KR101973080B1 - 해상풍력발전기 설치 선박 - Google Patents

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Abstract

해상풍력발전기의 설치 시간을 줄일 수 있는 해상풍력발전기 설치 선박이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 선체; 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부; 선체의 데크 상에 설치되고, 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부; 및 타워 지지부를 이동시켜 타워 지지부 상의 타워를 타워 설치부 측으로 이동시키는 이동부;를 포함한다.

Description

해상풍력발전기 설치 선박{OFFSHORE WIND TURBINE INSTALLATION VESSEL}
본 발명은 해상풍력발전기 설치 선박에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해상풍력발전기의 부품들을 설치 해역에서 조립하여 해상풍력발전기를 설치하는 해상풍력발전기 설치 선박에 관한 것이다.
화석연료의 고갈, 환경 오염 규제 강화 등의 요인에 따라, 풍력발전기의 수요가 증가하고 있다. 풍력발전기는 설치 위치에 따라 육상풍력발전기, 해상풍력발전기로 분류된다. 해상풍력발전기는 설비 용량(wind power capacity)이 높아 육상풍력발전기보다 높은 효율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 해상풍력발전기의 설치 작업은 해상풍력발전기의 부품들(타워, 나셀, 블레이드)을 분리한 상태로 설치 선박에 적재하여 설치 해역으로 이동한 후, 크레인을 이용하여 조립하여 해상풍력발전기를 설치하는 과정으로 이루어진다.
본 발명은 해상풍력발전기의 설치 시간을 줄일 수 있는 해상풍력발전기 설치 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 선체; 상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부; 상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부; 및 상기 타워 지지부를 이동시켜 상기 타워 지지부 상의 타워를 상기 타워 설치부 측으로 이동시키는 이동부;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 타워 지지부는, 상기 선체의 데크 상에 마련되고, 상기 타워 설치부를 향하는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 이동대차; 및 상기 이동대차 상에 형성되고, 상기 타워들의 저면에 각각 형성된 홈에 삽입되어 상기 타워들을 수직으로 지지하는 다수의 지지핀;을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 타워 지지부는, 상기 선체의 데크 상에 회전 가능하게 마련되는 지지판; 및 상기 지지판 상에 원형을 이루도록 배열되고, 상기 타워들의 저면에 각각 형성된 홈에 삽입되어 상기 타워들을 수직으로 지지하는 다수의 지지핀;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 나셀들을 적치하는 다수의 나셀 지지부를 포함하는 나셀 적치부;를 더 포함할 수 있다.
상기 나셀 지지부는, 나셀이 보관될 수 있는 내부 공간이 형성되고, 상기 나셀이 반출될 수 있는 출구가 형성되는 나셀 케이스; 상기 나셀 케이스의 출구를 개폐시키는 도어; 상기 나셀 케이스 내에 상기 출구를 향하는 방향으로 마련되는 가이드레일; 및 상기 나셀이 적치되고, 상기 가이드레일을 따라 이동하며, 상기 내부 공간으로부터 반출 가능하게 제공되는 나셀 적치판;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 상기 선체의 데크 상에 설치되며, 상기 다수의 나셀 지지부가 배열된 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 나셀 이동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 나셀 이동부는, 상기 다수의 나셀 지지부가 배열된 방향을 따라 이동 가능한 몸체부; 상기 몸체부 상에 결합되고, 상기 나셀의 저면을 지지하는 하부 집게와, 상기 나셀의 상면을 지지하는 상부 집게를 포함하는 집게부; 상기 상부 집게를 회동시켜 상기 나셀을 고정하거나 해제시키는 집게 구동부; 및 상기 몸체부에 대해 상기 집게부를 수평 방향으로 회전시키는 회전 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 블레이드들을 적치하는 다수의 블레이드 지지부를 포함하는 블레이드 적치부;를 더 포함할 수 있다.
상기 블레이드 지지부는, 블레이드가 보관될 수 있는 내부 공간이 형성되고, 상기 블레이드가 반출될 수 있는 출구가 형성되는 블레이드 케이스; 상기 블레이드 케이스의 출구를 개폐시키는 개폐도어; 상기 블레이드 케이스 내에 상기 출구를 향하는 방향으로 마련되는 가이드레일; 및 상기 블레이드가 적치되고, 상기 가이드레일을 따라 이동하며, 상기 내부 공간으로부터 반출 가능하게 제공되는 블레이드 적치판;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워 설치부의 이동을 가이드하는 가이드레일;을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드레일은, 상기 선체의 데크 상에 설치되는 메인 가이드레일; 상기 메인 가이드레일에 절첩식 또는 신축식으로 결합되고, 상기 선체의 외부를 향하여 확장 가능한 확장 가이드레일; 및 상기 확장 가이드레일을 절첩식 또는 신축식으로 구동하는 레일구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 해상풍력발전기의 설치 시간을 줄일 수 있는 해상풍력발전기 설치 선박이 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 타워 지지부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 나셀 지지부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 나셀 이동부의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 블레이드 지지부의 사시도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 평면도이다.
도 12는 도 11의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 타워 지지부의 사시도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박은 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부와, 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부, 및 상기 타워 지지부를 이동시켜 상기 타워 지지부 상의 타워를 상기 타워 설치부 측으로 이동시키는 이동부를 포함하여 구성된다. 본 발명의 실시예에 의하면, 타워 설치부의 타워에 대한 접근 시간을 최소화함으로써, 해상풍력발전기의 설치 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 측면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박(100)은 선체(110)와, 선체(110)의 데크(112) 상에 설치되는 타워 지지부(120), 타워 설치부(130), 제1 가이드레일(140), 나셀 적치부(150), 나셀 이동부(160), 제2 가이드레일(170) 및 블레이드 적치부(180)를 포함하여 구성된다.
일 실시예로, 해상풍력발전기 설치 선박(100)은 해상에서 이동하면서 해상풍력발전기들을 설치할 수 있도록, 아지무스(Azimuth) 추진기들(도시생략)을 이용하여 자항 가능하게 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 해상풍력발전기를 신속하게 설치할 수 있도록 하기 위하여, 타워 지지부(120), 타워 설치부(130), 나셀 이동부(160), 나셀 적치부(150)는 선수부에서 선미부를 향하여 순차적으로 배열될 수 있다.
도시된 예에서, 블레이드 적치부(180)는 타워 설치부(130)와 나셀 이동부(160) 사이에 배치되어 있으나, 타워(20) 및 나셀(30)의 조립 설치에 간섭을 일으키지 않는 선체(110) 상의 다른 위치에 배치될 수도 있다.
블레이드 적치부(180)는 길이가 긴 블레이드를 최소한의 공간을 활용하여 적치하는 동시에, 타워 설치부(130)와 나셀 이동부(160) 간의 거리를 최소화하기 위하여, 선체(110)의 폭방향(Y)으로 배열될 수 있다.
타워 지지부(120)는 해상풍력발전기의 타워(20)들을 수직으로 지지한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 타워 지지부의 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 타워 지지부(120)는 타워 설치부(130)를 향하는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 이동대차(120a)와, 이동대차(120a) 상에 수직으로 형성되는 다수의 지지핀(124)을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서, 선체(110)의 선수미 방향(종방향)을 제1 방향(X)이라 하고, 좌우현 방향(폭방향)을 제2 방향(Y)이라 하고, 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)에 모두 수직인 상하 방향을 제3 방향(Z)이라 하여 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박에 대해 설명한다.
일 실시예에서, 이동대차(120a)는 데크(112) 상에 제1 방향(X)으로 연장하는 레일(122)을 따라 선수미 방향으로 이동 가능하게 제공될 수 있다. 지지핀(124)은 타워(20)의 저면에 형성된 홈(22)에 삽입되어 타워(20)를 수직으로 지지할 수 있다. 타워(20)들은 다수의 행과 열을 이루어 이동대차(120a) 상에 거치될 수 있다.
일 실시예에서, 지지핀(124)은 타워(20)를 안정적으로 지지하는 동시에, 타워(20)와의 결합이 용이하게 이루어지도록, 원뿔 혹은 상협하광(上狹下廣)의 원기둥 형상으로 마련될 수 있다.
이동부(190)는 타워 지지부(120)를 이동시켜 이동대차(120a) 상의 타워(20)를 타워 설치부(130) 측으로 이동시킬 수 있다. 도시된 예에서, 이동부(190)는 이동대차(120a)에 형성되어 레일(122)의 랙기어(122a)에 결합되는 피니언기어(pinion gear)와 모터로 구성되어 있으나, 이동대차(120a)를 이동시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
타워 설치부(130)는 타워 지지부(120) 상의 타워(20)를 들어올려 해상에 설치할 수 있다. 일 실시예에서, 타워 설치부(130)는 제1 가이드레일(140)을 따라 제2 방향(Y)으로 이동 가능한 제1 몸체(132), 제1 몸체(132) 상에 결합되고, 수평 방향으로 회전 가능하며 타워(20) 이송을 위한 붐(136)을 구비한 크레인(134)을 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예로, k번째 열(k는 1 이상의 정수)의 타워가 모두 설치되면, 타워 설치부(130)가 후속 설치될 k+1번째 열의 타워에 신속하게 접근할 수 있도록, 이동부(190)는 상기 k번째 열과 상기 k+1번째 열의 타워들 간의 제1 방향(X) 거리만큼 이동대차(120a)를 타워 설치부(130) 측으로 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 타워 설치부(130)는 타워 설치 작업시 항상 일정한 붐(boom)거리를 유지하여 작업을 수행하게 되므로, 타워(20)를 들어올려 설치 해역 상에 조립하는 작업에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
제1 가이드레일(140)은 제2 방향(Y)으로 배열되어 타워 설치부(130)의 이동을 가이드한다. 타워 설치부(130)는 타워 지지부(120)에서 타워(20)를 들어올린 후, 제1 가이드레일(140)을 따라 선체(110)의 좌현 또는 우현 측으로 이동하여 타워(20)를 해상에 조립할 수 있다.
타워 설치부(130)는 타워(20)의 설치 작업을 수행하기 위하여, 수평 방향으로 회전 가능한 동시에, 신축 가능한 텔레스코픽 구조의 크레인으로 제공될 수 있다. 타워 설치부(130)가 나셀(30)의 설치 작업도 수행하는 경우, 타워 설치부(130)는 나셀 이동부(160)에 접근할 수 있도록 수평 방향으로 360° 회전 가능하게 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 타워 설치부(130)에 의해 타워(20)를 원활하게 설치할 수 있도록, 제1 가이드레일(140)은 메인 가이드레일(140a)과, 확장 가이드레일(140b) 및 레일구동부(142)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 가이드레일(140a)은 선체(110)의 데크(112) 상에 설치될 수 있다. 확장 가이드레일(140b)은 메인 가이드레일(140a)의 좌현 및/또는 우현 단부 측에 절첩식 또는 신축식으로 결합되어, 선체(110)의 외부를 향하여 확장될 수 있다. 레일구동부(142)는 확장 가이드레일(140b)을 절첩식 또는 신축식으로 구동하여, 제1 가이드레일(140)의 길이를 조절할 수 있다.
도시된 예에서, 레일구동부(142)는 선체(110)의 양 측면에 설치된 유압실린더에 의해 실린더로드(142a)를 구동하여 좌현 및 우현 측의 확장 가이드레일(140b)을 힌지(140c)를 중심으로 접거나 펼치도록 구성되어 있으나, 확장 가이드레일(140b)은 메인 가이드레일(140a)로부터 신축되는 텔레스코픽(telescopic) 구조로 제공될 수도 있다.
본 실시예에 의하면, 해상풍력발전기 설치 선박의 이동시 또는 타선박의 접안시에는 확장 가이드레일(140b)을 접거나 단축시켜 확장 가이드레일(140b)로 인해 이동 또는 접안에 간섭이 발생하는 것을 방지하는 동시에, 해상풍력발전기의 설치 작업시에는 확장 가이드레일(140b)을 펼치거나 인출시켜 타워 설치부(130)의 작업 범위를 확장시킴으로써 타워 설치 작업을 원활하게 수행할 수 있다.
나셀 적치부(150)는 선체(110)의 선미부에 배치될 수 있다. 나셀 적치부(150)는 제2 방향(Y)을 따라 배열되는 동시에 상하로 적층되는 다수의 나셀 지지부(150a)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 나셀 지지부의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 나셀 지지부(150a)는 해상풍력발전기의 나셀(30)을 적치하기 위하여 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 나셀 지지부(150a)는 나셀 케이스(151), 도어(152), 도어 구동부(153), 나셀 적치판(154), 및 가이드레일(155)을 포함하여 구성될 수 있다.
나셀 케이스(151)는 나셀(30)이 보관될 수 있는 내부 공간이 형성되며, 나셀(30)이 외부로 반출될 수 있도록 전면부에 출구(151a)가 형성된다. 나셀 케이스(151)는 육면체 박스 형태로 제공될 수 있다.
도어(152)는 회전모터나 유압실린더 등으로 이루어지는 도어 구동부(153)에 의해 힌지(152a)를 중심으로 회전 구동되어, 나셀 케이스(151)의 출구(151a)를 개폐시킬 수 있다.
나셀 케이스(151) 내에는 출구(151a)를 향하여 제1 방향(X)으로 가이드레일(155)이 마련된다. 나셀 적치판(154)의 상면에는 지지대(156)가 마련되며, 지지대(156) 상에 나셀(30)이 적치된다. 나셀 적치판(154)은 저면에 형성된 가이드부(154a)가 가이드레일(155)에 결합되어 가이드레일(155)을 따라 제1 방향(X)으로 이동하여 나셀 케이스(151)의 내부 공간으로부터 반출 가능하게 제공된다.
나셀 이동부(160)는 다수의 나셀 지지부(150a)가 배열된 방향을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 도시된 예에서, 나셀 지지부(150a)는 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)을 따라 배열되어 있으므로, 나셀 이동부(160)는 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)으로 이동 가능하게 제공된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 나셀 이동부의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 나셀 이동부(160)는 몸체부(161), 승강몸체(162), 회전몸체(163), 집게부(164,165), 집게 구동부(166), 및 회전구동부(167)를 포함하여 구성될 수 있다.
몸체부(161)는 제2 가이드레일(170)을 따라 제2 방향(Y)으로 이동 가능하게 제공될 수 있다. 몸체부(161)는 예를 들어, 랙/피니언, 스크류/모터, 이송벨트 등의 다양한 구동수단에 의해 이동될 수 있나, 이에 제한되지는 않는다.
승강몸체(162)는 몸체부(161)에 대해 제3 방향(Z)으로 승강 가능하게 제공될 수 있다. 도시에서, 승강몸체(162)는 몸체부(161)에 제3 방향(Z)으로 형성된 랙기어(161a)에 결합되는 피니언기어(162a)에 의해 승강되도록 구성되어 있으나, 이에 제한되지 않고, 스크류/모터, 이송벨트, 유압실린더 등의 다양한 구동수단이 사용될 수도 있다. 회전몸체(163)는 승강몸체(162)에 마련된 회전 구동부(167)에 의해 수평 방향으로 회전 가능하게 제공될 수 있다.
집게부(164,165)는 몸체부(161), 승강몸체(162), 회전 구동부(167)에 의해 제2 방향(Y), 제3 방향(Z)으로 이동 가능하게, 그리고 수평 방향으로 회전 가능하게 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 집게부는 몸체부(161) 상의 회전몸체(163)의 하단부에 결합되어 나셀(30)의 저면을 지지하는 하부 집게(164)와, 회전몸체(163)의 상단부에 결합되어 나셀(30)의 상면을 지지하는 상부 집게(165)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 집게 구동부(166)는 상부 집게(165)를 회동시켜 나셀(30)을 고정하거나 해제시킬 수 있다. 나셀 이동부(160)의 집게부(164,165)가 나셀 지지부(150a)의 전방으로 이동된 상태에서, 나셀 케이스(151) 내에서 나셀 적치판(154)을 인출하여 나셀(30)을 하부 집게(164)의 상부에 배치시킨 후, 상부 집게(165)를 하방으로 회전시켜 나셀(30)의 상면을 지지함으로써, 나셀(30)을 집게부로 고정할 수 있게 된다. 하부 집게(164)는 나셀(30)의 저면과 나셀 적치판(154) 사이에 삽입될 수 있도록, 지지대(156)의 높이보다 얇은 두께로 형성됨이 바람직하다.
이어서 나셀이 고정된 상태의 집게부를 상승시킨 후 180° 회전시키면, 타워 설치부(130)의 메인 크레인이 집게부(164,165)에 고정된 나셀(30)을 인계받을 수 있게 되며, 타워 설치부(130)에 의해 나셀(30)을 해상에 설치된 타워(20)의 상단에 설치하는 작업을 수행할 수 있게 된다. 다른 실시예로, 타워 설치부(130) 외에, 나셀(30)의 설치를 위한 별도의 크레인을 마련하여, 나셀(30)을 타워(20)의 상단에 설치할 수도 있다.
블레이드 적치부(180)는 제2 방향(Y)을 따라 배열되는 동시에 상하로 적층되는 다수의 블레이드 지지부(180a)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 블레이드 지지부의 사시도이다. 도 6을 참조하면, 블레이드 지지부(180a)는 해상풍력발전기의 블레이드(40)를 적치하기 위하여 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 블레이드 지지부(180a)는 블레이드 케이스(181), 개폐도어(182), 도어 구동부(183), 블레이드 적치판(184), 클램핑(185,186) 및 가이드레일(187)을 포함하여 구성될 수 있다.
블레이드 케이스(181)는 블레이드(40)가 보관될 수 있는 내부 공간이 형성되며, 블레이드(40)가 외부로 반출될 수 있도록 전면부 또는 후면부에 출구(181a)가 형성된다. 블레이드 케이스(181)는 육면체 박스 형태로 제공될 수 있다.
개폐도어(182)는 회전모터나 유압실린더 등으로 이루어지는 도어 구동부(183)에 의해 힌지(182a)를 중심으로 회전 구동되어, 블레이드 케이스(181)의 출구(181a)를 개폐시킬 수 있다.
블레이드 케이스(181) 내에는 출구(181a)를 향하여 제1 방향(X)으로 가이드레일(187)이 마련된다. 블레이드 적치판(184)은 가이드레일(187)을 따라 제1 방향(X)으로 이동하여 블레이드 케이스(181)의 내부 공간으로부터 반출 가능하게 제공된다. 블레이드 적치판(184)의 상면에는 제2 방향(X)을 따라 다수의 클램핑(185,186)이 마련되며, 클램핑(185,186)에 의해 블레이드(40)가 지지된다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 해상풍력발전기 설치 선박(100)의 이동 중에 확장 가이드레일(140b)은 도 7의 도시와 같이, 선체(110)의 외측면에 접혀지거나, 메인 가이드레일(140a) 안으로 삽입될 수 있다.
해상풍력발전기 설치 선박(100)이 설치 해역으로 이동하면, 도 8의 도시와 같이, 확장 가이드레일(140b)이 펼쳐지며, 타워 설치부(130)는 메인 가이드레일(140a)과 확장 가이드레일(140b)을 따라 제2 방향(Y)으로 이동하여 타워(20)를 해상에 설치하는 작업을 수행할 수 있다.
타워 지지부(120)는 설치할 타워(20)가 타워 설치부(130)와 일정한 거리 상에 배치되도록 제1 방향(X)으로 이동된다. 따라서, 타워 설치부(130)의 붐을 일정하게 유지하여 타워(20)의 이송 및 설치 작업을 수행할 수 있어, 타워 설치 시간을 단축시킬 수 있다.
해상에 타워(20)가 설치되면, 도 9의 도시와 같이 나셀 지지부(150a)에서 나셀 적치판(154)과 나셀(30)이 반출되며, 반출된 나셀(30)은 나셀 이동부(160)에 의해 들어올려져 타워 설치부(130) 또는 별도의 크레인으로 인계되어 해상에 설치된 타워(20)의 상단에 조립된다.
해상에 타워(20)와 나셀(30)이 조립되면, 도 10의 도시와 같이 블레이드 지지부(180a)에서 블레이드 적치판(184)과 블레이드(40)가 반출된다. 반출된 블레이드(40)는 타워 설치부(130) 또는 별도의 전용 크레인으로 인계되어 해상에 설치된 나셀(30)에 조립된다. 하나의 나셀(30)에 다수개의 블레이드(40)가 조립되면, 해상풍력발전기의 설치가 완료된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박의 평면도이다. 도 12는 도 11의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박을 구성하는 타워 지지부의 사시도이다. 도 11 및 도 12의 실시예를 설명함에 있어서 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 11 및 도 12의 실시예에 따른 해상풍력발전기 설치 선박(100)은 타워 지지부(120)를 구성하는 지지판(120b)이 원형의 레일(122a)과 결합되어 회전 가능하게 마련되고, 다수의 지지핀(124)이 지지판(120b) 상에 원형을 이루도록 배열되며, 이동부(190a)는 지지판(120b)을 회전 구동하여 지지판(120b) 상의 타워(20)를 타워 설치부(130)를 기준으로 미리 설정된 위치 상으로 이동시키도록 구성된 점에서, 앞서 설명한 실시예와 차이가 있다. 따라서, 타워 설치부(130)와 타워(20) 간의 거리 또는 타워 설치부(130)의 붐 각도를 항상 일정하게 유지한 상태로 타워(20) 이송 작업을 수행할 수 있어, 타워 설치 작업을 신속하게 수행할 수 있다.
이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 거주구 20: 타워
22: 홈 30: 나셀
40: 블레이드 100: 해상풍력발전기 설치 선박
110: 선체 112: 데크
120: 타워 지지부 120a: 이동대차
120b: 지지판 122,122a: 레일
124: 지지핀 130: 타워 설치부
140: 제1 가이드레일 140a: 메인 가이드레일
140b: 확장 가이드레일 142: 레일구동부
150: 나셀 적치부 150a: 나셀 지지부
151: 나셀 케이스 152: 도어
153: 도어 구동부 154: 나셀 적치판
155: 가이드레일 160: 나셀 이동부
161: 몸체부 162: 승강몸체
163: 회전몸체 164: 하부 집게
165: 상부 집게 166: 집게 구동부
167: 회전 구동부 170: 제2 가이드레일
180: 블레이드 적치부 180a: 블레이드 지지부
181: 블레이드 케이스 182: 개폐도어
183: 도어 구동부 184: 블레이드 적치판
185,186: 클램핑 187: 가이드레일
190,190a: 이동부

Claims (8)

  1. 선체;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부; 및
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 나셀들을 적치하는 다수의 나셀 지지부를 포함하는 나셀 적치부;를 포함하고,
    상기 나셀 지지부는,
    나셀이 보관될 수 있는 내부 공간이 형성되고, 상기 나셀이 반출될 수 있는 출구가 형성되는 나셀 케이스;
    상기 나셀 케이스의 출구를 개폐시키는 도어;
    상기 나셀 케이스 내에 상기 출구를 향하는 방향으로 마련되는 가이드레일; 및
    상기 나셀이 적치되고, 상기 가이드레일을 따라 이동하며, 상기 내부 공간으로부터 반출 가능하게 제공되는 나셀 적치판;을 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 타워 지지부는,
    상기 선체의 데크 상에 마련되고, 상기 타워 설치부를 향하는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 이동대차; 및
    상기 이동대차 상에 형성되고, 상기 타워들의 저면에 각각 형성된 홈에 삽입되어 상기 타워들을 수직으로 지지하는 다수의 지지핀;을 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  3. 선체;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부; 및
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부;를 포함하고,
    상기 타워 지지부는,
    상기 선체의 데크 상에 회전 가능하게 마련되는 지지판; 및
    상기 지지판 상에 원형을 이루도록 배열되고, 상기 타워들의 저면에 각각 형성된 홈에 삽입되어 상기 타워들을 수직으로 지지하는 다수의 지지핀;을 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 타워 지지부를 이동시켜 상기 타워 지지부 상의 타워를 상기 타워 설치부 측으로 이동시키는 이동부;를 더 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 선체의 데크 상에 설치되며, 상기 다수의 나셀 지지부가 배열된 방향을 따라 이동 가능하게 제공되는 나셀 이동부;를 더 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 나셀 이동부는,
    상기 다수의 나셀 지지부가 배열된 방향을 따라 이동 가능한 몸체부;
    상기 몸체부 상에 결합되고, 상기 나셀의 저면을 지지하는 하부 집게와, 상기 나셀의 상면을 지지하는 상부 집게를 포함하는 집게부;
    상기 상부 집게를 회동시켜 상기 나셀을 고정하거나 해제시키는 집게 구동부; 및
    상기 몸체부에 대해 상기 집게부를 수평 방향으로 회전시키는 회전 구동부;를 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  7. 선체;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부; 및
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 블레이드들을 적치하는 다수의 블레이드 지지부를 포함하는 블레이드 적치부;를 포함하고,
    상기 블레이드 지지부는,
    블레이드가 보관될 수 있는 내부 공간이 형성되고, 상기 블레이드가 반출될 수 있는 출구가 형성되는 블레이드 케이스;
    상기 블레이드 케이스의 출구를 개폐시키는 개폐도어;
    상기 블레이드 케이스 내에 상기 출구를 향하는 방향으로 마련되는 가이드레일; 및
    상기 블레이드가 적치되고, 상기 가이드레일을 따라 이동하며, 상기 내부 공간으로부터 반출 가능하게 제공되는 블레이드 적치판;을 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
  8. 선체;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 해상풍력발전기의 타워들을 수직으로 지지하는 타워 지지부;
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워들을 해상에 설치하는 타워 설치부; 및
    상기 선체의 데크 상에 설치되고, 상기 타워 설치부의 이동을 가이드하는 가이드레일;을 포함하고,
    상기 가이드레일은,
    상기 선체의 데크 상에 설치되는 메인 가이드레일;
    상기 메인 가이드레일에 절첩식 또는 신축식으로 결합되고, 상기 선체의 외부를 향하여 확장 가능한 확장 가이드레일; 및
    상기 확장 가이드레일을 절첩식 또는 신축식으로 구동하는 레일구동부;를 포함하는 해상풍력발전기 설치 선박.
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