KR101629099B1 - 풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 풍력발전기용 블레이드를 운송하기 위한 트레일러에 관한 것으로, 트레일러의 적재함 상면에 형성되는 받침대와, 받침대에 축 결합되는 블레이드 장착대와, 상기 블레이드 장착대의 기울기를 조절하는 실린더장치를 포함하여 이루어지는 것에 있어서, 상기 블레이드 장착대가 상기 받침대에 축결합되어 전,후방으로 기울어짐 가능하게 장착되되 후방으로 중공된 원통형의 돌부가 형성되는 기립판과, 상기 기립판의 전방에 밀착되게 조립되되 돌부의 중공된 내측으로 삽입되게 원통형의 돌부가 형성되는 체결판을 포함하여 구성되도록 함으로써 기립판의 돌부의 내주연과 체결판의 돌부의 외주연이 원통형 구조로 서로 맞닿아 회전이 이루어지면서 피칭기능을 수행하고 블레이드 적재물을 수평상태로 트레일러에 장착한 상태는 물론, 블레이드 적재물을 기립하거나 피칭할 때 하중이 효율적으로 분산되도록 한 것이다.

Description

풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러{trailer for transporting a wind turbine blade}
본 발명은 풍력발전기용 블레이드를 운송하기 위한 트레일러에 관한 것으로, 트레일러의 적재함 상단에서 블레이드가 장착되는 체결대의 구조가 블레이드의 집중하중(concentrated load, 集中荷重)을 완화할 수 있는 구조로 이루어지도록 한 것이다.
본 발명은 풍력발전기용 블레이드를 운송하기 위한 트레일러에 관한 것으로, 적재물인 풍력발전기용 블레이드의 기울기 및 적재방향 등을 가변시킬 수 있도록 하여 운송 경로의 도로상태 및 주변 지형지물의 상황에 따라서 유동적으로 대응할 수 있도록 함은 물론, 적재물의 하중을 분산하여 지지하도록 함으로써 내구성을 향상시키고 안정적인 동작이 가능하도록 한 것이다.
풍력발전기는 바람의 힘으로 전기에너지를 생산하기 위한 것으로, 그 구조는 지주 역할을 하는 지지프레임과, 지지프레임에 장착되어 바람에 의하여 회전하는 블레이드로 구성되며, 블레이드의 회전력에 의하여 발전기를 가동시켜 에너지를 얻도록 된다.
이러한 풍력발전기는 설치하고자 하는 지역의 풍속, 풍향 및 돌풍 또는 난류의 생성유발요인 등을 종합적으로 검토하여 지역 선정이 이루어지며, 이 밖에도 가장 중요한 요소로써 풍력발전기용 블레이드의 운송 가능 여부가 검토된다.
그 이유는 풍력발전기용 블레이드는 짧게는 40m에서부터 길게는 60m이상으로 대형으로 제작되므로 현장에서 제작이 불가능하며, 따라서 블레이드 제작을 완료한 후, 트레일러에 적재하여 설치지역까지 운송한다.
그런데 블레이드를 제작한 장소에서 풍력발전기를 설치하고자 하는 지역까지는 도로의 급격한 경사변화나 방향변화 및 경로 상에 여러 가지 장애요인이 있기 때문에 운송작업이 매우 어려우며, 경우에 따라서는 길을 넓히거나 자연지형지물을 제거하거나 가설도로를 시공하는 등 토목공사를 하면서 블레이드를 운송하고 있다.
하지만, 이렇게 토목공사를 하여도 운송이 불가능한 지역(예를 들면, 지주의 반대로 인하여 토목공사가 불가능한 경우)이 있기 때문에 풍력발전기를 설치하고자 하는 지역 선정에 어려움이 많다.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 출원인이 2008년에 대한민국 특허청에 '풍력발전기날개 운반장치'를 출원하여 등록(특허등록 제1044014호)받은 것에 의하면, 풍력발전기용 블레이드(이하 '블레이드 적재물'이라 함)를 트레일러에 적재한 상태에서 유압실린더를 이용하여 기립할 수 있도록 함과 동시에 회전 가능한 구조로 이루어지도록 하여 블레이드 적재물의 적재상태를 가변시킴으로써 운송경로 상에서 지형지물의 상황에 따라서 유동적으로 대처할 수 있도록 한 것이 제안된 바 있다.
또한, 다른 종래 기술, 즉 2012년에 대한민국에 출원되어 등록받은 등록실용신안 제20-0463113호에서도 유압실린더를 이용하여 블레이드 적재물을 기립하는 구조가 제안된 바 있다.
그러나 종래의 블레이드 운송장치는 블레이드가 체결되는 부위에 집중하중이 발생하기 때문에 내구성이 매우 취약하다.
즉, 블레이드 적재물은 길이가 매우 길기 때문에 블레이드 끝 부분만을 체결한 상태에서 경우 모든 하중이 해당 체결부위에 집중되는 구조적인 문제가 있으며, 이렇게 블레이드가 체결된 상태에서 상,하로 기립작동을 하는 구조이기 때문에 집중하중이 더 크게 발생하게 되며, 이에 따라 해당 부분이 쉽게 파손되거나 고장이 발생하는 구조적인 문제가 있다.
뿐만 아니라, 트레일러에 블레이드 적재물이 적재된 상태에서 피칭(길이방향의 중심을 축으로 회전하는 작동) 기능을 작동시킬 경우 체결부위에 가해지는 집중하중은 더 커지게 된다. 즉, 풍력발전기의 블레이드는 그 자체가 바람의 충돌작용에 의하여 회전하는 기구이기 때문에 트레일러를 운송하는 과정에서도 바람의 영향을 많이 받게 되는데, 블레이드 적재물이 트레일러에 실린 상태에서 바람의 영향을 덜 받을 수 있도록 블레이드를 피칭기능을 사용하며, 이렇게 피칭기능을 동작시킬 경우에 체결부위에 집중하중이 더 발생하게 된다.
KR 10-1044014호 B1 KR 20-0463113호 Y1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 블레이드 적재물을 수평상태로 트레일러에 장착한 상태는 물론, 블레이드 적재물을 기립하거나 피칭할 때 하중이 효율적으로 분산되도록 함으로써 체결부위에서의 집중하중을 완화하고 내구성을 향상시킬 수 있도록 함에 본 발명의 목적이 있다.
또한, 체결부분의 구조를 원통형 구조로 형성함에도 불구하고 블레이드 적재물이 상,하로 기립하는 각도 제한 폭을 크게 할 수 있도록 함과 동시에 블레이드 적재물을 안정적으로 기립하거나 하강 작동할 수 있도록 한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 트레일러의 적재함 상면에 형성되는 받침대와, 받침대에 축 결합되는 블레이드 장착대와, 상기 블레이드 장착대의 기울기를 조절하는 실린더장치를 포함하여 이루어지는 것에 있어서, 상기 블레이드 장착대가 상기 받침대에 축결합되어 전,후방으로 기울어짐 가능하게 장착되되 후방으로 중공된 원통형의 돌부가 형성되는 기립판과, 상기 기립판의 전방에 밀착되게 조립되되 돌부의 중공된 내측으로 삽입되게 원통형의 돌부가 형성되는 체결판을 포함하여 구성되도록 함으로써 기립판의 돌부의 내주연과 체결판의 돌부의 외주연이 원통형 구조로 서로 맞닿아 회전이 이루어지면서 피칭기능을 수행하고 하중 분산이 이루어질 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 풍력발전기용 블레이드를 운송하기 위한 트레일러에 의하면, 블레이드 적재물이 체결되는 부분에서의 집중하중을 분산하는 효과가 있기 때문에 블레이드 적재물을 수평상태로 적재한 상태는 물론, 블레이드 적재물을 기립하거나 피칭 작동할 경우에도 체결부위에 전달되는 하중이 분산되어 안정적으로 작동이 이루어지도록 된다.
또한, 이로 인하여 내구성을 향상시킬 수 있고, 장기간 사용시에도 관련부품이 손상되는 것을 방지하여 유지보수비용을 절감할 수 있어 매우 경제적이며, 유지보수에 의한 작업단절을 최소화하여 운송율을 높일 수 있다.
뿐만 아니라, 블레이드 적재물의 기립각도를 60°이상, 최대 78°까지 기립할 수 있기 때문에 운송 경로 상에서 장애요인에 대한 유동성을 더 확보할 수 있으므로 운송가능한 지역이 늘어나게 되고, 또한 블레이드 적재물을 기립하거나 하강할 때 축샤프트와 견인축에 의하여 하중 분산이 이루어지므로 안정적인 승,하강 작동이 가능하며, 블레이드 적재물을 스윙 동작할 때 블레이드 적재물의 무게중심이 트레일러의 중심부에 근접하게 되므로 트레일러의 롤링을 방지하고 안전사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 트레일러의 적재함 구조를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 분해도
도 3은 본 발명의 트레일러에 블레이드 적재물이 장착된 상태의 사시도
도 4는 도 3의 장착구조를 나타낸 부분확대 측면도
도 5는 본 발명의 블레이드 적재물이 피치 작동하는 작동상태도
도 6은 본 발명의 블레이드 적재물의 피치 작동구조를 나타낸 배면도
도 7은 본 발명의 블레이드 적재물의 기립상태를 나타낸 작동상태도
도 8은 본 발명의 트레일러에 블레이드 적재물이 기립된 상태의 사시도
도 9는 도 8의 장착구조를 나타낸 부분확대 측면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 트레일러(T)의 적재함에 블레이드 적재물(B)을 적재하여 이송하기 위한 풍력발전기용 블레이드를 운송하기 위한 트레일러로써, 트레일러의 적재함 구조는 적재함 상면에 형성되는 받침대(100)에 블레이드 장착대(200)가 축 결합되고, 블레이드 장착대(200)는 피스톤이 왕복 작동하는 실린더장치(300)에 의하여 기울이짐 각도가 조절되도록 된다.
그리고 상기 블레이드 장착대(200)는 받침대(100)에 축결합되어 전,후방으로 기울어짐 가능하게 장착되되 후방으로 중공된 원통형의 돌부(212)가 형성되는 기립판(210)과, 상기 기립판(210)의 전방에 밀착되게 조립되되 돌부(212)의 중공된 내측으로 삽입되게 원통형의 돌부(222)가 형성되는 체결판(220)을 포함하여 구성되도록 할 수 있다.
본 발명에서는 트레일러를 모듈 트레일러에 운행장치가 장착되어 운송이 이루어지도록 도시하였으나, 일반적인 형태의 로우배드 타입의 적재함을 갖는 트레일러나 또는 평판 타입의 적재함을 갖는 트레일러도 사용될 수 있다.
상기 받침대(100)는 트레일러의 적재함 상부에 장착되는 것으로, 받침대(100)를 트레일러의 적재함 상면에 일체로 형성하여 블레이드 적재물 전용 운송트레일러로 사용하거나, 또는 적재함으로부터 분리가능한 구조로 이루어지도록 하여 작업이 필요한 경우에만 트레일러의 적재함에 장착한 후 사용하도록 할 수 있다.
상기 블레이드 장착대(200)와 실린더장치(300)는 블레이드 적재물(B)을 운송할 때 커브가 심한 지형이나 장애물이 있는 지형에서 블레이드 적재물(B)을 기립하기 위한 장치로써 블레이드 장착대(200)가 축핀(201)에 의하여 받침대(100)에 힌지 결합되어 기울기 조절이 가능케 되면서 실린더장치(300)에 의하여 블레이드 장착대(200)의 상부를 밀거나 당겨서 기울기를 제어하게 된다.
이때, 블레이드 장착대(200)는, 실린더장치(300)에 연결되되어 전,후방으로 기울어지도록 되는 기립판(210)과, 블레이드 적재물(B)을 체결하기 위한 체결판(220)으로 구성되고, 기립판(210)과 체결판(220)은 후방으로 돌출되게 각각 돌부(212,222)가 형성되어 블레이드 장착대(200)에서의 하중 분산이 이루어지게 된다.
또한, 상기 블레이드 장착대(200)는 기립판(210)과 체결판(220)이 회전가능한 구조로 이루어지도록 하면 블레이드 적재물(B)을 적재한 상태에서 풍향에 따라서 블레이드 적재물을 회전시켜 바람의 저항을 적게 받도록 할 수 있다.
그리고 기립판(210)과 체결판(220)에 형성된 돌부(212,222)가 원통형 구조로 이루어지도록 하면 블레이드 적재물의 회전 작동시 하중을 분산하여 안정적으로 회전 작동이 이루어지도록 할 수 있으며, 이를 위하여 체결판(220)에 형성된 원통형 돌부(222)가 기립판(210)에 형성된 원통형 돌부(212)에 삽입되어 회전하도록 장착함으로써 두 개의 원통형 돌부가 서로 조립되어 회전작동이 이루어지도록 된다.
즉, 기립판(210)의 돌부(212)의 내주연과 체결판(220)의 돌부(222)의 외주연이 원통형 구조로 서로 맞닿아 회전이 이루어지면서 피칭기능을 수행하고 하중 분산이 이루어지게 된다.
이때, 기립판(210)에 형성된 원통형 돌부(212)에 부싱(215)을 내장하면 체결판(220)에 형성된 원통형 돌부(222)와 마찰에 의하여 마모되는 것을 방지하면서 원활한 회전작동을 유도할 수 있게 된다.
또한, 상기 기립판(210)과 체결판(220)의 사이 즉, 서로 마주보는 면에 하중분산을 위한 롤러(230)를 장착하면 기립판(210)과 체결판(220)의 맞닿은 면을 적게하여 마찰력을 줄임으로써 더 원활히 회전작동이 이루어지도록 되며, 또한 직접 마찰에 의한 마모를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 이렇게 블레이드 장착대(200)의 후방으로 돌출형성된 원통형의 돌부 양측으로는 각각 실린더장치(300)를 배치하고, 실린더장치(300)의 피스톤이 블레이드 장착대(200)의 기립판(220) 상단에 체결되도록 하면 실린더장치(300)가 동작하여 블레이드 장착대(200)의 상단 양측을 당기거나 밀어서 블레이드 적재물을 기립하거나 하강할 수 있게 되며, 블레이드 적재물을 수평상태로 장착한 상태에서는 물론, 블레이드 적재물을 기립하거나 하강할 때 블레이드 장착대(200) 전체에 하중이 효율적으로 분산되므로 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실린더장치(300)는 블레이드 장착대(200)의 돌부(212,222)가 돌출된 방향으로 배치되어 블레이드 적재물의 직경의 크기에 관계없이 실린더장치(300)와의 간섭이 없이 블레이드 적재물의 기립 및 피치 작동을 수행할 수 있으므로 트레일러의 차폭이 제한됨에도 불구하고 실린더장치와 블레이드 적재물의 배치가 서로 다른 위치에 위치하게 되므로 안정적으로 기립 작동을 하도록 함은 물론, 블레이드 적재물의 직경 제한폭을 확장하는 효과가 있다.
즉, 블레이드 장착대(200)를 중심으로 블레이드 적재물이 장착되는 방향의 타측으로 장착되어 블레이드 적재물과의 간섭이 발생하지 않으므로 상대적으로 직경이 큰 블레이드 적재물을 운송할 수 있게 되며, 실린더장치(300)를 이용하여 블레이드 장착대(200)를 작동시킬 때 간섭이 발생하지 않게 되므로 블레이드 적재물이 기립되는 각도를 거의 수직에 가깝게 세울 수 있다.
또한, 상기 블레이드 적재물의 회전을 위하여 체결판(220)의 돌부(222) 말단부분에 기어부(240)를 형성하고 그 기어부(240)가 구동모터(250)의 구동기어(255)에 맞물려 동작하도록 된다.
따라서 블레이드 적재물이 360°회전할 경우에 원통형 구조로 분산시킬 수 있으며, 구동모터(250)에 전달되는 부하량을 줄일 수 있게 되므로 내구성을 더 향상시키고 안정적인 동작이 가능하게 된다.
한편, 상기 체결판(220)은 블레이드 적재물(B)의 체결부(C)와 대응되게 복수의 결합공(226)이 형성된 어댑터(225)를 형성하여 블레이드 적재물(B)을 먼저 조립한 상태에서 체결판(220)에 조립하여 블레이드 적재물(B)의 적재가 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 어댑터(225)는 체결판(220)에 핀 구조로 조립하거나 또는 체결판(220)의 상단에 걸어서 고정할 수 있도록 거치부(미도시)를 형성하여 어댑터(225)를 체결판(220)에 간편하게 거치하거나 분리할 수 있도록 할 수 있다.
100: 받침대
200: 블레이드 장착대 201: 축핀
210: 기립판 212: 돌부
215: 부싱 220: 체결판
222: 돌부 225: 어댑터
230: 롤러 240: 기어부
250: 구동모터 255: 구동기어
300: 실린더장치

Claims (5)

  1. 트레일러의 적재함 상면에 형성되는 받침대(100)에 블레이드 장착대(200)가 축 결합되고, 블레이드 장착대(200)는 피스톤이 왕복 작동하는 실린더장치(300)에 의하여 기울이짐 각도가 조절되어 블레이드 적재물을 기립할 수 있게 되는 풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러에 있어서,
    상기 블레이드 장착대(200)는,
    상기 받침대(100)에 축결합되어 전,후방으로 기울어짐 가능하게 장착되되 후방으로 중공된 원통형의 돌부(212)가 형성되는 기립판(210);
    상기 기립판(210)의 전방에 밀착되게 조립되되 돌부(212)의 중공된 내측으로 삽입되게 원통형의 돌부(222)가 형성되는 체결판(220);
    을 포함하여 구성되어 기립판(210)의 돌부(212)의 내주연과 체결판(220)의 돌부(222)의 외주연이 원통형 구조로 서로 맞닿아 회전이 이루어지면서 피칭기능을 수행하고 하중 분산이 이루어지고,
    상기 체결판(220)은 블레이드 적재물을 체결하기 위한 어댑터(225)가 탈부착가능하게 분리되는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 블레이드 장착대(200)는,
    기립판(210)과 체결판(220) 간의 서로 마주보는 면의 마찰력을 줄이고 하중을 분산하기 위한 롤러(230)가 기립판(210)과 체결판(220)의 사이에 장착된 것을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 블레이드 장착대(200)는,
    체결판(220)의 돌부(222)에 기어부(240)가 형성되고, 기어부(240)는 구동모터(250)의 구동기어(255)와 맞물려 체결판(220)의 회전작동이 이루어지며, 블레이드 적재물의 피치 작동을 수행하게 됨을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 실린더장치(300)는 블레이드 장착대(200)의 돌부(212,222)가 돌출된 방향의 좌,우 양측으로 배치되어 블레이드 적재물의 직경의 크기에 관계없이 실린더장치(300)와의 간섭이 없이 블레이드 적재물의 기립 및 피치 작동을 수행할 수 있게 됨을 특징으로 하는 풍력발전기용 블레이드 운송을 위한 트레일러.
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