KR20230147581A - 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터빈 플랫폼 등 해상 부유 구조물에 보관이 용이하도록 구성된 접이식 부유 구조물에 있어서, 상기 접이식 부유 구조물은 다수개의 패널, 다수개의 상기 패널을 연결하는 연결부, 및 다수개의 상기 패널의 일측에 부착되는 탄성튜브로 이루어지고, 상기 패널은 음의 포아송의 비를 갖는 패널의 수축 및 팽창을 이용하여 해상이 설치된 터빈 플랫폼 등의 해상 구조물에 설치 및 보관이 용이하도록 구성한 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 터빈 플랫폼 등 해상 부유 구조물에 보관이 용이하도록 구성된 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물에 관한 것이다.
양식 설비 유지 보수를 위한 해상 작업에는 어선과 같은 소형 선박은 파랑에 의해 직립 안정성이 불안정하다. 따라서 일반적으로 연안 양식장의 경우 안전성과 작업능률 향상을 위해 별도로 양식장 유지보수 작업을 위한 뗏목 배와 같은 설비를 동력선을 통해 견인해야 한다.
최근 풍력 에너지를 전력으로 변환하기 위한 해상풍력 발전단지가 증가하면서 발전단지 내 공유수면을 효율적으로 사용하고자 어업공존을 위한 양식설비를 구축하는 사업이 증가하고 있다.
이와 같은 해상풍력 발전단지는 연안이 아닌 원해에 구축되어 있으므로 부유형의 풍력 터빈 플랫폼으로 이루어지므로 직립 안정성이 더욱 불안정하며, 여기에 구축된 양식설비 유지 보수 작업을 위한 뗏목 배를 부두에서로부터 견인하는데 많은 연료 소모와 느린 운항 속도 등 여러 단점이 존재한다.
또한 해상 플랫폼 유지보수가 필요할 때 해상 플랫폼의 좁은 입구로 인해 선박이 점안하기 어려우며, 계속해서 동력을 가해 접안을 유지하는 방법밖에 존재하지 않아 이를 보조하기 위한 추가적인 부유식 구조물이 요구된다.
일반적인 뗏목 배를 이와 같은 유지보수 작업에 유용하게 사용하기 위해 별도로 터빈 플랫폼에 보관하게 되나, 파랑과 바람에 의해 뗏목과 구조물이 충돌하면서 구조물과 뗏목 모두 손상이 발생하는 문제가 있는 바, 이를 해결하기 위한 새로운 방안이 요구되고 있다.
상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 양식 설비 및 기타 해상 작업 등과 같은 해상 활동에 필요한 접이식 부유 구조물을 설계한 것으로, 터빈 플랫폼과 같은 해상 구조물에 보관이 용이한 접이식 구조로 되어 있으며 구조물을 펼쳐 설치 시 해상 작업자 및 작업 장비를 지지할 수 있고, 작업 이후엔 터빈 플랫폼에 접이식으로 손쉽게 보관이 가능하도록 한 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물은 접이식 부유 구조물에 있어서, 다수개의 패널, 다수개의 상기 패널을 연결하는 연결부, 및 다수개의 상기 패널의 일측에 부착되는 탄성튜브로 이루어지고, 상기 패널은 음의 포아송의 비를 갖는 격자 구조로 다수 개의 링크가 연결된 링크 구조로 이루어지며, 상기 링크 구조는 패널의 크기가 조절되는 링크 관절을 포함하되, 상기 링크 관절이 180°이하로 구동 범위를 제한하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 상기 탄성튜브는 공기 주입에 의해 팽창되는 다공성 탄성체가 튜브 내부에 부착된 것이다.
상기 다공성 탄성체는 폴리머 소재로 이루어질 수 있다.
상기 다공성 탄성체는 상기 패널에 부착되는 제1 다공성 탄성체, 및 상기 제1 다공성 탄성체에 부착되는 제2 다공성 탄성체로 이루어질 수 있다.
상기 제2 다공성 탄성체는 상기 패널을 압축 시 상기 터빈 플랫폼의 주위를 둘러쌓도록 형성될 수 있다.
상기 제1 다공성 탄성체 및 상기 제2 다공성 탄성체는 상기 패널을 압축 시 단면이 다각형인 구조물을 형성할 수 있다.
본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물은 접이식 및 구조적·유압식 팽창 구조를 갖는 부유식 구조물로서 수축할 경우 원기둥 형태의 터빈 하부구조에 부착시켜 보관하기 용이하며 혹은 더 작게 압축하여 좁은 플랫폼 내부에 보관하기 용이하게 한다. 이를 통해 양식 설비 유지보수 및 해상 플랫폼 관련 작업시 간편하게 설치하여 작업 안전성과 효율을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물의 단면도이다.
도 2는 일 실시예 따라 본 발명의 접이식 부유 구조물의 패널에서 음의 포아송 비를 갖는 링크 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 패널 압축과 팽창에 따른 본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물의 형태 변화 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 압축 시 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물이 육면체 구조물을 형성한 모습의 단면도이다.
도 2는 일 실시예 따라 본 발명의 접이식 부유 구조물의 패널에서 음의 포아송 비를 갖는 링크 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 패널 압축과 팽창에 따른 본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물의 형태 변화 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 압축 시 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물이 육면체 구조물을 형성한 모습의 단면도이다.
이하 본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물(100)은 크게 다수의 패널(10), 각각의 패널을 연결 및 고정하는 연결부(20), 및 상기 패널의 일면에 위치하는 탄성튜브(30)로 크게 세 부분으로 이루어져 있다.
상기 패널(10)은 음의 포아송 비(Negative Poisson's Ratio)를 갖는 링크 구조로 이루어져 수축과 팽창이 가능하며, 필요한 패널의 크기와 팽창 비율에 따라 각 링크의 길이와 전체 링크 배열을 유동적으로 변경할 수 있다.
음의 포아송 비(v)는 아래 수학식 1과 같은 가로 변형율 과 세로의 변형률 이 양의 관계에 있기 때문에 일반적인 포아송 비와 다른 독특한 특성을 가진다. 재료의 물성은 가로의 길이가 줄어들면 세로의 길이가 늘어나는 것이 일반적이나, 음의 포아송 비를 가지는 물체의 경우는 도 2의 (a) 에 나타낸 것과 같이 가로의 길이(L)가 줄어들면 세로의 길이(H)도 함께 줄어들고, 반대로 도 2의 (b)에서처럼 가로의 길이(L')가 늘어나면 세로의 길이(H')도 함께 늘어난다.
[수학식 1]
이처럼 음의 포아송 비 격자 구조인 패널(10)을 이루는 다수 개의 링크(1)를 서로 유기적으로 연결하여 패널의 너비와 길이를 동시에 조절한다.
다수 개의 링크(1) 결합 방식으로 설계된 패널(10)은 팽창할 때 링크 관절(2)의 각(θ)이 구조안정성을 위해 180° 이하로 구동 범위를 제한해야 한다. 링크 관절(2)의 각(θ)의 구동 범위를 제한하기 위해, 제한 장치가 각각의 링크 크기가 조절되는 링크 관절(2)에 설계될 수 있으며, 또는 패널(10)의 일면에 형성된 탄성튜브(30)의 팽창 범위를 조절하여 제한할 수 있다.
상기 패널(10)의 개수는 특별히 한정되지는 않으나 접이식 구조 형성이 가능하도록 둘 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어 패널의 개수는 네 개, 다섯 개 및 여섯 개 이상으로 늘려 패널의 개수에 따라 단면의 형상이 사각형, 오각형 및 육각형 등의 다각형을 이룰 수 있다.
터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물(100)에서 연결부(20)는 상기 다수개의 패널(10) 각각을 서로 연결 및 고정하는 것으로, 상기 연결부(20)는 180°이상 회전하지 않는 범위로 회전 각도를 고정할 수 있다. 이때 패널 사이의 각도가 고정되는 힘은 탄성튜브(30)의 탄성력을 통해 유지된다.
상기 탄성튜브(30)는 접이식 부유 구조물의 부력 및 수축·팽창을 위한 것으로 공기가 주입 가능한 튜브 안에 공기 주입에 의해 팽창되어 팽창력을 보조해주는 다공성 탄성체가 튜브 내부에 부착된 것이다.
상기 다공성 탄성체는 제1 다공성 탄성체(31)와 제2 다공성 탄성체(32)로 구분되며, 상기 제1 다공성 탄성체(31)는 상기 패널(10)의 일면에 부착되고, 상기 제2 단공성 탄성체(32)는 상기 제1 다공성 탄성체(31)의 일면에 부착되어 도 1에 도시된 바와 같이 서로 적층된 구조를 이룬다.
상기 탄성튜브(30) 및 다공성 탄성체(31, 32)는 탄성 성질을 갖는 플렉시블 소재로 폴리머 소재(polymer)로 구성될 수 있다.
본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물은 해상에 적합하도록 패널, 연결부, 탄성튜브 및 다공성 탄성체 등 모든 구성이 방수 및 방염 처리된 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3은 패널 압축과 팽창에 따른 본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물의 형태 변화 모습을 나타낸 모식도이다.
도시된 바와 같이 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물(100)에서 패널(10)은 음의 포아송 비를 갖는 구조이므로 순서대로 도 3의 (a)에서처럼 패널(10)이 압축된 상태에서 도 3의 (b), (c)와 같이 점차 팽창 상태로 변하면서 탄성 튜브(30)도 팽창되면서 접이식 부유 구조물을 지지한다.
도 3의 (b), (c)에서 처럼 패널(10)이 점차 팽창되어 탄성튜브(30)가 팽창할 때는 공기 주입으로 인해 기압과 다공성 탄성체 자체의 복원력으로 패널의 팽창 형태 및 패널에 가해지는 하중을 지지해주며, 부력을 갖게 하여 물에 뜨도록 한다.
반대로 도 3의 (a)에서처럼 패널(10)이 압축되어 탄성튜브(30)가 수축할 때는 다공성 탄성체는 진공압축력으로 수축되는 데, 이때 탄성튜브(30), 제1 다공성 탄성체(31) 및 제2 다공성 탄성체(32)의 탄성계수가 서로 달라 패널(10)의 반대쪽 위치인 제2 다공성 탄성체(32)가 패널(10)에 부착된 제1 다공성 탄성체(31) 보다 더 수축하면서 패널이 말려들어 형태를 이루게 된다. 이에 상기 제2 다공성 탄성체(32)는 상기 패널을 압축 시 터빈 플랫폼의 주위를 둘러쌓도록 부착될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널 압축 시 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물이 육면체 구조물을 형성한 모습의 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 제2 다공성 탄성체(32)가 수축이 되면서 말려 들어가 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물의 단면을 살펴보았을 때, 여섯 개의 패널(10)들은 육각형의 구조물로 형성할 수 있다. 이와 같이 육각형 구조물로 이루어진 접이식 부유 구조물은 원기둥 형태의 터빈 플랫폼의 하부 구조물을 감쌀 수 있다.
터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물은 패널이 압축되어 보관이 용이한 상태가 되면 두 가지 방식으로 보관할 수 있다.
첫 번째로는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 다양한 두께로 이루어진 기둥 형태의 터빈 플랫폼의 하부구조를 감싸는 형태로 압축하여 터빈 플랫폼에 부착되어 보관할 수 있다. 이와 같은 보관 방법은 접이식 부유 구조물의 패널이 일정의 충격 방지 패드 역할을 하며 플랫폼 상에서 빠른 설치 및 철거가 가능하다.
두 번째로는 장기간 유지보수 계획이 없을 때는 접이식 부유 구조물의 전체 구조를 서로 겹치도록 접이식으로 최대 압축하여 터빈 플랫폼 등 해상 플랫폼 내부에 보관할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 본 발명의 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물은 음의 포아송 비를 갖는 패널 구조를 이용하여 패널의 수축 및 팽창을 이용하여 해상이 설치된 터빈 플랫폼 등의 해상 구조물에 설치 및 보관이 용이하도록 구성한 접이식 부유 구조물이다.
1 : 링크
2 : 링크 관절
10 : 패널
20 : 연결부
30 : 탄성튜브
31 : 제1 다공성 탄성체
32 : 제2 다공성 탄성체
100 : 접이식 부유 구조물
2 : 링크 관절
10 : 패널
20 : 연결부
30 : 탄성튜브
31 : 제1 다공성 탄성체
32 : 제2 다공성 탄성체
100 : 접이식 부유 구조물
Claims (1)
- 접이식 부유 구조물에 있어서,
상기 접이식 부유 구조물은 다수개의 패널;
다수개의 상기 패널을 연결하는 연결부; 및
다수개의 상기 패널의 일측에 부착되는 탄성튜브;로 이루어지고,
상기 탄성튜브는,
공기 주입에 의해 팽창되는 다공성 탄성체가 튜브 내부에 부착되며,
상기 다공성 탄성체는,
상기 패널에 부착되는 제1 다공성 탄성체; 및
상기 제1 다공성 탄성체에 부착되는 제2 다공성 탄성체;로 이루어지되,
상기 제2 다공성 탄성체는,
상기 패널을 압축 시 터빈 플랫폼의 주위를 둘러쌓도록 형성하며,
상기 패널은 음의 포아송의 비를 갖는 격자 구조로 다수개의 링크가 연결된 링크 구조로 이루어지며,
상기 링크 구조는 패널의 크기가 조절되는 링크 관절을 포함하되, 상기 링크 관절이 180°이하로 구동 범위를 제한하며,
상기 패널, 상기 탄성튜브, 상기 제1 다공성 탄성체 및 상기 제2 다공성 탄성체는 방수 및 방염 처리된 것을 특징으로 하는 터빈 플랫폼에 착탈이 가능한 접이식 부유 구조물.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| KR100654546B1 (ko) | 2004-07-29 | 2006-12-05 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | 오토 포커스 동작 기능을 가진 이동통신 단말기 |
| JP4636732B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2011-02-23 | 海和テック株式会社 | フェンス類の係留装置 |
| JP2014024502A (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 浮体ユニット、浮橋および浮体桟橋 |
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-
2021
- 2021-09-16 KR KR1020210123868A patent/KR102590666B1/ko active IP Right Grant
-
2023
- 2023-10-12 KR KR1020230135751A patent/KR102666709B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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