KR20150145978A - 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물 - Google Patents

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KR20150145978A
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송명관
박종인
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물은, 해상 풍력발전기의 타워를 고정시키는 트랜지션 피스; 상부에 상기 트랜지션 피스가 설치되는 다각기둥 형상의 몸체부; 상기 몸체부의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되어 있고, 해저면에 설치되는 바닥판부를 포함하되, 상기 몸체부의 옆면은 직사각형 형상의 사각판재가 서로 용접된 상태일 수 있다.

Description

해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물{Box-type substructure of offshore wind power generating device}
본 발명은 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물에 관한 것이다.
해상 풍력발전기를 해상에서 지지하는 구조로서 모노파일 구조와 자켓구조가 주로 적용되고 있다.
모노파일 구조는 모노파일(monopile)과 트랜지션 피스(TP, transition piece)를 포함한다. 모노파일은 해저지반에 관입되어 상부구조물을 지지해주며, 트랜지션 피스는 해상풍력발전기 타워와 모노파일을 연결시켜 준다. 모노파일과 트랜지션 피스는 그라우팅(grouting)으로 접합된다.
한국공개특허 제10-2012-0001384호(풍력발전기용 해상 모노파일 시공방법)에는 해상에 설치되는 풍력발전기의 기초에 사용되는 모노파일을 시공하는 방법이 개시되어 있다.
모노파일 구조는 주로 25m 이내의 천해(shallow water)에 적용되었으나, 최근 30m 이상의 대수심(deep water)에 대해서도 그 적용이 확대되고 있다.
하지만 모노파일은 원형 강관이며, 대수심에 적용됨에 따라 강관의 두께와 직경이 증대하게 되었다. 이러한 원형 강관은 강판을 굽혀서(bending) 제작을 하게 되는데, 현재의 제작 기술로는 두께 10cm, 직경 8m 이내에서 제작이 가능하며, 이를 초과할 경우에는 제작이 불가능한 한계가 있다.
자켓 구조는 프레임(frame), 트랜지션 피스, 파일을 포함한다. 파일은 해저지반에 관입되며, 그 위에 프레임이 그라우팅되어 연결되고, 그 위에 트랜지션 피스가 용접되어 연결된다.
한국공개특허 제10-2014-0003834호(해상 지지구조물 및 이의 시공 방법)에는 돌핀형 지지구조물의 파일과 자켓형 지지구조물의 트러스 구조가 결합되어 돌핀형 지지구조물의 시공 용이성과 자켓형 지지구조물의 경제성을 동시에 가지는 해상 지지구조물이 개시되어 있다.
자켓 구조는 주로 25m 이상의 수심에 적용되며, 프레임을 제작할 때 원형강관을 용접하여 연결되는데, 용접시 자동용접이 어려워 용접사가 직접 용접하게 되므로 인해 제작비용이 상승되는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국공개특허 제10-2012-0001384호 한국공개특허 제10-2014-0003834호
본 발명은 별도의 굽힘(bending) 공정을 필요로 하지 않아 모노파일 구조의 단점인 두께 혹은 직경의 제한을 극복하고, 자켓 구조와는 달리 자동용접이 가능하여 제작비용을 절감할 수 있는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 박스 구조의 모서리가 라운디드되어 있어 파랑과 조류에 대한 항력계수가 작아져 하부 구조물에 가해지는 하중을 저감시킬 수 있는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해상 풍력발전기의 타워를 고정시키는 트랜지션 피스; 상부에 상기 트랜지션 피스가 설치되는 다각기둥 형상의 몸체부; 상기 몸체부의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되어 있고, 해저면에 설치되는 바닥판부를 포함하되, 상기 몸체부의 옆면은 직사각형 형상의 사각판재가 서로 용접된 상태인 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물이 제공된다.
상기 트랜지션 피스는, 상기 타워의 단면 형상에 상응하는 단면 형상을 가지면서 소정 높이를 가지는 타워 연결부와; 상부는 상기 타워 연결부의 단면 형상에 상응하는 형상을 가지고 하부는 상기 몸체부의 단면 형상에 상응하는 다각형 형상을 가지는 기초 연결부를 포함할 수 있다.
상기 기초 연결부는, 삼각형 형상으로 그 밑변이 상기 몸체부의 단면의 일 모서리에 대응되는 길이를 가지는 주 삼각판재와; 역삼각형 형상의 부 삼각판재를 포함하되, 상기 부 삼각판재의 밑변 길이는 상기 타워 연결부의 둘레를 상기 부 삼각판재의 수만큼 나눈 길이에 대응될 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상 풍력발전기의 타워를 고정시키는 트랜지션 피스; 상부에 상기 트랜지션 피스가 설치되는 라운디드된 다각기둥 형상의 몸체부; 상기 몸체부의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되어 있고, 해저면에 설치되는 바닥판부를 포함하되, 상기 몸체부는 옆면을 이루는 직사각형 형상의 주 사각판재 및 모서리부분을 이루는 직사각형 형상의 복수의 부 사각판재가 서로 용접된 상태인 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물이 제공된다.
상기 복수의 부 사각판재는 서로 이웃하는 상기 주 사각판재 사이에 개재되는 상기 복수의 부 사각판재는 서로 이웃하는 상기 주 사각판재 사이의 각도 범위 내에서 연속적으로 경사각이 증감되도록 접합될 수 있다.
상기 트랜지션 피스는, 상기 타워의 단면 형상에 상응하는 단면 형상을 가지면서 소정 높이를 가지는 타워 연결부와; 상부는 상기 타워 연결부의 단면 형상에 상응하는 형상을 가지고 하부는 상기 몸체부의 단면 형상에 상응하는 라운디드 다각형 형상을 가지는 기초 연결부를 포함할 수 있다.
상기 기초 연결부는, 삼각형 형상으로 그 밑변이 상기 주 사각판재의 윗변에 대응되는 길이를 가지는 주 판재와; 사각형 형상의 부 판재를 포함하되, 상기 부 판재의 윗변 길이는 상기 타워 연결부의 둘레를 상기 부 삼각판재의 수만큼 나눈 길이에 대응되고, 상기 부 판재의 밑변 길이는 상기 부 사각판재의 윗변에 대응되는 길이를 가질 수 있다.
여기서, 상기 바닥판부는 다층 구조로 이루어져 있을 수 있다.
상기 관통홀의 둘레에는 보강재 삽입홈이 형성되어 있고, 상기 보강재 삽입홈에 상기 몸체부의 옆면과 상기 바닥파부에 수직하게 외부 보강재가 삽입 설치될 수 있다.
상기 몸체부 내벽에는 종방향으로 ㄱ자형 앵글이 설치되고, 횡방향으로 다이아프램이 설치될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 굽힙 공정을 필요로 하지 않아 모노파일 구조의 단점인 두께 혹은 직경의 제한을 극복하고, 자켓 구조와는 달리 자동용접이 가능하여 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 박스 구조의 모서리가 라운디드되어 있어 파랑과 조류에 대한 항력계수가 작아져 하부 구조물에 가해지는 하중을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 박스형 하부 구조물의 분해 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 AA선에 따른 단면을 나타낸 도면,
도 4는 도 1에 도시된 트랜지션 피스의 사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물의 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 박스형 하부 구조물의 분해 사시도,
도 7은 도 5에 도시된 BB선에 따른 단면을 나타낸 도면,
도 8은 도 5에 도시된 트랜지션 피스의 사시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 박스형 하부 구조물의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 AA선에 따른 단면을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 트랜지션 피스의 사시도이다.
도 1 내지 도 4에는 박스형 하부 구조물(100), 트랜지션 피스(130), 메인 플랫폼(140), 파일 슬리브(124), 몸체부(110), 사각판재(111a~111d, 이하 '111'으로 통칭함), 바닥판부(120), 외부 보강재(122), 내부 보강재(113), 다이아프램(115), 타워 연결부(131), 기초 연결부(133), 주 삼각판재(135), 부 삼각판재(137)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박스형 하부 구조물(100)은 다각형 박스 구조로 제작되어 그 제작 및 설치 과정에 있어 별도의 굽힘 공정을 생략할 수 있어 기존의 모노파일 구조의 단점인 두께 혹은 직경의 제한을 극복할 수 있는 것을 특징으로 한다.
박스형 하부 구조물(100)은 다각기둥 형상의 몸체부(110)를 포함하며, 몸체부(110)의 옆면은 직사각형 형상의 사각판재(111)로 이루어진다.
박스형 하부 구조물(100)을 제작함에 있어 사각판재(111)를 용접하게 되는데, 이때 용접을 필요로 하는 사각판재(111)와 사각판재(111)가 만나는 부분이 직선 구간으로 되어 있어 자동용접이 가능하다. 따라서, 기존의 자켓 구조와 같이 용접사가 직접 용접을 할 필요가 없게 되어 제작비용을 절감할 수 있게 된다.
몸체부(110)의 하부에는 몸체부(110)를 지지하기 위한 외부 보강재(122)가 설치되어 있다. 외부 보강재(122)는 몸체부(110)의 길이 방향과 평행하되, 사각판재(111)에 수직하게 설치되는 판재 형상의 바(bar)일 수 있다.
또한, 몸체부(110)의 하측에는 중심에 몸체부(110)의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되어 있는 바닥판부(120)가 해저면 상에 설치될 수 있다. 바닥판부(120)는 몸체부(110)의 안정적인 지지를 위해 2층 이상의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
이 경우 바닥판부(120)의 각 층에는 파일 슬리브(124)가 관통 설치되어 있어, 해저지반에 관입되는 파일의 상단과 연결되고, 그라우팅으로 고정될 수 있다.
또한, 바닥판부(120)에서 관통홀의 둘레에는 외부 보강재(122)가 삽입 설치될 수 있는 보강재 삽입홈이 추가적으로 형성되어 있을 수 있다.
이 경우 바닥판부(120)에 삽입된 외부 보강재(122)는 바닥판부(120)와 함께 티바(T-Bar)로서 기능할 수 있어, 몸체부(110)를 보다 안정적으로 견고하게 지지할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 몸체부(110)의 내부에는 내부 보강재(113)와 다이아프램(115)이 설치되어 몸체부(110)에 가해지는 외력에 의한 변형을 방지할 수 있다.
내부 보강재(113)는 ㄱ자형 앵글일 수 있으며, 종방향으로 몸체부(110)의 내벽에 설치될 수 있다.
다이아프램(115)은 직사각형 판재 형상을 가지며, 횡방향으로 몸체부(110)의 내벽에 설치될 수 있다.
내부 보강재(113)는 다이아프램(115)을 관통하는 구조를 가지고 있어 내부 보강재(113)와 다이아프램(115)이 상호 결합되어 티바로서 기능할 수 있는 최적화된 구조가 형성될 수 있으며, 이로 인해 전제적인 중량 절감이 가능하다.
몸체부(110)의 상부에는 메인 플랫폼(140)이 마련되고, 해상 풍력발전기의 타워를 연결하기 위한 트랜지션 피스(130)가 설치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서 트랜지션 피스(130)는 타워와 연결되는 타워 연결부(131)와, 박스형 하부 구조물(100)의 몸체부(110)와 연결되는 기초 연결부(133)를 포함한다.
타워 연결부(131)는 타워의 단면 형상에 상응하는 단면 형상을 가지면서 소정 높이를 가지는 원통형 형상을 가질 수 있다.
기초 연결부(133)의 하부는 몸체부(110)의 단면 형상에 상응하여 다각형 형상을 가지고, 그 상부는 타워 연결부(131)의 단면 형상에 상응하여 원형 형상을 가질 수 있다.
이 경우 기초 연결부(133)는 주 삼각판재(135)와 부 삼각판재(137)로 이루어질 수 있다. 주 삼각판재(135)는 삼각형 형상으로 그 밑변이 몸체부(110)의 단면의 일 모서리에 대응되는 길이를 가진다. 부 삼각판재(137)는 역삼각형 형상으로 그 밑변이 타워 연결부(131) 둘레를 부 삼각판재(137)의 수만큼 나눈 길이에 대응되는 길이를 가진다.
주 삼각판재(135)와 부 삼각판재(137) 사이 혹은 부 삼각판재(137)들 사이의 용접부는 직선 구간으로 이루어져 있어 자동용접이 가능한 장점이 있다.
본 실시예에 따른 박스형 하부 구조물(100)은 바닥판부(120) 및 외부 보강재(122)에 의해 해저면에 안정적으로 설치되고, 상부에 설치된 트랜지션 피스(130)를 통해 해상 풍력발전기의 타워를 고정시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 박스형 하부 구조물의 분해 사시도이며, 도 7은 도 5에 도시된 BB선에 따른 단면을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 5에 도시된 트랜지션 피스의 사시도이다.
도 5 내지 도 8에는 박스형 하부 구조물(200), 트랜지션 피스(230), 메인 플랫폼(240), 파일 슬리브(224), 몸체부(210), 주 사각판재(211a~211d, 이하 '211'으로 통칭함), 부 사각판재(212a~212b, 이하 '212'으로 통칭함), 바닥판부(220), 외부 보강재(222), 내부 보강재(213), 다이아프램(215), 타워 연결부(231), 기초 연결부(233), 주 판재(235), 부 판재(237)가 도시되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 박스형 하부 구조물(200)은 다각형 박스 구조로 제작되되 그 모서리가 라운디드(rounded)되어 있어 그 제작 및 설치 과정에 있어 별도의 굽힘 공정을 생략할 수 있어 기존의 모노파일 구조의 단점인 두께 혹은 직경의 제한을 극복함과 동시에 파랑과 조류에 대한 항력계수가 작아져 하부구조에 가해지는 하중을 저감시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
박스형 하부 구조물(200)은 라운디드 모서리를 가지는 다각기둥 형상의 몸체부(210)를 포함하며, 몸체부(210)는 옆면을 이루는 직사각형 형상의 주 사각판재(211)와 모서리부분을 이루는 직사각형 형상의 부 사각판재(212)를 포함한다.
박스형 하부 구조물(200)을 제작함에 있어 주 사각판재(211)와 부 사각판재(212)를 용접하게 되는데, 옆면을 이루는 주 사각판재(211) 사이에는 모서리부분을 이루는 복수의 부 사각판재(212)가 연속적으로 경사각이 증감되도록 경사진 상태로 접합된다.
예를 들어, 몸체부(210)의 단면 형상이 정사각형일 경우 이웃하는 주 사각판재(211) 사이의 각도는 90도(˚)인 바, 그 사이에 개재되는 복수의 부 사각판재(212)는 첫번째 부 사각판재(212)와 주 사각판재(211)의 접합면과 마지막 부 사각판재(212)와 주 사각판재(211)의 접합면 사이의 각도가 90도(˚)가 되도록 연속적으로 경사지게 배치될 수 있다.
이 경우 주 사각판재(211)와 부 사각판재(212)가 만나는 부분, 부 사각판재(212)들이 서로 만나는 부분은 직선 구간으로 되어 있어 자동용접이 가능하다. 따라서, 기존 자켓 구조와 같이 용접사가 직접 용접을 할 필요가 없게 되어 제작비용을 절감할 수 있게 된다.
본 실시예에서도 몸체부(210)의 하부에는 몸체부(210)를 지지하기 위한 외부 보강재(222)가 설치되어 있다. 외부 보강재(222)는 몸체부(210)의 길이 방향과 평행하되, 주 사각판재(211) 혹은 부 사각판재(212)에 수직하게 설치되는 판재 형상의 바일 수 있다.
또한, 몸체부(210)의 하측에는 중심에 몸체부(210)의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되어 있는 바닥판부(220)가 해저면 상에 설치될 수 있다. 바닥판부(220)는 몸체부(210)의 안정적인 지지를 위해 2층 이상의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
이 경우 바닥판부(220)의 각 층에는 파일 슬리브(224)가 관통 설치되어 있어, 해저지반에 관입되는 파일의 상단과 연결되고, 그라우팅으로 고정될 수 있다.
또한, 바닥판부(220)에서 관통홀의 둘레에는 외부 보강재(222)가 삽입 설치될 수 있는 보강재 삽입홈이 추가적으로 형성되어 있을 수 있다.
이 경우 바닥판부(220)에 삽입된 외부 보강재(222)는 바닥판부(220)와 함께 티바(T-Bar)로서 기능할 수 있어, 몸체부(210)를 보다 안정적으로 견고하게 지지할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 몸체부(210)의 내부에는 내부 보강재(213)와 다이아프램(215)이 설치되어 몸체부(210)에 가해지는 외력에 의한 변형을 방지할 수 있다.
내부 보강재(213)는 ㄱ자형 앵글일 수 있으며, 종방향으로 몸체부(210)의 내벽에 설치될 수 있다.
다이아프램(215)은 직사각형 판재 형상을 가지며, 횡방향으로 몸체부(210)의 내벽에 설치될 수 있다.
내부 보강재(213)는 다이아프램(215)을 관통하는 구조를 가지고 있어 내부 보강재(213)와 다이아프램(215)이 상호 결합되어 티바로서 기능할 수 있는 최적화된 구조가 형성될 수 있으며, 이로 인해 전제적인 중량 절감이 가능하다.
몸체부(210)의 상부에는 메인 플랫폼(240)이 마련되고, 해상 풍력발전기의 타워를 연결하기 위한 트랜지션 피스(230)가 설치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서 트랜지션 피스(230)는 타워와 연결되는 타워 연결부(231)와, 박스형 하부 구조물(200)의 몸체부(210)와 연결되는 기초 연결부(233)를 포함한다.
타워 연결부(231)는 타워의 단면 형상에 상응하는 단면 형상을 가지면서 소정 높이를 가지는 원통형 형상을 가질 수 있다.
기초 연결부(233)의 하부는 몸체부(210)의 단면 형상에 상응하여 라운디드 다각형 형상을 가지고, 그 상부는 타워 연결부(231)의 단면 형상에 상응하여 원형 형상을 가질 수 있다.
이 경우 기초 연결부(233)는 주 판재(235)와 부 판재(237)로 이루어질 수 있다. 주 판재(235)는 삼각형 형상으로 그 밑변은 주 사각판재(211)의 윗변에 대응되는 길이를 가진다. 부 판재(237)는 사각형 형상으로 윗변은 타워 연결부(231) 둘레를 부 판재(237)의 수만큼 나눈 길이에 대응되는 길이를 가지고, 아랫변은 부 사각판재(212)의 윗변에 대응되는 길이를 가진다.
주 판재(235)와 부 판재(237) 사이 혹은 부 판재(237)들 사이의 용접부는 직선 구간으로 이루어져 있어 자동용접이 가능한 장점이 있다.
본 실시예에 따른 박스형 하부 구조물(200)은 바닥판부(220) 및 외부 보강재(222)에 의해 해저면에 안정적으로 설치되고, 상부에 설치된 트랜지션 피스(230)를 통해 해상 풍력발전기의 타워를 고정시킬 수 있게 된다. 그리고 몸체부(210)의 모서리가 박스구조의 모서리가 라운디드되어 있어서 파랑과 조류에 대한 항력계수가 작아지므로 하부구조에 가해지는 하중을 저감시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 박스형 하부 구조물 110, 210: 몸체부
111a~111d: 사각판재 113, 213: 내부 보강재
115, 215: 다이아프램 120, 220: 바닥판부
122, 222: 외부 보강재 124, 224: 파일 슬리브
130, 230: 트랜지션 피스 140, 240: 메인 플랫폼
131, 231: 타워 연결부 133, 233: 기초 연결부
135: 주 삼각판재 137: 부 삼각판재
211a~211d: 주 사각판재 212a~212d: 부 사각판재
235: 주 판재 237: 부 판재

Claims (9)

  1. 해상 풍력발전기의 타워를 고정시키는 트랜지션 피스(transition piece);
    상부에 상기 트랜지션 피스가 설치되는 다각기둥 형상의 몸체부;
    상기 몸체부의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되고, 해저면에 설치되는 바닥판부를 포함하되,
    상기 몸체부의 옆면은 직사각형 형상의 사각판재가 서로 결합 되는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지션 피스는,
    상기 타워의 단면 형상에 상응하는 단면 형상을 가지는 타워 연결부와;
    상부는 상기 타워 연결부의 단면 형상에 상응하는 형상을 가지고 하부는 상기 몸체부의 단면 형상에 상응하는 다각형 형상을 가지는 기초 연결부를 포함하는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기초 연결부는,
    삼각형 형상으로 그 밑변이 상기 몸체부의 단면의 일 모서리에 대응되는 길이를 가지는 주 삼각판재와;
    역삼각형 형상의 부 삼각판재를 포함하되,
    상기 부 삼각판재의 밑변 길이는 상기 타워 연결부의 둘레를 상기 부 삼각판재의 수만큼 나눈 길이에 대응되는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  4. 해상 풍력발전기의 타워를 고정시키는 트랜지션 피스(transition piece);
    상부에 상기 트랜지션 피스가 설치되는 라운디드된 다각기둥 형상의 몸체부;
    상기 몸체부의 하부가 삽입 고정될 수 있는 관통홀이 형성되고, 해저면에 설치되는 바닥판부를 포함하되,
    상기 몸체부는 옆면을 이루는 직사각형 형상의 주 사각판재 및 모서리부분을 이루는 직사각형 형상의 복수의 부 사각판재가 서로 결합되는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 부 사각판재는 서로 이웃하는 상기 주 사각판재 사이에 개재되는 상기 복수의 부 사각판재는 서로 이웃하는 상기 주 사각판재 사이의 각도 범위 내에서 연속적으로 경사각이 증감되도록 접합되는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 트랜지션 피스는,
    상기 타워의 단면 형상에 상응하는 단면 형상을 가지는 타워 연결부와;
    상부는 상기 타워 연결부의 단면 형상에 상응하는 형상을 가지고 하부는 상기 몸체부의 단면 형상에 상응하는 라운디드 다각형 형상을 가지는 기초 연결부를 포함하는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기초 연결부는,
    삼각형 형상으로 그 밑변이 상기 주 사각판재의 윗변에 대응되는 길이를 가지는 주 판재와;
    사각형 형상의 부 판재를 포함하되,
    상기 부 판재의 윗변 길이는 상기 타워 연결부의 둘레를 상기 부 삼각판재의 수만큼 나눈 길이에 대응되고, 상기 부 판재의 밑변 길이는 상기 부 사각판재의 윗변에 대응되는 길이를 가지는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 관통홀의 둘레에는 보강재 삽입홈이 형성되고,
    상기 보강재 삽입홈에 상기 몸체부의 옆면과 상기 바닥파부에 수직하게 외부 보강재가 삽입 설치되는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 몸체부 내벽에는 종방향으로 ㄱ자형 앵글이 설치되고, 횡방향으로 다이아프램이 설치되는 해상 풍력발전기의 박스형 하부 구조물.
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