用于运输和安装海上风力发电机的船舶的制作方法

本发明涉及一种用于运输和安装海上风力发电机的船舶，更详细而言，涉及一种用于运输和安装海上风力发电机的船舶，通过实现在港口、造船厂码头岸壁等沿岸先组装下部结构物和风力涡轮后，一次性装运整体并运输至目标区域进行安装的船舶，从而用于运输及安装相对于海上环境稳定的海上风力发电机。

背景技术：

一般，风力发电机包括机舱(nacelle)、旋翼(rotor)、支撑结构物等。

机舱包括使得通过旋翼获得的旋转力转换为电能的装置等。此外，旋翼作为使得风所具有的能量转换为旋转力的装置，具备多个叶片(blade)。并且，支撑结构物为支撑风力发电机的结构物。

所述的风力发电机作为将通过将风力转换为旋转力而产生的电力供给至电力系统或需要人员的设备，主要安装在山中、海岸地区、海上等能够利用风力的地点。

尤其，在海上组装风力发电机时，现在主要使用利用顶升驳船和多个起重机在作为风力发电机的安装场所的外海对各个部件进行组装的方法。

这种安装方法需要考虑海上环境的特殊作业环境，产生过多的安装费用，安装时间也需要很长时间，因此，实情是需要能够代替该方法的经济的安装方法。

而且，在风力发电机的安装位置水深增加的情况，不仅作业工艺所需要的时间和费用难以预测，而且也会发生因长时间的作业时间导致的工作人员的安全和疲劳问题。

因此，在将风力发电机安装于海上时，需要准备利用特殊船舶能够以全部组装风力涡轮的状态将整体结构物一下子稳定地移送至安装位置的方案。

先行技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国登记专利公报第10-1790970号(2017.10.23登记)

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于运输和安装海上风力发电机的船舶，通过实现在港口、造船厂码头岸壁等沿岸先组装下部结构物和风力涡轮后，一次性装运整体并运输至目标区域进行安装的船舶，从而用于运输及安装相对于海上环境稳定的海上风力发电机。

根据本发明的实施例的用于运输和安装海上风力发电机的船舶可以包括：支撑框架，其用于通过形成于船体后尾的船体开放部使得海上风力发电机能够沿所述船体的竖直方向移动；以及滑动甲板，其用于为了所述船体开放部的开闭而能够沿所述船体的水平方向移动。

根据实施例，还可包括：多个定位桩，其设置于所述船体的特定地点，沿竖直方向移动至海底，用于使得所述船体固定。

针对所述多个定位桩，考虑到所述海上风力发电机的电缆方向而使得竖直轴旋转角保持5°以内，使得所述海上风力发电机的下部支架在指定的海底坐标中最大安装在半径5m以内。

所述支撑框架可以沿着所述船体的竖直方向以a型框架的形式形成。

所述支撑框架设置有绞盘，绞盘通过绳索与所述海上风力发电机连接，使得所述海上风力发电机沿竖直方向升起或落下。

所述支撑框架设置有夹钳，当移送所述海上风力发电机或所述海上风力发电机竖直移动时，夹钳用于支撑所述海上风力发电机的重心上端。

所述夹钳包括4个液压装置，4个液压装置相互直角交叉结合，支撑所述海上风力发电机的重心上端。

所述夹钳使得所述海上风力发电机的水平轴旋转角最大保持7°以内。

当移送所述海上风力发电机时，所述海上风力发电机安放于所述滑动甲板。

所述滑动甲板形成于所述船体上或通过设置在所述船体开放部侧面的滑动轨道而形成。

所述船体可以和其他船舶的船体相连，从而扩张为能够搭载、移送、设置有多个海上风力发电机的结构。

所述海上风力发电机在港口的码头岸壁进行组装，一次性对搭载、移送及安装所包括的所有设备进行安装。

本发明通过实现在港口的码头岸壁先组装下部结构物和风力涡轮后，一次性装运整体并运输至目标区域进行安装的船舶，从而相对于海上环境可以稳定地运输及安装海上风力发电机。

此外，本发明可以缩短将完整组装的海上风力发电机配置于船体的时间，提供海上移送的稳定性，并且可以缩短安装于安装场所的工艺时间。

另外，本发明可以提供能够同时对一个或两个完整组装的海上风力发电机进行安装、移送、设置的特殊船舶。

此外，本发明可以利用只通过桩子内外部的水压差对海上风力发电机的下部结构物进行设置的吸力桩工法，从而可以代替现有的千斤顶形态的下部结构物，与现有的千斤顶形态的下部结构物相比，可以大幅节省安装所需要的时间和费用。

另外，本发明在移送海上风力发电机时使得电缆间的干扰最小化，将结构物固缚于船体，稳定地应对海上环境的变化。

此外，本发明在安装海上风力发电机时可以包括下部结构物在内一次性进行安装，所以，相比现有的组装方式，可以大幅缩短安装所需要的时间，可以用最少的工作人员进行安全地安装。

另外，本发明可以代替现在欧洲正式使用的海上风力专用安装船，所以，可以带来提高海上风力的经济效果以及降低事业风险等划时代的变化。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的用于运输和安装海上风力发电机的船舶的图，

图2是示出设置于所述图1的支撑框架的夹钳的图，

图3是示出所述图1的滑动甲板的图，

图4是示出所述图1的滑动甲板的另一个实施例的图，

图5是示出将其他船舶与所述图1的船舶相连接时的图，

标号说明

10：船体10a：船体开放部

10b：滑动轨道20：支撑框架

25：夹钳30：滑动甲板

31：移动板32：轮子

33：轨道34：链式支架

35：链条36：驱动组装体

37：驱动马达40-1、40-2、40-3、40-4：定位桩

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。不过，在下面的说明及附图中省略了对可能模糊本发明的要旨的公知功能或构成的详细说明。另外，需要留意的是，在所有附图中，相同的构成要素尽可能用相同的附图标号表示。

在以下说明的本说明书及权利要求书中使用的术语或词语不能限定解释为一般的或词典上的意思，原则是发明者可以用能够用最优选的方法来说明自己的发明的术语来适当地进行定义，立足于这一原则，只能解释为与本发明的技术思想相符合的意思和概念。

因此，记载于本说明书的实施例和示出图附图中的构成只不过是本发明的最优选的一个实施例，并非全部代表本发明的技术思想，所以，应该理解为，在该申请时间点可以存在能够代替它们的多种均等物和变形例。

在附图中，部分构成要素被扩大或省略或者概略地示出，各构成要素的大小并非全部反映实际大小。本发明并不限定于附图中示出的相对的大小或间距。

在整个说明书中，当陈述某个部分“包括”某些构成要素时，如果没有特别相反的记载，就不意味着排除其他构成要素，而是还可以包括其他构成要素。此外，当陈述某部分与另一部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，也包括在中间放置其他要素而“电连接”的情况。

单数的表达，只要语句上没有明确表示不同的意思，也包括复数的表达。需要理解的是，“包括”或“具有”等术语只是想指定说明书中记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或它们的组合的存在，并不事先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、操作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

以下参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以便在本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员能够容易实施本发明。但是，本发明可以实现为多种不同的形态，并不限定于这里说明的实施例。并且为了明确说明本发明，附图中省略了和说明无关的部分，通过整个说明书对相似的部分赋予了相似的附图标号。

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。

图1是示出根据本发明实施例的用于运输和安装海上风力发电机的船舶的图，图2是示出设置于所述图1的支撑框架的夹钳的图，图3是示出所述图1的滑动甲板的图，图4是示出所述图1的滑动甲板的另一个实施例的图，图5是示出将其他船舶与所述图1的船舶相连接时的图，

如图1所示，根据本发明的实施例的用于运输和安装海上风力发电机的船舶(以下称“船舶”，100)相当于用于在港口、造船厂码头岸壁等沿岸先组装下部结构物和风力涡轮后，一次性装运整体并运输至目标区域进行安装的特殊目的船(多功能移动基地，multi-purposemobilebase)。

下部结构物和风力涡轮能够利用陆上起重机先进行组装，因此，相比海上起重机节省了费用。外海设置作业和要求按部件进行螺栓组装的组装作业不同，不要求精密的船体稳定性，所以即使没有自升式驳船在漂浮状态下也能充分设置。

所述船舶100将在码头岸壁组装的海上风力发电机搭载于船体而移送至安装场所后，可以执行将搭载于船体的海上风力发电机运输至相应安装场所并在该安装场所进行安装的工艺。

参照图1，船舶100将海上风力发电机搭载于船体10时使得由海上风力发电机的下部结构产生的干扰最小化，在将搭载于船体10的海上风力发电机安装于特定安装场所时，为了直接将海上风力发电机卸载至海上，在船体10的后尾形成有船体开放部10a。

所述船舶100包括：支撑框架20，其在移送海上风力发电机时对海上风力发电机进行固定和支撑，在搭载及安装时使得海上风力发电机能够沿海平面的垂直方向移动；滑动甲板30，其使得船体开放部10a能够沿海平面的水平方向开闭；多个定位桩40-1、40-2、40-3、40-4，其在将海上风力发电机设置于特定场所时用于固定船体10，所述支撑框架20、滑动甲板30和多个定位桩40-1、40-2、40-3、40-4设置于船体10上。

首先，支撑框架20沿船体10的竖直方向以a型框架的形式形成，与绞盘联动，绞盘使得海上风力发电机沿竖直方向升起或落下。

绞盘可以通过缠绕绳索或释放绳索来使得海上风力发电机沿竖直方向升起或落下。

连接至绞盘的绳索利用设置于支撑框架20的上端的滑轮等得到支撑并与海上风力发电机相连接。具体地，海上风力发电机可以将吸力桩(suctionpile)平台用作结构物的基础。此时，吸力桩平台设置有能够和均衡器块连接的凸起部(lug)。因此，连接至绞盘的绳索和吸力桩平台的凸起部紧固结合。换句话说，连接至绞盘的绳索与海上风力发电机的重心下端相连接。

此外，参照图2，支撑杆框架20设置有支撑海上风力发电机的重心上端的夹钳(clamp)25。

夹钳25包括4个液压装置25a、25b、25c、25d，4个液压装置相互直角交叉结合，支撑海上风力发电机的重心上端。换句话说，一个液压装置25c包括：夹持器25-1，其支撑海上风力发电机的重心上端；导杆25-3和托架25-3，其用于拆装夹持海上风力发电机的夹持器25-1。

就所述夹钳25而言，当支撑海上风力发电机并移送海上风力发电机或海上风力发电机竖直移动时，使得海上风力发电机的水平轴旋转角最大保持7°以内。

如此，就支撑框架20而言，竖直方向的情况下，通过绞盘的驱动使得海上风力发电机能够移动，水平方向的情况下，利用夹钳25限制移动，使得海上风力发电机在规定旋转角以内移动。海上风力发电机之所以利用夹钳25是因为需要在通过竖直移动来设置于海上时防止水平方向的移动。

接下来，滑动甲板30能够沿船体10的水平方向移动，因此能够使得船体开放部10a开闭。换句话说，在移送海上风力发电机时，滑动甲板30向船尾侧移动从而闭锁船体开放部10a。此时，升起于支撑框架20上的海上风力发电机下降而安放于滑动甲板30上。并且，当设置海上风力发电机时，滑动甲板30向船头侧移动从而开放船体开放部10a。

尤其，在移送海上风力发电机时，海上风力发电机安放于滑动甲板30，从而可以使得海上风力发电机的移动最小化并分散施加于夹钳的外力。

具体地，参照图3，滑动甲板30包括移动甲板31、轮子32、轨道33、链式支架34、链条35、驱动组装体36、驱动马达37。

移动滑板31在左右两侧分别设置有2个轮子32，各个轮子32在轨道33上移动。

此时，移动滑板31在左右两侧设置有链式支架34，链式支架34与链条相连。设置于左右两侧的各个链条35通过驱动组装体36与驱动马达37连接。链条35随着驱动马达37的旋转驱动而旋转。

据此，移动滑板31通过驱动马达37的驱动随着链条35旋转而沿水平方向移动。

另外，参照图4，滑动甲板30未向船体10外部露出，利用形成于开放部10a的侧面的滑动轨道10b移动，从而也可以使得船体开放部10a开闭。

并且，多个定位桩40-1、40-2、40-3、40-4是分别设置于船体10的特定地点、以使得船舶100固定的目的、能够沿竖直方向移动至海底的圆形或角形的支柱。这里，多个定位桩40-1、40-2、40-3、40-4分别设置于船体10的四角。就所述定位桩40-1、40-2、40-3、40-4而言，当设置海上风力发电机时，通过利用自动绞缆机的拉紧(taut)方式，除了停泊(mooring)方式之外，可以额外使得船舶100固定。

多个定位桩40-1、40-2、40-3、40-4利用内部的压载舱或液压进行上升或下降，从而在海底对船体10进行支撑。例如，考虑到电缆方向海上风力发电机可以使得竖直轴旋转角保持在5°以内，海上风力发电机的下部支架在指定的海底坐标中可以最大设置于半径5m以内。

如前所述，船舶100可以满足海上风力发电机的移送及安装制约条件。

换句话说，船舶100可以满足以下制约条件：当移送海上风力发电机时，考虑到海上风力发电机的安全性，可以使得水平轴旋转角最大保持7°以内，设置海上风力发电机时，考虑到海上风力发电机的电缆方向，可以使得竖直轴旋转角保持在5°以内，并且，海上风力发电机的下部支架在指定的海底坐标中可以最大设置于半径5m以内。

参照图5，船舶100可以同时对一个或两个完整组装的海上风力发电机进行搭载、移送、设置。换句话说，可以使得船舶100的船体和其他船舶150的船体相连，从而扩张为能够搭载、移送、设置多个海上风力发电机的结构。

如下所述，海上风力发电机以搭载于船舶100的形式被移送。

海上风力发电机在港口的码头岸壁先进行组装。船舶100靠近及停泊于码头岸壁。之后，海上风力发电机与连接至支撑框架20的绞盘的绳索紧固相连。此时，海上风力发电机操作夹钳。海上风力发电机借助于支撑框架20沿竖直方向升起后，随着滑动甲板30向船尾侧移动而安放于滑动甲板30上。此时，夹钳25以锁闭的状态对海上风力发电机进行固定。船舶100去除停泊而进行移送。

此外，如下所述，海上风力发电机借助于船舶100而安装于安装场所。

如果船舶100到达安装场所，则多个定位桩40-1、40-2、40-3、40-4沿竖直方向下降并进行固定。此时，船舶100停泊。之后，海上风力发电机与连接至支撑框架20的绞盘的绳索紧固连接。海上风力发电机借助于支撑框架20沿竖直方向升起后，滑动甲板30向船头侧移动。海上风力发电机借助于支撑框架20的绞盘沿竖直方向下降。此时，海上风力发电机下降至吸力桩平台到达海底面时为止。之后，夹钳开放，开始抽吸作业。如果抽吸作业完成，则船舶100去除停泊，使得定位桩40-1、40-2、40-3、40-4恢复原位。

尽管所述说明将焦点集中于适用于多种实施例的本发明的新颖的特征进行了说明，但是，可以理解的是，具备该技术领域熟练知识的技术人员在不脱离本发明的范围的情况下可以对所述说明的装置及方法的形态及细节事项进行多种删除、替换和变更。因此，本发明的范围通过权力要去书进行定义，而不是所述说明。权利要求书的均等范围内的所有变形包括在本发明的范围内。

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