KR101261860B1 - 플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법 - Google Patents

플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상에 풍력발전기를 설치하기 위한 플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플로팅 도크는, 작업장, 작업장 좌우측에 형성되는 측벽부 및 작업장 일단에 형성되는 작업홀을 포함하는 플로팅도크 몸체; 작업장에 적재되는 풍력발전기 타워부를 이동시키는 갠트리 크레인; 및 풍력발전기 타워부가 직립된 상태로 유지되도록, 풍력발전기 타워부의 하부측을 지지하는 보조 이송유닛;을 포함한다.

Description

플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법{Floating dock and constructing metohd for wind power generator using the same}
본 발명은 플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법에 관한 것이다.
최근에는 이산화탄소와 같은 온실가스를 배출하지 않고 전력을 생산할 수 있는 청정에너지에 대한 요구가 증가되고 있다.
풍력발전은 청정에너지를 이용한 전력생산 방법 중 하나로서, 풍력발전을 위한 풍력발전기는 일반적으로 풍력자원이 풍부한 육상의 능선 또는 해상에 설치되어 가동된다.
해상용 풍력발전기의 경우, 해상에 위치되어 풍력에 의한 전력생산을 수행하는 풍력발전기 본체, 및 해수면 아래에 위치되어 상기 풍력발전기 본체를 지지하기 위한 풍력발전기 타워부를 포함한다. 이때, 해상용 풍력발전기는 상기 타워부가 해저면에 고정된 상태로 상기 풍력발전기를 지지하는 고정식 해상용 풍력발전기 및 상기 타워부가 부유식으로 설치되는 부유식 해상용 풍력발전기로 분류될 수 있다.
고정식 해상용 풍력발전기의 경우, 일반적으로, 해저면에 대하여 상기 풍력발전기 타워부를 고정한 다음, 상기 풍력발전기 타워부에 상기 풍력발전기 본체를 설치함으로써, 상기 해상용 풍력발전기의 설치가 수행될 수 있다.
한편, 상기 해상용 풍력발전기는 육상에서 제작이 수행된 다음, 바지선과 같은 수송선박에 적재된 다음, 해상으로 이동되어 설치가 됨으로써, 제작, 수송 및 설치가 서로 다른 장소에서 개별적으로 수행됨에 따라서, 설치에 따른 시간이 과도하게 소요되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 풍력발전기의 설치 시간을 줄일 수 있는 플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 일측면에 따르면, 작업장, 상기 작업장 좌우측에 형성되는 측벽부 및 상기 작업장 일단에 형성되는 작업홀을 포함하는 플로팅도크 몸체; 상기 작업장에 적재되는 풍력발전기 타워부를 이동시키는 갠트리 크레인; 및 상기 풍력발전기 타워부가 직립된 상태로 유지되도록, 상기 풍력발전기 타워부의 하부측을 지지하는 보조 이송유닛;을 포함하는 플로팅도크가 제공된다.
또한, 상기 작업장에는 상기 보조이송 유닛의 움직임을 가이드하기 위하여 연장형성된 한 쌍의 이송레일들이 설치되며, 상기 작업홀은, 상기 이송레일들 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 보조이송 유닛은, 상기 작업홀의 너비보다 큰 너비로 형성되며, 상기 풍력발전기 타워부의 직경보다 큰 삽입홀이 하방으로 관통 형성되는 보조이송 유닛 몸체; 상기 보조이송 유닛 몸체의 내측에 설치되며, 상기 삽입홀의 하측에 슬라이딩 가능하게 마련되며, 상기 풍력발전기 타워부의 하단을 지지하는 지지부; 및 상기 보조이송 유닛 몸체의 내측에 설치되며, 상기 지지부가 슬라이딩 가능하게 설치되는 가이드레일부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 갠트리 크레인은, 상기 측벽부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 갠트리 크레인 몸체; 및 상기 갠트리 크레인 몸체의 중앙부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 리프팅 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 갠트리 크레인은, 상기 갠트리 크레인 몸체의 중앙부에 설치되며, 기립된 상기 풍력발전기 타워부의 상단측을 클램핑하는 클램핑 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조이송 유닛은 상기 갠트리 크레인의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동가능하게 상기 측벽부에 한 쌍으로 설치되며, 상기 갠트리 크레인의 메인와이어가 상기 풍력발전기 타워부의 중앙측에 에 결속된 상태에서, 상기 보조이송 유닛의 보조와이어가 상기 풍력발전기 타워부의 하부측에 결속되어, 상기 작업홀을 향하여 이송될 수 있다.
또한, 상기 보조이송 유닛은, 상기 갠트리 크레인의 이동방향을 따라서 연장형성되는 보조이송유닛 몸체; 상기 보조이송유닛 몸체에 회전가능하게 설치되는 보조이송트랙유닛;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들의 다른 측면에 의하면, 상기 작업장의 일측에 적재된 상기 풍력발전기 타워부를 들어올려 상기 작업장의 중앙측에 정렬시키는 단계; 상기 겐트리 크레인이 상기 풍력발전기의 타워부를 향하여 이동하는 단계; 상기 풍력발전기 타워부가 상기 갠트리 크레인의 메인와이어에 결속되는 단계; 상기 풍력발전기 타워부의 하측부가 상기 보조이송유닛에 지지 또는 결속되는 단계; 상기 풍력발전기 타워부를 기립시키는 단계; 기립된 상기 풍력발전기 타워부를 상기 작업홀을 향하여 이송시키는 단계; 상기 풍력발전기 타워부를 상기 작업홀의 상방에 정렬시키는 단계; 및 상기 작업홀의 상방에 정렬된 상기 풍력발전기 타워부를 언로딩하여, 해상에 설치하는 단계를 포함하는 플로팅도크를 이용한 풍력발전기 타워부 설치방법이 제공된다.
또한, 상기 풍력발전기 타워부를 언로딩하여 해상에 설치하는 단계는, 상기 풍력발전기 타워부의 하단을 지지하는 상기 보조이송유닛의 지지부를 슬라이딩 시켜, 상기 보조이송 유닛의 삽입홀을 개방시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플로팅도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법은 풍력발전기의 설치 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플로팅도크를 보여주는 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 보여주는 도면.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ의 선도에 따라 절개된 상태를 보여주는 도면.
도 6은 도 5의 지지부가 슬라이딩 된 상태를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 플로팅도크를 보여주는 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 플로팅도크를 보여주는 도면.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 보여주는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플로팅도크를 보여주는 도면이며, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 플로팅도크(1)는 플로팅도크 몸체(10)와, 갠트리 크레인(20)과, 보조이송유닛(30)을 포함한다.
보다 상세히, 플로팅도크 몸체(10)는, 해상에서 침하 또는 부상가능하게 형성되며, 적어도 하나 이상의 풍력발전기 타워부(P)가 적재되는 작업장(11)과 작업장의 양단에 형성되는 측벽부(12)를 포함한다.
풍력발전기 타워부(P)는 작업장(11)에서 제작되며, 풍력발전기 타워부(P)의 제작이 완료되어 작업장(11)의 갑판(111)에 적재된 상태에서, 플로팅도크(10)는 풍력발전기가 설치될 해역으로 이동된다.
이때, 작업장(11)의 일측에는, 작업장(11)의 내측을 향하여 함몰된 형상으로, 관통형성되는 작업홀(112)이 형성된다.
그리고, 플로팅도크 몸체(10)에는 해수가 유입 또는 배수됨으로써 플로팅도크 몸체(10)의 흘수선을 조정하기 위한 밸러스팅 탱크(미도시)가 설치되어, 플로팅도크 몸체(10)는 해상에서 부유된 상태에서, 침하 또는 부상 가능하게 형성된다. 상기 밸러스팅 탱크는 측벽부(12)의 내부에 설치될 수 있다.
갠트리 크레인(20)은 문틀 모양으로 형성되는 문형 기중기(門形 起重機)로서, 플로팅도크 몸체(10)의 길이 방향, 즉 측벽부(12)가 연장형성된 방향을 따라서 슬라이딩 가능하게 플로팅도크 몸체(10)에 설치된다. 그리고, 갠트리 크레인(20)은, 갑판(111)에 적재된 풍력발전기 타워부(P)를 해상에 설치하기 위하여, 풍력발전기 타워부(P)를 들어올린 다음 작업홀(112)을 향하여 이동하고, 작업홀(112)을 통하여 상기 풍력발전기 타워부(P)를 언로딩(Unloading)할 수 있다.
갠트리 크레인(20)은, 플로팅도크 몸체(10)의 측벽부(12)에 형성된 측벽부측 레일(121)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치되며 문형(門形)으로 형성되는 갠트리 크레인 몸체(21)와, 갠트리 크레인 몸체(21)의 중앙부에 슬라이딩 가능하게 설치되며 풍력발전기 타워부(P)에 결속된 와이어(W1)를 승강 또는 하강시킴으로써 상기 풍력발전기 타워부(P)를 로딩 또는 언로딩하는 리프팅 유닛(23)과, 갠트리 크레인 몸체(21)의 중앙부에 설치되며 리프팅 유닛(23)에 의하여 기립된 풍력발전기 타워부(P)의 상단측을 클램핑하는 클램핑 유닛(24)을 포함한다.
이때, 리프팅 유닛(23)은 갠트리 크레인 몸체(21)의 중앙부 하측에 설치되며, 클램핑 유닛(24)은 갠트리 크레인 몸체(21)의 중앙부 상측에 설치될 수 있다.
여기서, 풍력발전기 타워부(P)의 "상단", "하단" 용어는 본 발명의 설명의 편의를 도모하기 위한 것으로, "상단"은 갠트리 크레인(20)의 클램핑 유닛(24)에 클램핑되는 풍력발전기 타워부(P)의 일측 부분으로서 도 1 및 도 2에서는 좌측부분이며, "하단"은 상기 풍력발전기 타워부(P)의 중심을 기준으로 "상단"의 반대측 부분인 타측으로서 도 1 및 도 2에서는 타워부(P)의 우측 부분이다.
한편, 보조이송유닛(30)은 갠트리 크레인(20)에 의하여 풍력발전기 타워부(P)가 이송되는 과정에서, 풍력발전기 타워부(P)가 직립된 상태가 유지되도록 풍력발전기 타워부(P)의 하단측을 지지한다. 그리고, 보조이송유닛(30) 은 갠트리 크레인(20)의 슬라이딩 방향 및 속도와 동일한 방향 및 속도로 이동될 수 있다.
그리고, 작업장(11)의 갑판(111) 상에는 보조이송유닛(30)의 움직임을 가이드하기 위하여 연장형성된 한 쌍의 이송레일(113)들이 설치되며, 보조이송유닛(30)은 이송레일(113)의 연장방향을 따라서 슬라이딩 가능하게 설치된다. 이때, 작업장(11)의 작업홀(112)은 상기 한 쌍의 이송레일(113)들 사이에 배치되며, 보조이송유닛(30)은 이송레일(113)들을 따라서 작업홀(112)의 상방으로 이동될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 플로팅도크(1)를 이용한 풍력발전기 타워부(P)의 설치과정을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 풍력발전기 타워부(P)가 플로팅도크(1)의 작업장(11)에 적재된 상태에서, 갠트리 크레인(20)의 갠트리 크레인몸체(21)는 풍력발전기 타워부(P)를 향하여 이동한다. 이때, 갠트리 크레인몸체(21)는 갠트리 크레인(20)의 리프팅 유닛(23)이 풍력발전기 타워부(P)의 무게중심의 수직 상방에 위치되도록 이동된다.
그 다음, 풍력발전기 타워부(P)의 중앙부, 즉 무게중심측을 리프팅 유닛(23)에 연결된 메인와이어(W1)에 결속시킨다.
그 다음, 리프팅 유닛(23)이 풍력발전기 타워부(P)를 상방향으로 들어올린 다음, 갠트리 크레인(20)은 풍력발전기 타워부(P)를 작업장(21)의 중앙측, 즉 이송레일(113)들 사이에 정렬시킨다. 이때, 리프팅 유닛(23)이 풍력발전기 타워부(P)의 무게중심의 수직상방에 위치된 상태에서, 풍력발전기 타워부(P)를 리프팅하게 됨에 따라서, 풍력발전기 타워부(P)는 수직한 방향으로 리프팅될 수 있다.
그 다음, 갠트리 크레인(20)은 풍력발전기 타워부(P)를 겐트리 몸체(21)의 클램핑 유닛(24)의 수직 하단 방향으로 이동시키다. 이어서, 풍력발전기 타워부(P)의 하단측이 보조이송유닛 (30)에 지지되도록, 풍력발전기 타워부(P)의 하단을 보조이송유닛(30)의 상면에 올려놓는다. 그리고, 본 실시예에 따르면 풍력발전기 타워부(P)의 상단 측은 작업장(11)의 바닥면에 놓여질 수 있으나, 타워부(P)의 상단 측이 놓여지는 별도의 지지장치가 더 마련되는 구성 또한 본 실시예의 구성에 포함된다고 할 것이다.
그 다음, 갠트리 크레인(20)이 풍력발전기 타워부(P)의 중앙측으로부터 하단을 향하여, 즉 갠트리 크레인(20)이 작업홀(112)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 즉, 갠트리 크레인(20)의 리프팅 유닛(23)이 풍력발전기 타워부(P)의 중앙측의 상방에 위치된 상태에서 풍력발전기 타워부(P)의 하측의 상방에 위치하도록, 갠트리 크레인 몸체(21)가 이동될 수 있다.
그 다음, 갠트리 크레인(20)의 리프팅 유닛(23)이 메인와이어(W1)를 끌어올려, 풍력발전기 타워부(P)를 기립시킨다. 이때, 풍력발전기 타워부(P)의 하단은 보조이송유닛(30)의 삽입홀(311)(도 5참조하여 후술함)에 삽입되어, 보조이송유닛 (30)에 의하여 풍력발전기 타워부(P)가 작업장(11)의 갑판(111)에 대하여 띄워진 상태에서 지지될 수 있다.
한편, 풍력발전기 타워부(P)가 기립된 상태에서 갠트리 크레인(20)의 클램핑유닛(24)이 풍력발전기 타워부(P)의 상단측을 클램핑함으로써, 풍력발전기 타워부(P)가 기립된 상태가 견고하게 유지될 수 있다.
본 실시예에서는 갠트리 크레인(20)이 클램핑유닛(24)이 작업홀(112)을 지향하는 위치에 설치되는 구성으로 설명되고 있으나, 클램핑유닛(24)이 작업홀(112)을 지향하는 방향의 반대방향을 지향하도록 갠트리 크레인(20)에 설치될 수 있다. 클램핑유닛(24)이 작업홀(112)을 지향하는 방향의 반대방향을 지향하도록 위치되는 경우에는, 갠트리 크레인(20)이 풍력발전기 타워부(P)를 기립시키는 과정에서, 풍력발전기 타워부(P)의 상단 측을 향하여, 즉 작업홀(112)을 향하여 이동됨으로써, 풍력발전기 타워부(P)를 기립시킨 다음, 클램핑유닛(24)에 의한 클램핑이 수행되도록 할 수 있다.
그 다음, 갠트리 크레인(20)이 풍력발전기 타워부(P)를 기립된 상태로 작업홀(112)을 향하여 이송한다. 이때, 보조이송유닛(30)은 풍력발전기 타워부 (P)와 함께 이동되며, 보조이송유닛(30)의 이동은 이송레일(113)들에 의하여 그 움직임이 가이드될 수 있다. 본 실시예에서는 보조이송유닛(30)에 별도의 동력구성이 포함되지 않는 것으로 설명되고 있으나, 보조 이송유닛에 모터 또는 엔진과 같은 동력구성이 설치되어, 갠트리 크레인(20)의 이동속도와 동일한 속도로 이동되도록 동력이 발생되는 구성 또한 본 발명의 실시예에 포함된다고 할 것이다.
한편, 갠트리 크레인(20)이 풍력발전기 타워부(P)를 이송하여, 작업홀(112)의 상방에 풍력발전기 타워부(P)를 정렬시킨 다음, 갠트리 크레인(20)이 풍력발전기 타워부(P)를 보조이송유닛(30)에서 언로딩(Unloading)하여, 풍력발전기 타워부(P) 를 해상에 설치하게 된다.
보다 상세히, 갠트리 크레인(20)은 메인와이어(W1)를 풀어줘 풍력발전기 타워부(P)를 하방, 즉 해상을 향하여 이동되도록 함으로써 풍력발전기 타워부(P)를 언로딩하며, 보조이송유닛(30)은 갠트리 크레인(20)의 언로딩 과정에서, 풍력발전기 타워부(P)가 하방을 향하여 관통되도록 함으로써, 풍력발전기 타워부(P)를 해상에 설치할 수 있도록 한다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 보조이송유닛(30)의 구성을 상세하게 설명한다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ의 선도에 따라 절개된 상태를 보여주는 도면이며, 도 6은 도 5의 지지부가 슬라이딩 된 상태를 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 보조 이송유닛(30)은, 보조이송유닛 몸체(31)와, 지지부(32)와, 가이드레일부(33)과, 복수의 휠(35)들을 포함할 수 있다.
보다 상세히, 보조이송유닛몸체(31)는 한 쌍의 이송레일(113)에 동시에 걸쳐질 수 있도록, 이송레일(113)들 사이의 너비보다 더 큰 너비로 형성될 수 있다. 이때, 작업홀(112)은 한 쌍의 이송레일(113)들 사이에 위치되므로, 보조이송유닛 몸체(31)의 너비는 작업홀(112)의 너비보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 보조이송유닛몸체(31)의 상면에는 풍력발전기 타워부(P)의 하단부가 삽입가능하도록, 풍력발전기 타워부(P)의 직경보다 큰 직경으로 형성되는 삽입홀(311)이 하방을 향하여 관통형성된다.
그리고, 지지부(32)는 일례로 판형으로 형성될 수 있으며, 삽입홀(311)의 하측에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 삽입홀(311)의 하방에 위치된 상태에서, 풍력발전기 타워부(30)의 하단부가 삽입홀(311)에 삽입된 경우, 선택적으로 풍력발전기 타워부(30)를 지지할 수 있도록 구비된다. 그리고, 지지부(32)는 선택적으로 삽입홀(311)의 하방에서 벗어난 위치로 슬라이딩 됨으로써, 삽입홀(311)을 하방에 대하여 개방시킬 수 있다.
도면에는 미도시하였으나, 지지부(32)를 가이드레일부(33)상에 선택적으로 슬라이딩하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있으며, 이때 구동부는 공지된 다양한 형태로 구현될 수 있다.
그리고, 가이드레일부(33)는 보조이송유닛몸체(31)의 내측에 설치되며, 지지부(32)가 슬라이딩 가능하게 설치되는 가이드레일(331)과, 가이드레일(331)의 양 단부측에 형성되어 지지부(32)가 가이드레일(331)로부터 탈거되는 것을 방지하기 위한 제1스토퍼(332) 및 제2스토퍼(333)를 포함한다.
복수의 휠(35)들은 보조이송유닛몸체(31)의 하측에 회전가능하게 설치되며, 보조이송유닛몸체(31)가 이송레일(113)을 따라서 이동될 수 있도록 한다.
이하에서는 보조이송유닛(30)에 의하여 풍력발전기 타워부(P)가 지지 및 언로딩되는 구성을 상세하게 설명한다.
풍력발전기 타워부(P)가 보조이송유닛(30)에 지지되는 경우, 풍력발전기 타워부(P)의 하단부는 보조이송유닛(30)의 삽입홀(311)에 삽입된다. 이때, 보조이송유닛(30)의 지지부(32)는 삽입홀(311)의 하방에 위치되며, 지지부(32)의 상면에는 풍력발전기 타워부(P)의 하단부가 접촉되어 지지된다.
그리고, 보조이송유닛(30)이 작업홀(112)의 상방에 위치된 상태에서 풍력발전기 타워부(P)를 언로딩하는 경우, 풍력발전기 타워부(P)의 하단부가 지지되는 지지부(32)가 슬라이딩되어, 삽입홀(311)의 하방에서 벗어난 위치로 이동된다.
지지부(32)에 의한 풍력발전기 타워부(P)의 지지력이 제거되면, 풍력발전기 타워부(P)에는 풍력발전기 타워부(P)가 결속된 메인와이어(W1)에 의한 장력만이 가해진다. 그리고, 갠트리 크레인(20)의 리프팅 유닛(21)이 메인와이어(W1)를 일정 속도로 풀게되면, 풍력발전기 타워부(P)는 보조이송유닛몸체(31)의 상면을 관통한 상태에서, 작업홀(112)을 향하여 하방으로 투하될 수 있다.
작업홀(112)을 통하여 해상으로 투하된 풍력발전기 타워부(P)가 해상에서 완전하게 고정되면, 풍력발전기 타워부(P)에 결속된 메인와이어(W1)의 결속을 해체함으로써, 풍력발전기 타워부(P)의 설치가 종료된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 해상용 풍력발전기의 제작, 이송 및 설치가 플로팅 도크에서 수행됨에 따라서, 해상용 풍력발전기의 제작 및 설치가 신속하게 수행될 수 있는 장점이 있다.
또한, 보조이송유닛에 의하여 해상용 풍력발전기 타워부(P)의 하측이 지지됨 으로써, 상기 플로팅 도크 내에서의 해상용 풍력발전기를 기립 및 이송이 안정적 으로 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 플로팅도크를 보여주는 도면이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 보여주는 도면이다.
본 실시예는 이송유닛의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐 다른 구성에 있어서는 도 1 내지 도 6의 제1실시예에 따른 플로팅 도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
먼저, 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 플로팅 도크(1)의 보조이송유닛(40)들은 한 쌍으로 제공되는 타워형 크레인(Tower Crane)으로 형성된다. 각각의 보조이송유닛(40)들은 각각의 측벽부(12)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
이때, 보조이송유닛(40)들은 갠트리 크레인(20)이 슬라이딩 가능하게 설치되는 측벽부측 레일(121)에 설치된다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 플로팅 도크(1)를 이용한 풍력발전기 타워부(P)의 설치과정을 상세하게 설명한다.
먼저, 갠트리 크레인(20)의 메인와이어(W1)에 결속된 풍력발전기 타워부(P)를 플로팅 도크(1)의 중앙에 정렬시킨다.
그 다음, 보조이송유닛(40)들의 보조와이어(W2)를 풍력발전기 타워부(P)의 하단측에 결속한다.
그 다음, 도 8을 참조하면, 보조이송유닛(40)들의 보조와이어(W2)에 풍력발전기 타워부(P)의 하단측이 결속된 상태에서, 갠트리 크레인(20)이 메인와이어(W1)를 감아 올려 풍력발전기 타워부(P)를 기립시킨다.
이때, 보조이송유닛(40)들도 보조와이어(W2)를 감아올려, 풍력발전기 타워부(P)를 작업장(11)의 갑판(111)에 대하여 소정의 높이만큼 들어올린다.
그 다음, 갠트리 크레인(20)과 보조이송유닛(40)들은, 풍력발전기 타워부(P)를 들어올린 상태에서, 작업홀(112)을 향하여 이동하여, 풍력발전기 타워부(P)를 이송시킨다.
그 다음, 도 9를 참조하면, 풍력발전기 타워부(P)가 작업홀(112)의 상방에 위치된 상태에서, 갠트리 크레인(20) 및 보조이송유닛(40)들은, 각각 메인와이어(W1) 및 보조와이어(W2)를 풀어 내려, 풍력발전기 타워부(P)를 작업홀 (112)을 통하여 해상에 투하시키며, 풍력발전기 타워부(P)가 해상에 설치될 수 있도록 한다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 플로팅도크를 보여주는 도면이며, 도 11 및 도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치하는 과정을 보여주는 도면이다.
본 실시예는 이송유닛의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐 다른 구성에 있어서는 도 7 내지 도 9의 제2실시예에 따른 플로팅 도크 및 이를 이용한 풍력발전기 설치방법과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 플로팅 도크(1)는 제1보조이송유닛(50) 및 제2보조이송유닛(60)을 포함한다.
이때, 제1보조이송유닛(50)은, 측벽부(12)에 설치되는 한 쌍의 타워 크레인으로 형성되며, 제1보조이송유닛(50)의 구성은 제2실시예에 따른 보조이송유닛(40)의 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2보조이송유닛(60)은 작업장(12)의 중앙부에 설치되며, 작업홀(112)과 갑판(111)이 접하는 부위까지 연장형성될 수 있다. 그리고, 제2보조이송유닛(60)은 기립된 상태의 풍력발전기 타워부(P)를 갠트리 크레인(20)과 함께 작업홀(112)을 향하여 이송시킨다.
제2보조이송유닛(60)은 갠트리 크레인(20)의 이동방향을 따라서 연장형성되는 보조이송유닛 몸체(62)와, 풍력발전기 타워부(P)가 갠트리 크레인(20)에 의하여 기립된 상태에서 풍력발전기 타워부(P)의 하단이 접촉 및 지지되며 보조이송유닛 몸체(61)에 회전가능하게 설치되어 갠트리 크레인(20)과 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전되는 보조이송트랙유닛(61)을 포함한다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 플로팅 도크(1)를 이용한 풍력발전기 타워부(P)의 설치과정을 상세하게 설명한다.
먼저, 갠트리 크레인(20)의 메인와이어(W1)에 결속된 풍력발전기 타워부(P)를 플로팅 도크(1)의 중앙부에 설치된 제2보조이송유닛(60)의 보조이송트랙유닛(61) 상에 정렬시킨 상태로 내려놓는다.
그 다음, 도 11을 참조하면, 갠트리 크레인(20)이 메인와이어(W1)를 감아 올려 풍력발전기 타워부(P)를 기립시킨다. 이때, 풍력발전기 타워부(P)의 하단측은 보조이송트랙유닛(61) 상에 접촉 및 지지된다.
그 다음, 갠트리 크레인(20)은 풍력발전기 타워부(P)가 메인와이어(W1)에 결속된 상태에서 작업홀(112)로 이동한다. 이때, 보조이송트랙유닛(61)도 갠트리 크레인(20)의 이동속도에 대응되는 속도로 회전됨으로써, 풍력발전기 타워부(P)가 기립된 상태를 유지하면서, 작업홀(112)로 이송될 수 있도록 한다.
그 다음, 도 12를 참조하면, 갠트리 크레인(20) 및 제2보조이송유닛(60)에 의하여 풍력발전기 타워부(P)가 작업홀(112)에 인접된 위치까지 이동되면, 제1보조이송유닛(50)들의 보조와이어(W2)를 풍력발전기 타워부(P)의 하부측에 결속시킨다.
그 다음, 갠트리 크레인(20) 및 제1보조이송유닛(50)들은 풍력발전기 타워부(P)를 작업홀(112)의 상방으로 이동시키고, 갠트리 크레인(20) 및 제1보조이송유닛(50)들은, 각각 메인와이어(W1) 및 보조와이어(W2)를 풀어, 풍력발전기 타워부(P)를 작업홀(112)을 통하여 해상에 투하시키며, 풍력발전기 타워부(P)가 해상에 대하여 설치될 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 발명에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1 : 플로팅 도크 10 : 플로팅도크 몸체
20 : 갠트리 크레인 30, 40, 50, 60 : 보조이송유닛

Claims (9)

  1. 작업장, 상기 작업장 좌우측에 형성되는 측벽부 및 상기 작업장 일단에 형성되는 작업홀을 포함하는 플로팅도크 몸체;
    상기 작업장에 적재되는 풍력발전기 타워부를 들어 올려 직립시키고 상기 작업홀까지 수평 이동시키는 갠트리 크레인;
    상기 풍력발전기 타워부가 직립된 상태로 유지되도록, 상기 풍력발전기 타워부의 하부측을 지지한 상태로 상기 작업홀까지 수평 이동시키는 보조 이송유닛; 및
    상기 갠트리 크레인에 설치되어, 직립된 상기 풍력발전기 타워부의 상단측을 클램핑하는 클램핑 유닛;을 포함하는 플로팅도크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업장에는
    상기 보조이송 유닛의 움직임을 가이드하기 위하여 연장형성된 한 쌍의 이송레일들이 설치되며,
    상기 작업홀은, 상기 이송레일들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 플로팅도크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조이송 유닛은,
    상기 작업홀의 너비보다 큰 너비로 형성되며,
    상기 풍력발전기 타워부의 직경보다 큰 삽입홀이 하방으로 관통 형성되는 보조이송 유닛 몸체;
    상기 보조이송 유닛 몸체의 내측에 설치되며, 상기 삽입홀의 하측에 슬라이딩 가능하게 마련되며, 상기 풍력발전기 타워부의 하단을 지지하는 지지부; 및
    상기 보조이송 유닛 몸체의 내측에 설치되며, 상기 지지부가 슬라이딩 가능하게 설치되는 가이드레일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅도크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 갠트리 크레인은,
    상기 측벽부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 갠트리 크레인 몸체; 및
    상기 갠트리 크레인 몸체의 중앙부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 리프팅 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅도크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클램핑 유닛은 상기 갠트리 크레인 몸체의 중앙부에 설치된 것을 특징으로 하는 플로팅도크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조이송 유닛은
    상기 갠트리 크레인의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동가능하게 상기 측벽부에 한 쌍으로 설치되며,
    상기 갠트리 크레인의 메인와이어가 상기 풍력발전기 타워부의 중앙측에 에 결속된 상태에서, 상기 보조이송 유닛의 보조와이어가 상기 풍력발전기 타워부의 하부측에 결속되어, 상기 작업홀을 향하여 이송될 수 있는 것을 특징으로 하는 플로팅도크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조이송 유닛은,
    상기 갠트리 크레인의 이동방향을 따라서 연장형성되는 보조이송유닛 몸체;
    상기 보조이송유닛 몸체에 회전가능하게 설치되는 보조이송트랙유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅도크.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 플로팅도크를 이용하여 풍력발전기의 타워부를 설치하는 방법에 있어서,
    상기 작업장의 일측에 적재된 상기 풍력발전기 타워부를 들어올려 상기 작업장의 중앙측에 정렬시키는 단계;
    상기 겐트리 크레인이 상기 풍력발전기의 타워부를 향하여 이동하는 단계;
    상기 풍력발전기 타워부가 상기 갠트리 크레인의 메인와이어에 결속되는 단계;
    상기 풍력발전기 타워부의 하측부가 상기 보조이송유닛에 지지 또는 결속되는 단계;
    상기 풍력발전기 타워부를 기립시키는 단계;
    기립된 상기 풍력발전기 타워부의 상단측을 상기 갠트리 크레인에 설치된 클램핑 유닛으로 클램핑하는 단계;
    상기 갠트리 크레인과 보조이송유닛의 수평 이동에 의해, 상기 풍력발전기 타워부를 기립된 상태로 상기 작업홀을 향하여 이송시키는 단계;
    상기 풍력발전기 타워부를 상기 작업홀의 상방에 정렬시키는 단계; 및
    상기 작업홀의 상방에 정렬된 상기 풍력발전기 타워부를 연직 하방으로 언로딩하여, 해상에 설치하는 단계를 포함하는 플로팅도크를 이용한 풍력발전기 타워부 설치방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 풍력발전기 타워부를 언로딩하여 해상에 설치하는 단계는,
    상기 풍력발전기 타워부의 하단을 지지하는 상기 보조이송유닛의 지지부를 슬라이딩 시켜, 상기 보조이송 유닛의 삽입홀을 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워부 설치방법.
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