KR101169571B1 - 가스터빈로터의 그라인딩장치 - Google Patents

Abstract

가스터빈로터의 그라인딩장치가 개시된다. 개시된 발명은 가스터빈로터에 장착된 버켓의 블레이드를 연마하는 휠 그라인더(100), 휠 그라인더(100)를 회전시키는 모터(102), 모터(102)가 설치되고 블레이드 측방에 회전가능하게 설치됨으로써 블레이드의 외주면 가공각도에 맞게 그라인더의 접촉각 조절을 가능케 하는 회전판(110), 및 회전판(110)이 회전가능하게 설치된 베이스(115)를 포함한다. 이와 같은 본 발명은 모터(102)와 휠(105)이 360도 회전이 되도록 구성되어 블레이드의 각 단의 팁 각도에 맞게 그라인더를 맞출 수 있으며, 모터(102) 스핀들과 평행 왕복 운동을 할 수 있도록 드레서 베드(142)를 설치하여 작업 중 쉽게 그라인더에 대한 드레싱 작업을 수행할 수 있는 있는 효과를 얻을 수 있다.

휠 그라인더, 모터, 회전판, 베이스, 드레서

Description

가스터빈로터의 그라인딩장치{Grinding Device for Blades of Gas Turbine Rotor}

본 발명은 가스터빈로터의 그라인딩장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터빈로터의 블레이드 팁의 각도에 맞게 블레이드의 단부를 가공하는 가스터빈로터의 그라인딩장치에 관한 것이다.

터빈은 보일러 또는 증기발생기에서 생성된 증기의 열에너지를 기계적에너지로 변환하여 발전기를 구동시킴으로써 전력을 생산하는데 사용될 수 있는 장치이다. 터빈은 증기의 유동에 의하여 회전하는 로터를 구비하고 있다.

로터는 증기의 흐름방향에 수직하게 설치되어 있다. 로터는 일체로 성형된 휠이 구비된 샤프트를 포함하며, 휠에는 그 휠의 원주, 즉 림에 장착된 버켓이 설치된다. 버켓에는 유선형의 단면 형상을 가지는 블레이드가 구비된다.

보일러 등에서 생성된 증기가 블레이드를 통과하여 흐르면, 블레이드 상하면의 압력차에 의하여 회전력이 발생하게 됨으로써 로터는 한 방향으로 회전하게 된다.

버켓을 로터에 고정시키기 위한 종래의 기법으로는 도브테일(dovetail) 단면 형상의 림을 로터의 외주면에 형성하는 것으로서, 각각의 블레이드의 루트부(root) 부분은 블레이드가 로터에 고정되도록 림의 도브테일 영역과 상호 체결되는 상보적인 도브테일 특징부로 형성되어 있다.

한편, 발전설비의 부품인 가스 터빈 로터(Gas Turbine Rotor)에 블레이드와 버켓을 조립 한 후, 도면 치수와 같이 블레이드의 원주가공과 동시에 블레이드 팁의 각도를 맞춰주는 작업이 필요하다. 이와 같은 작업은 가스 터빈 로터(Gas Turbine Rotor)의 블레이드 컷 클리어런스(Blade Cut-Clearance)작업으로서, 각 단의 팁(Tip) 각도가 다르게 구성되도록 그라인딩 하는 것이다. 각 단의 그라인딩은 각 단에 맞는 그라인더 휠(Grinder Wheel)을 교환해 작업하여 수행한다.

따라서, 블레이드를 가공하기 위해서는 블레이드의 각 단의 팁 각도에 맞게 각도가 다르게 형성된 다량의 휠 보유가 필수적이다. 그런데, 휠 교환에는 시간이 소요되어 시간적인 손실이 발생된다.

그리고, 그라인딩 작업 중에는 휠을 청소하는 드레싱 작업도 병행해야 하는데, 드레싱 작업 시 그라인더가 장착되고 이동 가능한 캐리지를(Carriage) 드레서(Dresser) 위치까지 이동해야 하는 번거로움이 있다. 따라서, 드레싱 작업 시 드레서 위치까지 캐리지의 이동에 따른 시간손실이 발생한다.

이에, 그라인더 각도 변환 할 수 있도록 하여 휠 교환에 따른 손실방지가 필요하며, 모터 스핀들에 평행한 유동형 드레서 설치로 드레싱 시간을 단축해야 할 필요성이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터와 휠이 360도 회전이 되도록 구성되어 블레이드의 각 단의 팁 각도에 맞게 그라인더를 맞출 수 있으며, 모터 스핀들과 평행 왕복 운동을 할 수 있도록 드레서 베드를 설치하여 작업 중 쉽게 그라인더에 대한 드레싱 작업을 수행할 수 있는 가스터빈로터의 그라인딩장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 가스터빈로터의 그라인딩장치는 발전용 가스터빈로터에 있어서, 상기 가스터빈로터에 장착된 버켓의 블레이드를 연마하는 휠 그라인더, 상기 휠 그라인더를 회전시키는 모터, 상기 모터가 설치되고 상기 블레이드 측방에 회전가능하게 설치됨으로써 상기 블레이드의 외주면 가공각도에 맞게 상기 그라인더의 접촉각 조절을 가능케 하는 회전판, 및 상기 회전판이 회전가능하게 설치된 베이스를 포함한다.

여기서, 상기 휠 그라인더는 상기 모터의 축이 삽입되고 상기 모터의 축 단부 측으로 상기 모터의 축보다 내경이 커지면서 점차 경사지게 형성된 고정공을 포함하는 고정부싱, 상기 고정부싱에 체결되어 상기 고정부싱의 고정공에 삽입되고, 상기 고정공의 내주면에 대면하게 외주면이 경사지게 형성됨으로써 상기 고정부싱의 고정공을 가압부싱; 및 상기 고정부싱이 삽입되어 상기 고정부싱의 외주면에 맞게 끼워지는 원형의 연마석을 포함할 수 있다.

또한, 상기 모터의 축 단부에는 상기 연마석의 이탈을 방지하도록 상기 연마석의 측면을 지지하는 고정 캡이 체결된다.

그리고, 상기 회전판의 양측에는 상기 회전판을 고정하는 체결공이 형성되고, 상기 베이스에는 상기 체결공에 결합되는 조립공이 일정각도 간격으로 형성된다.

또한, 상기 베이스에는 상기 모터의 회전각을 알 수 있게 일정 각도 간격으로 지시침이 설치될 수 있다.

여기서, 상기 회전판에는 상기 그라인더의 눈 막힘을 제거하는 드레서가 상기 휠 그라인더에 대해 상하 좌우로 이동가능하게 설치된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 가스터빈로터의 그라인딩장치는 베이스에서 회전하는 회전판에 의해 모터와 휠이 360도 회전되도록 구성되어 블레이드의 각 단의 팁 각도에 맞게 그라인더를 맞출 수 있으며, 모터 스핀들과 평행 왕복 운동을 할 수 있도록 드레서 베드를 설치하고, 드레서 베드 상에서 드레서가 그라인더에 대해 이동하여 그라인더에 접촉이 가능하므로, 작업 중 쉽게 그라인더에 대한 드레싱 작업을 수행할 수 있는 가스터빈로터의 그라인딩장치를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 가스터빈로터의 그라인딩장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈로터의 그라인딩장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 단면도이며, 도 3은 도 1의 휠 그라인더(100)에 대한 확대도이고, 도 4는 도 1의 휠 그라인더(100)에 대한 작동 상태도이며, 도 5 및 도 6은 각각 도 1의 드레서(140)에 대한 측면도 및 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈로터의 그라인딩장치는 발전용 가스터빈로터의 블레이드 각단의 팁 각도에 맞게 조절되는 휠 그라인더(100), 모터(102), 휠 그라인더(100)를 회전시키기 위한 회전판(110) 및 베이스(115)를 포함한다.

휠 그라인더(100)는 가스터빈로터에 장착된 버켓의 블레이드를 연마하는 것으로서, 모터(102)의 축에 결합되어 고정되며, 모터(102)와 함께 베이스(115) 상에서 회전된다. 모터(102)는 회전판(110) 상에 고정되며, 회전판(110)과 함께 회전되고, 전원공급에 의해 구동되어 휠 그라인더(100)를 회전시킨다.

회전판(110)은 블레이드 측방에 회전가능하게 설치됨으로써 블레이드의 단부 가공각도에 맞게 그라인더의 접촉각 조절을 가능케 하는 것으로서, 모터(102)가 설치되며 힌지 핀(130)에 의해 베이스(115)에 결합되어 베이스(115) 상에서 회전이 가능하다. 회전판(110)은 베이스(115) 상에서 원하는 각도로 회전된 후, 베이스(115)에 볼트나 나사에 의해 체결되어 고정이 가능하다.

도 3을 참조하여 휠 그라인더(100)가 모터(102)의 축에 결합된 방식을 살펴본다. 휠 그라인더(100)는 고정부싱(120) 및 가압부싱(125)에 의해 모터(102)의 축에 결합된다. 고정부싱(120)의 외주면에는 원형의 연마석(105)이 삽입된다.

고정부싱(120)은 모터(102)의 축이 삽입되고 모터(102)의 축 단부 측으로 모터(102)의 축보다 내경이 커지면서 점차 경사지게 형성된 고정공(122)을 포함하는데, 모터(102) 측에서 모터(102)의 단부 측을 향해 연마석(105)에 끼워진다. 가압부싱(125)은 고정부싱(120)의 내주면을 가압하여 고정부싱(120)의 외주면이 연마석(105)의 결합부위에 꽉 끼이게 하는 것으로서, 고정부싱(120)의 고정공(122)에 삽입되고 고정공(122)의 내주면에 대면하게 외주면이 경사지게 형성되어 있다. 가압부싱(125)은 체결나사(128)에 의해 고정부싱(120)에 체결된다. 체결나사(128)는 가압부싱(125)의 측면에서 원주방향을 따라 일정각도 간격으로 6개가 설치될 수 있다.

그리고, 모터(102)의 축 단부에는 연마석(105)의 이탈을 방지하도록 연마석(105)의 측면을 지지하는 고정 캡(129)이 체결된다. 고정 캡(129)은 체결나사(128)를 감싸도록 형성되어 있으며, 고정나사(129a)를 통해 모터(102)의 축에 체결된다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 베이스(115) 상에서 회전판(110)이 회전되는 방식은 베이스(115)에 고정된 힌지 핀(130)에 의해 가능한데, 회전판(110)의 양측에는 회전판(110)을 고정하는 체결공(111)이 형성되고, 베이스(115)에는 체결공(111)에 결합되는 조립공(116)이 일정각도 간격으로 형성된다. 회전판(110)은 체결공(111)에 결합되는 체결볼트가 베이스(115)의 조립공(116)에 결합됨으로써 일정각도로 맞 춰진 상태에서 베이스(115)에 고정이 가능하다. 회전판(110)에 고정된 모터(102) 및 휠 그라인더(100)는 회전판(110)의 회전 및 고정에 의해 블레이드 팁(T)의 각도에 맞게 회전각이 조정된다.

베이스(115)에는 모터(102)의 회전각을 알 수 있게 일정 각도 간격으로 지시침(131)이 설치되어 있다. 작업자는 지시침(131)에 의해 모터(102)의 회전각을 확인하고 연마석(105)의 회전각도를 맞출 수 있다. 또한, 지시침(131)과 다른 지시침(131) 사이에는 각도를 읽을 수 있는 눈금(132)이 표시될 수 있다. 도 4의 (a)는 연마석(105)이 블레이드의 팁의 각도에 맞게 회전판(110)의 각도가 조절되어 베이스(115) 상에 고정된 상태이다. 도 4의 (b)는 블레이드 팁(T)의 각도에 해당하는 8도로 회전판(110)이 회전된 상태이며, (c)는 회전판(110)이 30도 회전된 상태이고, (d)는 회전판(110)이 45도로 회전된 상태를 도시한 것이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 회전판(110)에는 그라인더의 눈 막힘을 제거하는 드레서(140)가 휠 그라인더(100)에 대해 상하/좌우로 이동가능하게 설치된다. 드레서(140)는 드레서 베드(142)에 설치되어 있다. 드레서 베드(142)는 도 2와 같이 모터(102)의 측면을 감싸면서 모터(102)의 상방에 드레서(140)를 고정하는 설치대이다. 드레서 베드(142)는 상하 및 좌우로 이동 가능한 레일(143, 144)을 구비하고 있다. 상하이동은 회전하는 상하핸들(145)에 의해 가능하고, 좌우이동은 좌우핸들(146)에 의해 가능하다. 상하핸들(145) 및 좌우핸들(146)은 리드스크류에 연결되어 레일(143, 144) 상에서 드레서(140)를 이동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈로터의 그라인딩장치의 평면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 단면도이다.

도 3은 도 1의 휠 그라인더에 대한 확대도이다.

도 4는 도 1의 휠 그라인더에 대한 작동 상태도이다.

도 5는 도 1의 드레서에 대한 측면도이다.

도 6은 도 1의 드레서에 대한 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

T: 블레이드 팁

100: 휠 그라인더 102: 모터

105: 휠 110: 회전판

111: 체결공 115: 베이스

116: 조립공 120: 고정부싱

122: 고정공 125: 가압부싱

127: 연마석 128: 체결나사

129: 고정 캡 130: 힌지 핀

131: 지시침 132: 눈금

140: 드레서 142:드레서 베드

143, 144: 레일 145: 상하핸들

146: 좌우핸들

Claims (6)

1. 발전용 가스터빈로터의 그라인딩장치에 있어서,

   상기 가스터빈로터에 장착된 버켓의 블레이드를 연마하는 휠 그라인더;

   상기 휠 그라인더를 회전시키는 모터;

   상기 모터가 설치되고 상기 블레이드 측방에 회전가능하게 설치됨으로써 상기 블레이드의 외주면 가공각도에 맞게 상기 그라인더의 접촉각 조절을 가능케 하는 회전판; 및

   상기 회전판이 회전가능하게 설치된 베이스;를 포함하고,

   상기 회전판의 양측에는 체결공이 형성되고, 상기 베이스에는 상기 체결공에 결합되는 조립공이 블레이드의 팁 각도에 맞게 일정각도 간격으로 형성되며, 상기 베이스에는 상기 모터의 회전각을 알 수 있게 일정 각도 간격으로 지시침이 구비되어, 상기 회전판이 상기 베이스에 대해 회전되되, 상기 지시침에 따라 상기 블레이드의 팁 각도에 맞게 일정각도로만 고정될 수 있고,

   상기 휠 그라인더는,

   상기 모터 축의 회전력으로 가스터빈로터의 버켓 블레이드를 연마하고, 중앙에 관통공이 형성된 원형의 연마석;

   상기 모터의 축 단부 측으로 상기 모터의 축보다 내경이 커지면서 점차 경사지게 형성된 고정공을 포함하고, 상기 원형의 연마석 관통공에 삽입되는 환형의 고정부싱; 및

   상기 고정부싱에 체결되어 상기 고정부싱의 고정공에 삽입되고, 상기 고정공의 내주면에 대면하게 외주면이 경사지게 형성됨으로써 상기 고정부싱의 내주면인 고정공을 가압하여 고정부싱의 외주면이 상기 연마석의 결합부위에 꽉 끼이게 하는 환형의 가압부싱;을 포함하여

   상기 모터 축의 회전력이 상기 연마석을 회전시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가스터빈로터의 그라인딩장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터의 축 단부에는 상기 연마석의 이탈을 방지하도록 상기 연마석의 측면을 지지하는 고정 캡이 체결되는 것을 특징으로 하는 가스터빈로터의 그라인딩장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전판에는 상기 그라인더의 눈 막힘을 제거하는 드레서가 상기 휠 그라인더에 대해 상하 좌우로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 가스터빈로터의 그라인딩장치.

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