KR100999723B1 - Tower Supporting Structure of Wind Turbine Equipment - Google Patents
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Abstract
풍력터빈설비의 타워 지지 구조체가 제공된다. 개시된 풍력터빈설비의 타워 지지 구조체는 중공의 원통 형상으로 이루어지며 적어도 하나 이상의 연통홀이 형성되는 페데스탈 플레이트, 상기 페데스탈 플레이트의 외주면을 둘러싸도록 결합체결되며 그 하단에 링 형태의 앵커가 연장되어 형성되는 베이스 플레이트, 소정의 두께를 유지하는 링 형상이며 상기 연통홀의 내측에 밀착하도록 삽입되어 고정되는 탄성부재를 구비한다.A tower support structure of a wind turbine installation is provided. The tower support structure of the disclosed wind turbine installation is made of a hollow cylindrical shape and is coupled to surround the outer circumferential surface of the pedestal plate, at least one communication hole is formed, the pedestal plate, the ring-shaped anchor is formed to extend The base plate has a ring shape that maintains a predetermined thickness and has an elastic member inserted and fixed to be in close contact with the inside of the communication hole.
본 발명은 강재 중공타워를 지지하는 타워 지지 구조체을 이루는 페데스탈 플레이트 및 베이스 플레이트에 형성된 연통홀 내부에 탄성부재를 삽입한 후 철근을 그 사이에 가설하는 방식으로 상기 페데스탈 플레이트 및 베이스 플레이트에 가해지는 하중을 고르게 분산시킴으로써 상기 연통홀에 관입된 콘크리트의 변형을 감소시켜 최초 균열 발생을 억제하는 효과를 가져오게 된다.The present invention inserts an elastic member into a communication hole formed in a pedestal plate and a base plate forming a tower support structure for supporting a steel hollow tower, and then loads applied to the pedestal plate and the base plate in such a way as to install reinforcing bars therebetween. By evenly dispersing, it is possible to reduce the deformation of the concrete introduced into the communication hole, thereby suppressing the initial crack occurrence.
타워지지 구조체, 페데스탈 플레이트, 베이스 플레이트, 탄성부재 Tower support structure, pedestal plate, base plate, elastic member
Description
본 발명은 풍력터빈설비의 타워 지지 구조체에 관한 것으로서, 특히 대형풍력터빈설비에 적합하도록 구조적 안정성이 확보된 타워 지지 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a tower support structure of a wind turbine installation, and more particularly to a tower support structure secured structural stability to be suitable for large wind turbine installations.
풍력터빈설비는 바람에 의한 운동 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있도록 구성되는 시스템으로서, 설치되는 환경 조건에 따라 육상용(onshore)과 해상용(offshore)로 구분될 수 있다.Wind turbine facility is a system configured to convert the kinetic energy of the wind into electrical energy, can be divided into onshore (offshore) and offshore (offshore) according to the installed environmental conditions.
풍력터빈설비에서 목표로 하는 원하는 전력을 얻기 위하여 소정의 높이에 풍력발전이 가능한 나셀을 위치시키는 것이 타워의 역할이다. 풍력터빈에는 수평형과 수직형이 있는데, 최근 국내 및 해외에서는 주로 수평형의 풍력터빈의 개발과 설치가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 풍력터빈 타워의 형식으로는 모노파일 타입, 자켓 타입, 지선지지 타입 등이 있는데, 최근 대형 풍력터빈의 경우에는 주로 모노 파일 타입 타워, 특히, 강재 중공 모노파일 타워가 많이 사용되고 있다.It is the role of the tower to place the wind power generation nacelle at a given height in order to obtain the desired power target in the wind turbine installation. There are horizontal and vertical wind turbines. Recently, the development and installation of horizontal wind turbines have been actively conducted in Korea and overseas. The type of the wind turbine tower is a monopile type, jacket type, branch support type, etc. Recently, large wind turbines are mainly used mono pile type tower, in particular, steel hollow monopile tower.
상기의 강재 중공 타워에 미치는 하중을 지상의 기초에 하중을 전달하기 위한 접합부가 페데스탈(pedestal)이다. 페데스탈은 기초(foundation)보다 윗부분으로, 일반적으로 기초보다 높아진 대좌부인 경우가 많지만, 대좌부가 없이 직접 타워를 기초에 접합하는 경우도 있다. 그리고, 기초의 단면형상은 다각형 또는 원형인 경우가 많다.The junction for transferring the load on the steel hollow tower to the ground foundation is a pedestal. The pedestal is above the foundation and is usually a pedestal that is higher than the foundation, but sometimes the tower is directly joined to the foundation without the pedestal. The cross-sectional shape of the foundation is often polygonal or circular.
강재 중공 타워와 기초의 연결부인 페데스탈의 기존 형식으로는 앵커볼트(anchor bolt)와 앵커링(anchor ring) 형식으로 나눌수 있는데, 앵커볼트 방식은 기존에 소형 및 중형 풍력터빈에 주로 적용되던 방법으로 대형 풍력터빈에 적용할 경우에는 구조적 안정성에 있어서 문제가 될 수 있다The existing type of pedestal, which is the connection between the steel hollow tower and the foundation, can be divided into anchor bolts and anchor rings. The anchor bolt method is a method that is mainly applied to small and medium wind turbines. When applied to a turbine, it may be a problem in structural stability.
앵커링(anchor ring) 형식에서도 대형 풍력터빈에 적용할 경우에는 과대한 하중이 페데스탈에 전달되게 된다. 실제로, 태풍이 부는 경우 등 극한의 바람 하중이 가해지는 경우에 페데스탈이 지반의 기초로부터 분리될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.Even in the anchor ring type, when applied to large wind turbines, excessive load is transmitted to the pedestal. Indeed, there may be a problem that the pedestal may be separated from the foundation of the ground in the event of extreme wind loads, such as when a typhoon is blowing.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 페데스탈의 구조를 개선함으로써 대형 풍력 터빈에 적합하도록 구조적 안정성이 확보된 풍력터빈설비의 타워 지지 구조체을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a tower support structure of a wind turbine installation having structural stability to be suitable for large wind turbines by improving the structure of the pedestal.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력터빈설비의 타워 지지 구조체는 중공의 원통 형상으로 이루어지며 적어도 하나 이상의 연통홀이 형성되는 페데스탈 플레이트, 상기 페데스탈 플레이트의 외주면을 둘러싸도록 결합체결되며 그 하단에 링 형태의 앵커가 연장되어 형성되는 베이스 플레이트, 소정의 두께를 유지하는 링 형상이며 상기 연통홀의 내측에 밀착하도록 삽입되어 고정되는 탄성부재를 구비한다.Tower support structure of the wind turbine installation according to the present invention for achieving the above object is made of a hollow cylindrical shape and at least one communication hole is formed pedestal plate, coupled to surround the outer circumferential surface of the pedestal plate and the bottom The base plate is formed to extend the ring-shaped anchor, the ring shape to maintain a predetermined thickness is provided with an elastic member that is inserted and fixed to be in close contact with the inside of the communication hole.
여기에서, 상기 탄성부재는 고무일 수 있다.Here, the elastic member may be rubber.
상기 베이스 플레이트의 앵커와 상기 페데스탈 플레이트의 연통홀은 상기 철근콘크리트에 매립될 수 있다.The anchor of the base plate and the communication hole of the pedestal plate may be embedded in the reinforced concrete.
바람직하게, 상기 연통홀은 타원 모양으로 형성될 수 있다.Preferably, the communication hole may be formed in an elliptic shape.
또한, 상기 연통홀은 복수개의 철근이 관통할 수 있다.In addition, the communication hole may penetrate a plurality of rebars.
본 발명은 강재 중공 타워를 지지하는 타워 지지 구조체를 이루는 페데스탈에 형성된 연통홀 내부에 탄성부재를 삽입한 후 철근을 그 사이에 가설하는 방식으로 상기 페데스탈 플레이트 및 베이스 플레이트에 가해지는 하중을 고르게 분산시킴으로써 상기 연통홀에 관입된 콘크리트의 변형을 감소시켜 최초 균열 발생을 억제하는 효과를 가져오게 된다.The present invention evenly distributes the load applied to the pedestal plate and the base plate by inserting an elastic member in the communication hole formed in the pedestal forming the tower support structure for supporting the steel hollow tower, and then install the reinforcing bars therebetween. By reducing the deformation of the concrete introduced into the communication hole has the effect of suppressing the occurrence of the initial crack.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈설비의 타워 지지 구조체를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the tower support structure of the wind turbine installation according to an embodiment of the present invention.
도 1은 풍력터빈설비의 개략적인 구조를 보여주는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 타워 지지 구조체의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 연통홀, 탄성부재, 및 철근과의 관계를 나타내는 도면이며, 도 4는 페데스탈 플레이트의 연통홀에 체결된 탄성부재와 철근과의 상호 작용을 나타내기 위한 도면이다.1 is a block diagram showing a schematic structure of a wind turbine installation, Figure 2 is a view showing a schematic configuration of a tower support structure according to the present invention, Figure 3 is a communication hole, an elastic member, and reinforcing bar of FIG. 4 is a view showing the interaction between the elastic member and the reinforcing bar fastened to the communication hole of the pedestal plate.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 지지 구조체를 구비하는 풍력터빈설비의 개략적 구성에 대해 설명한다.First, with reference to Figure 1 will be described a schematic configuration of a wind turbine facility having a tower support structure according to an embodiment of the present invention.
먼저, 미도시된 증속기, 발전기, 인버터 등의 장치들이 내부에 구비되는 나셀(110)이 제공된다. 상기 증속기는 허브 스페이서(127,Hub spacer) 및 허브(125,Hub)를 통하여 블레이드(120)에 연결된다. 나셀(110)은 다단의 원통 형상으로 길게 축조된 강재 중공 타워(130)의 최상단에 안착된다. 강재 중공 타워(130)는 그 하부에 위치한 타워 지지 구조체(200)의 상단에 결합 고정되어 지는데, 타워 지지 구조체(200)는 그 몸체의 일부가 지반(150)에 매립되어 있는 기초철근콘크리트부재(140)에 체결될 수 있다.First, a
블레이드(120)로 바람이 불어오면 블레이드(120)의 낮은 rpm(분당회전수)으 로 인해 발생하는 운동에너지는 증속기(미도시)에 의해 높은 rpm의 회전속도를 가진 운동에너지로 변하게 되는데, 상기의 운동에너지는 발전기 및 인버터 등의 정류 장치에 의해서 전기적인 에너지로 변하게 된다.When the wind blows to the
한편, 강재 중공 타워(130)가 강한 바람에 의해 그 하부가 하중을 견딜 수 있어야 하는데, 상기 타워 지지 구조체(200)가 기초철근콘크리트부재(140)에 견고하게 매립 체결되어 있으므로, 상기 작용되는 하중이 타워 지지 구조체(200)와 기초철근콘크리트부재(140)의 상호작용에 의해 분산되어 결과적으로 작용하중을 견딜 수 있는 구조를 유지한다.On the other hand, the steel
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타워 지지 구조체(200)의 구조에 대해 상세히 설명한다.With reference to Figures 2 to 4 will be described in detail the structure of the
타워 지지 구조체(200)는 페데스탈 플레이트(210), 베이스 플레이트(225), 및 탄성부재(240)를 구비한다. 페데스탈 플레이트(210)는 중공의 원통 형상으로 이루어지며 적어도 하나 이상의 연통홀(230)이 형성될 수 있다. 연통홀(230)은 페데스탈 플레이트(210)의 외주면과 내주면을 연통하도록 일직선으로 형성되어진다. 페데스탈 플레이트(210)는 원통 형상으로 한정되어지는 것은 아니고 풍력터빈설비의 상황에 따라 사각형이나 오각형 등 다각기둥 방식으로 제작될 수 있다.The
베이스 플레이트(225)는 소정의 두께를 유지하는 링 형상이며, 지반(150)에 매립되어 있는 기초철근 콘크리트부재(140)에 매설되어 요동이 없도록 지지 고정하는 역할을 한다.The
타워 지지 구조체(200)에 휨 모멘트 등의 하중이 전달되면 기초철근콘크리트 부재(140)에 매설된 베이스 플레이트(225)에 반발력이 작용하거나 페데스탈 플레이트(210)에 응력이 작용하게 되므로, 베이스 플레이트(225)나 페데스탈 플레이트(210)에 인장 또는 압축 변형이 발생되는 것을 방지하기 위해서, 타워 지지 구조체(200)는 연통홀(230)의 내주연부에 밀착하도록 삽입되어 고정되는 탄성부재(240)를 구비할 수 있다.When a load such as a bending moment is transmitted to the
탄성부재(240)로서 가공이 쉽고 장착이 용이한 고무재질의 라이닝 러버(lining rubber)가 준비될 수 있는데, 라이닝 러버는 페데스탈 플레이트(210)의 인장 또는 압축 변형시에 라이닝 러버의 탄성 변형으로 인해서 연통홀(230)에 관입된 콘크리트의 변형이 감소되어 결과적으로 페데스탈 플레이트(210)의 초기 균열 발생을 억제하는 효과를 가져올 수 있다.As the
상기 연통홀(230)은 타원 모양으로 형성될 수 있다. 원형보다 타원형에 가까운 홀을 형성하는 것이 큰 하중에 의해 발생하는 응력이 감소하므로 가능한 타원 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.The
타워 지지 구조체(200)는 기초철근콘크리트부재(140)에 일부분이 매립되어 정착고정되는데, 상기 베이스 플레이트(225)와 연통홀(230)은 기초철근콘크리트부재(140)에 매립될 수 있다.A part of the
상기와 같이 기초철근콘크리트부재(140)에 매립되는 경우에 연통홀(230)에는 철근(245)이 관통되도록 구성될 수 있는데, 철근(245)은 하나의 연통홀(230)에 2개의 철근을 관입하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 단수의 철근 또는 3개 이상의 철근이 관통하도록 연통홀(230)이 형성될 수도 있다. 철근(245)은 기초철근콘크 리트부재(140)와 연통홀(230)에 내섭되는 탄성부재(240)에 직접 맞닿게 되는데, 철근(245) 및 탄성부재(240)의 하중의 적절한 배분에 의해서 타워 지지 구조체(200)가 안정된 구조를 이룰 수 있다. 도면부호 232는 연통홀(230)이 기초철근콘크리트부재(140)에 매립되는 과정에서 탄성부재(240)와 철근(245) 사이에 관입되는 콘크리트 부재일 수 있다. 상기 콘크리트 부재(232)는 탄성부재(240)와 철근(245) 사이에서 발생할 수 있는 충격에 대한 완충 역활을 하게 된다..When embedded in the basic
타워 지지 구조체(200)는 그 상단에 강재 중공 타워(130)를 안착하게 된다. 타워 지지 구조체(200)와 강재 중공 타워(130)는 그 접하는 부위를 기준으로 각각의 외주면 상에 돌기(미도시)가 형성되는데, 상기 돌기를 이용하는 체결플랜지(250)가 구비될 수 있다. 체결플랜지(250)는 접합 부위에 형성된 돌기가 삽입될 수 있는 홀이 형성되어 있어서 상기 홀에 돌기가 삽입된 상태에서 타워 지지 구조체(200)와 강재 중공 타워(130)를 둘러싸도록 배치되며, 체결 볼트(252)에 의해 조여짐으로써 요동이 없도록 준비될 수 있다. 체결 볼트(252)는 고장력 볼트를 사용함으로써 체결플랜지(250)에 가해지는 하중을 충분히 지탱할 수 있는 것이 바람직하다.The
이상 본 발명에 따른 풍력터빈설비의 타워 지지 구조체는 강재 중공 타워를 지지하는 타워 지지 구조체를 이루는 베이스 플레이트와 페데스탈 플레이트에 형성된 연통홀 내부에 탄성부재를 삽입한 후 철근을 그 사이에 가설하는 방식으로 구성될 수 있고, 상기 페데스탈 플레이트 및 베이스 플레이트에 가해지는 하중을 고르게 분산시킴으로써 상기 연통홀에 관입된 콘크리트의 변형을 감소시켜 최초 균열 발생을 억제하는 효과를 가져오게 된다.The tower support structure of the wind turbine installation according to the present invention is a method of installing a reinforcing steel bar between the base plate and the communication hole formed in the pedestal plate forming the tower support structure for supporting the steel hollow tower It can be configured, and by evenly distributing the load applied to the pedestal plate and the base plate to reduce the deformation of the concrete introduced into the communication hole has the effect of suppressing the occurrence of the initial crack.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
도 1은 풍력터빈설비의 개략적인 구조를 보여주는 구성도,1 is a configuration diagram showing a schematic structure of a wind turbine facility,
도 2는 본 발명에 따른 타워 지지 구조체의 개략적인 구성을 나타낸 도면,2 shows a schematic configuration of a tower support structure according to the invention,
도 3은 도 2의 연통홀, 탄성부재, 및 철근과의 관계를 나타내는 도면,3 is a view showing a relationship between a communication hole, an elastic member, and reinforcing bars of FIG.
도 4는 베이스 플레이트의 연통홀에 체결된 탄성부재와 철근과의 상호 작용을 나타내기 위한 도면이다.4 is a view for showing the interaction between the reinforcing bar and the elastic member fastened to the communication hole of the base plate.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 풍력터빈설비 110 : 나셀100: wind turbine facility 110: nacelle
120 : 블레이드 125 : 허브120: blade 125: hub
127 : 허브스페이서 130 : 강재중공타워127: Herb Spacer 130: Steel Heavy Tower
140 : 기초철근콘크리트부재 150 : 지반140: basic reinforced concrete member 150: ground
200 : 타워 지지 구조체 210 : 페데스탈 플레이트200: tower support structure 210: pedestal plate
225 : 베이스 플레이트 230 : 연통홀225: base plate 230: communication hole
240 : 탄성부재 245 : 철근240: elastic member 245: rebar
250 : 체결플랜지 252 : 체결볼트250: fastening flange 252: fastening bolt
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KR1020080086035A KR100999723B1 (en) | 2008-09-01 | 2008-09-01 | Tower Supporting Structure of Wind Turbine Equipment |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2008
- 2008-09-01 KR KR1020080086035A patent/KR100999723B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006083603A (en) | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Takenaka Doboku Co Ltd | Construction method of mono-pile type foundation |
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Publication number | Publication date |
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