KR101985257B1 - 선박에 탑재된 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법 - Google Patents

선박에 탑재된 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법 Download PDF

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Abstract

선박(100)에 탑재된 풍력 터빈 블레이드(10)의 취급 방법은, 하나 이상의 블레이드를 수용하도록 구성된 블레이드 랙 구조체(blade rack arrangement, 1)를 상기 선박에 제공하는 단계로서, 상기 랙 구조체는 적어도 루트 랙(root rack, 2) 및 팁 랙(tip rack, 3)을 포함하고, 상기 루트 랙과 팁 랙 사이에 블레이드 지지 평면(18)이 형성되는, 블레이드 랙 구조체의 제공 단계; 상기 선박과 상기 루트 랙 또는 팁 랙중 하나 사이에서 작용하는 잭(jack,30)을 제공하는 단계; 상기 잭에 의하여 상기 선박에 탑재된 상기 루트 랙 또는 팁 랙중 하나를 들어올리거나 내림으로써 상기 블레이드 지지 평면을 들어올림 각도(elevation angle θ)를 통하여 움직이는 단계;를 포함한다. 풍력 터빈 루트 지지프레임 요소 또는 팁 지지 프레임 요소(4,5)를 들어올리거나 내릴 수 있는 풍력 터빈 설치 선박(100)상의 잭 조립체는, 구동 장치(32)에 의해 구동되고 들어올리거나 내리도록 랙(2,3)에 위치될 수 있는 리프트 플랫폼(34)을 포함한다. 연안 풍력 터빈 설치 선박(100)은 풍력 터빈 블레이드 루트 지지 프레임 요소 또는 팁 지지 프레임 요소(4,5)의 랙을 들어올리거나 내릴 수 있는 잭 조립체, 크레인(120) 및 선적 갑판(11)을 포함한다.

Description

선박에 탑재된 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법{Method Of Handling Wind Turbine Blade Aboard A Vessel}
본 발명은 선박에 탑재된 풍력 터빈 블레이드의 취급에 관한 것이며, 특히 연안 풍력 터빈인 풍력 터빈을 위한 설치 선박에 관한 것이다.
풍력 터빈 블레이드들의 장거리 선박 이동은 통상적으로 선박의 선체 또는 이송 구획부 내부에서 블레이드들을 길이 방향으로 배치하는 것을 포함한다. 풍력 터빈을 설치할 목적으로, 특히 연안 풍력 터빈을 설치할 목적으로, 타워, 나셀(nacelle) 및 블레이드 또는 회전자와 같은 주요 풍력 터빈 요소들은 통상적으로 터빈 건립을 위한 보조 장비가 설치된 설치 선박에 탑재되도록 선적된다. 설치 선박들은 통상적으로 전통적인 수송 선박보다 부양 작업 플랫폼(floating work platform)과 유사하다. 일반적으로 이러한 선박들에는 계획된 터빈 건립 장소에 한정된 연안 위치에서 터빈 요소들로 선적된다.
풍력 터빈 블레이드들은 갑판(deck)과 같은 선적 표면상의 랙에 그것을 배치함으로써 설치 선박과 같은 선박에 탑재되어 수송된다. 블레이드들은 통상적으로 블레이드의 수평 방위로써 그러한 선박에 선적되고 선박으로부터 양륙된다. 이는 선적(loading) 또는 양륙(unloading)을 위한 리프트 장치가 통상적으로 블레이드의 수평 취급을 위하여 구성되기 때문이다. 설치 선박의 치수는 통상적으로 블레이드들이 선박의 측부를 지나서 일부 연장될 수 있도록 되어 있다. 이것은 선박이 큰 파도를 만나는 경우이거나 또는 블레이드가 동요되는 물에 침수되는 위험성의 형태로 위기를 맞는다.
선박에 블레이드를 탑재하기 위하여 이전에 제안된 랙 구조체는 18 개의 블레이드를 유지하기 위한 용량을 가지며, 고정된 루트 랙(root rack) 및 대향하는 고정 팁 랙(tip rack)을 구비한다. 각각의 팁 랙 및 루트 랙은 고정된 블레이드 프레임 부분들의 세트를 포함함으로써, 각각의 블레이드는 루트 프레임과 대응하는 팁 프레임을 유효하게 포함하는 블레이드 프레임 부분들의 쌍 사이에서 실질적으로 수평으로 놓인다. 각각의 루트 랙 또는 팁 랙은 칼럼(column) 마다 3 개의 블레이드 프레임들의 나란한 6 개의 칼럼들을 포함한다. 6 개 프레임들의 열(row)은 루트 랙에서 블레이드 길이 방향으로 오프셋되게 수직의 구성으로 배치됨으로써, 각각의 루트 프레임 새들은 그 아래에서 하나가 수직으로 비워진다. 각각의 팁 프레임 스트롭(tip frame strop)은 그것의 팁 프레임으로부터 연계되지 않아서 낮은 프레임 쌍에서의 블레이드의 선적 또는 양륙을 허용할 수 있다. 이러한 구성은 개별의 루트 프레임 새들 및 대응하는 팁 프레임 스트롭으로 연속적인 블레이드들의 선적을 허용한다. 따라서 블레이드들은 랙 구조체를 구성하는 고정된 프레임 쌍들로 연속적으로 배치될 수 있다. 설치 선박이 때때로 롤링(rolling)되는 동안에 블레이드가 물에 잠기는 결과로서 발생되는 손상을 방지하기 위하여, 각각의 루트 랙 및 팁 랙은 하부 스페이서 프레임을 구비하며, 이것은 선박 갑판에 고정되고 개별의 루트 랙 또는 팁 랙을 유지한다. 이러한 스페이서 프레임은 적하된(stowed) 블레이드와 선박 갑판 사이에 최소 간극을 보장하며, 따라서 수송 선박의 측부에 걸쳐 있는 블레이드들의 일부를 따라서 물과 블레이드 사이에 최소 간극을 보장한다. 이러한 스페이서 프레임 구성은 선박이 동요하거나 또는 거친 조건 동안에 롤링되는 것과 관련하여 블레이드의 침수 위험성을 감소시킨다. 고정된 블레이드 프레임들의 9 개 쌍들을 구비하는 유사한 랙 구조체도 제안되었다.
풍력 터빈 기술의 발전은 블레이드 길이가 증가하는 것으로 계속 이어진다. 블레이드의 침수 위험성을 완화시키기 위하여, 스페이서 프레임들의 높이 및 전체적인 크기는 선박의 롤링의 경우에 물의 표면과 블레이드 팁 사이에 적절한 간극을 유지하도록 증가되어야한다. 이것은 구성 재료와 관련하여 매우 비싸며 선박에서의 이미 제한된 공간을 낭비하게 된다.
본 발명은 선박에 탑재된 블레이드의 취급을 향상시킬 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 블레이드 취급을 향상시키고 수송 선박 또는 설치 선박에서의 블레이드 취급 및 적하(stowage)를 향상시킬 것을 목적으로 한다.
선박에 탑재된 블레이드 취급을 위한 향상된 방법은 첨부된 청구항 제 1 항에 기재되어 있다. 상기 방법은 특히 설치 선박에 탑재되어 수행될 수 있다. 특히, 본 발명의 방법은 하나 이상의 블레이드를 수용하도록 구성된 블레이드 랙 구조체를 선박에 제공하는 단계로서, 랙 구조체는 적어도 루트 랙 및 팁 랙을 구비하고, 루트 랙 및 팁 랙은 그 사이에 블레이드 지지 평면을 형성하는, 블레이드 랙 구조체의 제공 단계; 루트 랙 또는 팁 랙중 하나와 선박 사이에서 작용하는 잭을 제공하는 단계; 및, 잭에 의하여 선박에 탑재된 루트 랙 또는 팁 랙중 하나를 들어올리거나 내림으로써, 블레이드 지지 평면을 들어올림 각도를 통해 움직이는 단계;를 포함한다. 잭은 블레이드가 선적된 팁 랙 또는 루트 랙과 같은 무겁고 부피가 큰 하중을 들어올리거나 내리도록 그 어떤 적절한 구동부를 포함할 수 있다. 잭이 바람직스럽게는 동력을 받을 수 있다. 잭을 위한 적절한 구동 요소는 유압 구동부일 수 있다. 잭에 의하여 선박에 탑재된 루트 랙 또는 팁 랙을 들어올리거나 내려서 들어올림 각도를 통해 블레이드 지지 평면을 움직임으로써, 수송 구성 형태에서의 실질적인 향상이 간단한 수단을 이용하여 달성될 수 있다. 안전이 향상되고 비용이 감소되는 결과가 그에 의해 달성될 수 있으며, 동시에 현존의 블레이드 선적 및 양륙 구조체를 블레이드 랙 구조체의 내외로 통합시키는 장점을 보존한다. 본 발명의 방법은 여러 가지 잠재적인 장점들을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 블레이드들은 그것이 선적되거나 또는 양륙되는 방위와는 상이한 각도 방위에서 선박에 집어넣어질 수 있는 것이 보장된다. 또한 선박 유형, 예상되는 물의 조건, 바다 또는 기상 조건과 같은 기준에 따라서, 블레이드들의 집어넣어지는 각도가 선택될 수 있음이 보장된다. 즉, 블레이드 선적 및 양륙에 대한 특정의 고려에 독립적으로, 블레이드의 적하를 최적화시키는 것이 보장될 수 있다. 상기 방법은 또한 선박의 제한된 공간의 사용을 최대화시킬 수도 있어서, 주어진 갑판 공간 또는 높이에서 더 많은 블레이드들의 수송을 허용한다. 본 발명은 더 낮고 작은 스페이서 프레임 구조의 제공을 더 허용함으로써 비용을 절감시킨다.
다른 바람직한 방법은 도 2 내지 도 8 에 기재되어 있다.
본 발명의 선택적이고 바람직한 양상에서, 루트 랙 또는 팁 랙중 다른 하나는 실질적으로 들어올려지거나 내려지지 않는다. 따라서, 본 발명은 선적 갑판에 대하여 실질적으로 움직이지 않게 루트 랙을 유지하면서, 팁 랙을 들어올리거나 내리는 것을 포괄할 수 있다. 역으로, 팁 랙이 선적 갑판에 대하여 실질적으로 움직이지 않게 유지되면서, 루트 랙이 들어올려질 수 있거나 또는 내려질 수 있다. 다른 선택적인 양상에서, 움직이지 않게 유지된 루트 랙 또는 팁 랙이 바람직스럽게는 상기 선박의 선적 갑판 위에 높이를 두고 지지된 정적 베이스 프레임 상부에 위치될 수 있다. 따라서, 대향하고 대면하는 랙에서 정적 베이스 프레임에 대하여 팁 랙 또는 루트 랙중 움직일 수 있는 것을 들어올리는 효과는, 관련된 랙 구조체에서 지지된 그 어떤 블레이드의 팁이라도 선적 갑판 위의 정적 베이스 프레임 높이보다 더 높은 레벨로 들어올려지게 한다. 보다 상세하게는, 상기 선박 밖의 물의 표면과 상기 선박에 탑재된 블레이드 랙 구조체에 있는 블레이드의 팁 사이의 간극 높이는 선박 갑판 위의 베이스 프레임 높이보다 크거나 또는 현저하게 크다. 더욱이, 그에 의하여 블레이드 지지 평면이 경사지므로, 선박 밖의 물 표면과 블레이드 사이의 간극은 블레이드 팁으로의 블레이드 길이를 따라서 점진적으로 증가한다. 따라서 유리하게도 본 발명은 더 긴 블레이드들의 안전한 취급 및 수송을 수행할 수 있다. 블레이드의 경사는 블레이드 길이를 필요한 스페이서 프레임 높이에 독립적이게 한다.
다른 선택적인 양상에서, 각각의 팁 랙 또는 루트 랙은 루트 또는 팁 프레임 요소들의 하나 이상의 칼럼(column)을 포함할 수 있으며, 각각의 그러한 칼럼은 하나 이상의 프레임 요소를 포함할 수 있다. 특히, 각각의 프레임 요소가 바람직스럽게는 단일 블레이드의 개별적인 루트 부분 또는 팁 부분을 지지하도록 구성된다. 바람직스럽게는, 루트 랙 또는 팁 랙은 칼럼에 다수의 적재된 프레임 요소들을 포함한다. 더욱 선택적으로는, 각각의 루트 프레임 요소 또는 팁 프레임 요소는 상기 루트 또는 팁 칼럼에서 하나 이상의 인접한 프레임 요소들에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 실시예들에서, 프레임들은 프레임 요소들의 칼럼들 사이에서 안정되고, 분리 가능한 측방향 연결을 허용하도록 구성될 수 있다. 프레임 요소들이 바람직스럽게는 모듈 형상으로 적재될 수 있어서 임의의 랙 구조체에 선적될 블레이드들의 수에 따라서 상이한 프레임 높이로 적재된 칼럼들을 만든다. 적재된 루트 프레임 또는 팁 프레임의 하나 이상의 칼럼들은 루트 랙 또는 팁 랙으로서 설명될 수 있다. 따라서 루트 랙 또는 팁 랙은 나란히 배치된, 적재된 프레임들의 하나 이상의 칼럼들을 포함할 수 있다. 랙 구조체는 특히 팁 랙 및, 대면하는 루트 랙을 포함할 수 있다.
다른 선택적인 양상에서, 방법은 고정구(fasterner)에 의하여 인접한 프레임 요소들에 분리 가능하게 연결시키는 단계를 포함할 수 있다. 이들은 예를 들어 볼트와 같은 임의의 적절한 형태일 수 있다.
다른 선택적인 양상에서, 방법은 상기 루트 랙 또는 팁 랙중 다른 하나의 아래에 피봇을 제공하는 단계를 더 포함한다. 이러한 피봇의 제공은 대향하는, 즉, 대면하는 루트 랙 또는 팁 랙의 들어올림 또는 내림중에 관련된 랙의 특정한 회전 움직임을 허용한다. 이것은 관련된 랙이 들어올려지거나 내려지는 동안에, 랙의 프레임 요소에 대하여 또는 블레이드 부분이 지지되는 그 어떤 고정체에 대하여, 지지된 블레이드 부분의 각도 위치의 변화를 방지하는 경향이 있다. 더욱이, 대향하는 루트 랙 또는 팁 랙의 상대적인 서로의 위치는 그에 의하여 랙을 들어올리거나 또는 내리는 동안 실질적으로 변화되지 않고 유지될 수 있다. 바람직스럽게는, 랙의 하부 단부에 위치된 피봇은 경사 가능한 플랫폼의 형태로 제공될 수 있고, 플랫폼상에서 루트 랙 또는 팁 랙이 지지되거나 또는 고정된다. 그러한 피봇은 미끄럼 부분(skid)으로서 일반적으로 알려진 요소의 기능을 수행할 수 있다.
다른 선택적인 실시예에 따르면, 잭은 내려진 지지 위치와 들어올려진 지지 위치 사이에서 회전할 수 있는 회전 가능 랙 스페이서 및 구동 요소를 포함할 수 있다. 회전 가능 랙 스페이서의 내려진 지지 위치는 특히 상기 스페이서에 지지된 팁 랙 또는 루트 랙의 내려진 위치에 대응할 수 있다. 회전 가능 랙 스페이서의 들어올려진 지지 위치는 특히 상기 스페이서에 지지된 팁 랙 또는 루트 랙의 들어올려진 위치에 대응할 수 있다. 적절한 회전 가능 랙 스페이서는 잭의 선형 구동부에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있고 루트 랙 또는 팁 랙에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 잭의 선형 구동부의 작동은 바람직스럽게는 회전 가능 랙 스페이서를 회전되게 강제할 수 있으며, 그에 의하여 수직 평면에서의 방위를 변화시킴으로써 루트 랙 또는 팁 랙과 선박 선적 갑판 사이의 분리는 대응되게 또는 비례적으로 변화된다. 회전 가능 스페이서는 잠기고 내려진 지지 위치 및/또는 잠기고 들어올려진 지지 위치를 나타낼 수 있다. 이와 관련하여, "잠긴...위치"라는 용어는 추가적인 외부 보조 없이 루트 랙 또는 팁 랙이 내려진 위치 또는 들어올려진 위치에 놓이는, 회전 가능 스페이서의 위치를 나타낼 수 있다. 실시예들에서, 루트 랙 또는 팁 랙을 들어올리거나 내리는 작용 동안에, 잭의 구동 요소는 관련된 랙의 높이 변화보다 더 큰 선형 거리로 구동 요소의 구동 단부를 움직일 수 있다. 바람직스럽게는, 실시예들에서 회전 가능 스페이서가 관련 랙과 선박의 선적 갑판 사이에 위치된다.
실시예들에서, 블레이드 지지 평면이 잭의 작용에 의해 움직일 수 있는 들어올림 각도는 제로 내지 적어도 3 도 사이이고, 바람직스럽게는 제로 내지 적어도 4 도 사이이고, 더욱 바람직스럽게는 제로 내지 적어도 5 도 사이이고, 더욱 바람직스럽게는 제로 내지 적어도 7 도 사이이고, 더욱 바람직스럽게는 제로 내지 적어도 10 도 사이이다. 바람직스럽게는, 본 발명의 양상에 따라서, 루트 랙과 팁 랙 사이에 연결 붐(connecting boom)이 제공될 수 있다. 실시예들에서, 관련된 팁 랙과 루트 랙 사이에 하나 이상의 붐이 제공될 수 있다. 실시예들에서, 관련된 팁 랙과 루트 랙 사이에 하나 이상의 붐(boom)이 선택적으로 제공될 수 있다. 이러한 선택은 나란히 배치된 루트 프레임 또는 팁 프레임의 칼럼이 다수 있는 경우에 바람직스러울 수 있다. 붐은 잭의 들어올림 또는 내림 작용 동안에 또는 그러한 들어올림 또는 내림 작용 이후에, 루트 랙 및 팁 랙이 함께 움직이거나 또는 떨어져서 움직이려는 그 어떤 경향성에도 대응할 수 있다. 바람직스럽게는 그러한 붐이 상기 루트 랙 또는 팁 랙중 다른 하나를 지지하는 피봇 가능 미끄럼부(skid)와 잭을 회전 가능하게 연결할 수 있으며, 즉, 관련된 랙은 잭의 작용에 의하여 올려지거나 내려지지 않는다. 더욱이, 대향하는, 즉, 대면하는(facing) 랙 아래에서 잭이 연장되는 작용 또는 수축되는 작용의 결과로서, 붐은 미끄럼부 또는 경사 가능한 지지 플랫폼의 회전을 일으키도록 구성될 수 있다.
본 발명은 또한 정의된 방법에 따라서 풍력 터빈 블레이드의 루트 지지 프레임 요소 또는 팁 지지 프레임 요소의 랙을 들어올리거나 내릴 수 있는, 풍력 터빈 설치 선박상의 잭(jack)에 관한 것으로서, 잭은 들어올려지거나 또는 내려지도록 루트 랙 또는 팁 랙에 위치될 수 있고 구동 장치에 의해 구동되는 리프트 플랫폼을 구비한 조립체를 포함한다. 잭 또는 잭 조립체는 그에 의하여 본 발명의 방법을 유효하게 할 수 있으며, 특히, 블레이드 적하 랙 구조체의 팁 랙 또는 루트 랙을 들어올리거나 또는 내림으로써, 블레이드 지지 평면은 들어올림 각도를 통해 움직일 수 있다. 블레이드 적하 랙 구조체 및 그 안에 지지된 그 어떤 블레이드라도 특히 블레이드 선적/양륙 위치와 블레이드 수송 위치 사이에서 경사질 수 있다. 본 발명의 랙 구조체를 포함하는 설치 선박에서 수송되는 블레이드들은 그에 의하여 침수될 위험성에 노출되는 것이 감소될 수 있다.
본 발명의 잭은 첨부된 청구항 제 9 항에 기재되어 있다. 바람직한 다른 특징들은 종속 청구항 제 10 항 내지 제 13 항에 기재되어 있다.
선택적으로, 잭은 리프트 플랫폼상의 관련 랙에 대향되는, 즉, 대면하는 랙 아래에 위치될 수 있는 미끄럼부(skid)를 더 포함할 수 있다. 그러한 미끄럼부는 특히 피봇일 수 있으며 경사 가능한 플랫폼의 형태일 수 있다. 잭은 선택적으로 경사 가능한 플랫폼의 형태인 피봇 가능 미끄럼부(pivotable skid)를 포함할 수 있고, 붐과 같은 결합 링크(coupling linkage)에 의하여 리프트 플랫폼에 회전될 수 있게 결합된다. 결합은 특히 잭의 들어올림 또는 내림 동안에 대향하는 랙들의 상대적인 위치를 보존하는데 도움이 될 수 있다.
잭의 구동 장치는 특히 선형 구동부일 수 있고, 유압 피스톤과 같은 유압식일 수 있다. 대안으로서, 다른 선형 구동 유형이 사용될 수 있으며, 워엄 샤프트(worm shaft) 및 칼러(collar) 또는 공압 구동부와 같은 것이다. 구동부는 회전 가능 랙 스페이서 또는 리프트 플랫폼에 결합될 수 있다. 랙 스페이서는 예를 들어 루트 랙 또는 팁 랙에서 피봇 조인트에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 잭의 선형 구동부에 추가적으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
실시예들에서, 회전 가능 랙 스페이서는 들어올려진 랙 지지 위치와 내려진 랙 지지 위치를 나타내도록 구성될 수 있다. 잭 조립체는 선형 구동부에 의하여 들어올려진 위치와 내려진 위치 사이에서 회전 가능 랙 스페이서를 회전시키도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 루트 랙 또는 팁 랙의 들어올림 작용 또는 내림 작용은, 회전 가능 랙 스페이서의 다른 부분이 루트 랙 또는 팁 랙에서 피봇 조인트의 둘레에서 피봇될 수 있는 동안에, 선박의 선적 갑판과 같은 지지 표면을 따라서 회전 가능 랙 스페이서의 일부를 구동함으로써 수행될 수 있다.
루트 랙의 적어도 하나의 요소와 팁 랙의 적어도 하나의 요소 사이에 또는 이들이 지지되고 바람직스럽게는 고정되는 플랫폼 요소들 사이에 붐(boom)을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 이것은 관련된 랙을 들어올리는 동안 선형 구동 장치의 미는 작용에 의하여 블레이드를 따라서 팁 랙 또는 루트 랙이 밀려지는 것을 억제할 수 있다. 붐은 또한 관련된 랙의 들어올림 또는 내림 동안 블레이드상의 응력을 전체적으로 완화시키도록 작용할 수 있다.
본 발명은 또한 첨부된 청구항 제 14 항에 기재된 연안 풍력 터빈 설치 선박을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 특정한 양상들은 첨부된 도면에 예시된 비 제한적인 예를 참조하여 보다 상세하고 설명될 것이다.
도 1 은 종래 기술 유형의 블레이드 적하 랙 구조체이다.
도 2 는 본 발명의 양상들에 따른 블레이드 적하 랙 구조체(blade stowage rack arrangement) 및 잭을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 은 도 2 에 도시된 잭의 양상들에 대한 개략적인 측면도이다.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 양상들에 따른 잭 구조체의 개략적인 예이다.
도 5a 및 도 5b 는 본 발명의 양상들에 따른 랙 구조체 및 랙을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b 는 본 발명의 양상들에 따른 잭과 랙 구조체를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b 는 본 발명의 양상들에 따른 잭과 랙 구조체를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8 은 본 발명의 양상들에 따른 선박의 예를 개략적으로 도시한 것이다.
"랙 구조체"라는 용어는 집합적인 용어로서, 개별적이고 대면하는 루트 랙 및 팁 랙의 형태로 블레이드의 팁 단부에 있거나 또는 팁 단부를 향하고 블레이드의 루트 단부에 있거나 또는 루트 단부를 향하는 지지 요소를 가진, 풍력 터빈 블레이드용 지지 구성을 제공하는 블레이드 저장 구조를 나타내도록 의도된다. 소위 "팁 단부(tip end)" 지지는 특히, 팁 프레임 또는 팁 랙에 의하여 블레이드의 중간 부분에서 또는 중간 부분에 인접하여, 블레이드 팁을 향해 제공될 수 있다. 소위 "루트 단부(root end)" 지지는 특히, 블레이드의 루트 단부에서 또는 루트 단부에 근접하여 루트 프레임 또는 루트 랙에 의하여 제공될 수 있다. 바람직스럽게는, 루트 단부 지지 프레임 또는 루트 랙은 블레이드 루트 단부에서 제공된다. 루트 랙 또는 팁 랙은 모듈 유형이 바람직스럽더라도 단일체일 수 있거나 또는 모듈형일 수 있다. 각각의 블레이드가 바람직스럽게는 프레임 쌍에 저장될 수 있다. 루트 랙 또는 팁 랙은 선박의 선적 덱크와 같은 작업 플랫폼상의 고정 구조체에 하나 이상의 프레임들을 제공함으로써 확립될 수 있다. 랙 구조체는 랙 구조체의 연속적인 프레임 쌍들로 블레이드를 선적함으로써 점진적으로 블레이들로 선적될 수 있다. 대안으로서, 랙 구조체는 선박에 탑재된 프레임 모듈들을 서로 연속적으로 추가함으로써 만들어질 수 있다. 그러한 경우에, 블레이드들은 통상적으로 단일 프레임 요소들의 팁 및 루트 쌍에 각각 미리 선적되거나 또는 프레임 요소들의 다수 쌍들에 몇 개의 블레이드들이 미리 선적될 것이다. 여기에서 "선박"은 수상 이송을 위한 부양 선박을 지칭하며, 특히 해양 선박을 지칭한다.
도 1 에는 종래 기술 유형의 블레이드 랙 구조체(blade rack arrangement, 1)가 도시되어 있으며, 이것은 루트 랙(root rack, 2) 및 팁 랙(tip rack, 3)을 가진다. 블레이드 랙 구조체(1)는 수송 선박(미도시)의 선적 갑판(loading deck, 11)상에 지지되어 그에 고정된다. 각각의 랙(2,3)은 18 개 블레이들중 개별의 루트 단부 또는 팁 단부들을 수용할 수 있으며, 단부들중 하나는 점선(10)으로 표시되어 있다. 블레이드들은 6 개 블레이들의 중첩된 3 개 열로 배치될 수 있거나, 또는 다르게 표현될 수 있는데, 3 개의 중첩된 블레이들의 나란한 6 칼럼으로 배치될 수 있다. 랙 구조체(1)는 18 개의 고정된 프레임 쌍(4,5)들을 포함한다. 각각의 루트 프레임(root frame, 4)은 개별 블레이드의 루트 단부를 지지하기 위한 지주(prop, 6)을 가진다. 각각의 팁 프레임(5)은 지지 구조에 의하여 양측에서 측면을 이룬다. 각각의 열의 루트 프레임(root frame, 4)은 그것의 위 또는 아래의 열에서 프레임(4)들로부터 블레이드들의 길이 방향에서 오프셋(offset)되고 함께 고정된다. 이것은 블레이드들이 위에 있는 프레임들에 의해 차단되지 않으면서 가장 아래의 프레임들에 있는 위치로 투입될 수 있게 한다. 팁(tip)은 팁 프레임(5)의 칼럼에 있는 각각의 레벨에서 제거 가능한 스트롭(strop, 미도시)에 의해 제 위치에 유지된다. 도 1 의 랙 구조체(1)는 개별 랙(2,3)에 있는 모듈 유형 단일 블레이드 프레임(4,5)을 나타내지 않으며, 대신에, 각각의 프레임(4,5)은 하나 이상의 이웃 프레임(4,5)에 고정된다. 칼럼에 있는 제 1 블레이드(10)는 가장 낮은 팁 프레임(5)의 스트롭(strop, 미도시) 및 가장 낮은 루트 프레임(4)의 새들(saddle, 6)상의 위치에 놓인다. 다음에, 다른 스트롭(미도시)이 현재 점유된 가장 낮은 팁 프레임(5) 바로 위의 팁 프레임(5)에 더해진다. 제 2 블레이드(미도시)가 다음에 동일한 칼럼에서 아래의 프레임 쌍(4,5) 바로 위의 프레임 쌍에 있는 팁 스트롭과 루트 새들(root saddle, 6)의 위치에 놓이고, 랙 구조체가 잠재적으로 채워질 때까지 그것이 반복된다. 각각 단일 구성인 랙(2,3)들은 선박 선적 갑판(미도시)상의 제 위치에 고정되도록 설계된다. 블레이드가 물에 잠기는 것을 방지하기 위하여, 루트 및 팁 랙(2,3)들 각각은 스페이서 프레임(8,9)을 구비하며, 이것은 집어넣어진 블레이드(미도시)들과 적재 갑판의 표면 사이에 간극(h)을 제공함으로써 블레이드들과 물의 표면 사이에 간극을 제공한다.
여기에서 "선적(loading)"이라는 용어는 선택적으로 루트 또는 팁 프레임 요소를 가지거나 가지지 않으면서 승선되는 것을 포함할 수 있다. 이것은 선상에 있는 랙 구조체에서 개별의 루트 프레임 또는 팁 프레임에 블레이드를 고정시키는 것을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이것은 하나 이상의 프레임 요소들의 추가에 의하여 선상에서 루트 랙 또는 팁 랙을 보충하는 것을 더 포함할 수 있다. "양륙(unloading)"이라는 용어는 여기에서 선상으로부터 블레이드를 제거하는 것을 포함할 수 있으며, 선택적으로 선상의 개별 프레임들로부터 블레이드를 양륙하거나 또는 선택적으로 루트 프레임 또는 팁 프레임과 함께 블레이드를 양륙하는 것을 포함한다. "블레이드 취급(blade handling)" 이라는 용어는 임의의 상기 작용 또는 모든 상기 작용들을 포함할 수 있고 추가적으로 블레이드들을 적하하는 것(stowing)을 포함할 수 있다. 설치 선박(installation vessel)은 연안의 풍력 터빈 건립을 위한 작업 플랫폼을 제공하도록 특별히 구성되고, 예를 들어 하나 이상의 크레인들인 리프트 장비(lifting equipment)와 같은 보조 장비를 선택적으로 제공하도록 구성된 선박을 지칭할 수 있다. 설치 선박의 선적 갑판은 블레이드 랙 구조체의 전부 또는 일부를 수용할 수 있거나 또는 수용하기에 적절하고, 바람직스럽게는 상기 랙 구조체로 그리고 랙 구조체로부터 블레이드들을 선적하고 양륙할 수 있는, 선상의 그 어떤 지지 표면을 지칭할 수 있다.
본 출원에서, "블레이드"라는 용어는 허브(hub)로부터 연장된 풍력 터빈 회전자의 부분을 지시하도록 의도된다. 여기에서 블레이드를 언급하는 것은 회전자 전체를 언급하는 것을 의도하지 않는다.
블레이드 지지 평면은 관련된 블레이드의 주 길이 방향 축이 연장되는 평면을 지시하며, 블레이드는 블레이드 랙에서 랙의 개별적인 루트 프레임 및 팁 프레임에 지지된다. 종래에, 상기 평면은 고정된 수송 평면이었다. 본 발명에서는 상기 평면이 경사질 수 있다.
도 2 는 루트 랙(2) 및 팁 랙(3)으로 이루어진 블레이드 랙 구조체(1)를 도시한다. 루트 랙(2)은 3 개의 블레이드 루트 프레임(4)들을 포함한다. 마찬가지로, 팁 랙(3)은 3 개의 블레이드 팁 프레임(5)을 포함한다. 도 2 에 도시된 경우에, 프레임(4,5)들은 모듈형이고, 각각의 모듈은 단일 프레임(4 또는 5)을 포함한다. 각각의 모듈 또는 프레임(4,5)은 고정구(도 2 에 미도시)를 통하여 이웃의 모듈 또는 프레임에 연결될 수 있다. 또한 도 2 에는 루트 프레임(4) 및 팁 프레임(5)의 쌍 각각으로 미리 선적된 블레이드(10)들이 도시되어 있다. 루프 프레임(4)에 있는 시트(seat, 14)는 블레이드(10)의 루트 단부를 지지하는 반면에, 블레이드(10)의 팁 부분은 팁 프레임(5)의 새들(16)에서 지지된다. 블레이드(10)들은 점선으로 표시된 블레이드 지지 평면(18)에서 지지되는데, 상기 점선은 블레이드의 길이 방향 축을 따라서 연장되어, 점선(18)의 측방향으로 연장된 평면에 놓인다. 도 2 의 예에서, 랙(2 또는 3)의 형태인, 프레임(4,5)들의 전체 칼럼들은 선박 선적 갑판(11)상의 랙 구조체(1)를 형성하도록 선적될 수 있다. 대안으로서, 각각의 프레임 쌍(4,5)이 개별의 랙(2,3) 및 랙 구조체(1)를 구성하도록 연속적으로 선적될 수 있다. 도 2 에 도시된 실시예에서, 블레이드(10)들이 쌍을 이룬 각각의 팁 프레임(4) 및 루트 프레임(5)의 제 위치에 있으면서, 프레임 쌍(4,5)들이 수송 선박 선적 갑판(11)상으로 선적된다. 다른 실시예에서, 블레이드(10)는 이미 선박 갑판(11)에 있는 프레임(4,5)의 쌍으로 선적될 수 있다.
도 2 에는 잭 조립체(jack assembly, 30)가 도시되어 있으며, 이것은 링크(36)를 통하여 리프트 플랫폼(34)에 결합된 선형 구동부(32)를 포함한다. 일반적으로 잭(jack)은 리프트 구동 수단(lifting drive means)을 지칭할 수 있다. 여기에서 사용된 "잭"이라는 용어는 블레이드 랙(2 또는 3)을 들어올리거나 내려서 랙 구조체(1)의 블레이드 지지 평면(18)의 들어올림 각도를 변화시키도록 구성된 잭 조립체 또는 잭 장치를 지시하도록 의도된 집합적 용어이다. 또한 도 2 와 관련된 예시적인 목적으로 도 3 에 링크(36)를 가지는 잭 조립체(30)가 개략적으로 도시되어 있다. 잭 조립체(30)는 설치 선박(100)의 선적 갑판(11)상에 장착되도록 구성되고 랙 구조체(1)의 팁 또는 루트 랙(2,3)의 아래에 위치되도록 구성된다. 도 2 의 예시에서, 리프트 플랫폼(34)은 팁 랙(3) 아래에 위치될 수 있게 도시됨으로써 팁 랙(3)의 가장 아래의 영역은 리프트 플랫폼(34)상에 또는 리프트 플랫폼에 의해 지지된다. 다른 실시예에서, 리프트 플랫폼(34)은 루트 랙(2) 아래에 동일한 방식으로 위치될 수 있다. 바람직스럽게는, 도 2 에 도시되지 않을지라도, 가장 낮은 프레임(4 또는 5)과 같은 랙(2 또는 3)의 가장 낮은 요소는 고정 요소들을 통하여 리프트 플랫폼(34)에 고정될 수 있게 연결 가능할 수 있다.
도 2 에 도시된 예시적인 링크(36)는 리프트 아암(43) 및 미끄럼 활강 플랫폼 결합부(45)를 포함한다. 선형 구동부(32)는 피봇 지점(44)에서 리프트 아암(43)에 결합되며, 피봇 지점이 바람직스럽게는 리프트 아암(43)의 2 개의 극단부 사이에 배치된다. 선형 구동부(32)와 리프트 아암(43)이 바람직스럽게는 베이스(38)의 형태일 수 있는 갑판 인터페이스에 피봇 가능하게 결합될 수 있다. 도시된 베이스(38)는 2 개의 피봇 지점(41,42)들을 포함한다. 선형 구동 피봇 지점(41)은 리프트 아암 피봇 지점(42)으로부터 거리를 두어 이격된다. 피봇 지점(44,41,42)들 모두는 평행한 피봇 축을 따라서 작용한다. 바람직스럽게는, 리프트 아암(43)이 베이스 피봇 지점(42)에 대향되는 단부에서 활강 플랫폼 결합부(45)에 결합된다. 활강 결합부(45)는 리프트 플랫폼(34)의 활강로(46)와 함께 작용하여 랙의 상승 또는 하강중에 랙(2,3)에 대하여 플랫폼(34)이 그것의 위치를 유지할 수 있게 한다. 플랫폼(34)은 특히 선형 구동부(32)를 작동시킴으로써 상승되거나 또는 하강될 수 있으며, 선형 구동부는 피봇 지점(44)을 통해 아암(43)에 작용하여 그것을 베이스 피봇 지점(42) 둘레에서 회전시킴으로써 잭 조립체 베이스(38)에 대하여 리프트 아암(43)의 말단 단부의 높이를 변화시킨다. 이것은 활강 결합부(45)의 병진 효과를 가져서, 다음에 리프트 플랫폼(34)의 활강로(46)에서 미끄러지게 한다.
선형 구동부(32) 및, 링크(36)의 각각의 변위 가능 요소는 도 3 의 2 개 위치들에 도시되어 있으며, 즉, 상대적으로 내려진 위치 및 상대적으로 들어올려진 위치에서 도시되어 있다. 상대적으로 들어올려진 위치에서, 리프트 플랫폼(34)은 상대적으로 내려진 위치의 위로 거리(k)로써 들어올려진다.
도 2 및 도 3 에 도시된 실시예들에서, 잭 조립체(30)는 리프트 플랫폼(34)에 있지 않더라도 다른 랙(2,3)에 위치될 수 있는 피봇(50) 형태인 미끄럼부(skid)와 함께 작용될 수 있다. 도시된 경우에, 피봇(50)은 루트 랙(2)에서 루트 랙(2) 아래에 위치된다. 바람직스럽게는, 랙(2) 또는 랙의 가장 낮은 프레임(4)은 볼트 또는 클램프 또는 핀 또는 등가물과 같은 고정 요소들을 통하여 피봇(50)에 고정되게 연결될 수 있다. 피봇(50)은 경사 가능한 플랫폼(49) 및 베이스(39)를 구비할 수 있다. 베이스(39) 및 경사 가능한 플랫폼(49)은 힌지 축(c)을 따라서 함께 힌지될 수 있다. 바람직스럽게는, 비록 도 2 또는 도 3 에 도시되지 않을지라도, 가장 낮은 프레임(4 또는 5)과 같은 랙(2 또는 3)의 가장 낮은 요소는 볼트 또는 클램프 또는 핀 또는 등가물과 같은 고정 요소들을 통하여 피봇 플랫폼(49)에 고정되게 연결될 수 있다. 도 3 또는 도 2 의 실시예에서, 피봇 베이스(39) 및 잭 조립체 베이스(38)는 용접에 의하여 선적 갑판(11)에 고정되는 것으로 도시되어 있다. 베이스(38 또는 38)를 갑판(11)에 고정시키기 위한 다른 고정 구성들이 생각될 수 있다. 일부 경우에, (도 2 또는 도 3에 도시되지 않은) 스페이서 프레임(8,9)과 같은 베이스 프레임에 의하여 하나 또는 양쪽 베이스(38 또는 39)가 선적 갑판(11)상에 지지될 수 있으며, 스페이서 프레임의 치수는 변화될 수 있다.
본 발명의 양상들에서, 피봇(50)은 잭 조립체(30)에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 특히 리프트 플랫폼(34)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이것은 그 어떤 적절한 방식으로도 달성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 양상들에서, 리프트 플랫폼(34)은 붐(boom, 47)을 통하여 피봇(50)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 대안의 실시예들에서, 피봇(50)은 구동 메커니즘과 결합되는데, 상기 구동 메커니즘은 피봇(50)의 틸트 각도를 리프트 플랫폼(34)의 위치 또는 움직임과 동기화시키도록 구성된다. 바람직한 실시예들에서, 리프트 플랫폼(34)과 피봇(50) 사이의 회전 가능 결합은 피봇(50)의 피봇 플랫폼(49)의 회전을 구동시킬 수 있다. 실시예들에서, 피봇(50)과 리프트 플랫폼(34) 사이의 회전 가능 결합은, 바람직스럽지 않을지라도, 개별의 루트 랙 또는 팁 랙(2,3)에서 회전자 블레이드(10)를 통한 움직임의 전달에 의하여 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3 의 실시예에서, 선형 구동부(32)는 구동부의 베이스 피봇 지점(41)에서 일 단부가 포착되고 고정된 반면에, 다른 단부는 병진 가능한 피봇 지점(44)에서 포착되어 있다. 선형 구동부(32)의 작동시에, 이것은 길이가 연장되거나 수축됨으로써, 리프트 아암(43), 피봇 지점(44) 및 활강 결합부(45)가 리프트 아암의 베이스 피봇 지점(42) 주위에서 원호를 통해 움직이게 한다. 리프트 아암(43)의 나머지의 높이에서의 결과적인 변화는 리프트 플랫폼(34)의 상승 또는 하강을 일으킨다. 선형 구동부(32)의 작동중에 피봇(50)의 높이가 현저하게 변경되지 않는다면, 리프트 플랫폼(34)을 상승시키거나 하강시키는 효과는 블레이드 지지 평면(18)의 유효 들어올림 각도를 변화시키는 것이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 그리고 도 2 를 참조하면, 리프트 플랫폼(34)과 피봇(50) 사이의 작동 결합은 리프트 플랫폼(34)이 원호 경로(A)를 따라서 힌지 축(c)의 둘레로 들어올림 각도(θ)를 통해 움직이는 결과를 가져온다. 실시예들에서, 비록 들어올림 각도(elevation angle) 및 내리누름 각도(depression angle)는 모두 수평에 대한 블레이드 지지 평면의 경사의 변화를 지시하기 때문에 명세서에서 이들이 구분되지 않을지라도, 각도(θ)는 내리누름 각도(depression angle)일 수 있다. 리프트 플랫폼(34)상의 위치에 있는 랙(2,3) 및 블레이드 랙 구조체(1)로써, 선형 구동부(32)의 작동은 들어올림 각도(θ)를 통한 블레이드(10)의 지지 평면(18)의 병진 효과를 가진다.
선형 구동부(32)는 유압 피스톤 또는 워엄 샤프트 및 칼러(collar)와 같은 그 어떤 적절한 선형 구동 장치일 수 있다. 바람직스럽게는, 선형 구동부(32)는 제어 장치(미도시)에 의해 제어되고 원격으로 또는 자동으로 작동될 수 있거나 또는 원격 및 자동 모두로 작동될 수 있다. 바람직스럽게는 블레이드 지지 평면에 적용되는 경사도가 무한 변화될 수 있다. 프레임(4,5)들의 단일 칼럼이 각각의 루트 랙 또는 팁 랙(2,3)에 도시되어 있다. (도시되지 않은) 실시예들에서, 각각의 루트 랙 또는 팁 랙(2,3)에는 프레임(4,5)들의 하나 이상의 칼럼이 있을 수 있다. 실시예들에서, 잭 구조체(32)는 프레임들의 각각의 칼럼을 위하여 제공될 수 있거나, 또는 단일의 리프트 플랫폼(34)상에 지지된 프레임들의 하나 이상의 칼럼이 있을 수 있다. 즉, 각각의 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)은 하나 이상의 잭(30)과 관련될 수 있다. 마찬가지로, 실시예들에서, 피봇(50)은 랙에 있는 프레임들의 각각의 칼럼에 대하여 제공될 수 있거나, 또는 단일 피봇(50)에 지지된 프레임들의 하나 이상의 칼럼이 있을 수 있다.
본 발명의 양상의 다른 예는 도 4a 및 도 4b 에 도시되어 있다. 블레이드(10)들의 세트는 루트 랙(2) 및 팁 랙(3)을 포함하는 랙 구조체(1)에 지지된 것으로 도시되어 있다. 각각의 랙(2,3)에서 프레임(4,5)들은 싱글 프레임(single frame)이거나 모듈형 다중 프레임들일 수 있거나, 또는 랙들이 다수의 프레임들을 포함할 수 있는데, 이들은 모듈형이 아니면서 특히 단일체일 수 있는, 즉, 분리되지 않게 함께 연결된다. 도 4a 는 선적 또는 양륙 위치에서 랙 구조체(1)로 지지된 블레이드(10)들의 세트를 도시하며, 즉, 전체적으로 측방향 블레이드 지지 평면은 길이 방향 지지 축(18)을 포함하거나 또는 지지 축(18)에 평행하다. 이러한 위치에서, 블레이드들은 경사지지 않으며 둘러싸는 물 위에서 그것의 표면 위로 높이(m) 만큼 선적 갑판(11)의 가장자리에 걸쳐 연장된다. 팁 프레임 랙(3)은 스페이서 프레임(9)에 의하여 갑판(11) 위의 높이에 지지된다. 팁 랙(3)을 지지하는 피봇(50)은 스페이서 프레임(9) 정상에 고정된다. 블레이드 루트 단부에서, 랙 구조체(1)는 루트 랙(2)을 구비하며, 루트 랙에 블레이드(10)들이 지지된다. 회전 가능 스페이서(55)는 갑판(11)과 루트 랙(2) 사이에서 지지 요소로서 작용한다. 회전 가능 스페이서(55)는 랙 피봇 지점에서 루트 랙(2)에 피봇(56)을 통해 피봇 가능하게 연결되며, 상기 랙 피봇 지점으로부터 거리를 두고 떨어진 상기 회전 가능 스페이서상의 구동 피봇 지점에서 피봇(57)을 통하여 선형 구동부(32)에 피봇 가능하게 연결된다. 랙과 구동 피봇(56, 57)들이 바람직스럽게는 평행한 축들을 따라서 작용한다. 피스톤 또는 워엄 샤프트 유형 구동부와 같은 그 어떤 적절한 구동부일 수 있는 선형 구동부(32)의 수축 작용은, 스페이서 피봇(56)이 선형 구동부(32)의 수축 방향에서 당겨질 때, 랙(2)의 아래로부터 멀어지게 스페이서(55)의 토우 부분(toe portion, 59)을 당기는 효과를 가진다. 회전 가능 스페이서(55)는 랙(2)에 피봇 가능하게 연결되기 때문에, 선형 구동부(32)의 이러한 수축 작용은, 블레이드 지지 평면(18)이 선적/양륙 위치에 대한 수송 위치로 경사지게 하면서, 랙(2)을 낮추고 스페이서(55)를 내려진 위치로 놓이게 하는 동시 효과를 가진다. 블레이드(10)들의 수송 위치는 도 4b 에 도시되어 있으며, 블레이드 팁들은 갑판(11)의 가장자리에 걸쳐서 그리고 수면 위에 n 의 높이로 연장되며, 여기에서 n > m 이다. 선형 구동부(32)의 작용은 무한 가변적인 각도(θ)를 통하여 블레이드 길이 방향 축을 틸트시키는 효과를 가진다. 바람직한 실시예들에서, 회전 가능 스페이서(55)는 힐 부분(hill portion, 58)을 가지며, 잭 조립체(30)의 완전하게 내려진 위치에서 랙(2)은 힐 부분에 놓여지게 될 수 있다. 완전하게 들어올려진 위치에서, 잭 조립체(30)는 회전 가능 스페이서(55)를 서 있는 위치로 가져갈 수 있어서, 랙(2)을 토우 부분(59)에서 실질적으로 직립으로 지지한다. 도 4a 및 도 4b 에 도시된 실시예에서, 피봇(50)은 하나의 랙에서 결합부를 통하여 대향하는 랙의 베이스에 결합된다. 도시된 결합부는 붐(boom, 47)의 형태이고, 이것은 대향하는 랙에서의 들어올려지거나 또는 내려지는 작용에 의하여 피봇(50)의 틸트 작용을 구동할 수 있다.
본 발명의 방법의 양상들에 따르면, 랙 구조체(1)는 블레이드 지지 평면(18)의 경사 각도를 변화시킴으로써 블레이드들의 선적/양륙 위치와 블레이드(10)들의 수송 위치 사이에서 움직일 수 있다. 바람직한 실시예들에서, 각도(θ)는 무한으로 가변적일 수 있으며 제로 내지 5 도 사이에서 조절될 수 있다. 바람직스럽게는, 각도(θ)는 제로 내지 10 도 사이에서 조절될 수 있다. 더 바람직스럽게는, 각도(θ) 는 제로 내지 20 도 사이에서 조절될 수 있다. 실시예들에서, 각도(θ)는 제로 내지 20 도 보다 큰 각도 사이로 조절될 수 있다.
도 5a 및 도 5b 는 본 발명의 양상들에 따른 잭(30)의 추가적인 상세 내용을 나타낸다. 이러한 구성에서, 팁 랙(3)은 잭(30)의 리프트 플랫폼(34)상에 놓이는 것이 바람직스러울 수 있다. 잭(30)은 선적/양륙하는 동안 내려진 위치에 있을 수 있는 반면에, 수송하는 동안에는 들어올려진 위치에 있게 된다. 이것은 비록 동일한 효과가 얻어질지라도 도 4a 및 도 4b 에 예를 들어 도시된 구성과 반대이다. 이러한 구성은 그 어떤 다른 예시적인 실시예들에라도 적용될 수 있다. 도 5a 및 도 5b 의 구성들의 장점은 랙 구조체(1)의 팁 랙 또는 루트 랙(2,3) 아래에 랙 스페이서 프레임(9)을 제공할 필요성이 더 이상 없다는 점에 있을 수 있다. 이것은 추가적인 공간의 극대화를 가능하게 하고 수송 랙 구조체(1)를 위한 재료들의 감소를 가능하게 한다. 또한 여기에서 붐(47)의 형태로 도시된 잭 조립체(30)와 피봇(50) 사이의 결합부 및 피봇(50)이 도시되어 있다. 도시된 예에서, 잭 조립체(30)가 들어올리거나 내리는 방향에서 작동될 때 붐(47)은 피봇(50)을 회전되게 구동할 수 있다. 제어 가능한 선형 구동부(32)는 워엄 샤프트(62) 및 칼러(collar, 61)에 결합된 액튜에이터 유닛(60)을 포함한다. 칼러(61)는 워엄 샤프트(52)의 길이에서 강제적으로 앞뒤 위 아래로 주행할 수 있어서, 들어올려진 위치와 내려진 위치 사이에서 스페이서(55)를 강제한다. 액튜에이터 유닛(60)은 전기 모터와 같은 모터를 구비할 수 있고 제어 수단(미도시)과 관련될 수 있다. 회전 가능 스페이서(55)의 토우(toe, 59)에 있는 롤러(66)는 스페이서의 움직임을 관련된 랙(2)의 들어올려진 위치와 내려진 위치 사이에서 보조할 수 있다. 특히, 회전 가능 랙 스페이서(55)는 선박의 지지 표면을 따라서 스페이서(55)의 일부의 움직임에 의하여 들어올려진 위치와 내려진 위치 사이에서 움직일 수 있다. 현재의 경우에, 지지 표면은 선적 갑판(11)이다. 보다 상세하게는, 스페이서(55)의 토우 부분(59)은 지지 표면(11)을 따라서 움직일 수 있다. 지지 표면을 따른 스페이서(55) 일부의 움직임은 스페이서(55)상의 롤러(66)의 제공에 의해, 바람직스럽게는 스페이서(55)의 토우 부분(59)에서, 보조될 수 있다.
도 5b 에서, 스페이서(55)는 그것의 토우 부분(59)에서 직립으로 서 있는 것으로 도시되어 있으며, 그에 의하여 관련된 랙이 그것의 최대 연장으로 들어올려진 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 실시예들에서, 회전 가능 랙 스페이서(55)의 들어올려진 위치의 잠김(locking)이 생각될 수 있다. 따라서, 스페이서(55)의 최대 높이 위치를 넘어서, 선형 구동부(32)는 리프트 플랫폼(34) 또는 루트 랙 또는 팁 랙(2,3)의 들어올려지는 방향으로 구동될 수 있다. 그러한 경우에, 스페이서 숄더(51)가 랙(2,3)에 대하여 또는 리프트 플랫폼(34)에 대하여 놓일 때까지, 회전 가능 스페이서(55)는 랙 피봇(56)의 둘레에서 최대 범위로 회전하게 될 수 있다. 도 5b 에서, 랙 또는 리프트 플랫폼(34)상의 중력 효과가 회전 가능 스페이서(55)를 랙 피봇(56) 둘레의 회전 방향으로 강제하는 경향이 있도록 스페이서 숄더(51)는 리프트 플랫폼(34)에 대하여 놓일 수 있으며, 상기 회전 방향은 관련된 랙 또는 그것이 지지하는 리프트 플랫폼에 대하여 맞닿는 스페이서 숄더(51)에 의하여 억제된다. 랙 스페이서(55)의 상기 잠금 위치는 도 5a 또는 도 5b 에 도시되어 있지 않다.
도 6a 및 도 6b 에 도시된 바로서, 잭 조립체(30)는 피스톤 유형 선형 구동부(32)를 가지고 루트 랙(2)을 리프트 플랫폼(34)을 통해 지지하는 것으로 도시되어 있다. 도 6a 는 회전 가능 랙 스페이서(55)의 어깨부(51)가 리프트 플랫폼(34)과 맞닿아 있으면서 회전 가능 랙 스페이서(55)가 들어올려진 잠금 위치에 있는 것을 도시한다. 도 6b 는 역으로 어깨부(51)가 선적 갑판(11)과 맞닿아 있으면서 중력에 의해 차단된 랙 스페이서(55)가 내려진 위치에 있는 것을 도시한다. 다른 양상에서, 도 4a 및 도 4b 와 유사한 메커니즘이 도시되어 있다. 도 7a 및 도 7b 에 도시된 구성에서, 잭 조립체(30)는 유압 피스톤의 리프트 플랫폼(34)을 통해 랙(3)을 지지하는 유압 피스톤의 형태인 선형 구동부(32)를 가지며, 리프트 플랫폼은 선형 구동부(32)의 말단 단부에서 푸셔(pusher)의 형태로 도시되어 있고 랙(3)에서 리프트 핀(lifting pin)과 맞물린다. 선형 구동부는 선적 갑판(11)에 고정될 수 있거나 또는 휴지 블록(resting block, 48)과 연관될 수 있다. 선형 구동부(32)의 연장 또는 수축은 제어 요소(미도시)에 의해 제어될 수 있고 바람직스럽게는 수평으로부터, 또는 적어도 선적 갑판(11)의 평면으로부터 제로 내지 대략 20 도 사이에서 도면 번호 18 로 표시된 블레이드 지지 평면의 무한 가변의 각도 조절을 허용한다. 도 7a 및 도 7b 의 표시로부터 알 수 있는 바로서, 이러한 실시예 및 다른 실시예에서, 들어올림 각도는 θ> 0, 이고, 거리는 n > m 이다. 즉, 블레이드 지지 평면(18)의 들어올림 각도가 제로보다 큰 경우에, 블레이드 팁 간극(n)은 블레이드 지지 평면(18)의 수평 구성에서의 블레이드 팁 간극(m)보다 크다.
도 2 내지 도 7 의 모든 도면으로부터 알 수 있는 바로서, 랙(2 또는 3)은 잭 조립체(30)에 의하여 경사질 때 들어올려진 위치와 내려진 위치 사이에서 또는 선적/양륙 위치와 수송 위치 사이에서와 같이 그들의 형상 및 치수를 유지한다. 모든 실시예에서 필수적인 것은 아니지만, 바람직스럽게는 붐(boom)의 형태인 결합부(47)에 의하여 상기와 같은 것이 보장될 수 있다.
도 8 은 블레이드(10)들이 위치된 루트 랙(2)을 개략적으로 도시하며, 이것은 크레인(120)이 설치된 수송 선박(100)의 선적 갑판(11)에서 잭(30)에 위치된다. 이 경우에 도시된 리프트 플랫폼(34)은 쌓아올려진 프레임들의 2 개 칼럼들을 유지한다. 피봇(50)(도면에 도시되지 않음)이 그에 대응하여 배치된다. 다른 실시예들에서, 리프트 플랫폼(34) 또는 피봇(50)은 프레임들의 단일 칼럼을 유지할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 프레임(4,5)들의 다수 칼럼들을 수용하기 위하여 나란히 배치된 다수의 잭(30)들이 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 리프트 플랫폼(34) 또는 피봇(50)은 프레임들의 3 개 또는 4 개 또는 5 개 또는 그 이상의 칼럼들을 유지할 수 있다.
사용하는 동안, 블레이드(10)들은 예를 들어 부두 지대(quayside)로부터 바람직스럽게는 크레인(120)에 의하여 선박(100)으로 선적될 수 있다. 일반적으로, 블레이드(10)들을 선적하거나 또는 양륙할 때, 블레이드의 주 축은 수평 평면상에 있으면서 크레인(120)으로부터 매달린다. 블레이드 랙 구조체(1)의 루트 랙 또는 팁 랙(2,3)이 선박(100)의 잭(30)과 관련되면서, 블레이드(10)들은 선박(100)에 탑재된 현존의 블레이드 랙 구조체(1)의 프레임(4,5)들 안으로 배치될 수 있다. 대안으로서, 블레이드(10)들은 단일 또는 다수의 수송 프레임 요소(4,5)들에서 부두 지대로부터 수송될 수 있으며, 수송 프레임 요소들은 잭(30)이 설치된 선박의 선적 덱크(11)상에 배치되었을 때, 개별의 루트 랙 및 팁 랙(2,3)을 구성하며 그에 의하여 랙 구조체(1)를 구성한다. 모든 경우에서, 랙 구조체(1)의 적어도 하나의 랙(2,3)은 잭(30)의 작용에 의해 들어올려지거나 내려질 수 있도록 잭(30)에 대하여 위치된다. 블레이드(10)들은 크레인(120)에 의해 수송되고 랙 구조체(1)에서 수평 방위로 배치된다. 따라서, 랙 구조체(1)로 선적된 직후에, 각각의 블레이드는 처음에, 각각의 랙 구조체(1)에서 대면하는 프레임 요소(4,5)들의 상대적인 배치에 의해 정해진 수평 지지 평면에 주 축을 두면서 놓인다. 이전에 언급된 바와 같이, 잭(30)은 나란히 서 있는 프레임(4,5)들의 다수의 칼럼들 또는 프레임(4,5)들의 단일 칼럼을 들어올리거나 내리도록 구성될 수 있다. 일단 적하(shipment)를 위하여 관련 블레이드 또는 관련 블레이드들의 그룹이 선박에 선적되면, 잭(30)이 작동되어 (올리거나 내려서) 관련 랙(2,3)을 올리거나 내리며, 블레이드 팁들이 올려지도록 들어올림 각도(θ)를 통해 블레이드 지지 평면(18)을 움직인다. 블레이드 적하물은 건립 장소로 수송될 수 있으며, 건립 장소는 특히 연안의 장소일 수 있다. 대안으로서, 블레이드 적하물은 선박(100)에 의하여 그 어떤 소망의 양륙 장소로 수송될 수 있다. 관련 양륙 장소에 도달시에, 잭(30)은 다시 한번 작동되어, 바람직스럽게는 크레인(120)에 의하여 랙 구조체(1)로부터 블레이드(10)들의 양륙을 시작하기 전에, 블레이드 팁 간극 높이만큼 내려서 블레이드 지지 평면을 수평으로 가져간다.
도시된 실시예들은 본 발명의 양상의 예들을 구성한다. 이들은 축척대로 도시되지 않은 것이다. 본 발명은 도시된 예에 의하여 제한되지 않는다.
2. 루트 랙 3. 팁 랙
4. 루트 프레임 5. 팁 프레임
6. 루트 새들 10. 블레이드

Claims (15)

  1. 풍력 터빈 설치 선박(100)에 탑재된 풍력 터빈 블레이드(10)의 취급 방법으로서,
    - 하나 이상의 블레이드(10)를 수용하도록 구성된 블레이드 랙 구조체(blade rack arrangement,1)를 상기 선박(100)에 제공하는 단계로서, 상기 랙 구조체(1)는 적어도 루트 랙(root rack, 2) 및 팁 랙(tip rack, 3)을 포함하고, 상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3) 각각은 루트 프레임 요소(4) 또는 팁 프레임 요소(5)를 포함하고, 루프 프레임 요소 및 팁 프레임 요소 각각은 단일 블레이드(10)의 개별적인 루트 부분 또는 팁 부분을 지지하도록 구성되고, 각각의 상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)은 칼럼(column)으로 적재된 다수의 프레임 요소(4,5)들을 포함하고, 상기 루트 랙(2)과 팁 랙(3) 사이에 블레이드 지지 평면(18)이 형성되는, 블레이드 랙 구조체의 제공 단계;
    - 풍력 터빈 블레이드(10)를 상기 선박(100)에 선적하는 단계;
    - 상기 선박(100)과 상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)중 하나 사이에 작용하는 잭 조립체(jack assembly, 30)를 제공하는 단계;
    -상기 잭 조립체(30)에 의하여 상기 선박(100)에 탑재된 상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)중 하나를 들어올리거나 내림으로써 상기 블레이드 지지 평면(18)을 들어올림 각도(elevation angle,θ)를 통하여 움직여서, 블레이드 팁들이 들어올려지도록 블레이드 지지 평면(18)의 들어올림 각도(θ)를 변화시키는 단계;를 포함하는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)중 다른 하나는 올려지지 않거나 내려지지 않는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)중 다른 하나는 정적 베이스 프레임(static base frame, 9)의 상부에 위치함으로써 상기 선박(100)의 선적 갑판(11) 위에 높이를 두고 지지되는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 루트 프레임 요소(4) 또는 팁 프레임 요소(5)는 상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)에 있는 하나 이상의 인접한 프레임 요소(4,5)들에 분리 가능하게 연결될 수 있는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)중 다른 하나의 아래에 피봇(50)을 제공하는 단계를 더 포함하는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잭 조립체(30)는 구동 요소를 포함하고, 내려진 지지 위치와 들어올려진 지지 위치 사이에서 회전할 수 있는 회전 가능 랙 스페이서(rack spacer,55)를 더 포함하는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드 지지 평면(18)이 움직이는 상기 들어올림 각도(θ)는 적어도 3 도인, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 루트 랙(2)과 상기 팁 랙(3) 사이에 연결용 붐(connecting boom, 47)을 제공하는 단계를 더 포함하는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 잭 조립체(30)는 들어올리거나 내려야 하는 상기 루트 랙(root rack,2) 또는 팁 랙(tip rack, 3)에 위치될 수 있고 구동 장치에 의하여 구동되는 리프트 플랫폼(lifting platform, 34)을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 잭 조립체(30)는 상기 블레이드 랙 구조체의 다른 상기 루트 랙(2) 또는 팁 랙(3)에 위치될 수 있는 피봇(50)을 더 포함하고, 상기 피봇(50)은 결합 링크에 의하여 상기 리프트 플랫폼(34)에 회전 가능하게 결합되는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 결합 링크는 붐(boom, 47)인, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 장치는 선형 구동부(32)이고 회전 가능 랙 스페이서(rack spacer, 55)에 결합되며, 상기 랙 스페이서(55)는 상기 루트 랙(2) 및 피봇 랙(3)에서 피봇 조인트(pivot joint, 56)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 선형 구동부(32)에 회전 가능하게 결합되는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 가능 랙 스페이서(55)는 들어올려진 랙 지지 위치와 내려진 랙 지지 위치를 구비하고, 상기 잭 조립체(jack assembly, 30)는 상기 선형 구동부(32)에 의하여 상기 들어올려진 랙 지지 위치와 상기 내려진 랙 지지 위치 사이에서 상기 회전 가능 랙 스페이서(55)를 회전시키도록 구성되는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블레이드 팁들은 상기 선박(100)의 선적 갑판(11)의 가장자리를 넘어서 연장되는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드 팁들이 들어올려진 위치에서 상기 블레이드들은 수송 위치에 있고, 상기 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법은 상기 선박(100)에 의해 상기 블레이드들을 수송하는 단계를 더 포함하는, 풍력 터빈 블레이드의 취급 방법.
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