KR20140127542A - 이동식 풍력터빈 타워 설치장치 및 이를 이용한 설치방법 - Google Patents

이동식 풍력터빈 타워 설치장치 및 이를 이용한 설치방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍력터빈의 타워를 설치하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압실린더를 이용하여 기초부에 타워를 설치하되, 타워를 설치한 후에는 본 발명장치를 수거하여 또다른 타워설치 공사에 사용할 수 있는 장치 발명으로서, 본 발명 장치에서는 크레인을 사용할 필요가 없이, 지면에 뉘어진 타워를 유압력에 의하여, 일거에 수직 설치할 수 있어서 크레인 사용에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있으며, 이동식이므로 타워 설치장소마다 유압실린더를 설치할 필요가 없는 특징을 가진 발명이다.

Description

이동식 풍력터빈 타워 설치장치 및 이를 이용한 설치방법{Portable apparatus for equipping tower of wind turbine}
본 발명은 풍력터빈의 타워를 설치하기 위한 장치 및 설치방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압실린더를 이용하여 기초부에 타워를 설치하되, 타워를 설치한 후에는 본 발명장치를 수거하여 또다른 타워설치 공사에 사용할 수 있는 장치 발명이다.
본 발명 장치에서는 크레인을 사용할 필요가 없이, 지면에 뉘어진 타워를 유압력에 의하여, 일거에 수직 설치할 수 있어서 크레인 사용에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있으며, 이동식이므로 타워 설치장소마다 유압실린더를 설치할 필요가 없는 특징을 가진 발명이다.
일반적으로 풍력터빈을 설치하는 공사에 있어서, 풍력터빈을 지지하는 타워를 세워야 하는 작업이 수반된다.
이러한 타워를 설치하기 위하여 통상적인 방법에서는, 크레인에 미리 제작된 타워를 매달아서 수직으로 설치하는 것이 보편적이다. 중량체인 타워를 크레인으로 매달고 이동시키는 과정에서 매우 빈번하게 안전사고가 발생하고 있는 상황이지만 이러한 문제점을 해결할 만한 기술이 아직 소개되고 있지 않다.
상기 방법이외에도 풍력터빈 설치공사 현장에서는, 타워를 수개의 분할체로 제작한 다음 이들을 하나씩 하층부로부터 쌓아올려가면서 상호 결합시켜서 수직의 타워로 완성해나가는 방법이 사용되는데, 이 경우에도 타워 분할체를 크레인에 매달아야 하는 작업은 필수적인 작업이다.
그 이외에, 통상적으로 기다란 봉 형상의 부재를 핸들링하기 위하여는 크레인에 매단 상태에서 무게중심을 잘 맞춰서 작동해야 하는 위험이 따르고 크레인을 조종하는 작업자는 매우 긴 타워의 움직임을 세밀하게 조정하기 어려운 문제도 있다.
한편, 타워 설치를 위하여 크레인을 사용할 경우, 크레인 이용에 따른 비용도 공사 원가 상승의 요인이 된다.
본 발명에서는 상기 문제점에 착안하여 도출된 것으로서, 크레인을 전혀 사용함이 없이 지상에서 타워를 설치할 곳에 위치시킨 후, 소정의 이동식 유압장치와 타워 체결부재 및 임시 매설부재를 하나의 시스템으로 결합한, 이동식 풍력터빈 타워 설치장치에 관한 기술을 제시한다.
없음.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
즉 크레인을 사용함이 없이 풍력터빈용 타워를 설치할 수 있도록, 이동식 유압실린더 부재를 갖춘 타워 설치 장치기술을 제시함을 목적으로 한다.
타워 외주를 감싸면서 타워를 고정하는 부재 및 타워설치 장소에 인접한 위치에 임시 매설되는 임시매설부재가 상기 유압실린더와 결합되어 하나의 시스템을 이루면서, 수평으로 뉘어진 타워를 일거에 수직설치할 수 있는 장치를 제시하고자 한다.
이에 따라 크레인 사용에 따른 안전사고를 방지하고, 공사 비용을 절감할 수 있으며, 이동식 장치이므로 자원 재활용 측면에서도 매우 효과적인 타워 설치 장치를 제시한다.
풍력발전용 타워(400)를 지면과 수직하게 설치하기 위한 장치에 있어서,
타워의 몸체 주위에 밀착, 고정되도록 타워 외면 형상에 대응한 형태로 형성되는 타워고정부(100);
상기 타워 고정부의 일측에 힌지 결합되는 유압실린더부(200); 및
상기 유압실린더부의 하측 단부에 힌지 결합되며, 타워가 설치되는 기초부(600)에 임시 매설되는 임시매설부(300)를 포함하되,
타워고정부(100)의 일측에는 힌지(103)가 형성되고, 상기 힌지(103)은 유압실린더부(200) 일측과 결합되며,
유압실린더부(200)의 타측에는 임시매설부(300)가 결합되되, 유압실린더부 하측에 힌지(302)가 형성되고,
임시매설부는 기초부(600)의 내부에 삽입되며,
기초부에는 임시 매설부재(301)를 수용하기 위한 매설부재수용공(601)이 매설부재의 길이에 대응하여 형성됨을 특징으로 하는 이동식 풍력터빈 타워 설치장치가 제시된다.
본 발명에 의하여 다음과 같은 효과가 발휘된다.
즉 크레인을 사용함이 없이 풍력터빈용 타워를 설치할 수 있기 때문에, 크레인 사용에 따른 안전사고를 방지하고, 공사 비용을 절감할 수 있으며, 이동식 장치이므로 자원 재활용 측면에서도 매우 효과적인 장점이 있다.
또한 타워 외주를 감싸면서 타워를 고정하는 부재 및 타워설치 장소에 인접한 위치에 임시 매설되는 임시매설부재가 상기 유압실린더와 결합되어 하나의 시스템을 이루면서, 수평으로 뉘어진 타워를 일거에 수직설치할 수 있어서, 매우 짧은 시간내에 풍력터빈용 타워를 설치할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 타워설치장치를 이용하여 타워가 설치된 상태도,
도 2는 도 1의 측면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타워설치장치의 사시도
도 4는 도 3의 측면도
도 5 내지 도 9는 풍력터빈용 타워를 지상에 눕힌 상태에서 수직으로 직립시키기 직전까지의 작업공정도
도 10은 도 9 상태에서 유압력에 의하여 타워를 수직으로 설치하는 작업공정도
도 11은 도 2의 하측부분 확대도로서, 타워가 설치된 측면도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
다만 본 발명의 권리범위는 이하의 실시예에 한정되지 아니하며 특허청구범위와 균등한 수준의 모든 발명에도 본 발명의 권리가 미친다는 것을 미리 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 타워설치장치를 이용하여 타워가 설치된 상태도, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타워설치장치의 사시도, 도 4는 도 3의 측면도, 도 5 내지 도 9는 풍력터빈용 타워를 지상에 눕힌 상태에서 수직으로 직립시키기 직전까지의 작업공정도, 도 10은 도 9 상태에서 유압력에 의하여 타워를 수직으로 설치하는 작업공정도, 도 11은 도 2의 하측부분 확대도로서, 타워가 설치된 측면도이다.
먼저 도 1, 도 2를 참조하면 본 발명 장치는 풍력발전용 타워(400)를 지면과 수직하게 설치하기 위한 장치로서, 타워의 몸체 주위를 단단히 고정하는 타워고정부(100) 상기 타워 고정부의 일측에 힌지 결합되는 유압실린더부(200) 및 상기 유압실린더부의 하측 단부에 힌지 결합되며, 기초부(600)에 임시 매설되는 임시매설부(300)를 포함하여 구성된다.
한편, 타워(400)의 하단부는 플랜지(500)와 결합되어 일체를 이루면서 기초부(600)와 수직하게 설치된다.
도 1에서 도시된 장면은 풍력발전용 타워(400)를 수직하게 설치한 직후의 상태이며, 도 1 상태 이후에는 타워고정부(100)와 유압실린더부(200) 및 임시매설부(300)를 도 1 상태로부터 탈거하여 분리하게 된다.
즉 본 발명장치는 타워를 설치한 다음 또다른 타워설치를 위하여 반복 사용이 가능한 장치이다.
이하 본 발명의 타워설치 장치의 구조를 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상측에는 타워(400) 몸체 외주를 감싸면서 타워에 단단히 밀착되는 제1,2고정부재(101,102)가 형성된다. 이들 제1,2고정부재를 합쳐서 타워고정부(100)로 칭한다.
제1,2고정부재는 파이프 형상을 반으로 절개한 형상으로 형성됨이 바람직하며, 각각의 제1,2고정부재의 양단부에는 서로 맞닿을 수 있도록 형성된 브라켓(104)이 형성되어 있다.
상기 브라켓에는 구멍이 형성되어 제1,2고정부재 단부의 브라켓이 서로 맞닿은 상태에서 별도의 볼트너트(미도시) 등을 이용하여, 타워를 감싼 상태에서 타워 외주를 단단히 죌 수 있다.
물론 도 3의 형상과 달리 제1,2고정부재(101,102)를 형성할 수 있으며, 타워 외주와 밀착되면서 단단히 죄는 파이프 형상의 부재들은 모두 본 발명에 속한다.
한편, 타워는 통상적으로 도 2에서와 같이 상측으로 갈수록 그 직경이 줄어드는 형태를 취하는데, 제1,2고정부재는 타워의 외주 형상에 대응하여 형성됨이 필요하다.
타워고정부(100)의 일측에는 힌지(103)가 형성되어 있는데, 힌지(103)은 유압실린더부(200)와 결합되어서, 유압실린더 말단을 기준으로 하여, 타워고정부(100)가 상호 회동할 수 있도록 한다.
유압실린더부(200)는 프레임(201)과 유압실린더동작부재(202)를 포함하며, 통상적인 유압실린더 장치를 이용할 수 있다.
본 발명의 유압실린더부(200)의 특징은 위, 아래로 각각 타워고정부(100) 및 임시매설부(300)가 결합되어 하나의 설치 시스템으로 구성된다는 점에 있다.
유압실린더부 하측에는 힌지(302)를 매개로 하여 임시 매설부재(301)를 포함한 임시매설부(300)가 연결되어 있다.
도 11은 도 1 상태의 측면도에 해당하는데, 임시매설부가 기초부(600)의 내부에 삽입되어 있음을 파악할 수 있다. 임시매설부재(301)는 막대 형상으로 형성됨이 바람직하고 기초부에는 임시 매설부재(301)을 수용하기 위한 구멍인, 매설부재수용공(601)이 매설부재의 길이에 대응하여 형성되어 있다.
이하 도 1의 상태로 타워를 설치하기 위한 공정 순서를 설명한다.
도 5를 참조하면 제1단계로서, 기초부(600) 상면부에 매설부재수용공(601)을 형성하고, 또한 타워의 하단부와 결합하기 위한 플랜지(500)를 형성한다.
도 6에서는 임시 매설부재(301)의 하측 단부를 매설부재수용공(601) 내부로 삽입한다.
임시 매설부재(301)가 모두 삽입된 후에는 도 7의 형태가 될 수 있으며 임시 매설부재를 기초부(600)에 단단히 고정하는 것이 바람직하다. 즉, 임시 매설부재(301) 상측의 돌출부(301a)에 구멍(미도시)들을 형성하여 별도의 볼트수단(미도시)으로써 기초부 표면에 단단히 박아서 고정할 수 있다.
이어서 도 7은 타워를 플랜지 일측으로 이동시켜서 연결부(410)와 플랜지(500) 일측의 연결부(510)를 상호 결합함으로써, 타워가 플랜지 상측을 중심으로 회전하여 직립할 수 있도록 한다. 물론 연결부(410,510)에는 타워가 회동하기 위한 축(511)이 형성된다.
도 8에서는 타워 주위를 감싸는 제1,2고정부재(101,102)를 타워에 결합한다. 상기 설명된 바와 같이 브라켓(104)을 상호 맞대어서 소정의 볼트, 너트 등으로 제1,2 고정부재를 타워 몸체 주위에 단단히 밀착 고정시킨다.
도 9에서는 유압실린더부(200)를 각각 타워고정부(100) 및 임시매설부(300)에 연결하는 장면이다.
도 10 에서는 도 9상태에서 유압력에 의하여 타워를 직립시키는 순서를 보이고 있다. 유압실린더동작부재(202)가 작동함에 따라서, 타워는 시계반대방향으로 직립하게 되며, 이때 연결부(410,510)과 도면부호 302의 힌지(302) 위치는 고정점(fixed point)이고, 도면부호 103의 힌지(103)는 타워(400)의 움직임에 따라서 함께 이동하는 동작점(moving point)에 해당한다.
도 10과 같이 타워를 직립시킨 이후에는 타워고정부(100, 유압실린더부(200) 및 임시매설부(300)의 결합부위와 기초부(600)에 결합된 부위등을 모두 탈착하여, 또다른 타워 설치장소로 이동시킨 뒤, 도 5 내지 도 10의 순서로 새로운 타워를 설치할 수 있다.
100:타워고정부
101:제1고정부재 102:제2고정부재
103:힌지 104:브라켓
200:유압실린더부
201:프레임
202:유압실린더동작부재
300:임시매설부
301:임시매설부재 301a:돌출부
302:힌지
400:타워 410:연결부
500: 플랜지 510:연결부 511:축
600:기초부 601:매설부재 수용공

Claims (3)

  1. 풍력발전용 타워(400)를 지면과 수직하게 설치하기 위한 장치에 있어서,
    타워의 몸체 주위에 밀착, 고정되도록 타워 외면 형상에 대응한 형태로 형성되는 타워고정부(100);
    상기 타워 고정부의 일측에 힌지 결합되는 유압실린더부(200); 및
    상기 유압실린더부의 하측 단부에 힌지 결합되며, 타워가 설치되는 기초부(600)에 임시 매설되는 임시매설부(300)를 포함하되,
    타워고정부(100)의 일측에는 힌지(103)가 형성되고, 상기 힌지(103)은 유압실린더부(200) 일측과 결합되며,
    유압실린더부(200)의 타측에는 임시매설부(300)가 결합되되, 유압실린더부 하측에 힌지(302)가 형성되고, 임시매설부는 기초부(600)의 내부에 삽입되며,
    기초부에는 임시 매설부재(301)를 수용하기 위한 매설부재수용공(601)이 매설부재의 길이에 대응하여 형성됨을 특징으로 하는
    이동식 풍력터빈 타워 설치장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 타워고정부(100)는 제1,2고정부재(101,102)를 포함하되
    제1,2고정부재는 파이프 형상을 반으로 절개한 형상으로 형성되며, 각각의 제1,2고정부재의 양단부에는 서로 맞닿을 수 있도록 형성된 브라켓(104)이 형성되어 있으며 상기 브라켓에는 구멍이 형성되어 제1,2고정부재 단부의 브라켓이 서로 맞닿은 상태에서 볼트와 너트를 이용하여, 타워를 감싼 상태에서 타워 외주를 단단히 죌 수 있도록 하는 이동식 풍력터빈 타워 설치장치.
  3. 풍력터빈 설치 방법에 있어서,
    기초부(600) 상면부에 매설부재수용공(601)을 형성하는 단계,
    타워의 하단부와 결합하기 위한 플랜지(500)를 기초부(600)에 고정하는 단계,
    임시 매설부재(301)를 매설부재수용공(601) 내부로 삽입하는 단계,
    임시 매설부재(301)를 기초부(600)에 고정하는 단계,
    타워를 플랜지 일측으로 이동시켜서 연결부(410)와 플랜지(500) 일측의 연결부(510)를 상호 결합함으로써, 타워가 플랜지 상측을 중심으로 회전하여 직립할 수 있도록 하는 단계,
    타워 주위를 감싸는 제1,2고정부재(101,102)를 타워에 결합하고 제1,2 고정부재를 타워 몸체 주위에 밀착 고정하는 단계,
    유압실린더부(200)를 상, 하측에 각각 타워고정부(100) 및 임시매설부(300)에 결합하는 단계,
    유압실린더동작부재(202)가 작동시켜 타워를 직립시키는 단계,
    타워를 직립시킨 후, 타워고정부(100, 유압실린더부(200) 및 임시매설부(300)의 결합부위와 기초부(600)에 결합된 부위를 탈착하는 단계
    를 포함하는 풍력터빈용 타워 설치 방법.

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