KR102165488B1

KR102165488B1 - 터빈 블레이드 루트 검사 스캐너 및 이를 구비하는 검사 시스템

Info

Publication number: KR102165488B1
Application number: KR1020190085939A
Authority: KR
Inventors: 정계조; 서정석
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2019-07-16
Filing date: 2019-07-16
Publication date: 2020-10-14

Abstract

본 발명은, 몸체부; 오목하게 들어간 리세스부를 가지는 터빈 블레이드의 루트부의 형상에 대응되게 형성되고, 상기 루트부의 외면에 접하는 상태로 자기(magnetism)신호를 획득하도록 이루어지는 자기센싱부; 및 상기 몸체부에 형성되고, 상기 자기센싱부와 결합되며, 일방향으로 연장 형성되는 상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 상기 자기센싱부를 상기 루트부의 형상에 의해 가이드되는 상태로 이동시키도록 구성되는 이송부를 포함하는 검사 스캐너를 개시한다.

Description

터빈 블레이드 루트 검사 스캐너 및 이를 구비하는 검사 시스템{EXAMINATION SCANNER FOR BLADE ROOT OF TURBINE AND EXAMINATION SYSTEM HAVING THE SAME}

본 발명은 터빈 블레이드 루트의 결함을 검사하기 위한 터빈 블레이드 루트 검사 스캐너 및 이를 구비하는 검사 시스템에 관한 것이다.

터빈 블레이드의 루트부에 대한 결함 검사를 위한 비파괴검사 장치 중에는 결함부위로부터 측정되는 자기(magnetism)신호를 분석하여 결함여부를 판단하는 방식이 존재한다.

하지만, 기존의 자기카메라를 이용하는 검사 방법의 경우, 검사자가 자기카메라를 이용하여 직접 터빈 블레이드 루트부의 곡면영역을 이동하며 검사를 수행한다. 이러한 검사 방식의 경우, 검사자의 경험과 숙련도에 따라 검사 결과의 편차가 심하게 발생한다.

또한, 종래의 검사 방법의 경우 검사자에 의해 시행되기 때문에 블레이드 루트부의 형상과 위치에 따라 검사하기 어려운 영역이 발생하는 문제가 있다.

본 발명의 일 목적은, 터빈 블레이드의 루트부에 대한 결함을 효과적으로 수행할 수 있는 터빈 블레이드 루트 검사 스캐너를 제공하는 데에 있다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 검사 스캐너는, 몸체부; 오목하게 들어간 리세스부를 가지는 터빈 블레이드의 루트부의 형상에 대응되게 형성되고, 상기 루트부의 외면에 접하는 상태로 자기(magnetism)신호를 획득하도록 이루어지는 자기센싱부; 및 상기 몸체부에 형성되고, 상기 자기센싱부와 결합되며, 일방향으로 연장 형성되는 상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 상기 자기센싱부를 상기 루트부의 형상에 의해 가이드되는 상태로 이동시키도록 구성되는 이송부를 포함한다.

상기 자기센싱부는, 상기 루트부의 외면에 접하도록 형성되는 바디; 및 상기 바디에 형성되어 자기(magnetism)신호를 획득하도록 이루어지는 자기센서를 포함하고, 상기 바디는, 상기 리세스부에 접하도록 상기 리세스부를 향하여 돌출 형성되는 돌출부를 구비하며, 상기 자기센서는 상기 돌출부상에 배치될 수 있다.

상기 이송부는, 상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 연장 형성되며, 외면이 나선 형태를 갖도록 형성되는 이동축; 및 상기 이동축의 일단부와 연결되어 상기 이동축을 일방향 또는 타방향으로 회전시키도록 이루어지는 구동부를 구비하고, 상기 바디는, 상기 이동축이 관통하는 관통홀을 구비하며, 상기 관통홀은 상기 이동축에 형성되는 나선 구조와 맞물리도록 형성될 수 있다.

상기 이송부는, 상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 연장 형성되고, 상기 이동축과 이격되어 나란하게 배치되는 가이드축을 더 구비하고, 상기 바디는, 상기 가이드축이 관통하는 가이드홀을 더 구비할 수 있다.

상기 검사 스캐너는, 상기 몸체부의 일측에 형성되고, 연장 형성된 상기 루트부의 측면부를 탄성가압하여 상기 몸체부를 상기 루트부에 밀착시키도록 이루어지는 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 검사 스캐너는, 각각 상기 고정부의 양측면부에 인접한 위치에서 상기 몸체부로부터 돌출 형성되고, 상기 고정부의 양측면부를 지지한 상태에서 상기 고정부가 회동 가능하도록 상기 고정부의 양측면부에 결합되는 제1 지지부와 제2 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 상기 몸체부상에서 상기 루트부를 향하여 가까워지거나, 상기 루트부로부터 멀어지도록 이동 가능하게 구성될 수 있다.

한편 본 발명은, 상기 검사 스캐너; 및 상기 자기센싱부에서 획득된 상기 자기신호를 전달받아 상기 루트부의 결함을 분석하는 분석부를 포함하는 검사 시스템을 제안한다.

상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

자기센싱부가 루트부에 접하는 상태로 이동하면서 자기신호를 획득하도록 구성되어, 검사자에 따른 검사 오차를 크게 줄일 수 있다.

또한, 자기센싱부가 터빈 블레이드의 루트부 형상과 대응되게 형성되어 자기센싱부의 위치 이동이 원활하게 이루어질 수 있으며, 보다 정밀한 위치 이동이 가능하여 검사 결과에 대한 신뢰성을 보다 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 스캐너의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 검사 스캐너의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 검사 스캐너의 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 검사 스캐너의 배면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 검사 스캐너가 터빈 블레이드의 루트부에 안착되어 검사를 수행하는 일 예를 보인 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 자기센싱부의 사시도이다.

이하, 본 발명에 관련된 터빈 블레이드 루트 검사 스캐너 및 이를 구비하는 검사 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 스캐너(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 검사 스캐너(100)의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 검사 스캐너(100)의 측면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 검사 스캐너(100)의 배면도이며, 도 5는 도 1에 도시된 검사 스캐너(100)가 터빈 블레이드(10)의 루트부(11)에 안착되어 검사를 수행하는 일 예를 보인 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 자기센싱부(120)의 사시도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 검사 스캐너(100)는, 몸체부(110), 자기센싱부(120), 이송부(130)를 포함한다.

몸체부(110)는, 검사 스캐너(100)의 외관을 형성하고, 검사 스캐너(100)를 구성하는 여러 가지 구성요소들이 장착되거나 형성될 수 있다.

자기센싱부(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이 터빈 블레이드(10)의 루트부(11)의 형상에 대응되게 형성된다. 여기서, 루트부(10)는 도시된 바와 같이 오목하게 들어간 리세스부(11a)를 갖도록 형성된다. 이에 따라, 자기센싱부(120)도 상기 리세스부(11a)의 형상에 대응되게 형성되어 상기 루트부(10)에 밀착 가능하도록 이루어진다.

또한, 자기센싱부(120)는, 바디(121)와 자기센서(122)를 포함한다.

바디(121)는 자기센싱부(120)의 외관을 형성하고, 상기 루트부(10)의 외면에 접하도록 형성된다. 또한, 상기 바디(121)는 루트부(11)에 형성되는 리세스부(11a)에 접하도록 상기 리세스부(11a)를 향하여 돌출 형성되는 돌출부(121a)를 구비한다.

자기센서(122)는, 상기 바디(121)에 형성되어 자기(magnetism)신호를 획득하도록 이루어진다. 여기서, 상기 자기센서(122)는 상기 돌출부(121a)상에 배치되어 상기 리세스부(11a)를 구비하는 상기 루트부(11)에 대한 상기 자기신호를 안정적으로 획득할 수 있다.

이송부(130)는 상기 몸체부(110)에 형성되고, 자기센싱부(120)와 결합되며, 일방향으로 연장 형성되는 루트부(11) 간 형성된 공간(13)을 따라 상기 자기센싱부(120)를 루트부(11)의 형상에 의해 가이드되는 상태로 이동시키도록 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 이송부(130)는 이동축(131) 및 구동부(132)를 구비한다.

이동축(131)은 루트부(11) 간 형성된 공간(13)을 따라 연장 형성되고, 외면이 나선(131a) 형태를 갖도록 형성된다.

구동부(130)는, 상기 이동축(131)의 일단부와 연결되어 이동축(131)을 일방향 또는 타방향으로 회전시키도록 구성된다. 예를 들어, 구동부(130)는, 상기 이동축(131)의 일단부에 결합되는 제1 풀리(132a)와, 모터(132e)의 모터축(132e')의 일단부에 결합되는 제2 풀리(132b)와, 제1 풀리(132a)와 제2 풀리(132b) 사이에 배치되는 제3 풀리(132c)와, 상기 제1 내지 제3 풀리(132)를 상호 연결시켜 모터(132e)에서 발생되는 회전력을 전달하는 벨트(132d)를 구비하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 자기센싱부(120)의 바디(121)는 이동축(131)이 관통하는 관통홀(121b)을 구비하고, 상기 관통홀(121b)은 상기 이동축(131)에 형성되는 나선(131a) 구조와 맞물리도록 형성된다.

또한, 상기 이송부(130)는 가이드축(133)을 더 구비할 수 있다.

가이드축(133)은 상기 루트부(11) 간 형성된 공간(13)을 따라 연장 형성되고, 상기 이동축(131)과 이격되어 나란하게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 자기센싱부(120)의 바디(121)는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 가이드축(133)이 관통하는 가이드홀(121c)을 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 검사 스캐너(100)는 고정부(140)를 더 포함할 수 있다.

고정부(140)는 몸체부(110)의 일측에 형성되며, 연장 형성된 상기 루트부(11)의 측면부를 탄성 가압하여 상기 몸체부(110)를 루트부(11)에 밀착시키도록 이루어질 수 있다. 상기 고정부(140)는 예를 들어, 플레이트 형상을 갖도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 검사 스캐너(100)는 제1 지지부(151)와 제2 지지부(152)를 더 포함할 수 있다.

제1 지지부(151)와 제2 지지부(152)는, 각각 고정부(140)의 양측면부에 인접한 위치에서 몸체부(110)로부터 돌출 형성되고, 고정부(140)의 양측면부를 지지한 상태에서 상기 고정부(140)가 회동 가능하도록 고정부(140)의 양측면부에 결합될 수 있다. 상기 고정부(140)는 상기 제1 및 제2 지지부(151,152)에 의해 루트부(1)의 측면부를 탄성 가압한 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

여기서, 상기 제1 지지부(151)와 제2 지지부(152)는, 상기 몸체부(110)상에서 상기 루트부(11)를 향하는 제1 방향(D1)을 향하여 가까워지거나, 상기 루트부(11)로부터 멀어지는 제2 방향(D2)을 향하여 이동 가능하게 구성될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 제1 및 제2 지지부(151,152)에 지지되는 상기 고정부(140)의 위치를 조절하여, 상기 고정부(140)가 상기 루트부(11)에 보다 안정적으로 밀착 가능한 위치에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 지지부(151,152)의 이동은, 예를 들어, 몸체부(110) 또는 제1 및 제2 지지부(151,152)가 서로 접하는 부분에 서로 대응되게 형성되는 레일 구조와, 볼트 등의 부재로 상기 레일 구조를 가압하여 제1 및 제2 지지부(151,152)의 이동된 위치를 고정시키는 구성을 통해 구현될 수 있다.

한편, 상기 검사 스캐너(100)는, 자기센싱부(120)의 현재 위치를 감지하도록 구성되는 엔코더(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 검사 스캐너(100) 및 분석부(1100)를 포함하는 검사 시스템(1000)을 개시한다.

상기 분석부(1100)는, 상기 자기센싱부(120)에서 획득된 상기 자기신호를 전달받아 루트부(11)의 결함을 분석하도록 이루어질 수 있다. 또한, 분석부(1100)는, 몸체부(110)와 분석부(1100)를 전기적으로 연결하는 케이블(1101)을 구비할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명의 검사 스캐너(100) 및 이를 구비하는 검사 시스템(1000)은, 자기센싱부(120)가 루트부(11)에 접하는 상태로 이동하면서 상기 자기신호를 획득하도록 구성되어, 검사자에 따른 검사 오차를 크게 줄일 수 있는 한편, 자기센싱부(120)가 터빈 블레이드(10)의 루트부(11) 형상과 대응되게 형성되어 자기센싱부(120)의 위치 이동이 원활하게 이루어질 수 있으며, 보다 정밀한 위치 이동이 가능하여 검사 결과에 대한 신뢰성을 보다 높일 수 있는 장점을 갖는다.

전술한 내용은 단지 예시적인 것에 불과하며, 설명된 실시예들의 범주 및 기술적 사상을 벗어남이 없이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

100 : 검사 스캐너 110 : 몸체부
120 : 자기센싱부 121 : 바디
121a : 돌출부 121b : 관통홀
121c : 가이드홀 122 : 자기센서
130 : 이송부 131 : 이동축
132 : 구동부 132a : 제1 풀리
132b : 제2 풀리 132c : 제3 풀리
132d : 벨트 132e : 모터
132e' : 모터축 133 : 가이드축
140 : 고정부 151 : 제1 지지부
152 : 제2 지지부

Claims

몸체부;
오목하게 들어간 리세스부를 가지는 터빈 블레이드의 루트부의 형상에 대응되게 형성되고, 상기 루트부의 외면에 접하는 상태로 자기(magnetism)신호를 획득하도록 이루어지는 자기센싱부;
상기 몸체부에 형성되고, 상기 자기센싱부와 결합되며, 일방향으로 연장 형성되는 상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 상기 자기센싱부를 상기 루트부의 형상에 의해 가이드되는 상태로 이동시키도록 구성되는 이송부; 및
상기 몸체부의 일측에 형성되고, 연장 형성된 상기 루트부의 측면부를 탄성가압하여 상기 몸체부를 상기 루트부에 밀착시키도록 이루어지는 고정부를 포함하는 검사 스캐너.
제1항에 있어서,
상기 자기센싱부는,
상기 루트부의 외면에 접하도록 형성되는 바디; 및
상기 바디에 형성되어 자기(magnetism)신호를 획득하도록 이루어지는 자기센서를 포함하고,
상기 바디는, 상기 리세스부에 접하도록 상기 리세스부를 향하여 돌출 형성되는 돌출부를 구비하며,
상기 자기센서는 상기 돌출부상에 배치되는 검사 스캐너.
제2항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 연장 형성되며, 외면이 나선 형태를 갖도록 형성되는 이동축; 및
상기 이동축의 일단부와 연결되어 상기 이동축을 일방향 또는 타방향으로 회전시키도록 이루어지는 구동부를 구비하고,
상기 바디는, 상기 이동축이 관통하는 관통홀을 구비하며,
상기 관통홀은 상기 이동축에 형성되는 나선 구조와 맞물리도록 형성되는 검사 스캐너.
제3항에 있어서,
상기 이송부는,
상기 루트부 간 형성된 공간을 따라 연장 형성되고, 상기 이동축과 이격되어 나란하게 배치되는 가이드축을 더 구비하고,
상기 바디는, 상기 가이드축이 관통하는 가이드홀을 더 구비하는 검사 스캐너.
삭제
제1항에 있어서,
각각 상기 고정부의 양측면부에 인접한 위치에서 상기 몸체부로부터 돌출 형성되고, 상기 고정부의 양측면부를 지지한 상태에서 상기 고정부가 회동 가능하도록 상기 고정부의 양측면부에 결합되는 제1 지지부와 제2 지지부를 더 포함하는 검사 스캐너.
제6항에 있어서,
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 상기 몸체부상에서 상기 루트부를 향하여 가까워지거나, 상기 루트부로부터 멀어지도록 이동 가능하게 구성되는 검사 스캐너.
제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 검사 스캐너; 및
상기 자기센싱부에서 획득된 상기 자기신호를 전달받아 상기 루트부의 결함을 분석하는 분석부를 포함하는 검사 시스템.