KR101657224B1 - 풍력타워 설치용 해상 크레인 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해상에서 대형의 특수크레인을 사용하지 않고도 해상에 설치된 기초구조물에 풍력타워를 용이하게 설치할 수 있는 해상 크레인에 관한 것으로, 일정 길이를 갖는 붐; 상기 붐 상단부에 일정 각도로 경사각이 형성된 지지대; 평판형상으로, 풍력타워를 리프팅시켜 지지하는 리프팅 포크; 제2풀리, 제3풀리, 고정고리 및 후크가 구비된, 리프팅 포크의 지지부재를 포함하고, 바지 표면에 복수의 고정편과 윈치가 구비되어 있고, 상기 고정편에는 각각 후크가 결합되고 상기 후크에는 각각 제4풀리가 결합되며, 와이어로프는 상기 윈치와 제4풀리를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치의 작동에 의해 와이어로프의 당김과 풀림에 따라 리프팅 포크의 일측은 승하강하게 됨으로써, 리프팅 포크 타측에서 핀홈에 풍력타워의 핀러그가 안착될 때 그 외력에 대한 저항력으로 작용하게 하여 리프팅 포크 전체의 평형을 유지하도록 구성됨으로써, 육상에서 조립된 풍력타워를 해상에서 대형의 특수크레인 등을 사용하지 않고도 해상에 설치된 기초구조물에 용이하게 설치할 수 있고, 해상에서 설치되는 풍력타워의 높이를 더욱 고도화시킬 수 있으며, 해상 크레인에서 리프팅 포크의 평형을 유지시키고 리프팅 포크가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 하며, 풍력타워를 설치할 때 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하여 안정성을 제고할 수 있는 효과가 있다.

Description

풍력타워 설치용 해상 크레인 {Floating Crane for Installation Offshore Wind Tower}
본 발명은 풍력타워를 설치하기 위한 해상 크레인에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상에서 대형의 특수크레인을 사용하지 않고도 해상에 설치된 기초구조물에 풍력타워를 용이하게 설치할 수 있고, 해상 크레인에서 리프팅 포크의 평형을 유지시키고 리프팅 포크가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 하며, 풍력타워를 설치할 때 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하여 안정성을 제고할 수 있는 해상 크레인에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전은 신재생에너지로 자원이 풍부하고 끊임없이 재생되며, 광범위한 지역에 분포되어 있을 뿐만 아니라 청정하고 전력생산에 따른 온실가스의 배출이 없는 등 화석에너지의 고갈에 대비한 대체에너지원으로 각광받고 있다.
풍력발전은 자연에너지인 바람을 이용하여 발전하기 때문에 바람이 불 때에는 수요에 관계없이 반드시 전력을 생산한다는 점에서 계통운용 측면에서 분산전원으로 분류된다.
풍력발전기 시스템은 주요 구성으로 기계시스템, 전기시스템 및 풍력발전기를 제어하는 제어시스템으로 구분된다. 또한, 블레이드를 포함하는 허브시스템과, 각종 기계, 전기, 제어장치 등이 탑재된 넛셀(Nutshell), 그리고 상부의 허브시스템과 넛셀의 중량을 지상으로부터 지지하기 위한 타워시스템으로도 구분된다.
풍력발전기는 설치 장소에 따라 육상용과 해상용으로 나누어진다. 특히 해상 풍력발전은 물속이나 물 위에 풍력발전단지의 건설로 바람에 의한 전력생산이 가능하도록 하는 것으로, 해상이라는 관점은 바다뿐만 아니라 호수나 협강, 폐쇄된 해안지역 등 내륙에 속하는 지역의 풍력발전도 포함된다. 더욱이 해상의 풍력발전은 육상보다 안정적이고 양호한 풍속을 얻을 수 있고, 장애물이나 소음 및 전파장애도 적으며, 대형화된 풍력발전기의 운반 및 설치와 시공비용의 절감을 도모할 수 있고, 대규모의 전력소비지역이 대부분 연안에 위치하고 있어 송전비용 측면에서도 유리한 점이 있다.
종래에 해상에 설치되는 풍력발전기는 육상에서 제작한 후에 바지선에 선적하여 설치 해역까지 예인선으로 예인한 후에 대형의 크레인이 설치된 기중기선을 이용하여 풍력발전기를 해상에 설치된 기초구조물에 기립하여 설치하고 있다. 또한, 풍력발전기의 주요 구성요소들을 해상에서 직접 조립 및 설치하고 있다. 즉 대략 1~3단의 풍력타워의 조립과 허브 조립, 그리고 블레이드 조립 등을 동시에 또는 하나씩 조립한 후에 대형의 기중기선에 설치된 크레인을 이용하여 위로 들어 올려야 한다. 이는 크레인의 하중 능력보다 붐의 높이가 중요한 인자가 된다.
풍력발전기의 효율적인 발전을 위하여 해상에서도 풍력발전기의 높이가 점점 높아지는 추세이고 그 길이는 대략 80~130m에 이르며, 이러한 풍력발전기를 수직으로 들어 올릴 수 있는 대형 크레인이 설치된 기중기선의 보급이 어려운 실정이다. 더욱이 심도가 있는 해상에서 풍력발전기의 설치는 더욱 많은 제약조건이 따르게 된다.
종래기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0045404호(2010.05.03.공개)는 수심이 깊은 해상에 플로트식의 해상 풍력 발전 장치(10)를 안전하고 순조롭게 건설하는 건설 장치(50)를 제공한 것으로, 해상 풍력 발전 장치(10)를 크레인선(S)에 의해 건설하는 건설 장치(50)는 크레인선(S) 에 대해 상하 방향의 작업 위치에 장착되어 하단부측을 해중에 배치한 가이드 부재 (51)와, 축방향을 복수로 분할한 타워부(20)를 착탈할 수 있는 파지부를 구비하고, 가이드 부재(51)를 따라 슬라이드하는 적어도 1쌍의 아암부(60)를 구비하여 구성된 것을 개시하고 있다. 이는 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 해상 풍력 발전 장치를 해상에서 조립하면서 설치함으로써 파도나 물결에 의한 흔들림에 위해 조립성과 안전성에서 불리하고 작업시간 및 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0045404호(2010.05.03.공개): 해상 풍력 발전 장치의 건설 방법 및 건설 장치
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 육상에서 조립된 풍력타워를 해상에서 대형의 특수크레인 등을 사용하지 않고도 해상에 설치된 기초구조물에 용이하게 설치할 수 있도록 하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 해상 크레인에서 리프팅 포크의 평형을 유지시키고 리프팅 포크가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 하며, 풍력타워를 설치할 때 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하여 안정성을 제고하는 것이 다른 목적이다.
또한, 본 발명은 해상에서 설치되는 풍력타워의 높이를 더욱 고도화시킬 수 있도록 하여 풍력발전의 효율성을 극대화시키고, 육상에서 조립된 풍력타워를 해상의 설치 장소로 안정적으로 이송, 분리, 설치 및 고정 작업이 간편하여 작업시간 및 설치비용을 최소화하기 위한 것이 다른 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 하단부가 바지 표면에 힌지 결합되고 상단부에 설치된 제1풀리에 윈치 및 백트레이로부터 와이어로프가 연결된 일정 길이를 갖는 붐; 상기 붐 상단부에 일정 각도로 경사각이 형성된 지지대; 평판형상으로 일측에 복수의 고정편이 구비되어 있고 타측에 풍력타워가 삽입 지지되는 홀더가 형성되며, 홀더 표면에 풍력타워의 무게 중심부에 돌출된 핀러그가 안착되는 핀홈이 형성되고, 표면에 복수의 고정고리가 구비되어 풍력타워를 리프팅시켜 지지하는 리프팅 포크; 상기 지지대 상단 양측에 각각 고정 설치되어 윈치와 와이어로프로 연결된 한 쌍의 제2풀리가 구비되고, 상기 제2풀리를 거쳐 와이어로프가 연결되고 와이어로프의 당김과 풀림에 따라 승강되는 제3풀리가 구비되며, 상기 제3풀리에 리프팅 포크 표면에 돌출된 상기 고정고리에 결합되는 후크가 구비된, 리프팅 포크의 지지부재를 포함하고, 바지 표면에 복수의 고정편과 윈치가 구비되어 있고, 상기 고정편에는 각각 후크가 결합되고 상기 후크에는 각각 제4풀리가 결합되며, 와이어로프는 상기 윈치와 제4풀리를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치의 작동에 의해 와이어로프의 당김과 풀림에 따라 리프팅 포크의 일측은 승하강하게 됨으로써, 리프팅 포크 타측에서 핀홈에 풍력타워의 핀러그가 안착될 때 그 외력에 대한 저항력으로 작용하게 하여 리프팅 포크 전체의 평형을 유지하도록 구성되는 것을 기본 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 홀더 내측면의 폭을 핀러그 위치의 풍력타워 직경에 대응시키기 위해 상면에는 핀홈이 형성되어 있고 측면에는 홀더 내측면 홈에 끼움결합되는 돌출부가 형성된 막대 형상의 홀더 폭 조절부재가 추가로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 바지 표면에 구비된 윈치; 리프팅 포크의 저면 중앙 또는 리프팅 포크의 양측에 구비된 고정편을 추가로 포함하고, 상기 고정편에는 후크가 결합되고 상기 후크에는 제5풀리가 결합되고 수중의 씨 앵커는 또 다른 제5풀리에 결합되며, 와이어로프는 상기 윈치와 제5풀리를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치의 작동에 의해 와이어로프의 당김과 풀림에 따라 씨 앵커(sea anchor)는 승하강하게 됨으로써, 리프팅 포크가 좌우로 흔들리는 것을 방지하도록 추가로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 풍력타워의 몸체 양측에 상하 일정간격으로 구비되어 있는 복수의 고정고리; 바지 표면에 구비된 윈치를 추가로 포함하고, 풍력타워 몸체 일측 또는 양측의 고정고리 중 일부에 후크가 결합되고 상기 후크에는 제6풀리가 결합되며, 와이어로프는 상기 윈치와 제6풀리를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치의 작동에 의해 와이어로프의 당김과 풀림에 따라 와이어로프의 텐션을 유지시켜 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하도록 추가로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 홀더 내측면은 정방형이거나 원호형으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 핀러그는 원통 또는 반원통 형상이고, 핀홈은 원호형으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 리프팅 포크에는 풍력타워를 리프팅할 때 평형을 확인할 수 있도록 하는 전자식 수평계가 추가로 부착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 육상에서 조립된 풍력타워를 해상에서 대형의 특수크레인 등을 사용하지 않고도 해상에 설치된 기초구조물에 용이하게 설치할 수 있고, 해상 크레인에서 리프팅 포크의 평형을 유지시키고 리프팅 포크가 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 하며, 풍력타워를 설치할 때 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하여 안정성을 제고할 수 있고, 해상에서 설치되는 풍력타워의 높이를 더욱 고도화시킬 수 있어 풍력발전의 효율성을 극대화시킬 수 있으며, 풍력타워의 설치를 위한 작업이 안정적이고 간편하여 작업시간 및 설치비용을 절감하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시 예로서, 풍력타워 설치용 해상 크레인을 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에서 붐과 리프팅 포크 및 바지 위의 주요 부분을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에서 붐과 리프팅 포크의 주요 부분을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에서 리프팅 포크의 분리사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에서 리프팅 포크 전체의 평형을 유지하도록 하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에서 씨 앵커와 관련된 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에서 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하도록 하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인을 이용하여 해상에 풍력타워를 설치하는 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1에서, 본 발명의 해상 크레인(10, 일명 'Forklift 해상 크레인')은 바지(Barge)(11) 위에 윈치(Winch)(12)와 백트레이(Back Tray)(13)를 거쳐 붐(Boom)(20)이 와이어로프(Wire Rope)(14)로 지지 및 승강되는 구조로 이루어져 있다. 본 발명의 해상 크레인(10)은 육상에서 조립된 풍력타워(2)를 해상에 이미 설치된 기초구조물 위에 보다 용이하게 설치하기 위한 구조를 갖는다.
또한, 일정 길이를 갖는 붐(20)은 하단부가 바지(11) 표면에 힌지 결합된다. 붐(20) 상단부에는 제1풀리(15)가 고정 설치된다. 붐(20)의 제1풀리(15)는 와이어로프(14)로 윈치(12)와 백트레이(13) 및 바지(11)에 설치된 복수의 풀리 등과 연결된다. 따라서 붐(20)은 윈치(12)의 작동에 의하여 하단부의 힌지축을 중심으로 일정 각도의 기울기로 승강된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해상 크레인(10)에서 지지대(21)는 붐(20) 상단부에 일정 각도로 경사각이 형성된 것이다. 지지대(21) 내측으로 홈(22)이 형성되어 있다. 지지대(21) 상단 양측에는 각각 한 쌍의 제2풀리(23)가 고정 설치되어 있고, 제2풀리(23)는 윈치(12)와 와이어로프(24)로 연결된다. 또한, 각 와이어로프(24)에는 제3풀리(25)가 결합되어 있다. 제3풀리(25)는 와이어로프(24)의 당김과 풀림에 따라 승강된다. 제3풀리(25)에는 각각 후크(26)가 결합되어 있다. 제2풀리(23)가 결합된 지지대(21)에는 상하로 관통공이 형성되어 와이어로프(24)가 관통 연결된다. 상기 제2풀리(23), 와이어로프(24), 제3풀리(25) 및 후크(26)는 리프팅 포크(27)를 지지하는 지지부재이다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해상 크레인(10)에서 리프팅 포크(Lifting Fork)(27)는 대략 평판형상으로, 리프팅 포크(27)의 일측에는 복수의 고정편(40)이 구비되어 있고 바지(11) 표면에도 복수의 고정편(41)과 윈치(50)가 구비되어 있으며, 상기 고정편(40,41)에는 각각 후크(60)가 결합되고 상기 후크(60)에는 각각 제4풀리(70)가 결합되는데, 와이어로프(80)는 상기 윈치(50)와 제4풀리(70)를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치(50)의 작동에 의해 와이어로프(80)의 당김과 풀림에 따라 리프팅 포크(27)의 일측은 승하강하게 된다. 이는 후술하는 리프팅 포크(27) 타측에서 핀홈(28)에 풍력타워의 무게 중심부에 돌출된 핀러그(8)가 안착될 때 그 외력에 대한 저항력으로 작용하게 하여 리프팅 포크(27) 전체의 평형을 유지시켜주기 위함이다.
그리고 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 리프팅 포크(27) 타측에는 풍력타워가 삽입되어 지지되는 홀더(Holder)(29)가 형성된다. 홀더(29) 내측면은 정방형이거나 원호형으로 형성되는 것이 좋다. 홀더(29) 표면에는 풍력타워의 무게 중심부에 돌출된 핀러그(Pin Lug)(8)가 안착되는 핀홈(28)이 형성되어 있다. 여기서, 핀러그(8)가 구비된 풍력타워가 리프팅 포크(27)의 핀홈(28)에 안착됨으로써 풍력타워의 무게중심으로부터 넛셀, 허브 및 블레이드 등으로 구성된 풍력발전기의 기계장치까지는 리프팅 포크(27)의 상부에 위치하므로 풍력타워의 전체 높이를 그만큼 더 고도화시킬 수 있는 것이다. 핀러그(8)는 한 쌍으로 원기둥 또는 반원기둥 형상이고, 핀홈(28)은 핀러그(8)에 대응되도록 원호형으로 형성된다. 또한, 다양한 크기의 풍력타워를 리프팅시키기 위해 상기 홀더(29) 내측면의 폭을 핀러그(Pin Lug)(8) 위치의 풍력타워 직경에 대응시킬 필요가 있는데, 이를 위해 상면에는 핀홈(28')이 형성되어 있고 측면에는 홀더(29) 내측면 홈(22')에 끼움결합되는 돌출부(91)가 형성된 막대 형상의 홀더 폭 조절부재(90)가 고정구(미도시)로 홀더 내측면 일측 또는 양측에 고정시킬 수 있다.
핀러그(8)는 풍력타워 몸체에 형성된 통공에 고정되거나 별도의 핀러그를 풍력타워 몸체에 고정시키기 위한 부재가 결합될 수 있을 것이다. 또한, 리프팅 포크(27) 표면에는 복수의 고정고리(16)가 돌출 형성되어 있다. 고정고리(16)에는 제3풀리(25)의 후크(26)가 결합된다. 즉 리프팅 포크(27) 표면 좌측과 우측에 각각 복수 개씩 결합된다. 여기서, 상기 제3풀리(25)의 후크(26)가 결합되는 고정고리(16)는 풍력타워의 하중이나 해상 크레인의 크기에 따라 상기 복수의 고정고리(16) 중에서 선택된다.
그러므로 본 발명의 해상 크레인(10)의 붐(20)에는 윈치(12)와 연결된 와이어로프(14)의 당김과 풀림에 따라 붐의 각도를 조절하는 제1풀리(15)와, 붐(20)에는 윈치(12)와 연결된 와이어로프(24)의 당김과 풀림에 따라 리프팅 포크(27)를 승강시킬 수 있도록 하는 최소 4개씩의 제2풀리(23) 및 제3풀리(25)가 결합된다.
다시 말해, 제2풀리(23) 및 제3풀리(25)는 리프팅 포크(27) 전체를 승하강시키기 위한 것이고 제4풀리(70)는 리프팅 포크(27)의 일측만 승하강시켜 리프팅 포크(27) 전체의 평형을 유지시키기 위한 것이다.
또한, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 리프팅 포크(27)가 좌우로 흔들리는 것을 방지하기 위해 수중저항이 큰 씨 앵커(sea anchor)(61) 1개 또는 2개를 리프팅 포크(27)에 매달게 되는데, 씨 앵커(sea anchor)(61)가 1개일 때는 리프팅 포크(27)의 저면 중앙에, 씨 앵커(sea anchor)(61)가 2개일 때는 리프팅 포크(27)의 양측에 고정편(42)이 구비되어 있고 바지(11) 표면에 윈치(51)가 구비되어 있으며, 상기 고정편(42)에는 후크(62)가 결합되고 상기 후크(62)에는 제5풀리(71)가 결합되고 수중의 씨 앵커(sea anchor)(61)는 또 다른 제5풀리(71)에 결합되는데, 와이어로프(81)는 상기 윈치(51)와 제5풀리(71)를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치(51)의 작동에 의해 와이어로프(81)의 당김과 풀림에 따라 씨 앵커(sea anchor)(61)는 승하강하게 된다. 여기서, 씨 앵커(61)는 호퍼(hopper)형태가 바람직하다.
더불어, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해상 크레인(10)이 리프팅 포크(27)에 의해 풍력타워(2)를 리프팅시켜 기초구조물(1) 위에 풍력타워(2)를 설치할 때 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하기 위해, 풍력타워의 몸체 양측에는 복수의 고정고리(16')가 상하 일정간격으로 구비되어 있고 바지(11) 표면에는 윈치(52)가 1개 내지 2개 구비되어 있으며, 풍력타워 몸체 일측 또는 양측의 고정고리(16') 중 1개 내지 2개에는 후크(63)가 결합되고 상기 후크(63)에는 제6풀리(72)가 결합되는데, 와이어로프(82)는 상기 윈치(52)와 제6풀리(72)를 거치면서 결합되어 있어 풍력타워의 높낮이에 대응하여 상기 윈치(52)의 작동에 의해 와이어로프(82)의 당김과 풀림에 따라 와이어로프(82)의 텐션을 유지시켜 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 리프팅 포크(27)에는 전자식 수평계가 부착되어 있어서 풍력타워(2)를 리프팅할 때 평형을 확인할 수 있도록 함이 바람직하다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 풍력타워 설치용 해상 크레인을 이용하여 풍력타워를 설치하는 방법에 관하여 도 8을 참조하여 설명한다.
육상에서 풍력타워의 주요 구성인 복수 단의 타워(Tower), 넛셀(Nutshell), 허브(Hub) 및 블레이드(Blade)를 일체 조립한다(S10). 조립이 완료된 풍력타워를 육상에 설치된 대형 크레인으로 끌어 올려 기립시킨다(S20).
상기 육상 크레인으로 조립이 완료된 풍력타워를 운송용 바지선(30) 위에 올려놓고 복수의 고정용 와이어(31) 등을 이용하여 고정시켜 선적한다(S30). 이때, 운송용 바지선(30) 표면에 플랜지부가 설치되어 있어 풍력타워의 저부에 형성된 플랜지를 고정부재 등으로 결합하는 것이 좋다. 그리고 조립이 완료된 풍력타워가 고정 선적된 운송용 바지선(30)을 예인선으로 예인하여 조립이 완료된 풍력타워를 설치할 위치에 있는 본 발명의 해상 크레인(10)까지 이동시킨다(S40).
이는 도 8a에서, 운송용 바지선(30)을 본 발명의 해상 크레인(10)과 근접하는 위치까지 이동시키는 것이다.
본 발명의 해상 크레인(10)은 운송용 바지선(30)에 고정된 풍력타워를 분리시킨다(S50). 즉 운송용 바지선(30)에서 조립된 풍력타워를 리프팅하는 세부적인 흐름은 다음과 같다.
본 발명의 해상 크레인(10)을 운송용 바지선(30)에 선적된 풍력타워 쪽으로 이동시킨 후에 윈치(12)의 작동으로 해상 크레인(10)의 붐(20)을 상승 또는 하강시킨다(S51). 이때, 붐(20) 상부의 리프팅 포크(27)를 조립이 완료된 풍력타워의 무게 중심부에 결합된 핀러그(8) 아래로 위치시킨 후(S52), 조립이 완료된 풍력타워 몸체가 리프팅 포크(27)의 홀더(29)에 삽입되도록 하고, 풍력타워 몸체의 고정고리(16')에 후크(63)를 결합시켜 윈치(52)의 작동에 의해 와이어로프(82)의 당김과 풀림에 따라 와이어로프(82)의 텐션을 유지시켜 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지할 수 있도록 한다(S53). 이 때 사전에 인지된 풍력타워의 직경에 홀더(29) 내측면의 폭을 대응시키기 위해 홀더 폭 조절부재(90)가 홀더 내측면 일측 또는 양측에 미리 고정되어 있고, 리프팅 포크(27)가 좌우로 흔들리는 것을 방지하기 위해 씨 앵커(sea anchor)(61) 1개 또는 2개가 리프팅 포크(27)에 미리 매달려 있을 수 있다.
그리고 리프팅 포크(27)를 일정 높이로 상승시켜 조립이 완료된 풍력타워의 핀러그(8)가 홀더(29)의 핀홈(28)에 위치되도록 한 상태가 되도록 하고(S54), 운송용 바지선(30)에 고정된 플랜지 및 고정와이어(31)를 각각 분리시킨다(S55). 또한, 붐(20)을 일정 높이로 상승시켜 조립이 완료된 풍력타워가 운송용 바지선(30)으로부터 완전히 분리되도록 함과 동시에, 윈치(50)의 작동에 의해 와이어로프(80)의 당김과 풀림에 따라 리프팅 포크(27)의 일측을 승하강하게 하면서 리프팅 포크(27) 타측에서 핀홈(28)에 풍력타워의 핀러그(8)가 안착될 때 그 외력에 대한 저항력으로 작용하게 하여 리프팅 포크(27) 전체의 평형을 유지시켜주게 하고(S56), 운송용 바지선(30)이 후퇴되도록 한다(S57).
이는 도 8b에서, 본 발명의 해상 크레인(10)의 붐(20)과 리프팅 포크(27)에 의해 조립이 완료된 풍력타워를 리프팅시켜 지지하는 상태가 된다.
한편, 본 발명의 해상 크레인(10)으로 해상에 이미 설치된 기초구조물(1) 위에 조립이 완료된 풍력타워를 위치시켜 고정시킨다(S60). 즉 해상 크레인(10)이 리프팅시킨 풍력타워를 기초구조물에 위치시키는 세부적인 흐름은 다음과 같다.
조립이 완료된 풍력타워를 리프팅시켜 지지하고 있는 본 발명의 해상 크레인(10)을 이동시켜 이미 설치된 기초구조물, 즉 도 8c에서, 본 발명의 해상 크레인(10)이 조립이 완료된 풍력타워를 설치할 위치에는 기초구조물이 설치되어 있어야 하고, 이 기초구조물(1) 위에 본 발명의 해상 크레인(10)의 붐(20)이 위치되도록 한다(S61). 이때, 윈치(12,50)를 작동시켜 와이어로프(14,24,80)을 풀거나 당겨 붐(20)의 높이와 리프팅 포크(27)의 높이와 평형이 미세하게 조절되도록 해야 할 것이다.
본 발명의 해상 크레인(10)으로 기초구조물(1) 상단면에 구비된 플랜지 위에 조립이 완료된 풍력타워의 플랜지(4)를 일치시킨 후에 기초구조물(1)에 풍력타워를 고정부재 등으로 결합하여 고정시킨다(S62). 이 때, 핀홈(28)에 풍력타워의 핀러그(8)가 안착될 때의 외력이 없어지게 되므로 윈치(50)의 작동에 의해 와이어로프(80)의 당김 또는 풀림에 의해 와이어로프(80)를 느슨하게 하고 풍력타워 몸체의 고정고리(16')에서 후크(63)를 분리시킨다.
조립이 완료된 풍력타워가 기초구조물(1) 위에 고정되면 해상 크레인(10)의 붐(20)을 하강시키고(S63), 해상 크레인(10)의 붐(20)을 후퇴시킨다(S64). 이로서 풍력타워의 육상 조립, 해상 이송 및 설치가 완료된다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1: 기초구조물 2: 풍력타워 3: 타워 4: 플랜지 5: 넛셀 6: 허브 7: 블레이드 8: 핀러그 10: 해상 크레인 11: 바지 12,50,51,52: 윈치 13: 백트레이 14,24,80,81,82: 와이어로프 15,23,25,70,71,72: 풀리 16,16': 고정고리 20: 붐 21: 지지대 22,22': 홈 26,60,62,63: 후크 27: 리프팅 포크 28,28': 핀홈 29: 홀더 30: 운송용 바지선 31: 고정용 와이어 40,41,42: 고정편 61: 씨 앵커 90: 홀더 폭 조절부재 91: 돌출부

Claims (7)

  1. 하단부가 바지(11) 표면에 힌지 결합되고 상단부에 설치된 제1풀리(15)에 윈치(12) 및 백트레이(13)로부터 와이어로프(14)가 연결된 일정 길이를 갖는 붐(20);
    상기 붐(20) 상단부에 일정 각도로 경사각이 형성된 지지대(21);
    평판형상으로 일측에 복수의 고정편(40)이 구비되어 있고 타측에 풍력타워가 삽입 지지되는 홀더(29)가 형성되며, 홀더(29) 표면에 풍력타워의 무게 중심부에 돌출된 핀러그(8)가 안착되는 핀홈(28)이 형성되고, 표면에 복수의 고정고리(16)가 구비되어 풍력타워를 리프팅시켜 지지하는 리프팅 포크(27);
    상기 지지대(21) 상단 양측에 각각 고정 설치되어 윈치(12)와 와이어로프(24)로 연결된 한 쌍의 제2풀리(23)가 구비되고, 상기 제2풀리(23)를 거쳐 와이어로프(24)가 연결되고 와이어로프(24)의 당김과 풀림에 따라 승강되는 제3풀리(25)가 구비되며, 상기 제3풀리(25)에 리프팅 포크(27) 표면에 돌출된 상기 고정고리(16)에 결합되는 후크(26)가 구비된, 리프팅 포크의 지지부재를 포함하고,
    바지(11) 표면에 복수의 고정편(41)과 윈치(50)가 구비되어 있고, 상기 고정편(40,41)에는 각각 후크(60)가 결합되고 상기 후크(60)에는 각각 제4풀리(70)가 결합되며, 와이어로프(80)는 상기 윈치(50)와 제4풀리(70)를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치(50)의 작동에 의해 와이어로프(80)의 당김과 풀림에 따라 리프팅 포크(27)의 일측은 승하강하게 됨으로써, 리프팅 포크(27) 타측에서 핀홈(28)에 풍력타워의 핀러그(8)가 안착될 때 그 외력에 대한 저항력으로 작용하게 하여 리프팅 포크(27) 전체의 평형을 유지하도록 구성되고,
    풍력타워의 몸체 양측에 상하 일정간격으로 구비되어 있는 복수의 고정고리(16'); 바지(11) 표면에 구비된 윈치(52)를 추가로 포함하고,
    풍력타워 몸체 일측 또는 양측의 고정고리(16') 중 일부에 후크(63)가 결합되고 상기 후크(63)에는 제6풀리(72)가 결합되며, 와이어로프(82)는 상기 윈치(52)와 제6풀리(72)를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치(52)의 작동에 의해 와이어로프(82)의 당김과 풀림에 따라 와이어로프(82)의 텐션을 유지시켜 풍력타워가 좌우로 흔들리거나 회전하는 것을 방지하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력타워 설치용 해상 크레인.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더(29) 내측면의 폭을 핀러그(8) 위치의 풍력타워 직경에 대응시키기 위해 상면에는 핀홈(28')이 형성되어 있고 측면에는 홀더(29) 내측면 홈(22')에 끼움결합되는 돌출부(91)가 형성된 막대 형상의 홀더 폭 조절부재(90)가 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력타워 설치용 해상 크레인.
  3. 제 1 항에 있어서,
    바지(11) 표면에 구비된 윈치(51);
    리프팅 포크(27)의 저면 중앙 또는 리프팅 포크(27)의 양측에 구비된 고정편(42)을 추가로 포함하고,
    상기 고정편(42)에는 후크(62)가 결합되고 상기 후크(62)에는 제5풀리(71)가 결합되고 수중의 씨 앵커(61)는 또 다른 제5풀리(71)에 결합되며, 와이어로프(81)는 상기 윈치(51)와 제5풀리(71)를 거치면서 결합되어 있어 상기 윈치(51)의 작동에 의해 와이어로프(81)의 당김과 풀림에 따라 씨 앵커(sea anchor)(61)는 승하강하게 됨으로써, 리프팅 포크(27)가 좌우로 흔들리는 것을 방지하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력타워 설치용 해상 크레인.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더(29) 내측면은 정방형이거나 원호형으로 형성된 풍력타워 설치용 해상 크레인.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀러그(8)는 원통 또는 반원통 형상이고, 핀홈(28)은 원호형으로 형성된 풍력타워 설치용 해상 크레인.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프팅 포크(27)에는 풍력타워(2)를 리프팅할 때 평형을 확인할 수 있도록 하는 전자식 수평계가 추가로 부착되어 있는 풍력타워 설치용 해상 크레인.
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