KR20110068332A - 풍력발전기의 타워 모듈 - Google Patents

풍력발전기의 타워 모듈 Download PDF

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Abstract

풍력발전기의 타워 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상하로 연결되도록 양단에 플랜지가 마련되는 중공의 본체와, 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되며, 의장품이 연결되는 부착브라켓을 포함한다. 사다리, 조명등, 파워케이블 등의 의장품을 용접에 의하지 않고서도 설치할 수 있도록 하고, 이로 인해 용접 부위를 가지는 기존의 타워 모듈보다 두께를 줄일 수 있으며, 재료 및 제작비용 그리고 운반 및 설치비용을 절감함과 아울러 안전성을 향상시키고, 의장품의 시공, 수리 및 보수가 용이한 효과를 가진다.
본체, 플랜지, 의장품, 부착브라켓, 접착제, 양면테이프, 부착부, 연결부

Description

풍력발전기의 타워 모듈{TOWER MODULE OF A WIND POWER GENERATION}
본 발명은 타워 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풍력발전기의 타워 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 풍력발전기는 바람을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 발전기로서, 바람에 의해 회전하는 로터가 지표에서 멀어질수록 증가하는 풍속에 의해 회전 효율이 높아지므로 타워에 의해 지표로부터 이격되도록 설치되며, 이러한 타워의 높이가 증가되는 추세이다.
종래의 기술에 따른 풍력발전기를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 풍력발전기를 도시한 측면도이고, 종래의 기술에 따른 풍력발전기의 타워를 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 풍력발전기(10)는 지면(1)에 수직되게 설치되는 타워(11)와, 타워(11)의 상단에 설치되는 나셀(nacelle; 12)과, 나셀(12)에 설치되는 로터(rotor; 13)를 포함한다.
이와 같은 종래의 풍력발전기(10)는 바람을 이용하여 로터(13)를 회전시켜서 발생한 기계적 에너지를 나셀(12) 내에 설치된 발전기를 통해 전기 에너지로 변환시키게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 풍력발전기(10; 도 1에 도시)의 타워(11)는 20 ∼ 30미터 길이의 원통형으로 이루어진 타워 모듈(11a)을 수직되게 다단으로 접합시키고, 내벽에 플랫폼(11b), 사다리(11c), 파워케이블(11d), 조명등(미도시) 등을 미리 설치함으로써 모듈 단위로 제작된다. 따라서, 각 타워 모듈(11a)을 설치 장소까지 운반하여 수직으로 적층되도록 접합시킴으로써 타워(11)를 완성하게 된다.
상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 풍력발전기의 타워 모듈은 내벽에 사다리, 조명등, 파워케이블 등과 같은 의장품을 설치 시, 내벽에 브라켓을 용접하여 부착한 다음, 브라켓에 의장품을 볼트로 고정시키는 방법을 사용하게 되는데, 이러한 방법은 타워 모듈 내벽의 용접 부위에 대한 강도를 저하시켜서 국부적인 강도 문제로 인해 타워 모듈의 내벽 두께를 전체적으로 증가시키는 원인을 초래하였다.
또한, 타워 모듈은 내벽의 두께 증가로 인해 재료 및 제작의 비용을 상승시키고, 각 타워 모듈의 중량 증가에 따른 설치비용을 상승시킴과 아울러 설치 작업 시 위험 요인이 증가하는 문제를 발생시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워모듈은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 의장품을 용접에 의하지 않고 설치할 수 있도록 하 여 기존 타워 모듈보다 두께를 줄일 수 있고, 타워 모듈의 두께 감소로 인해 재료 및 제작비용, 그리고 설치비용을 절감하도록 함과 아울러 안전성을 향상시키며, 기존의 용접에 비해 시공, 수리 및 보수가 용이하다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈은, 풍력발전기의 타워 모듈에 있어서, 상하로 연결되도록 양단에 플랜지가 마련되는 중공의 본체와, 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되며, 의장품이 연결되는 부착브라켓을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 본체는 의장품이 사다리인 경우 플랜지에 사다리의 양쪽 끝단이 볼트 접합이나 용접 접합에 의해 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓은 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되는 제 1 부착부와, 제 1 부착부에 수직되게 고정되며, 볼트 체결을 위한 체결홀이 형성되는 제 1 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓은 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되도록 양측에 각각 마련되는 제 2 부착부와, 제 2 부착부 사이에 내벽으로부터 이격되도록 돌출 형성되며, 볼트 체결을 위한 체결홀이 형성되는 제 2 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓은 한 쌍으로 이루어지고, 각각은 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되는 제 3 부착부가 일측에 마련되고, 제 3 부착부로부터 절곡되어 서로 마주보는 제 3 연결부가 형성되며, 제 3 연결부에 볼트 체결을 위한 체결홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력발전기의 타워모듈은 사다리, 조명등, 파워케이블 등의 의장품을 용접에 의하지 않고서도 설치할 수 있도록 하고, 이로 인해 용접 부위를 가지는 기존의 타워 모듈보다 두께를 줄일 수 있으며, 재료 및 제작비용 그리고 운반 및 설치비용을 절감함과 아울러 안전성을 향상시키고, 의장품의 시공, 수리 및 보수가 용이한 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈을 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈(100)은 상하로 연결되는 중공의 본체(110)와, 본체(110)의 내벽에 접착제나 양면테이프(130)로 부착되는 부착브라켓(120)을 포함할 수 있다.
본체(110)는 다수가 상하로 연결됨으로써 풍력발전기의 타워를 구성하게 되 고, 상하 연결을 위하여 양단에 플랜지(111)가 마련됨으로써 다른 본체(110)와 플랜지(111)끼리 볼트(B)와 너트(미도시)로 결합될 수 있도록 하며, 내측에 작업자가 출입할 수 있도록 중공으로 이루어진다.
본체(110)는 의장품(200)이 사다리인 경우 사다리의 양쪽 끝단이 볼트 접합이나 용접 접합을 이용해 플랜지(111)에 고정될 수 있으며, 이 경우 플랜지(111)에 사다리의 양쪽 끝단이 접합되기 위한 플랜지 접합용 플레이트(112)가 마련될 수 있다.
부착브라켓(120)은 본체(110)의 내벽에 에폭시, 우레탄 계열 등의 접착제나 양면테이프(130)에 의해 부착되고, 본 실시예에서 예로 든 사다리뿐만 아니라 조명등, 파워케이블 등의 의장품(200)이 연결되는데, 이 때, 의장품(200)은 부착브라켓(120)에 볼트(B)와 너트(미도시)를 사용하여 연결되도록 연결브라켓(210)이 마련될 수 있다.
한편, 부착브라켓(120)은 제 1 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈(100)에서 도 5에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 내벽에 접착제나 양면테이프(130)로 부착되는 제 1 부착부(121)와, 제 1 부착부(121)에 수직되게 용접이나 볼트 및 너트 등의 체결부재에 의해 고정됨과 아울러 볼트 체결을 위한 체결홀(122a)이 형성되는 제 1 연결부(122)를 포함할 수 있다. 따라서, 의장품(200)에 마련된 연결브라켓(210)의 체결홀(211)과 제 1 연결부(122)의 체결홀(122a)에 볼트(B) 및 너트(N)를 체결함으로써 본체(110) 내벽에 접착제나 양면테이프(130)로 부착된 부착브라켓(120)에 의장품(200)을 고정시킬 수 있다.
부착브라켓(120)은 다양한 실시예를 가질 수 있는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓(140)은 본체(110)의 내벽에 접착제나 접착테이프(130)로 부착되도록 양측에 각각 마련되는 제 2 부착부(141)와, 제 2 부착부(141) 사이에 본체(110)의 내벽으로부터 이격되도록 돌출 형성됨과 아울러 볼트 체결을 위한 체결홀(142a)이 형성되는 제 2 연결부(142)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 부착브라켓(140)은 제 2 부착부(141)가 접착제나 접착테이프(130)로 본체(110)의 내벽에 부착된 후, 제 2 연결부(142)의 체결홀(142a)을 통해서 돌출되는 볼트(B)에 의장품(200)의 연결브라켓(210)의 체결홀(211)을 끼워서 너트(N)를 체결함으로써 부착브라켓(140)에 의장품(200)을 고정시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓(150)은 한 쌍으로 이루어지고, 각각은 본체(110)의 내벽에 접착제나 양면테이프(130)로 부착되기 위한 제 3 부착부(151)가 일측에 마련되고, 제 3 부착부(151)로부터 절곡되어 서로 마주보는 제 3 연결부(152)가 형성되며, 제 3 연결부(152)에 볼트 체결을 위한 체결홀(152a)이 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 부착브라켓(150)은 제 3 부착부(151)가 접착제나 접착테이프(130)로 본체(110)의 내벽에 각각 부착됨으로써 제 3 연결부(152)가 서로 이격되도록 마주보 게 위치하도록 한 다음, 제 3 연결부(152)사이에 의장품(200)의 연결브라켓(210)을 끼우고서, 제 3 연결부(152)의 체결홀(152a)과 연결브라켓(210)의 체결홀(211)을 볼트(B)와 너트(N)를 사용하여 체결시킴으로써 의장품(200)을 본체(110)의 내벽에 고정시키게 된다.
한편, 이와 같은 실시예들에 따른 부착브라켓(120,140,150)은 접착제나 양면테이프(130)의 종류나 부착되는 본체(110) 내벽의 형태 등에 따라 제 1 내지 제 3 부착부(121,141,151)를 원하는 거칠기, 온도, 습도 등으로 표면 처리할 수 있으며, 제 1 내지 제 3 연결부(122,142,152)에 체결홀(122a,142a,152a)이 단일로 형성되거나, 다수로 형성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 작용을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
의장품(200), 예를 들면, 사다리, 조명등, 파워케이블 등의 설치를 위해 용접을 할 필요가 없게 됨으로써 용접부에 대한 강도 저하를 방지하기 위해 본체(110)의 두께를 증가시킬 필요가 없고, 본체(110)의 제작에 필요한 재료 및 제작비용과 운반 및 설치비용을 절감함과 아울러 안전성을 향상시키며, 의장품의 시공, 수리 및 보수가 용이하도록 한다.
또한, 상기한 바와 같은 부착브라켓(120,140,150)은 접착제나 양면테이프(130)에 의해 본체(110) 내벽에 부착되어 의장품(200)의 하중을 지지하게 됨으로써 인장 방향은 물론 전단 방향의 하중을 지지할 수 있으므로 의장품(200)이 사다리인 경우 사다리에 작용하는 압축 하중을 분산시킬 수 있으며, 사용자에 의해 가 해지는 하중이나 그 밖의 외부 환경요인에 의해 가해지는 하중에도 의장품(200)이 흔들리는 것을 최소화할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 사다리, 조명등, 파워케이블 등의 의장품을 용접에 의하지 않고서도 설치할 수 있도록 하고, 이로 인해 용접 부위를 가지는 기존의 타워 모듈보다 두께를 줄일 수 있으며, 재료 및 제작비용과 운반 및 설치비용을 절감함과 아울러 안전성을 향상시키고, 의장품의 시공, 수리 및 보수가 용이하다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 풍력발전기를 도시한 측면도이고,
도 2는 종래의 기술에 따른 풍력발전기의 타워를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈을 도시한 단면도이고,
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓을 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 풍력발전기의 타워 모듈의 부착브라켓을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 본체 111 : 플랜지
112 : 플랜지 접합용 플레이트 120,140,150 : 부착브라켓
121,141,151 : 부착부 122,142,152 : 연결부
122a,142a,152a : 체결홀 130 : 접착제나 양면테이프

Claims (5)

  1. 풍력발전기의 타워 모듈에 있어서,
    상하로 연결되도록 양단에 플랜지가 마련되는 중공의 본체와,
    상기 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되며, 의장품이 연결되는 부착브라켓
    을 포함하는 풍력발전기의 타워 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 의장품이 사다리인 경우 상기 플랜지에 상기 사다리의 양쪽 끝단이 볼트 접합이나 용접 접합에 의해 고정되는 풍력발전기의 타워 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착브라켓은,
    상기 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되는 제 1 부착부와,
    상기 제 1 부착부에 수직되게 고정되며, 볼트 체결을 위한 체결홀이 형성되는 제 1 연결부
    를 포함하는 풍력발전기의 타워 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착브라켓은,
    상기 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되도록 양측에 각각 마련되는 제 2 부착부와,
    상기 제 2 부착부 사이에 상기 내벽으로부터 이격되도록 돌출 형성되며, 상기 볼트 체결을 위한 체결홀이 형성되는 제 2 연결부
    를 포함하는 풍력발전기의 타워 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착브라켓은,
    한 쌍으로 이루어지고,
    각각은 상기 본체의 내벽에 접착제나 양면테이프로 부착되는 제 3 부착부가 일측에 마련되고, 상기 제 3 부착부로부터 절곡되어 서로 마주보는 제 3 연결부가 형성되며, 상기 제 3 연결부에 볼트 체결을 위한 체결홀이 형성되는 풍력발전기의 타워 모듈.
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