KR101422238B1 - 부유식 구조물 - Google Patents

Abstract

부유식 구조물이 개시된다.
본 발명에 따른 부유식 구조물은 구동부본체를 상하방향으로 이동시키고, 랙 기어를 포함하는 레그; 상기 레그와 이웃하여 위치하는 이물질 제거장치를 포함하되, 상기 이물질 제거장치는, 상기 랙 기어와 간격을 유지하면서 맞물려 있도록 배치되어 있는 제거부; 상기 제거부에 회전력을 전달하는 동력전달부; 및 상기 동력전달부에 결합되고, 상기 레그의 승하강 속도에 대응하게 상기 제거부를 회전시키는 구동부를 포함한다.

Description

부유식 구조물{FLOATING STRUCTURE}

본 발명은 부유식 구조물의 레그의 랙 기어에 서식하는 해양생물, 이물질 등을 제거하는 부유식 구조물에 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 필요하다는 문제가 있다.

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(Jack-up 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.

그러나, 위와 같은 종래기술은 다음과 같은 문제가 있다.

부유식 구조물은 본체가 해수면으로부터 이격된 상태에서 달성하고자 하는 작업을 일정 시간 동안 수행한다. 부유식 구조물이 본체가 해수면으로부터 이격된 상태로 작업하는 동안, 레그의 일부는 일정 시간 동안 수중에 잠겨 있는 상태가 되며, 그 동안 레그에는 따개비, 조개 등과 같은 해양생물인 이물질이 부착된다.

레그에 부착된 이물질은 레그를 들어올릴 때, 레그의 하중 증가 요인으로 작용하여, 레그의 작동 시스템에 부하를 가하게 될 뿐만 아니라, 레그의 부식을 유발할 수도 있다.

또한, 레그의 이동을 담당하는 구동계(예: 랙 기어)에 이물질이 부착될 경우, 오작동의 원인이 될 수도 있다.

특허문헌은 선체의 외표면에 서식하는 해양생물을 처리하는 방안만을 제공할 뿐, 부유식 구조물의 레그의 작동 시스템에 적용할 수 있는 구성이 부재되어 있고, 레그를 들어올릴 때 레그의 부식을 유발할 수 있는 해양생물, 레그의 랙 기어 등에 끼여 있는 모래, 해양 쓰레기 등과 같은 이물질을 제거할 수 있는 수단이 부재되어 있다.

한국공개특허공보 10-2011-0023607

본 실시예는 랙 기어의 치열에 대응하게 형성된 헬리컬 기어 형상의 제거부를 레그의 승하강 속도에 맞춰 회전시킴에 따라, 부유식 구조물의 레그의 랙 기어에 부착된 해양생물, 모래, 해양쓰레기 등과 같은 각종 이물질을 깨끗이 제거할 수 있는 부유식 구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본체를 상하방향으로 이동시키고, 랙 기어를 포함하는 레그; 상기 레그와 이웃하여 위치하는 이물질 제거장치를 포함하되, 상기 이물질 제거장치는, 상기 랙 기어와 간격을 유지하면서 맞물려 있도록 배치되어 있는 제거부; 상기 제거부에 회전력을 전달하는 동력전달부; 및 상기 동력전달부에 결합되고, 상기 레그의 승하강 속도에 대응하게 상기 제거부를 회전시키는 구동부를 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.

또한, 상기 제거부는, 상기 랙 기어의 치열에 대응하여 치합되는 기어 형상의 몸체; 상기 몸체의 표면에 장착된 브러쉬; 및 상기 몸체의 회전중심에 결합된 회전샤프트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 동력전달부는, 상기 몸체의 회전샤프트의 일측에 결합된 수직베어링블록; 상기 몸체의 회전샤프트의 타측에 결합된 피동베벨기어; 상기 피동베벨기어에 치합되는 구동베벨기어와 상기 구동베벨기어의 반대쪽에 위치하는 웜휠을 포함하는 동력전달샤프트; 및 상기 웜휠에 웜기어 구조로 결합된 웜샤프트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 동력전달부에 전달할 회전력을 발생시키는 모터; 및 상기 모터의 회전력이 상기 축커플러에 전달되도록, 상기 축커플러의 출력축과 상기 모터 사이에 결합된 기어박스를 포함할 수 있다.

또하, 상기 레그의 승하강 속도를 측정하는 엔코더; 상기 엔코더에서 측정한 상기 승하강 속도에 대응하여 상기 제거부가 상기 랙 기어의 이물질을 제거하도록 상기 구동부의 작동 속도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.구동부구동부구동부

본 발명의 실시예는 헬리컬 기어 형상의 제거부를 구동부 및 동력전달부로 회전시킬 수 있게 구성한 이물질 제거장치를 제공하되, 이물질 제거장치의 제거부가 부유식 구조물의 레그의 랙 기어와 간격을 유지하면서 맞물려 있도록 쌍으로 배치되어 있고, 브러쉬가 제거부에 장착되어 있으므로, 제거부를 레그의 승하강 속도에 대응하여 회전시킴에 따라, 헬리컬 기어 형상의 제거부에 결합된 브러쉬가 랙 기어의 치열에 부착된 각종 이물질을 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 제거부의 브러쉬가 와이어 브러쉬 또는 딱딱한 금속형태의 솔 등으로 구성되어 랙 기어의 치열에 부착된 이물질을 직접적으로 긁어 제거함에 따라 제거 효율이 뛰어난 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 제거부의 회전축이 랙 기어의 길이 방향에 평행하게 배치될 수 있으므로, 레그의 하부가이드의 아래쪽 또는 위쪽의 레그웰 내측벽 또는 메인데크의 아래쪽 레그웰 내측벽 또는 메인데크의 위쪽 레그 지지부의 내측벽 또는 잭케이스의 아래쪽 또는 위쪽의 레그 지지부의 내측벽에 배치될 수 있어서, 여러 지점에서 레그의 랙 기어의 치열의 이물질을 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 부유식 구조물의 잭업 상태를 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 레그웰의 단면도.
도 4는 이물질 제거장치의 결합관계 및 작용을 설명하기 위한 장치 구성도.

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 일 실시예에 따른 부유식 구조물을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 부유식 구조물의 잭업 상태를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 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.

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.

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.

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.

또한, 본체(10)에는 이동 및 위치 제어를 위한 추진장치(미도시)가 제공될 수 있다.

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.

레그(20)는 본체(10)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되며, 본체(10)에는 레그(20)가 통과하는 레그웰(50)(Leg Well)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.

레그 지지부(30)는 레그(20)가 통과할 수 있도록 레그웰(50)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 구동장치인 잭케이스(35)가 배치될 수 있다. 잭케이스(35)는 레그(20)를 승하강시키거나, 레그(20)와의 상대 운동에 의해 본체(10)를 승하강시키는 구동장치로서 이해될 수 있다. 잭케이스(35)에는 피니언 기어 및 모터가 설치되고, 레그(20)에는 랙 기어가 형성되어, 피니언 기어와 랙 기어의 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.

한편, 본체(10)에는 블레이드와 나셀, 타워 등의 피적재물(2)을 운반하여 해상 풍력 발전기를 설치할 수 있는 크레인(40)이 제공될 수 있다.

위와 같은 구성을 갖는 부유식 구조물(1)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jack-up Mode)로 운용될 수 있다.

부유식 구조물(1)은 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한다. 일반 항해 모드에서, 부유식 구조물(1)은 레그(20)에 의한 저항을 줄이고자 레그(20)를 상측 방향으로 이동시킨 상태로 이동할 수 있다.

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 해저(B)에 닿을 때까지 지속될 수 있다.

이후, 부유식 구조물(1)은 잭업 모드로 전환하여 레그(20)를 해저(B)에 박는다. 이 과정에서, 레그(20)는 중력 및 레그 지지부(30)의 구동장치에 의해 본체(10)의 하방으로 이동될 수 있다.

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.

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.

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.

상기와 같은 부유식 구조물(1)의 잭업 상태로의 전환 방법은 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 레그웰(50) 또는 레그 지지부(30)의 주변으로 레그(20)에 부착되거나 존재하는 이물질을 제거하도록, 이물질 제거장치(100)가 설치될 수 있다.

예컨대, 이물질 제거장치(100)의 설치 위치는, 각각의 레그(20) 마다 설치될 수 있되, 레그(20)의 하부가이드(52)의 아래쪽 또는 위쪽의 레그웰 내측벽(200, 210) 또는 본체(10)의 메인데크(11)의 아래쪽 레그웰 내측벽(220) 또는 메인데크(11)의 위쪽 레그 지지부(30)의 내측벽(230) 또는 잭케이스(35)의 아래쪽 또는 위쪽의 레그 지지부(30)의 내측벽(240, 250)에 설치될 수 있다.

여기서, 레그(20)는 삼각 트러스 구조로 형성될 경우, 기둥의 역할을 하는 코드(22)와, 코드(22)에 결합되고 코드(22)의 양측으로 쌍을 이루면서 돌출되고 코드(22)의 길이 방향을 따라 연장된 랙 기어(21)를 포함할 수 있다.

이물질 제거장치(100)는 랙 기어(21)에 치합될 피니언 기어와 맞닿는 치면(21a)의 이물질을 제거할 수 있도록, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 레그웰의 단면도이고, 도 4는 이물질 제거장치의 결합관계 및 작용을 설명하기 위한 장치 구성도이다.

도 3을 참조하면, 레그(20)는 삼각 트러스 구조일 겨우, 3개의 코드(22)와, 각 코드(22)를 서로 연결하는 브레이스(23)(brace)를 포함할 수 있다.

랙 기어(21)는 코드(22)의 양측으로 쌍을 이루면서 돌출되고 코드(22)의 길이 방향을 따라 연장되어 있으므로, 이러한 랙 기어(21)의 이물질을 제거하기 위해, 이물질 제거장치(100)는 레그(20)의 코드(22)의 개수에 대응하게 레그웰(50) 주변에 배치될 수 있다.

즉, 레그(20)가 삼각 트러스 구조일 경우, 이물질 제거장치(100)는 레그(20)당 3개로 제작되어 코드(22)의 배치 위치에 대응하게 레그웰(50) 주변 또는 도 2를 통해 앞서 언급한 이물질 제거장치(100)의 설치 위치에 각각 설치될 수 있다.

도 3 및 도 4의 이물질 제거장치(100)는 레그(20)의 랙 기어(21)에 서식하는 해양생물, 이물질 등을 헬리컬 기어 방식으로 제거하는 장치 구성으로서, 해수 또는 물에 부유할 수 있는 본체(10); 그 본체(10)를 상하 방향으로 관통하는 레그(20); 및 레그(20)와 본체(10)를 상하 방향으로 상대 운동시키며 레그(20)를 지지하는 레그 지지부(30)를 포함한 부유식 구조물(1)에 결합되어 있을 수 있다.

예컨대, 이물질 제거장치(100)는 레그(20)의 랙 기어(21)와 간격을 유지하면서 맞물려 있도록 배치되어 있는 하나 이상의 제거부(110a, 110b)와, 제거부(110a, 110b)에 회전력을 전달하는 동력전달부(120), 및 동력전달부(120)에 결합되고, 레그(20)의 승하강 속도에 대응하게 제거부(110a, 110b)를 회전시키는 구동부(130)를 포함할 수 있다.

도 4를 통해 더욱 구체적 이물질 제거장치(100)의 형상, 결합관계 및 작용관계가 설명될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제거부(110a, 110b)는 몸체(101), 브러쉬(102), 회전샤프트(103)를 포함할 수 있다.

몸체(101)는 랙 기어(21)의 치열에 대응하여 치합될 수 있도록 헬리컬 기어 형상 또는 주름형 물통 형상, 주름을 갖는 원통 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.

또한, 몸체(101)는 일체형의 구조 또는 여러 조각으로 분해 또는 조립이 가능하게 제작되어 있을 수 있다.

이때, 몸체(101)의 헬리컬 기어 치수는 구동부(130) 및 동력전달부(120)에 의해 제거부(110a, 110b)의 몸체(101)가 회전하는 것과, 레그의 랙 기어(21)가 승하강하는 것이 동기화되어서, 랙 기어(21)의 치간 사이 공간을 몸체(101)의 헬리컬 기어 치가 회전하면서 연속적으로 통과할 수 있게 형성될 수 있다.

즉, 몸체(101)의 헬리컬 기어 치와 랙 기어(21)의 치는 브러쉬(102)를 제외하고 상호 간섭이 발생되지 않을 수 있다.

브러쉬(102)는 볼트 결합에 의한 탈착식 형태로 몸체(101)에 결합되거나, 돌기와 홈을 이용한 슬라이딩 체결 방식으로 몸체(101)에 결합될 수 있다.

또한, 한 쌍의 몸체(101)에 형성된 헬리컬 기어의 나사선 방향 또는 몸체(101)의 회전 방향은 랙 기어(21)의 승하강시 간섭되지 않는 것을 기준으로 정해질 수 있고, 도 4에 도시된 형상으로 한정되지 않을 수 있다.

다만, 몸체(101)의 사이즈 및 헬리컬 기어 치수 등은 랙 기어(21)의 사이즈 및 기어 치수에 대응하게 정해질 수 있으므로, 도 3 또는 도 4에 도시된 형상과 사이즈로 한정되지 않을 수 있다.

브러쉬(102)는 몸체(101)의 표면에 장착된 것으로서, 취부 가능하게 결합될 수 있다.

브러쉬(102)는 몸체(101)의 헬리컬 기어 치면에 결합될 수 있고, 랙 기어(21)의 치면(21a)의 이물질을 긁어서 제거하는 역할을 담당할 수 있다.

예컨대, 브러쉬(102)는 와이어 브러쉬 소재, 또는 딱딱한 금속형태의 솔 등으로 구성될 수 있다.

회전샤프트(103)는 몸체(101)의 회전중심에 결합되어 있을 수 있다.

이와 같은 제거부(110a, 110b)는 레그의 코드(22)를 기준으로 코드(22)의 양측에서 쌍을 이루면서 돌출되고 코드(22)의 길이 방향을 따라 연장된 랙 기어(21)에 접촉할 수 있도록, 랙 기어(21)의 양측에서 랙 기어(21)의 길이 방향에 평행하게 쌍을 이루어 배치될 수 있다.

즉, 제거부(110a, 110b)의 회전샤프트(103)의 길이 방향은 랙 기어(21)의 길이 방향과 평행할 수 있다.

동력전달부(120)는 제거부(110a, 110b)의 몸체(101)의 회전샤프트(103)의 일측 단부에 결합된 수직베어링블록(121)을 포함할 수 있다.

수직베어링블록(121)은 몸체(101)의 회전샤프트(103)을 회전 가능하게 지지하는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 동력전달부(120)는 수직베어링블록(121)과 본체(10)의 이물질 제거장치의 설치 위치 사이에 결합된 지지대(122)와, 몸체(101)의 회전샤프트(103)의 타측에 결합된 피동베벨기어(123)를 포함할 수 있다.

또한, 동력전달부(120)는 피동베벨기어(123)에 결합되는 구동베벨기어(124)를 단부에 갖고, 구동베벨기어(124)의 반대쪽 단부에 웜휠(126)이 결합된 동력전달샤프트(125)와, 상기 웜휠(126)에 웜기어 구조로 결합된 웜샤프트(127)를 포함할 수 있다.

여기서, 동력전달샤프트(125)도 미 도시되어 있지만, 동력전달샤프트(125)를 회전 가능하게 지지하고, 또는 본체(10) 또는 레그웰 내측벽 등과 같은 구조재 등에 지지되는 베어링블록을 더 구비할 수 있다.

또한, 동력전달부(120)는 웜샤프트(127)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 수평베어링블록(128)과, 웜샤프트(127)의 단부에 결합된 축커플러(129)를 포함할 수 있다.

동력전달부(120)는 기어 및 샤프트 연결 방식으로 구성되었으나, 통상적으로 동력 전달에 사용되는 풀리 및 벨트 방식 등과 같이 구성될 수 있으므로, 이에 한정되지 않을 수 있다.

구동부(130)는 본체(10)의 이물질 제거장치의 설치 위치 또는 그 주위에 설치되는 모터브래킷(131)과, 모터브래킷(131)에 지지되어 동력전달부(120)에 전달할 회전력을 발생시키는 모터(132)와, 그 모터(132)의 회전력이 축커플러(129)에 전달되도록, 축커플러(129)의 출력축(129a)과 모터(132) 사이에 결합된 기어박스(133)를 포함할 수 있다.

기어박스(133)는 이물질 제거에 필요한 크기의 출력으로 모터(132)의 회전력을 조절하면서, 모터(132)의 고속의 회전 속도를 동력전달부(120)에 필요한 적정 속도로 감속시킬 수 있는 역할을 담당할 수 있다.

아울러, 이물질 제거장치(100)는 레그의 승하강 속도를 측정하는 엔코더(140)를 포함할 수 있다.

예컨대, 엔코더(140)는 레그의 코드(22)의 외표면에 접촉하여 레그의 승하강 속도를 감지하는 로터리 방식의 속도 감지 센서일 수 있다.

또한, 엔코더(140)는 설치대(142)에 거치되어 있을 수 있다. 설치대(142)는 지지대(122) 또는 본체(10)의 프레임에 지지될 수 있다.

또한, 이물질 제거장치(100)는 엔코더(140)에서 측정한 레그(20)의 승하강 속도에 대응하여 제거부(110a, 110b)가 랙 기어(21)의 이물질을 제거하도록 구동부(120)의 작동 속도를 제어하는 제어부(141)를 포함할 수 있다.

여기서, 제거부(110a, 110b)의 헬리컬 기어 형상의 몸체(101)에 결합된 브러쉬(102)는 랙 기어(21)의 치면(21a)의 이물질을 긁어서 제거하게 되는데, 제어부(141)가 구동부(120)의 작동 속도를 제어하여서, 제거부(110a, 110b)의 회전 속도와 레그(20)의 승하강 속도를 동기화시킬 수 있다.

여기서, 제어부(141)는 엔코더(140)에 접속되어 승하강 속도 측정값을 입력받을 수 있고, 제어부(141)의 출력단과 구동부(120)의 모터(132)의 입력단 사이를 전기적으로 연결하여, 제어부(141)의 출력 신호에 의해 모터(132)의 작동 속도를 제어할 수 있게 모터제어기, 모터구동기, 속도제어회로 등을 포함하여 전자 회로적으로 구성될 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용에 대하여 설명하고자 한다.

부유식 구조물(1)은 목적 위치에서 레그(20)를 하강 또는 상승시킬 수 있다.

이런 레그(20)의 하강 또는 상승과 동시에 제어부(141)는 구동부(130)를 제어하여, 동력전달부(120)를 통해 레그(20)의 승하강과 동기화된 속도로 제거부(110a, 110b)를 회전시키게 된다.

회전하는 제거부(110a, 110b)에 마련된 몸체(101)의 브러쉬(102)는 헬리컬 기어의 회전과 유사하게 랙 기어(21)의 치간 사이 공간을 회전하면서, 랙 기어(21)의 치면(21a)의 이물질을 긁어서 제거하게 된다.

이렇게 이물질이 제거된 랙 기어(21)는 이후 도 2에 도시된 레그 지지부(30)의 잭케이스(35)의 피니언 기어와 기밀한 접촉이 가능하게 됨에 따라, 랙 기어(21)와 피니언 기어간 결합 상태를 양호하게 하여, 신뢰성 있는 잭업 모드(Jack-up Mode)의 작동 성능을 부유식 구조물에게 제공할 수 있게 된다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 부유식 구조물의 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.

100 : 이물질 제거장치 110a, 110b : 제거부
120 : 동력전달부 130 : 구동부
140 : 엔코더 141 제어부

Claims (5)

1. 본체(10)를 상하방향으로 이동시키고, 랙 기어(21)를 포함하는 레그(20);
   상기 레그(20)와 이웃하여 위치하는 이물질 제거장치(100)를 포함하되,
   상기 이물질 제거장치(100)는,
   상기 랙 기어(21)와 간격을 유지하면서 상기 랙 기어(21)의 치열과 대응되어 상기 랙 기어(21)와 맞물려 있도록 배치되어 있는 제거부(110);
   상기 제거부(110)에 회전력을 전달하는 동력전달부(120); 및
   상기 동력전달부(120)에 결합되고, 상기 레그(20)의 승하강 속도에 대응하게 상기 제거부(110)를 회전시키는 구동부(130)를 포함하고,
   상기 제거부(110)는,
   상기 랙 기어(21)의 치열에 대응하여 치합되는 기어 형상의 몸체(101);
   상기 몸체(101)의 표면에 장착되고, 상기 랙 기어(21)에 치합될 피니언 기어와 맞닿는 치면의 이물질을 제거하는 브러쉬(102); 및
   상기 몸체(101)의 회전중심에 결합된 회전샤프트(103)를 포함하는
   부유식 구조물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체(101)는,
   상기 랙 기어(21)의 치열에 대응하여 치합될 수 있도록 헬리컬 기어 형상, 주름형 물통 형상 또는 주름을 갖는 원통 형상 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있으며, 상기 치면의 이물질을 연속적으로 제거하는
   부유식 구조물.
3. 본체(10)를 상하방향으로 이동시키고, 랙 기어(21)를 포함하는 레그(20);
   상기 레그(20)와 이웃하여 위치하는 이물질 제거장치(100)를 포함하되,
   상기 이물질 제거장치(100)는,
   상기 랙 기어(21)와 간격을 유지하면서 맞물려 있도록 배치되어 있는 제거부(110);
   상기 제거부(110)에 회전력을 전달하는 동력전달부(120); 및
   상기 동력전달부(120)에 결합되고, 상기 레그(20)의 승하강 속도에 대응하게 상기 제거부(110)를 회전시키는 구동부(130)를 포함하고,
   상기 제거부(110)는,
   상기 랙 기어(21)의 치열에 대응하여 치합되는 기어 형상의 몸체(101);
   상기 몸체(101)의 표면에 장착된 브러쉬(102); 및
   상기 몸체(101)의 회전중심에 결합된 회전샤프트(103)를 포함하고,
   상기 동력전달부(120)는,
   상기 몸체(101)의 회전샤프트(103)의 일측에 결합된 수직베어링블록(121);
   상기 몸체(101)의 회전샤프트(103)의 타측에 결합된 피동베벨기어(123);
   상기 피동베벨기어(123)에 치합되는 구동베벨기어(124)와 상기 구동베벨기어(124)의 반대쪽에 위치하는 웜휠(126)을 포함하는 동력전달샤프트(125); 및
   상기 웜휠(126)에 웜기어 구조로 결합된 웜샤프트(127)를 포함하는
   부유식 구조물.
4. 제 1항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 구동부(130)는,
   상기 동력전달부(120)에 전달할 회전력을 발생시키는 모터(132); 및
   상기 모터(132)의 회전력이 상기 웜 샤프트(127)에 연결된 축커플러(129)에 전달되도록, 상기 축커플러(129)의 출력축(129a)과 상기 모터(132) 사이에 결합된 기어박스(133)를 포함하는 부유식 구조물.
5. 제 1항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 레그(20)의 승하강 속도를 측정하는 엔코더(140);
   상기 엔코더(140)에서 측정한 상기 승하강 속도에 대응하여 상기 제거부(110)가 상기 랙 기어(21)의 이물질을 제거하도록 상기 구동부(130)의 작동 속도를 제어하는 제어부(141)를 더 포함하는 부유식 구조물.

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