KR101388287B1 - 유압식 조정 장치의 조정 행정을 측정하기 위한 측정 장치 - Google Patents

유압식 조정 장치의 조정 행정을 측정하기 위한 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로터(1)의 날개(2)용 유압식 조정 장치(6, 6', 7, 8, 8', 9, 10, 11, 12)를 구비한 축류팬에 관한 것이다. 상기 조정 장치는 본질적으로 조정 실린더(6, 6');와 피스톤(7)을 구비한 피스톤 로드(8, 8');로 구성되되, 이들 구성 부재들 중에 일부분은 축방향으로 변위 가능하고, 일부분은 축방향으로 변위 불가능하다. 축방향으로 변위 가능한 부분은 조정 디스크(22)와 연결된다. 이 조정 디스크(22)에는 회전 가능한 조정 레버(5)를 통해 날개(2)의 각각의 브레이스(3)가 고정된다. 상기 피스톤 로드(8, 8')에 있어 상기 조정 실린더(6, 6')로부터 돌출된 그의 연장부는 상기 조정 실린더(6, 6')의 오일 공급부(14, 15) 역할을 하는 오일 어댑터 피스(13)에 의해 둘러싸인다. 조정 행정을 측정하기 위해, 상기 조정 장치는 도파관(26)을 구비한 센서 하우징(25), 센서 헤드(27), 및 링 모양 자석(28)으로 구성되는 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)와 결합된다. 상기 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 센서 하우징(25) 및 센서 헤드(27)는 상기 오일 어댑터 피스(13)와 연결되며, 그리고 상기 자석(28)은, 상기 조정 장치에 있어 오일 어댑터 피스(13)에 상대적으로 축방향으로 변위 가능한 그의 부분에 연결된다.
로터, 유압식 조정 장치, 조정 실린더, 피스톤, 피스톤 로드, 조정 디스크, 조정 레버, 오일 어댑터 피스, 센서 하우징, 자기 변형식 이동 거리 측정 장치

Description

유압식 조정 장치의 조정 행정을 측정하기 위한 측정 장치{DEVICE FOR MEASURING THE ADJUSTING STROKE OF A HYDRUALIC ADJUSTMENT DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 조정 장치를 구비한 축류팬의 로터를 절결하여 도시한 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조정 장치를 구비한 축류팬의 로터를 절결하여 도시한 종단면도이다.
본 발명은 청구항 제1항의 전제부의 특징을 갖는 축류팬의 로터의 날개용 유압식 조정 장치의 조정 행정을 측정하기 위한 측정 장치에 관한 것이다.
현대의 축류팬은 기계적 에너지를 흐름 에너지로 변환하는 제어식 기계장치이다. 축류팬의 제어는 날개의 회전 속도 혹은 조정 각도를 통해 이루어진다. 작동 중에 날개 위치가 변화할 수 있어야 한다면, 날개는 장착된 축 상에, 다시 말해 브레이스 상에 고정되어 있어야 한다. 날개 위치의 변화는 대개 유압식으로 이루어진다. 이를 위해, 유압식 조정 장치가 축류팬의 로터에 장착된다. 상기한 조정 장치는 본질적으로 팬 회전 속도로써 회전하는 유압식 조정 실린더 장치;와 오일 공급 라인이 연결되어 있는 비회전식 오일 어댑터 피스(oil adapter piece);로 구성된다.
축류팬의 날개의 위치는 조정 실린더 장치의 지정된 위치에 상응한다. 이런 위치는 조정 실린더 장치의 변위 가능 부분과 기계적으로 연결되는 위치 표시기를 통해 팬 하우징 외부에서 표시되며, 그리고 연결된 각도 인코더를 이용하여 제어실로 전송될 수 있다. 이와 같이 위치 표시기에 대한 기계적 배열은 비교적 부정확하다. 그 외에도 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 연결 부재들의 마모도 고려해야 한다.
본 발명은 축류팬의 유압식 조정 장치의 조정 행정을 측정하기 위한 바람직한 측정 장치를 제공하는 문제에 관한 것이다. 상기한 측정 장치는 축류팬의 허브 공간 내 날개 조정 장치에 제공되는 측정 부재용으로 적합해야 한다.
본 발명의 목적은 일반적인 장치용으로 상대적으로 높은 정밀도로써 기능하고, 절대값을 제공하며, 그리고 마모되지 않는 이동 거리 측정 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적은 일반적인 장치에 있어서 본 발명에 따라 청구항 제1항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 종속항들로부터 제시된다.
상기 목적의 해결은 지시된 목적을 위해 자기 변형식(magnetostrictive) 이동 거리 측정 장치를 적용하는 것에 있다. 자기 변형식 이동 거리 측정 장치는 예컨대 US 3 898 555 A로부터 공지되었다. 이 측정 장치는 상대적으로 높은 정밀도, 낮은 선형 공차, 및 매우 높은 측정 정밀도의 반복성을 특징으로 한다. 이동 거리 측정 장치는 절대값 측정을 제공하며, 그럼으로써 기준 마커 접근이 필요 없게 된다. 마지막으로 측정 시스템은 무접촉 방식으로 기능하며, 그럼으로써 측정 시스템과 조정 장치에 있어 상호 간에 상대적으로 회전 및 변위될 수 있는 그들의 부분들 사이에서 마모는 발생하지 않는다. 자기 변형식 이동 거리 측정 장치는, 본 발명에 따라 축류팬의 허브 공간 내 날개 조정 장치에 장착되며, 그리고 바람직하게는 장착 위치에 존재하는 특별한 구조적 조건에 부합하게 적응된다.
본 발명의 다수의 실시예들은 도면에 도시되어 있으며, 다음에서 더욱 상세하게 설명된다.
축류팬의 로터(1)는 자체 외주연에 다수의 날개(2)를 장착하고 있으며, 이들 날개들 중 하나의 날개가 부분적으로 도시되어 있다. 날개(2)는 다양한 작동점에 축류팬을 적응시키기 위해 날개 자체의 종축을 중심으로 조정될 수 있다. 이를 위해, 날개(2)를 지지하는 브레이스(3)가 로터(1)의 지지 링(4) 내에 회전 가능하게 장착된다. 각각의 브레이스(3)에는 오프셋 되어 있는 조정 레버(5)가 고정된다. 이 조정 레버(5)는 조정 디스크(22)의 외주연에 제공된 그루브 내에서 안내된다.
도1에 따라, 조정 디스크(22)는 피스톤 로드(8)와 연결되며, 이 피스톤 로드(8) 상에는 피스톤(7)이 고정된다. 피스톤(7)는 조정 실린더(6) 내부에 위치한다. 피스톤(7)을 구비한 피스톤 로드(8)와 조정 디스크(22)는 축류팬의 축을 따라 변위 가능하게 배치되어 있으면서, 로터(1) 및 조정 실린더(6)와 동일한 회전 속도 로써 회전한다. 조정 실린더(6)는 로터(1)와 연결되어 있으면서, 피스톤 로드(8) 및 피스톤(7)에 상대적으로 정지해 있다.
피스톤 로드(8)에 있어 로터(1)의 반대 방향으로 향해 있는 그의 단부는 연장을 위해 샤프트(23)와 나사 체결되되, 이 샤프트는 비회전형 오일 어댑터 피스(13) 내부에서 회전한다. 피스톤 로드(8) 및 샤프트(23)를 통해서는 축방향 제어 채널들(9, 10)이 안내되되, 이들 제어 채널들은 피스톤(7)의 양측에서 피스톤 챔버들(11, 12)의 각각의 챔버 내부로 개방된다. 오일 어댑터 피스(13)는 조정 실린더(6)에 압력유를 공급하며, 그리고 두 피스톤 챔버(11, 12)를 위해 하나의 누출 오일 배출구(16)와 2개의 공급 라인(14, 15)을 구비하고 있다. 공급 라인들(14, 15)은, 피스톤 로드(8) 상의 피스톤(7)이 조정 디스크(22)를 이용하여 조정되어야 하는 각각의 방향에 따라 각각의 피스톤 챔버에 대해 공급 라인뿐 아니라 회수 라인으로서 이용된다.
피스톤 로드(8) 상의 피스톤(7)이 날개(2)를 조정하기 위해 실행하는 조정 행정을 측정하기 위해, 예컨대 US 3 898 555 A로부터 공지된 바와 같은 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)가 제공된다.
자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)는 본 실시예에 따라 다양한 컴포넌트들로 구성되는데, 더욱 정확하게 말하면 강자성 소재로 이루어진 도파관(26)을 둘러싸는 막대 모양의 센서 하우징(25); 신호 처리를 위한 전자 장치를 지지하면서 센서 하우징(25)과 연결되어 있는 센서 헤드(27); 그리고 위치 센서로서 형성되어 센서 하우징(25)에 상대적으로 이동 가능한 영구 자석(28);으로 구성된다. 센서 하우징(25)은 또한 프로파일 구조 등으로서 형성될 수 있다.
도1에 따라, 센서 헤드(27)는 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 막대 모양 센서 하우징(25)과 함께 링 플랜지(29) 내에 견고하게 삽입된다. 링 플랜지(29)는 오일 어댑터 피스(13)에 고정된다. 이와 관련하여 센서 하우징(25)은 축류팬의 축방향으로, 그에 따라 피스톤 로드(8)의 이동 방향으로 배향된다. 도시한 바와 같은 이동 거리 측정 장치(24) 대신에, 다수의 이동 거리 측정 장치가 오일 어댑터 피스의 링 플랜지(29) 내에 삽입될 수도 있다.
자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 자석(28)은 내부의 자기 테이프를 구비한 링 자석으로서 형성된다. 그로 인해 자석(28)은 사전 지정된 영역에서 모든 장착되거나 삽입된 자기 변형식 이동 거리 측정 장치들(24)의 센서 하우징들(25)을 둘러싼다.
이동 거리 측정 장치(24) 및 오일 어댑터 피스(13)는 보호관(30)에 의해 둘러싸인다. 보호관(30)은 조정 실린더(6)와 견고하게 결합된다. 보호관(30)의 벽부에는 링 모양 자석(28)이 고정된다. 그에 따라 보호관(30)은 자석(28)용 지지체로서 이용된다. 보호관(30)은 자석(28)과 함께 축류팬의 회전 속도로써 회전한다. 링 플랜지(29)와 이 링 플랜지에 고정된 센서 하우징(25)은 회전하지 않는다.
축류팬의 날개(2)를 조정하기 위해, 피스톤 로드(8)와 그에 따라 오일 어댑터 피스(13)는 축방향으로 이동된다. 이러한 경우 축방향에서 볼 때 조정 실린더(6)와 결합된 보호관(30)에 고정되어 있는 자석(28)은 자신의 위치에서 유지된다. 센서 하우징(25)과 센서 헤드(27)로 구성되는 이동 거리 측정 장치(24)는 오 일 어댑터 피스(13) 상의 링 플랜지(29)와 함께 이동되며, 그에 따라 이동 거리 신호로서 조정 행정을 출력한다.
축류팬용 조정 장치에 대해 도2에 도시한 실시예는 작동 방법이 도1에 도시한 조정 장치에 상응한다. 그러나 도1에 대한 차이점으로, 도2에 따른 조정 장치의 조정 실린더(6')가 축방향으로 변위 가능하게 배치되고, 피스톤 로드(8')는 축방향으로 변위 불가능하게 배치된다.
조정 실린더(6')는 축방향으로 변위 가능한 조정 디스크(22)와 견고하게 결합된다. 자체 상부에 고정된 피스톤(7)을 구비한 피스톤 로드(8')는 원뿔형 지지부(31)를 이용하여 로터(1)와 연결된다. 피스톤 로드(8')에 있어 로터(1)의 반대 방향으로 향해 있는 그의 단부는 샤프트(23)로서 비회전형 오일 어댑터 피스(13)의 내부에서 회전한다.
도2에 도시된 조정 장치의 경우 센서 헤드(27)는 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 막대 모양 센서 하우징(25)과 함께 고정 플랜지(32) 내에 견고하게 삽입된다. 고정 플랜지(32)는 오일 어댑터 피스(13)에 고정되는데, 본 실시예에서 상기 오일 어댑터 피스(13)는 축방향으로 변위 불가능하다. 이와 관련하여 센서 하우징(25)은 축류팬의 축의 방향으로, 그에 따라 조정 실린더(6')의 이동 방향으로 배향된다. 도시한 바와 같은 이동 거리 측정 장치(24) 대신에 다수의 이동 거리 측정 장치가 오일 어댑터 피스(13)의 고정 플랜지(32) 내에 삽입될 수도 있다.
자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 자석은 센서 하우징을 둘러싸는 링 자석으로서 형성된다. 조립되거나 삽입되는 각각의 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)는 자체의 자석(28)을 구비한다.
조정 실린더(6')는 피드백 로드(33)와 견고하게 결합되며, 그리고 조정 실린더와 동일한 축방향 이동을 실행한다. 피드백 로드(33)는 고정 장치(34)와 견고하게 결합된다. 고정 장치(34)에는 다시금 경우에 따라 다수 개가 제공되는 이동 거리 측정 장치들의 자석(28) 내지 자석들(28)이 고정된다.
축류팬의 날개(2)를 조정하기 위해, 조정 실린더(6')와 그에 따라 조정 디스크(22), 그리고 피드백 로드(33)는 축방향으로 이동된다. 본 실시예에서는 자석(28)도 자신의 위치에서 축방향으로 이동된다. 센서 하우징(25)과 센서 헤드(27)로 구성된 이동 거리 측정 장치(24);와 오일 어댑터 피스(13) 상의 고정 플랜지(32);는 축방향으로 이동하지 않는다. 그로 인해 이동 거리 측정 장치(24)는 이동 거리 신호로서 조정 행정을 출력한다.
상기와 같은 구성에 의하면, 일반적인 장치용으로 비교적 높은 정밀도로 기능하고, 또한 마모가 발생하지 않는 이동 거리 측정 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 축류팬의 로터(1)의 날개(2)용 유압식 조정 장치(6, 6', 7, 8, 8', 9, 10, 11, 12)의 조정 행정을 측정하기 위한 측정 장치로서,
    상기 조정 장치는 조정 실린더(6, 6')와 피스톤(7)을 구비한 피스톤 로드(8, 8')로 구성되고, 조정 실린더(6, 6')와 피스톤 로드(8, 8') 중 하나의 부재는 축방향으로 변위 가능하며, 다른 하나의 부재는 축방향으로 변위 불가능하고, 축방향으로 변위 가능한 부재는 조정 디스크(22)와 연결되고, 이 조정 디스크(22)에는 회전 가능한 조정 레버(5)를 통해 날개(2)의 각각의 브레이스(3)가 고정되며, 그리고
    조정 실린더(6, 6')로부터 돌출되는 피스톤 로드(8, 8')의 연장부는 조정 실린더(6, 6')의 오일 공급부(14, 15) 역할을 하는 오일 어댑터 피스(13)에 의해 둘러싸여 있는 상기 측정 장치에 있어서,
    상기 조정 장치는 도파관(26)을 포함한 센서 하우징(25), 센서 헤드(27), 및 링 모양 자석(28)으로 구성된 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)와 결합되며,
    상기 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 상기 센서 하우징(25) 및 상기 센서 헤드(27)는 상기 오일 어댑터 피스(13)와 연결되며, 그리고
    상기 자석(28)은 오일 어댑터 피스(13)에 대해 상기 조정 장치의 축방향으로 변위 가능한 부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)는 보호관(30) 에 의해 둘러싸이고, 상기 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 자석(28)은 상기 보호관(30)에 고정되고, 이 보호관은 축방향으로 변위 불가능한 조정 실린더(6)와 연결되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 축방향으로 변위 가능한 피스톤 로드(8)의 연장부를 둘러싸는 오일 어댑터 피스(13)는 링 플랜지(29)를 구비하며, 그리고 상기 링 플랜지(29) 내에는 하나 이상의 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 센서 하우징(25) 및 센서 헤드(27)가 고정되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 자석(28)은 축방향으로 변위 가능한 조정 디스크(22)와 간접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 피드백 로드(33)는 상기 피스톤 로드(8')를 관통하며, 상기 피드백 로드(33)의 일측 단부는 조정 디스크(22)와 연결되며, 그리고 상기 피드백 로드(33)의 타측 단부는 고정 장치(34)를 통해 상기 자석(28)에 고정되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 오일 어댑터 피스(13)는 고정 플랜지(29)를 구비하며, 그리고 상기 고정 플랜지(29) 내에는 하나 이상의 자기 변형식 이동 거리 측정 장치(24)의 센서 하우징(25) 및 센서 헤드(27)가 고정되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
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