KR101411600B1 - 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치는 베이스부, 베이스부로부터 상방향으로 돌출되게 베이스부에 결합되는 지지대부, 레그의 제1 프레임이 거치되도록 베이스부의 일단에 설치되는 제1 거치부, 레그의 제2 프레임이 거치되도록 베이스부의 타단에 설치되는 제2 거치부 및 레그의 제3 프레임이 거치되도록 지지대부의 상단에 설치되는 제3 거치부를 포함한다.

Description

풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치{MANUFACTURING APPARATUS OF LEG FOR WIND TURBINE INSTALLATION VESSEL}
본 발명은 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치에 관한 것이다.
풍력 발전은 화석 연료를 대체할 수 있는 유망한 대체 에너지원으로, 환경 오염을 유발하지 않는 청정 에너지원이고, 현재 기술에 의한 대체 에너지원 중 가장 경제성이 높은 것으로 알려져 있다.
풍력 발전기의 효율은 풍속이 강하면서 풍향의 변화가 적을수록 높아진다. 해상에서는 바람의 유동을 저하시키는 지형 등에 따른 영향이 적으므로, 해상풍의 평균 풍속이 지상풍의 풍속보다 높고 해상풍의 풍량 또한 지상풍의 풍량보다 풍부하다. 특히, 내륙에서 먼 곳의 해상풍일수록 난류의 특성이 작아지므로 풍력 발전에 더욱 유리하다.
또한, 풍력 발전기를 지상에 설치할 경우에는 소음 및 미관 등의 제약에 의해 풍력 발전기를 설치할 수 있는 장소가 한정되나, 풍력 발전기를 해상에 설치할 경우에는 이러한 제약을 거의 받지 않는다는 점에서도 유리하다.
따라서, 현재 대규모의 해상 풍력 발전 단지가 건설되기도 하며, 이를 위한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있는 추세이다.
한편, 해상에 풍력 발전기를 설치하는 과정에서, 풍력 발전기 설치선(Wind Turbine Installation Vessel, WTIV)이 파도 및 조류 등과 같은 환경 하중의 영향에 의해 일정한 위치를 유지할 수 없을 경우 설치 작업에 많은 어려움이 따르게 된다.
이러한 어려움을 극복하기 위하여 풍력 발전기 설치선의 선체에 상하 방향으로 승강시킬 수 있는 복수의 레그(leg)를 설치하고, 레그를 하강시켜 선체의 하중이 해저면에 의해 지지되도록 하여 선체를 해수면 위로 상승시킨 후 풍력 발전기를 설치하는 방법이 사용되고 있다.
특히, 레그는 구조적 안정성과 경제성을 모두 고려하여 단면의 형상이 삼각형에 가까운 프레임 구조체로 제조되는 것이 일반적이다.
그러나, 이러한 레그는 비교적 큰 규모 내지 중량을 가진다는 점에서 그 제조가 용이하지 않고, 특히 삼각형 형상에 가까운 프레임 구조체로 레그를 제조 시 각 부분의 규격 내지 간격을 허용 오차 범위 내로 유지하는 것이 어려울 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0072537호 (2012.07.04.)
본 발명의 실시예는 레그의 제조를 보다 정확하고 용이하게 할 수 있는 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스부, 베이스부로부터 상방향으로 돌출되게 베이스부에 결합되는 지지대부, 레그의 제1 프레임이 거치되도록 베이스부의 일단에 설치되는 제1 거치부, 레그의 제2 프레임이 거치되도록 베이스부의 타단에 설치되는 제2 거치부 및 레그의 제3 프레임이 거치되도록 지지대부의 상단에 설치되는 제3 거치부를 포함하는 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치가 제공된다.
여기서, 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치는 제3 거치부의 높이 조절이 가능할 수 있다.
풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치는 지지대부와 제3 거치부 사이의 간격을 조절하도록 지지대부와 제3 거치부의 결합 부위에 개재되는 쐐기부를 더 포함할 수 있다.
풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치는 제1 거치부와 제2 거치부 사이의 간격 조절이 가능할 수 있다.
그리고, 베이스부는 길이 방향을 따라 슬릿이 형성되고, 제1 거치부 및 제2 거치부 중 적어도 하나는 슬릿을 통해 베이스부에 볼트 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레그의 형상에 대응되는 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 이용하여 레그를 제조할 수 있으므로, 레그의 제조를 보다 정확하고 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 사용하여 레그를 제조하는 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치에서 제3 거치부를 보다 상세히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치에서 제1 거치부를 보다 상세히 나타낸 도면.
본 발명에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치를 사용하여 레그를 제조하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)는 베이스부(100), 지지대부(200), 제1 거치부(300), 제2 거치부(400) 및 제3 거치부(500)를 포함하고, 쐐기부(600)를 더 포함할 수 있다.
레그(10)는 해상에 풍력 발전기를 설치하는 경우에 풍력 발전기 설치선을 승강시키는 용도로 사용되는 구조체로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 프레임(11, 13, 15)을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1 및 제2 프레임(11, 13) 사이와 제2 및 제3 프레임(13, 15) 사이와 제1 및 제3 프레임(11, 15) 사이는 구조적 보강을 위한 브레이스(brace)가 설치될 수 있다.
베이스부(100)는 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)에서 나머지 부분을 지면에 대하여 지지하는 부분으로, 제조하고자 하는 레그(10)의 형상에 따라 하나 이상의 프레임 내지 플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 베이스부(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 장방형으로 형성되고 그 장변의 길이는 레그(10)의 제1 프레임(11)과 제2 프레임(13) 사이의 간격에 대응되도록 형성되어, 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 시 안정적으로 지면에 지지되도록 하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
지지대부(200)는 베이스부(100)로부터 상방향으로 돌출되게 베이스부(100)에 결합되는 부분으로, 베이스부(100)와 마찬가지로 제조하고자 하는 레그(10)의 형상에 따라 하나 이상의 프레임 내지 플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 지지대부(200)의 길이는 레그(10)의 제1 프레임(11) 및 제2 프레임(13)을 연결한 가상의 선과 제3 프레임(15) 사이의 간격에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
제1 거치부(300)는 레그(10)의 제1 프레임(11)이 거치되도록 베이스부(100)의 일단에 설치되는 부분으로, 제1 프레임(11)의 단면 형상에 대응되도록 형성된 홈에 제1 프레임(11)이 삽입되어 거치될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 제1 거치부(300)가 한 쌍으로 베이스부(100)의 일단에 설치되는 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 하나의 제1 거치부(300) 또는 셋 이상의 제1 거치부(300)가 베이스부(100)의 일단에 설치될 수 있다.
제2 거치부(400)는 레그(10)의 제2 프레임(13)이 거치되도록 베이스부(100)의 타단에 설치되는 부분으로, 제2 프레임(13)의 단면 형상에 대응되도록 형성된 홈에 제2 프레임(13)이 삽입되어 거치될 수 있다.
이 경우, 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 사이의 간격, 특히 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 각각에 형성된 홈간의 간격은, 도 2에서의 레그(10)의 제1 프레임(11) 및 제2 프레임(13)의 간격에 대응될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 제2 거치부(400)가 한 쌍으로 베이스부(100)의 타단에 설치되는 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 하나의 제2 거치부(400) 또는 셋 이상의 제2 거치부(400)가 베이스부(100)의 타단에 설치될 수 있다.
제3 거치부(500)는 레그(10)의 제3 프레임(15)이 거치되도록 지지대부(200)의 상단에 설치되는 부분으로, 제3 프레임(15)의 단면 형상에 대응되도록 형성된 홈에 제3 프레임(15)이 삽입되어 거치될 수 있다.
이 경우, 제1 거치부(300) 및 제2 거치부(400)를 연결한 가상의 선과 제3 거치부(500) 사이의 간격, 특히 제3 거치부(500)에 형성된 홈과의 간격은, 도 2에서의 레그(10)의 제1 프레임(11) 및 제2 프레임(13)을 연결한 가상의 선과 제3 프레임(15) 사이의 간격에 대응될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 하나의 제3 거치부(500)가 지지대부(200)의 상단에 설치되는 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 복수의 제3 거치부(500)가 지지대부(200)의 상단에 설치될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)는 도 2에 도시된 바와 같이, 레그(10)의 형상에 대응되도록 형성되고, 이에 따라 레그(10)의 각 프레임(11, 13, 15)이 각 거치부(300, 400, 500)에 거치된 상태로 레그(10)를 제조할 수 있으므로, 레그(10)의 제조를 보다 정확하고 용이하게 할 수 있다.
한편, 도 2는 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)를 복수로 설치하여 레그(10)를 제조하는 일례를 도시한 것일 뿐, 반드시 이와 같은 형태로 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)가 사용되는 것은 아니며, 필요에 따라 하나의 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)만을 사용하여 레그(10)를 제조할 수도 있다.
본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)는 제3 거치부(500)의 높이 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 지지대부(200) 또는 제3 거치부(500)가 실린더 구조 등으로 형성되어 상하 방향으로 신축이 가능한 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)를 이용하여 다양한 규격의 레그(10)를 제조하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 레그(10)의 제조 시 제3 프레임(15)이 설계에 따른 정확한 위치에 있지 않은 경우, 제3 거치부(500)의 높이를 조절하여 제3 프레임(15)의 위치를 보다 정확하게 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치에서 제3 거치부를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)는 쐐기부(600)를 포함할 수 있다.
쐐기부(600)는 지지대부(200)와 제3 거치부(500) 사이의 간격을 조절하도록 지지대부(200)와 제3 거치부(500)의 결합 부위에 개재되는 부분으로, 쐐기부(600)를 통해 제3 거치부(500)의 높이를 조절할 수 있다.
즉, 쐐기부(600)가 지지대부(200)와 제3 거치부(500) 사이에 깊이 끼워질수록 제3 거치부(500)의 높이가 높아질 수 있다. 이에 따라, 별도의 복잡한 장치가 없이도 쐐기부(600)를 통해 용이하게 제3 거치부(500)의 높이를 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)는 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 사이의 간격 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 중 적어도 하나는 베이스부(100)를 따라 횡방향으로 이동 가능하도록 결합되어 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 사이의 간격 조절이 가능한 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)를 이용하여 다양한 규격의 레그(10)를 제조하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 레그(10)의 제조 시 제1 프레임(11) 또는 제2 프레임(13)이 설계에 따른 정확한 위치에 있지 않은 경우, 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 사이의 간격을 조절하여 제1 프레임(11) 또는 제2 프레임(13)의 위치를 보다 정확하게 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치에서 제1 거치부를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치(1000)에서, 베이스부(100)는 길이 방향을 따라 슬릿(110)이 형성되고, 제1 거치부(300)는 슬릿(110)을 통해 베이스부(100)에 볼트(120) 결합될 수 있다.
이 경우, 제2 거치부(400) 또한 제1 거치부(300)와 마찬가지로 슬릿(110)을 통해 베이스부(100)에 볼트(120) 결합될 수 있다. 즉, 제1 거치부(300) 및 제2 거치부(400) 중 적어도 하나는 슬릿(110)을 통해 베이스부(100)에 볼트(120) 결합될 수 있다.
따라서, 볼트(120)를 푼 상태에서 제1 거치부(300) 또는 제2 거치부(400)의 위치를 조절한 후, 볼트(120)를 잠궈 제1 거치부(300) 또는 제2 거치부(400)를 베이스부(100)에 고정하는 것을 통해, 용이하게 제1 거치부(300)와 제2 거치부(400) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
한편, 도 4에서는 슬릿(110)이 베이스부(100)의 측면에 형성되어 제1 거치부(300) 및 제2 거치부(400) 중 적어도 하나가 결합되는 구성을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 슬릿(110)이 베이스부(100)의 상면에 형성되고 제1 거치부(300) 및 제2 거치부(400) 중 적어도 하나의 하면과 볼트(120) 결합되도록 구성되는 등 다양하게 변형될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 레그 11: 제1 프레임
13: 제2 프레임 15: 제3 프레임
100: 베이스부 110: 슬릿
120: 볼트 200: 지지대부
300: 제1 거치부 400: 제2 거치부
500: 제3 거치부 600: 쐐기부
1000: 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치

Claims (5)

  1. 베이스부;
    상기 베이스부로부터 상방향으로 돌출되게 상기 베이스부에 결합되는 지지대부;
    레그의 제1 프레임이 거치되도록 상기 베이스부의 일단에 설치되는 제1 거치부;
    상기 레그의 제2 프레임이 거치되도록 상기 베이스부의 타단에 설치되는 제2 거치부; 및
    상기 레그의 제3 프레임이 거치되도록 상기 지지대부의 상단에 설치되는 제3 거치부를 포함하고,
    상기 지지대부와 상기 제3 거치부 사이의 간격을 조절하도록 상기 지지대부와 상기 제3 거치부의 결합 부위에 개재되는 쐐기부를 더 포함하여,
    상기 제3 거치부의 높이 조절이 가능한 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부는 길이 방향을 따라 슬릿이 형성되고,
    상기 제1 거치부 및 상기 제2 거치부 중 적어도 하나는 상기 슬릿을 통해 상기 베이스부에 볼트 결합되어,
    상기 제1 거치부와 상기 제2 거치부 사이의 간격 조절이 가능한 풍력 발전기 설치선용 레그의 제조 장치.
  5. 삭제
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