KR101364616B1

KR101364616B1 - 유동간격 측정용 토크핀

Info

Publication number: KR101364616B1
Application number: KR1020130000502A
Authority: KR
Inventors: 이동욱
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2013-01-03
Filing date: 2013-01-03
Publication date: 2014-02-20

Abstract

가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이에 조절된 간격을 간편하고 정확하게 측정할 수 있도록 한 유동간격 측정용 토크핀에 관한 것으로, 케이싱에 삽입되어 지지되며, 내부에는 중공부가 형성되는 본체; 상기 본체에 결합되어 블레이드링의 움직임에 따라 같이 움직인 후 그 움직인 간격을 측정할 수 있도록 구비되는 측정부재;를 포함한다.
그에 따라 측정작업이 번거롭거나 불편함 없이 단시간 간편하게 이루어지는 편리성을 제공함은 물론 가스터빈의 전체적인 조립 효율성도 높일 수 있는 효과를 가진다.

Description

유동간격 측정용 토크핀{Flow interval for measuring the torque pin}

본 발명은 토크핀에 관한 것으로, 더 상세하게는 가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이에 조절된 간격을 간편하고 정확하게 측정할 수 있도록 한 유동간격 측정용 토크핀에 관한 것이다.

일반적으로 터빈이란 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 충동력 또는 반동력으로 회전력을 얻는 기계장치로 증기를 이용하면 증기터빈(Steam Turbine), 연소가스를 이용하면 가스터빈(Gas Turbine)이라 한다.

가스터빈의 열사이클은 브레이튼 사이클(Brayton Cycle)이며 대기로부터 공기를 흡입하여 상승시킨 후 연소기에 연소용 공기를 공급하는 압축기, 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 연소가스를 만드는 연소기, 연소기에서 나온 고온, 고압의 연소가스가 팽창하면서 터빈의 회전날개에 충동, 반동력을 주어 기계적 에너지로 변환하는 터빈으로 구성된다.

이렇게, 터빈에서 얻은 기계적 에너지는 압축기에서 공기를 압축하는 필요한 에너지(터빈 전체동력의 약 60%)로 공급되며 나머지는 발전기를 구동하는 데 이용되어 전력을 생산하는 것이다.

이러한 가스터빈의 작동원리는 먼저 대기의 공기를 흡입하여 압축기로 압축한 후 연소기로 보내 고온, 고압의 가스를 만들어서 터빈을 동작시키고, 배기가스를 대기중에 방출하는 것으로, 즉 압축→가열→팽창→방열의 4과정으로 이루어진다.

상기와 같은 통상적인 가스터빈은 각종 케이싱의 내부에 많은 블레이드링이 조립되며, 그 블레이드링의 내부로 회전체인 로터가 조립되어 초고속으로 회전하면서 발전하게 된다.

그에 따라 회전체인 로터와 블레이드링 사이의 간격은 작게는 0.00㎜ 틈새를 유지하고 회전되어야 함에 따라 아주 정밀하게 조립 고정되어야 하며, 이는 로터와 블레이드링의 수명을 결정할 뿐만 아니라 안전사고는 물론 발전 량에도 큰 영향을 미치게 된다.

상기한 이유로, 회전체인 로터와 블레이드링의 틈새 공차는 ±0.05㎜정도로 아주 정밀한 간격을 유지하는 것이 바람직하다.

도 5에 도시한 바와 같이 가스터빈의 케이싱(110)에 조립되는 블레이드링(120)과 로터(130) 사이의 간격을 측정하는 종래의 방식은, 케이싱(110)에 조립된 블레이드링(120)의 홈(122) 상에 종래 측정용 토크핀(100)을 삽입한 다음 로터(130)의 센터를 기준하여 블레이드링(120)을 좌측 또는 우측으로 움직여서 로터(130)의 센터와 일치되도록 조절한 후 브레이드링(120)을 고정함으로써, 로터(130)와 블레이드링(120) 간의 센터링작업이 완료된다.

이때, 상기 토크핀(100)은 도 6에 도시한 바와 같이 상기 블레이드링(120)의 홈(122) 상에 삽입되는 고정블록(102)과, 상기 고정블록(102)의 하부에 케이싱()에 형성된 삽입홈(112)으로 삽입되어 지지됨과 아울러 작업자가 파지할 수 있는 몸체(104)가 일체로 형성된다.

아울러, 상기 고정블록(102)에는 상기 블레이드링(120)이 움직이는 간격만큼 그에 해당되는 다양한 두께를 가지는 측정편(103)을 일일이 볼트 및 너트에 의해 체결 또는 분해하여 조립하면서 상기 블레이드링의 움직인 간격을 측정하였다.

그에 따라 상기 종래의 토크핀을 이용하여 로터와 블레이드링 간의 조절된 간격을 측정하기 위해서는 작업자가 토크핀의 고정블록을 블레이드링의 홈 상으로 삽입한 후 블레이드링이 움직인 간격만큼 그에 해당되는 측정편을 고정블록 상에서 지속적으로 분해 및 조립을 통하여 교체하면서 측정해야 함으로써, 측정작업이 상당히 번거롭고 불편한 문제점을 가지고 있었다.

한편, 종래에도 미국 공개특허 US2012-0099990에 개시된 바와 같이 토크핀의 사각형 블록에 볼트와 너트에 의하여 탈착되는 원반형 심을 체결하여 조절된 간격을 측정하는 토크핀이 개시된 바 있다.

또한, 미국 등록특허 US7881922에 개시된 바와 같이 케이싱과 블레이드링의 좌우방향에 대한 위치를 조절하고 완곡하게 이동을 제한하기 위한 토크핀 또한 제시된 바 있다.

미국 공개특허 US2012-099990 미국 등록특허 US7881922

그러나, 상기한 미국 공개특허의 경우 종래 전술한 통상적인 토크핀과 같이 사각블록에 원반형 심을 볼트와 너트로 탈착시키면서 블레이드링이 움직인 간격을 측정하기 위한 것으로, 전술한 문제점을 그대로 가지고 있었다.

또한, 미국 등록특허의 경우에도 간격을 조절하기 위한 기술적 구성이 결여되어 있을 뿐만 아니라 블레이드링의 간격이 조절된 것을 정확하게 측정하기 위한 어떠한 수단도 구비하지 못하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 창안한 것으로, 그 주된 목적은 가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이에 조절된 간격을 간단한 구조에 의하여 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 유동간격 측정용 토크핀을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 케이싱에 삽입이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 고정 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유동간격을 별도로 측정하는 것이 아니라 토크핀 자체에서도 간단하게 확인할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이의 조절된 간격을 측정하기 위한 것으로서, 상기 케이싱에 삽입되어 지지되며, 내부에는 중공부가 형성되는 본체; 상기 본체에 결합되어 블레이드링의 움직임에 따라 같이 움직인 후 그 움직인 간격을 측정할 수 있도록 구비되는 측정부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 측정부재는, 본체의 상면에 위치하여 블레이드링에 형성된 홈 상으로 삽입되는 유동블록, 상기 유동블록을 본체 상에서 움직이거나 고정력을 갖도록 구비되는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 체결부는, 상기 본체의 중공부로 삽입되어 상기 유동블록과 상단이 체결되는 스터드 볼트, 상기 본체의 밑면 스터드 볼트의 하단과 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 상면에는 측정부재의 유동블록이 위치하는 기준표시눈금이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체는, 케이싱으로의 삽입이 용이한 원통형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 유동블록은 블레이드링의 홈과 대응되는 직사각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 상면에 유동블록의 움직인 간격을 확인할 수 있는 눈금부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이에 조절된 간격을 간단한 구조에 의하여 간편하고 정확하게 측정할 수 있도록 함으로써, 측정작업이 번거롭거나 불편함 없이 단시간 간편하게 이루어지는 편리성을 제공함은 물론 가스터빈의 전체적인 조립 효율성도 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 케이싱에 삽입이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 고정 또한 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 측정작업을 보다 단축할 수 있는 효과도 갖는다.

또한, 유동간격을 별도로 측정하는 것이 아니라 토크핀 자체에서도 간단하게 확인할 수 있도록 함으로써, 작업자가 현장에서 측정과 동시에 즉시 확인함에 따라 측정작업에 따른 효율성도 극대화할 수 있는 효과도 갖는다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.
도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 요부 단면도.
도 3은 본 발명의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 요부도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부도.
도 5는 가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이의 간격을 측정하는 종래 방식을 나타낸 요부도.
도 6은 도 5에 사용되는 종래 토크핀을 개략적으로 나타낸 요부도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 요부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 요부도이다.

도시한 바와 같이 가스터빈의 각종 케이싱(110)에 조립되는 블레이드링(130)과 그 블레이드링(120)의 내부에 조립되어 고속으로 회전되도록 조립되는 로터(130)의 센터링을 일치시키고자 로터(130)와 블레이드링(120) 사이의 조절된 간격을 간단한 구조에 의하여 간편하고 정확하게 측정할 수 있는 토크핀(100)이 개시된다.

본 발명의 토크핀(100)은, 상기 케이싱(110)에 삽입이 용이하며 작업자가 파지하기 원활하도록 원통형 형성되어 삽입되어 지지되며, 내부에는 중공부(12)가 형성되는 본체(10)를 구비한다.

또한, 상기 본체(10)에 결합되어 상기 로터(130)의 센터와 일치되도록 조절되는 블레이드링(120)의 움직임에 따라 같이 움직인 후 그 움직인 간격을 통상적인 측정수단을 통하여 측정할 수 있도록 구비되는 측정부재(20);를 포함하는 것을 나타낸 것이다.

상기 측정부재(20)는, 본체(10)의 상면에 위치하여 블레이드링(120)에 형성된 홈(122) 상으로 삽입되어 블레이드링(120)의 움직임에 따라 같이 움직이도록 상기 홈(122)과 대응되는 직사각형 형태로 형성되는 유동블록(22)과, 상기 유동블록(22)을 본체(10) 상에서 움직일 때는 고정력이 해제되고 움직임이 완료되어 움직인 간격을 측정하고자 할 때는 고정력을 갖도록 구비되는 체결부(25)를 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 체결부(25)는, 상기 본체(10)의 중공부(12)로 삽입되어 상기 유동블록(22)의 밑면과 상단이 체결되는 통상의 상부와 하부에 나선이 형성된 스터드 볼트(23)와, 상기 본체(10)의 밑면 스터드 볼트(23)의 하단과 체결되어 움직임과 고정력을 갖도록 체결되는 너트(24)를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 본체(10)의 상면에는 최초 측정하기 이전의 측정부재(20)의 유동블록(22)이 위치하는 기준표시눈금(14)이 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 먼저 본체(10)에 측정부재(20)인 유동블록(22)과 체결부(25)인 스터드 볼트(23)와 너트(24)에 의해 토크핀(100)을 조립한 상태에서, 이때 너트(24)는 꽉 조여지도록 체결되는 것이 아니라 상기 유동블록(22)이 본체(10)의 상면에 형성된 기준표시눈금(14)의 위치에서 외력이 가해짐에 따라 움직일 수 있도록 비교적 헐겁게 체결된 상태를 유지한다.

그런 다음 유동블록(22)을 블레이드링(120)의 홈(122)으로 삽입함과 아울러 본체(10) 또한 케이싱(110)의 삽입홈(112) 상에 삽입되어 지지한 상태에서 블레이드링(120)의 내부로 조립된 로터(130)의 센터를 기준하여 블레이드링(120)의 센터 또한 로터(130)의 센터와 일치되도록 좌측 또는 우측으로 밀어 움직임에 따라 상기 블레이드링(120)의 홈(122)에 삽입된 토크핀(100)의 유동블록(22) 또한 블레이드링(120)이 움직인 만큼 움직이게 되는 것이다.

그 후 로터(130)의 센터와 블레이드링(120)의 센터가 일치하여 블레이드링(120)을 고정한 후 상기 토크핀(100)의 측정부재(20)인 체결부(25)의 너트(24)를 꽉 조임으로써, 본체(10)의 상면에서 블레이드링(120)이 움직임만큼 움직인 유동블록(22)이 고정되어 진다.

이렇게, 유동블록(22)의 고정이 완료되면 토크핀(100)을 블레이드링(120)과 케이싱(110)으로부터 분리시킨 후 본체(10)의 상면에서 유동블록(22)이 움직인 간격을 통상적인 측정수단을 사용하여 측정함으로써, 블레이드링이 얼만큼 움직여졌는 지를 간단하고 편리하면서 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다. 이때, 유동블록이 움직인 위치를 정확하게 파악할 수 있는 것은 그 본체의 상면에 형성된 기준표시눈금으로부터 움직인 만큼 측정이 가능하여 정확하게 측정할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 토크핀은 가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 그 블레이드링의 내부에 조립되어 고속회전하는 로터 사이의 간격을 측정시 종래와 같이 측정을 위한 별도의 두께를 가지는 측정편이나 원반형 심 등과 같은 별도의 부재를 탈착할 필요없이 토크핀 자체에서 움직인 만큼 유동성을 갖도록 함으로써, 번거롭거나 불편함 없이 간단하고 편리하면서 움직인 간격을 정확하게 측정할 수 있는 조건을 가진다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 본체(10)의 상면에서 블레이드링과 같이 움직인 유동블럭(22)의 간격을 측정시 별도의 측정수단 없이도 간편하게 확인할 수 있도록 하기 위하여, 상기 본체(10)의 상면에 유동블록(22)의 움직인 간격을 확인할 수 있는 눈금부(30)를 더 포함하는 것을 나타낸 것이다.

다시 말해서, 블레이드링의 움직임에 따라 같이 움직인 후 체결부에 의하여 유동블록이 고정된 상태에서 그 움직인 간격을 별도의 측정수단을 이용하여 측정하는 것이 아니라 본체의 상면에 형성된 눈금부를 통하여 정확하게 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 본체의 상면에 기준표시눈금을 기준하여 유동블록의 움직인 간격을 바로 확인할 수 있도록 형성된 눈금부에 의하여 작업자는 별도의 측정수단 없이도 그 즉시 움직인 간격을 바로 확인할 수 있는 편리성을 제공한다.

그에 따라 토크핀의 유동블록이 움직인 후 고정된 상태에서 작업자가 현장에서 별도의 측정수단 없이도 블레이드링이 얼만큼 움직여졌는 지를 정확하게 측정 및 파악할 수 있는 장점도 가진다.

10 : 본체 12 : 중공부
14 : 기준표시눈금 20 : 체결부재
22 : 유동블록 23 : 스터드 볼트
24 : 너트 25 : 체결부
30 : 눈금부 100 : 토크핀
110 : 케이싱 112 : 삽입홈
120 : 블레이드링 122 : 홈
130 : 로터

Claims

가스터빈의 케이싱에 조립되는 블레이드링과 로터 사이의 조절된 간격을 측정하기 위한 것으로서,
상기 케이싱에 삽입되어 지지되며, 내부에는 중공부가 형성되는 본체;
상기 본체에 결합되어 블레이드링의 움직임에 따라 같이 움직인 후 그 움직인 간격을 측정할 수 있도록 구비되는 측정부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.
제1항에 있어서,
상기 측정부재는, 본체의 상면에 위치하여 블레이드링에 형성된 홈 상으로 삽입되는 유동블록, 상기 유동블록을 본체 상에서 움직이거나 고정력을 갖도록 구비되는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.
제2항에 있어서,
상기 체결부는, 상기 본체의 중공부로 삽입되어 상기 유동블록과 상단이 체결되는 스터드 볼트, 상기 본체의 밑면 스터드 볼트의 하단과 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 본체의 상면에는 측정부재의 유동블록이 위치하는 기준표시눈금이 형성되는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.
제4항에 있어서,
상기 본체는, 케이싱으로의 삽입이 용이한 원통형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.
제5항에 있어서,
상기 유동블록은 블레이드링의 홈과 대응되는 직사각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.
제5항에 있어서,
상기 본체의 상면에 유동블록의 움직인 간격을 확인할 수 있는 눈금부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동간격 측정용 토크핀.