KR101623754B1 - 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치는 풍력 발전기의 블레이드에 설치되는 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)와 타워에 설치되는 타워용 LED 발광장치(약어:LED Rain Fall Light장치)로 2가지로 구별되는 것으로서, 본 발명에 따른 LED Light 장치는, 풍력 발전기의 블레이드에 복수 개 구비되는 것이며, Rain Fall Light장치는, 타워의 4방에 설치되는 것으로서 풍력 발전기의 나셀(nacelle) 일 측에 구비되어 상기 LED Light장치로 전력을 공급하는 슬립링; LED Light장치와 상기 슬립링의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치{A MARINE WIND POWER GENERATOR MOUNTED NIGHT ROUTE RISK PREVENTION DEVICE}

본 발명은 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 지면에 설치된 풍력 발전기의 블레이드에 설치되는 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)와 타워에 설치되는 타워용 LED 발광장치(약어:LED Rain Fall Light장치)를 차별화된 방법으로 설치하여, 다양한 기능을 제공할 수 있는 풍력 발전기 부착용 LED 발광장치에 관한 것이다.

현대인들에게 있어 전기란 없어서는 안 되는 것으로, 전기 생산에는 고전적으로 화석에너지가 사용되고 있다. 그러나 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석에너지는 점점 고갈되고 있어, 태양열, 태양광, 풍력, 조력, 지열 등의 재생에너지에 대한 관심이 점점 증가하고 있는 실정이다.

이러한 재생에너지 중, 풍력 발전이란 바람에너지를 풍력 터빈(Wind Turbine) 등의 장치를 이용하여 기계적 에너지로 변환시키고, 이 에너지를 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것을 말한다. 풍력은 재생 에너지의 일종으로 자원이 풍부하고, 끊임없이 재생되며, 광범위한 지역에 분포되어 있고, 깨끗하며, 또한 운전 중 온실가스의 배출이 없다는 특징이 있어, 유망한 대체 에너지원으로서 각광받는 에너지이다.

풍력 발전기는 다양한 기준에 의해 분류될 수 있는데, 대표적으로 회전축 방향에 따라 수평축, 수직축 풍력 발전기로 구분하고, 증속기 유무에 의해 증속기형, 직결형 풍력 발전기로 구분되며, 설치 장소에 따라 육상, 해상 풍력 발전기로 구분하기도 한다. 이처럼 풍력 발전기에도 다양한 종류가 있으며, 풍력 발전과 관련한 다양한 기술들이 개발되고 있는 실정이다.

풍력 발전기에 관한 선행 특허로서, 한국 등록 특허 제 10-1230460호 '풍력 발전기'와 한국 공개 특허 제 10-2014-0069458호 '풍력발전기의 수직형 블레이드를 이용한 광고 조명장치'등이 개시되어 있다. 상기 기술들의 경우 풍력 발전기의 블레이드에 발광부나 LED조명을 구비하고 있으며, 블레이드의 회전수에 따라 발광 소자를 개별적으로 점등 또는 소등할 수 있는 등의 특징이 있다.

다만 상기 기술들은 발광 소자를 구비하고 있으나, 블레이드에 발광 장치를 설치 또는 구비하는 구조에 대한 자세한 설명이 없다는 문제가 있으며, 다양한 기후 변화 또는 악천후에도 견딜 수 있을 정도로 발광 장치가 구비되어 있는지 알 수 없다는 문제점이 있다. 따라서 상대적으로 다양한 기후 환경에 노출될 수 있는 풍력 발전기에 발광 장치를 견고하게 설치할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.

또한, 해상에도 이미 풍력 발전기가 많이 설치되었고, 앞으로는 설치 기술 등의 발전에 따라 해상에 풍력 발전기의 설치가 점점 늘어날 것으로 전망된다. 따라서 단순히 전기만 생산하는 풍력 발전기에서 나아가 야간에 항해하는 선박의 안전한 항해를 유도할 수 있는 등 다양한 기능을 하는 발광 장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 해상에 설치된 풍력 발전기의 블레이드 양면에 각각 하나 이상의 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)장치를 설치하고 제어함으로써, 야간에 항해하는 선박의 안전한 항해를 유도하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 풍력 발전기의 지지구조물(Tower)면에 4방으로 하나 이상의 타워용 LED 발광장치(약어:LED Rain Fall Light장치)를 설치하고 제어함으로써 다양한 방향 및 패턴으로 빛을 발산하여 주변 환경을 아름답고 친근하게 변화시키는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 추가 목적은 LED Light장치를 풍력 발전기 블레이드의 앞면 및 뒷면에 부착하는 것, Rain Fall Light장치를 풍력 발전기 타워에 부착하는 것이며 구조를 강화하여 견고한 설치 상태를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 1쌍의 슬립링 조립체를 형성하여 풍력 발전기 블레이드의 해체 없이 슬립링을 설치하고 회전하는 날개에 전원을 공급하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 지역 관공서 서버와 연동하여 수신된 지역 이벤트 정보를 다양한 패턴으로 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 1쌍의 슬립링 조립체를 형성하여 풍력 발전기 블레이드의 해체 없이 전원 공급 어셈블리를 설치하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 내염분성 처리한 프로텍터를 구비함으로써 LED Light 장치를 염분으로부터 보호하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 본 발명과 선박의 거리를 감지하여 그 고저에 따른 발광 패턴을 차등 제어하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 센서에 의해 감지된 해수 정보와 일기 예보 정보를 통합하여 이를 시각적으로 표시하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)는, 해저에 설치된 구조물 및 부유 구조물 중 어느 하나를 기반으로 하여 상기 구조물 상에 설치된 풍력 발전기의 블레이드에 복수 개 구비되는 것으로, 상면이 개방된 상태에서 베이스 기판과 복수 개의 LED 소자를 구비한 외부케이스와, 고정 수단에 의해 고정되어 상기 외부케이스의 개방된 상면을 덮는 커버를 포함하는 LED Light 장치; 풍력 발전기의 나셀(nacelle) 일 측에 구비되어 상기 LED Light 장치로 전력을 공급하는 슬립링; 상기 LED Light 장치와 상기 슬립링의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 타워용 LED 발광장치(약어:LED Rain Fall Light장치)는, 해저에 설치된 구조물 및 부유 구조물 중 어느 하나를 기반으로 하여 상기 구조물 상에 설치된 풍력 발전기의 타워의 해수면 위로 노출된 외면(4방면)에 복수 개 부착되는 것으로, 내부에 베이스 기판과 복수 개의 LED 소자를 구비하되 양 끝단이 덮개에 의해 차폐된 반원통형의 외부하우징을 포함하는 LED 연출 장치; 상기 타워의 외주 면을 감싸는 띠 형상으로, 상기 LED 연출 장치를 서로 연결하여 고정하는 밴드; 상기 LED 연출 장치의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 LED Light장치가 상기 블레이드의 앞면 및 뒷면에 장착되도록 상기 LED Light 장치를 수납하는 공간을 구비하고 상면이 개방된 형태로 구성되되, 보조케이스의 외측 벽의 상단 끝에서 내측방향으로 절곡되어 연장 형성된 절곡부를 포함하는 보조케이스; 상기 보조케이스와 상기 블레이드 사이에 적층되어 외부 충격을 완충하는 완충 패널;을 추가적으로 포함하고, 상기 보조케이스에 상기 LED Light 장치가 수납되어 상기 절곡부와 상기 LED Light 장치를 감싸 고정하는 고정 타이;에 의해 밀착 고정된 상태에서, 상기 블레이드의 외부면 및 내부 홈 중 어느 하나에 부착되는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)는, 상기 슬립링에서 연장되어 상기 LED Light장치로 연결되어 전력을 공급하는 제 1 전선부와, 상기 블레이드의 같은 면에 장착된 복수의 LED Light장치를 연결하는 제 2 전선부 및, 상기 블레이드의 다른 면에 장착된 1쌍의 LED Light장치를 연결하는 제 3 전선부를 포함하되, 상기 제 3 전선부는 전도체로 구성된 코어와 상기 코어의 외주 면을 감싸는 탄성 재질의 외피로 이루어진 스트랩으로서, 상기 블레이드에 관통 형성된 홈을 매개로 하여 수용 결합되어 1 쌍의 LED Light장치를 고정하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 LED Light장치는, 상기 커버의 상면에 구비되며 내염분성 처리되어 상기 LED Light장치의 부식을 방지하는 것으로서, 상기 커버의 상면에 적층되는 보호 커버와, 상기 보호 커버의 하단 면 일 측에 구비되는 제 1 끼움 부재를 포함하는 프로텍터;를 추가적으로 포함하고, 상기 커버는 상기 프로텍터의 끼움 부재와 상응하는 제 2 끼움 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 LED Light장치의 일 측에, 선박과의 거리 감지하는 선박 감지 센서;가 추가로 구비되고, 상기 컨트롤러는, 상기 선박 감지 센서에 의해 센싱된 거리 수치의 고저에 따라 상기 LED Light장치의 발광 패턴을 차등 제어하는 발광 패턴 제어 모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 LED Light장치의 일 측에, 풍력 발전기 주위의 해수 정보를 감지하는 해수 정보 감지 센서;가 추가로 구비되고, 상기 컨트롤러는, 일기 예보 기관의 서버로부터 일기 예보 정보를 수신하는 수신 모듈; 상기 해수 정보 감지 센서에 의해 감지된 해수 정보와 상기 수신 모듈에서 수신된 일기 예보 정보를 통합하여 시각적으로 표시하는 날씨 정보 제공 모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치에 의하면,

본 발명은 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 지면에 설치된 풍력 발전기의 블레이드에 설치되는 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)와 타워에 설치되는 타워용 LED 발광장치(약어:LED Rain Fall Light장치)를 차별화된 방법으로 설치하여, 다양한 기능을 제공할 수 있는 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치에 관한 것으로서,

1) 풍력 발전기의 블레이드에 설치되는 회전날개용 LED 발광장치(약어:LED Light장치)와 타워에 설치되는 타워용 LED 발광장치(약어:LED Rain Fall Light장치)를 차별화된 방법으로 설치하고 LED 연출 장치를 부착하여 빛을 발산함으로써 선박의 안전한 항해 유도 등 다양한 기능을 제공할 수 있고,

2) 보조케이스나 고정 타이, 스트랩 등의 구조로 LED Light장치가 단단하게 결합되어 외부환경의 노출에 대한 안정성이 증가하며,

3) 1쌍의 슬립링 조립체를 적용하여 풍력 발전기의 블레이드의 해체 없이 슬립링을 설치하여 회전날개에 부착되어있는 LED Light장치에 전원을 공급할 수 있는 설치의 편의성을 제공할 뿐 아니라,

4) 지역 관공서 서버와 연동되어 지역 이벤트 정보를 표시함으로써 광고 효과 등 부수적 효과를 가지며,

5) 또한, 태양 위치에 따라 조명각을 제어함으로써 낮에도 빛의 발산을 잘 확인할 수 있는 시인성을 제공함과 동시에,

6) 주위를 지나는 선박과의 거리를 파악하여 발광 패턴을 차등 제어함으로써 선박에게 경고 효과를 줄 수 있고,

7) 감지된 해수 정보와 일기 예보 정보를 통합하여 시각적으로 표시함으로써 주위 선박에 날씨 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 LED Light장치가 블레이드에 부착된 상태를 도시한 개념도.
도 2는 사각형태로 구성된 LED Light장치를 나타낸 내부도 및 측면도.
도 3은 원형태로 구성된 LED Light장치를 나타낸 내부도 및 측면도.
도 4는 블레이드 외부에 본 발명이 설치된 상태를 나타낸 단면도.
도 5는 블레이드 내부에 본 발명이 설치된 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 블레이드 외부 및 내부에 본 발명이 설치된 상태의 전선 배치를 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 슬립링을 도시한 입면도.
도 8은 본 발명의 LED Rain Fall Light 장치가 타워에 부착된 상태를 도시한 개념도.
도 9는 본 발명의 프로텍터를 도시한 개념도.
도 10은 본 발명의 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 LED Light장치가 블레이드에 부착된 상태를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치는 바다에 설치된 풍력 발전기에 적용되어 주변으로 빛을 발산하는 것으로서, 야간에 빛을 발산함으로써 항해하는 선박의 안전한 항해를 유도하는 역할을 할 수 있되, 부착성이나 내구성 등 전체적인 안정성을 향상시키기 위해 신규한 구조를 마련한 것이다.

이때 풍력 발전기는 바람에너지를 풍력 터빈 등의 장치를 이용하여 기계적 에너지로 변환시키고, 이 에너지를 이용하여 발전기를 돌려 전기를 생산하는 것을 말하는 것으로서, 수평축, 수직축 풍력 발전기 등 제한을 두지 않고 적용되는 것으로 한다. 또한 풍력 발전기의 구성은 크게 타워(Tower), 나셀(Nacelle), 블레이드(Blade)로 나누어 설명한다. 타워(2)는 풍력발전기의 몸체를 의미하고, 나셀(3)은 발전기와 기어박스, 회전축 등을 포함하는 엔진실을 의미하며, 블레이드(1)는 날개를 말한다. 이하에서는 풍력 발전기의 구성에 대해서는 상기 용어를 사용하여 설명한다.

본 발명의 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치는 기본적으로 풍력발전기의 블레이드에 설치되는 <회전날개용 LED 발광장치>(약어:LED Light장치)(10)와 타워에 설치되는 <타워용 LED 발광장치>(약어:LED Rain Fall Light장치)(17) 와 보조케이스(20), 완충 패널(30), 고정 타이(40), 슬립링(50) 및 컨트롤러(100)로 구성된다.

이하, 명세서 작성 규칙에 맞추어 <회전날개용 LED 발광장치>(약어:LED Light장치)는 꺾음쇠를 제외하고 회전날개용 LED 발광장치로, <타워용 LED 발광장치>(약어:LED Rain Fall Light장치)(17) 역시 꺾음쇠를 제외하고 타워용 LED 발광장치로 표시하고 가로 안의 약어와 같은 장치임을 다시 한 번 밝힌다.

도 2는 사각형태로 구성된 LED Light장치를 나타낸 내부도 및 측면도이며, 도 3은 원 형태로 구성된 LED Light장치를 나타낸 내부도 및 측면도이다.

도 2 및 도 3을 보아 알 수 있듯이, 상기 LED Light장치(10)는 사각형태 및 원 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 LED Light장치(10)는 베이스 기판(11)과 LED 소자(12), 외부케이스(13), 커버(14) 및 고정 수단(15)을 포함한다. 상기 LED Light장치(10)는 본 발명의 구성 중 외부로 빛을 발산하는 부분으로 복수 개 구비되어 풍력 발전기의 블레이드(1)에 설치될 수 있다.

베이스 기판(11)은 후술할 LED 소자(12)를 구동하는 등 기본적인 전기 회로가 편성되어 있는 판으로서, 두께는 2mm가 바람직하며 일반적으로 알려진 회로 기판이 적용되는 것이며 상세한 설명은 생략한다.

LED 소자(12)는 상기 베이스 기판(11)의 상면에 부착되어 있는 것으로서, 부착은 다양한 방식으로 가능하나, 일정 수준의 고정력을 담보하기 위해 납땜으로 고정하여 부착하는 것이 가장 바람직하다. 상기 LED 소자(12)는 다양한 색상의 LED 소자(12)가 적용될 수 있으나, 본 발명에서는 White(흰색), Red(빨간색), Green(초록색), Blue(파란색)의 4가지 색상으로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 White LED 소자(12)는 고광도의 레이저 기능의 연출이 가능하고, Red, Green, Blue LED 소자(12)는 color change 방식으로 점등될 수 있다. 이러한 White LED 소자(12)와 Red, Green, Blue LED 소자(12)는 서로 간섭이 되지 않도록 프로그램화 하여 조명연출을 하는 것이 바람직할 것이다.

외부케이스(13)는 상기 베이스 기판(11)과 복수 개의 LED 소자(12)를 포함한 구성을 감싸는 일정한 형태의 틀을 말하는 것으로서, 상면이 개방된 상자의 형태로 구성될 수 있다. 상기 외부케이스(13)의 내부는 상기 베이스 기판(11)과 상기 LED 소자(12)가 안전하게 수납될 수 있는 공간으로 구성되며, 외부케이스(13)의 하면, 즉 바닥면으로부터 상면 방향으로 일정거리 이격된 지점에 베이스 기판(11)이 적층된다. 전술하였듯이 베이스 기판(11)의 상면에는 복수 개의 LED 소자(12)가 구비되어야 함은 물론이다. 상기 외부케이스(13)는 풍력 발전기의 블레이드에 부착되어 외부 환경에 노출되는 부위로 내구성이 담보되어야 하기 때문에, 고강도 아크릴로 제작되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 사각형태로 구성된 LED Light장치(10)의 외부케이스(13)는 가로 65mm, 세로 40mm, 높이 15mm의 사이즈가 바람직하며, 원형태로 구성된 LED Light장치(10)의 외부케이스(13)는 지름 65mm, 높이 15mm가 바람직하다.

커버(14)는 상기 외부케이스(13) 상면의 단면적과 같은 면적으로 형성되어, 상기 외부케이스(13)의 개방된 상면을 완전히 덮는 역할을 하는 것으로서, 상기 커버(14)를 구비함으로써 외부케이스(13) 내의 베이스 기판(11)과 LED 소자(12)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 상기 커버(14)는 LED 소자(12)에서 발산되는 빛을 투과하기 위해 투명 아크릴 재질로 제작하는 것이 바람직하나, 빛의 발산을 방해하지 않는 범위 내에서 다양한 재질로 구성될 수 있음은 물론이다.

고정 수단(15)은 상기 외부케이스(13)와 상기 커버(14)를 고정하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들어, 나사못을 이용한 고정 방법이 적용될 수 있다. 구체적으로 상기 외부케이스(13)의 외벽 상면 일 측에 다수개의 함입된 중공인 나사못 홈을 구비하고, 상기 커버(14)는 관통 형성된 나사못 홈을 구비할 수 있다. 상기 커버(14)의 나사못 홈은 상기 외부케이스(13)의 나사못 홈과 대응되는 위치에 형성되어 나사못이 상기 두 나사못 홈을 일체로 관통하여 고정될 수 있도록 할 것이다. 상기 나사못과 나사못 홈은 각각의 외주 면과 내주 면이 서로 맞물려 고정될 수 있도록 구성되어야 함은 물론이다. 전술한 나사못과 나사못 홈의 고정 방법은 예시에 불과할 뿐 고정 수단(15)이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9는 본 발명의 프로텍터를 도시한 개념도이다.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명의 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치는 추가적으로 프로텍터(16)를 구비할 수 있다. 프로텍터(16)는 상기 커버(14)의 외부 노출면, 즉 상면에 구비되고 내염분성 처리되어 상기 LED Light 장치(10)의 부식을 방지하는 역할을 제공한다. 상기 프로텍터(16)는 상기 커버(14)의 상면에 적층되는 보호 커버(16a)와 상기 보호 커버(16a)의 하단 면 일 측에 구비되는 제 1 끼움 부재(16b)를 포함할 수 있다. 제 1 끼움 부재(16b)는 상기 커버(14)에 구비되는 제 2 끼움 부재(14a)와 결합하여 서로를 고정시키는 역할을 한다. 본 발명의 LED Light 장치(10)는 항상 바다에 노출되어 있기 때문에 염분에 의한 부식으로부터 자유롭지 못하다. 따라서 전술한 구성을 구비하여 염분에 의한 부식을 방지함이 바람직하다.

지금까지 전술한 LED Light장치(10) 및 후술할 Rain Fall Light장치(17)는 외부에 항상 노출된다는 특성상 수분으로부터 보호되어야 할 필요성이 크므로 방수 기능을 구비하는 것이 바람직하다. 일반적으로 방수는 IP(Identification code for Protection)등급으로 그 정도를 나누는데, 본 발명은 옥외설치 수준의 장비에 요구되는 IP66등급 이상으로 방수 기능을 갖추도록 구성하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 방수 기능은 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 본 발명의 LED Light 장치(10)에는 고분자 물질의 방수 시트나 도포 방수제를 사용하는 것이 적합하다.

도 8은 본 발명의 Rain Fall Light 장치(17)가 타워에 부착된 상태를 도시한 개념도이다. 도 8 을 보아 알 수 있듯이, 상기 Rain Fall Light 장치(17)는 풍력 발전기의 타워(2)에 부착되는데, Rain Fall Light장치(17)는 반원통형의 외부하우징(17a)을 포함하여 구성될 수 있다. 외부하우징(17a)의 내부에는 베이스 기판(11)과 복수 개의 LED 소자(12)가 구비되고, 양 끝단은 덮개(17b)에 의해 차폐된, 즉 막혀 있는 구조로 구성된다. 이러한 외부하우징(17a)은 가로 1000 내지 10000mm, 세로 100mm, 높이 70mm의 사이즈로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 베이스 기판(11)과 LED 소자(12)는 전술한 Rain Fall Light장치(17)의 베이스 기판(11)과 LED 소자(12)는 그 기능이 같으므로 그 설명은 생략한다. 다만 여기서 LED 소자(12)는 다양한 색으로 구성될 수 있으나, White 색상으로 구성되어 고광도의 레이저기능을 연출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 LED 소자(12)는 타워(2)의 높이와 주위 환경에 따라 밝기 및 개수가 변경될 수 있을 것이다.

타워(2)의 외면에는 복수 개의 Rain Fall Light장치(17)를 부착할 수 있고, 각각의 Rain Fall Light장치(17)는 상기 타워(2)의 외주 면을 감싸는 띠 형태로 구성된 밴드(18)에 의해 고정될 수 있다. 이러한 밴드(18)는 다양한 재질로 형성될 수 있으나, 내구성이나 고정력을 고려하여 금속재질로 구성된 STS 밴드 등을 적용하는 것이 바람직할 것이다.

이러한 Rain Fall Light장치(17)는 사방에서 이를 확인할 수 있도록 타워(2)의 동서남북 각 방향에 1라인 씩 설치할 수 있으며, 이외에도 상기 Rain Fall Light장치(17)의 배열, 개수 등은 다양하게 구성할 수 있을 것이다. 특히 상기 Rain Fall Light장치(17)는 후술할 컨트롤러(100)의 점멸 제어에 의해 마치 비가 내리는 효과를 연출하는 등 그 구성에 따라 다양한 연출을 하도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 슬립링을 도시한 입면도이다.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명의 슬립링(50)은 풍력 발전기의 나셀(3) 일 측에 구비된다. 일반적으로 슬립링(50)이라 함은 회전하는 장비에 전원 또는 신호라인을 공급할 시에 전선의 꼬임 없이 전달 가능하도록 하는 일종의 회전형 커넥터이며, 본 발명에서는 회전하는 블레이드(1)의 LED Light장치로 연결되는 전선(60)의 꼬임을 방지하며 전원을 공급하는 역할을 한다. 구체적으로 상기 슬립링(50)은 상기 나셀(3)의 외부에 설치되거나 상기 나셀(3)의 내부에 설치될 수 있는데, 설치 위치에 따라 기능적인 차이가 있는 것은 아니며, 세부적인 전선(60)의 배열 등이 달라질 수 있다. 상기 슬립링(50)에서 인출된 전선(60)은 터미널 블록(미도시)을 통해 복수 회선으로 분리되어 각 블레이드(1)로 전원을 공급하게 된다.

본 발명에서의 슬립링(50)은 조립식으로 구성되도록 하여 한 쌍, 즉 두 개의 슬립링 조립체(51)가 서로 결합되어 원통형의 완전한 슬립링(50)이 되도록 한다. 두 개의 슬립링 조립체(51)를 블레이드(1)를 지지 및 회전시키는 회전축에 맞물리게 결합하여 완전한 슬립링(50)이 형성되도록 함으로써 기존 시설된 풍력 발전기의 블레이드(1) 해체 없이 상기 슬립링(50)을 설치할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 설치상의 편리함을 얻을 수 있는 것이다.

구체적으로 상기 슬립링(50)은 두 개의 슬립링 조립체(51)로 구성되는데, 상기 슬립링 조립체(51)는 기본적으로 회전 디스크판(51a)과 고정 브러쉬(51b) 및 슬립링 케이스(51c)를 포함한다. 회전 디스크판(51a)은 복수 개의 블레이드(1)에 부착된 LED Light 장치(10)로 전력을 인출하는 역할을 하는 것으로, 후술할 슬립링 케이스(51c)와 마찬가지로 다른 하나의 회전 디스크판(51a)과 결합하였을 때 그 기능을 할 수 있도록 나뉘어 구성된다.

고정 브러쉬(51b)는 상기 회전 디스크판(51a)의 일 측에 구비될 수 있는데, 상기 회전 디스크판(51a)에 접촉함으로써 외부로부터 인입된 전력을 회전 디스크판(51a)에 전달할 수 있다. 전술한 구성의 전력 흐름을 개략적으로 설명하면, 먼저 외부로부터 전력이 고정 브러쉬(51b)로 인입되고, 고정 브러쉬(51b)는 회전축에 결합되어 회전하는 회전 디스크판(51a)과 접촉하여 전력을 전달한다. 회전 디스크판(51a)에 전달된 전력은 전술한 터미널 블록으로 전달되고 터미널 블록에서 여러 회선으로 분리된다. 이러한 일련의 과정은 통상의 슬립링(50)의 전력 전달 원리가 적용될 수 있다.

슬립링 케이스(51c)는 상기 회전 디스크판(51a)과 상기 고정 브러쉬(51b)를 수용할 수 있는 반원통형으로 구성되며, 다른 하나의 슬립링 케이스(51c)와 결합되어 원통형으로 형성된다. 결과적으로 상기 슬립링 조립체(51)는 두 개가 결합하여 상기 슬립링(50)을 형성하게 되는 것이다. 이러한 슬립링(50)은 지름 140mm, 높이 35mm의 사이즈로 구성되는 것이 바람직하다.

도 4는 블레이드 외부에 본 발명이 설치된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 블레이드 내부에 본 발명이 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 보조케이스(20)는 풍력 발전기의 블레이드(1)의 일 측에 부착되는 것으로, 상기 LED Light장치(10)를 수납할 수 있도록 하여 LED Light장치(10)를 블레이드(1)의 일면에 고정시켜 주는 역할을 한다. 구체적으로, 보조케이스(20)는 상면의 일정 부분이 개방된 상자 형상을 하는 것으로서, 내부에는 상기 LED Light장치(10)를 수용하는 공간이 구비되어 있고, 상기 수용 공간은 LED Light장치(10)의 크기와 상응하여 LED Light장치(10)가 빈틈없이 고정될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 보조케이스(20)의 크기는 가로 65mm, 세로 40mm, 높이 18mm의 사이즈로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 보조케이스(20)은 절곡부(21)를 포함하여 구성될 수 있는데, 절곡부(21)는 상기 보조케이스(20)의 외측 벽의 상단 끝에서 내측방향으로 절곡되어 연장 형성된 부분을 말한다. 상기 절곡부(21)는 상기 보조케이스(20)에 LED Light장치 (10)가 수납되었을 때, 후술할 고정 타이(40)에 의해 상기 LED Light장치(10)의 일 측과 상기 절곡부(21)가 함께 묶임으로써 보조케이스(20)와 LED Light장치(10)간의 결합을 견고히 하는 역할을 한다.

고정 타이(40)는 전술하였듯이 상기 절곡부(21)와 상기 LED Light장치(10)를 감싸 서로를 밀착 고정시키도록 하는 것으로 케이블 타이 등 여러 고정수단이 사용될 수 있으나, 내구성이나 고정력을 고려하여 금속재질의 STS 밴드를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 보조케이스(20)는 상기 LED Light장치(10)가 쉽게 수납될 수 있도록 플렉시블한 고무재질로 구성하는 것이 바람직하나, 특별히 재질에 제한을 두는 것은 아니다. 또한 보조케이스(20)와 LED Light장치(10)의 접합부분을 실리콘으로 도포하여 서로간의 결합을 더욱 견고히 할 수 있다. 나아가 상기 보조케이스(20)와 풍력 발전기의 블레이드(1)를 추가적으로 고정할 수 있는 나사못 등의 패스너를 구비할 수 있다.

다시 도 4 및 도 5를 참조하여 보면, 본 발명의 LED Light장치(10)는 블레이드(1)의 외부와 내부에 부착될 수 있는데, 외부에 부착되는 경우에는 LED Light장치(10)를 수납한 보조케이스(20)가 블레이드(1)의 외부 면에 고정된다. 고정 방법은 전술하였듯이 접착제와 나사못 등의 패스너가 이용될 수 있다. 또한 내부에 부착되는 경우에는 블레이드(1)에 구비된 내부 홈에 LED Light장치(10)를 수납한 보조케이스(20)가 수용되어 고정될 수 있다. 내부 홈은 상기 보조케이스(20)의 크기와 상응하도록 형성되어 보조케이스(20)가 움직임 없이 고정되도록 할 것이다. 보조케이스(20)를 내부 홈에 수납고정한 후에 그 표면에는 투명 FRP 페인트를 도포하여 마감처리를 하는 것이 바람직하다.

이러한 LED Light장치(10)는 블레이드(1)의 중심부와 양 끝단에서 블레이드(1) 길이의 1/10의 지점 안쪽에 시설하며, 앞면(1a) 및 뒷면(1b)에 각각 3개 장소씩 총 6개 장소에 설치하는 것이 바람직하다. 블레이드(1)가 3개인 경우 총 18개 장소에 설치될 수 있다. 또한 3개의 블레이드(1)에 위치한 LED Light장치(10)는 회전 시 잔상효과에 의해 하나의 원이 되도록 위치를 블레이드(1)의 중심점에서 같은 거리만큼 이격된 지점에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 완충 패널(30)은 상기 보조케이스(20)와 풍력 발전기의 블레이드(1) 사이에 위치하여 적층되는 것으로서, 외부로부터 있을 수 있는 충격을 분산시켜줄 수 있는 완충 수단으로서의 역할을 수행한다. 상기 완충 패널(30)은 재질에 특별한 제한은 없으나, 접착제가 잘 붙을 수 있도록 고무판 등으로 구성하는 것이 바람직하며 그 두께는 1.5mm가 바람직하다. 상기 보조케이스(20)를 블레이드(1)에 부착할 때는 먼저 접착제를 블레이드(1)에 도포한 후 고무판 등의 완충 패널(30)을 붙인 후, 다시 접착제를 완충 패널(30)의 반대 면에 도포하여 그 위에 보조케이스(20) 부착하도록 한다. 전술하였듯이 상기 완충 패널(30)에 도포된 접착제로는 부착의 강도가 부족하거나 시간이 지남에 따라 약해질 수 있는바, 패스너 등의 추가적인 고정역할을 하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

도 6은 블레이드 외부 및 내부에 본 발명이 설치된 상태의 전선 배치를 도시한 개념도이다.

도 6을 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치는 제 1 전선부(61)와 제 2 전선부(62) 및 제 3 전선부(63)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 LED Light장치(10)가 블레이드의 외부에 부착되는 경우에는 상기 전선부는 블레이드(1)의 표면에 구성되고, LED Light장치(10)가 블레이드(1)의 내부에 구성되는 경우에는 상기 전선부(61, 62, 63)는 블레이드(1)의 내부에 수용되어 형성될 수 있다. 특히 내부에 구성되는 경우에는 블레이드(1)의 제작 단계에서부터 상기 전선부(61, 62, 63)를 수납하여 제작해야 할 것이다.

제 1 전선부(61)는 상기 슬립링(50)에서 인출되어 연장된 전선으로서 상기 LED Light장치(10)로 연결되어 상기 LED Light장치(10)에 전력을 공급하는 역할을 한다.

제 2 전선부(62)는 상기 블레이드(1)의 같은 면에 장착된 복수의 LED Light장치(10)를 연결하는 전선을 말한다. 본 발명의 LED Light장치(10)가 블레이드(1)의 외부에 부착되는 경우 상기 제 2 전선부(62)는 상기 블레이드 뒷면(1b)의 외부에 형성될 수 있는데, 바람의 영향에 간섭 받지 않도록 접착제로 고정하고, 그 위에 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 재질의 얇은 판을 덧댐으로써 외부환경으로부터 보호할 수 있다.

제 3 전선부(63)는 상기 블레이드(1)의 다른 면에 장착된 1쌍의 LED Light장치(10)를 연결하는 것으로, 상기 제 3 전선부(63)는 전도체로 구성된 코어와 상기 코어의 외주 면을 감싸는 탄성 재질의 외피로 구성된 스트랩을 말한다. 이러한 제 3 전선부(63)는 상기 블레이드(1)에 관통 형성된 홈에 수용되어, 각각 블레이드(1)의 다른 면에 위치한 1쌍의 LED Light장치(10)를 결합한다. 즉, 탄성 재질과 홈을 매개로 수용 결합되는 구성을 취함으로써, 제 3 전선부(63)는 단순히 전력을 전달하는 기능에서 더 나아가 LED Light장치(10)를 일체감 있게 고정하는 수단으로서의 추가적인 기능을 제공할 수 있다.

전술한 제 1 전선부(61), 제 2 전선부(62)는 테프론 소재의 전선이 사용될 수 있는데, 테프론은 불소와 탄소의 강력한 화학적 결합으로 인해 매우 안정된 화합물을 형성함으로써 거의 완벽한 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성, 우수한 절연 안정성, 낮은 마찰계수 등의 특성들을 가지고 있다. 이 같은 테프론 코팅은 많은 산업분야에서 응용되고 있는데, 그 사용범위는 일반 주방용기에서부터 기계/자동차/반도체/우주 항공 산업 부품에 이르기까지 매우 다양하다. 다만 테프론 재질에 한정되는 것은 아니고 다양한 소재가 적용될 수 있음은 물론이다.

도 10은 본 발명의 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다.

도 10을 참조하여 설명하면, 본 발명의 컨트롤러(100)는 상기 LED Light장치 (10)와 상기 슬립링(50) 및 상기 LED 연출 장치(17)의 구동을 제어하는 것으로서, 슬립링(50)에 전원을 공급하거나 전원 on/off 등의 기본적인 구동을 제어하며, LED Light장치(10) 및 Rain Fall Light장치(17)의 기본적인 색상 연출 등은 프로그램화되어 컨트롤러(100)에 의해 제어될 수 있으며, 나아가 다양한 패턴 제어와 여러 대의 풍력 발전기가 주위에 있을 때 서로 어울려 다양한 이미지를 연출할 수 있도록 프로그램화 하는 것도 가능할 것이다. 상기 컨트롤러(100)는 타워(2)의 일 측에 구비되는 것이 바람직하며, 타임스위치, 광센서 스위치 등을 구성하여 제어할 수 있다.

추가적으로, 본 발명의 컨트롤러(100)는 발광 패턴 제어 모듈(110)과 수신 모듈(120) 및 날씨 정보 제공 모듈(130)을 포함할 수 있다.

발광 패턴 제어 모듈(110)은 본 발명의 근접 위치에 선박이 접근하는 경우 그 위험을 다양한 발광 패턴을 통해 알리는 역할을 수행한다. 구체적으로 발광 패턴 제어 모듈(110)은 선박 감지 센서(70)를 포함하는데 선박 감지 센서(70)는 본 발명의 인근으로 선박이 다가오는지를 거리 감지를 통해 파악한다. 거리 감지는 적외선이나 초음파를 사용하여 거리를 측정하는 방식이 있는데, 거리 감지 방식에는 특별한 제한을 두지 않는다.

상기 선박 감지 센서(70)에 의해 센싱된 거리 수치는 상기 발광 패턴 제어 모듈(110)에 전달되고, 발광 패턴 제어 모듈(110)은 전달된 거리 수치의 고저에 따라 상기 LED 발광 패턴을 차등 제어하게 된다. 예를 들어, '주의 단계', '위험 단계', '초위험 단계'등의 거리별 위험 수준을 반영한 발광 패턴을 구비하여 선박들의 안전한 항해를 도울 수 있다.

또한 바다 위의 풍속이 느릴 때는 블레이드(1)의 회전에 의한 잔상이 남지 않아 패턴이 타나나지 않는 문제가 생길 수 있는데, 이는 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치를 더욱 촘촘히 배치하거나 LED 소자(12)의 숫자를 늘리는 등, 수량 제어를 통해 극복할 수 있을 것이다.

수신 모듈(120)과 날씨 정보 제공 모듈(130)은 서로 연동되는 역할을 하는 것으로서, 수신 모듈(120)은 일기 예보 기관, 예를 들어 기상청 등의 서버로부터 해상과 관련된 일기 예보 정보를 수신하는 역할을 수행한다.

날씨 정보 제공 모듈(130)은 풍력 발전기 주위의 해수 정보 예를 들면, 파도의 높이, 파도의 세기, 강수량 등의 해수 정보를 감지하는 해수 정보 감지 센서(80)를 포함한다. 상기 날씨 정보 제공 모듈(130)은 상기 해수 정보 감지 센서(80)에 의해 감지된 해수 정보와 상기 수신 모듈(120)에서 수신된 일기 예보 정보를 통합하여 시각적으로 표시하는 역할을 수행한다. 이러한 해상과 관련된 날씨 정보를 야간항로 위험방지 장치를 통해 제공함으로써 주위에 지나가는 선박에 날씨 정보를 시각적으로 효과적으로 전달하여 위험방지 기능뿐 아니라 정보를 제공하는 기능도 할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

1: 블레이드 1a: 블레이드 앞면
1b: 블레이드 뒷면 2: 타워
3: 나셀 10: LED Light장치
11: 베이스 기판 12: LED 소자
13: 외부케이스 14: 커버
14a: 제 2 끼움 부재 15: 고정 수단
16: 프로텍터 16a: 보호 커버
16b: 제 1 끼움 부재 17: Rain Fall Light장치
17a: 외부하우징 17b: 덮개
18: 밴드 20: 보조케이스
21: 절곡부 30: 완충 패널
40: 고정 타이 50: 슬립링
51: 슬립링 조립체 51a: 회전 디스크판
51b: 고정 브러쉬 51c: 슬립링 케이스
60: 전선 61: 제1 전선부
62: 제2 전선부 63: 제3 전선부
70: 선박 감지 센서 80: 해수 정보 감지센서
100: 컨트롤러 110: 발광 패턴 제어 모듈
120: 수신 모듈 130: 날씨 정보 제공 모듈

Claims (6)

1. 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치로서,
   풍력 발전기의 블레이드에 복수 개 구비되는 것으로, 상면이 개방된 상태에서 베이스 기판과 복수 개의 LED 소자를 구비한 외부케이스와, 고정 수단에 의해 고정되어 상기 외부케이스의 개방된 상면을 덮는 커버를 포함하는 LED Light장치 ;
   풍력 발전기의 나셀(nacelle) 일 측에 구비되어 상기 LED Light장치로 전력을 공급하는 슬립링;
   상기 LED Light 장치와 상기 슬립링의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
   상기 LED Light 장치가 상기 블레이드의 앞면 및 뒷면에 장착되도록 상기 LED Light 장치와 상기 블레이드 사이에 구비되는 것으로서, 상기 LED Light 장치를 수납하는 공간을 구비하고 상면이 개방된 형태로 구성되되, 보조케이스의 외측 벽의 상단 끝에서 내측방향으로 절곡되어 연장 형성된 절곡부를 포함하는 보조케이스;
   상기 보조케이스와 상기 블레이드 사이에 적층되어 외부 충격을 완충하는 완충 패널;을 추가적으로 포함하며,
   상기 보조케이스에 상기 LED Light장치가 수납되어 상기 절곡부와 상기 LED Light장치를 감싸 고정하는 고정 타이;에 의해 밀착 고정된 상태에서,
   상기 블레이드의 외부면 및 내부 홈 중 어느 하나에 부착되는 것을 특징으로 하는, 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치는,
   상기 슬립링에서 연장되어 상기 LED Light장치로 연결되어 전력을 공급하는 제 1 전선부와,
   상기 블레이드의 같은 면에 장착된 복수의 LED Light장치를 연결하는 제 2 전선부 및,
   상기 블레이드의 다른 면에 장착된 1쌍의 LED Light장치를 연결하는 제 3 전선부를 포함하되,
   상기 제 3 전선부는 전도체로 구성된 코어와 상기 코어의 외주 면을 감싸는 탄성 재질의 외피로 이루어진 스트랩으로서, 상기 블레이드에 관통 형성된 홈을 매개로 하여 수용 결합되어 1 쌍의 LED Light장치를 고정하는 것을 특징으로 하는, 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   인근의 선박의 거리를 감지하는 선박 감지 센서;
   상기 선박 감지센서에서 감지된 선박의 거리의 고저에 따라 상기 LED Light 장치에서 상기 LED 소자의 발광 패턴을 차등 제어하는 발광 패턴 제어모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   기상청 서버로부터 일기예보 정보를 수신하는 수신 모듈;
   파도의 높이, 파도의 세기, 강수량을 포함한 해수 정보를 감지하는 해수 정보 감지 센서;
   상기 일기예보 정보와 상기 해수 정보를 시각적으로 표시하는 날씨 정보 제공 모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 해상 풍력 발전기 장착용 야간항로 위험방지 장치.
   

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