KR101182676B1

KR101182676B1 - 풍력발전기용 타워리프트 승강구조

Info

Publication number: KR101182676B1
Application number: KR1020110077233A
Authority: KR
Inventors: 조덕래; 이정훈; 김정환
Original assignee: 한국고벨주식회사
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-09-14

Abstract

본 발명은 풍력발전기용 타워리프트 승강구조에 관한 것으로, 타워형 지주의 상하부에 연결되고 타워형 지주의 내부공간을 따라 수직으로 배열되어 있으며 타워리프트에 경유되어서 타워리프트를 지지하고 타워리프트의 승강을 안내하는 와이어; 타워형 지주의 하부에 설치되어서 타워리프트의 승강을 지지하고 와이어의 하단부가 연결되는 하부지지부; 타워형 지주의 상부에 설치되어서 타워리프트의 승강을 지지하고 와이어의 상단부가 연결되는 상부지지부; 타워형 지주의 상부 공간이 최소화되도록 타워리프트에 설치되어서 타워리프트와 함께 승강되고 와이어가 경유되어서 타워리프트의 승강 구동이 와이어가 권취된 마찰차에 의해 이루어지도록 하는 리프트승강부; 하부지지부에 설치되고 와이어의 하단부가 권취되며 하부지지부 및 상부지지부 사이의 와이어 수직 배열 길이를 조절하여서 타워리프트의 승강거리를 조절하는 리프트승강거리조절부를 포함하여 이루어진다.
따라서, 타워리프트를 승강시키기 위한 제1마찰차, 제1시브, 제2마찰차, 제2시브, 마찰차구동모터가 타워리프트와 함께 승강되도록 타워리프트에 설치되므로 타워형 지주의 상부공간을 최소화시킬 수 있고, 리프트승강거리조절부를 이용하여서 타워형 지주의 높이에 맞게 타워리프트의 승강거리를 간단히 조절할 수 있다.

Description

풍력발전기용 타워리프트 승강구조{tower lift up-down structure for aerogenerator}

본 발명은 풍력발전기용 타워리프트 승강구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 타워형 지주의 상부공간을 최소화시킬 수 있고, 타워리프트가 안정적으로 지지되며, 한줄의 와이어가 끊어져도 타워리프트가 안정적으로 지지될 수 있을 뿐 아니라, 타워리프트의 승강거리를 간단히 조절할 수 있는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 한국은 산지가 많고 해양에 인접한 지형을 갖추고 있으며, 계절풍의 영향을 받는 주기적인 기후대에 놓여있으면서도 지역별로 풍향이 수시로 변화하는 편이므로, 한국에 시설되는 풍력발전기는 풍향의 급격한 변화에 무관하게 지속적이고 안정적인 에너지 변환을 수행할 수 있는 구조를 갖출 필요가 있다.

일반적으로 바람의 힘을 이용한 풍력발전기는 일부 실용화되고 있으나, 대부분 높게 세운 풍력탑에 프로펠러형 풍차를 설치한 프로펠러형 발전기가 주로 설치되어 사용되고 있다.

통상의 풍력발전장치는 1년 중 바람의 속도가 항상 일정하게 불어오는 해안가 또는 산밑에 설치되는 것으로, 높은 타워형 지주가 고정 설치되고, 지주의 상단부에 프로펠러가 회전 가능하게 갖추어진 발전기로 구성된다.

이와 같이 통상의 풍력발전장치는 지주의 상단에 구비된 프로펠러가 회전되면 발전기에 의해 발전이 이루어지므로 전력을 생산하게 된다.

이러한 통상의 풍력발전장치는 프로펠러의 회전에 따라 전기에너지를 발생시키게 되는 발전기가 지주 상단에 구비되므로 타워형의 지주 내부에는 작업자가 발전기 등의 기기를 점검 및 수리할 수 있도록 승하강 엘리베이터가 설치된다.

종래의 풍력발전기용 엘리베이터는, 인원 수송의 목적으로 제조되며, 엘리베이터 케이지의 무게 및 승차 인원의 무게를 포함한 총무게에 따른 전력 소모를 줄이기 위해 카운터 웨이트를 설치하여 운용된다. 지주의 상부에는 엘리베이터 케이지를 승강시키도록 권양기가 설치되어 있고, 이 권양기에는 와이어로프가 권취되어 있으며, 와이어로프의 엘리베이터 케이지에 연결되어 있어서 와이어로프가 권양기에 감기거나 풀릴 시 엘리베이터 케이지를 승강시키게 된다.

종래의 풍력발전기용 엘리베이터의 권양기는 둘레에 와이어드럼이 권취되도록 드럼홈들이 형성된 와이어드럼과, 와이어드럼을 구동시키기 위한 드럼구동모터와, 드럼구동모터 및 와이어드럼 사이에 설치되어서 드럼구동모터의 회전을 감속시킨 후 와이어드럼에 전달하는 감속기로 이루어진다.

와이어드럼의 둘레에는 와이어로프가 와이어드럼의 일측에서 타측으로 순차적으로 감기도록 드럼홈이 형성되어 있으며, 와이어로프가 와이어드럼으로부터 풀리면 엘리베이터 케이지가 하강되고 와이어로프가 와이어드럼에 감기면 엘리베이터 케이지가 상승된다.

그런데 이러한 종래의 권양기는 엘리베이터의 승강 높이에 비례하게 권양기의 전체 크기가 커지는데, 보통 풍력발전기의 지주 높이는 매우 높기 때문에 긴 길이의 와이어로프가 필요하며, 이러한 와이어로프가 권양기의 와이어드럼에 한줄로 권취되어야 한다. 따라서 긴 길이의 와이어로프를 한줄로 권취하기 위해 와이어드럼의 크기가 매우 커지게 되며, 이에 따라 권양기의 전체 부피가 매우 크게 형성된다.

그러므로 종래에는 매우 큰 부피의 권양기를 설치하기 위해서 풍력발전기 타워의 내부구조를 크게 형성시켜야 하며, 이에 따라 풍력발전기 타워의 시공비가 크게 증가되는 등의 문제점이 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 와이어가 드럼에 다중으로 권취되는 전동식 윈치가 사용되기도 한다. 이러한 전동식 윈치는 구조가 간단할 뿐 아니라 드럼에 와이어가 다중으로 권취되기 때문에 윈치의 전체 부피가 크지 않으므로 설치공간이 적게 소요되는 장점이 있다.

그런데 이러한 종래의 전동식 윈치는, 외부의 영향에 의해 엘리베이터 케이지가 유동되는 상태에서 와이어가 드럼에 다중으로 권취될 경우, 와이어가 드럼에 일정한 패턴으로 권취되지 못하게 되며 꼬임이 발생된다. 와이어에는 엘리베이터 케이지의 하중 및 탑승자의 하중이 그대로 걸린 상태이므로 와이어의 꼬임이 발생될 경우, 꼬인 부분의 와이어가 심한 압박을 받으면서 손상되며, 이에 따라 와이어의 단락에 의한 추락사고가 발생될 우려가 증가된다.

그리고 이러한 전동식 윈치도 타워형 지주의 상부에 설치되므로 지주의 상부공간이 비교적 넓게 확보되어야 하며 이에 풍력발전기 타워의 시공비가 크게 증가되는 등의 문제점이 여전히 발생되었다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 타워형 지주의 상부공간을 최소화시킬 수 있도록 한 풍력발전기용 타워리프트 승강구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 타워리프트가 안정적으로 지지되도록 한 풍력발전기용 타워리프트 승강구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 한줄의 와이어가 끊어져도 타워리프트가 안정적으로 지지될 수 있도록 한 풍력발전기용 타워리프트 승강구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 타워리프트의 승강거리를 간단히 조절할 수 있도록 한 풍력발전기용 타워리프트 승강구조를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조는, 타워형 지주와, 타워형 지주의 상단에 설치되는 발전기와, 타워형 지주의 상단에 설치되고 발전기에 연결되어서 발전기에 회전동력을 전달하는 프로펠러와, 지주의 내부에 설치되어서 지주를 따라 승강되는 타워리프트로 이루어진 풍력발전기에 설치되어서, 타워리프트를 승강시키는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조에 있어서, 타워형 지주의 상하부에 연결되고 타워형 지주의 내부공간을 따라 수직으로 배열되어 있으며 타워리프트에 경유되어서 타워리프트를 지지하고 타워리프트의 승강을 안내하는 와이어; 타워형 지주의 하부에 설치되어서 타워리프트의 승강을 지지하고 와이어의 하단부가 연결되는 하부지지부; 타워형 지주의 상부에 설치되어서 타워리프트의 승강을 지지하고 와이어의 상단부가 연결되는 상부지지부; 타워형 지주의 상부 공간이 최소화되도록 타워리프트에 설치되어서 타워리프트와 함께 승강되고 와이어가 경유되어서 타워리프트의 승강 구동이 와이어가 권취된 마찰차에 의해 이루어지도록 하는 리프트승강부; 하부지지부에 설치되고 와이어의 하단부가 권취되며 하부지지부 및 상부지지부 사이의 와이어 수직 배열 길이를 조절하여서 타워리프트의 승강거리를 조절하는 리프트승강거리조절부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조의 다른 특징은, 와이어는, 하단이 하부지지부의 제1하판모서리부를 경유한 후 리프트승강거리조절부에 권취되고 상단이 상부지지부의 제1상판모서리부를 경유한 후 제1턴버클에 연결되며 타워리프트를 지지하도록 리프트승강부에 감겨지는 제1와이어와, 하단이 하부지지부의 제2하판모서리부를 경유한 후 리프트승강거리조절부에 권취되고 상단이 상부지지부의 제2상판모서리부를 경유한 후 제2턴버클에 연결되며 타워리프트를 지지하도록 리프트승강부에 감겨지는 제2와이어와, 하단이 하부지지부의 제3하판모서리부를 경유한 후 리프트승강거리조절부에 권취되고 상단이 상부지지부의 제3상판모서리부를 경유한 후 제3턴버클에 연결되며 타워리프트를 지지하도록 리프트승강부에 감겨지는 제3와이어와, 하단이 하부지지부의 제4하판모서리부를 경유한 후 리프트승강거리조절부에 권취되고 상단이 상부지지부의 제4상판모서리부를 경유한 후 제4턴버클에 연결되며 타워리프트를 지지하도록 리프트승강부에 감겨지는 제4와이어로 이루어진다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조의 또 다른 특징은, 하부지지부는, 타워형 지주의 하단에 설치되는 하판과, 하판의 제1하판모서리부 내지 제4하판모서리부 중 제1하판모서리부에 고정되는 제1하부롤러브라켓과, 제1하부롤러브라켓에 설치되는 한쌍의 제1하부와이어롤러들과, 하판의 제1하판모서리부 내지 제4하판모서리부 중 제2하판모서리부에 고정되는 제2하부롤러브라켓과, 제2하부롤러브라켓에 설치되는 한쌍의 제2하부와이어롤러들과, 하판의 제1하판모서리부 내지 제4하판모서리부 중 제3하판모서리부에 고정되는 제3하부롤러브라켓과, 제3하부롤러브라켓에 설치되는 한쌍의 제3하부와이어롤러들과, 하판의 제1하판모서리부 내지 제4하판모서리부 중 제2하판모서리부에 고정되는 제4하부롤러브라켓과, 제4하부롤러브라켓에 설치되는 한쌍의 제4하부와이어롤러들과, 한쌍의 하부와이어롤러들 사이에 구비되고 제1～4하부롤러브라켓에 각각 설치되어서 제1～4와이어의 텐션을 유지시키는 텐션롤러들과, 제1～4하부롤러브라켓들과 텐션롤러들 사이에 설치되어서 텐션롤러들을 제1～4와이어 측으로 탄성적으로 지지하는 스프링들로 이루어진다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조의 또 다른 특징은, 상부지지부는, 타워형 지주의 상단에 설치되는 상판과, 상판의 제1상판모서리부 내지 제4상판모서리부 중 제1상판모서리부에 고정되는 제1상부롤러브라켓과, 제1상부롤러브라켓에 설치되는 제1상부와이어롤러와, 상판의 제1상판모서리부 내지 제4상판모서리부 중 제2상판모서리부에 고정되는 제2상부롤러브라켓과, 제2상부롤러브라켓에 설치되는 제1상부와이어롤러와, 상판의 제1상판모서리부 내지 제4상판모서리부 중 제3상판모서리부에 고정되는 제3상부롤러브라켓과, 제3상부롤러브라켓에 설치되는 제3상부와이어롤러와, 상판의 제1상판모서리부 내지 제4상판모서리부 중 제4상판모서리부에 고정되는 제4상부롤러브라켓과, 제4상부롤러브라켓에 설치되는 제4상부와이어롤러와, 제1상부롤러브라켓 및 제2상부롤러브라켓 사이의 상판에 고정되는 제1고정브라켓과, 제3상부롤러브라켓 및 제4상부롤러브라켓 사이의 상판에 고정되는 제2고정브라켓과, 제1와이어 및 제1고정브라켓에 연결되어서 제1와이어의 장력을 조절하는 제1턴버클과, 제2와이어 및 제1고정브라켓에 연결되어서 제2와이어의 장력을 조절하는 제2턴버클과, 제3와이어 및 제2고정브라켓에 연결되어서 제3와이어의 장력을 조절하는 제3턴버클과, 제4와이어 및 제2고정브라켓에 연결되어서 제4와이어의 장력을 조절하는 제4턴버클로 이루어진다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조의 또 다른 특징은, 리프트승강부는, 타워리프트의 한 모서리 상부에 설치되고 제1와이어 및 제2와이어가 권취되는 제1마찰차와, 타워리프트의 다른 모서리 상부에 설치되고 제2와이어가 경유되는 제1시브와, 타워리프트의 또 다른 모서리 상부에 설치되고 제3와이어 및 제4와이어가 권취되는 제2마찰차와, 타워리프트의 나머지 한 모서리 상부에 설치되고 제4와이어가 경유되는 제2시브와, 제1마찰차 및 제2마찰차에 연결되어서 이들을 회전시키는 구동축과, 구동축에 연결되어서 이를 회전시키는 감속기와, 감속기에 연결되어서 이를 회전시키는 마찰차구동모터로 이루어진다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조의 또 다른 특징은, 제1와이어는, 하단이 와인더에 권취되고 제1하부와이어롤러를 경유하며 제1마찰차에 권취된 후 상판의 제1상부와이어롤러를 경유하여 제1와이어의 상단이 제1턴버클에 연결되고; 제2와이어는, 하단이 와인더에 권취되고 제2하부와이어롤러 및 제1시브를 경유하며 제1마찰차에 권취된 후 상판의 제2상부와이어롤러를 경유하여 제2와이어의 상단이 제2턴버클에 연결되며; 제3와이어는, 하단이 와인더에 권취되고 제3하부와이어롤러를 경유하며 제2마찰차에 권취된 후 상판의 제3상부와이어롤러를 경유하여 제3와이어의 상단이 제3턴버클에 연결되고; 제4와이어는, 하단이 와인더에 권취되고 제4하부와이어롤러 및 제2시브를 경유하며 제2마찰차에 권취된 후 상판의 제4상부와이어롤러를 경유하여 제4와이어의 상단이 제4턴버클에 연결되어서; 타워리프트 제1마찰차 및 제2마찰차의 구동에 의해 제1와이어 내지 제4와이어를 따라 승강되도록 된다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조의 또 다른 특징은, 리프트승강거리조절부는, 하판에 설치되고 제1와이어 내지 제4와이어의 하단부가 각각 권취되는 와인더와, 와인더에 연결되어서 와인더를 구동시키는 와인더구동모터로 이루어지고; 와인더는, 제1와이어의 하단이 권취되는 제1권취부, 제2와이어의 하단이 권취되는 제2권취부, 제3와이어의 하단이 권취되는 제3권취부, 제4와이어의 하단이 권취되는 제4권취부로 구획되며; 와인더의 일단으로부터 타단측으로 제1권취부, 제2권취부, 제4권취부, 제3권취부가 순차적으로 배열된다.

이상에서와 같은 본 발명은, 타워리프트를 승강시키기 위한 제1마찰차, 제1시브, 제2마찰차, 제2시브, 마찰차구동모터가 타워리프트와 함께 승강되도록 타워리프트에 설치되므로 타워형 지주의 상부공간을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 풍력발전기 타워의 시공비가 크게 절감된다.

본 발명의 와이어는, 상하단이 각각 상부지지부 및 하부지지부에 연결되어 있고 타워리프트의 네 부분을 각각 지지하는 제1～4와이어로 이루어진다. 이 제1～4와이어는 타워리프트의 상부에 설치된 제1마찰차 및 제2마찰차에 권취되어 있으며 제1마찰차 및 제2마찰차의 구동시 타워리프트가 제1～4와이어를 따라 승강된다. 따라서 제1～4와이어에 의해 타워리프트의 네 부분이 수직으로 지지된 상태에서 승강되며 이에 따라 타워리프트가 매우 안정적으로 구동된다.

본 발명의 와이어는 제1～4와이어로 이루어지며, 제1～4와이어는 타워리프트의 네 모서리 부분을 각각 지지한다. 따라서 제1～4와이어 중 한 선의 와이어가 단선되어도 나머지 와이어들이 타워리프트의 나머지 부분을 지지하므로 타워리프트가 일측으로 기울지 않고 비교적 안정적으로 지지되며, 이에 따라 안전사고를 방지할 수 있다.

본 발명의 하부지지부에는 제1～4와이어의 하단부들이 권취되며 하부지지부 및 상부지지부 사이에 배열된 제1～4와이어의 수직 배열 길이를 조절하여서 타워리프트의 승강거리를 조절하도록 리프트승강거리조절부가 설치되어 있다. 따라서 리프트승강거리조절부의 와인더를 구동시켜서 4줄의 와이어를 감거나 풀면 와이어의 수직 길이를 조절할 수 있으며, 이에 따라 타워리프트의 승강거리를 간단히 조절할 수 있으며, 이에 따라 타워형 지주의 높이에 맞게 타워리프트의 승강거리를 간단히 조절할 수 있다.

도 1은 타워리프트가 설치된 풍력발전기를 보인 개략적 사시도
도 2는 본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조를 보인 개략적 사시도
도 3은 도 2의 정면도
도 4는 도 2의 측면도
도 5는 하부지지부 및 리프트승강거리조절부를 보인 부분 발췌 측면도
도 6은 도 5의 평면도
도 7은 상부지지부를 보인 부분 발췌 저면 사시도
도 8은 도 7의 저면도
도 9는 리프트승강부를 보인 부분 발췌 사시도
도 10은 도 9의 측면도
도 11은 도 9의 평면도
도 12는 리프트승강거리조절부의 다른 실시예를 보인 개략적 사시도

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 타워리프트가 설치된 풍력발전기를 보인 개략적 사시도이고, 도 2는 본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조를 보인 개략적 사시도이며, 도 3은 도 2의 정면도이다. 도 4는 도 2의 측면도이고, 도 5는 하부지지부 및 리프트승강거리조절부를 보인 부분 발췌 측면도이며, 도 6은 도 5의 평면도이다. 도 7은 상부지지부를 보인 부분 발췌 저면 사시도이고, 도 8은 도 7의 저면도이며, 도 9는 리프트승강부를 보인 부분 발췌 사시도이다. 도 10은 도 9의 측면도이고, 도 11은 도 9의 평면도이다.

풍력발전기는 도 1에 도시한 바와 같이 타워형 지주(1)와, 타워형 지주(1)의 상단에 설치되는 발전기(2)와, 타워형 지주(1)의 상단에 설치되고 발전기(2)에 연결되어서 발전기(2)에 회전동력을 전달하는 프로펠러(3)와, 지주(1)의 내부에 설치되어서 지주(1)를 따라 승강되는 타워리프트(4)로 이루어진다.

이러한 풍력발전기에는 본 발명의 특징에 따라 타워리프트(4)를 승강시키기 위한 승강구조가 설치된다.

본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조는, 와이어(10), 하부지지부(20), 상부지지부(30), 리프트승강부(50), 리프트승강거리조절부(70)를 포함하여 이루어진다.

와이어(10)는, 타워형 지주(1)의 상하부에 연결되고 타워형 지주(1)의 내부공간을 따라 수직으로 배열되어 있으며 타워리프트(4)의 네 모서리 부분에 연결되어서 타워리프트(4)를 지지하고 타워리프트(4)의 승강을 안내한다.

이러한 와이어(10)는, 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)로 이루어진다.

제1와이어(11)는, 하단이 하부지지부(20)의 제1하판모서리부(21a)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제1상판모서리부(31a)를 경유한 후 제1턴버클(42)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨진다.

제2와이어(12)는, 하단이 하부지지부(20)의 제2하판모서리부(21b)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제2상판모서리부(31b)를 경유한 후 제2턴버클(43)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨진다.

제3와이어(13)는, 하단이 하부지지부(20)의 제3하판모서리부(21c)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제3상판모서리부(31c)를 경유한 후 제3턴버클(44)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨진다.

제4와이어(14)는, 하단이 하부지지부(20)의 제4하판모서리부(21d)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제4상판모서리부(31d)를 경유한 후 제4턴버클(45)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨진다.

이러한 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)의 경로를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1와이어(11)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제1하부와이어롤러(23)를 경유하며 제1마찰차(52)에 권취된 후 상판(31)의 제1상부와이어롤러(33)를 경유하여 제1와이어(11)의 상단이 제1턴버클(42)에 연결된다.

제2와이어(12)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제2하부와이어롤러(25) 및 제1시브(54)를 경유하며 제1마찰차(52)에 권취된 후 상판(31)의 제2상부와이어롤러(35)를 경유하여 제2와이어(12)의 상단이 제2턴버클(43)에 연결된다.

제3와이어(13)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제3하부와이어롤러(27)를 경유하며 제2마찰차(56)에 권취된 후 상판(31)의 제3상부와이어롤러(37)를 경유하여 제3와이어(13)의 상단이 제3턴버클(44)에 연결된다.

제4와이어(14)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제4하부와이어롤러(29) 및 제2시브(58)를 경유하며 제2마찰차(56)에 권취된 후 상판(31)의 제4상부와이어롤러(39)를 경유하여 제4와이어(14)의 상단이 제4턴버클(45)에 연결된다.

상술한 와이어(10)는 타워리프트(4)가 제1마찰차(52) 및 제2마찰차(56)의 구동에 의해 제1와이어(11) 내지 제4와이어(14)를 따라 승강되도록 구비된다.

이러한 와이어(10)는, 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)가 타워리프트(4)의 대응 네 모서리 부분을 지지하므로 하나의 와이어가 단선되어도 나머지 3선이 와이어(10)가 타워리프트(4)의 대응되는 세 모서리 부위를 지지하도록 구비된다.

하부지지부(20)는, 타워형 지주(1)의 하부에 설치되어서 타워리프트(4)의 승강을 지지하고 와이어(10)의 하단부가 연결된다.

이 하부지지부(20)는, 타워형 지주(1)의 하단에 설치되는 하판(21)과, 하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제1하판모서리부(21a)에 고정되는 제1하부롤러브라켓(22)과, 제1하부롤러브라켓(22)에 설치되는 한쌍의 제1하부와이어롤러(23)들과, 하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제2하판모서리부(21b)에 고정되는 제2하부롤러브라켓(24)과, 제2하부롤러브라켓(24)에 설치되는 한쌍의 제2하부와이어롤러(25)들과, 하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제3하판모서리부(21c)에 고정되는 제3하부롤러브라켓(26)과, 제3하부롤러브라켓(26)에 설치되는 한쌍의 제3하부와이어롤러(27)들과, 하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제2하판모서리부(21d)에 고정되는 제4하부롤러브라켓(28)과, 제4하부롤러브라켓(28)에 설치되는 한쌍의 제4하부와이어롤러(29)들이 구비된다.

한쌍의 하부와이어롤러(23)(25)(27)(29)들 사이에는 텐션롤러(30a)가 각각 설치된다. 이 텐션롤러(30a)는 제1～4하부롤러브라켓(22)(24)(26)(28)에 각각 설치되어서 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)의 텐션을 유지시킨다.

제1～4하부롤러브라켓(22)(24)(26)(28)들과 텐션롤러(30a)들 사이에는 스프링(30b)이 설치된다. 이 스프링(30b)은, 텐션롤러(30a)들을 제1～4와이어(11)(12)(13)(14) 측으로 탄성적으로 지지한다.

상부지지부(30)는, 타워형 지주(1)의 상부에 설치되어서 타워리프트(4)의 승강을 지지하고 와이어(10)의 상단이 지지된다.

이러한 상부지지부(30)는, 타워형 지주(1)의 상단에 설치되는 상판(31)과, 상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제1상판모서리부(31a)에 고정되는 제1상부롤러브라켓(32)과, 제1상부롤러브라켓(32)에 설치되는 제1상부와이어롤러(33)와, 상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제2상판모서리부(31b)에 고정되는 제2상부롤러브라켓(34)과, 제2상부롤러브라켓(34)에 설치되는 제1상부와이어롤러(35)와, 상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제3상판모서리부(31c)에 고정되는 제3상부롤러브라켓(36)과, 제3상부롤러브라켓(36)에 설치되는 제3상부와이어롤러(37)와, 상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제4상판모서리부(31d)에 고정되는 제4상부롤러브라켓(38)과, 제4상부롤러브라켓(38)에 설치되는 제4상부와이어롤러(39)와, 제1상부롤러브라켓(32) 및 제2상부롤러브라켓(34) 사이의 상판(31)에 고정되는 제1고정브라켓(40)과, 제3상부롤러브라켓(36) 및 제4상부롤러브라켓(38) 사이의 상판(31)에 고정되는 제2고정브라켓(41)이 구비된다.

그리고 상부지지부(30)에는, 제1와이어(11) 및 제1고정브라켓(40)에 연결되어서 제1와이어(11)의 장력을 조절하는 제1턴버클(42)과, 제2와이어(12) 및 제1고정브라켓(40)에 연결되어서 제2와이어(12)의 장력을 조절하는 제2턴버클(43)과, 제3와이어(13) 및 제2고정브라켓(41)에 연결되어서 제3와이어(13)의 장력을 조절하는 제3턴버클(44)과, 제4와이어(14) 및 제2고정브라켓(41)에 연결되어서 제4와이어(14)의 장력을 조절하는 제4턴버클(45)이 구비된다.

리프트승강부(50)는, 타워형 지주(1)의 상부 공간이 최소화되도록 타워리프트(4)에 설치되어서 타워리프트(4)와 함께 승강되고 와이어(10)에 연결되어서 타워리프트(4)가 와이어(10)를 따라 승강되도록 한다.

이 리프트승강부(50)는, 제1마찰차(52), 제1시브(54), 제2마찰차(56), 제2시브(58), 구동축(59), 감속기(50), 마찰차구동모터(61)로 이루어진다.

제1마찰차(52)는, 타워리프트(4)의 한 모서리 상부에 설치되고 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 권취된다. 제1시브(54)는, 타워리프트(4)의 다른 모서리 상부에 설치되고 제2와이어(12)가 경유된다. 제2마찰차(56)는, 타워리프트(4)의 또 다른 모서리 상부에 설치되고 제3와이어(13) 및 제4와이어(14)가 권취된다. 제2시브(58)는, 타워리프트(4)의 나머지 한 모서리 상부에 설치되고 제4와이어(14)가 경유된다. 구동축(59)은, 제1마찰차(52) 및 제2마찰차(56)에 연결되어서 이들을 회전시킨다. 감속기(50)는, 구동축(59)에 연결되어서 이를 회전시킨다. 마찰차구동모터(61)는, 감속기(50)에 연결되어서 이를 회전시킨다.

리프트승강거리조절부(70)는, 하부지지부(20)에 설치되고 와이어(10)의 하단부가 권취되며 하부지지부(20) 및 상부지지부(30) 사이의 와이어(10) 수직 배열 길이를 조절하여서 타워리프트(4)의 승강거리를 조절한다.

이 리프트승강거리조절부(70)는, 하판(21)에 설치되고 제1와이어(11) 내지 제4와이어(14)의 하단부가 각각 권취되는 와인더(71)와, 와인더(71)에 연결되어서 와인더(71)를 구동시키는 와인더구동모터(73)로 이루어진다.

와인더(71)는, 제1와이어(11)의 하단이 권취되는 제1권취부(71a), 제2와이어(12)의 하단이 권취되는 제2권취부(71b), 제3와이어(13)의 하단이 권취되는 제3권취부(71c), 제4와이어(14)의 하단이 권취되는 제4권취부(71d)로 구획되며, 와인더(71)의 일단으로부터 타단측으로 제1권취부(71a), 제2권취부(71b), 제4권취부(71d), 제3권취부(71c)가 순차적으로 배열된다.

이러한 본 발명의 풍력발전기용 타워리프트 승강구조는 다음과 같은 특징이 있다.

첫째, 본 발명은 타워리프트(4)를 승강시키기 위한 제1마찰차(52), 제1시브(54), 제2마찰차(56), 제2시브(58), 마찰차구동모터(61)가 타워리프트(4)와 함께 승강되도록 타워리프트(4)에 설치된다.

따라서 타워형 지주(1)의 상부공간을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 풍력발전기 타워의 시공비가 크게 절감된다.

둘째, 본 발명의 와이어(10)는, 상하단이 각각 상부지지부(30) 및 하부지지부(20)에 연결되어 있고 타워리프트(4)의 네 부분을 각각 지지하는 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)로 이루어진다. 이 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)는 타워리프트(4)의 상부에 설치된 제1마찰차(52) 및 제2마찰차(56)에 권취되어 있으며 제1마찰차(52) 및 제2마찰차(56)의 구동시 타워리프트(4)가 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)를 따라 승강된다.

따라서 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)에 의해 타워리프트(4)의 네 부분이 수직으로 지지된 상태에서 승강되며 이에 따라 타워리프트(4)가 매우 안정적으로 구동된다.

셋째, 본 발명의 와이어(10)는 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)로 이루어지며, 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)는 타워리프트(4)의 네 모서리 부분을 각각 지지한다.

따라서 제1～4와이어(11)(12)(13)(14) 중 한 선의 와이어(10)가 단선되어도 나머지 와이어(10)들이 타워리프트(4)의 나머지 부분을 지지하므로 타워리프트(4)가 일측으로 기울지 않고 비교적 안정적으로 지지되며, 이에 따라 안전사고를 방지할 수 있다.

넷째, 본 발명의 하부지지부(20)에는 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)의 하단부들이 권취되며 하부지지부(20) 및 상부지지부(30) 사이에 배열된 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)의 수직 배열 길이를 조절하여서 타워리프트(4)의 승강거리를 조절하도록 리프트승강거리조절부(70)가 설치되어 있다.

따라서 리프트승강거리조절부(70)의 와인더(71)를 구동시켜서 4줄의 와이어(10)를 감거나 풀면 와이어(10)의 수직 길이를 조절할 수 있으며, 이에 따라 타워리프트(4)의 승강거리를 간단히 조절할 수 있으며, 이에 따라 타워형 지주(1)의 높이에 맞게 타워리프트(4)의 승강거리를 간단히 조절할 수 있다.

도 12는 리프트승강거리조절부(80)의 다른 실시예를 보인 개략적 사시도로써, 리프트승강거리조절부(80)는, 와인더(71)의 일측에 설치되어서 이와 함께 회전되는 래칫(81)과, 래칫(81)에 설치되어서 이를 수동으로 회전시키는 래칫핸들(82)로 이루어진다.

따라서 래칫핸들(82)을 수동으로 회전시켜서 와인더(71)를 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 와이어(10)의 수직길이를 수동으로 조절할 수 있다.

1 : 지주 2 : 발전기
3 : 프로펠러 4 : 타워리프트
4a : 제1리프트모서리부 4b : 제2리프트모서리부
4c : 제3리프트모서리부 4d : 제4리프트모서리부
10 : 와이어 11 : 제1와이어
12 : 제2와이어 13 : 제3와이어
14 : 제4와이어 20 : 하부지지부
21 : 하판 21a : 제1하판모서리부
21b : 제2하판모서리부 21c : 제3하판모서리부
21d : 제4하판모서리부 22 : 제1하부롤러브라켓
23 : 제1하부와이어롤러 24 : 제2하부롤러브라켓
25 : 제2하부와이어롤러 26 : 제3하부롤러브라켓
27 : 제3하부와이어롤러 28 : 제4하부롤러브라켓
29 : 제4하부와이어롤러 30 : 상부지지부
30a : 텐션롤러 30b : 스프링
31 : 상판 31a : 제1상판모서리부
31b : 제2상판모서리부 31c : 제3상판모서리부
31d : 제4상판모서리부 32 : 제1상부롤러브라켓
33 : 제1상부와이어롤러 34 : 제2상부롤러브라켓
35 : 제2상부와이어롤러 36 : 제3상부롤러브라켓
37 : 제3상부와이어롤러 38 : 제4상부롤러브라켓
39 : 제4상부와이어롤러 40 : 제1고정브라켓
41 : 제2고정브라켓 42 : 제1턴버클
43 : 제2턴버클 44 : 제3턴버클
45 : 제4턴버클 50 : 리프트승강부
51 : 제1마찰차고정브라켓 52 : 제1마찰차
53 : 제1시브고정브라켓 54 : 제1시브
55 : 제2마찰차고정브라켓 56 : 제2마찰차
57 : 제2시브고정브라켓 58 : 제2시브
59 : 구동축 60 : 감속기
61 : 마찰차구동모터 70,80 : 리프트승강거리조절부
71 : 와인더 71a : 제1권취부
71b : 제2권취부 71c : 제3권취부
71d : 제4권취부 72 : 와인더고정브라켓
73 : 와인더구동모터 81 : 래칫
82 : 래칫핸들

Claims

타워형 지주와, 타워형 지주의 상단에 설치되는 발전기와, 타워형 지주의 상단에 설치되고 발전기에 연결되어서 발전기에 회전동력을 전달하는 프로펠러와, 지주의 내부에 설치되어서 지주를 따라 승강되는 타워리프트로 이루어진 풍력발전기에 설치되어서, 타워리프트를 승강시키는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조에 있어서,
타워형 지주(1)의 상하부에 연결되고 타워형 지주(1)의 내부공간을 따라 수직으로 배열되어 있으며 타워리프트(4)에 경유되어서 타워리프트(4)를 지지하고 타워리프트(4)의 승강을 안내하는 와이어(10);
타워형 지주(1)의 하부에 설치되어서 타워리프트(4)의 승강을 지지하고 와이어(10)의 하단부가 연결되는 하부지지부(20);
타워형 지주(1)의 상부에 설치되어서 타워리프트(4)의 승강을 지지하고 와이어(10)의 상단부가 연결되는 상부지지부(30);
타워형 지주(1)의 상부 공간이 최소화되도록 타워리프트(4)에 설치되어서 타워리프트(4)와 함께 승강되고 와이어(10)가 경유되어서 타워리프트(4)의 승강 구동이 와이어(4)가 권취된 마찰차에 의해 이루어지도록 하는 리프트승강부(50);
하부지지부(20)에 설치되고 와이어(10)의 하단부가 권취되며 하부지지부(20) 및 상부지지부(30) 사이의 와이어(10) 수직 배열 길이를 조절하여서 타워리프트(4)의 승강거리를 조절하는 리프트승강거리조절부(70)(80)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 1에 있어서, 와이어(10)는,
하단이 하부지지부(20)의 제1하판모서리부(21a)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제1상판모서리부(31a)를 경유한 후 제1턴버클(42)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨지는 제1와이어(11)와,
하단이 하부지지부(20)의 제2하판모서리부(21b)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제2상판모서리부(31b)를 경유한 후 제2턴버클(43)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨지는 제2와이어(12)와,
하단이 하부지지부(20)의 제3하판모서리부(21c)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제3상판모서리부(31c)를 경유한 후 제3턴버클(44)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨지는 제3와이어(13)와,
하단이 하부지지부(20)의 제4하판모서리부(21d)를 경유한 후 리프트승강거리조절부(70)에 권취되고 상단이 상부지지부(30)의 제4상판모서리부(31d)를 경유한 후 제4턴버클(45)에 연결되며 타워리프트(4)를 지지하도록 리프트승강부(50)에 감겨지는 제4와이어(14)로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 1에 있어서, 하부지지부(20)는,
타워형 지주(1)의 하단에 설치되는 하판(21)과,
하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제1하판모서리부(21a)에 고정되는 제1하부롤러브라켓(22)과,
제1하부롤러브라켓(22)에 설치되는 한쌍의 제1하부와이어롤러(23)들과,
하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제2하판모서리부(21b)에 고정되는 제2하부롤러브라켓(24)과,
제2하부롤러브라켓(24)에 설치되는 한쌍의 제2하부와이어롤러(25)들과,
하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제3하판모서리부(21c)에 고정되는 제3하부롤러브라켓(26)과,
제3하부롤러브라켓(26)에 설치되는 한쌍의 제3하부와이어롤러(27)들과,
하판(21)의 제1하판모서리부(21a) 내지 제4하판모서리부(21d) 중 제2하판모서리부(21d)에 고정되는 제4하부롤러브라켓(28)과,
제4하부롤러브라켓(28)에 설치되는 한쌍의 제4하부와이어롤러(29)들과,
한쌍의 하부와이어롤러(23)(25)(27)(29)들 사이에 구비되고 제1～4하부롤러브라켓(22)(24)(26)(28)에 각각 설치되어서 제1～4와이어(11)(12)(13)(14)의 텐션을 유지시키는 텐션롤러(30a)들과,
제1～4하부롤러브라켓(22)(24)(26)(28)들과 텐션롤러(30a)들 사이에 설치되어서 텐션롤러(30a)들을 제1～4와이어(11)(12)(13)(14) 측으로 탄성적으로 지지하는 스프링(30b)들로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 2에 있어서, 상부지지부(30)는,
타워형 지주(1)의 상단에 설치되는 상판(31)과,
상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제1상판모서리부(31a)에 고정되는 제1상부롤러브라켓(32)과,
제1상부롤러브라켓(32)에 설치되는 제1상부와이어롤러(33)와,
상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제2상판모서리부(31b)에 고정되는 제2상부롤러브라켓(34)과,
제2상부롤러브라켓(34)에 설치되는 제1상부와이어롤러(35)와,
상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제3상판모서리부(31c)에 고정되는 제3상부롤러브라켓(36)과,
제3상부롤러브라켓(36)에 설치되는 제3상부와이어롤러(37)와,
상판(31)의 제1상판모서리부(31a) 내지 제4상판모서리부(31d) 중 제4상판모서리부(31d)에 고정되는 제4상부롤러브라켓(38)과,
제4상부롤러브라켓(38)에 설치되는 제4상부와이어롤러(39)와,
제1상부롤러브라켓(32) 및 제2상부롤러브라켓(34) 사이의 상판(31)에 고정되는 제1고정브라켓(40)과,
제3상부롤러브라켓(36) 및 제4상부롤러브라켓(38) 사이의 상판(31)에 고정되는 제2고정브라켓(41)과,
제1와이어(11) 및 제1고정브라켓(40)에 연결되어서 제1와이어(11)의 장력을 조절하는 제1턴버클(42)과,
제2와이어(12) 및 제1고정브라켓(40)에 연결되어서 제2와이어(12)의 장력을 조절하는 제2턴버클(43)과,
제3와이어(13) 및 제2고정브라켓(41)에 연결되어서 제3와이어(13)의 장력을 조절하는 제3턴버클(44)과,
제4와이어(14) 및 제2고정브라켓(41)에 연결되어서 제4와이어(14)의 장력을 조절하는 제4턴버클(45)로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 1에 있어서, 리프트승강부(50)는,
타워리프트(4)의 한 모서리 상부에 설치되고 제1와이어(11) 및 제2와이어(12)가 권취되는 제1마찰차(52)와,
타워리프트(4)의 다른 모서리 상부에 설치되고 제2와이어(12)가 경유되는 제1시브(54)와,
타워리프트(4)의 또 다른 모서리 상부에 설치되고 제3와이어(13) 및 제4와이어(14)가 권취되는 제2마찰차(56)와,
타워리프트(4)의 나머지 한 모서리 상부에 설치되고 제4와이어(14)가 경유되는 제2시브(58)와,
제1마찰차(52) 및 제2마찰차(56)에 연결되어서 이들을 회전시키는 구동축(59)과,
구동축(59)에 연결되어서 이를 회전시키는 감속기(50)와,
감속기(50)에 연결되어서 이를 회전시키는 마찰차구동모터(61)로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 5에 있어서,
제1와이어(11)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제1하부와이어롤러(23)를 경유하며 제1마찰차(52)에 권취된 후 상판(31)의 제1상부와이어롤러(33)를 경유하여 제1와이어(11)의 상단이 제1턴버클(42)에 연결되고;
제2와이어(12)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제2하부와이어롤러(25) 및 제1시브(54)를 경유하며 제1마찰차(52)에 권취된 후 상판(31)의 제2상부와이어롤러(35)를 경유하여 제2와이어(12)의 상단이 제2턴버클(43)에 연결되며;
제3와이어(13)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제3하부와이어롤러(27)를 경유하며 제2마찰차(56)에 권취된 후 상판(31)의 제3상부와이어롤러(37)를 경유하여 제3와이어(13)의 상단이 제3턴버클(44)에 연결되고;
제4와이어(14)는, 하단이 와인더(71)에 권취되고 제4하부와이어롤러(29) 및 제2시브(58)를 경유하며 제2마찰차(56)에 권취된 후 상판(31)의 제4상부와이어롤러(39)를 경유하여 제4와이어(14)의 상단이 제4턴버클(45)에 연결되어서;
타워리프트(4)가 제1마찰차(52) 및 제2마찰차(56)의 구동에 의해 제1와이어(11) 내지 제4와이어(14)를 따라 승강되도록 된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 1에 있어서, 리프트승강거리조절부(70)는,
하판(21)에 설치되고 제1와이어(11) 내지 제4와이어(14)의 하단부가 각각 권취되는 와인더(71)와, 와인더(71)에 연결되어서 와인더(71)를 구동시키는 와인더구동모터(73)로 이루어지고;
와인더(71)는, 제1와이어(11)의 하단이 권취되는 제1권취부(71a), 제2와이어(12)의 하단이 권취되는 제2권취부(71b), 제3와이어(13)의 하단이 권취되는 제3권취부(71c), 제4와이어(14)의 하단이 권취되는 제4권취부(71d)로 구획되며;
와인더(71)의 일단으로부터 타단측으로 제1권취부(71a), 제2권취부(71b), 제4권취부(71d), 제3권취부(71c)가 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.
청구항 1에 있어서, 리프트승강거리조절부(80)는,
하판(21)에 설치되고 제1와이어(11) 내지 제4와이어(14)의 하단부가 각각 권취되는 와인더(71)와, 와인더(71)의 일측에 설치되어서 이와 함께 회전되는 래칫(81)과, 래칫(81)에 설치되어서 이를 수동으로 회전시키는 래칫핸들(82)로 이루어지고;
와인더(71)는, 제1와이어(11)의 하단이 권취되는 제1권취부(71a), 제2와이어(12)의 하단이 권취되는 제2권취부(71b), 제3와이어(13)의 하단이 권취되는 제3권취부(71c), 제4와이어(14)의 하단이 권취되는 제4권취부(71d)로 구획되며;
와인더(71)의 일단으로부터 타단측으로 제1권취부(71a), 제2권취부(71b), 제4권취부(71d), 제3권취부(71c)가 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 타워리프트 승강구조.