KR102618175B1 - 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼 - Google Patents

실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어실링댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스의 흐름을 제어하기 위해 댐퍼 내 실링용 에어를 공급하여 기밀상태를 유지할 수 있도록 하는 에어실링댐퍼로, 개폐감지유닛 및 실링유닛을 구비하여 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼에 관한 것이다.
본 발명은 전면부에 유입구가 형성되고, 후면부에 배출구가 형성되어 상기 유입구 측에서 상기 배출구 측으로 유체가 이송되는 유로를 형성하는 댐퍼바디(100); 상기 댐퍼바디(100)를 상하 수직으로 관통하여 회전가능하게 결합되는 회전축(200); 상기 회전축을 중심으로 양측으로 상호 이격되어 상기 회전축(200)의 회전에 의해 연동되어 동시에 회전하는 한 쌍의 블레이드(300); 상기 댐퍼바디(100) 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 블레이드(300) 사이 공간으로 실링에어를 공급하는 실링에어 공급유닛(400); 상기 블레이드의 외주부 둘레를 따라 일측이 인접하도록 배치되어, 상기 블레이드에 대응하여 상기 댐퍼바디(100) 내면에 돌출 형성된 한 쌍의 랜딩바(110)와 접촉하여 실링에어의 누설을 방지하는 실링유닛(500); 및 상기 댐퍼바디(100) 타측에 설치되어 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 감지하는 개폐감지유닛(600);을 포함하는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼를 제공할 수 있다.

Description

실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼{Air sealing damper for detecting and preventing leakage of sealing air}
본 발명은 에어실링댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스의 흐름을 제어하기 위해 댐퍼 내 실링용 에어를 공급하여 기밀상태를 유지할 수 있도록 하는 에어실링댐퍼로, 개폐감지유닛 및 실링유닛을 구비하여 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 댐퍼는 보일러 따위의 연도(煙道)나 공기 조절 장치의 공기 통로에 설치되어 내부 유로를 필요에 따라 차단 또는 개방시킬 수 있는 장치로, 유체의 이동 경로를 변경시키거나, 유체의 역류를 방지하는 역할을 한다.
버터플라이형 댐퍼의 경우, 댐퍼바디 내부로 이송되는 유체의 흐름을 차단하거나 유체의 역류를 방지하기 위해 댐퍼 내에 설치되는 블레이드를 고무나 테프론과 같은 연질 소재의 블레이드로 사용하거나, 금속 소재의 블레이드를 사용하되, 차단성을 향상시키기 위해 블레이드를 편심축형 구조로 구성한다.
그러나, 최대 온도가 450℃에 이르는 배기가스와 같은 고온의 유체 흐름을 제어하기 위해 적용되는 댐퍼는, 고무나 테프론과 같은 연질 소재의 블레이드를 사용하는 것이 불가능하며, 편심축형 구조의 블레이드는 고가의 부품으로 이루어져 블레이드를 사용하는데 있어 제약이 따르는 문제점이 있다.
이에 따라, 스크러버 시스템(Scrubber System)을 비롯하여 황산화물이 많이 포함된 배기가스와 같은 고온의 유체에 대한 흐름을 제어하기 위해서는 두 개의 블레이드 사이에 유체보다 높은 압력의 실링에어를 공급하여 에어실링부가 형성되도록 하는 에어실링댐퍼가 사용된다.
종래의 에어실링댐퍼는 블레이드와 랜딩바(landing bar) 사이의 누설을 방지하기 위해 0.2∼0.3mm의 리프씰(leaf seal)을 사용하였으나, 배기가스가 흐르는 배관에 대형크기로 설치된 에어실링댐퍼 내부의 블레이드가 황산화물이 포함된 고온의 배기가스를 비롯한 고온의 유체와 접촉됨에 따라, 팽창되어 바디시트와 블레이드 외주부 사이 유격이 형성될 수 있는 문제점이 있으며, 또한, 리프씰은 블레이드 및 랜딩바가 용접으로 제작됨에 따라 이들 간의 정렬에 있어서 정밀성이 떨어짐으로, 이를 해결하기 위하여 고온에서 탄성을 유지할 수 있으며 황산화물에 대한 부식 저항성이 높은 하스텔로이(Hastelloy) 금속으로 형성된 리프씰이 개발되었다.
그러나, 선박의 경우, 발전기용 엔진은 지속적으로 사용하지 않고 번갈아 사용하여 저온상태에서 대기 중의 수증기와 배기가스가 결합하여 부식성이 강한 황산이 발생되며, 굴뚝 상부에서 빗물이 유입되어 배관 내벽에 고착된 탄소 산화물과 같이 흘러내려 댐퍼의 랜딩바에 고이면서 리프씰에 변형 및 손상이 발생하여 고가의 하스텔로이 금속을 교체해야하는 문제점이 있다.
한편, 댐퍼는 이물질에 의하여 댐퍼가 완전히 닫히지 않는 경우가 발생하며, 댐퍼 상부에 구동기가 장착되어 댐퍼의 위치를 인지할 수 있으나 이는 중심축을 기준으로 양측 끝에서 보면 1cm 이상이 열려있어도 각도로는 댐퍼 크기에 따라 1° 차이도 나지 않아 이를 인지하기 어려운 문제점이 있는 실정이다.
그러므로, 충분한 기밀성을 유지하여 유체의 흐름을 제어할 수 있도록 에어실링댐퍼의 미세한 실링에어 누설을 감지할 수 있으며, 블레이드와 랜딩바 사이의 누설을 방지하기 위해 고온에서 사용할 수 있으며 하스텔로이 금속의 장점을 유지할 수 있는 기밀수단을 구비하여 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼에 대한 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1981066호(2019.05.16.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 충분한 기밀성을 유지하여 유체의 흐름을 제어하기 위해 댐퍼 내 실링에어의 기밀상태를 유지할 수 있도록 실링에어의 미세한 누설을 감지할 수 있는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 블레이드와 랜딩바 사이의 누설을 방지하기 위해 고온에서 사용할 수 있으며 하스텔로이 금속의 장점을 유지하는 기밀수단을 구비하여 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼에 있어서, 전면부에 유입구가 형성되고, 후면부에 배출구가 형성되어 상기 유입구 측에서 상기 배출구 측으로 유체가 이송되는 유로를 형성하는 댐퍼바디(100); 상기 댐퍼바디(100)를 상하 수직으로 관통하여 회전가능하게 결합되는 회전축(200); 상기 회전축을 중심으로 양측으로 상호 이격되어 상기 회전축(200)의 회전에 의해 연동되어 동시에 회전하는 한 쌍의 블레이드(300); 상기 댐퍼바디(100) 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 블레이드(300) 사이 공간으로 실링에어를 공급하는 실링에어 공급유닛(400); 상기 블레이드의 외주부 둘레를 따라 일측이 인접하도록 배치되어, 상기 블레이드에 대응하여 상기 댐퍼바디(100) 내면에 돌출 형성된 한 쌍의 랜딩바(110)와 접촉하여 실링에어의 누설을 방지하는 실링유닛(500); 및 상기 댐퍼바디(100) 타측에 설치되어 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 감지하는 개폐감지유닛(600);을 포함한다.
이때, 상기 실링유닛(500)은 다각형의 판상형태를 지니며, 일측은 상기 블레이드(300)와 체결되는 체결공(514)이 형성되고, 타측은 하방으로 절곡되어'ㄷ'자 형상의 실링부재 삽입홈(512)이 형성되는 실링부재 커버(510); 상기 실링부재 삽입홈(512)에 삽입되는 실링부재(520); 및 상기 체결홀(514)을 관통하여 상기 블레이드(300)와 상기 실링부재 커버(510)를 체결하는 체결수단(530);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 실링부재(520)는 상기 블레이드(300)에 접촉시 고온의 배기가스로 인한 열변형 및 열팽창에 따른 영향을 최소화하도록 고온에서 탄성을 유지할 수 있는 세라믹 로프(ceramic rope)인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 개폐감지유닛(600)은 상기 댐퍼바디(100) 일측을 관통하여 형성되며 탄성부재(640)를 구비하여 탄성력에 의해 상기 댐퍼바디 내부로 진퇴하는 인디케이터 샤프트(indicator shaft, 620); 및 상기 댐퍼바디(100) 내부 일측에 상기 인디케이터 샤프트(620)와 일측이 연동되도록 형성되고 타측이 상기 블레이드(300)와 연동되도록 형성되는 로터(rotor, 610); 상기 인디케이터 샤프트(620)의 진입정도에 따라 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 나타내는 인디케이터(indicator, 650)를 구비한 인디케이터 바디(indicator body, 630);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 개폐감지유닛(600)은 상기 로터(610)의 일측이 상기 블레이드(300)에 지지되고 상기 로터(610)의 타측이 상기 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 돌출시켜 상기 인디케이터(650)가 상기 블레이드(300)의 미세한 개폐정도를 나타낼 수 있는 것을 특징으로 한다.
이와 더불어, 상기 로터(610)는 중심축을 기준으로 'ㄱ'자 형상의 제1 감지바(612)와, 'ㅡ'자 형상의 제2 감지바(614)가 90°내지 120°의 각도로 지니도록 형성되어, 상기 제1 감지바(612)가 상기 블레이드(300)와 접촉함과 동시에 상기 제2 감지바(614)가 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 인디케이터(650)로 나타내는 것을 특징으로 한다.
이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼는 각도로 1°의 차이도 나지 않는 미세한 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼는 고온에서 사용할 수 있으며 하스텔로이 금속의 장점을 유지하는 실링유닛을 구비하여 블레이드와 랜딩바 사이의 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼의 실링유닛의 정면도 및 부분확대도이다.
도 4는 도 2의 A의 확대도이다.
도 5(a) 내지 (b)는 도 2의 B의 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼를 나타낸 정면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼는 크게 댐퍼바디(100), 회전축(200), 블레이드(300), 실링에어 공급유닛(400), 실링유닛(500), 개폐감지유닛(600)을 포함한다.
우선, 댐퍼바디(100)의 외측에는 회전축(200)을 조작하기 위한 구동수단으로서 유압모터 또는 공압액츄에이터가 구비될 수 있으며, 유압모터 또는 공압액츄에이터는 제어부(미도시)에 의해 블레이드(300)의 개폐 동작이 자동으로 수행될 수 있으며, 핸들(미도시)을 구비하여 핸들의 회전에 의해 블레이드(300)의 개폐 동작을 수동으로 조작할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 에어실링댐퍼는 버터플라이밸브로 구비되는 것이 바람직하며, 버터플라이 밸브는 밸브 관로상에 배치된 판 형상의 밸브 디스크를 돌려 관로를 흐르는 유체의 유량을 조절하는 밸브로 구조가 간단하고 경량이며, 작동이 빠르고 저압뿐만 아니라 고압의 유체에도 널리 사용되고 있는 밸브이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 댐퍼바디(100)는, 본 발명의 에어실링댐퍼의 기본 몸체로, 전면부에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고, 후면부에 유체가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부에는 유입구 측에서 배출구 측으로 유체가 이송되는 유로가 형성된다.
또한, 댐퍼바디(100)는 직경이 200mm 이상으로 이루어지는 원통형 몸체와, 원통형 몸체의 유입구와 배출구가 형성되는 전면부와 후면부에는 외주부에 플랜지가 형성되어, 유로의 양측으로 배치되는 배관과 플랜지를 통해 결합되도록 구성된다.
또한, 댐퍼바디(100)는 후술할 실링유닛(500)의 외주부와 맞물려 블레이드(300)의 회전 반경을 제한하도록 댐퍼바디(100) 내부에 랜딩바(110)를 구비한다.
랜딩바(landing bar, 110)는, 회전축(200)에 결합된 블레이드(300) 위치에 대응하여 댐퍼바디(100) 내면에 돌출 형성되며, 유체의 흐름 방향을 따라 상호 이격 배치되어 한 쌍으로 이루어진다.
또한, 랜딩바(110)는 블레이드(300)의 형상에 대응하여 형성되는 것이 바람직하며, 도 2를 참조하면, 본 발명에서 한 쌍의 랜딩바(110)는 한 쌍의 블레이드(300)가 소정의 간격으로 상호이격되어 설치되어있음에 따라, 한 쌍의 블레이드(300)의 형상 및 위치에 대응하여 상호이격되어 댐퍼바디(100) 내면에 상이한 크기로 돌출형성되어있다.
다음으로, 회전축(200)은, 후술할 실링유닛(500)이 댐퍼바디(100) 내부에 회전되도록 회전력을 제공하기 위한 것으로, 댐퍼바디(100)를 상하 수직으로 관통하여 회전가능하게 결합된다.
회전축(200)은 회전축(200)의 양측으로 블레이드(300)가 결합되며, 댐퍼바디(100) 외측으로 연장 형성되는 회전축(200)의 단부는 전동모터, 유압 액추에이터, 공압 액추에이터와 같은 회전력을 제공하는 구동력 제공수단과 연결되어, 구동력 제공수단(미도시)으로부터 회전력을 전달받아 회전하게 되고, 회전축(200)이 회전됨에 따라 후술할 블레이드(300)가 연동되어 회전되게 된다.
다음으로, 블레이드(300)는 한 쌍으로 형성되며, 회전축(200)을 중심으로 양측으로 상호 이격되어 회전축(200)의 회전에 의해 연동되어 동시에 회전한다.
또한, 블레이드(300)는 한 쌍의 랜딩바(110)와 대응되는 위치에 배치되어, 한 쌍의 블레이드(300)는 회전축(200)과 연동되어 회전되는 과정에서, 블레이드(300) 양측 외주부에 장착되는 실링유닛(500)이 랜딩바(110)와 접촉됨에 따라 블레이드(300) 회전 반경이 제한되는 동시에 유로가 폐쇄된다.
이때, 블레이드(300)는 내식성이 우수하고, 고온 고압에 의해 쉽게 변형이 되지 않는 재질로 마련되어야 함에 따라, 블레이드(300)는 메탈 또는 스테인레스 스틸로 구비되며, 더욱 바람직하게는 스테인레스 스틸 304 또는 316의 재질로 마련될 수 있다.
다음으로, 실링에어 공급유닛(400)은 댐퍼바디(100) 일측에 설치되어 한 쌍의 블레이드(300) 사이 공간으로 실링에어를 공급하며, 도 2를 참조하면, 실링에어 공급유닛(400)은 댐퍼바디(100) 일측에 설치되어있으며, 댐퍼바디(100) 타측에는 개폐감지유닛(600)이 설치되어있다.
또한, 실링에어 공급유닛(400)은 상호이격되어 구비되는 한 쌍의 블레이드(300) 사이 공간으로 실링에어를 공급하기 위한 것으로, 댐퍼바디(100)를 관통하여 구비되는 실링에어 공급관을 포함하는 실링에어 공급관부와, 실링에어 공급관부로 실링에어를 생성하여 공급하는 송풍수단인 실링에어팬과, 실링에어팬으로부터 실링에어 공급관부로 공급되는 실링에어를 가열시키는 실링에어 가열수단을 포함하여 구성될 수 있다.
다음으로, 도 3은 본 발명에 따른 에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼의 실링유닛의 정면도 및 부분확대도이며, 도 4는 도 2의 A(실링유닛)의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 블레이드(300)에 실링유닛(500)이 형성되어있으며, 회전축이(200)이 회전됨에 따라, 한 쌍의 블레이드(300)는 동시에 회전되어 동시에 댐퍼바디(100) 내부의 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있게 된다.
즉, 실링유닛(500)은, 블레이드(300)의 단부에 형성되어 댐퍼바디(100) 내부 유로를 개폐하기 위한 구성으로, 회전축(200)이 회전됨에 따라 유로 내에서 회전되어 유로를 개폐하도록 구성되며, 실링부재 커버(510), 실링부재(520), 체결수단(530)을 포함한다.
실링유닛(500)은, 블레이드(300)의 외주부 둘레를 따라 일측이 인접하도록 배치되어, 블레이드(300)에 대응하여 댐퍼바디(100) 내면에 돌출 형성된 한 쌍의 랜딩바(110)와 접촉하여 실링에어의 누설을 방지한다.
여기서, 실링유닛(500)을 블레이드(300)에 부착하는 방법으로는 용접, 끼움결합, 볼트체결 등의 방법이 있지만, 바람직하게는, 볼트 체결방식으로 실링유닛(500)이 블레이드(300)의 외주면에 체결될 수 있도록 구비된다.
이때, 볼트 체결방식은 실링유닛을 장시간 사용함에 따라 교체가 필요한 시점에서 용이하게 교체대상의 실링유닛(500)만을 개별적으로 교체할 수 있으며, 경제적인 비용 감소 뿐만 아니라, 교체시간을 단축시킬 수 있음에 따라 유지보수에 상당한 이점을 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 실링부재 커버(510)는 다각형의 판상형태를 지니며, 일측은 블레이드(300)와 체결되는 체결공(514)이 형성되고, 타측은 하방으로 절곡되어'ㄷ'자 형상의 실링부재 삽입홈(512)이 형성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 실링부재 커버(510)는 사다리꼴의 판상형태를 지니며, 짧은 길이의 변 측에 블레이드(300)와 체결되는 체결공(514)이 형성되고, 긴 길이의 변 측에 하방으로 절곡되어 'ㄷ'자 형상의 실링부재 삽입홈(512)이 형성된다.
이때, 실링부재 커버(510)는 사다리꼴의 판상형태로 형성됨에 따라, 일측을 인접하게 배열하여 원형의 블레이드(300) 형상에 대응하도록 형성되며, 짧은 길이의 변 측에 블레이드(300)와 체결되는 체결공(514)을 형성하였을 때, 넓은 면적으로 외주면을 용이하게 커버할 수 있다.
또한, 실링부재 커버(510)는 상호 인접하여 구비되며 인접한 단부가 상호 겹쳐지도록 구비되는 것도 가능하며, 이때, 실링부재 커버(510)는 다수의 실링부재 커버(510)와 인접한 실링부재 커버(510) 사이의 중첩부(미도시)가 존재하는 경우, 중첩부를 가압하여 해당 부분에 틈이 발생하는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있도록 구성되도록 한다.
다음으로, 실링부재 삽입홈(512)은 실링부재(520)가 삽입되도록 실링부재 커버(510) 타측이 하방으로 절곡되어 'ㄷ'자 형상으로 절곡되어 형성된다.
이때, 실링부재 삽입홈(512)은 실링부재 커버(510)가 절곡되어 형성되며, 실링부재를 삽입하여 기밀성을 향상시킬 수 있으며, 실링부재(520)를 삽입하기 위한 체결수단을 비롯한 부가적인 구성을 추가적으로 구비할 필요가 없는 장점이 있다.
다음으로, 체결공(514)은 실링유닛(500)을 블레이드(300)와 볼트체결 방식으로 체결하기 위하여 실링부재 커버(510) 일측에 형성된 구멍으로, 블레이드(300)의 둘레를 따라 형성된 관통공의 형상 및 크기에 대응하도록 형성된다.
또한, 체결공(514)은 실링부재 커버(510) 일측에 형성되며, 실링부재 커버(510)를 블레이드(300)에 안정적으로 결합시키기 위해 2개 이상으로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며, 실링부재 커버(510)의 형상 및 크기에 대응하여 다수개가 형성될 수 있다.
다음으로, 실링부재(520)는 실링부재 커버(510) 타측이 하방으로 'ㄷ'자형상으로 절곡되어 형성된 실링부재 삽입홈(512)에 삽입되어 랜딩바(110)를 밀착지지하여 댐퍼의 기밀성을 향상시킨다.
한편, 실링부재(520)는 댐퍼에 사용되는 경우, 고온에서 블레이드가 팽창되는 것을 고려해야ㅁ하며, 블레이드 및 랜딩바가 용접으로 제작됨에 따라 블레이드와 랜딩바 간의 정밀성이 떨어짐으로, 이를 해결하기 위하여 고온에서 탄성을 유지할 수 있는 하스텔로이(Hastelloy) 재질의 리프씰(leaf seal)을 사용하였다. 그러나, 선박의 경우 발전기용 엔진은 지속적으로 사용하는 것이 아닌 번갈아 사용함에 따라 저온상태에서 대기중의 수증기와 배기가스가 결합하여 부식성이 강한 황산이 생성되며, 굴뚝 상부에 빗물이 유입되어 배관 내벽에 고착되어있는 탄소산화물과 같이 랜딩바(110)에 고이게 되면서 리프씰의 변형 및 손상을 일으키는 문제점이 있다.
이에 따라, 실링유닛(500)에 사용되는 실링부재(520)는 리프씰을 대체할 수 있도록 고온에서 사용가능한 재질로 구비되는 것이 적절하며, 또한, 실링유닛(500)이 블레이드(300)에 접촉하는 경우 랜딩바(110)를 밀착지지하여 기밀성을 높이도록 탄성을 가지는 재질인 것이 바람직하다.
또한, 실링부재(520)는 실링부재 삽입홈(512)에 삽입되어 다양한 방식으로 고정될 수 있으며, 용접 방식으로 실링부재(520)를 고정시키는 것이 적절하나, 이에 한정하지 않고 다양하게 실시할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 실링부재(520)는 랜딩바(110)에 접촉시 고온의 배기가스로 인한 열변형 및 열팽창에 따른 영향을 최소화하도록 고온에서 탄성을 유지할 수 있는 세라믹 로프(ceramic rope)로 형성되는 것이 적절하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 실링부재(520)는 실링부재 커버(510)에 형성된 실링부재 삽입홈(512)에 삽입되어 랜딩바(110)와 접촉되며, 도 3은 실링부재(520)를 강조하여 도시한 도면으로, 도 4를 참조하여 실링유닛(500)의 구체적인 구조를 살펴보면, 실링부재 커버(510)의 타측에 하방으로 절곡되어'ㄷ'자 형상으로 실링부재 삽입홈(512)이 형성되어 실링부재(520)가 삽입되며, 실링부재(520)는 랜딩바(110)를 면접촉하여 밀착지지함으로써 기밀성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실링부재(520)는, 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 몸체로 이루어지거나, 도면에 도시되지는 않았으나, 각 실링유닛(500) 마다 소정 크기를 가진 다수의 실링부재(520)가 삽입되어 연속적으로 배치되어 구비될 수 있다.
즉, 실링유닛(500)은 랜딩바(110)와 면접촉하며, 선접촉이 아닌 면접촉으로 인해 밀폐성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 체결수단(530)은 체결공(514)을 관통하여 블레이드(300)와 실링부재 커버(510)를 체결한다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 실링유닛(500)은 볼트체결방식으로 체결됨에 따라, 체결수단(530)은 볼트로 구비되어 체결공을 관통하여 블레이드(300)와 실링부재 커버(510)를 체결하는 것이 적절하다.
이때, 실링부재 커버(510)는 나사와 같은 체결수단(530)에 의해 블레이드(300)와 체결되어 블레이드(300)에 고정 장착될 수 있으며, 실링부재 커버(510)는 실링부재 커버(510), 체결공(514), 블레이드(300)를 모두 관통하여 결합시키도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 실링부재 커버(510)에 의해 블레이드(300) 사이에 유격이 발생되는 것을 방지할 수 있게 되어, 실링부재(520)와 블레이드(300)의 결합부 사이로 실링에어가 누설되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
아울러, 실링유닛(500)은, 블레이드(300)와 동일한 재질로 구비되어 내열성 및 복원 탄력성이 우수하며 충분한 강도를 구현할 수 있도록 마련될 수 있다.
실시예에 따르면, 실링유닛(500)은 고온의 배기가스에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 구비되어야 하며, 동시에 복원 탄력성이 우수하며, 충분한 강도를 구현하는 스테인레스 스틸 재질로 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5(a) 내지 (b)는 도 2의 B(개폐감지유닛)의 확대도로, 도 5(a)는 블레이드가 닫힌상태의 개폐감지유닛을 도시하였으며, 도 5(b)는 블레이드가 열린상태의 개폐감지유닛을 도시하였다.
한편, 댐퍼는 이물질에 의하여 댐퍼가 완전히 닫히지 않는 경우가 발생하며, 댐퍼 상부에 구동기가 장착되어 댐퍼의 위치를 인지할 수 있으나 이는 회전축을 기준으로 양측 끝에서 보면 1cm 이상이 열려있어도 각도로는 댐퍼 크기에 따라 1° 차이도 나지 않아 이를 인지하기 어려움에 따라, 댐퍼의 미세한 개폐를 감지하여 안전사고를 방지할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명에 따른 개폐감지유닛(600)은, 크게 로터(610), 인디케이터 샤프트(620), 인디케이터(650)로 구성되며, 한 쌍의 랜딩바(110) 사이에 형성된 로터(610)가 회전하여 블레이드(300)와 접촉함과 동시에, 로터(610)와 일측이 연동된 인디케이터 샤프트(620)가 인디케이터(650)로 개폐정도를 나타낸다.
구체적으로, 개폐감지유닛(600)은, 블레이드(300)의 미세한 개폐를 감지할 수 있으며, 구체적으로, 로터(610), 인디케이터 샤프트(620), 인디케이터 바디(630), 탄성부재(640), 인디케이터(650)를 포함한다.
보다 구체적으로, 개폐감지유닛(600)은, 블레이드(300)의 개폐를 감지하기 위해 로터(610)가 블레이드(300)와 일측이 연동되도록 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 로터(610)의 타측과 연동되도록 인디케이터 샤프트(620)가 한 쌍의 블레이드(300) 사이의 댐퍼바디(100) 일측을 관통하도록 설치되어 댐퍼바디 내부로 진퇴하며 인디케이터(650)로 블레이드(300)의 개폐정도를 나타낸다.
즉, 개폐감지유닛(600)은 로터(610)의 일측이 블레이드(300)에 지지되고 로터(610)의 타측이 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 돌출시켜 인디케이터(650)가 블레이드(300)의 미세한 개폐정도를 나타낼 수 있다.
먼저, 로터(rotor, 610)는 댐퍼바디(100) 내부 일측에 인디케이터 샤프트(620)와 일측이 연동되도록 형성되고 블레이드(300)와 타측이 연동되도록 형성된다.
이때, 로터(610)는 회전가능하도록 형성되어, 일측은 인디케이터 샤프트(620)와 연동되도록 형성되며, 타측은 블레이드(300)와 접촉되거나 떨어지도록 형성된다.
구체적으로, 로터(610)는 중심축을 기준으로'ㄱ'자 형상의 제1 감지바(612)와, 'ㅡ'자 형상의 제2 감지바(614)가 90°내지 120°의 각도로 지니도록 형성되어, 제1 감지바(612)가 블레이드(300)에 형성된 실링유닛(500)에 접촉함과 동시에 제2 감지바(614)가 인디케이터 샤프트(620)와 연동되어 인디케이터(650)가 블레이드(300)의 개폐정도를 나타낸다.
즉, 로터(610)는 'ㄱ'자 형상의 제1 감지바(612)와 'ㅡ'자 형상의 제2 감지바(614)가 90°내지 120°의 각도로 지니며 회전가능하도록 형성되어, 제1 감지바(612)가 블레이드(300)와 접촉함과 동시에, 제2 감지바(614)가 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 블레이드의 개폐정도를 인디케이터(650)로 나타낼 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 로터(610)는 제1 감지바(612)와 제2 감지바(614)가 110°각도로 지니도록 형성되어 제1 감지바(612)가 블레이드(300)에 형성된 실링유닛(500)에 접촉하여 블레이드(300)의 개폐를 감지함과 동시에 인디케이터 샤프트(620)와 연동되어 블레이드(300)의 개폐정도를 인디케이터(650)에 나타내는 것이 적절하다.
다음으로, 인디케이터 샤프트(indicator shaft, 620)는 댐퍼바디(100) 일측을 관통하여 형성되며 탄성부재(640)를 구비하여 탄성력에 의해 댐퍼바디(100) 내부로 진퇴한다.
도 5를 참조하면, 인디케이터 샤프트(620)는 댐퍼바디(100) 일측을 관통하여 형성되되, 로터(610)와 연동되어 댐퍼바디 내부를 진퇴하며, 인디케이터(650)로 블레이드(300)의 개폐정도를 나타낸다.
또한, 인디케이터 샤프트(620)는 탄성부재(640)로 감싸도록 형성되며, 탄성부재(640)를 구비함에 따라 로터(610)의 타측을 가압하여 회전시켜 로터(610)의 일측이 블레이드(300)와 접촉하게 하여 블레이드의 미세한 열린정도를 용이하게 감지할 수 있다.
구체적으로, 바람직한 실시예에 따르면, 블레이드(300)가 완전히 닫힌 경우, 도 5(a)를 참조하면, 로터(610)가 인디케이터 샤프트(620)를 가압하며, 블레이드(300)가 열린 경우, 도 5(b)를 참조하면, 가압된 인디케이터 샤프트(620)가 탄성력에 의하여 댐퍼바디(100) 내부로 복귀하여 로터(610)의 타측을 가압함과 동시에 로터(610)의 일측이 블레이드와 접촉하여 블레이드(300)의 미세한 열린정도를 감지한다.
이때, 탄성부재(640)는 인디케이터 샤프트(620)를 진퇴시키기 위하여 탄성력을 제공하는 것으로, 스프링으로 구비되는 것이 적절하나 이에 한정하지 않고 인디케이터 샤프트(620)에 탄성력을 제공하는 수단으로 다양하게 변경하여 실시가능하다.
다음으로, 본 발명에 따른 인디케이터 바디(indicator body, 630)는 인디케이터 샤프트(620), 탄성부재(640) 및 인디케이터(650)를 포함하며, 탄성부재(640)가 인디케이터 샤프트(620)를 감싸도록 형성되며, 일측에 인디케이터 샤프트(620)에 의하여 감지되는 블레이드의 개폐정도를 나타내는 인디케이터(650)를 구비한다.
또한, 인디케이터 바디(630)는 배기가스가 누설되는 것을 방지하기 위해 내부에 패킹(packing, 632)을 비롯한 밀봉수단을 구비한다.
이때, 패킹(632)은 인디케이터 샤프트(620)가 정밀하게 작동되도록 인디케이터 바디(630) 내부 형성되어있으며, 구체적으로, 인디케이터 샤프트(620)를 감싸며 공간을 밀폐시키도록 형성되어 인디케이터 샤프트(620)가 정밀하게 작동하여 블레이드(300)의 미세한 개폐정도를 보다 정밀하게 감지하여 나타낼 수 있다.
또한, 인디케이터 바디(630)는 일측에 인디케이터(650)를 구비하여 미세한 블레이드(300)의 개폐정도를 명확하게 나타낼 수 있다.
인디케이터(indicator, 650)는 인디케이터 바디(630) 일측에 구비되어 인디케이터 샤프트(620)의 댐퍼바디(100) 외부 돌출정도에 따라 블레이드(300)의 개폐정도를 나타낸다.
구체적으로, 인디케이터(650)는 인디케이터 샤프트(620)의 댐퍼바디(100) 외부 돌출된 길이를 기준으로 하여 기준에 도달하지 않으면 블레이드(300)가 열린상태로 판단하며, 로터(610)가 블레이드(300)와 접촉과 동시에 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 댐퍼바디(100) 외부로 돌출시킴에 따라, 인디케이터 샤프트(620)의 외부 돌출된 길이에 따라 블레이드(300)의 미세한 개폐정도를 나타낼 수 있다.
즉, 바람직한 실시예에 따른, 개폐감지유닛(600)은 블레이드(300)가 닫힌 경우, 블레이드로부터 로터(610)의 일측인 제1 감지부(612)가 지지되어 회전하여 로터(610) 타측인 제2 감지부(614)가 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 인디케이터 샤프트(620)가 댐퍼바디(100) 외부로 노출되어 인디케이터(650) 상에 표시된 지점에 도달하여 인디케이터(650)가 닫힌 상태를 나타내며, 블레이드(300)가 열린 경우, 가압된 인디케이터 샤프트(620)가 로터(610)의 타측을 가압하여 회전시켜 로터(610)의 일측이 블레이드(300)와 접촉됨에 따라 블레이드의 미세하게 열린상태를 감지할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 개폐감지유닛(600)은 블레이드(300)에 체결된 실링유닛(500)에 로터(610)의 일측이 접촉하며, 이에 따라 실링유닛(500)의 교체 및 보수시기를 알려줄 수 있는 효과도 있다.
아울러, 본 발명에 따른 개폐감지유닛(600)은, 댐퍼(100) 내부에 설치된 로터(610)의 일측인 제1 감지부(612)가 블레이드(300)에 지지되어 회전하여 타측인 제2 감지부(614)가 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 외부로 돌출시켜 인디케이터(650) 상에 표시된 지점에 도달하여 블레이드의 닫힌 상태를 나타내며, 가압된 탄성부재(640)의 탄성력에 의하여 인디케이터 샤프트(620)가 로터(610)의 타측인 제2 감지부(614)를 가압하여 회전시키며, 로터(610)의 일측인 제1 감지부(612)가 블레이드와 접촉하며, 이때, 댐퍼바디(100) 외부로 돌출된 인디케이터 샤프트(620)의 길이로 블레이드의 개폐정도를 인디케이터(650)로 나타냄에 따라 1°정도 개폐된 블레이드의 미세한 개폐를 감지할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
100 : 댐퍼바디
110 : 랜딩바(landing bar)
200 : 회전축
300 : 블레이드
400 : 실링에어 공급유닛
500 : 실링유닛
510 : 실링부재 커버
512 : 실링부재 삽입홈
514 : 체결공
520 : 실링부재
530 : 체결수단
600 : 개폐감지유닛
610 : 로터(rotor)
612 : 제1 감지바
614 : 제2 감지바
620 : 인디케이터 샤프트(indicator shaft)
630 : 인디케이터 바디(indicator body)
632 : 패킹(packing)
640 : 탄성부재
650 : 인디케이터(indicator)

Claims (6)

  1. 전면부에 유입구가 형성되고, 후면부에 배출구가 형성되어 상기 유입구 측에서 상기 배출구 측으로 유체가 이송되는 유로를 형성하는 댐퍼바디(100); 상기 댐퍼바디(100)를 상하 수직으로 관통하여 회전가능하게 결합되는 회전축(200); 상기 회전축을 중심으로 양측으로 상호 이격되어 상기 회전축(200)의 회전에 의해 연동되어 동시에 회전하는 한 쌍의 블레이드(300); 상기 댐퍼바디(100) 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 블레이드(300) 사이 공간으로 실링에어를 공급하는 실링에어 공급유닛(400); 상기 블레이드의 외주부 둘레를 따라 일측이 인접하도록 배치되어, 상기 블레이드에 대응하여 상기 댐퍼바디(100) 내면에 돌출 형성된 한 쌍의 랜딩바(110)와 접촉하여 실링에어의 누설을 방지하는 실링유닛(500); 및 상기 댐퍼바디(100) 타측에 설치되어 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 감지하는 개폐감지유닛(600);을 포함하는 에어실링댐퍼에 있어서,
    상기 실링유닛(500)은,
    다각형의 판상형태를 지니며, 일측은 상기 블레이드(300)와 체결되는 체결공(514)이 형성되고, 타측은 하방으로 절곡되어 'ㄷ'자 형상의 실링부재 삽입홈(512)이 형성되는 실링부재 커버(510);
    상기 실링부재 삽입홈(512)에 삽입되는 실링부재(520); 및
    상기 체결공(514)을 관통하여 상기 블레이드(300)와 상기 실링부재 커버(510)를 체결하는 체결수단(530);를 포함하는 것을 특징으로 하는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실링부재(520)는 상기 블레이드(300)에 접촉시 고온의 배기가스로 인한 열변형 및 열팽창에 따른 영향을 최소화하도록 고온에서 탄성을 유지할 수 있는 세라믹 로프(ceramic rope)인 것을 특징으로 하는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개폐감지유닛(600)은
    상기 댐퍼바디(100) 일측을 관통하여 형성되며 탄성부재(640)를 구비하여 탄성력에 의해 상기 댐퍼바디 내부로 진퇴하는 인디케이터 샤프트(indicator shaft, 620); 및
    상기 댐퍼바디(100) 내부 일측에 상기 인디케이터 샤프트(620)와 일측이 연동되도록 형성되고 타측이 상기 블레이드(300)와 연동되도록 형성되는 로터(rotor, 610);
    상기 인디케이터 샤프트(620)의 진입정도에 따라 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 나타내는 인디케이터(indicator, 650)를 구비한 인디케이터 바디(indicator body, 630);를 포함하는 것을 특징으로 하는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐감지유닛(600)은
    상기 로터(610)의 일측이 상기 블레이드(300)에 지지되고 상기 로터(610)의 타측이 상기 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 돌출시켜 상기 인디케이터(650)가 상기 블레이드(300)의 미세한 개폐정도를 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 로터(610)는 중심축을 기준으로'ㄱ'자 형상의 제1 감지바(612)와, 'ㅡ'자 형상의 제2 감지바(614)가 90°내지 120°의 각도로 지니도록 형성되어,
    상기 제1 감지바(612)가 상기 블레이드(300)와 접촉함과 동시에 상기 제2 감지바(614)가 인디케이터 샤프트(620)를 가압하여 상기 블레이드(300)의 개폐정도를 인디케이터(650)로 나타내는 것을 특징으로 하는 실링에어의 누설을 감지 및 방지할 수 있는 에어실링댐퍼.
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