballast mass. Optionally, the ballast mass weighs about 200 tons and consists of steel, concrete or other heavy and dense material and is shaped to have negative buoyancy. The ballast mass may be any weight, such as 5 to 10 to 50 to 100 tons or any other suitable weight.

본 발명의 제 2 태양에 따르면, 본 발명은 수중발전기 전개 방법(deployment method)을 제공하는데, 상기 방법은: According to a second aspect of the present invention, the present invention provides a method for deploying a hydropower generator, said method comprising:

스탠드를 수체 표면으로부터 해저로 내리는 단계를 포함하고 Lowering the stand from the body surface to the sea floor;

하나 이상의 모노리식 밸러스트 매스를 수체의 표면으로부터 스탠드의 지지 기초 영역 위로 내리는 단계를 포함하며 Lowering the at least one monolithic ballast mass from the surface of the body above the support base area of the stand;

상기 내리는 단계는 하나 이상의 모노리식 밸러스트 매스를 지지 기초 영역들의 하나 이상의 협동하는 각각의 배치 영역들 위에 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 협동하는 배치 영역들은 모노리식 밸러스트 매스 위에서 키 홈과 상호결합하도록 구성된 키를 포함한다. The lowering step includes positioning one or more monolithic ballast masses over one or more cooperating respective placement regions of the support foundation regions, wherein the cooperating placement regions are configured to interconnect with the key groove over the monolithic ballast mass. Contains the key.

상기 스탠드는 본 발명의 제 1 태양에 따른 지지 장치인 것이 바람직하다. It is preferable that the stand is a supporting device according to the first aspect of the present invention.

선택적으로, 상기 방법은 발전부를 스탠드 위에 설치하는 단계를 추가로 포함한다. 대안의 예에서, 스탠드는 상기 내리는 단계의 시간에서 상부에 설치된 발전부를 포함한다. Optionally, the method further comprises installing the power generation unit on the stand. In an alternative example, the stand includes a power generation unit installed on top at the time of the lowering step.

본 발명의 제 3 태양에 따르면, 본 발명은 발전기 지지부 또는 수중발전기를 밸러스팅(ballasting) 하기 위한 밸러스트 매스를 제공하며, 상기 밸러스트 매스는 수중발전기의 스탠드에 있는 협동하는 배치 영역과 협동하기 위해 한 표면에 있는 배치 영역을 포함한다. According to a third aspect of the present invention, the present invention provides a ballast mass for ballasting a generator support or an underwater generator, the ballast mass being adapted to cooperate with a cooperating placement area on a stand of the generator. It includes a placement area on the surface.

선택적으로, 배치 영역은 키 홈 또는 리세스 형태로 구성된다. Optionally, the placement area is configured in the form of a key groove or a recess.

선택적으로, 밸러스트 매스는, 밸러스트 매스들 간의 포개어지는 관계를 제공할 수 있도록 또 다른 밸러스트 매스 내의 협동하는 키 홈 또는 리세스를 수용하기 위하여, 제 2 표면 내에 키 또는 리지 또는 플린스(plinth)를 포함한다. Optionally, the ballast mass incorporates a key or ridge or plinth in the second surface to accommodate cooperating key grooves or recesses in another ballast mass to provide a nested relationship between the ballast masses. Include.

본 발명의 제 4 태양에 따르면, 발전부를 포함하는 수중발전장치가 제공되는데, 상기 발전장치는 발전부를 지지하도록 구성된 스탠드를 포함하고, 상기 스탠드는 하나 이상의 밸러스트 매스를 장착하도록 구성된 하나 이상의 고정 기초 요소를 포함하는 스태빌라이저를 포함한다. According to a fourth aspect of the invention, there is provided an underwater power generation device comprising a power generation portion, the power generation device comprising a stand configured to support the power generation portion, the stand having one or more stationary foundation elements configured to mount one or more ballast masses. It includes a stabilizer comprising a.

본 발명의 제 5 태양에 따르면, 수중발전기 설치 방법이 제공되는데, 상기 방법은: According to a fifth aspect of the invention, there is provided a method of installing a hydropower generator, the method comprising:

지지 스탠드 위에 발전 헤드를 조립하는 단계,Assembling the power generating head on a support stand,

지지 스탠드의 배치 부분들 위에 복수의 밸러스트 매스를 조립하는 단계, 및 Assembling the plurality of ballast masses on the placement portions of the support stand, and

지지 스탠드, 밸러스트 매스 및 발전 헤드를 해저로 내리는 단계를 포함한다. Lowering the support stand, ballast mass and power generation head to the seabed.

본 명세서 전반에 걸쳐, 문맥에서 달리 규정하지 않는 한, 용어 "포함하다" 또는 이 용어의 파생형, 가령, "포함하는" 또는 "포함하고 있는"은 기술된 요소, 완전체(integer) 또는 단계, 혹은 요소들의 그룹, 완전체들의 그룹 또는 단계들의 그룹을 포함하는 것으로서, 그 외의 다른 임의의 요소, 완전체 또는 단계, 혹은 요소들의 그룹, 완전체들의 그룹 또는 단계들의 그룹을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Throughout this specification, unless otherwise specified in the context, the term "comprises" or derivatives thereof, such as "comprising" or "comprising", refers to the described element, integral or step, Or as including a group of elements, a group of wholes or a group of steps, and not to exclude any other element, whole or step, or a group of elements, a group of wholes or a group of steps.

본 명세서에 포함된 문헌, 행위, 재료, 장치, 물품 등에 대한 논의는 전적으로 본 발명의 전후 관계를 제공하기 위한 것이다. 이러한 사항들 중 어느 것도, 본 발명의 우선일 이전에 오스트레일리아에 존재하였다는 이유로 본 발명에 관련된 분야에서 공통적인 일반 상식이라거나 종래 기술의 토대의 일부를 형성하는 것으로 간주 되어서는 안 된다. The discussion of documents, acts, materials, devices, articles, and the like contained herein is solely to provide a context for the present invention. None of these matters should be considered as common general knowledge in the field related to the present invention or form part of the prior art because it existed in Australia prior to the priority date of the present invention.

본 발명이 보다 명확하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 하기 예들과 도면들을 참조하여 바람직한 구체예들이 설명될 것이다. In order that the present invention may be more clearly understood, preferred embodiments will be described with reference to the following examples and drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 한 구체예에 따른 지지 장치 위에 장착된 수중발전기를 도시한 등축도이다.
도 2는 도 1의 수중발전기를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 수중발전기를 도시한 정면도이다.
도 4는, 명확하게 도시하기 위해 수중발전기의 발전 헤드가 제거된, 도 1에 도시된 지지 장치의 개략적 평면 투시도이다.
도 5는, 명확하게 도시하기 위해 발전부가 제거된, 도 1에 도시된 지지 장치의 측면도이다.
도 6은, 명확하게 도시하기 위해 밸러스트 매스와 발전부가 제거된, 도 1에 도시된 지지 장치의 등축도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 한 구체예의 일부분에 따른 선택적인 고정 기초 요소를 도시한 단부 입면도로서, 기초의 상부 위에 적재된 밸러스트 매스의 선택적인 협동 스택의 한 유형을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 한 구체예의 일부분에 따른 또 다른 선택적인 고정 기초 요소를 도시한 단부 입면도로서, 기초의 상부 위에 적재된 밸러스트 매스의 선택적인 협동 스택의 한 유형을 도시하는 도면이다. 1 is an isometric view of a hydroelectric generator mounted on a support device according to one preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view illustrating the underwater generator of FIG. 1.
FIG. 3 is a front view illustrating the underwater generator of FIG. 1.
4 is a schematic plan perspective view of the support device shown in FIG. 1 with the power generation head of the hydrogen generator removed for clarity.
5 is a side view of the support device shown in FIG. 1 with the power generation portion removed for clarity.
FIG. 6 is an isometric view of the support device shown in FIG. 1 with the ballast mass and power generation portion removed for clarity.
FIG. 7 is an end elevation view of an optional securing foundation element in accordance with a portion of one preferred embodiment of the present invention, illustrating one type of optional cooperative stack of ballast masses loaded on top of the foundation.
FIG. 8 is an end elevation showing another optional securing foundation element in accordance with a portion of one preferred embodiment of the present invention, illustrating a type of optional cooperative stack of ballast masses loaded on top of the foundation.

도면들을 참조하면, 수중발전기가 전체적으로 도면부호(10)로 표시되는데, 이 수중발전기(10)는 지지 장치(12)를 포함하고 상기 지지 장치는 스탠드(14)를 포함한다. 스탠드(14)는 3개의 지지 풋 패드(20, 21, 22) 형태의 고정 기초 요소(18)를 포함하는 스태빌라이저(16)를 포함한다. 스태빌라이저(16)는 원위단부(26, 27 및 28)를 가진 스포크(23, 24 및 25)를 포함하고 지지 풋 패드(20, 21, 22)는 스포크(23, 24 및 25)의 원위단부에 배열된다. Referring to the drawings, the hydrogenerator is generally denoted by reference numeral 10, which includes a support device 12 and the support device includes a stand 14. The stand 14 comprises a stabilizer 16 comprising a fixed foundation element 18 in the form of three support foot pads 20, 21, 22. Stabilizer 16 includes spokes 23, 24 and 25 with distal ends 26, 27 and 28 and support foot pads 20, 21 and 22 at distal ends of spokes 23, 24 and 25. Are arranged.

지지 풋 패드(20, 21 및 22)는 각각의 지지 풋 패드 위에 배치 조립체(30)를 포함한다. 각각의 배치 영역(30)은 모노리식 밸러스트 매스(50)를 지지 풋 패드(20) 위에 위치시키도록 구성되며, 모노리식 밸러스트 매스의 중량(mass)은 해양(marine) 또는 조류(water current)로부터 수중발전기(10)용으로 반응 지지력(reaction support)을 제공하여 모노리식 밸러스트 매스가 중량을 견뎌내도록(weighted down) 작용한다. Support foot pads 20, 21, and 22 include a placement assembly 30 over each support foot pad. Each placement area 30 is configured to position the monolithic ballast mass 50 over the support foot pads 20, the mass of the monolithic ballast mass being from marine or water currents. Reaction support is provided for the hydropower generator 10 so that the monolithic ballast mass is weighted down.

배치 영역(30)은 모노리식 밸러스트 매스(50)가 지지 풋 패드(20) 위에 설치될 때 모노리식 밸러스트 매스(50) 위에 키 홈(keyway) 또는 채널(52) 형태인 협동하는 암 부분(51)과 협동 또는 상호결합(interengagement)하기 위한 수 부분(31)을 포함한다. 상기 수 부분(31)은 지지 풋 패드(20) 위에서 중앙에 배열되고 반경 방향으로 지지 풋 패드(20)를 따라 연장되어 각각의 스포크(23, 24, 25)에 평행한 플린스(plinth) 또는 리지(ridge) 또는 키(32)를 포함한다. 상기 플린스 또는 리지 또는 키(32)는 협동 및 상호결합을 용이하게 하기 위해 경사진 램프 또는 숄더(33)를 포함한다. 모노리식 밸러스트 매스(50)가 약 30-60m의 높이로부터 케이블 상의 지지 풋 패드(20) 위로 내려갈 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다(그 위치에서 수체(body of water)의 표면일 것이다). 따라서, 램프, 경사진 숄더(33)는 상기 모노리식 밸러스트 매스(50) 또는 각각의 모노리식 밸러스트 매스(50)를 지지 풋 패드(20) 위에 용이하게 배치할 것이다. The placement area 30 is a cooperating arm portion 51 in the form of a keyway or channel 52 over the monolithic ballast mass 50 when the monolithic ballast mass 50 is installed over the support foot pad 20. ) And a male portion 31 for cooperating or interengagement. The male portion 31 is centrally arranged above the support foot pad 20 and extends radially along the support foot pad 20 in parallel to each spoke 23, 24, 25, or Ridge or key 32. The plinth or ridge or key 32 includes an inclined lamp or shoulder 33 to facilitate coordination and mutual coupling. It will be appreciated that the monolithic ballast mass 50 will descend above the support foot pad 20 on the cable from a height of about 30-60 m (which would be the surface of the body of water at that location). Thus, the ramp, inclined shoulder 33 will easily place the monolithic ballast mass 50 or each monolithic ballast mass 50 over the support foot pad 20.

배치 영역(30)은 각각의 고정 풋 패드(20) 위에 설치될 때 모노리식 밸러스트 매스(50)를 그 반대로 배치하기 위해 정지 부재(34)를 추가로 포함한다. 상기 정지 부재(34)는 지지 풋 패드(20)로부터 상부를 향해 연장되도록 배열되는 포스트(35) 형태를 가질 수 있는데, 포스트는 지지 풋 패드(20)마다 2개의 포스트가 제공되는 쌍으로 배열되며, 각각의 포스트(35)는 공통 피치 원 직경(common pitch circle diameter) 위에 배열된다. The placement area 30 further includes a stop member 34 for placing the monolithic ballast mass 50 on the contrary when installed over each fixed foot pad 20. The stop member 34 may be in the form of posts 35 arranged to extend upward from the support foot pads 20, which are arranged in pairs in which two posts are provided per support foot pad 20. Each post 35 is arranged above a common pitch circle diameter.

각각의 지지 풋 패드(20)는 해저(도시되지 않음)와의 마찰 결합(frictional engagement)을 증가시키기 위해 밑면(40) 위에 그립 영역(29)을 포함한다. 그립 영역(29)은 해저와의 마찰 결합을 증가시키기 위하여 해저와 맞물림 결합(biting engagement)을 증가시킬 수 있는 톱니(teeth) 또는 리지(41)를 포함한다. 밑면(40)은 해저와의 마찰 결합을 증가시키기 위해 볼록한 형태이다. Each support foot pad 20 includes a grip region 29 over the base 40 to increase frictional engagement with the seabed (not shown). Grip region 29 includes teeth or ridges 41 that can increase biting engagement with the seabed to increase frictional engagement with the seafloor. Base 40 is convex in order to increase frictional engagement with the seabed.

스탠드(14)는 터빈 헤드(11) 형태의 발전부(19)를 지지하기 위해 중공 실린더(17) 형태의 파일론(15)을 포함한다. 터빈 헤드(11)는 회전형 장착 부분(13)을 포함한다. The stand 14 includes a pylon 15 in the form of a hollow cylinder 17 for supporting the power generation unit 19 in the form of a turbine head 11. The turbine head 11 comprises a rotatable mounting portion 13.

모노리식 밸러스트 매스(50)는 지지 풋 패드(20)의 부분과 비슷한 상부 프로파일 면 부분(56)을 추가로 포함하며, 이에 따라 밸러스트 매스(50)가 서로 정지하고 있을 때 서로에 대해 포개어지게 적재될 수 있고 상부 매스(upper mass)는 하부 매스(lower mass)가 지지 풋 패드(20) 위에 있을 때와 똑같이 용이하게 배치될 수 있다. 키와 키 홈의 목적은 발전기(10)의 작동 동안 서로 위에 그리고 지지 풋 패드 위에 모노리식 밸러스트 매스(50)를 보유하기 위한 것이다. The monolithic ballast mass 50 further includes an upper profile face portion 56 similar to the portion of the support foot pad 20, thus stacking up against one another when the ballast mass 50 is at rest. And the upper mass can be disposed as easily as when the lower mass is above the support foot pad 20. The purpose of the key and key groove is to hold the monolithic ballast mass 50 over each other and over the support foot pads during operation of the generator 10.

모노리식 밸러스트 매스(50)의 중량은 약 200톤이고 강, 콘크리트 또는 그 외의 다른 무겁고 조밀한 재료로 구성되며 음의 부력(negative buoyancy)을 가지도록 형태가 형성된다. 하지만, 밸러스트 매스가 조건 및 국부 표준상태에 적합하도록 설계되며 임의의 중량, 예컨대, 5톤, 10톤, 50톤, 100톤, 혹은 그 외의 다른 적절한 중량일 수 있다는 사실을 이해해야 한다. The monolithic ballast mass 50 weighs about 200 tons and consists of steel, concrete or other heavy and dense material and is shaped to have negative buoyancy. However, it should be understood that the ballast mass is designed to meet the conditions and local standards and may be of any weight, such as 5 to 10 to 50 to 100 tons or any other suitable weight.

스포크(23, 24 및 25)는 파일론으로부터 외부를 향해 연장되며 스포크들이 서로 약 120°의 각도만큼 거리가 떨어지도록 배열된다. 한 스포크는 다른 스포크보다 약간 더 길며, 도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 스포크는 수중발전기에 대해 보다 큰 반응 지지력(reaction support)을 제공할 수 있고 가장 강한 해양 또는 조류 방향으로 배열될 수 있다. The spokes 23, 24 and 25 extend outwards from the pylons and are arranged so that the spokes are separated from each other by an angle of about 120 °. One spoke is slightly longer than the other spoke, and as can be seen in FIG. 4, the spokes can provide greater reaction support for the hydropower generator and can be arranged in the strongest marine or tidal direction.

한 설치기술(installation technique)은 제 1 움직임(first movement)으로써 지지 장치(12)(도 5에 도시됨)를 해저로 내리고 제 2 움직임(second movement)으로써 발전 헤드를 내려서 지지 장치 위에 설치하는 것이다. 그러면, 밸러스트 매스는 패드(20) 위에 내려간다. 대안의 기술에서, 스탠드 및 발전 헤드는 함께 내려갈 수도 있으며 그러면 밸러스트 매스가 스탠드 풋 패드(20)에 제공된다(applied). 발전기를 설치하기 위한 추가적인 선택사항은 설치된 밸러스트 매스를 포함한 전체 장치(10)를 한 리프트(lift)에서(혹은 하강 공정(lowering operation)에서) 수체의 표면으로부터 해저로 내리는 것이라는 것을 이해해야 한다. 즉, 발전 장치의 중량과 크기에 적합한 리프트의 임의의 조합(하강 공정들)도 사용될 수 있다는 의미이다. One installation technique is to lower the support device 12 (shown in FIG. 5) to the sea floor as a first movement and to lower the power generation head onto the support device as a second movement. . The ballast mass then descends on the pads 20. In an alternative technique, the stand and the power generating head may be lowered together so that a ballast mass is applied to the stand foot pad 20. It is to be understood that an additional option for installing a generator is to lower the entire device 10, including the installed ballast mass, from the surface of the body to the sea floor in one lift (or in a lowering operation). In other words, any combination of lifts (lowering processes) suitable for the weight and size of the power plant can be used.

일례의 설치기술을 이용하여 설치할 때, 밸러스트 매스(50)는, 케이블(도시되지 않음) 상에서 위에서부터, 지지 풋 패드(20) 위의 수 미터 지점에 있으며 지지 풋 패드(20)로부터 반경 방향으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치로 내려진다는 것을 알 수 있다. 밸러스트 매스(50)의 벽(55)은 정지 부재(34)에 맞대어지게 되고, 그 뒤에 추가로 내려지고, 이로써 키(32)가 키 홈(52)과 상호 결합 된다. 밸러스트 매스(50)의 키 홈(52)이 키(32)에 오정렬(misalignment)되는 문제는 경사진 숄더 또는 램프(33)에 의해 해결된다. 이어서, 발전 헤드가 파일론 위에 설치된다. When installed using an example installation technique, the ballast mass 50 is several meters above the support foot pad 20, from above on a cable (not shown) and radially from the support foot pad 20. It can be seen that it is lowered to a position separated by a predetermined distance. The wall 55 of the ballast mass 50 is against the stop member 34 and subsequently lowered, whereby the key 32 is mutually engaged with the key groove 52. The problem that the key groove 52 of the ballast mass 50 is misaligned with the key 32 is solved by the inclined shoulder or lamp 33. Subsequently, the power generation head is installed on the pylon.

다양한 종류의 배치 영역(30)이 고려되며 본 발명에 사용하기에 적합하다. 고정 풋 패드(120, 121 및 122)는 도 7과 도 8에 도시된 것과 같은 암 배치 영역(130)을 선택적으로 포함한다. 이 선택적 예에서 밸러스트 매스(150, 250)는, 암 배치 영역9130)과 협동하되 이 암 배치 영역 위에 놓일 때에 그 안으로 연장함으로써 암 배치 영역과 협동하고 수 부분(151, 251)을 포함한다. 밸러스트 매스(151 및 251)의 상측 표면은 도 7과 도 8에 도시된 것과 같이 추가적인 밸러스트 매스들을 층식으로 수용하기 위와 유사하게 암의 형태로(female) 구성된다. 상단 밸러스트 매스의 상측 표면은 도시된 것과 같이 평평할 수 있다. Various types of placement areas 30 are contemplated and suitable for use in the present invention. Fixed foot pads 120, 121, and 122 optionally include an arm placement area 130 as shown in FIGS. 7 and 8. In this optional example, the ballast mass 150, 250 cooperates with the arm placement area 9130 but cooperates with the arm placement area by extending therein when placed over the arm placement area and includes the male portions 151, 251. The upper surfaces of the ballast masses 151 and 251 are configured in the form of an arm similar to the above for layering additional ballast masses as shown in FIGS. 7 and 8. The upper surface of the upper ballast mass may be flat as shown.

암 배치 영역(130)은 위치 결정을 용이하게 하기 위해 경사진 숄더를 가질 수 있다. 마찬가지로, 수 배치 영역(151)도 이와 협동 가능하여 테이퍼형으로 구성될 수 있다. Arm placement area 130 may have an inclined shoulder to facilitate positioning. Similarly, the male arrangement region 151 can cooperate with this and be configured to be tapered.

도 8에 도시된 것과 같이 암 리세스(231)의 각 면 위에 배치된 수 돌출부(252 및 253)가 2개 있다. 이로써, 밸러스트 매스를 지지 풋 패드(220) 위에 위치시킬 때에 그 지지 풋 패드에 용이하게 파지되게 할 수 있다. As shown in FIG. 8, there are two male protrusions 252 and 253 disposed on each side of the female recess 231. As a result, when the ballast mass is placed on the support foot pad 220, the ballast mass can be easily gripped by the support foot pad.

당업자들은 여러 특정 실시예에서 나타낸 바와 같은 본 발명에 대해 광의로 기재하고 있는 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 다양하게 변형 및/또는 수정을 가할 수 있다는 사실을 이해할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 모든 점에서 예시적인 것이지 제한적인 것이 아니라는 것으로 고려되어야 한다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and / or modifications can be made without departing from the scope or spirit of the invention as broadly described for the invention as shown in various specific embodiments. Accordingly, the present embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

Claims

A support apparatus for supporting an underwater generator having a power generation unit,
The support device includes a stand configured to support the power generation unit,
The stand includes a stabilizer having one or more stabilizing footing elements configured to be mounted with one or more monolithic ballast masses,
The one or more stationary foundation elements support a hydropower generator, the placement region being configured to cooperate with a placement area on a monolithic ballast mass such that the support device is weighted down at a selected location on the seabed in use. Supporting device for

The method of claim 1,
And the placement area over each of the fixed foundation elements or each fixed foundation element includes a male portion for interlocking with a cooperating female portion over the ballast mass. Support device for.

The method of claim 2,
The male portion comprises a plinth or ridge or key extending from the fixed foundation element or each fixed foundation element and / or along the fixed foundation element or each fixed foundation element A support device for supporting an underwater generator.

The method of claim 3,
A plinth or ridge or key extends radially and horizontally along the fixed foundation element or each fixed foundation element and is correspondingly arranged radially and horizontally when a ballast mass is mounted on the fixed foundation element. A support device for supporting an underwater generator.

6. The method according to any one of claims 3 to 5,
The side of the plinth or ridge or key comprises an inclined shoulder which is hung outwardly and hung in a downward direction and the inclined shoulder is adapted to support the position of the ballast mass with lower side parts which cooperate in an inclined downward direction in use. A support device for supporting an underwater generator.

The method according to any one of claims 1 to 5,
And wherein each placement zone includes a stop member that, when installed on each stationary foundation element, allows the ballast mass to be positioned vice versa.

The method according to claim 6,
The support member for supporting the hydroelectric generator, characterized in that the stop member is configured in the form of a shoulder.

The method of claim 7, wherein
And the stop member comprises at least one post extending upwardly from the stationary foundation element or each stationary foundation element.

9. The method of claim 8,
The posts are arranged in pairs provided with two posts per stationary foundation element, and generally or substantially above the common pitch circle diameter, having a center of the posts arranged in the center of the stand. Support device.

10. The method according to any one of claims 1 to 9,
And a plurality of stacked monolithic ballast masses arranged in an up-and-down arrangement over said fixed base element or each fixed base element.

11. The method according to any one of claims 1 to 10,
And the stationary foundation element or each stationary foundation element is arranged at a predetermined distance from the center of the stand by a plurality of spokes extending radially from the center of the stand.

12. The method of claim 11,
The stationary foundation element or each stationary foundation element is configured in the form of a support foot pad arranged at the distal end of each spoke.

13. The method according to claim 11 or 12,
Three spokes are provided and the spokes are arranged to be spaced apart from each other by an angle of about 120 °.

14. The method according to any one of claims 11 to 13,
One spoke is longer than the other two spokes so that the spokes can provide a stronger bearing or reaction force in the selected direction.

15. The method according to any one of claims 1 to 14,
A support foot pad includes a grip portion to increase frictional engagement between the seabed and the stabilizer.

16. The method of claim 15,
Wherein the grip portion or each grip portion includes teeth or ribs at the base portion of the support foot pad to engage the seabed in use.

17. The method of claim 16,
The support foot pad or each support foot pad includes sole portions arranged in convex shape in use to increase frictional engagement with the seabed and provide increased seabed / tooth engagement. A support device for supporting an underwater generator.

The method according to any one of claims 1 to 17,
The stand includes a pylon portion extending upward from the stabilizer, wherein the pylon is arranged in the central portion of the stand and is a hollow cylinder suitable for mounting a rotating mechanism and turbine head on the top. Supporting device for

19. The method according to any one of claims 1 to 18,
And a submersible generator mounted to said support apparatus.

19. A ballast mass for ballasting an apparatus for supporting a hydrogen generator according to any one of claims 1 to 18,
And the ballast mass comprises a placement area on one surface for cooperating with a cooperating placement area on a stand of the hydrogen generator.

21. The method of claim 20,
And wherein the placement area is a key groove or recess formed in the base face of the ballast mass and comprises an inclined face for easy placement.

The method of claim 21,
Ballast mass, characterized in that it comprises a ridge or plinth on the upper side with respect to the position of loading the additional ballast mass in use.

In the underwater generator deployment method,
Lowering the hydrogen generator support device according to any one of claims 1 to 18 from the surface of the body to the seabed,
Lowering the at least one monolithic ballast mass from the surface of the body above the support base area of the support device,
Wherein the unloading includes placing one or more monolithic ballast mass over one or more cooperating respective deployment regions of the support foundation regions.

24. The method of claim 23,
The method further comprises the step of installing the hydrogen generator on a support device.