KR101579043B1 - 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치 - Google Patents

가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치는 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈에 스프링부에 의한 텐션을 제공하여 상기 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수하면서 상기 가스터빈을 지지하는 가스터빈 지지 장치 상에서 상기 가스터빈에 제공되는 상기 스프링부에 의한 텐션이 유지되도록 한 상태에서 상기 가스터빈이 정비되도록 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치에 있어서, 상기 가스터빈 정비 시 상기 가스터빈의 하중 감소로 인한 상기 스프링부의 텐션 감소를 방지하기 위해 상기 스프링부와 접촉되도록 배치되고 외면에 제1 나사산이 형성된 유압실린더부; 및 상기 제1 나사산과 나사 결합이 가능하도록 내면에 상기 제1 나사산과 대응되는 제2 나사산이 형성되며, 상기 스프링부를 커버하는 케이싱에 형성된 제3 나사산과 나사 결합이 가능하도록 외면에 상기 제3 나사산과 대응되는 제4 나사산이 형성되어 상기 유압실린더부를 상기 케이싱에 위치 고정되도록 하는 고정부;를 포함할 수 있다.

Description

가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치{TENSION MAINTAING APPARATUS FOR GAS TURBINE MAINTENANCE}
본 발명은 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치에 관한 것으로, 가스터빈에 제공되는 스프링부에 의한 텐션이 유지되도록 한 상태에서 가스터빈이 정비되도록 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스터빈은, 압축기(Compressor), 연소기(Combustor), 터빈(Turbine)으로 구성되며, 압축기는 외부 공기를 흡입하여 고온, 고압으로 압축한 후 연소기로 보내고, 연소기는 유입된 압축공기와 연료를 혼합하여 연소시킴과 아울러 연소시 발생된 고온, 고압의 가스는 터빈으로 보내진다.
이때, 연소기에서 나온 고온, 고압의 가스는 터빈의 동익(moving blade)을 통과하면서 터빈 회전축을 회전시키면서 발전기를 구동시켜 발전하게 되는 것이다.
이러한 가스터빈을 구성하는 각 구성 요소는 베이스 프레임의 상부 전방으로부터 감속기, 압축기, 연소기 및 터빈이 통상적인 형태의 프레임에 의해 고정 설치된다. 그리고 프레임에는 스프링부가 더 설치되며, 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈에 스프링부에 의한 텐션을 제공하여 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수하면서 가스터빈을 지지할 수 있었다.
그런데 이러한 가스터빈 정비 시, 가스터빈의 하중감소로 인해 스프링부의 점핑 형상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 스프링부에 의한 텐션이 유지된 상태에서 가스터빈이 정비되도록 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치는 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈에 스프링부에 의한 텐션을 제공하여 상기 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수하면서 상기 가스터빈을 지지하는 가스터빈 지지 장치 상에서 상기 가스터빈에 제공되는 상기 스프링부에 의한 텐션이 유지되도록 한 상태에서 상기 가스터빈이 정비되도록 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치에 있어서, 상기 가스터빈 정비 시 상기 가스터빈의 하중 감소로 인한 상기 스프링부의 텐션 감소를 방지하기 위해 상기 스프링부와 접촉되도록 배치되고 외면에 제1 나사산이 형성된 유압실린더부; 및 상기 제1 나사산과 나사 결합이 가능하도록 내면에 상기 제1 나사산과 대응되는 제2 나사산이 형성되며, 상기 스프링부를 커버하는 케이싱에 형성된 제3 나사산과 나사 결합이 가능하도록 외면에 상기 제3 나사산과 대응되는 제4 나사산이 형성되어 상기 유압실린더부를 상기 케이싱에 위치 고정되도록 하는 고정부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치의 상기 유압실린더부는, 피스톤로드를 포함하는 유압실린더 및 상기 피스톤로드와 나사 결합되는 로드연장부를 구비하며, 상기 로드연장부는, 유압에 의해 상기 스프링부와 접촉된 상태를 유지하여 상기 가스터빈 정비 시 상기 가스터빈의 하중 감소로 인한 상기 스프링부의 텐션 감소를 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 가스터빈 정비를 취한 텐션 유지 장치의 상기 고정부는, 상기 로드연장부가 슬라이딩 삽입되고 상기 제4 나사산이 형성되어 상기 케이싱과 나사 결합되는 결합부, 상기 결합부로부터 방사상으로 연장되는 방사부 및 상기 유압실린더가 수용되는 중공을 형성하도록 상기 방사부로부터 축 방향으로 연장되는 연장부를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따른 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치의 상기 방사부는, 상기 결합부로부터 방사 방향을 따라 상향 경사지게 형성되어, 상기 결합부와 상기 케이싱이 나사 결합되는 경우 상기 케이싱과 비접촉되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치에 의하면, 가스터빈의 정비 시 가스터빈의 하중감소로 인한 스프링부의 점핑 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 설치 상태 개략도.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션 유지 장치의 설치 상태 개략도.
도 4는 도 3의 B-B에 대한 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압실린더부의 개략 사시도.
도 6은 도 5의 C-C에 대한 개략 분해 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부의 개략 사시도.
도 8은 도 7의 D-D에 대한 개략 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압실린더부와 고정부의 개략 조립 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈(100)에 대하여 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈(100)의 설치 상태 개략도이고, 도 2는 도 1의 A-A에 대한 개략 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가스터빈(100)은 베이스 프레임(260)의 전방으로부터 후방 측으로 감속기(110), 압축기(120), 연소기(130) 및 터빈(140) 등이 순차적으로 설치될 수 있다.
가스터빈(100)은 가스터빈 지지 장치(200)에 장착될 수 있다. 가스터빈 지지 장치(200)는 베이스 프레임(260), 스프링부(220) 및 케이싱(240)을 포함할 수 있다.
베이스 프레임(260)의 상부에는 가스터빈(100)이 장착될 수 있으며, 베이스 프레임(260)의 후단부에는 케이싱(240) 및 스프링부(220)가 위치될 수 있다.
스프링부(220) 및 텐션 유지 장치(1000)는 터빈(140)에 대응되는 위치에 제공될 수 있다.
가스터빈(100)은 고속으로 회전됨에 따라 발생되는 진동 및 흔들림을 흡수하고 열팽창에 따라 발생되는 응력을 흡수하도록 하는 부재를 필요로 한다. 따라서, 베이스 프레임(260)의 하단에 스프링부(220)가 제공될 수 있다.
스프링부(220)는 스프링(222), 텐션판(224), 지지축(226) 및 안착부(226a)를 포함할 수 있다.
스프링(222)은 케이싱(240)의 내측 하단에 제공될 수 있으며, 가스터빈(100)의 크기 및 중량에 따라 복수 개로 제공될 수 있다. 그리고 스프링(222)은 원형 배열되어 제공되거나, 도 2에 도시한 바와 같이, 스프링(222)이 일자로 배열되어 제공될 수 있다.
텐션판(224)은 스프링(222)의 상부면에 접촉되도록 제공될 수 있다. 텐션판(224)은 케이싱(240)의 내부에 복수 개의 스프링(222)이 제공될 경우, 복수 개의 스프링(222)을 고르게 가압할 수 있도록 1개의 텐션판(224)이 복수 개의 스프링(222)을 동시에 가압하도록 제공될 수 있다.
안착부(226a)는 가스터빈(100)의 외면이 접촉되도록 가스터빈(100)에 대응되는 형상으로 제공될 수 있다.
지지축(226)은 양단이 각각 안착부(226a)와 텐션판(224)에 연결될 수 있으며, 가스터빈(100)에서 발생되는 응력 및 진동 등을 텐션판(224) 및 스프링(222)에 전달할 수 있다.
스프링부(220)의 개수는 가스터빈(100)의 크기 및 중량 등에 따라 달라질 수 있다.
그런데 이러한 가스터빈(100)은 정비 시 제거되는 부품으로 인해 하중이 감소됨에 따라 스프링부(220)가 점핑되는 현상이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명에 따른 가스터빈(100) 정비를 위한 텐션 유지 장치(1000)는 이러한 스프링부(220)의 점핑 현상이 방지되도록 하여, 가스터빈(100)의 정비를 원활히 할 수 있도록 하는 구조물인 것이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치(1000)에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션 유지 장치(1000)의 설치 상태 개략도이고, 도 4는 도3의 B-B에 대한 개략 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 가스터빈(100)을 정비하기 위해 텐션 유지 장치(1000)가 케이싱(240)에 장착될 수 있다. 이때, 텐션 유지 장치(1000)는 가스터빈(100)의 하중 감소로 인한 스프링(222)의 점핑 현상이 방지되도록 스프링(222)의 텐션을 유지시킬 수 있다.
텐션 유지 장치(1000)는 케이싱(240)에 고정되어 작동될 수 있다. 이때, 고정부(1400)의 제4 나사산(1420a, 도 7 및 도 8 참조)이 케이싱(240)의 제3 나사산(240a)에 나사 체결됨에 따라 텐션 유지 장치(1000)가 케이싱(240)에 고정될 수 있다.
텐션 유지 장치(1000)가 케이싱(240)에 고정된 후 스프링(222)의 점핑 현상이 방지되도록 로드연장부(1240)의 하면이 텐션판(224)을 가압할 수 있다.
이때, 로드연장부(1240)는 유압실린더(1220)의 작동에 의해 텐션판(224)을 가압할 수 있으며, 스프링(222)의 점핑 현상이 발생되지 않을 정도의 힘으로 텐션판(224)을 가압할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 유압실린더(1220)를 사용하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 공압실린더 등을 사용하여도 무방하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션 유지 장치(1000)의 유압실린더부(1200) 및 고정부(1400)에 대하여 도면을 참조로 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압실린더부(1200)의 개략 사시도이고, 도 6은 도 5의 C-C에 대한 개략 분해 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 유압실린더부(1200)는 유압실린더(1220) 및 로드연장부(1240)를 포함할 수 있다.
유압실린더(1220)는 바디(1224) 및 피스톤로드(1222)를 포함할 수 있으며, 바디(1224)는 유압실린더(1220)의 케이스부에 해당되고, 피스톤로드(1222)는 바디(1224)에 수용되어 피스톤 운동을 할 수 있다.
바디(1224)는 외면에 제1 나사산(1224a)을 구비할 수 있으며, 바디(1224)의 외면 전체에 제1 나사산(1224a)이 구비되거나, 바디(1224)의 외면의 일부분에만 제1 나사산(1224a)이 구비되는 것도 가능하다.
피스톤로드(1222)는 바디(1224)의 내부에 수용되는 피스톤(미도시)에 고정되어 피스톤의 운동을 바디(1224) 밖으로 전달하는 역할을 한다. 피스톤로드(1222)의 하단에는 후술할 로드연장부(1240)가 삽입 연결되도록 피스톤로드(1222)의 하면으로부터 함몰되는 삽입홈(1222a)이 형성될 수 있다.
한편, 유압실린더(1220)는 종래의 유압실린더(1220)를 통해 용이하게 알 수 있는 구성이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
로드연장부(1240)는 가스터빈(100, 도 4 참조)의 정비 시, 유압에 의해 스프링부(220, 도 4 참조)를 가압하여 가스터빈(100)의 하중 감소로 인한 스프링부(220)의 점핑 현상을 방지할 수 있다.
이러한 로드연장부(1240)는 상단에 피스톤로드(1222)의 삽입홈(1222a)에 삽입되도록 형성된 삽입돌기(1240a)를 구비할 수 있다.
이때, 피스톤로드(1222)와 로드연장부(1240)는 삽입홈(1222a)과 삽입돌기(1240a)의 나사 체결에 의해 연결 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(1400)의 개략 사시도이고, 도 8은 도 7의 D-D에 대한 개략 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 고정부(1400)는 유압실린더부(1200, 도 5 참조)를 수용되도록 제공되며, 케이싱(240, 도 4 참조)에 나사 결합 되도록 제공될 수 있다.
이러한 고정부(1400)는 결합부(1420), 방사부(1440) 및 연장부(1460)를 포함할 수 있다.
결합부(1420)는 로드연장부(1240, 도 5 참조)가 슬라이딩 삽입되도록 내측에 중공이 형성되고, 케이싱(240)과 나사 결합되도록 외면에 제4 나사산(1420a)이 형성될 수 있다.
방사부(1440)는 결합부(1420)로부터 방사상으로 연장될 수 있다. 그리고 방사부(1440)는 결합부(1420)와 케이싱(240)이 나사 결합되는 경우 케이싱(240)과 비접촉 되도록 결합부(1420)로부터 방사 방향을 따라 상향 경사지게 제공될 수 있다.
연장부(1460)는 유압실린더(1220)가 수용되는 중공을 형성하도록 방사부(1440)로부터 축 방향으로 연장될 수 있다. 연장부(1460)는 유압실린더부(1200)의 제1 나사산(1224a, 도 6 참조)과 나사 체결되도록 내측에 형성되는 제2 나사산(1460a)을 포함할 수 있다.
이때, 제2 나사산(1460a)은 연장부(1460)의 내측 전면에 형성되거나, 연장부(1460)의 내측의 일부에 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압실린더부(1200)와 고정부(1400)의 개략 조립 상태에 대하여 도면을 참조로 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압실린더부(1200)와 고정부(1400)의 개략 조립 단면도이다.
도 9를 참조하면, 고정부(1400)는 케이싱(240)에 고정되어 유압실린더부(1200)를 수용할 수 있다.
고정부(1400)는 제4 나사산(1420a)이 케이싱(240)의 제3 나사산(240a, 도 4 참조)에 나사 체결되어 고정될 수 있다.
이때, 고정부(1400)의 방사부(1440)는 결합부(1420)로부터 방사 방향을 따라 상향 경사지게 제공될 수 있다. 따라서, 케이싱(240)의 상면과 방사부(1440)의 하면 사이에 공간이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 공간으로 이물질이 유입되어도 텐션 유지 장치(1000)의 흔들림은 최소화될 수 있다.
만약 케이싱(240)의 상면과 방사부(1440)의 하면이 접촉된다면, 케이싱(240)과 방사부(1440)사이로 이물질 등이 유입되었을 때, 텐션 유지 장치(1000)의 흔들림이 발생될 수 있다.
유압실린더부(1200)는 피스톤로드(1222) 및 로드연장부(1240)가 결합부(1420)의 내측으로 슬라이딩되어 고정부(1400)의 내측으로 수용될 수 있다. 이때, 피스톤로드(1222)의 하면으로부터 함몰된 삽입홈(1222a)에 로드연장부(1240)의 상단에 형성된 삽입돌기(1240a)가 삽입되어 나사 체결될 수 있다.
유압실린더부(1200)의 바디(1224)는 결합부(1420)의 내측의 직경보다 큰 직경으로 제공되어, 연장부(1460)의 내측에 위치될 수 있다.
그리고 바디(1224)의 외면에 형성된 제1 나사산(1224a)이 고정부(1400)의 연장부(1460)의 내측에 형성된 제2 나사산(1460a)에 나사 체결되어 바디(1224)가 연장부(1460)의 내측에 고정될 수 있다.
이때, 유압실린더(1220)의 바디(1224)는 연장부(1460)의 외측으로 일부가 돌출되고, 로드연장부(1240)는 결합부(1420)의 외측으로 일부가 돌출되도록 제공될 수 있다.
그리고 유압실린더(1220)는 피스톤로드(1222)가 바디(1224)의 내부로 인출입되어 피스톤 운동을 할 수 있다. 이때, 피스톤로드(1222)가 피스톤 운동을 함에 따라 피스톤로드(1222)의 하단에 연결된 로드연장부(1240)도 피스톤 운동을 할 수 있다.
따라서, 피스톤로드(1222) 및 로드연장부(1240)는 결합부(1420)의 하부로 인출입될 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 가스터빈 110: 감속기
120: 압축기 130: 연소기
140: 터빈 200: 가스터빈 지지 장치
220: 스프링부 240: 케이싱
260: 베이스 프레임 1000: 텐션 유지 장치
1200: 유압실린더부 1220: 유압실린더
1240: 로드연장부 1400: 고정부
1420: 결합부 1440: 방사부
1460: 연장부

Claims (4)

  1. 고속 회전과 고온으로 운전되는 가스터빈에 스프링부에 의한 텐션을 제공하여 상기 가스터빈의 열팽창에 따른 응력을 흡수하면서 상기 가스터빈을 지지하는 가스터빈 지지 장치 상에서 상기 가스터빈에 제공되는 상기 스프링부에 의한 텐션이 유지되도록 한 상태에서 상기 가스터빈이 정비되도록 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치에 있어서,
    상기 가스터빈 정비 시 상기 가스터빈의 하중 감소로 인한 상기 스프링부의 텐션 감소를 방지하기 위해 상기 스프링부와 접촉되도록 배치되고 외면에 제1 나사산이 형성된 유압실린더부; 및
    상기 제1 나사산과 나사 결합이 가능하도록 내면에 상기 제1 나사산과 대응되는 제2 나사산이 형성되며, 상기 스프링부를 커버하는 케이싱에 형성된 제3 나사산과 나사 결합이 가능하도록 외면에 상기 제3 나사산과 대응되는 제4 나사산이 형성되어 상기 유압실린더부를 상기 케이싱에 위치 고정되도록 하는 고정부;를 포함하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유압실린더부는,
    피스톤로드를 포함하는 유압실린더 및 상기 피스톤로드와 나사 결합되는 로드연장부를 구비하며,
    상기 로드연장부는,
    유압에 의해 상기 스프링부와 접촉된 상태를 유지하여 상기 가스터빈 정비 시 상기 가스터빈의 하중 감소로 인한 상기 스프링부의 텐션 감소를 방지하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 로드연장부가 슬라이딩 삽입되고 상기 제4 나사산이 형성되어 상기 케이싱과 나사 결합되는 결합부, 상기 결합부로부터 방사상으로 연장되는 방사부 및 상기 유압실린더가 수용되는 중공을 형성하도록 상기 방사부로부터 축 방향으로 연장되는 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방사부는,
    상기 결합부로부터 방사 방향을 따라 상향 경사지게 형성되어, 상기 결합부와 상기 케이싱이 나사 결합되는 경우 상기 케이싱과 비접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 정비를 위한 텐션 유지 장치.
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