KR101368887B1 - Floating structure and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부유식 구조물 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 항해 모드와 잭업 모드로 운용되는 부유식 구조물에 있어서, 물에 부유할 수 있는 본체; 상기 본체를 상하 방향으로 관통하며, 상측 레그와 상기 상측 레그에 대해 회전 가능하게 제공되는 하측 레그를 포함하는 레그; 상기 본체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 지지부; 및 상기 본체에 형성되며, 상기 하측 레그를 수용하는 레그 수용부를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.The present invention relates to a floating structure and a control method thereof.
According to an aspect of the present invention, there is provided a floating structure operated in a navigation mode and a jack-up mode, comprising: a body capable of floating in water; A leg which penetrates the main body in a vertical direction and includes a lower leg provided to be rotatable with respect to the upper leg and the upper leg; Leg support portion for relatively moving the main body and the leg in the vertical direction; And a leg receiving part formed on the main body and accommodating the lower leg.
Description
본 발명은 부유식 구조물 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a floating structure and a control method thereof.
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 필요할 수 있다.As the demand for environmentally friendly energy development grows, the development using wind power generators is getting popular all over the world. However, installation of wind turbines requires strict environmental conditions. For example, the place where the wind turbine is installed should be a place where a certain level of wind speed can be guaranteed to obtain significant rotation of the blade, and the pollution caused by the noise generated when driving the wind turbine should not be an issue do. Even if these environmental conditions are satisfied, a very large area of space may be required to install the wind turbine generator.
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.In recent years, interest in offshore wind turbines has increased, which is relatively free from the above-mentioned constraints. Offshore wind turbines can be installed in a variety of ways, but generally they are constructed by dividing the components into several units, making them on land, and then transferring the units to sea for assembly.
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.A ship that moves offshore wind turbine units on the sea to the sea and installs offshore wind turbine generators is commonly referred to as a wind turbine installation vessel (WTIV).
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 본체의 상방으로 이동된 상태를 유지할 수 있다. 그 후, 풍력 발전기 설치 선박은 잭업 모드로 전환하여 레그를 내려 해저에 박은 후, 본체가 해수면으로부터 일정 거리 이격될 수 있도록 본체를 레그를 따라 들어올린다. 본체가 일정 위치에 다다르게 되면, 풍력 발전기 설치 선박은 본체의 이동을 중지하고 해상 풍력 발전기를 설치하는 작업을 수행하며, 설치가 완료되면 위의 순서의 역순으로 진행하여 다음 설치 위치까지 이동한다.Wind turbine installation The ship can be operated in the transit mode and the jackup mode according to the characteristics of the operation. Specifically, the ship installed with the wind turbine moves to the navigation mode to the position where the off-axis wind turbine is to be installed. In navigation mode, the legs may remain moved upward of the body to reduce resistance by seawater. After that, the ship installed with the wind power generator is switched to the jack-up mode, the leg is lowered into the sea floor, and then the main body is lifted up along the leg so that the main body is separated from the sea level by a certain distance. When the main body reaches a certain position, the wind turbine installation ship stops the movement of the main body and installs the offshore wind turbine generator. When the installation is completed, proceed in the reverse order to move to the next installation position.
이러한, 부유식 구조물이 항해 모드로 운항 시, 본체의 상부로 연장되는 레그의 길이는 수십미터에 달하게 된다. 이에 의해, 부유식 구조물의 전체적인 무게 중심이 위쪽으로 이동하게 되므로, 바람, 파도 등에 의해 가해지는 외력에 의해 본체가 더욱 크게 흔들리게 되어 운항 안정성이 매우 떨어질 수 있다.When the floating structure is operated in the navigation mode, the length of the leg extending to the upper portion of the body reaches several tens of meters. As a result, since the entire center of gravity of the floating structure is moved upward, the main body is more shaken by the external force applied by the wind, waves, etc., the operation stability can be very poor.
또한, 본체의 상측으로 노출된 레그의 길이가 길어짐에 따라 레그에 가해지는 풍압의 크기가 가해지므로, 부유식 구조물의 운항 효율이 악화될 뿐만 아니라, 레그의 피로 하중이 증가할 수 있다.In addition, as the length of the leg exposed to the upper side of the main body is increased, the magnitude of the wind pressure applied to the leg is applied, and not only the operating efficiency of the floating structure is deteriorated, but also the fatigue load of the leg may be increased.
또한, 본체가 요동 정도가 커지게 되면(본체가 기울어지는 각도가 커지면) 중력에 의해 레그의 상측 부분에 가해지는 모멘트의 크기가 커지게 되므로, 레그의 피로 하중이 더욱 증가할 수 있다.In addition, when the main body is increased in the degree of oscillation (the angle of inclination of the main body increases), the magnitude of the moment applied to the upper portion of the leg by gravity increases, so that the fatigue load of the leg can be further increased.
또한, 본체가 목적 위치에서 정지한 후 레그를 해저에 박기 위해서는 레그를 많이 움직여야 하므로, 많은 시간이 소요될 수 있다.In addition, since the main body has to move a lot of legs in order to put the legs on the seabed after stopping at the target position, it may take a lot of time.
본 발명의 실시예들은 부유식 구조물이 운항 시, 본체의 상부로 노출된 레그의 길이를 줄일 수 있는 부유식 구조물 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention to provide a floating structure and its control method that can reduce the length of the leg exposed to the upper portion of the body when the floating structure is operating.
본 발명의 일 측면에 따르면, 항해 모드와 잭업 모드로 운용되는 부유식 구조물에 있어서, 물에 부유할 수 있는 본체; 상기 본체를 상하 방향으로 관통하며, 상측 레그와 상기 상측 레그에 대해 회전 가능하게 제공되는 하측 레그를 포함하는 레그; 상기 본체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 지지부; 및 상기 본체에 형성되며, 상기 하측 레그를 수용하는 레그 수용부를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.According to an aspect of the invention, the floating structure which is operated in the navigation mode and jack-up mode, the body which can be suspended in water; A leg which penetrates the main body in a vertical direction and includes a lower leg provided to be rotatable with respect to the upper leg and the upper leg; A leg supporting portion for relatively moving the body and the leg in a vertical direction; And a leg receiving part formed on the main body and accommodating the lower leg.
또한, 상기 레그는, 상기 하측 레그의 회전 중심이 되는 힌지부; 및 상기 상측 레그와 상기 하측 레그가 직선인 상태를 유지시키는 구속부를 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the leg, the hinge portion that is the center of rotation of the lower leg; And it can provide a floating structure comprising a restraining portion for maintaining the upper leg and the lower leg is a straight state.
또한, 상기 본체에 제공되며, 상기 하측 레그를 상기 레그 수용부로 끌어올리는 구동력을 제공하는 윈치; 및 상기 윈치와 상기 하측 레그를 연결하는 와이어를 더 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the winch is provided to the main body, for providing a driving force to raise the lower leg to the leg receiving portion; And it may provide a floating structure further comprising a wire connecting the winch and the lower leg.
또한, 상기 레그 수용부는 상기 레그의 개수에 대응되도록 다수 개가 제공되고, 상기 윈치는 인접하게 배치된 두 개의 상기 레그 수용부당 하나가 제공되어, 두 개의 상기 하측 레그를 동시에 끌어올리는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.In addition, a plurality of leg receiving portions are provided so as to correspond to the number of legs, and the winch is provided for each of the two adjacent leg receiving portions disposed adjacent to provide a floating structure to pull up the two lower legs at the same time. can do.
또한, 상기 하측 레그의 단부에는 스퍼드캔이 제공되고, 상기 하측 레그 및 상기 스퍼드캔은 상기 레그 수용부 내에 수용된 상태에서 상기 본체의 하부로 돌출되지 않는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.In addition, a spud can is provided at an end of the lower leg, and the lower leg and the spud can can provide a floating structure that does not protrude to the bottom of the main body in a state accommodated in the leg receiving portion.
또한, 상기 하측 레그가 상기 레그 수용부에 수용된 상태에서, 상기 레그 수용부의 하측 개구부를 차폐하는 차폐판을 더 포함하는 부유식 구조물을 제공할 수 있다.In addition, in a state in which the lower leg is accommodated in the leg receiving portion, it may provide a floating structure further comprising a shielding plate for shielding the lower opening of the leg receiving portion.
또한, 상기 레그 수용부는 상기 본체에 형성된 레그웰과 공간적으로 연결되도록 형성된 부유식 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the leg receiving portion may provide a floating structure formed to be spatially connected to the leg well formed in the body.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 일 방향으로 회전되는 상기 하측 레그가 상기 상측 레그에 일직선이 되도록 구속되어 있는 상태를 해제하는 단계; 구속이 해제된 상기 하측 레그를 상기 일 방향으로 회전시킬 수 있는 유체 저항력이 작용할 수 있도록 상기 본체를 진행시키는 단계; 및 상기 유체 저항력이 작용함에 따라 상기 하측 레그가 회전되는 것을 이용하여, 상기 레그를 끌어올리는 단계를 포함하고,According to another aspect of the invention, the step of releasing the state in which the lower leg rotated in one direction is constrained to be in line with the upper leg; Advancing the main body so that a fluid resistance force capable of rotating the unconstrained lower leg in the one direction is applied; And raising the leg by using the lower leg rotated as the fluid resistance force acts.
상기의 단계들은 상기 유체 저항력이 작용하는 방향을 바꿔 반복 수행되는 부유식 구조물의 제어 방법을 제공할 수 있다.The above steps may provide a control method of the floating structure to be repeatedly performed by changing the direction in which the fluid resistance force acts.
또한, 상기 부유식 구조물은 상기 레그를 끌어올리기 위한 윈치를 더 포함하고, 상기 윈치는 상기 본체의 진행과 동시에 또는 상기 하측 레그가 회전된 후에 작동되기 시작하는 부유식 구조물의 제어 방법을 제공할 수 있다.The floating structure may further include a winch for lifting the leg, and the winch may provide a control method of the floating structure that starts to operate simultaneously with the progress of the main body or after the lower leg is rotated. have.
본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물 및 그 제어 방법에 의하면, 레그의 하부를 본체의 내측으로 접은 상태로 운항하므로, 본체의 상부로 노출된 레그의 길이를 줄일 수 있다.According to the floating structure and the control method according to an embodiment of the present invention, since the lower portion of the leg is operated in the folded state to the inside of the body, it is possible to reduce the length of the leg exposed to the upper portion of the body.
또한, 본체의 상부로 노출된 레그의 길이를 줄임으로써, 운항 안정성 및 운항 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, by reducing the length of the leg exposed to the upper portion of the body, it is possible to improve the operational stability and operating efficiency.
또한, 운항 중 레그에 가해지는 피로 하중을 줄임으로써 레그의 사용 수명을 늘릴 수 있다.In addition, the service life of the legs can be extended by reducing the fatigue loads applied to the legs during operation.
또한, 잭업 상태로 전환 시 레그의 이동량을 줄일 수 있으므로, 잭업 상태로의 전환에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.In addition, since the movement amount of the legs can be reduced when switching to the jack-up state, the time required for switching to the jack-up state can be shortened.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 부유식 구조물의 잭업 상태를 보여주는 도면.
도 3은 도 1의 부유식 구조물이 항해 모드일 때의 모습을 보여주는 도면.
도 4는 도 3의 부분 단면도.
도 5는 도 3의 저면도.
도 6은 도 1의 부유식 구조물의 레그가 접히는 모습을 보여주는 도면.
도 7 및 도 8은 도 1의 부유식 구조물의 레그를 접는 방법의 다른 예를 보여주는 도면.1 is a perspective view showing a floating structure according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a jack-up state of the floating structure of FIG. 1;
3 is a view showing the floating structure of Figure 1 when in sailing mode.
4 is a partial cross-sectional view of Fig.
5 is a bottom view of FIG. 3.
6 is a view showing a leg folded of the floating structure of FIG.
7 and 8 show another example of a method of folding the leg of the floating structure of FIG.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 부유식 구조물의 잭업 상태를 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing a floating structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a jack-up state of the floating structure of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물(1)은 물에 부유할 수 있는 본체(10), 본체(10)를 상하 방향으로 관통하는 레그(Leg, 20), 레그(20)와 본체(10)를 상하 방향으로 상대 운동시키며 레그(20)를 지지하는 레그 지지부(30)를 포함한다.1 and 2, a
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.The
본체(10)는 도 1에 도시된 것처럼, 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.The
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 유닛(12)이 제공될 수 있다. 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.The
또한, 본체(10)에는 이동 및 위치 제어를 위한 추진장치(미도시)가 제공될 수 있다.In addition, the
레그(20)는 부유식 구조물(1)의 사용 목적에 따라 다수 개가 제공될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 본체(10)의 좌현과 우현에 각각 한 쌍씩, 총 4개의 레그(20)가 제공되는 것을 예로 들어 설명하겠다. A plurality of
레그(20)는 본체(10)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되며, 본체(10)에는 레그(20)가 통과하는 레그웰(Leg Well, 미도시)이 형성된다. 레그(20)는 본체(10)의 하방으로 이동하여 해저에 고정될 수 있고, 도 2의 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. 본 실시예에서는 레그(20)가 삼각 트러스 구조로 형성되는 것을 예로 들어 설명하겠다.The
레그(20)는 레그 지지부(30)에 삽입된 상태를 유지하는 상측 레그(도 4, 21)와, 상측 레그(21)에 대해 회동 가능하게 제공되는 하측 레그(도 4, 23)를 포함한다. 레그(20)에 관련된 자세한 내용은 후술하겠다.
레그 지지부(30)는 레그(20)가 통과할 수 있도록 레그웰에 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.The
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.The vertical movement of the
한편, 본체(10)에는 블레이드와 나셀, 타워 등의 피적재물(2)을 운반하여 해상 풍력 발전기를 설치할 수 있는 크레인(40)이 제공될 수 있다.On the other hand, the
위와 같은 구성을 갖는 부유식 구조물(1)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다. The floating
부유식 구조물(1)은 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한다. 항해 모드에서, 하측 레그(23)는 상측 레그(21)에 대해 절곡된 상태를 유지할 수 있으며, 이와 관련된 구체적인 내용은 후술하겠다. The floating structure (1) moves to the navigation mode to the position where the offshore wind turbine is to be installed. In the navigation mode, the
부유식 구조물(1)은 목적 위치까지 이동한 후, 자동 위치 제어(Dynamic Positioning)를 이용해 레그(20)를 내리기 위한 정확한 위치를 잡을 수 있다. 자동 위치 제어는 레그(20)가 하강하여 해저에 닿을 때까지 지속될 수 있다.The floating
이후, 부유식 구조물(1)은 잭업 모드로 전환하여 레그(20)를 해저(B)에 박는다. 이 과정에서, 하측 레그(23)는 상측 레그(21)의 일측 단부를 중심으로 회동되어, 레그(20)가 전체적으로 직선 형태를 띠게 된다. 이후, 레그(20)는 중력 및 레그 지지부(30)의 구동장치에 의해 본체(10)의 하방으로 이동될 수 있다.Thereafter, the floating
레그(20)의 하단부가 해저(B)에 닿게 되면, 레그(20)는 더 이상 하방으로 이동할 수 없게 된다. 이 상태에서, 부유식 구조물(1)은 레그 지지부(30)의 구동장치를 작동시켜 본체(10)를 레그(20)를 따라 상방으로 이동시킨다. 본체(10)의 하중은 레그(20)를 해저(B)로 침투시키는 힘으로 작용하게 되고, 그에 의해, 레그(20)는 해저(B)로 침투하여 고정된다.When the lower end of the
본체(10)를 레그(20)를 따라 상방으로 이동시킴에 따라 본체(10)는 해수면(S)으로부터 소정 거리 이격된 상태가 될 수 있으며, 본체(10)가 해수면(S)으로부터 이격되어 기설정된 작업 위치에 다다른 상태를 잭업 상태라고 할 수 있다.The
부유식 구조물(1)은 잭업 상태에서 크레인(40)을 이용하여 해상 풍력 발전기를 설치하며, 설치 작업이 완료되면 위의 순서의 역순으로 진행하여 다시 운항을 개시할 수 있다.The floating
상기와 같은 부유식 구조물(1)의 잭업 상태로의 전환 방법은 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.The method of switching the floating
도 3은 도 1의 부유식 구조물이 항해 모드일 때의 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 부분 단면도이고, 도 5는 도 3의 저면도이다.FIG. 3 is a view showing the floating structure of FIG. 1 when in sailing mode, FIG. 4 is a partial cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 5 is a bottom view of FIG. 3.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 레그(20)는 레그 지지부(30)에 삽입된 상태를 유지하는 상측 레그(21)와, 상측 레그(21)에 대해 회동 가능하게 제공되는 하측 레그(23)를 포함한다.3 to 5, the
상측 레그(21)의 하측 단부와 하측 레그(23)의 상측 단부에는 하측 레그(23)의 회전 중심이 되는 힌지부(25)가 제공된다. 힌지부(25)는 레그(20)가 삼각 트러스 구조로 형성되는 경우 하나 또는 두개의 기둥부에 제공될 수 있으며, 하측 레그(23)가 본체(10)의 중앙 방향을 향해 회전될 수 있도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 힌지부(25)는 하나의 기둥부에 제공되는 것으로 도시하였다(도 5 참조).The lower end of the
본체(10)에는 하측 레그(23)가 수용될 수 있는 레그 수용부(110)가 제공된다. 레그 수용부(110)는 하측 레그(23)의 일부가 본체(10)의 내측에 위치된 상태에서 하측 레그(23)가 회전될 수 있도록 레그웰과 공간적으로 연결된다. 레그 수용부(110)는 각각의 레그(20)에 대응되도록 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 레그 수용부(110)가 제공된다.The
레그 수용부(110)는 하측 레그(23)의 회동 방향에 대응되도록 길게 연장되는 홈 형태를 가지며, 본 실시예에서는 본체(10)의 전후 방향으로 길게 연장되는 형태로 제공된다. 그러나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 하측 레그(23)가 본체(10)의 대각선 방향으로 회전되고, 레그 수용부(110)는 본체(10)의 대각선 방향으로 길게 연장되어 전체적으로 'X'자 형태를 띠도록 형성될 수도 있다.The leg
레그 수용부(110)는 하측 레그(23)가 상측 레그(21)와 약 90도 각도를 이룬 상태에서, 하측 레그(23) 전체가 레그 수용부(110) 내측에 수용되어 본체(10)의 하부로 돌출되지 않도록 형성될 수 있다. 또한, 하측 레그(23)의 하단부에 제공된 스퍼드캔(24)도 레그 수용부(110)의 내측에 수용되었을 때 본체(10)의 하부로 돌출되지 않도록 형성될 수 있다.
하측 레그(23)는 부유식 구조물(1)이 항해 중일 때, 상측 레그(21)와 90도를 이루도록 회전되어 레그 수용부(110)의 내측에 수용된다. 이때, 레그 수용부(110)의 하측 개구부는 하측 레그(23)가 레그 수용부(110)의 내부에 수용된 상태에서 소정의 차폐판(미도시)에 의해 차폐될 수 있다. 이 경우, 레그 수용부(110)의 형성에 따른 운항 성능 저하를 최소화할 수 있다.The
부유식 구조물(1)이 목적지에 도착하여, 잭업 모드로 전환하는 경우, 하측 레그(23)는 힌지부(25)를 중심으로 회전되어, 상측 레그(21)와 일직선인 상태가 된다. 이때, 레그(20)의 기둥부에는 상측 레그(21)와 하측 레그(23)가 일직선인 상태를 유지시키는 구속부(22)가 제공될 수 있다. 일 예로, 구속부(22)는 상측 레그(21)의 기둥부에 상하 방향으로 슬라이딩되는 원통 형상의 커버를 포함하고, 하측 레그(23)가 상측 레그(21)와 일직선 상태가 되면 커버가 상측 레그(21)로부터 하측으로 이동하여 상측 레그(21)의 기둥부와 하측 레그(23)의 기둥부를 동시에 감싸서 상측 레그(21)와 하측 레그(23)가 일직선인 상태를 유지할 수 있도록 하는 방법으로 운용될 수 있다.When the floating
레그(20)가 일직선 상태가 되면, 레그 지지부(30)는 레그(20)를 하방으로 이동시켜 레그(20)를 해저(B)에 박음으로써 부유식 구조물(1)은 잭업 상태로 전환할 수 있다.When the
본 실시예에서, 레그 지지부(30)에 삽입되어 이동되는 것은 상측 레그(21)만으로 제한될 수 있다. 즉, 레그 지지부(30)와 연동되기 위한 랙 기어 등의 구동력 전달 수단은 상측 레그(21)에만 제공이 되고, 하측 레그(23)에는 제공되지 않을 수 있다. 하측 레그(23)는 회전에 의해, 레그 수용부(110)로 수용되므로, 구동력 전달 수단이 형성되지 않아도 무방하다.In the present embodiment, the insertion and movement of the
도 6은 도 1의 부유식 구조물의 레그가 접히는 모습을 보여주는 도면이다.6 is a view showing a leg folded of the floating structure of FIG.
도 6을 참조하면, 본체(10)의 앞뒤 방향으로 인접하게 배치되는 레그 수용부(110)의 사이 공간에는 하측 레그(23)를 레그 수용부(110)로 끌어당기는 구동력을 제공하는 윈치(120)가 제공된다. Referring to FIG. 6, a
하측 레그(23)의 하단부, 예를 들면, 스퍼드캔(24)과 하부 레그(23)의 연결 부분에는 와이어(132)가 고정되며, 와이어(132)는 윈치(120)에 연결되어, 권선 또는 권취될 수 있다. 윈치(120)는 두 개의 레그(20)당 하나가 제공될 수 있으며, 이 경우, 와이어(132)를 안내하기 위한 도르래(131)가 제공될 수 있다.A
본 실시예에서, 윈치(120)는 레그 수용부(110)의 사이 공간에 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 윈치(120)는 하측 레그(23)를 끌어올리는 구동력을 제공할 수 있으면 설치 위치는 무방하다. 또한, 본 실시예에서는 두 개의 레그(20)당 윈치(120)가 하나가 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 전체의 레그(20)에 대해 하나의 윈치(120)가 사용될 수도 있고, 레그(20)마다 하나의 윈치(120)를 제공할 수도 있다.In this embodiment, the
윈치(120)가 구동되어 와이어(132)가 권선되면, 하측 레그(23)는 힌지부(25)를 중심으로 회전하게 되고, 레그 수용부(110)의 내측으로 진입한다. 윈치(120)는 하측 레그(23) 및 스퍼드캔(24)이 레그 수용부(110)의 내측으로 완전히 수용되어 본체(10)의 하측으로 돌출되는 부분이 없을 때까지 구동될 수 있다.When the
하측 레그(23)가 레그 수용부(110)에 모두 수용되면, 윈치(120)는 구동을 정지하여, 하측 레그(23)가 레그 수용부(110)에 수용된 상태를 유지시킬 수 있다.When both the
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물(1)의 작용 및 효과에 대해 설명하겠다.Hereinafter, the operation and effects of the floating
부유식 구조물(1)은 레그(20)의 일부를 접어 본체(10)의 내부에 수용한 후 운항한다. 이 경우, 부유식 구조물(1)의 운항 시 본체(10)의 상부로 노출된 레그(20)의 길이를 종래에 비해 줄일 수 있다. 구체적으로, 종래에는 하측 레그(23)에 대응되는 부분까지 레그 지지부(30)를 통해 상방으로 이동시켜 스퍼드캔(24)이 본체(10)의 저부에 위치되도록 한 상태에서 운항을 하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물(1)에 의하면 하측 레그(23)는 상방으로 이동될 필요없이 본체(10)의 레그 수용부(110)에 수용되면 되므로 그만큼 본체(10)의 상부로 노출되는 레그(20)의 길이를 줄일 수 있다.The floating
본체(10)의 상부로 노출된 레그(20)의 길이가 줄어들고, 하측 레그(23)가 본체(10)의 하측에 수용됨으로써, 부유식 구조물(1)의 전체적인 무게 중심은 종래에 비해 아래쪽으로 이동하게 되므로, 바람, 파도 등에 의해 가해지는 외력에 의해 본체(10)가 덜 흔들리게 되므로 운항 안정성이 향상된다.The length of the
또한, 본체(10)의 상부로 노출된 레그(20)의 길이가 줄어듦으로 인해, 레그(20)에 가해지는 풍압의 크기가 약해지므로, 부유식 구조물(1)의 운항 효율을 향상시키고, 레그(20)에 가해지는 피로 하중의 크기를 줄일 수 있다.In addition, since the length of the
또한, 본체(10)의 요동을 줄일 수 있으므로, 상측 레그(21)에 가해지는 모멘트의 크기를 줄여 레그(20)의 피로 하중을 줄일 수 있다. 따라서, 레그(20)의 사용 수명을 증가시킬 수 있다.In addition, since the fluctuation of the
또한, 부유식 구조물(1)이 본체(10)의 내측에 형성된 레그 수용부(110)에 하측 레그(23)를 접은 상태로 운항을 하기 때문에, 레그(20)가 부유식 구조물(1)의 운항에 저항으로 작용하는 요소를 최소화할 수 있다.In addition, since the floating
이와 같은 효과는, 레그 수용부(110)를 차폐판으로 차폐해, 해수가 레그 수용부(110) 내부로 유입되는 것을 방지할 경우 극대화될 수 있다.Such an effect may be maximized when the leg
또한, 종래에는 상측 레그(21)에 대응되는 부분뿐만 아니라, 하측 레그(23)에 대응되는 부분까지 레그 지지부(30)가 이동시켜야 잭업 상태로 전환할 수 있었지만, 부유식 구조물(1)은 상측 레그(21)만 하측 방향으로 이동시킴으로써 잭업 상태로 전환할 수 있으므로, 상대적으로 빠르게 잭업 상태로 전환할 수 있다. 또한, 잭업 상태에서 항해 모드로 전환할 때에도, 상측 레그(21)만 상방으로 이동시키면 되므로 상대적으로 빠르게 항해 모드로 전환할 수 있다.In addition, in the related art, the
또한, 하측 레그(21)는 레그 지지부(30)를 따라 움직이지 않아도 무방하므로, 하측 레그(21)에는 랙 기어가 형성되지 않아도 무방하다. 따라서, 레그(20) 전체의 중량 및 제조비용을 감소시킬 수 있다.In addition, since the
도 7 및 도 8은 도 1의 부유식 구조물의 레그를 접는 방법의 다른 예를 보여주는 도면이다.7 and 8 are views showing another example of a method of folding the leg of the floating structure of FIG.
도 7 및 도 8을 참조하면, 부유식 구조물(1)은 하측 레그(23)를 접기 위해 레그(23)마다 윈치(121)를 설치할 수 있으며, 각각의 윈치(121)와 하측 레그(23)는 와이어(133)로 연결될 수 있다. 7 and 8, the floating
또한, 부유식 구조물(1)은 본체(10)의 이동에 따른 유체 저항을 이용하여 레그(23)를 접을 수 있다.In addition, the floating
구체적으로, 부유식 구조물(1)이 잭업 상태에서 목적하는 작업을 모두 수행한 뒤, 항해 모드로 전환 시 레그 지지부(30)는 상측 레그(21)를 상방으로 이동시켜, 스퍼드캔(24)을 해저(B)로부터 뽑는다.Specifically, after the floating
그 후, 본체(10)의 앞쪽(도 7의 우측)에 배치된 레그(20)의 구속부(22)를 조작해 상측 레그(21)와 하측 레그(23)의 구속 상태를 해제한다. 이에 의해, 본체(10)의 앞쪽에 배치된 레그(20)의 하측 레그(23)는 외력에 의해 힌지부(25)를 중심으로 회전할 수 있는 상태가 된다.Thereafter, the
이러한 상태에서, 본체(10)를 전진시키면, 그에 대한 반작용으로서 하측 레그(23)에는 해수의 저항력이 본체(10)의 뒤쪽(도 7의 좌측)으로 작용하게 된다. 해수의 저항력은 하측 레그(23)를 회전시키는 힘으로 작용하게 된다. 본체(10)의 이동 속도를 증가시키면 하측 레그(23)는 더욱 많은 유체 저항력이 작용하게 되고, 하측 레그(23)는 더욱 많이 회전될 수 있다. In this state, when the
윈치(121)는 이처럼 하측 레그(23)가 유체 저항력에 의해 일정 각도 회전된 이후부터 작동할 수 있으며, 하측 레그(23)가 완전히 레그 수용부(110) 내부에 수용될 때까지 작동된다. 물론, 윈치(121)는 본체(10)의 전진과 함께 작동될 수도 있다.The
본체(10)의 앞쪽에 배치된 레그(20)의 수용이 완료되면, 본체(10)의 뒤쪽에 배치된 레그(20)의 구속부(22)를 조작해 상측 레그(21)와 하측 레그(23)의 구속 상태를 해제한다. 이에 의해, 본체(10)의 뒤쪽에 배치된 레그(20)의 하측 레그(23)는 외력에 의해 힌지부(25)를 중심으로 회전할 수 있는 상태가 된다.When the
이러한 상태에서, 본체(10)를 후진시키면, 하측 레그(23)는 유체의 저항력에 의해 앞쪽으로 회전되게 되고, 윈치(121)는 유체의 저항력을 이용해 하측 레그(23)를 끌어올린다.In this state, when the
상기와 같은 방법에 의해 하측 레그(23)를 끌어올릴 경우, 유체의 저항력을 이용할 수 있으므로 작은 용량의 윈치(121)를 사용해도 무방하다. 따라서, 부유식 구조물(1)의 가격을 낮출 수 있다.When pulling up the
또한, 윈치(121)의 구동력뿐만 아니라 유체의 저항력을 이용하기 때문에, 더욱 신속하게 하측 레그(23)를 끌어올릴 수 있다.In addition, since the resistance of the fluid as well as the driving force of the
이상 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물 및 그 제어 방법의 구체적인 실시 형태로서 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.As described above as a specific embodiment of the floating structure and the control method thereof, but this is only an example, the present invention is not limited thereto, the broadest range according to the basic idea disclosed herein It should be interpreted as having. Skilled artisans may implement a pattern of features that are not described in a combinatorial and / or permutational manner with the disclosed embodiments, but this is not to depart from the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be readily made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 부유식 구조물 2 : 피적재물
10 : 본체 110 : 레그 수용부
120, 121 : 윈치 131 : 도르래
132, 133 : 와이어 20 : 레그
21 : 상측 레그 22 : 구속부
23 : 하측 레그 24 : 스퍼드캔
25 : 힌지부 30 : 레그 지지부
40 : 크레인1: Floating structure 2: Loaded material
10: main body 110: leg receiving portion
120, 121: winch 131: pulley
132, 133: wire 20: leg
21: upper leg 22: restraint portion
23: lower leg 24: spud can
25
40 crane
Claims (9)
물에 부유할 수 있는 본체;
상기 본체를 상하 방향으로 관통하며, 상측 레그와 상기 상측 레그에 대해 회전 가능하게 제공되는 하측 레그를 포함하는 레그;
상기 본체와 상기 레그를 상하 방향으로 상대 운동시키는 레그 지지부; 및
상기 본체에 형성되며, 상기 하측 레그를 수용하는 레그 수용부를 포함하는 부유식 구조물.In a floating structure operated in a sailing mode and a jack-up mode,
A body that can float in water;
A leg which penetrates the main body in a vertical direction and includes a lower leg provided to be rotatable with respect to the upper leg and the upper leg;
Leg support portion for relatively moving the main body and the leg in the vertical direction; And
Floating structure is formed in the main body, including a leg receiving portion for receiving the lower leg.
상기 레그는,
상기 하측 레그의 회전 중심이 되는 힌지부; 및
상기 상측 레그와 상기 하측 레그가 직선인 상태를 유지시키는 구속부를 포함하는 부유식 구조물.The method of claim 1,
Wherein:
Hinge portion that is the rotation center of the lower leg; And
And a restraining portion for maintaining the upper leg and the lower leg in a straight state.
상기 본체에 제공되며, 상기 하측 레그를 상기 레그 수용부로 끌어올리는 구동력을 제공하는 윈치; 및
상기 윈치와 상기 하측 레그를 연결하는 와이어를 더 포함하는 부유식 구조물.The method of claim 1,
A winch provided in the main body and providing a driving force for raising the lower leg to the leg receiving portion; And
Floating structure further comprises a wire connecting the winch and the lower leg.
상기 레그 수용부는 상기 레그의 개수에 대응되도록 다수 개가 제공되고,
상기 윈치는 인접하게 배치된 두 개의 상기 레그 수용부당 하나가 제공되어, 두 개의 상기 하측 레그를 동시에 끌어올리는 부유식 구조물.The method of claim 3, wherein
The leg receiving portion is provided with a plurality so as to correspond to the number of legs,
The winch is provided for one of the two adjacent leg receiving portion disposed adjacent, lifting the two lower legs at the same time.
상기 하측 레그의 단부에는 스퍼드캔이 제공되고,
상기 하측 레그 및 상기 스퍼드캔은 상기 레그 수용부 내에 수용된 상태에서 상기 본체의 하부로 돌출되지 않는 부유식 구조물.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A spud can is provided at the end of the lower leg,
The lower leg and the spud can is a floating structure that does not protrude to the bottom of the body in the state accommodated in the leg receiving portion.
상기 하측 레그가 상기 레그 수용부에 수용된 상태에서, 상기 레그 수용부의 하측 개구부를 차폐하는 차폐판을 더 포함하는 부유식 구조물.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a shielding plate for shielding the lower opening of the leg receiving portion while the lower leg is accommodated in the leg receiving portion.
상기 레그 수용부는 상기 본체에 형성된 레그웰과 공간적으로 연결되도록 형성된 부유식 구조물.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The leg receiving portion is a floating structure formed to be spatially connected with the leg well formed in the body.
일 방향으로 회전되는 상기 하측 레그가 상기 상측 레그에 일직선이 되도록 구속되어 있는 상태를 해제하는 단계;
구속이 해제된 상기 하측 레그를 상기 일 방향으로 회전시킬 수 있는 유체 저항력이 작용할 수 있도록 상기 본체를 진행시키는 단계; 및
상기 유체 저항력이 작용함에 따라 상기 하측 레그가 회전되는 것을 이용하여, 상기 하측 레그를 끌어올리는 단계를 포함하고,
상기의 단계들은 상기 유체 저항력이 작용하는 방향을 바꿔 반복 수행되는 부유식 구조물의 제어 방법.In the control method of the floating structure according to claim 1,
Releasing the state in which the lower leg rotated in one direction is constrained to be in a straight line with the upper leg;
Advancing the main body so that a fluid resistance force capable of rotating the unconstrained lower leg in the one direction is applied; And
Using the lower leg to rotate as the fluid resistive force acts to lift the lower leg,
The above steps are repeated to change the direction in which the fluid resistance force acts to control the floating structure.
상기 부유식 구조물은 상기 하측 레그를 끌어올리기 위한 윈치를 더 포함하고,
상기 윈치는 상기 본체의 진행과 동시에 또는 상기 하측 레그가 회전된 후에 작동되기 시작하는 부유식 구조물의 제어 방법.The method of claim 8,
The floating structure further includes a winch for lifting the lower leg,
And the winch starts to operate simultaneously with the progress of the body or after the lower leg is rotated.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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