KR101347370B1 - Maintenance apparatus for blade of wind turbine - Google Patents
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Abstract
풍력 터빈용 블레이드의 유지보수장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 터빈용 블레이드의 유지보수장치는 폐루프를 이루는 프레임 바디와, 프레임 바디에 결합되며 공기보다 가벼운 가스가 채워져 상기 프레임 바디를 상승시키는 힘을 제공하는 부유체와, 노즐유닛을 구비하며 프레임 바디에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 세척장치와, 노즐유닛에 유체를 공급하는 유체공급장치를 포함하되, 노즐유닛은 유체공급장치에 의해 공급된 유체의 일부를 블레이드에 분사하기 위한 세척노즐과, 유체공급장치에 의해 공급된 유체의 일부를 분사하여 세척장치의 이동을 위한 추진력을 제공하는 추진노즐을 포함한다.A maintenance apparatus for a blade for a wind turbine is disclosed. Maintenance apparatus for a blade for a wind turbine according to an embodiment of the present invention is a frame body forming a closed loop, a floating body coupled to the frame body and filled with gas lighter than air to provide a force for raising the frame body, and a nozzle And a washing apparatus provided with a unit and slidably installed in the frame body, and a fluid supply apparatus for supplying a fluid to the nozzle unit, wherein the nozzle unit is configured to eject a portion of the fluid supplied by the fluid supply apparatus to the blade. It includes a cleaning nozzle and a propulsion nozzle for injecting a portion of the fluid supplied by the fluid supply device to provide a driving force for the movement of the cleaning device.
Description
본 발명은 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍력 터빈의 블레이드를 세척하기 위한 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a blade maintenance device for a wind turbine, and more particularly to a blade maintenance device for a wind turbine for cleaning the blade of the wind turbine.
풍력 터빈(wind turbine)은 바람의 운동에너지를 기계적 운동을 거쳐서 전기에너지로 변환하는 장치이다.A wind turbine is a device that converts the kinetic energy of wind into electrical energy through mechanical movement.
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.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. In addition, the wind turbine has a nacelle at the top of which includes a speed increaser, a generator, and various systems, and the nacelle is provided in a state 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 2006/0175465호 및 일본공개특허 특개 2008-309098호에는 풍력 터빈의 블레이드 유지보수를 위한 장치가 개시되었다.On the other hand, since the quality of the blade surface of the wind turbine plays an important role in maintaining operating efficiency, dust, salt coating, secretions of dead insects and birds, etc. 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 Application Publication No. US 2006/0175465 and Japanese Patent Application Publication No. 2008-309098 disclose a device for blade maintenance of a wind turbine.
본 발명의 실시 예는 풍력 터빈의 유지보수 시간을 단축함과 아울러 비용을 줄일 수 있는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a blade maintenance apparatus for a wind turbine that can reduce the maintenance time of the wind turbine and at the same time reduce the cost.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 터빈용 블레이드의 유지 보수를 위한 풍력 터빈용 유지보수장치에 있어서, 폐루프를 이루는 프레임 바디와, 상기 프레임 바디에 결합되며 공기보다 가벼운 가스가 채워져 상기 프레임 바디를 상승시키는 힘을 제공하는 부유체와, 노즐유닛을 구비하며 상기 프레임 바디에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 세척장치와, 상기 노즐유닛에 유체를 공급하는 유체공급장치를 포함하되, 상기 노즐유닛은 상기 유체공급장치에 의해 공급된 유체의 일부를 상기 블레이드에 분사하기 위한 세척노즐과, 상기 유체공급장치에 의해 공급된 유체의 일부를 분사하여 상기 세척장치의 이동을 위한 추진력을 제공하는 추진노즐을 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the maintenance apparatus for a wind turbine for maintenance of a blade for a wind turbine, the frame body constituting a closed loop, the gas coupled to the frame body and lighter than air is filled to the frame body A float providing a lifting force, a washing device having a nozzle unit and slidably mounted to the frame body, and a fluid supply device for supplying a fluid to the nozzle unit, wherein the nozzle unit includes the fluid. A cleaning nozzle for injecting a part of the fluid supplied by the supply device to the blade, and a propulsion nozzle for injecting a part of the fluid supplied by the fluid supply device to provide a driving force for the movement of the cleaning device. Blade maintenance for wind turbines may be provided.
또한, 상기 유체공급장치는 상기 유체를 저장하는 유체탱크와, 상기 유체탱크에 저장된 유체를 펌핑하기 위한 유체펌프와, 상기 노즐유닛과 상기 유체펌프를 연결하는 유체호스를 포함한다.In addition, the fluid supply device includes a fluid tank for storing the fluid, a fluid pump for pumping the fluid stored in the fluid tank, and a fluid hose connecting the nozzle unit and the fluid pump.
또한, 상기 세척노즐과 상기 추진노즐은 상기 유체를 분사하는 방향이 서로 직각을 이루도록 배열될 수 있다.In addition, the washing nozzle and the propulsion nozzle may be arranged such that the direction in which the fluid is injected to be perpendicular to each other.
또한, 상기 프레임 바디는 링(ring) 형태를 이룰 수 있다.In addition, the frame body may form a ring.
또한, 상기 프레임 바디의 내면에는 상기 세척장치를 상기 프레임 바디에 슬라이딩 가능하도록 결합하는 가이드 레일이 마련되고, 상기 세척장치는 상기 추진노즐의 분사력에 의해 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.In addition, the inner surface of the frame body is provided with a guide rail for slidingly coupling the cleaning device to the frame body, the cleaning device may be moved along the guide rail by the injection force of the propulsion nozzle.
또한, 상기 유체호스와 상기 노즐유닛은 스위블 조인트(swivel joint)를 통해 서로 연결될 수 있다.In addition, the fluid hose and the nozzle unit may be connected to each other through a swivel joint.
또한, 상기 프레임 바디에는 상기 프레임 바디가 상승할 때 상기 프레임 바디의 상승 방향을 안내하기 위한 와이어가 관통하는 적어도 하나 이상의 와이어 가이드 홀이 형성될 수 있다.In addition, the frame body may be formed with at least one wire guide hole through which a wire for guiding the upward direction of the frame body when the frame body is raised.
또한, 상기 프레임 바디 및 상기 부유체는 각각 복수개로 분할 가능하게 마련될 수 있다.In addition, the frame body and the floating body may be provided to be divided into a plurality.
또한, 상기 와이어를 클램핑하기 위한 클램핑 장치를 더 포함한다.The apparatus further includes a clamping device for clamping the wire.
또한, 상기 클램핑 장치는 상기 와이어를 향해 마주하는 한 쌍의 그립부와, 상기 한 쌍의 그립부를 구동하는 액츄에이터를 포함한다.The clamping device also includes a pair of grip portions facing the wire and an actuator for driving the pair of grip portions.
본 발명의 실시 예는 유지보수장치의 구성을 크게 단순화하여 풍력 터빈의 유지보수비용을 줄임에 따라 생산성이 향상되게 된다.Embodiment of the present invention is to greatly simplify the configuration of the maintenance device to reduce the maintenance cost of the wind turbine is improved productivity.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 풍력 터빈에 설치된 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 터빈의 블레이드에 유지보수장치가 배치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 분할된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 클램핑 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치를 설치하기 위한 초기과정을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 상승되는 과정을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 클램핑 장치가 와이어를 클램핑한 상태를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 세척장치의 동작 상태도이다.1 shows a state in which a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a wind turbine.
2 is a perspective view showing a state in which a maintenance apparatus is disposed on a blade of a 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 cross-sectional view of a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a state in which the maintenance apparatus according to the embodiment of the present invention is divided.
6 schematically shows a clamping device according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows the initial process for installing the maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates a process of raising the maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates a state in which the clamping device of the maintenance device according to the embodiment of the present invention clamps the wire.
10 is an operation state diagram of the cleaning device of the maintenance apparatus 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 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력 터빈의 블레이드에 유지보수장치가 배치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention installed on a wind turbine, FIG. 2 is a perspective view of a maintenance apparatus installed on a blade of a wind turbine according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view of a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention.
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
한편, 다수의 블레이드(17)는 그 표면에 이물질들이 부착될 수 있고, 이러한 이물질들을 제거하기 위한 유지보수장치(20)는 블레이드(17)의 상하 방향으로 상승 및 하강할 수 있도록 구비될 수 있다.On the other hand, the plurality of
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예의 유지보수장치(20)는 외관을 형성하는 프레임 바디(30)와, 프레임 바디(30)를 상승시키는 힘을 제공하기 위한 부유체(40)와, 프레임 바디(30)에 설치되는 세척장치(50)와, 세척장치(50)에 유체를 공급하기 위한 유체공급장치(80)(도 1참조)를 포함한다.2 to 4, the
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 중앙부(31)가 비워진 고리(ring) 형태를 이루며, 개방된 중앙부(31)는 블레이드(17)가 관통할 수 있을 정도의 폭을 가지도록 마련될 수 있다. 한편, 본 실시 예의 프레임 바디(30)는 링 형태를 이루는 것을 개시하였으나, 프레임 바디(30)의 형태는 그 내부에 블레이드(17)가 관통할 수 있는 중앙부(31)를 가지는 폐단면을 이루는 것이라면 그 형상은 한정되지 않을 것이다. 즉, 프레임 바디(30)의 단면은 타원형 및 삼각형, 사각형과 같은 다각형을 이룰 수 있음은 물론이다.The
부유체(40)는 프레임 바디(30)의 외면에 결합되고, 그 내부에는 프레임 바디(30)를 상승시키는 힘을 제공하도록 공기보다 가벼운 가스가 채워질 수 있다. 이러한 부유체(40)는 신축 가능한 탄성 재질로 형성되고, 내부에 채워지는 가스에 의해 부풀어지도록 마련될 수 있다. 즉, 부유체(40)는 프레임 바디(30) 외면에 부착된 상태로 유지보수를 위한 풍력 터빈(10)에 운반되는 경우 가스가 채워지지 않은 상태로 운반됨에 따라 부유체(40)가 차지하는 부피는 줄어들게 되고, 유지보수를 위한 풍력 터빈(10)에 운반된 경우 그 내부에 가스를 주입하여 부풀어 오름에 따라 프레임 바디(30)를 상승시키는 힘을 제공하게 된다.The
또 프레임 바디(30) 및 부유체(40)는 복수개로 분할 가능한 분할체로 마련될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임 바디(30)는 그 원주방향을 따라 소정 간격으로 분할 가능하게 마련된 다수의 분할체(30a,30b,30c,30d)로 마련되고, 다수의 분할체(30a,30b,30c,30d)는 체결부재를 통하여 서로 결합될 수 있다. 체결부재는 볼트, 리벳, 스크류, 핀 또는 이와 유사한 것을 포함하며 다수의 분할체(30a,30b,30c,30d)를 분리 가능하게 결합시키는 것이라면 그 종류는 제한되지 않는다. 이와 같은 경우, 부유체(40) 또한 다수의 분할체(30a,30b,30c,30d)마다 각각 결합되도록 다수개가 마련될 수 있다. 이는 상대적으로 큰 부피를 가지는 유지보수장치(20)의 운반 편의성을 향상시키기 위함이다.In addition, the
한편, 본 실시 예에서는 프레임 바디(30) 및 부유체(40)가 각각 90도 간격으로 4개소를 가지도록 구비되었으나, 이는 일 예에 불과한 것으로 설계 조건에 따라 적절한 개수를 가지도록 분할 될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the present embodiment, the
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 프레임 바디(30)에는 부유체(40)의 상승력에 의하여 프레임 바디(30)가 상승하는 경우 상승 방향을 가이드 하기 위한 와이어(60)가 관통하는 와이어 가이드 홀(33)이 마련될 수 있다.2 to 4, the
와이어 가이드 홀(33)은 프레임 바디(30)의 서로 마주보는 양측에 각각 하나씩 마련되고, 프레임 바디(30)의 상하방향을 관통하는 형태로 마련될 수 있다. 이러한 와이어 가이드 홀(33)은 부유체(40)의 상승력에 의해 프레임 바디(30)가 블레이드(17)를 향해 상승하는 경우 프레임 바디(30)의 좌우 위치 변동을 규제함으로써 프레임 바디(30)가 상승시 블레이드(17)와 간섭되는 것을 방지하게 된다.The
와이어 가이드 홀(33)을 관통하는 와이어(60)는 와이어 가이드 홀(33)에 대응하도록 한 쌍이 마련되고, 한 쌍의 와이어(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 각각 양단이 허브(15) 및 나셀(13)과 플랫폼(19)에 지지되어 일정 장력이 유지된 상태로 배치될 수 있다. 와이어(60)를 따라 프레임 바디(30)가 상승하는 경우 와이어 가이드 홀(33)의 내면과의 마찰 저항을 줄이도록 와이어(60)의 지름은 와이어 가이드 홀(33)의 지름보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.A pair of
한편, 본 실시 예의 와이어(60)는 마주하는 방향으로 한 쌍이 구비된 구성을 도시하였으나, 이는 일 예에 불과한 것으로 프레임 바디(30)의 안정적 승강 이동을 안내하기 위하여 2개 이상이 구비될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the
또한, 본 실시 예의 한 쌍의 와이어(60)는 각각 일단이 허브(15) 및 나셀(13)에 지지된 구성을 도시하였으나, 이러한 한 쌍의 와이어(60)는 일단이 모두 나셀(13) 또는 허브(15)에 각각 지지될 수 있음은 물론이다.In addition, although the pair of
와이어 가이드 홀(33)이 형성된 프레임 바디(30)의 근처에는 프레임 바디(30)를 와이어(60)에 지지시키기 위한 클램핑 장치(70)가 마련될 수 있다.A clamping
도 6을 참조하면, 클램핑 장치(70)는 블레이드(17)의 적정 위치에서 프레임 바디(30)의 상승을 제한하기 위한 것으로서, 와이어(60)를 움켜 잡는 한 쌍의 그리퍼(gripper)(71,72)를 포함할 수 있다. 6, the clamping
한 쌍의 그리퍼(71,72)는 프레임 바디(30)의 상면에서 서로 마주보는 방향으로 배치되고, 액츄에이터(73,74)의 작동에 의하여 한 쌍의 그리퍼(71,72) 사이에 배치되는 와이어(60)를 클램핑 하거나, 클램핑 해제되도록 이동할 수 있다. 또 한 쌍의 그리퍼(71,72)에는 와이어(60)와 접촉시 마찰저항을 증가시키기 위한 마찰패드(75)가 마련될 수 있다. 마찰패드(75)는 고무와 같은 탄성 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다.The pair of
액츄에이터(73,74)는 당업자에게 공지된 것처럼 전기식, 전자식, 공압식 또는 유압식 구동수단(실린더 등)으로 이루어질 수 있다. 또 액츄에이터(73,74)는 도시하지 않은 제어부를 통하여 제어될 수 있다. 이러한 제어부는 유지보수장치(20)의 다양한 제어동작을 수행하도록 다수의 컴퓨터 명령을 수행하는 CPU를 구비한 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 와이어(60)를 클램핑 하기 위한 클램핑 장치(70)로서 액츄에이터(73,74)에 의해 이동하는 한 쌍의 그리퍼(71,72)의 구조를 개시하였으나, 이는 일 예에 불과한 것으로 클램핑 장치(70)는 모터의 동력에 의하여 작동하는 링크구조, 랙과 피니언 구조, 벨트 및 풀리 등 이와 유사한 부재를 사용하여 당업자가 용이하게 구현할 수 있는 구조라면 제한되지 않음은 물론이다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, a structure of a pair of
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 프레임 바디(30)에서 내면에서 슬라이딩 이동 가능하게 마련되는 세척장치(50)는 한 쌍의 노즐부를 가지는 노즐유닛(51,52)과, 노즐유닛(51,52)에 연결되며 프레임 바디(30)의 내면에 형성된 가이드 레일(38)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 브래킷(53)을 포함한다.2 to 4, the
노즐유닛(51,52)은 서로 교차하도록 배치되되, 분사구가 블레이드(17)쪽을 향하도록 배치되는 세척노즐(51)과, 분사구가 세척노즐(51)과 교차하는 방향을 향하도록 배치되는 추진노즐(52)로 이루어질 수 있다.The
세척노즐(51)은 유체공급장치(80)로부터 공급된 유체의 일부를 블레이드(17)에 분사하여 블레이드(17)에 부착된 이물질을 제거하는 기능을 수행하고, 추진노즐(52)은 유체공급장치(80)로부터 공급된 유체의 일부를 분사하여 세척장치(50)가 프레임 바디(30)의 내면을 따라 이동하는 추진력을 제공할 수 있다.The cleaning
세척노즐(51)과 추진노즐(52)은 서로 교차하는 방향으로 배열되나, 추진효율 향상을 위하여 서로 직교하도록 배치될 수 있다.The cleaning
슬라이딩 브래킷(53)은 노즐유닛(50)을 지지하는 수평부(53a)와, 수평부(53a)의 단부에서 상하로 연장되는 수직부(53b)를 구비할 수 있다. 수직부(53b)는 프레임 바디(30)의 내면에 설치된 가이드 레일(38)의 내부로 삽입되고, 수평부(53a)는 가이드 레일(38)을 관통하여 외부로 연장 형성되도록 수직부(53b)에서 연장 형성될 수 있다. 또 수직부(53b)는 원형 형태의 가이드 레일(38)을 따라 원활히 이동될 수 있도록 가이드 레일(38)의 곡률과 대응하는 곡선 형태의 단면을 가지도록 마련될 수 있다.The sliding
가이드 레일(38)은 프레임 바디(30)의 내면에서 상하로 이격 배치되며 수평방향으로 연장 형성된 후 서로 마주보는 방향으로 굴곡되어 수직부(53b)를 수용하는 수용형 레일 형태로 마련될 수 있다. 이러한 수용형 레일 형태를 가지는 가이드 레일(38)은 세척장치(50)를 안정적으로 지지함과 아울러 원활한 슬라이딩 이동을 유도할 수 있게 된다. 또 본 실시 예의 가이드 레일(38)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 슬라이딩 브래킷(53)의 수직부(53b)는 피수용형 레일을 형성하고, 가이드 레일(38)은 수직부(53b)와 맞물려 결합하는 수용형 레일을 형성하는 것이라면 그 형상 및 구조는 한정되지 않고 다양한 변화가 가능할 것이다. 일 예로 수직부(53b)는 원통 형상으로 이루어지고, 가이드 레일(38)은 원통 형상을 감싸는 형태로 마련될 수 있다. 또 가이드 레일(38)에 수용된 수직부(53b)에는 가이드 레일(38)의 내면과 구름 운동 가능한 롤러부(55)가 더 구비되어 추진노즐(52)의 분사력에 의하여 세척장치(50)가 원활히 이동될 수 있게 된다.The guide rails 38 may be vertically spaced from the inner surface of the
유체공급장치(80)는 세척노즐(51,52)에 유체를 공급하기 위한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 유체를 저장하는 유체탱크(81)와, 유체탱크(81)에 저장된 유체를 펌핑하기 위한 유체펌프(82)와, 유체펌프(82)에 의해 펌핑된 유체를 세척노즐(51,52)에 전달하기 위한 유체호스(83)를 포함한다.The
유체탱크(81)에 저장되는 유체는 블레이드(17)의 세정을 위한 세척액을 포함할 수 있다. 유체펌프(82)는 일단이 유체탱크(81)와 연결되고, 타단이 유체호스(83)에 연결되어 유체탱크(81) 내부에 저장된 유체를 펌핑하여 유체호스(83)에 공급한다. 유체호스(83)는 유체펌프(82)에 의해 펌핑된 유체를 세척노즐(51,52)에 전달하기 위한 것으로, 일단이 유체펌프(82)에 연결되고, 타단이 세척노즐(51,52)에 연결될 수 있다. 또 유체호스(83)는 유연한 재질로 형성되고, 세척노즐(51,52)과 접속되는 유체호스(83)의 단부는 도 4에 도시된 바와 같이 스위블 조인트(swivel joint)(85)를 통해 연결될 수 있다. 이는 세척장치(50)가 가이드 레일(38)을 따라 이동하는 경우 세척노즐(51,52)과 접속되는 유체호스(83)의 단부가 꼬이는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 스위블 조인트(85)는 고정부와 회전부 사이에 베어링과 패킹이 마련된 공지된 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 유체호스(83)를 통해 공급되는 유체는 스위블 조인트(85)의 내부 유로를 통해 세척노즐(51,52)에 각각 형성되는 유로로 전달되어 각 세척노즐(51,52)에 의해 외부로 분사되게 된다. 즉 각 세척노즐(51,52)에 형성된 유로는 유체호스(83)를 통해 공급되는 유체를 수신하도록 서로 연결될 수 있다.The fluid stored in the
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 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치를 설치하기 위한 초기과정을 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치가 상승되는 과정을 나타낸 것이고, 도 9은 본 발명의 실시 예에 따른 유지보수장치의 세척장치의 동작 상태도이다.7 illustrates an initial process for installing a maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 illustrates a process of raising the maintenance apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. Operation state of the cleaning device of the maintenance apparatus according to the embodiment.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이 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. 이때, 유지보수장치(20)는 분할된 형태로 운반되게 된다. 유지보수장치(20)를 풍력 터빈(10)에 운반한 후에는 분할된 프레임 바디(30)를 조립한다. 그리고, 유지보수장치(20)의 상승 방향을 안내하기 위한 와이어(60)를 일정 장력이 유지되도록 풍력 터빈(10)과 플랫폼(19)에 양단이 지지되도록 고정한다. 한편, 와이어(60)의 하단은 플랫폼(19)에 설치되는 윈치 또는 장력유지장치(19a)에 연결될 수 있다. 또 와이어(60)를 설치하는 과정에서 와이어(60)는 프레임 바디(30)에 형성된 와이어 가이드 홀(33)을 관통한 상태에 있게 된다. 그리고 부유체(40)에 가스주입장치(미도시)를 통하여 헬륨 가스를 주입시킨다. 이 경우 부유체(40)는 주입되는 가스에 의해 부풀어 오르게 되고, 소정의 가스가 주입된 경우 프레임 바디(30)를 상승시키는 힘을 제공하게 된다. 부유체(40)에 의해 상승하는 프레임 바디(30)는 와이어(60)에 안내된 상태로 블레이드(17)를 향하여 상승하게 되고, 도 8에 도시된 바와 같이 블레이드(17)의 세척을 위한 적정위치에 도달된 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 클램핑 장치(70)를 통해 프레임 바디(30)를 와이어(60)에 고정시킨다. 그리고 유체공급장치(80)를 동작시키면, 유체탱크(81)에 저장된 유체는 유체호스(83)를 통해 세척노즐(51) 및 추진노즐(52)에 전달되어 분사되게 된다. 이에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이 추진노즐(52)의 분사력에 의하여 세척장치(50)는 가이드 레일(38)을 따라 슬라이딩 이동함과 동시에 세척노즐(51)에 의해 분사되는 유체는 블레이드(17)의 표면에 부착된 이물질을 세척하게 된다.First, as shown in FIG. 7, the
한편, 본 발명의 실시 예의 유지보수장치(20)는 블레이드(17)의 세척시 와이어(60)에 고정된 상태에서 세척장치(50)를 작동시키도록 하였으나, 부유체(40)에 의한 상승과 동시에 세척장치(50)를 작동시킬 수 있음은 물론이다. 또 본 발명의 실시 예에서는 부유체(40)에 가스를 주입한 상태에서 세척이 이루어지도록 구성하였으나, 부유체(40)는 별도의 가스주입장치를 통하여 가스의 주입 및 배기가 이루어지도록 할 수 있음은 물론이다.On the other hand, the
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,
33: 와이어 가이드 홀, 38: 가이드 레일,
40: 부유체, 50: 세척장치,
51: 세척노즐, 52: 추진노즐,
53: 슬라이딩 브래킷, 55: 롤러부,
60: 와이어, 70: 클램핑 장치,
71,72: 그립부, 73,74: 액츄에이터,
80: 유체공급장치, 81: 유체탱크,
82: 유체펌프, 83: 유체호스.10: wind turbine, 17: blade,
20: maintenance device, 30: frame body,
33: wire guide hole, 38: guide rail,
40: float, 50: cleaning device,
51: Cleaning nozzle, 52: Propelling nozzle,
53: sliding bracket, 55: roller portion,
60: wire, 70: clamping device,
71, 72: grip portion, 73, 74: actuator,
80: fluid supply device, 81: fluid tank,
82: fluid pump, 83: fluid hose.
Claims (10)
폐루프를 이루는 프레임 바디;
상기 프레임 바디에 결합되며 공기보다 가벼운 가스가 채워져 상기 프레임 바디를 상승시키는 힘을 제공하는 부유체;
노즐유닛을 구비하며 상기 프레임 바디에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 세척장치; 및
상기 노즐유닛에 유체를 공급하는 유체공급장치를 포함하되,
상기 노즐유닛은 상기 유체공급장치에 의해 공급된 유체의 일부를 상기 블레이드에 분사하기 위한 세척노즐과, 상기 유체공급장치에 의해 공급된 유체의 일부를 분사하여 상기 세척장치의 이동을 위한 추진력을 제공하는 추진노즐을 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.In the wind turbine blade maintenance device for maintenance of the wind turbine blade,
A frame body forming a closed loop;
A float coupled to the frame body and filled with a gas lighter than air to provide a force to lift the frame body;
A washing device having a nozzle unit and slidably installed on the frame body; And
Including a fluid supply device for supplying a fluid to the nozzle unit,
The nozzle unit provides a cleaning nozzle for injecting a portion of the fluid supplied by the fluid supply device to the blade, and a driving force for the movement of the cleaning device by injecting a part of the fluid supplied by the fluid supply device. Blade maintenance device for a wind turbine comprising a propulsion nozzle.
상기 유체공급장치는 상기 유체를 저장하는 유체탱크와, 상기 유체탱크에 저장된 유체를 펌핑하기 위한 유체펌프와, 상기 노즐유닛과 상기 유체펌프를 연결하는 유체호스를 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The fluid supply apparatus includes a fluid tank for storing the fluid, a fluid pump for pumping the fluid stored in the fluid tank, and a blade maintenance apparatus for a wind turbine including a fluid hose connecting the nozzle unit and the fluid pump. .
상기 세척노즐과 상기 추진노즐은 상기 유체를 분사하는 방향이 서로 직각을 이루도록 배열되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The cleaning nozzle and the propulsion nozzle blade maintenance apparatus for a wind turbine is arranged so that the direction to inject the fluid perpendicular to each other.
상기 프레임 바디는 링(ring) 형태를 이루는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The frame body is a blade maintenance device for a wind turbine in the form of a ring.
상기 프레임 바디의 내면에는 상기 세척장치를 상기 프레임 바디에 슬라이딩 가능하도록 결합하는 가이드 레일이 마련되고, 상기 세척장치는 상기 추진노즐의 분사력에 의해 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.5. The method of claim 4,
A guide rail is provided on an inner surface of the frame body to slidably couple the washing device to the frame body, and the washing device is a blade maintenance device for a wind turbine that slides along the guide rail by the injection force of the propulsion nozzle. .
상기 유체호스와 상기 노즐유닛은 스위블 조인트(swivel joint)를 통해 서로 연결되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.3. The method of claim 2,
And the fluid hose and the nozzle unit are connected to each other through a swivel joint.
상기 프레임 바디에는 상기 프레임 바디가 상승할 때 상기 프레임 바디의 상승 방향을 안내하기 위한 와이어가 관통하는 적어도 하나 이상의 와이어 가이드 홀이 형성되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
And at least one wire guide hole is formed in the frame body through which a wire for guiding the direction of upward movement of the frame body is formed when the frame body is raised.
상기 프레임 바디 및 상기 부유체는 각각 복수개로 분할 가능하게 마련되는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 1,
The frame body and the blade maintenance device for a wind turbine is provided to be divided into a plurality each.
상기 와이어를 클램핑하기 위한 클램핑 장치를 더 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.8. The method of claim 7,
Blade maintenance apparatus for a wind turbine further comprising a clamping device for clamping said wire.
상기 클램핑 장치는 상기 와이어를 향해 마주하는 한 쌍의 그립부와, 상기 한 쌍의 그립부를 구동하는 액츄에이터를 포함하는 풍력 터빈용 블레이드 유지보수장치.The method of claim 9,
And said clamping device comprises a pair of grip portions facing towards said wire and an actuator for driving said pair of grip portions.
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