KR20220037117A - Offshore wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해상 풍력 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해저암반층 위의 머드층이 두텁게 형성되어 있고 수심이 비교적 낮은 지역에 적합한 구조를 가지며 시공이 간단하고 시공시간을 단축할 수 있는, 해상 풍력 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an offshore wind power generator, and more particularly, to an offshore wind power generator that has a thick mud layer on the seabed rock layer, has a structure suitable for a region with a relatively low water depth, is simple in construction, and can shorten construction time. It is about the generator.
화석연료의 사용 증가에 따라 점차 심해지는 대기오염과 지구온난화 및 그에 기인한 기후변화 문제를 해결하기 위한 다양한 연구 및 시도가 이미 진행되고 있다. 이러한 연구에는 화석연료를 대체하는 친환경 청정 에너지원의 개발과 관련된 것이 주류를 이룬다. 친환경 에너지원에는, 가령, 태양열, 태양광, 풍력, 조력, 수력, 지열에너지가 포함된다.Various studies and attempts have already been made to solve the problems of air pollution, global warming, and climate change caused by the increase in the use of fossil fuels. Most of these studies are related to the development of eco-friendly clean energy sources that replace fossil fuels. Eco-friendly energy sources include, for example, solar heat, solar power, wind power, tidal power, hydro power, and geothermal energy.
상기한 다양한 에너지원 중, 풍력은 내륙이나 바다에 상관없이 광범위한 지역에서의 에너지 수확이 가능하며 부산물을 발생하지 않는다는 특징을 갖는다. 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력 발전장치는, 기압차에 따른 공기의 유동 에너지를 기계적 에너지로 변환하고, 그 기계적 에너지를 이용해 발전기를 돌려 전력을 얻어내는 기본 원리를 갖는다.Among the above-mentioned various energy sources, wind power has a characteristic that it is possible to harvest energy in a wide area regardless of inland or sea and does not generate by-products. A wind power generator for generating electric power using wind power has a basic principle of converting flow energy of air according to a pressure difference into mechanical energy, and using the mechanical energy to turn a generator to obtain electric power.
풍력 발전장치는, 초창기에는, 주로 육상에 설치되어 왔으나 최근에는 해상(海上) 설치 사례가 증가하고 있다. 그 이유는, 해상이 바람의 질이 대체로 양호하고 작동 소음에 따른 민원을 발생하지 않으며, 풍력 발전의 경제성 확보를 위한 대단위 풍력단지를 조성하기 쉽기 때문이다.In the early days, wind power generators have been mainly installed on land, but recently, offshore installations are increasing. The reason is that offshore wind quality is generally good, civil complaints due to operating noise do not occur, and it is easy to create large-scale wind farms to secure economic feasibility of wind power generation.
해상에 설치되는 풍력 발전장치는 고정식과 부유식으로 나뉜다. 고정식은, 해저 암반층에 파일을 박아 고정하고 구조물을 파일에 지지시키는 방식이다. 그런데, 고정식 발전장치는, 수심이 깊어지면 구조물의 규모가 매우 커져 구조물의 제작 및 설치에 소요되는 비용이 크게 증가하여 경제성이 떨어진다는 단점을 갖는다.Wind power generators installed onshore are divided into fixed and floating types. The fixed type is a method in which a pile is driven into the seabed bedrock layer to fix it, and the structure is supported on the pile. However, the fixed power generation device has a disadvantage in that the size of the structure becomes very large as the depth of the water increases, and the cost required for manufacturing and installation of the structure increases significantly, thereby reducing economic efficiency.
이에 비해 부유식 발전장치는, 계류장치의 장력을 유지하며 해수면에 부유하는 방식으로서, 수심이 깊어져도 구조물의 크기에 제한을 받지 않는다는 장점을 갖는다. 그러나, 조류나 파랑에 영향을 많이 받아, 절단 등의 파손이 자주 발생하며, 유지보수 및 관리의 비용이 증가한다는 문제가 있었다.In contrast, the floating power generator maintains the tension of the mooring device and floats on the sea level, and has the advantage that the size of the structure is not limited even if the water depth increases. However, it is greatly affected by currents or waves, and there is a problem that damage such as cutting occurs frequently, and the cost of maintenance and management increases.
해상 풍력 발전장치에 관한 배경 기술로서, 국내 등록특허공보 제10-1342138호 (해상풍력발전 장치 및 그 설치 방법)가 개시된 바 있다. 개시된 해상풍력발전 장치는, 해저지반에 고정되는 하부구조물과, 하부구조물의 상단에 설치되는 타워와, 타워의 상부에 설치되는 나셀과, 나셀에 장착되는 블레이드를 포함하는 해상풍력발전 장치에 있어서, 타워는 하단이 상기 하부구조물의 상단에 힌지 결합되어 하부구조물에서 회동가능하게 구비되고, 타워의 내부에는 부력공간이 형성되고, 타워의 상하부에는 상기 타워의 내부를 밀폐시키는 밀폐부재가 설치되며, 타워와 상기 하부구조물 결합체는 해상에서 부유 가능하게 구비되는 구성을 갖는다.As a background technology related to an offshore wind power generator, Korean Patent Registration No. 10-1342138 (offshore wind power generator and its installation method) has been disclosed. The disclosed offshore wind power generation device comprises a substructure fixed to the seabed, a tower installed on the upper end of the substructure, a nacelle installed on the upper part of the tower, and a blade mounted on the nacelle, The lower end of the tower is hinged to the upper end of the substructure to be rotatably provided in the lower structure, a buoyancy space is formed inside the tower, and a sealing member for sealing the interior of the tower is installed at the upper and lower portions of the tower, the tower And the substructure assembly has a configuration that is provided to be floating in the sea.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 우리나라 서해에 적용하기 좋고, 조류나 파랑의 압력에 영향을 거의 받지 않으며, 시공이 간단하고 시공시간을 단축할 수 있음은 물론 전체적인 유지 보수비용이 저렴한, 해상 풍력 발전장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and it is good to apply to the West Sea of Korea, is hardly affected by the pressure of currents or waves, is simple to construct and can shorten the construction time, and the overall maintenance cost is low. , an object of the present invention is to provide an offshore wind power generator.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 해상 풍력 발전장치는, 하단부가 해저 머드층을 통과하여 암반에 지지되고 상호 이격된 다수의 중공형 지지기둥과, 상기 지지기둥의 간격을 유지시키는 간격유지수단이 구비된 기둥구조체와; 상기 기둥구조체의 시공 시 각 지지기둥의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 암반의 상부에서 길이방향으로 뻗어나가 머드층에 박혀 고정됨으로써 기둥구조체에 파주력을 제공하는 선형앵커장치와; 상기 기둥구조체의 상측부에 설치되며, 풍압에 의해 회전하여 전력을 생산하는 발전부를 포함한다.The offshore wind power generator of the present invention as a means of solving the problem for achieving the above object, a plurality of hollow support pillars, the lower end of which is supported on the bedrock and spaced apart from each other through the seafloor mud layer, and maintaining the spacing between the support pillars a column structure provided with a spacing maintaining means; A linear anchor device that passes downward through the inside of each support column to reach the bedrock during construction of the columnar structure, extends in the longitudinal direction from the upper portion of the bedrock, and is embedded and fixed in the mud layer to provide a paving force to the columnar structure; It is installed on the upper side of the column structure, and includes a power generation unit for generating electricity by rotating by wind pressure.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 다른 해상 풍력 발전장치는, 하단부가 해저 머드층을 통과하여 암반에 지지되고 상호 이격된 다수의 중공형 지지기둥과, 상기 지지기둥의 간격을 유지시키는 간격유지수단이 구비된 기둥구조체와; 상기 기둥구조체의 시공 시 각 지지기둥의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 길이방향으로 뻗어나가 암반에 미리 천공되어 있는 굴착공에 삽입 고정됨으로써, 기둥구조체에 파주력을 제공하는 선형앵커장치와; 상기 기둥구조체의 상측부에 설치되며, 풍압에 의해 회전하여 전력을 생산하는 발전부를 갖는다.In addition, another offshore wind power generator of the present invention as a means of solving the problem for achieving the above object, a plurality of hollow support pillars and a plurality of hollow support pillars spaced apart from each other and the lower end is supported on the bed through the seafloor mud layer, the support pillar a column structure provided with a gap maintaining means for maintaining a gap; When the column structure is constructed, it passes downward through the inside of each support column to reach the bedrock, then extends in the longitudinal direction and is inserted and fixed in the excavation hole pre-drilled in the bedrock, thereby providing a cruising force to the columnar structure. Wow; It is installed on the upper side of the pillar structure, and has a power generation unit that rotates by wind pressure to produce electric power.
또한, 상기 지지기둥은; 하부로 갈수록 기둥구조체의 수직 중심축을 기준으로 방사 방향으로 벌어진 상태를 유지하고, 각 지지기둥의 하단부에는, 상기 선형앵커장치가 지지기둥 외부로 빠져나갈 수 있는 통로를 제공하는 관통구와, 선형앵커장치를 관통구로 유도하는 유도경사판이 구비된다.In addition, the support pillar; A through-hole providing a passage through which the linear anchor device can exit to the outside of the support column, and a linear anchor device at the lower end of each support column, maintaining a radially spread state with respect to the vertical central axis of the column structure toward the lower part; A guide inclined plate is provided to guide the through hole.
아울러, 상기 기둥구조체에는, 지지기둥의 사이에서 수직으로 연장되고 상기 간격유지수단에 의해 고정되는 센터컬럼이 더 구비된다.In addition, the pillar structure is further provided with a center column extending vertically between the supporting pillars and fixed by the spacing maintaining means.
또한, 상기 선형앵커장치는; 길이방향으로 직렬 연결되고, 외력에 의해 머드층 내에서 전진한 후 후방으로 인장될 때 펼쳐져 머드층에 고정되는 다수의 단위앵커를 포함하고, 상기 단위앵커는; 선형앵커장치의 진행방향에 직교하는 방향으로 관통 형성된 관통로와, 상기 관통로의 후방에 형성되고 후방으로 개방된 연결홈을 갖는 바디, 상기 바디의 진행방향 선단부에 고정된 환봉형 연장부와, 연장부의 단부에 일체를 이루며 앞서있는 단위앵커의 연결홈에 삽입되어 단위앵커의 결합상태를 유지하는 걸림부를 구비한 헤드, 상기 연결홈의 내부에 설치되고, 연결홈에 삽입되어 있는 헤드부를 전방으로 탄성 지지하는 스프링, 상기 바디의 양측부에 연결핀을 통해 회전 가능하도록 설치되며, 단위앵커의 전진 시에는 접힌 상태를 유지하고, 후퇴 시에는 머드에 걸려 펼쳐지는 다수의 록킹날개와, 상기 록킹날개의 최대 펼쳐짐 각도를 제한하는 사이각제한부를 구비한다.In addition, the linear anchor device; It includes a plurality of unit anchors connected in series in the longitudinal direction, extended in the mud layer by an external force and then stretched to the rear and fixed to the mud layer, wherein the unit anchors include; A body having a through passage formed through in a direction orthogonal to the traveling direction of the linear anchor device, a body having a connection groove formed at the rear of the through passage and open to the rear, a round-bar-shaped extension fixed to the front end of the body in the traveling direction; A head integrally formed with the end of the extension and having a locking part inserted into the connecting groove of the preceding unit anchor to maintain the combined state of the unit anchor, the head installed in the connecting groove and inserted into the connecting groove forward A spring for elastic support, is installed so as to be rotatable through connection pins on both sides of the body, and maintains a folded state when the unit anchor moves forward, and a plurality of locking wings that are caught in the mud when retreating, and the locking wings and an in-between angle limiting part for limiting the maximum unfolding angle of the .
또한, 상기 록킹날개는, 두 개가 바디를 중심에 두고 반대편에 대칭으로 배치되고, 상기 사이각제한부는, 상기 관통구에 수용되며 양단부가 상기 록킹날개에 고정되는 와이어를 갖는다.In addition, two of the locking blades are symmetrically disposed on opposite sides with the body at the center, and the angle limiting portion has a wire accommodated in the through hole and both ends are fixed to the locking blade.
아울러, 상기 선형앵커장치의 후단부에 위치하는 단위앵커는, 지지기둥의 내부에 수용된 상태로 행거핀에 의해 고정된 상태를 유지한다.In addition, the unit anchor located at the rear end of the linear anchor device maintains a state fixed by a hanger pin in a state accommodated in the interior of the support column.
또한, 상기 선형앵커장치는; 길이방향으로 직렬 연결된 상태로 외력에 의해 굴착공 내부로 진입한 후 후방으로 당겨질 때 확장되어 굴착공내에 고정되는 다수의 단위앵커를 포함하고, 상기 단위앵커는; 진행방향 전후방으로 개방된 내부공간을 가지고 양측부에는 상기 내부공간을 측부로 개방하는 사이드통로를 구비한 바디, 상기 바디의 내부공간에 전후방향 위치조절 가능하도록 설치되는 가동블록, 상기 각 사이드통로에 지지핀을 통해 연결되어 지지핀을 중심으로 회전 가능하고 외측부에는 톱니부가 형성되어 있으며, 일단부가 상기 가동블록에 링크되어 가동블록의 후방 이동에 따라 펼쳐지는 록킹날개, 상기 바디를 관통하여 바디내에서 가동블록과 결합하고, 외력에 의해 인장되어 가동블록을 후방으로 이동시킴으로써 록킹날개가 펼쳐지게 하는 인장와이어를 갖는다.In addition, the linear anchor device; A plurality of unit anchors that are extended and fixed in the excavation hole when pulled rearward after entering the excavation hole by external force in a serially connected state in the longitudinal direction, wherein the unit anchors include; A body having an inner space open to the front and rear in the moving direction and having a side passage on both sides for opening the inner space to the side, a movable block installed so as to be able to adjust the position in the front and rear directions in the inner space of the body, in each of the side passages It is connected through a support pin to be rotatable around the support pin, and a toothed part is formed on the outer side, and one end is linked to the movable block and a locking wing that spreads according to the rear movement of the movable block, passes through the body and in the body It has a tension wire that is coupled to the movable block and is tensioned by an external force to move the movable block rearward so that the locking wing is unfolded.
그리고, 상기 발전부는, 수평축 풍력발전기 또는 수직축 풍력발전기이다.And, the power generation unit is a horizontal axis wind power generator or a vertical axis wind power generator.
또한, 상기 발전부는; 상기 기둥구조체에 승강 가능하도록 설치되는 승강형고정자와, 상기 승강형고정자를 감싼 상태로 회전 가능한 링형회전자와, 상기 링형회전자에 고정되며 길이방향으로 연장된 다수의 지지아암과, 상기 지지아암의 연장단부에 결합하는 링형 부재로서, 상기 승강형고정자의 상부 및 하부에 수평으로 위치하는 지지링과, 상기 지지링에 수직으로 설치되고, 해풍의 풍압을 받아 링형회전자를 회전시키는 탄성 변형 가능한 다수의 블레이드와, 상기 지지링과 블레이드의 사이에 설치되며, 블레이드를 탄성 지지하는 지지수단을 구비하는 수직축 풍력발전기이다.In addition, the power generation unit; A lifting-type stator installed so as to be liftable on the column structure, a ring-type rotor rotatable while surrounding the lifting-type stator, a plurality of support arms fixed to the ring-type rotor and extending in a longitudinal direction, and the support arms As a ring-shaped member coupled to the extended end of the elevating type stator, and a support ring positioned horizontally on the upper and lower portions of the elevating stator, and vertically installed on the support ring, elastically deformable to rotate the ring-type rotor by receiving wind pressure of the sea breeze It is a vertical axis wind power generator provided with a plurality of blades and a support means installed between the support ring and the blades to elastically support the blades.
상기 블레이드는, 수직방향으로 일정 단면 형상을 가지며 단부구멍을 통해 상하로 개방된 내부공간을 제공하고, 상기 지지수단은; 상기 지지링에 고정되며 단부구멍을 통해 블레이드의 내부공간으로 진입하는 진입로드 및 상기 진입로드의 단부에 고정되며 블레이드의 회전을 방지하는 회전방지헤드를 갖는 써포터와, 상기 블레이드의 내부에 설치된 상태로 밀착헤드와 접하고 풍압에 의해 블레이드가 휠 때 탄성 변형되는 완충스프링를 갖는다.The blade has a predetermined cross-sectional shape in the vertical direction and provides an internal space open up and down through an end hole, the support means; An entry rod fixed to the support ring and entering the inner space of the blade through an end hole, and a supporter having a rotation preventing head fixed to the end of the entry rod and preventing the rotation of the blade, and installed inside the blade It has a buffer spring that is in contact with the contact head and is elastically deformed when the blade is bent by wind pressure.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 해상 풍력 발전장치는, 머드층이 두텁게 형성되어 있고 수심이 비교적 낮은 지역에 쉽게 설치할 수 있는 구조를 가져 우리나라 서남해에 적용하기 좋다.The offshore wind power generator of the present invention made as described above has a thick mud layer and has a structure that can be easily installed in an area with a relatively low water depth, so it is good to be applied to the Southwest Sea of Korea.
또한, 머드층의 무게에 의해 지탱되는 원리를 가지므로, 조류나 파랑의 압력에 영향을 거의 받지 않는다.In addition, since it has a principle supported by the weight of the mud layer, it is hardly affected by the pressure of currents or waves.
그리고, 다수의 독립된 기둥으로 조합 구성되어, 시공이 간단하고 시공시간을 단축할 수 있으며, 전체적인 유지 보수비용이 저렴하다.And, it is composed of a combination of a plurality of independent pillars, so the construction is simple, the construction time can be shortened, and the overall maintenance cost is low.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1에 도시한 선형앵커장치의 구성 및 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 도 7의 해상 풍력 발전장치의 변현 예를 도시한 측면도이다.
도 9a,9b,9c는 도 7 및 도 8에 도시한 수직축발전기에서의 블레이드의 탄성변형 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치에 적용할 수 있는 다른 형태의 선형앵커장치의 장착 상태를 나타내 보인 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 10에 도시한 선형앵커장치의 세부 구성과 작동을 설명하기 위한 도면이다.1 is a side view schematically showing an offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 .
3 is a view for explaining a modified example of the offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3 .
5 and 6 are views for explaining the configuration and operating principle of the linear anchor device shown in FIG.
7 is a view for explaining another example of an offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention.
8 is a side view showing a modified example of the offshore wind power generator of FIG.
9a, 9b, and 9c are diagrams for explaining the principle of elastic deformation of the blades in the vertical axis generator shown in FIGS. 7 and 8 .
10 is a view showing the mounting state of another type of linear anchor device applicable to the offshore wind power generator according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are views for explaining the detailed configuration and operation of the linear anchor device shown in FIG.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
기본적으로, 본 발명의 해상 풍력 발전장치는, 우리나라 남서해의 저심도 바다에 최적화된 구조를 갖는 것으로서, 하단부가 해저 머드층을 통과하여 암반에 지지되고 상호 이격된 다수의 중공형 지지기둥과, 상기 지지기둥의 간격을 유지시키는 간격유지수단이 구비된 기둥구조체와; 상기 기둥구조체의 시공 시 각 지지기둥의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 암반의 상부에서 길이방향으로 뻗어나가 머드층에 박혀 고정됨으로써 기둥구조체에 파주력을 제공하는 선형앵커장치와; 상기 기둥구조체의 상측부에 설치되며, 풍압에 의해 회전하여 전력을 생산하는 발전부의 기본구조를 갖는다.Basically, the offshore wind power generator of the present invention has a structure optimized for the low-depth sea of the Southwest Sea of Korea, and the lower end passes through the seafloor mud layer and is supported on the bedrock and is spaced apart from each other. a column structure provided with a gap maintaining means for maintaining the distance between the support columns; A linear anchor device that passes downward through the inside of each support column to reach the bedrock during construction of the columnar structure, extends in the longitudinal direction from the upper portion of the bedrock, and is embedded and fixed in the mud layer to provide a paving force to the columnar structure; It is installed on the upper side of the pillar structure, and has a basic structure of a power generation unit that rotates by wind pressure to produce electric power.
또한, 하단부가 해저 머드층을 통과하여 암반에 지지되고 상호 이격된 다수의 중공형 지지기둥과, 상기 지지기둥의 간격을 유지시키는 간격유지수단이 구비된 기둥구조체와; 상기 기둥구조체의 시공 시 각 지지기둥의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 길이방향으로 뻗어나가 암반에 미리 천공되어 있는 굴착공에 삽입 고정됨으로써, 기둥구조체에 파주력을 제공하는 선형앵커장치와; 상기 기둥구조체의 상측부에 설치되며, 풍압에 의해 회전하여 전력을 생산하는 발전부를 포함할 수도 있다.In addition, the lower end is supported on the bedrock through the subsea mud layer and a plurality of hollow support columns spaced apart from each other, and a column structure provided with a gap maintaining means for maintaining the distance between the support columns; When the column structure is constructed, it passes downward through the inside of each support column to reach the bedrock, then extends in the longitudinal direction and is inserted and fixed in the excavation hole pre-drilled in the bedrock, thereby providing a cruising force to the columnar structure. Wow; It is installed on the upper side of the pillar structure, it may include a power generation unit for generating power by rotating by wind pressure.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치(10)를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.1 is a side view schematically showing an offshore
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치(10)는, 기둥구조체(20), 선형앵커장치(50), 수평축풍력발전기(30)를 포함하여 구성된다.As shown, the offshore
기둥구조체(20)는, 해저 암반(101)의 상부에 세워지며 수평축풍력발전기(30)를 지지한다. 기둥구조체(20)는, 세 개의 지지기둥(23)과 하나의 센터컬럼(21)과, 간격유지수단을 갖는다. 지지기둥(23)의 적용 개수는 얼마든지 달라질 수 있다, 가령 4개나 5개 또는 그 이상의 지지기둥(23)을 적용할 수 있는 것이다. 아울러 지지기둥(23)의 직경이나 높이도 달라질 수 있다. The
지지기둥(23)은, 일정직경을 갖는 중공파이프의 형태를 취하며, 하부로 갈수록, 기둥구조체(20)의 수직 중심축을 기준으로 방사 방향으로 벌어진 형상을 취한다. 즉, 지지기둥(23)의 상단부가, 기둥구조체(20)의 수직 중심축으로 기울어진 것이다. 상기 수직 중심축은, 지면에 수직한 가상의 수직축을 의미한다.The
각 지지기둥(23)의 하단부는 머드층(103)을 하향 통과하여 암반(101)에 도달한다. 또한 지지기둥(23)의 하단부에는 관통구(23e)와 유도경사판(23f)가 마련되어 있다. The lower end of each
관통구(23e)는 지지기둥(23)의 측방향으로 개방된 구멍으로서, 시공 시, 상부로부터 투입되는 선형앵커장치(50)가 지지기둥 외부로 빠져나갈 수 있는 통로 역할을 한다. The through
또한 유도경사판(23f)은 지지기둥(23)의 내부에 고정된 경사판으로서, 하부로 내려오는 선형앵커장치(50)를 관통구(23e)로 유도하는 역할을 한다. 각 지지기둥(23)의 상부로부터 내려오는 선형앵커장치(50)는, 유도경사판(23f)에 의해 관통구(23e)로 틀어진 후, 관통구를 통해 머드층(103) 내부로 전진한다.In addition, the
상기 지지기둥(23)의 개수는 수평축 풍력발전기(30)를 안정적으로 지지할 수 있는 한 다양하게 달라질 수 있다. 위에 언급한 바와 같이, 4개나 5개 혹은 그 이상의 개수가 적용될 수 있는 것이다.The number of the
상기 지지기둥(23)은 서로에 대해 이격된 상태로 간격유지수단을 통해 묶여 고정된다. 간격유지수단은, 다수의 지지기둥(23)의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 것으로서, 지지기둥의 간격을 안정적으로 유지시킬 수 있는 한 그 형상은 매우 다양하다. 본 실시예에서의 간격유지수단은 수평의 고정플랫폼(25)이다.The support posts 23 are tied and fixed through a gap maintaining means in a state spaced apart from each other. The spacing means is for maintaining a constant spacing of the plurality of
고정플랫폼(25)은, 말하자면, 디스크의 형태를 취하는 판상부재로서, 지지기둥(23)을 두께방향으로 통과시킨다. 고정플랫폼(25)에 지지기둥(23)을 통과시키기 위한 구멍(도면부호 없음)이 형성되어 있음은 물론이다. 고정플랫폼(25)의 적용 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.The fixing
이와 같이, 다수의 지지기둥(23)을 (동일한 구성을 가지며 사이즈만 다른) 고정플랫폼(25)으로 묶어 고정할 수 있으므로, 시공이 매우 간편하고 시공시간도 짧다.In this way, since the plurality of
센터컬럼(21)은, 일정직경을 가지며 수직으로 세워진 파이프형 부재로서, 지지기둥(23) 사이의 중앙부에 위치한다. 센터컬럼(21)은 각 고정플랫폼(25)의 중심부를 통과한 상태로 고정플랫폼(25)에 결합한다. The
센터컬럼(21)의 상단부에는 수평축 풍력발전기(30)가 설치된다. 수평축풍력발전기(30)는, 발전기(미도시)가 내장되는 발전부(31), 발전부의 전방에 축회전 가능하게 설치되는 허브(33), 허브에 고정되는 블레이드(35)를 갖는다. 이러한 수평축 풍력발전기(30)는 일반적인 것으로서 그 설명은 생략하기로 한다. 아울러 센터컬럼(21)의 내부에는 수평축 풍력발전기(30)에서 생산된 전력을 처리하는 변압기 등의 전력설비(36)가 내장된다.The horizontal axis
한편, 선형앵커장치(50)는, 기둥구조체(20)에 파주력을 제공하여, 기둥구조체(20)가 암반(101) 상에 안정적으로 서 있을 수 있게 한다.On the other hand, the
선형앵커장치(50)는, 기둥구조체(20)의 시공 시, 각 지지기둥(23)의 상단부를 통해 투입된 후, 지지기둥 내부를 하향 통과한 후 관통구(23e)를 통해 지지기둥(23)의 외부로 밀려나온 후, 암반(101)의 상부에서 길이방향으로 뻗어나가 머드층(103)의 하부에 박혀 고정됨으로써, 기둥구조체(20)를 고정하는 역할을 한다.The
이러한 선형앵커장치(50)는 도 5 및 도 6에 도시한 구조를 갖는다.This
도 5 및 도 6은 도 1에 도시한 선형앵커장치(50)의 구성 및 작동 원리를 설명하기 위한 선형앵커장치의 일부 도면이다. 도 5는 선형앵커장치(50)가 머드층(103)의 내부에서 전진할 때의 모습이고, 도 6은 후방으로 당겨질 때의 모습이다.5 and 6 are partial views of the linear anchor device for explaining the configuration and operating principle of the
선형앵커장치(50)는, 길이방향으로 직렬 연결되고, 외력에 의해 머드층 내에서 전진한 상태에서, 후방으로 인장될 때 펼쳐져 머드층에 박혀 고정되는 다수의 단위앵커를 구비한다. 각각의 단위앵커의 구조는 모두 동일하며, 각 단위앵커(51)는 앞뒤로 연결된 상태로 연장되고, 일정 각도 범위내에서 굴절이 가능하다. 말하자면 앞서 있는 단위앵커(51)와 그 바로 뒤에 연결되어 있는 단위앵커(51)가 일정각도 범위 내에서 꺾일 수 있는 것이다. The
상기 굴절각도는, 선형앵커장치(50)가 화살표 F방향으로 진행할 때, 암반(101) 상면의 돌출부를 우회거나 넘어갈 수 있는 정도면 충분하다. 예를 들어 45도 이하의 각도 일 수 있다.The angle of refraction, when the
도시한 바와 같이, 단위앵커(51)는, 바디(51a), 헤드(51p), 스프링(57), 한 쌍의 록킹날개(53), 사이각제한부를 구비한다.As shown, the
바디(51a)는 금속으로 제작된 것으로서 대략 일정 직경을 갖는 원기둥의 형태를 취하고, 날개홈(51b), 관통로(51e), 연결홈(51f), 걸림턱(51h)을 갖는다.The
날개홈(51b)은 바디(51b)의 양측면에 형성되어 있는 홈으로서 록킹날개(53)를 부분적으로 수용한다. 록킹날개(53)는 연결핀(53a)을 통해 날개홈(51b)의 내부에 설치된 상태로, 화살표 a방향으로 회전하여 벌어지거나 반대방향으로 접힐 수 있다. 록킹날개(53)는 완전히 접힌 상태에서 자유단부가 날개홈(51b)의 외부로 돌출되어 있다. 따라서 선형앵커장치(50)가 화살표 R방향으로 당겨질 때 화살표 a방향으로 쉽게 벌어진다. The
날개홈(51b)의 후방에는 관통로(51e)가 마련되어 있다. 관통로(51e)는 선형앵커장치의 진행방향에 직교하는 방향으로 관통된 구멍으로서, 와이어(55)를 수용한다.A through
와이어(55)는 상기한 사이각제한부의 일 예로서, 양단부가 록킹날개(53)의 와이어고리(53b)에 연결된다. 와이어(55)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 록킹날개(53)가 접힌 상태에서는 관통로(51e) 내부에 구부러진 상태로 대기하다가, 록킹날개(53)가 화살표 a방향으로 펼쳐질 때 팽팽하게 당겨져 록킹날개(53)의 펼쳐짐 각도를 제한한다. 록킹날개(53)는 와이어(55)에 의해 설정된 사이각 이상 벌어지지 못한다. 상기 사이각은 180도 이하이다. 하지만 와이어(55)의 길이 조절을 통해 록킹날개(53)의 최대 벌어짐 사이각을 얼마든지 조절할 수 있다.The
연결홈(51f)은 개방구(51g)를 통해 후방으로 개방된 공간으로서 개방구(51g) 내측에 걸림턱(51h)을 갖는다. 연결홈(51f)은 뒤쪽 단위앵커(51)의 걸림부(51m)를 수용한다. 이를테면, 앞뒤로 위치하는 두 개의 단위앵커 중 뒤쪽 단위앵커(51)의 걸림부(51m)가 연결홈(51f)에 삽입되는 것이다.The
헤드(51p)는 바디(51a)의 선단부에 고정된 환봉형 연장부(51k)와, 연장부의 단부에 일체를 이루는 걸림부(51m)로 이루어진다. 걸림부(51m)는 구(球)의 형태를 취하며 연결홈(51f)에 삽입된다. 걸림부(51m)의 직경은 개방구(51g)의 내경보다 크다.The
스프링(57)은, 걸림부(51m)와 걸림턱(51h)의 사이에 끼워진 상태로, 걸림부(51m)를 화살표 c방향으로 탄성 지지한다. 스프링(57)의 작용에 의해, 선형앵커장치(50)에 충격이 들어오더라도 부품의 파손이 없다.The
상기 구성을 갖는 선형앵커장치(50)는, 각 지지기둥(23)의 상단부에서 지지기둥(23) 내부로 투입되어 하향 이동한다. 선형앵커장치(50)의 투입 작업은, 선형앵커장치(50)의 선단에 위치한 단위앵커(51)가 지지기둥(23)을 빠져나간 후 암반(101)의 상면을 따라, 계산된 거리만큼 이동할 때 까지 계속된다. 계산된 거리라 함은, 지지기둥(23)으로부터 노출된 모든 단위앵커(51)가 제공할 수 있는 최대 파주력의 합이, 최소한 풍력 발전장치(10)를 견고히 지지할 수 있는 힘보다 큰 힘이 될 때까지의 거리이다.The
여하튼 선형앵커장치(50)의 선단부가, 지지기둥(23)으로부터 충분한 길이만큼 빠져나왔다면, 인장장치(41)를 이용해 선형앵커장치(50)의 후단부를 위로 당겨 올린다. 인장장치(41)는 지지기둥(23)의 상단부에 설치된 장비로서, 선형앵커장치(50) 중 가장 뒤쪽에 위치하는 단위앵커(51)를 당겨 올린다. 인양장치(41)가 선형앵커장치(50)를 당겨 올리면 각 단위앵커(51)가 도 6의 화살표 R방향으로 이동하며, 록킹날개(53)가 펼쳐진다. 록킹날개(53)가 펼쳐짐에 따라, 더 이상 선형앵커장치(50)는 당겨 올려 지지 않는다. 기둥구조체(20)의 시공이 마무리된 것이다.In any case, when the front end of the
상기한 과정이 완료되었다면, 제일 뒤쪽에 있는 단위앵커(51)(도면상 지지기둥(23)내의 가장 위쪽에 위치한 단위앵커(51))의 록킹날개(53)를 제거하고 관통로(51e)에 행거핀(43)을 끼워 고정시킨다.When the above process is completed, remove the locking
상기한 선형앵커장치(50)는 하나의 지지기둥(23) 내에 한 줄이 적용될 수도 있고, 보다 강력한 파주력이 필요하다면 두 개 이상 적용할 수도 있다.The above-mentioned
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치(10)의 변형 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다.FIG. 3 is a view for explaining a modified example of the offshore
이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.Hereinafter, the same reference numerals as the above reference numerals indicate the same members having the same function.
도 3에 도시한 기둥구조체(20)는, 센터컬럼(도 1의 21)이 생략되고, 지지기둥(23)이 수평축 풍력발전기(30)를 직접 지지하고 있는 타입이다. 센터컬럼(21)을 생략함으로써 기둥구조체(20)의 구조가 보다 간단해져 저렴한 비용으로 신속한 시공이 가능하다. 전력설비(36)는 다수의 고정플랫폼(25) 중 접근이 가장 용이한 고정플랫폼(25)에 배치할 수 있다. The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치(10)의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining another example of the offshore
도시한 바와 같이, 기둥구조체(20)의 센터컬럼(21) 상단부에 수직축 풍력발전기(60)가 설치되어 있다. 풍력발전기(60)는, 센터컬럼(21)에 장착되는 베어링유니트(63), 베어링유니트(63)에 고정되며 길이방향으로 연장된 다수의 지지아암(62), 지지아암(62)의 연장단부에 결합하는 지지링(61), 지지링(61)에 수직으로 고정되는 다수의 블레이드(65), 지지수단을 구비한다.As shown, the vertical axis
베어링유니트(63)는, 수직축 풍력발전기(60)의 회전 시, 풍력발전기(60) 회전축의 흔들림을 방지하는 것으로서, 센터컬럼(21)의 외주면을 감싼 상태로 회전 운동 한다. The bearing
지지아암(62)은 일단부가 베어링유니트(63)에 고정된 상태로 방사 방향으로 연장된 것으로서 연장단부에 지지링(61)을 갖는다. 지지링(61)은 일정직경을 갖는 링형 부재로서 베어링유니트(63)의 상부 및 하부에 수평으로 위치하고, 각 블레이드(65)의 상하단부를 지지한다.The
블레이드(65)는 수직으로 연장된 회전날개로서 연장방향으로 일정 단면 형상을 가지며, 풍압을 받아 지지링(61)을 회전시킨다. 블레이드(65)에 가해진 풍압에 의해 수직축 풍력발전기(60)가 회전하는 것이다. 풍력발전기(60)가 생산한 전력은 전력설비(36)로 전달된다. 수직축 풍력발전기(60) 자체의 전력 생산방식은 일반적인 것이므로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 풍력발전기(60)가 생산한 전력은 전력장비(36)로 전달된다.The
상기 지지수단은 블레이드(65)와 지지링(61)의 사이에 설치되며 블레이드(65)를 탄성적으로 지지하는 역할을 한다.The support means is installed between the
도 9a,9b,9c를 통해 상기한 지지수단의 구조 및 동작을 설명하기로 한다. 도 9a는 상기한 수직축 풍력발전기(60)에서의 블레이드의 내부 구조를 도시한 도면이고, 도 9b는 블레이드(65)가 탄성적으로 변형된 모습을 나타낸 도면이다. 또한 도 9c는 도 9a의 D-D선 단면도이다.The structure and operation of the support means will be described with reference to FIGS. 9A, 9B and 9C. Figure 9a is a view showing the internal structure of the blade in the vertical axis
도시한 바와 같이, 블레이드(65)는 수직방향으로 일정 단면 형상을 가지며 단부구멍(65c)을 통해 상하로 개방된 내부공간(65a)을 제공한다. 이러한 블레이드(65)의 단면 형상은 도 9c에 도시한 바와 같이, 항공기 날개의 단면형상과 유사하다. 블레이드(65)는 외력에 의해 탄성 변형 가능한 소재로 제작된다. 블레이드의 형상은 일반적인 것이므로 설명은 생략하기로 한다. 또한, 블레이드(65)의 상하단부에는 단턱(65e)이 형성되어 있다. As shown, the
상기 지지수단은, 써포터(66)와, 완충스프링(67)을 포함한다. 지지수단의 기본 역할은, 블레이드(65)를 수직으로 지지하되, 강풍에 의해 탄성 변형된 블레이드(65)가 보다 신속하게 복원되도록 유도하는 것이다.The support means includes a supporter (66) and a buffer spring (67). The basic role of the support means is to support the
써포터(66)는, 지지링(61)에 고정되며 단부구멍(65c)을 통해 블레이드 내부공간(65a)으로 삽입된 진입로드(66b)와, 진입로드의 단부에 고정되는 회전방지헤드(66a)를 갖는다. 회전방지헤드(66a)는, 도 9c에 도시한 바와 같이, 블레이드(65)의 내부에 수용된 상태로 블레이드(65) 자체의 회전(진입로드(66b)를 회전축으로 삼는 축회전)을 방지한다.The
완충스프링(67)은, 회전방지헤드(66a)와 단턱(65e)의 사이에 끼워지며, 풍압에 의해 블레이드가 휠 때, 일측이 찌그러지며 압축되고, 반대편은 늘어난다. 말하자면, 완충스프링(67)을 구성하는 코일의 피치가, 한쪽은 좁아지고 한쪽은 늘어나는 것이다. 스프링은 자체의 탄성 복원력으로 찌그러진 상태에서 벗어나려 한다. 즉, 블레이드(65)를 다시 수직으로 복원시키려는 힘을 제공하는 것이다.The
결국, 블레이드(65)가 강풍에 의해 탄성 변형되어 한쪽으로 휘더라도, 지지수단의 작용에 의해 보다 신속하게 복원될 수 있게 된다.As a result, even if the
도 8는 도 7의 해상 풍력 발전장치(10)의 변형 예를 도시한 측면도이다. 도 8에 도시한 기둥구조체(20)는 도 3을 통해 설명한 기둥구조체와 동일하다.8 is a side view showing a modified example of the offshore
도 8의 해상 풍력 발전장치(10)에 적용된 수직축 풍력발전기(60)는, 지지기둥(23)에 지지된 상태로 승강가능하다. 수직축 풍력발전기(60)는, 승강형고정자(68), 링형회전자(69), 지지아암(62), 지지링(61), 블레이드(65), 지지수단을 포함한다.The vertical axis
승강형고정자(68)는 외주면에 코일(미도시)이 감겨 있으며, 지지기둥(23)에 지지된 상태로 승강 가능하다. 또한, 링형회전자(69)는 승강형고정자(68)을 감싸는 링형 부재로서 내주면에 자석(미도시)이 구비되어 있다. 상기 코일과 자석은 일반적인 발전기에서의 코일 및 자석과 같은 배열 및 작동을 한다.The elevating
상기 구성을 갖는 수직축 풍력발전기(60)는 승강 가능하므로, 가령, 태풍이 불어 손상이 염려될 때, 또는 바람이 없어 조류의 힘으로 전력을 생산하고자 할 때, 해수면(105)의 하부로 완전히 하강시킬 수 있다. Since the vertical axis
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 풍력 발전장치(10)에 적용할 수 있는 다른 형태의 선형앵커장치(70)의 장착 상태를 나타내 보인 도면이고, 도 11 및 도 12는 도 10에 도시한 선형앵커장치(70)의 세부 구성과 작동을 설명하기 위한 도면이다.10 is a view showing the mounting state of another type of
도 10에 도시한 선형앵커장치(70)는, 머드층(103)의 적층 두께가 얇아 도 2의 선형앵커장치(50)를 충분한 압력으로 눌러주지 못할 경우에 사용되는 타입의 것이다. 선형앵커장치(70)를 적용하기 위해서는 암반(101)에 굴착공(101a)이 미리 천공되어 있어야 한다. 참고로, 저수심에서의 암반(101)에 굴착공(101a)을 천공하는 것은 비교적 간단한 작업이다.The
도시한 바와 같이, 선형앵커장치(70)가 기둥구조체(20)를 구성하는 각 지지기둥(23)의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 길이방향으로 뻗어나가 암반에 미리 천공되어 있는 굴착공(101a)에 삽입 고정되어 있다. 선형앵커장치(70)는 굴착공(101a) 내부에 고정됨으로써, 기둥구조체에 파주력을 제공한다. As shown, the
선형앵커장치(70)는, 지지기둥(23)의 상단부를 통해 투입되어 하부로 이동하고, 그 일부가 굴착공(101a)의 내부로 진입하여 도 11의 화살표 F방향으로 이동한다. 이러한 선형앵커장치(70)는, 길이방향으로 직렬 연결된 상태로 외력에 의해 굴착공 내부로 진입한 후 후방으로 당겨질 때 확장되어 굴착공(101a)내에 고정되는 다수의 단위앵커(71)를 포함한다. 이러한 선형앵커장치(70)를 시공하기 위한 지지기둥(23)에는 유도경사판(23f)이나 관통구(23e)가 적용되지 않는다.The
단위앵커(71)는, 바디(72), 가동블록(75), 록킹날개(73), 인장와이어(76)를 포함한다. The
바디(72)는 원통의 형태를 취하며 내부공간(72b)을 갖는다. 내부공간(72b)은 가동블록(75)을 수용하는 공간으로서, 전방중앙통로(72a)를 통해 전방으로, 사이드통로(72c)를 통해 양측부로, 또한 후방으로 개방된다.The
가동블록(75)은, 바디의 내부공간(72b)에 전후방향 위치조절 가능하도록 설치되는 부재로서 인장와이어(76)를 물고 있다. 가동블록(75)은 인장와이어(76)를 화살표 R방향으로 당김에 따라, 내부공간(72b) 내에서 후방으로 딸려 가며, 록킹날개(73)를 화살표 m방향으로 확장시킨다.The
록킹날개(73)는, 각 사이드통로에 지지핀(73b)을 통해 연결되어 지지핀을 중심으로 화살표 m방향이나 그 반대방향으로 회전 가능한 부재로서, 외측면, 즉 굴착공(101a)의 내벽면을 향하는 면에 톱니부(73a)를 갖는다. 톱니부(73a)는 굴착공의 내벽면을 찍어 누르는 부분이다.The
아울러, 록킹날개(73)의 일단부에는 장공(73e)이 형성되어 있고, 장공에는 링크핀(75a)이 삽입되어 있다. 링크핀(75a)은 록킹날개(73)와 가동블록(75)을 연결하는 부속으로서, 장공(73e)에 끼워진 상태로 가동블록(75)과 결합한다.In addition, a
인장와이어(76)는, 각 단위앵커(71)의 내부공간(72b)과 전방중앙통로(72a)를 관통해 길이방향으로 연장되고, 각 바디내에서 가동블록과 결합한다. 인장와이어(76)는, (선형앵커장치(70)의 세팅이 완료된 후) 인장장치(41)을 이용해 화살표 R방향으로 당길 때, 가동블록을 후방으로 이동시켜 록킹날개가 화살표 m방향으로 펼쳐지게 한다. 록킹날개(73)가 전개됨에 따라 단위앵커(71)가 굴착공(101a) 내에 고정되어 파주력을 제공함은 물론이다.The
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail through specific embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those of ordinary skill within the scope of the technical spirit of the present invention.
10:풍력 발전장치 20:기둥구조체 21:센터컬럼
23:지지기둥 23e:관통구 23f:유도경사판
25:고정플랫폼 30:수평축 풍력발전기 31:발전부
33:허브 35:블레이드 36:전력설비
41:인장장치 43:행거핀 50:선형앵커장치
51:단위앵커 51a:바디 51b:날개홈
51e:관통로 51f:연결홈 51g:개방구
51h:걸림턱 51k:연장부 51m:걸림부
51p:헤드 53:록킹날개 53a:연결핀
53b:와이어고리 55:와이어 57:스프링
60:수직축 풍력발전기 61:지지링 62:지지아암
63:베어링유니트 65:블레이드 65a:내부공간
65c:단부구멍 65e:단턱 66:서포터
66a:회전방지헤드 66b:진입로드 67:완충스프링
68:승강형고정자 69:링형회전자 70:선형앵커장치
71:단위앵커 72:바디 72a:전방중앙통로
72b:내부공간 72c:사이드통로 73:록킹날개
73a:톱니부 73b:지지핀 73e:장공
75:가동블록 75a:링크핀 76:인장와이어
101:암반 101a:굴착공 103:머드층
105:해수면10: wind power generator 20: column structure 21: center column
23:
25: fixed platform 30: horizontal axis wind power generator 31: power generation unit
33: hub 35: blade 36: power equipment
41: tension device 43: hanger pin 50: linear anchor device
51:
51e:
51h: Clamping
51p: Head 53:
53b: wire hook 55: wire 57: spring
60: vertical axis wind generator 61: support ring 62: support arm
63: bearing unit 65:
65c:
66a:
68: elevating stator 69: ring-type rotor 70: linear anchor device
71: unit anchor 72:
72b:
73a:
75:
101:
105: sea level
Claims (12)
상기 기둥구조체의 시공 시 각 지지기둥의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 암반의 상부에서 길이방향으로 뻗어나가 머드층에 박혀 고정됨으로써 기둥구조체에 파주력을 제공하는 선형앵커장치와;
상기 기둥구조체의 상측부에 설치되며, 풍압에 의해 회전하여 전력을 생산하는 발전부를 포함하는,
해상 풍력 발전장치.a column structure provided with a plurality of hollow support pillars whose lower end passes through the seabed mud layer and is supported on the rock and is spaced apart from each other, and a gap maintaining means for maintaining the spacing between the support pillars;
A linear anchor device that passes through the inside of each support column downward to reach the bedrock during construction of the columnar structure, extends in the longitudinal direction from the upper portion of the bedrock, and is embedded and fixed in the mud layer to provide a paving force to the columnar structure;
It is installed on the upper side of the pillar structure, including a power generation unit for generating electricity by rotating by wind pressure,
Offshore wind turbines.
상기 기둥구조체의 시공 시 각 지지기둥의 내부를 하향 통과하여 암반에 도달한 후, 길이방향으로 뻗어나가 암반에 미리 천공되어 있는 굴착공에 삽입 고정됨으로써, 기둥구조체에 파주력을 제공하는 선형앵커장치와;
상기 기둥구조체의 상측부에 설치되며, 풍압에 의해 회전하여 전력을 생산하는 발전부를 갖는,
해상 풍력 발전장치.a column structure provided with a plurality of hollow support pillars whose lower end passes through the seabed mud layer and is supported on the rock and is spaced apart from each other, and a gap maintaining means for maintaining the spacing between the support pillars;
When the column structure is constructed, it passes downward through the inside of each support column to reach the bedrock, then extends in the longitudinal direction and is inserted and fixed into the excavation hole pre-drilled in the bedrock, so that the linear anchor device provides a cruising force to the column structure. Wow;
It is installed on the upper side of the column structure, and has a power generation unit that rotates by wind pressure to produce electricity,
Offshore wind turbines.
상기 지지기둥은;
하부로 갈수록 기둥구조체의 수직 중심축을 기준으로 방사 방향으로 벌어진 상태를 유지하고,
각 지지기둥의 하단부에는, 상기 선형앵커장치가 지지기둥 외부로 빠져나갈 수 있는 통로를 제공하는 관통구와, 선형앵커장치를 관통구로 유도하는 유도경사판이 구비된,
해상 풍력 발전장치.According to claim 1,
The support pillar is;
As it goes to the bottom, it maintains a radially spread state with respect to the vertical central axis of the column structure,
At the lower end of each support column, a through hole providing a passage through which the linear anchor device can exit to the outside of the support column, and a guide sloping plate for guiding the linear anchor device to the through hole are provided,
Offshore wind turbines.
상기 지지기둥은;
하부로 갈수록 기둥구조체의 수직 중심축을 기준으로 방사 방향으로 벌어진 상태로 상기 간격유지수단으로 고정된,
해상 풍력 발전장치.3. The method of claim 2,
The support pillar is;
It is fixed by the gap maintaining means in a state that is spread in the radial direction with respect to the vertical central axis of the column structure toward the lower part,
Offshore wind turbines.
상기 기둥구조체에는,
지지기둥의 사이에서 수직으로 연장되고 상기 간격유지수단에 의해 고정되는 센터컬럼이 더 구비된,
해상 풍력 발전장치.5. The method according to claim 3 or 4,
In the column structure,
A center column extending vertically between the support pillars and fixed by the gap maintaining means is further provided,
Offshore wind turbines.
상기 선형앵커장치는;
길이방향으로 직렬 연결되고, 외력에 의해 머드층 내에서 전진한 후 후방으로 인장될 때 펼쳐져 머드층에 고정되는 다수의 단위앵커를 포함하고,
상기 단위앵커는;
선형앵커장치의 진행방향에 직교하는 방향으로 관통 형성된 관통로와, 상기 관통로의 후방에 형성되고 후방으로 개방된 연결홈을 갖는 바디,
상기 바디의 진행방향 선단부에 고정된 환봉형 연장부와, 연장부의 단부에 일체를 이루며 앞서있는 단위앵커의 연결홈에 삽입되어 단위앵커의 결합상태를 유지하는 걸림부를 구비한 헤드,
상기 연결홈의 내부에 설치되고, 연결홈에 삽입되어 있는 헤드부를 전방으로 탄성 지지하는 스프링,
상기 바디의 양측부에 연결핀을 통해 회전 가능하도록 설치되며, 단위앵커의 전진 시에는 접힌 상태를 유지하고, 후퇴 시에는 머드에 걸려 펼쳐지는 다수의 록킹날개,
상기 록킹날개의 최대 펼쳐짐 각도를 제한하는 사이각제한부를 구비하는,
해상 풍력 발전장치.4. The method of claim 3,
The linear anchor device;
It includes a plurality of unit anchors connected in series in the longitudinal direction and fixed to the mud layer by spreading out and fixed to the mud layer when it is stretched backward after advancing in the mud layer by an external force,
The unit anchor is;
A body having a through passage formed through it in a direction orthogonal to the traveling direction of the linear anchor device, and a connecting groove formed in the rear of the through passage and opened to the rear;
A head having a round bar-shaped extension fixed to the front end of the body, and a locking portion integrally formed with the end of the extension and inserted into the connection groove of the preceding unit anchor to maintain the combined state of the unit anchor;
A spring installed inside the connection groove and elastically supporting the head part inserted into the connection groove forward;
A plurality of locking wings that are rotatably installed on both sides of the body through connection pins, maintain a folded state when the unit anchor advances, and spread out by hanging on the mud when retreating;
Having an angle limiting part for limiting the maximum unfolding angle of the locking wing,
Offshore wind turbines.
상기 록킹날개는, 두 개가 바디를 중심에 두고 반대편에 대칭으로 배치되고,
상기 사이각제한부는,
상기 관통구에 수용되며 양단부가 상기 록킹날개에 고정되는 와이어를 갖는,
해상 풍력 발전장치.7. The method of claim 6,
The locking wings are arranged symmetrically on opposite sides with the body in the center,
The angle limiting part,
Having a wire accommodated in the through hole and fixed at both ends to the locking wing,
Offshore wind turbines.
상기 선형앵커장치의 후단부에 위치하는 단위앵커는, 지지기둥의 내부에 수용된 상태로 행거핀에 의해 고정된 상태를 유지하는,
해상 풍력 발전장치.7. The method of claim 6,
The unit anchor located at the rear end of the linear anchor device maintains a fixed state by a hanger pin in a state accommodated in the interior of the support column,
Offshore wind turbines.
상기 선형앵커장치는;
길이방향으로 직렬 연결된 상태로 외력에 의해 굴착공 내부로 진입한 후 후방으로 당겨질 때 확장되어 굴착공내에 고정되는 다수의 단위앵커를 포함하고,
상기 단위앵커는;
진행방향 전후방으로 개방된 내부공간을 가지고 양측부에는 상기 내부공간을 측부로 개방하는 사이드통로를 구비한 바디,
상기 바디의 내부공간에 전후방향 위치조절 가능하도록 설치되는 가동블록,
상기 각 사이드통로에 지지핀을 통해 연결되어 지지핀을 중심으로 회전 가능하고 외측부에는 톱니부가 형성되어 있으며, 일단부가 상기 가동블록에 링크되어 가동블록의 후방 이동에 따라 펼쳐지는 록킹날개,
상기 바디를 관통하여 바디내에서 가동블록과 결합하고, 외력에 의해 인장되어 가동블록을 후방으로 이동시킴으로써 록킹날개가 펼쳐지게 하는 인장와이어를 갖는,
해상 풍력 발전장치.5. The method of claim 4,
The linear anchor device;
Including a plurality of unit anchors fixed in the excavation hole by expanding when pulled backward after entering into the excavation hole by external force in a serially connected state in the longitudinal direction,
The unit anchor is;
A body having an inner space open to the front and rear in the moving direction and having a side passage on both sides for opening the inner space to the side;
A movable block installed in the inner space of the body so that the position can be adjusted in the front and rear directions;
A locking blade connected to each side passage through a support pin to be rotatable about the support pin, a toothed portion is formed on the outer side, and one end is linked to the movable block and spreads according to the rear movement of the movable block;
Having a tension wire that penetrates through the body and is coupled to the movable block in the body, and is tensioned by an external force to move the movable block rearward so that the locking wing is unfolded,
Offshore wind turbines.
상기 발전부는, 수평축 풍력발전기 또는 수직축 풍력발전기인,
해상 풍력 발전장치.3. The method of claim 1 or 2,
The power generation unit is a horizontal axis wind power generator or a vertical axis wind power generator,
Offshore wind turbines.
상기 발전부는;
상기 기둥구조체에 승강 가능하도록 설치되는 승강형고정자와,
상기 승강형고정자를 감싼 상태로 회전 가능한 링형회전자와,
상기 링형회전자에 고정되며 길이방향으로 연장된 다수의 지지아암과,
상기 지지아암의 연장단부에 결합하는 링형 부재로서, 상기 승강형고정자의 상부 및 하부에 수평으로 위치하는 지지링과,
상기 지지링에 수직으로 설치되고, 해풍의 풍압을 받아 링형회전자를 회전시키는 탄성 변형 가능한 다수의 블레이드와,
상기 지지링과 블레이드의 사이에 설치되며, 블레이드를 탄성 지지하는 지지수단을 구비하는 수직축 풍력발전기인,
해상 풍력 발전장치.11. The method of claim 10,
The power generation unit;
an elevating type stator installed so as to be elevating on the column structure;
A ring-type rotor capable of being rotated while surrounding the elevating-type stator, and
a plurality of support arms fixed to the ring-shaped rotor and extending in the longitudinal direction;
a ring-shaped member coupled to the extended end of the support arm, and a support ring positioned horizontally on upper and lower portions of the elevating-type stator;
A plurality of elastically deformable blades installed vertically on the support ring and rotating the ring-type rotor by receiving wind pressure of the sea breeze;
A vertical axis wind power generator installed between the support ring and the blade and having a support means for elastically supporting the blade,
Offshore wind turbines.
상기 블레이드는, 수직방향으로 일정 단면 형상을 가지며 단부구멍을 통해 상하로 개방된 내부공간을 제공하고,
상기 지지수단은;
상기 지지링에 고정되며 단부구멍을 통해 블레이드의 내부공간으로 진입하는 진입로드 및 상기 진입로드의 단부에 고정되며 블레이드의 회전을 방지하는 회전방지헤드를 갖는 써포터와,
상기 블레이드의 내부에 설치된 상태로 밀착헤드와 접하고 풍압에 의해 블레이드가 휠 때 탄성 변형되는 완충스프링를 갖는,
해상 풍력 발전장치.12. The method of claim 11,
The blade has a predetermined cross-sectional shape in the vertical direction and provides an internal space open up and down through the end hole,
The support means;
An entry rod fixed to the support ring and entering the inner space of the blade through an end hole, and a supporter having a rotation preventing head fixed to the end of the entry rod and preventing rotation of the blade;
Having a buffer spring that is in contact with the contact head in a state installed inside the blade and is elastically deformed when the blade is bent by wind pressure,
Offshore wind turbines.
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- 2020-09-17 KR KR1020200119683A patent/KR102407061B1/en active IP Right Grant
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