WO2019107599A1 - 풍력발전기 타워승강장치 - Google Patents

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WO2019107599A1
WO2019107599A1 PCT/KR2017/013829 KR2017013829W WO2019107599A1 WO 2019107599 A1 WO2019107599 A1 WO 2019107599A1 KR 2017013829 W KR2017013829 W KR 2017013829W WO 2019107599 A1 WO2019107599 A1 WO 2019107599A1
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elevating
tower
electromagnet
attached
lifting
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PCT/KR2017/013829
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Inventor
부정환
양형찬
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한국에너지종합기술(주)
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02Driving gear
    • B66D1/12Driving gear incorporating electric motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28Other constructional details
    • B66D1/36Guiding, or otherwise ensuring winding in an orderly manner, of ropes, cables, or chains
    • B66D1/38Guiding, or otherwise ensuring winding in an orderly manner, of ropes, cables, or chains by means of guides movable relative to drum or barrel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28Other constructional details
    • B66D1/40Control devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
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    • E04G3/24Scaffolds essentially supported by building constructions, e.g. adjustable in height specially adapted for particular parts of buildings or for buildings of particular shape, e.g. chimney stacks or pylons
    • E04G3/243Scaffolds essentially supported by building constructions, e.g. adjustable in height specially adapted for particular parts of buildings or for buildings of particular shape, e.g. chimney stacks or pylons following the outside contour of a building
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G3/00Scaffolds essentially supported by building constructions, e.g. adjustable in height
    • E04G3/28Mobile scaffolds; Scaffolds with mobile platforms
    • E04G3/30Mobile scaffolds; Scaffolds with mobile platforms suspended by flexible supporting elements, e.g. cables
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/50Maintenance or repair
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine tower ascending / descending apparatus, and more particularly, to a wind turbine tower ascending / descending apparatus capable of ascending and descending a platform by using an electromagnet attached to a tower.
  • Wind turbines are devices that convert the kinetic energy of wind into mechanical energy to produce electricity.
  • the propeller-type wind turbine includes a tower installed on the land or sea, a nacelle installed to rotate on the top of the tower and having a built-in generator, a plurality of blades installed to rotate in the nacelle for driving the generator, And a rotor (not shown).
  • the wind turbine generator may be contaminated with dirt or insects on the surface of the blades or towers during use, and scratches or cracks may occur on the blades or towers.
  • the contamination and breakage of the wind turbine reduce energy production efficiency and require periodic cleaning, inspection, maintenance, and de-icing of the blades and towers.
  • the wind turbine is a huge structure formed at a height above the ground, there are many difficulties in maintenance, and dedicated equipment is being developed to enable maintenance of blades and towers in a safer environment.
  • wind turbines are installed in windy areas. In recent years, wind turbines are increasingly installed at sea to increase the efficiency of wind turbines.
  • a wind turbine tower lift device includes: a main drive part supported by a wind power generator tower and moving up and down along a tower; And a supporting frame formed to surround the tower and supporting the main driving part, wherein the main driving part includes an elevating part attached to the tower alternately and elevating and lowering using an electromagnet moving up and down.
  • a wind turbine tower elevating apparatus wherein the elevating unit includes a first elevating unit and a second elevating unit alternately elevated and lowered, And a lifting plate for supporting the first and second lifting portions and the lifting and driving means, wherein only an electromagnet formed in one of the first lifting portion and the second lifting portion is attached to the tower,
  • the elevating and lowering driving means is characterized in that the supporting frame is raised and lowered through the elevating portion attached to the tower and the electromagnet is raised and lowered in the same direction as the supporting frame through the elevating portion not attached to the tower.
  • a wind turbine tower elevating device wherein the first and second elevating portions are each an electromagnet attached to a tower by a magnetic force;
  • a lifting member which is coupled with the electromagnet to move up and down together with the lifting bar;
  • the elevating rod of the first and second elevating and lowering portions is configured to elevate and lift each electromagnet in the opposite direction in accordance with the rotation of the elevating and lowering rods, .
  • the elevation driving means includes an elevation driving motor for generating a driving force for rotating the elevation bar; A drive sprocket that rotates together with driving of the elevation driving motor; And a driven sprocket which is formed in the elevating rod and rotates in response to the rotational force of the driving sprocket, wherein the driven sprocket includes a first driven sprocket formed in the first elevating portion, a second driven sprocket formed in the second elevating portion, wherein the first driven sprocket is formed in a pair so that one of the first driven sprocket and the second driven sprocket are formed in a driving sprocket and a second driven sprocket so that the first driven sprocket and the second driven sprocket are rotated at the same time do.
  • the electromagnet is coupled to the elevating member such that the electromagnet can be rotated up and down.
  • a wind turbine tower elevating apparatus wherein the main driving section includes a rotating section for rotating the elevating plate in a vertical direction, A rotating cylinder arm connected to the lower one point for rotating the lifting plate in the vertical direction in accordance with protrusion and insertion from the rotating cylinder and a rotating cylinder for providing a driving force for pushing or pulling the rotating cylinder arm .
  • the main driving section includes a forward / backward moving section for moving the lifting plate forward or backward in the tower direction.
  • the wind turbine tower lift apparatus includes an auxiliary drive unit that can elevate the lift apparatus for emergency when the main drive unit is inoperable, and the auxiliary drive unit is accommodated in the elevating apparatus A winch drum winding or unwinding the wire; A wire guide pulley for supporting a winch drum and a wire wound on a nugget of a wind power generator; And an emergency control button for operating the winch drum to raise and lower the lift device.
  • the elevating portions are formed one by one on each side of the tower.
  • the elevating unit is configured so that only the electromagnets of a pair of elevating units of the four elevating units are attached to the tower, And the electromagnets not attached to the tower are raised and lowered in the same direction as the support frame.
  • the present invention can obtain the following effects by the above-described embodiment, the constitution described below, the combination, and the use relationship.
  • the lifting and lowering of the landing gear is performed by using the electromagnet attached to the tower of the wind power generator, so that there is an effect that safe and stable lifting is possible.
  • only one of the electromagnets of the first and second elevating portions is attached to the tower, and the elevating and lowering portions attached to the tower, So that the electromagnet is moved up and down in the same direction as the supporting frame through the elevating portion which is raised and lowered and not attached to the tower, so that the lifting and lowering of the elevating device using the electromagnet can be smoothly and efficiently performed.
  • the present invention allows the elevating unit attached to the tower and the elevating unit not attached to the tower to be driven at the same time by the elevating and driving means so that the elevating and lowering can be carried out quickly and the apparatus can be simplified and the power consumed can be reduced, It is possible to easily control the operation of the apparatus.
  • the present invention is capable of rotating the electromagnet in the up-and-down direction and moving it in the forward and backward directions, thereby enabling the elevation of the electromagnet along the tower regardless of the size and curvature of the tower.
  • the present invention has an effect of enabling the operator to operate the auxiliary drive unit when the main drive unit is inoperable, thereby ensuring safety of the operator even in the event of failure of the lift equipment.
  • the present invention has the effect of allowing the elevating portion to be formed on all sides of the tower so that the elevating and lowering can be performed more stably.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an operation using a tower lift device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a platform for maintenance of a wind turbine generator including a tower lift device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front perspective view of a main driving part of a tower lift device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a rear perspective view of a main driving part of a tower lift device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining an operation example of a lifting unit of a tower lift device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining another operation example of the elevation part of the tower lift device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of an auxiliary driving unit of a tower lift device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of a frame connection portion of a tower lift device according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 is a perspective view for explaining the blade workbench of Fig. 2
  • Fig. 10 is a view for explaining an operation example of the movable workbench of Fig. 2
  • Fig. 11 is a perspective view for explaining the left and right moving parts of Fig. 9;
  • FIG. 12 is a perspective view showing an operation example of a tower lift device according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is a perspective view of the main drive section of Fig.
  • FIG. 14 is a reference diagram for explaining an operation process of the main drive part of FIG.
  • main driving part 111 elevating part 111a: first elevating part
  • winch drum 122 wire guide pulley 123: emergency control button
  • Winch receiving frame 13 Support frame 14: Operation frame
  • frame connection part 151 rotatable body part 152:
  • the tower elevating device 1 is supported by a wind power generator tower T and is supported by a tower T
  • a main drive part (11) for moving up and down along the vertical direction
  • An auxiliary driving unit (12) for raising and lowering the lift device for emergency when the main driving unit (11) is inoperable
  • a support frame (13) formed to surround the tower (T) and supporting the main driving part (11)
  • a working frame (14) formed to be connected to the supporting frame (13) and providing a working space;
  • a frame connector 15 connecting the frames.
  • a device capable of raising and lowering a wind turbine is used to repair, clean or coat a blade (B) or a tower (T) of a wind turbine generator.
  • a wire is hooked to a nacelle,
  • a device for lifting and lowering the object is mainly used.
  • the lift table is attached to the tower (T) by using an electromagnet, and the lifting and lowering is performed by moving the electromagnet up and down, thereby making it possible to perform a safe and stable operation on the tower or the blade.
  • the main driving part 11 is configured to be vertically movable along the tower T of the tower elevating device 1.
  • the main moving part 11 is configured to move the electromagnet attached to the tower T up and down, It is possible to stably fix the electromagnet and move it up and down irrespective of the size and curvature of the magnet (T).
  • the main driving unit 11 includes a lifting unit 111 for moving the electromagnets up and down, a rotating unit 112 for rotating the electromagnets, a front and rear wheels for moving the electromagnets back and forth in the direction toward the tower T, (113).
  • the elevating portion 111 is configured to elevate and lower the supporting frame 13 and the working frame 14 by moving the electromagnets up and down.
  • the elevating portion 111 includes a first elevating portion
  • the tower elevating device 1 including the first elevating portion 111a and the second elevating portion 111b can be moved up and down by the intersection of the electromagnets.
  • the first and second elevating portions 111a and 111b include electromagnets, elevating members, elevating rods, and elevating supporting rods so that the electromagnets can move up and down. And avoid duplicate descriptions.
  • the electromagnets of the first and second elevators 111a and 111b move in opposite directions so that the tower elevator 1 can be moved up and down using electromagnets.
  • the elevating portions 111a and 111b can be operated simultaneously by the elevating driving means 111c.
  • the first and second elevating portions 111a and 111b and the elevating and moving means 111c are supported by the elevating plate 111d so that the elevating plate 111d and the elevating plate 111d are moved in accordance with the operation of the first and second elevating portions 111a and 111b.
  • the lift plate 111d is connected to the support frame 13 so that the lift plate 111d can be moved up and down together.
  • the elevating units 111 can be formed four on each side of the tower T, so that more stable elevation can be achieved. A detailed description thereof will be described later.
  • the first elevating portion 111a includes a first electromagnet 111a-1, a first elevating member 111a-2, a first elevating steel bar 111a-3, and a first elevating supporting bar 111a-4 So that it is possible to move up and down along the tower (T). More precisely, the first elevating member 111a-2 is moved upward and downward in accordance with the rotation of the first elevating bar 111a-3 so that the first elevating portion 111a is connected to the elevating driving means 111c, And the first electromagnet 111a-1 coupled with the first elevating member 111a-2 also moves in the vertical direction.
  • the first electromagnet 111a-1 when the first electromagnet 111a-1 is attached to the tower T, the first electromagnet 111a-1 can not move, so that the first elevating steel rod 111a-3 moves in the vertical direction, The lifting and lowering of the lifting plate 111d coupled with the first lifting bar 111a-3 is performed.
  • the first electromagnet 111a-1 may be formed of a permanent magnet having a magnetic force and is attached to the tower T so that the fixing of the tower elevator 1 to the tower T is achieved.
  • the first electromagnet 111a-1 is pushed in the direction of the tower T in the forward / backward moving part 113 so as to be pressed against the tower T or away from the tower T to move the first electromagnet 111a-1
  • the vertical movement can be performed.
  • the first electromagnet 111a-1 is coupled to the first elevating member 111a-2 and is elevated and lowered together.
  • the first electromagnet 111a-1 is rotatably coupled to the first elevating member 111a-2, So that the tower T can be compressed.
  • the first elevating member 111a-2 is inserted into the first elevating bar 111a-3 and the first elevating bar 111a-4 and moves up and down according to the rotation of the first elevating bar 111a-3 , And the first electromagnet (111a-1) can be coupled and elevated together. Also, the first elevating member 111a-2 includes the first hinge member 111a-2 'so that the first electromagnet 111a-1 can be rotatably engaged.
  • the first elevating bar 111a-3 is formed to have a predetermined length in the up-and-down direction and is moved up and down according to the rotation of the first elevating bar 111a-3 by inserting the first elevating bar 111a-2 do.
  • the first wicking rods 111a-3 may be formed with threads or the like on the outer circumferential surface thereof.
  • the first electromagnet 111a-1 When the first electromagnet 111a-1 is attached to the tower T and fixed, the first electromagnet 111a-1 is fixed to the first electromagnet 111a-1 by being supported by the elevating plate 111d, When the steel bar 111a-3 rotates, the first lift bar 111a-3 moves up and down in the lift plate 111d so that the support frame 13 connected to the lift plate 111d, The frame 14 is also raised and lowered.
  • the first elevating support bar 111a-4 may be formed parallel to both sides of the first elevating bar 111a-3, and the first elevating member 111a-2 may be inserted and elevated.
  • the first elevating support bar 111a-4 may be fixed to the elevating plate 111d so that the first elevating bar 111a-2 can be supported to be able to stably ascend and descend.
  • the second elevating portion 111b includes a second electromagnet 111b-1, a second elevating member 111b-2, a second elevating steel rod 111b-3, and a second electromagnet 111b-2 which are the same as the first elevating portion 111a. Since it has the structure of the lifting support bar 111b-4, a repetitive description will be omitted. However, it is preferable that the second electromagnet 111b-1 of the second elevating part 111b is moved up and down in the direction opposite to the first electromagnet 111a-1.
  • the first electromagnet 111a-1 when the first electromagnet 111a-1 is attached to the tower T, if the first elevating steel rod 111a-3 is rotated so that the first electromagnet 111a-1 moves in a descending direction, The first elevating bar 111a-3 moves upward and the supporting frame 13 also moves upward. At this time, the second electromagnet 111b-1 moves in the same upward direction as the supporting frame 13 So that it can be attached continuously to the tower (T), thereby enabling a continuous rise along the tower (T). Therefore, the second electromagnet 111b-1 can be attached to the tower T alternately with the first electromagnet 111a-1 so that the second electromagnet 111b-1 can move up and down along the tower T of the tower elevating apparatus 1.
  • the first elevating bar 111a-3 and the second elevating bar 111b-3 are simultaneously rotated in the same direction by the elevating driving means 111c, the first elevating bar 111a-3, And the second widened steel rods 111b-3 may have thread threads in mutually opposite directions so that the first electromagnets 111a-1 and the second electromagnets 111b-1 move in opposite directions to each other.
  • first elevating bar 111a-3 and the second elevating bar 111b-3 are rotated to move the first electromagnet 111a-3 and the second elevating bar 111b-
  • the first electromagnet 111a-1 and the second electromagnet 111b-1 are moved in the vertical direction so that the tower elevating apparatus 1 can be raised and lowered.
  • the elevation driving means 111c can simultaneously operate the first elevating portion 111a and the second elevating portion 111b so as to simplify the structure of the apparatus so that the weight of the elevating portion 111 Thereby making it possible to stably move the tower elevating apparatus 1, to reduce manufacturing costs and power consumption, and to control the apparatus easily.
  • the elevation driving means 111c includes an elevation driving motor 111c-1 for providing power to be lifted and lowered, a driving sprocket 111c-2 connected to the elevation driving motor 111c-1 for rotation, And a driven sprocket 111c-3 connected to the drive sprocket 111c-2 by a chain or the like and rotating together with the rotation of the drive sprocket 111c-2.
  • the elevation driving motor 111c-1 is formed of a motor capable of rotating the driving sprocket 111c-2 and is supported by the elevating plate 111d and is operated by a separate control device (not shown) Lt; / RTI >
  • the driving sprocket 111c-2 rotates in accordance with the operation of the elevation driving motor 111c-1 and is connected to the driven sprocket 111c-3 by a chain or the like.
  • the drive sprocket 111c-2 may be connected to any one of the first and second driven sprockets 111c-3 'and 111c-3 "described later, but the present invention is not limited thereto, And may be connected to each of the sprockets 111c-3 ', 111c-3 ".
  • the driven sprocket 111c-3 is connected to the drive sprocket 111c-2 by a chain or the like and rotates together.
  • the first driven sprocket 111c-3 And a second driven sprocket 111c-3 "formed on the second winged steel bar 111b-3.
  • the first driven sprocket 111c-3 ' is formed as a pair, And the pair of first driven sprockets 111c-3 'are rotated together so that the driving sprocket 111c-2 can be connected to the sprocket 111c-2 and the second driven sprocket 111c-
  • the first driven sprocket 111c-3 'and the second driven sprocket 111c-3' can be rotated together at the same time in accordance with the rotation of the first driven sprocket 111c-3 '
  • the first elevating rod 111a-3 and the second elevating rod 111b-3 can be rotated at the same time, thereby simplifying the structure of the apparatus and enabling the tower elevating apparatus 1 to quickly ascend and descend .
  • the lifting plate 111d supports the first and second lifting rods 111a-3 and 111b-3 and the lifting and driving means 111c.
  • the first and second lifting rods 111a-3 and 111b- And is formed as a plate having a predetermined area formed perpendicular to the paper surface. Since the elevating plate 111d is coupled with the first and second elevating bars 111a-3 and 111b-3 and elevated and lowered together and connected to the supporting frame 13 and elevated and lowered together, The support frame 13 can be raised and lowered.
  • the rotation unit 112 and the forward and backward movement unit 113 are formed on the rear surface of the lifting plate 111d so that the rotation unit 112 can rotate in the vertical direction according to the operation of the rotation unit 112 to cope with the bending of the tower T , And is moved away from or close to the tower (T) by the forward / backward moving section (113) to cope with a change in the size of the tower (T).
  • the rotating part 112 rotates the lifting plate 111d in the vertical direction so that the first and second electromagnets 111a-1.111b-1 can rotate in the vertical direction,
  • the first electromagnet 111a-1 or the second electromagnet 111b-1 is brought into close contact with the tower T so that stable fixing can be achieved.
  • the rotating unit 112 includes a rotating cylinder arm 112a connected to the lifting plate 111d and moving forward or backward according to the operation of the rotating cylinder 112b, 112b and a first and a second hinge bars 112c and 112d for rotatably connecting the rotating part 112 to the lifting plate 111d and the supporting frame 13.
  • the rotary cylinder arm 112a is configured to move forward or backward in accordance with the operation of the rotary cylinder 112b and has one end connected to the upper side of the rear surface of the elevating plate 111d, Or to be able to rotate in the vertical direction of the lifting plate 111d in accordance with the backward movement. More precisely, the rotary cylinder arm 112a is rotatably connected to the first hinge bar 112c so as to smoothly rotate the lifting plate 111d.
  • the rotary cylinder 112b is configured to advance or retreat the rotary cylinder arm 112a and one end thereof is connected to the support frame 13, As shown in Fig.
  • the first and second hinge bars 112c and 112d are configured such that the rotation unit 112 is rotatably coupled to the lift plate 111d and the support frame 13, And the second hinge bar 112d protrudes upward from the support frame 13 and is rotatably coupled to the rotary cylinder arm 112a and the rotary cylinder 112b, . Therefore, the rotation of the lifting plate 111d through the rotation part 112 can be smoothly performed
  • the back and forth moving part 113 pushes or pulls the lifting plate 111d toward the tower T so that the electromagnet can be pressed against the tower T irrespective of the size of the tower T.
  • the forward and backward moving part 113 includes a moving cylinder arm 113a coupled to the rear surface of the lifting plate 111d. When the moving cylinder arm 113a is moved forward or backward, ) Or away from the tower (T). The moving cylinder arm 113a is supported by the support frame 13 and is moved up and down together with the lift plate 111d and the support frame 13 so that when the lift plate 111d moves up and down, It can be ascended or descended. A separate driving cylinder (not shown) is connected to the moving cylinder arm 113a so that the moving cylinder arm 113a can be moved forward and backward.
  • the second electromagnet 111b-1 is attached to the tower T, and the second electromagnet 111b-1 is attached to the first electromagnet 111b-
  • the operation of the elevation driving means 111c is started in a state as shown in Fig. 5 (a) ,
  • the two-armed steel rods 111a-3 and 111b-3 start rotating.
  • the second electromagnet 111b-1 tends to descend along the second widening bar 111b-3 in accordance with the rotation of the first and second wirings 111a-3 and 111b-3, and the first electromagnets 111a-1 Has a movement to rise along the first widening steel rope 111a-3.
  • the lifting plate 111d is lifted as shown in FIG. 5 (b) (111a-1) also rise like the lifting plate 111d.
  • 5 (c) when the first electromagnet 111a-1 rises to the upper end of the first elevating steel rod 111a-3, the first electromagnet 111a-1 And the second electromagnet 111b-1 is detached from the tower T and is ready for the next rise.
  • the first and second electromagnets 111a-1 and 111b-1 are alternately attached to the tower T, and the lifting and lowering of the lifting and lowering plate 111d is performed. And the lifting and lowering of the working frame 14 can be carried out along the tower T of the tower elevating apparatus 1.
  • Each elevators 111 may be formed on each side of the tower T and all the electromagnets of the elevators 111 may be attached to the tower T so that the elevators 111 can be elevated.
  • the lifting and lowering along the tower T can be performed in such a manner that the electromagnets of the pair of elevating and lowering portions 111 facing each other are alternately attached to the tower T as shown in FIG. 6 (a), the elevation driving means 111c is operated in a state in which the electromagnets of the two elevating and lowering portions 111 are attached, so that the lifting and lowering of the elevating plate 111d and the supporting frame 13 And then the electromagnets of the remaining two elevating and lowering portions 111 are attached to the tower T as shown in FIG. 6 (b).
  • the elevation driving means 111c of the four elevating and lowering portions 111 can be simultaneously operated.
  • the electromagnet of the elevation portion 111 which is not attached to the tower T is also raised and lowered so that rapid elevation can be achieved.
  • the elevating portion 111 is not limited to the pair of elevating portions 111 facing each other, but only two adjacent elevating portions 111 are formed in consideration of the positional relationship with the blade B So that the elevating and lowering can be performed while being attached to the tower (T).
  • the first and second elevating portions 111a and 111b of the elevating and lowering portions 111 are alternately attached to the tower T and the elevating and lowering of the supporting frame 13 is performed.
  • the auxiliary driving unit 12 is configured to enable a worker to descend the tower elevating apparatus 1 when an incapacity of the main driving unit 11 occurs, thereby assuring the safety of the operator in an emergency.
  • the auxiliary driving unit 12 includes a winch drum 121 to which wires are wound, a wire guide pulley 122 to guide the wire, an emergency control button 123 to operate the winch drum 121, a winch drum 121 And a winch receiving frame 124 for receiving the winch receiving frame.
  • the wires wound on the winch drum 121 are released according to the operation of the winch drum 121, so that the tower elevating apparatus 1 can be lowered.
  • the supporting frame 13 supports the main driving part 11 and may be formed in a square shape to surround the tower and the elevating part 111 may be formed at each corner.
  • the moving cylinder arm 113a is lifted and supported by the support frame 13 and the lifting and lowering of the support frame 13 is performed as the movable cylinder arm 113a is coupled with the lifting plate 111d .
  • a working frame 14 may be formed outside the support frame 13 to allow maintenance work to be performed on the tower T.
  • the work frame 14 is configured to form a space in which a worker can be positioned, and is coupled to the support frame 13 so that the work frame 14 can be raised and lowered together.
  • the work frame 14 may also be formed to surround the tower T so as to allow the tower T to work.
  • the frame connection unit 15 is configured to connect the frames constituting the tower elevating apparatus 1 such as the support frame 13 and the work frame 14 to each other.
  • the rotor assembly 151 and the fixed engaging portion 152 are included.
  • the rotatable body assembly 151 is fixed to one side of the frame and the fixed engaging part 152 is fixed to the other side of the frame to be engaged with each other to engage both frames by engagement of the rotary body fixture 151 and the fixed engaging part 152 .
  • the rotatable assembly 151 includes a fixed plate 151d fixed to one frame and a rotary bar 151a rotatably coupled to the fixed plate 151d.
  • the rotary bar 151a is rotatably coupled to the fixed plate 151d
  • an assembling lever 151b formed at an end of the rotating bar 151a so as to be able to grasp the hinge plate 151c. Therefore, the rotary bar 151a is held by the assembling lever 151b to be inserted into the fixed engaging portion 152, or more precisely, the rotary bar inserting groove 152a-1 to be described later of the fixed engaging portion 152 So that it is possible to easily combine and disassemble frames.
  • the fixed joint 152 is formed on the other frame and is coupled to the rotary joint 151.
  • the fixed joint 152 includes a support plate 152a fixed to the other frame and a rotation bar 151a inserted into the support plate 152a.
  • the support plate 152a includes a rotation bar insertion groove 152a-1 into which the rotation bar 151a is inserted and a rotation bar insertion groove 152a-1 through which the rotation prevention pin 152b is inserted And a pin insertion port 152a-2. Therefore, the rotation bar 151a is inserted into the rotation bar insertion groove 152a-1.
  • the detachment prevention pin 152b is inserted into the pin insertion port 152a-2 so that the rotation bar 151a inserted into the rotation bar insertion slot 152a-1 can be fixed, And the bent portion 152b-1 formed to be bent is prevented from being detached from the pin insertion port 152a-2.
  • the platform for maintenance of the wind turbine generator 1 is installed in the tower elevating device 1, and the platform for maintenance of the wind turbine generator including the tower elevating device 1 according to the embodiment of the present invention, And a blade table 3 integrally formed with the blade table 3. Therefore, the platform for maintenance of the wind power generator is lifted and lowered along the tower using the tower lifting device 1, and the worker moves between the working frame 14 of the tower lifting device 1 and the blade work platform 3 Maintenance work for the blade (B) and the tower (T) can be performed. Since the description of the tower elevating apparatus 1 is as described above, only the blade workbench 3 will be described below.
  • the blade workbench 3 is raised and lowered together with the tower elevating apparatus 1 so as to be formed in a shape surrounding the blade B.
  • the difference from the conventional one is that the blade worktable 3 is not fixed but is movable in accordance with the size or shape of the blade B.
  • the blade workbench 3 is formed in a shape of '11' and is formed between the side workbench 31 and the side workbench 31 to be coupled to the tower elevating device 1, A fixed frame 33 for coupling the side work table 31 to the tower elevator 1 and a left and right movable parts 34 for moving the fixed frame 33 to the left and right .
  • the side workbench 31 is configured to be fixed to both sides of the blade B so that the worker can be moved.
  • the side workbench 31 is coupled with the tower elevating device 1 by the fixing frame 33.
  • the auxiliary driving unit 12 is formed below the side workbench 31 so that the tower elevating apparatus 1 can be lowered in an emergency.
  • the movable workbench 32 is formed between the side workbenches 31 so that the movable workbench 31 can be moved along the side workbench 31 so that the movable rail 311 is formed inside the side workbench 31 do.
  • the moving rail 311 is inserted into the side of the side workbench 31 to a certain depth so that the moving wheel 321 of the moving workbench 32 to be described later can be inserted and moved.
  • the side workbench 31 is movably coupled to the tower elevating device 1 so that the fixed frame 33 is movable in the lateral direction depending on the shape of the blade B. A detailed description thereof will be described later.
  • the movable workbench 32 is configured to be movable between the side workbenches 31 so as to move according to the size of the blade B.
  • the moving worktable 32 is provided with a moving wheel 321 inserted into the moving rail 311, and is moved along the side worktable 31 according to the rotation of the moving wheel 321 Respectively.
  • another driving means may be connected to the moving wheel 321 so that the moving wheel 321 can be rotated according to the control of the operator.
  • the movable workbench 32 may be formed as a pair of the first and second movable workbenches 32a and 32b at both ends of the side workbench 31. [ Therefore, depending on the position of the blade B, the first moving worktable 32a may be moved closer to the blade B as shown in FIG. 10 (b) So that the second moving workbench 32b can be moved close to the blade B. [ Accordingly, the operator can move closer to the blade (B) to carry out the maintenance work, thereby making the work more safe and precise.
  • the fixing frame 33 is coupled to the side workbench 31 on the lower side of the side workbench 31 so as to be coupled to the support frame 13 of the tower elevating device 1. [ Particularly, the fixed frame 33 can be moved along the support frame 13 so that the side workbench 31 can be moved in the left and right directions.
  • the left and right moving portions 34 are configured to move the side frame 31 and the movement table 32 in the left and right directions by coupling the fixed frame 33 to the support frame 13 so as to be movable left and right.
  • the side workbench 31 can be positioned close to the blade B in accordance with the thickness of the blade B or even when the blade B does not form a straight line and bends to the left and right.
  • the left and right movable part 34 includes left and right moving rails 341 formed to be inserted into the supporting frame 13 side coupled to the fixed frame 33 at a predetermined depth along the lateral direction as shown in FIG. 11, And left and right moving wheels 342 formed on the fixed frame 33 and moving along the left and right moving rails 341. Therefore, the fixed frame 33 is moved left and right along the support frame 13 by using the left and right movement wheels 342, so that the side workbench 31 can be moved in the left and right directions.
  • the main driving part 16 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 12 to 14, unlike the embodiment, the main driving part 16 is lifted along a tower T using wheels Respectively.
  • the main driving part 16 can be formed as a pair of the first and second main driving parts 161 and 162 on the upper and lower sides so that stronger compression and stable movement of the tower T can be achieved. Since the first and second main driving portions 161 and 162 have the same configuration, only the first main driving portion 161 will be described.
  • the main driving part 16 may be formed one by one on each side of the tower T and may be moved up and down together with the main body being compressed by the tower T. [
  • the first main driving part 161 includes a first wheel part 161a which is pressed and raised by the tower T and a first pressing part 161b which presses the first wheel part 161a against the tower T, And a first sliding portion 161c for rotating the first wheel portion 161a so as to correspond to the bending and size of the tower T.
  • the first wheel portion 161a is connected to a first wheel drive motor 161a-1 for driving the first lift wheel 161a-1 and the first lift wheel 161a-1, 161a-2. Accordingly, the first elevating wheel 161a-1 is rotated and moved along the tower T according to the operation of the first wheel driving motor 161a-2, and a wheel driving motor is formed for each elevating wheel, .
  • the first pressing portion 161b is configured to provide a force to push or pull the first elevating wheel 161a-1 in the direction of the tower T.
  • the first pressurizing cylinder 161b-1 is rotatably connected to the support frame 13 and the first pressurizing cylinder arm 161b-2 is protruded and drawn so that the first lift wheel 161a- So that the first elevating wheel 161a-1 can be moved toward or away from the tower T depending on the size of the tower T.
  • the first pressurizing cylinder arm 161b-2 protrudes from the first pressurizing cylinder 161b-1 or enters the first pressurizing cylinder 161b-1 in accordance with the operation of the first pressurizing cylinder 161b-1 And is connected to a sliding member 161c-2 of the first sliding portion 161c to be described later so as to be slid along the guide rod 161c-1. Therefore, the first elevating wheel 161a-1 can be naturally pressed against the tower T even in various bends of the tower T, so that stable movement can be performed.
  • the first sliding portion 161c is formed between the first elevating wheel 161a-1 and the first pressing portion 161b to rotate the first elevating wheel 161a-1 So that the first elevating wheel 161a-1 can be pressed against the tower T even in the size and bend of the tower T.
  • the first sliding portion 161c includes a first guide rod 161c-1 for connecting the first elevating wheel 161a-1 and the first pressing cylinder arm 161b-2, A first sliding member 161c-2 inserted into the first pressurizing cylinder arm 161c-1 and connected to the first pressurizing cylinder arm 161b-2 so as to be rotatable, and a first guide rod 161c- And a hinge member 161c-3 that is rotatably connected to the support frame 13a.
  • the first sliding member 161c-2 is freely slidable along the first guide rod 161c-1 in accordance with the protrusion of the first pressurizing cylinder arm 161b-2, So that the elevating wheel 161a-1 can be rotated smoothly. Therefore, the first elevating wheel 161a-1 can be pressed against the tower T regardless of the size and the bend of the tower T, and can be stably raised and lowered.

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Abstract

본 발명은 풍력발전기 타워승강장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타워에 부착되는 전자석을 이용하여 승강장치의 승강이 이루어지도록 함으로써, 안전하고 안정적이 승강이 가능하도록 하는 풍력발전기 타워승강장치에 관한 것이다.

Description

풍력발전기 타워승강장치
본 발명은 풍력발전기 타워승강장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타워에 부착되는 전자석을 이용하여 승강장치의 승강이 이루어지도록 함으로써, 안전하고 안정적이 승강이 가능하도록 하는 풍력발전기 타워승강장치에 관한 것이다.
풍력 터빈(풍력발전기)은 바람의 운동에너지를 기계적인 에너지로 변환해 전기를 생산하는 장치다. 다양한 형식이 있지만, 최근 발전용으로 가장 많이 이용하는 것은 회전축이 바람의 방향과 수평으로 놓이는 프로펠러형 풍력 터빈이다. 프로펠러형 풍력 터빈은 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.
풍력발전기는 사용중 블레이드나 타워 표면에 먼지나 벌레 등이 부착되어 오염될 수 있고, 블레이드나 타워에 흠집이나 크랙이 생길 수 있다. 풍력발전기의 오염 및 파손은 에너지 생성효율을 감소시키므로, 주기적으로 블레이드 및 타워의 청소, 검사, 보수, 디아이싱과 같은 작업을 필요로 한다. 하지만, 풍력발전기는 지면으로부터 상단한 높이에 형성되는 거대 구조물로 유지관리에 많은 어려움이 있어, 보다 안전한 환경에서 블레이드 및 타워의 유지관리를 수행할 수 있도록 하는 전용장비들이 개발되고 있다.
그러나 최근 개발되는 전용장비들은 대부분 아래 특허문헌과 같이 와이어를 이용하여 승강되는 구조를 가지고 있어서, 안정적인 승강이 어려우며 이에 따라 작업자의 안전성이 매우 떨어지고 작업 효율과 정밀성 또한 떨어지는 문제가 있다.
더구나 풍력발전기는 바람이 강한 지역에 설치되며, 최근에는 풍력발전기의 효율을 높이기 위해 해상에 설치되는 경우도 많은바, 와이어를 이용한 승강장치의 위험성이 더욱 높아지고 있다.
(특허문헌)
등록특허공보 제10-1661498호(2016. 09. 26. 등록) "풍력발전기 유지보수용 플랫폼"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 안전하고 안정적이 승강이 가능하도록 하는 풍력발전기 타워승강장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 전자석을 이용한 승강장치의 승강이 원활하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 풍력발전기 타워승강장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 장치의 구성을 간단하게 하고 소모되는 전력을 줄일 수 있으며, 장치의 제어 또한 용이하게 이루어지도록 하는 풍력발전기 타워승강장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 타워의 크기 및 굴곡에 관계없이 타워를 따른 승강이 가능하도록 하는 풍력발전기 타워승강장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 승강장치의 고장시에도 작업자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 풍력발전기 타워승강장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치는 풍력발전기 타워에 지지되어 타워를 따라 상하 이동하는 주구동부와; 타워를 둘러싸도록 형성되며, 상기 주구동부를 지지하는 지지프레임;을 포함하고, 상기 주구동부는 서로 번갈아 타워에 부착되며 상하 방향으로 이동하는 전자석을 이용하여 승강되는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 승강부는 서로 번갈아 승강되는 제1승강부 및 제2승강부와, 상기 제1,2승강부를 구동시키는 승강구동수단과, 상기 제1,2승강부 및 승강구동수단을 지지하는 승강판을 포함하고, 상기 제1승강부 및 제2승강부 중 하나의 승강부에 형성된 전자석만이 타워에 부착되도록 하며, 상기 승강구동수단은 타워에 부착된 승강부를 통해서는 지지프레임이 승강되고, 타워에 부착되지 않은 승강부를 통해서는 전자석이 지지프레임과 동일한 방향으로 승강되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 제1,2승강부는 각각 자력에 의해 타워에 부착되는 전자석; 전자석과 결합하여 함께 승강되며, 승강봉을 따라 상하 이동하는 승강부재; 상하 방향으로 형성되어 승강부재가 삽입되며, 회전에 따라 승강부재가 상하 이동하도록 하는 승강봉;을 포함하고, 상기 제1,2승강부의 승강봉은 회전에 따라 각각의 전자석을 반대방향으로 승강시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 승강구동수단은 상기 승강봉을 회전시키는 구동력을 발생시키는 승강구동모터와; 상기 승강구동모터의 구동에 따라 함께 회전하는 구동스프라켓과; 상기 승강봉에 형성되며, 구동스프라켓의 회전력을 전달받아 회전하는 종동스프라켓;을 포함하고, 상기 종동스프라켓은 상기 제1승강부에 형성되는 제1종동스프라켓과, 제2승강부에 형성되는 제2종동스프라켓을 포함하며, 상기 제1종동스프라켓은 한 쌍으로 형성되어 하나는 구동스프라켓에, 다른 하나는 제2종동스프라켓에 형성되어 제1종동스프라켓과 제2종동스프라켓이 동시에 회전하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 전자석은 상기 승강부재에 상하 방향의 회전이 가능하도록 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치 있어서, 상기 주구동부는 상기 승강판의 상하 방향 회전이 가능하도록 하는 회전부를 포함하고, 상기 회전부는 상기 승강판의 상측 또는 하측 일 지점에 연결되어 회전실린더로부터의 돌출 및 삽입에 따라 상기 승강판을 상하 방향으로 회전시키는 회전실린더암과, 상기 회전실린더암을 밀거나 당기는 구동력을 제공하는 회전실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 주구동부는 상기 승강판을 타워 방향으로 전진 또는 후진하도록 하는 전후이동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치는 상기 주구동부의 동작 불능시 비상용으로 승강장치를 승강시킬 수 있도록 하는 보조구동부를 포함하고, 상기 보조구동부는 승강장치에 수용되어 와이어를 감거나 푸는 윈치드럼과; 윈치드럼과 풍력발전기의 너셀에 감긴 와이어를 지지하는 와이어가이드도르래와; 상기 윈치드럼을 작동시켜 승강장치를 승강시키는 비상용조절버튼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 승강부는 타워의 사방에 하나씩 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치에 있어서, 상기 승강부는 4개의 승강부 중 한 쌍의 승강부의 전자석만이 타워에 부착되도록 하며, 타워에 부착된 전자석에 의해서는 지지프레임이 승강되고, 타워에 부착되지 않은 전자석은 지지프레임과 동일한 방향으로 승강되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 풍력발전기의 타워에 부착되는 전자석을 이용하여 승강장치의 승강이 이루어지도록 함으로써, 안전하고 안정적이 승강이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 서로 번갈아 승강되는 제1,2승강부를 포함하고, 제1,2승강부의 전자석 중 하나만이 타워에 부착되도록 하며, 승강구동수단의 구동에 따라 타워에 부착된 승강부를 통해서는 지지프레임이 승강하고, 타워에 부착되지 않은 승강부를 통해서는 전자석이 지지프레임과 동일한 방향으로 승강되도록 함으로써, 전자석을 이용한 승강장치의 승강이 원활하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 승강구동수단을 통해 타워에 부착된 승강부와 타워에 부착되지 않은 승강부를 동시에 구동시키도록 함으로써 신속한 승강이 가능하도록 하며, 장치의 구성을 간단하게 하고 소모되는 전력을 줄일 수 있도록 하며, 장치의 제어 또한 용이하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 전자석의 상하 방향 회전 및 전후 방향 이동이 가능하도록 하여 타워의 크기 및 굴곡에 관계없이 타워를 따른 승강이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 주구동부의 동작 불능시 작업자가 보조구동부를 작동시킬 수 있도록 하여 승강장치의 고장시에도 작업자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 타워의 사방에 승강부가 형성되어 더욱 안정적인 승강이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치를 이용한 작업예를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치가 포함된 풍력발전기 유지보수용 플랫폼의 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치의 주구동부의 전측 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치의 주구동부의 후측 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치의 승강부의 작동예를 설명하기 위한 참고도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치의 승강부의 다른 작동예를 설명하기 위한 참고도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치의 보조구동부의 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치의 프레임연결부의 사시도
도 9는 도 2의 블레이드작업대를 설명하기 위한 사시도
도 10은 도 2의 이동작업대의 작동예를 설명하기 위한 참고도
도 11은 도 9의 좌우이동부를 설명하기 위한 사시도
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타워승강장치의 작동예를 나타내는 사시도
도 13은 도 12의 주구동부의 사시도
도 14는 도 12의 주구동부의 작동과정을 설명하기 위한 참고도
* 도면에 사용되는 부호의 설명
1: 풍력발전기 타워승강장치
11: 주구동부 111: 승강부 111a: 제1승강부
111b: 제2승강부 111c: 승강구동수단 111d: 승강판
112: 회전부 113: 전후이동부 12: 보조구동부
121: 윈치드럼 122: 와이어가이드도르래 123: 비상용조절버튼
124: 윈치수용프레임 13: 지지프레임 14: 작업프레임
15: 프레임연결부 151: 회전체결부 152: 고정결합부
3: 블레이드작업대
31: 측면작업대 311: 이동레일 32: 이동작업대
321: 이동바퀴 33: 고정프레임 34: 좌우이동부
341: 좌우이동레일 342: 좌우이동바퀴
이하에서는 본 발명에 따른 풍력발전기 타워승강장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기 타워승강장치(1)를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 상기 타워승강장치(1)는 풍력발전기 타워(T)에 지지되어 타워(T)를 따라 상하 이동하는 주구동부(11)와; 상기 주구동부(11)의 동작 불능시 비상용으로 승강장치를 승강시킬 수 있도록 하는 보조구동부(12)와; 타워(T)를 둘러싸도록 형성되며, 상기 주구동부(11)를 지지하는 지지프레임(13)과; 상기 지지프레임(13)에 연결되도록 형성되어 작업 공간을 제공하는 작업프레임(14)과; 각 프레임들을 연결하는 프레임연결부(15);를 포함한다.
풍력발전기의 블레이드(B) 또는 타워(T)를 수리하거나 청소, 코팅 등의 작업을 실시하기 위하여 풍력발전기를 승강할 수 있는 장치가 이용되고 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 너셀 등에 와이어를 걸어 놓고 와이어에 의해 승강되도록 하는 장치가 주로 사용되고 있다. 그러나 풍력발전기는 바람이 강한 지역에 설치될 수밖에 없으므로, 와이어에 의해 승강되는 장치가 사용되는 경우 흔들림이 심해 작업자가 매우 위험한 작업환경에 놓이게 되며, 이에 따라 정상적이고 효율적인 작업이 이루어질 수 없다. 따라서, 본 발명은 승강장치가 전자석을 이용하여 타워(T)에 부착되도록 하고, 전자석의 상하 이동을 통해 승강이 이루어지도록 함으로써, 안전하고 안정적인 타워 또는 블레이드에 대한 작업을 실시할 수 있도록 하였다.
상기 주구동부(11)는 타워승강장치(1)의 타워(T)를 따른 상하 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 타워(T)에 부착되는 전자석의 상하이동, 회전, 전후 이동이 이루어지도록 하여 타워(T)의 크기, 굴곡에 상관없이 전자석의 안정적인 고정과 상하 이동이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 주구동부(11)는 전자석을 상하 이동시키는 승강부(111), 전자석의 회전이 이루어지도록 하는 회전부(112), 타워(T)를 향한 방향으로 전자석의 전후 이동이 이루어지도록 하는 전후이동부(113)를 포함한다.
상기 승강부(111)는 전자석을 상하 이동시켜 지지프레임(13) 및 작업프레임(14)의 승강이 이루어지도록 하는 구성으로, 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 나란하게 형성되는 제1승강부(111a) 및 제2승강부(111b)를 포함하여 전자석의 교차에 의한 타워승강장치(1)의 상하 이동이 가능하도록 한다. 상기 제1,2승강부(111a,111b)는 동일하게 전자석, 승강부재, 승강봉, 승강지지봉을 포함하며, 각각 전자석의 상하 이동이 가능하도록 하므로, 이하에서는 제1승강부(111a)를 기준으로 설명하여 중복되는 설명은 피하도록 한다. 또한, 상기 제1,2승강부(111a,111b)의 전자석은 서로 반대 방향으로 이동하여 전자석을 이용한 타워승강장치(1)의 상하 이동이 가능하도록 하며, 신속한 상하 이동을 위하여 상기 제1,2승강부(111a,111b)는 승강구동수단(111c)에 의해 동시에 작동할 수 있도록 한다. 또한, 상기 제1,2승강부(111a,111b) 및 승강구동수단(111c)은 승강판(111d)에 지지되어 제1,2승강부(111a,111b)의 작동에 따라 승강판(111d)이 상하 이동하도록 하며, 승강판(111d)은 지지프레임(13)과 연결되어 함께 승강될 수 있도록 한다. 또한, 상기 승강부(111)는 도 2에 도시된 바와 같이 타워(T)의 사방에 하나씩 4개가 형성되도록 할 수 있으며, 이를 통해 더욱 안정적인 승강이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.
상기 제1승강부(111a)는 제1전자석(111a-1), 제1승강부재(111a-2), 제1승강봉(111a-3), 제1승강지지봉(111a-4)을 포함하여 타워(T)를 따른 상하 방향의 이동이 가능하도록 한다. 상기 제1승강부(111a)는 상기 승강구동수단(111c)에 연결되어 작동하도록 하며, 더욱 정확하게는 제1승강봉(111a-3)의 회전에 따라 제1승강부재(111a-2)가 상하 방향으로 이동하고, 제1승강부재(111a-2)와 결합된 제1전자석(111a-1)도 함께 상하 방향으로 이동하도록 한다. 이때, 제1전자석(111a-1)이 타워(T)에 부착된 경우에는 제1전자석(111a-1)은 이동할 수 없으므로, 제1승강봉(111a-3)이 상하 방향으로 이동하게 되고, 제1승강봉(111a-3)과 결합된 승강판(111d)의 승강이 이루어지게 된다.
상기 제1전자석(111a-1)은 자력을 갖는 영구자석으로 형성될 수 있으며, 타워(T)에 부착되어 타워승강장치(1)의 타워(T)에 대한 고정이 이루어지도록 한다. 상기 제1전자석(111a-1)은 상기 전후이동부(113)에 이해 타워(T) 방향으로 밀어져 타워(T)에 압착되거나 타워(T)로부터 멀어져 상기 제1승강봉(111a-3)을 따른 상하 이동이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1전자석(111a-1)은 상기 제1승강부재(111a-2)에 결합되어 함께 승강되며, 특히 상기 제1승강부재(111a-2)에 회전 가능하도록 결합되어 타워(T)의 상하 방향 굴곡에도 타워(T)에 대한 압착이 가능하도록 한다.
상기 제1승강부재(111a-2)는 상기 제1승강봉(111a-3) 및 제1승강지지봉(111a-4)에 삽입되어 제1승강봉(111a-3)의 회전에 따라 상하 이동하며, 상기 제1전자석(111a-1)이 결합되어 함께 승강될 수 있도록 한다. 또한, 상기 제1승강부재(111a-2)는 제1힌지부재(111a-2')를 포함하여 제1전자석(111a-1)이 회전가능하게 결합할 수 있도록 한다.
상기 제1승강봉(111a-3)은 상하 방향으로 일정 길이를 갖도록 형성되며, 상기 제1승강부재(111a-2)가 삽입되어 제1승강봉(111a-3)의 회전에 따라 상하 이동하도록 한다. 이를 위해, 상기 제1승강봉(111a-3)은 외주면에 나사산 등이 형성되도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1승강봉(111a-3)은 상기 승강판(111d)에 지지되어 고정되도록 형성되어, 상기 제1전자석(111a-1)이 타워(T)에 부착되어 고정될 때 제1승강봉(111a-3)이 회전하게 되면, 제1승강봉(111a-3)이 승강하여 승강판(111d)의 상하 방향으로 이동하도록 하고, 승강판(111d)과 연결된 지지프레임(13), 작업프레임(14)도 함께 승강되도록 한다.
상기 제1승강지지봉(111a-4)은 상기 제1승강봉(111a-3)의 양측에 평행하게 형성되도록 할 수 있으며, 상기 제1승강부재(111a-2)가 삽입되어 승강되도록 한다. 상기 제1승강지지봉(111a-4)도 승강판(111d)에 고정되도록 할 수 있으며, 상기 제1승강부재(111a-2)를 지지하여 안정적인 승강이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 제2승강부(111b)는 상기 제1승강부(111a)와 동일한 제2전자석(111b-1), 제2승강부재(111b-2), 제2승강봉(111b-3), 제2승강지지봉(111b-4)의 구성을 가지므로 중복되는 설명은 생략한다. 다만, 상기 제2승강부(111b)의 제2전자석(111b-1)은 제1전자석(111a-1)과 반대 방향으로 상하 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 제1전자석(111a-1)이 타워(T)에 부착되어 있는 경우 제1전자석(111a-1)이 하강하는 방향으로 이동하도록 제1승강봉(111a-3)을 회전시키면 상기 제1승강봉(111a-3)이 상측으로 이동하여 지지프레임(13) 등도 상측으로 이동하게 되는데, 이때 제2전자석(111b-1)은 지지프레임(13)과 동일하게 상승하는 방향으로 이동하도록 하여 타워(T)에 부착되도록 함으로써 타워(T)를 따른 지속적인 상승이 가능하도록 한다. 따라서, 상기 제2전자석(111b-1)은 제1전자석(111a-1)과 번갈아 타워(T)에 부착되어 타워승강장치(1)의 타워(T)를 따른 상하 이동이 가능하도록 한다. 또한, 상기 제1승강봉(111a-3) 및 제2승강봉(111b-3)은 상기 승강구동수단(111c)에 의해 동시에 동일한 방향으로 회전하도록 하므로, 상기 제1승강봉(111a-3) 및 제2승강봉(111b-3)은 서로 반대 방향의 나사산을 갖도록 하여 제1전자석(111a-1) 및 제2전자석(111b-1)이 서로 반대 방향으로 이동하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 승강구동수단(111c)은 상기 승강부(111)를 작동시키는 구성으로, 더욱 정확하게는 상기 제1승강봉(111a-3) 및 제2승강봉(111b-3)을 회전시켜 제1전자석(111a-1) 및 제2전자석(111b-1)의 상하 방향 이동이 이루어지도록 하고, 이에 따라 타워승강장치(1)의 승강이 가능하도록 한다. 상기 승강구동수단(111c)은 상기 제1승강부(111a) 및 제2승강부(111b)를 동시에 작동시키도록 하여 장치의 구성을 간단하게 할 수 있으며, 이를 통해 승강부(111)의 무게를 줄여 타워승강장치(1)의 안정적인 이동이 가능하도록 하고, 제작 비용 및 소모 동력을 절감할 수 있도록 하며, 장치의 제어가 용이하게 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 승강구동수단(111c)은 승강되는 동력을 제공하는 승강구동모터(111c-1), 승강구동모터(111c-1)에 연결되어 회전하는 구동스프라켓(111c-2), 상기 구동스프라켓(111c-2)과 체인 등으로 연결되어 구동스프라켓(111c-2)의 회전에 따라 함께 회전하는 종동스프라켓(111c-3)을 포함한다.
상기 승강구동모터(111c-1)는 상기 구동스프라켓(111c-2)을 회전시킬 수 있는 모터로 형성되며, 상기 승강판(111d)에 지지되도록 하고, 별도의 제어장치(미도시)에 의해 작동이 제어될 수 있도록 한다.
상기 구동스프라켓(111c-2)은 승강구동모터(111c-1)의 작동에 따라 회전하는 구성으로, 상기 종동스프라켓(111c-3)과 체인 등에 의해 연결되도록 한다. 상기 구동스프라켓(111c-2)은 후술할 제1,2종동스프라켓(111c-3',111c-3") 중 어느 하나와 연결되도록 할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1,2종동스프라켓(111c-3',111c-3") 각각과 연결되도록 할 수도 있다.
상기 종동스프라켓(111c-3)은 상기 구동스프라켓(111c-2)과 체인 등에 의해 연결되어 함께 회전하도록 하는 구성으로, 제1승강봉(111a-3)에 형성되는 제1종동스프라켓(111c-3')과 제2승강봉(111b-3)에 형성되는 제2종동스프라켓(111c-3")을 포함할 수 있다. 그리고 제1종동스프라켓(111c-3')은 한 쌍으로 형성되어 각각 구동스프라켓(111c-2)과 제2종동스프라켓(111c-3")에 연결되도록 할 수 있으며, 한 쌍의 제1종동스프라켓(111c-3')은 함께 회전하도록 하여, 구동스프라켓(111c-2)의 회전에 따라 제1종동스프라켓(111c-3')과 제2종동스프라켓(111c-3")이 동시에 함께 회전하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 승강구동모터(111c-1) 하나로 제1승강봉(111a-3)과 제2승강봉(111b-3)을 동시에 회전시킬 수 있으며, 이를 통해 장치의 구성을 간소화하고 타워승강장치(1)의 신속한 승강이 가능하도록 할 수 있다.
상기 승강판(111d)은 상기 제1,2승강봉(111a-3,111b-3) 및 승강구동수단(111c)을 지지하는 구성으로, 상기 제1,2승강봉(111a-3,111b-3)과 평행하도록 지면과 수직으로 형성되는 일정 면적의 판으로 형성되도록 한다. 상기 승강판(111d)은 상기 제1,2승강봉(111a-3,111b-3)과 결합되어 함께 승강되며, 상기 지지프레임(13)과도 연결되어 함께 승강되므로, 승강구동수단(111c)의 작동에 따라 지지프레임(13)의 승강이 가능하게 된다. 또한, 상기 승강판(111d)의 후면에는 상기 회전부(112) 및 전후이동부(113)가 형성되며, 회전부(112)의 작동에 따라 상하 방향으로 회전하여 타워(T)의 굴곡에 대응할 수 있도록 하고, 전후이동부(113)에 의해 타워(T)와 멀어지거나 가까워지도록 하여 타워(T)의 크기 변화에 대응할 수 있도록 한다.
상기 회전부(112)는 상기 승강판(111d)을 상하 방향으로 회전시켜, 제1,2전자석(111a-1.111b-1)의 상하 방향 회전이 가능하도록 하고, 이에 따라 타워(T)의 상하 방향 굴곡에도 제1전자석(111a-1) 또는 제2전자석(111b-1)이 타워(T)와 밀착되어 안정적인 고정이 이루어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 회전부(112)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 승강판(111d)과 연결되어 회전실린더(112b)의 작동에 따라 전진 또는 후진하는 회전실린더암(112a), 상기 회전실린더암(112a)을 작동시키는 회전실린더(112b), 상기 회전부(112)가 승강판(111d) 및 지지프레임(13)과 회전 가능하게 연결되도록 하는 제1,2힌지바(112c,112d)를 포함한다.
상기 회전실린더암(112a)은 상기 회전실린더(112b)의 작동에 따라 전진 또는 후진하는 구성으로, 일단은 상기 승강판(111d)의 후면 상측에 연결되도록 형성되어, 회전실린더암(112a)의 전진 또는 후진에 따라 승강판(111d)의 상하 방향으로 회전할 수 있도록 한다. 상기 회전실린더암(112a)은 더욱 정확하게는 상기 제1힌지바(112c)에 회전 가능하도록 연결되어 상기 승강판(111d)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기 회전실린더(112b)는 상기 회전실린더암(112a)을 전진 또는 후진시키는 구성으로, 그 일단은 상기 지지프레임(13), 더욱 정확하게는 상기 지지프레임(13)에 고정되는 제2힌지바(112d)와 회전가능하게 결합하도록 한다.
상기 제1,2힌지바(112c,112d)는 상기 회전부(112)가 승강판(111d) 및 지지프레임(13)에 회전가능하게 결합하도록 하는 구성으로, 제1힌지바(112c)는 상기 승강판(111d)으로부터 후면으로 돌출되도록 형성되고, 제2힌지바(112d)는 지지프레임(13)에서 상측 방향으로 돌출되어 각각 상기 회전실린더암(112a) 및 회전실린더(112b)와 회전가능하게 결합하도록 한다. 따라서, 상기 회전부(112)를 통한 승강판(111d)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있다
상기 전후이동부(113)는 상기 승강판(111d)을 타워(T) 방향으로 밀거나 당기는 구성으로, 타워(T)의 크기에 상관없이 전자석이 타워(T)에 압착될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 전후이동부(113)는 상기 승강판(111d)의 후면에 결합되는 이동실린더암(113a)을 포함하도록 하며, 상기 이동실린더암(113a)의 전진 또는 후진에 따라 전자석이 타워(T)에 압착되거나 타워(T)로부터 멀어질 수 있도록 한다. 상기 이동실린더암(113a)은 지지프레임(13)에 지지되어 승강판(111d) 및 지지프레임(13)과 함께 승강되도록 하며, 이에 따라 승강판(111d)의 승강시 지지프레임(13)이 함께 승강될 수 있는 것이다. 상기 이동실린더암(113a)에는 별도의 구동실린더(미도시)가 연결되어 이동실린더암(113a)의 전진 및 후진이 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 승강부(111)에 의한 지지프레임(13)의 승강과정을 도 5를 참조하여 설명하면, 제2전자석(111b-1)이 타워(T)에 부착되어 있고, 제1전자석(111a-1)이 타워(T)와 부착되어 있지 않다고 가정하면, 도 5의(a)에 도시된 바와 같은 상태에서 승강구동수단(111c)의 작동이 시작되고, 이에 따라 제1,2승강봉(111a-3,111b-3)이 회전을 개시하게 된다. 그리고 제1,2승강봉(111a-3,111b-3)의 회전에 따라 제2전자석(111b-1)은 제2승강봉(111b-3)을 따라 하강하려고 하고, 제1전자석(111a-1)은 제1승강봉(111a-3)을 따라 상승하려는 움직임을 갖게 된다. 이때, 상기 제2전자석(111b-1)은 타워(T)에 부착되어 있으므로, 하강하지 못하고 도 5의(b)에 도시된 바와 같이 승강판(111d)이 상승하게 되며, 이와 함께 제1전자석(111a-1)도 승강판(111d)과 같이 상승하게 된다. 이러한 과정이 계속되어 도 5의(c)에 도시된 바와 같이 제1전자석(111a-1)이 제1승강봉(111a-3)의 상단까지 상승하게 되면, 제1전자석(111a-1)이 타워(T)에 부착되고 제2전자석(111b-1)은 타워(T)로부터 떨어져 다음 상승을 준비하게 된다. 따라서, 상기 제1,2전자석(111a-1,111b-1)이 번갈아 타워(T)에 부착되는 과정을 거치면서 승강판(111d)의 승강이 이루어지고, 승강판(111d)에 연결된 지지프레임(13), 작업프레임(14)의 승강이 함께 이루어져 타워승강장치(1)의 타워(T)를 따른 승강이 가능하게 된다.
또한, 상기 승강부(111)는 타워(T)의 사방에 하나씩 4개가 형성되도록 할 수 있으며, 4개의 승강부(111)의 전자석이 모두 타워(T)에 부착되어 승강이 이루어지도록 할 수도 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이 마주보는 한 쌍의 승강부(111)의 전자석이 타워(T)에 번갈아 부착되는 방식으로 타워(T)를 따른 승강이 이루어지도록 할 수 있다. 다시 말해, 도 6의(a)에 도시된 바와 같이 두 승강부(111)의 전자석이 부착된 상태에서 승강구동수단(111c)의 작동이 이루어져 승강판(111d) 및 지지프레임(13)의 승강이 이루어지며, 그 다음 도 6의(b)에 도시된 바와 같이 나머지 두 승강부(111)의 전자석이 타워(T)에 부착되도록 할 수 있다. 이때, 네 승강부(111)의 승강구동수단(111c)은 동시에 모두 작동하도록 할 수 있으며, 이에 따라 타워(T)에 부착된 승강부(111)에 의해 지지프레임(13)의 승강이 이루어지는 동안, 타워(T)에 부착되지 않은 승강부(111)의 전자석도 승강이 이루어져 신속한 승강이 이루어지도록 할 수 있다.
물론, 상기 승강부(111)는 도 6의(c)에 도시된 바와 같이 마주보는 한 쌍의 승강부(111)가 아니라 블레이드(B)와의 위치관계를 고려하여 인접한 두 승강부(111)만이 타워(T)에 부착된 상태에서 승강이 이루어지도록 할 수도 있다. 이때, 각 승강부(111)의 제1,2승강부(111a,111b)가 번갈아 타워(T)에 부착되며 지지프레임(13)의 승강이 이루어지게 된다.
상기 보조구동부(12)는 상기 주구동부(11)의 작동 불능이 발생하는 경우, 작업자가 타워승강장치(1)의 하강을 실시할 수 있도록 하는 구성으로, 비상시에 작업자의 안전을 보장하도록 한다. 이를 위해, 상기 보조구동부(12)는 와이어가 감기는 윈치드럼(121), 와이어를 가이드하는 와이어가이드도르래(122), 윈치드럼(121)을 작동시키는 비상용조절버튼(123), 윈치드럼(121)을 수용하는 윈치수용프레임(124)을 포함할 수 있다. 따라서, 주구동부(11)가 작동하지 않는 비상시에 작업프레임(14) 또는 후술할 블레이드작업대(3)에 위치하는 작업자는 비상용조절버튼(123)을 눌러 윈치드럼(121)을 작동시키도록 하며, 윈치드럼(121)의 작동에 따라 윈치드럼(121)에 감긴 와이어가 풀려 타워승강장치(1)의 하강이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 지지프레임(13)은 상기 주구동부(11)를 지지하는 구성으로, 상기 타워를 둘러싸도록 4각의 형상으로 형성될 수 있으며, 각 모서리에 상기 승강부(111)가 형성되도록 할 수 있다. 상기 지지프레임(13)에는 상기 이동실린더암(113a)이 지지되어 함께 승강되고, 이동실린더암(113a)은 승강판(111d)과 함께 결합되어 승강됨에 따라 지지프레임(13)의 승강이 이루어지게 된다. 상기 지지프레임(13)의 외측으로는 작업프레임(14)이 형성되도록 할 수 있으며, 이를 통해 타워(T)에 대한 유지보수의 작업을 실시할 수 있도록 한다.
상기 작업프레임(14)은 작업자가 위치할 수 있는 공간을 형성하는 구성으로, 상기 지지프레임(13)에 결합되어 함께 승강될 수 있도록 한다. 상기 작업프레임(14) 역시 타워(T)를 둘러싸는 형태로 형성되어 타워(T)에 대한 작업이 가능하도록 할 수 있다.
상기 프레임연결부(15)는 상기 지지프레임(13), 작업프레임(14) 등 타워승강장치(1)를 구성하는 각 프레임들을 연결하는 구성으로, 그 연결과 해체가 용이하게 이루어지도록 하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이 회전체결부(151)와 고정결합부(152)를 포함하도록 한다. 결합되는 프레임의 일측에는 상기 회전체결부(151)가 고정되고, 타측에는 고정결합부(152)가 고정되어 회전체결부(151)와 고정결합부(152)의 결합으로 양 프레임의 결합이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 회전체결부(151)는 일측 프레임에 고정되는 고정판(151d)과, 고정판(151d)에 회전 가능하도록 결합되는 회전바(151a), 회전바(151a)가 고정판(151d)에 회전 가능하게 결합할 수 있도록 하는 힌지판(151c), 상기 회전바(151a)의 끝단에 파지가 가능하도록 형성되는 조립용레버(151b)를 포함한다. 따라서, 조립용레버(151b)를 잡고 회전바(151a)를 돌려 상기 고정결합부(152), 더욱 정확하게는 상기 고정결합부(152)의 후술할 회전바삽입홈(152a-1)에 삽입되어 고정되도록 함으로써, 프레임 간의 손쉬운 결합 및 해체가 가능하도록 한다.
상기 고정결합부(152)는 타측 프레임에 형성되어 상기 회전체결부(151)와의 결합이 이루어지도록 하는 구성으로, 타측 프레임에 고정되는 지지판(152a)과 지지판(152a)에 삽입되는 회전바(151a)의 이탈을 방지하는 이탈방지용핀(152b)을 포함하고, 상기 지지판(152a)은 회전바(151a)가 삽입되는 회전바삽입홈(152a-1)과 상기 이탈방지용핀(152b)이 삽입되는 핀삽입구(152a-2)를 포함하도록 한다. 따라서, 상기 회전바(151a)를 회전바삽입홈(152a-1)에 삽입하도록 하고. 핀삽입구(152a-2)에 이탈방지용핀(152b)을 삽입하여, 회전바삽입홈(152a-1)에 삽입된 회전바(151a)가 고정될 수 있도록 하며, 이탈방지용핀(152b)의 끝단에는 절곡되어 형성되는 절곡부(152b-1)를 포함하여 이탈방지용핀(152b)이 핀삽입구(152a-2)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타워승강장치(1)를 포함하는 풍력발전기 유지보수용 플랫폼을 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 풍력발전기 유지보수용 플랫폼은 상기 타워승강장치(1)과 결합되어 일체로 형성되는 블레이드작업대(3)를 포함하도록 한다. 따라서, 상기 풍력발전기 유지보수용 플랫폼은 타워승강장치(1)를 이용하여 타워를 따라 승강되며, 작업자는 상기 타워승강장치(1)의 작업프레임(14)과 블레이드작업대(3) 사이를 이동하며 블레이드(B) 및 타워(T)에 대한 유지보수의 작업을 실시할 수 있게 된다. 상기 타워승강장치(1)에 관한 설명은 상술한 바와 같으므로, 이하에서는 상기 블레이드작업대(3)에 관해서만 설명하도록 한다.
상기 블레이드작업대(3)는 타워승강장치(1)와 함께 승강되며, 블레이드(B)를 둘러싸는 형태로 형성되도록 한다. 다만, 종래와의 차이점은 블레이드작업대(3)가 고정되는 것이 아니라 블레이드(B)의 크기 또는 형상에 따라 이동이 가능하도록 형성된다. 이를 위해, 상기 블레이드작업대(3)는 '11'자의 형상으로 형성되어 타워승강장치(1)에 결합되는 측면작업대(31)와, 측면작업대(31) 사이에 형성되어 측면작업대(31)를 따라 이동하는 이동작업대(32)와, 상기 측면작업대(31)를 타워승강장치(1)와 결합시키는 고정프레임(33)과, 상기 고정프레임(33)을 좌우로 이동시키는 좌우이동부(34)를 포함하도록 한다.
상기 측면작업대(31)는 블레이드(B)의 양측에 고정되도록 형성되어 작업자의 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 상기 고정프레임(33)에 의해 상기 타워승강장치(1)와 결합하도록 한다. 상기 측면작업대(31) 아래에는 상기 보조구동부(12)가 형성되어 비상시 타워승강장치(1)의 하강이 이루어질 수 있도록 한다. 상기 측면작업대(31) 사이에는 상기 이동작업대(32)가 형성되어 측면작업대(31)를 따라 이동할 수 있도록 하고, 이를 위해, 상기 측면작업대(31)의 내측으로는 이동레일(311)이 형성되도록 한다. 상기 이동레일(311)은 측면작업대(31)의 내측에 일정 깊이 함입되어 이동작업대(32)의 후술할 이동바퀴(321)가 삽입되어 이동할 수 있도록 한다. 또한, 상기 측면작업대(31)는 고정프레임(33)이 타워승강장치(1)에 이동가능하도록 결합되어 블레이드(B)의 형상에 따라 좌우 방향으로의 이동이 가능하도록 한다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.
상기 이동작업대(32)는 상기 측면작업대(31) 사이에 이동 가능하도록 형성되는 구성으로, 블레이드(B) 크기에 따라 이동이 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 이동작업대(32)는 상기 이동레일(311)에 삽입되는 이동바퀴(321)가 양측에 형성되도록 하며, 이동바퀴(321)의 회전에 따라 측면작업대(31)를 따른 이동이 이루어지도록 한다. 또한, 이동바퀴(321)에는 별도의 구동수단이 연결되어 작업자의 제어에 따라 회전이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 상기 이동작업대(32)는 측면작업대(31)의 양단에 제1이동작업대(32a)와 제2이동작업대(32b) 한 쌍으로 형성되도록 할 수 있다. 따라서, 블레이드(B)의 위치에 따라 도 10의(b)에 도시된 바와 같이 제1이동작업대(32a)가 블레이드(B)에 가깝게 이동하도록 하거나, 도 10의(c)에 도시된 바와 같이 제2이동작업대(32b)가 블레이드(B)에 가깝도록 이동하도록 할 수 있다. 이에 따라, 작업자는 블레이드(B)에 더욱 가깝게 이동하여 유지보수의 작업을 실시할 수 있으며, 이를 통해 더욱 안전하고 정밀한 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 고정프레임(33)은 측면작업대(31)의 하측에서 측면작업대(31)와 결합되어 지지하는 구성으로, 타워승강장치(1)의 지지프레임(13)에 결합되도록 한다. 특히, 상기 고정프레임(33)은 지지프레임(13)을 따라 이동이 가능하도록 하여, 측면작업대(31)가 좌우 방향으로도 이동할 수 있도록 한다.
상기 좌우이동부(34)는 상기 고정프레임(33)을 지지프레임(13)에 좌우 이동 가능하도록 결합시켜, 측면작업대(31) 및 이동작업대(32)의 좌우 방향 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 블레이드(B)의 두께에 맞춰, 또는 블레이드(B)가 직선으로 형성되지 않고 좌우로 휘는 경우에도 측면작업대(31)를 블레이드(B)에 가깝게 위치시켜 안전한 작업이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 좌우이동부(34)는 도 11에 도시된 바와 같이 고정프레임(33)과 결합하는 지지프레임(13) 측에 좌우 방향을 따라 일정 깊이 함입되도록 형성되는 좌우이동레일(341)과, 상기 고정프레임(33)에 형성되어 좌우이동레일(341)을 따라 이동하는 좌우이동바퀴(342)를 포함한다. 따라서, 고정프레임(33)은 좌우이동바퀴(342)를 이용하여 지지프레임(13)을 따라 좌우로 이동하게 되며, 이에 따라 측면작업대(31)의 좌우 방향 이동도 가능해진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 주구동부(16)를 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명하면, 상기 주구동부(16)는 일 실시예와는 달리 바퀴를 이용하여 타워(T)를 따른 승강이 이루어지도록 한다. 상기 주구동부(16)는 상하측으로 제1,2주구동부(161,162)의 한 쌍이 형성되도록 할 수 있으며, 이를 통해 타워(T)에 대한 더욱 강한 압착과 안정적인 이동이 가능하도록 한다. 상기 제1,2주구동부(161,162)는 동일한 구성을 가지므로, 제1주구동부(161)에 대해서만 설명하도록 한다. 또한, 상기 주구동부(16)는 타워(T)의 사방에 하나씩 형성되도록 할 수 있으며, 타워(T)에 압착된 상태에서 함께 상하 이동하도록 할 수 있다.
상기 제1주구동부(161)는 타워(T)에 압착되어 승강되는 제1바퀴부(161a), 상기 제1바퀴부(161a)가 타워(T)에 압착되도록 하는 제1가압부(161b), 타워(T)의 굴국 및 크기에 대응할 수 있도록 제1바퀴부(161a)를 회전시키는 제1슬라이딩부(161c)를 포함한다.
상기 제1바퀴부(161a)는 타워(T)에 압착되어 승강되는 구성으로 원형의 제1승강바퀴(161a-1)와 제1승강바퀴(161a-1)를 구동시키는 제1바퀴구동모터(161a-2)를 포함한다. 따라서, 상기 제1바퀴구동모터(161a-2)의 작동에 따라 제1승강바퀴(161a-1)가 회전되어 타워(T)를 따라 이동하게 되며, 각 승강바퀴마다 바퀴구동모터가 형성되어 각각 회전하도록 한다.
상기 제1가압부(161b)는 상기 제1승강바퀴(161a-1)를 타워(T) 방향으로 밀거나 당기는 힘을 제공하는 구성으로, 가압력을 제공하는 제1가압실린더(161b-1)와 제1가압실린더(161b-1)에 의해 돌출되거나 인입되는 제1가압실린더암(161b-2)을 포함한다.
상기 제1가압실린더(161b-1)는 지지프레임(13)에 회전가능하도록 연결되며, 상기 제1가압실린더암(161b-2)을 돌출 및 인입시켜 제1승강바퀴(161a-1)가 타워(T)에 압착되도록 하고, 타워(T)의 크기에 따라 제1승강바퀴(161a-1)가 타워(T) 방향으로 향하거나 타워(T)로부터 멀어질 수 있도록 한다.
상기 제1가압실린더암(161b-2)은 상기 제1가압실린더(161b-1)의 작동에 따라 제1가압실린더(161b-1)로부터 돌출되거나 제1가압실린더(161b-1)에 인입되는 구성으로, 상기 제1슬라이딩부(161c)의 후술할 슬라이딩부재(161c-2)와 연결되어 가이드봉(161c-1)을 따라 슬라이딩될 수 있도록 한다. 따라서, 타워(T)의 다양한 굴곡에도 제1승강바퀴(161a-1)가 자연스럽게 타워(T)에 압착되어 안정적인 이동이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제1슬라이딩부(161c)는 상기 제1승강바퀴(161a-1)와 상기 제1가압부(161b) 사이에 형성되어 상기 제1승강바퀴(161a-1)의 회전이 가능하도록 하는 구성으로, 타워(T)의 크기와 굴곡에도 제1승강바퀴(161a-1)가 타워(T)에 압착될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 제1슬라이딩부(161c)는 상기 제1승강바퀴(161a-1) 및 제1가압실린더암(161b-2)을 연결하는 제1가이드봉(161c-1), 상기 가이드봉(161c-1)에 삽입되어 슬라이딩되며 상기 제1가압실린더암(161b-2)과 회전가능하도록 연결되는 제1슬라이딩부재(161c-2), 제1가이드봉(161c-1)이 제1승강바퀴(161a-1) 및 지지프레임(13)에 회전가능하게 연결되도록 하는 힌지부재(161c-3)를 포함한다. 따라서, 상기 제1슬라이딩부재(161c-2)는 상기 제1가압실린더암(161b-2)의 돌출 및 인입에 따라 제1가이드봉(161c-1)을 따라 자유롭게 슬라이딩 되며, 이를 통해 상기 제1승강바퀴(161a-1)의 원활한 회전이 가능하도록 한다. 따라서, 상기 제1승강바퀴(161a-1)는 타워(T)의 크기와 굴곡에 상관없이 타워(T)에 압착되어 안정적으로 승강될 수 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 풍력발전기 타워에 지지되어 타워를 따라 상하 이동하는 주구동부와; 타워를 둘러싸도록 형성되며, 상기 주구동부를 지지하는 지지프레임;을 포함하고,
    상기 주구동부는,
    서로 번갈아 타워에 부착되며 상하 방향으로 이동하는 전자석을 이용하여 승강되는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 풍력발전기 타워승강장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 승강부는
    서로 번갈아 승강되는 제1승강부 및 제2승강부와, 상기 제1,2승강부를 구동시키는 승강구동수단과, 상기 제1,2승강부 및 승강구동수단을 지지하는 승강판을 포함하고,
    상기 제1승강부 및 제2승강부 중 하나의 승강부에 형성된 전자석만이 타워에 부착되도록 하며,
    상기 승강구동수단은,
    타워에 부착된 승강부를 통해서는 지지프레임이 승강되고, 타워에 부착되지 않은 승강부를 통해서는 전자석이 지지프레임과 동일한 방향으로 승강되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1,2승강부는
    각각 자력에 의해 타워에 부착되는 전자석; 전자석과 결합하여 함께 승강되며, 승강봉을 따라 상하 이동하는 승강부재; 상하 방향으로 형성되어 승강부재가 삽입되며, 회전에 따라 승강부재가 상하 이동하도록 하는 승강봉;을 포함하고,
    상기 제1,2승강부의 승강봉은 회전에 따라 각각의 전자석을 반대방향으로 승강시키도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 승강구동수단은
    상기 승강봉을 회전시키는 구동력을 발생시키는 승강구동모터와; 상기 승강구동모터의 구동에 따라 함께 회전하는 구동스프라켓과; 상기 승강봉에 형성되며, 구동스프라켓의 회전력을 전달받아 회전하는 종동스프라켓;을 포함하고,
    상기 종동스프라켓은,
    상기 제1승강부에 형성되는 제1종동스프라켓과, 제2승강부에 형성되는 제2종동스프라켓을 포함하며,
    상기 제1종동스프라켓은 한 쌍으로 형성되어 하나는 구동스프라켓에, 다른 하나는 제2종동스프라켓에 형성되어 제1종동스프라켓과 제2종동스프라켓이 동시에 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 전자석은
    상기 승강부재에 상하 방향의 회전이 가능하도록 결합하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 주구동부는
    상기 승강판의 상하 방향 회전이 가능하도록 하는 회전부를 포함하고,
    상기 회전부는,
    상기 승강판의 상측 또는 하측 일 지점에 연결되어 회전실린더로부터의 돌출 및 삽입에 따라 상기 승강판을 상하 방향으로 회전시키는 회전실린더암과, 상기 회전실린더암을 밀거나 당기는 구동력을 제공하는 회전실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 주구동부는
    상기 승강판을 타워 방향으로 전진 또는 후진하도록 하는 전후이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 승강장치는
    상기 주구동부의 동작 불능시 비상용으로 승강장치를 승강시킬 수 있도록 하는 보조구동부를 포함하고,
    상기 보조구동부는,
    승강장치에 수용되어 와이어를 감거나 푸는 윈치드럼과; 윈치드럼과 풍력발전기의 너셀에 감긴 와이어를 지지하는 와이어가이드도르래와; 상기 윈치드럼을 작동시켜 승강장치를 승강시키는 비상용조절버튼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 승강부는
    타워의 사방에 하나씩 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 승강부는
    4개의 승강부 중 한 쌍의 승강부의 전자석만이 타워에 부착되도록 하며,
    타워에 부착된 전자석에 의해서는 지지프레임이 승강되고, 타워에 부착되지 않은 전자석은 지지프레임과 동일한 방향으로 승강되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 타워승강장치.
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