KR20140091242A - semi-submergible RIG - Google Patents

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KR20140091242A
KR20140091242A KR1020130003255A KR20130003255A KR20140091242A KR 20140091242 A KR20140091242 A KR 20140091242A KR 1020130003255 A KR1020130003255 A KR 1020130003255A KR 20130003255 A KR20130003255 A KR 20130003255A KR 20140091242 A KR20140091242 A KR 20140091242A
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주경환
임선빈
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed is a semi-submersible maritime structure. According to an embodiment of the present invention, the semi-submersible maritime structure includes a platform having work equipment on the top; multiple columns arranged to be mutually separated while supporting the bottom of the platform; multiple pontoons coupled to the bottom of the columns to provide buoyancy; and multiple wave power generators respectively installed on the columns on the inner side surfaces facing the neighboring columns.

Description

반잠수식 해양구조물{semi-submergible RIG}Semi-submergible RIG

본 발명은 반잠수식 해양구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파도를 이용해 발전을 수행할 수 있고, 파도의 상하운동을 저감시켜 구조물의 안정된 부유상태를 유지할 수 있는 반잠수식 해양구조물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semi-submergible offshore structure, and more particularly, to a semi-submergible offshore structure capable of performing power generation using a wave and reducing up and down movement of waves to maintain a stable floating state of the structure .

해상에 부유상태를 유지하면서 해저자원의 탐사나 생산을 위한 시추작업 등을 수행하는 것으로 반잠수식 해양구조물이 알려져 있다.Semi-submersible offshore structures are known to perform surveys for the exploration and production of seabed resources while maintaining floating status on the sea.

통상의 반잠수식 해양구조물은 그 상부에 데릭, 크레인, 각종 시추설비, 계류설비 등을 탑재한 플랫폼과, 플랫폼의 하면에 수직방향으로 설치되어 플랫폼을 지지하는 복수의 칼럼과, 칼럼의 하단에 결합되어 부유상태의 유지를 위한 부력을 제공하는 폰툰(pontoon), 그리고 폰툰의 하부에 설치된 자항설비를 포함한다. 이러한 유형의 반잠수식 해양구조물 구조에 대해서는 대한민국 공개특허공보 10-2012-0008623호(2012. 02. 01. 공개)를 참조할 수 있다.A conventional semi-submergible offshore structure includes a platform on which a derrick, a crane, various drilling equipment, a mooring facility, etc. are mounted, a plurality of columns installed vertically on the lower surface of the platform to support the platform, A pontoon that provides combined buoyancy for sustaining the suspended state, and a self-contained facility at the bottom of the pontoons. For the semi-submergible offshore structures of this type, refer to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0008623 (published on Mar. 02, 2012).

한편, 이러한 해양구조물은 해상에 부유한 상태에서 탐사나 시추작업을 수행하기 때문에 선박에 비해 롤링(rolling) 운동을 제어할 필요가 있다. 특히 해양구조물의 하부에서 발생하는 파도는 구조물의 상하방향 직선운동(heaving)을 유발하여 작업의 안정성을 저해하므로 이를 감쇄시킬 필요가 있다.On the other hand, it is necessary to control the rolling motion in comparison with the ship because such an offshore structure performs exploration and drilling operations in a floating state on the sea. Especially, the waves generated from the bottom of the offshore structure cause heaving of the structure in the up and down direction, and thus it is necessary to attenuate the stability of the work.

특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 10-2012-0008623호(2012. 02. 01. 공개)Patent Document 1: Korean Published Patent Application No. 10-2012-0008623 (published on 02.01.2012)

본 발명의 실시 예는 파도를 이용해 발전을 수행할 수 있고, 구조물의 상하방향 운동을 저감시켜 안정된 부유상태를 유지할 수 있는 반잠수식 해양구조물을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a semi-submergible offshore structure capable of performing power generation using waves and reducing a vertical movement of a structure to maintain a stable floating state.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상부에 작업설비가 탑재되는 플랫폼; 상기 플랫폼 하부를 지지하며 상호 이격되도록 배치된 복수의 칼럼; 상기 칼럼의 하부에 결합되어 부력을 제공하는 복수의 폰툰; 상기 복수의 칼럼에 각각 설치되되, 상기 칼럼의 측면들 중 인접하는 칼럼과 대향하는 안쪽 측면 쪽에 설치되는 복수의 파력발전장치를 포함하는 반잠수식 해양구조물이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a work machine including: a platform on which work equipment is mounted; A plurality of columns arranged to support the lower portion of the platform and spaced apart from each other; A plurality of pontoons coupled to a lower portion of the column to provide buoyancy; A semi-submergible offshore structure including a plurality of wave power generators installed in the plurality of columns, the plurality of wave generators being installed on an inner side surface opposite to adjacent columns of the side surfaces of the columns.

상기 파력발전장치는 파도의 상하운동에 의해 회전하는 회전날개와, 상기 회전날개의 회전력을 이용해 전기를 발생시키는 발전기를 포함할 수 있다.The wave power generator may include a rotary blade that rotates due to up and down movement of a wave, and a generator that generates electricity using a rotational force of the rotary blade.

상기 회전날개는 상기 칼럼으로부터 연장된 지지부에 의해 회전 가능하게 지지되며 상하방향으로 연장된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 나선날개부를 포함할 수 있다.The rotary vane may include a rotary shaft extending in the vertical direction and a spiral wing installed in the rotary shaft, the rotary vane being rotatably supported by a support extending from the column.

상기 회전날개는 상기 칼럼으로부터 연장된 지지부에 회전 가능하게 지지되며 상하방향으로 연장된 회전축과, 상기 회전축에 상호 이격되도록 설치된 복수의 프로펠러를 포함할 수 있다. The rotary vane may include a rotary shaft that is rotatably supported on a support extending from the column and extends in the vertical direction, and a plurality of propellers spaced apart from the rotary shaft.

상기 파력발전장치는 상기 회전축의 회전을 상기 발전기로 증속시켜 전달하는 증속기를 더 포함할 수 있다.The wave generator may further include an accelerator for increasing the rotation of the rotary shaft to the generator.

본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물은 파도의 상하운동에 의해 파력발전장치의 회전날개가 회전함으로써 발전을 수행할 수 있다.The semi-submergible offshore structure according to the embodiment of the present invention can perform power generation by rotating the rotating blades of the wave power generator by up and down movement of waves.

또 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물은 상하운동을 하는 파도가 파력발전장치를 동작시키면서 발전에너지로 회수되기 때문에 파도가 해양구조물에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 즉 파력발전장치가 파도의 상하운동을 감쇄시키기 때문에 해양구조물이 안정된 부유상태를 유지하도록 할 수 있다.In addition, since the semi-submergible offshore structure according to the embodiment of the present invention recovers waves generated by up and down movements as power generation energy while operating the wave power generator, the influence of the waves on the offshore structure can be minimized. That is, since the wave power generator attenuates the up and down movement of the wave, it is possible to maintain the floating structure of the offshore structure.

또 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물은 파력발전장치가 각 칼럼의 안쪽 측면에 설치되기 때문에 해양구조물이 이동하거나 다른 선박 등이 해양구조물에 접근하는 경우에 발생할 수 있는 사고나 외부충격으로부터 파력발전장치를 보호할 수 있다.In addition, since the semi-submergible offshore structure according to the embodiment of the present invention is installed on the inner side of each column of the column, it is possible to prevent accidents or external shocks that may occur when an offshore structure is moved or another ship approaches the offshore structure It is possible to protect the wave power generation device from the vibration.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물의 측면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도로, 파력발전장치의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물의 파력발전장치 변형 예를 나타낸다.1 is a side view of a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in Fig.
Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in Fig. 2, showing the configuration of the wave power generator.
FIG. 4 shows a modification of the wave generator of a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것일 뿐, 본 발명이 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as disclosed to the person having ordinary skill in the art to which the invention pertains. have. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물의 측면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다. FIG. 1 is a side view of a semi-submergible offshore structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along a line II-II in FIG.

도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 반잠수식 해양구조물(100)은 상부에 각종 작업설비가 탑재되는 플랫폼(110)과, 플랫폼(110) 하부를 지지하며 상호 이격된 복수의 칼럼(120)과, 칼럼(120)의 하부에 결합되어 부유상태 유지를 위한 부력을 제공하는 두 개의 폰툰(120,pontoon)을 포함한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the semi-submergible offshore structure 100 includes a platform 110 on which various work facilities are mounted, a plurality of columns 120 And two pontoons 120 coupled to the bottom of the column 120 to provide buoyancy for sustaining the suspended state.

플랫폼(110) 상부의 작업설비는 데릭, 크레인, 각종 시추설비, 계류설비, 거주구, 헬리포트 등을 포함할 수 있다. 복수의 칼럼(120)은 도 2에 도시한 바와 같이, 단면구조가 대략 사각형인 수직기둥으로 구성되며, 상단이 플랫폼(110) 하부에 그리고 하단이 폰툰(130) 상부에 연결된다.The work facility on the platform 110 may include a derrick, a crane, various drilling rigs, a mooring facility, a residence, a heliport, and the like. As shown in FIG. 2, the plurality of columns 120 is formed of vertical columns having a substantially rectangular cross-section, and the upper end is connected to the lower portion of the platform 110 and the lower end is connected to the upper portion of the pontoon 130.

두 폰툰(130)은 도 2에 도시한 바와 같이, 상호 이격된 상태로 평행하게 배치된다. 양측의 각 폰툰(130)은 각각 두 개의 칼럼(120)을 지지한다. 두 폰툰(120) 사이에는 상호 간의 지지를 구현하는 복수의 가로지지부재(140)가 연결된다. 두 폰툰(130)의 하부에는 도 1에 도시한 바와 같이, 자체적인 운항 및 위치제어를 위해 아지무스 스러스터와 같은 복수의 자항설비(150)가 설치된다.As shown in FIG. 2, the two pontoons 130 are arranged in parallel with each other. Each pontoon 130 on either side supports two columns 120 each. Between the two pontoons 120, a plurality of transverse support members 140, which implement mutual support, are connected. As shown in FIG. 1, a plurality of self-contained facilities 150 such as an Ajmus thruster are installed below the two pontoons 130 for their own operation and position control.

또 본 실시 예에 따른 반잠수식 해양구조물(100)은 플랫폼(110) 하부영역에서 발생하는 파도의 상하운동을 이용해 발전을 수행하는 복수의 파력발전장치(160)를 구비한다. 파력발전장치(160)는 도 2에 도시한 바와 같이, 각 칼럼(120)의 측면들 중에서 인접하는 다른 칼럼과 대향하는 안쪽 측면(121,122)에 설치된다. 즉 각 칼럼(120)의 복수의 측면들 중에서 다른 칼럼과 마주하도록 배치되는 두 측면(121,122)에 파력발전장치(160)가 설치된다. In addition, the semi-submergible offshore structure 100 according to the present embodiment includes a plurality of wave power generators 160 that perform power generation by using up and down movement of a wave generated in a region below the platform 110. As shown in FIG. 2, the wave power generator 160 is installed on the inner side surfaces 121 and 122 opposite to other adjacent ones of the side surfaces of the respective columns 120. Namely, the wave generator 160 is installed on the two sides 121 and 122 arranged to face the other columns among the plurality of sides of each column 120.

이처럼 파력발전장치(160)를 각 칼럼(120)의 안쪽 측면에 설치하는 것은 해양구조물(100)이 이동하거나 다른 선박 등이 해양구조물(100)에 접근하는 경우에 발생할 수 있는 사고나 외부충격으로부터 파력발전장치(160)를 보호하기 위함이다. 해양구조물(100)이 부두에 접안하는 경우에도 파력발전장치(160)를 충돌로부터 보호하기 위함이다.The installation of the wave power generator 160 on the inner side of each column 120 can prevent the occurrence of an accident or an external shock that may occur when the offshore structure 100 moves or another ship approaches the offshore structure 100. [ To protect the wave power generator 160. To protect the wave generator 160 from collision even when the offshore structure 100 docks on the quay.

파력발전장치(160)는 도 3에 도시한 바와 같이, 파도의 상하운동에 의해 회전하는 회전날개(161)와, 회전날개(161)의 회전력을 이용해 전기를 발생시키는 발전기(162)와, 회전날개(161)의 회전을 증속시켜 발전기(162)에 전달하는 증속기(163)를 포함할 수 있다.3, the wave power generator 160 includes a rotary blade 161 that is rotated by up and down movement of a wave, a generator 162 that generates electricity using the rotational force of the rotary blade 161, And an accelerator 163 that accelerates the rotation of the wing 161 and transmits it to the generator 162.

회전날개(161)는 칼럼(120)의 측면(121)으로부터 연장된 상측지지부(165) 및 하측지지부(166)에 의해 회전 가능하게 지지되며 상하방향으로 연장된 회전축(161a)과, 회전축(161a)에 설치된 나선날개부(161b)를 포함할 수 있다. 이 회전날개(161)는 파도의 상하운동에 의해 발생하는 힘이 나선날개부(161b)에 작용함으로써 회전축(161a)이 회전할 수 있다.The rotary vane 161 is rotatably supported by the upper support portion 165 and the lower support portion 166 extending from the side surface 121 of the column 120 and includes a rotary shaft 161a extending in the vertical direction and a rotary shaft 161a And a spiral wing 161b provided on the spiral wing 161b. The rotating blade 161 is capable of rotating the rotating shaft 161a by a force generated by the up and down movement of the wave acting on the spiral wing 161b.

증속기(163)는 상측지지부(165)의 상부에 탑재된 상태에서 회전날개(161)의 회전축(161a)과 연결되고, 증속기(163)의 출력축은 도면에 나타내지는 않았지만 그 상부에 장착되는 발전기(162)와 연결될 수 있다. 증속기(163)는 증속기어열을 이루는 복수의 기어가 내장된 기어박스형태로 구성될 수 있다. The booster 163 is connected to the rotary shaft 161a of the rotary vane 161 while being mounted on the upper support 165 and the output shaft of the booster 163 is mounted on the upper portion May be connected to the generator (162). The speed increasing device 163 may be configured as a gear box type having a plurality of gears constituting the speed increasing gear train.

발전기(162)와 증속기(163)는 그 외면에 방수커버가 설치하거나 방수가 가능한 도료를 도포함으로써 파도의 영향으로부터 보호될 수 있다. The generator 162 and the speed changer 163 can be protected from the influence of waves by providing a waterproof cover on the outer surface thereof or applying a waterproof paint.

이러한 파력발전장치(160)는 파도의 상하운동에 의해 회전날개(161)가 회전하고, 회전날개(161)의 회전이 증속기(163)에서 증속된 후 발전기(162)에 전달됨으로써 발전을 할 수 있다. 본 실시 예는 회전날개(161)의 저속회전을 고속회전으로 변환하여 발전기(162)에 전달하는 증속기(163)를 채용하고 있지만, 이러한 증속기(163)의 구성이 필수적인 것은 아니다. 증속기(163) 없이 회전날개(161)가 발전기(162)를 직접 회전시키는 방식으로 발전을 구현할 수도 있다. In this wave power generator 160, the rotary vane 161 is rotated by the upward and downward movement of the wave, the rotation of the rotary vane 161 is increased in the speed reducer 163, . The present embodiment employs a speed reducer 163 that converts low speed rotation of the rotary vane 161 to high speed rotation and transmits the high speed rotation to the generator 162. However, the configuration of such a speed increasing device 163 is not essential. The power generation may be realized in such a manner that the rotary blade 161 directly rotates the generator 162 without the gearbox 163.

각 파력발전장치(160)에서 생성된 전기는 플랫폼(110) 위에 설치되는 축전장치(미도시)에 축전되었다가 작업설비 또는 자항설비(150)를 동작시키거나 조명을 하는데 이용할 수 있다.The electricity generated by each wave power generator 160 may be stored in a power storage device (not shown) installed on the platform 110 and then used to operate or illuminate the work or self-discharge facility 150.

본 실시 예는 도 2에 도시한 바와 같이, 각 칼럼(120)마다 안쪽에 위치하는 두 측면(121,122)에 각각 2개씩 총 4개의 파력발전장치(160)를 설치한 경우를 제시하고 있다. 따라서 해양구조물(100) 전체에는 모두 16개의 파력발전기(160)가 파도의 상하운동에 의해 개별적으로 동작하면서 발전을 수행할 수 있다. 여기서는 일 예로써 각 칼럼(120)마다 4개의 파력발전장치(160)를 설치하였으나, 각 칼럼(120)에 설치되는 파력발전장치의 수는 이에 한정되지 않고 해양구조물(100)의 설계에 따라 변경될 수 있다. As shown in FIG. 2, this embodiment shows a case in which four wave power generators 160 are installed in each of two columns 121 and 122 located inside each column 120. Therefore, all of the 16 wave generators 160 can perform power generation by operating individually by up and down movement of the waves in the whole of the offshore structure 100. Here, four wave power generators 160 are provided for each column 120 as an example. However, the number of wave power generators installed in each column 120 is not limited to this and may be changed according to the design of the offshore structure 100 .

각 칼럼(120)에 설치된 다수의 파력발전장치(160)는 발전기능 외에도 파도의 상하운동을 감쇄시킴으로써 해양구조물(100)의 상하방향 운동을 저감시키고, 이를 통해 해양구조물(100)이 안정된 부유상태를 유지하도록 할 수 있다. 즉 상하운동을 하는 파도는 파력발전장치(160)를 동작시키면서 에너지가 감쇄되기 때문에 파도가 해양구조물(100)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.The plurality of wave power generators 160 installed in each column 120 attenuates the up and down movement of the waves in addition to the power generation function to reduce the upward and downward movement of the offshore structure 100, Can be maintained. That is, since the wave that moves up and down moves the energy generating device 160 while operating the wave power generator 160, the influence of the waves on the offshore structure 100 can be minimized.

도 4는 파력발전장치의 변형 예를 나타낸다. 도 4의 파력발전장치(260)에서 회전날개(161)는 칼럼(120)으로부터 연장된 상측지지부(265) 및 하측지지부(265)에 의해 회전 가능하게 지지되며 상하방향으로 연장된 회전축(261a)과, 회전축(161a)에 상하방향으로 상호 이격되게 설치된 복수의 프로펠러(261b)를 포함한다. 회전축(261a)에는 전술한 예와 마찬가지로 증속기(263)가 연결되고, 증속기(263) 위에 증속기(263)에 의해 동작하는 발전기(262)가 설치된다.Fig. 4 shows a modification of the wave power generator. 4, the rotary vane 161 is rotatably supported by an upper support portion 265 and a lower support portion 265 extending from the column 120 and includes a rotation shaft 261a extending in the vertical direction, And a plurality of propellers 261b spaced apart from each other in the vertical direction on the rotary shaft 161a. The booster 263 is connected to the rotary shaft 261a in the same manner as in the above example and the generator 262 operated by the booster 263 is provided on the booster 263.

도 4의 파력발전장치(260)도 파도의 상하운동에 의해 회전날개(261)가 회전하여 발전을 수행할 수 있고, 파도의 상하운동이 발전에너지로 회수됨으로써 파도가 해양구조물(100)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. The wave generator 260 of FIG. 4 can also generate power by rotating the rotary vane 261 by up and down movement of the wave, and the up and down motion of the wave is recovered as power generation energy, so that the waves are applied to the offshore structure 100 The influence can be minimized.

100: 해양구조물, 110: 플랫폼,
120: 칼럼, 130: 폰툰,
150: 자항설비, 160,260: 파력발전장치,
161,261: 회전날개, 162,262: 발전기,
163,263: 증속기.100: offshore structure, 110: platform,
120: column, 130: pontoon,
150: Self-propelled facility, 160,260: Wave power generator,
161,261: Rotating blades, 162,262: Generator,
163,263.

Claims (5)

상부에 작업설비가 탑재되는 플랫폼;
상기 플랫폼 하부를 지지하며 상호 이격되도록 배치된 복수의 칼럼;
상기 칼럼의 하부에 결합되어 부력을 제공하는 복수의 폰툰;
상기 복수의 칼럼에 각각 설치되되, 상기 칼럼의 측면들 중 인접하는 칼럼과 대향하는 안쪽 측면 쪽에 설치되는 복수의 파력발전장치를 포함하는 반잠수식 해양구조물. A platform on which the work equipment is mounted;
A plurality of columns arranged to support the lower portion of the platform and spaced apart from each other;
A plurality of pontoons coupled to a lower portion of the column to provide buoyancy;
And a plurality of wave power generators installed in the plurality of columns, the plurality of wave generators being installed on an inner side surface opposite to adjacent columns of the side surfaces of the column. 제1항에 있어서,
상기 파력발전장치는 파도의 상하운동에 의해 회전하는 회전날개와, 상기 회전날개의 회전력을 이용해 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 반잠수식 해양구조물.The method according to claim 1,
Wherein the wave power generator includes a rotary blade rotated by a vertical movement of a wave and a generator generating electricity using a rotational force of the rotary blade. 제2에 있어서,
상기 회전날개는 상기 칼럼으로부터 연장된 지지부에 의해 회전 가능하게 지지되며 상하방향으로 연장된 회전축과, 상기 회전축에 설치된 나선날개부를 포함하는 반잠수식 해양구조물.In the second aspect,
Wherein the rotary vane is rotatably supported by a support portion extending from the column and includes a rotation axis extending in a vertical direction and a spiral wing portion provided in the rotation axis. 제2항에 있어서,
상기 회전날개는 상기 칼럼으로부터 연장된 지지부에 회전 가능하게 지지되며 상하방향으로 연장된 회전축과, 상기 회전축에 상호 이격되도록 설치된 복수의 프로펠러를 포함하는 반잠수식 해양구조물.3. The method of claim 2,
Wherein the rotary vane comprises a rotary shaft rotatably supported on a support extending from the column and extending in a vertical direction and a plurality of propellers spaced apart from each other on the rotary shaft. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 파력발전장치는 상기 회전축의 회전을 상기 발전기로 증속시켜 전달하는 증속기를 더 포함하는 반잠수식 해양구조물.The method according to claim 3 or 4,
Wherein the wave generator further comprises an accelerator for increasing the rotation of the rotary shaft to the generator.
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