KR101401985B1 - 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법 및 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인은 크레인의 붐 베드(boom bed)가 바지선 선수부에 배치되어 치우친 무게중심이 바지선 중량으로 균형이 맞추어 지도록 하던 종래 플로팅 크레인과 달리 붐 베드를 바지선 중앙부에 배치하여 크레인에 작용되는 무게중심이 바지선 중앙부로 이동되도록 함으로써 바지선이 균등한 부력을 받으면서 잭업식 플로팅 크레인의 가장자리 부위에 배치된 각각의 스퍼드(spud)에 부과되는 부하가 균등해질 수 있고, 플로팅 크레인의 잭업시 스퍼드에 의해 바지선이 지지되도록 함으로써 해상 풍력발전기와 같은 수상구조물의 설치를 수면운동의 영향을 받지 않고 안정적으로 수행할 수 있는 것에 기술적 특징이 있다.
본 발명의 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법은 스퍼드에 의해 잭업되는 바지선 상부에 크레인이 설치되어 이루어지는 잭업식 플로팅 크레인을 수상에서 이동시켜 정위치시키는 잭업식 플로팅 크레인 이동단계와; 스퍼드를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선을 잭업하는 바지선 잭업단계와; 붐 베드가 바지선의 중앙부에 설치된 상태의 크레인을 작동시켜 수상 작업을 수행하는 크레인 작동단계를 포함한다. 본 발명의 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법은 재킷 설치단계, 1단 타워 설치단계, 2단 타워 설치단계, 터빈 설치단계, 블레이드 설치단계를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인은 수상에서 이동하는 바지선과; 바지선의 가장자리 부위 둘레를 따라 이격되게 배치되고, 수직으로 세워져 상하방향으로 이동하게 되는 복수개의 스퍼드와; 각 스퍼드와 연결된 와이어를 감고 풀면서 스퍼드를 상하방향으로 이동시키는 와이어 윈치 및; 메인 후크보다 상측으로 연장되는 지브 붐을 갖고, 업다운(up-down) 동작만을 수행하는 크레인을 포함한다.

Description

수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인{Floating crane with jack-up system for floating structure}

본 발명은 배수량(displacement)만큼의 부력으로 떠 있는 플로팅 크레인을 부력을 대신하는 잭업(jack-up)으로 수면 위로 들어 올려서, 해상 풍력발전기와 같은 수상구조물을 설치하게 되는 잭업식 플로팅 크레인을 이용하는 기술로서, 크레인의 붐 베드(boom bed)가 바지선 선수부에 배치되어 치우친 무게중심이 바지선 중량으로 균형이 맞추어 지도록 하던 종래 플로팅 크레인과 달리 붐 베드를 바지선 중앙부에 배치하여 크레인에 작용되는 무게중심이 바지선 중앙부로 이동되도록 함으로써 바지선이 균등한 부력을 받으면서 잭업식 플로팅 크레인의 가장자리 부위에 배치된 각각의 스퍼드(spud)에 부과되는 부하가 균등해질 수 있고, 플로팅 크레인의 잭업시 스퍼드에 의해 바지선이 지지되도록 함으로써 해상 풍력발전기와 같은 수상구조물의 설치를 수면운동의 영향을 받지 않고 안정적으로 수행할 수 있는 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인에 관한 것이다.

플로팅 크레인(floating crane)은 항만이나 해상에서의 각종 공사나 구조물의 운반/설치에 사용되는 것으로, 해상에서 이동하는 바지선(barge)에 크레인이 설치되는 구조로 이루어진다. 이와 같은 플로팅 크레인이나 바지선과 관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0934209호 "ＦＲＰ선박 해체 및 분쇄를 위한 해상 바지선", 등록번호 제10-0582678호 "안정성 및 기동성을 갖는 바지선" 등이 안출되어 있다.

한편, 전지구적인 화석연료의 고갈에 따라 현재 대체에너지 개발이 활발하게 이루어지고 있는데, 해상에서 풍력발전을 수행하게 되는 해상 풍력발전기의 설치도 현재 활발하게 이루어지고 있다.

이와 같은 해상 풍력발전기는 구성요소들이 바지선에 의해 해상의 설치지점 부근으로 운반된 후, 플로팅 크레인에 의해 각 구성요소들이 해상의 설치지점으로 이동하여 고정되면서 설치된다. 여기서 해상 풍력발전기는 고중량 구조물임에 따라, 스퍼트(spud)에 의한 바지선의 잭업(jack-up)이 수행될 수 있는 잭업 바지선을 통해 구성요소의 운반과 구성요소의 이동/설치가 수행되었다. 여기서 종래에는 잭업 바지선에 업다운(up-down) 기능 및 회전(rotation) 기능을 함께 갖는 크레인이 설치되었는데, 이와 같은 다기능 크레인이 설치된 잭업 바지선을 사용하기 위해 지불되는 비용이 많이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 바지선에 설치되는 크레인의 붐 베드(boom bed)가 바지선 선수부에 배치되어 무게중심이 선수부로 치우치게 되는데, 이에 따라 바지선의 중량으로 균형이 맞출 필요가 있었으며, 치우진 무게중심에 의해 잭업 바지선의 가장자리 부위에 배치된 각각의 스퍼드(spud)에 부과되는 부하가 불균일해지면서 선수부 측 스퍼드에 과도한 부하가 걸리게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0934209호 "ＦＲＰ선박 해체 및 분쇄를 위한 해상 바지선" 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0582678호 "안정성 및 기동성을 갖는 바지선"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 크레인의 붐 베드(boom bed)가 바지선 중앙부로 이동 배치되어 크레인에 작용하는 무게중심도 바지선 중앙부로 이동되도록 함에 따라, 붐 베드가 이동한 만큼의 부력으로 모멘트가 상쇄되어 바지선 각 모서리 부위의 스퍼드의 부하가 분산되어 균등해지는 한편, 이를 통해 바지선 움직임에 의한 붐 움직임도 최소화될 수 있는 새로운 형태의 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 수직이동하여 수중 바닥면에 고정되는 스퍼드(spud)에 의해 수면에서 떠 있는 상태로 바지선이 수면의 운동범위보다 상측에 떠 있으면서 스퍼드에 의해 지지되어 수면 운동의 영향 없이 안정되게 크레인 작업을 수행할 수 있고, 특히 해상 풍력발전기의 설치를 위한 장치구성이 단순화되어 해상 풍력발전기의 설치비용이 절감될 수 있는 새로운 형태의 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 스퍼드가 와이어 윈치에 의해 수직이동하는 구성의 제공으로, 수면 운동, 크레인 동작, 기타 외력 등이 와이어의 장력으로 수용되도록 함에 따라, 스퍼드나 바지선의의 손상이나 파손이 방지될 수 있는 새로운 형태의 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 더불어 본 발명은 붐의 메인 후크보다 상측으로 연장되는 지브 붐을 갖고 업다운(up-down) 동작만을 수행하는 크레인을 통해 고중량의 해상 풍력발전기의 설치가 간편하고 용이하게 수행될 수 있도록 하는 새로운 형태의 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 스퍼드(spud)에 의해 잭업(jack-up)되는 바지선 상부에 크레인이 설치되어 이루어지는 잭업식 플로팅 크레인을 수상에서 이동시켜 정위치시키는 잭업식 플로팅 크레인 이동단계와; 상기 스퍼드를 수중 바닥면으로 하강시켜 상기 바지선을 잭업하는 바지선 잭업단계와; 붐 베드(boom bed)가 상기 바지선의 중앙부에 설치된 상태의 상기 크레인을 작동시켜 수상 작업을 수행하는 크레인 작동단계를 포함하는 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법에서 상기 크레인 작동단계에서 수행하는 수상 작업은 해상 풍력발전기를 포함하는 수상 구조물의 설치이다.

이와 같은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법에서 상기 바지선 잭업단계는 상기 바지선을 수면에서 떠 있는 상태로 잭업하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법에서 상기 크레인 작동단계는 이동가능하게 설치되는 상기 크레인의 붐 베드(boom bed)를 상기 바지선의 중앙부로 이동시켜 상기 크레인을 작동시키게 된다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 스퍼드(spud)에 의해 잭업(jack-up)되는 바지선 상부에 크레인이 설치되어 이루어지는 플로팅 크레인을 GPS로 해상 풍력발전기가 설치될 지점에 맞추어 정위치시킨 후, 상기 스퍼드에 의한 잭업 작업 여부를 판단하여 잭업 작업 결정시 상기 스퍼드를 수중 바닥면으로 하강시켜 상기 바지선을 수면에서 떠 있는 상태로 잭업한 다음, 붐 베드(boom bed)가 상기 바지선의 중앙부에 설치된 상태의 크레인의 메인 후크를 이용하여 상기 해상 풍력발전기를 이루는 재킷을 인양하여 설치하는 재킷 설치단계와; 상기 플로팅 크레인을 GPS로 정위치시킨 후, 상기 스퍼드에 의한 잭업 작업 여부를 판단하여 잭업 작업 결정시 상기 스퍼드를 수중 바닥면으로 하강시켜 상기 바지선을 수면에서 떠 있는 상태로 잭업한 다음, 크레인의 메인 후크를 이용하여 상기 해상 풍력발전기를 이루는 1단 타워를 설치하는 1단 타워 설치단계와; 상기 플로팅 크레인을 GPS로 정위치시킨 후, 상기 스퍼드에 의한 잭업 작업 여부를 판단하여 잭업 작업 결정시 상기 스퍼드를 수중 바닥면으로 하강시켜 상기 바지선을 수면에서 떠 있는 상태로 잭업한 다음, 크레인의 지브 붐(jib boom)을 이용하여 상기 해상 풍력발전기를 이루는 2단 타워를 설치하는 2단 타워 설치단계와; 상기 플로팅 크레인을 GPS로 정위치시킨 후, 상기 스퍼드를 수중 바닥면으로 하강시켜 상기 바지선을 수면에서 떠 있는 상태로 잭업한 다음, 크레인의 지브 붐을 이용하여 상기 해상 풍력발전기를 이루는 터빈을 설치하는 터빈 설치단계와; 상기 플로팅 크레인을 GPS로 정위치시킨 후, 크레인의 지브 붐을 이용하여 상기 해상 풍력발전기를 이루는 복수개의 블레이드를 설치하는 블레이드 설치단계를 포함하는 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법을 제공한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 특징에 의하면, 본 발명은 수상에서 이동하는 바지선과; 상기 바지선의 가장자리 부위 둘레를 따라 이격되게 배치되고, 수직으로 세워져 상하방향으로 이동하게 되는 복수개의 스퍼드와; 상기 각 스퍼드와 연결된 와이어를 감고 풀면서 상기 스퍼드를 상하방향으로 이동시키는 와이어 윈치 및; 메인 후크보다 상측으로 연장되는 지브 붐을 갖고, 업다운(up-down) 동작만을 수행하는 크레인을 포함하는 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인에서 상기 지브 붐은 끝단부에 형성되는 지브 붐 후크와; 상기 지브 붐 후크에 결합되는 리프팅 블록과; 상기 리프팅 블록 하부에 회전 및 전후진 이동이 가능하게 설치되는 이동체와; 상기 이동체 하측으로 형성되어 대상체를 붙잡게 되는 그리퍼를 포함한다.

본 발명에 의한 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인에 의하면, 크레인의 붐 베드를 바지선 중앙부에 배치하여 크레인에 작용되는 무게중심이 바지선 중앙부로 이동됨에 따라 바지선이 균등한 부력을 받으면서 잭업식 플로팅 크레인의 가장자리 부위에 배치된 각각의 스퍼드(spud)에 부과되는 부하가 균등해질 수 있고, 플로팅 크레인의 잭업시 스퍼드에 의해 바지선이 지지됨에 따라 해상 풍력발전기와 같은 수상구조물의 설치를 수면운동의 영향을 받지 않고 안정적으로 수행할 수 있다. 이로써 본 발명은 해상 풍력발전기의 설치를 위한 장치구성이 단순화되어 해상 풍력발전기의 설치비용이 절감되는 효과가 있다. 그리고, 본 발명은 바지선이 수면으로부터 떠 있어 수면의 운동범위보다 상측에 배치되는 한편 스퍼드에 의해 지지됨에 따라 수면 운동의 영향 없이 안정되게 크레인 작업을 수행할 수 있고, 바지선 각 모서리 부위의 스퍼드에 부과되는 부하가 분산되는 한편, 바지선 움직임에 의한 붐 움직임이 최소화될 수 있어 작업 안정성이 더욱 증대되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스퍼드가 와이어에 의해 상하방향으로 이동하는 구조임에 따라, 수면 운동, 크레인 동작, 기타 외력 등이 와이어의 장력으로 수용되어 장치의 손상이나 파손이 방지되는 효과가 있다.

이와 더불어, 본 발명은 붐의 메인 후크와 상측으로 연장된 지브 붐의 업다운(up-down) 동작만으로 고중량의 해상 풍력발전기가 해상에 간편하고 용이하게 설치될 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법을 보여주기 위한 순서도;
도 2는 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법의 기술적 사상을 보여주기 위한 도면;
도 3의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법에서 바지선이 잭업된 상태를 보여주기 위한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법을 보여주기 위한 순서도;
도 5는 본 발명에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법의 재킷 설치단계를 보여주기 위한 도면;
도 6은 본 발명에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법의 1단 타워 설치단계를 보여주기 위한 도면;
도 7은 본 발명에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법의 2단 타워 설치단계를 보여주기 위한 도면;
도 8은 본 발명에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법의 터빈 설치단계를 보여주기 위한 도면;
도 9는 본 발명에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법의 블레이드 설치단계를 보여주기 위한 도면;
도 10은 복수개의 블레이드가 설치되면서 해상 풍력발전기의 설치가 완료되는 것을 보여주기 위한 도면;
도 11의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인에서 스퍼드가 와이어 윈치에 의해 수직 이동하는 구성을 보여주기 위한 도면;
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인에서 블레이드 설치구에 의해 블레이드가 터빈 허브에 고정되는 구성을 보여주기 위한 도면;
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 붐 포인트를 보여주기 위한 도면;
도 14의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인에서 붐 포인트의 좌우 이동을 유도하는 구성을 보여주기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 14에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 바지선, 크레인, 플로팅 크레인, 잭업식 플로팅 크레인, 스퍼드(spud), 잭업(jack-up) 시스템, 해상 풍력발전기 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법은 도 1에서와 같은 잭업식 플로팅 크레인 이동단계, 바지선 잭업단계, 크레인 작동단계를 포함하여 수행된다. 여기서 잭업식 플로팅 크레인(100)은 잭업 시스템이 구비된 플로팅 크레인을 지칭한다.

잭업식 플로팅 크레인 이동단계는 잭업 시스템을 이루는 스퍼드(20)에 의해 잭업되는 바지선(10) 상부에 크레인(40)이 설치되어 이루어지는 잭업식 플로팅 크레인(100)을 구비하고, 잭업식 플로팅 크레인(100)을 수상에서 이동시켜 수상 작업이 수행되는 곳에 정위치시키는 단계이다. 여기서 잭업식 플로팅 크레인(100)에 설치되는 크레인(40)의 붐 베드(boom bed)(421)는 도 2에서와 같이 바지선(10)의 중앙부에 설치되도록 한다.

바지선 잭업단계는 도 3의 (a)와 (b)에서와 같이 스퍼드(20)를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선(10)을 수면으로부터 떠 있는 상태로 잭업하는 단계이다. 여기서 바지선(10)은 수중 바닥면에 고정된 스퍼드(20)에 의해 지지되면서 스퍼드(20)에 의해 수면으로부터 일정높이 떠 있는 상태로 잭업된다. 이를 통해 바지선(10)은 각종 수면운동의 영향을 받지 않게 되어 수면운동에 따른 바지선(10)의 움직임이 방지되게 된다. 즉, 바지선(10)이 수면의 운동범위보다 상측에 떠 있게 되고, 이와 더불어 바지선(10)이 스퍼드(20)에 의해 지지되므로, 바지선(10)은 수면 운동의 영향 없이 안정되게 정위치되면서 크레인 작업이 수행될 수 있게 된다.

크레인 작동단계는 바지선(10)에 설치되는 크레인(40)을 작동시켜 각종 수상 작업을 수행하는 단계이다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 크레인 작동단계에서 수행하는 수상 작업은 해상 풍력발전기(6)를 포함하는 수상 구조물의 설치이다.

한편, 크레인 작동단계는 크레인(40)의 붐 베드(boom bed)(421)가 도 2에서와 같이 바지선(10)의 중앙부에 설치된 상태에서 크레인(40)을 작동시키게 된다. 이를 위해 붐 베드(421)는 바지선(10)에서 이동가능하게 설치될 수 있는데, 크레인 작동단계에서 붐 베드(421)는 바지선 중앙부로 이동한 후 고정될 수 있다. 이와 달리 붐 베드(421)가 바지선(10) 중앙부에 고정설치될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 붐 베드(421)가 바지선(10) 중앙부에 배치됨에 따라 크레인(40)에 작용되는 무게중심이 바지선 중앙부로 이동하게 되고, 이와 같이 붐 베드(421)가 이동한 만큼의 부력으로 크레인(40)에 작용하는 모멘트가 상쇄되므로, 바지선(10)이 균등한 부력을 받게 되고, 바지선(10) 각 모서리 부위의 배치된 스퍼드(20)에 부과되는 부하가 분산되어 각 스퍼드(20)에 부과되는 부하가 균등해질 수 있게 된다. 이를 통해 수면 운동에 의해 유도되는 바지선(10)의 불규칙한 움직임에 따른 붐(41)의 불규칙한 움직임도 최소화될 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인의 운용방법이 적용된 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 크레인을 이용한 해상 풍력발전기의 설치방법은 재킷(1), 1단 타워(2), 2단 타워(3), 터빈(4), 블레이드(5)로 이루어진 해상 풍력발전기(6)를 설치하기 위한 방법을 제공하는 것으로서, 도 4 내지 도 11에서와 같이 재킷 설치단계, 1단 타워 설치단계, 2단 타워 설치단계, 터빈 설치단계, 블레이드 설치단계를 포함하여 수행된다.

재킷 설치단계는 먼저 스퍼드(20)에 의해 잭업되는 바지선(10) 상부에 크레인(40)이 설치되어 이루어지는 플로팅 크레인(100)을 GPS로 해상 풍력발전기(6)가 설치될 지점에 맞추어 정위치시킨다. 다음으로, 스퍼드(20)에 의한 잭업 작업 여부를 판단하게 되는데, 잭업 작업 결정시에는 스퍼드(20)를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선(10)을 수면으로부터 일정높이 떠 있는 상태로 잭업하게 된다. 여기서, 크레인(40)의 붐 베드(421)는 바지선(10)의 중앙부에 배치되도록 하는데, 붐 베드(421)가 이동식으로 설치될 경우에는 붐 베드(421)를 바지선(10)의 중앙부로 이동시키게 된다. 그리고, 도 5에서와 같이 붐 베드(421)가 바지선(10)의 중앙부에 설치된 상태의 크레인(40)의 메인 후크(411)를 이용하여 해상 풍력발전기(6)를 이루는 재킷(1)을 인양하여 설치하게 된다.

1단 타워 설치단계는 플로팅 크레인(100)을 다시 GPS로 해상 풍력발전기(6)가 설치될 지점에 맞추어 정위치시킨 후, 스퍼드(20)에 의한 잭업 작업 여부를 판단하게 되는데, 잭업 작업 결정시에는 스퍼드(20)를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선(10)을 수면으로부터 일정높이 떠 있는 상태로 잭업하게 된다. 그리고, 재키 설치단계에서와 동일하게 도 6에서와 같이 크레인(40)의 메인 후크(411)를 이용하여 해상 풍력발전기(6)를 이루는 1단 타워(2)를 설치하게 된다.

2단 타워 설치단계에서도 먼저 플로팅 크레인(100)을 다시 GPS로 해상 풍력발전기(6)가 설치될 지점에 맞추어 정위치시킨다. 그리고, 스퍼드(20)에 의한 잭업 작업 여부를 판단하게 되는데, 잭업 작업 결정시에는 스퍼드(20)를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선(10)을 수면으로부터 일정높이 떠 있는 상태로 잭업하게 된다. 다음으로 2단 타워 설치단계에서는 도 7에서와 같이 크레인(40)의 지브 붐(42)을 이용하여 해상 풍력발전기(6)를 이루는 2단 타워(3)를 설치하게 된다.

터빈 설치단계도 먼저 플로팅 크레인(100)을 다시 GPS로 해상 풍력발전기(6)가 설치될 지점에 맞추어 정위치시키는데, 터빈 설치단계에서는 스퍼드(20)를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선(10)을 수면으로부터 일정높이 떠 있는 상태로 잭업한 다음, 도 8에서와 같이 크레인(40)의 지브 붐(42)을 이용하여 해상 풍력발전기(6)를 이루는 터빈(4)을 설치하게 된다.

블레이드 설치단계에서도 먼저 플로팅 크레인(100)을 다시 GPS로 해상 풍력발전기(6)가 설치될 지점에 맞추어 정위치시키고, 스퍼드(20)를 수중 바닥면으로 하강시켜 바지선(10)을 수면으로부터 일정높이 떠 있는 상태로 잭업한 다음, 도 9에서와 같이 크레인(40)의 지브 붐(42)을 이용하여 해상 풍력발전기(6)를 이루는 블레이드(5)를 설치하게 된다. 여기서 블레이드(5)는 지브 붐(42)에 의해 파지되어 수평을 유지하면서 이동하여 터빈 허브(4')에 고정되게 된다. 여기서 블레이드(5)의 파지를 위해 블레이드 설치구(43)가 사용될 수 있다. 이와 같은 블레이드 설치단계는 도 14의 (a)와 (b)에서와 같이 붐 포인트(boom point)를 좌우로 이동시키면서 도 10에서와 같이 상기의 과정을 반복적으로 수행하여 복수개의 블레이드(5)가 터빈 허브(4')에 각각 고정될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인(100)은 수상에서 이동하는 바지선(10), 바지선(10)의 가장자리 부위 둘레를 따라 이격되게 배치되고 수직으로 세워져 상하방향으로 이동하게 되는 복수개의 스퍼드(20), 도 11의 (a) 내지 (c)에서와 같이 각 스퍼드(20)와 연결된 와이어(31)를 윈치 드럼(32)에 감고 풀면서 스퍼드(20)를 상하방향으로 이동시키는 와이어 윈치(30), 메인 후크(411)보다 상측으로 연장되는 지브 붐(42)을 가지며 업다운(up-down) 동작만을 수행하는 크레인(40)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

여기서, 와이어 윈치(30)는 도 11의 (b)에서와 같이 스퍼드(20) 상단부에 형성되는 활차(33)를 타고 와이어(31)가 윈치 드럼(32)에 감기면서 스퍼드(20)의 하강이 유도되도록 하고, 도 11의 (c)에서와 같이 스퍼드(20) 하단부에 형성{스퍼드(20)의 하단으로부터 상측으로 이격된 위치에 형성}되는 활차(33)를 타고 와이어(31)가 윈치 드럼(32)에 감기면서 스퍼드(20)의 상승이 유도되도록 한다.

그리고, 지브 붐(42)은 끝단부에 형성되어 각종 운반대상물을 고정시키게 되는 지브 붐 후크(422)를 구비한다. 특히 본 발명의 실시예에 따른 지브 붐(42)은 블레이드(5)가 원활하게 터빈 허브(4')가 고정될 수 있도록 하는 블레이드 설치구(43)를 구비할 수 있는데, 이와 같은 블레이드 설치구(43)는 도 12에서와 같이 지브 붐 후크(422)에 결합되어 상하방향으로 이동하게 되는 리프팅 블록(431), 리프팅 블록(431) 하부에 회전 및 전후진 이동이 가능하게 설치되는 이동체(432), 이동체(432) 저면에 결합되는 지지블록(433), 이동체(432) 하측에서 지지블록(433)과 결합되어 대상체를 붙잡게 되는 그리퍼(434)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 이에 따라 그리퍼(434)에 고정된 블레이드(5)는 이동체(432)의 전진 이동에 따라 터빈 허브(4')에 끼워지게 된다. 여기서 블레이드(5)를 터빈 허브(4')에 정확하게 끼우기 위한 위치조정은 리프팅 블록(431)의 상하방향 이동, 이동체(432)의 회전 및 전후진 이동을 통해서 수행된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인(100)은 해상 풍력발전기(6)에 적용될 경우 도 13과 도 14에서와 같이 붐 포인트를 좌우방향으로 이동시켜 해상 풍력발전기의 설치를 위한 블레이드 설치단계에서 복수개의 블레이드(5)가 터빈 허브(4')에 고정될 수 있도록 한다.

이를 위하여 도 14의 (a)에서와 같이 좌우측 스퍼드(20)의 높낮이를 조절함으로써 붐 포인트가 좌우방향으로 이동하도록 하거나, 도 14의 (b)에서와 같이 붐 베드(421)의 높낮이를 조절함으로써 붐 포인트가 좌우방향으로 이동하도록 하거나, 도 14의 (c)에서와 같이 좌우측 붐(41)의 길이를 조절함으로써 붐 포인트가 좌우방향으로 이동하도록 할 수 있다. 또한, 붐 베드(421) 전체를 바지선(10) 표면에서 좌우방향으로 이동함으로써 붐 포인트가 좌우방향으로 이동하도록 할 수도 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

1 : 재킷 2 : 1단 타워
3 : 2단 타워 4 : 터빈
4' : 터빈 허브 5 : 블레이드
6 : 해상 풍력발전기 10 : 바지선
20 : 스퍼드 30 : 와이어 윈치
31 : 와이어 32 : 윈치 드럼
33 : 활차 40 : 크레인
41 : 붐 411 : 메인 후크
42 : 지브 붐 421 : 붐 베드
422 : 지브 붐 후크 43 : 블레이드 설치구
431 : 리프팅 블록 432 : 이동체
433 : 지지블록 434 : 그리퍼
100 : 플로팅 크레인

Claims (7)

1. 수상에서 이동하는 바지선과;
   상기 바지선의 가장자리 부위 둘레를 따라 이격되게 배치되고, 수직으로 세워져 상하방향으로 이동하게 되는 복수개의 스퍼드와;
   상기 각 스퍼드와 연결된 와이어를 감고 풀면서 상기 스퍼드를 상하방향으로 이동시키되, 상기 스퍼드 상단부에 형성되는 활차를 타고 와이어가 윈치 드럼에 감기면서 상기 스퍼드의 하강이 유도되도록 하고, 상기 스퍼드 하단부에 형성되는 활차를 타고 와이어가 윈치 드럼에 감기면서 상기 스퍼드의 상승이 유도되도록 하는 와이어 윈치 및;
   메인 후크보다 상측으로 연장되는 지브 붐을 갖고, 업다운(up-down) 동작만을 수행하는 크레인을 포함하고,
   상기 지브 붐은 끝단부에 형성되는 지브 붐 후크와; 상기 지브 붐 후크에 결합되는 리프팅 블록과; 상기 리프팅 블록 하부에 회전 및 전후진 이동이 가능하게 설치되는 이동체와; 상기 이동체 하측으로 형성되어 대상체를 붙잡게 되는 그리퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상구조물 설치용 잭업식 플로팅 크레인.
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