KR100588078B1 - 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치 - Google Patents

냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치 Download PDF

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KR100588078B1
KR100588078B1 KR1020050035951A KR20050035951A KR100588078B1 KR 100588078 B1 KR100588078 B1 KR 100588078B1 KR 1020050035951 A KR1020050035951 A KR 1020050035951A KR 20050035951 A KR20050035951 A KR 20050035951A KR 100588078 B1 KR100588078 B1 KR 100588078B1
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cooling tower
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주식회사 성도
신국선
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Abstract

본 발명은 냉각탑의 팬스택 내측에 설치되어 회전되는 팬의 불균형을 검사하기 위한 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치를 제공한다. 이와 같은 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치는 프레임, 세팅 유니트, 다수개의 서포팅 유니트, 디스플레이 유니트를 구비하여 이루어진다. 프레임은 상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치된다. 세팅 유니트는 프레임의 상부에 위치되어 팬이 평행하게 놓이도록 하여 팬을 지지한다. 다수개의 서포팅 유니트는 로드셀이 설치되어 세팅 유니트에 대해 등간격으로 배치되고, 프레임에 결합되어 세팅 유니트로부터의 하중이 로드셀에 작용되도록 세팅 유니트를 지지한다. 디스플레이 유니트는 다수개의 서포팅 유니트의 각 로드셀로부터 측정값을 입력받아 보여준다.

Description

냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치{FAN BALANCING TESTING APPRATUS FOR COOLING TOWER}
도 1은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치가 대상으로 하는 팬의 일례를 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치를 설명하기 위해 주요 부분을 절단하여 보여주는 도면;
도 4는 도 3에서 보인 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치의 평면도;
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 서포팅 유니트를 설명하기 위한 도면들;
도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 서포팅 유니트의 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 팬(fan) 2 : 허브(hub)
3 : 샤프트 홀 4 : 블레이드(blade)
10 : (냉각탑 팬) 밸런싱 (검사)장치
20 : 프레임(frame) 22 : 측판
24 : 바닥판 30 : 세팅 유니트(setting unit)
32 : 세팅 플레이트(setting plate)
34 : 배럴(barrel) 36 : 샤프트(shaft)
38 : 스텝 모터(step motor) 40 : (하부) 세팅 휠(setting wheel)
41, 43 : 경사면 42 : (상부) 세팅 휠
50 : 서포팅 유니트(supporting unit)
51 : 로드셀(load cell) 52 : 로드 샤프트(load shaft)
54 : 홀더(holder) 60 : 로드 블록
62 : 로드 블록 바디 64, 64' : 베어링 결합바
66, 66' : 베어링 70 : 서포팅 블록
72, 72' : 수직 플레이트 74 : 수평 플레이트
76, 78 : 결합홈 80 : 브이블록(V-block)
82 : (브이블록) 하면 90 : 쐐기 블록
92 : (쐐기 블록) 하면 100 : 나사축
102 : 미들 플레이트(middle plate)
104 : 연결바 106 : 핸들
120 : 베이스 플레이트
본 발명은 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 강제 송풍식 냉각탑에 사용되는 팬의 불균형을 검사하여 조절할 수 있도록 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에 관한 것이다.
최근 건축물의 대형화로 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위해서는 건물의 공기 조절 장치가 필수적으로 필요하다. 또한 산업현장에서도 다량의 냉각수를 필요로 하게 되는데, 양질의 공업용수를 대량으로 계속해서 공급하기란 곤란한 점이 많아서 부족한 수자원을 보호하고 재생하는 차원에서 일반적으로 일단 사용하여 온도가 올라간 물을 냉각해서 다시 사용하고 있다.
이때 대규모의 냉각조작을 위해 주로 냉각탑이 사용된다. 통상 냉각탑에서의 냉각은 물과 공기의 온도차를 이용하는 열전달에 의한 감열과 물 자신의 증발을 이용하는 물질 전달에 의한 잠열의 두 가지 작용으로 행해진다. 이중에서 특히 효과가 큰 것은 물의 증발이며, 이 효과를 최대한 발휘시키기 위해서는 물과 공기의 상대속도, 접촉면적 및 접촉시간 등을 증대시키는 것이 필요한데, 이를 위하여 최근 가장 많이 사용되는 것이 강제 송풍식 냉각탑이다. 통상 강제 송풍식 냉각탑은 크게 축류팬(Axial Fan), 감속장치(Speed Reducing Device), 물분배계통(Water Distribution System), 비산제거기(Drift Eliminator), 충진제(Fill), 팬스택(Fan Stack), 케이싱(Casing), 하부수조(Water Basin), 구동 모터(Motor)로 이루어진다.
이와 같은 강제 송풍식 냉각탑은 온수를 충진물 위로 분산시켜 충진물 표면을 흐르게 한 후에 팬을 이용하여 충진물 주위에 공기를 강제로 송풍시키면 공기와 온수의 열전달에 의하여 온수의 냉각작용이 이루어진다. 팬을 이용한 강제 송풍식 냉각탑은 자연통풍에 의존하지 않고, 송풍기를 사용하여 공기를 유동시키기 때문에 냉각효과가 크고, 성능이 안정되며, 소형 경량화 할 수 있는 이점이 있으므로 산업용 및 공기 조화용으로 가장 많이 쓰이고 있는 냉각장치이다.
한편 이와 같이 널리 사용되고 있는 강제 송풍식 냉각탑에 있어서 대두되고 있는 문제점은 소음 및 진동의 발생이다. 이와 같은 소음 및 진동의 원인에는 다양한 형태가 제시되고 있는데, 대표적으로 냉각탑 진동의 주원인은 40%정도가 회전체의 불균형에 의해서 일어나는 것으로 알려져 있다.
본 출원인은 대한민국 특허출원 제 10-2003-0098417호 "냉각탑의 팬스택"을 통해 팬스택의 진원도를 일정하게 조정하여 팬스택의 진동을 완화시킬 수 있는 기술을 제안한 바 있다. 이와 같이 본 출원인이 선출원을 통해 제안한 기술은 냉각탑에 있어서 대두되고 있는 소음 및 진동의 문제점을 팬스택의 보완을 통해 줄이고자 하였지만, 냉각탑 진동의 주원인인 회전체의 불균형 문제를 극복해야 할 필요성을 갖게 되었다.
그러나 현재까지 냉각탑의 회전체인 팬의 불균형 문제를 해결하기 위한 검사장치는 제안되지 않고 있다. 통상 냉각탑용 팬의 밸런싱 검사는 팬을 조립하여 축상에 팬을 설치한 다음, 팬을 회전시키면서 수작업을 통해 이루어지고 있다. 따라서 종래 냉각탑용 팬의 밸런싱 검사에 의한 조절방법은 작업자의 숙련도에 따라 큰 형향을 받게 되고 정확한 불균형 양을 파악할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 본 출원인이 선출원을 통해 제안한 기술과 더불어 냉각탑 진동의 주원인으로 알려져 있는 회전체의 불균형에 의해서 발생되는 진동을 감소시킬 수 있도록 하기 위해 팬의 불균형을 검사하여 조절할 수 있도록 하는 새로운 형태의 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 냉각탑의 팬스택 내측에 설치되어 회전되는 팬의 불균형을 검사하기 위한 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에 있어서, 상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치되는 프레임과; 상기 프레임의 상부에 위치되어 상기 팬이 평행하게 놓이도록 하여 상기 팬을 지지하는 세팅 유니트와; 로드셀이 설치되어 상기 세팅 유니트에 대해 등간격으로 배치되고, 상기 프레임에 결합되어 상기 세팅 유니트로부터의 하중이 상기 로드셀에 작용되도록 상기 세팅 유니트를 지지하는 다수개의 서포팅 유니트 및; 상기 다수개의 서포팅 유니트의 각 로드셀로부터 측정값을 입력받아 보여주는 디스플레이 유니트를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 프레임은 3개의 다리가 등간격으로 분기되어 형성되므로써 지면에 대해 3점 지지가 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 세팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리에 대해 중심에 위치되도록 설치되고, 상기 팬의 허브의 샤프트 홀에 결합되어 상기 허브를 지지할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 다수개의 서포팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리와 대응되도록 3개의 서포팅 유니트로 이루어지고, 각 서포팅 유니트는 상기 3개의 다리의 각 중심축선상에 놓이도록 설치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 세팅 유니트는 상기 서포팅 유니트의 상면에 놓여 지지되는 세팅 플레이트와, 상기 세팅 플레이트의 중심축상에 수직으로 결합되는 배럴 및, 상기 배럴의 내측으로 수직되게 배치되고, 상기 배럴의 내측에 결합되는 베어링에 지지되어 상기 배럴에 대해 회동가능하도록 설치되는 샤프트를 구비하여, 상기 팬은 상기 허브의 샤프트 홀을 통해 상기 샤프트에 지지되어 회동시킬 수 있도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 세팅 유니트는 스텝 모터를 더 구비하고, 상기 스텝 모터는 상기 배럴의 하부에서 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트를 정해진 각도로 회동시킬 수 있도록 할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 냉각탑의 팬스택 내측에 설치되어 회전되는 팬의 불균형을 검사하기 위한 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에 있어서, 상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치되는 프레임과; 상기 프레임의 상부에 위치되어 상기 팬의 허브의 샤프트 홀에 결합되어 상기 허브를 지지하므로써 상기 팬이 평행하게 놓여 위치되도록 하는 세팅 유니트와; 로드셀이 설치되어 상기 세팅 유니트에 대해 등간격으로 배치되고, 상기 프레임에 결합되어 상기 세팅 유니트로부터의 하중이 상기 로드셀에 작용되도록 상기 세팅 유니트를 지지하는 다수개의 서포팅 유니트 및; 상기 다수개의 서포팅 유니트의 각 로드셀로부터 측정값을 입력받아 보여주는 디스플레이 유니트를 포함하되; 상기 세팅 유니트는 상기 서포팅 유니트의 상면에 놓여 지지되는 세팅 플레이트와, 상기 세팅 플레이트의 중심축상에 수직으로 결합되는 배럴과, 상기 배럴의 내측으로 수직되게 배치되고, 상기 배럴의 내측에 결합되는 베어링에 지지되어 상기 배럴에 대해 회동가능하도록 설치되는 샤프트 및, 상기 배럴의 하부에서 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트를 전기적으로 회동시키기 위한 스텝 모터를 구비하여 구비하여, 상기 팬은 상기 허브의 샤프트 홀을 통해 상기 샤프트에 지지되어 상기 스텝 모터에 의해 정해진 각도로 회동시킬 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 다수개의 서포팅 유니트 각각은 상기 세팅 플레이트의 하부에 결합된 홀더에 의해 일측이 지지되는 로드 샤프트와, 상기 로드 샤프트와 대응되는 위치에서 상기 로드셀의 상부에 결합되고, 상기 로드 샤프트의 양측 외주면으로 상기 로드 샤프트와 접촉되도록 형성되는 로드 블록과, 상기 프레임에 결합된 서포팅 블록상에 상하로 슬라이딩 가능하도록 결합되어 상기 로드 샤프트의 타측을 지지하고, 하면이 경사지도록 형성되는 브이블록 및, 상기 서포팅 블록상에 전후방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 상면이 상기 브이블록의 하면과 대응되도록 경사져 형성되어 상기 브이블록을 지지하는 쐐기 블록을 구비하여, 상기 쐐기 블록을 전방향으로 이동시키므로써 상기 브이블록이 상방향으로 이동되도록 하여 상기 세팅 유니트가 상기 로드셀로부터 이격되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 세팅 유니트는 중심에 형성된 관통홀을 통해 상기 샤프트에 삽입되어 결합되므로써 하면이 상기 배럴에 지지되고, 상면이 원뿔형으로 형성되는 세팅 휠을 구비하여, 상기 허브의 샤프트 홀에 결합되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 상기 프레임은 3개의 다리가 등간격으로 분기되어 형성되므로써 지면에 대해 3점 지지가 이루어지도록 하고, 상기 세팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리에 대해 중심에 위치되도록 설치되며, 상기 다수개의 서포팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리와 대응되도록 3개의 서포팅 유니트로 이루어지고, 각 서포팅 유니트는 상기 3개의 다리의 각 중심축선상에 놓이도록 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치는 제조된 팬에서 회전축에 대하여 비대칭인 부분을 확인할 수 있도록 하여 이를 보정할 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
회전되는 물체는 반드시 원심력을 갖게 되는데, 이 원심력이 회전축에 대하여 비대칭인 경우 회전축이 진동하게 되고, 이러한 상태를 불균형(Unbalance)이라고 한다. 실제로 기계를 만드는 경우 재료의 질량분포가 이상적일 수 없고, 가공을 잘 하였다고 하더라도 반드시 오차는 있게 마련이다. 이러한 경우에 무게중심은 회전축 밖에 있게 되는데, 이것을 편심 혹은 편중심이라고 한다. 이 편심량을 불균형이라고 하고 그 크기는 다음과 같이 나타낸다.
U = eM {U : 불균형량(μ.kg), e : 편심거리(μ), M = 회전체의 질량(kg)}
따라서 불균형의 크기는 편심이 클수록, 회전체의 질량이 많을수록 증가하며, 불균형량의 단위(g.mm; g.cm; Kg.mm; Kg.cm 등)는 무게에 편심거리를 곱한 양으로 표시한다.
또한 불균형량을 수정하려면 불균형량을 측정하여야 하고, 그 결과에 따라 비대칭적 무게편차를 더하거나 제거하면서 편심거리를 최소화하도록 한다. 측정된 불균형량은 회전축을 중심으로 일정한 각도와 거리를 갖게 되는데, 그 각도의 방향에서 거리에 상당하는 질량을 더하거나, 혹은 180도 반대 방향에서 질량을 빼거나 하면 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 밸런싱 검사장치의 적용에 있어서 냉각탑용 팬을 예시로 하여 설명하였지만, 실제로 본 발명에 따른 밸런싱 검사장치는 직경에 대한 높이의 비가 적고 저속회전하는 회전체와 같이 정적인 불균형을 없애는 것만으로 충분한 회전체의 진동을 감소시킬 수 있는 제품에 적용될 수 있다. 예컨대, 도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치가 대상으로 하는 팬(1)은 허브(2)와 블레이드(4)로 이루어지고, 허브(2)에 형성된 샤트프 홀(3)을 통해 냉각탑의 회전축에 수평으로 결합된다. 따라서 본 발명에 따른 밸런싱 검사장치는 허브(2)와 블레이드(4)가 결합된 전체적인 팬(1)의 불균형을 확인할 수 있고, 블레이드(4)가 결합되지 않은 허브(2)만을 그 대상으로 할 수 있는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 다른 팬 밸런싱 검사장치(10)는 프레임(20), 세팅 유니트(30), 다수개의 서포팅 유니트(50) 및 디스플레이 유니트를 구비하여 이루어진다. 프레임(20)은 상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치되고, 세팅 유니트(30)는 프레임(20)의 상부에 위치되어 팬(1)이 평행하게 놓이도록 하여 팬(1)을 지지한다. 그리고 다수개의 서포팅 유니트(50)는 로드셀이 설치되어 세팅 유니트(30)에 대해 등간격으로 배치되고, 프레임(20)에 결합되어 세팅 유니트(30)로부터의 하중이 로드셀에 작용되도록 세팅 유니트(30)를 지지한다. 디스플레이 유니트는 통상 컴퓨터를 사용하고, 서포팅 유니트(50)의 각 로드셀로부터 측정값을 입력받아 보여준다. 이때 본 발명에서는 대상으로 하지는 않았지만, 디스플레이 유니트는 각 로드셀로부터 입력된 측정값을 연산처리하여 모멘트에 대한 계산결과 및 회전축에 대한 적합한 밸런스 조정값을 산출하여 그 결과치를 보여주도록 짜여진 프로그램을 탑재하여 적용할 수 있을 것이다.
한편 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예는 이와 같은 기본적인 구성을 갖는 본 발명에 따른 팬 밸런싱 검사장치를 기본으로 초기 불균형 발생의 문제점과 필요한 측정값의 정확한 데이터를 제공할 수 있도록 하기 위한 다양한 기술적 구성을 갖는 팬 밸런싱 검사장치를 제공한다. 여기서 초기불균형이란 완성된 회전체를 처음 측정하거나, 혹은 운전시간(측정시간)이 어느 정도 경과하여 그 상태가 변한 경우에 불균형양이 있게 되는데, 이와 같이 측정전의 불균형을 초기불균형이라 한다. 초기 불균형량을 모르는 상태에서는 측정시에 대단히 조심하여야 하는데, 의외로 초기 불균형량이 클 경우에 검사장치가 손상되거나 사람을 다치게 할 수도 있 기 때문이다. 이와 같은 초기 불균형에 대한 고려는, 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팬 밸런싱 검사장치에서, 서포팅 유니트(50)의 기술적 구성에서 주로 고려될 것이다.
그리고 밸런싱 검사장치는 측정물(팬)의 무게, 측정물 중심에서 동일한 범위내의 하중이 측정값으로 나와야 하는데, 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팬 밸런싱 검사장치는 프레임(20), 세팅 유니트(30)의 기술적 구성을 통해 이와 같은 측정값의 정도를 더욱 높일 수 있도록 한다.
또한 팬 등의 회전체는 회전하면 동적인 불균형을 야기시키게 되는 특징이 있기 때문에 회전시키면서 밸런스를 볼수 없거나 매우 곤란한데, 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예와 같이 팬을 지지하는 세팅 유니트(30)를 통해 팬을 회전시키도록 구성되므써 본 발명에 따른 밸런싱 검사장치는 이런 경우에도 적용할 수 있는 것이다.
본 발명에 의한 냉각탑용 팬 밸런싱 장치는 종래 작업자의 감각에 의해 팬의 밸런싱 조정이 이루어진 점을 개선하여 정량적으로 제공되는 측정값에 근거하여 팬의 밸런싱을 조정할 수 있도록 하므로써 작업자의 숙련도와 관계없이 팬의 불균형 문제점을 해결할 수 있어 팬의 품질향상을 도모할 수 있다. 또한 정확한 데이터에 의한 불균형 문제의 개선이 이루어지므로 추후 발생될 수 있는 블레이드 교환 등의 유지보수시 신속한 대처가 가능하고, 보수 후에 발생되는 2차 밸런싱 조정의 문제점을 해소할 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런 싱 장치는 초기 불균형에 대한 고려와 데이터의 안정화에 대한 고려가 함께 적용되어 구성되므로 장비의 안정성이 높아 그에 따른 밸런싱 작업의 신뢰성을 확보할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 7b에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 7b에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 주 요소들의 결합ㆍ고정을 위한 보강 리브(판), 볼트 및 나사, 홀, 와셔, 너트 등의 도시; 구동 메커니즘에 통상 적용되는 베어링, 멈춤링, 멈춤 볼트, 윤활 주입구조; 시스템을 구축하기 위한 케이블의 연결구조 등의 통상적인 기술적 구성은 간략히 하거나 생략하였으며, 일반적인 계측기의 기본적인 구성, 작용 및 설치 등에 대한 기술로부터 이 분야의 종사자들이 통상적으로 알 수 있는 부분들의 도시는 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 특히, 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이 하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치를 설명하기 위해 주요 부분을 절단하여 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3에서 보인 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치의 평면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 서포팅 유니트를 설명하기 위한 도면들이고, 도 6a 내지 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에서 서포팅 유니트의 작용을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸런싱 검사장치(10)는 평면상에 3개의 로드셀(51, 센서)를 중심축(팬의 회전축)에 대해 동일한 반경 그리고 정확하게 등분된 위치에 설치하여, 각 로드셀로부터 측정된 측정값으로 모멘트를 구하고 합성하므로써 팬의 무게와 무게중심을 알 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)는 프레임(20), 세팅 유니트(30), 다수개의 서포팅 유니트(50), 디스플레이 유니트(도시 않음)를 구비하여 이루어진다.
프레임(20)은 상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치된다. 여기서 프레임(20)은, 도 4에서 보는 바와 같이, 3개의 다리가 등간격으로 분기되어 형성되므로써 지면에 대해 3점 지지가 이루어지도록 하여 정확한 중심을 잡을 수 있도록 한다. 이와 같은 프레임(20)은 측판(22)과 바닥판(24)으로 이루어진다. 이 프레임(20)의 중심부분에는 베이스 플레이트(120)가 설치되어 평편한 면을 유지하도록한다. 이 베이스 플레이트(120)는 측판(22)의 상부에 결합되어 베이스 플레이트(120) 상으로 설치되는 세팅 유니트(30), 서포팅 유니트(50)의 정밀도를 유지할 수 있도록 한다.
세팅 유니트(30)는 프레임(20)의 상부{베이스 플레이트(120)}에 위치되어 팬(1)의 허브(2)의 샤프트 홀(3)에 결합되어 허브(2)를 지지하므로써 팬(1)이 평행하게 놓여 위치되도록 한다. 이 세팅 유니트(30)는 검사를 위한 팬(1)의 중심축과 밸런싱 장치(10)의 중심이 일치하도록 하고, 팬(1)의 회동에 의해 팬(1)의 위치가 변화되었을 때 정확한 측정값을 얻을 수 있도록 하고, 반복적인 측정값을 얻을 수 있도록 한다. 이를 위해 본 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)에서 세팅 유니트(30)는 세팅 플레이트(32), 배럴(34) 및 샤프트(36)를 구비하여 팬(1)을 허브(2)의 샤프트 홀(3)을 통해 샤프트(36)에 의해 지지되도록 하여 회동시킬 수 있도록 한다. 세팅 플레이트(32)는 서포팅 유니트(50)의 상면에 놓여 지지된다. 배럴(34)은 세팅 플레이트(32)의 중심축상에 수직으로 결합된다. 샤프트(36)는 배럴(34)의 내측으로 수직되게 배치되고, 배럴(34)의 내측에 결합되는 베어링에 지지되어 배럴(34)에 대해 회동가능하도록 설치된다. 특히 본 실시예에서는 스텝 모터(38)를 배럴(34)의 하부에서 샤프트(36)에 결합되도록 하여 샤프트(36)를 정해진 각도로 회동시킬 수 있도록 하므로써 팬(1) 도는 허브(2)를 자동으로 일정각도씩 회전시키면서 측정값을 얻을 수 있도록 한다. 또한 이 세팅 유니트(30)는 하부 세팅 휠(40)과 상부 세팅 힐(42)을 구비하여 팬(1)의 허브(2)를 고정하여 팬(1)이 장착된 후 유동을 방지한다. 이와 같은 상하부 세팅 휠(40, 42)은 중심에 형성된 관통홀을 통해 샤프트(36)에 삽입되어 결합된다. 본 실시예에서 하부 세팅 휠(40)은 하면이 배럴(34)에 지지되도록 하였고, 상부 세팅 휠(42)은 나사로 샤프트(36)에 결합되어 허브(2)를 고정하도록 하였따. 이때 상부 세팅 휠(42)은 다른 형태의 무게 추를 적용할 수 있을 것이다. 상하부 세팅 휠(40, 42)의 상면은 원뿔형으로 형성되는 경사면(41, 43)이 되도록 한다. 이와 같은 이유로 특히 하부 세팅 휠(42)은 허브(2)의 샤프트 홀(3)과 일치되는 중심에 결합되므로 허브(2)의 중심축이 밸런싱 장치(10)의 전체 중심과 일치된다.
다수개의 서포팅 유니트(50)는 로드셀(51)이 설치되어 세팅 유니트(30)에 대해 등간격으로 배치되고, 프레임(20)에 결합되어 세팅 유니트(30)로부터의 하중이 로드셀(51)에 작용되도록 세팅 유니트(30)를 지지한다. 특히 본 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)는 다수개의 서포팅 유니트(50)가 프레임(20)의 3개의 다리와 대응되도록 3개의 서포팅 유니트로 이루어지고, 각 서포팅 유니트(50)는 프레임(20)의 3개의 다리의 각 중심축선상에 놓이도록 설치되어 팬(1)의 중심축과 일치되도록 한다. 이 다수개의 서포팅 유니트(50)는 세팅 유니트(30)에 결합된 팬(1)으로부터 작용되는 하중이 안정적으로 로드셀(51)에 전달되도록 하고, 팬(1)을 밸런싱 장치(10)에 로딩하고 언로딩할 때의 충격 및 초기 불균형으로 인한 로드셀(51)의 파손을 방지할 수 있도록 한다. 이를 위해 다수개의 서포팅 유니트(50) 각각은, 도 5a 및 도 5b에서 보는 바와 같이, 로드 샤프트(52), 로드 블록(60), 브이블록(80), 쐐기 블록(90)을 구비하여 이루어진다. 로드 샤프트(52)는 세팅 플레이트(32)의 하부에 결합된 홀더(54)에 의해 일측이 지지되고, 타측이 브이블록(80)에 지지된다. 로드 블록(60)은 로브 블록 바디(62), 베어링 결합바(64, 64') 및 베어링(66, 66')을 구비하여 로드 샤프트(52)와 대응되는 위치에 설치된다. 이 로드 블록(60)의 바디(62)는 로드셀(51)의 상부에 결합되고, 베어링(66, 66')은 로드 샤프트(52)의 양측 외주면에 접촉되도록 베어링 결합바(64, 64')를 통해 로브 블록 바디(62)에 지지되어 결합되도록 하므로써 세팅 유니트(30)로부터 전달되는 하중이 로드셀(51)에 효과적으로 전달되도록 하면서 뜻하지 않게 발생되는 충격으로부터 로드셀(51)을 보호할 수 있도록 한다.
특히 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)는 3방향의 축상으로 배치되고 양측으로 베어링(66, 66')이 결합되는 로드 블록(80)을 적용하여 세팅 유니트(30)의 위치를 설정하게 되므로, 세팅 유니트(30) 및 팬(1)의 위치가 항상 제자리로 가기 때문에 정밀한 위치 결정을 획득할 수 있는 것이다.
이와 같은 구성에 의해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)는 서포팅 블록(70)에 의해 지지되는 브이블록(80)과 쐐기 블록(90)에 의해 세팅 유니트(30)로부터 작용되는 하중이 로드셀(51)에 걸리거나 끊기도록 한다. 이를 위해 서포팅 블록(70)은, 도 5a 및 도 5b에서 보는 바와 같이, 브이블록(80)이 결합되어 상하 운동되도록 하는 결합홈(76)과 쐐기 블록(90)을 전후 운동되도록 시키기 위한 메커니즘이 설치되는 미들 플레이트(102)가 결합시키기 위한 결합홈(78)이 형성되어 베이스 플레이트(120, 도 3 참조)에 고정결합되는 수직 플레이트(72, 72')의 상부를 수평 플레이트(74)로 고정하여 이루어진다. 그리고 브이블록(80)은 이와 같이 프레임(20)의 베이스 플레이트(120)에 결합된 서포팅 블록(70)상에 상하로 슬라이딩 가능하도록 결합되어 로드 샤프트(52)의 타측을 지지하고, 하면(82)이 경사지도록 형성된다. 쐐기 블록(90)은 서포팅 블록(70)상에 전후방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 상면(92)이 브이블록(80)의 하면(82)과 대응되도록 경사져 형성되어 브이블록(80)을 지지한다. 이와 같은 구성을 통해 미들 플레이트(102)를 통해 핸들(106)로부터 연장되는 연결바(104)에 결합된 나사축(100)을 핸들(106)로 회전시켜 쐐기 블록(90)을 전방향으로 이동시키므로써 브이블록(80)이 상방향으로 이동되도록 하여 세팅 유니트(30)가 로드셀(51)로부터 이격되도록 한다.
특히 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)는 3방향의 축상으로 배치되는 브이블록(80)이 적용하여 세팅 유니트(30)의 위치를 설정하게 되므로, 세팅 유니트(30) 및 팬(1)의 위치가 항상 제자리로 가기 때문에 정밀한 위치 결정을 획득할 수 있다.
도 3 및 도 6a 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밸런싱 장치(10)는 서포팅 유니트(50)를 통해 검사하고자 하는 팬(1){또는 허브(2)만 검사할 수 있다}이 놓이는 세팅 유니트(30)가 로드셀(51)로부터 떨어진 상태를 유지하도록 할 수 있다. 이와 같은 작용은 검사하고자 하는 팬(1) 또는 허브(2)를 착탈할 때 로드셀(51)에 작용되는 충격을 줄일 수 있는 장점이 있다.
먼저 도 6a와 팬(1) 또는 허브(2)가 완전히 장착시켜 측정할 때는 쐐기 블록(90)이 브이블록(80)을 단순히 지지하는 형태를 취하게 된다. 이때, 도 7a와 같이, 로드 샤프트(52)는 로드 블록(60)의 베어링(66, 66')과 밀착되는 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 도 6b와 같이 핸들(106)을 돌려 쐐기 블록(90)을 전진시키면 브이블록(80)은 서포팅 블록(70)상에서 상방향으로 이동하면서 로드 샤프트(52)를 들어 올리게 된다. 그러면, 도 7b에서 보는 바와 같이 로드 샤프트(52)는 로드 블록(60)의 베어링(66, 66')으로부터 이격되어, 세팅 유니트(30)로부터 작용되는 하중이 로드셀(51)로 전달되지 않도록 되는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경 이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 냉각탑용 팬 밸런싱 장치에 의하면, 종래 작업자의 감각에 의해 팬의 밸런싱 조정이 이루어진 점을 개선하여 정량적으로 제공되는 측정값에 근거하여 팬의 밸런싱을 조정할 수 있도록 하므로써 작업자의 숙련도와 관계없이 팬의 불균형 문제점을 해결할 수 있어 팬의 품질향상을 도모할 수 있다. 또한 정확한 데이터에 의한 불균형 문제의 개선이 이루어지므로 추후 발생될 수 있는 블레이드 교환 등의 유지보수시 신속한 대처가 가능하고, 보수 후에 발생되는 2차 밸런싱 조정의 문제점을 해소할 수 있다. 또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각탑용 팬 밸런싱 장치는 초기 불균형에 대한 고려와 데이터의 안정화에 대한 고려가 함께 적용되어 구성되므로 장비의 안정성이 높아 그에 따른 밸런싱 작업의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (10)

  1. 냉각탑의 팬스택 내측에 설치되어 회전되는 팬의 불균형을 검사하기 위한 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에 있어서,
    상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치되는 프레임과;
    상기 프레임의 상부에 위치되어 상기 팬이 평행하게 놓이도록 하여 상기 팬을 지지하는 세팅 유니트와;
    로드셀이 설치되어 상기 세팅 유니트에 대해 등간격으로 배치되고, 상기 프레임에 결합되어 상기 세팅 유니트로부터의 하중이 상기 로드셀에 작용되도록 상기 세팅 유니트를 지지하는 다수개의 서포팅 유니트 및;
    상기 다수개의 서포팅 유니트의 각 로드셀로부터 측정값을 입력받아 보여주는 디스플레이 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은 3개의 다리가 등간격으로 분기되어 형성되므로써 지면에 대해 3점 지지가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리에 대해 중심에 위치되도록 설 치되고, 상기 팬의 허브의 샤프트 홀에 결합되어 상기 허브를 지지하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수개의 서포팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리와 대응되도록 3개의 서포팅 유니트로 이루어지고, 각 서포팅 유니트는 상기 3개의 다리의 각 중심축선상에 놓이도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 세팅 유니트는 상기 서포팅 유니트의 상면에 놓여 지지되는 세팅 플레이트와,
    상기 세팅 플레이트의 중심축상에 수직으로 결합되는 배럴 및,
    상기 배럴의 내측으로 수직되게 배치되고, 상기 배럴의 내측에 결합되는 베어링에 지지되어 상기 배럴에 대해 회동가능하도록 설치되는 샤프트를 구비하여, 상기 팬은 상기 허브의 샤프트 홀을 통해 상기 샤프트에 지지되어 회동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세팅 유니트는 스텝 모터를 더 구비하고, 상기 스텝 모터는 상기 배럴의 하부에서 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트를 정해진 각도로 회동시킬 수 있 도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  7. 냉각탑의 팬스택 내측에 설치되어 회전되는 팬의 불균형을 검사하기 위한 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치에 있어서,
    상면이 평행을 유지하도록 지면에 놓여 설치되는 프레임과;
    상기 프레임의 상부에 위치되어 상기 팬의 허브의 샤프트 홀에 결합되어 상기 허브를 지지하므로써 상기 팬이 평행하게 놓여 위치되도록 하는 세팅 유니트와;
    로드셀이 설치되어 상기 세팅 유니트에 대해 등간격으로 배치되고, 상기 프레임에 결합되어 상기 세팅 유니트로부터의 하중이 상기 로드셀에 작용되도록 상기 세팅 유니트를 지지하는 다수개의 서포팅 유니트 및;
    상기 다수개의 서포팅 유니트의 각 로드셀로부터 측정값을 입력받아 보여주는 디스플레이 유니트를 포함하되;
    상기 세팅 유니트는 상기 서포팅 유니트의 상면에 놓여 지지되는 세팅 플레이트와,
    상기 세팅 플레이트의 중심축상에 수직으로 결합되는 배럴과,
    상기 배럴의 내측으로 수직되게 배치되고, 상기 배럴의 내측에 결합되는 베어링에 지지되어 상기 배럴에 대해 회동가능하도록 설치되는 샤프트 및,
    상기 배럴의 하부에서 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트를 전기적으로 회동시키기 위한 스텝 모터를 구비하여 구비하여, 상기 팬은 상기 허브의 샤프트 홀을 통해 상기 샤프트에 지지되어 상기 스텝 모터에 의해 정해진 각도로 회동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수개의 서포팅 유니트 각각은 상기 세팅 플레이트의 하부에 결합된 홀더에 의해 일측이 지지되는 로드 샤프트와,
    상기 로드 샤프트와 대응되는 위치에서 상기 로드셀의 상부에 결합되고, 상기 로드 샤프트의 양측 외주면으로 상기 로드 샤프트와 접촉되도록 형성되는 로드 블록과,
    상기 프레임에 결합된 서포팅 블록상에 상하로 슬라이딩 가능하도록 결합되어 상기 로드 샤프트의 타측을 지지하고, 하면이 경사지도록 형성되는 브이블록 및;
    상기 서포팅 블록상에 전후방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 상면이 상기 브이블록의 하면과 대응되도록 경사져 형성되어 상기 브이블록을 지지하는 쐐기 블록을 구비하여, 상기 쐐기 블록을 전방향으로 이동시키므로써 상기 브이블록이 상방향으로 이동되도록 하여 상기 세팅 유니트가 상기 로드셀로부터 이격되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 세팅 유니트는 중심에 형성된 관통홀을 통해 상기 샤프트에 삽입되어 결합되므로써 하면이 상기 배럴에 지지되고, 상면이 원뿔형으로 형성되는 세팅 휠 을 구비하여, 상기 허브의 샤프트 홀에 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프레임은 3개의 다리가 등간격으로 분기되어 형성되므로써 지면에 대해 3점 지지가 이루어지도록 하고, 상기 세팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리에 대해 중심에 위치되도록 설치되며, 상기 다수개의 서포팅 유니트는 상기 프레임의 3개의 다리와 대응되도록 3개의 서포팅 유니트로 이루어지고, 각 서포팅 유니트는 상기 3개의 다리의 각 중심축선상에 놓이도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 팬 밸런싱 검사장치.
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