KR20180061922A - 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트. - Google Patents

파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트. Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 원통형상의 타워 구조체의 내부에 마련되는 강관을 이용하여 상기 타워 구조체 내부에 마련되는 플랫폼을 고정하고, 작업자의 이동을 용이하도록 구성하는 풍력 발전 플랜트에 관한 것이다.
타워 구조체에 마련되는 플랫폼을, 상기 타워 구조체 내부 쉘에 직접 용접하여 고정하거나, 계단식 또는 나선형의 작업플랫폼을 구성하지 않고, 상기 타워 구조체의 내부에 추가 설치된 강관에 고정함으로써, 불필요한 타워 구조체 및 플랫폼간의 용접부를 제거하여 타워 구조체 내부 쉘의 피로강도 증가 및 타워 구조체 쉘 두께를 감소시키는 효과가 존재한다.
또한, 강관구조의 파이프 어셈블리의 내부로 제네레이터 등으로 부터 하방으로 연장되는 케이블을 인입시키는 것이 가능하여, 케이블 꼬임방지장치 등이 부가적으로 마련되는 것을 방지할 수 있으며, 작업공간이 확장되는 효과가 존재한다 할 것이다.

Description

파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트. {Platform fixed Wind Turbine Plant with Pipe.}
본 발명은 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 원통형상의 타워 구조체의 내부에 마련되는 강관을 이용하여 상기 타워 구조체 내부에 마련되는 플랫폼을 고정하고, 작업자의 이동을 용이하도록 구성하는 풍력 발전 플랜트에 관한 것이다.
풍력 발전 플랜트는, 바람의 힘을 이용하여 발전 플랜트 내부에 마련된 제네레이터를 구동시켜 전력을 생산하는 장치로서, 일반적으로 수직방향의 타워 구조체의 상부에 제네레이터 및 다수개의 블레이드가 마련되어 구성된다.
이 경우, 상기 타워 구조체의 내부 협소한 공간에 작업용 플랫폼을 설치하는데에 구조적인 어려움이 존재한다.
종래에는 이와 같은 경우, 나선식 또는 계단식 등의 구조를 이용하여 플랫폼을 구성함으로써, 협소한 내부공간이 더욱 부족하게 되었으며, 이에 따라 작업자의 작업효율이 저하되고 설치비용이 상승하는 문제점이 존재하였다.
US 8771544
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 타워 구조체에 마련되는 플랫폼을, 상기 타워 구조체 내부 쉘에 직접 용접하여 고정하거나, 계단식 또는 나선형의 작업플랫폼을 구성하지 않고, 상기 타워 구조체의 내부에 추가 설치된 강관에 고정함으로써, 불필요한 타워 구조체 및 플랫폼간의 용접부를 제거하여 타워 구조체 내부 쉘의 피로강도 증가 및 타워 구조체 쉘 두께의 감소를 도모하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라, 풍력 발전 플랜트에 있어서, 상기 풍력 발전 플랜트는, 상기 풍력 발전 플랜트를 수직방향으로 지지하고 고정하는 원통형상의 타워 구조체, 상기 타워 구조체의 내부에 수직방향으로 마련되는 파이프 어셈블리 및 도넛형상의 평판구조로 마련되며 상기 파이프 어셈블리를 감싸는 플랫폼을 포함하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트가 제공되는 것이 가능하다.
또한, 상기 타워 구조체는, 상기 타워 구조체를 이루는 적어도 하나 이상의 타워 블록을 상하로 결합하여 마련되는 것이 바람직하다.
추가적으로, 상기 파이프 어셈블리는, 적어도 하나 이상의 파이프가 각각 세로로 연결되어 마련된 하나의 강관 구조로 설치되는 것이 가능하다.
또한, 상기 강관 구조의 파이프 어셈블리는 적어도 하나 이상의 파이프가 각각 세로로 연결되는 경우, 각각의 파이프는 1개 이상의 볼트를 이용하여 결합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플랫폼은, 상기 파이프 어셈블리를 감싸며, 상기 파이프 어셈블리의 수직방향으로 일정한 간격을 가지고 적어도 하나 이상 마련되는 것이 가능하다.
추가적으로, 상기 플랫폼과 상기 파이프 어셈블리를 결합하는 데 있어서는, 용접 결합 또는 볼트 결합 중 어느 하나의 결합방식을 이용하는 것이 바람직하다 할 것이다.
또한, 상기 파이프 어셈블리와 일정한 간격을 두고 수직방향으로 설치되는 작업용 사다리를 더 포함하는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 플랫폼의 가장자리 또는 상기 타워 구조체 내벽에는 상기 플랫폼과 상기 타워 구조체 간의 고정을 위한 고정장치가 추가적으로 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 타워 구조체의 하부에 마련되는 평면의 플로어 및 상기 플로어의 상측에 마련되는 서포트 구조물을 더 포함하는 것이 가능하다 할 것이다.
추가적으로, 상기 타워 구조체 내부에 마련되어 타워 구조체 상부의 제네레이터로부터 외부로 전력 및 정보를 송수신하는 케이블을 더 포함하며, 상기 케이블은 상기 파이프 어셈블리의 내부를 통과하며 하부로 내려오며, 상기 파이프 어셈블리의 하단에 마련되는 서포트 구조물을 통과하여 일측이 외부로 연결되는 것이 가능하다.
타워 구조체에 마련되는 플랫폼을, 상기 타워 구조체 내부 쉘에 직접 용접하여 고정하거나, 계단식 또는 나선형의 작업플랫폼을 구성하지 않고, 상기 타워 구조체의 내부에 추가 설치된 강관에 고정함으로써, 불필요한 타워 구조체 및 플랫폼간의 용접부를 제거하여 타워 구조체 내부 쉘의 피로강도 증가 및 타워 구조체 쉘 두께를 감소시키는 효과가 존재한다.
또한, 강관구조의 파이프 어셈블리의 내부로 제네레이터 등으로 부터 하방으로 연장되는 케이블을 인입시키는 것이 가능하여, 케이블 꼬임방지장치 등이 부가적으로 마련되는 것을 방지할 수 있으며, 작업공간이 확장되는 효과가 존재한다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 타워 구조체의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 타워 구조체의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 파이프 어셈블리의 정단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 플로어 및 서포트 구조물의 정단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 타워 구조체의 정면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 풍력 발전 플랜트의 타워 구조체 구성을 확인하는 것이 가능하다.
또한, 상기 타워 구조체 내부에 마련되는 강관 구조의 파이프 어셈블리 및 작업용 사다리와 플랫폼을 확인하는 것이 가능하다.
본 발명의 풍력 발전 플랜트에 있어서, 상기 풍력 발전 플랜트는, 상기 풍력 발전 플랜트를 수직방향으로 지지하고 고정하는 원통형상의 타워 구조체(2), 상기 타워 구조체(2)의 내부에 수직방향으로 마련되는 파이프 어셈블리(3) 및 도넛형상의 평판구조로 마련되며 상기 파이프 어셈블리(3)를 감싸는 플랫폼(4)을 포함하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1)로 제공되는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 타워 구조체(2)는, 상기 타워 구조체(2)를 이루는 적어도 하나 이상의 타워 블록(21)을 상하로 결합하여 마련되는 것이 바람직하며, 상기 파이프 어셈블리(3)는 적어도 하나 이상의 파이프가 각각 세로로 연결되어 마련된 하나의 강관 구조로 설치되는 것이 가능하다.
이와 같은 구조는, 타워 구조체(2)의 제작 및 설치에 있어서, 하나의 거대한 타워 구조체(2) 피스를 제작하고 운반하여 설치하는 것보다 타워 블록(21) 부분으로 분할하여 각각 생산 후 설치현장에서 조립설치하는 쪽이 보다 경제적이며, 전체설비가 마련되는 시간을 단축할 수 있으므로 장점이 존재한다.
또한, 같은 원리로서 하나의 파이프 어셈블리(3) 뭉치를 상기 타워 구조체의 내부에 마련하는 방식보다는 상기 파이프 어셈블리를 여러 파이프로 분할하여, 지면과 수직방향으로 조립하는 방식이 보다 경제적이며, 전체설비가 마련되는 시간을 단축할 수 있으므로 장점이 존재한다.
이에 있어서, 상기 플랫폼(4)은, 상기 파이프 어셈블리(3)를 감싸며, 상기 파이프 어셈블리(3)의 수직방향으로 일정한 간격을 가지고 적어도 하나 이상 마련되는 것이 가능하다.
풍력 발전 플랜트에 있어서, 상기 플랫폼은, 작업자가 타워 구조체 등에 들어가서 내부 수리 및 설비설치 또는 보수를 함에 있어서, 작업자를 지지하고 작업공간을 확보하는 역할을 수행한다.
이 경우에, 상기 플랫폼을 상기 타워 구조체의 내부에 접하여 마련하는 방법이 일반적이나, 이러한 경우는, 타워 구조체의 내부체 용접 등의 작업을 하여 상기 타워 구조체와 상기 플랫폼을 결합하는 방식을 마련해야 하므로, 이와 같은 과정은 상기 타워 구조체와 상기 플랫폼이 결합하는 지점의 브라켓 용접을 병행해야 하며, 상기 브라켓 용접은 트랜스버스(Transverse)용접 및 롱기튜디널(Longitudinal)용접에 비해 피로강도가 매우 심한 편에 속하며, 따라서 이와 같은 브라켓 용접을 피하며, 강관(파이프 어셈블리)을 이용한 플랫폼 고정수단을 마련하는 것이 설계구조상 매우 효율적이다 할 것이다.
이에, 상기 플랫폼(4)과 상기 파이프 어셈블리(3)를 결합하는 데 있어서는, 용접 결합 또는 볼트 결합 중 어느 하나의 결합방식을 이용하여 고정하는 것이 바람직하다 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 타워 구조체의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 파이프 어셈블리의 정단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 타워 구조체 내부에 마련되는 플랫폼, 플랫폼 고정장치 및 강관구조의 파이프 어셈블리의 결합방식 및 구조를 확인하는 것이 가능하다.
대표적으로, 상기 강관 구조의 파이프 어셈블리(3)는, 적어도 하나 이상의 파이프가 각각 세로로 연결되는 경우, 각각의 파이프는 1개 이상의 볼트(31)를 이용하여 결합되는 것이 가능하다.
또한, 상기 파이프 어셈블리(3)와 일정한 간격을 두고 수직방향으로 설치되는 작업용 사다리(5)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 있어서, 상기 플랫폼에 작업자가 통과 가능한 작업자 통과홀을 마련함으로써, 작업자가 사다리 등을 통해 플랫폼 사이 상하공간을 이동하는 것이 가능한 구성을 마련하는 것이 가능하다.
이 경우, 상기 플랫폼(4)의 가장자리 또는 상기 타워 구조체(2) 내벽에는 상기 플랫폼(4)과 상기 타워 구조체(2) 간의 고정을 위한 고정장치(6)가 추가적으로 마련되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 고정장치는, 플랫폼의 가장자리 또는 상기 타워 구조체의 내벽상에 마련되는 것이 가능하며, 볼트 또는 마그넷 등을 이용한 고정장치가 마련되는 것이 가능하다.
이미 플랫폼은 강관구조의 파이프 어셈블리와 견고하게 결합되어 있으나, 플랫폼 외측면의 추가 고정력의 부가 및 상기 플랫폼의 외측이 하방으로 굴곡되는 현상을 방지하기 위한 구성에 해당한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 플로어 및 서포트 구조물의 정단면도이다.
도 4를 참고하면, 상기 파이프 어셈블리 내측을 통해 케이블이 하강하는 것이 가능하며, 이를 통해 별도의 케이블 고정장치를 상기 타워 구조체 내측벽에 마련하지 않고도 상기 케이블을 안전하게 풍력 발전 플랜트 외부에 마련된 설비로 연결하는 것이 가능한 구조를 확인하는 것이 가능하다.
이에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 타워 구조체(2)의 하부에 마련되는 평면의 플로어(7) 및 상기 플로어(7)의 상측에 마련되는 서포트 구조물(8)을 더 포함하는 구성을 확인할 수 있다.
또한, 상기 타워 구조체(2) 내부에 마련되어 타워 구조체(2) 상부의 제네레이터로부터 외부로 전력 및 정보를 송수신하는 케이블(9)을 더 포함하며, 상기 케이블(9)은 상기 파이프 어셈블리(3)의 내부를 통과하며 하부로 내려오며, 상기 파이프 어셈블리(3)의 하단에 마련되는 서포트 구조물(8)을 통과하여 일측이 외부로 연결되는 구성이 마련될 수 있다.
이 경우, 플로어는 지면 또는 시설의 평평한 바닥면이 되는 것이 일반적이며, 이에 내부공간 및 세로로 연장된 지지바가 다수개 마련된 서포트 구조물을 설치하고, 이와 같은 서포트 구조물의 상부에 파이프 어셈블리를 마련함으로써, 상기 파이프 어셈블리를 통과하여 상기 서포트 구조물의 내부로 인입된 케이블을 별도의 설비 없이 안전하며 꼬임을 방지하면서 풍력 발전 플랜트 외부에 마련된 설비로 연결하는 구성을 마련하는 것이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 풍력 발전 플랜트
2 : 타워 구조체
3 : 파이프 어셈블리
4 : 플랫폼
5 : 작업용 사다리
6 : 고정장치
7 : 플로어
8 : 서포트 구조물
9 : 케이블
21 : 타워블록
31 : 볼트

Claims (10)

  1. 풍력 발전 플랜트에 있어서,
    상기 풍력 발전 플랜트는,
    상기 풍력 발전 플랜트를 수직방향으로 지지하고 고정하는 원통형상의 타워 구조체(2);
    상기 타워 구조체(2)의 내부에 수직방향으로 마련되는 파이프 어셈블리(3); 및
    도넛형상의 평판구조로 마련되며 상기 파이프 어셈블리(3)를 감싸는 플랫폼(4);
    을 포함하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타워 구조체(2)는,
    상기 타워 구조체(2)를 이루는 적어도 하나 이상의 타워 블록(21)을 상하로 결합하여 마련되는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 어셈블리(3)는,
    적어도 하나 이상의 파이프가 각각 세로로 연결되어 마련된 하나의 강관 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 강관 구조의 파이프 어셈블리(3)는,
    적어도 하나 이상의 파이프가 각각 세로로 연결되는 경우, 각각의 파이프는 1개 이상의 볼트(31)를 이용하여 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(4)은,
    상기 파이프 어셈블리(3)를 감싸며, 상기 파이프 어셈블리(3)의 수직방향으로 일정한 간격을 가지고 적어도 하나 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(4)과 상기 파이프 어셈블리(3)를 결합하는 데 있어서는, 용접 결합 또는 볼트 결합 중 어느 하나의 결합방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 어셈블리(3)와 일정한 간격을 두고 수직방향으로 설치되는 작업용 사다리(5);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(4)의 가장자리 또는 상기 타워 구조체(2) 내벽에는 상기 플랫폼(4)과 상기 타워 구조체(2) 간의 고정을 위한 고정장치(6)가 추가적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 타워 구조체(2)의 하부에 마련되는 평면의 플로어(7); 및
    상기 플로어(7)의 상측에 마련되는 서포트 구조물(8);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 타워 구조체(2) 내부에 마련되어 타워 구조체(2) 상부의 제네레이터로부터 외부로 전력 및 정보를 송수신하는 케이블(9);
    을 더 포함하며,
    상기 케이블(9)은 상기 파이프 어셈블리(3)의 내부를 통과하며 하부로 내려오며, 상기 파이프 어셈블리(3)의 하단에 마련되는 서포트 구조물(8)을 통과하여 일측이 외부로 연결되는 것을 특징으로 하는 파이프 어셈블리를 이용한 플랫폼 고정식 풍력 발전 플랜트(1).
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