KR102389699B1 - 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해상 또는 수상에 부유하여 시설물을 설치 가능하도록 하되, 풍랑으로 인한 흔들림이 상부에 설치된 시설물에 전달되는 영향을 저감시키도록 구성된 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼이 개시된다.

Description

부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼 {Floating platform having floating unit}

본 발명은 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상 또는 수상에 부유하여 시설물을 설치 가능하도록 하되, 풍랑으로 인한 흔들림이 상부에 설치된 시설물에 전달되는 영향을 저감시키도록 구성된 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼에 관한 것이다.

해상풍력발전장치와 같은 중대형의 시설물을 해상에 부유식으로 설치하는 사례가 증가하고 있다.

그런데, 이러한 해상 시설물의 경우에 설치 환경 측면에서 육상에서는 발생하지 않는 새로운 문제점을 수반한다. 예를 들어, 높이 50~100m, 무게 수백t에 달하는 풍력발전기를 풍랑이 발생하는 환경에서 설치해야 하며 선박이나 부유체와 같은 한정된 공간을 이용하여 설치 작업을 해야 하는 어려움이 있다.

또한, 사용 환경 측면에서 해상은 육상보다 강한 바람이 불고 풍랑이 발생하기 때문에, 설치된 시설물의 유지 관리에도 많은 어려움이 있다.

이러한 특성을 고려하여 해상에 부유식으로 시설물을 설치하는 것에 관한 기술들이 제안된 바 있다.

일예로, 대한민국 공개특허 10-2012-0002184(2012년01월05일)는 해상 풍력발전장치에 관한 것으로서, 해저에 시공되는 기초 구조물에 해상에 부유하며 다수개의 풍력터빈이 설치되는 타워고정용 구조물을 고정시켜 태풍 등 기상 악화상황에서도 풍력터빈의 안정적인 동작을 가능하게 하는 해상 풍력 발전장치를 제안하였다.

다른예로, 대한민국 등록특허 10-1956032(2019년03월04일)는 부유식 해상 풍력발전장치에 관한 것으로서, 조류에 의한 풍력발전기의 방향 편차를 보상시키는 부유식 해상 풍력발전장치를 제안하였다.

그러나, 상기 종래기술들은 시설물에 대해 부유체가 고정된 구조를 가지므로 풍랑으로 인한 흔들림을 상부에 설치된 시설물에 그대로 전달하는 문제점이 있었으며, 이로 인해 해상 환경에서 시설물을 설치하는 작업이 용이하지 않고 시설물의 유지 보수 등의 작업에 있어서도 작업 환경이 열악해지는 한계점이 있었다.

대한민국 공개특허 10-2012-0002184(2012년01월05일) 대한민국 등록특허 10-1956032(2019년03월04일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 해상 또는 수상에 부유하여 시설물을 설치 가능하도록 하되, 풍랑으로 인한 흔들림이 상부에 설치된 시설물에 전달되는 영향을 저감시키도록 구성된 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 면적을 갖도록 구성된 수상 플랫폼용 프레임의 하부에 설치되는 부유체 유닛으로서, 회동축; 상기 회동축에 결합되어 상기 회동축을 중심으로 회동 가능한 부유체 프레임; 및 상기 부유체 프레임의 좌측 및 우측에 각각 고정 설치되는 좌측 및 우측 부유체;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 부유체 유닛이 개시된다.

바람직하게, 상기 좌측 및 우측 부유체는 길이 방향으로 연장된 중공형의 통 형상을 갖는다.

본 발명의 또다른 일측면에 따르면, 상기 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼으로서, 면적을 갖도록 구성된 프레임; 및 상기 프레임의 하부로 연장된 지지 프레임에 설치되며, 상기 프레임의 하부에 적어도 3개 이상 설치된 상기 부유체 유닛;을 포함하여 구성된 수상 플랫폼이 개시된다.

바람직하게, 상기 부유체 유닛은, 상기 프레임의 중심부를 기준으로 대칭 형상으로 배치된다.

바람직하게, 상기 부유체 프레임은 길이 방향으로 연장된 형상을 가지며 상기 프레임의 중심부를 기준으로 방사형상으로 배치된다.

이와 같은 본 발명은, 해상 또는 수상에 부유하여 시설물을 설치 가능하도록 하되, 풍랑으로 인한 흔들림이 상부에 설치된 시설물에 전달되는 영향을 저감시키도록 구성된 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼을 제공하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수상 플랫폼의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 유닛의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수상 플랫폼의 부유체 유닛의 사용 상태도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

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 있다.

본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수상 플랫폼의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 유닛의 사시도이다.

본 실시예의 수상 플랫폼은, 면적을 갖도록 구성된 수상 플랫폼용 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 하부에 설치되는 부유체 유닛(20)을 구비한다.

프레임(10)의 상부에는 해상 또는 수상 설치가 필요한 시설물(80)이 설치된다. 일예로, 이러한 시설물(80)로서는 해상풍력발전장치, 해상환경측정장치, 해상항로표시장치 등 다양한 기능의 시설물이 될 수 있다.

일예로, 상기 프레임(10)은 금속 또는 합성수지재로 구성된 다수의 횡방향 프레임 요소(10a)와 종방향 프레임 요소(10b)가 결합하여 구성될 수 있으며, 상부에 설치된 시설물의 관리 작업을 용이하게 하기 위해 상부에 프레임 판(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다. 프레임(10)의 형상은 특정 형상으로 한정되지 않으며, 다만 본 실시예에서는 평면 형상이 육각형인 프레임을 예시한다.

상기 부유체 유닛(20)은, 상기 프레임(10)의 하부로 연장된 지지 프레임(15)에 설치되는 회동축(22)과, 상기 회동축(22)에 결합되어 상기 회동축(22)을 중심으로 회동 가능한 부유체 프레임(24)과, 상기 부유체 프레임(24)의 좌측(24a) 및 우측(24b)에 각각 고정 설치되는 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)를 포함하여 구성된다.

부유체 프레임(24)의 좌측(24a) 및 우측(24b)에는 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)를 각각 고정 설치하기 위한 고정 설치 요소가 구비될 수 있다. 도 2의 A2는 회동축(22)의 축선이다.

바람직하게, 상기 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)는 길이 방향으로 연장된 중공형의 통 형상을 갖는다. 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)는 외부의 물이 내부로 유입되지 않도록 밀폐된 구조를 가지며 내부에 공기 또는 물보다 비중이 작은 소재가 내입되어 부력을 갖도록 구성된다.

바람직하게, 상기 부유체 유닛(20)은 상기 프레임(10)의 하부에 적어도 3개 이상 설치되고 상기 프레임(10)의 중심부(A1)를 기준으로 대칭 형상으로 배치된다.

부유체 유닛(20)의 개수는 특정 개수로 한정되지 않으며, 다만 본 실시예에서는 3개의 부유체 유닛(20)이 구비된 경우를 예시한다. 본 실시예의 설명에서 '중심부(A1)'는 프레임(10)을 상하로 통과하는 중심선 내지 그와 인접한 중심부 영역으로 이해될 수 있다.

또한, 상기 부유체 프레임(24)은 좌우 길이 방향으로 연장된 형상을 가지며 상기 프레임(10)의 중심부(A1)를 기준으로 방사형상(중심부 A1에서 외측으로 방사되어 뻗어가는 형상)으로 배치된다.

부유체 프레임(24)은 좌우 길이 방향으로 연장된 형상을 가지므로, 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)에 각각 가해지는 풍랑의 높이 차이에 의해 상기 회동축(22)을 중심으로 회동하게 된다.

풍랑의 높이 또는 경사에 변화가 발생하더라도, 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)의 개별적인 상하 이동 및 이에 따른 부유체 프레임(24)의 회동에 의해 상부의 프레임(10)에는 풍랑의 높이 또는 경사 변화에 따른 에너지가 감소된 상태로 전달될 수 있다.

즉, 풍랑의 높이 또는 경사 변화에 따라 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)의 각각의 높이에 변화가 발생하더라도, 이에 따른 에너지가 부유체 프레임(24)의 회동 운동으로 흡수되면서 프레임(10)에 직접 전달되지 않거나 감소된 상태로 전달되므로 프레임(10)의 상하 움직임이나 좌우의 흔들림이 저감된다.

바람직하게, 상기 부유체 유닛(20)은 상기 프레임(10)의 하부에 적어도 3개 이상 설치되며, 상기 프레임(10)의 중심부(A1)를 기준으로 대칭 형상으로 배치된다.

상기와 같이, 복수의 부유체 유닛(20)이 프레임(10)의 하부에서 대칭형으로 배치된 상태로 풍랑의 높이 또는 경사 변화를 완충하게 되므로, 풍랑의 높이 또는 경사 변화에 따른 에너지가 대칭형 구조에 따라 균형 있게 감소된 상태로 프레임(10)으로 전달될 수 있다. 대칭형 구조의 효과를 더욱 높이기 위해 상기 프레임(10)의 중심부(A1) 상부에 시설물(80)이 위치할 수 있다.

한편, 상기 부유체 프레임(24)이 상기 프레임(10)의 중심부(A1)를 기준으로 방사형상으로 배치되므로, 프레임(10)의 외측에서 중심부(A1) 측으로 향하는 풍랑을 좌측 부유체(26a)와 우측 부유체(26b)가 순차적으로 통과시키면서 부유체 프레임(24)이 회동 동작을 하게 되며, 이를 통해 안정적으로 풍랑의 에너지를 감소하여 프레임(10)으로 전달할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수상 플랫폼의 부유체 유닛의 사용 상태도이다.

풍랑이 발생하지 않거나 미약한 상태에서는 도 3의 (a)와 같이 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)가 수평을 이룬 상태에서 크게 벗어나지 않고 안정적인 부유 상태를 이루게 된다.

풍랑이 다소 강하게 발생하여 수위면에 경사가 발생하는 경우, 도 6의 (b) 또는 (c)와 같이 좌측 및 우측 부유체(26a,26b) 상호 간의 높이 또는 경사에 변화가 발생하게 된다. 이때, 좌측 및 우측 부유체(26a,26b)의 개별적인 상하 이동 및 이에 따른 부유체 프레임(24)의 회동(RA1 또는 RA2)에 의해 풍랑의 에너지가 부유체 프레임(24)의 회동 운동으로 흡수되면서 프레임(10)에 직접 전달되지 않거나 감소된 상태로 전달되므로 프레임(10)의 상하 움직임이나 좌우의 흔들림이 저감된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

10: 프레임
15: 지지 프레임
20: 부유체 유닛
22: 회동축
24: 부유체 프레임
26a,26b: 좌측 및 우측 부유체
80: 시설물

Claims (5)

1. 상부에 해상 또는 수상 설치가 필요한 시설물이 설치 가능하도록 면적을 갖도록 구성된 수상 플랫폼용 프레임; 및
   상기 수상 플랫폼용 프레임의 하부로 연장된 지지 프레임에 설치되며, 상기 수상 플랫폼용 프레임의 하부에 적어도 3개 이상 설치되고, 상기 수상 플랫폼용 프레임의 중심부를 기준으로 대칭 형상으로 배치된 부유체 유닛;을 포함하며,
   각각의 상기 부유체 유닛은,
   회동축;
   상기 회동축에 결합되어 상기 회동축을 중심으로 회동 가능하며, 길이 방향으로 연장된 형상을 가지며 상기 수상 플랫폼용 프레임의 중심부를 기준으로 방사형상으로 배치된 부유체 프레임; 및
   상기 부유체 프레임의 좌측 및 우측에 각각 고정 설치되며, 길이 방향으로 연장된 중공형의 통 형상을 갖는 좌측 및 우측 부유체;를 포함하여 구성되며,
   수상 플랫폼용 프레임의 외측에서 중심부 측으로 향하는 풍랑을 상기 좌측 부유체와 우측 부유체가 순차적으로 통과시키면서 상기 부유체 프레임이 회동 동작을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유체 유닛을 구비한 수상 플랫폼.
   
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