KR20160011404A - 해상 풍력발전기 설치용 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해상 풍력발전기 설치용 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상 풍력발전기를 해상에서 신속하고 안정적으로 설치할 수 있는 해상 풍력발전기 설치용 선박에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박은 해상 풍력발전기의 설치를 위한 관통홀이 형성되는 선체; 상기 관통홀 좌우 양측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 포스트; 상기 제1, 2 가이드 포스트에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되며, 상기 제1, 2 가이드 포스트를 따라 수직이동하는 제1, 2 리프팅 플레이트; 일단은 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 연결되고, 타단은 상기 제1, 2 가이드 포스트 사이로 이송되어 오는 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되는 제1, 2 커넥팅 와이어; 그리고, 상기 제1, 2 가이드 포스트에 설치되어 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트를 수직이동시켜 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제1, 2 리프팅 장치를 포함하여 이루어진다.

Description

해상 풍력발전기 설치용 선박{SHIP FOR INSTALLING WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 해상 풍력발전기 설치용 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상 풍력발전기를 해상에서 신속하고 안정적으로 설치할 수 있는 해상 풍력발전기 설치용 선박에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기는 바람을 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 말한다. 풍력발전기는 설치되는 장소에 따라 육상에 설치되는 육상 풍력발전기와, 해상에 설치되는 해상 풍력발전기로 분류될 수 있다.
해상 풍력발전기는 선박을 이용하여 설치될 장소로 운반된 후 시공이 이루어진다. 이러한 해상 풍력발전기는 크게 지주(Tower), 발전기 몸체인 너셀(Nacelle), 블레이드(Blade)의 3부분으로 이루어지며, 크기 및 적재 안정성에 따라서 조립된 상태로 운반되거나 부품별로 분리된 상태로 운반되어 설치장소에서 조립되기도 한다.
그런데, 근래 해상 풍력발전기의 발전용량이 커짐에 따라 해상 풍력발전기의 크기가 증가하여 선체에 해상 풍력발전기를 수직으로 세우기 위한 도구 및 시공위치로 이동시키기 위한 크레인 등과 같은 다양한 장치들을 별도로 설치해야 하기 때문에 전반적으로 선박의 크기가 매우 커져 선박 건조 비용이 증가하고, 또한 대형사고가 발생할 위험이 상존하는 문제점이 발생하고 있다.
따라서 해상 풍력발전기를 선체에 탑재시켜 시공장소까지 안정적으로 이동시킬 수 있고, 또한 해상 풍력발전기를 정밀하고 빠르게 설치할 수 있도록 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박의 개발이 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 해상 풍력발전기의 설치를 위한 관통홀이 형성되는 선체; 상기 관통홀 좌우 양측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 포스트; 상기 제1, 2 가이드 포스트에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되며, 상기 제1, 2 가이드 포스트를 따라 수직이동하는 제1, 2 리프팅 플레이트; 일단은 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 연결되고, 타단은 상기 제1, 2 가이드 포스트 사이로 이송되어 오는 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되는 제1, 2 커넥팅 와이어; 그리고, 상기 제1, 2 가이드 포스트에 설치되어 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트를 수직이동시켜 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제1, 2 리프팅 장치를 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박을 제공한다.
여기서, 상기 제1, 2 리프팅 장치는, 상기 제1, 2 가이드 포스트의 상단부에서 연장되어 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 각각 연결되는 제1, 2 리프팅 와이어; 그리고, 상기 제1, 2 가이드 포스트 상단부에 설치되어 상기 제1, 2 리프팅 와이어를 감아주거나 풀어주어 제1, 2 리프팅 플레이트를 수직이동시키는 제1, 2 액츄에이터를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 제1, 2 가이드 포스트의 내부에는 제1, 2 가이드 홀이 길이방향으로 형성되고, 외면 일측에는 상기 제1, 2 가이드 홀과 연통되는 제1, 2 절개부가 형성되며, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트의 일측에는 상기 제1, 2 절개부를 통해 상기 제1, 2 가이드 홀에 삽입되는 제1, 2 체결부가 돌출된다.
이 경우, 상기 제1, 2 리프팅 장치는, 상기 제1, 2 가이드 홀에 삽입되어 상기 제1, 2 체결부에 각각 연결되는 제1, 2 리프팅 와이어; 그리고, 상기 제1, 2 가이드 포스트 상단부에 설치되어 상기 제1, 2 리프팅 와이어를 감아주거나 풀어주어 제1, 2 체결부를 제1, 2 가이드 홀 내부에서 수직이동시키는 제1, 2 액츄에이터를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명은 상기 제1, 2 가이드 포스트의 일측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 프레임; 상기 제1, 2 가이드 포스트의 하부에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 서포팅 플레이트; 그리고, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주 하면을 지지하며, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에서 상기 제1, 2 서포팅 플레이트 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기를 상기 관통홀 직상방에 위치시키는 제1 지그를 더 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주 외면을 감싸며, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에서 상기 제1, 2 리프팅 플레이트 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기를 관통홀 직상방에 위치시키는 제2 지그를 더 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 제1, 2 가이드 프레임의 하단부에는 상기 제1 지그의 수평이동을 위한 한 쌍의 제1 가이드 레일이 설치되며, 상기 제1, 2 서포팅 플레이트의 상면에는 상기 제1 가이드 레일과 연결되는 한쌍의 제1 보조레일이 설치된다.
또한, 상기 제1, 2 가이드 프레임에는 상기 제2 지그의 수평이동을 위한 한 쌍의 제2 가이드 레일이 설치되며, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트의 상면에는 각각 상기 제2 가이드 레일과 연결되는 한 쌍의 제2 보조레일이 설치된다.
여기서, 상기 제1 지그의 상면에는 해상 풍력발전기의 지주 하면이 놓여지면, 수평이동하여 상기 해상 풍력발전기의 하단부 좌우측 외면을 각각 감싸는 제1 클램핑 장치가 설치되고, 상기 제2 지그의 중앙부에는 지주가 수용되는 공간부가 형성되고, 일측면에는 상호 결합되거나 분리되어 상기 공간부를 개폐시키는 한 쌍의 회동판이 설치된다.
그리고, 상기 제2 지그의 상면에는 상기 공간부에 해상 풍력발전기의 지주가 수용되면, 수평이동하여 해상 풍력발전기의 지주 외면을 각각 감싸는 제2 클램핑 장치가 설치된다.
여기서, 본 발명은 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 설치되어 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어의 일단을 감아주거나 풀어주어 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제3, 4 리프팅 장치를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는 해상 풍력발전기의 설치를 위한 관통홀이 형성되는 선체; 상기 관통홀 좌우 양측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 포스트; 상기 제1, 2 가이드 포스트에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 리프팅 플레이트; 일단은 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 연결되고, 타단은 상기 제1, 2 가이드 포스트 사이로 이송되어 오는 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되는 제1, 2 커넥팅 와이어; 그리고, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 설치되어 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어의 일단을 감아주거나 풀어주어 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제3, 4 리프팅 장치를 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박을 제공한다.
본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박은 선체에 다수개의 해상 풍력발전기를 안정적으로 탑재할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박은 지그를 이용해 해상 풍력발전기를 선체에서 시공위치로 신속하게 이동시킴과 동시에 리프팅 장치를 이용해 해상 풍력발전기를 수직이동시켜 설치작업이 빠르게 진행되도록 한다.
도 1 내지 도 3은 은 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박의 전체적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1, 2 가이드 포스트와 제1, 2 리프팅 플레이트의 결합구조를 좀더 상세히 나타내는 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박을 이용해 해상 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 내지 도 3은 은 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박의 전체적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박은 선체(100)와, 제1, 2 가이드 포스트(200,300)와, 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)와, 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)와, 제1, 2 리프팅 장치(600,700)를 포함하여 이루어진다.
상기 선체(100)는 선박의 주된 몸체를 이루는 부분으로 다양한 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어, 선체(100)는 네 모서리 가장자리가 완만하게 절단된 사각형 형상으로 제작될 수 있다.
이러한 선체(100)에는 각각 지주(11), 너셀(12), 블레이드(13)로 구성되는 해상 풍력발전기(10)(도 5 참조)의 설치를 위한 관통홀(H)이 형성된다. 물론, 상기 관통홀(H)을 통해 해상 풍력발전기(10)만이 설치되는 것은 아니며, 해저에 미리 설치되어 해상 풍력발전기(10)와 결합되는 모노파일(Monoplie), 자켓(Jacket), 트라이파일(Tripile)과 같은 기초파일(F)(도 5 참조) 역시 상기 관통홀(H)을 통해 설치될 수 있다.
상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300)는 상기 관통홀(H) 좌우 양측에 서로 마주보도록 설치된다. 이러한 제1, 2 가이드 포스트(200,300)는 이하 자세히 설명할 제1, 2 리프팅 장치(600,700)를 이용해 해상 풍력발전기(10)를 들어올릴 때 지지대 역할을 하므로 수백톤에 달하는 해상 풍력발전기(10)의 하중을 안정적으로 지탱할 수 있도록 관통홀(H) 좌우 양측에 각각 다수개가 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300)는 도 3과 같이 관통홀(H) 좌우 양측에 각각 4개씩 설치될 수 있다.
상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)는 상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300)에 각각 수직이동 가능하게 설치된다.
도 4는 본 발명에 따른 제1, 2 가이드 포스트와 제1, 2 리프팅 플레이트의 결합구조를 좀더 상세히 나타내는 사시도이다.
이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300)의 내부에는 제1, 2 가이드 홀(210,310)이 길이방향으로 형성되고, 외면 일측에는 상기 제1, 2 가이드 홀(210,310)과 연통되는 제1, 2 절개부(220,320)가 형성된다.
또한, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 일측에는 상기 제1, 2 절개부(220,320)를 통해 상기 제1, 2 가이드 홀(210,310)에 삽입되는 제1, 2 체결부(410,510)가 돌출형성된다.
따라서 제1, 2 체결부(410,510)를 제1, 2 가이드 홀(210,310)에 삽입시킨 상태에서 제1, 2 리프팅 장치(600,700)를 이용해 제1, 2 체결부(410,510)를 제1, 2 가이드 홀(210,310)을 따라 이동시키면 자연히 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 수직이동이 이루어진다.
여기서, 제1, 2 가이드 포스트(200,300)가 4개씩 설치되면, 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)에는 각 모서리 하나씩 4개의 제1, 2 체결부(410,510)가 형성된다.
상기 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)는 일단이 상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)에 연결되고, 타단이 상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이에 위치하는 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면에 연결된다.(도 6 참조)
구체적으로, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)는 해상 풍력발전기(10)가 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이에 위치되면, 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 하면에서 연장되어 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면에 연결된다.
따라서 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)와 해상 풍력발전기(10)는 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)에 의해 상호 연결되므로 제1, 2 리프팅 장치(600,700)에 의해 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 수직이동이 이루어지면, 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)와 함께 해상 풍력발전기(10)가 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이에서 수직이동하게 된다.(도 7 참조)
여기서, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)는 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이에서 해상 풍력발전기(10)의 안정적인 승강이 이루어질 수 있도록 해상 풍력발전기(10)의 하단부 특히, 기초파일(F)과의 결합을 위해 해상 풍력발전기(10)의 하단부 외면에 형성된 플랜지부(11a)에 연결됨이 바람직하다. 물론, 도시하지는 않았지만 해상 풍력발전기(10)의 외면에 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 연결시킬 수 있는 별도의 고리부를 형성시키는 것도 가능하다.
상기 제1, 2 리프팅 장치(600,700)는 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)를 수직이동시켜 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이에서 해상 풍력발전기(10)의 수직이동이 이루어지도록 한다.
구체적으로, 상기 제1, 2 리프팅 장치(600,700)는 제1, 2 가이드 포스트(200,300)에 설치되어 상술한 바와 같이 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)가 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)를 수직이동시킴으로써 해상 풍력발전기(10)를 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이에서 수직이동시킨다.
이러한 제1, 2 리프팅 장치(600,700)는 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)와, 제1, 2 액츄에이터(620,720)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)는 제1, 2 가이드 포스트(200,300)의 상단부에서 연장되어 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)에 각각 연결되며, 상기 제1, 2 액츄에이터(620,720)는 제1, 2 가이드 포스트(200,300)의 상단부에 설치되어 상기 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)를 각각 감아주거나 풀어주어 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)를 수직이동시킨다.
여기서, 상술한 바와 같이 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)에 제1, 2 체결부(410,510)가 형성될 경우, 상기 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)는 제1, 2 가이드 홀(210,310)에 삽입되어 제1, 2 체결부(410,510)에 각각 연결된다.
따라서, 제1, 2 액츄에이터(620,720)가 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)를 감아주거나 풀어주면 제1, 2 체결부(410,510)가 제1, 2 가이드 홀(210,310)을 따라 수직이동하게 되어 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 수직이동이 이루어진다.
물론, 제1, 2 리프팅 장치(600,700)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 제1, 2 리프팅 장치(600,700)는 선체(100)에 설치되어 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 하면을 밀어올리는 유압 피스톤 장치 등으로 구현될 수 있다.
한편, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)에는 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 감아주거나 풀어주는 제3, 4 리프팅 장치(L1,L2)가 설치될 수 있다.
이 경우, 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 해상 풍력발전기(10)에 연결시킨 후 제3, 4 리프팅 장치(L1,L2)를 이용해 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 감아주면 해상 풍력발전기(10)는 수직방향으로 들어올려지며, 반대로 제1, 2 커넥팅 와이(W1,W2)를 풀어주면 해상 풍력발전기(10)는 수직하강하게 된다.(도 8 참조)
따라서 해상 풍력발전기(10)의 수직이동은 상술한 바와 같이 제1, 2 리프팅 장치(600,700)를 이용해 제1, 2 리프팅 플레이트(400,4500)를 수직이동시키거나, 상기 3, 4 리프팅 장치(L1,L2)를 이용해 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 직접 감아주거나 풀어주는 방식으로 이루어질 수 있다. 물론, 제1 내지 4 리프팅 장치(600,700,L1,L2)를 동시에 동작시켜 해상 풍력발전기(10)를 수직이동시키는 것도 가능하다.
이러한 제3, 4 리프팅 장치(L1,L2)로는 윈치, 유압장치, 스트랜드 잭 등과 같은 다양한 장치들이 사용될 수 있다.
한편, 선박이 운항하는 동안 선체(100)에 탑재된 해상 풍력발전기(10)를 안정적으로 지지할 수 있고, 또한 설치작업이 시작될 때 해상 풍력발전기(10)를 관통홀(H)로 신속하게 이동시킬 수 있도록 선체(100)에는 제1, 2 가이드 프레임(110,120)과, 제1 지그(130)가 설치되고, 제1, 2 가이드 포스트(200,300)에는 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900)가 설치된다.
상기 제1, 2 가이드 프레임(110,120)은 서로 마주보도록 상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300)의 일측에 설치되어 선체(100)에 탑재되는 해상 풍력발전기(10)를 내부에 수용한다. 이러한 제1, 2 가이드 프레임(110,120)은 강철프레임이 상호 연결된 철골 구조로 제작될 수 있으며, 해상 풍력발전기(10)의 개수에 따라 선체(100) 상면을 따라 복수개가 설치될 수 있다.
상기 제1 지그(130)는 상기 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주(11) 하면을 지지함으로써 해상 풍력발전기(10)가 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 안정적으로 세워진 상태를 유지하도록 한다.
또한, 상기 제1 지그(130)는 해상 풍력발전기(10)를 관통홀(H)로 이동시킬 수 있도록 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에 수평이동 가능하게 설치된다. 이를 위해 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에는 한 쌍의 제1 가이드 레일(140)이 설치된다. 상기 제1 가이드 레일(140)은 선체(100) 상면에 돌출형성되어 상기 제1 지그(130)의 하면 좌우측에 결합된다.
따라서 제1 지그(130)가 해상 풍력발전기의 지주(11) 하면을 지지한 상태로 제1 가이드 레일(140)을 따라 수평이동하면 해상 풍력발전기(10)가 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 관통홀(H)을 향해 이동하게 된다.
상기 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900)는 상기 제1, 2 가이드 포스트(200,300)의 하부에 일정 간격을 두고 서로 마주보도록 설치된다.
이러한 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900)는 제1 지그(130)가 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이로 이동하여 해상 풍력발전기(10)를 관통홀(H) 직상방에 위치시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.
이를 위해 상기 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900)의 상면에는 상기 제1 가이드 레일(140)과 연결되는 한 쌍의 제1 보조레일(R1)이 설치된다. 따라서, 제1 지그(130)가 제1 가이드 레일(140)과 제1 보조레일(R1)을 따라 이동하여 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900) 상면에 위치되면, 해상 풍력발전기(10)는 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이로 이동하여 관통홀(H) 직상방에 위치하게 된다.
여기서, 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900)의 일측에는 제1, 2 절개부(220,320)를 통해 상기 제1, 2 가이드 홀(210,310)에 삽입되는 제3, 4 체결부(810,910)가 돌출형성되어 상기 과정이 진행되는 동안 제1, 2 가이드 포스트(200,300)에 고정된 상태를 유지한다.
한편, 상기 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에는 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면을 감싸는 제2 지그(150)가 설치된다.
상기 제2 지그(150)는 해상 풍력발전기의 지주(11) 하면이 제1 지그(130)에 의해 지지되면, 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면을 감싸 해상 풍력발전기(10)가 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 보다 안정적으로 세워진 상태를 유지하도록 한다.
이를 위해 제2 지그(150)의 중앙부에는 도 3과 같이 지주가 수용되는 공간부(C)가 형성되고, 일측면에는 상호 결합되거나 분리되어 상기 공간부(C)를 개폐시키는 한 쌍의 회동판(151)이 설치된다.
상기 회동판(151)은 제2 지그(150)의 일측면에서 하측으로 회전하여 상호 분리됨으로써 제2 지그(150)의 공간부(C)에 해상 풍력발전기(10)가 수용되도록 한 후 다시 회전에 의해 결합되어 공간부(C)에 수용된 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면을 감싼다.
또한, 상기 제2 지그(150)는 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500) 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기(10)를 관통홀(H)로 이동시키는 역할도 수행한다.
이를 위해 상기 제1, 2 가이드 프레임(110,120)에는 도 3과 같이 상기 제2 지그(150)의 수평이동을 위한 한 쌍의 제2 가이드 레일(160)이 설치되며, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)의 상면에는 각각 상기 제2 가이드 레일(160)과 연결되어 상기 제2 지그(150)가 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500) 상면으로 이동할 수 있도록 하는 한 쌍의 제2 보조레일(R2)이 설치된다. 여기서, 상기 제2 가이드 레일(160)은 제1, 2 가이드 프레임(110,120)에 서로 마주보게 설치되는 한 쌍의 보강판(S) 상면에 돌출형성될 수 있다.
따라서 제1 지그(130)와 함께 제2 지그(150)가 제1, 2 가이드 레일(140,160) 및 제1, 2 보조 레일(R1,R2)을 따라 수평이동하여 제1 지그(130)가 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900) 상면에 위치되고, 제2 지그(150)가 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500) 상면에 위치되면 해상 풍력발전기(10)는 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 제1, 2 가이드 포스트(200,300) 사이로 이동하여 관통홀(H) 직상방에 위치하게 된다.
이러한 제2 지그(150)는 서로 다른 높이에 다수대가 설치될 수 있다. 이 경우, 다수대의 제2 지그(150)가 서로 다른 높이에서 해상 풍력발전기(10)의 외면을 각각 감싸므로 해상 풍력발전기(10)는 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 보다 안정적으로 세워진 상태를 유지한다.
또한, 다수대의 제2 지그(150)를 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 동시에 수평이동시켜 해상 풍력발전기(10)를 관통홀(H)로 안정적으로 이동시킬 수 있다. 물론, 이를 위해서는 상술한 제2 가이드 레일(160)과 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500) 역시 높이를 달리하여 다수개가 설치되어야 한다.
한편, 상기 제1 지그(130)의 상면에는 해상 풍력발전기의 지주(11) 하면이 놓여지면 수평이동하여 상기 해상 풍력발전기(10)의 하단부 좌우측 외면을 각각 감싸는 제1 클램핑 장치(131)가 설치된다.
상기 제1 클램핑 장치(131)는 제1 지그(130)의 상면에 놓여지는 해상 풍력발전기의 지주(11) 하단부 좌우측 외면을 각각 감싸는 한 쌍의 제1 고정 플레이트(131a)와, 상기 제1 고정 플레이트(131a)의 후면에 각각 결합된 상태로 상기 제1 지그(130)의 상면에서 수평이동하여 상기 제1 고정 플레이트(131a)를 수평이동시키는 한 쌍의 제1 피스톤 로드(131b)를 포함하여 이루어진다.
따라서 해상 풍력발전기의 지주(11) 하면이 제1 지그(130)의 상면에 위치될 때 제1 피스톤 로드(131b)가 제1 고정 플레이트(131a)를 해상 풍력발전기(10) 쪽으로 각각 밀어주면 자연히 해상 풍력발전기의 지주(11) 하단부 좌우측 외면은 제1 고정 플레이트(131a)에 의해 둘러싸이고, 이에 따라 해상 풍력발전기(10)는 제1, 2 가이드 프레임(110,120) 사이에서 안정적으로 세워진 상태를 유지하게 된다.
또한, 상기 제2 지그(150)의 상면에는 공간부(C)에 해상 풍력발전기의 지주(11)가 수용되면, 수평이동하여 상기 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면을 각각 감싸는 제2 클램핑 장치(152)가 설치된다.
상기 제2 클램핑 장치(152)는 상기 제2 지그(150)의 공간부(C)에 수용되는 해상 풍력발전기의 지주(11) 좌우측 외면을 각각 감싸는 한 쌍의 제2 고정 플레이트(152a)와, 상기 제2 고정 플레이트(152a)의 후면에 각각 결합된 상태로 상기 제2 지그(150)의 상면에서 수평이동하여 상기 제2 고정 플레이트(152a)를 수평이동시키는 한 쌍의 제2 피스톤 로드(152b)를 포함하여 이루어진다.
상기 제2 클램핑 장치(152)는 이미 설명한 제1 클램핑 장치(131)와 구조가 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박을 이용하여 해상 풍력발전기(10)를 해상에 설치하는 과정을 설명한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 해상 풍력발전기 설치용 선박을 이용해 해상 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 선박이 이동하여 설치홀(H)을 해저면에 미리 설치되어 있는 기초파일(F) 직상방에 위치시키면, 플로팅 레그(미도시)와 앵커(미도시) 등을 이용해 선체(100)를 해상에 정박시킨다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1, 2 지그(130,150)를 제1, 2 가이드 레일(140,160) 및 제1, 2 보조레일(R1,R2)을 따라 이동시켜 제1, 2 서포팅 플레이트(800,900) 및 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500) 상면에 각각 위치시킨다. 이때, 관통홀(H)은 제1 지그(130)에 의해 폐쇄된다.
다음으로, 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면 또는 플랜지부(11a)에 연결시킨 후 도 7에 도시된 바와 같이, 제1, 2 액츄에이터(620,720)를 이용하여 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)를 감아 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)를 수직상승시킨다.
이와 같이 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)가 수직상승하면 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)에 연결된 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)와 함께 해상 풍력발전기(10) 역시 수직상승하며, 이에 따라 해상 풍력발전기의 지주(11)는 자연히 제1 지그(130)에서 분리된다.
물론, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)를 제1, 2 가이드 포스트(200,300)에 고정시킨 상태에서 제3, 4 리프팅 장치(L1,L2)로 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 직접 감아 해상 풍력발전기(10)를 수직상승시키는 것도 가능하다.
다음으로, 제1 지그(130)를 원위치로 수평이동시켜 관통홀(H)을 개방시킨 후 도 7과 같이 제1, 2 액츄에이터(620,720)로 제1, 2 리프팅 와이어(610,710)를 풀어 제1, 2 리프팅 플레이트(400,500)를 수직하강시키거나, 도 8과 같이 제3, 4 리프팅 장치(L1,L2)로 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 직접 풀어주어 해상 풍력발전기의 지주(11)를 관통홀(H)을 향해 하강시킨다.
이때, 제2 지그(150)가 해상 풍력발전기의 지주(11) 외면을 감싸고 있기 때문에 해상 풍력발전기(10)가 하강하는 과정에서 흔들리면서 설치위치를 이탈하는 것이 방지된다.
마지막으로, 상기 지주가 관통홀(H)을 통과하여 기초파일(F)의 상면에 안착되면, 제1, 2 커넥팅 와이어(W1,W2)를 해상 풍력발전기(10)에서 분리시킨 후 플랜지부(11a)를 기초파일(F)에 용접, 볼트 체결 등의 방식으로 결합시킨다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 해상 풍력발전기 100: 선체
110: 제1 가이드 프레임 120: 제2 가이드 프레임
130: 제1 지그 131: 제1 클램핑 장치
140: 제1 가이드 레일 150: 제2 지그
151: 회동판 152: 제2 클램핑 장치
160: 제2 가이드 레일 200,300: 제1,2 가이드 포스트
210,310: 제1, 2 가이드 홀 220,320: 제1, 2 절개부
400,500: 제1, 2 리프팅 플레이트 410,510: 제1, 2 체결부
600,700: 제1, 2 리프팅 장치 610,710: 제1, 2 리프팅 와이어
620,720: 제1, 2 액츄에어터 800,900: 제1, 2 서포팅 플레이트
810,910: 제3, 4 체결부 H: 관통홀
R1,R2: 제1, 2 보조레일 F: 기초파일

Claims (17)

  1. 해상 풍력발전기의 설치를 위한 관통홀이 형성되는 선체;
    상기 관통홀 좌우 양측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 포스트;
    상기 제1, 2 가이드 포스트에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되며, 상기 제1, 2 가이드 포스트를 따라 수직이동하는 제1, 2 리프팅 플레이트;
    일단은 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 연결되고, 타단은 상기 제1, 2 가이드 포스트 사이로 이송되어 오는 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되는 제1, 2 커넥팅 와이어; 그리고,
    상기 제1, 2 가이드 포스트에 설치되어 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 리프팅 플레이트를 수직이동시켜 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제1, 2 리프팅 장치를 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 리프팅 장치는,
    상기 제1, 2 가이드 포스트의 상단부에서 연장되어 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 각각 연결되는 제1, 2 리프팅 와이어; 그리고,
    상기 제1, 2 가이드 포스트 상단부에 설치되어 상기 제1, 2 리프팅 와이어를 감아주거나 풀어주어 제1, 2 리프팅 플레이트를 수직이동시키는 제1, 2 액츄에이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 포스트의 내부에는 제1, 2 가이드 홀이 길이방향으로 형성되고, 외면 일측에는 상기 제1, 2 가이드 홀과 연통되는 제1, 2 절개부가 형성되며,
    상기 제1, 2 리프팅 플레이트의 일측에는 상기 제1, 2 절개부를 통해 상기 제1, 2 가이드 홀에 삽입되는 제1, 2 체결부가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1, 2 리프팅 장치는,
    상기 제1, 2 가이드 홀에 삽입되어 상기 제1, 2 체결부에 각각 연결되는 제1, 2 리프팅 와이어; 그리고,
    상기 제1, 2 가이드 포스트 상단부에 설치되어 상기 제1, 2 리프팅 와이어를 감아주거나 풀어주어 제1, 2 체결부를 제1, 2 가이드 홀 내부에서 수직이동시키는 제1, 2 액츄에이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 포스트의 일측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 프레임;
    상기 제1, 2 가이드 포스트의 하부에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 서포팅 플레이트; 그리고,
    상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주 하면을 지지하며, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에서 상기 제1, 2 서포팅 플레이트 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기를 상기 관통홀 직상방에 위치시키는 제1 지그를 더 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주 외면을 감싸며, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에서 상기 제1, 2 리프팅 플레이트 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기를 관통홀 직상방에 위치시키는 제2 지그를 더 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 프레임의 하단부에는 상기 제1 지그의 수평이동을 위한 한 쌍의 제1 가이드 레일이 설치되며,
    상기 제1, 2 서포팅 플레이트의 상면에는 상기 제1 가이드 레일과 연결되는 한쌍의 제1 보조레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 프레임에는 상기 제2 지그의 수평이동을 위한 한 쌍의 제2 가이드 레일이 설치되며,
    상기 제1, 2 리프팅 플레이트의 상면에는 각각 상기 제2 가이드 레일과 연결되는 한 쌍의 제2 보조레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 지그의 상면에는 해상 풍력발전기의 지주 하면이 놓여지면, 수평이동하여 상기 해상 풍력발전기의 하단부 좌우측 외면을 각각 감싸는 제1 클램핑 장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 지그의 중앙부에는 지주가 수용되는 공간부가 형성되고, 일측면에는 상호 결합되거나 분리되어 상기 공간부를 개폐시키는 한 쌍의 회동판이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 지그의 상면에는 상기 공간부에 해상 풍력발전기의 지주가 수용되면, 수평이동하여 해상 풍력발전기의 지주 외면을 각각 감싸는 제2 클램핑 장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 설치되며, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어의 일단을 감아주거나 풀어주어 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제3, 4 리프팅 장치를 더 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  13. 해상 풍력발전기의 설치를 위한 관통홀이 형성되는 선체;
    상기 관통홀 좌우 양측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 포스트;
    상기 제1, 2 가이드 포스트에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 리프팅 플레이트;
    일단은 상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 연결되고, 타단은 상기 제1, 2 가이드 포스트 사이로 이송되어 오는 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되는 제1, 2 커넥팅 와이어; 그리고,
    상기 제1, 2 리프팅 플레이트에 설치되며, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어가 해상 풍력발전기의 지주 외면에 연결되면, 상기 제1, 2 커넥팅 와이어의 일단을 감아주거나 풀어주어 해상 풍력발전기를 제1, 2 가이드 포스트 사이에서 수직이동시키는 제3, 4 리프팅 장치를 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 포스트의 일측에 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 가이드 프레임;
    상기 제1, 2 가이드 포스트의 하부에 일정 간격을 두고 서로 마주보게 설치되는 제1, 2 서포팅 플레이트; 그리고,
    상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주 하면을 지지하며, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에서 상기 제1, 2 서포팅 플레이트 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기를 상기 관통홀 직상방에 위치시키는 제1 지그를 더 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에 설치되어 해상 풍력발전기의 지주 외면을 감싸며, 상기 제1, 2 가이드 프레임 사이에서 상기 제1, 2 리프팅 플레이트 상면으로 수평이동하여 해상 풍력발전기를 관통홀 직상방에 위치시키는 제2 지그를 더 포함하여 이루어지는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 프레임의 하단부에는 상기 제1 지그의 수평이동을 위한 한 쌍의 제1 가이드 레일이 설치되며,
    상기 제1, 2 서포팅 플레이트의 상면에는 상기 제1 가이드 레일과 연결되는 한쌍의 제1 보조레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제1, 2 가이드 프레임에는 상기 제2 지그의 수평이동을 위한 한 쌍의 제2 가이드 레일이 설치되며,
    상기 제1, 2 리프팅 플레이트의 상면에는 각각 상기 제2 가이드 레일과 연결되는 한 쌍의 제2 보조레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전기 설치용 선박.




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KR1020140092436A KR20160011404A (ko) 2014-07-22 2014-07-22 해상 풍력발전기 설치용 선박

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180080009A (ko) * 2017-01-03 2018-07-11 주식회사 보해오션 타워 상하 이중고정용 리프팅용 프레임에 의한 풍력발전기 설치방법 및 풍력발전기 설치용 리프팅 시스템

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KR20180080009A (ko) * 2017-01-03 2018-07-11 주식회사 보해오션 타워 상하 이중고정용 리프팅용 프레임에 의한 풍력발전기 설치방법 및 풍력발전기 설치용 리프팅 시스템

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