KR101387742B1 - 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치 - Google Patents

풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치 Download PDF

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Abstract

풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이송 장치는 풍력 발전기의 나셀 내부에 탈착가능하게 설치되는 이송 장치로서, 풍력 발전기의 메인 샤프트의 길이 방향으로 나셀 내부 일측에 탈착가능하게 설치되는 가이드 레일부; 메인 샤프트의 길이 방향으로 이동가능하도록 가이드 레일부 상에 설치될 수 있는 대차부; 대차부에 설치되어 나셀 내부에 설치되는 기계 요소를 상하 방향으로 이동시키는 리프팅 수단을 포함한다.

Description

풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치{APPARATUS FOR TRANSFERRING THE MACHINE ELEMENT IN THE NACELLE OF WIND TURBINE GENERATOR}
본 발명은 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치에 관한 것이다.
자연 에너지인 풍력을 이용해서 발전하는 풍력 발전기는, 지면 또는 해수면 상에 설치되는 타워, 타워 상에 설치된 나셀, 나셀의 전방 측에 설치되는 허브 및 상기 허브에 설치되는 블레이드를 구비한다.
나셀은 허브와 일체로 회전하도록 형성된 메인 샤프트에 의하여 허브와 연결되며, 나셀의 내부에는 메인 샤프트와 연결된 증속기, 그리고 증속기와 연결되는 발전기가 설치된다.
풍력 발전기는 블레이드가 회전함에 따라 메인 샤프트가 회전하고, 메인 샤프트에 연결된 증속기의 회전력이 나셀 내부의 발전기까지 전달되어, 발전기에서 전기를 생산하게 된다.
이상과 같은 구성으로 이루어지는 풍력발전기의 고장으로 인한 가동률 손실은 발전회사의 직접적 수익 손실로 이어지기 때문에 설비 제조업체의 경우 일단 가동률이 높은 풍력발전기를 설계 및 제작하여 공급하는 것이 중요하고 그 다음으로 주요 부품이 고장났을 때 쉽게 유지보수가 가능하도록 하는 것이 필요하다.
육상 풍력발전기의 경우에는 비교적 수월하게 크레인을 대여하여 수리에 사용할 수 있지만 풍력발전기의 대형화가 진행됨에 따라 90-100m 이상 80-100톤 이상의 중량을 권상할 수 있는 대형 크레인을 필요로 하고 있다. 이러한 크레인은 사용료가 비쌀 뿐만 아니라 그 수 또한 풍력발전기의 수에 대비하여 한정적이고 풍력발전기가 설치되는 지형에 따라 접근이 힘들거나 도로 또는 환경의 파손을 야기한다.
한편, 해상 풍력발전기의 경우 발전 용량이 육상의 2-3배 규모이고 중량 및 크기 또한 훨씬 무겁고 클 뿐만 아니라 해상 위에 위치한다. 이러한 특성 때문에 풍력발전기 한 기의 고장으로 입는 손실이 육상의 수 배에 이르며 유지보수를 위해 접근하는 시간 및 비용도 월등히 많이 소요된다.
무엇보다도 바다 위에서는 기어박스 또는 발전기와 같은 중량의 부품이나 나셀 전체를 교체하기 위해서 잭-업 선박(jack-up vessel)을 사용해야 하는데 이러한 특수선의 경우 비용이 하루에 수억원에 달하며 향후 발생할 집중적인 해상풍력단지 건설로 인하여 높은 수요 대비 공급이 매우 제한적일 것으로 예상되고 있다.
따라서 풍력발전기의 대형화와 해상풍력발전기의 개발 및 보급이 진행되고 있는 이 시점에서 향후 대형 풍력발전기의 유지 보수는 발전사업자의 수익성이나 풍력으로 생산된 전기의 비용 등 여러 면에서 매우 중요한 요소이다.
그런데, 풍력 발전기의 나셀 내부에는 크레인이 설치되어 풍력 발전기의 나셀 내부에 설치되어야 하는 기계 요소들을 지면 또는 해상으로부터 나셀 내부로 이송하도록 하고 있으나, 나셀 내부에 설치되는 발전기 또는 기어 박스와 같은 무거운 중량의 기계 요소들은 나셀 내부에 설치된 크레인을 이용하여 이송하는 것이 불가능하다.
본 발명의 일 실시예는 풍력 발전기 나셀 내부의 기계 요소를 용이하게 이송할 수 있는 이송 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 간단한 구조로 이루어지는 풍력 발전기 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 풍력 발전기의 나셀 내부에 탈착가능하게 설치될 수 있는 이송 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기의 나셀 내부에 탈착가능하게 설치되는 이송 장치로서, 상기 풍력 발전기의 메인 샤프트의 길이 방향으로 상기 나셀 내부 일측에 탈착가능하게 설치되는 가이드 레일부; 상기 메인 샤프트의 길이 방향으로 이동가능하도록 상기 가이드 레일부 상에 설치될 수 있는 대차부; 상기 대차부에 설치되어 상기 나셀 내부에 설치되는 기계 요소를 상하 방향으로 이동시키는 리프팅 수단을 포함하는 이송 장치가 제공된다.
이 때, 상기 가이드 레일부는 상기 나셀 내부에 위치되는 발전기의 양측에 서로 나란하게 수평 방향으로 위치되는 한 쌍의 가이드 레일; 상기 한 쌍의 가이드 레일을 지지하도록 상기 한 쌍의 가이드 레일에 결합되는 한 쌍의 가이드 레일 지지대를 포함하고, 상기 한 쌍의 가이드 레일 및 상기 한 쌍의 가이드 레일 지지대는 상기 나셀 내부 일측 및 타측에 탈착가능하게 고정될 수 있다.
이 때, 상기 한 쌍의 가이드 레일은, 일단부가 상기 발전기의 전방에 위치되는 기어 박스의 측부까지 연장되며 타단부가 상기 발전기의 후방 측까지 연장될 수 있다.
이 때, 상기 대차부는 상호 결합가능한 제 1 및 제 2 프레임을 포함하며, 상기 제 1 및 상기 제 2 프레임 각각은, 수평 프레임; 상기 수평 프레임을 지지하는 수직 프레임; 상기 수직 프레임 하단부에 형성되는 이동부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 수평 프레임 또는 상기 수직 프레임 중 어느 하나에 상기 리프팅 수단이 설치되어 상기 수평 프레임의 하측에 위치되는 상기 기계 요소를 상측 방향으로 들어올릴 수 있도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 수평 프레임은 ㄷ 자 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 프레임의 상기 ㄷ 자 형상의 수평 프레임은 양 단부가 상호 결합될 수 있도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 리프팅 수단은 유압 잭, 체인 블록 또는 와이어 호이스트를 포함할 수 있다.
상기 기계 요소는 상기 나셀 내부의 기어 박스, 발전기 또는 이들의 구성 부품 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치를 이용하면 나셀 내부의 기계 요소를 용이하게 이송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치는 나셀 내부에 탈부착될 수 있어 나셀 내부 기계 요소의 유지 보수 시에만 설치하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기의 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치를 이용하면 나셀 내부의 발전기 및 기어 박스를 용이하게 나셀의 후방 측으로 이송한 후 발전기 및 기어 박스의 유지 보수를 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 나셀 내부에 설치된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 나셀 내부에 설치된 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치의 대차부가 나셀의 후방측으로 후퇴된 상태의 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 조립된 상태의 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 조립된 상태의 배면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 조립된 상태의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치를 이용하여 나셀 내부의 기계 요소를 이송하는 방법을 도시한 순서도이다.
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 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 나셀 내부에 설치된 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 나셀 내부에 설치된 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치의 대차부가 나셀의 후방측으로 후퇴된 상태의 사시도이다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치를 설명함에 있어 블레이드가 설치되는 허브 쪽을 나셀에 대하여 전방으로 규정하고 그 반대 방향을 나셀에 대하여 후방으로 규정하여 설명한다.
도 1 내지 도 3를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부 기계 요소 이송 장치(10)는 풍력 발전기의 나셀 내부에 설치되는 이송 장치로서 가이드 레일부(30), 대차부(20) 및 리프팅 수단(50)을 포함한다.
가이드 레일부(30)는 후술하는 대차부(20)가 가이드 레일부(30) 상에 위치된 상태에서 나셀 내부에서 전후방향으로 이동할 수 있도록 하기 위한 구성이다. 이를 위하여 가이드 레일부(30)는 풍력 발전기의 나셀 내부 일측에 설치될 수 있다.
가이드 레일부(30)가 설치되는 나셀 내부 일측은 풍력 발전기 나셀 내부의 메인 프레임(2) 및 리어 프레임(4)일 수 있다. 메인 프레임(2)은 풍력 발전기의 메인 샤프트를 지지하기 위한 프레임이며, 리어 프레임(4)은 메인 프레임과 별개로 나셀의 후방 측에 위치되는 프레임이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 가이드 레일부(30)의 전방측은 메인 프레임(2) 상에 설치되며, 가이드 레일부(30)의 후방측은 리어 프레임(4)에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 가이드 레일부(30)의 전방 단부는 풍력 발전기 내부의 발전기(8)를 지나 발전기를 지지하도록 기어 박스(미도시)의 외측부에 설치되는 발전기 지지 프레임(6)의 측부 위치까지 연장되도록 형성된다. 이에 따라 가이드 레일부의 전방 단부는 기어박스의 측부까지 연장될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면 가이드 레일부(30)의 전방 단부가 풍력 발전기의 메인 프레임(2)에 인접하게 위치되므로, 가이드 레일부(30)의 전방 단부를 풍력 발전기의 메인 프레임(2)에 설치하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발전기(8) 및 기어 박스(미도시)를 나셀의 후방측으로 이동시킬 수 있도록 가이드 레일부(30)의 후방 단부는 나셀 내부에서 발전기(8)의 후방 측으로 연장되도록 형성된다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 레일부(30)의 후방 단부를 나셀 내부의 리어 프레임(4) 상에 설치하도록 구성된다.
본 실시예에서는 가이드 레일부(30)의 전방 단부가 메인 프레임(2)에 설치되며, 후방 단부가 리어 프레임(4)에 설치되는 것으로 예시하였으나, 가이드 레일부(30)가 설치되는 나셀 내부의 위치가 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 나셀 내부에 설치되는 가이드 레일부(30)는 나셀 내부의 기계 요소, 예를 들어 발전기(8) 및 기어 박스와 같이 발전기를 구성하는 구성 요소들의 유지 보수를 위한 분리 및 위치 이동이 필요할 경우에만 설치되고 기계 요소의 유지 보수가 완료된 후에는 해체될 수 있도록 나셀 내부에 볼트 결합과 같은 방법에 의하여 탈착가능하게 결합된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 레일부(30) 상에는 대차부(20)가 설치된다.
대차부(20)는 가이드 레일부(30) 상에 설치되어 나셀 내부에서 전후 방향으로 이동하기 위한 구성요소이다.
이 때, 대차부(20)에는 기계 요소, 예를 들어 발전기(8) 및 기어 박스와 같은 구성 요소를 리프팅 하기 위한 리프팅 수단(50)이 설치될 수 있다. 이 때, 리프팅 수단(50)은 윈치 또는 유압 실린더, 및 이에 연결된 와이어를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치(10)는 가이드 레일부(30)가 나셀 내부에 설치된 상태에서 대차부(20)가 가이드 레일부(30) 상에 조립된 후 나셀 내부의 기계 요소를 이동시킬 수 있도록 형성된다.
이 때, 대차부(20)는 가이드 레일부(30) 상에서 용이하게 조립될 수 있도록 모듈 형태로 이루어질 수 있다. 대차부(20)에 대한 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치(10)는 나셀 내부의 기계 요소, 예를 들어 발전기(8) 및 기어 박스를 이동시키기 위하여 임시로 나셀 내부에 설치된 후 나셀 내부에서 분리된 발전기 및 기어 박스를 대차부를 이용하여 이동시키고, 나셀 내부의 기계 요소의 유지 및 보수가 완료된 후 다시 기계 요소를 원위치 시킬 수 있다.
이와 같이 나셀 내부의 기계 요소의 이송이 완료된 후 이송 장치(10)는 나셀 내부로부터 분리되어 별도로 보관될 수 있다.
이하 이송 장치(10)의 구체적인 구성에 대하여 도면을 달리하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 조립된 상태의 사시도이다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 조립된 상태의 배면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치가 조립된 상태의 측면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치의 가이드 레일부(30)는 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b), 한 쌍의 가이드 레일 지지대(34a, 34b)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)은 대차부(20)가 상측에서 이동될 수 있도록 나란하게 풍력 발전기의 나셀 내부에 설치될 수 있도록 형성된다.
이 때, 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)의 전방 단부 하측부에는 제 1 접합부(33)가 형성된다.
제 1 접합부(33)는 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)의 전방 단부가 인접한 메인 프레임(2)의 일측에 접촉될 수 있도록 메인 프레임(2)의 일면에 대응하여 경사지거나 또는 평탄한 면을 포함하여 이루어질 수 있다. 제 1 접합부(33)는 메인 프레임(2)의 일측에 접촉된 상태에서 볼트와 같은 결합 부재(미도시)에 의하여 메인 프레임(2) 상에 고정될 수 있다.
이 때 제 1 접합부(33)는 도면에 도시된 바와 같이 경사진 형태에 한정되지 않으며 메인 프레임(2)에 설치되는 가이드 레일 전방 단부의 위치에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
이 때, 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)은 I자형 단면을 갖는 빔으로 형성될 수 있다.
한편, 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)의 후방부 하측에는 가이드 레일(32a, 32b)을 지지하기 위한 한 쌍의 가이드 레일 지지대(34a, 34b)가 결합된다.
한 쌍의 가이드 레일 지지대(34a, 34b)는 가이드 레일(32a, 32b)의 연장 방향에 수직한 방향으로 배열되어 가이드 레일(32a, 32b)의 하측부에 볼트 및 너트와 같은 결합 부재(미도시)를 이용하여 결합될 수 있다.
한편, 가이드 레일 지지대(34a, 34b)의 하측 단부에는 제 2 접합부(35)가 형성된다.
제 2 접합부(35)는 가이드 레일 지지대(34a, 34b)의 하단부가 인접한 나셀 내부의 일측에 접촉될 수 있도록 리어 프레임(4)의 일면에 대응하여 경사지거나 평탄한 면을 포함하여 이루어질 수 있다. 제 2 접합부(35)는 리어 프레임(4)의 일측에 접촉된 상태에서 볼트와 같은 결합 부재(미도시)에 의하여 리어 프레임(4) 상에 고정될 수 있다.
한편, 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)의 후방 단부 상측면에는 수평 지지 프레임(36)이 설치되어 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)을 지지하도록 형성된다.
수평 지지 프레임(36)은 가이드 레일 지지대(34a, 34b)를 지지하는 한편, 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)의 상부에 설치되는 대차부(20)가 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)의 후방측으로 떨어지지 않도록 스토퍼의 역할을 수행할 수 있다.
수평 지지 프레임(36)은 한 쌍의 가이드 레일(32a, 32b)에 볼트와 같은 결합 부재에 의하여 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치(10)는 가이드 레일부(30)의 상부에 위치되는 대차부(20)가 제 1 및 제 2 프레임(21a, 21b)을 포함하도록 형성된다.
도 4 내지 도 7을 참조하면 제 1 프레임(21a)은 제 1 수평 프레임(22a), 제 1 수직 프레임(24a) 및 이동부(26)를 포함하며, 제 2 프레임(21b)은 제 2 수평 프레임(22b), 제 2 수직 프레임(24b) 및 이동부(26)를 포함하도록 형성된다. 이 때, 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)은 가이드 레일부(30)의 연장 방향 중심을 기준으로 좌우 대칭으로 형성될 수 있다.
보다 상세히, 제 1 프레임(21a)의 제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 프레임(21b)의 제 2 수평 프레임(22b)은 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 ㄷ 자 형상으로 이루어지며, 제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 수평 프레임(22b)의 양 단부가 상호 결합될 수 있도록 형성된다.
제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 수평 프레임(22b)의 양단부에는 플랜지부(28a, 28b)가 형성되어 제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 수평 프레임(22b)의 양 단부가 상호 견고하게 결합될 수 있도록 한다.
이 때, 제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 수평 프레임(22b)의 양 단부의 결합은 볼트 및 너트와 같은 결합 부재에 의하여 이루어질 수 있다.
가이드 레일부(30)의 연장 방향 중심을 기준으로 제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 수평 프레임(22b)의 외측 단부 전방 및 후방 측에는 각각 한 쌍의 제 1 수직 프레임(24a) 및 한 쌍의 제 2 수직 프레임(24b)이 설치된다.
제 1 수직 프레임(24a) 및 제 2 수직 프레임(24b)은 제 1 수평 프레임(22a) 및 제 2 수평 프레임(22b)을 지지하기 위한 구성 요소이다.
이 때, 한 쌍의 제 1 수직 프레임(24a) 및 한 쌍의 제 2 수직 프레임(24b) 사이에는 보강 프레임(23a, 23b)이 설치되어 제 1 수직 프레임(24a) 및 제 2 수직 프레임(24b)을 보강하도록 형성될 수 있다.
한 쌍의 제 1 수직 프레임(24a) 및 제 2 수직 프레임(24b)의 하단부에는 각각 이동부(26)가 형성되어, 대차부(20)가 가이드 레일(32a, 32b) 상부면을 따라 나셀의 전후 방향으로 이동할 수 있도록 한다. 이 때, 이동부(26)는 휠을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 대차부(20)의 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)은 모듈화되도록 형성되어 각각의 수평 프레임(22a, 22b), 수직 프레임(24a, 24b) 및 이동부(26)가 일체로 형성된다. 이에 따라 대차부(20)를 조립하고자 할 경우 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)을 나셀 외부로부터 나셀 내부로 이송시키고, 가이드 레일부(30)가 나셀 내부에 조립된 상태에서 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)의 수평 프레임(22a, 22b)을 상호 조립하기만 하면 가이드 레일부(30) 상에 대차부(20)를 간단하게 설치할 수 있다.
본 실시예에서는 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)이 일체로 형성된 상태로 나셀 내부로 이송하도록 하였으나, 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)을 형성하는 각각의 수평 프레임(22a, 22b), 수직 프레임(24a, 24b) 및 이동부(26)가 분리된 상태로 개별적으로 나셀 내부로 이송되도록 한 후 나셀 내부에서 대차부(20)를 조립하여 가이드 레일부(30) 상에 설치하는 것도 가능할 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 프레임(21a) 및 제 2 프레임(21b)을 형성하는 각각의 수평 프레임(22a, 22b), 수직 프레임(24a, 24b) 및 보강 프레임(23a, 23b)은 I자형 단면을 갖는 빔 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 대차부(20)는 작업자에 의하여 수동으로 이동시키거나 또는 이동부를 작동시킬 수 있는 공지의 구동 장치를 이용하여 자동으로 가이드 레일 상에서 이동시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 대차부를 이동시키기 위하여 이동부로서 휠을 제시하였으나, 가이드 레일부를 따라 대차부를 이동시키기 위한 이동부로서 공지의 LM 가이드와 같은 가이딩 수단을 이용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 대차부(20)에는 리프팅 수단(50)이 설치된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅 수단(50)은 유압 잭, 체인 블록 또는 와이어 호이스트일 수 있다.
한편, 리프팅 수단(50)은 제 1 및 제 2 수평 프레임(22a, 22b) 에 설치될 수 있다. 또는 리프팅 수단(50)은 수직 프레임(24a, 24b)에 설치될 수도 있다.
리프팅 수단(50)은 기계 요소를 제 1 및 제 2 수평 프레임(22a, 22b)에 대하여 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동시킨다.
이 때, 도 6을 참조하면, 리프팅 수단(50)은 제 1 및 제 2 수평 프레임(22a, 22b)의 하측부에 형성된 돌출부(40a, 40b)의 관통홀(41a, 41b)에 상측이 결합된 상태로 제 1 및 제 2 수평 프레임(22a, 22b)의 하측 방향으로 연장되도록 형성된다.
이와 같이 제 1 및 제 2 수평 프레임(22a, 22b) 하측 방향으로 연장된 리프팅 수단(50)의 일단에는 견인 고리와 같은 결합 부재(미도시)가 형성되어 있으며, 이와 같은 결합 부재를 나셀 내부에서 분리된 기계 요소, 예를 들어, 발전기(8) 또는 기어 박스의 일측에 결합시킨 상태로 기계 요소를 들어올리거나 하강시킬 수 있다.
이하에서는 이상과 같은 구성을 갖는 이송 장치(10)를 이용하여 나셀 내부의 기계 요소를 이송하는 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 나셀 내부의 기계 요소 이송 장치를 이용하여 나셀 내부의 기계 요소를 이송하는 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치(10)는 나셀 내부의 기계 요소, 예를 들어 발전기(8) 또는 기어 박스의 유지 보수가 필요하여 발전기 또는 기어 박스를 나셀 내부에서 나셀 후방측으로 이동시킬 때 사용할 수 있다.
나셀 내부에는 이미 나셀 외부로부터 나셀 내부로 기계 요소 등을 이송시키기 위한 크레인과 같은 설비가 설치되어 있으나, 이와 같은 설비는 용량이 작아 발전기 또는 기어 박스를 이동시키고자 하는 용도로 사용되기 어렵다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 나셀 내부에 필요에 따라 탈부착가능한 이송 장치(10)를 임시로 발전기(8) 또는 기어 박스에 인접하게 설치하여, 발전기(8) 또는 기어 박스를 이송시키도록 구성하고, 발전기(8) 또는 기어 박스의 유지 보수가 종료되면 이송 장치를 나셀 내부로부터 분리할 수 있도록 하였다.
보다 상세히, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치를 이용하여 나셀 내부의 기계 요소를 이송시키고자 하는 경우, 도 8을 참조하면, 먼저 전술한 구조를 갖는 이송 장치(10)의 가이드 레일부(30), 대차부(20) 및 리프팅 수단(50)을 구성하는 각각의 구성 요소들을 분리된 상태로 상기 풍력 발전기의 나셀 내부로 이송시킨다. (S801)
이 때, 상기 풍력 발전기의 나셀 내부로 상기 이송 장치(10)의 상기 가이드 레일부(30), 상기 대차부(20) 및 상기 리프팅 수단(50)을 구성하는 각각의 구성 요소들을 분리된 상태로 이송시키는 것은 상기 풍력 발전기의 나셀 내부에 미리 설치된 크레인을 이용하여 이루어질 수 있다.
이와 같이 나셀 내부로 이송된 각각의 구성 요소들을 나셀 내부에서 조립하여 나셀 내부에 이송 장치(10)를 설치한다. (S802)
이와 같이 나셀 내부에 이송 장치(10)가 설치된 상태에서 나셀 내부의 기계 요소, 예를 들어, 발전기(8) 또는 기어 박스를 분해한다. (S803)
이와 같이 분해된 기계 요소를 리프팅하기 위하여 대차부(20)를 기계 요소 상측에 위치시키고, 리프팅 수단(50)을 이용하여 기계 요소를 리프팅한다. (S804)
기계 요소가 리프팅된 상태에서 대차부(20)를 나셀의 후방측으로 이송시킨다. (S805)
그리고 후방측으로 이송된 기계 요소를 리프팅 수단(50)을 이용하여 나셀 내부의 바닥면에 내려 놓거나 리프팅 수단(50)을 이용하여 나셀 내부에서 기계 요소를 공중에 매단 상태로 유지한 상태에서 후속적으로 기계 요소의 수리 및 유지 보수가 이루어질 수 있다.
한편, 기계 요소의 수리 및 유지 보수가 완료된 후에는 다시 리프팅 수단(50)을 이용하여 기계 요소를 리프팅 시킨 후 대차부(20)를 이동시켜 기계 요소를 나셀의 전방으로 이송시키고, 기계 요소를 원위치에 내려 놓은 상태에서 기계 요소를 조립할 수 있다.
이와 같이 기계 요소의 유지 보수가 완료된 상태에서 이송 장치(10)를 나셀 내부에서 분리한 후 나셀의 외부로 이동시키면 나셀 내부의 기계 요소의 유지 보수가 완료된다.
풍력 발전 단지에는 많은 수의 풍력 발전기가 설치되어 작동하고 있으나, 유지 보수 작업은 1년에 수차례 정도로 이루어지므로 풍력 발전기 나셀 내부에 영구적으로 기계 요소를 이동시킬 수 있는 가이드 레일을 설치하는 것보다, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 필요에 따라 나셀 내부에 설치되거나 분리될 수 있는 나셀 내부 기계 요소 이송 장치를 사용함으로서 나셀 내부의 기계 요소에 대한 유지 보수를 보다 용이하게 수행 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치는 용이하게 이동시킬 수 있기 때문에, 복수의 풍력 발전기가 설치된 풍력 발전 단지에서 하나의 이송 장치만 있으면 유지 보수가 필요한 복수의 풍력 발전기의 나셀 내부의 기계 요소를 순차적으로 유지 보수 할 수 있다.
본 실시예에서는 이송 장치가 나셀 내부의 기계 요소 중 발전기 및 기어 박스를 이동시키는 것을 예시하였으나, 나셀 내부의 기계 요소 중 나셀 내부의 크레인에 의하여 이동시키기 어려운 다양한 기계 요소를 이동시키기 위한 용도로 이송 장치를 사용할 수 있음은 물론이다.
이를 위하여 이송 장치의 가이드 레일의 설치 위치, 가이드 레일부 및 대차부의 길이, 리프팅 수단의 종류등은 다양하게 변경될 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.
2 메인 프레임 4 리어 프레임
8 발전기 10 이송 장치
20 대차부 21a 제 1 프레임
21b 제 2 프레임 26 이동부
30 가이드 레일부 32 가이드 레일
34 가이드 레일 지지대 36 수평 지지 프레임
50 리프팅 수단

Claims (8)

  1. 풍력 발전기의 나셀 내부에 탈착가능하게 설치되는 이송 장치로서,
    상기 풍력 발전기의 메인 샤프트의 길이 방향으로 상기 나셀 내부 일측에 탈착가능하게 설치되는 가이드 레일부;
    상기 메인 샤프트의 길이 방향으로 이동가능하도록 상기 가이드 레일부 상에 설치될 수 있으며, 상기 가이드 레일부 상에서 용이하게 조립될 수 있도록 모듈 형태로 이루어지는 대차부;
    상기 대차부에 설치되어 상기 나셀 내부에 설치되는 기계 요소를 상하 방향으로 이동시키는 리프팅 수단을 포함하되,
    상기 대차부는 상호 결합가능한 제 1 및 제 2 프레임을 포함하며,
    상기 제 1 및 상기 제 2 프레임 각각은,
    수평 프레임;
    상기 수평 프레임을 지지하는 수직 프레임;
    상기 수직 프레임 하단부에 형성되어 상기 가이드 레일부 상을 이동가능한 이동부를 포함하고,
    상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임의 수평 프레임의 단부에는 상호 결합될 수 있도록 플랜지부가 형성된 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 가이드 레일부는
    상기 나셀 내부에 위치되는 발전기의 양측에 서로 나란하게 수평 방향으로 위치되는 한 쌍의 가이드 레일;
    상기 한 쌍의 가이드 레일을 지지하도록 상기 한 쌍의 가이드 레일에 결합되는 한 쌍의 가이드 레일 지지대를 포함하고,
    상기 한 쌍의 가이드 레일 및 상기 한 쌍의 가이드 레일 지지대는 상기 나셀 내부 일측 및 타측에 탈착가능하게 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서
    상기 한 쌍의 가이드 레일은, 일단부가 상기 발전기의 전방에 위치되는 기어 박스의 측부까지 연장되며 타단부가 상기 발전기의 후방 측까지 연장되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 프레임 또는 상기 수직 프레임 중 어느 하나에 상기 리프팅 수단이 설치되는 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 프레임은 ㄷ 자 형상으로 이루어지며,
    제 1 및 제 2 프레임의 상기 ㄷ 자 형상의 수평 프레임은 양 단부가 상호 결합될 수 있도록 형성되는 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 리프팅 수단은 유압 잭, 체인 블록 또는 와이어 호이스트를 포함하는,풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계 요소는 상기 나셀 내부의 기어 박스 또는 발전기 중 어느 하나인 풍력 발전기의 나셀 내부 기계 요소 이송 장치.
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