KR102165238B1 - 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박 - Google Patents

해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박 Download PDF

Info

Publication number
KR102165238B1
KR102165238B1 KR1020190087651A KR20190087651A KR102165238B1 KR 102165238 B1 KR102165238 B1 KR 102165238B1 KR 1020190087651 A KR1020190087651 A KR 1020190087651A KR 20190087651 A KR20190087651 A KR 20190087651A KR 102165238 B1 KR102165238 B1 KR 102165238B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
opening
frame
wind turbine
closing member
offshore wind
Prior art date
Application number
KR1020190087651A
Other languages
English (en)
Inventor
이준신
김산
김영기
김지영
유무성
정민욱
조동호
조홍규
최양열
김승한
Original Assignee
한국전력공사
주식회사 일호씨텍
주식회사 지노스
(주)에스엠인스트루먼트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사, 주식회사 일호씨텍, 주식회사 지노스, (주)에스엠인스트루먼트 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020190087651A priority Critical patent/KR102165238B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102165238B1 publication Critical patent/KR102165238B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/002—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for goods other than bulk goods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/24—Means for preventing unwanted cargo movement, e.g. dunnage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/003—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for transporting very large loads, e.g. offshore structure modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/40—Arrangements or methods specially adapted for transporting wind motor components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Abstract

본 발명은 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치는, 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임(130)의 상부 프레임(130a)에 설치되는 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치에 있어서, 상기 상부 프레임에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임에 회전가능하게 힌지 결합되는 개폐부재(141); 상기 개폐부재를 회전시켜 상기 상부 프레임의 개방 구조를 개폐시키기 위한 제1 구동부(142); 및 상기 제1 구동부의 회전 동작을 제어하기 위한 제어부(143);를 포함한다.

Description

해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박{APPARATUS FOR OPENING AND SHUTTING FRAME OF SUPPORT FRAME FOR OFFSHORE CRANE, METHOD FOR CONTROLLING THEREOF AND VESSEL FOR TRANSPORTING AND INSTALLING OF OFFSHORE WIND TURBINE HAVING THEREOF}
본 발명은 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상크레인용 지지 프레임의 개방 구조를 닫힌 구조로 전환 또는 그 반대로 전환하여 해상 풍력발전기의 타워 측면을 지지할 뿐만 아니라 순간적인 해상 환경 변화에 따른 충격을 흡수함으로써, 해상크레인용 지지 프레임의 구조적 안정성을 증대하여 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치의 안정성을 제공하기 위한, 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박에 관한 것이다
풍력발전기는 나셀(nacelle), 로터(rotor), 타워(tower)로 구성될 수 있다. 나셀은 로터에 의해 얻어진 회전력을 전기에너지로 변환시키기 위한 장치들을 포함한다. 또한, 로터는 바람이 가진 에너지를 회전력으로 변환시켜주는 장치로서, 복수개의 날개(blade)를 구비한다. 그리고, 타워는 풍력발전기를 지탱해주는 구조물이다. 해상 풍력발전기는 바다에 설치된 하부구조물 위에 조립된다.
해상 풍력발전기 조립은 풍력단지 해역에 미리 설치된 하부구조물 위에 개별 운송한 풍력발전기의 타워, 나셀, 로터를 볼트체결로 쌓아 올리는 방식으로 이루어진다. 흔들리는 선상의 크레인으로 해상에 조립하는 작업은 어렵고 시간이 오래 걸리므로, 크레인을 육상 환경에서처럼 고정시키기 위해 선박전체를 수면위로 들어 올려 고정시키는 고가의 잭업 시스템이 사용된다.
그래서, 기존에는 위험하고, 어려운 외해조립을 생략하기 위해 육상 혹은 연안에서 풍력발전기 및 하부구조물까지 전체 조립완료 후 이송하는 일괄운송방식에 대해 연구가 진행되고 있다. 이 경우에는 블레이드 제외 전체 길이가 120m 이상인 장구조물을 안정적으로 운송하기 위해 지지 프레임이 장착된 운송 선박이 필요하다. 그런데, 해당 지지 프레임은 설치선과 풍력발전기의 이접안을 위해 개방 구조(열린 구조)를 가진다.
개방 구조의 지지 프레임은 수직으로 큰 하중이 걸리는 경우 비틀림이 크게 발생하고, 이로 인해 발생한 처짐으로 프레임의 상부에 설치된 윈치 시스템이 정상작동하지 않을 수 있으며, 지지 프레임 자체에도 큰 응력이 발생하게 된다.
따라서, 풍력발전기 접안을 위해 평상시에는 개방 구조를 유지하다 수하물의 권상 및 운반시에는 닫힌 구조로 전환하여 지지프레임에 발생하는 과도한 변위 및 응력을 줄이는 장치가 필요하다.
한국 등록특허공보 제10-1230357호 (2013.01.31 등록)
본 발명의 목적은 해상크레인용 지지 프레임의 개방 구조를 닫힌 구조로 전환 또는 그 반대로 전환하여 해상 풍력발전기의 타워 측면을 지지할 뿐만 아니라 순간적인 해상 환경 변화에 따른 충격을 흡수함으로써, 해상크레인용 지지 프레임의 구조적 안정성을 증대하여 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치의 안정성을 제공하기 위한, 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치는, 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임)의 상부 프레임에 설치되는 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치에 있어서, 상기 상부 프레임에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임에 회전가능하게 힌지 결합되는 개폐부재; 상기 개폐부재를 회전시켜 상기 상부 프레임의 개방 구조를 개폐시키기 위한 제1 구동부; 및 상기 제1 구동부의 회전 동작을 제어하기 위한 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 상부 프레임은, 마제형(⊃)으로 형성되는 것일 수 있다.
상기 개폐부재는, 철형(凸)의 수평 프레임으로 제작되고, 양단이 개방 구조가 형성된 상기 상부 프레임에 걸리도록 뒤집힌 하방 철형으로 결합되는 것일 수 있다.
상기 상부 프레임 상에는, 상기 개폐부재의 양단 각각이 안착될 수 있는 제1 안착부(130a-1) 및 제2 안착부(130a-2)가 형성되는 것일 수 있다.
상기 개폐부재의 일단은, 상기 제1 안착부와 회전축(141a)이 관통하여 회전가능하게 힌지 결합되는 것일 수 있다.
상기 개폐부재의 일단에는, 상기 제1 구동부에 연결된 와이어 또는 로프에 체결되는 체결홈(141b)이 형성되는 것일 수 있다.
상기 제1 구동부는, 윈치 또는 회전실린더일 수 있다.
상기 개폐부재는, 상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 감겨지면 상방으로 회전되어 상기 상부 프레임의 개방 구조가 개방되는 것일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 감겨지도록 동작을 제어한 후, 상기 제1 구동부가 와이어 또는 로프를 감고 브레이크 상태를 유지하게 하는 것일 수 있다.
상기 제1 안착부는, 상기 개폐부재의 개방 상태를 유지시키는 스토퍼(144)를 구비하는 것일 수 있다.
상기 개폐부재는, 상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 풀려지면 하방으로 회전되어 상기 상부 프레임의 개방 구조가 폐쇄되는 것일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 풀려지도록 동작을 제어한 후, 상기 제1 구동부가 와이어 또는 로프를 풀고 브레이크 상태를 유지하게 하는 것일 수 있다.
상기 개폐부재의 타단은, 상기 제2 안착부와 서로 관통되는 관통홀이 형성되는 것일 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 개폐부재가 폐쇄 상태일 때 상기 관통홀에 체결되는 고정핀; 및 상기 고정핀을 체결 또는 분리시키는 제2 구동부;를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 제2 구동부의 동작을 제어하는 것일 수 있다.
상기 제2 구동부는, 유압실린더, 공압실린더, 전동실린더 중 어느 하나일 수 있다.
상기 개폐부재의 내측면과 상기 상부 프레임의 내측면 각각에는, 상기 해상 풍력발전기의 타워 측면을 지지하고, 충격을 완화시키기 위한 제1 완충부와 제2 완충부가 부착되는 것일 수 있다.
상기 제1 완충부와 상기 제2 완충부는, 상기 개폐부재가 폐쇄 상태가 될 때 서로 맞닿아 상기 해상 풍력발전기의 타워 단면에 대응되는 형상을 형성하되, 상기 해상 풍려발전기의 권상 또는 권하시 타워 직경이 변함에 따라 형상 변형을 통해 대응할 수 있는 탄성 재질로 구성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 타워 지지 장치의 제어 방법은, 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임의 상부 프레임에 설치되고, 개폐부재가 상기 상부 프레임에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임에 회전가능하게 힌지 결합되며, 제1 구동부가 상기 개폐부재를 회전시켜 상기 상부 프레임의 개방 구조를 개폐시키는 프레임 개폐 장치의 제어 방법에 있어서, (a) 제어부가 상기 해상 풍력발전기를 프레임 내부 위치에 정렬시키기 위해 선박을 제어하는 단계; (b) 상기 제어부가 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 개폐부재가 폐쇄 상태가 되게 하는 단계; 및 (c) 상기 제어부가 상기 해상 풍력발전기를 탑재 및 운송하기 위해 상기 선박을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 제어부가 제2 구동부를 제어하여 상기 개폐부재의 타단을 상기 상부 프레임에 고정을 위한 고정핀을 체결하는 단계;포함할 수 있다.
실시예에 따르면, (d) 상기 (c) 단계 이후에, 상기 제어부가 상기 해상 풍력발전기를 설치 장소에 설치하기 위해 상기 선박을 제어하는 단계; (e) 상기 제어부가 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 개폐부재가 개방 상태가 되게 하는 단계; 및 (f) 상기 제어부가 상기 해상 풍력발전기로부터 이탈하기 위해 상기 선박을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 개폐부재의 일단은, 상기 개폐부재가 개방 상태일 때, 스토퍼에 의해 고정되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박은, 선체; 상기 선체의 일측에 형성된 선체 개방부를 통해 해상 풍력발전기를 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임; 상기 선체 개방부의 개폐를 위해 이동가능한 슬라이딩 데크; 및 상기 지지 프레임의 상부 프레임에 설치되는 프레임 개폐 장치;를 포함하되, 상기 프레임 개폐 장치는, 상기 상부 프레임에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임에 회전가능하게 힌지 결합되는 개폐부재; 상기 개폐부재를 회전시켜 상기 상부 프레임의 개방 구조를 개폐시키기 위한 제1 구동부; 및 상기 제1 구동부의 회전 동작을 제어하기 위한 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명은 해상크레인용 지지 프레임의 개방 구조를 닫힌 구조로 전환 또는 그 반대로 전환하여 해상 풍력발전기의 타워 측면을 지지할 뿐만 아니라 순간적인 해상 환경 변화에 따른 충격을 흡수함으로써, 해상크레인용 지지 프레임의 구조적 안정성을 증대하여 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치의 안정성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 해상 풍력발전기의 타워 지지 장치를 이용하여 작업자에 의한 고박 및 고박 해체를 위한 고소 작업이 필요 없기 때문에 작업자가 안전하게 효율적으로 작업할 수 있다.
또한, 본 발명은 순간적인 충격 하중에 대해 자동으로 대응이 가능하므로, 해상 환경에 대응할 수 있다.
또한, 본 발명은 세장비가 큰 고중량 구조물인 해상 풍력발전기를 수직 방향으로 안전하게 권상 또는 권하할 수 있다.
또한, 본 발명은 해상 풍력발전기를 설치할 때 구조물의 자유도를 수직 방향으로만 허용함으로써 구조물이 안전하게 연직 방향으로 설치할 수 있다.
또한, 본 발명은 해상 운송시 최소 유격을 갖도록 수평 변위를 제어함으로 중량물의 가속도를 제어하여 충격 하중의 발생 요소를 제거하고 진자 운동을 억제함으로써 안정성을 증대할 수 있다.
또한, 본 발명은 고출력이고, 제작 및 설치 비용이 저렴하게 장치를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 구조 역학적으로 부정정이 되며, 열린 구조 대비 모멘트가 1/8로 줄어들 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박을 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치를 나타낸 도면,
도 4는 프레임 개폐 장치의 개폐 상태를 설명하는 도면,
도 5는 프레임 개폐 장치의 동작을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 개폐 장치의 제어 방법을 나타낸 도면,
도 7a 내지 도 7f는 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치 과정을 설명하는 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박(이하 '선박'이라 함, 100)은, 항구, 조선소 안벽(quay wall) 등의 연안에서 풍력터빈(날개(11), 나셀(12), 타워(13))과 하부구조물(14)을 선조립한 후 전체 구조물(즉, 해상 풍력발전기)을 한번에 선적하여 목표 단지로 운송하여 설치하기 위한 특수 목적선(multi-purpose mobile base)에 해당된다.
풍력터빈과 하부구조물(14)은 해상 크레인에 비해 비용이 저렴한 육상 크레인을 이용하여 선조립이 가능하다. 이 경우, 해상 풍력발전기(10)의 외해 설치작업은 잭업바지선 없이 부유 상태에서도 충분히 설치가 가능하다. 외회 설치작업에서 잭업바지선이 필요하지 않는 이유는 풍력터빈과 하부구조물(14)을 선조립하여 부품별 볼트 조립을 요하는 조립 작업이 필요하지 않아서 정밀한 선체의 안정성이 요구되지 않기 때문이다.
여기서, 해상 풍력발전기(10)는 풍력터빈과 하부구조물이 조립되어 세장비(slenderness ratio)가 큰 고중량 구조물이다. 해상 풍력발전기(10)의 무게는 풍력터빈과 하부구조물의 전체 무게로서, 대략 1600톤일 수 있다.
그런데, 선박(100)은 해상 풍력발전기(10)를 한번에 권상한다. 이 경우, 해상 풍력발전기(10)의 무게중심(center of gravity)은 풍력터빈측에 치워쳐 있어서 하부구조물이 아닌 풍력터빈의 타워(13)에 위치하게 된다.
해상 풍력발전기(10)의 무게중심(CoG)은 타워(13)에 위치하되, 해상 풍력발전기(10)의 권상 범위(LR) 보다 위쪽에 위치하게 된다. 또한, 해상 풍력발전기(10)는 질량 분포도 균등하지 않다.
여기서, 권상 범위(LR)는 해상 풍력발전기(10)를 권상시키기 위한 권상지그(미도시)가 설치 가능한 범위로서, 하부구조물(14)의 높이에 해당된다.
그런데, 타워(13)의 철판 두께는 25∼35㎜ 수준인데, 타워(13)는 권상지그를 장착하여 권상하는 경우 찌그러질 수 있다. 그래서, 해상 풍력발전기(10)를 권상하기 위해, 권상지그는 하부구조물(14)의 권상 범위(LR) 내에서 장착되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 선박(100)은 안벽에서 선조립된 해상 풍력발전기(200)를 선체(110)에 탑재하여 설치장소까지 운송한 후, 해당 설치장소에 선체(110)에 탑재된 해상 풍력발전기(10)를 설치하는 공정을 수행하게 한다.
다시 도 1을 참조하면, 선박(100)은 프레임이나 빔 등을 골격으로 하고, 그 바깥면에 외판이나 갑판 등을 붙인 구조로 형성된 선체(110)로 구성된다. 선체(110)의 상부에는 선루, 갑판실, 조종실 등이 설치된다.
그리고, 선체(110)의 일측에는 해상 풍력발전기(10)의 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임(130)이 설치되고, 지지 프레임(130)의 하부에는 해수면이 드러나게 개방되어 있는 선체 개방부(110a)가 형성된다.
즉, 지지 프레임(130)은 선체(110)의 일측에 해상 풍력발전기(10)의 무게가 양분되도록 선체(110)의 일측 중심을 기준으로 대칭되게 설치되고, 선체 개방부(110a)는 선체(110)의 일측 중심을 기준으로 소정의 영역이 내측으로 들어가게 형성된다.
그리고, 지지 프레임(130)은 선체(110)의 일측에 형성된 선체 개방부(110a)에 대응되게 일측 프레임이 개방된다. 즉, 지지 프레임(130)과 선체 개방부(110a)는 개방 부분이 서로 동일하다.
이를 통해, 선체 개방부(110a)와 지지 프레임(130)은 해상 풍력발전기(10)를 지지 프레임(130)의 내부에 수용하여 탑재, 운송 및 설치를 가능하게 한다.
즉, 선체 개방부(110a)는 하부구조물(14)의 형상(즉, 타워 중심에서 외부로 벌어진 형상)으로 인해 선체(110)에 충돌하는 간섭 발생을 최소화하면서 해상 풍력발전기(10)를 탑재, 운송 및 설치할 때 프레임 내부에서 권상 또는 권하할 수 있게 한다.
더욱이, 해상 풍력발전기(10)는 지지 프레임(130)의 내부에 수용된 상태에서 탑재, 운송 및 설치 과정이 진행됨으로써 해상 환경에 안정적으로 설치될 수 있다.
여기서, 해상 풍력발전기(10)가 프레임 내부 또는 외부에 위치하는 것은 해상 풍력발전기(10)가 해당 위치로 이동하는 것이 아니라, 선박(100)의 이동에 의해 해상 풍력발전기(10)가 해당 위치로 이동되는 것이다.
또한, 선체 개방부(110a)는 해수면의 수평 방향으로 이동 가능한 슬라이딩 데크(120)에 의해 개폐된다. 즉, 선체 개방부(110a)는 해상 풍력발전기(10)를 선체(110)에 탑재하거나, 탑재된 해상 풍력발전기(10)를 설치장소에 설치하는 경우에, 슬라이딩 데크(120)에 의해 개방된다. 그리고, 선체 개방부(110a)는 해상 풍력발전기(10)를 운송하는 경우에, 슬라이딩 데크(120)에 의해 폐쇄된다. 이 경우, 해상 풍력발전기(10)는 슬라이딩 데크(120) 상에 안착된다.
한편, 지지 프레임(130)은 예를 들어, 고중량, 고부피의 중량물을 해상에서 운송하기 위해 사용되는 A 프레임(A-Frame) 형태의 해상크레인용 구조물일 수 있다. 이러한 지지 프레임(130)은 주 프레임, 대각 프레임, 수평 프레임 등으로 구성될 수 있고, 인양 대상물의 중량 및 단면적에 따라 각종 치수 및 중량이 최적화 되도록 설계 및 제작될 수 있다.
지지 프레임(130)은 해상 풍력발전기(10)를 탑재, 운송 및 설치할 때, 해수면의 수직 방향으로 해상 풍력발전기(10)를 권상 또는 권하시킬 수 있는 윈치(winch)(미도시)가 연동되어 있다.
여기서, 윈치는 선체(110) 상에 설치되고, 와이어(wire) 또는 로프(rope)를 감거나 풀어서 해상 풍력발전기(10)를 수직 방향으로 이동할 수 있게 한다. 이때, 윈치에 의해 감기거나 풀리는 와이어 또는 로프는 지지 프레임(130)의 상부 프레임(130a)에 설치된 도르래 등에 의해 지지되어 해상 풍력발전기(10)에 장착된 권상지그에 연결된다.
전술한 바와 같이, 권상지그는 해상 풍력발전기(10)의 무게중심(CoG) 아래쪽에 장착될 수밖에 없기 때문에, 해상 풍력발전기(10)는 역진자와 같은 형태가 되어 불안정한 상태가 된다.
이에 따라, 해상 풍력발전기(10)의 무게중심(CoG) 위쪽에는 해상 풍력발전기(10)가 무게중심(CoG)을 기준으로 회전하지 않도록 지지하는 구성이 필요하다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 프레임 개폐 장치의 개폐 상태를 설명하는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 지지 프레임(130)의 상부 프레임(130a)에는 개방 구조를 닫힌 구조로 전환 또는 그 반대로 전환하여 해상 풍력발전기(10)의 타워 측면을 지지할 뿐만 아니라 순간적인 해상 환경 변화에 따른 충격을 흡수할 수 있는 프레임 개폐 장치(140)가 설치된다. 이러한 프레임 개폐 장치(140)는 A 프레임의 구조적 안정성을 증대하여 해상 풍력발전기(10)의 탑재, 운송 및 설치의 안정성을 제공할 수 있다.
중량물 수용을 위한 상부 프레임(130a)이 개방 구조로 설계 및 제작되는 경우는, 동일 하중을 인양하는 상부 프레임(130a)이 닫힌 구조로 설계 및 제작되는 경우에 비해, 발생되는 하중과 모멘트가 증가하고, 지지 프레임(130)의 자체 중량 및 보강재의 중량이 증가하게 된다. 상부 프레임(130a)이 닫힌 구조로 변경될 경우에는 구조 역학적으로 부정정이 되며, 개방 구조 대비 모멘트가 1/8로 줄어들 수 있다.
여기서, 상부 프레임(130a)은 마제형(말발굽형, ⊃)으로 일측의 개방 구조와 타측의 닫힌 구조가 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
프레임 개폐 장치(140)는 상부 프레임(130a)에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 상부 프레임(130a)에 일단이 회전가능하게 조립되는 개폐부재(141), 개폐부재(141)의 회전을 통해 상부 프레임(130a)의 개방 구조를 개폐시키는 제1 구동부(142), 제1 구동부(142)의 회전 동작을 제어하기 위한 제어부(143)를 포함한다.
여기서, 개폐부재(141)는 철형(convexity, 凸形)의 수평 프레임으로 제작되고, 양단이 개방 구조가 형성된 상부 프레임(130a) 상에 걸리도록 뒤집힌 형태(즉, 하방 철형)로 조립된다.
상부 프레임(130a) 상에는 개폐부재(141)의 양단이 안착될 수 있는 제1 안착부(130a-1)와 제2 안착부(130a-2)가 형성된다. 즉, 개폐부재(141)의 일단은 제1 안착부(130a-1)에 안착하고, 개폐부재(141)의 타단은 제2 안착부(130a-2)에 안착한다.
먼저, 개폐부재(141)의 일단은 제1 안착부(130a-1)와 회전축(141a)이 관통하여 회전가능하게 힌지 결합된다.
즉, 개폐부재(141)는 회전축(141a)을 기준으로 회전하여 상부 프레임(130a)의 개방 구조를 개방 또는 폐쇄할 수 있게 된다.
도 4를 참조하면, 개폐부재(141)의 일단에는 제1 구동부(142)에 연결된 와이어 또는 로프에 체결되는 체결홈(141b)이 있다. 여기서, 와이어 또는 로프는 도르래(141c)를 통해 제1 구동부(142)에 연결된다. 제1 구동부(142)는 윈치(winch) 또는 회전실린더일 수 있다.
개폐부재(141)는 와이어 또는 로프가 제1 구동부(142)에 의해 감겨지면 상방으로 회전되어 상부 프레임(130a)의 개방 구조가 개방된다. 이때, 제어부(143)는 개폐부재(141)에 연결된 와이어 또는 로프가 감겨지도록 제1 구동부(142)의 동작을 제어한 후, 제1 구동부(142)가 와이어 또는 로프를 감고 브레이크 상태를 유지하게 한다.
그리고, 개폐부재(141)의 최대 회전 각도는 90°이하가 바람직하다. 이는 개폐부재(141)가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환될 때, 제1 구동부(142)에 의해 와이어 또는 로프가 풀려지면 자중에 의해 하방으로 회전되도록 하기 위함이다.
아울러, 개폐부재(141)는 와이어 또는 로프가 제1 구동부(142)에 의해 풀려지면 하방으로 회전되어 상부 프레임(130a)의 개방 구조가 폐쇄된다. 이때, 제어부(143)는 개폐부재(141)에 연결된 와이어 또는 로프가 풀려지도록 제1 구동부(142)의 동작을 제어한 후, 제1 구동부(142)가 와이어 또는 로프를 풀고 브레이크 상태를 유지하게 한다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 안착부(130a-1)는 개폐부재(141)의 개방 상태를 유지시키는 스토퍼(stopper)(144)를 구비한다.
이러한 스토퍼(144)는 개폐부재(141)가 개방 상태일 때 개폐부재(141)의 일단에 대한 브레이크 상태를 유지시킨다. 그런데, 스토퍼(144)는 개폐부재(141)가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환될 때 브레이크 상태가 해제된다. 이때, 개폐부재(141)가 제1 구동부(142)의 브레이크 상태가 해제되면서 자중에 의해 하방으로 회전하게 되면, 스토퍼(144)는 개폐부재(141)의 하방 회전에 의해 개폐부재(141)의 일단에 대한 브레이크 상태가 해제된다.
다음으로, 개폐부재(141)의 타단과 제2 안착부(130a-2)는 서로 관통되는 관통홀이 형성되어 있다. 개폐부재(141)의 타단과 제2 안착부(130a-2)의 관통홀에는 고정핀(145)이 체결 또는 분리될 수 있다. 즉, 고정핀(145)은 개폐부재(141)가 폐쇄 상태일 때 관통홀에 체결되고, 개폐부재(141)가 폐쇄 상태에서 개방 상태로 전환될 때 관통홀에서 분리된다.
여기서, 제2 구동부(146)는 제어부(143)에 의해 제어되어 고정핀(145)의 체결 또는 분리시킨다. 제2 구동부(146)는 예를 들어, 유압실린더, 공압실린더, 전동실린더 등일 수 있다.
한편, 개폐부재(141)가 폐쇄 상태일 때, 개폐부재(141)의 내측면과 상부 프레임(130a)의 내측면에는 해상 풍력발전기(10)의 타워가 진입하여 위치하게 된다.
이때, 개폐부재(141)의 내측면과 상부 프레임(130a)의 내측면에는 해상 풍력발전기(10)의 타워 측면을 지지하고, 충격을 완화시키기 위한 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)가 부착되어 있다. 제1 완충부(147a)는 개폐부재(141)의 내측면에 부착되어 있고, 제2 완충부(147b)는 상부 프레임(130a)의 내측면에 부착되어 있다.
제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)는 개폐부재(141)가 폐쇄 상태가 될 때 서로 맞닿아 해상 풍력발전기(10)의 타워 단면에 대응되는 형상을 형성한다.
제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)는 해상 풍력발전기(10)의 타워 측면에 밀착되어 지지할 수도 있다. 이 경우, 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)는 해상 풍력발전기(10)의 권상 또는 권하시 타워 직경이 변함에 따라 형상 변형을 통해 대응할 수 있는 탄성 재질로 구성될 수 있다.
한편, 제어부(143)는 적어도 하나 이상의 프로세서와 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 저장하기 위한 메모리를 포함할 수 있다. 제어부(143)는 적어도 하나의 프로세서에 의해 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 실행할 때, 프레임 개폐 장치(140)의 제어 방법을 수행할 수 있다.
또한, 제어부(143)는 해상 풍력발전기(10)의 탑재, 운송 및 설치에 필요한 전반적인 과정 즉, 선박(100)의 이동, 프레임 개폐 장치(140)의 제어를 가능하게 한다. 이때, 제어부(143)은 작업 현장에서 이동가능한 휴대용 단말기 형태로 구현되거나, 조종실에 장착된 단말기 형태로 구현될 수 있다.
도 5는 프레임 개폐 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
먼저, 개폐부재(141)는 선박(100)의 이동에 의해 해상 풍력발전기(10)가 프레임 내부로 진입 또는 분리될 때 개방 상태가 된다. 이때, 제1 구동부(142)는 와이어 또는 로프를 감고 브레이크 상태가 되고, 스토퍼(144)는 개폐부재(141)의 일단에 걸려서 고정된다.
다음으로, 개폐부재(141)는 해상 풍력발전기(10)가 프레임 내부 위치에 수용될 때 폐쇄 상태가 된다. 이때, 제1 구동부(142)는 와이어 또는 로프를 풀고 브레이크 상태가 되고, 스토퍼(144)는 개폐부재(141)가 개방 상태에서 폐쇄 상태로 전환될 때 개폐부재(141)의 일단에서 해제된다.
또한, 제2 구동부(146)는 개폐부재(141)의 타단과 제2 안착부(130a-2)의 관통홀에 고정핀(145)을 체결시킨다.
그리고, 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)는 서로 맞닿아 해상 풍력발전기(10)의 타워 직경에 대응되는 형상을 형성한다. 이때, 해상 풍력발전기(10)의 타워 측면은 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)에 의해 둘러싸여 지지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 개폐 장치의 제어 방법을 나타낸 도면이다.
먼저, 제어부(143)에 의한 해상 풍력발전기(10)의 프레임 폐쇄 동작은 S201 단계 내지 S203 단계로 진행될 수 있다.
구체적으로, 제어부(143)는 선박 이동을 제어하여 해상 풍력발전기(10)의 타워 측면을 지지하기 위한 프레임 내부 위치에 정렬시킨다(S201). 이때, 해상 풍력발전기(10)는 개폐부재(141)가 개방 상태일 때 프레임 내부 위치로 진입한다.
그런 다음, 제어부(143)는 제1 구동부(142)를 제어하여 개폐부재(141)가 폐쇄 상태가 되게 한다(S202). 이때, 제1 구동부(142)는 와이어 또는 로프를 풀고 브레이크 상태가 되고, 개폐부재(141)의 일단은 스토퍼(144)에 의한 고정 상태가 해제된다.
이후, 제어부(143)는 제2 구동부(146)를 제어하여 개폐부재(141)의 고정을 위한 고정핀(145)을 체결한다(S203). 이때, 해상 풍력발전기(10)는 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)에 의해 타워 측면이 지지되어 수평 방향 움직임이 제한되어 있지만, 수직 방향 움직임이 가능하다. 그리고, 제어부(143)는 해상 풍력발전기(10)를 탑재 및 설치하기 위해 선박(100)을 제어한다.
다음, 제어부(143)에 의한 해상 풍력발전기(10)의 프레임 개방 동작은 S204 단계 내지 S206 단계로 진행될 수 있다.
구체적으로, 제어부(143)은 해상 풍력발전기(10)의 설치 지점에 설치하기 위해 선박(100)을 제어한다.
이후, 제어부(143)는 제2 구동부(146)를 제어하여 개폐부재(141)에서 고정핀(145)을 분리한다(S204).
이후, 제어부(143)는 제1 구동부(142)를 제어하여 개폐부재(141)가 개방 상태가 되게 한다(S205). 이때, 제1 구동부(142)는 와이어 또는 로프를 감고 브레이크 상태가 되고, 개폐부재(141)의 일단은 스토퍼(144)에 의해 고정된다
그리고, 제어부(143)는 선박(100)의 이동을 제어하여 해상 풍력발전기(10)로부터 선박(100)을 이탈시킨다(S206).
도 7a 내지 도 7f는 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치 과정을 설명하는 도면이다.
도 7a를 참조하면, 선박(100)은 해상 풍력발전기(10)로 접근한다. 즉, 제어부(143)는 선박(100)의 이동을 제어하여 해상 풍력발전기(10)의 타워 측면을 지지하기 위한 프레임 내부 위치에 정렬시킨다. 이때, 해상 풍력발전기(10)는 풍력터빈과 하부구조물이 전체 조립된 상태이다.
도 7b를 참조하면, 제어부(143)는 개폐부재(141)가 폐쇄 상태가 되게 한다. 이때, 개폐부재(141)는 고정핀(145)이 체결된다. 또한, 해상 풍력발전기(10)는 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)에 의해 타워 측면이 지지되어 수평 방향 움직임이 제한되어 있지만, 수직 방향 움직임이 가능하다. 그리고, 해상 풍력발전기(10)는 권상지그에 와이어 또는 로프가 체결된다.
도 7c를 참조하면, 제어부(143)는 와이어 또는 로프가 감겨있는 윈치를 제어하여 해상 풍력발전기(10)를 수직 방향으로 권상한 후, 슬라이딩 데크(120)를 제어하여 선체 개방부(110a)를 폐쇄하고, 슬라이딩 데크(120) 상에 해상 풍력발전기(10)를 안착시킨다. 이때, 해상 풍력발전기(10)는 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)에 의해 타워 측면이 지지되어 수평 방향 움직임이 제한되고, 수직 방향 움직임이 가능한 상태이다.
도 7d를 참조하면, 제어부(143)는 해상 풍력발전기(10)의 설치장소로 선박(100)의 이동을 제어한다. 이처럼, 해상 풍력발전기(10)는 전체가 조립된 상태로 설치장소까지 운송된다.
도 7e를 참조하면, 선박(100)이 해상 풍력발전기(10)의 설치장소에 도착하면, 제어부(143)는 와이어 또는 로프가 감겨있는 윈치를 제어하여 해상 풍력발전기(10)를 수직 방향으로 권상한 후, 슬라이딩 데크(120)를 제어하여 선체 개방부(110a)를 개방하고, 해상 풍력발전기(10)를 설치장소로 하강한다.
그런 다음, 제어부(143)는 개폐부재(141)가 개방 상태가 되게 한다. 이때, 개폐부재(141)는 고정핀(145)이 분리된다. 그리고, 개폐부재(141)는 개방 상태에서 스토퍼(144)에 의해 고정된다.
도 7f를 참조하면, 제어부(143)는 선박(100)의 이동을 제어하여 해상 풍력발전기(10)로부터 선박(100)을 이탈시킨다.
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.
10 ; 해상 풍력발전기 11 ; 날개
12 ; 나셀 13 ; 타워
14 ; 하부구조물 110 ; 선체
110a ; 선체 개방부 120 ; 슬라이딩 데크
130 ; 지지 프레임 130a ; 상부 프레임
130a-1 ; 제1 안착부 130a-2 ; 제2 안착부
140 ; 프레임 개폐 장치 141 ; 개폐부재
141a ; 회전축 141b ; 체결홈
141c ; 도르래 142 ; 제1 구동부
143 ; 제어부 144 ; 스토퍼
145 ; 고정핀 146 ; 제2 구동부
147a ; 제1 완충부 147b ; 제2 완충부

Claims (23)

  1. 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임(130)의 상부 프레임(130a)에 설치되는 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치에 있어서,
    상기 상부 프레임(130a)에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임(130a)에 회전가능하게 힌지 결합되는 개폐부재(141);
    상기 개폐부재(141)를 회전시켜 상기 상부 프레임(130a)의 개방 구조를 개폐시키기 위한 제1 구동부(142); 및
    상기 제1 구동부(142)의 회전 동작을 제어하기 위한 제어부(143);를 포함하고,
    상기 상부 프레임(130a)은, 마제형(⊃)으로 형성되며
    상기 개폐부재(141)는, 철형(凸)의 수평 프레임으로 제작되고, 양단이 개방 구조가 형성된 상기 상부 프레임(130a)에 걸리도록 뒤집힌 하방 철형으로 결합되는 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 프레임 상에는,
    상기 개폐부재의 양단 각각이 안착될 수 있는 제1 안착부(130a-1) 및 제2 안착부(130a-2)가 형성되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 개폐부재의 일단은,
    상기 제1 안착부와 회전축(141a)이 관통하여 회전가능하게 힌지 결합되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 개폐부재의 일단에는,
    상기 제1 구동부에 연결된 와이어 또는 로프에 체결되는 체결홈(141b)이 형성되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 구동부는,
    윈치 또는 회전실린더인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 개폐부재는,
    상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 감겨지면 상방으로 회전되어 상기 상부 프레임의 개방 구조가 개방되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 감겨지도록 동작을 제어한 후, 상기 제1 구동부가 와이어 또는 로프를 감고 브레이크 상태를 유지하게 하는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 안착부는,
    상기 개폐부재의 개방 상태를 유지시키는 스토퍼(144)를 구비하는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 개폐부재는,
    상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 풀려지면 하방으로 회전되어 상기 상부 프레임의 개방 구조가 폐쇄되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구동부에 의해 와이어 또는 로프가 풀려지도록 동작을 제어한 후, 상기 제1 구동부가 와이어 또는 로프를 풀고 브레이크 상태를 유지하게 하는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 개폐부재의 타단은,
    상기 제2 안착부와 서로 관통되는 관통홀이 형성되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 개폐부재가 폐쇄 상태일 때 상기 관통홀에 체결되는 고정핀(145); 및
    상기 고정핀을 체결 또는 분리시키는 제2 구동부(146);를 더 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제2 구동부의 동작을 제어하는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 구동부는,
    유압실린더, 공압실린더, 전동실린더 중 어느 하나인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐부재의 내측면과 상기 상부 프레임의 내측면 각각에는,
    상기 해상 풍력발전기의 타워 측면을 지지하고, 충격을 완화시키기 위한 제1 완충부(147a)와 제2 완충부(147b)가 부착되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 완충부와 상기 제2 완충부는,
    상기 개폐부재가 폐쇄 상태가 될 때 서로 맞닿아 상기 해상 풍력발전기의 타워 단면에 대응되는 형상을 형성하되,
    상기 해상 풍려발전기의 권상 또는 권하시 타워 직경이 변함에 따라 형상 변형을 통해 대응할 수 있는 탄성 재질로 구성되는 것인 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치.
  18. 해상 풍력발전기의 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임의 상부 프레임에 설치되고, 개폐부재가 상기 상부 프레임에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임에 회전가능하게 힌지 결합되며, 제1 구동부가 상기 개폐부재를 회전시켜 상기 상부 프레임의 개방 구조를 개폐시키는 프레임 개폐 장치의 제어 방법에 있어서,
    (a) 제어부가 상기 해상 풍력발전기를 프레임 내부 위치에 정렬시키기 위해 선박을 제어하는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 개폐부재가 폐쇄 상태가 되게 하는 단계; 및
    (c) 상기 제어부가 상기 해상 풍력발전기를 탑재 및 운송하기 위해 상기 선박을 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계는,
    상기 제어부가 제2 구동부를 제어하여 상기 개폐부재의 타단을 상기 상부 프레임에 고정을 위한 고정핀을 체결하는 단계;를 포함하는 프레임 개폐 장치의 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 제 18 항에 있어서,
    (d) 상기 (c) 단계 이후에, 상기 제어부가 상기 해상 풍력발전기를 설치 장소에 설치하기 위해 상기 선박을 제어하는 단계;
    (e) 상기 제어부가 상기 제1 구동부를 제어하여 상기 개폐부재가 개방 상태가 되게 하는 단계; 및
    (f) 상기 제어부가 상기 해상 풍력발전기로부터 이탈하기 위해 상기 선박을 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 프레임 개폐 장치의 제어 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 개폐부재의 일단은,
    상기 개폐부재가 개방 상태일 때, 스토퍼에 의해 고정되는 것인 프레임 개폐 장치의 제어 방법.
  22. 선체;
    상기 선체의 일측에 형성된 선체 개방부를 통해 해상 풍력발전기를 탑재, 운송 및 설치를 위한 지지 프레임;
    상기 선체 개방부의 개폐를 위해 이동가능한 슬라이딩 데크; 및
    상기 지지 프레임의 상부 프레임에 설치되는 프레임 개폐 장치;를 포함하되,
    상기 프레임 개폐 장치는,
    상기 상부 프레임에 형성된 개방 구조를 개폐하기 위해 일단이 상기 상부 프레임에 회전가능하게 힌지 결합되는 개폐부재;
    상기 개폐부재를 회전시켜 상기 상부 프레임의 개방 구조를 개폐시키기 위한 제1 구동부; 및
    상기 제1 구동부의 회전 동작을 제어하기 위한 제어부;
    를 포함하는 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박.
  23. 제 18 항의 프레임 개폐 장치의 제어 방법을 실행하는 프로그램 코드가 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
KR1020190087651A 2019-07-19 2019-07-19 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박 KR102165238B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190087651A KR102165238B1 (ko) 2019-07-19 2019-07-19 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190087651A KR102165238B1 (ko) 2019-07-19 2019-07-19 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102165238B1 true KR102165238B1 (ko) 2020-10-13

Family

ID=72885031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190087651A KR102165238B1 (ko) 2019-07-19 2019-07-19 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102165238B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230016467A (ko) * 2021-07-26 2023-02-02 삼성물산 주식회사 해상 풍력발전기 설치용 선박 장치 및 이를 이용한 해상 풍력발전기 설치 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101230357B1 (ko) 2012-07-03 2013-02-06 극동건설주식회사 방사상 결선 구동식 해상 주상체 설치장치
KR101511174B1 (ko) * 2014-03-11 2015-04-10 이레오션 주식회사 해상 풍력발전기 설치장치
KR101804519B1 (ko) * 2017-02-02 2018-01-10 주식회사 칸 컬럼 이동장치
US20190071830A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-07 Sofec, Inc. Offshore structure mating system and installation method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101230357B1 (ko) 2012-07-03 2013-02-06 극동건설주식회사 방사상 결선 구동식 해상 주상체 설치장치
KR101511174B1 (ko) * 2014-03-11 2015-04-10 이레오션 주식회사 해상 풍력발전기 설치장치
KR101804519B1 (ko) * 2017-02-02 2018-01-10 주식회사 칸 컬럼 이동장치
US20190071830A1 (en) * 2017-09-05 2019-03-07 Sofec, Inc. Offshore structure mating system and installation method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230016467A (ko) * 2021-07-26 2023-02-02 삼성물산 주식회사 해상 풍력발전기 설치용 선박 장치 및 이를 이용한 해상 풍력발전기 설치 방법
KR102519867B1 (ko) * 2021-07-26 2023-04-10 삼성물산 주식회사 해상 풍력발전기 설치용 선박 장치 및 이를 이용한 해상 풍력발전기 설치 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10337499B1 (en) Self-installing column stabilized offshore wind turbine system and method of installation
JP7008705B2 (ja) 沖合船舶、船舶における使用のための波によって誘発される運動を補償するクレーン、および積荷運搬方法
CN111807239B (zh) 起重机、包括这种起重机的船舶以及用于竖立纵向结构的方法
CN109790823B (zh) 用于海上结构的安装和/或运输的辅助浮动系统及包括该系统的方法
US10767632B2 (en) Transition piece for a wind turbine
US20230365383A1 (en) Apparatus for installation and dissaembly of wind turbine and construction method
US20110129334A1 (en) Wind turbine holding and lifting system and movable operating platform above water
EP1808600A1 (en) Movable independent crane system used temporarily for moving or replacing components and mounting wind generators
US20120027523A1 (en) Device and method for assembling a structure at sea
EP2189575B1 (en) Jack-up offshore platform and a method thereof
US20220289526A1 (en) Method for Lifting an Object From a Vessel Deck
EP2256079B1 (en) Device for assembling a large structure at sea
CN102030291A (zh) 海上风机运输、安装平台
KR20220081329A (ko) 부유식 해상 풍력 터빈용 요잉 부이 마스트
US9739267B2 (en) Wind turbine on a floating support stabilized by a raised anchoring system
CN102701083A (zh) 风力发电机部件更换专用设备及方法
US20230294963A1 (en) Crane vessel for hoisting of an offshore wind turbine or component thereof
KR102165238B1 (ko) 해상크레인용 지지 프레임의 프레임 개폐 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박
TWI764495B (zh) 用於調整風力機系統之裝置和方法以及風力機系統之塔柱
CN213566364U (zh) 用于海上多个风机整机运输及安装作业的单柱桅杆式装置
NO337931B1 (en) Portable and modular hoisting assembly for a wind turbine
EP3857061B1 (en) Method for moving an object between a platform of a wind turbine and a deck of a vessel and frame structure used for coupling of a pulling means
WO2020209712A1 (en) Marine vessel having a crane and method of operation
KR102175782B1 (ko) 해상 풍력발전기의 타워 지지 장치, 이의 제어 방법 및 이를 구비한 해상 풍력발전기의 운송 설치용 선박
TWI602991B (zh) Wind power equipment and wind power equipment maintenance methods

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant