KR20190033231A - 선박의 결합유도장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 선박의 결합유도장치는, 작업데크의 베이스부에 길이 방향으로 길게 형성된 가이드홈 내측에 구비되며, 상기 가이드홈의 폭 방향으로 이동 가능하게 형성된 결속유닛 및 모선의 로딩부에 구비되어 상기 가이드홈에 삽입 가능하게 형성되며, 상기 가이드홈에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛의 폭 방향 이동에 따른 결속에 의해 고정되어 상기 모선을 상기 베이스부에 안착시키는 피결속유닛을 포함한다.

Description

선박의 결합유도장치 {Docking Guidance Device of Ship}

본 발명은 선박의 결합유도장치에 관한 것으로, 작업데크와 모선이 결합될 때 작업데크 내로 진입하는 모선의 진행방향을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 작업데크 내로 모선의 진입이 완료되었을 시 작업데크를 안정적으로 모선에 안착시킬 수 있는 선박의 결합유도장치에 관한 것이다.

석유에너지의 대체자원이자 친환경에너지 중 가장 경제성이 높은 풍력발전의 경우, 풍력자원량 및 설치장소의 제한이라는 문제점을 해결하고자 대규모의 풍력발전단지를 해상에 건설하고 있는 것이 최근의 추세이다.

위와 같은 풍력발전단지를 해상에 건설하기 위해 일반적으로 이용되는 것이 풍력발전기설치선(WTIV; Wind Turbine Installation Vessel)이다.

이러한 풍력발전기설치선은 선박 자체에 풍력발전기를 설치하기 위한 크레인 등이 탑재되고 선박 전체를 잭업(jack-up)하는 것이 추세이나, 최근에는 운용의 효율을 위해 도 1에 도시된 바와 같이 잭업이 가능한 작업데크를 모선(mother ship)이 운송하여 풍력발전기의 설치장소에 분리시키는 방법이 연구되고 있다.

위와 같은 방법에 따르면, 모선으로부터 분리된 작업데크는 설치장소에 정박하여 풍력발전기를 설치하게 되며, 모선은 독자적 운항을 통해 풍력발전기의 설치에 필요한 자재를 운반하여 작업데크에 공급하게 된다.

여기서, 풍력발전기의 설치가 완료되어 또 다른 설치장소로 이동이 필요한 작업데크는 도 2에 도시된 바와 같이 다시 모선에 탑재되어 또 다른 설치장소로 운송될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 모선(200)과 작업데크(100)의 결합과정에 있어서, 작업데크(100) 내로 진입하는 모선의 후미(210)가 파도와 같은 외부환경에 의한 요동으로 인해 진입방향이 틀어질 수 있어, 모선이 작업데크(100)의 레그에 충돌하는 등의 안전사고가 발생할 위험이 존재했다.

또한, 파도와 같은 외부환경에 의한 요동으로 인해 원하지 않게 모선(200)의 후미(210)가 임계높이(210a)까지 상승하여, 작업데크(100)의 베이스와 접촉 및 충돌함으로써 모선(200) 및 작업데크(100)의 파손을 유발시킬 수 있다는 문제점이 존재했다.

따라서, 풍력발전기설치선의 작업데크를 운송하기 위한 모선과 작업데크의 결합에 있어서, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 결합유도장치가 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제10-2011-0031194호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 작업데크와 모선이 결합될 때 작업데크 내로 진입하는 모선의 진행방향을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 작업데크 내로 모선의 진입이 완료되었을 시 작업데크를 안정적으로 모선에 안착시킬 수 있는 결합유도장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박의 결합유도장치는, 작업데크의 베이스부에 길이 방향으로 길게 형성된 가이드홈 내측에 구비되며, 상기 가이드홈의 폭 방향으로 이동 가능하게 형성된 결속유닛 및 모선의 로딩부에 구비되어 상기 가이드홈에 삽입 가능하게 형성되며, 상기 가이드홈에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛의 폭 방향 이동에 따른 결속에 의해 고정되어 상기 모선을 상기 베이스부에 안착시키는 피결속유닛을 포함한다.

그리고 상기 피결속유닛은 상기 가이드홈에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛 방향을 바라보는 요철 형상의 제1치합부를 포함하며, 상기 결속유닛은 상기 피결속유닛의 제1치합부에 치합되도록 역 방향의 요철 형상을 가지는 제2치합부를 포함할 수 있다.

또한 상기 피결속유닛은 길이 방향으로 길게 형성되되, 내부에 일측이 개방된 삽입홈이 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 가이드홈에 회전 가능하게 구비되며, 상기 피결속유닛이 상기 가이드홈에 삽입되는 과정에서 상기 피결속유닛의 삽입홈 내측으로 삽입되어 상기 피결속유닛을 안내하는 가이드휠을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 가이드휠은 복수 개가 상기 가이드홈의 길이 방향을 따라 구비될 수 있다.

또한 상기 모선의 로딩부에 구비되는 피고정유닛 및 작업데크의 베이스부에 구비되며, 상기 모선이 상기 작업데크의 베이스부에 인접한 상태에서 상기 피고정유닛과 선택적으로 체결되어 상기 피결속유닛을 상기 가이드홈 측으로 유도하는 위치제어유닛을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 위치제어유닛은 서로 회전 및 굴신 가능한 복수 개의 암을 포함할 수 있다.

또한 상기 위치제어유닛은 상기 피결속유닛을 상기 가이드홈 측으로 유도하는 과정에서 인가되는 하중을 측정하는 로드셀을 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선박의 결합유도장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 작업데크와 모선이 결합될 때 작업데크 내로 진입하는 모선의 진행방향을 유도할 수 있다는 장점이 있다.

둘?, 작업데크 내로 모선의 진입이 완료되었을 시 작업데크를 안정적으로 모선에 안착 및 고정시킬 수 있다는 추가적인 장점이 있다.

셋째, 작업데크와 모선의 결합 과정에서 작업데크와 모선의 충돌로 인한 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 2는 종래의 풍력발전기설치선에 있어서 모선과 작업데크의 결합과정을 나타낸 도면;
도 3은 종래의 풍력발전기설치선에 있어서 파도 등의 외부환경에 의한 요동에 의해 작업데크와 모선의 결합 시 발생할 수 있는 충격 등을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 작업데크에 형성된 가이드홈의 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 가이드홈에 구비되는 결속유닛 및 가이드휠의 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 모선의 로딩부에 형성된 피결속유닛의 모습을 나타낸 도면;
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 작업데크와 모선의 결합 과정을 나타낸 도면; 및
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 위치제어유닛의 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예를 설명하기에 앞서 발명의 설명에 대한 이해를 돕고자, 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 작업데크(100) 및 모선(200)에 대하여 설명하도록 한다.

모선(200)은 앞서 [발명의 배경이 되는 기술]에서 언급했던 바와 같이 잭업(jack-up)이 가능한 작업데크(100)를 운송하기 위한 자항선으로서, 풍력발전기설치선(WTIV; Wind Turbine Installation Vessel)의 운항을 담당하는 선체라 할 수 있다.

그리고 모선(200)의 로딩부(210)는 작업데크(100)를 운송하기 위하여 모선(200)과 작업데크(100)가 결합될 때, 작업데크(100)와 결합되는 모선(200)의 일부분으로서 모선(200)의 후미에 구성될 수 있다.

이러한 로딩부(210)는 해상에 고정되어 있는 작업데크(100)의 아래로 도킹될 수 있으며, 로딩부(210)가 도킹된 상태에서 잭업 가능한 작업데크(100)가 레그(120)를 따라 하강되면서 로딩부(210)에 탑재될 수 있다.

한편 작업데크(100)는 모선(200)으로부터 분리된 상태에서 상기 작업데크(100)의 레그를 통해 해상에 고정되며, 장착되어 있는 크레인을 이용해 풍력발전기를 설치장소에 설치할 수 있다.

이때 풍력발전기를 모두 설치한 후 다른 설치장소로 이동할 필요가 있을 경우, 작업데크(100)는 모선(200)과 결합되어 다른 설치장소로 운송될 수 있다.

이러한 작업데크(100)는 결합을 통해 모선(200)의 위에 탑재되며, 작업데크(100)의 베이스부(110)는 모선(200)에 의해 지지되도록 로딩부(210)와 맞닿아 결합될 수 있다.

한편 작업데크(100)의 탑재를 위해 모선(200)의 로딩부(210)가 베이스부(110) 내로 진입할 때, 베이스부(110) 내로 진입하는 모선(200)의 로딩부(210)는 파도와 같은 외부환경에 의한 요동으로 진해 진입방향이 틀어질 수도 있다.

이처럼 작업데크(100)에 도킹되는 모선(200)의 진입방향이 정상궤도로부터 벗어날 경우, 모선(200)이 작업데크(100)의 레그(120)와 충돌하는 등의 안전사고가 발생할 위험이 증가한다.

뿐만 아니라, 앞서 도 3을 참조하여 설명했듯이 파도와 같은 외부환경에 의한 요동으로 인해 원하지 않게 모선(200)의 로딩부(210)가 임계높이(210a)까지 상승하여, 작업데크(100)의 베이스부(110)와 접촉 및 충돌함으로써 모선(200) 및 작업데크(100)의 파손을 유발시킬 수 있다.

본 발명에 따른 결합유도장치는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이하에서는 본 발명에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 작업데크(100)에 형성된 가이드홈(112)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 가이드홈에 구비되는 결속유닛 및 가이드휠의 모습을 나타낸 도면이다.

또한 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 모선(200)의 로딩부(210)에 형성된 피결속유닛(220)의 모습을 나타낸 도면이다.

먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 작업데크(100)의 베이스부(110)에는 후술할 모선(200) 측의 피결속유닛(220)이 삽입될 수 있도록 길이 방향으로 길게 형성되는 가이드홈(112)이 형성된다.

본 실시예에서 상기 가이드홈(112)은 상기 베이스부(110)의 하측으로 개방된 형태를 가지며, 또한 일단부가 상기 베이스부(110)의 전방으로 개구된 형태를 가진다. 이후 상기 피결속유닛(220)은 이와 같이 개구된 상기 베이스부(110)의 전방 측으로 진입할 수 있다.

또한 본 실시예의 경우, 상기 가이드홈(112)은 한 쌍이 형성되고, 이들은 소정 거리만큼 서로 이격된 형태를 가지는 것으로 하였다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가이드홈(112)의 내측에는 결속유닛(120) 및 가이드휠(114)이 구비될 수 있다.

본 실시예에서 상기 가이드홈(112)은 소정의 폭을 가지도록 형성되며, 상기 가이드홈(112) 내부의 안쪽에는 상기 가이드휠(114)이, 바깥쪽에는 상기 결속유닛(120)이 구비된다. 즉 상기 가이드홈(112)은 상기 결속유닛(120) 및 상기 가이드휠(114)의 폭을 합친 것보다 넓은 폭을 가질 수 있다.

상기 결속유닛(120)은 상기와 같이 가이드홈(112) 내측에 구비되며, 상기 가이드홈(112)의 폭 방향으로 이동 가능하게 형성된다.

본 실시예의 경우 상기 결속유닛(120)은 상기 가이드홈(112)의 길이 방향을 따라 길게 형성되고, 상기 베이스부(110)에 구비되는 이동유닛(124)에 의해 상기 가이드홈(112)의 폭 방향으로 이동되는 것으로 하였다. 상기 이동유닛(124)은 별도의 액추에이터(미도시) 등을 통해 구동될 수 있으며, 상기 결속유닛(120)의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비될 수도 있다.

그리고 상기 가이드휠(114)은 상기 가이드홈(112) 내측에 회전 가능하게 구비되며, 상기 피결속유닛(220)이 상기 가이드홈(112)에 삽입되는 과정에서 상기 피결속유닛(220)을 안정적으로 유도할 수 있으며, 삽입 과정에서의 마찰을 최소화한다.

본 실시예에서 상기 가이드휠(114)은, 상기 가이드홈(112)의 길이 방향을 따라 복수 개가 구비된 형태를 가질 수 있다.

또한 도 6에 나타난 것처럼 상기 피결속유닛(220)은 모선(200)의 로딩부(210)에 구비되며, 전술한 바와 같이 상기 가이드홈(112)에 삽입 가능하게 형성된다.

그리고 상기 피결속유닛(220)은 상기 가이드홈(112)에 삽입된 상태에서, 상기 결속유닛(120)의 폭 방향 이동에 따른 결속에 의해 고정될 수 있으며, 이에 따라 상기 모선(200)을 상기 작업데크(100)의 베이스부(110)에 안착시킬 수 있다.

본 실시예에서 상기 피결속유닛(220)은 상기 가이드홈(112)과 마찬가지로 길이 방향으로 길게 형성되며, 폭은 상기 가이드홈(112)보다 작게 형성될 수 있다. 특히 상기 피결속유닛(220)의 폭과 상기 결속유닛(120)의 폭의 합은 상기 가이드홈(112)의 폭보다 작으며, 이는 상기 피결속유닛(220)이 상기 가이드홈(112)에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛(120)의 폭 방향 이동을 위한 여유 공간을 확보할 수 있도록 하기 위해서이다.

또한 본 실시예의 경우 상기 피결속유닛(220)의 내부에는 일측이 개방된 삽입홈(222)이 길이 방향을 따라 형성된다. 상기 삽입홈(222)은 상기 피결속유닛(220)이 상기 가이드홈(112)에 진입하는 과정에서 전술한 가이드휠(114)이 삽입될 수 있도록 하며, 이에 따라 상기 피결속유닛(220)은 상기 가이드휠(114)의 회전에 의해 부드럽게 상기 가이드홈(112) 내측으로 진입할 수 있다.

한편 상기 피결속유닛(220)은 상기 가이드홈(112)에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛(120) 방향을 바라보는 요철 형상의 제1치합부(224)를 포함하며, 상기 결속유닛(120)은 상기 피결속유닛(220)의 제1치합부(224)에 치합되도록 상기 제1치합부(224)와 대비해 역 방향의 요철 형상을 가지는 제2치합부(122)를 포함할 수 있다.

이에 따라 상기 결속유닛(120)이 상기 상기 피결속유닛(220) 측으로 이동하여 결합을 수행할 경우, 상기 제1치합부(224) 및 상기 제2치합부(122)는 서로 맞물려 안정적인 고정 상태를 유지할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 작업데크(100)와 모선(200)의 결합 과정을 나타낸 도면이며, 이와 같은 도 7 및 도 8을 통해 작업데크(100)와 모선(200)의 결합 과정을 순차적으로 설명하도록 한다.

먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모선(200)이 상기 작업데크(100)에 인접하게 되고, 상기 모선(200)의 로딩부(210)와 상기 작업데크(100)의 베이스부(110)의 높이를 동기화시킨다.

이후 상기 피결속유닛(220)이 상기 가이드홈(112) 전방의 개구부로 진입하게 되며, 이 과정에서 상기 피결속유닛(220)의 삽입홈(222)으로 상기 가이드휠(114)이 삽입된다.

그리고 상기 모선(200)이 상기 작업데크(100) 측으로 이동하게 되며, 상기 피결속유닛(220)은 상기 가이드휠(114)의 회전에 따라 안정적으로 상기 가이드홈(112) 내측으로 완전히 진입하게 된다.

이와 같은 상태에서 도 8에 도시된 바와 같이, 이동유닛(124)의 구동에 따라 상기 결속유닛(120)이 상기 가이드홈(112)의 폭 방향, 즉 상기 피결속유닛(220) 측으로 이동된다.

이후 상기 피결속유닛(220)의 제1치합부(224)와 상기 결속유닛(120)의 제2치합부(122)가 서로 맞물리게 되며, 상기 결속유닛(120)이 상기 피결속유닛(220)을 적당한 외력으로 가압하여 결속하게 된다.

이상과 같은 과정에 의해 상기 모선(200)과 상기 작업데크(100)의 결합이 완료되며, 이들의 분리 과정은 상기 결합 과정의 역순으로 진행될 수 있다.

한편 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 결합유도장치에 있어서, 위치제어유닛(150)의 모습을 나타낸 도면이다.

상기 위치제어유닛(150)은 상기 모선(200)의 로딩부(210)가 상기 작업데크(100)의 베이스부(110)에 인접한 상태에서 상기 모선(200)을 유도하는 역할을 수행한다.

이를 위해 본 실시예에서 상기 모선(200)의 로딩부(210)에는 피고정유닛(154)이 구비되며, 상기 위치제어유닛(150)은 상기 모선(200)의 로딩부(210)가 상기 작업데크(100)의 베이스부(110)에 인접한 상태에서 상기 피고정유닛(154)과 체결을 수행한 후 상기 모선(200)을 제어하여 상기 피결속유닛(220)을 상기 가이드홈(112) 측으로 유도하게 된다.

그리고 본 실시예에서 상기 위치제어유닛(150)은 서로 회전 및 굴신 가능한 복수 개의 암(152a, 152b)을 포함할 수 있다. 상기 복수 개의 암(152a, 152b)은 링크부(158)에 의해 연결될 수 있으며, 상기 링크부(158)는 힌지 또는 볼조인트 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

또한 상기 위치제어유닛(150)은 상기 작업데크(100)의 베이스부(110) 전방에 구비된 연결조인트(156)에 연결된 형태를 가질 수 있다. 상기 연결조인트(156) 역시 상기 링크부(158)와 마찬가지로 힌지 또는 볼조인트 등 다양한 형태를 가질 수 있을 것이다.

한편 상기 위치제어유닛(150)은 상기 피결속유닛(220)을 상기 가이드홈(112) 측으로 유도하는 과정에서 인가되는 하중을 측정하는 로드셀(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 로드셀은 상기 위치제어유닛(150)과 상기 모선(200)의 로딩부(210) 사이의 연결 지점에서 발생하는 하중을 측정함으로써, 과도한 하중에 의해 장치가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이를 통해 상기 모선(200)의 유도 과정을 보다 정밀하게 수행할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 작업데크 110: 베이스부
112: 가이드홈 114: 가이드휠
120: 결속유닛 122: 제2치합부
124: 이동유닛 150: 위치제어유닛
152a, 152b: 암 154: 피고정유닛
156: 연결조인트 158: 링크부
200: 모선 210: 로딩부
220: 피결속유닛 222: 삽입홈
224: 제1치합부

Claims (7)

1. 작업데크의 베이스부에 길이 방향으로 길게 형성된 가이드홈 내측에 구비되며, 상기 가이드홈의 폭 방향으로 이동 가능하게 형성된 결속유닛; 및
   모선의 로딩부에 구비되어 상기 가이드홈에 삽입 가능하게 형성되며, 상기 가이드홈에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛의 폭 방향 이동에 따른 결속에 의해 고정되어 상기 모선을 상기 베이스부에 안착시키는 피결속유닛; 을 포함하는 선박의 결합유도장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 피결속유닛은 상기 가이드홈에 삽입된 상태에서 상기 결속유닛 방향을 바라보는 요철 형상의 제1치합부를 포함하며,
   상기 결속유닛은 상기 피결속유닛의 제1치합부에 치합되도록 역 방향의 요철 형상을 가지는 제2치합부를 포함하는 선박의 결합유도장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 피결속유닛은 길이 방향으로 길게 형성되되, 내부에 일측이 개방된 삽입홈이 길이 방향을 따라 형성되고,
   상기 가이드홈에 회전 가능하게 구비되며, 상기 피결속유닛이 상기 가이드홈에 삽입되는 과정에서 상기 피결속유닛의 삽입홈 내측으로 삽입되어 상기 피결속유닛을 안내하는 가이드휠을 더 포함하는 선박의 결합유도장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드휠은 복수 개가 상기 가이드홈의 길이 방향을 따라 구비되는 선박의 결합유도장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 모선의 로딩부에 구비되는 피고정유닛; 및
   작업데크의 베이스부에 구비되며, 상기 모선이 상기 작업데크의 베이스부에 인접한 상태에서 상기 피고정유닛과 선택적으로 체결되어 상기 피결속유닛을 상기 가이드홈 측으로 유도하는 위치제어유닛; 을 더 포함하는 선박의 결합유도장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 위치제어유닛은 서로 회전 및 굴신 가능한 복수 개의 암을 포함하는 선박의 결합유도장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 위치제어유닛은 상기 피결속유닛을 상기 가이드홈 측으로 유도하는 과정에서 인가되는 하중을 측정하는 로드셀을 포함하는 선박의 결합유도장치.

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