KR101080276B1 - 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화력발전소 등에서 사용되는 발전기 터빈의 온도감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전기 터빈의 베어링을 철거하는 경우 온도감지장치 또한 분리하여야 하는데 이때 베어링 고정체에 고정되는 부분과 분리되는 부분에 커넥터를 도입하여 탈착이 용이하게 함은 물론, 상호 결합되는 외부체와 내부체로 이루어진 커플러를 통하여 터빈 베어링 고정체에 설치되도록 함으로써 설치편리성을 추구하고 오일이 침투하여 케이블의 절연이 파괴되어 온도감지 기능이 유지되지 못하는 상황을 방지할 수 있도록 한 온도감지장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치는 케이블을 구비한 메탈프로브; 고정체에 결합되는 볼트부를 갖고, 후방에 케이블 고정부를 갖는 커플러; 및 상기 커플러 전단 및 상기 메탈프로브의 케이블 후단에 각각 구비된 암수 연결체로 이루어진 커넥터;를 포함하여 이루어진다.

터빈, 온도, 감지, 프로브, 커플러, 커넥터, 탈착, 철거, 오일 침투

Description

탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치{METAL THERMOCOUPLE FOR TURBINE}

본 발명은 화력발전소 등에서 사용되는 발전기 터빈의 온도감지장치에 관한 것으로서,

보다 상세하게는 발전기 터빈의 베어링을 철거하는 경우 온도감지장치 또한 분리하여야 하는데 이때 베어링 고정체에 고정되는 부분과 분리되는 부분에 커넥터를 도입하여 탈착이 용이하게 함은 물론,

상호 결합되는 외부체와 내부체로 이루어진 커플러를 통하여 터빈 베어링 고정체에 설치되도록 함으로써 설치편리성을 추구하고 오일이 침투하여 케이블의 절연이 파괴되어 온도감지 기능이 유지되지 못하는 상황을 방지할 수 있도록 한 온도감지장치에 관한 것이다.

특허 제0552011호(2006년02월07일) [가스터빈의 온도감지장치]나,

실용신안등록 제0309999호(2003년03월27일) [가스터빈의 온도감지장치],

실용신안공개 제2009-0008771호(2009년09월01일) [가스터빈 후단 온도측정 장치]에서는

화력발전소나 복합화력발전소 등에서 사용되는 온도센서로써 안전성 및 장착 용이성 등과 관련된 기술을 제시하고 있으나 본 발명과의 직접적인 연관성을 낮다.

한편, 특허공개 제2005-0020605호(2005년03월04일) [발전기 회전자 축의 베어링 온도 감지기 설치구조]에서는

발전소용 발전기 및 대형 회전기기에 적용되어 미끄럼 베어링의 하중부 마찰온도 상승 측정을 위해 설치되는 발전기 회전자 축의 베어링 온도감지기 설치구조로,

베어링 손상에 의한 발전기의 불시 고장을 방지하면서 베어링의 수명을 연장시키는 개선된 베어링 온도감지기 설치구조를 제시하고 있다.

그러나 상기 공개특허에서는 베어링 철거시 등에 온도감지장치를 분리할 경우 장치 전체를 철거하고 새로 설치하여야 하는 불편함을 해소하는 방안을 제시하고 있지 않다.

이에 본 발명은 설치된 온도감지장치를 철거하는 경우에 메탈프로브 부분만을 분리하면 되도록 하여 탈착 편리성을 높인 온도감지장치를 제공하는 것을 목적 으로 한다.

또 본 발명은 상호 결합되는 외부체와 내부체로 이루어진 커플러를 통하여 터빈 벽체에 설치되도록 함으로써 설치편리성을 추구함과 아울러,

오일이 침투하여 케이블의 절연이 파괴되어 온도감지 기능이 유지되지 못하는 상황을 방지할 수 있도록 한 결합구조를 제시한 온도감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치는

케이블을 구비한 메탈프로브;

고정체에 결합되는 볼트부를 갖고, 후방에 케이블 고정부를 갖는 커플러; 및

상기 커플러 전단 및 상기 메탈프로브의 케이블 후단에 각각 구비된 암수 연결체로 이루어진 커넥터;를 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치는

상기 커플러가 상기 볼트부가 형성되고 중공을 갖는 외부체와, 상기 외부체의 중공에 결합되고, 양단에 케이블 고정부 및 암연결체를 갖는 내부체로 이루어지고,

상기 커플러의 고정부는 케이블 외피와의 사이에 이격틈새를 형성하고, 외부 에 나사부가 형성되어 있으며, 상기 이격틈새에 박히는 웨지타입 부싱과, 상기 나사부와 결합되어 상기 부싱을 가압하는 너트를 더 포함하고,

상기 커넥터는 상기 암연결체측에 구비된 나선부와, 상기 수연결체측에 구비되고 상기 나선부와 결합되어 암수연결체의 결합상태를 고정하는 암나사를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치는 설치된 온도감지장치를 철거하는 경우에 메탈프로브 부분만을 분리하된 되도록 하여 탈착 편리성을 높이고, 또 상호 결합되는 외부체와 내부체로 이루어진 커플러를 통하여 터빈 벽체에 설치되도록 함으로써 설치편리성을 추구함과 아울러, 오일이 침투하여 케이블의 절연이 파괴되어 온도감지 기능이 유지되지 못하는 상황을 방지할 수 있도록 한 결합구조를 제시할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 온도감지장치(T)는 발전소용 발전기 및 대형 회전기기에 적용되어 미끄럼 베어링의 하중부 마찰온도 상승 측정을 위한 것으로 제안된 것이나, 이에 의하여 본 발명이 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또 본 발명을 기술함에 있어 설명의 편의를 위하여 본 명세서에서는 온도감지장치(T)의 메탈프로브(10)측을 전방으로 정하고, 커플러(20) 쪽을 후방으로 정한다.

아울러 각 도면에서 나사결함을 위한 각종 암수 나선부는 구체적으로 반복된 나사산 형태로 도시하지 않고 편의상 직선화하여 도시하고 있다.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온도감지장치(T)는 크게 베어링의 온도를 측정하는 메탈프로브(10), 베어링을 감싸는 하우징에 해당하는 고정체(W)(통상 구형일 것이나 편의상 직선형태로 하고, 또 개략적으로 도시함)에 설치되는 커플러(20), 그리고 이 둘(10)(20)을 연결하고 상호 탈착가능한 암수 연결체(31)(33)로 구성된 커넥터(30)로 이루어진다.

도 1 및 도 2에서, 상기 메탈프로브(10)는 베어링과 직접 접촉하며, 케이블(C1)과 커넥터(30)를 거쳐 외부 케이블(C2)로 이어져 중앙제어반으로 온도측정값 을 전달하게 되며,

참조부호 11은 베어링 하우징에 해당하는 고정체에 결합되는 보조 고정볼트에 해당한다.

상기 케이블(C1)(C2)은 모두 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전도체를 감싸는 합성수지 1차 외피(Cj)와, 외피의 파손을 방지하고 강선을 직조하는 방식 등으로 제조된 보호커버(Cp)로 이루어진다.

다음으로 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 고정체(W)에 위치하는 커플러(20)는 기성 베어링 하우징의 결합구조와 크기를 고려하여 특정 구조를 가져야 하는데,

본 발명에서는 커넥터(30) 구조를 도입하면서도 기존 베어링 하우징에 해당하는 고정체(W)의 결합공에 맞게 제조하기 위하여

커플러(20)를 이중 구조로 하는 방안을 강구하였다.

즉, 고정체(W)에 결합되는 볼트부와 후방에 케이블(C2) 고정부를 필수적으로 가져야 하는데,

이를 상호 결합되는 외부체(20A)와 내부체(20B)로 하고,

상기 외부체(20A)는 걸림턱 및 공구 결합부 역할을 하는 플렌지(21b) 후방에 상기 볼트부(21)를 형성하고, 중공(21a)을 가지며,

상기 내부체(20B)는 상기 중공(21a)에 억지끼움식으로 결합되고,

양단에, 즉 후방에 케이블(C2) 고정부(23)를 갖고, 전방에 커넥터(30)를 이 루는 암연결체(31)가 배열되어 있다.

상기 외부체(20A)와 내부체(20B)는 결합의 확고성과 밀폐성(오일 침입-누출-케이블 외피(Cj) 파손방지 목적)을 확보하기 위하여 에폭시 수지 등을 도포하고 상호 결합하는 것이 바람직하다.

나아가 상기 커플러(20)의 내부체(20b) 후방의 고정부(23)는

외면에 나사부(23a)가 형성되어 있고,

케이블(C2) 외피, 보다 정확하게는 보호커버(Cp)와의 사이에 이격틈새(23b)를 형성하는데,

다시 케이블(C2) 결합상태의 확고성을 신장시키고 역시 밀폐성을 확보하기 위하여

상기 이격틈새(23b)에 박히는 웨지타입 부싱(25)과, 상기 나사부(23a)와 결합되어 상기 부싱(25)을 가압하여 틈새에 박히도록 하는 너트(23a)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

나아가 노후화된 베어링을 교체하기 위하여 철거시 온도감지장치(T)에서 메탈프로브(10)와 수연결체(33) 부분만을 분리할 수 있도록 하는 커넥터(30)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

상기 커넥터(30)와 관련하여 암수 연결체(33)의 도입 위치는 가변될 수 있으며, 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한해석 되어서는 안 된다.

먼저, 상기 커플러(20)의 내부체(20B) 전방에 배열된 암연결체(31)는

도 3의 정면도인 [A]와 전방 부분 절개 측면도인 [B]에서 확인할 수 있는 바와 같이,

외면에 나선부(31A)가 형성되어 있으며, 상호 맞물릴 수 있는 돌기(31P) 부분에 결합공(31h)이 복수개(4개) 형성되어 있다.

또 상기 나선부(31A)에 결합되는 암나사(35)(도 2 참조)와의 확고한 결합을 위하여 비원형 부에 해당하는 공구결합부(31t)가 형성되어 있고,

상기 결합공(31h)에 수연결체(33)의 결합핀(33p)이 정확하게 끼워지도록 하는 방향특정돌기(31a)가 형성되어 있다.

다음으로 메탈프로브(10)와 연결된 케이블(C1) 후단에 결합된 수연결체(33)는

도 2의 후방 부분 절개 측면도인 [A]와 배면도인 [B]에서 확인할 수 있는 바와 같이,

상기 암연결체(31)의 돌기(31P)와 결합되는 수용부(33H)를 갖고, 역시 암연결체(31)의 결합공(31h)에 끼워지는 결합핀(33p)을 가지며, 암연결체(31)의 방향특정돌기(31a)에 대응되는 방향특정홈(33a)이 수용부(33H) 외벽(33w)(도 2 [A] 참조)을 절개하여 형성되어 있다.

또 상기 암연결체(31)의 공구결합부(31t)에 대응되는 수연결체(33)의 공구결합부(33t)와 암나사(35)의 공구결합부(35t)가 형성되어 있어 보다 확고한 결합이 가능하며,

밀폐성을 위하여 적절한 위치에 패킹부재가 도입되는 것이 바람직한데, 도 2 에서 확인할 수 있는 바와 같이, 수연결체(33) 수용부(33H) 외벽(33w) 외측에 패킹부재(33b)가 배열되어 있다.

이러한 패킹부재의 위치는 가변되거나 다른 위치에 별도의 패킹부재가 더 도입되는 형태로 변화될 수 있다.

이상과 같은 커넥터(30)의 암수 연결체(31)(33)는 먼저 방향특정부재(31a)(33a)를 일치시켜서 결합공(31h)과 결합핀(33p)을 결합시키면, 다시 결합돌기(31P)와 수용부(33H)가 결합되는 형태여서, 이중 암수결합구조를 취하게 되고,

다시 수연결체(33) 측에 구속 결합된 암나사(35)를 제자리에서 회전시키면 암연결체(31) 외주면에 나선부(31A)와 결합되면서

나선부(31A)가 형성된 암연결체(31) 외벽(31w)(도 3 [B] 참조) 후단이 수연결체(33)의 패킹부재(33b)를 가압하게 되어 밀폐성이 향상되게 된다.

노후 베이렁 철거시 온도감지장치의 분해는 조립 순서 역순으로 진행하면 된다. 조립시 뿐 만아니라 해체시에도 각 공구결합부(31t)(33t)(35t)는 유용하게 활용된다.

이상의 설명에서 화력발전, 터빈, 베어링 설치구조, 베어링 하우징에 해당하는 고정체의 두께 및 형상, 온도측정 메커니즘 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 온도감지장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 온도감지장치의 설치상태 측면도.

도 2는 메탈프로브 및 커넥터의 수연결체를 도시한 도면.

도 3은 커플러 및 커넥터의 암연결체를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

T: 온도감지장치 C1,C2: 케이블

10: 메탈프로브 20: 커플러

20A: 외부체 21: 볼트부

20B: 내부체 23: 케이블 고정부

25: 부싱 27: 너트

30: 커넥터 31: 암연결체

31A: 나선부 33: 수연결체

35: 암나사

Claims (4)

1. 케이블을 구비한 메탈프로브;

   고정체에 결합되는 볼트부를 갖고, 후방에 케이블 고정부를 갖는 커플러; 및

   상기 커플러 전단 및 상기 메탈프로브의 케이블 후단에 각각 구비된 암수 연결체로 이루어진 커넥터;를 포함하여 이루어지되,

   상기 커플러는

   상기 볼트부가 형성되고 중공을 갖는 외부체와,

   상기 외부체의 중공에 결합되고, 양단에 케이블 고정부 및 암연결체를 갖는 내부체로 이루어진 것을 특징으로 하는 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 커플러의 케이블 고정부는 케이블 외피와의 사이에 이격틈새를 형성하고, 외부에 나사부가 형성되어 있으며,

   상기 이격틈새에 박히는 웨지타입 부싱과,

   상기 나사부와 결합되어 상기 부싱을 가압하는 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 커넥터는

   상기 암연결체측에 구비된 나선부와,

   상기 수연결체측에 구비되고 상기 나선부와 결합되어 암수연결체의 결합상태를 고정하는 암나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈착이 용이한 터빈 베어링 온도감지장치.

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