KR20200029795A - 블럭형 스퍼드캔 및 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

해저면에 대한 고정을 위해 선박의 레그에 장착되는 블럭형 스퍼드캔 및 이를 포함하는 선박이 소개된다.
이 중에서 블럭형 스퍼드캔은 레그의 단부에 마련되는 메인 블럭과, 메인 블럭의 가장자리부에 폴딩 가능하게 연결되는 서브 블럭과, 메인 블럭의 저부에 승강 가능하게 장착되는 스커트와, 스커트가 해저면에 침투되도록 스커트에 구동력을 제공하는 액츄에이터를 포함할 수 있다.

Description

블럭형 스퍼드캔 및 이를 포함하는 선박{BLOCK TYPE SPUDCAN AND VESSEL HAVING THE SAME}

본 발명은 블럭형 스퍼드캔 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.

일반적으로, 해상 풍력 발전기는 부품을 몇 개의 유닛으로 나누어 육상에서 제작한 후, 제작된 유닛을 해상으로 옮겨 조립하는 방법으로 설치되고 있다. 육상에서 제작된 해상 풍력 발전기의 유닛을 해상으로 옮기고, 해상에서 해상 풍력 발전기를 설치하는 선박을 일반적으로 풍력 발전기 설치 선박(WTIV, Wind Turbine Installation Vessel)이라고 한다.

풍력 발전기 설치 선박은 작업 특성상, 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용될 수 있다. 예컨대, 풍력 발전기 설치 선박은 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한다. 항해 모드에서 레그는 해수에 의한 저항을 줄이고자 선체의 상방으로 이동된 상태를 유지할 수 있다. 그 후, 풍력 발전기 설치 선박은 잭업 모드로 전환되는데, 이때, 레그의 하단부에 설치된 스퍼드캔(Spud-can)이 레그웰(leg well)을 통과하여 해저면의 침투되어 고정된다.

그런데, 잭업 모드의 전환시, 스퍼드캔이 레그웰을 통과하기 위해서는, 스퍼드캔의 전체 면적이 레그웰의 횡 단면적보다 작아야 된다. 이에 따라, 해저면에 대한 스퍼드캔의 안정적인 지지를 위해서, 스퍼드캔의 전체 면적을 늘리고자 하더라도, 스퍼드캔의 전체 면적은 레그의 횡 단면적에 의해 제한될 수 밖에 없다.

이에 스퍼드캔의 전체 면적을 확대하여 해저면에 대해서 안정적으로 고정될수 있는 기술이 요구되고 있다.

특허문헌: 국내 공개특허 10-2018-0019914호 (2018. 02. 27. 공개)

본 발명의 실시예들은 전체 면적의 확대를 통해 해저면에 대해서 안정적인 고정이 가능한 고정 블럭형 스퍼드캔 및 이를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 블럭형 스퍼드캔은, 해저면에 대한 고정을 위해, 선박의 레그에 장착되는 블럭형 스퍼드캔으로서, 상기 레그의 단부에 마련되는 메인 블럭; 상기 메인 블럭의 가장자리부에 폴딩 가능하게 연결되는 서브 블럭; 상기 메인 블럭의 저부에 승강 가능하게 장착되는 스커트; 및 상기 스커트가 해저면에 침투되도록 상기 스커트에 구동력을 제공하는 액츄에이터를 포함할 수 있다.

이때, 본 발명은 상기 메인 블럭의 가장자리부에서 상기 메인 블록의 방사방향으로 연장 형성되는 안내 레일; 상기 안내 레일에 이동 가능하게 장착되고, 상기 서브 블럭에 힌지 연결되는 이동편; 및 상기 서브 블럭을 상기 이동편에서 회전시키기 위한 회전 모터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 서브 블럭은 하부에 수용공간을 제공하는 바디; 상기 수용공간에 승강 가능하게 장착되는 지지판; 및 상기 지지판을 승강시키기 위한 승강 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 서브 블럭은 상기 해저면에 침투가능하도록 상기 지지판의 하부에 돌출 형성되는 복수의 쐐기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 바디는 상기 메인 블럭의 가장자리부에서 전개될 때, 상면이 상기 메인 블럭의 상면과 동일한 수평면상에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 잭업 모드로 운용가능한 선체; 상기 선체를 해저에 고정하기 위해 상기 선체에 제공되는 레그; 및 상기 레그의 하단부에 마련되는 상술한 블럭형 스퍼드캔을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 선박의 항해 모드시, 서브 블럭이 블럭형 스퍼드캔에 폴딩된 상태를 유지하므로, 선박 내 스퍼드캔의 부피를 줄일 수 있고, 선박의 잭업 모드시, 서브 블럭이 블럭형 스퍼드캔에서 전개되므로, 선박은 해저면에 안정적으로 고정될 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개된 상태를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개된 상태를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개되기 전 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개된 상태를 도시한 부분 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박을 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박(1)은, 잭업 모드로 운용 가능한 선체(20)와, 선체(20)에 마련되는 레그(30)와, 레그(30)의 하단부에 제공되는 블록형 스퍼드캔(10)을 포함할 수 있다.

선체(20)는 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup Mode)로 운용 가능한 풍력 발전기 설치 선박의 선체일 수 있다. 일 예로, 선체(20)는 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 모드로 이동한 후, 잭업 모드로 전환하여 레그(30)의 블록형 스퍼드캔(10)을 해저(G)에 고정할 수 있다.

본 실시예에서 선체(20)는 풍력 발전기 설치 선박의 선체인 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며, 선체(20)는 잭업 모드를 갖는 부유식 구조물의 선체를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.

레그(30)는 잭업 모드로 운용가능한 선체에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있고, 선체(20)에 이격 설치되는 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 레그(30)는 선체(20)에 이격 형성된 복수의 레그웰(미도시)에 복수가 설치될 수 있고, 복수의 레그(30)는 선체(20)의 레그웰에서 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개된 상태를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 변형예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개된 상태를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개되기 전 상태를 도시한 부분 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블럭형 스퍼드캔의 서브 블럭이 전개된 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 블럭형 스퍼드캔(10)은 메인 블럭(100), 서브 블럭(200), 스커트(300), 액츄에이터(400), 안내 레일(500), 이동편(600) 및 회전 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 메인 블럭(100)은 레그(30)의 단부에 고정되는 스퍼드캔 블럭으로,해저면에 대한 안정적인 고정을 위한 지지 면적을 제공할 수 있다. 일 예로, 메인 블럭(100)은 사각형 형태의 지지 면적을 제공할 수 있다. 물론, 이에 한정되지는 아니하며, 도 3에서 보듯이, 블럭형 스퍼드캔(10')의 메인 블럭(100')은 삼각형 형태의 지지 면적으로 구성될 수도 있다.

메인 블럭(100)은 장착공간(111)을 갖는 메인 본체(110)를 포함할 수 있다. 메인 본체(110)의 가장자리부의 상부에는 레그(30)의 하단부가 고정 연결될 수 있고, 메인 본체(110)의 상면에는 안내 레일(500)이 구비될 수 있다.

스커트(300)는 액츄에이터(400)를 통해 메인 블럭(100)의 저부에 승강 가능하게 장착될 수 있다. 스커트(300)는 액츄에이터(400)의 작동시, 메인 블럭(100)의 하방향으로 이동되므로, 해저면에 대한 효과적인 침투가 가능하다.

액츄에이터(400)는 해저면에 침투시키기 위한 구동력을 스커트(300)에 제공할 수 있다. 본 실시예에서, 액츄에이터(400)는 스커트(300)를 승강시키기 위한 유압실린더가 사용될 수 있지만, 이에 한정되지는 아니하며, 스커트(300)를 메인 블럭(100)의 상하방향으로 이동시키기 위한 다양한 종류의 승강장치가 사용될 수 있음은 물론이다.

서브 블럭(200)은 메인 블럭(100)의 가장자리부에 폴딩 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 서브 블럭(200)은 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 수직하게 배치되도록 폴딩되거나, 서브 블럭(200)은 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 수평하게 배치되도록 전개될 수 있다.

이러한 서브 블럭(200)은 하부에 수용공간을 제공하는 바디(210)와, 수용공간에 승강 가능하게 장착되는 지지판(220)과, 지지판(220)을 승강시키기 위한 승강 실린더(230)와, 해저면에 침투가능하도록 지지판(220)의 하부에 돌출 형성되는 복수의 쐐기(221)를 포함할 수 있다.

예컨대, 서브 블럭(200)이 메인 블럭(100)의 외측방향으로 전개되는 경우, 다시 말해, 서브 블럭(200)이 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 수평하게 배치될 때, 지지판(220)은 승강 실린더(230)의 작동에 의해, 서브 블럭(200)의 하방향으로 이동될 수 있다. 이때, 지지판(220)의 쐐기(221)는 해저면을 가압하면서, 해저면에 대한 견고한 지지력을 제공할 수 있다. 그리고 서브 블럭(200)이 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 전개될 때, 바디(210)의 상면은 메인 블럭(100)의 상면과 동일한 수평면상에 위치될 수 있다.

안내 레일(500)은 메인 블럭(100)의 방사방향으로 연장 형성성되는 레일로, 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 둘레 방향으로 이격 배치되는 복수개로 제공될 수 있다. 이 안내 레일(500)에는 이동편(600)을 매개로 서브 블럭(200)이 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이동편(600)은 서브 블럭(200)이 회전 가능하게 서브 블럭(200)에 힌지 연결되고, 안내 레일(500)에 이동 가능하게 장착될 수 있다. 이때, 이동편(600)은 서브 블럭(200)을 안내 레일(500)에서 슬라이딩 이동시키기 위한 구동력을 별도의 이송모터(미도시)로부터 제공받을 수 있다.

아울러, 이동편(600)은 회전 모터로부터 회전력을 제공받아 서브 블럭(200)을 회전시킬 수 있다. 회전 모터는 서브 블럭(200)을 이동편(600)에 회전력을 제공함으로써, 서브 블럭(200)을 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 회전시킬 수 있다.

예컨대, 서브 블럭(200)이 메인 블럭(100)의 외측방향으로 전개되는 경우, 이송 모터의 정방향 작동에 의해, 서브 블럭(200)이 안내 레일(500)을 따라 메인 블럭(100)의 내측에서 외측으로 이동되면, 회전 모터의 정방향 작동에 의해, 서브 블럭(200)은 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 메인 블럭(100)의 외측방향으로 전개(회전)될 수 있다.

아울러, 서브 블럭(200)이 메인 블럭(100)의 내측방향으로 폴딩되는 경우, 회전 모터의 역방향 작동에 의해, 서브 블럭(200)은 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 메인 블럭(100)의 내측방향으로 폴딩(회전)될 수 있다. 그리고 이송 모터의 역방향 작동에 의해, 서브 블럭(200)이 안내 레일(500)을 따라 메인 블럭(100)의 외측에서 내측으로 이동될 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 선박(1)이 항해 모드로 이동한 후, 해상 풍력 발전기의 설치 지점에 도달하면, 선박(1)은 잭업 모드로 전환하여 레그(30)를 해저(G)로 하강시킨다. 이때, 블럭형 스퍼드캔(10)은 서브 블럭(200)이 폴딩된 상태에서, 선박(1)의 레그웰을 통과하여 해저면에 다다를 수 있다.

블럭형 스퍼드캔(10)이 해저면에 위치되면, 서브 블럭(200)은 안내 레일(500)을 따라 메인 블럭(100)의 내측에서 외측으로 이동된 후, 메인 블럭(100)의 가장자리부에서 메인 블럭(100)의 외측방향으로 전개될 수 있다.

이때, 메인 블럭(100)에 설치된 스커트(300)는 액츄에이터(400)의 작동에 의해, 메인 블럭(100)의 하방향으로 이동되므로, 해저면에 침투될 수 있고, 서브 블럭(200)에 설치된 지지판(220)은 승강 실린더(230)의 작동에 의해, 하방향으로 이동되어, 쐐기(221)를 통해 해저면에 대한 견고한 지지력을 제공할 수 있다

한편, 블럭형 스퍼드캔(10)을 해저면에서 분리하는 경우, 상기의 작동 과정을 역순으로 반복하여 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 선박의 항해 모드시, 서브 블럭이 블럭형 스퍼드캔에 폴딩된 상태를 유지하므로, 선박 내 스퍼드캔의 부피를 줄일 수 있고, 선박의 잭업 모드시, 서브 블럭이 블럭형 스퍼드캔에서 전개되므로, 선박은 해저면에 안정적으로 고정될 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

100 :메인 블럭 200 :서브 블럭
210 :바디 220 :지지편
230 :승강 실린더 300 :스커트
400 :액츄에이터 500 :안내 레일
600 :이동편

Claims (6)

1. 해저면에 대한 고정을 위해, 선박의 레그에 장착되는 블럭형 스퍼드캔으로서,
   상기 레그의 단부에 마련되는 메인 블럭;
   상기 메인 블럭의 가장자리부에 폴딩 가능하게 연결되는 서브 블럭;
   상기 메인 블럭의 저부에 승강 가능하게 장착되는 스커트; 및
   상기 스커트가 해저면에 침투되도록 상기 스커트에 구동력을 제공하는 액츄에이터를 포함하는 블럭형 스퍼드캔.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인 블럭의 가장자리부에서 상기 메인 블록의 방사방향으로 연장 형성되는 안내 레일;
   상기 안내 레일에 이동 가능하게 장착되고, 상기 서브 블럭에 힌지 연결되는 이동편; 및
   상기 서브 블럭을 상기 이동편에서 회전시키기 위한 회전 모터를 더 포함하는 블럭형 스퍼드캔.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 서브 블럭은
   하부에 수용공간을 제공하는 바디;
   상기 수용공간에 승강 가능하게 장착되는 지지판; 및
   상기 지지판을 승강시키기 위한 승강 실린더를 포함하는 블럭형 스퍼드캔.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 서브 블럭은
   상기 해저면에 침투가능하도록 상기 지지판의 하부에 돌출 형성되는 복수의 쐐기를 더 포함하는 블럭형 스퍼드캔.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 바디는
   상기 메인 블럭의 가장자리부에서 전개될 때, 상면이 상기 메인 블럭의 상면과 동일한 수평면상에 위치되는 블럭형 스퍼드캔.
6. 잭업 모드로 운용가능한 선체;
   상기 선체를 해저에 고정하기 위해 상기 선체에 제공되는 레그; 및
   상기 레그의 하단부에 마련되는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 블럭형 스퍼드캔을 포함하는 선박.

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