KR101540283B1 - 케이블의 꼬임 방지 구조 - Google Patents

Abstract

케이블의 꼬임 방지 구조가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 구조는, 고정체와 상기 고정체를 회전하는 회전체를 연결하여 전력을 전달하는 케이블의 꼬임 방지 구조에 있어서, 상기 고정체와 상기 회전체에 의해 형성되는 공간부; 상기 고정체와 상기 공간부를 연결하는 제1 케이블; 및 상기 회전체와 상기 공간부를 연결하는 제2 케이블을 포함하며, 상기 공간부는 도전성 액체가 충진되어 상기 제1 및 제2 케이블 간에 전력이 전달된다.

Description

케이블의 꼬임 방지 구조{ANTI TWIST STRUCTURE OF CABLE}

본 발명은 케이블의 꼬임 방지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정체와 상기 고정체를 회전하는 회전체를 연결하여 전력을 전달하는 케이블의 꼬임을 방지할 수 있는 케이블의 꼬임 방지 구조에 관한 것이다.

전기는 케이블(cable)을 통해 전달된다. 케이블(cable)은 약간의 유연성을 가지고 있어 고정체와 회전체 사이에서 어느 정도 회전 범위에서의 전기 전달은 가능하다. 그러나, 고정체와 360도 회전하는 회전체 사이를 연결하여 전기를 전달하는 케이블은 꼬임(twist) 등의 문제를 가지고 있다.

예를 들어, 바람이 불어 블레이드(blade)가 회전하면, 블레이드의 회전력을 이용하여 발전을 하는 풍력 발전기의 경우, 허브가 바람이 불어오는 방향으로 향할 수 있도록 306도로 회전하게 되며, 이에 따라 케이블이 꼬이는 문제가 발생한다.

도 1은 종래의 풍력 발전기를 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 풍력 발전기의 내부를 간략히 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 풍력 발전기(1)는 복수의 블레이드(5), 복수의 블레이드(5)가 연결되는 허브(4), 허브(4)가 회전 가능하게 연결되는 나셀(3), 나셀(3)을 지지하는 타워(2)로 이루어진다. 복수의 블레이드(5)가 허브(4)를 중심으로 배치되어, 블레이드(5)에 풍력이 작용하여 회전함으로써, 나셀(3)에서 전기가 생산된다.

도 2를 참조하면, 나셀(3)의 내부에는 상기 허브(4)에 연동하여 작동하는 발전기(G), 상기 발전기(G)에서 생산된 전력을 적절히 변환하는 변환기(C) 등이 설치된다. 상기 변환기(C)에 의해 변환되어 출력되는 전력은 케이블(6)을 통해 타워(2)의 하부에 설치되는 변압기(T)를 거쳐 송전된다.

이때, 바람으로부터 최대한의 에너지를 얻기 위해 허브(4)가 바람이 불어오는 방향으로 향할 수 있어야 하며, 이를 위해 나셀(3)이 360도로 회전 가능하게 설계된다. 그러므로, 나셀(3)이 한 방향으로 계속 회전하게 되면, 케이블(6)이 꼬일 수 밖에 없는 문제가 발생한다.

따라서, 고정체와 360도 회전하는 회전체 사이를 연결하여 전기를 전달하는 케이블이 꼬이는 문제를 해결하기 위한 방안이 요구된다.

한국공개특허 제2011-0052905호 (2011.05.19. 공개) 한국공개특허 제1995-0011073호 (1995.05.15. 공개)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정체와 회전체 사이에 형성되는 공간에 전도성 액체를 채워 상기 전도성 액체에 각각 케이블을 연결하여 전력을 전달하는 케이블의 꼬임 방지 구조 및 이를 이용한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 구조는, 고정체와 상기 고정체를 회전하는 회전체를 연결하여 전력을 전달하는 케이블의 꼬임 방지 구조에 있어서, 상기 고정체와 상기 회전체에 의해 형성되는 공간부; 상기 고정체와 상기 공간부를 연결하는 제1 케이블; 및 상기 회전체와 상기 공간부를 연결하는 제2 케이블을 포함하며, 상기 공간부는 도전성 액체가 충진되어 상기 제1 및 제2 케이블 간에 전력이 전달된다.

또한, 상기 공간부는, 상기 제1 및 제2 케이블이 삽입되는 삽입홀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 공간부는, 상기 도전성 액체가 누수되는 것을 방지하는 방지캡을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 공간부는, 상기 도전성 액체로 이온성 액체가 충진될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 고정체와 상기 고정체를 회전하는 회전체를 전도성 액체로 연결하여 전력을 전달하고, 상기 전도성 액체와 상기 고정체 및 회전체를 각각 케이블로 연결하여 케이블의 꼬임을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 풍력 발전기를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 풍력 발전기의 내부를 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 케이블의 꼬임 방지 구조를 풍력 발전기에 적용한 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 방법의 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 구조는, 고정체(11)와 상기 고정체(11)를 회전하는 회전체(12)를 연결하여 전력을 전달함에 있어서, 상기 고정체(11)와 상기 회전체(12)에 의해 형성되는 공간부(15), 상기 고정체(11)와 상기 공간부(15)를 연결하는 제1 케이블(16), 및 상기 회전체(12)와 상기 공간부(15)를 연결하는 제2 케이블(17)을 포함하며, 상기 공간부(15)에 도전성 액체가 충진되어 상기 제1 및 제2 케이블(16, 17) 간에 전력이 전달된다. 여기에서, 제1 케이블(16)과 제2 케이블(17)은 동일한 케이블인 것일 수 있으나, 다른 규격의 케이블을 사용할 수도 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

즉, 도전성 액체에 의해 공간부(15)에서 전기가 흐르므로, 제1 및 제2 케이블(16, 17) 간에 전력이 전달될 수 있게 된다. 그러므로, 회전체(12)가 계속하여 회전하더라도 고정체(11)와 회전체(12) 사이에 케이블이 분리되어 있어 케이블의 꼬임이 방지되며, 특히 고정체(11)는 고정 상태를 유지하므로 이에 연결된 제1 케이블(16)에 영향을 전혀 주지 않게 된다. 또한, 회전체(12)와 연결된 제2 케이블(17)이 회전체(12)와 함께 회전하면, 제2 케이블(17)이 꼬이는 것도 방지할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 살펴 보도록 한다.

공간부(15)는 고정체(11)와 회전체(12) 사이에 형성되며, 도전성 액체가 공간부(15)에 채워지고, 케이블(16, 17)이 연결되는 공간이므로, 공간부(15)는 제1 및 제2 케이블(16, 17)이 삽입되는 삽입홀(18) 및 도전성 액체가 누수되는 것을 방지하는 방지캡(19)을 포함할 수 있다. 공간부(15)에서 도전성 액체가 흐를 수 있는 곳은 방지캡(19)으로 막고, 두 곳의 삽입홀(18)에 제1 및 제2 케이블(16, 17)이 삽입되어 도전성 액체와 제1 및 제2 케이블(16, 17)이 연결됨과 동시에 제1 및 제2 케이블(16, 17)에 의해 삽입홀(18)이 블록된다.

또한, 공간부(15)는 도전성 액체로 충진되는데, 상기 도전성 액체로 녹는 점이 낮은 재질의 금속, 예를 들면 수은 또는 인듐 등을 사용할 수 있으나, 일반적으로 도전성 액체로 이온성 액체를 사용할 수 있을 것이다. 이온성 액체에 제1 및 제2 케이블(16, 17)이 각각 접촉되어 이온성 액체를 통해 제1 및 제2 케이블(16, 17) 간에 전기가 흘러 전력이 전달된다.

도 4는 도 3의 케이블의 꼬임 방지 구조를 풍력 발전기에 적용한 것을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 복수의 블레이드(5)가 연결되는 허브(4), 허브(4)가 회전 가능하게 연결되는 나셀(3), 나셀(3)을 지지하는 타워(2)로 이루어지는 풍력 발전기에서, 허브(4)가 바람이 불어오는 방향으로 향하도록 나셀(3)이 360도로 회전한다. 이때, 회전체인 나셀(3)과 고정체인 타워(2) 사이에 형성되는 공간에 도전성 액체를 충진하고, 방지캡(18)으로 도전성 액체의 누수를 방지하고, 나셀(3) 측에서 상기 도전성 액체가 충진된 공간의 삽입홀(19)을 통해 제2 케이블(17)을 연결하고, 타워(2) 측에서 상기 도전성 액체가 충진된 공간의 삽입홀(19)을 통해 제1 케이블(16)을 연결한다. 그러므로, 나셀(3)이 회전하더라도 제1 및 제2 케이블(16, 17)이 꼬이는 것이 방지되고, 이에 따라 발전기(G)에서 생산된 전력을 변환기(C)에 의해 적절히 변환한 후, 제2 케이블(17), 도전성 액체, 제1 케이블(16)을 통해 타워(2)의 하부에 설치되는 변압기(T)를 거쳐 송전할 수 있다. 여기에서, 제1 케이블(16)과 제2 케이블(17)은 연결되는 케이블을 구분하기 위한 것에 불과하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 방법의 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 꼬임 방지 방법은, 고정체(11)와 상기 고정체(11)를 회전하는 회전체(12)를 연결하여 전력을 전달함에 있어, 고정체(11)와 상기 고정체(11)를 회전하는 회전체(12) 사이에 형성되는 공간에 도전성 액체를 충진하며(S10), 상기 고정체(11)를 상기 도전성 액체와 케이블로 연결하고, 상기 회전체(12)를 상기 도전성 액체와 케이블로 연결한다. 이에 따라, 도전성 액체의 의해 고정체(11)에 연결된 케이블 측 또는 회전체(12)에 연결된 케이블 측으로 전기가 전달된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

11: 고정체 12: 회전체
15: 공간부 16, 17: 케이블
18: 삽입홀 19: 방지캡

Claims (4)

1. 고정체와 상기 고정체를 회전하는 회전체를 연결하여 전력을 전달하는 케이블의 꼬임 방지 구조에 있어서,
   상기 고정체를 관통하여 일단이 상기 회전체 방향으로 돌출되고 타단이 상기 회전체의 반대 방향으로 돌출된 공간부;
   상기 회전체의 반대 방향으로 돌출된 공간부에 연결되는 제1 케이블; 및
   상기 회전체 방향으로 돌출된 상기 공간부에 연결되는 제2 케이블을 포함하며,
   상기 공간부는 도전성 액체가 충진되어 상기 제1 및 제2 케이블 간에 전력이 전달되는, 케이블의 꼬임 방지 구조.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공간부는, 상기 제1 및 제2 케이블이 삽입되는 삽입홀을 포함하는, 케이블의 꼬임 방지 구조.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 공간부는, 상기 도전성 액체가 누수되는 것을 방지하는 방지캡을 포함하는, 케이블의 꼬임 방지 구조.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 공간부는, 상기 도전성 액체로 이온성 액체가 충진되는, 케이블의 꼬임 방지 구조.
   

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