KR20130143418A - 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼 - Google Patents

풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼 Download PDF

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Abstract

풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 복수의 케이블에 의해 지지되며 풍력터빈의 타워를 따라 승강하는 지지프레임; 지지프레임의 양측으로부터 풍력터빈의 블레이드 양측을 향하여 각각 연장되되 텔레스코픽(telescopic)형으로 연결된 복수의 레일부재를 구비하여 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있고, 상기 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치의 이동경로를 갖춘 작업레일; 및 작업레일을 동작시켜 길이를 변화시키는 작동장치를 포함한다.

Description

풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼{BLADE MAINTENANCE PLATFORM FOR WIND TURBINE}
본 발명은 블레이드 유지관리를 위해 타워를 따라 승강할 수 있고, 블레이드에 근접하는 작업레일의 길이를 조절할 수 있는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼에 관한 것이다.
풍력터빈은 바람의 운동에너지를 기계적인 에너지로 변환해 전기를 생산하는 장치다. 다양한 형식이 있지만, 최근 발전용으로 가장 많이 이용되고 있는 것은 회전축이 바람의 방향과 수평으로 놓이는 프로펠러형 풍력터빈이다.
프로펠러형 풍력터빈은 육상이나 해상에 수직으로 세워지는 타워(tower)와, 타워의 상부에 회전하도록 설치되며 발전기를 내장한 나셀(nacelle)과, 발전기의 구동을 위해 나셀에 회전하도록 장착되며 복수의 블레이드(blade)가 설치된 로터(rotor)를 구비한다.
이러한 풍력터빈은 사용 중 블레이드 표면에 먼지나 벌레 등이 부착되어 오염될 수 있고, 블레이드에 흠집이나 크랙이 생길 수 있다. 동절기에는 블레이드 리딩엣지(Leading edge)에 결빙이 생길 수도 있다. 블레이드 표면의 이물질이나 얼음은 풍력터빈의 효율저하를 초래할 수 있고, 블레이드 표면의 결함은 방치할 경우 블레이드 파손의 원인이 될 수 있다. 따라서 풍력터빈은 블레이드의 청소, 검사, 보수, 디아이싱(deicing)과 같은 주기적인 유지관리가 필요하다.
하지만 풍력터빈은 타워의 높이가 대략 100미터에 이르고, 블레이드의 길이도 40 ~ 70미터 또는 그 이상에 이르는 거대 구조물이기 때문에 유지관리에 어려움이 많다. 특히 블레이드는 고공에 위치하기 때문에 작업자가 접근하기도 어렵고 작업환경도 매우 열악하다. 이러한 관계로, 최근에는 보다 안전한 환경에서 블레이드의 유지관리를 수행할 수 있도록 하는 전용 장비들이 제안되고 있다.
미국 공개특허 US2009/0173573호(2009. 07. 09. 공개)와 미국 공개특허 US2011/0024233호(2011. 02. 03. 공개)는 각각 케이블을 이용해 타워를 따라 승강할 수 있고, 작업자가 탑승한 상태로 블레이드에 접근할 수 있는 유지관리장비를 제시한 바 있다. 그러나 이러한 장비들은 크기가 커서 운용에 어려움이 있다.
특허문헌1: 미국 공개특허 US2009/0173573호(2009. 07. 09. 공개) 특허문헌2: 미국 공개특허 US2011/0024233호(2011. 02. 03. 공개)
본 발명의 실시 예는 사용할 때 펴고 사용하지 않을 때 크기를 최소화하여 접을 수 있는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼을 제공하고자 한다.
또 본 발명의 실시 예는 타워와 블레이드 사이의 거리 변화에 대응하여 작업레일의 길이를 조절할 수 있는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 케이블에 의해 지지되며 풍력터빈의 타워를 따라 승강하는 지지프레임; 상기 지지프레임의 양측으로부터 풍력터빈의 블레이드 양측을 향하여 각각 연장되되, 텔레스코픽(telescopic)형으로 연결된 복수의 레일부재를 구비하여 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있고, 상기 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치의 이동경로를 갖춘 작업레일; 및 상기 작업레일을 동작시켜 길이를 변화시키는 작동장치를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼이 제공될 수 있다.
상기 작업레일에는 그 길이방향으로 상기 유지관리장치의 이동을 안내하는 안내홈이 형성될 수 있다.
상기 복수의 레일부재는 상기 지지프레임에 고정되며 가장 외측에 위치하는 제1레일부재, 상기 제1레일부재 내측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2레일부재, 상기 제2레일부재 내측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제3레일부재를 포함할 수 있다.
상기 작동장치는 상기 제2레일부재를 상기 제1레일부재에 대하여 신축방향으로 이동시키는 신축구동장치와, 상기 제2레일부재가 신축할 때 상기 제3레일부재가 같은 방향으로 신축하도록 상기 제2레일부재에 설치된 도르래에 걸린 상태로 그 양단이 상기 제1레일부재와 상기 제3레일부재에 각각 연결된 연동와이어를 포함할 수 있다.
상기 신축구동장치는 상기 제1레일부재에 고정된 구동모터, 상기 구동모터의 축에 연결되며 상기 작업레일의 길이방향으로 연장된 수나사부재, 상기 수나사부재에 결합되며 상기 제2레일부재에 고정된 암나사부재를 포함할 수 있다.
상기 도르래는 상기 제2레일부재의 전단 쪽에 설치된 제1도르래와, 상기 제2레일부재의 후단 쪽에 설치된 제2도르래를 포함하고, 상기 연동와이어는 상기 제1도르래에 걸린 상태로 그 양단이 상기 제1도르래보다 후방 위치의 상기 제1 및 제3레일부재에 각각 연결된 제1연동와이어와, 상기 제2도르래에 걸린 상태로 그 양단이 상기 제2도르래보다 전방 위치의 상기 제1 및 제3레일부재에 각각 연결된 제2연동와이어를 포함할 수 있다.
상기 플랫폼은 상기 지지프레임과 상기 작업레일에 설치되며 상기 각 케이블에 연결된 복수의 승강장치를 더 포함할 수 있다.
상기 지지프레임은 상기 타워의 외면에 지지되는 복수의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 지지프레임은 그 하방으로 연장되고 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있으며 상기 타워의 외면에 지지되는 복수의 롤러를 갖춘 지지레일을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 케이블에 의해 지지되며 풍력터빈의 타워를 따라 승강하는 지지프레임; 상기 지지프레임의 양측으로부터 풍력터빈의 블레이드 양측을 향하여 각각 연장되고, 상기 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치가 장착되며, 텔레스코픽(telescopic)형으로 연결된 복수의 레일부재를 구비하여 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있는 작업레일; 및 상기 작업레일을 동작시켜 길이를 변화시키는 작동장치를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 작업레일의 길이를 조절할 수 있기 때문에 사용할 때 펴고 사용하지 않을 때 크기를 최소화하여 접을 수 있다. 따라서 운송과 취급이 용이하다.
또 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 타워와 블레이드 사이의 거리 변화에 대응하여 작업레일의 길이를 조절할 수 있기 때문에 장비의 크기를 줄이면서도 블레이드 전역에 대한 유지관리를 수행할 수 있다.
또 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 신축 가능한 지지레일을 구비하기 때문에 작업레일의 길이를 길게 연장하는 경우에도 플랫폼이 타워에 안정적으로 지지되도록 할 수 있고, 사용하지 않을 때 지지레일을 최소화하여 장비의 크기를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼이 설치된 풍력터빈을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼의 작업레일의 구성과, 작업레일을 동작시키는 작동장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼에 설치되는 유지관리장치를 나타낸다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼의 변형 예를 각각 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼(100)은 복수의 케이블(101)에 의해 지지된 상태로 풍력터빈의 타워(10)를 따라 승강할 수 있다. 또 청소, 검사, 디아이싱 등과 같은 유지관리를 수행하는 유지관리장치(200)를 탑재하여 이를 블레이드(20)에 근접시킴으로써 블레이드 유지관리를 수행하도록 할 수 있다.
블레이드(20)의 유지관리를 수행할 때는 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 블레이드(20) 중 하나를 대략 타워(10)와 평행하도록 수직으로 위치시키고, 필요시 블레이드(20)의 피치를 조절하여 작업여건이 용이하도록 할 수 있다. 블레이드 유지관리 플랫폼(100)을 지지하는 복수의 케이블(101)은 상단부가 풍력터빈의 나셀(30) 상부에 고정될 수 있다. 여기서는 일 예로써 케이블(101)이 나셀(30)에 연결된 경우를 제시하지만, 케이블(101)은 블레이드 허브(21)에도 연결될 수 있다. 또 나셀(30)에 별도의 크레인(미도시)이 마련된 경우라면, 케이블(101)의 상부가 크레인에 의해 지지될 수도 있다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100)은 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 타워(10)에 지지된 상태로 승강하는 지지프레임(110)과, 지지프레임(110)의 양측으로부터 블레이드(20)의 양측을 향하여 연장되며 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있는 두 작업레일(120)과, 각 작업레일(120)을 동작시켜 작업레일(120)의 길이를 변화시키는 작동장치를 구비한다.
지지프레임(110)은 사각채널의 형태로 마련될 수 있다. 그리고 양측의 두 작업레일(120)은 용접에 의하여 지지프레임(110)의 양측에 일체화된 형태로 연결될 수 있다. 각 작업레일(120)은 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있도록 복수의 레일부재(121,122,123)가 텔레스코픽(telescopic)형으로 연결될 수 있다. 즉 지지프레임(110)에 연결된 제1레일부재(121), 제1레일부재(121) 내측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2레일부재(122), 제2레일부재(122)의 내측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제3레일부재(123)를 포함할 수 있다. 크기가 큰 레일부재의 내측에 상대적으로 크기가 작은 레일부재가 슬라이딩 가능하게 연이어 설치됨으로써 마치 망원경처럼 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있도록 한 것이다.
본 실시 예는 3개의 레일부재(121,122,123)를 연결하여 작업레일(120)을 구성하는 경우를 제시하고 있으나, 레일부재의 수가 이에 한정되는 것은 아니다. 필요한 경우 그 수를 늘려 길이를 연장할 수 있다. 레일부재의 형태도 사각채널의 형태로 한정되지 않고 삼각채널, 육각채널, 반원형 채널 등으로 변경될 수 있다. 또 고가사다리차처럼 각 레일부재가 트러스형 구조물로 이루어질 수도 있다.
작업레일(120)을 동작시키는 작동장치는 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 각 작업레일(120)의 측방에 설치되어 제2레일부재(122)를 신축시키는 신축구동장치(140)를 포함한다.
신축구동장치(140)는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1레일부재(121)의 외측에 고정된 구동모터(141), 구동모터(141)의 축에 연결되며 작업레일(120)의 길이방향으로 길게 연장된 수나사부재(142), 한쪽 단부가 제2레일부재(122)의 전단 쪽에 고정된 상태로 수나사부재(142) 쪽으로 길게 연장되어 수나사부재(142)와 체결되는 원통형의 암나사부재(143)를 구비한다. 또 신축구동장치(140)는 수나사부재(142)의 외측을 덮어 보호하며 그 내부로 암나사부재(143)를 수용할 수 있는 원통형의 커버부재(144)를 포함할 수 있다. 커버부재(144)는 한쪽 단부가 구동모터(141)에 고정될 수 있다.
신축구동장치(140)는 구동모터(141)의 동작에 의해 수나사부재(142)가 정방향 또는 역방향으로 회전하여 암나사부재(143)를 이동시킴으로써 제2레일부재(122)의 신축을 구현할 수 있다. 여기서는 이송나사 형태의 신축구동장치(140)를 예시하지만, 신축구동장치(140)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 신축구동장치(140)는 제2레일부재(122)의 신축을 구현할 수 있으면 될 것이므로, 제1레일부재(121)와 제2레일부재(122) 사이에 설치되는 랙과 피니언장치, 유압실린더 등으로도 대체할 수 있다. 그리고 이러한 신축구동장치는 작업레일(120)의 내측에 설치될 수도 있다.
또 작업레일(120)을 동작시키는 작동장치는 도 5에 도시한 바와 같이, 제2레일부재(122)가 신축할 때 제3레일부재(123)가 같은 방향으로 신축하도록 하는 것으로, 제2레일부재(122)의 전단 쪽에 설치된 제1도르래(151), 제2레일부재(122)의 후단 쪽에 설치된 제2도르래(152), 제1도르래(151)에 걸린 상태로 그 양단이 제1도르래(151)보다 후방 위치의 제1 및 제3레일부재(121,123)에 각각 연결된 제1연동와이어(153), 제2도르래(152)에 걸린 상태로 그 양단이 제2도르래(152)보다 전방 위치의 제1 및 제3레일부재(121,123)에 각각 연결된 제2연동와이어(154)를 포함한다. 여기서 '전방'이란 표현은 작업레일(120)이 신장하여 나아가는 방향을, '후방'이란 표현은 그 반대편을 의미한다. 또 '전단'은 전방 쪽 단부를, '후단'은 후방 쪽 단부를 의미한다.
이러한 작업레일(120)은 신축구동장치(140)의 동작에 의해 제2레일부재(122)가 전방으로 인출되면, 제1도르래(151)가 제2레일부재(122)와 함께 전방으로 이동하므로 제1연동와이어(153)가 제3레일부재(123)를 전방으로 당겨준다. 따라서 제3레일부재(123)도 제2레일부재(122)로부터 전방으로 인출된다. 제1연동와이어(153)의 한쪽 단부는 움직이지 않는 제1레일부재(121)에 연결된 상태이고 제1연동와이어(153)의 다른 쪽 단부는 움직임이 가능한 제3레일부재(123)에 연결된 상태이므로 제2레일부재(122)와 함께 제1도르래(151)가 이동함에 따라 제3레일부재(123)가 전방으로 이동한다.
위 경우와 반대로 신축구동장치(140)가 역으로 동작하여 제2레일부재(122)가 제1레일부재(121)의 내측으로 진입할 때는 제2도르래(152)가 제2레일부재(122)와 함께 후방으로 이동하므로 제2연동와이어(154)가 제3레일부재(123)를 후방으로 당겨준다. 따라서 제3레일부재(123)도 제2레일부재(122)의 내측으로 진입할 수 있다.
이처럼 작업레일(120)은 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있기 때문에 블레이드 유지관리 플랫폼(100)의 승강에 따라 타워(10)와 블레이드(20) 사이의 거리변화에 대응하여 그 길이를 조절할 수 있다. 통상의 풍력터빈에서 블레이드(20)의 팁(tip)부분과 타워(10) 사이의 거리는 대략 10m 내외이고, 블레이드(20)의 루트(root)부분과 타워(10) 사이의 거리는 대략 3m 내외이기 때문에 블레이드 유지관리 플랫폼(100)이 승강함에 따라 블레이드(20)와 타워(10) 사이의 거리는 변한다. 그런데, 본 실시 예는 이러한 거리변화에 대응하여 두 작업레일(120)의 길이를 조절할 수 있도록 한 것이다. 또 이처럼 작업레일(120)은 길이조절이 가능하기 때문에 블레이드 유지관리 플랫폼(100)을 사용하지 않을 때 그 크기를 최소화하여 접을 수 있다. 따라서 운송이나 취급이 용이하다.
다시 도 2를 참조하면, 블레이드 유지관리 플랫폼(100)은 케이블(101)과 연결되어 지지프레임(110)과 작업레일(120)을 승강시키는 복수의 승강장치(160)와, 지지프레임(110)이 타워(10)의 외면에 안정적으로 지지된 상태에서 승강하도록 하는 지지수단을 구비한다.
복수의 승강장치(160)는 각 케이블(101)을 감거나 풀어서 블레이드 유지관리 플랫폼(100)을 승강시킬 수 있는 전동식 윈치나 호이스트로 구성될 수 있다. 그리고 이러한 승강장치(160)는 양측의 제1레일부재(121)와, 제3레일부재(123)의 자유단 쪽에 각각 설치됨으로써 블레이드 유지관리 플랫폼(100)이 안정적으로 지지된 상태에서 승강하도록 할 수 있다. 물론 각 승강장치(160)는 개별적으로 동작이 제어됨으로써 블레이드 유지관리 플랫폼(100)이 균형을 유지하도록 할 수 있다. 여기서는 승강장치(160)가 케이블(101)을 감거나 풀어주는 윈치나 호이스트로 된 경우를 예시하였으나, 승강장치(160)는 풍력터빈의 상부로부터 하부까지 길게 늘어뜨린 케이블(101)을 롤러의 마찰을 이용해 타고 오르거나 내리는 케이블피더(cable feeder)로도 구성될 수 있다.
지지프레임(110)을 지지하는 수단은 도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 타워(10)의 외면에 접하여 구름운동을 하도록 지지프레임(110)의 후면 양측에 각각 설치되며 상호 이격된 복수의 제1롤러(170)를 포함할 수 있다. 또 지지프레임(110)과 양측의 작업레일(120)을 더욱 안정적으로 지지하기 위해 지지프레임(110)으로부터 하방으로 연장되고 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있으며 타워(10)의 외면에 지지되는 복수의 제2롤러(181)를 갖춘 지지레일(180)을 포함할 수 있다.
제1롤러(170)는 지지프레임(110)의 후면에 고정된 롤러프레임(171)에 의해 회전하도록 지지될 수 있다. 그리고 두 제1롤러(170)가 상호 이격된 상태에서 곡면형태인 타워(10) 외면에 지지됨으로써 지지프레임(110)을 안정적으로 지지할 수 있다.
지지레일(180)은 앞서 언급한 작업레일(120)의 동작원리와 유사한 방식으로 신축 가능하게 구성될 수 있다. 그리고 그 배면 쪽에 설치된 복수의 제2롤러(181)가 타워(10)에 지지됨으로써 지지프레임(180)의 안정된 지지를 구현할 수 있다. 특히 지지레일(180)은 하방으로 신축이 가능하기 때문에 작업레일(120)의 길이가 길어질수록 그 길이가 길어지도록 동작할 수 있다. 또 블레이드 유지관리 플랫폼(100)을 사용할 때 길이가 연장되고 사용하지 않을 때 길이가 축소될 수 있다. 본 실시 예는 지지레일(180)이 신축형으로 구성된 경우를 예시하지만, 지지레일(180)은 지지프레임(110)에 접이식으로 굴절 가능하게 연결될 수도 있다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100)의 각 작업레일(120)에는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 블레이드(20)의 청소, 결함검사, 디아이싱과 같은 유지관리를 자동으로 수행할 수 있는 유지관리장치(200)가 설치될 수 있다. 이를 위해 블레이드(20)의 양 측면과 대면하는 각 작업레일(120)의 측면에는 길이방향으로 길게 형성되어 이동경로를 형성하는 안내홈(124)이 마련된다. 이 안내홈(124)은 제1레일부재(121)로부터 제3레일부재(123)에 이르기까지 연속 형성되고, 유지관리장치(200)는 이러한 안내홈(124)을 따라 이동하면서 블레이드(20)의 유지관리를 수행할 수 있다.
유지관리장치(200)는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 본체(210)와, 작업레일(120)의 측면에 접한 상태로 구름운동을 하도록 본체(210)에 설치된 복수의 주행롤러(211)와, 안내홈(124)에 진입한 상태로 주행하도록 본체(210)의 전방과 후방에 각각 설치된 복수의 제1지지롤러(212), 작업레일(120)의 내면에 지지되며 안내홈(124)을 통과하는 연결장치(215)에 의해 본체(210) 연결된 제2지지롤러(213)를 포함할 수 있다.
제2지지롤러(213)를 지지하는 연결장치(215)는 본체(210)에 슬라이딩 가능하게 지지되는 지지축(215a)과, 본체(210)를 작업레일(120) 쪽으로 밀착시키는 힘을 부여하도록 지지축(215a)에 설치된 스프링(215b)을 포함할 수 있다. 또 복수 주행롤러(211) 중 적어도 하나는 본체(210) 내부에 설치된 구동모터(216)와 연결체인(216a) 등에 의하여 동력전달 가능하게 연결될 수 있다.
이러한 유지관리장치(200)는 구동모터(216)의 동작에 의해 주행롤러(211)가 회전함으로써 본체(210)가 작업레일(210)을 따라 이동할 수 있다. 또 본체(210)는 두 제1지지롤러(212)와 작업레일(120) 내면에 지지되는 제2지지롤러(213)에 의해 지지되므로 작업레일(120)로부터 낙하하지 않고 안정적으로 주행할 수 있다. 또 제2지지롤러(213)와 본체(210)를 연결하는 연결장치(215)는 스프링(215b)과 지지축(215a)에 의해 신축이 가능하므로 주행롤러(211)가 각 레일부재의 단차부분(120a)을 넘어서 주행할 수 있다.
유지관리장치(200)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 블레이드(20) 외면의 청소를 위한 청소장치(220)와, 블레이드(20)의 결함을 검사하는 검사장치(230)를 구비한다.
청소장치(220)는 본체(210)에 설치된 청소용 로봇팔(221)과, 청소용 로봇팔(221)의 말단부분에 설치되며 구동모터(222)의 동작에 의해 회전하는 청소브러시(223)를 포함할 수 있다. 로봇팔(221)은 통상의 로봇팔과 마찬가지로 복수의 링크와 관절부을 포함하고, 각 관절부에 서보모터와 같은 구동수단이 설치될 수 있다. 또 청소장치(220)는 도면에 나타내지는 않았지만, 청소브러시(223)로 세정액을 공급하는 세정액공급장치를 포함할 수 있다. 세정액공급장치는 본체(210)에 내장되는 세정액탱크 및 세정액 압송펌프, 압송펌프로부터 청소브러시(223)로 세정액을 공급하는 공급관, 청소브러시(223) 쪽에 설치된 분사노즐을 포함할 수 있다.
검사장치(230)는 본체(210)에 설치된 검사용 로봇팔(231)과, 블레이드(20) 표면의 결함검사를 위해 검사용 로봇팔(231)의 말단부분에 설치되는 카메라(232)를 포함할 수 있다. 카메라(232)는 블레이드(20) 표면에 대한 영상을 획득하여 전송함으로써 블레이드(20) 표면의 결함을 검사할 수 있다. 여기서는 블레이드(20)의 검사를 위해 카메라(232)를 채용한 경우를 예시하지만, 검사용 로봇팔(231)의 말단부분에 카메라(232) 대신 초음파검사장치나 방사선투과검사장치를 설치하여 결함을 검사할 수도 있다.
그 밖에도 유지관리장치(200)는 도면에 나타내지는 않았으나, 본체(210)의 주행 및 청소장치(220)와 검사장치(230)의 동작제어를 위한 제어부, 동작을 위해 전원을 공급하는 배터리유닛, 유지관리장치(200)의 원격 제어를 위한 무선통신부, 기기의 동작정보를 사용자가 직접 입력할 수 있는 조작부를 포함할 수 있다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100)도 두 작업레일(120), 복수의 승강장치(160), 지지레일(180)의 동작제어를 위한 제어부, 전원을 공급하는 배터리유닛, 원격제어를 위한 무선통신부, 기기의 동작정보를 사용자가 입력할 수 있는 조작부를 포함할 수 있다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100)과 유지관리장치(200)는 제어부, 배터리유닛, 무선통신부, 조작부를 공유하는 형태일 수 있다. 또 블레이드 유지관리 플랫폼(100)에는 전원공급이나 동작제어를 위한 케이블이 지상 또는 해상의 관리선박으로부터 연장되어 연결될 수 있다. 이 경우 배터리유닛이나 무선통신부와 같은 구성을 배제할 수 있다.
다음은 블레이드 유지관리 플랫폼의 사용법에 대하여 설명한다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100, 이하 '플랫폼'이라 함)을 사용하지 않을 때는 작업레일(120)과 지지레일(180)을 축소시켜 크기를 최소화할 수 있다. 따라서 이를 작업위치로 옮기기 용이하고, 보관 시에도 공간의 점유를 최소화할 수 있다.
블레이드(20)의 유지관리를 위해 플랫폼(100)을 풍력터빈에 설치할 때는 도 1에 도시한 바와 같이, 나셀(30)의 상부에 복수의 케이블(101)을 연결하여 하부로 내린 상태에서 플랫폼(100)의 승강장치(160)에 이들 케이블(101)을 연결시킨다. 그리고 승강장치(160)를 동작시켜 플랫폼(100)을 블레이드(20)의 위치까지 상승시킨다. 물론 이때는 양측의 작업레일(120)에 유지관리장치(200)를 미리 탑재시키고 지지레일(180)을 하부로 연장시킨 상태다. 또 상승시킬 때는 제1롤러(170)와 제2롤러(181)가 타워(10)의 외면에 접촉을 유지하도록 승강장치들(160)을 제어하여 플랫폼(100)의 자세를 안정화시킨다.
플랫폼(100)이 상승하여 블레이드(20)의 팁부분에 이르면, 양측의 유지관리장치(200)가 블레이드(20)의 측면에 근접할 수 있도록 작업레일(120)을 신장시킨다. 이러한 동작은 작업자가 원격조정장치를 이용해 플랫폼(100)의 무선통신부와 교신하면서 원거리에서 제어할 수 있다. 그리고 이 상태에서 플랫폼(100)에 설치된 유지관리장치(200)는 플랫폼(100)의 작업레일(120)을 따라 이동하면서 블레이드(20) 표면의 청소나 검사를 수행할 수 있다. 물론 유지관리장치(200)가 청소나 검사를 수행하는 동안 플랫폼(100)은 해당 위치에 정지된 상태를 유지할 수 있다.
블레이드(20) 일부 영역의 청소나 검사를 수행한 후에는 다시 플랫폼(100)이 설정구간 상승하여 작업위치를 변경할 수 있다. 또 플랫폼(100)은 승강에 따른 타워(10)과 블레이드(20) 사이의 거리변화에 대응하여 작업레일(120)의 길이를 조절할 수 있다. 즉 타워(10)와 블레이드(20) 사이의 거리가 멀어지면 그 만큼 작업레일(120)을 길게 연장하고, 타워(10)와 블레이드(20) 사이의 거리가 가까워지면 그 만큼 작업레일(120)의 길이를 축소시키는 방식이다.
작업레일(120)의 길이조절동작은 작업자가 원격제어장치를 이용해 직접 제어하거나, 플랫폼(100)의 지지프레임(110)에 블레이드(20)와의 거리를 감지하는 별도의 센서(미도시)를 설치하여, 제어부가 센서의 감지정보를 토대로 작업레일(120)의 길이를 자동으로 제어하는 방식일 수 있다.
도 7과 도 8은 블레이드 유지관리 플랫폼의 변형 예를 나타낸다. 도 7의 예는 블레이드(20)의 청소 및 검사를 수행하는 유지관리장치(300)를 각 작업레일(120')의 자유단에 고정시킨 것이다. 이 경우 플랫폼(100')은 승강장치(160')의 동작에 의해 승강하고, 작업의 진행에 따라 유지관리장치(300)의 위치를 블레이드(20)의 폭방향으로 변경하기 위해 양측의 작업레일(120')의 길이가 변할 수 있다.
도 8의 예는 블레이드 유지관리 플랫폼(100”)에 작업자가 직접 탑승할 수 있는 곤돌라(400)를 설치한 것이다. 이 경우 곤돌라(400)는 각 작업레일(120”)의 안내홈을 따라 이동하도록 설치되거나, 각 작업레일(120”)의 자유단 쪽에 고정될 수 있다. 곤돌라(400)가 각 작업레일(120”)의 자유단에 고정된 경우에는 작업레일(120”)의 길이 조절을 통해 곤돌라(400)의 위치를 블레이드(20)의 폭 방향으로 변경할 수 있다. 물론 이러한 경우에도 각 작업레일(120”)은 타워(10)와 블레이드(20) 사이의 거리변화에 대응하여 길이가 변할 수 있다.
10: 타워, 20: 블레이드,
30: 나셀, 100: 블레이드 유지관리 플랫폼,
101: 케이블, 110: 지지프레임,
120: 작업레일, 124: 안내홈,
140: 신축구동장치, 160: 승강장치,
170: 제1롤러, 180: 지지레일,
181: 제2롤러, 200: 유지관리장치,
220: 청소장치, 230: 검사장치.

Claims (10)

  1. 복수의 케이블에 의해 지지되며 풍력터빈의 타워를 따라 승강하는 지지프레임;
    상기 지지프레임의 양측으로부터 풍력터빈의 블레이드 양측을 향하여 각각 연장되되, 텔레스코픽(telescopic)형으로 연결된 복수의 레일부재를 구비하여 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있고, 상기 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치의 이동경로를 갖춘 작업레일; 및
    상기 작업레일을 동작시켜 길이를 변화시키는 작동장치를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업레일에는 그 길이방향으로 상기 유지관리장치의 이동을 안내하는 안내홈이 형성되는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 레일부재는 상기 지지프레임에 고정되며 가장 외측에 위치하는 제1레일부재, 상기 제1레일부재 내측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2레일부재, 상기 제2레일부재 내측에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제3레일부재를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 작동장치는 상기 제2레일부재를 상기 제1레일부재에 대하여 신축방향으로 이동시키는 신축구동장치와, 상기 제2레일부재가 신축할 때 상기 제3레일부재가 같은 방향으로 신축하도록 상기 제2레일부재에 설치된 도르래에 걸린 상태로 그 양단이 상기 제1레일부재와 상기 제3레일부재에 각각 연결된 연동와이어를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신축구동장치는 상기 제1레일부재에 고정된 구동모터, 상기 구동모터의 축에 연결되며 상기 작업레일의 길이방향으로 연장된 수나사부재, 상기 수나사부재에 결합되며 상기 제2레일부재에 고정된 암나사부재를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 도르래는 상기 제2레일부재의 전단 쪽에 설치된 제1도르래와, 상기 제2레일부재의 후단 쪽에 설치된 제2도르래를 포함하고,
    상기 연동와이어는 상기 제1도르래에 걸린 상태로 그 양단이 상기 제1도르래보다 후방 위치의 상기 제1 및 제3레일부재에 각각 연결된 제1연동와이어와, 상기 제2도르래에 걸린 상태로 그 양단이 상기 제2도르래보다 전방 위치의 상기 제1 및 제3레일부재에 각각 연결된 제2연동와이어를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지프레임과 상기 작업레일에 설치되며 상기 각 케이블에 연결된 복수의 승강장치를 더 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지프레임은 상기 타워의 외면에 지지되는 복수의 롤러를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지프레임은 그 하방으로 연장되고 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있으며 상기 타워의 외면에 지지되는 복수의 롤러를 갖춘 지지레일을 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  10. 복수의 케이블에 의해 지지되며 풍력터빈의 타워를 따라 승강하는 지지프레임;
    상기 지지프레임의 양측으로부터 풍력터빈의 블레이드 양측을 향하여 각각 연장되고, 상기 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치가 장착되며, 텔레스코픽(telescopic)형으로 연결된 복수의 레일부재를 구비하여 그 길이를 연장하거나 줄일 수 있는 작업레일; 및
    상기 작업레일을 동작시켜 길이를 변화시키는 작동장치를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
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