KR101933895B1 - 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치 및 시험방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치에 관한 발명으로, 상부에 형성된 크로스 헤드(130)와, 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140)와, 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150)과, 하부에 형성된 베드(110), 및 상기 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111)을 포함하며, 상기 지지판(111)에 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품(300)을 설치하고 상기 면진부품(300)과 상기 로드셀(150)을 연결하여 특성을 시험할 수 있도록 구성되어 있되, 상기 로드셀(150)의 하부에는 상기 면진부품(300)과 연결하기 위한 제1 연결축(160)이 형성되어 있으며, 상기 시험장치 작동 중에 상기 면진부품(300)의 파단시 비산물 또는 파편이 발생하더라도 안전이 유지될 수 있도록, 상기 베드(110)의 상부에는 상기 면진부품(300)을 감싸도록 구성된 시험용 챔버(200)가 더 구비되어 있고, 상기 시험용 챔버(200)에는 상기 면진부품(300)에 요구되는 온도로 열을 가할 수 있도록 열풍 순환장치(180)가 연결되어 있으며, 상기 시험용 챔버(200)는 외부에서 관찰할 수 있도록 투명한 기능성 폴리머로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원자력발전소의 주요 구조물 및 기기에 설치되는 실제 면진부품에 대한 압축, 인장, 전단 또는 피로 특성에 대한 시험을 안전하게 수행할 수 있고, 관측을 할 수 있으며 고온 환경에서도 상기 시험을 수행할 수 있는 원자력발전소 주요 구조물 및 기기에 설치된 면진부품의 특성 시험장치 및 시험방법에 관한 것이다.
원자력발전소에는 공기조화설비, 펌프, 디젤발전기 등과 같이 진동을 유발하는 기기들이 사용된다. 이러한 진동이 안전 등급기기에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 진동 유발원과 지지구조물사이에는 방진 고무와 같은 방진 성능이 우수한 면진부품이 적용된다.
대형기기에 사용되는 면진부품은 축소모형이 아닌 실제 면진부품에 대한 시험이 필요한데, 이러한 실제 면진부품의 특성 시험에 사용되는 시험장치는 높은 강도가 요구되며, 시험에 사용되는 면진부품의 파단 시 면진부품에 저장된 탄성에너지에 의해 가속되는 비산물 또는 파편으로부터 시험자의 안전을 보장할 수 있어야 한다.
또한, 온도 조절이 필요한 시험일 경우라도 연속된 시험이 고려될 때에는 시험 장치를 분해하지 않고도 면진부품의 건전성을 육안으로 확인할 수 있어야한다.
단순한 방진 고무의 탄성계수 등과 같은 재료의 물성을 측정하는 것이 아니고, 실제 사용되는 방진부품 또는 면진부품의 특성을 시험할 수 있는 장치로 일본 특개2004-340715호(이하 ‘종래기술’이라 함)에 도 1에 도시된 바와 같이 고무형 탄성 적층체의 전단시험장치가 있다.
하지만, 종래기술에 나타난 전단시험장치는 시험자가 고무형 탄성 적층체의 상태를 관측할 때 파편이나 비산물로부터 안전이 보장되지 않으며, 온도 조절을 하며 시험을 할 수 없는 문제점도 있다.
본 발명은 원자력발전소의 주요 구조물이나 기기에 사용되는 면진부품의 온도유지와 면진부품 파단 시 비산물 또는 파편에 대한 방호 그리고 시험 중 면진부품에서 최대 응력이 발생되는 부분을 관측할 수 있도록 투명한 기능성 폴리머를 활용한 시험용 챔버가 구비된 원자력발전소 주요 구조물 및 기기에 설치된 면진부품의 특성 시험장치에 관한 것이다. 또한, 상기 시험장치를 이용한 원자력발전소 주요 구조물 및 기기에 설치된 면진부품의 특성 시험방법에 관한 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치는, 상부에 형성된 크로스 헤드(130)와, 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140)와, 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150)과, 하부에 형성된 베드(110), 및 상기 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111)을 포함하며, 상기 지지판(111)에 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품(300)을 설치하고 상기 면진부품(300)과 상기 로드셀(150)을 연결하여 특성을 시험할 수 있도록 구성되어 있되, 상기 로드셀(150)의 하부에는 상기 면진부품(300)과 연결하기 위한 제1 연결축(160)이 형성되어 있으며, 상기 시험장치 작동 중에 상기 면진부품(300)의 파단시 비산물 또는 파편이 발생하더라도 안전이 유지될 수 있도록, 상기 베드(110)의 상부에는 상기 면진부품(300)을 감싸도록 구성된 시험용 챔버(200)가 더 구비되어 있고, 상기 시험용 챔버(200)에는 상기 면진부품(300)에 요구되는 온도로 열을 가할 수 있도록 열풍 순환장치(180)가 연결되어 있으며, 상기 시험용 챔버(200)는 외부에서 관찰할 수 있도록 투명한 기능성 폴리머로 형성되어 있다.
또한, 상기 시험용 챔버(200)를 형성하는 투명한 기능성 폴리머는 폴리카보네이트로 형성되어 있을 수 있고, 상기 시험용 챔버(200)는 상기 베드(110)와 접하도록 형성된 하부판(210)과, 정면판(220)과, 배면판(230)과, 좌, 우측판(240, 250), 및 상부판(260)을 포함하고 있을 수 있으며, 상기 상부판(260)은 제1, 2 상부판(261, 262)으로 형성되어 있고, 상기 제1, 2 상부판(261, 262)는 각각 상기 제1 연결축(160)이 관통할 수 있는 관통홀이 형성되도록 제1, 2 상부 안내홈(261a, 261b)이 형성되어 있고, 상기 제1 상부판(261)의 하부에는 상기 면진부품(300)의 상부면의 일부의 파손 여부를 파악하기 위한 반사경(282)이 구비된 반사부(280)가 결합되어 있고, 상기 정면판(220)에는 렌즈 삽입구(222)가 형성되어 있고, 상기 렌즈 삽입구(222)에는 상기 반사경(282)에 의해 반사된 상기 면진부품(300)의 상부면의 일부를 관측할 수 있도록 렌즈(272)가 구비된 렌즈부(270)가 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험방법은, 시험장치의 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111)에 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품을 설치하는 단계; 시험장치의 크로스 헤드(130)의 높이를 조절하여 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140)와 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150)의 높이를 조절하는 단계; 상기 로드셀(150)의 하부에 제1 연결축(160)을 결합하고, 상기 면진부품(300)에 제2 연결축(160)을 결합하는 단계; 상기 엑츄에이터(140)에 구비된 상부 피스톤 로드(141)의 길이를 미세 조절한 후, 상기 제1 연결축(160)과 제2 연결축(161)을 결합하는 단계; 투명한 기능성 폴리머로 형성되어 있는 시험용 챔버(200)를 형성하기 위해 상기 베드(110)와 접하도록 하부판(210)을 설치하는 단계; 상기 하부판(210)의 정면, 배면 및 좌·우 측면에 정면판(220), 배면판(230); 좌·우측판(240, 250)을 설치하는 단계; 상기 좌측판(240)에 온도센서(191) 및 열풍 순환장치(180)의 열풍 공급관(181)을 연결하고, 상기 배면판(230)에 열풍 순환장치(180)의 공기 회수관(182)을 연결하는 단계; 상기 정면판(220)에 최대응력이 발생하는 상기 면진부품(300)의 상부면을 관측할 수 있도록 렌즈(272)가 구비된 렌즈부(270)를 설치하는 단계; 및 상기 정면판(220), 배면판(230); 좌·우측판(240, 250)을 덮고, 상기 엑츄에이터(140)에 의해 구동되는 제1 연결축(160)이 자유롭게 구동할 수 있도록 상부판(260)을 설치하는 단계를 포함하고 있을 수 있다. 이 때, 상기 상부판(260)은 상기 최대응력이 발생하는 상기 면진부품(300)의 상부면을 상기 렌즈(272)에서 관측할 수 있도록 반사경(280)이 구비된 반사부(280)가 설치되어 있고, 상기 제1 연결축(160)이 자유롭게 구동할 수 있도록 형성된 제1 상부 안내홈(261a)이 형성된 제1 상부판(261) 및 상기 제1 상부판(261)과 결합되며 상기 제1 상부 안내홈(261a)과 대칭되도록 형성된 제2 상부 안내홈(262a)이 형성된 제2 상부판(262)을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 실시예에 따르면, 원자력발전소의 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진 또는 방진 마운트 등과 같은 다양한 크기 및 형상을 갖는 실제 면진부품에 대한 압축, 인장, 전단, 또는 피로 특성 시험을 다양한 온도 조건에서 안전하게 관측할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 시험장치에는 폴리카보네이트와 같은 투명한 기능성 폴리머로 형성되어 있는 시험용 챔버(200)가 구비되어 있어, 시험 중에 발생할 수 있는 면진부품의 파편이나 비산물로부터 시험자를 보호할 수 있는 장점이 있다.
또한, 시험용 챔버(200)에 반사부(280)와 렌즈부(270)가 설치되어 있어 전단 특성 시험 등에서 최대 응력이 발생할 수 있는 면진부품(300)의 상부 단부를 시험용 챔버(200)의 정면에서 정확하고 안전하게 관측할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따른 시험방법에서는 로드셀(150)과 면진부품(300)을 먼저 연결한 다음, 시험용 챔버(200)를 설치하므로, 다양한 크기 및 다양한 형상을 갖는 면진부품(300)에 대해서도 특성 시험을 위한 셋팅을 용이하게 할 수 있고 정확하게 결합시킬 수 있을 뿐 아니라, 다양한 온도에서 안전하게 시험을 수행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 나타난 고무형 탄성 적층체의 전단시험장치의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 면진부품 특성 시험장치의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 시험장치에 설치되는 시험용 챔버의 분해도
도 4는 본 발명의 시험장치에 설치되는 면진부품의 일 실시예.
도 2는 본 발명에 따른 면진부품 특성 시험장치의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 시험장치에 설치되는 시험용 챔버의 분해도
도 4는 본 발명의 시험장치에 설치되는 면진부품의 일 실시예.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치의 단면도이며, 도 3은 시험장치에 구비된 투명한 시험용 챔버(200)의 분해도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 시험장치에서 실험하는 면진부품(300)의 일 실시예를 나타낸다.
본 발명에 나타난 면진부품의 특성 시험장치는 인장, 압축, 전단 및 각 상태에서의 피로특성 시험에 사용 가능하다.
도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 면진부품의 특성 시험장치는 크게 상부에 형성된 크로스 헤드(130), 수직축(120), 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140), 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150), 하부에 형성된 베드(110), 상기 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111), 시험용 면진부품(300)을 감싸도록 형성된 시험용 챔버(200), 상기 시험용 챔버(200)에 연결된 열풍 순환장치(180)와 온도센서(191), 및 시험조건 등을 제어하는 컨트롤러(170) 등을 포함할 수 있다.
상기 온도센서(191)는 통상 열전대(thermocouple) 등이 사용되고 온도 모니터(190)와 연결되어 있을 수 있으며, 온도 신호를 수신하고 열풍 순환장치(180)의 구동을 제어하는 컨트롤러(170)와 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 열풍 순환장치(180)는 상기 시험용 챔버(200)에 연결되는 열풍 공급관(181) 및 공기 회수관(182)을 포함하고 있고, 상기 열풍 공급관(181) 및 공기 회수관(182)를 통해 시험용 챔버(200)의 내부에 열풍 공기 등이 순환될 수 있도록 구성되어 있다. 열풍 순환장치(180)는 온도를 변화시키기 위한 전원 공급장치(171)와 연결되어 있고, 상기 컨트롤러(170)에 의해 제어되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 크로스 헤드(130)는 상기 수직축(120)을 따라 수직방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 엑츄에이터(140)는 상기 크로스 헤드(130)에 결합되어 있고, 일단에는 상부 피스톤로드(141)가 형성되어 있으며, 상기 상부 피스톤로드(141)는 상기 컨트롤러(170) 또는 별도의 시험장치 제어부(미도시)에 의해 시험용 면진부품(300)의 각 시험 조건에 따라 인장, 압축, 전단 또는 피로 특성 시험을 하도록 이동 또는 진동하게 구성되어 있을 수 있다.
상기 로드셀(150)은 상부가 상기 상부 피스톤로드(141)와 결합되어 있고, 하부에는 상기 제1 연결축(160)이 연결되어 있다.
상기 제1 연결축(160)은 상기 시험용 면진부품(300)에 시험조건에 따라 엑츄에이터(140)의 구동력을 전달하는 기능을 한다.
상기 제1 연결축(160)에 면진부품(300)을 직접 연결할 경우에는 상기 제1 연결축(160)의 연결 단부에 체결부재(미도시) 등을 결합하는 것이 필요하다. 하지만, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 전단력을 받도록 구성된 면진부품(300)은 제1 연결축(160)의 연결 단부와 결합되는 내부 지지부(330)는 그 크기가 작은 경우가 대부분이다. 이러한 경우에는 도 2, 4에 나타난 바와 같이 상기 제1 연결축(160)과 상기 면진부품(300)이 제2 연결축(161)을 매개로 연결하는 것이 바람직할 것이다.
다양한 형태 및 크기를 갖는 면진부품(300)이 존재할 수 있지만, 도 4에 일 실시예로 나타난 면진부품(300)은 양단에 외부 지지부(310)가 형성되어 있고, 중앙에 내부 지지부(330)가 형성되어 있으며, 상기 외부 지지부(310)와 내부 지지부(330) 사이에 방진 또는 면진고무(320)가 형성되어 있다. 도 4에 나타난 면진부품(300)은 전단 변형이 가능하도록 형성된 것이다.
외부 지지부(310)와 내부 지지부(330)는 면진고무(320)보다 강성이 충분히 큰 금속 또는 합성수지로 구성되어 있는 것이 바람직하며, 외부 지지부(310)에는 도 4에 도시된 바와 같이 면진고무의 단부가 안착될 수 있도록 면진고무 안착부(310a)가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 외부·내부 지지부(310, 330)와 면진고무(320)는 체결부재(미도시) 또는 접착제(미도시) 또는 일체 성형을 통해서 결합될 수도 있을 것이다.
도 2, 4에 나타난 면진부품(300)은 내부 지지부(330)에서 하중을 받도록 구성되어 있으므로, 양단에 형성된 외부 지지부(310)의 움직임을 방지하기 위하여 상기 외부 지지부(310)를 베이스판(340)에 고정하는 것도 가능할 것이다. 이 때, 필요에 따라 상기 베이스판(340)에 외부 지지부 안착홈(341)을 형성할 수도 있고, 외부 지지부(310)와 베이스판(340)는 체결부재(미도시) 등으로 결합하는 것이 가능하고, 보강부재(미도시) 등을 추가로 형성할 수도 있을 것이다.
도 4에는 하중을 받는 상기 내부 지지부(330)와 상기 제1 연결축(160)을 연결하는 제2 연결축(161)이 나타나 있다. 제2 연결축(161)은 상기 내부 지지부(330)에 형성된 결합공(330a)과 결합되는 하부 체결부(161a)와, 축부(161b) 및 상기 제1 연결축(160)과 결합될 수 있는 상부 체결부(161c)를 포함하고 있을 수 있다. 도 4에서의 상기 하부 체결부(161a)는 나사부 등으로 형성되어 상기 축부(161b)를 회전시키며 상기 내부 지지부(330)와 결합시킬 수도 있다.
이 때, 상기 하부 체결부(161a)와 내부 지지부(330)가 결합된 상태이므로, 상기 제2 연결축(161)의 축부(161b)는 회전시킬 수 없다. 따라서, 상기 상부 체결부(161c)는 상기 제1 연결축(160)과 상대 회전 없이 서로 결합될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하고, 이는 체결부재(미도시)로 체결할 수 있도록 형성된 상부 체결부(161c) 또는 상기 축부(161b)와 상대운동이 가능하도록 형성된 상부 체결부(161c) 등을 통해서 구현할 수 있을 것이다.
상기 시험장치에서 베드(110)는 시험장치의 하부에 설치되어 있고, 베드(110) 자체가 상, 하부로 이동가능하게 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 베드(110)에는 상기 면진부품(300)의 베이스판(340)을 고정 및 지지하는 지지판(111)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 지지판(111)은 베이스판(340)에 고정되어 있을 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 하부에 하부 피스톤로드(111a)가 형성되어 상기 베이스판(340)과 상대 이동 가능하게 형성되어 있을 수도 있다.
본 발명은 실제 원자력 발전소의 주요 구조물 또는 기기 등에 사용되는 면진부품(300)의 특성을 시험하기 위한 장치이다. 이와 같은 실제 면진부품(300)은 시험 중에 면진부품(300)으로부터 파편이나 비산물 등이 발생할 수 있고, 이는 시험자의 안전을 크게 위협할 수 있다. 이와 같은 위험을 해소하고, 실제 면진부품(300)에 있어서 고온에서의 시험을 수행할 수 있도록 하기 위하여 본 발명에서는 시험용 면진부품(300)을 내부에 위치하도록 하기 위한 시험용 챔버(200)를 구성하였다.
본 발명의 시험용 챔버(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 베드(110)와 접하도록 형성된 하부판(210)을 포함하여 정면판(220), 배면판(230), 좌, 우측판(240, 250), 및 상부판(260)으로 구성될 수 있다.
상기 하부판(210)은 지지판(111)의 상부에 안착된 시험용 면진부품(300)이 시험용 챔버(200)의 내부에 위치할 수 있도록 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 지지판(111)이 하부에 형성된 하부 피스톤로드(111a)에 의해 상기 베드(110)와 이격되어 있을 때에는 상기 하부 피스톤로드(111a)를 감싸도록 구성하는 것이 바람직할 것이다.
하부 피스톤로드(111a)를 감싸도록 구성하기 위해서 하부판(210)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1, 2 하부판(211, 212)으로 구성되어 있을 수 있고, 상기 하부 피스톤로드(111a)가 자유롭게 이동할 수 있는 관통공이 형성되도록 마주보는 단부에 제1, 2 하부 안내홈(211a, 212a)이 형성되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 제1, 2 하부 안내홈(211a, 212a)은 서로 대칭인 반원 형태로 구성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 제1, 2 하부 안내홈(211a, 212a)의 주위에는 각각 하부 결합돌기(211b)와 하부 결합요홈(212b)을 형성하여 보다 완전한 결합이 되도록 구성할 수도 있다.
한편, 필요에 따라 상기 제1, 2 하부 안내홈(211a, 212a)에 의해 형성된 관통공에는 상기 하부 피스톤로드(111a)와의 사이의 발생할 수 있는 공간을 감소시키기 위해 단열재(미도시)를 추가로 구비할 수 있고, 상기 제1, 2 하부판(211, 212)은 상기 베드(110)와 체결부재(미도시)로 체결하여 고정되도록 구성할 수도 있다.
상기 하부판(210)에는 정면판(220), 배면판(230) 및 좌·우측판(240, 250)이 결합되어 있고, 각각은 체결부재(미도시)를 이용하게 고정하는 것도 가능하다.
도 3에서 상기 온도센서(191)가 설치되는 온도센서 설치구(242)는 상기 좌측판(240)에 형성되어 있는 것으로 나타나 있고, 상기 열풍 순환장치의 열풍 공급관(181) 및 공기 회수관(182)이 설치되는 열풍 공급관 설치구(231) 및 공기 회수관 설치구(241)는 각각 배면판(230)과 좌측판(240)에 형성되어 있는 것으로 나타나 있는데, 온도센서(191)와 열풍 순환장치(180)가 설치되는 구성이면 충분하고 이에 제한되지는 않는다.
상기 상부판(260)은 시험용 챔버(200)의 상부면을 구성하며, 상기 로드셀(150)과 연결된 제1 연결축(160)이 자유롭게 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명에서는 다양한 형상 및 크기를 갖는 실제의 면진부품(300)을 시험하기 위하여 면진부품(300)을 시험을 할 수 있는 상태로 완전히 체결을 한 후에 최종적으로 상기 상부판(260)을 설치하여 시험용 챔버(200)를 완성할 수 있도록 상기 상부판(260)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1, 2 상부판(261, 262)로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 통해, 시험용 챔버(200)가 존재하더라도 다양한 형상 및 크기를 갖는 면진부품(300)을 제1, 2 연결축(160, 161)을 이용하여 로드셀(150)에 연결시킬 때 쉽게 연결시킬 수 있고, 보다 정확하게 고정시킬 수 있다.
제1, 2 상부판(261, 262)은 서로 접하는 면의 중앙에는 상기 제1 연결축(160)이 이동할 수 있는 관통공이 형성되도록 각각 제1, 2 상부안내홈(261a, 262a)이 형성되어 있다. 이 때, 상기 제1, 2 상부안내홈(261a, 262a)은 서로 대칭인 반원 형태로 구성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 제1, 2 상부안내홈(261a, 262b)의 주위에는 각각 상부 결합돌기(261b)와 상부 결합요홈(262b)이 형성되어 보다 완전한 결합이 되도록 구성할 수도 있다.
필요에 따라 상기 제1, 2 상부 안내홈(261a, 262a)에 의해 형성된 관통공에는 상기 제1 연결축(160)과의 사이의 발생할 수 있는 공간을 감소시키기 위해 단열재(미도시)를 추가로 구비할 수 있고, 상기 제1, 2 상부판(261, 262)은 상기 정면판(220)과 배면판(230)과 좌·우측판(240, 250)과 체결부재(미도시) 등으로 체결하여 고정되도록 구성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 도 2, 4에 도시된 바와 같이 전단력을 받도록 구성된 면진부품(300)의 경우, 최대응력이 발생하는 부분은 외부 지지부(310) 및 내부 지지부(330)와 접하는 부분이고, 그 중에서 상부와 하부 부분이 된다.
이와 같은 파단 또는 파손의 가능성이 가장 높은 최대응력이 발생하는 부분을 정면에서 관측할 수 있도록 하기 위하여 본 발명자는 상기 제1, 2 상부판(261, 262) 중의 적어도 하나에 반사부(280)를 설치하는 구성을 발명하였다.
도 3에서는, 상기 반사부(280)는 제1 상부판(261)에 형성되어 상기 외부 지지부(310)와 접하는 부분의 면진고무(320)를 관측할 수 있도록 설치되어 있는 것으로 나타나 있는데, 상기 반사부(280)는 제2 상부판(262)에 설치될 수도 있고, 제1, 2 상부판(261, 262) 모두에 설치될 수 있고, 상기 내부 지지부(330)와 접하는 부분을 관측할 수 있도록 설치될 수도 있을 것이다.
상기 반사부(280)는 상기 제1 상부판(261)에 결합되는 결합부(281)와 반사경(280)을 포함하고 있다. 이에 대응하는 제1 상부판(261)에는 상기 결합부(281)가 결합될 수 있도록 결합구(261c)가 형성되어 있는 것이 바람직하며, 상기 결합구(261c)는 특정 위치에 반사부(280)가 형성될 수 있도록 구성할 수도 있고, 레일 형태로 구성하여 반사부(280)의 위치를 조절할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.
이와 같이 반사부(280)의 반사경(282)을 정면에서 관측할 수 있도록 설치하여 면진부품(300)의 최대응력이 발생하는 부분을 정면에서 관측할 수 있을 것이다.
상기 반사경(282)을 통한 최대응력 발생 부분을 보다 정밀하게 관측할 수 있도록, 상기 정면판(220)에 렌즈부(270)를 추가로 형성하는 것도 가능할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 렌즈부(270)는 렌즈(272)와 상기 렌즈(272)의 주위에 형성된 플랜지(271)를 포함하고 있을 수 있고, 렌즈(272)는 반구형 또는 속이 빈 반구형 등과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있을 것이다.
상기 렌즈부(270)를 정면판(220)에 결합하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 정면판(220)에 렌즈 삽입구(222)가 추가로 형성되어 있을 수 있고, 그 내부면에 렌즈 플랜지(271)가 결합될 수 있도록 렌즈 지지턱(221)이 형성되어 있을 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 시험용 챔버(200)는 외부에서 관측이 용이하도록 적어도 정면판(220)과 배면판(230)과 좌·우측판(240, 250) 및 상면판(260)은 폴리카보네이트 등과 같은 투명한 기능성 폴리머 재질로 형성하는 것이 바람직할 것이다. 시험용 챔버(200)를 구성하는 전체 판을 모두 투명한 기능성 폴리머 재질로 형성하는 것도 가능할 것이다.
위에서 살펴본 바와 같은 시험장치를 이용하여 원자력 발전소의 주요 구조물 또는 기기 등에 사용되는 면진부품(300)의 특성 시험을 하는 방법은 아래와 같다.
먼저, 시험장치의 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111)에 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품을 설치한다.
다음으로, 시험장치의 크로스 헤드(130)의 높이를 조절하여 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140)와 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150)의 높이를 조절한다.
그 다음 단계로 상기 로드셀(150)의 하부에 제1 연결축(160)을 결합하고, 상기 면진제품(130)에는 제2 연결축(160)을 결합한다. 도 3에 나타난 바와 같은 양측에 외부 지지부(310)가 형성된 면진제품(300)에서는 제2 연결축(160)이 중앙에 형성된 내부 지지부(330)에 결합될 것이다. 이 때, 제1, 2 연결축(160, 161))을 결합하는 단계는 로드셀(150)과 면진제품(300)에 각각 결합하는 단계이므로, 크로스 헤드 (130) 이동 전에 로드셀(150)에 제1 연결축(160)을 결합할 수도 있고, 면진부품(300)을 상기 지지판(111)에 설치한 후에 설치된 면진부품(300)에 제2 연결축(161)을 결합하는 것도 가능할 것이다.
다음으로, 상기 엑츄이이터(140)에 구비된 상부 피스톤 로드(141)의 길이를 미세 조절한 후, 상기 제1 연결축(160)과 제2 연결축(161)을 결합하여 면진부품(300)의 특성실험을 위한 기본적인 설치를 완료할 수 있다.
다음 단계로, 시험자의 안전 및 용이한 관측 및 온도를 변화시킨 상태에서 시험을 할 수 있는 시험용 챔버(200)를 설치한다. 통상적인 시험장치에서는 챔버가 시험장치에 미리 설치되어 있으나, 본 발명에서는 다양한 형상 및 크기를 갖는 면진부품(300)에 대해 효율적으로 시험용 챔버(200)를 설치하기 위하여, 면진부품(300)을 먼저 로드셀(150)과 연결시킨 후에 시험용 챔버(200)를 설치하였다.
관측을 용이하게 하기 위해 시험용 챔버는 위에서 살펴본 바와 같이 투명한 기능성 폴리머 재질로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
시험용 챔버(200)를 형성하기 위해 먼저 상기 베드(110)와 접하도록 하부판(210)을 설치한다. 면진부품(300)이 설치된 상기 지지판(111)의 하부에 도 2에서 와 같이 하부 피스톤로드(111a)가 노촐되어 있을 때에는 상기 하부판(110)은 제1, 2 하부판(211, 212)를 서로 맞닿도록 하여 하부판을 설치하고, 체결부재(미도시) 등을 이용하여 상기 베드(110)에 고정시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 하부판(210)의 정면, 배면 및 좌·우 측면에 각각 정면판(220), 배면판(230); 좌·우측판(240, 250)을 설치한다. 각 판들은 채결부재(미도시) 등을 이용하여 안정적으로 고정시킬 수 있을 것이다.
다음으로 상부판(260)을 결합하기 전에, 챔버 내의 온도를 제어하면서 시험을 수행하기 위한 온도센서(191) 및 열풍 순환장치(180)를 설치한다.
본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 좌측판(240)에 온도센서(191)를 설치하고, 열풍 순환장치(180)의 열풍 공급관(181)과 공기 회수관(182)을 각각 상기 배면판(230) 및 상기 좌측판(240)에 설치하였다. 상기 온도센서(191)와 열풍 공급관(181) 및 공기 회수관(182)이 설치되는 위치는 이에 제한되지 않고 시험용 챔버(200) 내에서 온도를 조절할 수 있도록 설치되는 것으로 충분할 것이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 전단응력이 주로 발생하도록 구성된 면진부품(300)에서는 최대 전단응력이 면진부품(300)의 상부면 단부에서 발생할 수 있다.
이와 같이 최대 전단응력이 발생하는 면진부품(300)의 상부면을 시험용 챔버(200)의 정면에서 관측하도록 하기 위하여 상기 정면판(220)에 렌즈(272)가 구비된 렌즈부(270)를 추가로 설치할 수도 있을 것이다.
다음으로, 상기 정면판(220), 배면판(230) 및 좌·우측판(240, 250)을 덮고, 상기 엑츄에이터(140)에 의해 구동되는 제1 연결축(160)이 자유롭게 구동할 수 있도록 상부판(260)을 설치하여 시험용 챔버(200)의 설치까지 완료한다.
이 때, 상기 상부판(260)은 위에서 살펴본 하부판(210)과 마찬가지로 제1, 2 상부판(261, 262)으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 상부판(261)은 상기 최대응력이 발생하는 상기 면진부품(300)의 상부면을 상기 렌즈(272)에서 관측할 수 있도록 반사경(280)이 구비된 반사부(280)가 설치되어 있을 수 있고, 상기 제1 연결축(160)이 자유롭게 구동할 수 있도록 형성된 제1 상부 안내홈(261a)이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제2 상부판(262)은 상기 제1 상부판(261)과 결합되며 상기 제1 상부 안내홈(261a)과 대칭되도록 형성된 제2 상부 안내홈(262a)이 형성되어 있을 수 있다.
이와 같이 상부판(260)을 설치하여 면진부품(300)을 시험할 수 있도록 시험장치의 셋팅이 완료된다.
이 후에, 엑츄에이터(140)를 제어하면서 필요한 인장, 압축, 전단 또는 피로 특성 시험을 수행할 수 있을 것이다.
또한, 요구되는 온도에 따라 열풍 순환장치를 통한 열풍 공급이 필요한 경우에는, 열풍 순환장치를 구동하여 요구되는 시험 온도로 시험용 챔버(200)의 내부를 유지하면서, 엑츄에이터(140)를 제어하면서 필요한 인장, 압축, 전단 또는 피로 특성 시험을 수행할 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 시험장치 110: 베드 111: 지지판
111a: 하부 피스톤로드 120: 수직축 130: 크로스 헤드
140: 엑츄에이터 141: 상부 피스톤로드 150: 로드셀
160: 제1 연결축 161: 제2 연결축 161a: 하부 체결부
161b: 축부 161c: 상부 체결부 170: 컨트롤러
171: 전원 공급장치 180: 열풍 순환장치 181: 열풍 공급관
182: 공기 회수관 190: 온도 모니터 191: 열전대
200: 시험용 챔버 210: 하부판 211: 제1 하부판
211a: 제1 하부 안내홈 211b: 하부 결합돌기 212: 제2 하부판
212a: 제2 하부 안내홈 212b: 하부 결합요홈 220: 정면판
221: 렌즈 지지턱 222: 렌즈 삽입구 230: 배면판
231: 열풍 공급관 설치구 240: 좌측판 241: 공기 회수관 설치구
242: 열전대 설치구 250: 우측판 260: 상부판
261: 제1 상부판 261a: 제1 상부 안내홈 261b: 상부 결합돌기
261c: 결합구 262: 제2 상부판 262a: 제2 상부 안내홈
262b: 상부 결합요홈 270: 렌즈부 271: 플랜지
272: 렌즈 280: 반사부 281: 결합부
282: 반사경 300: 면진부품 310: 외부 지지부
310a: 면진고무 안착부 320: 면진고무 330: 내부 지지부
340: 베이스판 341: 지지부 안착홈
111a: 하부 피스톤로드 120: 수직축 130: 크로스 헤드
140: 엑츄에이터 141: 상부 피스톤로드 150: 로드셀
160: 제1 연결축 161: 제2 연결축 161a: 하부 체결부
161b: 축부 161c: 상부 체결부 170: 컨트롤러
171: 전원 공급장치 180: 열풍 순환장치 181: 열풍 공급관
182: 공기 회수관 190: 온도 모니터 191: 열전대
200: 시험용 챔버 210: 하부판 211: 제1 하부판
211a: 제1 하부 안내홈 211b: 하부 결합돌기 212: 제2 하부판
212a: 제2 하부 안내홈 212b: 하부 결합요홈 220: 정면판
221: 렌즈 지지턱 222: 렌즈 삽입구 230: 배면판
231: 열풍 공급관 설치구 240: 좌측판 241: 공기 회수관 설치구
242: 열전대 설치구 250: 우측판 260: 상부판
261: 제1 상부판 261a: 제1 상부 안내홈 261b: 상부 결합돌기
261c: 결합구 262: 제2 상부판 262a: 제2 상부 안내홈
262b: 상부 결합요홈 270: 렌즈부 271: 플랜지
272: 렌즈 280: 반사부 281: 결합부
282: 반사경 300: 면진부품 310: 외부 지지부
310a: 면진고무 안착부 320: 면진고무 330: 내부 지지부
340: 베이스판 341: 지지부 안착홈
Claims (3)
- 상부에 형성된 크로스 헤드(130); 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140); 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150); 하부에 형성된 베드(110); 및 상기 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111);을 포함하며, 상기 지지판(111)에 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품(300)을 설치하고 상기 면진부품(300)과 상기 로드셀(150)을 연결하여 특성을 시험할 수 있도록 구성된 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치에 있어서,
상기 로드셀(150)의 하부에는 상기 면진부품(300)과 연결하기 위한 제1 연결축(160)이 형성되어 있으며,
상기 시험장치 작동 중에 상기 면진부품(300)의 파단시 비산물 또는 파편이 발생하더라도 안전이 유지될 수 있도록, 상기 베드(110)의 상부에는 상기 면진부품(300)을 감싸도록 구성된 시험용 챔버(200)가 더 구비되어 있고,
상기 시험용 챔버(200)에는 상기 면진부품(300)에 요구되는 온도로 열을 가할 수 있도록 열풍 순환장치(180)가 연결되어 있으며,
상기 시험용 챔버(200)는 외부에서 관찰할 수 있도록 투명한 기능성 폴리머로 형성되어 있되,
상기 시험용 챔버(200)를 형성하는 투명한 기능성 폴리머는 폴리카보네이트이고,
상기 시험용 챔버(200)는 상기 베드(110)와 접하도록 형성된 하부판(210); 정면판(220); 배면판(230); 좌, 우측판(240, 250); 및 상부판(260)을 포함하고 있으며,
상기 상부판(260)은 제1, 2 상부판(261, 262)으로 형성되어 있고, 상기 제1, 2 상부판(261, 262)는 각각 상기 제1 연결축(160)이 관통할 수 있는 관통공을 이루도록 제1, 2 상부 안내홈(261a, 261b)이 형성되어 있고,
상기 제1 상부판(261)의 하부에는 상기 면진부품(300)의 상부면의 일부의 파손 여부를 파악하기 위한 반사경(282)이 구비된 반사부(280)가 결합되어 있고,
상기 정면판(220)에는 렌즈 삽입구(222)가 형성되어 있고,
상기 렌즈 삽입구(222)에는 상기 반사경(282)에 의해 반사된 상기 면진부품(300)의 상부면의 일부를 관측할 수 있도록 렌즈(272)가 구비된 렌즈부(270)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험장치.
- 삭제
- 시험장치의 베드(110)의 상부에 형성된 지지판(111)에 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품을 설치하는 단계;
시험장치의 크로스 헤드(130)의 높이를 조절하여 상기 크로스 헤드(130)에 결합된 엑츄에이터(140)와 상기 엑츄에이터(140)에 연결된 로드셀(150)의 높이를 조절하는 단계;
상기 로드셀(150)의 하부에 제1 연결축(160)을 결합하고, 상기 면진부품(300)에 제2 연결축(161)을 결합하는 단계;
상기 엑츄에이터(140)에 구비된 상부 피스톤 로드(141)의 길이를 미세 조절한 후, 상기 제1 연결축(160)과 제2 연결축(161)을 결합하는 단계; 및
투명한 기능성 폴리머로 형성되어 있는 시험용 챔버(200)를 형성하기 위해 상기 베드(110)와 접하도록 하부판(210)을 설치하는 단계;
상기 하부판(210)의 정면, 배면 및 좌·우 측면에 각각 정면판(220); 배면판(230); 좌·우측판(240, 250)을 설치하는 단계;
상기 좌측판(240)에 온도센서(191) 및 열풍 순환장치(180)의 열풍 공급관(181)을 연결하고, 상기 배면판(230)에 열풍 순환장치(180)의 공기 회수관(182)을 연결하는 단계;
상기 정면판(220)에 상기 면진부품(300)의 상부면을 관측할 수 있도록 렌즈(272)가 구비된 렌즈부(270)를 설치하는 단계; 및
상기 정면판(220), 배면판(230) 및 좌·우측판(240, 250)을 덮고, 상기 엑츄에이터(140)에 의해 구동되는 제1 연결축(160)이 자유롭게 구동할 수 있도록 상부판(260)을 설치하는 단계를 포함하며,
상기 상부판(260)은 상기 면진부품(300)의 상부면을 상기 렌즈(272)에서 관측할 수 있도록 반사경(280)이 구비된 반사부(280)가 설치되어 있고, 상기 제1 연결축(160)이 자유롭게 구동할 수 있도록 형성된 제1 상부 안내홈(261a)이 형성된 제1 상부판(261) 및
상기 제1 상부판(261)과 결합되며 상기 제1 상부 안내홈(261a)과 대칭되도록 형성된 제2 상부 안내홈(262a)이 형성된 제2 상부판(262)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 주요 구조물 또는 기기에 설치되는 면진부품의 특성 시험방법.
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