KR100806661B1 - 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법 - Google Patents

유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 육상용 풍력 발전기 설치방법에 관한 것으로, 삽입용 돌출부와 수평단턱면이 형성된 하부지주를 지중에 설치하는 하부지주설치단계와; 상기 하부지주의 수평단턱면 양측에 타워크레인 포스트와 케이지를 설치하고, 천정크레인이 구비된 지지틀과, 상기 타워크레인 포스트와 연결된 너셀받침대와, 너셀이 결합된 너셀부를 상승시키는 타워크레인설치단계와; 외부크레인과 연결된 중간지주를 상기 하부지주의 돌출부에 삽입.고정시키고, 상기 포스트와 연결된 중간지주용 수평지지대를 중간지주 양측에 설치하는 중간지주설치단계와; 지상과 중간지주 전면에 유도레일을 설치하고, 너셀부를 상승시킨 뒤, 상기 천정크레인과 연결된 상부지주를 상기 유도레일을 따라 상승시켜 중간지주 상단에 결합되게하고, 상기 포스트와 연결된 상부지주용 수평지지대를 상부지주 양측에 설치하는 상부지주설치단계와; 상기 너셀 중앙 하부에 구비된 지주홈에 상부지주가 삽입되도록 상기 너셀부를 하강시켜 너셀을 상부지주에 설치하는 너셀설치단계와; 상기 너셀과 너셀받침대를 분리하여 너셀받침대와 지지틀을 하강시키며, 상기 수평지지대, 유도레일, 너셀 받침대, 지지틀 및 포스트를 해체하는 타워크레인해체단계와; 상기 너셀의 회전부 내부에 롤러를 설치하여 인양줄에 연결된 프로펠러를 윈치로 인양하여 결합홈에 삽입시키는 프로펠러설치단계를; 포함하는 육상용 풍력발전기 설치방법으로서, 설치비용 및 시간이 절감되고 신속 정확하고 효율적으로 설치할 수 있어 공사기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
풍력발전기, 수평단면턱, 포스트, 유도레일, 타워크레인, 천정크레인

Description

유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법{Method of establishing wind power generator using the leading rail}
도 1은 본 발명의 풍력발전기 하부지주의 설치상태를 보여주는 정면도이며,
도 2는 본 발명의 너셀부와 중간지주의 설치과정을 보여주는 정면도이고,
도 3은 본 발명의 너셀부를 상승시킨 뒤, 유도레일과 천정크레인을 이용하여 상부지주의 설치과정을 보여주는 측면도이며,
도 4는 상기 도3의 너셀부를 하강시켜 상부지주와 결합시키는 과정을 보여주는 측면도이고,
도 5는 본 발명의 프로펠러를 인양하여 회전부에 결합시키는 과정을 보여주는 측면도이며,
도 6은 본 발명의 완성된 육상용 풍력발전기의 모습을 보여주는 정면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
10 : 하부지주 11: (삽입용) 돌출부 12 : 수평단턱면
13 : 지중앵커
20 : 중간지주 21 : 수평지지대
30 : 상부지주 31 : 수평지지대 40 : 너셀부
41 : 너셀 42 : 회전부 42-1: 결합홈
43 : 너셀받침대 44 : 지지틀 44-1 : 천정크레인
45 : 프로펠러
60 : 타워크레인 61 : 포스트
62 : 케이지 70 : 외부크레인
71 : 윈치 80 : 유도레일 81 : 레일지지봉
100 : 풍력발전기
본 발명은 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고소작업용 크레인이 작업할 수 없는 높은 위치의 상부지주를 유도레일과 천정크레인으로 신속 정확하고 안전하게 중간지주 상단에 설치하기 위한 방법으로서, 지상과 중간지주 전면 위에 유도레일을 설치하여 상부지주가 너셀부에 설치된 천정크레인에 의해 유도레일의 유도를 받으며 신속 정확하게 하부지주 상단에 설치될 수 있는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법에 관한 것이다.
현실적으로 지속적인 화석연료의 비용증가와 화석연료에서 발생되는 해로운 가스로 인한 환경파괴 및 핵발전 에너지와 관련된 잠재적인 위험으로 인해, 풍력발전은 자연상태의 무공해 에너지원으로 현재의 기술에 의한 대체에너지원 중 가장 경제성이 높은 에너지원으로써 풍력발전은 바람의 힘을 회전력으로 전환시켜 발생되는 전력을 전력계통이나 수요자에 직접 공급하는 기술이다. 이러한 풍력발전을 이용한다면 산간이나 해안오지 및 방조제 등 부지를 활용함으로써 국토이용효율을 높일 수 있다.
이러한 장점 때문에, 풍력발전 시스템은 가장 유력한 대체 에너지원으로 인정을 받고 있으며 이미 전 세계적으로 약 32,154MW(2002년말 누계기준)의 풍력발전 시스템이 설치 사용되고 있다. 이중, '02년 한해 동안 설치된 풍력발전 시스템의 용량은 7,227MW 이며, 이는 그해 건설된 원자력발전소 용량보다도 큰 수치이다.
우리나라도 세계기후변화협약과 같은 국제 환경의 변화와 유가상승, 그리고 국내사용 에너지의 96%를 수입에 의존하고 있는 현실적인 문제에 대응하기 위하여 풍력발전 시스템에 대한 관심이 높다.
뿐만 아니라, 풍력발전 시스템은 구조나 설치 등이 간단하여 운영 및 관리가 용이하고 무인화 및 자동화 운전이 가능하기 때문에 최근에 도입이 비약적으로 증가하고 있다.
그러나, 이러한 장점에 비하여 종래의 풍력발전기를 설치하기 위한 방법은 상부지주의 설치 장소가 높은 관계로 고소작업용 크레인으로 작업을 하여야하는 작업의 한계 및 작업의 곤란성과 위험성에 커다란 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 유도레일과 상부의 천정크레인에 의해 육상용 풍력발전기의 상부 또는 중간지주를 설치함으로서 종래의 설치방법에 비해 안전하고, 설치비용이 절감되고 더 효율적으로 설치할 수 있는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 육상용 풍력발전기의 설치를 위한 방법은 돌출부, 수평단턱면 및 지중앵커가 형성된 하부지주를 지중에 설치하고, 수평단턱면 위에 포스트와 케이지를 설치하여 풍력발전기용 너셀부와 천정크레인을 상승시킨 뒤, 외부크레인으로 중간지주를 설치하고, 지상과 중간지주 전면에 유도레일을 설치하여 상부지주가 상기 천정크레인에 의해 유도레일을 따라 인양되게하여 설치하는 것이다. 그리고, 프로펠러는 너셀 받침대, 지지틀, 유도레일 및 타워크레인 등의 장치들을 해체시킨 뒤, 윈치로 너셀 회전부 내부의 롤러와 연결된 프로펠러를 인양하여 상기 회전부의 결합홈에 삽입시켜 프로펠러를 설치하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기의 설치를 위한 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도 면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 풍력발전기 하부지주의 설치상태를 보여주는 정면도이며, 도 2는 본 발명의 너셀부와 중간지주의 설치상태를 보여주는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 너셀부를 상승시킨 뒤, 유도레일과 천정크레인을 이용하여 상부지주를 설치하는 상태를 보여주는 측면도이며, 도 4는 상기 도3의 너셀부를 하강시켜 상부지주와 결합시킨 상태를 보여주는 측면도이고,
도 5는 본 발명의 프로펠러를 인양하여 회전부에 결합시키는 상태를 보여주는 측면도이며, 도 6은본 발명의 완성된 육상용 풍력발전기의 모습을 보여주는 정면도이다.
본 발명은 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법에 관한 것으로서, 상부에 삽입용 돌출부(11)와 수평단턱면(12)이 형성된 하부지주(10)를 지중에 설치하는 하부지주설치단계(S10)와; 상기 하부지주(10)의 수평단턱면(12) 양측에 통상의 타워크레인 포스트(61)와 케이지(62)를 설치하고, 천정크레인(44-1)이 구비된 지지틀(44)과, 상기 타워크레인 포스트(61)와 연결된 너셀 받침대(43)와, 너셀(41)이 결합된 너셀부(40)를 상승시키는 타워크레인설치단계(S20)와; 외부크레인(70)과 연결된 중간지주(20)를 상기 하부지주(10)의 삽입용 돌출부(11)에 삽입.고정시키고, 상기 포스트(61)와 연결된 중간지주용 수평지지대(21)를 중간지주(20) 양측에 설치하는 중간지주설치단계(S30)와; 지상과 중간지주(20) 전면에 유도레일(80)을 설치하고, 너셀부(40)를 상승시킨 뒤, 상기 천정크레인(44-1)과 연결된 상부지주(30)를 상기 유도레일(80)을 따라 상승시켜 중간지주(20) 상단에 결합 되게하고, 상기 포스트(61)와 연결된 상부지주용 수평지지대(31)를 상부지주(30) 양측에 설치하는 상부지주설치단계(S40)와; 상기 너셀(41) 중앙 하부에 구비된 지주홈에 상부지주 (30)가 삽입되도록 상기 너셀부(40)를 하강시켜 너셀(41)을 상부지주(30)에 설치하는 너셀설치단계(S50)와; 상기 너셀(41)과 너셀받침대(43)를 분리하여 너셀받침대(43)와 지지틀(44)을 하강시키며, 상기 수평지지대(21,31), 유도레일(80), 너셀 받침대(43), 지지틀(44) 및 포스트(61)를 해체하는 타워크레인해체단계(S60)와; 상기 너셀(41)의 회전부(42) 내부에 롤러를 설치하여 인양줄에 연결된 프로펠러(45)를 윈치(71)로 인양하여 결합홈(42-1)에 삽입시키는 프로펠러설치단계(S70)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법에 관한 것이다.
먼저, 도 1에 나타난 바와 같이, 하부지주(10)는 상단에 중간지주(20) 하단이 삽입될 수 있도록 돌출된 삽입용 돌출부(11)가 형성되어 있고, 타워크레인의 포스트(61) 및 케이지(62)가 안전하게 지지받을 수 있도록 상기 돌출부(11)의 하단에서 수평으로 연장되는 수평단턱면(12)이 형성되어 있으며, 하단에는 하부지주가 견고하게 고정되기 위하여 지중앵커(13)가 형성되어 있다. 이러한 하부지주(10)는 수평단턱면(12)의 중요성으로 인하여 대구경이 요구되어 대형화되어야 하나, 내부 중앙에 공간을 두면 중량을 감소시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 중간지주(20)와 너셀부(40) 및 타워크레인(60)을 설치하는 과정을 나타내는 정면도로서, 하부지주(10)의 수평단턱면(12) 양측에 포스트(61) 및 케이지(62)로 구성된 타워크레인(60)을 설치하여 통상의 잭업방식으로 너셀부(40)를 상승시킨 뒤, 중간지주(20)와 연결된 외부크레인(70)으로 상기 하부지주(10)의 삽입용 돌출부(11)에 중간지주(20)를 삽입.고정시고 중간지주용 수평지지대(21)로 중간지주(20)의 상부가 지지되게 한다.
그리고, 지상과 중간지주(20)의 전면 위에 복수의 유도레일(80)을 설치한다. 상기 너셀부(40)는 지지틀(44), 너셀받침대(43), 회전부(42) 및 너셀(41)로 구성되고, 최하부의 지지틀(44)에는 고마력의 천정크레인(44-1)이 구비되며, 상기 지지틀(44) 상부에 위치한 너셀받침대(43)는 양측이 상기 타워크레인 포스트(61)와 연결되어 있어 하부의 지지틀(44)과 천정크레인(44-1)을 지지할 뿐만 아니라, 상부의 너셀(41)도 지지한다. 또한, 상기 회전부(42)는 너셀(41)의 전면 중앙에 위치하여 보통 3개의 프로펠러 삽입용 결합홈(42-1)이 구비되어 있다. 상기 결합홈(42-1)에 내부에는 공간이 있어 프로펠러 인양용 롤러(미도시)를 장착할 수 있다.
도 3은 본 발명의 유도레일(80)과 고마력 천정크레인(44-1)을 이용하여 상부지주(30)를 설치하는 과정을 나타내는 측면도로서, 상기의 중간지주(20)를 설치한 다음, 너셀부(40)를 통상의 잭업방식으로 상승시킨 뒤, 지면 위와 중간지주(20) 전면에 설치된 유도레일(80)을 따라 상부지주(30)가 수직 상승되게하여 설치위치가 되면 상기 천정크레인(44-1)이 후진하여 중간지주(20) 상부에 상부지주(30)를 고정 시키고, 양측의 상부지주용 수평지지대(31)로 상부가 지지되게 한다. 상기 유도레일(80)의 보강을 위하여 중간지주(20) 하단과 하부지주(10) 사이에 레일지지봉(81)을 설치한다. 그리고, 상부지주(30)의 상부에 추가로 연장시킬 지주가 필요할 경우에는 타워크레인(60) 및 유도레일(80)을 연장하며 설치할 수 있고, 지상에서 지주를 이동시킬 때, 외부크레인이나 윈치를 이용하여 유도레일(80) 상으로 이동시킬 수 있다.
도 4는 상기 도3의 너셀부(40)를 하강시켜 상부지주(30)와 결합시키는 과정을 보여주는 측면도로서, 상기 지주(10,20,30)의 설치가 완료되면 타워크레인(60)과 결합된 너셀부(40)를 통상의 잭업방식으로 하강시켜 너셀부(40)의 중앙 하부에 구비된 지주홈(미도시)에 상부지주(30) 상단이 삽입되게하여 너셀(41)을 고정시키면 프로펠러를 제외한 몸체가 완성된다. 상기 상부지주(30)와 너셀(41)이 결합되어 몸체가 완성되면 상기 너셀(41)과 너셀받침대(43)를 분리하여 너셀받침대(43)와 지지틀(44)을 하강시키고, 상기 수평지지대(21,31), 유도레일(80), 너셀 받침대(43), 지지틀(44) 및 타워크레인(60) 등 설치장치를 해체한다. 상기 지주(20,30)를 견고하게 지지하기 위하여 상기 수평지지대(21,31)는 기계식, 유압식 또는 전기구동식으로 상기 지주(20,30)를 압착하며 지지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 프로펠러(45)를 인양하여 회전부(42)에 결합시키는 과정을 보여주는 측면도로서, 상기 너셀(41) 및 회전부(42) 내부에 롤러(미도시)를 각각 설치하여 인양줄에 연결된 각각의 프로펠러(45)를 지상의 윈치(71)로 후방에서 인양하여 결합홈(42-1)에 삽입시키게 되면 프로펠러가 설치된다. 여기서 각각의 프로펠러(45)는 회전부(42)를 회전시켜 결합홈(42-1)이 하향된 상태에서 설치되게 한다. 상기 프로펠러(45)는 갑판상에서는 착탈 가능한 전방지지롤러대(45-1)와 후방지지롤러대(45-2)에 의해 지지되고, 상기 결합홈(42-1)으로 인양될 때는 전방지지롤러대(45-1)는 이탈시키고 후방지지롤러대(45-2)만으로 지지되며 인양되게 한 뒤 프로펠러(45)가 결합홈(42-1)에 삽입 설치되면 착탈 가능한 상기 후방지지롤러대(45-2)를 이탈시킨다.
도 6은 본 발명의 완성된 육상용 풍력발전기의 모습을 보여주는 정면도로서, 상기 프로펠러(45)까지 모두 설치가 되면 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치가 완료된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 풍력발전기의 상부지주를 천정크레인 및 유도레일에 의해 설치함으로서 종래의 설치방법에 비해 설치비용이 절감되고, 신속 정확하고 효율적으로 설치할 수 있어 공사기간이 크게 단축되고 공사비용도 절감시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 상부에 삽입용 돌출부(11)와 수평단턱면(12)이 형성된 하부지주(10)를 지중에 설치하는 하부지주설치단계(S10)와;
    상기 하부지주(10)의 수평단턱면(12)에 타워크레인 포스트(61)와 케이지(62)를 설치하고, 상기 포스트(61)의 상부에 천정크레인(44-1)이 구비된 지지틀(44)과, 상기 타워크레인 포스트(61)와 연결된 너셀 받침대(43)와, 너셀(41)이 결합된 너셀부(40)를 설치한 후 상기 포스트(61)를 잭업 방식으로 상승시켜 타워크레인을 설치하는 타워크레인설치단계(S20)와;
    외부크레인(70)을 이용하여 중간지주(20)를 상기 하부지주(10)의 삽입용 돌출부(11)에 삽입.고정시키고, 상기 포스트(61)와 연결된 중간지주용 수평지지대(21)를 중간지주(20) 양측에 설치하는 중간지주설치단계(S30)와;
    지상과 중간지주(20) 전면에 유도레일(80)을 설치하고, 너셀부(40)를 상승시킨 후 상기 천정크레인(44-1)에 상부지주(30)를 연결하여 상기 유도레일(80)을 따라 상승시켜 중간지주(20) 상단에 결합하고, 상기 포스트(61)와 연결된 상부지주용 수평지지대(31)를 상부지주(30) 양측에 설치하는 상부지주설치단계(S40)와;
    상기 너셀(41) 중앙 하부에 구비된 지주홈에 상부지주(30)가 삽입되도록 상기 너셀부(40)를 하강시켜 너셀(41)을 상부지주(30)에 설치하는 너셀설치단계(S50)와;
    상기 너셀(41)과 너셀받침대(43)를 분리하여 너셀받침대(43)와 지지틀(44)을 하강시키며, 상기 수평지지대(21,31), 유도레일(80), 너셀 받침대(43), 지지틀(44) 및 포스트(61)와 케이지(62)를 해체하는 타워크레인해체단계(S60)와;
    상기 너셀(41) 및 회전부(42) 내부에 각각 설치된 롤러를 경유하는 인양줄에 프로펠러(45)를 연결하고 육상의 윈치(71)로 후방에서 인양하여 결합홈(42-1)에 삽입시키는 프로펠러설치단계(S70)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 하부지주(10)의 하단에는 지중앵커(13)가 형성된 것을 특징으로 하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법
  3. 제1항에 있어서, 상기 수평지지대(21,31)는 기계식, 유압식 또는 전기구동식으로 상기 지주(20,30)를 압착하며 지지하는 것을 특징으로 하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 프로펠러(45)는 지상에서는 전방지지롤러대(45-1)와 후방지지롤러대(45-2)에 의해 지지되고, 상기 결합홈(42-1)으로 인양될 때는 전방지지롤러대(45-1)는 이탈시키고 후방지지롤러대(45-2)만으로 지지되며 인양되는 것을 특징으로 하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법
  5. 제1항에 있어서, 상기 유도레일(80)의 보강을 위하여 중간지주(20) 하단과 하부지주(10) 사이에 레일지지봉(81)이 설치되는 것을 특징으로 하는 유도레일을 이용한 육상용 풍력발전기 설치방법
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