KR101959633B1 - 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치 및 방법에 있어서,
발전기 리테이닝 링의 외부에 설치되어 상기 리테이닝 링을 가열하는 가열부; 상기 가열부의 일측단에 상기 리테이닝 링의 길이방향으로 위치가 가변 가능하도록 설치되는 전원공급 콘넥터;및 상기 전원공급 콘넥터로 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하여, 발전기의 용량에 따라 각각 만들던 리테이닝 링 가열시 사용되는 히터의 수를 최소화하여 제작원가를 절감하고, 길이가 다른 리테이닝 링의 가열을 위해 히터를 교체하는데에도 소요되는 시간도 줄여서, 작업 효율을 증대시키는 효과가 있다.

Description

발전기 리테이닝 링 유도가열 장치 및 방법 {Apparatus and Method for Induction Heating of Generator Retaining Ring}

본 발명은 발전기 회전자 끝단에 열박음되어 있는 리테이닝 링을 가열하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열박음되어 있는 리테이닝 링을 가열하여 열팽창 시키는 유도 가열장치의 가열부의 범위를 가변할 수 있게 설치함으로써, 제작되는 히터의 수를 최소화하여, 경제적이며 효과적인 발전기 리테이닝 링 유지 및 보수를 할 수 있게 하는, 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소에서 사용되는 발전기 회전자 끝단의 계자코일이 운전 중 원심력을 견딜수 있고, 견고하게 지지될 수 있도록 리테이닝 링이 열박음 되어 있다. 열 박음 되어진 리테이닝 링을 분해 및 조립을 하기 위해서는 가열하여 리테이닝 링이 열팽창 한 후 작업을 한다.

발전기 리테이닝 링을 유도가열 하기 위해 사용되는 히터는 발전기의 용량에 따라 크기가 다르다. 종래에는, 리테이닝 링의 직경과 길이가 조금씩 다르기 때문에 여러 발전소에 적용하기 위해서는 각각의 크기에 맞는 많은 수의 히터를 제작하여야 하였다.

종래와 같이, 유도가열의 원리를 이용한 리테이닝 링 가열시 사용되는 히터를 발전기의 용량에 따라 각각 만드는 경우에는 제작원가가 상승하여, 비경제적인 문제점이 있었다.

또한, 길이가 다른 리테이닝 링의 가열을 위해 히터를 교체하는데에도 많은 시간이 소요하여, 작업이 비효율적인 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 10-2013-0032159호 (공개일: 2013년 4월 1일)

본 발명은 상기 선행기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 발전기 리테이닝 링의 외부에 설치된 가열부의 일측단에 리테이닝 링의 길이방향으로 위치가 가변 가능하도록 설치되는 전원공급 콘넥터를 구비하여, 발전기의 용량에 따라 각각 만들던 리테이닝 링 가열시 사용되는 히터의 수를 최소화하여 제작원가를 절감하고, 길이가 다른 리테이닝 링의 가열을 위해 히터를 교체하는데에도 소요되는 시간도 줄여서, 작업 효율을 증대시키는, 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치는, 발전기 리테이닝 링의 외부에 설치되어 상기 리테이닝 링을 가열하는 가열부와 상기 가열부의 일측단에 상기 리테이닝 링의 길이방향으로 위치가 가변 가능하도록 설치되는 전원공급 콘넥터 및 상기 전원공급 콘넥터로 전원을 공급하는 전원공급부를 포함한다.

또한, 상기 전원공급 콘넥터를 경유하는 배관을 통해 냉각수를 공급하여 상기 전원공급 콘넥터의 과열을 방지하는 제1 냉각부와, 상기 가열부와 인접하여 설치되는 배관을 통해 냉각수를 공급하여 상기 가열부의 과열을 방지하는 제2 냉각부를 더 포함한다.

그리고, 상기 가열부는, 상기 리테이닝 링의 외주면을 따라 코일형상으로 감기도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 전원공급 콘넥터는, 상기 리테이닝 링의 길이방향으로 복수개가 설치될 수 있다.

또한, 상기 전원공급 콘넥터는, 상기 리테이닝 링의 길이방향으로 상기 전원공급 콘넥터가 이동이 가능하게 하는 상기 전원공급 콘넥터 구동부가 설치될 수 있다.

그리고, 상기 리테이닝 링의 사양정보인 관경 및 길이 정보를 인식하는 탐지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탐지부에서 인식된 사양정보를 처리하여, 이를 사양정보 표시부에 출력신호로 보내도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 탐지부에서 인식된 사양정보를 처리하여, 전원 공급 콘넥터 구동부에 출력신호로 보내도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 방법은, 상기 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치를 사용하여, 작업 모드를 선택하는 모드선택 단계; 리테이닝 링의 사양 정보를 인식하는 인식단계; 상기 인식단계에서 인식된 사양 정보를 처리하여, 작업 모드에 따라, 수동일 경우 사양정보 표시부에, 자동일 경우 전원 공급 콘넥터 구동부에 출력신호를 출력하는 출력단계; 상기 출력단계에서 출력된 정보에 따라, 상기 사양정보 표시부에 출력신호가 출력된 경우는 작업자가 수동으로 복수의 전원공급 콘넥터 중 해당 정보에 해당하는 콘넥터에 전원 공급선을 연결하고, 상기 전원공급 콘넥터 구동부에 출력신호가 출력된 경우에는 해당 출력신호에 대응하여 미리 입력된 값만큼 자동으로 전원공급 콘넥터의 위치가 이동되는 전원공급 콘넥터 위치 선정단계: 및 상기 전원공급 콘넥터 위치 선정단계를 거친 후, 전원 공급장치로부터 가열부에 전원이 공급되어 상기 리테이닝 링을 가열하는 가열단계;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 발전기의 용량에 따라 각각 만들던 리테이닝 링 가열시 사용되는 히터의 수를 최소화하여 제작원가를 절감하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 길이가 다른 리테이닝 링의 가열을 위해 히터를 교체하는데에도 소요되는 시간도 줄여서, 작업 효율을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 리테이닝 링의 사양정보가 사양정보 표시부에 표시되거나, 자동으로 전원 공급 콘넥터 구동부를 구동함으로써, 작업자에 의한 휴먼에러를 감소시켜 작업효율을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치중 전원공급 콘넥터부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링의 길이가 길 때의 전원공급 콘넥터부 연결상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링의 길이가 짧을 때의 전원공급 콘넥터부 연결상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 방법에 관한 흐름도를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치를 도시한 것이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치는 발전기 리테이닝 링(110)의 외부에 설치되어 상기 리테이닝 링(110)을 가열하는 가열부(100)와 상기 가열부(100)의 일측단에 상기 리테이닝 링(110)의 길이방향으로 위치가 가변 가능하도록 설치되는 전원공급 콘넥터(120) 및 상기 전원공급 콘넥터(120)로 전원을 공급하는 전원공급부로 구성된다.

발전기 회전자 끝단의 계자코일을 지지할 수 있도록 상기 리테이닝 링(110)이 열박음되어 있는데, 열박음 되어진 상기 리테이닝 링(110)을 분해 및 조립을 하기 위해서는, 가열하여 상기 리테이닝 링(110)을 열팽창 시킨후 작업을 한다. 발전기의 상기 리테이닝 링(110)을 유도가열 하기 위해 사용되는 가열장치는 발전기의 용량에 따라 크기가 다르다. 종래에는, 상기 리테이닝 링(110)의 직경과 길이가 조금씩 다르기 때문에 여러 발전소에 적용하기 위해서는 각각의 크기에 맞는 많은 수의 가열장치를 제작하였다.

본 발명에서는, 각각의 발전기 마다 가열장치를 제작하지 않고, 직경은 유사하지만 길이가 상이한 상기 리테이닝 링(110)을 분류하여, 하나의 가열장치로 가열할 수 있다.

유도가열의 원리에 따라, 전류가 흐르면 상기 가열부(100)가 가열된다. 전류는 흐르는 길이 있어야 흐르기 때문에 상기 전원공급 콘넥터(120)의 입력 측에서 전원공급선(150)을 통해 전기가 공급되면 출력 측으로 전류가 흐르면서 가열되는 원리이다. 시간이 지남에 따라, 전류가 계속 흐르면 열이 공급되기만 하고, 방출이 잘 이루어 지지 않으므로, 과열이 발생한다. 과열로 인해 발전기의 고장이나 성능저하가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해, 과열 발생이 우려되는 곳에 냉각수를 공급하여 열을 방출시킨다. 과열 발생이 우려되는 곳은 상기 가열부(100)와 상기 전원공급 콘넥터(120)이다.

상기 전원공급 콘넥터(120)를 경유하는 배관을 통해 냉각수를 공급하여 상기 전원공급 콘넥터(120)의 과열을 방지하는 제1 냉각부(130)와 상기 가열부(100)와 인접하여 설치되는 배관을 통해 냉각수를 공급하여 상기 가열부(100)의 과열을 방지하는 제2 냉각부(140)가 구비된다.

상기 가열부(100)는, 상기 리테이닝 링(110)의 외주면을 따라 코일형상으로 감기도록 설치되어, 상기 리테이닝 링의 전체 표면적에 소정 간격을 두고 골고루 배치되어 균등하게 가열되도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 장치중 전원공급 콘넥터부를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링의 길이가 길 때의 전원공급 콘넥터부 연결상태를 도시한 것고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링의 길이가 짧을 때의 전원공급 콘넥터부 연결상태를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 리테이닝 링(110)의 길이가 짧을 경우 안쪽의 전원공급 콘넥터(14)에 연결하여 전원을 공급하면 상기 리테이닝 링(110)이 없는 부분은 전기가 공급되지 않기 때문에 가열이 되지 않는다. 그러나, 상기 리테이닝 링(110)이 상기 가열부(100)와 근접하여 있는 부분은 전기가 공급되기 때문에 가열이 된다.

상기 리테이닝 링(110)의 길이가 긴 경우 바깥쪽의 전원공급 콘넥터(10)에 연결하여 전원을 공급하면 상기 리테이닝 링(110)이 전체에 전기가 공급되어 가열이 된다.

도면에서는 도시되지 않았지만, 상기 리테이닝 링(110)의 길이방향으로 상기 전원공급 콘넥터(10)가 이동이 가능하게 하는 상기 전원공급 콘넥터 구동부가 설치될 수도 있다. 상기 전원공급 콘넥터(10)에 전기모터를 장착하고, 이동경로에 따라 가이드를 설치하면, 입력신호에 따라 원하는 위치에 상기 전원공급 콘넥터(10)가 이동할 수 있게 된다. 이 경우에는 복수개의 상기 전원공급 콘넥터(10)가 불필요하고, 상기 전원공급 콘넥터가 연결된 단수의 콘넥터가 구동부에 의해 위치가 변하는 것이다.

상기 리테이닝 링(110)의 사양정보를 인식하는 탐지부가 더 포함된다.

상기 리테이닝 링(110)의 사양정보는 관경 및 길이 정보로서, 상기 발전기에 부착된 제품정보의 바코드나 전자태그의 정보를 리더로 읽어 들이는 과정이다.

이 정보를 제어부에서 수신하여 처리후, 출력신호를 보내는데, 출력신호를 보내는 곳이 작업모드에 따라 다르다.

수동일 경우, 사양정보 표시부에 출력신호를 출력하고, 상기 사양정보 표시부에 출력된 사양정보에 따라 작업자가 수동으로 복수의 전원공급 콘넥터 중 해당 정보에 해당하는 콘넥터에 전원 공급선을 연결하게 된다.

자동일 경우, 상기 전원공급 콘넥터 구동부에 출력신호가 출력되어, 해당 출력신호에 대응하여 미리 입력된 값만큼 자동으로 상기 전원공급 콘넥터(10)의 위치가 이동하게 된다.

상기 리테이닝 링(110)의 길이 만큼 상기 가열부(100)의 범위가 가변되는 효과는 동일하지만, 자동 모드일 경우, 더 정확한 위치에서 상기 전원공급 콘넥터(10)가 위치하게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 리테이닝 링 유도가열 방법에 관한 흐름도를 도시한 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 발전기 리테이닝 링(110) 유도가열 방법은,

모드선택 단계(S10), 인식단계(S20), 출력단계(S30), 위치 선정단계(S40), 가열단계(S50)로 구성된다.

상기 모드선택 단계(S10)는, 수동모드와 자동모드로 구성되어 있다.

수동모드인 경우, 작업자가 수동으로 복수의 전원공급 콘넥터 중 해당 정보에 해당하는 콘넥터에 전원 공급선을 연결하는 작업을 하게 되고, 자동모드인 경우, 전원공급 콘넥터 구동부에 출력신호가 출력되어 해당 출력신호에 대응하여 미리 입력된 값만큼 자동으로 전원공급 콘넥터의 위치가 이동하게 된다.

상기 전원공급 콘넥터의 위치에 따라, 리테이닝 링의 유도가열되는 범위가 달라지게 된다.

상기 인식단계(S20)는, 발전기에 부착된 제품의 사양정보의 바코드나 전자태그의 정보를 리더로 읽어 들이는 과정이다. 사양정보는 이에 따라, 제어부에서 사양정보를 처리하여 출력단계로 보낸다. 사양정보는 상기 리테이닝 링(110)의 관경과 길이에 대한 정보이다.

상기 출력단계(S30)는, 제어부에서 출력된 신호를 작업모드에 따라, 수동일 경우 사양정보 표시부에, 자동일 경우 전원 공급 콘넥터 구동부에 출력신호를 출력하는 단계이다.

상기 위치 선정단계(S40)는, 자동모드일 경우, 해당 출력신호에 대응하여 미리 입력된 값만큼 자동으로 전원공급 콘넥터의 위치가 이동하게 되고, 수동모드일 경우, 작업자가 수동으로 복수의 전원공급 콘넥터 중 해당 정보에 해당하는 콘넥터에 전원 공급선을 연결하는 단계이다. 상기 전원공급 콘넥터의 위치에 따라, 유도가열되는 범위가 정해진다.

상기 가열단계(S50)는, 전원 공급장치로부터 가열부에 전원이 공급되어 상기 리테이닝 링을 유도 가열하는 단계이다. 전류가 흐르면 주위에 자기장이 발생하고, 자기장에 의해 와류가 발생하여 이로 인한 줄열이 생기는데 이를 활용하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 가열부
110 : 발전기 리테이닝 링
120 : 전원공급 콘넥터
130 : 제1 냉각부
140 : 제2 냉각부

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 작업 모드를 선택하는 모드선택 단계;
    리테이닝 링의 사양 정보를 인식하는 인식단계;
    상기 인식단계에서 인식된 사양 정보를 처리하여, 작업 모드에 따라, 수동일 경우 사양정보 표시부에, 자동일 경우 전원 공급 콘넥터 구동부에 출력신호를 출력하는 출력단계;
    상기 출력단계에서 출력된 정보에 따라, 상기 사양정보 표시부에 출력신호가 출력된 경우는 작업자가 수동으로 복수의 전원공급 콘넥터 중 해당 정보에 해당하는 콘넥터에 전원 공급선을 연결하고,
    상기 전원공급 콘넥터 구동부에 출력신호가 출력된 경우에는 해당 출력신호에 대응하여 미리 입력된 값만큼 자동으로 전원공급 콘넥터의 위치가 이동되는 전원공급 콘넥터 위치 선정단계:및
    상기 전원공급 콘넥터 위치 선정단계를 거친 후, 전원 공급장치로부터 가열부에 전원이 공급되어 상기 리테이닝 링을 가열하는 가열단계;를 포함하는 발전기 리테이닝 링 유도가열 방법.
    

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