KR102147768B1 - 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 지그장치에 복수 개의 블레이드를 고정하여 용사코팅할 수 있는 것이 특징인 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치는 기존의 지그에 비해 다수의 제품을 용사 코팅할 수 있어 코팅 생산 효율이 높으며, 또한 1개의 지그에 다수의 부품을 장착하여 용사 코팅할 수 있기 때문에 용사코팅 분말을 절약할 수 있어 경제적으로도 매우 이점이 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치{Fixture to allow several gas turbine blades to be thermal spray coated at once}

본 발명은 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치에 관한 것이다.

터빈은 물, 가스, 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 기계적인 동력에너지로 변환시키는 것으로, 동력에너지로 변환시키는 장치로서 블레이드가 사용되고 있다.

특히, 터빈은 고온의 화염이 터빈의 입구로부터 전파될 때 복수의 베인과 블레이드를 통과하도록 구성되어 있는 것으로, 최초 가장 높은 열기의 유체가 접촉되는 블레이드를 1단 블레이드, 그리고 다음 차의 블레이드를 각각 2단 블레이드와 3단 블레이드라고 명하고 있다.

각 단계별 블레이드의 특성으로서 1단 블레이드는 단결정으로 이루어져 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 가장 뜨거운 열기가 직접 접촉되는 부분에 위치하고 있기 때문에 단결정으로 이루어져 있어 가장 파손이 많이 되는 블레이드로서 일반적으로 3년 정도 주기로 교체되어 사용되고 있다.

그리고 2단계 블레이드는 방향성 주조인 것이 특성이며, 3단계 후로는 등축정으로 이루어져 있다.

현재의 용사기술은 용사코팅 할 때 2축 포지셔너(positioner)에 가스터빈 블레이드 또는 베인 부품을 1개만 장착하여 열차폐코팅(TBC)을 수행하고 있다.

이러한 방법으로 용사코팅을 하게 되면 용사코팅 시간대비 코팅 생산량이 낮기 때문에 코팅 생산 효율을 높이기 위해서 1대의 2축 포지셔너에 다수의 블레이드 또는 베인을 장착하는 지그장치가 필요하다.

본 발명은 이러한 가스터빈 블레이드를 용사코팅시 고정하는 지그장치에 관한 것으로, 종래기술로는 한국등록특허공보 제1455120호에 지면에 설치되는 베이스(10); 상기 베이스(10)에 설치되며, 모터(22)에 연결 회전되는 축판(24)을 지지하는 회전인덱스테이블(20); 상기 축판(24)에 고정 장착되며, 단부측에 체결용브라켓(32)이 설치되는 회전대(30); 상기 체결용브라켓(32)에 연결되며, 일측에 이격 설치된 분사건(62)에 의해 용사처리되는 피코팅소재(2)를 고정하기 위한 고정지그(70)가 설치되고, 피코팅소재(2)의 상,하면이 용사처리되도록 체결용브라켓(32) 상에서 상,하 회전되는 작업대(40)를 구성한 것과; 상기 고정지그(70)는 작업대(40) 상에서 교체 가능한 구조로 결합 설치되어 구성된 것과; 상기 작업대(40)는 고정지그(70) 상에 결합고정되는 피코팅소재(2)의 유동을 방지하도록 피코팅소재(2)의 양측에 회동억제돌기(46)가 구비된 것과; 상기 고정지그(70)는 클램프설치대(71)에 회전가능하게 설치된 손잡이(72)에 연결되어 피코팅소재(2)의 상부측을 고정하는 상부고정핀(76) 및 고정구(77)가 설치되는 클램프(74)가 구비되고, 클램프(74)에 이격되어 피코팅소재(2)의 하부측을 고정하는 하부고정핀(79)이 핀설치대(78) 상에 고정 설치되어 구성됨을 특징으로 하는 용사처리용 소재의 고정지그 장치가 등록공개되어 있다.

또한 블레이드의 도색시 사용되는 지그관련 종래기술로는 한국등록특허공보 제1015443호에 베이스의 중간 부분에 직립 설치되어 있는 중앙지지대와, 상기한 중앙지지대에서 양측에 일정 간격 이격되도록 배치됨과 아울러 이격된 간격에 도색 대상물인 블레이드 조립체가 위치되는 측면지지대와, 상기한 블레이드 조립체가 외부로 노출된 상태에서 중앙지지대에 안착되는 블레이드의 일측 축을 차폐하도록 중앙지지대에 구성된 제1차폐수단과, 상기한 일측축과 대향되는 타측 축을 차폐하도록 측면지지대에 구성된 제2차폐수단으로 구성함을 특징으로 하는 공기조화장치의 블레이드 도색 지그가 등록공개되어 있다.

그리고 블레이드를 다량으로 가공시 고정하는 지그관련 종래기술로는 한국등록특허공보 제0582407호에 베인 타입 터빈 블레이드를 가공하는 장치에 있어서, 블레이드 가공 장비의 테이블에 고정되는 지그 베이스와, 2단 계단형의 형상으로 상기 지그 베이스의 상면에 설치되는 제1,2 높이결정구와, 블레이드 소재의 삽입공간이 2개 형성되었으며 상기 높이 결정구의 각단 상면에 설치되는 제 1,2 폭방향 위치 결정구와, 상기 삽입공간에 삽입된 소재중 2개의 소재를 고정할 수 있도록 충분히 긴 사각바의 형상으로 되어 상기 폭방향 위치 결정구의 상부에 형성되는 클램프와, 제품의 형상과 크기에 따라 위치조절을 가능하게 하여 고정할 수 있도록 하는 보조패드와, 상기 지그 베이스의 상면에 형성된 4개의 걸고리로 구성되어, 사각형 소재를 고정할 수 있는 스퀘어 클램핑 지그로서 구성된 것을 특징으로 하는 베인 타입 터빈 블레이드 다량 가공용 지그가 등록공개되어 있다.

상술한 바와 같이 기존에는 가스터빈 블레이드의 가공시에는 다수의 블레이드를 고정하는 지그가 기술되어 있으나, 가스터빈 블레이드를 용사 코팅하는 지그장치는 1개의 지그에 1개의 블레이드가 장착되어 코팅되도록 설계되어 있어 생산효율이 매우 낮다는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기존의 지그에 비해 다수의 제품을 용사 코팅할 수 있어 코팅 생산 효율이 높으며, 또한 1개의 지그에 다수의 부품을 장착하여 용사 코팅할 수 있기 때문에 용사코팅 분말을 절약할 수 있어 경제적으로도 매우 이점이 있는 다수의 가스터빈 블레이드를 용사 코팅하는 지그장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 지그장치는 가스터빈 블레이드를 용사 코팅시 하나의 지그장치에 복수 개의 블레이드를 고정하여 용사코팅할 수 있는 것이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 용사 코팅하는 지그장치는 기존의 지그에 비해 다수의 제품을 용사 코팅할 수 있어 코팅 생산 효율이 높으며, 또한 1개의 지그에 다수의 부품을 장착하여 용사 코팅할 수 있기 때문에 용사코팅 분말을 절약할 수 있어 경제적으로도 매우 이점이 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

도 1은 종래의 가스터빈 블레이드를 고정하는 지그장치를 나타낸 개요도.
도 2는 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치를 나타낸 개요도.
도 3과 도 4는 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치의 또 다른 실시에 따른 개요도.

본 발명의 지그장치는 가스터빈 블레이드를 용사 코팅시 하나의 지그장치에 복수 개의 블레이드(1)를 고정하여 용사코팅할 수 있는 것이 특징이다.

상기 지그장치는 내부공간이 형성되어 있는 케이싱(200)의 상면에 케이싱(200)의 길이방향을 따라 복수 개의 회전판(100)이 케이싱(200)의 상면에서 회전하도록 장착되며, 상기 케이싱(200)의 하면에는 케이싱(200)을 고정하는 고정프레임(300)이 케이싱(200)에 일체로 결합되어 있되, 상기 케이싱(200)의 내부에는 상기 회전판(100)을 회전구동시키는 수단이 내장되어 있는 것이 특징이다.

그리고 상기 케이싱(200)에 나란하도록 고정프레임(300)의 길이방향의 양단에는 틸팅축(400)이 돌출형성되어 있고, 상기 틸팅축(400)의 양단은 틸팅축(400)이 공회전하도록 지지하는 지지브래킷(500)이 장착되어 있되, 상기 틸팅축(400)의 양단을 지지하는 지지브래킷(500)의 어느 하나에는 틸팅축(400)이 회전하여 케이싱(200)이 틸팅될 수 있도록 틸팅수단이 장착되어 있는 것이 특징이다.

또한, 상기 지그장치로부터 틸팅축(400)의 길이방향으로 일정간격 이격된 곳에 동일 구성의 또 다른 지그장치를 설치하되, 상기 한 쌍의 지그장치 모두 수직방향으로 설치된 회전축(700)을 중심축으로 하여 회전하는 판재형상의 베이스프레임(600)의 상면에 설치됨으로써 한 쌍의 지그장치 중 어느 한 곳의 지그장치에서는 가스터빈 블레이드(1)를 용사코팅하며, 또 다른 지그장치에서는 용사코팅된 가스터빈 블레이드(1)를 교체 및 고정하는 작업을 진행할 수 있는 것이 특징이다.

또한, 상기 한 쌍의 지그장치 사이에 위치하는 베이스프레임(600)의 상면에는 차단막(800)을 설치하여 한 쌍의 지그장치 각각에 진행되는 작업이 서로 간섭하지 않도록 하는 것이 특징이다.

이하, 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 용사 코팅하는 지그장치를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 가스터빈 블레이드를 고정하는 지그장치를 나타낸 개요도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 지그장치는 하나의 블레이드(10) 만을 고정하여 용사코팅하도록 내부에 회전구동수단(도면 미도시)이 장착되어 있는 케이싱(20)과, 상기 케이싱(20)의 상면에는 케이싱(20)의 내부에 장착되어 있는 회전구동수단에 의해 회전하는 회전판(10)이 장착되어 있으며, 상기 케이싱(20)의 하면에는 케이싱(20)을 지면에서 고정하는 고정프레임(30)이 체결되어 있다.

이에, 상기 회전판(10)에 관용의 고정수단(도면 미도시)에 의해 블레이드(10)를 고정하여 회전판(10)을 회전시키면서 지그장치의 일측에 설치되어 있는 용사코팅용 장치(도면 미도시)로부터 코팅액을 분사시키게 되면 블레이드(10)의 외측면은 골고루 용사코팅이 되게 된다.

이때, 상기 용사코팅용 장치는 일반적으로 로봇팔 타입으로 설계되어 있는 것으로, 이는 널리 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 2는 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치를 나타낸 개요도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 지그장치는 가스터빈 블레이드를 용사 코팅시 하나의 지그장치에 복수 개의 블레이드(1)를 고정하여 용사코팅할 수 있는 것이 특징으로 하고 있다.

특히, 본 발명의 지그장치는 내부공간이 형성되어 있는 케이싱(200)의 상면에 케이싱(200)의 길이방향을 따라 복수 개의 회전판(100)이 케이싱(200)의 상면에서 회전하도록 장착되며, 상기 케이싱(200)의 하면에는 케이싱(200)을 고정하는 고정프레임(300)이 케이싱(200)에 일체로 결합되어 있되, 상기 케이싱(200)의 내부에는 상기 회전판(100)을 회전구동시키는 수단이 내장되어 있다.

더욱 상세하게는 상기 케이싱(200)에 나란하도록 고정프레임(300)의 길이방향의 양단에는 틸팅축(400)이 돌출형성되어 있고, 상기 틸팅축(400)의 양단은 틸팅축(400)이 공회전하도록 지지하는 지지브래킷(500)이 장착되어 있되, 상기 틸팅축(400)의 양단을 지지하는 지지브래킷(500)의 어느 하나에는 틸팅축(400)이 회전하여 케이싱(200)이 틸팅될 수 있도록 틸팅수단이 장착되어 있어, 회전판(100)에 의한 회전과 함께 틸팅축(400)에 의한 틸팅이 동시에 구동하도록 설계되어 있어 회전판(100)에 고정되어 있는 블레이드(1)를 골고루 용사코팅할 수 있게 된다.

더욱 바람직하게는 다수의 블레이드(1)를 골고루 용사코팅할 수 있도록 회전판(100)은 동일한 방향으로 회전되어야 하며, 회전판(100)에 고정된 블레이드(1)을 용사코팅하는 장치는 케이싱(200)의 길이방향으로 움직이도록 설계되어야 할 것이다.

도 3과 도 4는 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치의 또 다른 실시에 따른 개요도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 지그장치는 한 쌍을 설치함으로써 한 쌍의 지그장치 중 어느 한 곳의 지그장치에서는 가스터빈 블레이드(1)를 용사코팅하며, 또 다른 지그장치에서는 용사코팅된 가스터빈 블레이드(1)를 교체 및 고정하는 작업을 진행하도록 하여 생산효율을 향상시키도록 하였다.

더욱 상세하게는, 상기 지그장치로부터 틸팅축(400)의 길이방향으로 일정간격 이격된 곳에 동일 구성의 또 다른 지그장치를 설치하되, 상기 한 쌍의 지그장치 모두 수직방향으로 설치된 회전축(700)을 중심축으로 하여 회전하는 판재형상의 베이스프레임(600)의 상면에 설치하는 것이다.

이에, 용사코팅용 장치 측에 위치한 지그장치에서는 가스터빈 블레이드(1)의 용사코팅작업을 진행하도록 하며, 또 다른 지그장치에서는 용사코팅을 할 수 있도록 가스터빈 블레이드(1)를 고정하는 작업을 진행하도록 한다.

그리고 용사코팅작업이 끝나면 베이스프레임(600)을 180°회전시켜 또 다른 지그장치에 고정되어 있는 가스터빈 블레이드(1)에는 용사코팅 작업을 계속해서 진행시키며, 이미 용사코팅된 가스터빈 블레이드(1)는 교체하는 작업을 진행하도록 한다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 한 쌍의 지그장치 사이에 위치하는 베이스프레임(600)의 상면에는 차단막(800)을 설치하여 한 쌍의 지그장치 각각에 진행되는 작업이 서로 간섭하지 않도록 하였다.

상기 차단막(800)은 자바라 타입으로 설치함으로써 작업시에는 한 쌍의 지그장치 간에 간섭이 되지 않도록 하며, 필요시에는 절첩하여 한 쌍의 지그장치 간에 작업자가 이동하는 동선을 줄여줄 수 있도록 하는 것이 바람직한 구성의 일 예가 될 것이다.

한편, 상기 회전판(100)에는 각각 회전구동수단으로부터 회전구동력을 전달받거나 차단할 수 있는 클러치 수단을 장착할 수도 있다.

즉, 클러치 수단이 장착되어 있지 않으며 복수 개의 회전판(100) 중 어느 하나가 고장 또는 파손이 되면 파손된 회전판(100)을 교체하기 전에는 모든 회전판(100)의 구동을 멈추어야 하지만, 클러치 수단이 장착되어 있으면 파손된 회전판(100)의 구동만 정지시키고, 다른 회전판(100)은 구동시켜 작업의 연속성을 이어갈 수 있을 것이다.

또한, 가스터빈 블레이드(10)를 대신하여 무거운 하중의 또 다른 제품을 용사코팅 시 회전판(100)을 선택적으로 구동될 수 있도록 함으로써 작업되는 회전판(100)에만 구동력이 전달되도록 하여 모터와 같은 동력수단에 과도한 부하가 발생하는 것도 방지할 수 있다.

이러한 상기 클러치 수단은 널리 공지된 수단으로 설치가능하기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명 다수의 가스터빈 블레이드를 한번에 용사 코팅하도록 고정하는 지그장치는 기존의 지그에 비해 다수의 제품을 용사 코팅할 수 있어 코팅 생산 효율이 높으며, 또한 1개의 지그에 다수의 부품을 장착하여 용사 코팅할 수 있기 때문에 용사코팅 분말을 절약할 수 있어 경제적으로도 매우 이점이 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

1. 블레이드
10. 회전판 20. 케이싱 30. 고정프레임
100. 회전판 200. 케이싱 300. 고정프레임
400. 틸팅축 500. 지지브래킷 600. 베이스프레임
700. 회전축 800. 차단막

Claims (5)

1. 가스터빈 블레이드(1)를 용사 코팅시 하나의 지그장치에 복수 개의 블레이드(1)를 고정하여 용사코팅할 수 있는 다수의 가스터빈 블레이드를 용사 코팅하는 지그장치에 있어서,
   상기 지그장치는 내부공간이 형성되어 있는 케이싱(200)의 상면에 케이싱(200)의 길이방향을 따라 복수 개의 회전판(100)이 케이싱(200)의 상면에서 회전하도록 장착되며, 상기 케이싱(200)의 하면에는 케이싱(200)을 고정하는 고정프레임(300)이 케이싱(200)에 일체로 결합되어 있되, 상기 케이싱(200)의 내부에는 상기 회전판(100)을 회전구동시키는 수단이 내장되어 있는 것으로,
   상기 케이싱(200)에 나란하도록 고정프레임(300)의 길이방향의 양단에는 틸팅축(400)이 돌출형성되어 있고, 상기 틸팅축(400)의 양단은 틸팅축(400)이 공회전하도록 지지하는 지지브래킷(500)이 장착되어 있되, 상기 틸팅축(400)의 양단을 지지하는 지지브래킷(500)의 어느 하나에는 틸팅축(400)이 회전하여 케이싱(200)이 틸팅될 수 있도록 틸팅수단이 장착되어 있으며,
   상기 지그장치로부터 틸팅축(400)의 길이방향으로 일정간격 이격된 곳에 동일 구성의 또 다른 지그장치를 설치하되, 상기 한 쌍의 지그장치 모두 수직방향으로 설치된 회전축(700)을 중심축으로 하여 회전하는 판재형상의 베이스프레임(600)의 상면에 설치됨으로써 한 쌍의 지그장치 중 어느 한 곳의 지그장치에서는 가스터빈 블레이드(1)를 용사코팅하며, 또 다른 지그장치에서는 용사코팅된 가스터빈 블레이드(1)를 교체 및 고정하는 작업을 진행할 수 있으며,
   상기 한 쌍의 지그장치 사이에 위치하는 베이스프레임(600)의 상면에는 자바라타입의 차단막(800)을 설치하여 한 쌍의 지그장치 각각에 진행되는 작업이 서로 간섭하지않도록 하며, 필요시 절첩하여 한 쌍의 지그장치 간에 작업자가 이동하는 동선을 줄여줄 수 있는 것이 특징인 다수의 가스터빈 블레이드를 용사 코팅하는 지그장치.
   
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