KR101423510B1 - 제어봉 낙하 실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부를 관찰할 수 있는 관시창이 포함된 장치프레임과 상기 장치프레임에 상하방향으로 배치된 가이드빔을 따라 낙하하는 낙하체에 연결된 와이어를 잡아, 상기 낙하체가 정지되도록 제공되는 스토퍼 및 상기 스토퍼의 위치를 조절하여 상기 스토퍼가 잡는 와이어의 위치가 변경되도록, 상기 장치프레임에 배치되는 스토퍼 위치조절부를 포함하는 제어봉 낙하 실험장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 스토퍼와 와이어가 접촉되는 위치를 변경함으로써, 와이어의 사용 수명을 연장할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

제어봉 낙하 실험장치{Test device for falling of control rod}

본 발명은 제어봉 낙하 실험장치에 관한 것으로, 구체적으로 낙하체와 연결된 와이어의 수명을 연장할 수 있는 제어봉 낙하 실험장치에 관한 것이다.

도 1에는 원자로 제어봉 낙하 속도 등에 계측에 사용될 수 있는 종래의 제어봉 낙하 실험장치(1)가 도시되어 있다. 이는 실험자가 유압 또는 공압실린더(2)를 작동시키게 되면, 상기 유압 또는 공압실린더(2)의 로드와 낙하체(7)간에 연결된 와이어(3)가 장치하우징(4)의 상부에 설치된 도르레(5)를 타고 내려가게 되고, 이에 따라 물(W) 등의 유체 내부에서 낙하체(7)가 가이드레일(6)에 의해 안내되며 낙하되게 된다.

이때 작업자는 관시창(4a)에 조명 및 카메라 세팅을 통해 낙하체(7) 움직임에 대한 영상을 촬영하여 원자로 제어봉 낙하 속도 등 관련 데이터를 간접 실험을 통해 수집하게 된다.

여기서 종래의 제어봉 낙하 실험장치(1)는 상부에 위치하는 유압 또는 공압실린더(2)에 의해 작동되는 스토퍼(8)가, 와이어(3)의 특정 부분을 잡아 와이어(3)와 연결된 낙하체(7)의 낙하를 정지시키게 된다.

그런데 지속적으로 와이어(3)의 특정부위에 스토퍼(8)가 작동됨에 따라, 특정 부위의 와이어(3)는 마모가 발생되어 결과적으로는 끊어지게 된다. 이는 새로운 와이어로 교체해야 하므로 실험 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 실험자가 다시 와이어를 연결해야 하므로 실험 준비 시간의 상당한 낭비 및 실험자의 업무 부하를 유발한다.

한국 공개특허공보 10-2011-0073772 (2011.06.30. 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 스토퍼와 와이어가 접촉되는 위치를 변경함으로써, 와이어의 사용 수명을 연장할 수 있도록 구성된 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 제어봉 낙하 실험장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는 내부를 관찰할 수 있는 관시창이 포함된 장치프레임과 상기 장치프레임에 상하방향으로 배치된 가이드빔을 따라 낙하하는 낙하체에 연결된 와이어를 잡아, 상기 낙하체가 정지되도록 제공되는 스토퍼 및 상기 스토퍼의 위치를 조절하여 상기 스토퍼가 잡는 와이어의 위치가 변경되도록, 상기 장치프레임에 배치되는 스토퍼 위치조절부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 상기 스토퍼 위치조절부는, 상기 장치프레임에 상하방향으로 배치된 리니어 가이드부재 및 상기 스토퍼가 승강되도록, 상기 스토퍼가 고정되며 상기 리니어 가이드부재상에 배치되는 이동블록을 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 와이어의 권취 또는 권출을 조절하여 상기 스토퍼가 잡는 와이어의 위치가 변경되도록, 상기 장치프레임에 배치되는 와이어 위치조절부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 상기 와이어 위치조절부는, 상기 장치프레임의 일측에 설치된 지지대상에 배치되며, 와이어를 권취 또는 권출토록 제공되는 와이어릴 및 상기 와이어릴의 회전축에 연결되며, 상기 와이어릴이 회전하며 와이어를 권취토록 제공되는 구동모터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 상기 와이어 위치조절부는, 상기 구동모터와 상기 와이어릴간에 배치되며, 와이어에 연결된 상기 낙하체가 자유낙하되도록, 상기 구동모터와 상기 와이어릴의 회전축간의 연결을 제어하는 클러치박스를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서는 상기 스토퍼는, 상기 이동블록에 장착되며, 중앙측에는 와이어가 지나도록 개방부를 가지는 지지몸체와 상기 지지몸체의 외면 일측에 장착되는 유압실린더와 상기 유압실린더의 로드 단부에 장착되고 상기 지지몸체의 개방부 상측으로로 신장 배치되는 스톱블록 및 상기 지지몸체의 개방부 하단에 배치되며, 상기 스톱블록과 접촉되며 와이어 유동을 정지시키는 스톱키를 포함할 수 있다.

본 발명인 제어봉 낙하 실험장치의 일 실시예는 스토퍼의 위치를 조정하여 와이어의 스톱 부위를 변경되도록 함으로써, 실험에 사용되는 와이어의 수명을 연장할 수 있다.

또한 와이어릴에 와이어가 감기는 정도를 조절하여 스토퍼에 의해 잡히는 와이어의 스톱 부위를 변경시켜 와이어의 수명을 연장할 수 있다.

도 1은 종래 제어봉 낙하 실험장치에 대한 측단면도이다.
도 2는 본 발명인 제어봉 낙하 실험장치에 의한 일 실시예에 대한 측단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발명에서 스토퍼의 일 실시예에 대한 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 발명에서 와이어릴의 일 실시예에 대한 구조를 나타낸 도이다.
도 5는 도 2에 도시된 발명에서 스토퍼의 위치 또는 와이어릴의 감김 정도를 조절하여 와이어의 스톱 위치를 변경하는 것이 도시된 작동상태도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 제어봉 낙하 실험장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 스토퍼와 와이어가 접촉되는 위치를 변경함으로써, 와이어의 사용 수명을 연장할 수 있는 것을 기초로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명인 제어봉 낙하 실험장치에 의한 일 실시예에 대한 측단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 발명에서 스토퍼의 일 실시예에 대한 구조를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 발명에서 와이어릴의 일 실시예에 대한 구조를 나타낸 도이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명인 제어봉 낙하 실험장치의 일 실시예는 내부를 관찰할 수 있는 관시창(21)이 포함된 장치프레임(20)와 상기 장치프레임(20)에 상하방향으로 배치된 가이드빔(23)을 따라 낙하하는 낙하체(25)에 연결된 와이어(40)를 잡아, 상기 낙하체(25)가 정지되도록 제공되는 스토퍼(30) 및 상기 스토퍼(30)의 위치를 조절하여 상기 스토퍼(30)가 잡는 와이어(40)의 위치가 변경되도록, 상기 장치프레임(20)에 배치되는 스토퍼 위치조절부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

우선 상기 장치프레임(20)은 내부에 원자로의 상황에 대응하도록, 물(W) 등의 유체를 함유할 수 있는 용기 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 장치프레임(20)의 일면에는 관찰 카메라 등이 내부를 조망할 수 있도록 관시창(21)이 구비될 수 있다.

작업자는 상기 관시창(21)을 통해 상기 장치프레임(20)의 유체 내부에서 낙하되는 상기 낙하체(25)에 관한 정보를 수집하게 된다. 그리고 상기 장치프레임(20)은 이동바퀴(29)가 장착된 베이스(27) 상단에 조립되어 실험 위치에 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.

상기 장치프레임(20)에서 상기 관시창(21)이 배치된 측의 반대측에는 지지대(28)가 상하방향으로 배치될 수 있다. 상기 지지대(28)에는 가이드빔(23)이 수직하게 고정될 수 있다. 그리고 상기 가이드빔(23)상에는 상기 낙하체(25)의 일부가 연결될 수 있으며, 상기 가이드빔(23)에 의해 안내되며 수직하게 낙하될 수 있다.

또한 상기 장치프레임(20)의 하단에는 완충패드(26)가 장착되어 상기 낙하체(25)가 상기 장치프레임(20)의 하단에 도달하여 부딪힐 때 발생되는 충격을 완화토록 제공될 수 있다.

다음으로 상기 지지대(28)의 상단에는 상기 스토퍼 위치조절부(50)가 장착될 수 있다. 상기 스토퍼 위치조절부(50)는 상기 스토퍼(30)의 상하위치를 조정하여 와이어(40)의 스톱 위치가 변경되도록 함으로써, 와이어(40)의 수명을 연장시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 상기 스토퍼 위치조절부(50)는 리니어 가이드부재(51) 및 이동블록(53)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 리니어 가이드부재(51)는 상기 지지대(28)의 상단에 상하방향으로 배치될 수 있다. 상기 리니어 가이드부재(51)는 통상 잘 알려진 LM가이드 등으로 구현될 수 있다. 상기 리니어 가이드부재(51)상에는 상기 이동블록(53)이 배치되고, 상기 이동블록(53)은 상기 리니어 가이드부재(51)를 따라 상하방향으로 이동하도록 제공된다.

여기서 상기 이동블록(53)상에 상기 스토퍼(30)가 장착되며, 상기 이동블록(53)의 승강에 의해 상기 스토퍼(30) 또한 승강하게 된다. 즉 상기 스토퍼(30)는 상기 이동블록(53)의 위치 변화에 함께 이동하며 와이어(40)를 잡는 위치를 변경하는 것이다.

그리고 상기 리니어 가이드부재(51)의 상단에는 두 개의 도르레(81,83)가 배치될 수 있다. 상기 도르레(81,83)는 상기 낙하체(25)와 연결된 와이어(40)를 지지함은 물론, 와이어(40)가 상기 스토퍼(30) 내측을 관통하게끔 배치되도록 한다.

한편 도 3를 참고하여 상기 스토퍼(30)의 구조를 살펴보면, 상기 스토퍼(30)는 하우징(31), 유압실린더(33), 스톱키(35) 및 지지몸체(36)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 지지몸체(36)는 상기 이동블록(53)의 일측에 용접접합 또는 볼트체결되어 고정될 수 있으며, 상기 지지몸체(36)는 와이어(40)가 통과할 수 있도록, □ 자 프레임 형상으로 제공될 수 있다.

그리고 상기 지지몸체(36)의 일측에는 상기 하우징(31)이 배치될 수 있으며, 상기 하우징(31)의 내부에는 상기 유압실린더(33)의 본체가 내장될 수 있다. 이때 상기 유압실린더(33)의 로드 단부는 상기 지지몸체(36)의 내측 상단으로 신장되도록 배치될 수 있다. 상기 유압실린더(33)의 로드 단부에는 스톱블록(32)이 장착된다.

다음으로 상기 지지몸체(36)의 내측 하단에는 상기 스톱키(35)가 배치될 수 있으며, 이때 상기 스톱키(35)는 와이어(40)가 지나가는 측에 배치되어야 한다.

즉 상기 유압실린더(33)가 작동하여 상기 유압실린더(33)의 로드 단부에 장착된 상기 스톱블록(32)이 와이어(40)를 순간적으로 상기 스톱키(35) 방향으로 밀어 와이어(40)의 잡게 되는 것이다. 이에 따라 와이어(40)에 연결된 상기 낙하체(25)의 낙하는 정지되게 된다.

여기서 상기 리니어 가이드부재(51)를 이용하여 상기 스토퍼(30)의 위치를 변경함으로써, 상기 스토퍼(30)가 상기와 같은 방식으로 잡는 와이어(40)의 스톱 위치를 변경하게 되는 것이다.

한편 본 발명인 제어봉 낙하 실험장치의 일 실시예는 와이어(40)의 권취 또는 권출을 조절하여 상기 스토퍼(30)가 잡는 와이어(40)의 위치가 변경되도록, 상기 장치프레임(20)에 배치되는 와이어 위치조절부(70)를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 와이어 위치조절부(70)는 와이어릴(71), 구동모터(73) 및 클러치박스(75)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 와이어릴(71)은 상기 장치프레임(20)의 일측에 설치된 지지대(28)상에 배치되며, 와이어(40)를 권취 또는 권출토록 제공될 수 있다. 그리고 상기 구동모터(73)는 상기 와이어릴(71)의 회전축에 플랜지 체결되며, 상기 와이어릴(71)을 회전시켜 와이어(40)를 권취시키는 기능을 하게 된다.

즉 상기 구동모터(73)가 상기 와이어릴(71)을 권출하는 정도 또는 권취하는 정도를 조절하여 상기 낙하체(25)와 연결되어 작동상태에 있는 와이어(40)의 길이에 변화를 주는 것이다.

이에 따라 상기 스토퍼(30)에서 와이어(40)를 잡는 위치도 상기 와이어릴(71)에서 와이어(40)가 권출되거나 또는 권취되는 정도에 따라 차이가 발생되어 위치조절되게 되는 것이다.

여기서 상기 클러치박스(75)는 상기 구동모터(73)와 상기 와이어릴(71)간에 배치되며, 와이어(40)에 연결된 상기 낙하체(25)가 자유낙하되도록, 상기 구동모터(73)와 상기 와이어릴(71)의 회전축간의 연결을 제어하는 기능을 수행하게 된다.

즉 작업자가 상기 클러치박스(75)의 조작바(75a)를 우로 밀어 상기 구동모터(73)와 상기 와이어릴(71)의 회전축을 연결하고 상기 구동모터(73)를 작동시켜 상기 와이어릴(71)에 감기는 와이어(40)의 량을 조절한 후에, 다시 상기 클러치박스(75)의 조작바(75a)를 좌로 밀어 상기 구동모터(73)와 상기 와이어릴(71)의 회전축간의 연결을 끊어 상기 낙하체(25)가 자유낙하되도록 하는 것이다. 물론 상기 클러치부재(75)는 전자장치와 연계되어 무선으로 제어될 수도 있다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 작업자는 상기 스토퍼(30)의 위치를 조절하여 와이어의 스톱 위치를 (A)에서 (B)로 변경하거나 또는 상기 와이어릴(71)을 통해 와이어(40)의 감긴 정도를 조절하여 상기 스토퍼(30)가 와이어(40)를 잡는 위치를 변경시킴으로써, 와이어(40)의 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.

이상의 사항은 제어봉 낙하 실험장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

20...장치프레임 21...관시창
23...가이드빔 25...낙하체
30...스토퍼 40...와이어
50...스토퍼 위치조절부 51...리니어 가이드
53...이동블록 70...와이어 위치조절부
71...와이어릴 73...구동모터
75...클러치박스

Claims (6)

1. 내부를 관찰할 수 있는 관시창이 포함된 장치프레임;
   상기 장치프레임에 상하방향으로 배치된 가이드빔을 따라 낙하하는 낙하체에 연결된 와이어를 잡아, 상기 낙하체가 정지되도록 제공되는 스토퍼; 및
   상기 장치프레임에 상하방향으로 배치된 리니어 가이드부재와, 상기 스토퍼가 고정되며 상기 리니어 가이드부재상에 배치되어 상기 스토퍼를 승강시키는 이동블록을 제공되는 스토퍼 위치조절부;
   를 포함하며,
   상기 스토퍼는,
   상기 이동블록에 장착되며, 중앙측에는 와이어가 지나도록 개방부를 가지는 지지몸체;
   상기 지지몸체의 외면 일측에 장착되는 유압실린더;
   상기 유압실린더의 로드 단부에 장착되고 상기 지지몸체의 개방부 상측으로로 신장 배치되는 스톱블록; 및
   상기 지지몸체의 개방부 하단에 배치되며, 상기 스톱블록과 접촉되며 와이어 유동을 정지시키는 스톱키;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 낙하 실험장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   와이어의 권취 또는 권출을 조절하여 상기 스토퍼가 잡는 와이어의 위치가 변경되도록, 상기 장치프레임에 배치되는 와이어 위치조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 낙하 실험장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 와이어 위치조절부는,
   상기 장치프레임의 일측에 설치된 지지대상에 배치되며, 와이어를 권취 또는 권출토록 제공되는 와이어릴; 및
   상기 와이어릴의 회전축에 연결되며, 상기 와이어릴이 회전하며 와이어를 권취토록 제공되는 구동모터;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 낙하 실험장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 와이어 위치조절부는,
   상기 구동모터와 상기 와이어릴간에 배치되며, 와이어에 연결된 상기 낙하체가 자유낙하되도록, 상기 구동모터와 상기 와이어릴의 회전축간의 연결을 제어하는 클러치박스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 낙하 실험장치.
   
   
6. 삭제

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