KR20140098141A - 수력 터빈용 지지대 - Google Patents

수력 터빈용 지지대 Download PDF

Info

Publication number
KR20140098141A
KR20140098141A KR1020147016454A KR20147016454A KR20140098141A KR 20140098141 A KR20140098141 A KR 20140098141A KR 1020147016454 A KR1020147016454 A KR 1020147016454A KR 20147016454 A KR20147016454 A KR 20147016454A KR 20140098141 A KR20140098141 A KR 20140098141A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
arm
state
buoyancy
turbine
Prior art date
Application number
KR1020147016454A
Other languages
English (en)
Inventor
마이클 토르 토드만
닥터. 존 리차드 카루 암스트롱
Original Assignee
타이들스트림 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 타이들스트림 리미티드 filed Critical 타이들스트림 리미티드
Publication of KR20140098141A publication Critical patent/KR20140098141A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

해저 터빈 고정장치는 일단이 피벗에 부착되고, 타단이 해저 앵커리지에 연결되는 강체 테더를 포함한다. 상기 고정장치는 단지 부력을 조정하는 것에 의해 전개 상태와 작동 상태 사이에서 회전 가능하다.

Description

수력 터빈용 지지대{Support for Water Turbine}
본 발명은 수류로부터 동력을 발생시키는 터빈에 관한 것으로서, 특히 해안 지대 또는 강의 어귀에 설치되는 터빈에 관한 것이다.
많은 시스템에서 조류에 대한 터빈의 고정장치를 제안하고 있다. 종래의 고정장치는 상기 터빈들을 이동 가능하게 배열하는 방법, 작동 상태시 배치 방법 및 유지 또는 제거 상태로 전환하는 방법이 해결 과제로 남아있다.
상기 몇몇 시스템의 특징은 전개 및 회복 단계에 이르도록 하기 위해 가변적인 부력을 가지는 고정장치 프레임을 사용하는 것이다. 예를 들어 독일 특허 2348249B호(암스트롱)는 해저 앵커리지(underwater anchorage)를 통과하는 경사진 길이 축에 대하여, 전개된 작동 위치(deployed operating position)에서 수평한 플로팅 유지 위치(floating maintenance position)로 고정 프레임을 감싸기 위한 가변적인 부력의 사용이 개시되어 있다. 독일 특허 2434410A호(토드만)는 유사한 효과를 달성하기 위하여, 롤 회전(roll rotation)이 이루어지지 않고도 강체 테더 암(rigid tether arm)에 대하여 고정장치 프레임의 제어된 만곡부와 결합되는 가변적인 부력의 사용이 개시되어 있다. 그 밖의 다른 제안, 예를 들어 독일 특허 2256011A호(프랭켈)이 케이블과 같은 유연한 테더(flexible tether)의 기초 상에서 제조되어 왔다.
고려해 볼 수 있는 다른 요소들은 작동 흐름 내에서 상기 터빈의 상하 방향 요동(pitching)에 대한 안정성(즉, 해저 앵커리지를 통해 횡방향의 수평 축에 대한 회전)을 포함한다. 위에서 설명한 문헌과 독일 특허 2409885A(MCT)과 같은, 종래 문헌에서는 부력으로 구동되는 비활성의 피칭 안정성을 달성하기 위하여 하나 이상의 고정장치 부품에 의한 표면 관통체를 사용하고, 가변 흐름 및 드래그 상태에서 상기 터빈은 제어되는 제한 범위 내에서 오르내린다. 다른 예로, 상기 터빈의 완전한 잠수 상태를 달성하기 위하여, 표면 침투 부재(surface-piercing member)들을 사용하는 대신에, 상기 안정성을 달성하기 위하여 활성 제어 표면(active control surface)을 사용할 수도 있다(예를 들어, 국제 공개특허 2000-42318A호, 델센). 또 다른 예로 독일 특허 2422878B(맥키)는, 유연하게 속박되어 있는 터빈의 롤(roll)을 규제하기 위해 표면 관통 부재가 피칭을 제어하고 표면을 활성 제어하는 것을 제안한다.
본 발명은 플로팅 전개 상태에서 밸러스트의 조정에 의해 실질적으로 잠수된 작동 위치로 이동하기 위한 다른 배열 상태를 제공한다.
본 발명은 상부에 하나 이상의 조류 터빈을 고정하기 위한 부력 연장 프레임, 일단에는 상기 프레임에 대한 회전 가능한 연결체가 구비되고, 타단은 해저 앵커리지에 연결되는 경질 암 및 사용시 상기 프레임이 실질적으로 수평한 유지 위치와 실질적으로 수직한 작동 위치 사이에서 상기 연결체에 대해 회전하도록 상기 프레임의 부력을 변화하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 터빈 고정장치를 제공한다.
유지 위치와 작동 위치 사이에서의 이동은 실질적으로 부력의 변화, 예를 들어 적절한 펌프, 밸브 및 이와 유사한 것을 통해 밸러스트 수의 추가 또는 제거에 의해 결정된다. 압축된 공기는 부력 챔버로부터 밸러스트 수를 제거하도록 사용된다. 이러한 이동은 상기 프레임과 상기 암 사이에서 동작하는 브레이크 또는 이와 유사한 것, 예를 들어 상대 이동하는 구성요소의 브레이크 표면을 잡고 있는 일 구성요소 중 캘리퍼 브레이크(caliper brake)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 프레임은 하나 이상의 부력 챔버를 포함하고, 상기 프레임은 플로팅 전개/유지 상태와 잠수된 또는 부분적으로 잠수된 작동 상태 사이에서의 이동을 위해 형성된 실질적으로 내부가 중공인 선체에 의해 형성될 수 있다.
상기 유지 상태와 작동 상태 사이에서의 이동은 조류의 드래그에 의해 및/또는 진행 방향에 대한 수력 터빈의 선회에 의해 보조될 수 있다. 상기 터빈은 자동 회전이 이루어질 수 있거나, 또는 원하는 방향으로 추진력을 발생시키도록 구동될 수 있거나, 또는 몇몇 터빈은 서로 다른 방향, 상기 고정장치의 이동이 보조되도록 추가 드래그(further drag)가 발생되는 방향으로 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 상기 고정장치에는 드래그가 굽이지게 상기 고정장치의 이동을 유도하는 활성 상태와, 굽이진 이동이 유도되지 않는 실질적으로 비활성인 상태 사이에서 전개할 수 있는 하나 이상의 활성 드래그 표면(active drag surface)이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 부력의 변화는 상기 고정장치를 실질적으로 상기 작동 장치 방향으로 전환하고, 활성 드래그 표면은 상기 작동 상태에서 상기 고정장치가 보조되도록 빠르게 전개된다.
사용시 상기 프레임은 하나 이상의 조류 터빈, 일반적으로 상기 프레임의 하류측 상에 배치되는 수평축 터빈을 지지한다. 상기 프레임은 실질적으로 작동 상태와 유지 상태 사이에서 우측 방향으로 회전하고, 이러한 배열은 상기 터빈이 상기 고정장치의 유지 상태에서 실질적으로 또는 완전히 물 밖으로 나오도록 허용한다.
상기 암은 상기 전개 상태일 때 상기 고정장치의 견인 부재를 포함할 수 있고, 실질적으로 전방에 투영 배치되기 위해 상기 프레임에 래치 결합되거나 물 위로 부유(floating)할 수 있다. 견인 상태에 있어서 상기 암의 리딩 단부(leading end)(앵커리지 단부)는 실질적으로 상기 표면에 위치한다. 상기 전개 위치에 도달할 때, 상기 암은 래치 결합이 해제되고 상기 프레임에 부착되어 있는 동안 해저 앵커리지에 연결되도록 상기 프레임 보다 더 낮은 위치에 배치된다. 상기 앵커리지는 조류를 따라 상기 고정장치가 오르내리는 것을 허용하도록 중심축 연결체를 제공하고, 조수 설비는 밀물과 썰물이 발생하도록 실질적으로 수직한 축에 대한 상기 암의 회전을 허용할 수 있다. 바람직하게 상기 앵커리지에서 관절체는 상기 표면, 예를 들어 유니버셜 조인트(universal joint)의 형태로 표면에서의 위치 유지를 위해 상기 암의 단부에 제공된다. 상기 암은 상기 관절체와 플러그 및 적절한 래치와 함께 상기 앵커리지에서의 소켓 배열을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면 상기 암과 프레임은 상기 작동 상태에서 회전할 때 상기 프레임의 과회전을 방지하기 위해 상기 작동 상태에 인접하게 위치한다. 적절한 교대가 제공되거나 또는 상기 암과 프레임 사이에 직접적으로 접촉하는 접촉체 또는 종단 제동체(end stop)에 대해 칼라(collar) 내부에서 슬라이딩하는 지지체(stay)를 사용할 수 있다. 상기 교대는 순응(compliant) 및/또는 탄성 완충기를 포함할 수 있고, 교대는 평균 위치에 대해, 일반적으로 10°미만의 상대 각운동을 허용할 수 있다. 상기 암과 프레임은 상기 작동 상태에서 실질적으로 고정각 관계로 래치 결합될 수 있다.
사용시 상기 고정장치는 상기 조류를 따라 이동하고, 이에 따라 조류 드래그는 상기 유지 상태에서 상기 작동 상태로 이동을 보조하도록 사용될 수 있다. 특히, 부력은 수직 작동 상태 외의 상태로 상기 프레임을 이동시키도록 변화될 수 있다. 이러한 배열은 부력이 증가된다면 역방향 이동이 이루어지도록 유도한다. 상기 작동 상태에서 최종 이동은 활성 드래그 표면 및/또는 액추에이터로 이루어질 수 있다. 예를 들어 상기 액추에이터는 상기 암과 상기 프레임 사이에서 상기 중심축에 대해 작동 가능한 모터, 잡는 것이 가능한 장치, 미는 것이 가능한 장치 또는 상기 작동 상태에서 이동의 최종 증가가 가능한 다른 적절한 장치를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 밸러스트 챔버(ballast chamber)는 상기 프레임의 트리밍(trimming)이 가능한 분리된 구역으로 구분될 수 있고, 상기 프레임은 상기 테더 암(tether arm)과 함께 결합 위치에 인접하게 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 상기 프레임은 거의 수직한 위치에서 분리된 종단 챔버(fore and aft chamber)(조류 방향에 대하여)를 가질 수 있고, 이와 별도로 밸러스트 수를 추가 또는 제거하는 것은 래치 결합을 위하여 정확한 위치에 배치되도록 수직한 방향으로 상기 프레임의 각도를 조절할 수 있다. 일반적으로 천천히 증가된 이동이 이루어진다. 수평 위치와 수직 위치 사이에서의 프레임 회전의 트리밍이 이루어지기 위해, 상기 프레임의 수직 축을 따라 배치된 챔버 내의 차등 밸러스트 방식이 사용될 수 있다(전개된 상태).
일 예로서 상기 암은 실질적으로 직선으로 구성되고 조류 방향에 대하여 상기 프레임의 후부에서 회전된다(유지 상태에서). 상기 연결체는 상기 작동 상태일 때 상기 프레임의 중앙 지점 아래에 위치하고, 상기 프레임의 하단부에 인접하게 위치한다. 다른 예로서 상기 암은 엘보의 방식으로 상기 전개 상태에서 하방으로 경사지고, 상기 암은 실질적으로 상기 연장 프레임의 중앙 지점에 연결된다.
또 다른 예로서, 상기 암은 상기 작동 상태에서 상기 프레임의 선미(stern)에 대향하는 위치에 고정되는 상기 암의 하방 연장부, 또는 하부와 함께, 상기 프레임의 굽이부(bow)를 향하여 추가로 연결될 수 있다(유지 상태).
또한 본 발명은 부력의 조정에 의한 조류 터빈 고정장치를 전개하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 특징은 바람직한 실시 예를 예로 들어 설명한 후술하는 설명과 첨부한 도면에 의하여 명백해질 것이다.
도 1은 전개 상태에서의 본 발명의 제 1 실시 예를 보여주는 측면도이다.
도 2는 유지 상태에서의 본 발명의 제 1 실시 예를 보여주는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 작동 상태에서 이동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 상기 작동 상태에서의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 상기 작동 상태에서의 본 발명에 따른 쌍동체(twin boom)를 보여주는 사시도이다.
도 6은 상기 작동 상태에서의 본 발명의 제 2 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 전개 및 작동 상태 각각에서의 본 발명의 제 3 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 9 내지 도 11은 상기 전개, 유지 및 작동 상태 각각에서의 본 발명의 추가 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 12는 상기 작동 상태에서의 본 발명의 추가 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 조류 터빈 조립체(10)는 터빈(12, 13)을 위한 지지체(11)와, 경질 테더(rigid tether)(14)를 포함한다. 해저면(예를 들어, 심해저면)은 도면부호 15로 표시되고, 수면은 도면부호 16으로 표시된다. 해저 앵커(17)는 해저면 또는 미리 배치된 해저 고정장치에 고정하기 위하여 상기 테더(14)의 일단에 제공된다. 상기 테더(14)의 타단은 피벗(pivot)을 통해 상기 지지체에 연결된다. 상기 앵커(17)는 유니버셜 조인트(universal joint) 또는 이와 유사한 것, 및 해저 앵커리지(underwater anchorage)의 소켓(socket)에 대한 수 돌출부(mail projection) 내의 플러그(plug)를 포함한다.
도 1은 상기 조립체(10)가 터그에 의해 견인되어 설치 공간에서 부유(floating)되는 전개 상태를 도시하고 있다. 상기 조립체의 드래프트는 그 크기가 작고, 상기 터빈(12, 13)은 물 밖으로 나오기 위해 상기 지지체(11)의 상부 대향면 상에 배치된다. 상기 테더(14)는 상기 조립체용 암을 견인하도록 활용될 수 있고, 상기 앵커(17)는 실질적으로 상기 표면에서 견인 지점을 구성한다.
상기 지지체는 수면 위로 부유하고, 적절한 방식, 예를 들어 상기 지지체용 하나 이상의 부력 챔버를 제공하는 방식으로 배치될 수 있다. 상기 지지체는 적절한 부력을 가지는 폐쇄된 중공 구조물을 포함할 수 있다. 상기 지지체의 부력은 상기 조립체의 발생 상태가 허용되도록 조정될 수 있다.
비록 상기 테더(14)는 수면 위로 부유하지만, 적절한 방식으로 상기 지지체(11)와 잠금 결합 또는 래치 결합하는 것에 의해 도 1에 도시된 전개 상태에서 지지될 수 있다. 예를 들어 제거 가능한 잠금 핀(24) 또는 이와 유사한 것은 자동으로 구동될 수 있도록, 제공될 수 있다.
도 2는 상기 테더(14)가 전개 상태로부터 해제되고 해저면(15)에 정박되어 있는 모습을 보여주는 상기 조립체의 유지 상태를 도시하고 있다. 상기 테더 앵커리지(tether anchorage)(20)는 상기 지지체(11)가 상기 표면(16)의 위치에 대한 변화, 예를 들어 밀물과 썰물 같은 수위의 변화에 따라 오르내리도록 허용하는 관절체(articulation)을 포함한다. 또한 상기 앵커리지는 상기 지지체가 조류 방향의 변화, 예를 들어 조수 흐름의 역방향 흐름에 대응하여 일 방향으로 기울어지는 것을 허용할 수 있다.
브레이크(21)는 상기 테더(14)와 상기 지지체(11) 사이에서 제공되고, 상대 이동을 완화하거나 또는 제한하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 브레이크는 바람직하게 캘리퍼 브레이크(caliper brake)일 수 있다.
도 2의 유지 상태에서, 상기 터빈은 물 밖으로 나와서, 유지, 수리 또는 교체하기에 적절한 위치에 배치된다. 따라서 보트에 대한 접근이 간단해지고, 상기 지지체는 적절한 작업 플랫폼(suitable work platform)과 함께 제공될 수 있다.
도 3은 상기 조립체가 상기 유지 상태에서 상기 작동 상태로 전환하는 과정을 도시하고 있다. 상기 지지체의 부력은 상기 하나 이상의 부력 챔버 내에 수용되는 물의 형태로, 밸러스트의 점진적인 추가에 의해 감소된다. 상기 지지체는 트레일링 단부(trailing end)에서 가라앉은 상태로 배열되고, 이에 따라 도 4의 작동 위치에 도달할 때까지 피벗(18)에 대해 상대적으로 회전(시계 방향 회전)한다. 상기 지점에서 부력 제어는 바람직하게 상기 지지체의 역이동이 이루어지도록, 완충되거나 또는 중지될 수 있다. 화살표 19로 도시된 조류로부터의 드래그는, 상기 지지체(11)가 도 4의 수직한 방향으로 회전하는 것을 보조하도록 사용될 수 있다.
또한 상기 터빈은 자동 회전이 수행되거나 또는 이동을 보조하기 위한 목적 또는 유지 상태에서 드래그를 증가시키기 위해 역방향으로 구동된다. 사용시 서로 다른 수평한 평면에서, 몇몇의 터빈은 이동을 증가하기 위하여 차등 회전이 사용될 수 있다. 상기 터빈의 속도를 제어하는 것은 프레임 이동의 제어가 보다 원활하게 이루어지도록 한다.
다른 예로 활성 드래그 표면이 전개될 수 있고, 모터가 상기 피벗축(18)을 통해 작동할 수 있거나, 또는 푸쉬/풀(push/pull) 기기가 상기 테더(14)와 상기 지지체(11) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 배치의 효과는 상기 지지체가 자동으로(또는 보조와 함께) 약간 기울어진 상태, 예를 들어 수직에 대해 10°미만의 상태로 복귀할 수 있고, 부력에 대한 변화는 상기 유지 상태의 재개가 이루어지도록 하는 것이다.
핀(24)과 같은 래치의 결합을 위해 상기 프레임의 수직 위치를 조정하는 대체 또는 추가 장치는, 밸러스트 챔버를, 예를 들어 수직 분할기(vertical divider)의 종단 방향으로 배열하는 것이다. 상기 프레임의 선미 챔버(stern chamber)(도면의 우측에 도시)를 가득 채우고 있는 밸러스트 수는 시계 방향으로 회전할 것이고, 굽이 챔버(bow chamber)(도면의 좌측에 도시)는 반시계 방향으로 회전할 것이다.
상기 수직 방향과는 다른 위치에서 상기 프레임의 트리밍이 이루어지기 위해, 밸러스트 챔버는 상기 수직 작동 상태와 상기 수평 유지 상태 사이의 각도에 위치할 때 상기 프레임의 균형 위치의 트리밍이 이루어지도록 상기 프레임의 길이를 따라 배치될 수 있다.
상기 테더(14)는 상기 피벗(18)의 상부로 연장하는 보조 암(auxiliary arm)(22)을 포함하고 상기 작동 상태시 상기 지지체(11)의 교대(abutment)와 결합하는 직선으로 연장되거나 또는 경사진 단부(23)를 가진다. 상기 교대는 충격 부하를 차단하기 위해 부합 완충기(compliant buffer) 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 도 4의 상태에서 잠금 또는 래치는 규정된 범위, 일반적으로 평균 위치에 대하여 ±10°이하의 범위를 넘어서는 상기 지지체와 상기 테더(14)의 추가 상대 이동을 차단하기 위하여 서로 결합된다.
도 4를 참조하여 볼 때, 상기 지지체는 위치가 지정되도록 물의 표면을 관통하도록 배치된다. 적절한 경고등(suitable warning light)이 제공될 수 있다. 상기 작동 상태에서, 상기 터빈(12, 13)은 완전히 잠수되고, 전력을 발생시키기 위한 적절한 방식, 예를 들어 상기 테더(14)의 케이블 및 적절한 종류의 해저 동력 수집기를 통해 전송할 수 있다.
상기 터빈의 유지 또는 수리가 요구될 때, 상기 조립체는 상기 교대의 래치 결합을 해제하고, 상기 지지체의 부력을 증가시키는 것에 의해 상기 작동 상태(도 4 참조)로부터 상기 유지 상태(도 2 참조)까지 이동될 수 있고, 이러한 이동은 상기 부력 챔버로부터 밸러스트 수를 펌핑하는 것에 의해 달성될 수 있다. 상기 브레이크는 점진적인 전환이 이루어지기 위해, 상기 피벗(18)에 대한 상대 이동의 속도를 제어하도록 사용될 수 있다.
도 5는 전형적인 복수의 터빈 집합체의 사시도로서, 상기 터빈 집합체는 실질적으로 수평하고 6개의 전기 발전 터빈(34)의 집합체에 부착되는 상부 및 하부 크로스 암(32, 33)에 의해 연결되는 쌍 부력 챔버(twin buoyancy chamber)를 구성하는 지지체(11)를 포함한다. 도 5에서는 상기 작동 상태에서의 배열이 도시되어 있다. 상기 지지체(11)는 사용시 조류 방항에 대해 횡 방향으로 배치되는 십자형 프레임(cruciform frame)을 포함하고, 상기 지지체는 상기 유지 상태시 물의 표면과 실질적으로 동일 평면상에 위치한다.
'Y'자형 테더(35)는 해저 앵커리지(36)에 연결되는 정점을 가지고, 상기 테더는 수직 축(37)에 대한 360°회전을 가능하게 하고, 수평 축(38)에 대한 상하 이동을 가능하게 한다. 또한 상기 앵커리지는 바람직하게 좌우로 상기 구조물의 롤링(rolling)을 가능하게 한다.
상기 테더의 각각의 암(39)은 상기 하부 크로스 암(33)과 각각의 챔버(31) 사이에서 연결체와 인접한 상기 지지체에 대해 회전하고, 각각의 보조 암(40)을 추가로 형성하며, 상기 상부 크로스 암(32)과 각각의 챔버(31) 사이의 연결체와 인접하게 결합하기 위한 기울어진 교대 단부를 가진다. 이러한 배열은 도 5에 도시된 것처럼, 일반적으로 대칭된다. 상기 배열은 상기 테더(35)가 수면 아래에 위치하게 하고, 따라서 선박의 이동 경로를 과도하게 방해하지 않는다.
도 6은 상기 각각의 보조 암에 대한 다른 예가 도시되고, 상기 보조 암은 상기 테더(14)에 대해 일단에서 회전되고, 상기 지지체(11) 상에서 회전되는 칼라(collar) 또는 트러니언(trunnion)(52)에 슬라이딩하는 결속 링크(rigid link)를 포함한다. 상기 배열은 개방구의 지지체와 유사하다. 상기 링크(51)는 상기 지지체(11)의 완충기와의 결합을 위하여 자유단에서 교대부와, 상기 작동 상태시 상대 이동을 차단하기 위하여 적절한 잠금 또는 래치를 가진다. 상기 교대부는 상기 작동 상태시 실질적으로 수직한 평면에 상기 지지대를 배치시킨다. 상기 유지 상태에서 이동할 때, 상기 링크(51)는 상기 트러니언을 통해 슬라이딩하고, 상기 지지체(11)의 방향의 갑작스런 변화를 피하기 위해 제동될 수 있다.
도 7 및 도 8은 상기 터빈(64)이 상기 지지체(61)의 굽이부 또는 리딩 단부 방향으로 고정되는 본 발명의 제 3 실시 예가 도시되고, 상기 지지체는 도 8의 상기 작동 상태에서 상기 굽이부가 먼저 가라앉도록(반시계 방향으로) 유도할 수 있다. 상기 테더(62)는, 도 7의 상기 전개 상태에서 더 많은 양의 물을 수용하기 위해, 예를 들어 60°를 초과하는 각도로 기울어지지만, 도 8에 도시된 것처럼 상기 테더는 상기 작동 상태에서 상기 해저면 가까이에 위치할 수 있다. 적절한 교대 및 래치는 상기 테더(62)와 상기 지지대(61)의 상대 이동을 차단하도록 도면부호 63에서 제공될 수 있다. 이러한 배열에 있어서 상기 터빈(64)은 상기 지지대(61)의 리딩측 상에 위치하고, 따라서 도 4 및 도 6의 배열과 비교하여 볼 때, 외부에서 보이도록 위치할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 상기 테더(72)가 앵커 단부(73)로부터 상기 프레임 피벗(74)으로 직선 연장하는 본 발명의 제 4 실시 예가 도시되고, 상기 테더는 상기 전개 상태(도 9 참조)에서 천 흘수선(shallow draught)을 가진다. 도 10은 상기 유지 상태를 도시하고 있다.
도 11은 상기 지지체(71)가 시계 방향으로 90°로 회전하고, 상기 테더의 기울어진 단부(75)가 상기 지지체(71)의 트레일링 면에 대해 상기 교대(76)를 구성하는 상기 작동 상태가 도시되어 있다. 상기 피벗(74)은 상기 지지체(71)의 하부에 위치하고(도 11 참조) 상기 교대는 상기 지지체의 중앙 지점에 적절하게 위치한다. 위에서 설명한 것처럼, 완충기가 포함될 수 있다.
도면에 도시된 것처럼, 도 5의 메인 프레임 원재(main frame spar)(31)는 직선으로 도시된다(상기 유지 상태에서 수평). 실제로 상기 원재는 상기 유지 상태에서 중앙 지점의 하붕으로 연장하도록 약간의 굽이진 부분을 가질 수 있다. 상기 배열은 상기 작동 상태시 증가된 내항성과 향상된 부력 균형을 제공할 수 있다.
도 12는 작동 시스템 배열의 추가 예로서, 상기 작동 상태에서 상기 테더(14)는 상기 프레임의 상기 선미에 대향하는 고정부를 제공하는 하부 보조 암(22)과 함께, 상기 프레임의 상부(중앙 지점과 인접), 또는 하부(바람직하게 상기 메인 피벗(18)과 상기 하단부 사이의 중간 부분)에 추가로 연결된다.

Claims (29)

  1. 상부에 하나 이상의 조류 터빈을 고정하기 위한 부력 연장 프레임;
    일단에는 상기 프레임에 대한 회전 연결체가 구비되고, 타단은 해저 앵커리지에 연결되는 경질 암; 및
    사용시 상기 프레임이 실질적으로 수평한 유지 위치와 실질적으로 수직한 작동 위치 사이에서 상기 연결체에 대해 회전하도록 상기 프레임의 부력을 변화하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 터빈 고정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 물을 채워서 밸러스트를 유지하기 위한 하나 이상의 부력 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 챔버로부터 밸러스트 수의 추가 및/또는 제거가 가능하도록 작동하는 하나 이상의 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    작동 상태에서 상기 부력 챔버들은 상기 프레임의 수직 방향의 트리밍을 허용하도록 조류 방향에 대하여 종단하는 방향으로 제공되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    종단 방향의 상기 챔버들은 상기 프레임의 실질적으로 수직한 분할기에 의해 상기 작동 상태에서 이동 범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유지 상태에서 부력 챔버들에는 상기 조류 방향에 대한, 상기 프레임의 길이 방향 연장체가 제공되고,
    상기 챔버들은 상기 유지 상태와 작동 상태 사이에서 상태 변경시 상기 암에 대한 상기 프레임의 각도의 트리밍을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 챔버로부터 밸러스트 수를 추가 및/또는 제거하도록 작동하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 유지 위치에 배치되는 플로팅 전개 상태를 가지고,
    상기 암의 타단은 실질적으로 수평하게 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 암의 타단은 상기 프레임에 대한 견인 지점을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 암은 상기 전개 상태에서 상대 회전이 방지되도록 상기 프레임과 래치 결합하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 암은 실질적으로 직선 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  12. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 암은 하방으로 기울어지는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결체는 상기 작동 위치에서 잠수되어 있는 상기 프레임의 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 암 사이에 배치되어 서로에 대한 상대 회전을 제한하는 교대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 교대는 상기 작동 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 교대는 완충기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 암은 일단에서 회전 가능하게 구성되고, 타단에서 상기 프레임의 칼라로 안내되는 지지체를 더 포함하고,
    상기 지지체는 상기 암과 프레임의 상대 회전에 따라 상기 칼라를 통해 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 상태에서 상기 암과 프레임의 위치를 고정하기 위한 래치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 암과 프레임 사이에 상대 회전을 제어하도록 작동되는 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 작동 위치에서 부분적으로 잠수되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 교차 부재에 의해 링크 결합된 실질적으로 평행한 복수의 연장 프레임을 포함하고,
    상기 암은 상기 프레임들 중 두 개의 프레임에 대해 회전 가능하게 연결되도록 앵커리지 단부로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상부에 위치하는 하나 이상의 조류 터빈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 터빈들은 상기 유지 위치에서 실질적으로 수선의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 고정장치.
  24. 실질적으로 수평한 유지 위치와 실질적으로 수직한 작동 위치 사이에서 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 해저 터빈 고정장치를 이동하기 위한 방법으로서,
    해저 앵커리지에 상기 암을 정박하는 단계; 및
    상기 프레임의 부력을 변화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 이동을 촉진하도록 조류 드래그를 발생시키기 위하여 상기 프레임을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 방법.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 프레임은 상부에 하나 이상의 터빈을 포함하고,
    상기 이동을 촉진하도록 진행 방향으로 상기 터빈들이 선회하는 것에 의해 드래그를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터빈은 조류를 따라 자동 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 이동 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 터빈이 구동되는 것을 특징으로 하는 이동 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    복수의 터빈 중 어느 하나의 터빈이 구동되는 것을 특징으로 하는 이동 방법.
KR1020147016454A 2011-12-09 2012-12-06 수력 터빈용 지지대 KR20140098141A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1121179.4A GB201121179D0 (en) 2011-12-09 2011-12-09 Support for water turbine
GB1121179.4 2011-12-09
PCT/GB2012/053026 WO2013083976A1 (en) 2011-12-09 2012-12-06 Support for water turbine

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167014638A Division KR101748285B1 (ko) 2011-12-09 2012-12-06 수력 터빈용 지지대

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140098141A true KR20140098141A (ko) 2014-08-07

Family

ID=45541463

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147016454A KR20140098141A (ko) 2011-12-09 2012-12-06 수력 터빈용 지지대
KR1020167014638A KR101748285B1 (ko) 2011-12-09 2012-12-06 수력 터빈용 지지대

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167014638A KR101748285B1 (ko) 2011-12-09 2012-12-06 수력 터빈용 지지대

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20140328680A1 (ko)
EP (2) EP3078845B1 (ko)
JP (2) JP6141309B2 (ko)
KR (2) KR20140098141A (ko)
CN (1) CN103958885A (ko)
CA (2) CA2856651C (ko)
CL (1) CL2014001509A1 (ko)
GB (1) GB201121179D0 (ko)
WO (1) WO2013083976A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2490737B (en) 2011-05-13 2013-04-10 Sustainable Marine Technologies Ltd A modular turbine assembly
GB2502166B (en) * 2012-05-14 2015-05-27 Sustainable Marine Energy Ltd A flowing-water driveable turbine assembly
CN104865525A (zh) * 2015-05-14 2015-08-26 天津大学前沿技术研究院有限公司 一种水平轴海流发电水轮机实验平台
JP7017486B2 (ja) * 2018-08-20 2022-02-08 Ntn株式会社 水力発電装置および発電システム
US11560872B2 (en) * 2021-06-18 2023-01-24 Blue Shark Energy LLC Hydrokinetic telescopic turbine device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2501696A (en) * 1946-01-12 1950-03-28 Wolfgang Kmentt Stream turbine
DK155454C (da) * 1986-12-03 1989-08-07 Hans Marius Pedersen Flydende vandkraftvaerk til anbringelse i hav- og flodstroemme for energiindvirkning
GB9111013D0 (en) 1991-05-22 1991-07-17 I T Power Limited Floating water current turbine system
US6091161A (en) * 1998-11-03 2000-07-18 Dehlsen Associates, L.L.C. Method of controlling operating depth of an electricity-generating device having a tethered water current-driven turbine
GB2348249B (en) 1999-03-01 2003-11-05 John Richard Carew Armstrong Buoyant water current turbine
GB0329589D0 (en) 2003-12-20 2004-01-28 Marine Current Turbines Ltd Articulated false sea bed
GB0425303D0 (en) 2004-11-17 2004-12-15 Overberg Ltd Floating apparatus for deploying in a marine current for gaining energy
GB0427197D0 (en) * 2004-12-11 2005-01-12 Johnston Barry Tidal power generating apparatus
GB2434410B (en) 2006-01-18 2009-09-16 Michael Torr Todman Underwater turbine mounting
US7291936B1 (en) * 2006-05-03 2007-11-06 Robson John H Submersible electrical power generating plant
GB2441822A (en) * 2006-09-13 2008-03-19 Michael Torr Todman Over-speed control of a semi-buoyant tidal turbine
GB2441821A (en) * 2006-09-13 2008-03-19 Michael Torr Todman Self-aligning submerged buoyant tidal turbine
DE102007013293B3 (de) * 2007-03-16 2008-06-26 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Unterwasserkraftwerks
GB0710822D0 (en) * 2007-06-05 2007-07-18 Overberg Ltd Mooring system for tidal stream and ocean current turbines
WO2009004308A2 (en) * 2007-06-30 2009-01-08 John Richard Carew Armstrong Improvements in water turbines
US7612462B2 (en) * 2007-10-08 2009-11-03 Viterna Larry A Floating wind turbine system
GB2473354B (en) * 2010-10-04 2011-09-14 William Kingston Tidal energy system
GB2462602B (en) * 2008-08-11 2012-09-19 Statoilhydro Asa Method and apparatus for towing offshore wind turbines
GB0900073D0 (en) * 2009-01-06 2009-02-11 Rolls Royce Plc A subsea rotary mount for a tidal-stream turbine
WO2011008353A2 (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Turner Hunt Pitch, roll and drag stabilization of a tethered hydrokinetic device

Also Published As

Publication number Publication date
GB201121179D0 (en) 2012-01-18
EP2788616A1 (en) 2014-10-15
CN103958885A (zh) 2014-07-30
JP2015500425A (ja) 2015-01-05
US20140328680A1 (en) 2014-11-06
EP3078845B1 (en) 2019-03-27
CA2856651C (en) 2019-10-01
KR20160068985A (ko) 2016-06-15
WO2013083976A1 (en) 2013-06-13
KR101748285B1 (ko) 2017-06-16
EP2788616B1 (en) 2016-09-14
JP2016191384A (ja) 2016-11-10
CA2960227A1 (en) 2013-06-13
JP6141309B2 (ja) 2017-06-07
CA2960227C (en) 2019-03-26
CL2014001509A1 (es) 2014-10-24
JP6285502B2 (ja) 2018-02-28
EP3078845A1 (en) 2016-10-12
CA2856651A1 (en) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101748285B1 (ko) 수력 터빈용 지지대
JP4642747B2 (ja) 水中発電装置
JP6360060B2 (ja) 浮上式プラットフォームの移動及び設置用船体、およびその船体を用いた浮上式プラットフォームの移動及び設置方法
CN108883814B (zh) 浮动平台
KR102502827B1 (ko) 터빈 시스템 및 계류 시스템
GB2441821A (en) Self-aligning submerged buoyant tidal turbine
CN102099569A (zh) 扭矩平衡涡轮机停泊系统
US20040102107A1 (en) Wave powered propulsion systems for submarines and quasi-dipped watercrafts
KR101863958B1 (ko) 부유식 발전 시스템
JP6519218B2 (ja) 海流発電装置
GB2443697A (en) Floating water wheel with buoyant blades
US20030220027A1 (en) Wave powered cyclic anchoring itinerant ship propulsion system
JP6033839B2 (ja) 潜水可能な装置、およびアンカリング装置を設置する方法
KR102074228B1 (ko) 수류 발전 장치
EP2655870B1 (en) Mounting for underwater turbine
US20240011459A1 (en) Improved power generating apparatus
CN117561198A (zh) 锚定系统以及使用所述锚定系统安装浮动平台的方法
SI23287A (sl) Kobilica in plovilo na vetrni pogon, obsegajoče tovrstno kobilico

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right