KR101359654B1 - 부유식 구조물 및 그 레그 조립방법 - Google Patents

부유식 구조물 및 그 레그 조립방법 Download PDF

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Abstract

웨어 플레이트의 위치 조정을 통해 본체 내 레그의 조립이 효과적으로 이루어지도록 하는 부유식 구조물 및 그 레그 조립방법이 소개된다.
이 중 부유식 구조물은 레그웰을 포함하는 본체와, 레그웰을 통과하는 레그와, 레그웰에 위치하고 레그를 지지하는 웨어 플레이트와, 웨어 플레이트를 이동시켜 웨어 플레이트와 레그 사이의 간격을 조절하는 메인 조절유닛을 포함할 수 있다.

Description

부유식 구조물 및 그 레그 조립방법{FLOATING STRUCTURE AND METHOD FOR MOUNTING LEG OF FLOATING STRUCTURE}
본 발명은 부유식 구조물 및 그 레그 조립방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레그와 웨어 플레이트 간의 갭 조절이 가능한 부유식 구조물 및 그 레그 조립방법에 관한 것이다.
친환경 에너지 개발에 대한 요구가 증대됨에 따라, 풍력 발전기를 활용한 발전이 전세계적으로 각광을 받고 있다. 그런데, 풍력 발전기를 설치하기 위해서는 까다로운 환경적인 조건이 요구된다. 예를 들어, 풍력 발전기가 설치되는 장소는 블레이드의 유의미한 회전을 얻기 위한 일정 수준 이상의 풍속이 보장될 수 있는 곳이어야 하고, 풍력 발전기의 구동 시 발생되는 소음에 따른 공해가 이슈가 되지 않아야 하는 곳이어야 한다. 또한, 이러한 환경적인 조건을 만족한다고 하더라도, 풍력 발전기를 설치하기 위해서는 매우 넓은 면적의 공간이 필요하다.
최근에는 위와 같은 제약 조건으로부터 상대적으로 자유로운 해상 풍력 발전기에 대한 관심이 증가하고 있다. 해상 풍력 발전기는 다양한 방법으로 설치될 수 있으나, 일반적으로 부품을 몇 개의 유닛으로 나누어 육상에서 제작한 후, 제작된 유닛을 해상으로 옮겨 조립하는 방법으로 설치되고 있다. 육상에서 제작된 해상 풍력 발전기의 유닛을 해상으로 옮기고, 해상에서 해상 풍력 발전기를 설치하는 선박을 일반적으로 풍력 발전기 설치 선박(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)이라고 한다.
풍력 발전기 설치 선박은 작업 특성상, 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다. 구체적으로, 풍력 발전기 설치 선박은 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한다. 항해 모드에서 레그는 해수에 의한 저항을 줄이고자 선체의 상방으로 이동된 상태를 유지할 수 있다. 그 후, 풍력 발전기 설치 선박은 잭업 모드로 전환하여 레그를 내려 해저에 박은 후, 선체가 해수면으로부터 일정 거리 이격될 수 있도록 선체를 레그를 따라 들어올린다. 선체가 일정 위치에 다다르게 되면, 풍력 발전기 설치 선박은 선체의 이동을 중지하고 해상 풍력 발전기를 설치하는 작업을 수행하며, 설치가 완료되면 위의 순서의 역순으로 진행하여 다음 설치 위치까지 이동한다.
위와 같은 종래기술의 경우, 레그가 통과하는 본체 내 레그웰에는 레그와 본체 사이의 직접적인 충돌을 방지하기 위한 웨어 플레이트가 마련되는데, 이 웨어 플레이트와 레그 사이의 갭을 편측 10mm 이하로 관리하는데 많은 어려움이 있다.
아울러, 이 웨어 플레이트는 레그의 조립 초기부터 본체에 고정되어 있으므로, 웨어 플레이트와 레그 간의 갭 관리가 제대로 이루어지지 않는 경우, 웨어 플레이트를 재 제작하거나 수정하여야 하는 불편함이 있다.
또한, 레그가 하중을 받아 본체에 대해 기울어지는 RPD(Rack Phase Difference) 현상이 발생되는 경우, 웨어 플레이트에 하중이 균일하게 분포하지 않게 되므로, 웨어 플레이트의 특정 부분에서만 집중적인 하중이 작용하게 된다.
미국공개특허 US2010/0067989 (2010.05.18. 공개)
본 발명의 실시예들은 웨어 플레이트의 위치 조정을 통해 본체 내 레그의 조립이 효과적으로 이루어지도록 하는 부유식 구조물 및 그 레그 조립방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 레그웰을 포함하는 본체; 상기 레그웰을 통과하는 레그; 상기 레그웰에 위치하고, 상기 레그를 지지하는 웨어 플레이트; 및 상기 웨어 플레이트를 이동시켜 상기 웨어 플레이트와 상기 레그 사이의 간격을 조절하는 메인 조절유닛을 포함할 수 있다.
이때, 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 지지부; 상기 레그 지지부에 위치하는 레그를 지지하는 가이드 플레이트; 및 상기 가이드 플레이트를 이동시켜 상기 가이드 플레이트와 레그 사이의 간격을 조정하는 서브 조절유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 레그가 상기 본체에 수직인 상태에서 기울어진 정도를 측정하는 센서유닛; 및 상기 센서유닛에 감지된 레그의 기울어진 정도가 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 기울어져 있는 정도가 줄어들도록 상기 메인 조절유닛을 조절하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 조절유닛은 상기 본체의 내부 양측에서 상기 레그웰에 대향되게 쌍을 이루어 설치되는 메인 지지대; 상기 메인 지지대에 장착되는 메인 액츄에이터; 및 상기 메인 액츄에이터와 상기 웨어 플레이트 사이를 연결하는 메인 작동로드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 액츄에이터는 상기 메인 지지대의 상, 하부에 이격되게 배치되는 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터를 포함하고, 상기 메인 작동로드는 상기 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 메인 작동로드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨어 플레이트의 상,하부는 상기 제 1 및 제 2 메인 작동로드에 힌지 연결되어 상기 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터의 작동에 의해 회전가능할 수 있다.
또한, 상기 서브 조절유닛은 상기 레그 지지부의 내부 양측에 평행하게 쌍을 이루어 설치되는 서브 지지대; 상기 서브 지지대의 상, 하부에 이격되게 장착되는 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터; 및 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터와 상기 가이드 플레이트 사이를 연결하는 제 1 및 제 2 서브 작동로드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서유닛은 상기 제 1 센서; 및 상기 제 1 센서와 이격되어 위치하는 제 2 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 웨어 플레이트가 장착된 본체의 레그웰에 레그를 초기 조립하는 부유식 구조물의 레그 조립방법에 있어서, 상기 웨어 플레이트를 상기 레그웰의 중심 반대 방향으로 이동시켜 상기 레그웰 내에 상기 레그의 이동공간을 확보하는 단계; 상기 레그웰에 상기 레그를 통과시켜 상기 레그를 초기 장착하는 단계; 및 상기 레그와 일정 간격이 유지되도록 상기 웨어 플레이트를 상기 레그웰의 중심 방향으로 이동시켜 상기 레그를 지지하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 레그를 지지하는 단계 이후, 상기 레그가 본체에 대해 기울어지는 RPD(Rack Phase Difference) 현상이 발생되는 경우, 상기 웨어 플레이트를 이동시켜 상기 레그의 기울어짐을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 레그웰의 폭방향으로 웨어 플레이트의 위치 조정이 가능하므로, 웨어 플레이트와 레그 간의 갭 관리가 용이하게 이루어지고, 본체 내 레그의 조립이 용이하게 이루어질 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 레그가 본체에 대해 기울어지더라도 웨어 플레이트를 통한 압력 조절함으로써, 웨어 플레이트의 특정 부분에서의 집중 하중을 방지하고, 레그의 기울어짐을 보정할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 구조물을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 부유식 구조물의 잭업 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 구조물에서 레그를 지지하는 웨어 플레이트 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 제 1 실시예의 변형예에 따라 부유식 구조물에서 레그를 지지하는 웨어 플레이트 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유식 구조물에서 레그를 지지하는 가이드 플레이트 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부유식 구조물에서 레그의 기울어짐을 감지하는 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 레그 조립방법을 도시한 블록도이다.
도 7b는 변형예에 따라 부유식 구조물의 레그 조립방법을 도시한 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 부유식 구조물의 잭업 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 구조물(1)은, 물에 부유할 수 있는 본체(10)와, 본체(10)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 레그(Leg, 20)와, 레그(20)와 본체(10)를 상하 방향으로 상대 운동시키며 레그(20)를 지지하는 레그 지지부(30) 및 본체(10)에서 레그웰(W)의 수평방향으로 이동 가능한 웨어 플레이트와, 웨어 플레이트를 이동시키기 위한 메인 조절유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 부유식 구조물(1)은 풍력 발전기 설치 선박(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel) 또는 잭업 플랫폼(Jack-up Platform)일 수 있으며, 본 실시예에서는 부유식 구조물(1)이 풍력 발전기 설치 선박인 것을 예로 들어 설명하겠다. 그러나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 후술할 잭업 모드를 갖는 부유식 구조물은 모두 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
구체적으로, 본체(10)는 부유 가능한 직사각형 형태의 평면 구조를 가질 수 있으며, 일반적인 상선(예: 컨테이너선)에 비해 폭이 넓고 높이가 낮으며 길이가 짧은 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상에 따른 본체(10)는 레그(20) 및 레그 지지부(30)가 설치될 수 있는 임의의 입체적 구조를 가질 수 있다.
이 본체(10)에는 부유식 구조물(1)의 기능에 따른 피적재물(2)이 적재될 수 있다. 본 실시예의 경우, 본체(10)에는 해상 풍력 발전기의 부품인, 블레이드와 나셀, 타워 등이 피적재물(2)로서 적재될 수 있으며, 피적재물(2)을 본체(10)에 고정시키는 적재 유닛이 제공될 수 있다. 물론, 도 1에 도시된 피적재물(2)의 종류 및 적재 방식은 일 예에 불과하며, 피적재물(2)은 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 다양한 형태로 적재될 수 있다. 예를 들어, 블레이드와 나셀은 서로 분리된 상태로 적재될 수 있으며, 부유식 구조물(1)이 잭업 플랫폼인 경우 피적재물(2)은 라이저 파이프일 수 있다.
또한, 이 본체(10)에는 이동 및 위치 제어를 위한 추진장치(미도시)가 제공될 수 있고, 본체(10)에는 블레이드와 나셀, 타워 등의 피적재물(2)을 운반하여 해상 풍력 발전기를 설치할 수 있는 크레인(40)이 제공될 수 있다.
레그(20)는 해저에 대한 지지력을 향상시키기 위해, 해저 지형에 맞추어 높이 및 지지 형태가 가변되는 구조를 구현할 수 있다.
이러한 레그(20)는 본체(10)를 상하 방향으로 관통되어 레그웰(W)에 통과하여 설치되고, 잭업 상태에서 본체(10)의 하중을 견딜 수 있을 정도의 강성을 갖도록 형성되며, 원기둥, 사각 트러스 구조, 삼각 트러스 구조 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
레그 지지부(30)는 레그(20)가 통과할 수 있도록 레그웰(W)에 대응되는 위치에 설치되며, 레그(20)와 본체(10)가 상하 방향으로 상대 운동할 수 있도록 레그(20)를 지지한다. 구체적으로, 레그 지지부(30)는 모터 등의 구동장치를 구비하며, 구동장치의 작동에 의해 레그(20)를 본체(10)에 대해 상하 방향으로 이동시키거나, 본체(10)를 레그(20)에 대해 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 레그 지지부(30)에는 피니언 기어 및 모터가 설치되고, 레그(20)에는 랙 기어가 형성되어, 피니언과 랙의 연동에 의해 레그(20)와 본체(10)의 상하 방향의 상대 운동이 이뤄질 수 있다.
본 실시예에서 레그(20)와 본체(10)의 "상하 방향의 상대 운동"은 레그(20)가 본체(10)에 대해 상하 방향으로 이동하는 것과, 본체(10)가 레그(20)에 대해 상하 방향으로 이동하는 것을 모두 포함하는 개념으로 이해될 것이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 구조물에서 레그를 지지하는 웨어 플레이트 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 제 1 실시예의 변형예에 따라 부유식 구조물에서 레그를 지지하는 웨어 플레이트 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 웨어 플레이트(510)는 본체(10)의 레그웰(W) 내 레그(20)와 본체(10) 사이에 위치되며, 레그웰(W) 내에서 위치 조정이 가능하도록 레그웰(W)의 수평 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
특히, 이 웨어 플레이트(510)는 레그(20)의 초기 조립시 레그(20)와의 간섭이 방지되도록 레그웰(W)의 중심 반대방향으로 이동될 수 있고, 레그(20)의 초기 조립 완료시 레그(20) 사이에 일정 갭이 유지되도록 레그웰(W)의 중심 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서 웨어 플레이트(510)는 레그(20)의 상하 방향으로 이격되게 배치되는 복수의 웨어 플레이트(510)로 구성될 수 있으며, 레그(20)가 본체(10)에 대하여 기울어진 경우, 이들 복수의 웨어 플레이트(510)는 레그웰(W)의 중심에서 서로 다른 거리 만큼 이격되어 배치될 수 있다.
이러한 웨어 플레이트(510)의 위치 조정은 메인 조절유닛(610)을 통해 구현될 수 있다.
메인 조절유닛(610)은 웨어 플레이트(510)와 레그(20) 사이의 간격 조절을 위해, 웨어 플레이트(510)를 레그웰(W)의 중심 방향 또는 중심 반대 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 메인 조절유닛(610)은 메인 지지대(611), 메인 액츄에이터(612) 및 메인 작동로드(613)를 포함할 수 있다.
여기서, 메인 지지대(611)는 메인 액추에이터의 고정을 위해 본체(10) 내부에 고정되는 구성으로, 본체(10)의 내부 양측에서 레그웰(W)에 대향되게 쌍을 이루어 설치될 수 있다. 메인 액츄에이터(612)는 메인 지지대(611)에 고정되며, 유압, 공압 등을 이용하여 메인 작동로드(613)를 입출시킬 수 있다. 메인 작동로드(613)는 메인 액츄에이터(612)와 웨어 플레이트(510) 사이를 연결하며, 메인 액츄에이터(612)의 구동력을 웨어 플레이트(510)에 전달할 수 있다.
예컨대, 레그(20)의 초기 조립시, 메인 액츄에이터(612)의 작동에 의해 메인 작동로드(613)가 메인 액츄에이터(612)로 인입되면, 웨어 플레이트(510)는 레그웰(W)의 중심 반대 방향으로 이동되면서 레그웰(W)에 레그(20)의 이동 공간을 제공할 수 있으며, 이때, 레그(20)는 웨어 플레이트(510)와 간섭 없이, 이동 공간을 용이하게 이동할 수 있다. 그리고 레그(20)의 초기 조립 완료시, 메인 액츄에이터(612)의 작동에 의해 메인 작동로드(613)가 메인 액츄에이터(612)로 인출되면, 웨어 플레이트(510)는 레그웰(W)의 중심 방향으로 이동되어, 레그웰(W)에 삽입된 레그(20)와 일정 간격을 유지할 수 있다.
특히, 메인 액츄에이터(612)는 메인 지지대(611)의 상부에 마련되는 제 1 메인 액츄에이터(612a)와, 메인 지지대(611)의 하부에 마련되는 제 2 메인 액츄에이터(612b)를 포함할 수 있고, 메인 작동로드(613)는 이들 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터(612a),(612b)에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 메인 작동로드(613a),(613b)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 이들 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터(612a),(612b)가 메인 지지대(611)의 상,하부에 이격되게 배치되어, 각각의 웨어 플레이트(510)를 통해 레그(20)의 상,하측을 각각 지지하는 경우, 레그(20)가 본체(10)에 대해 기울어지더라도, 레그(20)의 상하측에 대한 웨어 플레이트(510)의 압력을 조절함으로써, 웨어 플레이트(510)의 특정 부분에서의 집중 하중을 방지할 수 있고, 레그(20)의 기울어짐을 효과적으로 보정할 수 있다.
본 실시예의 액츄에이터로서, 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터(612a),(612b)로 구성된 2개의 액츄에이터를 일 예로 설명하였지만, 이 액츄에이터의 개수에 제한되지는 아니한다. 예컨대, 액츄에이터는 웨어 플레이트에 압력을 제공하기 위해, 적어도 1개 이상의 액츄에이터로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 변형예로서, 이들 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터(612a),(612b)는 제 1 및 제 2 메인 작동로드(613a),(613b)를 통해 하나의 웨어 플레이트(510)와 연결될 수 있다.
이때, 제 1 및 제 2 메인 작동로드(613a),(613b)와 웨어 플레이트(510)는, 서로 힌지 연결되므로, 웨어 플레이트(510)는 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터(612a),(612b)의 작동에 의해 소정 각도 회전될 수 있다.
이렇게 웨어 플레이트(510)가 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터(612a),(612b)의 작동에 의해 회전이 가능하면, 레그(20)의 기울어짐을 보정하기 위해 레그(20)에 압력을 가하는 경우, 웨어 플레이트(510)는 기울어진 레그(20)의 경사 각도에 맞춰 회전된 상태에서 레그(20)에 밀착되어 압력을 가할 수 있으므로, 레그(20)의 기울어짐을 효과적으로 보정할 수 있다.
본 실시예에서는 레그가 본체에 대해 기울어지는 RPD(Rack Phase Difference) 현상이 발생되는 경우, 메인 조절유닛(610)만이 작동되면서 레그(20)의 경사 각도에 맞춰 레그(20)에 압력을 제공하는 기술에 대하여 설명하고 있지만, 이에 한정되지는 아니하며, 후술하는 서브 조절유닛(620)만이 작동되거나, 메인 조절유닛(610)과 서브 조절유닛(620)이 함께 작동될 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유식 구조물에서 레그를 지지하는 가이드 플레이트 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 부유식 구조물(1)은, 본체(10), 레그(20), 레그 지지부(30), 웨어 플레이트(510), 메인 조절유닛(610), 가이드 플레이트(520) 및 서브 조절유닛(620)을 포함할 수 있다.
여기서, 가이드 플레이트(520) 및 서브 조절유닛(620)을 제외한 나머지 구성은, 상술한 제 1 실시예에서 설명한 본체(10), 레그(20), 레그 지지부(30), 웨어 플레이트(510), 메인 조절유닛(610)의 구성과 전체적으로 유사하므로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 다른 실시예를 설명하기로 한다.
가이드 플레이트(520)는 레그(20)와 레그 지지부(30) 사이에 위치되며, 레그 지지부(30) 내에서의 수평 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
이 가이드 플레이트(520)는 웨어 플레이트(510)와 마찬가지로, 레그(20)의 초기 조립시 레그(20)와의 간섭이 방지되도록 레그 지지부(30)의 중심 반대방향으로 이동될 수 있고, 레그(20)의 초기 조립 완료시 레그(20) 사이에 일정 갭이 유지되도록 레그 지지부(30)의 중심 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서 가이드 플레이트(520)는 레그(20)의 상하 방향으로 이격되게 배치되는 복수의 가이드 플레이트(520)로 구성되지만, 후술하는 제 1 및 제 2 서브 작동로드(623a),(623b)에 회전 가능하게 연결되는 하나의 가이드 플레이트(520)로 구성될 수 있음은 물론이다.
서브 조절유닛(620)은 가이드 플레이트(520)를 레그 지지부(30)의 중심 방향 또는 중심 반대 방향으로 이동시킴으로써, 가이드 플레이트(520)와 레그(20) 사이의 간격을 조정할 수 있다.
이러한 서브 조절유닛(620)은 서브 지지대(621), 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터(622a),(622b) 및 제 1 및 제 2 서브 작동로드(623a),(623b)를 포함할 수 있다. 이때, 서브 지지대(621)는 레그 지지부(30)의 내부 양측에서 대향되게 쌍을 이루어 설치될 수 있고, 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터(622a),(622b)는 서브 지지대(621)에 고정되어, 제 1 및 제 2 서브 작동로드(623a),(623b)를 각각 입출시킬 수 있으며, 제 1 및 제 2 서브 작동로드(623a),(623b)는 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터(622a),(622b)와 가이드 플레이트(520) 사이를 연결하여 서브 액츄에이터의 구동력을 웨어 플레이트(510)에 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부유식 구조물에서 레그의 기울어짐을 감지하는 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 부유식 구조물(1)은, 본체(10), 레그(20), 레그 지지부(30), 웨어 플레이트(510), 메인 조절유닛(610), 센서유닛 및 컨트롤러(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 부유식 구조물(1)는 메인 조절유닛(610), 센서유닛 및 컨트롤러를 제외하고 제 1 실시예에서 설명한 구성과 유사 또는 실질적으로 동일할 수 있으므로, 기 설명된 구성 및 작용에 대한 설명은 생략될 수 있고, 유사 구성에 대하여 유사한 도면부호가 부여될 수 있다.
센서유닛은 레그(20)가 상기 본체(10)에 수직인 상태에서 기울어진 정도를 측정하기 위한 것으로, 바람, 파도 등 외부의 환경 하중이나 기타의 원인으로 발생될 수 있는 외력에 의해 레그(20)가 본체(10)에 대해 수직인 상태에서 기울어진 정도(이하 "레그(20)의 기울기"라 한다)를 측정할 수 있다. 여기서, 레그(20)가 본체(10)에 대해 수직인 상태를 원 상태라고 하며, 원상태에서 기울어진 상태를 기운 상태라고 할 수 있다.
이 센서유닛은 상대적으로 높은 위치에 배치되는 제 1 센서(711)와 상대적으로 낮은 위치에 배치되는 제 2 센서(712)를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 센서(711)와 제 2 센서(712)는 서로 다른 높이에 제공된다.
제 1 센서(711)는 레그 지지부(30)의 상단부에 제공될 수 있으며, 구체적으로 레그(20)와 레그 지지부(30)의 내측벽 사이의 거리를 측정할 수 있는 거리 감지 센서일 수 있다. 제 1 센서(711)는 레그(20)의 둘레를 따라 다수 개가 제공될 수 있다.
제 2 센서(712)는 레그웰(W)의 하단부에 제공되며, 제 1 센서(711)와 마찬가지로 레그(20)와 레그웰(W)의 측벽 사이의 거리를 측정할 수 있는 거리 감지 센서일 수 있다. 그리고 제 2 센서(712)는 제 1 센서(711)와 마찬가지로 레그(20)의 둘레를 따라 다수 개가 제공될 수 있다.
본 실시예에서 제 1 센서(711)는 레그 지지부(30)의 상단부에 제공되고, 제 2 센서(712)는 레그웰(W)의 하단부에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 제 1 센서(711)는 제 2 센서(712)보다 상대적으로 높은 위치에 제공되면 충분하다. 예를 들어, 제 1 센서(711)는 레그 지지부(30)로부터 소정 높이 돌출된 위치에 제공될 수도 있으며, 제 2 센서(712)는 웨어플레이트(101)의 상측에 위치될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 제 1 센서(711)와 제 2 센서(712)는 거리 감지 센서인 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 일 예에 불과하며 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 센서(711)와 제 2 센서(712)는 가압력을 측정하는 압력센서일 수도 있다.
예컨대, 레그(20)가 바람, 파도 등의 외력에 의해 본체(10)에 의해 우측으로 θ만큼 기울어져 있는 경우, 레그(20)의 좌측의 제 1 센서(711)에서 측정된 값은 우측의 제 1 센서(711)에서 측정된 값보다 작을 수 있다. 또한, 레그(20)의 좌측의 제 2 센서(712)에서 측정된 값은 우측의 제 2 센서(712)에서 측정된 값보다 클 수 있다. 또한, 레그(20)의 좌측의 제 1 센서(711)에서 측정된 값은 좌측의 제 2 센서(712)에서 측정된 값보다 클 수 있다. 이와 같이, 레그(20)가 기울어져 있는 것에 의해 각각의 센서에서 측정된 값이 변화되므로, 센서에서 측정된 값을 바탕으로 레그(20)가 기울어진 상태를 역으로 추정해 낼 수 있다.
컨트롤러(미도시)는 제 1 센서(711)및 제 2 센서(712)에서 얻은 값을 기초로 하여, 레그(20)의 기울어진 정도가 기 설정된 범위를 벗어나면, 기울어져 있는 정도가 줄어들도록 메인 조절유닛(610)을 조절할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러는 레그(20)의 기울기가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 메인 조절유닛(610)에 구동 신호를 인가하여, 레그(20)의 기울기를 줄이는 방향으로 메인 조절유닛(610)이 웨어 플레이트(510)에 힘을 가하도록 한다. 이때, 메인 조절유닛(610)의 제 1 메인 액츄에이터(612a)만이, 또는 제 2 메인 액츄에이터(612b)만이 작동되도록 제어할 수도 있다.
본 실시예에서는 레그(20)의 기울기가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 메인 조절유닛(610)만이 작동되면서 레그(20)의 기울기를 줄이는 방향으로 힘을 제공하는 기술에 대하여 설명하고 있지만, 이에 한정되지는 아니하며, 서브 조절유닛(620)만이 작동되거나, 메인 조절유닛(610)과 서브 조절유닛(620)이 함께 작동될 수도 있을 것이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 레그 조립방법을 도시한 블록도이고, 도 7b는 변형예에 따라 부유식 구조물의 레그 조립방법을 도시한 블록도이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 구조물의 레그 조립방법은, 레그웰(W) 내에 레그(20)의 이동공간을 확보하는 단계(S1)와, 레그(20)를 초기 장착하는 단계(S2)와, 레그(20)를 지지하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
상기 레그웰(W) 내에 레그(20)의 이동공간을 확보하는 단계(S1)는, 웨어 플레이트(510)를 레그웰(W)의 중심 반대 방향으로 이동시켜, 레그(20)의 초기 조립시 레그웰(W) 내 레그(20)의 이동공간을 확보할 수 있다. 즉, 웨어 플레이트(510)가 본체(10)에 고정되는 경우, 레그(20)의 초기 조립시 레그웰(W)을 통과하는 레그(20)는 웨어 플레이트(510)에 충돌될 수 있는바, 레그(20)의 초기 조립시 메인 액츄에이터(612)를 작동시켜 메인 작동로드(613)를 메인 액츄에이터(612)로 인입시켜, 웨어 플레이트(510)를 레그웰(W)의 중심 반대 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 레그(20)를 초기 장착하는 단계(S2)는, 웨어 플레이트(510)가 레그웰(W)의 중심 반대 방향으로 이동되면 레그(20)를 레그웰(W)을 통과시켜 레그(20)를 초기 장착할 수 있다. 이때, 레그(20)는 웨어 플레이트(510)의 이동에 의해 마련된 이동공간을 통과하여 레그 지지부(30)에 조립될 수 있다.
상기 레그(20)를 지지하는 단계(S3)는, 웨어 플레이트(510)를 레그웰(W)의 중심 방향으로 이동시켜 레그(20)와 웨어 플레이트(510) 사이 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다. 예컨대, 레그(20)가 레그웰(W)을 통과하면, 메인 액츄에이터(612)를 작동시켜 메인 작동로드(613)를 메인 액츄에이터(612)로 인출시켜, 웨어 플레이트(510)는 레그웰(W)의 중심 방향으로 이동시킬 수 있다.
웨어 플레이트(510)를 레그웰(W)의 중심 방향으로 이동시켜, 레그웰(W)에 삽입된 레그(20)와 웨어 플레이트(510) 사이를 일정 간격으로 유지할 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 이 레그(20)를 지지하는 단계(S3) 이후, 레그(20)의 기울어짐을 보정하는 단계(S4)를 더 포함할 수 있다.
상기 레그(20)의 기울어짐을 보정하는 단계(S4)는, 레그(20)가 본체(10)에 대해 기울어지는 RPD 현상이 발생되는 경우, 웨어 플레이트(510)를 이동시켜 레그(20)의 기울어짐을 보정할 수 있다. 이때, 메인 조절유닛(610)의 제 1 메인 액츄에이터(612a)와 제 2 메인 액츄에이터(612b)를 적절하게 제어하여, 웨어 플레이트(510)를 기울어진 레그(20)의 경사 각도에 맞추어 압력을 가할 수 있으므로, 레그(20)의 기울어짐을 효과적으로 보정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 레그웰의 폭방향으로 웨어 플레이트의 위치 조정이 가능한 구성을 통해, 웨어 플레이트와 레그 간의 갭 관리가 용이하게 이루어지고, 레그가 본체에 대해 기울어지더라도 웨어 플레이트를 통해 압력을 조절하여 레그의 기울어짐을 보정할 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.
상기에서 본 발명을 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1 :부유식 구조물 2 :피적재물
10 :본체 20 :레그
30 :레그 지지부 40 :크레인
510 :웨어 플레이트 520 :가이드 플레이트
610 :메인 조절유닛 611 :메인 지지대
612 :메인 액츄에이터 613 :메인 작동로드
620 :서브 조절유닛 621 :서브 지지대
622a :제 1 서브 액츄에이터 622b :제 2 서브 액츄에이터

Claims (10)

  1. 레그웰을 포함하는 본체;
    상기 레그웰을 통과하는 레그;
    상기 레그웰에 위치하고, 상기 레그를 지지하는 웨어 플레이트; 및
    상기 웨어 플레이트를 이동시켜 상기 웨어 플레이트와 상기 레그 사이의 간격을 조절하는 메인 조절유닛을 포함하는 부유식 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 지지부;
    상기 레그 지지부에 위치하는 레그를 지지하는 가이드 플레이트; 및
    상기 가이드 플레이트를 이동시켜 상기 가이드 플레이트와 레그 사이의 간격을 조정하는 서브 조절유닛을 더 포함하는 부유식 구조물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레그가 상기 본체에 수직인 상태에서 기울어진 정도를 측정하는 센서유닛; 및
    상기 센서유닛에 감지된 레그의 기울어진 정도가 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 기울어져 있는 정도가 줄어들도록 상기 메인 조절유닛을 조절하는 컨트롤러를 더 포함하는 부유식 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 조절유닛은
    상기 본체의 내부 양측에서 상기 레그웰에 대향되게 쌍을 이루어 설치되는 메인 지지대;
    상기 메인 지지대에 장착되는 메인 액츄에이터; 및
    상기 메인 액츄에이터와 상기 웨어 플레이트 사이를 연결하는 메인 작동로드를 포함하는 부유식 구조물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 액츄에이터는 상기 메인 지지대의 상, 하부에 이격되게 배치되는 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터를 포함하고,
    상기 메인 작동로드는 상기 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 메인 작동로드를 포함하는 부유식 구조물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 웨어 플레이트의 상, 하부는
    상기 제 1 및 제 2 메인 작동로드에 힌지 연결되어 상기 제 1 및 제 2 메인 액츄에이터의 작동에 의해 회전가능한 부유식 구조물.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 서브 조절유닛은
    상기 레그 지지부의 내부 양측에 평행하게 쌍을 이루어 설치되는 서브 지지대;
    상기 서브 지지대의 상, 하부에 이격되게 장착되는 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터; 및
    제 1 및 제 2 서브 액츄에이터와 상기 가이드 플레이트 사이를 연결하는 제 1 및 제 2 서브 작동로드를 포함하는 부유식 구조물.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 센서유닛은
    상기 제 1 센서; 및
    상기 제 1 센서와 이격되어 위치하는 제 2 센서를 포함하는 부유식 구조물.
  9. 웨어 플레이트가 장착된 본체의 레그웰에 레그를 초기 조립하는 부유식 구조물의 레그 조립방법에 있어서,
    상기 웨어 플레이트를 상기 레그웰의 중심 반대 방향으로 이동시켜 상기 레그웰 내에 상기 레그의 이동공간을 확보하는 단계;
    상기 레그웰에 상기 레그를 통과시켜 상기 레그를 초기 장착하는 단계; 및
    상기 레그와 일정 간격이 유지되도록 상기 웨어 플레이트를 상기 레그웰의 중심 방향으로 이동시켜 상기 레그를 지지하는 단계;를 포함하는 부유식 구조물의 레그 조립방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 레그를 지지하는 단계 이후, 상기 레그가 본체에 대해 기울어지는 RPD(Rack Phase Difference) 현상이 발생되는 경우,
    상기 웨어 플레이트를 이동시켜 상기 레그의 기울어짐을 보정하는 단계를 더 포함하는 부유식 구조물의 레그 조립방법.
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