KR20000052356A - 동심 렌치 및 끼어맞춤부 부품의 조임 및 해제 방법 - Google Patents

동심 렌치 및 끼어맞춤부 부품의 조임 및 해제 방법 Download PDF

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제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹
제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명에 따른 동심 렌치는 일단부에 플랫을, 대향 단부에 파지면을 갖는 외부 튜브를 포함한다. 내부 튜브도 일단부에 내부 플랫을, 대향 단부에 파지면을 갖는다. 내부 및 외부 튜브가 압력 전달 도관 주위에 배치되면, 이들 튜브들은 외부 튜브 케이싱의 블라인드 액세스 개구로 삽입되어 튜브의 플랫과 내부 끼어맞춤부의 육각 너트를 결합할 수도 있다. 외부에 노출된 파지면을 사용하여 튜브들을 상대적으로 회전시킴으로써, 각각의 육각 너트를 지탱하는 끼어맞춤부의 부품들 사이의 나사결합 접속부가 조이거나 해제될 수 있다.

Description

동심 렌치 및 끼어맞춤부 부품의 조임 및 해제 방법{CONCENTRIC WRENCH FOR BLIND ACCESS OPENING IN A TURBINE}
본 발명은 터빈의 블라인드 액세스 개구 바닥의 끼어맞춤부를 조이거나 푸는 동심 렌치에 관한 것으로 보다 상세하게는 가스 터빈 케이싱의 외측면으로부터 압 력 탭용 리세스형 끼어맞춤부를 조이거나 푸는 동심 렌치와, 이러한 렌치의 사용 방법에 관한 것이다.
감지 장치(Sensing devices)가 보통 터빈내의 내부공간에 설치된다. 예를들어, 압력 탭이 가스 터빈 내측의 노즐 세그먼트에 종종 필요하다. 압력 탭은 케이싱 내측의 내부공간의 압력을 측정하기 위해서 사용되며 케이싱을 통해서 외부 압력 측정 장치와 연결된다. 특히, 압력 탭은 터빈의 일부분 예컨대 노즐부를 구성하며, 케이싱의 외부 위치까지 터빈 케이싱내의 관통부를 통해 통과한다. 이 관통부는 보통 압력 캡 끼어맞춤부에 접근할 수 있는 기다란 개구 또는 보어부이다. 터빈의 각 부분들은 가능한 케이싱내의 끼어맞춤부를 결합 또는 탈착하기 위해서 끼어맞춤부에 접근하는데 필수적인 조립 및 해체 과정중 서로에 대해서 이동가능하다. 특히 예를 들어, 터빈내의 노즐 세그먼트는 조립/해체를 위해서 터빈 케이싱안에서 원주방향으로 보통 회전된다. 이에 의해서 노즐 세그먼트와 외부 터빈 사이에 압력 끼어맞춤부를 가져 터빈 케이싱의 외측부로부터 끼어맞춤부를 조이거나 풀수있도록 배관된 압력 탭이 요구된다. 터빈 로터가 적소에 있기 때문에 터빈 케이싱 내측으로부터 압력 끼어맞춤부에 접근할 수 없다.
압력 끼어맞춤부는 압력 전달 도관에 고정된 암 나사가공 칼라를 갖는 제 1 서브어셈블리를 포함할 수도 있으며, 상기 압력 전달 도관의 대향 단부는 그 압력이 측정될 캐비티내로 연장된다. 또한 끼어맞춤부는 암 칼라와 나사결합되는 수 나사가공 칼라를 구비하며, 수 나사결합 칼라는 또한 케이싱의 외부 위치에 대해 케이싱의 블라인드 개구를 통해 연장되는 도관에 결합된다. 칼라가 서로 나사결합되면, 외부 압력 센서에 연결된 도관을 통해서 캐비티로부터 완압 전달 통로(complete pressure transmitting passage)가 제공된다. 결과적으로, 터빈 케이싱의 외부 위치로부터 블라인드 개구를 통해 서로에 대해서 칼라를 결합/탈착하는 끼어맞춤부를 조임/해제할 수 있는 메카니즘이 필요하다.
본 발명에 따르면, 케이싱의 블라인드 액세스 개구속으로 삽입되는 동심 렌치가 제공되는데, 이 렌치는 서로에 대해 칼라를 회전시킬 수 있어서 직접적일 필요없이 즉, 끼어맞춤부에 대해서 블라인드 액세스에 의해서 결합/탈착 또는 해제/조임될 수 있다. 이를 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 동심 압력 탭 렌치는 칼라중 하나 예컨대 암 나사가공된 칼라상에 형성된 플랫을 결합하기 위해서 그 인접 일단부에서 외부 튜브의 내면을 따라 파지면 예컨대 플랫을 갖는 외부 튜브를 구비한다. 외부 튜브의 대향 단부는 또한 튜브를 보유하기 위해서 튜브가 공구에 의해서 파지될 수 있는 파지면을 가진다. 끼어맞춤부의 수 나사가공된 칼라상에 대응 플랫과 결합하도록 그 일단부를 따라 플랫을 갖는 제 2 기다란 요소는 외부 중심 튜브안에 배치된다. 바람직하게, 요소는 또 다른 공구에 의해서 결합되는 대향 단부에 인접한 파지면을 갖는 중공형 튜브와 유사하다.
그 중앙 압력 탭 렌치를 사용할 때, 외부 및 내부 튜브는 케이싱의 외부 위치까지 끼어맞춤부로부터 블라인드 액세스 개구를 통해서 연장되는 압력 전달 도관 주위에 배치된다. 튜브는 케이싱의 블라인드 액세스 개구에 배치되며 그 플랫은 끼어맞춤부의 암 나사결합 칼라와 수 나사결합 칼라의 대응 플랫을 결합한다. 외부 튜브를 회전 방지함으로써 예컨대 공구를 케이싱의 외부에서 접근할 수 있는 그 외부 파지면과 결합함으로써 그리고, 서로 다른 공구를 내부 튜브의 외부 파지면과 결합하여 외부 튜브에 대해서 회전할 수 있게 함으로써, 칼라는 칼라 사이의 나사결합 접속부를 해제 또는 조임 방향으로 서로에 대해서 회전할 수 있다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 고정식 외부 케이싱과 개구안으로 함몰된 끼어맞춤부에 대해서 케이싱을 통과하는 액세스 개구를 갖는 회전 기기에 사용하기 위해서, 서로에 대해서 제 1 및 제 2 부품을 조이거나 해제하기 위한 상대적으로 회전가능한 제 1 및 제 2 부재를 포함하는 끼어맞춤부와, 상기 끼어맞춤부의 제 1 부분을 결합하기 위해서 그 제 1 단부에 인접한 내부면을 따라 형성된 플랫을 가지며 개구안에 배치되는 기다란 중공형 외부 튜브와, 개구안으로 그리고 외부 튜브 내부에 배치되는 기다란 내부 요소를 포함하며, 상기 내부 요소는 끼어맞춤부의 제 2 부품을 결합하도록 그 제 1 단부에 인접하여 플랫을 가지며, 튜브와 요소 각각의 대향 단부는 케이싱 외부의 공구에 의해서 결합가능한 파지면을 가져서 서로에 대해서 튜브와 요소를 회전시키며 서로에 대해서 끼어맞춤부의 제 1 및 제 2 부품을 풀거나 조일 수 있다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에 있어서, 고정식 외부 케이싱과, 개구안으로 함몰된 끼어맞춤부를 향해 케이싱을 관통하는 액세스 개구를 갖는 회전 기구에 있어서, 끼어맞춤부는 상대적으로 회전가능한 제 1 및 제 2 부재를 구비하여 서로에 대해서 끼어맞춤부의 제 1 및 제 2 부품을 서로에 대해서 풀거나 조여주며, 상기 끼어맞춤부 부품을 서로에 대해서 해제하거나 조이는 방법은 기다란 중공형 외부 튜브를 개구속으로 삽입하는 단계와, 그 일단부에 인접한 외부 튜브의 내부면상의 파지면을 제 1 부재와 결합하는 단계와, 기다란 요소를 외부 튜브에 결합하는 단계와, 그 일단부에 인접한 요소상의 파지면을 제 2 부재와 결합하는 단계와, 튜브와 요소 중 하나의 대향 단부를 유지하는 동안 이에 의해서 제 1 및 제 2 부재는 회전방지되며, 튜브와 요소중 다른 하나가 회전하는 동안 이에 의해서 결합된 제 1 또는 제 2 부재가 상대적으로 제 1 및 제 2 부재를 회전시켜서 서로에 대해서 부품들을 해제 또는 조이는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명의 주 목적은 터빈의 블라인드 액세스 개구에서 압력 끼어맞춤부의 조임/해제할 수 있는 동심 압력 탭 렌치를 제공하는 것이다.
도 1은 격벽과 터빈 휠 버켓이 부착된 노즐을 갖는 가스 터빈의 부분을 도시한 단면도,
도 2는 끼어맞춤부의 해제/조임을 위해서 적소에 본 발명에 따라 구성된 동심 압력 탭 렌치의 개략적인 확대도,
도 3 및 도 4는 그 동심 렌치를 형성하는 내부 튜브와 외부 튜브의 단면도,
도 5는 본 발명에 따라 해제/조임할 수도 있는 대표적인 끼어맞춤부의 확대도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
32 : 압력 도관 36 : 제 2 압력 전달 도관
44, 54 : 칼라 46 : 리세스
48 : 나사부 52, 59 : 플랫
58 : 육각 너트 60 : 외부 튜브
64 : 파지면 66 : 내부 튜브
이제 도 1을 참조하면, 격벽(20)이 달린 노즐(18)을 장착하는 프레임(16)을 갖는 외부 케이싱(12)을 갖는 터빈 예컨대 가스 터빈(10)이 도시되며, 상기 노즐(18)은 터빈의 스테이지 일부를 형성한다. 터빈 로터(26)는 버켓(22, 24)을 구비하며, 밀봉부 바람직하게는 래비린스 밀봉부(28)가 로터(26)의 일부와 격벽(20) 사이에 배치된다.
공기 캐비티(30)는 격벽(20)과 로터(26) 사이에 배치되며, 터빈이 작동하는 동안 캐비티(30)내의 공기 압력을 측정할 것이 요구된다. 이것을 달성하기 위해서, 제 1 압력 전달 도관(32)는 캐비티(30)와 연통하는 반경방향 내단부를 가지며, 격벽(20)과 노즐(18)을 통해서 각각 연장되어 끼어맞춤부(34)에서 종료한다. 제 2 압력 도관(36)은 끼어맞춤부(34)로부터 연장되어 도시되지 않은 원격 압력 센서에 연결되도록 외부 케이싱(12)에 형성된 액세스 개구(38)를 통해서 연장되며, 상기 원격 압력 센서에 의해서 캐비티(30)내의 공기 압력이 측정될 수 있다. 전술한 이유 때문에, 끼어맞춤부는 압력 누출에 대해서 밀봉되어야 하며(그렇지 않으면 압력 측정에 오류를 발생한다), 케이싱(12)의 외부 위치로부터 해제 또는 조임될 수 있어야 한다.
도 2와 도 5를 참조하면, 끼어맞춤부(34)는 서로 나사결합가능한 제 1 및 제 2 부분(40, 42)를 각기 구비한다. 제 1 부분(40)은 압력 도관(32)에 결합된 칼라(44)를 구비하며 그 대향 단부에 수 나사부(48)가 형성된 리세스(46)를 가진다. 도관(32)은 리세스(46)와 연통한다. 끼어맞춤부 부분(40)은 또한 그 외부면을 따라 플랫(52)을 갖는 바람직하게는 너트 예컨대 육각 너트의 형태인 부재(50)를 구비한다.
끼어맞춤부(34)의 제 2 부분(42)은 제 2 압력 전달 도관(36)에 결합된 칼라(54)를 구비한다. 칼라(54)는 수 나사가공 단부(56)에서 종료하는 관통 축방향 통로를 가진다. 도관(36)의 단부는 통로안에 놓여 있으며 칼라(54)에 적절히 부착된다. 칼라(54) 주위에 그 외부면이 바람직하게 플랫(59) 예컨대 육각 너트를 형성하는 부재(58)가 있다. 육각 너트(58)는 육각 너트(50)보다 횡방향에서 더 작다.
끼어맞춤부(34)가 터빈의 외부 케이싱(12) 내부에 내부 깊숙히 배치되면, 끼어맞춤부에 대한 접근은 외부 케이싱(12)의 블라인드 개구 또는 보어(38)를 통해서가 아니면 달성될 수 없다. 따라서, 외부 케이싱(12)의 외부 위치로부터 서로에 대해서 끼어맞춤부의 부품들을 해제하거나 조일 수 있는 능력이 필요하다.
이것을 달성하기 위해서, 동심 렌치가 본 발명에 따라 제공된다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 렌치는 그 일단부 즉, 그 내단부가 그 내부면을 따라 형성된 복수개의 플랫(62)으로 종료하는 기다란 중공형 외부 튜브(60)를 구비한다. 플랫(62)의 갯수는 칼라(44)에 형성된 육각 너트(50)상의 플랫(52)의 갯수와 일치한다. 외부 튜브(60)의 대향 단부에 인접하여 튜브의 축을 중심으로 복수개의 플랫의 형태인 파지면(64)이 또한 있다. 파지면(64)은 또 다른 공구 예컨대 렌치가 외부 튜브(60)를 파지할 수 있게 한다.
기다란 내부 요소, 바람직하게 중공형 튜브(66)는 외부 튜브(60)안에 축방향 리셉션을 제공한다. 내부 튜브(66)는 그 내부면에 배치된 복수개의 플랫(68) 형태로 그 내부면이 종료하며, 플랫의 수는 끼어맞춤부(34)의 육각 너트(58)상의 플랫(59)의 수에 일치한다. 외부 튜브(60)와 마찬가지로 내부 튜브(66)는 그 외부 단부에 인접하여 파지면(70)을 구비하며, 바람직하게는 내부 튜브(66)가 적절한 공구 예컨대 렌치에 의해서 파지될 수 있는 일련의 외부 플랫을 포함한다. 외부 튜브(60)는 외부 케이싱(12)의 개구(38)를 통해서 끼어맞춤부(34)가 있는 캐비티안으로 삽입될 수 있는 크기이다.
그 동심 렌치를 사용하기 위해서, 외부 및 내부 튜브(60, 66)는 터빈의 액세스 개구 또는 보어(38)로 동심 렌치를 삽입하기 전에, 각기 외부 압력 전달 도관(36) 둘레에 배치된다. 도관(36)은 원격 센세로부터 탈착되고 튜브(36)의 외측 자유 단부 표면상에서 미끄럼운동할 수 있다. 동심으로 배치된 렌치는 외부 케이싱(12)의 개구(38)를 통해서 삽입되어 그 후 외부 도관(36)을 거쳐 끼어맞춤부(34)로 연결될 수 있다. 끼어맞춤부에서, 외부 튜브(60)의 플랫(62)은 더 큰 육각 너트(50) 둘레에 결합되며 내부 튜브(66)의 플랫(68)은 육각 너트(58) 둘레에 결합된다. 도관(36)이 가이드이면, 작업자는 케이싱(12)의 외부 위치로부터 촉감에 의해서 육각 너트 주위에 양 튜브의 플랫을 간단히 배치할 수 있다. 개별 공구들이 튜브(60, 66)의 외부 단부에 특히 파지면(64, 70) 주위에 각기 제공된다. 예를들어, 튜브의 회전을 방지하고 내부 튜브(66)를 회전시킴으로써, 끼어맞춤부의 부품들을 서로에 대해서 해제하거나 조일 수 있다는 것을 알 수 있다. 조임 작업 또는 해제 작업의 완료시, 동심 렌치가 가이드로서 외부 압력 도관(36)을 사용하여 터빈으로부터 간단히 철회될 수도 있으며 압력 도관(36)의 자유 단부 표면위에서 철회될 수도 있다. 상기 압력 도관(36)의 자유 단부는 케이싱 외부의 압력 센서에 재결합된다.
그 렌치는 케이싱 내부의 많은 여러 가지 끼어맞춤부에 블라인드 액세스를 달성하는데 이용될 수도 있다. 예컨대, 중복 끼어맞춤부는 케이싱의 주위에 제공되어 캐비티(30)의 공기 압력을 중복하여 측정한다. 동심 렌치는 터빈의 다른 위치에 사용되어 터빈 내부의 원거리까지 액세스를 달성할 수도 있다. 또한, 끼어맞춤부가 케이싱(12)의 외부에서 끼어맞춤부로부터 연장되는 도관을 필요로 하지 않는 경우에, 내부 튜브(64)는 내벽이 플랫(68)을 규정하는 그 내단부에 리세스를 갖는 고형 로드를 포함할 수도 있다.
본 발명이 가장 실현가능하고 바람직한 실시예에 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위의 정신과 범위안에서 가능한 다양한 변형예 및 균등예를 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명에 따르면, 케이싱의 블라인드 액세스 개구속으로 삽입되는 동심 렌치가 제공되는데, 이 렌치는 서로에 대해 칼라를 회전시킬 수 있어서 직접적일 필요없이 즉, 끼어맞춤부에 대해서 블라인드 액세스에 의해서 결합/탈착 또는 해제/조임될 수 있다.

Claims (11)

  1. 고정식 외부 케이싱과 개구안으로 함몰된 끼어맞춤부에 대해서 케이싱을 통과하는 액세스 개구를 갖는 회전 기기에 사용하기 위해서, 상기 끼어맞춤부는 서로에 대해서 제 1 및 제 2 부품을 조이거나 해제하기 위해서 상대적으로 회전가능한 제 1 및 제 2 부재를 포함하며, 상기 끼어맞춤부의 부재에 상기 액세스 개구를 통해서 블라인드 액세스를 제공하는 동심 렌치에 있어서,
    상기 끼어맞춤부의 제 1 부분을 결합하기 위해서, 그 제 1 단부에 인접한 내부면을 따라 형성된 플랫을 가지며 개구안에 배치되는 기다란 중공형 외부 튜브와,
    개구안으로 그리고 외부 튜브 내부에 배치되며, 상기 끼어맞춤부의 제 2 부품을 결합하도록 그 제 1 단부에 인접하여 플랫을 갖는 기다란 내부 요소를 포함하며,
    상기 튜브와 요소 각각의 대향 단부는 상기 케이싱 외부의 공구에 의해서 결합가능한 파지면을 가져서 상기 튜브와 상기 요소를 서로에 대해서 회전시켜 끼어맞춤부의 제 1 및 제 2 부품을 서로에 대해서 해제하거나 조일수 있는 동심 렌치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파지면은 상기 튜브와 상기 요소의 대향 단부에 플랫을 포함하는 동심 렌치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 요소는 중공형 튜브를 포함하며, 상기 요소의 상기 플랫은 상기 요소의 제 1 단부에 인접하여 그 내부면을 따라 배치되는 동심 렌치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브와 상기 요소는, 상기 튜브와 상기 요소의 플랫이 각기 제 1 및 제 2 부재와 결합하는 경우에 상기 요소의 대향 단부가 상기 튜브의 대향 단부로부터 돌출될 정도의 크기인 동심 렌치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파지면은 상기 튜브와 상기 요소의 대향 단부에 플랫을 포함하며, 상기 요소는 상기 요소의 제 1 단부에 인접한 내부면을 따라 배치되는 플랫을 갖는 제 2 중공형 튜브를 구비하는 동심 렌치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 끼어맞춤부의 제 1 부품은 그 일부 주위에 플랫을 갖는 암 나사가공 칼라를 구비하며, 상기 칼라는 제 1 압력 전달 도관에 결합되며, 상기 끼어맞춤부의 제 2 부품은 그 일부 주위에 플랫을 갖는 수 나사결합 칼라를 가지며, 상기 암 나사결합 칼라는 제 2 압력 전달 도관에 결합되며, 상기 암 나사가공 칼라와 수나사가공 칼라사 서로 나사 결합 위치에 배치되는 경우에, 상기 제 1 및 제 2 압력 전달 도관은 서로 연통하도록 배치되는 동심 렌치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수 및 암 나사결합 칼라는 육각 너트를 구비하며 상기 튜브와 상기 요소의 플랫은 상기 육각 너트의 플랫 수에 각기 일치하는 동심 렌치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 요소는 상기 제 2 튜브의 길이를 따라 연장내고 그 내부에 배치되는 제 2 압력 전달 도관을 갖는 제 2 기다란 중공형 튜브를 포함하는 동심 렌치.
  9. 고정식 외부 케이싱과, 개구안으로 함몰된 끼어맞춤부를 향해 케이싱을 관통하는 액세스 개구를 갖는 회전 기구로서, 끼어맞춤부는 그의 제 1 및 제 2 부품을 서로에 대해서 풀거나 조여주는, 상대적으로 회전가능한 제 1 및 제 2 부재를 구비하는 회전 기구에서, 상기 끼어맞춤부 부품을 서로에 대해서 해제하거나 조이는 방법에 있어서,
    기다란 중공형 외부 튜브를 개구속으로 삽입하는 단계와,
    그 일단부에 인접한 외부 튜브의 내부면상의 파지면을 제 1 부재와 결합하는 단계와,
    기다란 요소를 상기 외부 튜브에 결합하는 단계와,
    그 일단부에 인접한 요소상의 파지면을 제 2 부재와 결합하는 단계와,
    튜브와 요소 중 하나의 대향 단부를 유지하는 동안 이에 의해서 제 1 및 제 2 부재는 회전방지되며, 튜브와 요소중 다른 하나가 회전하는 동안 이에 의해서 결합된 제 1 또는 제 2 부재가 상대적으로 제 1 및 제 2 부재를 회전시켜서 서로에 대해서 부품들을 해제 또는 조이는 단계를 포함하는, 끼어맞춤부 부품의 조임 및 해제 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 케이싱의 외부 위치에서 종료하는 케이싱의 상기 개구를 따라 끼어맞춤부로부터 연장되는 도관을 포함하며 상기 튜브와 상기 요소를 상기 각각의 제 1 및 제 2 부재와 결합하기 전에, 상기 요소와 상기 튜브내의 도관을 통과하여 상기 도관이 상기 요소안에 배치되며 상기 튜브와 상기 요소의 파지면과 상기 제 1 및 제 2 부재와 결합시 상기 요소와 상기 튜브안에 배치되는 단계를 더 포함하는, 끼어맞춤부 부품의 조임 및 해제 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 끼어맞춤부는 그 일부분의 주위에 플랫을 갖는 암 나사가공 칼라를 갖는 제 1 부품을 가지며, 상기 칼라는 제 1 압력 전달 도관에 결합되며, 상기 끼어맞춤부의 제 2 부분은 그 일부분 주위에 플랫을 갖는 수 나사가공 칼라를 가지며, 상기 튜브와 상기 요소의 파지면은 상기 제 1 및 제 2 부품의 플랫에 그 수가 일치하는 플랫을 각기 가지며, 상기 튜브와 요소의 플랫을 상기 칼라의 플랫과 각각 결합하는 단계와, 칼라가 서로에 대해서 나사결합하거나 나사결합을 해제할 수 있는 단계를 포함하는, 끼어맞춤부 부품의 조임 및 해제 방법.
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