KR20140145698A

KR20140145698A - 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물

Info

Publication number: KR20140145698A
Application number: KR1020130068122A
Authority: KR
Inventors: 윤인수
Original assignee: 윤인수
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2014-12-24

Abstract

본 발명은 심해 해상풍력발전기, 파력발전기, 어류양식 가두리, 인공섬, 기타 등을 위한 심해에 부유하는 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심해의 표면파 파력의 영향을 덜 받고, 수심에 따른 수압문제에도 불구하고 자재비가 타 공법에 비해 저렴한 트러스타워를 수중 부유기초로 활용하기 위해 수면과 심해 표면파의 영향을 받지 않는 수심에 위치하는 부분 등에 복수의 부구를 설치하여 부력을 생성 시키고, 이에 심해 해상풍력발전기, 파력발전기, 어류양식 가두리, 인공섬 등의 수중 기초로써 지지부력을 제공하며, 이를 이용해서 해양 구조물을 설치한다
통상 심해 풍력발전기의 경우 부유 기초구조물은 해상에 노출되는 시설의 높이보다 2배 이상 길게 하여 수중 깊숙이 부유시키는 바, 원주형 부체의 경우 수심에 따라 그 두께가 두꺼워야 하지만, 트러스타워는 수심에 따른 부재의 두께는 무관하며, 심해 표면파의 영향을 덜 받으며, 표면파의 영향이 미치지 못하는 수심에 주부구를 장착하여 부구의 제작비를 줄이며, 이렇게 제작 설치된 부유기초 구조물에 단독으로 풍력발전기, 파력 발전기, 심해 가두리 등을 설치하거나, 또는 전술한 여러시설들을 하나의 부유 기초구조물에 복합적으로 수용 하거나, 인공섬을 조성할 수 있도록 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물에 관한 것이다
[색인어]
트러스 타워 풍력발전기 파력발전기 어류양식 가두리 인공섬

Description

태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물{omitted}

본 발명은 심해 해상풍력발전기, 파력발전기, 어류양식 가두리, 인공섬, 기타 등을 위한 심해에 부유하는 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물에 관한 것으로, 심해의 표면파 파력의 영향을 덜 받고, 수심에 따른 수압문제에도 불구하고 자재비가 타 공법에 비해 저렴한 트러스 타워를 수중 부유기초로 활용하기 위해 수면과 심해 표면파의 영향을 받지 않는 수심에 위치하는 부분 등에 복수의 부구를 설치하여 부력을 생성 시키고, 이에 심해 해상풍력발전기, 파력발전기, 어류양식 가두리 등을 독립적으로 수용하거나, 상기 시설물들을 모두 하나의 부유 기초구조물에 수용거나, 또는 인공섬의 수중 부유 기초로써 안정된 지지부력을 제공하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물에 관한 것이다

풍력발전은 육상, 해상, 심해로 구분하여 시설하는 것으로, 해상 풍력발전 해양구조물에는 외해에 설치하는 것으로 원주형(Monopile), 쟈켓 형(Jacket Type), 중력형(Gravity based) 등 해저에 고정하는 방법이 있고, 심해에는 부유형(Floating type) 이 있다.

해상 풍력발전기 타워의 수중기초는 연안쇄파로부터 안전하게 시설물을 보호하기 위해서 해저에 콘크리트 기초에 자켓 또는 래티스를 설치하여 해수면의 파고 높이까지의 길이로 입설하고 그 위에 풍력 발전기의 타워를 세운다.

부유식 풍력발전기는 해상에 떠 있는 부유체 위에 타워를 고정시키고 부유체의 운동은 계류장치(Mooring system)에 의해 제어하는 구조로 이루어져 있다.

파력발전은 연안에 토목구조물을 설치하고 이에 밀려드는 파력으로 인하여 발생하는 물의 힘 또는 압축된 공기의 힘으로 날개를 회전시켜 발전하거나 외해의 해수면에 각종 각양의 부유체를 부유시키고 파력으로 인한 승강작용을 수평회전으로 전환하여 발전하는 방법들이 개발되고 있다.

어류양식 가두리는 내해에서 주로 이루어지고 있으나, 하절기 수질악화와 태풍시에 연안 쇄파로 변한 파도로 큰 피해를 입고 있는 실정이다.

그리고 심해에 설치하는 가두리는 원주형 부구를 축으로 하여 가두리를 승강시키는 시스템이 개발되었다.

하나의 장대 원주형 기둥을 해양에 부유시키고 그 위에 풍력발전기를 단독으로 설치 하거나, 또는 심해 가두리만을 설치할 경우에도 그 제작, 설치비가 육상의 그것과 비교하여 그 비용이 수배나 높다.

풍력발전 시스템은 무공해 청정산업으로 각광을 받아 왔으나 근래에 환경파괴와 소음공해로 주민의 불만이 팽배하여 더 이상의 보급에 지장을 초래하고 있다. 해상풍력발전 시스템은 민가와 떨어져 있어 소음공해는 일으키지 않으나, 어장의 어업권 문제로 어민들과 마찰을 빚고 있다.

해양부유풍력발전기의 수중부구는 원주형이 대표적이다. 심해부유 풍력발전 시스템은 풍량과 풍속이 양호하고 소음공해가 없어 민원이 발생할 우려가 없어 심해에 부유 풍력발전 시스템을 설치하는 것이 최선이지만, 심해용 부체는 그 길이가 수면상의 것보다 수중 길이가 몇배나 더 길어야 안전하기 때문에 그 제작비가 고가임으로 실용화되지 못하고 있다.

대형 해상부유 풍력발전기를 설치하려면 타워의 해수면상의 높이가 80∼100m이며, 통상 수중 기초용 원주형 부구의 길이는 통상 200∼400m이다. 따라서 400m 길이의 부구가 하부에서 받는 수압은 400t/m² 이다.

해안이나 해상 파력발전도 그 자원이 풍부하고, 무한정한 동력원으로 활용가치가 높지만, 심해에 비하여 여건이 좋지 못한 편이다. 그리고 태풍시에는 연안쇄파로 인하여 시설물의 안전을 담보하기 어렵다.

심해에는 강한 풍속이 풍부하고, 심해의 파도는 표면파로써, 파도가 밀려올 때 물입자는 수면에서 원운동을 그리며 제자리에서 오르락 내리락 만 하며, 육안으로 관찰 되는것처럼 흘러가는 것이 아니며, 해수면의 파도의 물입자의 원운동이 파장의 1/2이하의 수심에서는 소멸되고, 평온한 상태가 유지된다.

이에 반해 외해는 수심이 얕아, 태풍이 불어 닥칠때 파장의 길이가 긴 파도로 인해 이것이 연안 쇄파로 변하게 되고, 따라서 큰 파괴력을 가지고 각종 인공 구조물들을 파괴하기 때문에 피해가 극심하게 된다.

따라서 파력발전도 상시 높은 파도가 출렁이는 심해에 설치하는 것이 연안에 설치하는 것보다 발전효율이 높아 선호대상이지만 이 역시 부체 제작비가 고가여서 활용되지 못하고 있다.

어류 양식용 가두리 시설도 내해에 설치하여 관리하는 것이 관리비용과 설치비가 저렴 하지만, 이 역시 하절기에 해수온도 상승과 적조피해 그리고 태풍피해가 매년 행사처럼 발생되고 있어 외해에 설치하는 것이 바람직하여 남해안이나 육상 가두리가 개발 되었고, 최근 외국의 최신기술로 제작, 수입되어 운영중이던 외해 가두리와 육상 양식 시스템이 태풍에 파손되고, 육상 가두리에서 양식되던 참치가 대량 폐사되는 일로 인하여 외해 양식 산업계에 큰 충격을 안겨주고 있는 실정이다.

그리고 심해 양식용 가두리가 국내기술로 개발되기는 하였으나, 그 제작, 설치비가 고가이고, 또한 원거리로 인한 관리비 상승, 도난 위험, 돌변하는 해상 상태로 인해 관리선의 출항이 제약을 받아 양식어류의 사료급이가 원만하지 못하여 성장장애를 일으키는 문제가 있었다.

트러스 타워는 부력이 전혀 없기 때문에, 주로 풍하중을 적게 받게 하기위해 육상이나, 파도의 영향을 덜 받는 외해의 풍력발전기 해상지지 구조물로 주로 쓰였으며, 설치 방법으로는 해저에 드롭햄머 공법, 오가 천공, 또는 콘크리트 기초구조물 위에 세워졌다.

해상풍력발전기와 같은 장대형 해상구조물을 설치하기 위해서는 수중부유 기초구조물은 파도의 영향을 덜 받는 부력을 가진 구조, 깊은 수심에서도 수압의 영향을 받지 않는 구조, 해상 구조물의 전도에 대한 반력을 발생시킬수 있는 구조 등 해상 구조물보다 무겁고 긴 부력을 가지는 해양 기초구조물이 필요하다.

그러나 아무리 상기와 같은 조건을 가지는 해양 기초 구조물이라 할지라도, 그 부력 중심과 무게중심을 수면에 두면 파도의 영향을 받을 수밖에 없다.

따라서 파도의 영향을 받지 않는 수심에 부력과 무게의 중심을 위치시키는 것이 중요하다.

이를 위해서 본 발명은 당해 수역의 파장의 1/2 이하의 수심에 부력과 무게중심을 두고, 해수면에는 해상 구조물이 전도되지 않도록 하는 최소의 부력을 가지는 부구를 설치하나, 이를 승강식 부구로 설치하여 부구가 파도를 타고 승강토록 하여 더욱 안정토록 하며, 그리고 파도와 수압의 영향을 덜 받는 구조인 트라스타워 구조로 해양 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물을 개시코자 한다.

본 발명은 심해의 표면파 파력의 영향을 덜 받고, 수심에 따른 수압문제도 해결되고, 자재비가 타 공법에 비해 저렴한 트러스 타워를 수중 부유기초로 활용하기 위해 수면과 심해 표면파의 영향을 받지 않는 수심에 위치하는 부분과 수면 등에 복수의 부구를 설치하여 부력을 생성 시키고, 이에 심해 해상풍력발전기, 파력발전기, 어류양식 가두리, 인공섬 등의 수중 부유기초로써 지지부력을 제공하며, 이를 이용해서 해양 구조물을 설치한다

트러스타워의 수중 하부 즉 파도의 영향이 미치지 못하는 수심 부분에 고정식 부구를, 그리고 해수면에는 접하는 부분에는 승강식 부구 등 복수의 부구를 설치한 후, 해수중에 수직으로 부유 시킨다.

수중 주부구를 설계 조건 등으로 수직 트러스타워가 길어도, 수직 트러스타워의 최하단부에 설치하지 않고, 파도의 물입자 원운동이 미치지 못하는 수심에 부구의 부력중심을 위치시키면, 주 부구의 제작비, 설치비를 줄일수 있다.

대형 해상부유 풍력발전기를 설치하려면 타워의 해수면상의 높이가 80∼100m이고, 통상 수중 기초용 원주형 부구의 길이는 통상 200∼400m이다. 400m 길이의 원주형 부구가 받는 수압은 400t/m² 이다.

그러나 파도의 물입자의 원운동이 미치지 못하는 수심은 당해 수역의 파장 길이의 1/2 수심 이하로, 일예로 150m 수심을 예로 든다면 부구가 받는 수압은 150t/m² 로 크게 줄어든다.

그리고 트러스 타워가 파도와 같이 상하운동 즉 파도와 같이 오르락 내리락 하는 것을 크게 억제 시킬수 있다.

수면 승강식 부구는 트러스타워가 전후, 또는 좌우로 움직이며 전도되는 것을 방지하기 위함이다. 수면부구를 승강식 부구로 하는 이유는 트러스 타워의 안정과 파력발전기를 설치 할수 있도록 하기 위함이다.

트러스타워는 그 특수한 구조로 순 단면적이 적어 바람이나 파도의 영향을 덜 받는다.

이러한 해양 부유 기초구조물 하나에 풍력발전기, 파력 발전기, 그리고 심해 어류양식 가두리를 설치하거나, 또는 상기한 시설물들을 하나의 해양부유 기초구조물에 통합하여 설치 운영하면 그 제작, 설치, 운영비가 절감되며, 지역사회에 그린 에너지를 공급함과 아울러 어민들에게도 소득증대의 길이 열리게 된다.

수압에 따라 그 두께를 변화 시켜야 하는, 그리고 제작, 설치비가 고가이면서 큰 부력을 가진 장대수직중공원주를 대신하여, 심해 수면파 파랑의 에너지를 덜 받는 구조의 부력이 전무하고, 수심과 수압의 변동에도 부재의 두께가 거의 일정 하지만 역학적으로 안전한 트러스 구조로 바꿔, 트러스 타워의 중, 하단에 수중 고정식 주부구, 그리고 해수면과 접하는 부분에는 승강식 부구 등 복수의 부구를 장치하고, 이를 심해에 수직으로 부유 시켜, 이에 풍력발전기, 파력발전기, 조력발전기 또는 어류양식 가두리 등을 하나의 부체에 각각 수용하거나 또는 하나의 부체에 상기한 모두의 시설을 수용하는 공용의 복합시설로 제작 설치 운영하면, 그 제작, 설치 비용이 저렴해지며, 고부가가치 산업으로써 고부가가치 창출에 대단히 큰 효과가 있다.

도 1은 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워의 사시도
도 2는 풍력발전기를 설치한 다기지주형 트라스타워의 사시도
도 3은 풍력발전기, 파력발전기, 어패류 양식 가두리를 를 설치한 다기지주형 트라스타워의 사시도
도 4는 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워의 단면도
도 5는 풍력발전기를 설치한 다기지주형 트라스타워의 단면도
도 6는 파력발전기를 설치한 다기지주형 트라스타워의 단면도
도 7은 풍력발전기, 파력발전기를 설치한 다기지주형 트라스타워의 단면도
도 8a는 파력발전기, 어패류 양식 가두리를 설치한 다기지주형 트라스타워의 단면도
도 8b는 파력발전기, 어패류 양식 가두리를 설치한 다기지주형 트라스타워에서 어획작업을 나타낸 단면도
도 8c는 파력발전기, 어패류 양식 가두리를 설치한 다기지주형 트라스타워에서 태풍을 피해 수중으로 대피한 상태의 가두리 단면도
도 9는 풍력발전기, 파력발전기, 어패류 양식 가두리를 설치한 다기지주형 트라스타워의 단면도
도 10은 파력발전기를 설치한 복수의 다기지주형 트라스타워로 인공섬의 조성 상태를 나타낸 단면도
도 11은 "I"형 트라스타워의 단면도
도 12은 파력발전기를 설치한 "I"형 트라스타워의 단면도
도 13은 "I"형 트라스타워에 어패류 양식 가두리를 설치한 단면도
도 14는 파력발전기와 어패류 양식 가두리를 설치한 "I"형 트라스타워의 단면도
도 15는 풍력발전기를 설치한 "I"형 트라스타워 단면도
도 16a는 승강부구의 평면도
도 16b는 승강부구의 단면도
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ＞
10 : 해양에 부유한 다기지주형 트라스타워
11 : 트라스 타워 12 : 수평 트라스 빔 13 : 측면 수직 빔
14 : 측면 수면 부구 15 : 수면 부구 16 : 수중 주부구
17 : 좌대 20 : 해양에 부유한 "I" 형 트리스타워
30 : 풍력 발전기 31 : 발전기 타워 32 : 발전기실
33 : 날개 40 : 파력 발전기 41 : 승강식 부구 42 : 기어 봉
43 : 발전기실 50 : 어패류 양식 가두리 51 : 어망
52 : 견인 와이어 53 : 롤러 54 : 견인 고리
55 : 관리실 56 : 난간 60 : 인공섬 61 : 플랫폼
62 : 원주형 홀

첨부 도면에 의하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 트라스타워 구조물에 부구를 장치하여 해양에 부유시키고, 이에 풍력발전기, 파력발전기, 어패류 가두리를 별도로 하나씩 설치하거나, 둘 이상, 또는 모두를 복합적으로 설치하거나, 또는 인공섬을 조성하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물에 관한 것으로, 도 1은 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)의 사시도이며, 수직 트라스타워(11)에 수면 부분에는 수면부구(15), 수중에는 수중 주부구(16)을 장착시켜 해양에 부유 시키고, 그 상단에는 동일 길이로 복수의 수평 트라스빔(12)를 방사형으로 부설하고, 그 끝단에는 측면 수면부구(14)를 장착한 측면 수직빔(13)을 장치 한다. 그리고 수직 트라스타워의 상단에는 좌대(17)을 설치한다.

트라스타워(10)은 그 독특한 구조로 인하여 풍력과 파력을 적게 받는다. 그러나 부력이 전무함으로 이에 부구를 설치하면 완전한 부체 역할을 하게된다. 모든 수면부구(15)는 고정식 부구도 가능하고 승강식 부구(41)도 가능하다. 다만 트라스 구조는 승강작용에 많은 마찰을 유발시키 때문에 원주형이 바람직하며, 이런 경우에는 트라스 외부를 원주형 기둥으로 감싸 마찰을 줄이는 것이 유리하다.

그리고 수평 트라스빔(12)의 수량은 3, 4, 5, 6, 8개 등 수량에 제한은 없다.

이렇게 구성된 다기지주형 트라스타워10)의 중앙상단에 위치한 좌대(17)에 제 2도와 같이 풍력발전기(30)을 세울수도 있고, 제3도와 같이 풍력발전기(30), 파력발전기(40), 어패류 양식 가두리(50)을 설치할 수도 있다.

이렇게 하나의 트라스타워(10)에 여러 가지 기능을 갖는 시설을 유치하면, 하나의 시설을 독립적으로 시설하는 것보다 더 경제적인 시설물이 된다.

도 4는 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)의 단면도로써, 수직 트라스타워(11)의 수면 부분에는 수면부구(15), 수중에는 수중 주부구(16)을 장착시켜 해양에 부유 시키고, 그 상단에는 동일 길이로 복수의 수평 트라스빔(12)를 방사형으로 부설하고, 그 끝단에는 측면 수면부구(14)를 장착한 측면 수직빔(13)을 장치하여 매우 안정된 상태를 유지 한다.

수면부구(15)와 측면 수면부구(14)는 고정형과 승강식 부구(41) 둘 중 하나를 택하여 설치할수 있다. 그리고 수면과 수평 트라스 빔(12)의 높이 "h"는 당해수역의 최고 파고보다 높은 것이 바람직 하다.

도 5는 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)에 풍력발전기(30)을 장치한 것이고, 도 6은 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)에 파력발전기를, 도 7은 풍력발전기와 파력발전기를, 도 8a, 8b, 8c는 파력발전기(40)과 어패류 양식 가두리(50)을, 도 9는 풍력발전기(30), 파력발전기(40), 그리고 어패류 양식 가두리(50)을 설치한 단면도이다.

수면 수직빔(13)에 설치되는 부구가 고정형이면 트라스빔(12)이 가능하고, 승강식 부구(41)를 설치할 경우에는 트리스빔 외부에 원주형 기둥을 분활하여 덧 씨우는 것이 좋다. 풍력발전기(40)을 설치할 경우에는 원주형 기둥으로 설치된다.

도 6은 풍력발전기(30) 단독으로 설치한 경우로, 해수면에 복수의 부구가 설치되어 있어 안정성을 더욱 끌어 올렸다. 도 7은 풍력발전기(30)과 파력발전기(40)을 동시에 설치하여, 발전능력과 안정성을 동시에 제고 하였고, 도 8a, 8b, 8c 는 파력발전기(40)과 어패류 가두리(50)을 동시에 장치한 것으로, 심해 어패류 양식에서 문제가 되는 수온 문제, 태풍문제, 관리선 운행 문제 등을 모두 해결한 것으로, 해수온도가 낮을 때에 해수에 전기를 이용한 열을 공급하여 어패류 양식에 적당한 수온을 유지해 주고, 육지와 원거리에 있는 심해에 관리선 운행과 사료 보급문제를 관리인이 현장에 체류하며 급이토록 하여 해결하고, 태풍에도 안전하게 어패류를 관리토록 함으로써 획기적으로 양식어업 발전에 이바지 할수 있다.

도 8a 는 정상적인 양식 상태를 나타낸 것이고, 도 8b 는 양식 어패류의 수확상태를 나타낸 것이고, 도 8c 는 태풍시에 어패류 가두리를 파도의 영향이 없는 수심으로 대피시킨 상태를 나타낸 것이다. 관리실(55)에는 관리인 숙소, 휴게실, 연구실, 기계실, 창고 등의 시설을 유치할 수 있다.

어망(51)을 올리고 내릴 때에는 관리실(55)안에 설치된 윈찌(미 도시)로 롤러(53)을 통해 견인 와이어(52)를 감거나 풀어주어 시행한다. 견인 와이어52)와 견인고리(54)로 어망(51)은 흐트러지지 않고 잘 정리 된다.

도 9는 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)에 풍력발전기(30), 파력발전기(40), 어패류 가두리(50)을 동시에 설치한 것으로, 하나의 기초 구조물에 풍력발전기, 파력발전기, 어패류 영식 가두리를 설치 함으로 경제성, 안정성, 부구가치 창출에 기여한다.

심해에 부력이 전무한 장대 트러스타워(10)에 수면부구(15)와 수중부구(16)을 장치한 트러스타워(10)은 선박과 달라서 태풍과 같은 폭풍우가 몰아치며 밀려오는 파도에도 이를 타고 요동치는 상하운동을 거의 하지 않는다. 그 이유는 심해의 파도는 표면파로 해수면에서만 물입자가 원운동을 하지만, 깊은 해수중에서는 물입자의 원운동이 모두 소멸되기 때문이다. 이러한 깊이의 해수중에 트러스타워(10)에 수중부구(16)을 설치하면, 해수표면에서 요동치는 파도와는 전혀 무관하게 거의 정지상태로 부유하게 된다. 부구의 설치 수심은 파도의 물입자의 원운동이 미치지 못하는 수심은 당해 해역의 파장의 1/2 수심이다. 트러스타워(10)이 전도되는 것을 방지하기 위해 트러스타워의 수면에는 수면부구(15)를 장치한다. 그러면 마치 펜스의 포스트처럼 우뚝 부유한 상태로 있게 되며, 파도만이 트라스타워의 주위를 오르락 내리락 하게 된다.

그리고 해파 (sea wave) 란 해수에서 생긴 교란이, 파동의 형태로 퍼져나가면서 발생하는 물입자의 주기적인 승강운동으로, 해수면의 승강작용이 주기적으로 일어나고, 이에 따른 물입자는 상하 및 전후 운동을 반복할 뿐 물입자의 평균위치는 거의 이동하지 않는 현상을 해파라고 한다

이러한 해파가 자주 발생하는 해양에 풍력발전기, 파력발전기, 어패류 양식 가두리를 각각 독립적으로, 또는 복합적으로 설치하기 위해서는 안정된 수중 기초구조물을 먼저 설치해야 하고, 그리고 태풍과 같은 열대저기압이 발생해도 피해가 없어야 한다. 작동설명 자세히

수중구조물은 해파의 파동을 적게 받을수록 안전하며, 적게 받게 하기 위해서는 파동과 충돌하는 단면적이 적을수록 유리하다. 따라서 동일 직경이라도 원주형 타워 보다는 트러스형 타워가 순단면적이 적음으로 유리하다.

제작비 면에서도 튜블라 타입(원주형) 보다는 트러스 타입이 재료비도 적게 들어 유리하지만, 수중구조물인 관계로 부력을 우선으로 고려해야 하는 고로 본 발명은 이 문제를 부구로 해결 하였다.

그리고 튜블라 타입(원주형)과 트러스 타입의 근본적인 차이는 수압문제에 근본적이 차이가 있다. 튜블라 타입의 부체는 수심이 깊으면 깊어 질수록 수압이 비례하여 그 두께가 두꺼워져야 한다. 해상 구조물의 조건에 따라 트러스타워(10)의 길이가 200m∼400m되어 수심 깊숙이 설치해도, 그 부재가 수압의 영향을 받지 않는다. 그러나 부력이 없음으로 부구를 장치하되 심해 표면파의 물입자 원운동이 미치지 못하거나, 미미한 100m∼200m 수심에 수중부구를 설치하면 파도에 의한 승강 작용을 억제할 수 있을뿐 아니라, 부구의 두께도 두꺼울 필요가 없어 경제적이고, 또한 수면에는 고정형이나 승강형 수면부구를 설치하여 전후 좌우로 트러스타워가 전도되는 것을 예방하면 아주 훌륭한 수중 기초 구조물이 될수 있다. 작동설명 자세히

그리고 도 1과 같이 수직 트러스타워(11)가 수면과 접하는 부분에는 수면부구(15), 전체 하중을 담당하는 수중부구(16)를 심해 표면파의 원운동이 미치지 못하는 수심에 위치시키는 고로, 수상구조물의 전도를 방지하기 위해 요구되는 수중길이의 최하단에 설치되는 부체 보다 그 두께가 얇고 제작, 설치비가 저렴하다. 작동설명 자세히

또한 수면부구(15)와 복수의 측면 수면부구(14)를 승강식 부구로 전환하면 다기지주형 트라스타워(10)은 더욱 안정적으로 된다. 왜냐하면 상술한 바와 같이 해파 (sea wave) 란 해수에서 생긴 교란이, 파동의 형태로 퍼져나가면서 발생하는 물입자의 주기적인 승강운동으로, 해수면의 승강작용이 주기적으로 일어나고, 이에 따른 물입자는 상하 및 전후 운동을 반복할 뿐 물입자의 평균위치는 거의 이동하지 않는 현상으로 수면부구(15)와 측면 수면부구(14)가 고정되어 있으면 부력을 더 받아 트라스타워(10)자체가 승강할 수 있기 때문이다.

그리고 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)은 그 상단에 동일 길이로 복수의 수평 트라스빔(12)를 방사형으로 부설하고, 그 끝단에는 측면 수면부구(14)를 장착한 측면 수직빔(13)으로 인하여 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)가 전후 좌우로 전도되는 것을 방지해 주는 역할을 담당하기 때문에 더욱 안정하다. 작동설명 자세히

또한 하나의 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)에 풍력발전기(30), 파력발전기(40), 어패류 양식 가두리(50) 등을 각각 독립적으로 하나씩 설치 할 수도 있지만, 2개의 시시템, 또는 3개의 씨스템을 동시에 수용하면 더욱 경제적인 시설물이 된다. 도 3, 도 9는 상기와 같은 사실을 나타낸다.

도 10은 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)을 오와 열로 배열시키고, 그 상단을 플랫폼(61)을 부설하여 조성된 인공섬(60)을 나타낸다.

수중에는 파력발전기(40)을 장착하여 인공섬에서 소요되는 동력을 공급할 수 있게 된다. 미 도시된 풍력발전기, 어패류 양식 가두리도 수용할 수 있다. 이렇게 설치된 초대형 부유구조물(MEGA FLOAT)(60)은 다양한 용도로 활용될 수 있다. "I"형 트라스타워(20)으로도 상기와 동일방법으로 초대형 부유구조물(MEGA FLOAT)(60)을 조성할 수 있다.

도 11은 수직 트라스타워(11)의 수면부분에는 수면부구(15), 수중에는 수중부구(16)을, 그 상단에 장치된 좌대(17)가 설치된 "I"형 트라스타워(20)를 해양에 부유시키고, 도 12와 같이 풍력발전기30)을, 그리고 도 13과 같이 파력발전기(40)을 설치할 수도 있다. 도시하지는 않았지만, "I"형 트라스타워(20)에 풍력발전기, 파력발전기, 그리고 어패류 양식 가두리를 각각 독립적으로 개별로 설치 할수도 있고, 이들 시설 모두를 하나의 "I"형 트라스타워(20)에 수용할 수도 있다.

도 11 "I"형 트라스타워(20) 의 수면으로 부터의 높이 "h"는 설치 당해 수역의 초고의 파고보다 높으면 안전하다.

도 16a, 도 16b는 승강식 부구의 평,단면도로써, 승상식 부구(41)의 모양은 중공 도넛형, 양파형, 튜브형 구형, 원주형 등으로 모두가 내부는 비어 있는 부력체로써, 그 모양은 이에 한정되지 않는다. 그리고 중앙에 원주형 홀(62)이 장치되어 있어 측면 수직빔(13)이나, 트라스 타워(11)의 외부 파도의 높낮이의 수면에 설치되는 원주형 기둥(미 도시)을 타고 파도에 의해 승강 작용을 하게 되며, 트라스 타워(11)의 승강작용을 억제하는 효과가 있으며, 측면 수직빔(13)에 설치되는 복수의 승강부구(41)은 트라스 타워(10)이 파도에 의해 전후좌우로 흔들리는 것을 완화해 주는 역할을 한다.

트라스 타워(11)이나, 측면 수직빔(13)의 외부 수면부에 설치되는 원주형 기둥은 중공원주형으로 수직으로 2분, 또는 다분활하여 기둥 모양으로 설치된다

그리고 트러스타워(11)은 삼각트러스, 사각트러스, 송전탑형, 마스트형 등으로, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 다기지주(多岐支柱)형 트라스타워(10)과 "I"형 트라스타워 등 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물의 계류장치는 도시하지 않았다.

트러스 타워를 심해에 부유시키되 수면에 접하는 부분과, 심해 표면파의 영향이 미치지 못하는 수심 부분 등에 복수의 부구를 장착하여 부력을 생성시켜 부유시키고, 이에 심해 해상풍력발전기, 파력발전기, 어류양식 가두리, 인공섬 등의 수중 기초로써 지지부력을 제공하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물 및 이를 이용한 해양 구조물은 타워 내부에는 창고, 급이실, 숙박시설, 휴게실, 전기실, 기계실 등을 구비할 수 있다.

Claims

다기지주형 트라스타워(10)의 수직 트라스타워(11)의 수면에는 수면부구(15), 그리고 수직 트라스타워(11)의 중심(重心), 또는 기초구조물 설치 당해수역의 최대 파장의 1/2 이하의 수심에 고정 수중 주부구(16)을, 수면위 상단에는 좌대(17)을, 그리고 바로 밑에는 동일 길이로 복수의 수평 트라스 빔(12)를 방사형으로 장착하고, 그 끝단에는 각각 수직 하향으로 수직 빔(13)을 설치하고, 이에 측면 수면 부구(14)를 각각 장착하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초 구조물
"I"형 트라스타워(20)의 수직 트라스타워(11)의 수면에는 수면부구(15), 수중에는 수중부구(16), 그리고 그 상단에는 좌대(17)을 장치하는 것을 특징으로하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초 구조물
다기지주형 트라스타워(10)의 수직 트라스타워(11)의 상단 좌대(17)에는 풍력발전기(30)을, 복수의 수평 트라스 빔(12)의 끝단 수직하향의 수직 빔(13)에는 각각 파력발전기(40)을, 그리고 수직 트라스타워(11)의 수중에는 어패를 양식 가두리(50)을 복합적으로 설치 하거나, 또는 이들 시설중 하나, 또는 둘을 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물을 이용한 해양 구조물
"I"형 트라스타워(20)의 트라스타워(11)의 수면에는 수면부구(15) 대신 파력발전기(40)을, 트라스타워(11)의 상단 좌대(17)에는 풍력발전기(30)을, 트라스타워(11) 수중에는 어패류 양식 가두리(50)을 복합적으로 설치 하거나, 또는 이들 시설중 하나, 또는 둘을 선택적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물을 이용한 해양 구조물
복수의 다기지주형 트라스타워(10)이나, "I"형 트라스타워(20)을 종과 횡 방향으로 그 상단을 서로 결착하고, 그 상단에 플랫폼(61)을 설치하여 인공섬(MEGA FLOAT)(60)을 조성하고, 풍력발전기(30), 파력발전기(40), 또는 어패류 양식 가두리(50)을 복합적으로 설치 하거나, 또는 이들 시설중 하나, 또는 둘을 선택적으로 설치하며, 숙박시설, 휴게실, 기계실, 전기실, 창고, 급이실 등 유치하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물을 이용한 해양 구조물
제1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 다기지주형 트라스타워(10)의 수직 트라스타워(11)이나, "I"형 트라스타워(20)의 트라스타워(11)의 구조는 삼각트러스, 사각트러스, 송전탑형, 마스트형 등 인 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물
제1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 승강식 부구(41)의 모양은 중공 도넛형, 양파형, 튜브형, 구형, 원주형 등으로 모두가 내부는 비어 있는 부력체로 중앙에 원주형 홀(62)이 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물
제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 승강식 부구를 장착한 트라스 타워(11)이나, 측면 수직 빔(13)의 승강부위에는 그 외측을 원주형 기둥으로 하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물
제1항에 있어서, 다기지주의 수평 트라스 빔 위에 플랫폼(61)을 부설하고, 그 위에 관리실(55)를 설치하는 것을 특징으로 하는 태풍에도 안전한 심해 부유 기초구조물을 이용한 해양 구조물