KR20170110578A - 소음 경감 시스템 - Google Patents

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부데베인 캐스퍼 정
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바?? 헨리쿠스 헤라르뒤스 안드레아스 반
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아이에이취시 홀랜드 아이이 비.브이.
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Abstract

본 발명은 기초 요소(foundation element), 구체적으로 (모노)파일(2)을 설치하기 위한 방법 및 소음 경감 시스템(1)에 관한 것이며, 상기 방법 및 소음 경감 시스템은, 구동부로부터 주위의 물, 예컨대 강 또는 바다로 유발되는 소음 입력을 감소시키기 위해, 수중 대지 형성부(3)에서 기초 요소(2)를 구동하는 동안 기초 요소, 구체적으로 (모노)파일(2) 주위에 배치되는 스크린(6)을 포함한다. 상기 방법 및 소음 경감 시스템(1)은, (제1의) 스크린(6) 주위에서 전개되는 추가적인 스크린(7, 9)을 포함한다.

Description

소음 경감 시스템{NOISE MITIGATION SYSTEM}
본 발명은 구동기(driver)에 의한 수중 대지 형성부에서의 기초 요소(foundation element), 구체적으로 (모노)파일의 설치 방법에 관한 것이며, 상기 설치 방법은, 수중 대지 형성부 상에, 예컨대 하상 또는 해저에 또는 세굴 방지공 또는 암반 성상 상에 직접적으로, 기초 요소를 배치하는 단계; 구동기로부터 주위의 물로 입력되는 소음을 감소시키기 위한 스크린을 배치하는 단계; 스크린이 기초 요소 주위에 위치 설정되어 있을 때 구동기에 의해 수중 대지 형성부로 기초 요소를 구동시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 기초 요소 주위에 배치될 스크린을 포함하는 소음 경감 시스템에 관한 것이다.
WO 2007/096132에 설명된 바와 같이, 예컨대 플랫폼 및 풍력 터빈을 드릴링(drilling)하기 위한 기초를 형성하기 위해 연안에서의 래밍 작업(ramming work)이 수중에서 이루어진다. 풍력 터빈의 경우, 4 미터를 초과하는 직경을 갖춘 대형 모노파일(monopile)이 해저 내로 래밍된다. 이러한 래밍은 현저한 수중 소음 입력을 유발하며, 이는 수중 동물에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 수중에 입력되는 소음을 감소시키기 위해, WO 2007/096132에 따른 방법 및 디바이스에서는, 래밍될 재료가 고정식 침수형 슬리브에 의해 둘러싸여 있다. 상기 슬리브는 유리하게는 샌드위치형 구조를 갖는다.
EP 1 640 508은 파일(pile)을 위한 안내 디바이스에 관한 것이며, 상기 안내 디바이스는 저세계(benthic division)에서 포스트(post)를 래밍할 때 포스트를 에워싸고 안내하기 위한 쉽-잭-업 리그(ship-jack-up rig) 상에 체결되는 프레임을 갖는다. 이 프레임 아래에 있는 상위 준비 위치로부터 저세계에 있는 작동 위치로 하강하게 될 수 있는 취입 디바이스의 노즐 조립체가 상기 프레임에 부착된다.
WO 2010/151121은 수역(body of water)의 액체 레벨 아래에 배치되는 음향원으로부터 유발되는, 액체에서의 음향 진동의 수동적 감소를 위한 디바이스에 관한 것이며, 상기 디바이스는 음향원 위에 배치될 수 있는 긴 튜브를 포함하고, 상기 긴 튜브는 외측 벽 및 내측 벽을 포함하며, 상기 긴 튜브는 내측 벽과 외측 벽 사이의 중간 공간에서 특정한 원하는 압력을 유지하도록 구성된다. 이러한 경우에 있어서, 상기 원하는 압력은 주위 압력에 비해 낮은 것이다. 압력 저하의 결과로서, 음향 진동은 외부로 덜 용이하게 이동하게 되며, 상기 긴 튜브 주위의 영역에서의 소음 레벨은 감소하게 된다. 상기 긴 튜브의 내측 벽 및 외측 벽은 수역에 번갈아 마련될 수 있으며, 예컨대 우선 내측 벽을 바닥에 앵커링(anchoring)시킨 다음 내측 벽 주위로 바닥에 배치되는 외측 벽을 앵커링함으로써 마련될 수 있다. 그러나, 상기 긴 튜브를 전체로서 배치하는 것도 또한 가능하며, 다시 말해서 이때 내측 벽 및 외측 벽은 단일 부품을 형성하도록 이미 조립되어 바닥 상에 마련된다.
EP 2 441 892 A2는 해저(sea floor)(2)에 삽입된 파일(pile; 1)을 둘러싸는 슬리브(20)를 갖는 음향 차단 디바이스에 관한 것이다. 해저에 삽입된 파일과 슬리브 사이에서 버블링(bubbling; 23)이 형성된다. 상기 슬리브를 둘러싸는 다른 슬리브(30)가 마련된다. 2개의 슬리브 사이에 흡음 재료(33)가 도입된다.
본 발명의 목적은 소음 경감을 더욱 개선하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명의 방법은, 대지 형성부로 기초 요소를 구동시키기 전에, (제1) 스크린 주위에 추가적인 스크린을 전개하는 단계를 포함한다.
제1의 소음 경감 스크린 및 적어도 추가적인 소음 경감 스크린에 의해 구동 중에 기초 요소를 에워싸게 되면, 소음 경감의 유효성 및/또는 최적화에 있어서의 융통성이 개선된다. 예컨대, 제1의 스크린, 추가적인 스크린, 및 스크린들 사이의 거리는 다양한 주파수 범위의 경감을 위해 최적화될 수 있다. 일례에 있어서, 제1의 스크린은 견고한 슬리브를 포함하며, 추가적인 스크린은 버블 스크린(bubble screen)이거나 또는 공기 챔버를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1의 스크린은 적어도 15 dB의 소음 경감, 예컨대 17 내지 25 dB 범위에 속하는 소음 경감을 제공하며, 추가적인 스크린은 적어도 5 dB의 소음 경감, 예컨대 6 내지 15 dB 범위에 속하는 소음 경감을 제공한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 추가적인 스크린은 제1의 스크린으로부터 전개되며, 예컨대 추가적인 스크린은 제1의 스크린에 부착된 복수 개의 아암을 포함하고, 이들 아암은 추가적인 스크린의 전개를 위해 병진 및/또는 회전하게 된다. 따라서, 전술한 스크린들은 전체로서 및/또는 동일한 장비를 이용하여 적소에 놓이게 될 수 있고, 제1의 스크린이 적소에 존재할 때 추가적인 스크린이 펴지게 될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 연속적이거나 간헐적인 링이 제1의 스크린 주위에, 예컨대 대지 형성부 상에 배치되며, 이 링으로부터 버블 스크린이 형성되고 및/또는 상기 링으로부터 부력 스크린이 현수된다.
일 실시예에 있어서, 추가적인 스크린은 제1의 스크린의 바닥 단부 아래에 있는 추가적인 스크린의 바닥 단부를 이용하여 전개된다. 다른 실시예에 있어서, 추가적인 스크린은, 외측 둘레, 예컨대 제1 스크린의 외측 벽과 외측 둘레, 예컨대 추가적인 스크린의 외측 벽 혹은 둘레 사이에서 측정되는, 적어도 3 미터, 바람직하게는 적어도 5 미터, 바람직하게는 적어도 7 미터, 및/또는 바람직하게는 50 미터 미만, 바람직하게는 40 미터 미만, 바람직하게는 30 미터 미만, 바람직하게는 20 미터 미만의 거리에 전개된다. 따라서, 추가적인 스크린은 또한 대상물, 예컨대 제1의 스크린이 배치되는 암반 형성부 또는 세굴 방지공 주위에 전개될 수 있으며, 상기 대상물을 통해 전달되는 소음은 추가적인 스크린을 이용하여 경감된다.
본 발명은 또한 소음 경감 시스템에 관한 것이며, 상기 소음 경감 시스템은, 주변의 물, 예컨대 강 또는 바다로 구동됨으로써 유발되는 소음 입력을 감소시키기 위해, 수중 대지 형성부에 기초 요소를 구동시키는 동안, 기초 요소, 구체적으로 (모노)파일 주위에 배치되는 스크린, 그리고 이 (제1의) 스크린 주위에 전개되는 추가적인 스크린을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 추가적인 스크린은 제1의 스크린에 부착되며, 수축 위치와 전개 위치 사이에서 이동 가능하고, 예컨대 추가적인 스크린은 제1의 스크린에 활주 가능하게 및/또는 피봇 가능하게 부착되는 복수 개의 아암을 포함하며, 예를 들어 실질적으로 수직인 축선 또는 실질적으로 수평인 축선을 중심으로 피봇 가능하다.
다른 실시예에 있어서, 상기 추가적인 스크린은 일련의 노즐 또는 부력 스크린을 포함하며, 예컨대 하나 이상의 부표 또는 공기 챔버를 포함하는 가요성 튜브를 포함한다.
개선예에 있어서, 전술한 시스템은 튜브 또는 덕트를 포함하며, 이 튜브 또는 덕트에는 복수 개의 노즐이 마련되고 이 튜브 또는 덕트는 소위 버블 스크린을 생성하기 위해 아암의 단부에 또는 아암의 단부 부근에 부착된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 추가적인 스크린의 바닥 단부는 제1의 스크린의 바닥 단부 아래에서 전개 가능하며, 예컨대 아암과 제1의 스크린 사이의 90 도 초과, 바람직하게는 100 도 초과인 각도에 걸쳐 수평방향 축선을 중심으로 아암을 피봇시켜 제1의 스크린으로부터 추가적인 스크린을 하강시킴으로써 전개 가능하다. 추가적인 스크린, 예컨대 아암이 제1의 스크린의 바닥 단부 위로 적어도 1 미터, 바람직하게는 적어도 2 미터만큼에 부착되어 있으면, 예컨대 암반 형성부 또는 세굴 방지공을 둘러싸기가 용이하게 된다.
완결성을 위해, 이하의 종래 기술에 주의를 기울인다.
JP 60-159218은, 벨로우즈의 형상이며 탄성 재료로 형성된 음향 차단 실린더를 포함하는 파일 해머(pile hammer)용 음향 차단기를 개시하고 있다. 상기 음향 차단 실린더는 파일 주위에 고정된다.
DE 1 784 396은, 망원경 방식의 흡음 슬리브를 포함하는 파일 구동 해머(pile driving hammer)를 개시하고 있다.
EP 2 395 156은 기초 요소, 구체적으로 (모노)파일의 설치 방법에 관한 것이며, 이 설치 방법은, 수중 대지 형성부 상에 기초 요소를 배치하는 단계 및 수상선 상에 장착되는 그리퍼(gripper)를 이용하여 기초 요소를 적소에 유지하는 단계를 포함한다.
T. J. 칼슨(T. J. Carlson) 등의 “Hydroacoustic Measurements During Pile Driving at the Hood Canal Bridge, September Through November 2004”는, 24 인치의 파일 위에 끼워지고 물 위의 지점으로부터 물 아래의 대지 높이에 도달하는 HDPE 파이프 슬리브를 개시하고 있다. 언급된 슬리브의 직경 및 벽 두께는 각각 34 인치 및 11/8 인치이다.
본 발명은 이하에서 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명될 것이며, 상기 도면은 본 발명에 따른 방법 및 시스템의 바람직한 실시예를 도시한 것이다.
도 1은 수축 위치에 있는 추가적인 스크린을 포함하는, 본 발명에 따른 소음 경감 시스템의 사시도이다.
도 2는 전개 위치에 있는 추가적인 스크린을 포함하는, 본 발명에 따른 소음 경감 시스템의 사시도이다.
도면은 특성상 개략적이며 본 발명의 이해를 위해 필요하지 않은 세부사항은 생략되어 있을 수 있다는 것에 주의하라.
도 1은, 수중 대지 형성부(3), 예컨대 해저에 모노파일(2)을 설치하기 위한, 본 발명에 따른 시스템(1)의 실시예를 도시한 것이다. 이러한 예에 있어서, 모노파일(2)은 원형 단면 및 5 미터의 직경을 가지며, 실치 이후에는 풍력 터빈의 기초로서 역할을 하도록 의도된다.
시스템(1)은 유압식 구동기(4)(도 2에 도시되어 있음), 예를 들어 수상선, 예컨대 선박 또는 잭-업 바지(jack-up barge)(도시되어 있지 않음)의 보드(board) 상의 파워 팩(power pack)에 연결되는 IHC 하이드로해머 S-1800; 구동기(4)로부터 모노파일로 충격 에너지를 전달하기 위해 모루(구동기 스크린에 의해 도면에서 가려져 있음) 및 모노파일 상에 구동기를 고정식으로 장착하기 위한 구동기 슬리브(5)를 포함한다.
상기 시스템은, 구동기로부터 주위 물로 입력되는 소음을 감소시키기 위해 기초 요소 주위에 배치되며 예컨대 강으로 제조되는 소음 경감 스크린(6)을 더 포함한다. 이러한 예에 있어서, 상기 소음 경감 스크린은 내측 벽 및 외측 벽을 포함하며, 즉 소음 경감 스크린은 이중 벽으로 되어 있고, 원형의 단면 및 6 미터의 내경을 갖는다. 일반적으로, 일단 적소에 배치되면, 음향 차단 스크린은 수위(W)보다 높게 연장되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 시스템은 소음 경감 스크린(6) 주위에 전개될 추가적인 스크린을 포함한다. 이러한 예에 있어서, 힌지(8) 및 유압 실린더(도시되어 있지 않음)에 의해 제1의 스크린(6)에 복수 개의 아암(7)이 부착되어, 상기 아암이 실질적으로 수평인 축선을 중심으로 피봇 가능하게 한다. 상기 아암은 15 미터의 길이를 가지며, 예컨대 금속 로드 또는 튜브로 제조된다. 상기 힌지는 제1의 스크린(6)의 바닥 단부 위로 대략 2 미터에 위치하게 되며, 접고 펴는 것을 용이하게 하기 위해 토션 바아(torsion bar; 도시되어 있지 않음)를 포함한다. 가요성 튜브(9)가 아암(7)의 단부에 부착되며, 이 가요성 튜브에는 복수 개의 노즐이 마련된다.
모노파일의 설치는 예컨대 다음과 같이 이루어진다. 선박의 갑판에 보관된 모노파일의 상단부에 크레인의 케이블이 부착되며, 모노파일은 배 밖으로 들어올려지고, 직립 위치로 조작되며, 해저 상으로 또는 본 예에서는 세굴 방지공(10)으로 하강하게 된다. 이러한 단계에 있어서, 상기 모노파일은 예컨대 진동 디바이스에 의해 세굴 방지공 내로 구동되며, 상황에 따라 수 미터 깊이의 해저로 구동되어 모노파일이 더욱 안정화되게 된다.
상기 구동기는 모노파일의 상부에 위치 설정되며, 스크린은 모노파일 및 구동기 위로 들어올려진다. 대안으로, 스크린이 배치되며, 구동기는 후속하여 상기 스크린 내부에 그리고 파일의 상부에 배치된다. 아암을 해저 상으로 하강시킴으로써 추가적인 소음 경감 스크린이 전개된다. 이러한 위치에 있어서, 튜브는, 제1의 스크린 및 세굴 방지공을 에워싸는 링을 형성한다. 예컨대 수상선의 갑판 상의 펌프를 이용하여 그리고 하나 이상의 아암을 통해 튜브에 공기를 공급함으로써, 버블 스크린(bubble screen)이 생성되며, 이러한 버블 스크린은 세굴 방지공 및 제1의 스크린을 둘러싼다.
마지막으로, 모노파일이 원하는 깊이로 구동되고, 구동이 완료되었을 때, 구동기가 제거되며, 추가적인 스크린이 수축되고, 스크린이 모노파일 위로 들어올려져 갑판 상에 또는 바다에 배치되며, 설치가 완료된다.
본 발명은 위 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 청구범위의 범위 내에서 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 상기 추가적인 스크린은, 예컨대 공기 챔버 또는 부표가 마련되는 부력 튜브 및/또는 가요성 튜브를 포함할 수 있으며, 상기 링은 적절한 깊이에서, 예컨대 해저에서의 바닥 단부를 이용하여 튜브를 유지하기에 충분한 중량을 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 구동기(4)를 이용하여 수중 대지 형성부(3)에 기초 요소, 구체적으로 (모노)파일(2)을 설치하는 방법으로서,
    수중 대지 형성부(3) 상에 기초 요소(2)를 배치하는 단계;
    구동기(4)로부터 주위의 물로 입력되는 소음을 감소시키기 위한 스크린(6)을 배치하는 단계;
    상기 스크린(6)이 기초 요소(2) 주위에 위치 설정되어 있는 동안, 구동기(4)를 이용하여 수중 대지 형성부(3) 내로 기초 요소(2)를 구동시키는 단계
    를 포함하며,
    수중 대지 형성부(3) 내로 기초 요소(2)를 구동하기 전에, 추가적인 스크린(7, 9)을 (제1의) 스크린(6) 주위에 전개하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 스크린(6)으로부터 상기 추가적인 스크린(7, 9)을 전개하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)은 제1의 스크린(6)에 부착된 복수 개의 아암(7)을 포함하며, 이들 아암(7)은 추가적인 스크린(7, 9)을 전개하기 위해 병진 및/또는 회전하게 되는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    제1의 스크린(6) 주위에 링(9)을 전개하는 단계, 및
    링(9)으로부터 버블 스크린(bubble screen)을 생성하고 및/또는 상기 링으로부터 부력 스크린을 현수시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    제1의 스크린(6)의 바닥 단부 아래에 있는, 추가적인 스크린의 바닥 단부를 이용하여 추가적인 스크린(7, 9)을 전개하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)은 제1의 스크린(6)의 외측 둘레와 추가적인 스크린(7, 9)의 외측 둘레 사이에서 측정되며 적어도 3 미터, 바람직하게는 적어도 5 미터, 바람직하게는 적어도 7 미터, 및/또는 바람직하게는 50 미터 미만, 바람직하게는 40 미터 미만, 바람직하게는 30 미터 미만인 거리에서 전개되는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1의 스크린은 적어도 15 dB만큼 소음을 감소시키며, 상기 추가적인 스크린은 적어도 5 dB만큼 소음을 감소시키는 것인 방법.
  8. 소음 경감 시스템으로서,
    주변의 물, 예컨대 강 또는 바다로의 구동으로부터 유발되는 소음 입력을 감소시키기 위해, 수중 대지 형성부(3)에서 기초 요소(2)를 구동시키는 동안, 기초 요소, 구체적으로 (모노)파일(2) 주위에 배치되는 스크린(6)
    을 포함하며, 이 (제1의) 스크린(6) 주위에 전개되는 추가적인 스크린(7, 9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 경감 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)은 제1의 스크린(6)에 부착되며, 수축 위치(도 1 참고)와 전개 위치(도 2 참고) 사이에서 이동 가능한 것인 소음 경감 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)은 제1의 스크린(6)에 활주 가능하게 및/또는 피봇 가능하게 부착되는 복수 개의 아암(7)을 포함하는 것인 소음 경감 시스템.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)은 일련의 노즐 또는 부력 스크린을 포함하는 것인 소음 경감 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    복수 개의 노즐이 마련되고 아암(7)의 단부에서 또는 이 단부 부근에서 아암(7)에 부착되는 튜브(9) 또는 덕트
    를 더 포함하는 소음 경감 시스템.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)의 바닥 단부는 제1의 스크린(6)의 바닥 단부 아래에서 전개 가능한 것인 소음 경감 시스템.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)은 제1의 스크린(6)의 바닥 단부 위로 적어도 1 미터, 바람직하게는 적어도 2 미터만큼에서 제1의 스크린(6)에 부착되는 것인 소음 경감 시스템.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 추가적인 스크린(7, 9)이 전개될 때, 제1의 스크린(6)의 외측 둘레와 추가적인 스크린(7, 9)의 외측 둘레 사이의 거리는 적어도 3 미터, 바람직하게는 적어도 5 미터, 바람직하게는 적어도 7 미터, 및/또는 바람직하게는 50 미터 미만, 바람직하게는 40 미터 미만, 바람직하게는 30 미터 미만, 바람직하게는 20 미터 미만인 것인 소음 경감 시스템.
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