KR101226003B1

KR101226003B1 - 케이블 보호 구조체 및 이를 구비한 풍력 발전기

Info

Publication number: KR101226003B1
Application number: KR1020110053870A
Authority: KR
Inventors: 조기수; 허종행; 하영열; 김기환
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2013-01-24
Also published as: KR20120134739A

Abstract

케이블 보호 구조체 및 이를 구비한 풍력 발전기가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체는, 구조물 내부에 상하로 연장 배치되는 케이블을 보호하기 위한 것으로, 구조물 내부에 위치 고정되며, 상하 방향으로 개방된 개구를 구비한 베이스; 및 개구에, 상하 방향으로 연장된 축을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 케이블이 관통하는 홀을 구비한 케이블 보호부를 포함하되, 상기 케이블 보호부는, 제 1 고리 부재; 상기 제 1 고리 부재에 내접하여 결합되며 상기 홀이 형성된 케이블 고정부 및 상기 제 2 고리 부재가 상기 개구의 내주면을 따라 자전할 수 있도록 상기 제 2 고리 부재와 상기 내주면 사이에 위치되는 가이딩 수단을 포함한다.

Description

케이블 보호 구조체 및 이를 구비한 풍력 발전기{CABLE PROTECTION STRUCTURE AND WIND TURBINE HAVING THE SAME}

본 발명은 케이블 보호 구조체에 관한 것으로, 소정의 구조물 내부에 상하로 연장된 케이블이 손상되지 않도록 구조물 내부에 설치되는 케이블 보호 구조체에 관한 것이다.

풍력 에너지를 이용하여 전기를 발생시키는 풍력 발전기는 타워(tower), 타워에 장착된 나셀(nacelle) 및 나셀에 연결된 블레이드를 구비한 로터(rotor)를 포함한다.

풍력 발전기는 바람이 블레이드 및 로터를 회전시켜 기계적 에너지를 생성하고, 이 기계적 에너지가 발전기에 의해 사용가능한 전기 에너지로 전환되도록 형성된다.

이 때, 풍력 발전기로 불어오는 바람의 방향은 빈번하게 변화하기 때문에, 블레이드를 바람에 대해 적절히 정렬하여 블레이드에 작용하는 풍력 에너지의 양을 최대화할 수 있도록 나셀은 타워 상에 회전가능하게 설치된다.

풍력 발전기의 내부에 설치되는 발전기 및 관련 설비는 타워의 상부에 위치되는 플랫폼 상에 설치된다.

한편, 풍력 발전기의 타워 내부에는 통로가 형성된다. 타워 내부의 통로 에는 일반적으로 사다리가 제공되어, 나셀 내부의 발전기 및 관련 설비의 유지 및 보수를 위하여 발전기 및 관련 설비로 접근할 수 있도록 한다.

한편, 타워 내부에 형성된 통로에는 지상으로부터 나셀 내부에 설치된 발전기 및 설비까지 연장된 복수의 케이블이 위치된다.

타워 내부에 위치되는 케이블은 발전기로부터 전력망까지 전기를 전송하거나, 또는 나셀 내에 설치된 발전기 및 관련 설비에 전력 및 제어 명령(controls)을 제공하는데 사용된다.

풍력 발전기가 작동하는 경우 바람의 방향에 따라 나셀이 타워에 대하여 회전하는 경우가 발생하는데, 나셀이 회전하면 그와 함께 발전기 및 관련 설비도 회전하게 된다. 이때, 나셀 내부의 발전기 및 관련 설비에 연결된 케이블도 나셀과 함께 회전한다.

나셀이 회전할 경우, 나셀과 함께 회전하는 케이블은 나셀 또는 타워 내부의 일측, 예를 들어 플랫폼의 일 모서리부 또는 타워 내의 사다리 등과 접촉하여 마찰이 발생될 수 있다.

이 때, 케이블이 타워 및 나셀 내부의 일측과 계속 마찰을 일으키게 되면 시간이 경과함에 따라 케이블이 마모되거나 절단될 수 있다.

이와 같이 케이블이 손상되면, 풍력 터빈 발전기의 손상, 예를 들어, 설비의 단락이나 화재를 일으키거나, 케이블 수리 또는 교체를 위하여 상당한 정지 시간(down time)을 야기할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 소정의 구조물 내부에 상하로 연장된 케이블이 손상되지 않도록 소정의 구조물 내부에 설치되는 케이블 보호 구조체를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 케이블을 보호하는 케이블 보호 구조체를 구비한 풍력 발전기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구조물 내부에 상하로 연장 배치되는 케이블을 보호하기 위한 케이블 보호 구조체로서, 상기 구조물 내부에 위치 고정되며, 상하 방향으로 개방된 개구를 구비한 베이스; 및 상기 개구에, 상하 방향으로 연장된 축을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 상기 케이블이 관통하는 홀을 구비한 케이블 보호부를 포함하되, 상기 케이블 보호부는, 제 1 고리 부재; 상기 제 1 고리 부재에 내접하여 결합되며 상기 홀이 형성된 케이블 고정부 및 상기 제 2 고리 부재가 상기 개구의 내주면을 따라 자전할 수 있도록 상기 제 2 고리 부재와 상기 내주면 사이에 위치되는 가이딩 수단을 포함하는 케이블 보호 구조체가 제공된다.

삭제

상기 제 1 고리 부재와 동심축 상으로 배열되며, 상기 케이블 고정부에 내접하여 상기 케이블 고정부를 지지하는 제 2 고리 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 케이블 보호부는 상기 제 1 고리 부재, 상기 케이블 고정부 및 상기 제 2 고리 부재를 결합시키기 위한 결합부를 더 포함할 수 있다.

상기 결합부는 상기 제 1 고리 부재, 상기 케이블 고정부 및 상기 제 2 고리 부재를 관통하여 상호 결합되는 볼트 및 너트를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 케이블 고정부는 링 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 케이블 고정부는, 상기 제 1 고리 부재가 외접하는 링 형태의 제 1 케이블 고정 부재; 및 상기 제 2 고리 부재가 내접하는 링 형태의 제 2 케이블 고정 부재를 포함하고, 상기 제 1 케이블 고정 부재의 내주면 및 상기 제 2 케이블 고정 부재의 외주면 중 적어도 일부가 서로 접하도록 형성될 수 있다.

상기 제 1 케이블 고정 부재는 한 쌍의 반원형 케이블 고정 부재가 상호 결합되는 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 제 1 케이블 고정 부재의 내주면 및 상기 제 2 케이블 고정 부재의 외주면에는 각각 케이블 수용홈이 형성되며, 상기 제 1 케이블 고정 부재의 내주면에 형성된 케이블 수용홈 및 상기 제 2 케이블 고정 부재의 외주면에 형성된 케이블 수용홈이 결합하여 상기 홀을 형성할 수 있다.

한편, 상기 케이블 고정부는 외주부가 상기 제 1 고리 부재에 접하고, 내주부가 상기 제 2 고리 부재에 접하되, 상기 외주부 또는 상기 내주부 측에 케이블 수용홈이 형성된 링 형태의 제 3 케이블 고정 부재 및 상기 제 3 케이블 고정 부재의 케이블 수용홈에 결합하여 상기 홀을 형성하는 제 4 케이블 고정 부재를 포함할 수 있다.

한편, 상기 케이블 고정부는, 일측면이 상기 제 1 고리 부재에 접하고 타측면이 상기 제 2 고리 부재에 접하되, 또 다른 측면에 케이블 수용홈이 형성된 원호 형상의 제 5 케이블 고정 부재를 포함하되, 상기 제 5 케이블 고정 부재 복수 개가 연속 또는 비연속적으로 상기 제 1 고리 부재와 상기 제 2 고리 부재 사이에 이웃하여 배치됨으로써 상기 케이블 고정부가 형성되고, 서로 이웃하여 배열되는 두 개의 상기 제 5 케이블 고정 부재의 케이블 수용홈이 결합하여 상기 홀이 형성될 수 있다.

한편, 상기 케이블 고정부는 탄성 중합체로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 홀은 복수 개로 형성되며, 상기 복수개의 홀은 상기 동심축의 원주 방향을 따라 상호 이격되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 제 1 고리 부재 및 상기 제 2 고리 부재의 단면은 사각형 또는 'ㄷ'자형일 수 있다.

한편, 상기 가이딩 수단은 볼 캐스터 또는 롤러이며, 상기 볼 캐스터 또는 상기 롤러는 상기 제 1 고리 부재의 외주면에 복수 개로 형성될 수 있다.

한편, 상기 가이딩 수단은, 상기 개구의 외측부에 위치되는 링형 가이드 레일; 상기 제 2 고리 부재의 외주면에 일단부가 결합되며 상기 개구의 외측부 방향으로 연장된 가이딩 암; 및 상기 가이딩 암의 타단부에 형성되어 상기 가이드 레일을 따라 이동할 수 있는 가이드 부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 블레이드, 상기 블레이드를 회전가능하게 지지하는 나셀 및 상기 나셀을 지지하며 내부에 상하 방향으로 배열된 케이블을 구비한 타워를 포함하는 풍력 발전기로서, 상기 타워 내부에 전술한 바와 같은 케이블 보호 구조체를 구비하되, 상기 베이스가 링 형태로 이루어지고, 상기 링 형태의 베이스의 외주면이 상기 타워의 내주면에 결합되는 풍력 발전기가 제공된다.

이 때, 상기 개구는 상기 타워의 중앙부에 위치될 수 있다.

이 때, 상기 케이블 보호 구조체는 상기 타워의 내부에 상하 방향으로 복수 개 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 케이블 보호 구조체가 설치된 구조물 내부에 위치되는 케이블은 구조물 내부에 케이블이 부딪힘으로써 파손되거나 손상되지 않고 안전하게 보호될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체가 풍력 발전기의 타워 내부에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A부분의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체의 케이블 보호부의 사시도이다.
도 4는 도 3의 부분 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체에서 케이블 보호부의 제 1 고리 부재의 다른 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체에서 케이블 고정부의 다른 예이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체에서 케이블 고정부의 또 다른 예이다.
도 7b는 도 7a의 케이블 고정부가 제 1 고리 부재 및 제 2 고리 부재와 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체의 작동 상태를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체에 케이블이 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체의 사시도로서, 케이블이 제거된 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10에서 XI-XI의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체의 작동 상태를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체가 풍력 발전기의 타워 내부에 설치된 상태를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에서 A부분의 부분 확대도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체의 케이블 보호부의 사시도이다. 도 4는 도 3의 부분 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)는 풍력 발전기(1)의 타워(4) 내부에 설치되어, 타워(4)의 내부에 상하 방향으로 배열된 케이블(10)이 타워(4) 내부에서 손상되는 것을 방지할 수 있다.

보다 상세히, 풍력 발전기(1)의 타워(4) 내부에 상하 방향으로 배열되는 케이블(10)은 풍력 발전기(1)의 블레이드를 회전가능하게 지지하는 나셀(2)에 설치되는 발전기 및 관련 설비들과 연결되며 타워(4)의 내부를 지나 지상으로 연결된다. 이 때, 복수의 케이블(10)들은, 나셀(2)이 회전하여 케이블들이 나셀(2)을 따라 타워 내부에서 회전하더라도 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)에 의하여 안전하게 회전되거나 위치 변경되어 파손이 방지될 수 있다.

이 때, 타워(4) 내부에 설치되는 케이블 보호 구조체(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이블(10)의 연장 방향으로, 즉 상하 방향으로 타워(4) 내부에 복수 개가 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 풍력 발전기 내에 케이블 보호 구조체가 설치되는 것으로 예시하였으나, 본 발명에 따른 케이블 보호 구조체는 풍력 발전기 이외에 케이블이 상하 방향으로 배열되는 소정의 구조물 내에 케이블을 보호하거나 가이드하기 위하여 설치될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 케이블 보호 구조체(100)의 보다 상세한 구성에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)는 베이스(110) 및 케이블 보호부(120)를 포함한다.

베이스(110)는 케이블 보호 구조체(100)가 설치되는 구조물, 예를 들어 풍력 발전기(1)의 타워(4) 내부에 위치 고정되며, 케이블 보호부(120)를 지지하는 역할을 한다.

베이스(110)에는 개구(114)가 형성되고, 상기 개구(114)에 케이블 보호부(120)가 설치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스(110)는 링 형태로 이루어져 그 외주면이 타워(4)의 내주면에 결합되도록 형성된다. 이 때, 개구(114)는 타워(4)의 중앙부에 위치될 수 있다.

베이스(110)는 타워(4)와 동일한 소재로 이루어질 수 있으며, 타워(4)와 일체로 형성될 수도 있으나, 베이스(110)의 구조 및 재료는 이에 한정되지 않으며, 타워에 결합될 수 있는 구조물이라면 어떠한 구조로든 형성될 수 있다.

한편, 개구(114)가 형성된 베이스(110)의 내주면에는 후술하는 케이블 보호부(120)의 가이딩 수단(170)이 가이드될 수 있도록 가이드 홈(도 4의 112)이 형성될 수 있다.

한편, 케이블 보호부(120)는 베이스(110)의 개구(114)에 회전가능하게 설치되며 케이블(10)이 관통하는 케이블 관통홀(180)을 구비하여 상하 방향으로 연장된 케이블(10)을 보호할 수 있다.

보다 상세히, 도 3 및 도 4를 참조하면, 케이블 보호부(120)는 제 1 고리 부재(160), 제 2 고리 부재(190), 케이블 고정부(130) 및 가이딩 수단(170)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호부(120)는 링 형태로 이루어지는 제 1 고리 부재(160) 및 제 2 고리 부재(190) 사이에 케이블(10)이 관통할 수 있는 케이블 관통홀(180)이 형성된 케이블 고정부(130)가 배치된다. 그리고, 제 1 고리 부재(160), 제 2 고리 부재(190) 및 케이블 고정부(130)는 가이딩 수단(170)에 의하여 개구(114) 내에서 회전할 수 있도록 형성된다.

보다 상세히, 제 1 고리 부재(160)는 케이블 보호부(120)를 구성하는 구성 요소 중 케이블 보호부(120)의 회전 중심을 기준으로 케이블 보호부(120)의 외측에 위치되어, 후술하는 케이블 고정부(130)의 외주면을 지지하기 위한 구성이다.

제 1 고리 부재(160)는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 단면이 사각형으로 이루어지며 링 형태인 강성 부재로 형성될 수 있다. 이 때, 제 1 고리 부재(160)는 내주면 측에 홈을 구비하여 단면이 ㄷ자인 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 제 1 고리 부재(160)의 내주부에는 제 1 고리 부재(160)와 소정 간격 이격되어 제 2 고리 부재(190)가 위치된다. 제 2 고리 부재(190)는 케이블 고정부(130)의 내주면 측에 위치되어 케이블 고정부(130)를 지지한다.

제 2 고리 부재(190)는 제 1 고리 부재(160)와 동심축 상에 위치되며 제 1 고리 부재(160)보다 작은 지름을 갖도록 형성된다.

제 2 고리 부재(190)도 제 1 고리 부재(160)와 유사하게 사각형 단면으로 이루어질 수 있다.

이 때, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2 고리 부재(190')는 외주면 측에 홈(196)을 구비하여 단면이 'ㄷ'자인 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이 제 2 고리 부재(190')의 외주면에 홈(196)이 형성된 경우 케이블 고정부(130)의 내주면이 홈(196)에 삽입되도록 결합됨으로써 케이블 고정부(130)의 내주면 측이 보다 견고하게 지지될 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 케이블 보호부(120)는 제 1 고리 부재(160), 케이블 고정부(130) 및 제 2 고리 부재(190)를 상호 결합시키기 위하여 결합부(20)를 포함할 수 있다. 결합부(20)는 제 1 고리 부재(160), 케이블 고정부(130) 및 제 2 고리 부재(190)를 관통하여 결합되는 볼트(22) 및 너트(24)를 포함할 수 있다. 제 1 고리 부재(160), 케이블 고정부(130)의 제 1 케이블 고정 부재(150) 및 제 2 케이블 고정 부재(140), 그리고 제 2 고리 부재(190)에는 볼트(22)가 관통할 수 있도록 각각 홀(165, 155, 145, 195)들이 형성된다. 이 때, 결합부(20)는 케이블 보호부(120)의 원주 방향으로 복수개가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 결합부(20)가 제 1 고리 부재(160), 케이블 고정부(130) 및 제 2 고리 부재(190)를 상호 결합시킴으로써 케이블 보호부(120)가 일체로 움직일 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제 1 고리 부재(160), 케이블 고정부(130) 및 제 2 고리 부재(190)를 상호 결합시키기 위하여 볼트 및 너트로 이루어지는 결합부(20)를 예시하였으나, 결합부(20)는 제 1 고리 부재(160), 케이블 고정부(130) 및 제 2 고리 부재(190)를 상호 결합시킬 수 있는 다양한 방식의 결합 수단을 포함할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 제 1 고리 부재(160) 및 제 2 고리 부재(190)가 케이블 고정부(130)의 외주면측 및 내주면측에서 상호 결합되어 케이블 고정부(130)를 지지하도록 구성하였으나, 제 1 고리 부재(160)만으로 케이블 고정부(130)를 지지하도록 할 경우 제 2 고리 부재(190)를 생략하는 것도 가능하다.

그리고, 본 실시예에서 제 1 고리 부재(160) 및 제 2 고리 부재(190)의 구성은 링 형태로서 사각 형태의 단면 또는 'ㄷ'자 형태의 단면을 갖도록 하였으나, 제 1 고리 부재(160) 및 제 2 고리 부재(190)의 형태는 케이블 고정부(130)를 지지할 수 있는 형태라면 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 고리 부재(160)의 외주부에는 가이딩 수단(170)이 설치된다. 가이딩 수단(170)은 제 1 고리 부재(160)가 개구(114) 내측에서 제 1 고리 부재(160)의 중심축을 중심으로 회전할 수 있도록 하기 위한 구성요소이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 고리 부재(160)에 설치되는 가이딩 수단(170)은 볼 캐스터이다.

이 때, 볼 캐스터는 복수 개로 형성될 수 있다. 그리고, 도 3 및 4에서 알 수 있는 바와 같이, 볼 캐스터는 제 1 고리 부재(160)의 외주면을 따라 동일한 간격으로 이격되도록 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 볼 캐스터의 단부는, 개구(114)의 내주면에 형성된 가이드 홈(112)의 내측면(118)에 접하여 가이드 홈(112)을 따라 이동할 수 있도록 형성된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 가이딩 수단(170)이 볼 캐스터로 구현되었으나, 가이딩 수단(170)은 볼 캐스터 이외에 제 1 고리 부재(160)에 결합되어 개구(114) 내측에서 제 1 고리 부재(160)가 회전할 수 있도록 하는 구성 요소라면 어떠한 구성요소로든 형성될 수 있다. 예를 들어, 롤러와 같은 구름 부재가 가이딩 수단(170)으로 이용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 고리 부재(160)와 제 2 고리 부재(190) 사이에는 케이블 고정부(130)가 위치된다. 케이블 고정부(130)에는 상하 방향으로 개방된 케이블 관통홀(180)이 형성된다.

보다 상세히, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 고정부(130)는 제 1 케이블 고정 부재(150) 및 제 2 케이블 고정 부재(140)를 포함한다.

제 1 케이블 고정 부재(150)는 링 형태로 이루어지며, 외주면(154)이 제 1 고리 부재(160)의 내주면(162)에 접하여 고정되도록 형성된다.

제 1 케이블 고정 부재(150)의 내주면(152) 측에는 복수의 케이블 수용홈(151)이 형성된다. 케이블 수용홈(151)은 반원형 단면을 갖도록 형성되며, 제 1 케이블 고정 부재(150)의 내주면(152)을 따라 서로 접하거나 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 케이블 수용홈의 크기, 위치 및 수는 타워에 상하 방향으로 연장되는 케이블의 굵기, 위치 및 수에 따라 다양하게 이루어질 수 있다.

한편, 제 1 케이블 고정 부재(150)의 내주부 측에는 제 2 케이블 고정 부재(140)가 위치된다. 제 2 케이블 고정 부재(140)는 링 형태로 이루어지며 외주면(144)이 제 1 케이블 고정 부재(150)의 내주면(152)에 접하도록 형성된다. 제 2 케이블 고정 부재(140)의 내주면(142)은 제 2 고리 부재(190)의 외주면(194)에 접하여 고정되도록 형성된다.

이 때, 제 1 케이블 고정 부재(150)는 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 반원형 케이블 고정 부재(150a, 150b)가 상호 결합되는 형태로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 케이블 고정 부재(150)가 한 쌍의 반원형 케이블 고정 부재(150a, 150b)로 형성될 경우, 상기 제 1 케이블 고정 부재(150)의 내주면에 형성된 케이블 수용홈(151)과 상기 제 2 케이블 고정 부재(140)의 외주면에 형성된 케이블 수용홈(141)을 용이하게 결합시킬 수 있다.

그러나 상기 제 1 케이블 고정 부재(150)는 링 형상으로 일체화되어 형성될 수도 있다.

제 1 케이블 고정 부재(150)의 내주면(152) 측에는 제 2 케이블 고정 부재(140)의 외주면(144)에 형성된 케이블 수용홈(141)이 형성된 위치에 대응하여 케이블 수용홈(151)이 형성된다.

이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 케이블 고정 부재(140)의 케이블 수용홈(141)과 제 1 케이블 고정 부재(150)의 케이블 수용홈(151)이 결합하여 케이블 관통홀(180)을 형성한다.

한편, 제 1 케이블 고정 부재(150) 및 제 2 케이블 고정 부재(140)는 탄성 중합체로 형성될 수 있다. 이와 같이 제 1 케이블 고정 부재(150) 및 제 2 케이블 고정 부재(140)가 탄성 중합체로 형성되면, 케이블(10)이 관통되는 케이블 관통홀(180)의 내주면이 탄성적으로 이루어질 수 있으므로, 케이블(10)이 케이블 관통홀(180)의 내주면과 부딪히더라도 케이블(10)의 외표면이 손상을 입지 않을 수 있다.

한편, 제 1 고리 부재(160) 및 제 2 고리 부재(190) 사이에 위치되는 케이블 고정부(130)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 링형 부재, 즉 제 1 케이블 고정 부재(150) 및 제 2 케이블 고정 부재(140)가 결합되는 형태 이외에 다양한 결합 구조로 이루어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)에서 케이블 고정부의 다른 예이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)에서 케이블 고정부의 또 다른 예이다.

도 6을 참조하면, 케이블 고정부(130)는 제 3 케이블 고정 부재(340)와 제 4 케이블 고정 부재(350)를 포함할 수 있다.

제 3 케이블 고정 부재(340)는 링 형태로 이루어지며, 외주면(344)이 제 1 고리 부재(160)의 내주면(162)에 접하고, 내주면(342)이 제 2 고리 부재(190)의 외주면(194)에 접하도록 형성될 수 있다.

이 때, 제 3 케이블 고정 부재(340)의 내주면(342) 또는 외주면(344) 측에는 케이블 수용홈(341)이 형성된다. 도 6에는 제 3 케이블 고정 부재(340)의 외주면 측에 케이블 수용홈(341)이 형성된 구성이 도시되어 있다.

한편, 제 3 케이블 고정 부재(340)에 결합되는 제 4 케이블 고정 부재(350)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 3 케이블 고정 부재(340)의 케이블 수용홈(341)에 제 3 케이블 고정 부재(340)의 외측으로부터 끼워져 결합될 수 있는 형태로 이루어진다.

제 4 케이블 고정 부재(350)의 일측에는 제 3 케이블 고정 부재(340)의 케이블 수용홈(341)에 대응하는 케이블 수용홈(351)이 형성된다.

이에 따라, 제 4 케이블 고정 부재(350)가 제 3 케이블 고정 부재(340)의 케이블 수용홈(341)에 끼워졌을 때 제 3 케이블 고정 부재(340)의 케이블 수용홈(341)과 제 4 케이블 고정 부재(350)의 케이블 수용홈(351)이 케이블 관통홀(180)을 형성한다.

제 3 케이블 고정 부재(340)와 제 4 케이블 고정 부재(350)가 결합된 후 상태는 제 1 케이블 고정 부재(150) 및 제 2 케이블 고정 부재(140)가 결합된 후 상태와 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 제 3 케이블 고정 부재(340)와 제 4 케이블 고정 부재(350)의 결합은 볼팅 또는 용접 등 기 공지된 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

한편, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 케이블 고정부(130)는 복수의 제 5 케이블 고정 부재(440)를 이웃하여 배열함으로써 형성될 수 있다.

보다 상세히, 도 7a를 참조하면, 제 5 케이블 고정 부재(440)는 일 측면(442)이 제 2 고리 부재(190)의 외주면(194)에 접하고, 반대 측면(444)이 제 1 고리 부재(160)의 내주면(162)에 접하는 원호형 부재로 이루어질 수 있다.

이 때, 도 7a에서 알 수 있는 바와 같이, 제 5 케이블 고정 부재(440)의 상기 일 측면과 반대 측면 사이의 측면(446) 중앙에 케이블 수용홈(441)이 형성된다.

이에 따라 제 5 케이블 고정 부재(440)는 서로 이웃하여 제 5 케이블 고정 부재(440)가 결합되면 그 접면에 케이블 관통홀(180)이 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 5 케이블 고정 부재(440)가 서로 이웃하여 연속적으로 배열되면, 앞선 두 예와 유사하게 링형 케이블 고정부가 형성될 수 있다.

이 때, 제 5 케이블 고정 부재(440)는 원주 방향으로 연속적으로 이웃하게 배열되지 않고 불연속적으로, 즉 서로 이격되게 배열될 수도 있다. 예를 들어, 케이블 관통홀(180)이 필요하지 않은 위치에서는 제 5 케이블 고정 부재(440)를 서로 이격시킨 상태로 제 1 고리 부재(160) 및 제 2 고리 부재(190) 사이에 위치시킬 수도 있을 것이다.

한편, 제 3 케이블 고정 부재 내지 제 5 케이블 고정 부재의 재질은 제 1 및 제 2 케이블 고정 부재의 재질과 동일하게 탄성 중합체로 형성될 수 있다.

이상에서는 케이블 고정부(130)를 형성할 수 있는 여러가지 형태의 케이블 고정 부재의 형태 및 그 결합에 대하여 설명하였으나, 본 실시예에서 설명되지 않은 다양한 형태의 케이블 고정 부재가 존재할 수 있는 바, 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 범위 내에서 복수의 케이블 고정 부재를 이용하여 케이블 고정부를 형성하는 것은 본 발명의 사상 범위 내에 속하는 것으로 인정되어야 할 것이다.

한편, 이상에서 설명한 바와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 케이블 보호 구조체(100)의 작동을 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)의 작동 상태를 도시한 평면도이다.

도1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)는 타워(4)의 내부에 설치된 상태에서 케이블(10)이 케이블 고정부(130)의 케이블 관통홀(180)을 지나도록 형성된다.

타워(4) 내부에 설치된 케이블(10)은 나셀(2)이 회전하지 않는 경우 그 위치가 변경되지 않고 움직일 필요가 없으므로 케이블(10)의 표면에 별다른 손상을 입지 않는다.

만일 나셀(2)이 회전하면, 케이블(10)도 나셀과 함께 회전한다. 이 때, 타워(4)에 설치된 나셀(2)의 회전 각도는 0도 이상에서 360도(한바퀴 회전)로부터 720도(두바퀴 회전)에 까지 이를 수 있다.

나셀(2)이 타워(4)에 대하여 720도를 회전하는 경우를 고려하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)가 설치되어 있지 않은 풍력 발전기의 케이블은 타워(4)의 상측부가 타워(4)의 하측부에 대하여 두바퀴 회전된 상태이므로 타워의 상측부로부터 하측부까지 연장된 케이블도 최대 두바퀴 꼬인 상태가 된다.

이 때, 나셀(2)이 회전되는 동안 케이블(10)이 함께 회전하거나 꼬이면, 케이블(10)이 회전하거나 꼬이는 동안 타워(4)의 플랫폼 또는 타워(4) 내부의 일부와 부딪히면 케이블(10)이 손상될 수 있다.

이와 같은 손상을 방지하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(100)가 설치된 풍력 발전기 내에서는 케이블 고정부(130)에 형성된 케이블 관통홀(180)을 통하여 케이블(10)이 지나도록 형성되고, 도 8에 도시된 바와 같이 케이블 고정부(130)가 타워(4) 내부에 설치된 베이스의 개구 내에서 회전할 수 있도록 구성된다.

이와 같이 케이블(10)이 지나는 케이블 고정부(130)가 개구 내에서 회전할 수 있는 경우 나셀(2)이 회전하더라도 케이블 고정부(130)가 그와 함께 회전할 수 있기 때문에 케이블(10)이 심하게 꼬이는 경우가 발생하지 않는다.

그리고, 케이블 고정부(130)에는 복수의 케이블이 지나도록 형성되는데, 케이블 고정부(130)를 지나는 케이블(10)은 상대적인 위치가 서로 고정되어 있다.

따라서, 나셀(2)이 회전하는 동안에도 케이블 고정부(130)가 케이블(10)을 상대적으로 위치 고정하고 있으므로 케이블 고정부가 멈추어 있는 동안, 그리고 케이블 고정부가 회전하는 동안에도 서로 이웃하는 케이블 간에 서로 부딪히는 일이 발생하지 않는다.

또한, 케이블 고정부(130)는 케이블(10)을 타워(4)의 내주면으로부터 이격시키기 때문에 나셀(2)이 회전하더라도 케이블(10)이 움직이는 동안 타워(4)의 내주면에 부딪히는 문제점이 발생하지 않는다.

또한 케이블 고정부(130)를 형성하는 탄성 중합체는 케이블을 탄성적으로 지지하므로 케이블 고정부(130) 자체의 회전 또는 움직임이 케이블을 손상시키지 않는다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 실시예에서 설명한 케이블 보호 구조체의 구성 요소 중 가이딩 수단은 볼 캐스터 또는 롤러와 다른 구성으로 이루어질 수도 있다. 이하 도면을 달리하여 본 발명의 다른 실시예에 다른 케이블 보호 구조체에 대하여 설명한다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(200)를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성에 대하여는 상세한 설명을 생략하도록 하고 전술한 실시예와 구별되는 구성을 중심으로 케이블 보호 구조체를 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(200)에 케이블이 설치된 상태를 도시한 사시도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(200)의 사시도로서, 케이블이 제거된 상태를 도시한 사시도이다. 도 11은 도 10에서 XI-XI의 단면도이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(200)의 작동 상태를 도시한 평면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 보호 구조체(200)는, 베이스(210) 및 케이블 보호부(220)를 포함하고, 케이블 보호부(220)는 제 1 고리 부재(260), 케이블 고정부(230), 제 2 고리 부재(290) 및 가이드부(270)를 포함한다.

이 때, 제 1 고리 부재(260), 케이블 고정부(230) 및 제 2 고리 부재(290)는 전술한 실시예와 동일한 구성으로 이루어질 수 있는 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블 구조체(200)는 케이블 보호부(220)의 가이딩 수단으로서 볼 캐스터 대신 가이드부(270)를 포함한다.

도 11을 참조하면, 가이드부(270)는 가이딩 암(272), 가이드 부재(274) 및 가이드 레일(276)을 포함한다.

가이딩 암(272)은 일측이 제 1 고리 부재(260)에 결합되며, 타측이 제 1 고리 부재(260)로부터 외측으로 연장된 바 형태로 이루어진다. 이 때, 가이딩 암(272)의 외측 단부에는 가이드 부재(274)가 결합된다.

도 11을 참조하면, 가이드 부재(274)의 상단부는 가이딩 암(272)의 외측단 하부면에 결합되고, 가이드 부재(274)의 하부는 가이드 레일(276) 상에 설치된다.

가이드 레일(276)은 베이스 개구(214)의 내주면 측에 링 형태로 설치된다. 이 때, 가이드 레일(276)은 케이블 고정부(230)와 동심축 상으로 배열된다. 이에 따라 가이드 부재(274)는 가이드 레일(276)을 따라 개구(214)의 내주면 주위를 회전할 수 있다.

이 때, 가이드 레일(276) 및 가이드 부재(274)는 공지된 다양한 형태의 리니어 가이드를 이용하여 구성할 수 있는 바, 가이드 부재가 가이드 레일에 결합되는 구성 및 그 작동에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 가이드부(270)는 제 1 고리 부재(260)의 외주부에 상호 이격된 상태로 복수 개 위치될 수 있다. 이에 따라 가이드부(270)는 제 1 고리 부재(260), 케이블 고정부(230) 및 제 2 고리 부재(290)를 지지하는 한편, 제 1 고리 부재(260), 케이블 고정부(230) 및 제 2 고리 부재(290)가 타워(4) 내부에서 타워(4)의 중심축을 중심으로 회전할 수 있도록 한다.

가이드부(270)의 작동에 따른 케이블 보호부(220)의 작동은 전술한 실시예에서와 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 케이블 보호 구조체는 케이블 고정부가 타워 내부에 배치되는 케이블의 상하 배열된 상대적인 위치를 고정시키도록 구성되며, 케이블 고정부 자체가 타워 내부에서 회전할 수 있다.

이에 따라, 타워 상측의 나셀이 회전하더라도 케이블이 심하게 꼬이는 것이 방지되며, 또한 케이블이 타워 내부에서 움직이더라도 타워 내측에서 케이블의 표면이 손상되지 않을 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 풍력 발전기 2 나셀
4 타워 10 케이블
100 200 케이블 보호 구조체 110 210 베이스
112 볼 보호 홈 120 220 케이블 보호부
130 230 케이블 고정부 140 240 제 2 케이블 고정 부재
150 250 제 1 케이블 고정 부재 160 260 제 1 고리 부재
170 가이딩 수단 172 볼 캐스터
180 280 케이블 관통홀 190 290 제 2 고리 부재
270 가이드부

Claims

구조물 내부에 상하로 연장 배치되는 케이블을 보호하기 위한 케이블 보호 구조체로서,
상기 구조물 내부에 위치 고정되며, 상하 방향으로 개방된 개구를 구비한 베이스; 및
상기 개구에, 상하 방향으로 연장된 축을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 상기 케이블이 관통하는 홀을 구비한 케이블 보호부를 포함하되,
상기 케이블 보호부는,
제 1 고리 부재;
상기 제 1 고리 부재에 내접하여 결합되며 상기 홀이 형성된 케이블 고정부 및
상기 제 1 고리 부재가 상기 개구의 내주면을 따라 자전할 수 있도록 상기 제 1 고리 부재와 상기 개구의 내주면 사이에 위치되는 가이딩 수단을 포함하는, 케이블 보호 구조체.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 고리 부재와 동심축 상으로 배열되며, 상기 케이블 고정부에 내접하여 상기 케이블 고정부를 지지하는 제 2 고리 부재를 더 포함하는, 케이블 보호 구조체.
제 3 항에 있어서,
상기 케이블 보호부는 상기 제 1 고리 부재, 상기 케이블 고정부 및 상기 제 2 고리 부재를 결합시키기 위한 결합부를 더 포함하는, 케이블 보호 구조체.
제 4 항에 있어서,
상기 결합부는 상기 제 1 고리 부재, 상기 케이블 고정부 및 상기 제 2 고리 부재를 관통하여 상호 결합되는 볼트 및 너트를 포함하는, 케이블 보호 구조체.
제 3 항에 있어서,
상기 케이블 고정부는 링 형태로 이루어지는 케이블 보호 구조체.
제 6 항에 있어서,
상기 케이블 고정부는,
상기 제 1 고리 부재가 외접하는 링 형태의 제 1 케이블 고정 부재; 및
상기 제 2 고리 부재가 내접하는 링 형태의 제 2 케이블 고정 부재를 포함하고,
상기 제 1 케이블 고정 부재의 내주면 및 상기 제 2 케이블 고정 부재의 외주면 중 적어도 일부가 서로 접하도록 형성되는, 케이블 보호 구조체.
제 7항에 있어서,
상기 제 1 케이블 고정 부재는 한 쌍의 반원형 케이블 고정 부재가 상호 결합되는 형태로 이루어지는, 케이블 보호 구조체.
제 7항에 있어서,
상기 제 1 케이블 고정 부재의 내주면 및 상기 제 2 케이블 고정 부재의 외주면에는 각각 케이블 수용홈이 형성되며,
상기 제 1 케이블 고정 부재의 내주면에 형성된 케이블 수용홈 및 상기 제 2 케이블 고정 부재의 외주면에 형성된 케이블 수용홈이 결합하여 상기 홀을 형성하는, 케이블 보호 구조체.
제 3항에 있어서,
상기 케이블 고정부는
외주부가 상기 제 1 고리 부재에 접하고, 내주부가 상기 제 2 고리 부재에 접하되, 상기 외주부 또는 상기 내주부 측에 케이블 수용홈이 형성된 링 형태의 제 3 케이블 고정 부재 및
상기 제 3 케이블 고정 부재의 케이블 수용홈에 결합하여 상기 홀을 형성하는 제 4 케이블 고정 부재를 포함하는, 케이블 보호 구조체.
제 3항에 있어서,
상기 케이블 고정부는,
일측면이 상기 제 1 고리 부재에 접하고 타측면이 상기 제 2 고리 부재에 접하되, 또 다른 측면에 케이블 수용홈이 형성된 원호 형상의 제 5 케이블 고정 부재를 포함하되,
상기 제 5 케이블 고정 부재는 복수 개가 연속 또는 비연속적으로 상기 제 1 고리 부재와 상기 제 2 고리 부재 사이에 이웃하여 배치됨으로써 상기 케이블 고정부가 형성되고,
서로 이웃하여 배열되는 두 개의 상기 제 5 케이블 고정 부재의 케이블 수용홈이 결합하여 상기 홀이 형성되는, 케이블 보호 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 케이블 고정부는 탄성 중합체로 이루어지는 케이블 보호 구조체.
제 3항에 있어서,
상기 홀은 복수 개로 형성되며, 상기 복수개의 홀은 상기 동심축의 원주 방향을 따라 상호 이격되도록 형성되는, 케이블 보호 구조체.
제 3항에 있어서,
상기 제 1 고리 부재 및 상기 제 2 고리 부재의 단면은 사각형 또는 'ㄷ' 자형인, 케이블 보호 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 가이딩 수단은 볼 캐스터 또는 롤러이며,
상기 볼 캐스터 또는 상기 롤러는 상기 제 1 고리 부재의 외주면에 복수 개로 형성되는, 케이블 보호 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 가이딩 수단은,
상기 개구의 외측부에 위치되는 링형 가이드 레일;
상기 제 1 고리 부재의 외주면에 일단부가 결합되며 상기 개구의 외측부 방향으로 연장된 가이딩 암; 및
상기 가이딩 암의 타단부에 형성되어 상기 가이드 레일을 따라 이동할 수 있는 가이드 부재를 포함하는, 케이블 보호 구조체.
블레이드, 상기 블레이드를 회전가능하게 지지하는 나셀 및 상기 나셀을 지지하며 내부에 상하 방향으로 배열된 케이블을 구비한 타워를 포함하는 풍력 발전기로서,
상기 타워 내부에 제 1 항, 제 3항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 케이블 보호 구조체를 구비하되, 상기 베이스가 링 형태로 이루어지고, 상기 링 형태의 베이스의 외주면이 상기 타워의 내주면에 결합되는, 풍력 발전기.
제 17 항에 있어서,
상기 개구는 상기 타워의 중앙부에 위치되는, 풍력 발전기.
제 17 항에 있어서,
상기 케이블 보호 구조체가 상기 타워의 내부에 상하 방향으로 복수 개 배열되는, 풍력 발전기.