KR20130010296A - 풍력발전기 타워용 아답타 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타는, 타워와, 상기 타워에 설치되며 회전축이 구비되는 본체와, 상기 본체의 전방에서 상기 회전축에 회전가능하게 설치되는 날개와, 상기 회전축에 연결되는 기어박스 및, 발전기로 구성되는 풍력발전장치에 있어서, 지면에 하단이 삽입된 상태로 고정되는 파운데이션 및, 상기 타워의 하단과 상기 파운데이션의 상부 면에 다수의 체결부재에 의해 결합되도록, 상단과 하단을 따라 다수의 체결홀이 형성되는 원통 형상의 플랜지를 포함한다.

Description

풍력발전기 타워용 아답타{The Adapter for WTGS Tower}

본 발명은 풍력발전기에 관한 것으로, 상세하게는 타워와 파운데이션을 연결하기 위한 별도의 연결용 플랜지를 적용함으로써, 플랜지의 형태만을 변경하여 다양한 형태의 파운데이션에 맞게 적용가능하도록 하며, 플랜지와 타워가 분리 가능하기 때문에 타워를 용이하게 운송할 수 있는 풍력발전기 타워용 아답타에 관한 것이다.

일반적으로, 풍력발전시스템은 공기의 유동이 가진 운동에너지를 이용하여 회전자(Rotor)를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시킨 후, 이 기계적 에너지에 의해 발생되는 유도 전기를 전력계통이나 수요자에게 공급하는 시스템을 말한다.

최근 들어, 세계적으로 에너지 고갈 및 환경오염을 대비하기 위해 친환경 신재생 에너지 설치가 증가하면서, 대표적인 신 재생에너지인 풍력발전기의 수요가 증가하고 있는 추세이다.

이러한, 풍력발전시스템은 지면에 대한 회전축의 방향에 따라 수평형 및 수직형으로 분류되며, 이를 구성하는 요소로는 블레이드(Blade)와 허브(Hub)로 구성된 회전자, 회전을 증속하여 발전기를 구동시키는 증속 장치(Gearbox), 전기를 생산하는 발전기(Generator), 각 구성요소의 동작 온도를 적정하게 조절하여 주는 냉각 및 난방 시스템, 각종 안정장치를 제어하는 제어기, 브레이크 장치, 전력 제어 시스템, 철탑 등으로 구성되어 있다.

풍력발전기의 타워는, 그 하단에 일체로 형성된 L 또는 T 형상의 플랜지가 파운데이션(기초 구조물)의 임베드캔 또는 앵커볼트와 볼트채결에 의해 결합된다. 즉, 타워 자체가 파운데이션에 볼트채결 되는것이다.

그러나, 종래의 타워는 하단에 플랜지가 일체형으로 이루어져 있어 파운데이션이 결합되는 플랜지의 변경이 제약적이다. 때문에, 파운데이션의 형상이 변경되는 경우, 타워에 일체로 형성된 플랜지의 형태와 타워길이를 변경해야 한다. 하지만, 플랜지 직경의 변화와 타워길이 증가에 따른 운송제약이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래처럼 파운데이션 변경에 따른 타워와 타워하부의 일체형 플랜지를 변경하지 않고, 타워와 파운데이션을 연결하기 위한 별도의 연결용 플랜지를 적용함으로써, 플랜지의 형태만을 변경하여 다양한 형태의 파운데이션에 맞게 적용가능하도록 하며, 플랜지와 타워가 분리 가능하기 때문에 타워를 용이하게 운송할 수 있는 풍력발전기 타워용 아답타를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타는, 타워와, 상기 타워에 설치되며 회전축이 구비되는 본체와, 상기 본체의 전방에서 상기 회전축에 회전가능하게 설치되는 날개와, 상기 회전축에 연결되는 기어박스 및, 발전기로 구성되는 풍력발전장치에 있어서, 지면에 하단이 삽입된 상태로 고정되는 파운데이션 및, 상기 타워의 하단과 상기 파운데이션의 상부 면에 다수의 체결부재에 의해 결합되도록, 상단과 하단을 따라 다수의 체결홀이 형성되는 원통 형상의 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타워는, 하단을 따라 다수의 제1체결홀이 형성되고, 상기 파운데이션은, 상부 면을 따라 다수의 제2체결홀이 형성되며, 상기 플랜지는, 상기 타워의 상기 제1체결홀과 다수의 체결부재에 의해 결합되도록 상단을 따라 다수의 제3체결홀이 형성되는 링 형상의 상부플랜지와, 상기 상부플랜지의 하단에 일체로 결합되는 원통 형상의 몸체 및, 상기 몸체의 하단과 일체로 결합되며, 상기 파운데이션의 상기 제2체결홀과 다수의 체결부재에 의해 결합되도록 하단을 따라 다수의 제4체결홀이 형성되는 링 형상의 하부플랜지가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 상부플랜지와 상기 몸체는, 동일한 지름을 가지며, 상기 하부플랜지는, 상기 상부플랜지와 상기 몸체보다 더 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다.

상기 파운데이션은, 상기 제3체결홀이 2열로 배열되며, 상기 하부플랜지의 상기 제4체결홀은, 상기 몸체를 기준으로 외부와 내부에 각각 구비되어 2열로 배열되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 종래와 같이 타워의 하단에 타워와 파운데이션을 연결할 수 있는 별도의 분리형 플랜지를 적용함으로써, 파운데이션의 형태가 변경되는 경우 플랜지만을 변경할 수 있어 적용 유연성을 높일 수 있고, 플랜지를 분리시켜 타워의 부피와 무게를 줄일 수 있어 운송이 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타를 보여주기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타가 설치된 상태를 보여주기 위한 설치상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 풍력발전기 타워와 플랜지의 결합상태를 보인 부분 확대 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 풍력발전기 타워와 플랜지의 결합상태를 보인 전체 단면 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타는, 타워(10)와, 상기 타워에 설치되며 회전축이 구비되는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 전방에서 상기 회전축에 회전가능하게 설치되는 날개(30)와, 상기 회전축에 연결되는 기어박스(미도시) 및, 발전기(미도시)로 구성되는 풍력발전장치에 있어서, 지면에 하단이 삽입된 상태로 고정되는 파운데이션(40) 및, 상기 타워(10)의 하단과 상기 파운데이션(40)의 상부 면에 다수의 체결부재에 의해 결합되도록, 상단과 하단을 따라 다수의 체결홀이 형성되는 원통 형상의 플랜지(100)를 포함한다.

여기서, 상기 타워(10)는, 하단을 따라 다수의 제1체결홀(11)이 형성되고, 파운데이션은 상부 면을 따라 다수의 제2체결홀(41)이 형성된다. 즉, 상기 제1체결홀(11)과 제2체결홀(41)을 통해 플랜지(100)의 상단과 하단이 각각 연결될 수 있다.

파운데이션(40)은, 수직으로 일정 길이를 갖는 타워(10)의 하단에 더 넓은 폭으로 설치되는 것으로, 파운데이션(40)의 하단이 지면에 고정되어 타워(10)를 지지하는 역할을 한다. 여기서, 상기 파운데이션(40)의 하단은 일부분이 지면에 매립된 상태로 고정된다.

플랜지(100)는, 타워(10)의 제1체결홀(11)과 다수의 체결부재(B)에 의해 결합되도록 상단을 따라 다수의 제3체결홀(111)이 형성되는 링 형상의 상부플랜지(110)와, 상기 상부플랜지(110)의 하단에 일체로 결합되는 원통 형상의 몸체(120) 및, 상기 몸체(120)의 하단과 일체로 결합되며, 파운데이션(40)의 제2체결홀(41)과 다수의 체결부재(B)에 의해 결합되도록 하단을 따라 다수의 제4체결홀(131)이 형성되는 링 형상의 하부플랜지(130)가 구비된다.

즉, 체결부재(B)의 상단이 타워(10)의 제1체결홀(11)에 결합되고, 체결부재(B)의 하단이 제3체결홀(111)에 결합되어 타워(10)와 상부플랜지(110)가 연결된다.

그리고 체결부재(B)의 하단이 제2체결홀(41)에 결합되고, 체결부재(B)의 상단이 제4체결홀(131)에 결합되어 하부플랜지(130)와 파운데이션(40)이 연결될 수 있다.

여기서, 체결부재(B)는 파운데이션(40)의 제2체결홀(41)에 하단이 삽입된 상태에서 상단이 제4체결홀(131)을 통해 상부로 관통될 수 있으며, 체결부재(B)의 상단에 너트(부호 미도시)가 결합되어 너트가 하부플랜지(130)의 상단에 위치될 수 있다.

또한, 상부플랜지(110)와 몸체(120)는 외부가 동일한 지름을 가질 수 있으며, 하부플렌지(130)는 상부플랜지(110)와 몸체(120)보다 더 큰 직경을 가질 수 있다. 즉, 2열을 이루는 제4체결홀(131)이 몸체(120)를 기준으로 내부와 외부 테두리 부위가 내부와 외부로 각각 연장될 수 있다.

이와 더불어, 상부플랜지(110), 몸체(120) 및 하부플랜지(130)로 구성되는 플랜지(100)는 원형, 사각, 다각 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 타워(10)와 파운데이션(40)의 형상에 따라 그 형태를 다양하게 적용할 수 있다.

또한, 상부플랜지(110) 또는 하부플랜지(130)의 형태만을 선택적으로 변경시켜 타워(10)의 하단 또는 파운데이션(40)의 결합구조에 맞게 그 형태를 변경하여 적용시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 타워(10)와 파운데이션(40)을 연결할 수 있는 별도의 분리형 플랜지(100)를 적용함으로써, 파운데이션(40)의 형태가 변경되는 경우 플랜지(100)만을 변경할 수 있어 적용 유연성을 높일 수 있고, 플랜지(100)를 분리시켜 타워의 부피와 무게를 줄일 수 있어 운송이 용이하다.

이상에서 본 발명에 따른 풍력발전기 타워용 아답타에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

10: 타워 20: 파운데이션
100: 플랜지 110: 상부플랜지
111: 제1체결홀 120: 몸체
121: 제2체결홀 130: 하부플랜지
131: 제3체결홀

Claims (4)

1. 타워와, 상기 타워에 설치되며 회전축이 구비되는 본체와, 상기 본체의 전방에서 상기 회전축에 회전가능하게 설치되는 날개와, 상기 회전축에 연결되는 기어박스 및, 발전기로 구성되는 풍력발전장치에 있어서,
   지면에 하단이 삽입된 상태로 고정되는 파운데이션; 및
   상기 타워의 하단과 상기 파운데이션의 상부 면에 다수의 체결부재에 의해 결합되도록, 상단과 하단을 따라 다수의 체결홀이 형성되는 원통 형상의 플랜지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서를 이용한 풍력발전기 타워용 아답타.
2. 제1항에 있어서,
   상기 타워는, 하단을 따라 다수의 제1체결홀이 형성되고,
   상기 파운데이션은, 상부 면을 따라 다수의 제2체결홀이 형성되며,
   상기 플랜지는, 상기 타워의 상기 제1체결홀과 다수의 체결부재에 의해 결합되도록 상단을 따라 다수의 제3체결홀이 형성되는 링 형상의 상부플랜지;
   상기 상부플랜지의 하단에 일체로 결합되는 원통 형상의 몸체; 및
   상기 몸체의 하단과 일체로 결합되며, 상기 파운데이션의 상기 제2체결홀과 다수의 체결부재에 의해 결합되도록 하단을 따라 다수의 제4체결홀이 형성되는 링 형상의 하부플랜지;가 구비되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워용 아답타.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상부플랜지와 상기 몸체는, 동일한 지름을 가지며,
   상기 하부플랜지는, 상기 상부플랜지와 상기 몸체보다 더 큰 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워용 아답타.
4. 제3항에 있어서,
   상기 파운데이션은, 상기 제3체결홀이 2열로 배열되며,
   상기 하부플랜지의 상기 제4체결홀은, 상기 몸체를 기준으로 외부와 내부에 각각 구비되어 2열로 배열되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워용 아답타.

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