KR20140001444A - 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 블레이드를 따라 승강하는 프레임; 케이블을 이용해 프레임을 승강시키는 승강장치; 프레임에 설치되며 직경이 변하면서 블레이드 외면을 파지할 수 있는 복수의 가변휠; 및 프레임에 설치되며 프레임의 승강에 따른 블레이드의 단면적 변화에 대응하여 가변휠의 직경을 변화시키는 복수의 작동장치를 포함한다.

Description

풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼{BLADE MAINTENANCE PLATFORM FOR WIND TURBINE}
본 발명은 블레이드에 접근하여 청소, 검사 등의 블레이드 유지관리를 수행할 수 있도록 하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼에 관한 것이다.
풍력터빈은 바람의 운동에너지를 기계적인 에너지로 변환해 전기를 생산하는 장치다. 다양한 형식이 있지만, 최근 발전용으로 가장 많이 이용하는 것은 회전축이 바람의 방향과 수평으로 놓이는 프로펠러형 풍력터빈이다.
프로펠러형 풍력터빈은 육상이나 해상에 설치된 타워(tower)와, 타워의 상부에 회전하도록 설치되며 발전기를 내장한 나셀(nacelle)과, 발전기의 구동을 위해 나셀에 회전하도록 설치되며 복수의 블레이드(blade)를 갖춘 로터(rotor)를 포함한다.
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, 블레이드의 결함은 방치할 경우 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. 이런 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.
특허문헌1: 미국 공개특허 US2009/0173573호(2009. 07. 09. 공개) 특허문헌2: 미국 공개특허 US2011/0024233호(2011. 02. 03. 공개)
본 발명의 실시 예는 직경이 가변되는 휠을 이용해 블레이드를 파지(把持)함으로써 유지관리를 수행하는 동안 안정된 자세를 유지할 수 있는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼을 제공하고자 한다.
또 본 발명의 실시 예는 블레이드의 크기나 단면적이 변하는 경우에도 블레이드를 안정적으로 파지할 수 있고, 파지에 따른 블레이드의 손상을 방지할 수 있는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 블레이드를 따라 승강하는 프레임; 케이블을 이용해 상기 프레임을 승강시키는 승강장치; 상기 프레임에 설치되며 직경이 변하면서 블레이드 외면을 파지할 수 있는 복수의 가변휠; 및 상기 프레임에 설치되며 상기 프레임의 승강에 따른 블레이드의 단면적 변화에 대응하여 상기 가변휠의 직경을 변화시키는 복수의 작동장치를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼이 제공될 수 있다.
상기 프레임은 상기 복수의 가변휠을 지지하는 지지축을 포함할 수 있고, 상기 각 가변휠은 상기 지지축에 설치되며 상호 이격된 제1회전부재 및 제2회전부재와, 각각의 양단이 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재에 회전 가능하게 연결되며 원통형의 외주면을 이루는 다수의 가변부재를 포함할 수 있으며, 상기 작동장치는 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 중 적어도 하나를 축방향으로 이동시켜 상기 다수의 가변부재를 변형시킬 수 있다.
상기 작동장치는 상기 지지축에 고정된 구동모터, 상기 구동모터의 축에 연결되며 상기 지지축의 길이방향으로 연장된 수나사부재, 상기 수나사부재에 결합되는 암나사부재, 상기 암나사부재에 고정되며 상기 암나사부재의 동작에 의해 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 중 적어도 하나를 축방향으로 밀어서 이동시키는 가압부재를 포함할 수 있다.
상기 가변부재는 양단부에 상기 제1 및 제2회전부재 쪽으로 벤딩되어 상기 제1 및 제2회전부재에 연결되는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 가변부재는 벤딩 가능한 강철소재에 의해 마련된 지지부와, 상기 블레이드와 접하는 상기 지지부의 외면에 적층되며 탄성소재에 의해 마련된 보호부를 포함할 수 있다.
상기 프레임은 블레이드의 양 측면 외측에 각각 배치되며 상기 복수의 가변휠을 지지하는 두 지지축과, 상기 두 지지축의 양단을 각각 연결하는 두 연결바를 포함할 수 있다.
상기 승강장치는 상기 두 연결바에 각각 설치될 수 있다.
상기 프레임은 블레이드의 리딩엣지와 트레일링엣지를 보호하기 위해 상기 두 연결바에 각각 설치된 완충부재를 포함할 수 있다.
상기 프레임은 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치의 장착 및 이동 안내를 위한 이송레일부를 포함할 수 있다.
상기 프레임은 작업자가 탑승하는 탑승체를 장착하기 위한 이송레일부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 가변휠의 직경을 변화시켜 블레이드 외면을 파지하기 때문에 유지관리를 수행하는 동안 프레임이 안정된 자세를 유지할 수 있다.
또 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 복수의 가변횔이 블레이드의 형상이나 단면적 변화에 대응하여 크기가 변하기 때문에 블레이드의 크기나 형상에 무관하게 다양한 형태의 블레이드 유지관리에 이용할 수 있다.
또 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 복수의 가변휠이 블레이드 외면을 따라 구름운동을 하면서 이동할 수 있기 때문에 작업위치를 쉽게 변경하면서도 프레임이 안정된 자세를 유지할 수 있다.
또 본 발명의 실시 예에 따른 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼은 복수의 가변휠이 블레이드의 외면을 완충 가능하게 지지하기 때문에 파지에 따른 블레이드의 손상을 방지할 수 있고, 플랫폼에 의한 충격으로부터 블레이드를 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼이 설치된 풍력터빈을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 가변휠 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 가변휠의 요부 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 Ⅵ 부분 상세도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 승강장치 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 변형 예를 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼(100)은 복수의 케이블(101)에 의해 지지된 상태로 풍력터빈의 블레이드(20)를 따라 승강할 수 있다. 또 청소, 검사, 디아이싱 등과 같은 유지관리를 수행하는 유지관리장치(200)를 탑재하여 블레이드(20)의 유지관리를 수행할 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 블레이드 허브(21)나 나셀(30)에 연결될 수 있다. 나셀(30)에 별도의 크레인(미도시)이 마련된 경우라면, 케이블(101)이 크레인에 의해 지지될 수도 있다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100)은 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 프레임(110)과, 케이블(101)을 이용해 프레임(110)을 승강시키는 승강장치(120)와, 직경이 변하면서 블레이드(20)의 외면을 가압하여 블레이드(20)를 파지할 수 있는 복수의 가변휠(130)과, 가변휠(130)을 동작시키는 작동장치(140)를 포함한다.
프레임(110)은 블레이드(20)의 주위를 이격상태로 포위하는 형태로 마련될 수 있다. 프레임(110)은 블레이드(20)의 양 측면 외측에 각각 배치되며 블레이드(20)와 이격상태를 유지하는 두 지지축(111)과, 블레이드(20)의 리딩엣지(20a)와 트레일링엣지(20b) 쪽에서 두 지지축(111)의 양단을 각각 연결하는 두 연결바(112)를 구비한다. 본 실시 예는 프레임(110)의 두 지지축(111)이 대략 원호형인 경우를 제시하지만, 지지축(111)은 직선형으로 마련될 수도 있다.
또 프레임(110)은 두 연결바(112)의 내측에 각각 설치된 완충부재(114)를 포함할 수 있다. 완충부재(114)는 프레임(110)이 승강하는 과정에서 블레이드(20)의 리딩엣지(20a)와 트레일링엣지(20b)가 프레임(110)에 충돌할 경우 충격을 완화함으로써 블레이드(20)의 리딩엣지(20a)와 트레일링엣지(20b)를 보호할 수 있다.
복수의 가변휠(130)은 블레이드(20)의 측면과 접하도록 프레임(110) 양측의 두 지지축(111)에 설치된다. 도 3은 4개의 가변휠(130)이 블레이드 리딩엣지(20a) 쪽의 양 측면과 트레일링엣지(20b) 쪽의 양 측면을 각각 지지하는 상태를 나타낸다. 여기서는 프레임(110)에 4개의 가변휠(130)이 설치된 경우를 제시하지만, 프레임(130)에 설치되는 가변휠(130)의 수가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4와 도 5를 참조하면, 각 가변휠(130)은 지지축(111)에 상호 이격되도록 설치된 제1회전부재(131) 및 제2회전부재(132), 제1회전부재(131)와 제2회전부재(132)의 외주부분을 연결하여 원통형의 외주면을 이루는 다수의 가변부재(133)를 포함한다.
다수의 가변부재(133)는 폭이 좁고 길이가 길게 마련되며 각각의 양단이 제1회전부재(131)와 제2회전부재(132)의 외주부분에 회전 가능하게 연결된다. 각 가변부재(133)는 양단부가 제1 및 제2회전부재(131,132) 쪽으로 벤딩된 후 소정길이 연장되어 제1 및 제2회전부재(131,132)에 연결되는 연결부(133a)를 구비한다. 이러한 가변부재(133)는 다수개가 지지축(111)을 중심으로 원통형으로 배치된 상태에서 양단이 제1회전부재(131)와 제2회전부재(132)에 연결됨으로써 가변휠(130)의 외주면을 이루게 된다.
제1회전부재(131)와 제2회전부재(132)는 도 5에 도시한 바와 같이, 외주부분에 방사형으로 마련된 다수의 결합홈(134a)과 결합판(134b)을 구비한다. 그리고 가변부재(133)의 연결부(133a)는 결합홈(134a)으로 진입한 상태에서 결합판(134b)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 연결부(133a)와 결합판(134b)의 연결을 위해 가변부재(133)의 연결부(133a)에는 양측으로 돌출하는 결합돌기(135a)가 마련되고, 결합판(134b)에는 결합돌기(135a)가 결합되는 결합공(135b)이 형성될 수 있다.
가변부재(133)는 도 6에 도시한 바와 같이, 벤딩이 가능한 강철소재에 의해 마련되는 지지부(133c)와, 블레이드(20)와 접하는 지지부(133c)의 외면에 적층되는 보호부(133d)를 포함한다. 보호부(133d)는 고무나 실리콘과 같은 탄성소재일 수 있다. 고무나 실리콘은 블레이드(20)의 표면보다 연질이므로 가변휠(130)이 블레이드(20) 외면에 접하더라도 블레이드(20)의 손상을 방지할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제1회전부재(131)는 한쪽이 지지축(111)에 고정된 고정판(116)에 지지됨으로써 축방향으로 밀리지 않는다. 그리고 제2회전부재(132)는 작동장치(140)에 의해 가압됨으로써 축방향으로 이동할 수 있다. 제2회전부재(132)가 제1회전부재(131)에 근접하는 방향으로 이동하면 다수의 가변부재(133)가 외측으로 활처럼 휘게 되므로 가변휠(130)의 직경은 커진다. 반대로 제2회전부재(132)가 제1회전부재(131)와 멀어지는 방향으로 이동하면 다수의 가변부재(133)가 탄성에 의해 펴지게 되므로 가변휠(130)의 직경은 작아진다.
작동장치(140)는 지지축(111)에 고정된 구동모터(141)와, 구동모터(141)의 축에 연결되며 지지축(111)의 길이방향으로 연장된 수나사부재(142)와, 수나사부재(142)에 결합되는 원통형의 암나사부재(143)와, 지지축(111)의 외면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되며 암나사부재(143)에 고정된 가압부재(144)를 포함한다.
작동장치(140)는 구동모터(141)의 동작에 의해 수나사부재(142)가 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 암나사부재(143)를 지지축(111)의 길이방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서 암나사부재(143)에 고정된 가압부재(144)가 제2회전부재(132)를 축방향으로 이동시킬 수 있고, 이를 통해 가변휠(130)의 직경을 변화시킬 수 있다. 여기서는 이송나사방식의 작동장치(140)를 예시하지만, 작동장치는 가변휠(130)의 제2회전부재(132)를 지지축(111)의 길이방향으로 이동시킬 수 있는 것이면 될 것이므로, 통상의 유압실린더로도 구성될 수 있다.
또 본 실시 예는 제1회전부재(131)의 축방향 이동이 제한된 상태에서 제2회전부재(132)가 작동장치(140)의 동작에 의해 축방향으로 이동함으로써 가변휠(130)의 직경이 변하도록 하였으나, 이 경우와 반대로, 작동장치(140)가 제1회전부재(131)를 이동시키고 제2회전부재(132)의 축방향 이동이 제한되도록 할 수도 있다. 또는 하나의 가변휠(130)마다 제1회전부재(131)와 제2회전부재(132)를 각각 이동시키는 두 개의 작동장치(140)를 설치하여 제1 및 제2회전부재(131,132)가 동시에 축방향으로 이동함으로써 가변휠(130)의 직경이 변하도록 할 수도 있다.
이러한 작동장치(140)는 도 3에 도시한 바와 같이, 블레이드 유지관리 플랫폼(100)의 승강에 따른 블레이드(20)의 단면적 변화에 대응하여 각 가변휠(130)의 직경을 변화시킬 수 있다. 따라서 각 가변휠(130)은 직경이 커지거나 작아지면서 블레이드(20) 외면을 가압하는 방식으로 블레이드(20)를 파지할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서 가변휠(130)은 제1회전부재(131), 제2회전부재(132), 다수의 가변부재(133)를 포함하는 것이나, 본 발명의 유지관리 플랫폼(100)에 적용될 수 있는 가변휠의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 가변휠은 직경이 변하면서 블레이드를 파지할 수 있는 것이라면, 다른 형태의 휠로도 대체가 가능할 것이다. 예를 들면, 한국 등록실용신안공보 20-043015호, 미국특허 3,802,743호, 미국특허 5,839,795호는 각각 직경이 변할 수 있는 휠들을 제시하고 있는데, 이러한 휠들도 전술한 가변휠(130) 대신 본 발명의 유지관리 플랫폼(100)에 적용할 수 있을 것이다.
승강장치(120)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 프레임(110)의 두 연결바(112) 외측에 각각 설치됨으로써 블레이드 유지관리 플랫폼(100)을 안정적으로 지지할 수 있다. 그리고 이러한 승강장치(120)는 풍력터빈의 상부로부터 하부까지 길게 늘어 뜨린 케이블(101)을 타고 오르거나 내리는 케이블피더(cable feeder)로 구성될 수 있다.
도 2와 도 7에 도시한 바와 같이, 승강장치(120)는 그 외면에 케이블(101)이 일부 감기는 구동롤러(121)와, 케이블(101)이 구동롤러(121)와 접하여 마찰을 유지하도록 케이블(101)을 안내하는 복수의 안내롤러(122)와, 구동롤러(121)와 안내롤러들(122)을 수용한 상태로 이들을 회전 가능하게 지지하는 케이싱(123), 그리고 케이싱(123)의 외측에서 구동롤러(121)를 구동하는 모터(124)를 포함할 수 있다. 또 양측의 승강장치(120)는 개별적으로 동작이 제어됨으로써 프레임(110)이 균형을 유지한 상태에서 승강하도록 할 수 있다.
본 실시 예는 케이블피더형 승강장치(120)를 제시하였으나, 승강장치의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 승강장치는 케이블을 감거나 풀어주는 방식으로 블레이드 유지관리 플랫폼(100)을 승강시키는 전동식 윈치나 호이스트로 구성될 수도 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(110)의 양측 상부에는 블레이드(20)의 청소, 결함검사, 디아이싱과 같은 유지관리를 수행할 수 있는 유지관리장치(200)가 설치될 수 있다. 이러한 유지관리장치(200)의 장착 및 이동 안내를 위해 프레임(110)의 양측 지지축(111) 상부에는 곡선형의 이송레일부(117)가 마련될 수 있다. 이송레일부(117)는 길이가 긴 곡선형 바형태로 마련되고, 양단이 연결부재(118)에 의해 프레임(110)에 고정될 수 있다.
유지관리장치(200)는 이송레일부(117)를 따라 이동하는 본체(210), 블레이드(20) 외면의 청소를 위해 본체(210)에 설치된 청소장치(220), 블레이드(20)의 결함을 검사하기 위해 본체(210)에 설치된 검사장치(230)를 포함할 수 있다.
본체(210)는 이송레일부(117)를 따라 블레이드(20)의 폭 방향으로 이동할 수 있다. 즉 본체(210)는 도면에 나타내지는 않았지만, 내장된 주행장치의 동작에 의해 이송레일부(117)를 따라 이동할 수 있다. 주행장치는 이송레일부(117)에 접하여 구름운동을 하는 복수의 롤러와, 이들 롤러 중 일부를 구동하는 구동모터를 포함할 수 있다. 또 이송레일부(117)에 랙기어부를 마련하고, 랙기어부에 치합된 피니언을 본체(210) 내부에 설치된 구동모터가 구동하는 형태일 수도 있다.
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 관절부를 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. 다른 방식으로 세정액공급장치는 청소장치(220)로부터 지상 또는 해상의 관리선박으로 길게 연장되는 세정액 공급관과, 지상 또는 해상의 관리선박에 마련되어 세정액 공급관으로 세정액을 공급하는 압송펌프를 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 승강장치(120)와 복수의 작동장치(140)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 본 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 동작 및 사용법에 대하여 설명한다.
블레이드 유지관리 플랫폼(100, 이하 '플랫폼'이라 함)을 풍력터빈에 설치할 때는 도 1에 도시한 바와 같이, 블레이드 허브(21)나 나셀(30) 쪽에 두 케이블(101)을 연결하여 하부로 내린 상태에서 플랫폼(100)의 승강장치(120)에 케이블(101)을 연결시킨다. 그리고 승강장치(120)를 동작시켜 플랫폼(100)을 블레이드(20)의 위치까지 상승시킨다. 이때는 양측의 이송레일부(117)에 유지관리장치(200)를 미리 탑재시킨다. 그리고 복수의 작동장치(140)를 동작시켜 각 가변휠(130)의 직경을 최소화한다.
플랫폼(100)이 상승할 때는 하부로 길게 내려진 케이블(101)을 이용해 작업자가 플랫폼(100)의 위치와 방향을 조절함으로써 블레이드(20)의 팁부분이 플랫폼(100)의 내측으로 진입하도록 할 수 있다. 또 양측의 승강장치(120) 동작을 개별적으로 제어하여 플랫폼(100)의 자세를 조절할 수 있다.
플랫폼(100)이 상승하여 블레이드(20)의 팁부분에 이르면, 작동장치(140)를 동작시켜 각 가변휠(130)의 직경이 커지도록 함으로써 각 가변휠(130)이 블레이드(20) 외면을 파지하도록 한다. 이처럼 복수의 가변휠(130)이 블레이드(20)의 외면을 가압하는 방식으로 블레이드(20)를 파지하면, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 플랫폼(100)이 블레이드(20) 외측에 흔들림 없이 지지될 수 있다. 그리고 이 상태에서 유지관리장치(200)는 이송레일부(117)를 따라 이동하면서 블레이드(20) 표면의 청소나 검사를 수행할 수 있다. 이러한 동작들은 작업자가 원격조정장치를 이용해 플랫폼(100)의 무선통신부와 교신하면서 원거리에서 제어할 수 있다. 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. 이때 복수의 가변휠(130)은 회전에 의해 블레이드(20) 외면을 따라 구름운동을 하면서 이동하기 때문에 작업위치를 쉽게 변경할 수 있고, 플랫폼(100)은 계속 안정된 자세를 유지할 수 있다.
플랫폼(100)의 작업위치 변경(승강)에 따라 블레이드(20) 단면적이 변하면, 작동장치(140)를 동작시켜 복수의 가변휠(130)의 직경을 변화시킴으로써 블레이드(20)의 단면적 변화에 대응할 수 있다. 따라서 블레이드(20)의 팁부분으로부터 루트부분에 이르는 모든 작업영역에서 플랫폼(100)이 블레이드(20)에 안정적으로 지지될 수 있다.
특히 본 실시 예에 따른 플랫폼(100)은 복수의 가변휠(130)이 블레이드(20) 형상에 대응하여 직경이 변하면서 블레이드(20)를 파지하기 때문에 블레이드(20)의 크기나 형상에 무관하게 다양한 블레이드(20)의 유지관리를 수행하는데 이용될 수 있다.
가변휠(130)의 직경을 조절하는 동작은 작업자가 원격제어장치를 이용해 직접 제어할 수 있다. 또는 각 가변휠(130)이 설치된 위치의 지지축(111)에 블레이드(20)와의 거리를 감지하는 거리센서(미도시)를 설치하고, 제어부가 거리센서의 감지정보를 토대로 각 작동장치(140)의 동작을 자동으로 제어하도록 할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 블레이드 유지관리 플랫폼의 변형 예를 나타낸다. 도 8의 플랫폼(300)은 작업자가 직접 탑승한 상태로 블레이드(20) 폭방향으로 이동할 수 있도록 플랫폼(300)의 양측 하부에 설치된 탑승체(400)를 구비한다. 그리고 프레임(310)은 탑승체(400)의 이동을 위해 양측 지지축(311) 하부에 이송레일부(317)를 구비한다. 탑승체(400)는 통상의 곤돌라 형태일 수 있다. 이 경우 작업자는 탑승체(400)에 탑승한 상태에서 플랫폼(300)의 동작을 제어하면서 블레이드(20)의 유지관리를 수행할 수 있다.
10: 타워, 20: 블레이드,
30: 나셀, 100: 블레이드 유지관리 플랫폼,
101: 케이블, 110: 프레임,
111: 지지축, 112: 연결바,
114: 완충부재, 117: 이송레일부,
120: 승강장치, 130: 가변휠,
131: 제1회전부재, 132: 제2회전부재,
133: 가변부재, 140: 작동장치,
141: 구동모터, 142: 수나사부재,
143: 암나사부재, 144: 가압부재,
200: 유지관리장치, 220: 청소장치,
230: 검사장치.

Claims (10)

  1. 블레이드를 따라 승강하는 프레임;
    케이블을 이용해 상기 프레임을 승강시키는 승강장치;
    상기 프레임에 설치되며 직경이 변하면서 블레이드 외면을 파지할 수 있는 복수의 가변휠; 및
    상기 프레임에 설치되며 상기 프레임의 승강에 따른 블레이드의 단면적 변화에 대응하여 상기 가변휠의 직경을 변화시키는 복수의 작동장치를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 복수의 가변휠을 지지하는 지지축을 포함하고,
    상기 각 가변휠은 상기 지지축에 설치되며 상호 이격된 제1회전부재 및 제2회전부재와, 각각의 양단이 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재에 회전 가능하게 연결되며 원통형의 외주면을 이루는 다수의 가변부재를 포함하고,
    상기 작동장치는 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 중 적어도 하나를 축방향으로 이동시켜 상기 다수의 가변부재를 변형시키는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 작동장치는 상기 지지축에 고정된 구동모터, 상기 구동모터의 축에 연결되며 상기 지지축의 길이방향으로 연장된 수나사부재, 상기 수나사부재에 결합되는 암나사부재, 상기 암나사부재에 고정되며 상기 암나사부재의 동작에 의해 상기 제1회전부재와 상기 제2회전부재 중 적어도 하나를 축방향으로 밀어서 이동시키는 가압부재를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가변부재는 양단부에 상기 제1 및 제2회전부재 쪽으로 벤딩되어 상기 제1 및 제2회전부재에 연결되는 연결부를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가변부재는 벤딩 가능한 강철소재에 의해 마련된 지지부와, 상기 블레이드와 접하는 상기 지지부의 외면에 적층되며 탄성소재에 의해 마련된 보호부를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 블레이드의 양 측면 외측에 각각 배치되며 상기 복수의 가변휠을 지지하는 두 지지축과, 상기 두 지지축의 양단을 각각 연결하는 두 연결바를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 승강장치는 상기 두 연결바에 각각 설치되는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프레임은 블레이드의 리딩엣지와 트레일링엣지를 보호하기 위해 상기 두 연결바에 각각 설치된 완충부재를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  9. 제1항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 블레이드의 유지관리를 수행하는 유지관리장치의 장착 및 이동 안내를 위한 이송레일부를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
  10. 제1항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 작업자가 탑승하는 탑승체를 장착하기 위한 이송레일부를 포함하는 풍력터빈용 블레이드 유지관리 플랫폼.
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