KR101694124B1 - 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 하부에 석션기초를 구비하여 해저면으로 석션기초가 침투하는 중에 석션기초의 내부공간에 수용되는 지중물을 외부로 석션기초의 외부로 흡입 배출하여 석션기초가 지중에 매몰되도록 하여 해상풍력 일체형 터빈을 빠르고 경제적으로 설치하도록;
부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체와; 상기 부력본체에 시설되며 기초구조물의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단과; 상기 승강수단을 상기 부력본체에 지지하도록 된 지지브라켓을 포함하여 이루어지는 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법를 제공한다.
부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체와; 상기 부력본체에 시설되며 기초구조물의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단과; 상기 승강수단을 상기 부력본체에 지지하도록 된 지지브라켓을 포함하여 이루어지는 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법를 제공한다.
Description
본 발명은, 해상풍력 일체형 터빈을 해저면에 설치하도록 된 설치장치 및 설치방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하부에 석션기초를 구비하여 해저면으로 석션기초가 침투하는 중에 석션기초의 내부공간에 수용되는 지중물을 외부로 석션기초의 외부로 흡입 배출하여 석션기초가 지중에 매몰되도록 하여 해상풍력 일체형 터빈을 빠르고 경제적으로 설치하도록 된 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력 발전은 석유 대체에너지원으로 뛰어나며, 또한 지구온난화방지 등의 환경대책에 효과적인 에너지원 중의 하나이다.
이러한 풍력을 통해 발전하도록 된 풍력 발전기(Wind Turbine Generator, WTG)시스템은, 크게 날개를 포함한 허브 시스템과 각종 기계, 전기, 제어장치를 탑재시킨 나셀(Nacelle)과 상기와 같은 상부 중량물을 지상으로부터 받쳐주는 타워로 구성된다
한편, 상기 풍력 발전기의 설치 장소에 따라 육상(Onshore type) 풍력발전과 해상(Offshore type) 풍력발전으로 나누어진다.
상기에서 해상 풍력발전은, 물속이나 물 위에 풍력발전단지를 건설하여 바람에 의한 전력생산을 하는 것으로, 육상과 비교해 풍속이 강하고 양호하며 안정된 풍압에 의해 발전효율이 높고, 장해물이 적고 소음 전파장애도 적어 친환경적이며, 운반의 편의성에 따라 풍력 발전기의 기재를 운반설치하는 시공비용을 절감할 수 있어 경제적인 효과를 가지어 근자에 널이 이용되고 있는 추세이다.
이와 같은, 해상 풍력발전은 전통적인 바닥고정(Fixed bottom)식 풍력 발전기술이 주로 사용되며, 육지로부터 상대적으로 얕은 깊이의 근해에 설치되는바, 구 주요 구성은, 수중에 침수되는 지지구조물인 지주를 가지는 기초구조물과, 수면의 상부로 상기 기초구조물의 상단에 설치되는 타워기둥과, 상기 타워기둥의 상부에 고정되며 풍력에너지를 전기에너지로 변환하는 터빈을 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 해상 풍력발전장치는, 일반적으로, 육상에서 제작된 타워기둥과 터빈으로 구성된 풍력 발전기를 별도의 바지선(견인선)에 실어 설치해역으로 운항하고, 근해에 시공된 기초구조물에 해상 풍력 발전기를 상기 바지선과 별도로 동반되는 기중기선에 탑재된 대형 크레인을 통해 기초구조물에 타워기둥의 하단을 결합하여 직립하도록 설치하는 방법이 주로 이용된다.
그러나, 이러한 종래의 해상 풍력발전장치의 설치장치 및 방법들은, 작업이 번거롭고 비용이 많이 소요되어 비경제적인 문제점이 있었다.
즉, 풍력발전기 등과 같은 기자재를 운반하는 바지선과, 크레인설비가 설치된 기중기선 등을 동시에 구비하여 운영해야만 하기 때문에 작업효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
이에 따라, 근자에는 바지선과 기중기선을 별도로 각각 구비하지 않고도 해상 발전장치를 설치할 수 있도록 된 설치장치 및 설치방법들이 제안되고 있는 실정이다.
한국특허등록번호 제10-1262089호(명칭: 기상타워 및 풍력발전기의 해상설치방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 해상에 구축된 기초구조물에 풍력 발전기를 세우는 설치방법에 있어서, 육상에서 제작된 풍력 발전기에 견인부를 설치하는 단계; 견인부가 설치된 풍력 발전기를 대형바지선의 상부측 지지구조물 상부에 선적하고, 해상에 구축된 기초구조물의 근접지역까지 운항하여 풍력 발전기의 보텀부(bottom part) 일측을 결합부재로서 기초구조물의 상부 측면에 회동가능하게 가 결합한 다음, 기초구조물의 주변에 근접되게 정박하는 단계; 대형바지선의 선미는 내리고 선수는 올리는 밸러스트(ballast)를 조정하여 기초구조물로부터 풍력 발전기를 용이하게 세우기 위한 예비각도를 구하는 단계; 풍력 발전기를 대형바지선으로부터 기초구조물의 상부로 세우기 위한 세팅바지선을 운항하여 정박된 대형바지선의 반대측에서 기초구조물의 주변에 근접되게 정박하는 단계; 대형바지선에 마련된 윈치를 통해 풍력 발전기의 견인부에 견인와이어를 걸고, 세팅바지선에 마련된 윈치를 통해 세팅바지선의 마스트(Mas)측에 마련된 풀리를 통해 상부로 견인와이어를 안내하여 견인부에 걸어 견인와이어를 대응되게 피팅하는 단계; 세팅바지선의 윈치를 통해 견인와이어를 당기고, 대형바지선의 윈치를 통해 견인와이어를 풀어주는 형태로 세팅바지선측과 대형바지선측의 견인와이어에 장력을 유지하면서 기초구조물의 상부에 풍력 발전기를 세우는 단계; 풍력 발전기 하부에 마련된 고정부를 기초구조물의 상부에 체결부재로서 결합하여 풍력 발전기를 구축하는 단계;로 이루어진 풍력 발전기의 해상 설치방법이 기재되어 있다.
그리고, 한국특허공개번호 제10-2014-0050186호(명칭: 해상 풍력 발전장치 및 이의 급속 설치방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 해상 풍력 발전장치의 터빈, 블레이드, 타워 및 파일을 설치선에 적재하여 운반하는 부품 운반 단계; 상기 타워의 슬리브부에 파일을 삽입하는 파일 연결 단계; 및 상기 슬리브부에 삽입된 파일을 해저지반에 고정시키는 파일 설치 단계;를 포함하는 해상 풍력 발전장치 급속 설치방법이 기재되어 있다.
한편, 한국특허등록번호 제10-1334584호(명칭: 해상운송시스템을 이용한 해상풍력발전기 이송방법)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 해상에 설치하여 전기를 생산하기 위한 해상풍력발전기; 상기 해상풍력발전기를 탑재하여 원하는 해상의 지점으로 이송하는 전용 바지선; 상기 전용 바지선의 선저 하단부에 부착되는 메인하우징으로서, 상기 메인 하우징 내부에 밸러스트 탱크를 구비하고, 상기 해상풍력발전기의 하부를 지지하도록 철근 콘크리트로 제작된 부력용 철근 콘크리트구조물; 상기 전용 바지선을 원하는 해상의 지점으로 예인하는 터그보트; 상기 전용 바지선과 상기 터그보트를 서로 연결해 주는 예인용 체인; 을 포함하는 해상운송시스템을 이용한 해상풍력발전기의 이송방법으로서, 해상에 설치하여 전기를 생산하기 위해 해상풍력발전기를 제작하는 단계; 상기 해상풍력발전기를 원하는 해상의 지점으로 이송하도록 전용 바지선에 탑재하는 단계; 상기 전용 바지선의 선저 하단부에 부착된 상기 부력용 철근 콘크리트 구조물의 내부에 위치한 밸러스트 탱크에 일정한 양의 해수를 투입하는 단계 및; 상기 예인용 체인을 사용하여 상기 전용 바지선과 상기 터그보트를 서로 연결하며, 상기 전용바지선을 원하는 해상으로 예인하는 단계;를 포함하는 해상운송시스템을 이용한 해상풍력발전기 이송방법이 기재되어 있다.
또한, 한국특허등록번호 제10-1338358호(명칭: 해상 풍력발전기 설치선)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 선수(船首) 및 선미(船尾)로부터 각각, 선체의 중간부를 향해 수용홈이 형성된 선체; 상기 선체의 각 모서리부위에 설치되며, 해저를 향해 승강되는 복수의 리그(Rig); 상기 선체의 각 모서리부위에 설치된 복수의 크레인; 상기 선수 및 선수 중, 어느 하나에 설치되며, 해상에 설치되어 있는 기초재에 연결되는 플렉시블 링커; 상기 리그의 하단부에 각각 설치되며, 리그의 하강시 해저에 밀착되어 리그에 대한 충격을 완화시키는 완충부재:를 포함하여 구성되되, 상기 수용홈은 선수에 형성된 제1수용홈과 선미에 형성된 제2수용홈으로 구성되며, 제1수용홈의 최저점은 흘수선(吃水線)에 대응되며, 제2수용홈의 최저점은 흘수선보다 위에 대응된 해상 풍력발전기 설치선이 기재되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 해상풍력 발전장치의 설치장치 및 방법들은, 해상풍력 발전설비를 설치하기 위하여, 설치하고자 하는 해상의 지표면에 기초구조물을 형성하고, 시공된 기초구조물에 해상풍력 발전설비를 결합하기 위한 별도의 크레인 등과 같은 대형의 인양설비를 통해 조립하여 설치하도록 되어 있어, 작업효율이 떨어지고, 비경제적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 해상풍력 일체형 터빈의 하부에 석션기초를 구비하는 해상풍력 발전설비를 해저면으로 상기 석션기초가 침투하는 중에 석션기초의 내부공간에 수용되는 잔존물을 석션기초의 외부로 흡입 배출하도록 되어, 석션기초가 지중에 매몰되도록 함으로서 해상풍력 일체형 터빈을 빠르고 경제적으로 설치하도록 된 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법을 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치는, 하부가 개방된 공간부를 가지며 상면에 공간부와 연통된 석션부를 가지는 석션기초를 포함하여 이루어진 기초구조물과, 상기 기초구조물의 상부에 고정된 타워기둥과 터빈이 일체로 결합된 해상풍력 일체형터빈을 해상의 지중에 설치하도록 된 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치에 있어서; 부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체와; 상기 부력본체에 시설되며 상기 기초구조물의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단과; 상기 승강수단을 상기 부력본체에 지지하도록 된 지지브라켓을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 승강수단은, 상기 지지브라켓에 수직상으로 배치되는 가이드레일에 안내되는 가이드홈이 형성되며 일측이 개방되며 내부에 상기 기초구조물이 수용되는 수용홈을 가지는 된 '판' 상의 승강판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 부력본체에는, 상기 기초구조물이 출입하여 수용되는 요부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 승강수단의 승강판에서 상기 수용홈의 내측면에는, 상기 수용홈의 중앙축 방향으로 진퇴하여 상기 기초구조물을 취부 및 해제하도록 고정체를 구비하는 고정수단이 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 지지브라켓에는, 상기 타워기둥이 수용된 상태에서 안내하도록 된 안내홈을 구비하는 안내판이 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법은, 하부가 개방된 공간부를 가지며 상면에 공간부와 연통된 석션부를 가지는 석션기초를 포함하여 이루어진 기초구조물과, 상기 기초구조물의 상부에 고정된 타워기둥과 터빈이 일체로 결합된 해상풍력 일체형터빈을 해상의 지중에 설치하도록 된 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법에 있어서; 육상의 제조현장에서 상기한 석션기초를 포함하여 이루어진 기초구조물과, 타워기둥과 터빈이 일체로 결합된 일체형터빈을 각각 제조한 후 결합하여 해상풍력 발전설비를 형성하는 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)와; 상기 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)를 통해 제조된 해상풍력 발전설비를 해상에서 운반하여 이송하도록 된 이송설비에 적재하는 해상풍력 발전설비 적재단계(S200)와; 상기 해상풍력 발전설비 적재단계(S200)를 통해 상기 이송설비에 상기 해상풍력 발전설비가 적재되면 상기 해상풍력 발전설비를 시공하고자 하는 해상으로 이송하는 해상풍력 발전설비 이송단계(S300)와; 상기 해상풍력 발전설비 이송단계(S300)를 통해 상기 해상풍력 발전설비가 시공되는 위치로 이송되면 해상에 배치되며 부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체와 상기 부력본체에 시설되며 기초구조물의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단과 상기 승강수단을 상기 부력본체에 지지하도록 된 지지브라켓을 포함하여 이루어지는 설치장치에 고정하는 해상풍력 발전설비 배치단계(S400)와; 상기 해상풍력 발전설비 배치단계(S400)를 통해 상기 설치장치에 상기 해상풍력 발전설비가 고정되면 상기 승강수단을 통해 상기 해상풍력 발전설비를 하강시켜 석션기초를 지중으로 매몰시키어 고정하는 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)와; 상기 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)를 통해 해상에 상기 해상풍력 발전설비가 설치되면 상기 설치장치에서 상기 해상풍력 발전설비를 분리하는 해상풍력 발전설비 분리단계(S600);를 포함하여 이루어지되; 상기한 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)는, 상기 석션기초의 내부에 잔존하는 물질을 외부로 배출하는 배출공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)는, 다수의 상기 석션기초들의 상면이 각각 수평을 형성하도록 조절하면서 상기 석션기초의 내부에 잔존하는 물질을 외부로 배출하도록 되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법은, 해상풍력 일체형 터빈의 하부에 석션기초를 구비하는 해상풍력 발전설비를 해저면으로 상기 석션기초가 침투하는 중에 석션기초의 내부공간에 수용되는 잔존물을 석션기초의 외부로 흡입 배출하도록 되어, 석션기초가 지중에 매몰되도록 함으로서 해상풍력 일체형 터빈을 빠르고 경제적으로 설치하도록 되는 효과를 가진다.
도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 보인 개략 사시 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치의 사용상태를 보인 개략 사시 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도.
도 4 및 도 5는, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 구성하는 고정수단의 일 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 6 및 도 7은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 구성하는 고정수단의 사용상태를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 8 및 도 9는, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 구성하는 안내판의 일 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 10은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치의 구성을 보인 개략 예시도.
도 11은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법을 보인 개략 예시도.
도 12 내지 도 17은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법을 보인 개략 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치의 사용상태를 보인 개략 사시 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치의 사용상태를 보인 개략 단면 예시도.
도 4 및 도 5는, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 구성하는 고정수단의 일 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 6 및 도 7은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 구성하는 고정수단의 사용상태를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 8 및 도 9는, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 구성하는 안내판의 일 예를 보인 일부 발췌 개략 예시도.
도 10은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치의 구성을 보인 개략 예시도.
도 11은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법을 보인 개략 예시도.
도 12 내지 도 17은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법을 보인 개략 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1 내지 도 10은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 설치장치(1)는, 하부가 개방된 공간부를 가지며 상면에 공간부와 연통된 석션부를 가지는 석션기초(110)를 포함하여 이루어진 기초구조물(120)과, 상기 기초구조물(120)의 상부에 고정된 타워기둥(130)과 터빈(140)이 일체로 결합된 해상풍력 일체형터빈(150)을 포함하여 이루어지는 해상풍력 발전설비(100)를 해상의 지중에 설치하는 것에 적용된다.
즉, 상기 기초구조물(120)과, 상기 일체형터빈(150)이 결합된 해상풍력 발전설비(100)를 해저면으로 하강시켜 고정하는 중에 상기 석션기초(110)가 지중으로 침투하는 과정에서 상기 석션기초(110)의 내부공간에 잔존하는 잔존물을 상기 석션기초(110)의 외부로 흡입 배출하면서, 상기 석션기초(110)가 지중에 매몰되도록 함으로서 해상풍력 일체형터빈(150)을 가지는 해상풍력 발전설비(100)을 빠르고 경제적으로 설치하는 것에 적용된다.
이러한, 본 실시 예에 의한 설치장치(1)는, 상기 해상풍력 발전설비(100)의 시공위치가 해저면이 뻘로 이루어지는 공간으로 이루어지는 경우에 특히 적용된다.
즉, 상기 잔존물이 뻘과 해수로 이루어져, 용이하게 흡입 배출되는 공간에 적용하는 것이 바람직하다.
상기에서 기초구조물(120)은, 해상에 시공되는 것으로, 하부는 해저면의 지중으로 타설되어 고정되며 상부는 수면의 상부로 노출되도록 고정되는 기둥형태로 이루어진 지주로, 상단에 상기 타워기둥(130)의 하단이 체결되는 결합단이 구비된 시설물로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에서 타워기둥(130)은, 상단에 풍력에너지를 인가받아 발전하도록 된 풍력 터빈(140)이 고정되는 기둥형태로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에서 일체형터빈(150)은, 상기 타워기둥(130)과 상기 풍력 터빈(140)이 결합된 것으로, 상기 기초구조물(120)에 고정되어 풍력발전 하도록 된 구조물로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 석션기초(110)는, 상기 기초구조물(120)에 다수 개가 간격을 가지면서 각각 배치되는 것이 바람직하며, 하부가 개방된 원통형의 '통체'로 이루어지며, 상면에 외부와 연통하여 유체(공기 및 해수)가 유입되는 유입관(111)이 관접되며, 상부일측에 진공흡입펌프(200)와 연결되어 내부에 잔존하는 잔존물을 배출하도록 된 배출공(112)이 형성되는 것이 가장 바람직하고, 상기 배출공(112)은 다수 개가 사이 간격은 가지면서 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기한 진공흡입펌프(200)는, 전원공급부(300)의 전원을 인가받아 설정된 데이터를 기반으로 하여 연산하여 제어부(400)를 통해 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 석션기초(110)에는, 상기 석션기초(110)의 수평을 감지하며 감지된 감지데이터를 상기 제어부(400)로 송출하도록 된 수평감지센서(500)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기 제어부(400)에서 상기 감지데이터를 기반으로 연산하여 복수의 상기 석션기초(110)들의 수평이 각각 맞춤 되도록 상기 진공흡입펌프(200)들을 각각 제어하여 상기 석션기초(110)들에 대한 잔존물의 흡수 배출을 조절하도록 되는 것이 가장 바람직하다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치장치(1)는, 부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체(2)를 가진다.
상기한 부력본체(2)는, 부력을 가지어 수면에 부상하도록 되면 상부가 '판' 형상의 판체로 이루어지며, 별도의 미 도시된 예인선을 통해 이동되는 무동력선으로 이루어질 수 있으며, 또는, 자체적으로 동력 구동을 통해 수면을 주행하도록 된 동력선으로 이루어질 수도 있는 것으로, 사용자의 선택에 따라 적용하는 것이 가장 바람직하다.
그리고, 본 실시 예에 의한 설치장치(1)는, 상기 부력본체(2)에 시설되며 상기 기초구조물(120)의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단(3)을 가진다.
즉, 상기 승강수단(3)을 통해 상기 해상풍력 발전설비(100)를 하강시켜, 해저면의 지중으로 침투시키게 된다.
상기에서 해상풍력 발전설비(100)가 해저면의 지중으로 침투되는 중에, 상기 석션기초(110)의 내부에 잔존하는 잔존물을 지속적으로 배출하여, 상기 석션기초(110)의 내부에 지중물이 충전되도록 함으로써, 상기 석션기초(110)와 지중이 일체화됨으로써, 지지고정이 안정적으로 이루어진다.
이에 따라, 별도의 콘크리트 양생작업이 없더라도 안정적으로 해상풍력 발전설비(100)의 시공이 이루어진다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치장치(1)는, 상기 승강수단(3)을 상기 부력본체(2)에 지지하도록 된 지지브라켓(4)을 더 가진다.
즉, 상기 지지브라켓(4)을 통해 상기 승강수단(3)이 상기 부력본체에 설치된다.
한편, 상기한 승강수단(3)은, 상기 지지브라켓(4)에 수직상으로 배치되는 가이드레일(41)에 안내되는 가이드홈(31)이 형성되며 일측이 개방되며 내부에 상기 기초구조물(120)이 수용되는 수용홈(32)을 가지는 된 '판' 상의 승강판(33)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 승강판(33)이 상기 가이드레일(41)을 통해 안내되면서 수직으로 직선 왕복운동 하게 된다.
이와 같은 상기 승강수단(3)은, 상기 승강판(33)을 수직상으로 직선 왕복 운동시키도록 된 승강실린더(34)를 가지며; 상기 승강실린더(34)는, 상기 부력본체(2)에 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기한 부력본체(2)에는, 상기 기초구조물(120)이 출입하여 수용되는 요부(21)가 형성되어, 상기 해상풍력 발전설비(100)가 배치될 때, 상기 기초구조물(120)이 용이하게 수납되도록 되어 있다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치장치(1)는, 상기한 승강수단(3)의 승강판(33)에서 상기 수용홈(32)의 내측면에 구비되어 배치되며, 상기 수용홈(32)의 중앙축 방향으로 진퇴하여 상기 기초구조물(120)을 취부 및 해제하도록 고정체(51)를 구비하는 고정수단(5)을 더 가진다.
즉, 상기 고정수단(5)을 통해 상기 해상풍력 발전설비(100)를 안정적으로 고정한 상태에서 승강시키게 된다.
상기에서 고정체(51)는, 상기 해상풍력 발전설비(100)의 외주면에 대하여 근접 및 이격되어 고정 및 해제하게 된다.
즉, 상기 고정체(51)를 통해 상기 해상풍력 발전설비(100)의 외주면을 가압 및 해제하여 고정 및 분리하게 된다.
이러한 상기 고정수단(5)은, 상기 승강판(33)의 내측에서 상기 고정체(51)를 직선운동시켜 상기 해상풍력 발전설비(100)의 외주면에 밀착 또는 이격시켜 착탈되도록 된 가동실린더(52)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 수용홈(32)의 내측에 복수 개가 고정되는 상기 고정체(51)들을 상기 가동실린더(52)들을 통해 상기 해상풍력 발전설비(100)의 외주면에 밀착하거나 이격시켜 탈부착되도록 되는 것이 가장 바람직하다.
상기한 고정체(51)는, 상기 수용홈(32)의 내측에 형성된 고정요홈(35)에 구비되며, 상기 고정체(51)와 수평상 병렬 배치되는 브라켓(53)에 일단이 회동가능하게 고정된 고정링크(54)의 타단에 회동가능하게 고정되며, 일부위에 상기 가동실린더(52)의 로드가 고정되되, 상기 로드의 운동방향이 상기 수용홈(32)에 수용되는 해상풍력 발전설비(100)의 기초구조물(120) 또는 타워기둥(130)에 대하여 길이방향으로 이루어지도록 배치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 고정체(51)가 상기 기초구조물(120) 또는 타워기둥(130)에 대하여 결합하는 가압력이 상기 기초구조물(120) 또는 타워기둥(130)에 대한 길이방향으로 형성된다.
또한, 상기 고정체(51)로 인가되는 하중이 상기 고정체(51)에 수평방향으로 길이를 가지도록 된 상기 고정링크(54)와 상기 고정체(51)에 대하여 수직방향으로 배치되는 상기 가동실린더(52)를 통해 분산되도록 되어, 구조적인 안정성을 더욱 확보하게 된다.
상기에서 고정체(51)에는, 상기 로드의 종단에 형성된 요부가 끼움 결합하며 상기 로드의 운동방향에 대하여 직각방향으로 길이를 가지는 공간을 구비하는 끼움편이 형성되어 상기 로드의 운동시, 수평방향으로 이동하는 고정체(51)에서 상기 로드가 분리되지 않도록 되는 것이 가장 바람직하다.
상기한 고정체(51)에서 상기 해상풍력 발전설비(100)와 밀착되는 면에는, 다수의 돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치장치(1)에서, 상기한 지지브라켓(4)에는, 상기 타워기둥(130)이 수용된 상태에서 안내하도록 된 안내홈(42)을 구비하는 안내판(43)이 결합되는 것이 바람직하다
즉, 상기 안내판(43)을 통해 상기 승강판(33)의 상부에서, 상기 해상풍력 발전설비(100)의 일부위를 지지하여, 상기 해상풍력 발전설비(100)를 더욱 안정적으로 지지하도록 되어 있다.
한편, 상기 안내홈(42)에는, 상기 해상풍력 발전설비(100)가 하강할 때, 점접촉하여 마찰을 감소하도록 된 공회전롤러(44)들이 배치되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 해상풍력 발전설비(100)가 하강할 때, 더욱 안정적으로 지지하게 된다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치(1)를 적용하여, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 11 내지 도 17은, 본 실시 예에 의한 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법을 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 설치방법은, 하부가 개방된 공간부를 가지며 상면에 공간부와 연통된 석션부를 가지는 석션기초(110)를 포함하여 이루어진 기초구조물(120)과, 상기 기초구조물(120)의 상부에 고정된 타워기둥(130)과 터빈(140)이 일체로 결합된 해상풍력 일체형터빈(150)을 포함하여 이루어지는 해상풍력 발전설비(100)를 해상의 지중에 설치하는 것에 적용된다.
이러한, 본 실시 예에 의한 설치방법은, 육상의 제조현장에서, 상기한 석션기초(110)와 상기 기초구조물(120)를 각각 제조한 후, 결합하고; 상기한 타워기둥(130)과 터빈(140)를 각각 제조한 후, 결합하여 일체형터빈(150)을 형성한 다음, 상기 석션기초(110)가 구비된 상기 기초구조물(120)과 상기 일체형터빈(150)을 결합하여 해상풍력 발전설비(100)를 제조하는 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)를 가진다.
즉, 상기 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)를 통해 석션기초(110)가 구비된 해상풍력 일체형터빈(150)을 포함하는 해상풍력 발전설비(100)를 제조한다.
그리고, 본 실시 예에 의한 설치방법은, 상기 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)를 통해 제조된 상기 해상풍력 발전설비(100)를 해상에서 운반하여 이송하도록 된 미 도시된 이송설비에 적재하는 해상풍력 발전설비 적재단계(S200)를 가진다.
상기에서 이송설비는, 크레인인양설비가 구비된 바지선 또는 동력선으로 이루어지는 것이 바람직하며, 기타 예인선을 통해 이송가능한 선박으로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 실시 예에 의한 설치방법은, 상기 해상풍력 발전설비 적재단계(S200)를 통해 상기 이송설비에 상기 해상풍력 발전설비(100)가 적재되면, 상기 해상풍력 발전설비(100)를 시공하고자 하는 해상으로 이송하는 해상풍력 발전설비 이송단계(S300)를 가진다.
한편, 상기한 본 실시 예에 의한 설치장치(10)는, 상기 해상풍력 발전설비(100)가 시공되는 해상에 기 배치되거나, 별도의 바지선 또는 예인선을 통해 예인되어, 시공위치로 운반되어 배치된다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치방법은, 상기 해상풍력 발전설비 이송단계(S300)를 통해 상기 해상풍력 발전설비(100)가 시공되는 위치로 이송되면 상기 설치장치(10)에 고정하여 배치하는 해상풍력 발전설비 배치단계(S400)를 가진다.
상기에서 설치장치(1)는, 해상에 배치되며 부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체(2)와; 상기 부력본체(2)에 시설되며 기초구조물(120)의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단(3)과; 상기 승강수단(3)을 상기 부력본체(2)에 지지하도록 된 지지브라켓(4)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치방법은, 상기 해상풍력 발전설비 배치단계(S400)를 통해 상기 설치장치(1)에 상기 해상풍력 발전설비(100)가 고정되면 상기 승강수단(3)을 통해 상기 해상풍력 발전설비(100)를 하강시켜 상기 석션기초(110)를 지중으로 매몰시키어 고정하는 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)를 가진다.
이때, 상기 석션기초(110)의 내부에 잔존하는 물질을 외부로 배출하는 배출공정을 수행하게 된다.
한편, 다수의 상기 석션기초(110)들의 상면이 각각 수평을 형성하도록 조절하면서 상기 석션기초(110)의 내부에 잔존하는 물질을 외부로 배출하도록 된다.
즉, 상기 석션기초(110)가 하강하는 중에 상기 석션기초(110)가 지중으로 침투하는 과정에서 상기 석션기초(110)의 내부공간에 잔존하는 잔존물(해수 및 뻘 등과 같은 슬러지)을 상기 제어부(400)의 제어를 통해 구동하는 진공흡입폄프(200)를 통해 상기 석션기초(110)의 외부로 흡입 배출하면서, 상기 석션기초(110)가 지중에 매몰하게 된다.
상기에서 석션기초(110)는, 상면에 외부와 연통하여 유체(공기 및 해수)가 유입되는 유입관이 관접되어 있어, 외부에서 해수가 유입되어 해저면을 형성하는 뻘(슬러지)의 수분함량을 증대시켜 더욱 안정적으로 잔존물의 진공흡입 배출을 수행하게 된다.
이때, 상기한 석션기초(110)에는, 상기 석션기초(110)의 수평을 감지하며 감지된 감지데이터를 상기 제어부(400)로 송출하도록 된 수평감지센서(500)가 구비되어, 상기 제어부(400)에서 상기 감지데이터를 기반으로 연산하여 복수의 상기 석션기초(110)들의 수평이 각각 맞춤 되도록 상기 진공흡입펌프(200)들을 각각 제어하여 상기 석션기초(110)들에 대한 잔존물의 흡수 배출을 조절함으로써, 상기 해상풍력 발전설비(100)의 수평이 안정적으로 맞춰지면서 설치가 이루어진다.
즉, 해저면이 불규칙한 형상으로 이루어지더라도, 상기 해상풍력 발전설비(100)의 수평이 안정적으로 형성된다.
그리고, 상기 해상풍력 발전설비(100)를 하강시킬 때, 상기 제어부(400)에 의해 전기적으로 제어되는 상기 가동실린더(52) 및 승강실린더(34)를 통해, 상기 승강판(33)이 수직상으로 직선왕복운동을 반복하면서 상기 해상풍력 발전설비(100)를 하강시키게 된다.
이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 설치방법은, 상기 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)를 통해 해상에 상기 해상풍력 발전설비(100)가 설치되면, 상기 설치장치(1)에서 상기 해상풍력 발전설비(100)를 분리하는 해상풍력 발전설비 분리단계(S600)를 수행하면 해상풍력 발전설비(100)의 설치가 완료된다.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 설치장치 2 : 부력본체
21 : 요부 3 : 승강수단
31 : 가이드홈 32 : 수용홈
33 : 승강판 34 : 승강실린더
35 : 고정요홈 4 : 지지브라켓
41 : 가이드레일 42 : 안내홈
43 : 안내판 44 : 공회전롤러
5 : 고정수단 51 : 고정체
52 : 가압실린더 53 : 브라켓
54 : 고정링크 100 : 해상풍력 발전설비
110 : 석션기초 111 : 유입관
112 : 배출공 120 : 기초구조물
130 : 타워기둥 140 : 터빈
150 : 일체형터빈 200 : 진공흡입펌프
300 : 전원공급부 400 : 제어부
500 : 수평감지센서
21 : 요부 3 : 승강수단
31 : 가이드홈 32 : 수용홈
33 : 승강판 34 : 승강실린더
35 : 고정요홈 4 : 지지브라켓
41 : 가이드레일 42 : 안내홈
43 : 안내판 44 : 공회전롤러
5 : 고정수단 51 : 고정체
52 : 가압실린더 53 : 브라켓
54 : 고정링크 100 : 해상풍력 발전설비
110 : 석션기초 111 : 유입관
112 : 배출공 120 : 기초구조물
130 : 타워기둥 140 : 터빈
150 : 일체형터빈 200 : 진공흡입펌프
300 : 전원공급부 400 : 제어부
500 : 수평감지센서
Claims (7)
- 하부가 개방된 공간부를 가지며 상면에 공간부와 연통된 석션부를 가지는 석션기초를 포함하여 이루어진 기초구조물과, 상기 기초구조물의 상부에 고정된 타워기둥과 터빈이 일체로 결합된 해상풍력 일체형터빈을 해상의 지중에 설치하도록 된 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치에 있어서;
부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체와;
상기 부력본체에 시설되며 상기 기초구조물의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단과;
상기 승강수단을 상기 부력본체에 지지하도록 된 지지브라켓을 포함하여 이루어지며;
상기한 승강수단은,
상기 지지브라켓에 수직상으로 배치되는 가이드레일에 안내되는 가이드홈이 형성되며 일측이 개방되며 내부에 상기 기초구조물이 수용되는 수용홈을 가지는 '판' 상의 승강판을 포함하여 이루어지고,
상기한 승강수단의 승강판에서 상기 수용홈의 내측면에는,
상기 수용홈의 중앙축 방향으로 진퇴하여 상기 기초구조물을 취부 및 해제하도록 고정체를 구비하는 고정수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치.
- 제 1항에 있어서;
상기한 부력본체에는,
상기 기초구조물이 출입하여 수용되는 요부가 형성되는 것을 특징으로 하는 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치.
- 제 1항에 있어서;
상기한 지지브라켓에는,
상기 타워기둥이 수용된 상태에서 안내하도록 된 안내홈을 구비하는 안내판이 결합되는 것을 특징으로 하는 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치.
- 하부가 개방된 공간부를 가지며 상면에 공간부와 연통된 석션부를 가지는 석션기초를 포함하여 이루어진 기초구조물과, 상기 기초구조물의 상부에 고정된 타워기둥과 터빈이 일체로 결합된 해상풍력 일체형터빈을 해상의 지중에 설치하도록 된 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법에 있어서;
육상의 제조현장에서 상기한 석션기초를 포함하여 이루어진 기초구조물과, 타워기둥과 터빈이 일체로 결합된 일체형터빈을 각각 제조한 후 결합하여 해상풍력 발전설비를 형성하는 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)와;
상기 해상풍력 발전설비 제조단계(S100)를 통해 제조된 해상풍력 발전설비를 해상에서 운반하여 이송하도록 된 이송설비에 적재하는 해상풍력 발전설비 적재단계(S200)와;
상기 해상풍력 발전설비 적재단계(S200)를 통해 상기 이송설비에 상기 해상풍력 발전설비가 적재되면 상기 해상풍력 발전설비를 시공하고자 하는 해상으로 이송하는 해상풍력 발전설비 이송단계(S300)와;
상기 해상풍력 발전설비 이송단계(S300)를 통해 상기 해상풍력 발전설비가 시공되는 위치로 이송되면 해상에 배치되며 부력을 가지어 수면에 부상하도록 된 부력본체와 상기 부력본체에 시설되며 기초구조물의 일부위를 취부한 상태에서 수직으로 승강시키도록 된 승강수단과 상기 승강수단을 상기 부력본체에 지지하도록 된 지지브라켓을 포함하여 이루어지는 설치장치에 고정하는 해상풍력 발전설비 배치단계(S400)와;
상기 해상풍력 발전설비 배치단계(S400)를 통해 상기 설치장치에 상기 해상풍력 발전설비가 고정되면 상기 승강수단을 통해 상기 해상풍력 발전설비를 하강시켜 석션기초를 지중으로 매몰시키어 고정하는 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)와;
상기 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)를 통해 해상에 상기 해상풍력 발전설비가 설치되면 상기 설치장치에서 상기 해상풍력 발전설비를 분리하는 해상풍력 발전설비 분리단계(S600);를 포함하여 이루어지되;
상기한 해상풍력 발전설비 고정단계(S500)는, 상기 석션기초의 내부에 잔존하는 물질을 외부로 배출하는 배출공정을 포함하고,
다수의 상기 석션기초들의 상면이 각각 수평을 형성하도록 조절하면서 상기 석션기초의 내부에 잔존하는 물질을 외부로 배출하도록 되는 것을 특징으로 하는 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020160114119A KR101694124B1 (ko) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160114119A KR101694124B1 (ko) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160114119A KR101694124B1 (ko) | 2016-09-05 | 2016-09-05 | 석션기초가 구비된 해상풍력 일체형터빈의 설치장치 및 그 설치방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088324A1 (ko) * | 2017-11-03 | 2019-05-09 | 주식회사 지노스 | 해상풍력발전기의 이송 및 설치 장치 및 설치 방법 |
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