KR101209870B1 - 씰링 시험 장치 - Google Patents

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김영천
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지에스칼텍스 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 씰링 시험 장치에 관한 것으로써, 왕복동시 압축기의 케이스와 피스톤축 사이에 배치되는 누설 방지용 가이드를 사전에 불량 여부를 간편하게 테스트할 수 있다.

Description

씰링 시험 장치 {APPARATUS FOR TESTING SEALING}
본 발명은 왕복동식 압축기의 피스톤축과 케이스 사이에 구비되는 누설 방지용 가이드의 누설 여부를 시험하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누설 방지용 가이드를 왕복동식 압축기에 조립하지 않고서도 누설 방지용 가이드의 누설 여부는 간편하고 정확하게 시험할 수 있는 씰링 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)는 피스톤(Piston)의 왕복 운동을 이용하여 가스(Gas)와 같은 유체를 압축하고 이송시키는 장치이다. 예를 들면, 왕복동식 압축기가 주로 이송시키는 가스(Gas)로는, 수소 가스(H2), 오프 가스(Off Gas) 등으로 폭발의 위험성이 존재하는 가스이다.
이와 같이 왕복동식 압축기는 폭발성의 가스를 이송시킬 수 있다. 이때, 실린더(Cylinder)의 내부에 형성되는 압력은 10kg/㎠ 정도의 저압에서부터 40kg/㎠ 정도의 고압으로 형성될 수 있다.
도 1은 일반적인 왕복동식 압축기(1)의 주요부가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 누설 방지용 가이드(50)의 누설 상태를 나타낸 상태도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 수소 가스의 이송 장치로 많이 사용되는 왕복동식 압축기(1)는 케이스(10), 실린더(20), 피스톤(30), 및 가이드(40, 50)를 포함한다.
실린더(20)는 케이스(10)의 내부에 형성된다. 케이스(10)와 실린더(20)의 일측에는 실린더(20)의 내부로 수소 가스를 공급하는 흡기 밸브(22)가 개폐 가능하게 구비되고, 케이스(10)와 실린더(20)의 타측에는 실린더(20) 내의 수소 가스를 외부로 배출하는 배기 밸브(24)가 개폐 가능하게 구비된다.
피스톤(30)은 실린더(20)의 내부를 따라 직선으로 왕복 이동된다. 피스톤(30)의 일측에는 피스톤(30)과 함께 왕복 이동되는 피스톤축(32)이 돌출되게 구비된다. 피스톤축(32)은 피스톤(30)의 동력을 외부로부터 전달받는 부재이다.
가이드(40, 50)는 피스톤축(32)의 직선 왕복 이동을 안내하도록 피스톤축(32)과 케이스(10)의 사이에 구비된다. 이와 같은 가이드(40, 50)는 피스톤축(32)의 길이가 길어짐에 따라 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들면, 도 1에는 피스톤축(32)을 3지점에서 안정적으로 이동 가능하게 지지하기 위하여 3개의 가이드(40, 50)가 케이스(10)와 피스톤축(32)에 배치되어 있다.
한편, 3개의 가이드(40, 50) 중에서 적어도 실린더(20) 측에 위치된 가이드(50)는, 피스톤축(32)의 이동을 안내할 뿐만 아니라 실린더(20) 내의 가스가 케이스(10)의 외측으로 누설되는 것도 방지하도록 형성된다. 즉, 3개의 가이드(40, 50) 중에서 적어도 실린더(20) 측에 위치된 가이드(50)는 가스의 누설 방지 구조를 포함하는 누설 방지용 가이드(50)이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 누설 방지용 가이드(50)는 피스톤축(32)의 외주면에 둘레를 따라 감싼 구조로 형성된다. 누설 방지용 가이드(50)의 내주면에는 다수의 누설 방지부(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h)가 구비된다. 이와 같은 누설 방지부(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h)들에 의해서 피스톤축(32)과 누설 방지용 가이드(50) 사이의 틈새를 통한 가스의 누출이 방지된다.
하지만, 왕복동식 압축기(1)의 사용시 누설 방지용 가이드(50)와 피스톤축(32)의 틈새로 수소 가스(H2)가 누출될 위험이 존재한다. 즉, 누설 방지용 가이드(50)가 정확한 치수로 제작되지 못하였거나 또는 누설 방지용 가이드(50)가 정확히 조립되지 못하면, 누설 방지용 가이드(50)와 피스톤축(32) 사이에 오차가 발생되어 수소 가스(H2)가 누설 방지용 가이드(50)와 피스톤축(32)의 틈새로 누출될 수 있다. 실제로, 설정량 이상의 수소 가스가 왕복동식 압축기(1)의 운전 중에 누설 방지용 가이드(50)와 피스톤축(32)의 틈새로 누출되어 폭발된 사례도 보고되고 있다.
따라서, 누설 방지용 가이드(50)의 치수 오차 또는 조립 불량 등을 정확하고 간편하게 확인하는 방안이 절실히 요청되고 있다.
본 발명의 실시예는, 누설 방지용 가이드의 불량을 정확하고 간편하게 시험할 수 있는 씰링 시험 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 누설 방지용 가이드에 의한 가스의 누설을 사전에 간단히 확인할 수 있는 씰링 시험 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 왕복동식 압축기의 케이스와 피스톤축 사이에 배치된 누설 방지용 가이드의 누설 여부를 시험하는 씰링 시험 장치가 개시된다.
즉, 상기 누설 방지용 가이드의 누설 시험시 상기 누설 방지용 가이드의 장착 상태를 모사하도록 상기 피스톤축과 동일한 형상으로 형성된 시험축, 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 사이에 가스 주입 공간이 형성되도록 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축에 장착되는 허브 유닛, 상기 가스 주입 공간에 설정 압력으로 가스를 공급하도록 상기 가스 주입 공간과 연통되게 연결된 가스 공급 유닛, 및 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 사이로 누설되는 가스를 감지하도록 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새에 구비된 누설 감지 유닛을 포함하는 씰링 시험 장치를 제공한다.
따라서, 상기 씰링 시험 장치를 이용하면, 누설 방지용 가이드의 불량으로 인한 가스의 누설 여부를 사전에 간편하게 확인할 수 있다.
상기 가스 주입 공간은, 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 틈새를 따라 상기 허브 유닛과 상기 시험축 및 상기 누설 방지용 가이드의 사이에 링 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축 사이의 누출 여부는 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새 전구간에 대하여 시험될 수 있다.
상기 가스 주입 공간에 공급되는 가스는, 상기 왕복동식 압축기에서 압축 이송되는 가스, 질소 가스, 또는 공기 중 적어도 하나일 수 있다. 여기서, 상기 왕복동식 압축기에서 압축 이송되는 가스가 사용되면, 상기 누설 방지용 가이드의 시험 환경을 상기 누설 방지용 가이드의 실제 사용 환경과 더욱 유사하게 모사할 수 있다. 반면에, 상기 왕복동식 압축기에서 압축 이송되는 가스가 고가이거나 취급에 어려움이 있으면, 비용이 저렴하고 취급이 안전한 질소 가스 또는 공기를 대신 사용할 수 있다.
상기 허브 유닛은, 상기 시험축의 외주면에 둘레를 따라 배치되는 링 형상으로 형성되고 상기 누설 방지용 가이드의 일부분과 접촉되는 접촉부가 일측에 구비된 허브 부재, 상기 허브 부재와 상기 시험축의 틈새 또는 상기 허브 부재와 상기 누설 방지용 가이드의 틈새로 가스가 누설되지 않도록 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드가 접촉되는 상기 허브 부재의 접촉면에 구비된 씰링 부재, 및 상기 허브 부재의 상기 접촉부에 상기 누설 방지용 가이드를 설정 압력으로 밀착시키도록 상기 허브 부재와 상기 누설 방지용 가이드에 체결되는 체결 부재를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 허브 부재에는 상기 가스 주입 공간과 연통되는 가스 주입 통로가 형성될 수 있으며, 상기 가스 공급 유닛은 상기 가스 주입 공간으로 가스를 주입하도록 상기 가스 주입 통로에 연결될 수 있다.
상기 가스 공급 유닛은, 상기 가스 주입 공간과 연통되게 연결된 가스 공급 유로, 상기 가스 공급 유로를 통한 가스의 공급을 조절하도록 상기 가스 공급 유로의 일측에 구비된 공급 밸브, 상기 가스 공급 유로를 통한 가스의 공급 압력을 측정 및 조절하도록 상기 가스 공급 유로의 타측에 구비된 공급 압력계, 및 상기 가스 공급 유로에 가스를 설정 압력으로 공급하도록 상기 가스 공급 유로의 단부에 연결된 가스 공급기를 구비할 수 있다.
상기 누설 감지 유닛은, 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 틈새로 누설되는 가스를 외부로 안내하도록 상기 누설 방지용 가이드에 형성된 가스 누설 유로, 및 상기 가스 누설 유로를 통한 가스의 누설량을 측정하도록 상기 가스 누설 유로에 구비된 누설 유량계를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 누설 유량계는 용량에 따라 복수개가 구비될 수 있고, 상기 가스 누설 유로는 상기 누설 유량계의 개수에 따라 복수개로 분기될 수 있으며, 상기 가스 누설 유로의 분기부에는 누설 가스의 유동 방향을 선택적으로 제어하는 방향제어밸브가 구비될 수 있다.
한편, 본 실시예의 씰링 시험 장치는, 상기 가스 주입 공간 내의 가스가 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새를 통해 외부로 직접 누설되지 않도록 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새 중 상기 가스 주입 공간의 반대편에 위치된 틈새로 질소 가스를 설정 압력으로 공급하는 누설 차단 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 누설 차단 유닛은, 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새 중 상기 가스 주입 공간의 반대편에 배치된 틈새와 연통되게 연결되도록 상기 누설 방지용 가이드에 형성된 누설 차단 유로, 상기 누설 차단 유로를 통해 공급되는 질소 가스의 공급량을 측정하도록 상기 누설 차단 유로에 구비된 공급 유량계, 및 상기 누설 차단 유로를 통해서 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새로 질소 가스를 공급하도록 상기 누설 차단 유로에 연결된 질소 가스 공급기를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 공급 유량계는 용량에 따라 복수개가 구비될 수 있고, 상기 누설 차단 유로는 상기 공급 유량계의 개수에 따라 복수개로 분기될 수 있으며, 상기 누설 차단 유로의 분기부에는 누설 가스의 유동 방향을 선택적으로 제어하는 방향제어밸브가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 씰링 시험 장치는, 누설 방지용 가이드의 조립 이전에 누설 방지용 가이드의 불량을 정확하고 간편하게 시험할 수 있다. 따라서, 누설 방지용 가이드에 의한 가스의 누설을 사전에 간단히 확인할 수 있으므로, 가스의 누설로 인한 사고의 위험을 차단할 수 있으며, 가스의 누설을 검사하는 작업 또는 가스의 누설시 정비하는 작업 등을 대폭 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 씰링 시험 장치는, 누설 방지용 가이드의 사용 환경을 간단한 구조로 모사하므로, 제작이 용이하고 비용이 저렴할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 씰링 시험 장치는, 가스 공급 유닛과 누설 감지 유닛 및 누설 차단 유닛의 성능을 조절하면, 누설 방지용 가이드의 시험 조건을 간편하게 변경할 수 있다. 따라서, 다양한 종류의 누설 방지용 가이드는 하나의 씰링 시험 장치에서 시험할 수 있다.
도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 주요부가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 누설 방지용 가이드의 누설 상태를 나타낸 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 씰링 시험 장치가 도시된 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 씰링 시험 장치의 유량 제어 모듈을 나타낸 구성도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 씰링 시험 장치(100)가 도시된 구성도이고, 도 4는 도 1에 도시된 씰링 시험 장치(100)의 유량 제어 모듈(160)을 나타낸 구성도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 씰링 시험 장치(100)는 왕복동식 압축기(1)의 케이스(10)와 피스톤축(32) 사이에 배치된 누설 방지용 가이드(50)의 누설 여부를 시험하는 장치로써, 시험축(110), 허브 유닛(120), 가스 공급 유닛(130), 및 누설 감지 유닛(140)을 포함한다.
시험축(110)은 왕복동식 압축기(1)의 피스톤축(32)과 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 씰링 시험 장치(100)의 시험 환경은 왕복동식 압축기(1)에서의 누설 방지용 가이드(50)의 설치 환경과 동일한 환경으로 모사될 수 있다.
한편, 시험축(110)은 누설 시험시 정지된 상태를 유지하고 있거나, 또는 왕복동식 압축기(1)와 같이 축방향으로 직선 왕복 운동할 수도 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 시험축(110)이 정지 상태인 것으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 허브 유닛(120)은 시험축(110)과 누설 방지용 가이드(50)의 사이에 가스 주입 공간(S)을 형성하는 부재이다. 허브 유닛(120)은 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)에 밀착되게 장착될 수 있다. 즉, 가스 주입 공간(S)은 시험축(110)의 외주면, 누설 방지용 가이드(50)의 전면부, 및 허브 유닛(120)의 후면부 사이에 형성될 수 있다.
상기와 같은 가스 주입 공간(S)은, 시험축(110)과 누설 방지용 가이드(50)의 틈새(G)와 연통되도록 허브 유닛(120)과 시험축(110) 및 누설 방지용 가이드(50)의 사이에 링 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G)를 통한 가스의 누출 시험은, 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G) 전구간에 대하여 동시에 시험될 수 있다.
예를 들면, 허브 유닛(120)은 허브 부재(122), 씰링 부재(124), 및 체결 부재(126)를 구비할 수 있다.
허브 부재(122)는 시험축(110)의 외주면에 둘레를 따라 배치되도록 링 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 시험축(110)은 허브 부재(122)의 중앙에 관통되게 배치될 수 있으며, 허브 부재(122)와 시험축(110)은 서로 밀착된 상태이다. 이하, 본 실시예에서는 허브 부재(122)가 시험축(110)의 외주면 둘레를 따라 'ㄴ' 형상의 단면으로 형성된 구조로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 허브 유닛(120)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 허브 부재(122)의 후면부에는 누설 방지용 가이드(50)의 전면부과 접촉되는 접촉부(122a)가 구비될 수 있다. 접촉부(122a)는 누설 방지용 가이드(50)와의 사이에 가스가 누출될 수 있는 틈새가 형성되지 않도록 누설 방지용 가이드(50)의 전면부의 일부분과 밀착되는 형상으로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 누설 방지용 가이드(50)의 전면부가 삽입되는 형상으로 접촉부(122a)가 형성된 것으로 설명한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 누설 방지용 가이드(50)와 허브 유닛(120)의 형상 및 설계 조건 등에 따라 접촉부(122a)의 형상도 다양하게 변경될 수 있다.
그리고, 허브 부재(122)에는 가스 주입 공간(S)과 연통되는 가스 주입 통로(128)가 형성될 수 있다. 가스 공급 유닛(130)은 가스 주입 공간(S)의 내부에 가스를 주입하기 위하여 가스 주입 통로(128)에 연결될 수 있다. 이와 같은 가스 주입 통로(128)는 허브 부재(122)에 단수개가 형성될 수 있지만, 허브 부재(122)에 방사 형상으로 복수개가 형성될 수도 있다.
씰링 부재(124)는 허브 부재(122)와 시험축(110)의 틈새 또는 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50)의 틈새로 가스가 누설되는 것을 방지하는 부재이다. 씰링 부재(124)는 시험축(110) 및 누설 방지용 가이드(50)에 접촉되는 허브 부재(122)의 접촉면에 구비될 수 있다.
그리고, 씰링 부재(124)는 씰링 시험 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 설치 위치 및 설치 개수가 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 허브 부재(122)와 시험축의 사이에는 2개의 씰링 부재(124)가 배치될 수 있고, 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50)의 사이에는 허브 부재(122)와 시험축의 사이보다 상대적으로 가스 누출의 위험이 낮기 때문에 2개의 씰링 부재(124)가 배치될 수 있다.
체결 부재(126)는 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50)를 체결 고정하는 부재로써, 누설 방지용 가이드(50)가 허브 부재(122)의 접촉부(122a)에 설정 압력으로 밀착될 수 있다. 체결 부재(126)는 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양하게 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 볼트(126a)와 너트(126b)로 구성된 것으로 설명한다. 그리고, 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50)에는 볼트(126a)와 너트(126b)가 체결되는 체결공이 형성된 플랜지부(122b, 52)가 서로 대응되게 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 가스 공급 유닛(130)은 가스 주입 공간(S)에 설정 압력으로 가스를 공급하는 부재이다. 가스 공급 유닛(130)은 가스 주입 공간(S)과 연통되게 연결될 수 있다.
가스 공급 유닛(130)에 의해 가스 주입 공간(S)에 공급되는 가스()는, 왕복동식 압축기(1)에서 압축 이송되는 가스, 질소(N2) 가스, 또는 공기 중 적어도 하나일 수 있다. 여기서, 왕복동식 압축기(1)에서 압축 이송되는 가스가 실제로 사용되면, 누설 방지용 가이드(50)의 시험 환경을 누설 방지용 가이드(50)의 실제 사용 환경과 더욱 유사하게 모사할 수 있다. 반면에, 왕복동식 압축기(1)에서 압축 이송되는 가스가 고가이거나 취급에 어려움이 있으면, 비용이 저렴하고 취급이 안전한 질소 가스 또는 공기를 대신 사용할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 가스 공급 유닛(130)이 가스 주입 공간(S)에 질소 가스를 공급하는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 씰링 시험 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 가스를 사용할 수 있다.
예를 들면, 가스 공급 유닛(130)은 가스 공급 유로(132), 공급 밸브(134), 공급 압력계(136), 및 가스 공급기(138)를 구비할 수 있다.
가스 공급 유로(132)는 가스 주입 통로(128)를 통해서 가스 주입 공간(S)과 연통되게 연결될 수 있다. 공급 밸브(134)는 가스 공급 유로(132)를 통한 가스의 공급을 조절하는 부재로써, 가스 공급 유로의 일측에 구비될 수 있다. 공급 압력계(136)는 가스 공급 유로(132)를 통한 가스의 공급 압력을 측정하거나 조절하는 부재로써, 가스 공급 유로(132)의 타측에 구비될 수 있다. 가스 공급기(138)는 가스 공급 유로(132)에 가스를 설정 압력으로 공급하는 부재로써, 가스 공급 유로(132)의 단부에 연결될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 누설 감지 유닛(140)은 시험축(110)과 누설 방지용 가이드(50)의 사이로 누설되는 가스를 감지하는 장치이다. 이와 같은 누설 감지 유닛(140)은 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G)에 구비될 수 있다. 따라서, 씰링 시험 장치(100)는, 누설 감지 유닛(140)에 감지된 누설량의 변화를 이용하여 누설 방지용 가이드(50)의 불량 여부를 사전에 간편하게 테스트할 수 있다.
예를 들면, 누설 감지 유닛(140)은 가스 누설 유로(142) 및 누설 유량계(144)를 구비할 수 있다.
가스 누설 유로(142)는 시험축(110)과 누설 방지용 가이드(50)의 틈새(G)로 누설되는 가스를 누설 유량계(144)로 안내하는 부재로써, 누설 방지용 가이드(50)에 형성될 수 있다. 즉, 가스 누설 유로(142)의 일단은 누설 유량계(144)와 연통되게 연결될 수 있고, 가스 누설 유로(142)의 타단은 시험축(110)과 누설 방지용 가이드(50)의 틈새(G) 중 가스 주입 공간(S)의 반대편 틈새(G)에 배치될 수 있다.
누설 유량계(144)는 가스 누설 유로(142)를 통한 가스의 누설량을 측정하는 부재로써, 가스 누설 유로(142)에 구비될 수 있다. 상기와 같은 누설 유량계(144)의 측정값을 통하여 시험축(110)과 누설 방지용 가이드(50)의 틈새(G)를 통한 가스의 누설 여부를 검출할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 씰링 시험 장치(100)는 누설 차단 유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 누설 차단 유닛(150)은 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G)를 통해 가스 주입 공간(S) 내의 가스가 외부로 직접 누설되는 것을 방지하는 부재이다. 즉, 누설 차단 유닛(150)은 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G) 중 가스 주입 공간(S)의 반대편에 위치된 틈새(G)로 질소 가스를 설정 압력으로 공급할 수 있다.
따라서, 가스 주입 공간(S) 내의 가스가 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G)로 누출되면, 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G)를 따라 이동될 수 있지만, 누설 차단 유닛(150)에 의해 공급되는 가스에 의해서 외부로 직접 배출되지 못하고 가스 누설 유로(142)로 모두 유도된다. 그로 인하여, 누설 감지 유닛(140)은 가스의 누설 여부를 더욱 정확히 감지할 수 있다.
예를 들면, 누설 차단 유닛(150)은 누설 차단 유로(152), 공급 유량계(154), 및 질소 가스 공급기(156)를 구비할 수 있다.
누설 차단 유로(152)는 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G) 중 가스 주입 공간(S)의 반대편에 배치된 틈새(G)로 질소 가스를 공급하는 통로로써, 누설 방지용 가이드(50)에 누설 방지용 가이드(50)와 시험축(110)의 틈새(G)와 연통되게 형성될 수 있다. 공급 유량계(154)는 누설 차단 유로(152)를 통해 공급되는 질소 가스의 공급량을 측정하는 부재로써, 누설 차단 유로(152)에 구비될 수 있다. 질소 가스 공급기(138)는 누설 차단 유로(152)에 질소 가스를 공급하는 부재로써, 누설 차단 유로(152)에 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 누설 차단 유닛(150)이 폭발의 위험성이 낮고 취급이 용이한 질소 가스를 사용하는 것으로 설명하고 있지만, 씰링 시험 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 질소 가스 대신에 공기와 같은 다른 종류의 가스가 사용될 수도 있다.
한편, 도 4에는 가스 공급 유닛(130)과 누설 감지 유닛(140) 및 누설 차단 유닛(150)중에서 가스의 유량을 제어하는 부품들을 콤팩트하게 모듈화시킨 유량 제어 모듈(160)이 도시되어 있다.
유량 제어 모듈(160)에는 가스 공급 유로(132), 가스 누설 유로(142), 및 누설 차단 유로(152)의 일부분이 구비될 수 있다. 유량 제어 모듈(160)의 가스 공급 유로(132) 상에는 공급 압력계(136)와 공급 밸브(134)가 구비될 수 있고, 유량 제어 모듈(160)의 가스 누설 유로(142) 상에는 누설 유량계(144)가 구비될 수 있으며, 유량 제어 모듈(160)의 누설 차단 유로(152) 상에는 공급 유량계(154)가 구비될 수 있다.
본 실시예의 유량 제어 모듈(160)에서는, 가스 누설 유로(142) 상에 누설되는 가스의 압력을 측정하는 누설 압력계(143)가 추가로 구비되고, 누설 차단 유로(152) 상에는 누설 차단 유로로 공급되는 질소 가스의 압력을 측정 및 조절하는 누설 차단 압력계(158)가 추가로 구비된 것으로 설명한다.
특히, 공급 유량계(154a, 145b) 또는 누설 유량계(144a, 144b, 144c, 144d)는 서로 다른 용량으로 복수개가 구비될 수 있다. 따라서, 다양한 종류의 누설 방지용 가이드(50)에 대하여 다양한 압력과 유량의 가스로 누설 시험을 수행할 수 있으며, 그로 인하여 씰링 시험 장치(100)의 공용화를 구현할 수 있다.
그리고, 누설 차단 유로(152)와 가스 누설 유로(142)는 공급 유량계(154a, 145b)와 누설 유량계(144a, 144b, 144c, 144d)의 개수에 따라 복수개로 분기될 수 있다. 상기와 같은 누설 차단 유로(152)와 가스 누설 유로(142)의 분기부에는 가스의 유동 방향을 선택적으로 제어하는 방향제어밸브(146, 157)가 구비될 수 있다. 따라서, 씰링 시험 장치(100)에서 시험되는 누설 방지용 가이드(50)의 종류에 따라 가스 공급 유닛(130)과 누설 차단 유닛(150)의 가스 공급량이 결정되면, 방향제어밸브(146, 157)를 이용하여 가스 공급량에 맞는 공급 유량계(154a, 145b)와 누설 유량계(144a, 144b, 144c, 144d)로 유로를 전환할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 씰링 시험 장치(100)의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 허브 부재(122)가 구비된 시험축(110)에 누설 방지용 가이드(50)을 설치하고, 허브 부재(122)의 접촉부(122a)에 누설 방지용 가이드(50)의 전면부를 밀착시킨다.
그 상태에서, 체결 부재(126)를 이용하여 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50)를 체결 고정시킨다. 이때, 허브 부재(122)와 누설 방지용 가이드(50) 및 시험축(110)의 사이에는 가스 주입 공간(S)이 형성된다.
다음으로, 가스 공급 유닛(130)은 가스 주입 통로(128)를 통해 가스 주입 공간(S)의 내부로 설정 압력의 질소 가스를 공급한다. 따라서, 가스 공급 유닛(130)에 의해 가스 주입 공간(S) 내의 압력이 증가되면, 가스 주입 공간(S) 내의 질소 가스는 누설 방지용 가이드(50) 및 시험축(110)의 틈새(G)로 누출될 수 있다.
이때, 누설 차단 유닛(150)이 누설 차단 유로(152)를 통해 누설 방지용 가이드(50) 및 시험축(110)의 틈새(G)로 설정 압력의 질소 가스를 공급한다. 따라서, 누설 방지용 가이드(50) 및 시험축(110)의 틈새(G)로 누설된 질소 가스는 누설 방지용 가이드(50) 및 시험축(110)의 틈새(G)를 통해 외부로 배출되지 못하고, 가스 누설 유로(142)를 통해 외부로 배출된다.
누설 감지 유닛(140)은 가스 누설 유로(142)를 통해 배출되는 질소 가스의 유량을 측정한다.
누설 감지 유닛(140)에 측정된 질소 가스의 누설량이 설정량 이상이면 누설 방지용 가이드(50)가 불량인 것으로 판단하고, 누설 감지 유닛(140)에 측정된 질소 가스의 누설량이 설정량 미만이면 누설 방지용 가이드(50)가 정상인 것으로 판단한다.
따라서, 누설 방지용 가이드(50)를 왕복동식 압축기(1)에 직접 설치하지 않고서도 불량 여부를 정확히 판별할 수 있으며, 왕복동식 압축기(1)의 운전시 가스 누설로 인한 사고의 위험도 저하될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
50: 누설 방지용 가이드
100: 씰링 시험 장치
110: 시험축
120: 허브 유닛
130: 가스 공급 유닛
140: 누설 감지 유닛
150: 누설 차단 유닛
160: 유량 제어 모듈
S: 가스 주입 공간
G: 시험축과 누설 방지용 가이드의 틈새

Claims (11)

  1. 왕복동식 압축기의 케이스와 피스톤축 사이에 배치된 누설 방지용 가이드의 누설 여부를 시험하는 씰링 시험 장치에 있어서,
    상기 누설 방지용 가이드의 누설 시험시 상기 누설 방지용 가이드의 장착 상태를 모사하도록 상기 피스톤축과 동일한 형상으로 형성된 시험축;
    상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 사이에 가스 주입 공간이 형성되도록 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축에 장착되는 허브 유닛;
    상기 가스 주입 공간에 설정 압력으로 가스를 공급하도록 상기 가스 주입 공간과 연통되게 연결된 가스 공급 유닛; 및
    상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 사이로 누설되는 가스를 감지하도록 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새에 구비된 누설 감지 유닛;
    를 포함하는 씰링 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 주입 공간은, 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 틈새와 연통되도록 상기 허브 유닛과 상기 시험축 및 상기 누설 방지용 가이드의 사이에 링 형상으로 형성된 씰링 시험 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스 주입 공간에 공급되는 가스는, 상기 왕복동식 압축기에서 압축 이송되는 가스, 질소 가스, 또는 공기 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 씰링 시험 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 허브 유닛은,
    상기 시험축의 외주면에 둘레를 따라 배치되는 링 형상으로 형성되고, 상기 누설 방지용 가이드의 일부분과 접촉되는 접촉부가 일측에 구비된 허브 부재;
    상기 허브 부재와 상기 시험축의 틈새 또는 상기 허브 부재와 상기 누설 방지용 가이드의 틈새로 가스가 누설되지 않도록 상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드가 접촉되는 상기 허브 부재의 접촉면에 구비된 씰링 부재; 및
    상기 허브 부재의 상기 접촉부에 상기 누설 방지용 가이드를 설정 압력으로 밀착시키도록 상기 허브 부재와 상기 누설 방지용 가이드에 체결되는 체결 부재;
    를 구비한 씰링 시험 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 허브 부재에는 상기 가스 주입 공간과 연통되는 가스 주입 통로가 형성되며,
    상기 가스 공급 유닛은 상기 가스 주입 공간으로 가스를 주입하도록 상기 가스 주입 통로에 연결된 것을 특징으로 하는 씰링 시험 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급 유닛은,
    상기 가스 주입 공간과 연통되게 연결된 가스 공급 유로;
    상기 가스 공급 유로를 통한 가스의 공급을 조절하도록 상기 가스 공급 유로의 일측에 구비된 공급 밸브;
    상기 가스 공급 유로를 통한 가스의 공급 압력을 측정 및 조절하도록 상기 가스 공급 유로의 타측에 구비된 공급 압력계; 및
    상기 가스 공급 유로에 가스를 설정 압력으로 공급하도록 상기 가스 공급 유로의 단부에 연결된 가스 공급기;
    를 구비한 씰링 시험 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 누설 감지 유닛은,
    상기 시험축과 상기 누설 방지용 가이드의 틈새로 누설되는 가스를 외부로 안내하도록 상기 누설 방지용 가이드에 형성된 가스 누설 유로; 및
    상기 가스 누설 유로를 통한 가스의 누설량을 측정하도록 상기 가스 누설 유로에 구비된 누설 유량계;
    를 구비한 씰링 시험 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 누설 유량계는 용량에 따라 복수개가 구비되고, 상기 가스 누설 유로는 상기 누설 유량계의 개수에 따라 복수개로 분기되며,
    상기 가스 누설 유로의 분기부에는 누설 가스의 유동 방향을 선택적으로 제어하는 방향제어밸브가 구비된 씰링 시험 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스 주입 공간 내의 가스가 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새를 통해 외부로 직접 누설되지 않도록 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새 중 상기 가스 주입 공간의 반대편에 위치된 틈새로 질소 가스를 설정 압력으로 공급하는 누설 차단 유닛을 더 포함하는 씰링 시험 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 누설 차단 유닛은,
    상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새 중 상기 가스 주입 공간의 반대편에 배치된 틈새와 연통되게 연결되도록 상기 누설 방지용 가이드에 형성된 누설 차단 유로;
    상기 누설 차단 유로를 통해 공급되는 질소 가스의 공급량을 측정하도록 상기 누설 차단 유로에 구비된 공급 유량계; 및
    상기 누설 차단 유로를 통해서 상기 누설 방지용 가이드와 상기 시험축의 틈새로 질소 가스를 공급하도록 상기 누설 차단 유로에 연결된 질소 가스 공급기;
    를 구비한 씰링 시험 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 공급 유량계는 용량에 따라 복수개가 구비되고, 상기 누설 차단 유로는 상기 공급 유량계의 개수에 따라 복수개로 분기되며,
    상기 누설 차단 유로의 분기부에는 누설 가스의 유동 방향을 선택적으로 제어하는 방향제어밸브가 구비된 씰링 시험 장치.
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