KR102323886B1 - 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력발전설비용 타워를 하부 고정타워와 상부 승강타워로 구성하여, 태풍과 같은 상황 등에서 상부 승강타워를 하강시킬 수 있도록 함으로써, 풍력발전설비용 타워의 전도 위험을 방지할 수 있도록 한 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 풍력발전설비용 타워를 하부 고정타워와 상부 승강타워로 구성하여, 마치 텔레스코픽 장치와 같이 상부 승강타워를 하부 고정타워의 내부로부터 상승시키거나 하부 고정타워의 내부로 하강시킬 수 있도록 함으로써, 태풍과 같은 상황 등에서 풍력발전설비용 타워의 높이를 낮추어서 풍력발전설비용 타워의 전도 위험을 방지할 수 있도록 한 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치를 제공하고자 한 것이다.
즉, 본 발명은 풍력발전설비용 타워를 하부 고정타워와 상부 승강타워로 구성하여, 마치 텔레스코픽 장치와 같이 상부 승강타워를 하부 고정타워의 내부로부터 상승시키거나 하부 고정타워의 내부로 하강시킬 수 있도록 함으로써, 태풍과 같은 상황 등에서 풍력발전설비용 타워의 높이를 낮추어서 풍력발전설비용 타워의 전도 위험을 방지할 수 있도록 한 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치를 제공하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풍력발전설비용 타워를 하부 고정타워와 상부 승강타워로 구성하여, 승강타워가 하강 상태에서 발전설비를 설치하여 자체 설비로 원격승강 함으로서 대용량의 특수크레인이 필요하지 않으며, 태풍과 같은 상황과 유지보수를 위한 작업의 용이성을 위하여 상부 승강타워를 하강시킬 수 있도록 함으로써, 풍력발전설비용 타워의 전도 위험을 방지하고, 유지보수 작업시 작업 안정성과 보수작업용 인양 장비 사용을 용이하게 할 수 있도록 한 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 바람의 힘을 이용한 풍력발전설비는 지주 형태의 타워부와, 타워부의 상부 전면에 장착되는 로터(Rotor), 상부 후면에 장착되는 발전기 등을 포함하여 구성되고, 바람의 속도가 적정하게 불어오는 해상, 해안가 또는 산간 지역 등에 설치되고 있다.
대개, 풍력발전설비용 타워는 일체형 구조물의 고정식 타워로 신규 설치 및 유지보수 시 초대형 크레인을 필요로 하고, 강력한 태풍 시에는 타워 자체의 전도 위험에 노출되어 있으며, 현재 초강력 태풍 대비책으로 타워 구조의 설계풍속을 상향시켜서 이를 극복하려하고 있어 타워 자체의 무게가 점점 증가되고 있다.
또한, 풍력발전설비는 현재 대형 8MW 발전용량(로터 지름 164m)에서 10MW(로터지름 178.3m), 초대형 20MW급 발전용량(로터 지름 252m)으로 초대형화되고 있어 이에 따라 풍력발전설비용 타워의 높이도 점점 높아지고 있다.
이에, 초강력 태풍으로 인하여 풍력발전설비용 타워의 전도 안정성이 우려되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 풍력발전설비용 타워를 하부 고정타워와 상부 승강타워로 구성하여, 마치 텔레스코픽 장치와 같이 상부 승강타워를 하부 고정타워의 내부로부터 상승시키거나 하부 고정타워의 내부로 하강시킬 수 있도록 함으로써, 태풍과 같은 상황 등에서 풍력발전설비용 타워의 높이를 낮추어서 풍력발전설비용 타워의 전도 안정성을 확보할 수 있도록 한 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 원통 내면에 다수의 지지턱이 상하방향 및 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 하부 고정타워; 상기 하부 고정타워의 내부에 승하강 가능하게 삽입되는 상부 승강타워; 상기 상부 승강타워의 저부에 원주방향을 따라 등간격을 이루며 장착되는 제1실린더를 갖는 상부 슬라이더; 상기 상부 슬라이더의 하부에 장착된 상부 빔프레임; 상기 상부 빔프레임에 그 상단부가 신축 가능하게 연결되는 잭 스크류; 상기 잭 스크류의 하단부에 연결되어, 잭 스크류에 회전 동력을 인가하는 스크류 잭 기어박스; 상기 스크류 잭 기어박스의 저부에 장착된 하부 빔프레임; 및 상기 하부 빔프레임의 하단부에 장착되는 제2실린더를 갖는 하부 슬라이더; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치를 제공한다.
이에, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더 및 상기 하부 슬라이더의 제2실린더가 전진하여 서로 다른 높이의 지지턱에 각각 밀착 지지된 상태에서, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더의 후진 동작과, 상기 잭 스크류의 확장에 의한 상부 슬라이더의 상승 동작과, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더가 전진하여 하나 위의 지지턱에 밀착 지지되는 동작과, 상기 하부 슬라이더의 제2실린더 후진 동작과, 상기 잭 스크류의 회전에 의한 수축으로 인한 하부 슬라이더의 상승 동작과, 상기 하부 슬라이더의 제2실린더가 전진하여 하나 위의 지지턱에 밀착 지지되는 동작의 순서로 상기 상부 승강타워의 상승이 이루어지거나, 상기 하부 슬라이더의 제2실린더 후진 동작과, 상기 잭 스크류의 회전에 의한 확장으로 인한 하부 슬라이더의 하강 동작과, 상기 하부 슬라이더의 제2실린더가 전진하여 하나 아래의 지지턱에 밀착 지지되는 동작과, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더 후진 동작과, 상기 잭 스크류의 회전 수축에 의한 상부 슬라이더의 하강 동작과, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더가 전진하여 하나 아래의 지지턱에 밀착 지지되는 동작의 순서로 상기 상부 승강타워의 하강이 이루어질 수 있다.
본 발명의 자동 승강장치는, 상기 스크류 잭 기어박스에 연결되는 동력전달축과, 상기 동력전달축에 회전 동력을 인가하기 위한 감속모터와, 상기 감속모터의 출력축과 연결되어 상기 동력전달축에 유니버설 조인트를 통해 회전 동력을 분배하는 동력분배용 기어박스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더와 상기 하부 슬라이더의 제2실린더에는 상기 지지턱에 대한 밀착 여부를 센싱하는 근접센서가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 승강타워의 내측 하단부에는 고정핀을 갖는 제3실린더가 장착되고, 상기 상부 슬라이더의 제1실린더에는 상기 제3실린더의 고정핀이 하강하여 삽입되는 고정홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부 승강타워의 최대 하강시, 상기 하부 고정타워와 상부 승강타워 간의 틈새공간으로 흔들림 발생과 이물질 및 빗물이 들어가는 것을 차단하기 위하여 상기 상부 승강타워의 외측 하단부에는 커버체가 장착되고, 이 커버체의 저부에는 완충재가 부착된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 풍력발전설비용 타워를 지면 및 해상 구조물 등에 고정되는 하부 고정타워와, 하부 고정타워에 승하강 가능하게 연결되는 상부 승강타워로 구성하여, 마치 텔레스코픽 장치와 같이 상부 승강타워를 하부 고정타워의 내부로부터 상승시키거나 하부 고정타워의 내부로 하강시킬 수 있다.
이에, 기상 조건이 양호하고 풍력 발전을 위한 바람이 불면서 양호한 기상 조건일 경우에는 풍력발전설비용 타워의 높이를 원격조정으로 정상위치로 원위치하여 정상적인 풍력발전설비의 가동을 도모할 수 있고, 반면 태풍과 같은 악천후 기상 조건 등에서 풍력발전설비용 타워의 높이를 낮추어서 풍력발전설비용 타워의 전도 안정성을 확보할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 외관을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치로서, 도 1의 A부를 확대한 입면 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 동력전달 구성을 도시한 개략적 평면도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 작동 흐름을 도시한 요부 확대 단면도,
도 6은 도 2의 B부를 확대한 도면으로서, 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치에 의하여 상부 승강타워가 최대 하강 위치에 놓일 때, 상부 승강타워의 커버체가 상부 승각타워와 하부 고정타워 간의 틈새부를 막아주는 것을 도시한 요부 확대 단면도,
도 7은 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 기록장치를 도시한 개략도,
도 8은 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 과부하 방지 시스템을 도시한 개략도,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 수동조작부를 도시한 개략도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 모바일 수신장치를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치로서, 도 1의 A부를 확대한 입면 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 동력전달 구성을 도시한 개략적 평면도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 작동 흐름을 도시한 요부 확대 단면도,
도 6은 도 2의 B부를 확대한 도면으로서, 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치에 의하여 상부 승강타워가 최대 하강 위치에 놓일 때, 상부 승강타워의 커버체가 상부 승각타워와 하부 고정타워 간의 틈새부를 막아주는 것을 도시한 요부 확대 단면도,
도 7은 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 기록장치를 도시한 개략도,
도 8은 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 과부하 방지 시스템을 도시한 개략도,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 수동조작부를 도시한 개략도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 모바일 수신장치를 도시한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 외관을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치로서, 도 1의 A부를 확대한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 동력전달 구성을 도시한 개략적 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 풍력발전설비용 타워는 지면 및 해상구조물 등에 고정되는 하부 고정타워(10)와, 이 하부 고정타워(10)의 내부에 마치 텔레스코픽 장치와 같이 승하강 가능하게 삽입되는 상부 승강타워(20)로 구성된다.
도 3에서 보듯이, 상기 하부 고정타워(10)의 원추형 내표면에는 다수의 지지턱(12)이 상하방향 및 원주방향을 따라 등간격으로 형성된다.
바람직하게는, 상기 지지턱(12)은 하부 고정타워(10)의 원추 내경면에서 원주방향을 따라 약 12개 이상이 등간격을 이루며 개별적으로 형성될 수 있다.
특히, 상기 상부 승강타워(20)의 저부에는 원주방향을 따라 약 12개 이상의 상부 슬라이더(30)가 등간격을 이루며 장착되고, 이 상부 슬라이더(30)는 하부 고정타워(10)의 지지턱(12)을 향하여 전진하거나 지지턱(12)으로부터 후진하는 제1실린더(32)를 갖는다.
또한, 상기 상부 슬라이더(30)의 하부에는 상부 빔프레임(34)이 장착되고, 이 상부 빔프레임(34)에는 잭 스크류(42)의 상단부가 회전에 의하여 확장 및 수축이 가능하게 연결된다.
또한, 상기 잭 스크류(42)의 하단부에는 잭 스크류(42)에 회전 동력을 인가하는 스크류 잭 기어박스(40)가 연결된다.
또한, 상기 스크류 잭 기어박스(40)의 저부에는 하부 빔프레임(44)이 장착되고, 이 하부 빔프레임(44)의 하단부에는 제2실린더(52)를 갖는 하부 슬라이더(50)가 장착된다.
마찬가지로, 상기 하부 슬라이더(50)도 상기 상부 승강타워(20)의 원주방향을 따라 약 12개 이상이 등간격을 이루며 하부 프레임(44)에 장착되고, 하부 고정타워(10)의 지지턱(12)을 향하여 전진하거나 지지턱(12)으로부터 후진하는 제2실린더(52)를 갖는다.
이때, 상기 상부 빔프레임(34)과 하부 빔프레임(44) 간에 연결되는 잭 스크류(42) 및 스크류 잭 기어박스(40)도 상부 승강타워(20)의 내부에서 원주방향을 따라 약 12개 이상이 등간격으로 배열된다.
한편, 상기 상부 승강타워(20)의 내부에는 스크류 잭 기어박스(40)에 동력을 전달하기 위한 동력전달장치가 설치된다.
이를 위해, 상기 동력전달장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 4개 이상의 감속모터(66)와, 감속모터(66)의 출력축에 연결되는 동력분배용 기어박스(64)와, 일단부는 상기 동력분배용 기어박스(64)의 출력축과 유니버설 조인트(62)를 통해 연결되고 타단부는 상기 스크류 잭 기어박스(40)에 연결되는 동력전달축(60)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 동력분배용 기어박스(64)는 내부에 장착되는 소정의 기어열에 의거하여 그 출력축이 정면 및 양측면으로 구성된다.
이에, 상기 동력분배용 기어박스(64)의 정면에 구성된 출력축과 연결되는 동력전달축(60)이 하나의 스크류 잭 기어박스(40)에 동력 전달 가능하게 연결되고, 상기 동력분배용 기어박스(64)의 일측면에 구성된 출력축과 연결되는 동력전달축(60)이 다른 하나의 스크류 잭 기어박스(40)에 동력 전달 가능하게 연결되며, 상기 동력분배용 기어박스(64)의 타측면에 구성된 출력축과 연결되는 동력전달축(60)이 또 다른 하나의 스크류 잭 기어박스(40)에 동력 전달 가능하게 연결될 수 있다.
한편, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)와 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)에는 각각 상기 하부 고정타워(10)의 지지턱(12)에 대한 밀착 여부를 센싱하는 근접센서(36)가 장착됨으로써, 상기 근접센서(36)의 센싱 신호를 원거리 운전실에서 수신하는 경우, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)와 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 하부 고정타워(10)의 지지턱(12)에 안착된 상태임을 알 수 있다.
또한, 상기 상부 승강타워(20)의 내측 하단부에는 고정핀(72)을 갖는 제3실린더(70)가 장착되고, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)에는 상기 제3실린더(70)의 확장으로 고정핀(72)이 하강하여 삽입되는 고정홈(38)이 형성된다.
이에, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)가 하부 고정타워(10)의 지지턱(12)에 걸리며 안착된 상태에서 상기 제3실린더(70)의 확장에 의하여 고정핀(72)이 하강하여 제1실린더(32)의 고정홈(38)에 잠금 삽입됨으로써, 제1실린더(32)가 움직이지 않은 채 장기간 유지될 수 있고, 상부 승강타워(20)의 위치 고정이 견고하게 될 수 있다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워의 승하강 작동 및 이를 위한 원격조정 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치의 작동 흐름을 도시한 요부 확대 단면도이다.
상부 승강타워(20)의 상승 작동
상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32) 및 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 전진하여 상기 하부 고정타워(10)의 서로 다른 높이의 지지턱(12)에 각각 밀착 지지된 상태에서, 먼저 상기 상부 슬라이더(30)의 구동에 따른 제1실린더(32)의 후진 동작이 이루어진다.
이어서, 상기 감속모터(66)의 구동에 따른 회전동력이 동력분배용 기어박스(64)로 출력된 후, 동력분배용 기어박스(64)의 출력축에 연결된 동력전달축(60)을 통하여 스크류 잭 기어박스(40)로 전달됨으로써, 스크류 잭 기어박스(40) 내의 기어열에 의하여 상기 잭 스크류(42)가 확장하면서 상기 상부 슬라이더(30)를 밀어올려 상부 슬라이더(30)의 상승 동작이 이루어진다.
이때, 상기 잭 스크류(42)의 상단부가 상부 슬라이더(30)의 하부에 일체로 장착된 상부 빔프레임(34)에 회전 가능하게 연결된 상태이므로, 상기 잭 스크류(42)가 확장되면서 상기 상부 빔프레임(34) 및 상부 슬라이더(30)를 밀어올려 상부 슬라이더(30)의 상승 동작이 이루어질 수 있다.
연이어, 상기 상부 슬라이더(30)의 구동에 의하여 후진되어 있던 제1실린더(32)가 다시 확장 전진하여 한 단계 위의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작이 이루어지게 된다.
다음으로, 상기 하부 슬라이더(50)의 구동에 따른 제2실린더(52)의 후진 동작이 이루어진다.
이어서, 상기와 같은 감속모터(66)의 회전동력 분배 과정을 통하여 상기 잭 스크류(42)의 수축에 의한 하부 슬라이더(50)의 상승 동작이 이루어진다.
이때, 상기 스크류 잭 기어박스(40)의 저부에는 하부 빔프레임(44)이 장착되고, 이 하부 빔프레임(44)의 하단부에 하부 슬라이더(50)가 장착된 상태이므로, 상기 잭 스크류(42)의 수축에 따른 상기 스크류 잭 기어박스(40) 및 하부 빔프레임(44), 하부 빔프레임(44)과 일체로 연결된 하부 슬라이더(50)가 용이하게 상승될 수 있다.
연이어, 상기 하부 슬라이더(50)의 구동에 의하여 후진되어 있던 제2실린더(52)가 전진하여 한 단계 위의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작이 이루어지게 된다.
결국, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32) 및 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 상기 하부 고정타워(10)의 서로 다른 높이의 지지턱(12)에 각각 밀착 지지된 상태에서, 한 단계 위의 지지턱(12)으로 상승하여 밀착 지지됨에 따라, 상기 하부 고정타워(10)의 내부로부터 상기 상부 승강타워(20)의 상승이 단계적으로 이루어질 수 있다.
따라서, 양호한 기상 조건일 경우에는 풍력발전설비용 타워의 높이를 원격조정하여 정상위치로 원위치되도록 함으로써, 정상적인 풍력발전설비의 가동을 도모할 수 있다.
상부 승강타워(20)의 하강 작동
상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32) 및 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 전진하여 상기 하부 고정타워(10)의 서로 다른 높이의 지지턱(12)에 각각 밀착 지지된 상태에서, 먼저 상기 하부 슬라이더(50)의 구동에 따른 제2실린더(52)의 후진 동작이 이루어진다.
이어서, 상기 감속모터(66)의 구동에 따른 회전동력이 동력분배용 기어박스(64)로 출력된 후, 동력분배용 기어박스(64)의 출력축에 연결된 동력전달축(60)을 통하여 스크류 잭 기어박스(40)로 전달됨으로써, 스크류 잭 기어박스(40) 내의 기어열에 의하여 상기 잭 스크류(42)가 회전하여 상기 하부 슬라이더(50)의 하강 동작이 이루어진다.
이때, 상기 스크류 잭 기어박스(40)의 저부에는 하부 빔프레임(44)이 장착되고, 이 하부 빔프레임(44)의 하단부에 하부 슬라이더(50)가 장착된 상태이므로, 상기 잭 스크류(42)를 밀어내려 상기 스크류 잭 기어박스(40) 및 하부 빔프레임(44), 하부 빔프레임(44)과 일체로 연결된 하부 슬라이더(50)가 용이하게 하강될 수 있다.
연이어, 상기 하부 슬라이더(50)의 구동에 의하여 후진되어 있던 제2실린더(52)가 다시 전진하여 한 단계 아래의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작이 이루어지게 된다.
다음으로, 상기 상부 슬라이더(30)의 구동에 의하여 제1실린더(32)의 후진 동작이 이루어진다.
이어서, 상기와 같은 감속모터(66)의 회전동력 분배 과정을 통하여 상기 잭 스크류(42)의 회전에 의한 상부 슬라이더(30)의 하강 동작이 이루어진다.
연이어, 상기 상부 슬라이더(30)의 구동에 의하여 후진되어 있던 제1실린더(32)가 전진하여 한 단계 아래의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작이 이루어지게 된다.
결국, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32) 및 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 상기 하부 고정타워(10)의 서로 다른 높이의 지지턱(12)에 각각 밀착 지지된 상태에서, 하나 아래의 지지턱(12)으로 하강하여 밀착 지지됨에 따라, 상기 하부 고정타워(10)의 내부로 상기 상부 승강타워(20)의 하강이 단계적으로 이루어질 수 있다.
따라서, 태풍과 같은 악천후 기상 조건 및 유지보수를 위한 작업의 용이성을 위하여 풍력발전설비용 타워의 높이를 원격조정으로 낮추어서 풍력발전설비용 타워의 전도 위험을 방지할 수 있다.
한편, 상기 상부 승강타워(20)의 최대 하강시, 상기 하부 고정타워(10)의 내경부와 상기 상부 승강타워(20)의 외경부 간의 틈새공간이 증가하여 이물질 및 빗물이 들어갈 수 있다.
이를 방지하고자, 상기 상부 승강타워(20)의 외측 하단부에는 도 6에 도시된 바와 같이 커버체(22)가 장착되고, 이 커버체(22)의 저부에는 완충재(24)가 부착된다.
따라서, 상기 상부 승강타워(20)의 최대 하강시, 상기 완충재(24)가 하부 고정타워(10)의 선단부에 완충 접촉하는 동시에 상기 커버체(22)가 하부 고정타워(10)의 외경부를 커버하며 위치하게 됨으로써, 상기 하부 고정타워(10)의 내경부와 상기 상부 승강타워(20)의 외경부 간의 틈새공간을 커버체(22)가 커버링하면서 이물질 및 빗물을 차단하게 된다.
한편, 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치는 도 7에 도시된 바와 같이 풍력발전 타워의 승하강 작업 등의 전반적인 작업 과정을 기록하는 기록장치(100)를 더 포함한다.
이에, 작업 전 풍속, 기후 및 온도와 같은 작업 환경 상태, 승하강 작업 개시 및 종료 시점, 풍력발전 타워의 기울기(수직상태), 위도, 경도, 고도 등을 포함하는 풍력발전 타워의 상태, 비상전력(비상발전기) 상태, 승강장치의 스크류 잭 운전상태 등이 각종 센서로 센싱되어 상기 기록장치(100)에 입력 저장됨으로써, 전반적인 풍력발전 타워의 관리가 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치는 도 8에 도시된 바와 같이 풍력발전 타워의 승하강 작업시 과부하를 방지하기 위한 과부하 방지 시스템(200)을 더 포함한다.
상기 과부하 방지 시스템(200)은 풍력발전 타워의 승하강 작업시 상기 스크류 잭 기어박스(40)에 동력을 인가하기 위한 감속모터(66) 등에 과부하가 걸리는 것을 감지하는 로드셀(210)과, 로드셀(210)의 신호에 따라 과부하 데이터를 출력하는 과부하 출력 제어부(220)로 구성됨으로써, 풍력발전 타워의 승하강 작업시 과부하 상태를 인지하여 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 풍력발전설비용 타워 자동 승하강 장치는 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이 풍력발전 타워의 승하강 작업을 수동으로 조작하기 위한 수동조작부(300)를 더 포함한다.
즉, 도 9a에 도시된 바와 같이 상기 스크류 잭 기어박스(40)의 구동을 조작하기 위한 수동조작부(300)와, 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 상부 슬라이더(30)의 구동을 조작하기 위한 수동조작부(310)와, 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 하부 슬라이더(50)의 구동을 조작하기 위한 수동조작부(320)를 구성하여, 풍력발전 타워의 승하강 작업을 수동으로 조작할 수 있다.
한편, 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 풍력발전 타워의 전반적인 상태 및 조작 모드 정보 등을 원거리의 모바일 수신장치(400)로 송신하여 작업자가 모바일 수신장치(400)로 풍력발전 타워의 승하강 작업 및 전반적인 상태 정보 등을 쉽게 관리 및 조작할 수 있다.
즉, 도 10a에 도시된 바와 같이 본 발명의 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치를 제어하기 위한 컨트롤 판넬(500)과 원거리의 모바일 수신장치(400)가 통신모듈에 의하여 연결된 상태에서, 상기 컨트롤 판넬(500)에서 풍력발전 타워의 전반적인 상태 및 조작 모드 정보 등을 원거리의 모바일 수신장치(400)로 송신하면, 도 10b에서 보듯이 모바일 수신장치(400)에 풍력발전 타워의 승하강 작업 및 전반적인 상태 정보 등이 표시됨으로써, 작업자가 모바일 수신장치(400)를 조작하여 풍력발전 타워의 승하강 작업 및 전반적인 상태 정보 등을 쉽게 관리 및 조작할 수 있다.
한편, 근접센서(36)(56)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.
상기 오염 방지 도포용 조성물은 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.
상기 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨은 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 근접센서(36)(56)의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.
상기 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨은 전체 조성물 수용액 중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 근접센서(36)(56)의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.
한편, 본 오염방지도포용 조성물을 근접센서(36)(56)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 근접센서(36)(56)의 최종 도포막 두께는 700 ~ 2500Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 900 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 700 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2500 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.
또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 소듐세스퀴카보네이트 0.1 몰 및 부틸카비톨 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.
상기 구성 성분의 비율 및 도포막 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 오염방지 도포 효과를 나타내었다.
또한, 완충재(24)의 원료 함량비는 고무 60중량%, 디부틸치오우레아 8중량%, 칼슘스테아레이트 6중량%, 카아본블랙 19중량%, 3C(N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 3중량%, 유기퍼옥사이드 4중량% 를 혼합하여서 이루어질 수 있다.
디부틸치오우레아는 가황촉진 향상 등을 위해 첨가되며, 칼슘스테아레이트는 연화제 역할을 위해 첨가되고, 카아본블랙은 내마모성, 열전도성 등을 증대하거나 향상시키기 위해 첨가된다.
3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE)는 산화방지제로 첨가되며, 유기퍼옥사이드는 촉진제 등의 역할을 위해 첨가된다.
따라서 본 발명은 완충재(24)의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 완충재(24)의 수명이 증대된다.
고무재질의 인장강도는 155Kg/㎠ 로 형성된다.
고무재질 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치 등을 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
그리고, 모터(66)의 외부면에는 방열용 코팅제가 도포되어 모터(66)에서 방출되는 열이 충분히 발산되지 못하여 모터(66)의 표면이 과도하게 가열되는 방지하고 열을 효과적으로 방출할 수가 있다.
이 방열용 코팅제 조성물은 규산칼륨 58중량%, 산화크롬 11중량%, 그라파이트 13중량%, 질화규소 8중량%, 수산화나트륨(NaOH) 3중량%, 산화티탄 3중량%, 폴리아마이드왁스 2중량%, 3-아미노프로필 트리메톡시실란 2중량%로 구성된다.
규산칼륨은 바인더 수지 역할을 하고, 산화크롬은 내마모 역할을 하며, 그라파이트는 열전도성과 전기적 특성이 우수하며, 질화규소는 강도 향상 및 균열을 방지하고, 수산화나트륨은 분산제 역할을 하며, 산화티탄은 내후성을 위해서, 폴라아마이드왁스는 침강방지 역할을 하고, 3-아미노프로필 트리메톡시실란은 부착력 증강 역할을 한다.
상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
10 : 하부 고정타워
12 : 지지턱
20 : 상부 승강타워
22 : 커버체
24 : 완충재
30 : 상부 슬라이더
32 : 제1실린더
34 : 상부 빔프레임
36 : 근접센서
38 : 고정홈
40 : 스크류 잭 기어박스
42 : 잭 스크류
44 : 하부 빔프레임
50 : 하부 슬라이더
52 : 제2실린더
60 : 동력전달축
62 : 유니버설 조인트
64 : 동력분배용 기어박스
66 : 감속모터
70 : 제3실린더
72 : 고정핀
100 : 기록장치
200 : 과부하 방지 시스템
210 :로드셀
220 : 과부하 출력 제어부
300, 310, 320 : 수동조작부
400 : 모바일 수신장치
500 : 컨트롤 판넬
12 : 지지턱
20 : 상부 승강타워
22 : 커버체
24 : 완충재
30 : 상부 슬라이더
32 : 제1실린더
34 : 상부 빔프레임
36 : 근접센서
38 : 고정홈
40 : 스크류 잭 기어박스
42 : 잭 스크류
44 : 하부 빔프레임
50 : 하부 슬라이더
52 : 제2실린더
60 : 동력전달축
62 : 유니버설 조인트
64 : 동력분배용 기어박스
66 : 감속모터
70 : 제3실린더
72 : 고정핀
100 : 기록장치
200 : 과부하 방지 시스템
210 :로드셀
220 : 과부하 출력 제어부
300, 310, 320 : 수동조작부
400 : 모바일 수신장치
500 : 컨트롤 판넬
Claims (6)
- 원통 내면에 다수의 지지턱(12)이 상하방향 및 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 하부 고정타워(10);
상기 하부 고정타워(10)의 내부에 승강 가능하게 삽입되는 상부 승강타워(20);
상기 상부 승강타워(20)의 저부에 원주방향을 따라 등간격을 이루며 장착되는 제1실린더(32)를 갖는 상부 슬라이더(30);
상기 상부 슬라이더(30)의 하부에 장착된 상부 빔프레임(34);
상기 상부 빔프레임(34)에 그 상단부가 회전 가능하게 연결되는 잭 스크류(42);
상기 잭 스크류(42)의 하단부에 연결되어, 잭 스크류(42)에 회전 동력을 인가하는 스크류 잭 기어박스(40);
상기 스크류 잭 기어박스(40)의 저부에 장착된 하부 빔프레임(44);
상기 하부 빔프레임(44)의 하단부에 장착되는 제2실린더(52)를 갖는 하부 슬라이더(50);
풍력발전설비용 타워의 텔레스코픽 조절 및 원격 조정을 제어하기 위한 컨트롤 판넬(500); 및
상기 컨트롤 판넬(500)과 통신모듈에 의하여 연결된 상태에서 풍력발전 타워의 승하강 작업 및 전반적인 상태 정보를 수신하고, 풍력발전 타워의 승하강 작업 및 전반적인 동작을 관리 및 조작하는 모바일 수신장치(400);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32) 및 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 전진하여 서로 다른 높이의 지지턱(12)에 각각 밀착 지지된 상태에서, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)의 후진 동작과, 상기 잭 스크류(42)의 확장에 의한 상부 슬라이더(30)의 상승 동작과, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)가 전진하여 하나 위의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작과, 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)의 후진 동작과, 상기 잭 스크류(42)의 회전에 의한 수축으로 인한 하부 슬라이더(50)의 상승 동작과, 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 전진하여 하나 위의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작의 순서로 상기 하부 고정타워(10)로부터 상기 상부 승강타워(20)의 상승이 이루어지거나,
상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)의 후진 동작과, 상기 잭 스크류(42)의 회전에 의한 확장으로 인한 하부 슬라이더(50)의 하강 동작과, 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)가 전진하여 하나 아래의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작과, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)의 후진 동작과, 상기 잭 스크류(42)의 회전 수축에 의한 상부 슬라이더(30)의 하강 동작과, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)가 전진하여 하나 아래의 지지턱(12)에 밀착 지지되는 동작의 순서로 상기 하부 고정타워(10)의 내부로 상기 상부 승강타워(20)의 하강이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 스크류 잭 기어박스(40)에 연결되는 동력전달축(60)과, 상기 동력전달축(60)에 회전 동력을 인가하기 위한 감속모터(66)와, 상기 감속모터(66)의 출력축과 연결되어 상기 동력전달축(60)에 유니버설 조인트(62)를 통해 회전 동력을 분배하는 동력분배용 기어박스(64)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)와 상기 하부 슬라이더(50)의 제2실린더(52)에는 각각 상기 지지턱(12)에 대한 밀착 여부를 센싱하는 근접센서(36)가 장착된 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상부 승강타워(20)의 내측 하단부에는 고정핀(72)을 갖는 제3실린더(70)가 장착되고, 상기 상부 슬라이더(30)의 제1실린더(32)에는 상기 제3실린더(70)의 고정핀(72)이 하강하여 삽입되는 고정홈(38)이 형성된 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상부 승강타워(20)의 최대 하강시, 상기 하부 고정타워(10)와 상부 승강타워(20) 간의 틈새공간으로 이물질 및 빗물이 들어가는 것을 차단하기 위하여 상기 상부 승강타워(20)의 외측 하단부에는 커버체(22)가 장착되고, 이 커버체(22)의 저부에는 완충재(24)가 부착된 것을 특징으로 하는 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020210136478A KR102323886B1 (ko) | 2021-10-14 | 2021-10-14 | 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치 |
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| KR102323886B1 true KR102323886B1 (ko) | 2021-11-09 |
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| KR (1) | KR102323886B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102511944B1 (ko) * | 2022-01-07 | 2023-03-20 | 주식회사 에이치코비 | 수질측정기기의 원격검교정시스템 |
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| KR20110112228A (ko) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 소레탄체 프레씨네트 | 풍력 발전기용 하이브리드 타워 건설방법 |
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| KR101859978B1 (ko) | 2017-11-29 | 2018-06-27 | 한국에너지종합기술(주) | 풍력발전기 타워승강장치 |
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2021
- 2021-10-14 KR KR1020210136478A patent/KR102323886B1/ko active IP Right Grant
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