KR101324974B1 - Maintenance apparatus for blade of wind turbine and wind turbine having the same - Google Patents

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KR101324974B1
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박종일
김기환
송세환
정우석
정희용
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

Disclosed is a blade maintenance apparatus for a wind turbine. The apparatus according to the embodiment of the present invention includes: a frame body at which an operation unit for operating maintenance for a blade; a link supporting unit being installed at the frame body, having a running part supported by the outer surface of a tower, and changing the relative position of the frame body against the blade in response to a distance between the blade and the tower; and a tension wire being extended above and below the wind turbine, being supported by one side of the frame body, and providing a force pressurizing the frame body toward the tower.

Description

풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치 및 이를 갖춘 풍력 터빈{MAINTENANCE APPARATUS FOR BLADE OF WIND TURBINE AND WIND TURBINE HAVING THE SAME}Blade maintenance device for wind turbines and wind turbines with the same. {MAINTENANCE APPARATUS FOR BLADE OF WIND TURBINE AND WIND TURBINE HAVING THE SAME}

본 발명은 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치 및 이를 갖춘 풍력 터빈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍력 터빈의 블레이드를 유지 보수하도록 타워를 타고 이동하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치 및 이를 갖춘 풍력 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a blade maintenance apparatus for a wind turbine and a wind turbine having the same, and more particularly, to a blade maintenance apparatus for a wind turbine moving in a tower to maintain a blade of the wind turbine, and a wind turbine having the same. will be.

풍력 터빈(wind turbine)은 바람의 운동에너지를 기계적 운동을 거쳐서 전기에너지로 변환하는 장치이다. 이러한 풍력 터빈은 바람이 가진 에너지를 회전하는 동력으로 변화시켜주는 블레이드(blade)와, 다수의 블레이드를 연결하는 허브와, 저속의 블레이드 회전수를 발전기용 고속회전으로 변환하는 증속기(gearbox)와, 회전력을 전기로 바꾸는 발전기(generator)와, 풍력 터빈을 제어하기 위한 각종 시스템을 구비한다. 또 풍력 터빈은 그 최상부에 증속기, 발전기 및 각종 시스템을 내장하는 나셀(nacelle)을 구비하고, 나셀은 타워(tower)에 의해 지지된 상태로 마련된다.A wind turbine is a device that converts the kinetic energy of wind into electrical energy through mechanical movement. These wind turbines include a blade that converts the energy of the wind into a rotating power, a hub that connects multiple blades, a gearbox that converts low-speed blade rotations to high-speed rotations for generators, A generator for converting the rotational force into electricity, and various systems for controlling the wind turbine. At the top of the wind turbine, a nacelle is installed with a built-in booster, a generator and various systems, and the nacelle is supported by a tower.

한편 풍력 터빈의 블레이드 표면의 품질은 동작 효율을 유지하는데 중요한 역할을 수행하므로, 블레이드 표면에 축적된 먼지, 소금 코팅, 사망한 곤충 및 새의 분비물 등은 주기적으로 세척할 필요가 있다. 풍력 터빈 블레이드의 유지보수는 큰 크레인 또는 리프트 장치를 이용하여 시도되고 있으나, 이러한 장치의 사용은 접근성 및 비용 등의 어려움이 있게 되므로 근래에는 작업자가 풍력 터빈의 블레이드에 직접 접근하지 않고 유지보수를 수행할 수 있는 장치들이 개발되고 있다. 이러한 장치의 일 예로서, 미국공개특허 US 2009/0173573호 및 일본공개특허 특개 2008-309098호에는 풍력 터빈의 블레이드 유지보수를 위한 장치가 개시되었다.On the other hand, the quality of the blade surface of a wind turbine plays an important role in maintaining operating efficiency, so dust, salt coating, dead insects and bird discharges accumulated on the blade surface need to be periodically cleaned. Maintenance of wind turbine blades has been attempted by using large cranes or lift devices, but the use of such devices presents difficulties in accessibility and cost, so in recent years, operators perform maintenance without directly accessing the blades of the wind turbine. Devices that can do this are being developed. As an example of such a device, US Patent Publication No. 2009/0173573 and Japanese Patent Publication No. 2008-309098 disclose a device for blade maintenance of a wind turbine.

특허문헌 1: 미국공개특허 제2009-0173573호(2009.07.09 공개)Patent Document 1: US Patent Publication No. 2009-0173573 (2009.07.09 publication) 특허문헌 2: 일본공개특허 특개2008-309098호 (2008.12.25 공개)Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-309098 (published Dec. 25, 2008)

본 발명의 실시 예는 풍력 터빈의 블레이드 유지보수작업을 수행하기에 적절한 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a blade maintenance apparatus for a wind turbine suitable for performing blade maintenance operations of the wind turbine.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 터빈용 블레이드의 유지보수작업을 위하여 타워의 외면에 지지되어 이동하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치에 있어서, 상기 블레이드의 유지보수작업을 수행하기 위한 작업유닛이 설치되는 프레임 바디와, 상기 프레임 바디에 설치되고 상기 타워 외면에 지지되는 주행부를 가지며 상기 블레이드와 상기 타워의 거리에 대응하여 상기 블레이드에 대한 상기 프레임 바디의 상대적 위치를 변경하는 링크 지지장치 및 상기 풍력 터빈의 상하방향으로 연장되어 상기 프레임 바디의 일측에 지지되며 상기 프레임 바디를 상기 타워를 향해 가압하는 힘을 제공하는 장력 와이어를 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치를 제공하고자 한다.According to an aspect of the present invention, in the wind turbine blade maintenance device that is supported and moved to the outer surface of the tower for maintenance work of the blade for the wind turbine, a work unit for performing the maintenance work of the blade is installed A link support device and a wind turbine installed in the frame body and having a traveling part supported on the outer surface of the tower body to change a relative position of the frame body with respect to the blade in response to a distance between the blade and the tower. To extend in the vertical direction of the support for one side of the frame body and to provide a blade maintenance device for a wind turbine comprising a tension wire for providing a force for pressing the frame body toward the tower.

또한, 상기 프레임 바디는 상기 링크 지지장치가 설치되는 설치프레임과, 상기 작업유닛이 설치되며 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 작업 레일암을 갖는 작업프레임을 포함한다.In addition, the frame body includes a work frame having an installation frame on which the link support device is installed, and a work frame arm on which the work unit is installed and disposed to face each other.

또한, 상기 한 쌍의 작업 레일암에는 상기 작업유닛을 슬라이딩 이동 가능하게 지지하는 레일홈이 형성될 수 있다.In addition, the pair of working rail arms may be formed with a rail groove for supporting the work unit to be slidable.

또한, 상기 작업프레임은 상기 설치프레임에 회전 가능하게 설치될 수 있다.In addition, the working frame may be rotatably installed in the installation frame.

또한, 상기 링크 지지장치는 상기 프레임 바디에 연결되는 링크축과, 일단부가 각각 상기 링크축에 회전 가능하게 설치되는 컴퍼스 타입의 한 쌍의 링크부와, 상기 한 쌍의 링크부를 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 회전시키도록 상기 한 쌍의 링크부를 구동하는 링크 액츄에이터를 포함하되, 상기 주행부는 상기 링크부의 타단부에 설치될 수 있다.In addition, the link support device includes a link shaft connected to the frame body, a pair of compass-type link portions whose one end is rotatably installed on the link shaft, and the pair of link portions are separated from or near each other. And a link actuator for driving the pair of link units to rotate in a direction, wherein the driving unit may be installed at the other end of the link unit.

또한, 상기 작업프레임에는 상기 장력 와이어가 지지되며 상기 장력 와이어를 따라 회전하는 와이어 풀리가 구비될 수 있다.In addition, the work frame may be provided with a wire pulley that is supported by the tension wire and rotates along the tension wire.

또한, 상기 와이어 풀리는 상기 작업프레임의 좌우 양쪽에 한 쌍이 구비되고, 상기 장력 와이어는 상기 한 쌍의 와이어 풀리와 대응하도록 병렬 배치된 한 쌍이 마련될 수 있다.In addition, the wire pulley may be provided with a pair on both left and right sides of the work frame, the tension wire may be provided with a pair arranged in parallel to correspond to the pair of wire pulley.

또한, 상기 주행부는 무한궤도 바퀴를 포함한다.In addition, the driving unit includes a crawler wheel.

본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치는 가변되는 폭을 가지는 풍력 터빈용 블레이드의 유지보수작업을 원활히 수행할 수 있게 된다.The maintenance apparatus according to the embodiment of the present invention can smoothly perform the maintenance work of the blade for the wind turbine having a variable width.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 풍력 터빈에 설치된 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 터빈에 유지보수장치가 배치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 블레이드의 하측에 위치한 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 블레이드의 상측에 위치한 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 작업프레임이 회전된 상태를 나타낸 것이다.1 shows a state in which a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a wind turbine.
Figure 2 is a perspective view showing a state in which the maintenance device is disposed in the wind turbine according to an embodiment of the present invention.
3 is a top view of a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view of the maintenance apparatus according to the embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a state in which the maintenance device according to an embodiment of the present invention is located on the lower side of the blade.
Figure 6 shows a state in which the maintenance device according to an embodiment of the present invention is located on the upper side of the blade.
7 shows a state in which the working frame is rotated according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 풍력 터빈에 설치된 상태를 나타낸 것이다.1 illustrates a state in which a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a wind turbine.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 터빈(10)은 타워(11), 타워(11)의 상단에 장착되는 나셀(13), 나셀(13)에 회전 가능하게 결합되는 허브(15) 및 허브(15)에 결합되어 바람이 가진 에너지를 회전하는 동력으로 변화시켜주는 다수의 블레이드(17)를 포함한다. 또 나셀(13)의 내부에는 도시하지는 않았으나 저속의 블레이드(17) 회전수를 발전기용 고속회전으로 변환하는 증속기(gearbox), 회전력을 전기로 바꾸는 발전기(generator) 및 풍력 터빈을 제어하기 위한 각종 시스템이 내장될 수 있다. 다수의 블레이드(17)는 허브(15)에 방사형으로 설치되고, 바람에 의해 회전됨으로써 허브(15)를 회전시킨다. 또 허브(15)의 회전력은 주축에 연결된 증속기를 거쳐 발전기에 전달되고, 발전기는 회전되어 전기를 발생시킨다. 타워(11)는 그 높이가 대략 수십에서 백여 미터에 이르고, 그 직경은 상부로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형태를 이룬다.1, a wind turbine 10 according to an embodiment of the present invention includes a tower 11, a nacelle 13 mounted on the top of the tower 11, a hub (not shown) rotatably coupled to the nacelle 13 And a plurality of blades 17 coupled to the hub 15 to convert the energy of the wind into rotational power. Inside the nacelle 13, a gearbox for converting the rotational speed of the blade 17 at a low speed into a high-speed rotation for the generator, a generator for converting the rotational force into electric power, and various other components for controlling the wind turbine The system can be embedded. A plurality of blades 17 are radially installed on the hub 15 and rotate the hub 15 by being rotated by the wind. The rotational force of the hub 15 is transmitted to the generator via the accelerator connected to the main shaft, and the generator is rotated to generate electricity. The tower 11 has a height of about tens to hundreds of meters, and its diameter is tapered to become narrower toward the upper part.

한편 다수의 블레이드(17)는 장시간 사용됨에 따라 파손되거나 그 표면에 이물질들이 부착될 수 있고, 이러한 파손 여부를 검출하거나 이물질들을 제거하기 위한 유지보수장치(20)는 타워(11)의 외면을 타고 블레이드(17)의 상하 방향으로 상승 및 하강할 수 있도록 구비될 수 있다.On the other hand, the plurality of blades 17 may be damaged due to prolonged use or foreign matters may be attached to the surface thereof, and the maintenance device 20 for detecting the damage or removing the foreign matters may ride on the outer surface of the tower 11. It may be provided so as to rise and fall in the vertical direction of the blade (17).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 터빈에 유지보수장치가 배치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 측면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a state in which the maintenance device is disposed in the wind turbine according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view of a maintenance device according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment of the present invention The side view of the maintenance apparatus according to.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치(20)는 블레이드(17)의 외주면 일부를 감싸는 프레임 바디(30)와, 프레임 바디(30)에서 타워(11)의 표면을 향해 연장되며 그 단부에 타워(11)의 표면에 지지되는 주행부(50)를 갖는 링크 지지장치(40)를 포함한다.2 to 4, the maintenance apparatus 20 according to the embodiment of the present invention includes a frame body 30 surrounding a portion of the outer circumferential surface of the blade 17, and the tower 11 of the frame body 30. It includes a link support 40 having a traveling portion 50 extending toward the surface and supported at its end on the surface of the tower 11.

프레임 바디(30)는 유지보수장치(20)의 전체 무게를 줄일 수 있도록 알루미늄, 플라스틱 또는 폴리머와 같은 적절한 경량 소재로 이루어질 수 있다. 또 프레임 바디(30)는 링크 지지장치(40)가 설치되는 설치프레임(31)과, 설치프레임(31)에 결합되어 블레이드(17)의 외주면 일부를 감싸는 작업프레임(32)을 구비할 수 있다.The frame body 30 may be made of a suitable lightweight material such as aluminum, plastic or polymer so as to reduce the overall weight of the maintenance device 20. [ In addition, the frame body 30 may include an installation frame 31 on which the link support device 40 is installed, and a work frame 32 coupled to the installation frame 31 to surround a portion of the outer circumferential surface of the blade 17. .

작업프레임(32)은 설치프레임(31)에 구비된 축(31a)에 회전 가능하게 결합될 수 있으며, 블레이드(17)의 일부를 감싸도록 서로 마주하는 한 쌍의 작업 레일암(33,34)을 포함한다. 한편 본 실시 예에서는 도시하지 않았으나, 프레임 바디(30) 내에는 작업프레임(32)이 축 결합된 축(31a)을 회전시키기 위한 구동모터를 포함하는 회전장치가 내장될 수 있다. 또 본 실시 예의 한 쌍의 작업 레일암(33,34)은 설치프레임(31)에 결합된 작업프레임(32)의 양측에 구비되도록 하였으나, 한 쌍의 작업 레일암(33,34)이 각각 단독으로 설치프레임(31)의 양측에 회전 가능하게 결합될 수 있음은 물론이다. 한 쌍의 작업 레일암(33,34)에는 블레이드(17)의 유지관리작업을 수행하기 위한 작업유닛(70)이 구비될 수 있다.The work frame 32 can be rotatably coupled to the shaft 31a provided in the installation frame 31, and a pair of work rail arms 33 and 34 facing each other to surround a portion of the blade 17. It includes. On the other hand, although not shown in the present embodiment, a rotating device including a drive motor for rotating the shaft 31a to which the work frame 32 is axially coupled may be built in the frame body 30. In addition, the pair of work rail arms 33 and 34 of the present embodiment are provided on both sides of the work frame 32 coupled to the installation frame 31, but the pair of work rail arms 33 and 34 are each alone. Of course, it can be coupled to both sides of the installation frame 31 rotatably. The pair of work rail arms 33 and 34 may be provided with a work unit 70 for performing maintenance work of the blade 17.

작업유닛(70)은 블레이드(17)의 외면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 청소장치(71)와, 블레이드(17)의 결함 여부를 검출하기 위한 검사장치(72)를 포함한다. The work unit 70 includes a cleaning device 71 for removing the foreign matter attached to the outer surface of the blade 17, and an inspection device 72 for detecting whether the blade 17 is defective.

청소장치(71)는 로봇암(73)과, 로봇암(73)의 끝 부분에 설치되는 브러시(74)를 포함한다. 로봇암(73)은 다 자유도 운동이 가능한 복수의 링크와 관절부를 포함하고, 각 관절부에는 서보모터와 같은 구동수단이 설치될 수 있다. 또 청소장치(71)는 도시하지는 않았으나 브러시(74)로 세척액을 공급하는 세척액 공급장치를 더 포함할 수 있다. 세척액 공급장치는 세척액을 저장하는 탱크, 탱크에 저장된 세척액을 펌핑하는 펌프, 펌프로부터 브러시(74)로 세척액을 공급하는 유로, 브러시(74)쪽에 설치되는 노즐을 포함할 수 있다.The cleaning device 71 includes a robot arm 73 and a brush 74 installed at an end of the robot arm 73. The robot arm 73 includes a plurality of links and joints capable of multi-degree of freedom movement, and each joint may be provided with a driving means such as a servo motor. In addition, although not shown, the cleaning device 71 may further include a cleaning solution supply device for supplying a cleaning solution to the brush 74. The cleaning solution supply apparatus may include a tank storing the cleaning solution, a pump for pumping the cleaning solution stored in the tank, a flow path for supplying the cleaning solution from the pump to the brush 74, and a nozzle installed at the brush 74.

검사장치(72)는 로봇암(75)과, 로봇암(75)의 끝 부분에 설치되는 카메라(76)를 포함한다. 로봇암(75)은 다 자유도 운동이 가능한 복수의 링크와 관절부를 포함하고, 각 관절부에는 서보모터와 같은 구동수단이 설치될 수 있다. 카메라(76)로부터 블레이드(17)의 영상을 촬영하여 전송함으로써 블레이드(17)의 표면의 결함여부를 검사한다. 이러한 카메라(76)는 시각적 카메라, 적외선 카메라, 자외선 카메라, 비디오 카메라 등으로 이루어지거나, 초음파 검출기, X선 검출기와 같은 적절한 영상 장치를 포함한다.The inspection device 72 includes a robot arm 75 and a camera 76 installed at the end of the robot arm 75. The robot arm 75 includes a plurality of links and joints capable of multi-degree of freedom movement, and each joint may be provided with a driving means such as a servo motor. The image of the blade 17 is photographed and transmitted from the camera 76 to inspect whether the surface of the blade 17 is defective. Such a camera 76 may be composed of a visual camera, an infrared camera, an ultraviolet camera, a video camera, or the like, or include a suitable imaging device such as an ultrasonic detector or an X-ray detector.

한편 도시하지는 않았으나 작업유닛(70)은 동작 제어를 위한 제어부 및 전원을 공급하는 배터리, 통신을 위한 유,무선 통신부 등을 포함할 수 있다. 또 작업유닛(70)은 청소장치(71) 및 검사장치(72)를 한 쌍의 작업 레일암(33,34)에 슬라이딩 이동 가능하게 지지하기 위한 이동블록(77)을 포함한다. 이동블록(77)에는 한 쌍의 작업 레일암(33,34)에 형성된 레일홈(37)에 결합되는 다수의 롤러(78)가 마련되고, 다수의 롤러(78)는 도시하지 않은 구동모터에 의하여 회전되어 이동블록(77)을 이동시킬 수 있다. 한편 본 실시 예에서는 작업유닛(70)이 이동블록(77)에 의해 한 쌍의 작업 레일암(33,34)에 슬라이딩 이동 가능하게 마련되었으나, 이는 일 예에 불과한 것으로서, 이동블록(77)은 LM(linear motion)가이드 형태로 구비될 수 있음은 물론이다. 즉 이동블록(77)은 서보모터(servo motor)등과 같은 액츄에이터의 구동에 의하여 레일을 따라 왕복 이동하도록 구비될 수 있다. 또 작업유닛(70)은 청소장치(71) 및 검사장치(72)에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 작업유닛(70)은 도장장치, 용접장치 등 블레이드(17)의 유지보수작업을 위한 장치는 모두 포함될 것이다. 또 작업유닛(70)은 이동블록(77)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이는 블레이드(17)의 유지보수 목적에 따라서 적절한 장치를 교체할 수 있도록 하기 위함이다. 또 로봇암(73,75)은 수직 다관절 암으로 구성하였으나, 이는 일 예에 불과한 것으로 수평 다관절 암으로 구성되거나, 이들의 조합 또는 하나의 암으로 구성될 수 있음은 물론이다.Although not shown, the work unit 70 may include a controller for operation control, a battery for supplying power, a wired / wireless communication unit for communication, and the like. In addition, the work unit 70 includes a moving block 77 for slidably supporting the cleaning device 71 and the inspection device 72 to the pair of working rail arms 33 and 34. The moving block 77 is provided with a plurality of rollers 78 coupled to the rail grooves 37 formed on the pair of working rail arms 33 and 34, and the plurality of rollers 78 are provided to a driving motor (not shown). It can be rotated to move the moving block 77. Meanwhile, in this embodiment, the work unit 70 is provided to be slidably movable to the pair of work rail arms 33 and 34 by the moving block 77, but this is only an example, and the moving block 77 is Of course, it can be provided in the form of a linear motion (LM) guide. That is, the moving block 77 may be provided to reciprocate along the rail by driving an actuator such as a servo motor. The work unit 70 is not limited to the cleaning device 71 and the inspection device 72. For example, the work unit 70 will include all the devices for maintenance work of the blade 17, such as a painting device, a welding device. In addition, the work unit 70 may be detachably coupled to the moving block 77. This is in order to be able to replace the appropriate device according to the maintenance purpose of the blade 17. In addition, the robot arm (73, 75) is composed of a vertical articulated arm, but this is only an example, it may be composed of a horizontal articulated arm, or a combination or a single arm of course.

링크 지지장치(40)는 설치프레임(31)의 후면(31b) 양측에 설치되는 링크축(41)에 일단이 각각 회전 가능하게 결합되는 컴퍼스(compass) 타입의 한 쌍의 링크부(42,43)를 구비할 수 있다. 또 링크 지지장치(40)는 한 쌍의 링크부(42,43)의 끝 부분에 설치되어 타워(11)의 표면을 따라 주행하는 주행부(50)와, 한 쌍의 링크부(42,43) 사이의 거리를 가변시키기 위한 링크 액츄에이터(60)를 포함한다.The link support device 40 is a pair of link portions 42 and 43 of a compass type, one end of which is rotatably coupled to the link shaft 41 installed on both sides of the rear surface 31b of the installation frame 31, respectively. ) May be provided. In addition, the link support device 40 is provided at the ends of the pair of link portions 42 and 43 and travels 50 traveling along the surface of the tower 11, and a pair of link portions 42 and 43. Link actuator 60 for varying the distance between

링크 액츄에이터(60)는 양단이 각각 한 쌍의 링크부(42,43)에 회전 가능하게 결합되며 진퇴하는 로드(61)를 구비한 전기식, 전자식, 유압식 또는 공압식 실린더로 구비될 수 있다. 이러한 링크 액츄에이터(60)는 로드(61)가 진퇴 이동함에 따라 한 쌍의 링크부(42,43)가 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동되도록 구동하고, 이러한 한 쌍의 링크부(42,43)의 이동에 따라 링크 지지장치(40)는 블레이드(17)에 대한 프레임 바디(30)의 상대적 위치를 변경시킨다. 이는 블레이드(17)가 상하방향으로 그 폭(W)이 다르기 때문에 타워(11)의 외면에 지지되어 이동하는 프레임 바디(30)를 블레이드(17)와 타워(11) 사이에 가변되는 거리에 대응하여 이동시키기 위함이다.The link actuator 60 may be provided as an electric, electronic, hydraulic or pneumatic cylinder having a rod 61 both ends rotatably coupled to the pair of link portions 42 and 43, respectively. The link actuator 60 drives the pair of link portions 42 and 43 to move in a direction away from or close to each other as the rod 61 moves forward and backward, and the pair of link portions 42 and 43 are moved. The link support 40 changes the relative position of the frame body 30 with respect to the blade 17 as the movement of. This corresponds to a variable distance between the blade 17 and the tower 11 for the frame body 30 that is supported and moved on the outer surface of the tower 11 because the width 17 of the blade 17 is different in the vertical direction. To move it.

주행부(50)는 한 쌍의 링크부(42,43)의 단부에 각각 설치되어 타워(11)의 외벽에 가압 지지되며, 구동원(미도시)에 의해 회전되어 타워(11)의 외면을 따라 이동함에 따라 프레임 바디(30)를 승강 이동시킨다. 이러한 주행부(50)를 타워(11) 외면에 가압하는 힘은 도 1에 도시된 바와 같이 풍력 터빈(10)의 상하방향으로 연장되는 장력 와이어(80)에 의해 제공될 수 있다.The driving unit 50 is installed at the ends of the pair of link units 42 and 43, respectively, and is pressed and supported by the outer wall of the tower 11, and is rotated by a driving source (not shown) along the outer surface of the tower 11. The frame body 30 is moved up and down as it moves. The force for pressing the driving unit 50 to the outer surface of the tower 11 may be provided by the tension wire 80 extending in the vertical direction of the wind turbine 10, as shown in FIG.

장력 와이어(80)는 일단이 나셀(13)에 고정 설치되고, 타단이 장력유지장치(90)에 연결되며, 장력유지장치(90)에 의해 일정 장력이 작용되도록 팽팽하게 인장된 상태를 유지하게 된다. 장력유지장치(90)는 장력 와이어(80)를 감는 윈치장치로 이루어지거나 장력 와이어(80)에 소정의 장력을 부여하기 위한 탄성장치로 구비될 수 있다.One end of the tension wire 80 is fixed to the nacelle 13, and the other end thereof is connected to the tension maintaining device 90, and the tension wire 80 maintains the tensioned tension so that a constant tension is applied by the tension maintaining device 90. do. The tension holding device 90 may be formed of a winch device for winding the tension wire 80 or may be provided as an elastic device for imparting a predetermined tension to the tension wire 80.

한편 본 발명의 실시 예에서는 장력 와이어(80)에 소정의 장력을 제공하기 위한 장력유지장치(90)가 풍력 터빈(10)의 하측에 배치되도록 하였으나, 이러한 장력유지장치(90)는 나셀(13)쪽에 설치될 수 있음은 물론이다. 이러한 장력 와이어(80)는 프레임 바디(30)가 타워(11)를 향해 가압되도록 프레임 바디(30)의 일측에 지지될 수 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the tension maintaining device 90 for providing a predetermined tension to the tension wire 80 is arranged below the wind turbine 10, but the tension maintaining device 90 is a nacelle 13. Of course, it can be installed on the) side. The tension wire 80 may be supported on one side of the frame body 30 so that the frame body 30 is pressed toward the tower 11.

다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 프레임 바디(30)에는 장력 와이어(80)의 일측이 지지되는 와이어 풀리(85)가 마련될 수 있다.2 to 4 again, the frame body 30 may be provided with a wire pulley 85 on which one side of the tension wire 80 is supported.

와이어 풀리(85)는 소정의 장력이 작용하는 장력 와이어(80)의 일측에 접촉하도록 프레임 바디(30)에 배치되고, 팽팽하게 당겨지고 있는 장력 와이어(80)의 일측을 가압하여 장력 와이어(80)에 작용하는 장력(P1)에 의한 프레임 바디(30)에 가해지는 힘(P2)의 작용점 역할을 수행한다. 이에 따라 장력 와이어(80)는 프레임 바디(30)를 타워(11)를 향해 가압함에 따라 주행부(50)는 타워(11)의 외면에 가압되어 밀착되게 되고, 그 가압력에 의하여 프레임 바디(30)는 타워(11)의 외면에 지지되게 된다.The wire pulley 85 is disposed on the frame body 30 so as to contact one side of the tension wire 80 to which a predetermined tension is applied, and presses one side of the tension wire 80 that is pulled to tension wire 80. It acts as a function point of the force (P2) applied to the frame body 30 by the tension (P1) acting on). Accordingly, as the tension wire 80 presses the frame body 30 toward the tower 11, the driving unit 50 is pressed against the outer surface of the tower 11 to be in close contact with the frame body 30. ) Is supported on the outer surface of the tower (11).

주행부(50)는 타워(11)의 외면을 따라 이동시 슬립되는 것을 줄이도록 축프레임(45)에 회전 가능하게 결합되는 무한궤도 바퀴로 이루어질 수 있다. 무한궤도 바퀴는 구동원에 의해 회전되는 휠(51)을 감싸는 벨트(52)를 구비하여, 타워(11) 외면과의 접촉면적 증가에 따른 슬립 현상을 줄이게 된다. 또 무한궤도 바퀴는 축프레임(45)에 회전 가능하게 결합되어 경사진 타워(11) 외면을 타고 이동시 경사진 각도에 대응하여 회전될 수 있다. 이는 무한궤도 바퀴가 타워(11)의 경사진 외면에 밀착되도록 하여 안정적 주행이 이루어지도록 하기 위함이다. 또 주행부(50)는 장력 와이어(80)에 의해 가압되는 프레임 바디(30)의 안정적 지지를 위한 부가적인 부착수단이 구비될 수 있다. 도시하지는 않았으나 주행부(50)가 타워(11)의 외면에 부착될 수 있도록 공기압에 의하여 타워(11) 외면에 흡착되는 흡착패드를 구비하거나, 자력에 의하여 타워(11) 외면에 부착되는 마그넷 또는 전자석을 구비할 수 있다.The driving unit 50 may be formed of a crawler wheel that is rotatably coupled to the shaft frame 45 to reduce slip when moving along the outer surface of the tower 11. The crawler wheel includes a belt 52 surrounding the wheel 51 rotated by the driving source, thereby reducing slip phenomenon due to an increase in the contact area with the outer surface of the tower 11. In addition, the caterpillar wheel is rotatably coupled to the shaft frame 45 may be rotated corresponding to the inclined angle when moving on the inclined tower (11) outer surface. This is for the caterpillar wheels to be in close contact with the inclined outer surface of the tower 11 to ensure a stable running. In addition, the running unit 50 may be provided with additional attachment means for the stable support of the frame body 30 is pressed by the tension wire (80). Although not shown, the traveling unit 50 includes a suction pad which is adsorbed to the outer surface of the tower 11 by air pressure so that the driving unit 50 may be attached to the outer surface of the tower 11, or a magnet attached to the outer surface of the tower 11 by magnetic force; Electromagnets can be provided.

한편 본 발명의 실시 예의 링크 지지장치(40)는 원통 형상의 타워(11)에 안정적 지지를 위하여 설치프레임(31)의 좌우 양측에 각각 마련된 한 쌍이 구비될 수 있고, 장력 와이어(80) 및 장력 와이어(80)를 지지하는 와이어 풀리(85)도 각각 한 쌍이 구비될 수 있다. 또 와이어 풀리(85)는 본 실시 예에서는 작업프레임(32)에 설치된 구성을 도시하였으나, 그 결합위치는 프레임 바디(30)의 구조에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다. 일 예로, 한 쌍의 작업 레일암(33,34)이 설치프레임(31)의 양측에 회전 가능하게 결합된 경우에는 와이어 풀리(85)는 설치프레임(31)에 구비될 수 있다. 또 본 발명의 실시 예에서는 주행부(50)가 무한궤도 바퀴로 이루어진 구성을 도시하였으나 이는 일 예에 해당하는 것으로서, 타워(11)의 외면을 따라 구름 운동하는 휠 또는 롤러로 구비될 수 있음은 당연하다.On the other hand, the link support device 40 of the embodiment of the present invention may be provided with a pair provided on each of the left and right sides of the installation frame 31 for stable support in the cylindrical tower 11, the tension wire 80 and tension Each pair of wire pulleys 85 supporting the wire 80 may be provided. In addition, the wire pulley 85 is shown in the present embodiment is installed on the working frame 32, the coupling position of course can be changed appropriately according to the structure of the frame body (30). For example, when a pair of working rail arms 33 and 34 are rotatably coupled to both sides of the installation frame 31, the wire pulley 85 may be provided in the installation frame 31. In addition, in the embodiment of the present invention, the driving unit 50 shows a configuration consisting of a caterpillar wheel, which corresponds to an example, and may be provided as a wheel or a roller moving in rolling motion along the outer surface of the tower 11. Of course.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the maintenance apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 블레이드의 하측에 위치한 상태를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 블레이드의 상측에 위치한 상태를 나타낸 것이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 작업프레임이 회전된 상태를 나타낸 것이다.5 is a view showing a state in which the maintenance device according to an embodiment of the present invention is located on the lower side of the blade, and FIG. 6 is a view showing a state in which the maintenance device according to an embodiment of the present invention is positioned to the upper side of the blade, FIG. 7. Shows a state in which the working frame is rotated according to an embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 실시 예의 유지보수장치(20)는 유지 보수를 수행하기 위한 풍력 터빈(10)의 근방으로 운반될 수 있다. 이러한 유지보수장치(20)는 풍력 터빈(10)이 지상에 설치된 경우에는 유틸리티 운반차량에 의하여 운반되고, 풍력 터빈(10)이 해상에 설치된 경우에는 별도의 운반선에 의하여 운반될 수 있다. 그리고 유지보수장치(20)를 터빈(11)의 외면에 지지시키기 위한 장력 와이어(80)를 일정 장력이 유지되도록 풍력 터빈(10)에 고정시킨다. 이때, 장력 와이어(80)의 하단은 장력유지장치(90)에 연결되어 장력유지장치(90)에 의해 당겨지는 상태에 있게 되고, 유지보수장치(20)는 장력 와이어(80)와 타워(11) 사이에 배치된다. 즉 유지보수장치(20)의 주행부(50)는 타워(11) 외면과 접촉하고, 와이어 풀리(85)는 장력 와이어(80)의 일측에 지지되게 되므로 장력 와이어(80)의 장력에 의하여 타워(11) 외벽에 지지된 상태에 있게 된다. 그리고 주행부(50)가 구동됨에 따라 유지보수장치(20)는 장력 와어어(80)의 장력에 의해 타워(11)의 외면에 가압된 상태로 타워(11)의 외벽을 타고 승강 이동하게 된다. 이때, 주행부(50)는 타워(11) 외면에서의 안정적 주행을 위하여 도시하지 않은 부착수단(마그넷, 흡착패드 등)이 구동될 수 있다. 유지보수장치(20)가 타워(11)와 장력 와이어(80)에 지지된 상태로 타워(11)의 외면을 따라 상승하는 경우 한 쌍의 링크부(42,43)는 블레이드(17)와 타워(11)의 거리에 대응하여 링크 액츄에이터(61)의 작동에 의해 서로 멀어지는 방향으로 회전된다. 이에 따라, 프레임 바디(30)는 타워(11)쪽을 향하여 화살표 방향과 같이 이동됨에 따라 블레이드(17)와의 간섭을 회피할 수 있게 된다. 한편 다수의 블레이드(17) 중 어느 하나(17a)의 유지보수작업이 완료된 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 블레이드(17a)의 일부를 감싸는 작업프레임(32)을 아래로 회전시킨 상태에서 다른 하나의 블레이드(17b)가 작업프레임(32) 쪽으로 오도록 허브(15)를 회전시킨다. 그리고 다시 작업프레임(32)을 위로 회전시킨 후 작업프레임(32)에 설치된 작업유닛(70)을 통해 다른 하나의 블레이드(17b)의 유지보수작업을 수행하게 된다. 이에 따라 다른 하나의 블레이드(17b)의 유지보수작업을 위하여 타워(11)로부터 유지보수장치(20)을 분리시킬 필요가 없게 되므로 유지보수작업의 작업시간 단축에 따른 작업 효율은 향상되게 된다.First, the maintenance device 20 of the embodiment of the present invention may be transported near the wind turbine 10 for performing maintenance. The maintenance device 20 may be transported by a utility transport vehicle when the wind turbine 10 is installed on the ground, and may be transported by a separate transport ship when the wind turbine 10 is installed at sea. And the tension wire 80 for supporting the maintenance device 20 on the outer surface of the turbine 11 is fixed to the wind turbine 10 to maintain a constant tension. At this time, the lower end of the tension wire 80 is connected to the tension holding device 90 is in a state of being pulled by the tension holding device 90, the maintenance device 20 is the tension wire 80 and the tower 11 ) Is placed between. That is, the running portion 50 of the maintenance device 20 is in contact with the outer surface of the tower 11, the wire pulley 85 is supported on one side of the tension wire 80, so that the tower by the tension of the tension wire 80 (11) It is in a state supported by the outer wall. In addition, as the driving unit 50 is driven, the maintenance apparatus 20 moves up and down on the outer wall of the tower 11 in a state of being pressed on the outer surface of the tower 11 by the tension of the tension wire 80. . In this case, the driving unit 50 may be driven by an attachment means (magnet, adsorption pad, etc.) not shown for stable running on the outer surface of the tower (11). When the maintenance device 20 is lifted along the outer surface of the tower 11 while being supported by the tower 11 and the tension wire 80, the pair of links 42 and 43 may be formed by the blade 17 and the tower. Corresponding to the distance of 11 rotates in a direction away from each other by the operation of the link actuator 61. Accordingly, the frame body 30 is moved toward the tower 11 in the direction of the arrow, thereby avoiding the interference with the blade 17. On the other hand, when the maintenance work of any one of the plurality of blades (17a) is completed, as shown in Figure 7 rotates the work frame 32 surrounding a portion of the blade (17a) to the other one The hub 15 is rotated so that the blades 17b of the blades face the working frame 32. Then, after rotating the work frame 32 again, the maintenance work of the other blade 17b is performed through the work unit 70 installed in the work frame 32. Accordingly, it is not necessary to separate the maintenance device 20 from the tower 11 for the maintenance work of the other blade 17b, thereby improving the work efficiency according to the reduction of the working time of the maintenance work.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.The foregoing has shown and described specific embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

10: 풍력 터빈, 17: 블레이드,
20: 유지보수장치, 30: 프레임 바디,
31: 설치프레임, 32: 작업프레임,
33,34: 작업 레일암, 37: 레일홈,
40: 링크 지지장치, 41: 링크축,
42,43: 링크부, 45: 축프레임,
50: 주행부, 60: 링크 액츄에이터,
70: 작업유닛, 80: 장력와이어.
90: 장력유지장치.10: wind turbine, 17: blade,
20: maintenance device, 30: frame body,
31: installation frame, 32: working frame,
33,34: working rail arm, 37: rail groove,
40: link support, 41: link shaft,
42, 43: link portion, 45: shaft frame,
50: driving part, 60: link actuator,
70: work unit, 80: tension wire.
90: tension holding device.

Claims (9)

풍력 터빈용 블레이드의 유지보수작업을 위하여 타워의 외면에 지지되어 이동하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치에 있어서,
상기 블레이드의 유지보수작업을 수행하기 위한 작업유닛이 설치되는 프레임 바디;
상기 프레임 바디에 설치되고, 상기 타워 외면에 지지되는 주행부를 가지며, 상기 블레이드와 상기 타워의 거리에 대응하여 상기 블레이드에 대한 상기 프레임 바디의 상대적 위치를 변경하는 링크 지지장치; 및
상기 풍력 터빈의 상하방향으로 연장되어 상기 프레임 바디의 일측에 지지되며 상기 프레임 바디를 상기 타워를 향해 가압하는 힘을 제공하는 장력 와이어;를 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.In the wind turbine blade maintenance device that is supported and moves on the outer surface of the tower for maintenance work of the blade for the wind turbine,
A frame body in which a work unit for performing maintenance work of the blade is installed;
A link support device installed in the frame body and having a traveling part supported on the outer surface of the tower, the link supporting device changing a relative position of the frame body with respect to the blade in response to a distance between the blade and the tower; And
And a tension wire extending in a vertical direction of the wind turbine and supported on one side of the frame body and providing a force for pressing the frame body toward the tower. 제 1항에 있어서,
상기 프레임 바디는 상기 링크 지지장치가 설치되는 설치프레임과, 상기 작업유닛이 설치되며 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 작업 레일암을 갖는 작업프레임을 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The frame body is a blade maintenance device for a wind turbine comprising a work frame having the installation frame is installed, the link supporting device and a pair of work rail arms are installed facing each other and the work unit is installed. 제 2항에 있어서,
상기 한 쌍의 작업 레일암에는 상기 작업유닛을 슬라이딩 이동 가능하게 지지하는 레일홈이 형성되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.3. The method of claim 2,
Blade maintenance device for a wind turbine is formed on the pair of working rail arm is formed with a rail groove for supporting the work unit in a sliding movement. 제 2항에 있어서,
상기 작업프레임은 상기 설치프레임에 회전 가능하게 설치되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.3. The method of claim 2,
The work frame is a blade maintenance device for a wind turbine rotatably installed on the installation frame. 제 1항에 있어서,
상기 링크 지지장치는 상기 프레임 바디에 연결되는 링크축과, 일단부가 각각 상기 링크축에 회전 가능하게 설치되는 컴퍼스(compass) 타입의 한 쌍의 링크부와, 상기 한 쌍의 링크부를 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 회전시키도록 상기 한 쌍의 링크부를 구동하는 링크 액츄에이터를 포함하되,
상기 주행부는 상기 링크부의 타단부에 설치되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The link support device includes a link shaft connected to the frame body, a pair of compass portions of which one end is rotatably installed on the link shaft, and the pair of link portions move away from or close to each other. A link actuator for driving the pair of link portions to rotate in a losing direction,
The driving unit is a blade maintenance device for a wind turbine is installed on the other end of the link portion. 제 2항에 있어서,
상기 작업프레임에는 상기 장력 와이어가 지지되며 상기 장력 와이어를 따라 회전하는 와이어 풀리가 구비되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.3. The method of claim 2,
The work frame blade maintenance apparatus for the wind turbine which is supported by the tension wire is provided with a wire pulley that rotates along the tension wire. 제 6항에 있어서,
상기 와이어 풀리는 상기 작업프레임의 좌우 양쪽에 한 쌍이 구비되고, 상기 장력 와이어는 상기 한 쌍의 와이어 풀리와 대응하도록 병렬 배치된 한 쌍이 마련되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method according to claim 6,
The wire pulley is provided with a pair of left and right sides of the work frame, the tension wire is a blade maintenance device for a wind turbine is provided with a pair arranged in parallel to correspond to the pair of wire pulley. 제 1항에 있어서,
상기 주행부는 무한궤도 바퀴를 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The driving unit blade maintenance device for a wind turbine comprising a crawler wheel. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치를 구비한 풍력 터빈.A wind turbine provided with a blade maintenance apparatus for a wind turbine according to any one of claims 1 to 8.
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