KR20220138728A - 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 블레이드를 적재할 수 있도록 상기 블레이드의 하면 형상에 대응한 복수의 홈이 형성된 베이스; 및 상기 복수의 홈에 상기 블레이드가 안착될 경우, 상기 베이스 상측에 설치되어 상기 복수의 블레이드를 지지하도록 형성된 랙부재를 포함하는, 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.

Description

블레이드 적재 장치를 포함하는 선박{VESSEL INCLUDING BLADE LOADING DEVICE}
본 발명은 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박에 대한 발명이다.
해상 풍력 발전기는 다양한 방법으로 설치될 수 있으나, 일반적으로 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 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 전환하여 레그를 내려 해저에 박는다.
한편, 풍력 발전기 설치를 위하여 선박에 적재되는 풍력 발전기의 블레이드 길이는 80m 이상 된다. 이에 따라, 선박의 데크 면적이 제한되어 있음에 따라 많은 블레이드를 적재하기에는 한계가 있고, 선박에 블레이드가 잘못 적재될 경우, 잭업 모드 시 선박이 한쪽으로 쏠려 한 레그에 많은 하중이 가해지는 문제점이 있다. 또한, 블레이드 적재, 크레인을 통하여 블레이드를 선박으로 하나씩 옮기는 방식으로 진행함에 따라 많은 시간이 걸린다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 빠르고 안전하게 블레이드를 선박에 적재할 수 있는 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 블레이드를 적재할 수 있도록 상기 블레이드의 하면 형상에 대응한 복수의 홈이 형성된 베이스; 및 상기 복수의 홈에 상기 블레이드가 안착될 경우, 상기 베이스 상측에 설치되어 상기 복수의 블레이드를 지지하도록 형성된 랙부재를 포함하는, 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 랙부재는, 상기 블레이드의 측면을 지지하도록 형성된 지지부; 및 상기 지지부의 상측에 위치하여 상기 지지부를 지지하는 프레임을 포함하고, 상기 지지부는 상기 프레임에 지지되어 상기 프레임의 내외 방향으로 회전되는, 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 베이스 상면에 구비되어 상기 블레이드를 상기 홈에 안착시키기 위해 상기 블레이드를 지지하는 스토퍼를 더 포함하는, 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 스토퍼는 상기 베이스 상면에서 상기 홈에 수직한 방향으로 이동 가능하게 형성되는, 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
또한, 상기 랙부재의 상측을 커버하는 커버를 더 포함하고, 상기 커버의 상측에는 상기 베이스 및 상기 랙부재가 추가 구비되는, 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 베이스에 복수의 홈이 형성되어 있어 블레이드를 선박에 빠르게 적재할 수 있는 효과가 있다.
또한, 블레이드 적재 시, 베이스 상면에 블레이드를 지지하는 스토퍼가 구비되어 있어 블레이드를 베이스의 홈에 안전하게 안착시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 적재 장치를 포함하는 선박을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 적재 장치와 운반 차량을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 적재 장치의 스토퍼를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드 적재 장치(100)를 포함하는 선박(2)에 대하여 설명하겠다.
본 발명의 실시예에 따른 선박(2)은 풍력 발전기 설치를 위한 선박(2)으로 물에 부유할 수 있는 선체(10)와 선체(10)에 구비되는 블레이드 적재 장치(100)를 포함할 수 있다. 이외에도 선박(2)은 풍력 발적기를 설치하기 위하여 선체(10)를 상하 방향으로 관통하는 레그(미도시), 레그와 선체(10)를 상하 방향으로 상대 운동시키며 레그를 지지하는 레그 지지부(미도시)를 포함할 수 있다.
선체(10)는 부유 가능한 직사각형 형태의 평면 구조를 가질 수 있으며, 일반적으로 상선(예: 컨테이너선)에 비해 폭이 넓고 높이가 낮으며 길이가 짧은 구조로 형성될 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 상상에 따른 선체(10)는 블레이드 적재 장치(100)가 설치될 수 있는 임의의 입체적 구조를 가질 수 있다.
선체(10)는 해상 풍력 발전기의 부품인 블레이드(1)를 적재할 수 있는 블레이드 적재 장치(100)와 나셀, 타워 등이 피적재물로서 적재될 수 있다. 이외에도 선체(10)에는 블레이드(1)와 나셀 타워 등을 운반하여 해상 풍력 발전기를 설치할 수 있는 크레인이 제공될 수 있으며, 이동 및 위치 제어를 위한 추진장치가 제공될 수 있다.
위와 같은 구성을 갖는 선박(2)은 항해 모드(Transit Mode)와 잭업 모드(Jackup mode)로 운용될 수 있다. 선박(2)은 해상 풍력 발전기를 설치하고자 하는 위치까지 항해 보드로 이동한다. 일반 항해 보드에서 선박(2)은 레그에 의한 저항을 줄이고자 레그를 상측 방향으로 이동시킨 상태로 이동할 수 있다. 선박(2)은 목적 위치까지 이동한 후, 잭업 모드로 전환하여 레그를 해저에 고정할 수 있다. 이후, 선박(2)의 크레인을 운영함에 따라 해상에 풍력 발전기를 설치할 수 있다.
한편, 블레이드(1)를 적재하기 위하여 선박(2)은 잔교(20)(Pier) 부근에 위치할 수 있으며, 선박(2)과 잔교(20) 사이에 펜더(30)(Fender)가 구비될 수 있다. 펜더(30)는 선박과 잔교가 충돌하는 것을 방지하는 역할을 한다.
이 경우, 블레이드(1)는 운반 차량(40)을 통하여 공장에서 잔교(20)까지 이동되어 선박(2)에 적재될 수 있다. 여기서, 운반 차량(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 블레이드(1)를 운반하기 위한 적재함(42)과 적재함(42)을 승하강시키는 액추에이터(미도시), 적재함 상측에 블레이드(1)를 선박(2) 향해 이동시키는 푸시 수단(44)을 포함할 수 있다.
적재함(42)은 블레이드(1)를 적재할 수 있도록 블레이드(1) 형상 방향을 따라 형성될 수 있으며, 후술할 블레이드 적재 장치(100)에 연결되기 위해 전단에는 채결부(46)가 형성될 수 있다.
액추에이터는 적재함(42)과 블레이드 적재 장치(100)가 효율적으로 채결되기 위하여 적재함(42)을 승하강시키는 역할을 한다.
푸시 수단(44)은 적재함(42) 길이 방향을 따라 전후 왕복 운동하도록 형성되어, 적재함(42)과 블레이드 적재 장치(100)가 연결될 경우, 블레이드(1)에 접촉하여 블레이드(1)를 블레이드 적재 장치(100)를 향하여 미는 역할을 한다. 푸시 수단(44)은 블레이드(1)의 일측을 밀도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 푸시 수단(44)도 액추에이터를 구비할 수 있으며 액추에이터의 구동력에 의해 전후 이동함에 따라 블레이드(1)에 접촉되는 헤드를 포함할 수 있다. 따라서, 블레이드(1)는 푸시 수단(44)에 의해 블레이드 적재 장치(100)를 향하여 이동될 수 있다. 액추에이터들은 리프트(lift) 등에 큰 힘을 제공하는 유압램(hydraulic ram)으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
블레이드 적재 장치(100)는 선체(10)의 갑판(Deck)에 설치되어 복수의 블레이드(1)를 적재하는 역할을 한다. 이 경우 복수의 블레이드(1)는 블레이드 적재 장치(100)에 의하여 선체(10)의 길이 방향에 따라 블레이드 적재 장치(100)에 적재될 수 있다.
또한, 블레이드 적재 장치(100)는 운반 차량(40)의 적재함(42)에 형성된 채결부(46)와 채결됨에 따라 블레이드(1)를 적재할 수 있으므로 크레인을 사용했던 종래와 달리 빠르게 복수의 블레이드(1)를 적재할 수 있다.
도 1 및 도 4를 더 참조하면, 블레이드 적재 장치(100)는 베이스(110), 랙부재(120), 스토퍼(130), 커버(140)를 포함할 수 있다.
베이스(110)는 블레이드 적재 장치(100)에 블레이드(1)가 적재될 수 있도록 복수의 홈(112)이 형성될 수 있다. 복수의 홈(112)은 블레이드(1)가 안착되도록, 블레이드(1)의 일부 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 홈(112)은 블레이드(1)의 하면(Blade lower edge) 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 홈(112)은 선체(10)의 길이 방향을 따라 베이스(110)에 형성될 수 있어, 블레이드(1)는 홈(112)에 안착됨에 따라 선체(10) 길이 방향을 따라 블레이드 적재 장치(100)에 적재될 수 있다.
한편, 베이스(110)에는 전술한 운반 차량(40)의 채결부(46)와 연결될 수 있으며 이를 위해 베이스(110)에서 갑판 방향으로 돌출 형성된 복수의 받침부가 형성될 수 있다. 일 예로, 베이스(110)의 일부분이 채결부(46)에 삽입되도록 형성될 수 있으나 이와 반대로 베이스(110)에 채결부(46)가 형성되고, 운반 차량(40)의 적재함(42) 전단이 베이스(110)의 채결부(46)에 삽입됨에 따라 베이스(110)와 적재함(42)이 연결될 수 있다. 또한, 효율적으로 블레이드(1)를 적재하기 위하여, 베이스(110)와 적재함(42)이 연결될 경우, 블레이드(1)의 길이 방향과 홈(112)의 형성 방향은 일치하도록 형성될 수 있다.
베이스(110)와 적재함(42)이 채결부(46)를 통해 연결되면, 블레이드(1)는 푸시 수단(44)에 의하여 베이스(110)의 홈(112)을 향해 이동됨에 따라 홈(112)에 안착될 수 있으므로 블레이드 적재 장치(100)에 빠르게 적재될 수 있다.
랙부재(120)는 전술한 바와 같이 모든 홈(112)에 블레이드(1)가 안착될 경우, 베이스(110) 상측에 설치되고, 복수의 홈(112)에 안착되어 있는 블레이드(1)를 지지하도록 형성될 수 있다. 일 예로, 복수의 홈(112)에 블레이드(1)가 모두 안착될 경우, 랙부재(120)는 선박(2)에 구비된 크레인을 통하여 베이스(110)부 상측으로 옮겨질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 랙부재(120)는 격자 구조로 형성될 수 있으며, 복수의 지지부(122) 및 프레임(124)을 포함할 수 있다.
복수의 지지부(122)는 상하 방향으로 형성되어 프레임(124)에 지지되고, 베이스(110) 상측에 위치함에 따라 블레이드(1) 각각의 양측면을 지지하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 복수의 지지부(122)는 홈(112)에 수직한 방향으로 서로 이격되어 나열되고, 복수의 지지부(122) 사이 사이에는 블레이드(1)가 위치할 수 있다.
한편, 복수의 지지부(122) 중 프레임(124)의 양측에 위치한 지지부(122)는 프레임(124)의 내외 방향으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 따라서, 랙부재(120)가 베이스(110) 상측에 설치된 후에 프레임(124) 양측에 위치한 지지부(122)는 프레임(124) 내측 방향으로 회전됨에 따라 블레이드(1)를 지지할 수 있다.
또한, 복수의 블레이드(1)를 효율적으로 지지하기 위하여 복수의 지지부(122) 중 블레이드(1) 사이에 위치하는 지지부(122)의 하단부는 양측 방향으로 돌출되도록 형성되어 인접한 복수의 블레이드(1)를 지지하도록 형성될 수 있고, 복수의 지지부(122) 중 프레임(124)의 양측에 위치한 지지부(122)의 하단부는 프레임(124) 내측 방향으로 돌출되어 블레이드(1)를 지지하도록 형성될 수 있다.
프레임(124)은 복수의 지지부(122)의 상측에 위치하여 복수의 지지부(122)를 지지하도록 형성할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 프레임(124) 양측에 위치한 지지부(122)가 회전될 수 있도록 프레임(124)은 예를 들어, 회전 기어, 회전축 등이 구비될 수 있다.
스토퍼(130)는 도 4를 참조하면, 베이스(110) 상면에 구비되어 블레이드(1)를 상기 홈(112)에 안착시키기 위해 상기 블레이드(1)를 지지하도록 형성될 수 있다. 베이스(110)에 형성된 복수의 홈(112)에 블레이드(1)가 모두 안착하기 전에는 랙부재(120)가 설치되지 않을 수 있다. 이 경우, 블레이드(1)는 이동 시, 좌우 방향으로 넘어지거나 올바르게 홈(112) 방향으로 이동되지 않을 수 있다. 스토퍼(130)는 이를 방지하기 위하여 베이스(110) 상면에 구비됨에 따라 이동되는 블레이드(1)를 지지하고, 블레이드(1)를 올바르게 홈(112)으로 가이드 역할을 할 수 있다.
스토퍼(130)는 이동되는 블레이드(1)를 효율적으로 지지하기 위하여, 복수 개로 형성되어, 홈(112) 형성 방향을 따라 베이스(110)에 나열될 수 있다.
또한, 스토퍼(130)는 이동되는 블레이드(1)를 효율적으로 지지하기 위하여 베이스(110) 상면에서 홈(112)에 수직한 방향으로 이동되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스(110) 상면에는 스토퍼(130)가 이동될 수 있는 레일이 홈(112)에 수직한 방향으로 형성될 수 있으며, 레일은 스토퍼(130)의 개수에 대응하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 블레이드(1)가 잘못 이동되고 있을 경우, 스토퍼(130)가 이동하여 블레이드(1)의 위치를 조정하여 홈(112)을 향해 가이드할 수 있다.
이외에도, 스토퍼(130)는 복수의 홈(112) 중 어느 한 곳에 블레이드(1)를 지지 및 가이드하여 안착시킨 후, 레일을 따라 이동하여 다른 홈(112) 방향으로 이동되는 또 다른 블레이드(1)를 지지 및 가이드하여 안착시킬 수 있다.
스토퍼(130)는 위와 같이 이동되는 블레이드(1)를 지지하므로, 블레이드(1)를 손상을 방지하기 위하여 블레이드(1)와 접촉되는 스토퍼(130)의 일면에는 러버와 같은 탄성부가 부착될 수 있다.
한편, 스토퍼(130)는 베이스(110)에 형성된 복수의 홈(112)에 모든 블레이드(1)가 안착될 경우, 레일을 따라 이동되어 베이스(110)에서 이탈될 수 있으나, 이와 달리, 계속해서 베이스(110)에 구비되어 설치될 랙부재(120)와 같이 블레이드(1)를 지지할 수도 있다.
커버(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 더 많은 블레이드(1)가 적재될 수 있도록 랙부재(120) 상측에 위치할 수 있다. 전술한 바와 같이, 랙부재(120)는 격자 구조로 형성될 수 있으므로, 커버(140)는 랙부재(120) 상측에 위치함에 따라, 커버(140) 상측에 추가 구비되는 베이스(110) 및 랙부재(120)를 지지하는 역할을 한다. 다시 말해, 베이스(110)와 랙부재(120) 한 쌍을 적재부라 할 경우, 적재부는 복수 개로 형성되고, 복수의 적재부 사이에 커버(140)가 위치할 수 있고, 복수의 적재부는 커버(140)를 통해 상측 방향으로 적재될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 선박(2)에 포함된 블레이드 적재 장치(100)는 베이스(110)와 랙부재(120)를 커버(140)를 통해 상측 방향으로 적재함(42)에 따라 많은 블레이드(1)를 빠르고 안전하게 적재할 수 있다.
위와 같은 구조를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 선박(2)의 블레이드 적재 장치(100)는 블레이드(1)를 다음과 같은 순서로 적재할 수 있다.
먼저, 운반 차량(40) 적재함(42)을 채결부(46)를 통해 선박(2)에 구비된 베이스(110)와 연결한다. 이후, 운반 차량(40)의 푸시 수단(44)을 이용하여 베이스(110)의 홀을 향하여 적재함(42)에 위치한 블레이드(1)를 이동시킨다. 이동되는 블레이드(1)는 레일을 통하여 이동되는 스토퍼(130)에 의하여 가이드 및 지지됨에 따라 복수의 홈(112) 중 어느 한 곳에 안착될 수 있다. 이와 같은 작업이 반복됨에 따라 베이스(110)의 모든 홈(112)에 블레이드(1)가 안착될 경우, 복수의 홈(112)에 안착된 블레이드(1)를 지지하도록 랙부재(120)가 블레이드 상측에 설치된다. 이 경우, 베이스(110) 상면에 위치한 스토퍼(130)는 레일을 통해 이동됨에 따라 베이스(110)에서 이탈될 수 있으며, 랙부재(120)의 지지부(122) 중 프레임(124) 양측에 위치한 지지부(122)는 프레임(124) 내측 방향으로 회전됨에 따라 블레이드(1)를 지지할 수 있다.
또한, 블레이드(1)를 더 적재할 필요성이 있을 경우, 랙부재(120) 상측에는 커버(140)가 구비되고, 커버(140) 상측에는 추가 베이스(110) 및 추가 랙부재(120)가 설치될 수 있다. 이 경우, 적재함(42)은 채결부(46)가 커버(140) 상측에 위치한 추가 베이스(110)에 채결되기 위해 운반 차량(40)에 구비된 액추에이터를 통해 상승될 수 있다.
위 사항에 따라 본 발명의 실시예에 따른 블레이드 적재 장치(100)를 포함하는 선박(2)은 안전하고 빠르게 많은 블레이드(1)를 적재할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 블레이드 2: 선박
10: 선체 20: 잔교
30: 팬더 40: 운반 차량
42: 적재함 44: 푸시 수단
46: 채결부 100: 블레이드 적재 장치
110: 베이스 112: 홈
120: 랙부재 122: 지지부
124: 프레임 130: 스토퍼
140: 커버

Claims (5)

  1. 복수의 블레이드를 적재할 수 있도록 상기 블레이드의 하면 형상에 대응한 복수의 홈이 형성된 베이스; 및
    상기 복수의 홈에 상기 블레이드가 안착될 경우, 상기 베이스 상측에 설치되어 상기 복수의 블레이드를 지지하도록 형성된 랙부재를 포함하는,
    블레이드 적재 장치를 포함하는 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랙부재는,
    상기 블레이드의 측면을 지지하도록 형성된 지지부; 및
    상기 지지부의 상측에 위치하여 상기 지지부를 지지하는 프레임을 포함하고,
    상기 지지부는 상기 프레임에 지지되어 상기 프레임의 내외 방향으로 회전되는,
    블레이드 적재 장치를 포함하는 선박.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스의 상면에 구비되어 상기 블레이드를 상기 홈에 안착시키기 위해 상기 블레이드를 지지하는 스토퍼를 더 포함하는,
    블레이드 적재 장치를 포함하는 선박.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 베이스의 상면에서 상기 홈에 수직한 방향으로 이동 가능하게 형성되는,
    블레이드 적재 장치를 포함하는 선박.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 랙부재의 상측을 커버하는 커버를 더 포함하고,
    상기 커버의 상측에는 상기 베이스 및 상기 랙부재가 추가 구비되는,
    블레이드 적재 장치를 포함하는 선박.
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