KR200319302Y1 - 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 축류팬의 장비점검에서 다수개로 구성된 임펠러 조절축의 각 베어링부 시일의 불량 또는 미장착 여부를 점검하는 누설 시험기(100)에 관한 것으로, 베어링부(32)의 내부에 유압이 가해지도록, 작동유에 유압을 형성하는 오일펌프(110)와, 오일펌프(110)에 연결되어 작동유를 다수개의 베어링부(32)에 분배하는 매니폴드(120)와, 매니폴드(120)에서 분배된 작동유가 설정된 유압 이상인 경우에 작동유의 흐름을 차단하는 니들밸브(121) 및, 니들밸브(121)를 통과한 작동유가 베어링부(32)에 전달되도록 연결되는 유압호스(150)를 포함한다. 따라서, 본 고안의 누설 시험기는 각 베어링부의 시일 불량으로 인해 그리스가 누설되는지 여부를 사전에 점검할 수 있으며, 축류팬의 분해 조립 후에 각 베어링부에 시일이 미장착되었는지 여부를 사전에 점검할 수 있는 장점이 있다.

Description

축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기{A leak tester for a booster fan checkup}

본 고안은 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기에 관한 것이며, 특히, 임펠러 블레이드의 궤도를 조절하는 유압조절장치의 장비점검을 위해 일정한 유압을 가하는 누설 시험기에 관한 것이다.

도 1은 임펠러가 설치된 축류팬을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 임펠러 블레이드의 궤도를 조절하는 유압 조절장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 축류팬은 유체에너지를 운동에너지로 전환하는 것으로서, 흡입관(10)을 통해 흡입된 가스에 의해 임펠러(30)가 회전한다. 축류팬은 그 중심에 중간축(20)이 위치하고, 그 후단에는 디퓨저(diffuser ; 60)가 설치된다. 그리고, 축류팬에는 1단에 18개의 임펠러(30)가 설치되며, 보일러의 연소 가스량에 따라 유압 조절장치(40)가 임펠러(30)의 궤도를 조절한다.

유압 조절장치(40)는 액츄에이터(41)에서 유압을 이용해 유압 실린더의 실린더 로드(42)를 구동한다. 슬라이딩 블록(43)은 실린더 로드(42)가 이동된 거리만큼 임펠러 조절축(36)을 회전시켜, 임펠러 조절축(36)에 연동 설치된 임펠러(30)의 궤도를 조절한다.

그리고, 임펠러 조절축(36)에는 서포트 베어링부(32)와 가이드 베어링부(34)가 각각 설치된다. 서포트 베어링부(32)에는 상하부 셀의 사이에 추력 베어링(thrust bearing ; 35)이 설치되고, 베어링의 윤활을 위해 그리스(Grease)가 충진된다. 그리고, 서포트 베어링부(32)에는 그리스의 누설을 방지하는 다이나믹시일(dynamic seal)인 오링(O-ring) 및, 상하부 셀이 원활하게 슬라이딩 마찰하도록 테프론 시일(teflon seal)이 조립된다.

이런 서포트 베어링부(32)에는 임펠러(30)의 장기 운전에 따라 시일이 경화되거나, 시일의 조립불량으로 내부에 충진된 그리스가 누설되는 경우가 발생한다. 이로 인해, 임펠러 조절축(36)은 베어링의 윤활이 불량해져 용이하게 회전하지 못하게 되고, 임펠러(30)의 궤도가 액츄에이터(41)의 설정된 요구값과 다르게 조절된다.

따라서, 종래에는 그리스 주입구(33)를 통해 그리스를 보충하거나, 유압조절장치(40)의 액츄에이터(41)에 추가적인 유압을 보상하여 임펠러(30)의 궤도를 조절한다. 하지만, 그리스의 누설이 심해지는 경우에는 베어링에 스톨(stall)현상 및 임펠러 조절축(36)에 스틱(stick)현상이 발생하여 임펠러(30)의 궤도 조절이 불가능해지는 문제점이 있다.

그래서, 종래에는 서포트 베어링부(32)에 그리스의 누설이 발생하는 경우에 축류팬의 임펠러(30)를 완전 분해하고, 서포트 베어링부(32)의 손상된 다이나믹 시일과 테프론 시일을 교체한다. 하지만, 상기 임펠러(30)의 분해 조립작업에는 고도로 훈련된 정비기술을 필요로 하고, 정비기술 인력이 부족한 경우에 장시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 분해 조립작업에서 서포트 베어링부(32)에 시일이 미장착되는 경우에는 다시 축류팬의 임펠러(30)를 분해 조립해야 하는 문제점이 있다.

따라서, 임펠러(30)의 베어링부에는 시일의 불량으로 인해 그리스가 누설되거나, 정비 조립과정에서 시일이 미장착되었는지 여부를 사전에 작업자가 인지할 수 있도록 장비 점검을 위한 기술이 필요한 실정이다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 시일의 불량 또는 미장착의 원인으로 임펠러의 각 베어링부에서 그리스가 누설되는지 여부를 작업자가 판단할 수 있도록 각 베어링부에 일정한 유압을 형성하는 누설 시험기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 임펠러가 설치된 축류팬을 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 임펠러 블레이드의 궤도를 조절하는 유압 조절장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고,

도 3은 본 고안의 한 실시예에 따른 축류팬의 유압 조절장치에 유압을 가해 누설여부를 실험하는 누설 시험기를 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3에 도시된 누설 시험기를 각각 나타낸 평면도, 측면도, 정면도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

30 : 임펠러 32 : 서포트 베어링부

33 : 그리스 주유구 40 : 액츄에이터

100 : 누설 시험기 110 : 오일펌프

120 : 매니폴드 130 : 유압 게이지

140 : 센서 계기판 150 : 유압호스

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 누설 시험기는 다수개로 구성된 임펠러 조절축의 각 베어링부에 설치되는 시일의 불량 또는 미장착 여부를 점검한다. 그리고, 본 고안은 상기 베어링부의 내부에 유압이 가해지도록 작동유에 유압을 형성하는 오일펌프와, 상기 오일펌프에 연결되어 상기 작동유를 다수개의 상기 베어링부에 분배하는 매니폴드와, 상기 매니폴드에서 분배된 작동유의 유압을 측정하는 유압 게이지와, 상기 유압 게이지에서 측정된 상기 작동유의 유압이 설정된 유압 이상인 경우에 상기 작동유의 흐름을 차단하는 니들밸브 및, 상기 니들밸브를 통과한 작동유가 상기 베어링부에 전달되도록 상기 니들밸브와 상기 베어링부를 서로 연결하는 유압호스를 포함한다.

또한, 상기 매니폴드에는 상기 베어링부의 개수에 대응하는 오일 유출구가 다수개 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유압 게이지에는 상기 작동유의 유압 측정치를 외부로 전달하는유압센서가 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유압센서는 작업자가 상기 작동유의 유압상태를 확인할 수 있도록, 설정된 유압 이상인 경우에 센서라인에 의해 연결된 센서 계기판의 표시등에 신호를 전달하는 것이 더 바람직하다.

아래에서는 본 고안에 따른 축류팬의 임펠러에 사용되는 누설 시험기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하겠다.

도 3은 본 고안의 한 실시예에 따른 유압 조절장치에 유압을 가해 누설여부를 실험하는 누설 시험기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3에 도시된 누설 시험기를 각각 나타낸 평면도, 측면도, 정면도이다.

도 1 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 고안의 누설 시험기(100)는 작동유에 유압을 형성하는 오일펌프(110)와, 상기 오일펌프(110)에 연결되어 각 임펠러(30)의 서포트 베어링부(32)에 작동유를 분배하는 매니폴드(120)와, 상기 매니폴드(120)에 결합되어 유압라인의 작동유가 가압되지 않도록 오일의 흐름을 차단하는 니들밸브(121) 및, 상기 니들밸브(121)와 서포트 베어링부(32) 사이에 결합되는 유압호스(150)를 포함한다.

본 고안의 누설 시험기(100)는 내부에 빈 공간이 형성되어 있는 직육면체의 케이스(101)를 구비하고 있다. 케이스(101)에는 누설 시험기(100)의 이동을 위해 이송수단(102)인 바퀴가 하부 각 모서리에 각각 결합되어 있으며, 케이스(101)의 하부면에는 유압호스(150)를 수용하도록 유압호스 수용홈(151)이 하부측으로 절곡 형성되어 있다.

케이스(101)의 내부 중심에는 작동유인 오일에 압력에너지를 부여하여 유압을 형성하는 오일펌프(110)가 설치된다. 오일펌프(110)는 주위로부터 전원을 공급받아 작동되며, 송출포트(112)를 통해 가압된 오일이 외부로 유출되도록 구성된다.

오일펌프(110)의 송출포트(112)는 관로(114)에 의해 매니폴드(120)와 연결된다. 매니폴드(120)는 각 임펠러(30)의 서포트 베어링부(32)에 가압된 오일을 분배하는 역할을 한다. 매니폴드(120)는 일정한 길이를 갖는 관형상이며, 그 내부에는 작동유인 오일을 일정량 수용할 수 있도록 내부공간이 형성된다. 매니폴드(120)에는 1단에 18개의 임펠러 블레이드로 구성된 임펠러(30)의 각 서포트 베어링부(32)에 유압이 전달되도록, 오일 유출구가 형성된다. 본 고안의 누설 시험기(100)에는 2개의 매니폴드(120)가 설치되며, 각각의 매니폴드(120)에는 오일 유출구가 각각 9개씩 형성된다. 또한, 본 고안의 누설 시험기(100)에는 18개의 오일 유출구가 형성된 한 개의 매니폴드를 설치하여 구성할 수도 있다.

그리고, 매니폴드(120)의 각 오일 유출구에는 어느 설정된 유압으로 가압된 오일이 오일펌프(110)에 의해 더 이상 가압되지 못하도록, 오일의 흐름을 차단하는 니들밸브(121)가 각각 결합된다.

각 서포트 베어링부(32)의 시일 점검을 위해서는 각 서포트 베어링부(32)에 2kg/㎠ 정도의 저압이 일정하게 지속적으로 유지되어야 한다. 하지만, 매니폴드(120)에서 분배된 각 유압라인은 온도와 오일 점성계수의 차이에 따라 각 유압라인의 압력이 달라지게 된다. 특히, 오일이 2kg/㎠ 정도의 저압인 경우에는 그 변화가 더욱 심해지게 되는데, 이를 방지하기 위해 본 고안의 누설 시험기(100)에는 오일의 압력이 일정 이상인 경우에 유압라인의 오일 흐름을 차단하는 니들밸브(121)가 설치되는 것이다.

그리고, 각각의 니들밸브(121)에는 유압게이지(130)와 유압센서(131)가 순차적으로 결합된다. 유압게이지(130)는 니들밸브(121)를 통과한 오일의 유압을 측정하며, 유압센서(131)는 측정된 유압을 센서라인(142)을 통해 센서 계기판(140)에 전달한다.

센서 계기판(140)은 작업자가 시각적으로 각 유압라인의 압력상태를 점검할 수 있도록, 표시등이 설치된다. 즉, 센서 계기판(140)은 유압센서(131)에서 전달된 유압이 사전에 설정된 유압 이상인 경우에 각 유압라인을 표시하는 표시등이 작동되도록 구성된다.

그리고, 유압센서(131)에는 임펠러(30)의 서포트 베어링부(32)에 연결되는 유압호스(150)가 결합된다. 유압호스(150)는 한 쌍의 매니폴드(120)에 각 9개씩 총 18개가 결합되며, 임펠러(30)의 장비점검을 실시하지 않는 운휴상태인 경우에 유압호스 수용홈(151)에 보관된다.

아래에서는 상기와 같이 구성된 누설 시험기를 이용해 축류팬의 임펠러에 설치된 서포트 베어링부의 점검방법에 대해 설명하겠다.

먼저, 작업자는 축류팬에 1단 18개로 구성된 임펠러(30)의 서포트 베어링부(32)에서 그리스 주유구(33)의 플러그를 각각 분리하고, 각 그리스 주유구(33)에 유압호스(150)를 연결하기 위한 소켓을 끼워 설치한다. 그런 다음에는 유압호스(150)를 이용해 축류팬의 각 그리스 주유구(33)에 누설 시험기(100)를연결한다. 이 때, 작업자는 각 유압호스(150)에 부여된 번호 순서대로 축류팬의 원주방향을 따라 각 서포트 베어링부(32)에 유압호스(150)를 연결하는 것이 바람직하다.

그런 다음에는 누설 시험기(100)의 오일펌프(110)를 약 10여분간 작동시킨다. 그러면, 오일펌프(110)에는 오일탱크로부터 공급된 작동유인 오일이 가압되고, 각 서포트 베어링부(32)에는 지속적으로 유압이 가해진다.

이 때, 유압게이지(130)는 매니폴드(120)에서 분배된 오일의 압력을 측정하고, 유압센서(131)는 유압호스(150)의 압력이 설정된 2kg/㎠ 이 된 경우에 각 유압호스(150)에 해당되는 센서 계기판(140)의 표시등을 점등시킨다. 그러면, 작업자는 해당번호의 유압라인의 니들밸브(121)를 닫음으로써, 해당하는 서포트 베어링부(32)에는 유압이 더 이상 가압되지 않고, 설정된 압력이 지속적으로 유지된다. 그리고, 작업자는 상기와 같이 각 서포트 베어링부(32)를 일정한 압력으로 설정하고, 오일펌프(110)를 정지한다.

그런 다음에는 시간 경과에 따라 각 유압라인에 압력이 저하되는지 여부를 유압게이지(130)를 통해 확인하거나, 각 서포트 베어링부(32)에 그리스가 누설되는지 여부를 시각으로 점검한다.

상기에서는 작업자에 의해 수동으로 조작되는 니들밸브(121)에 대해 설명했지만, 측정된 유압값에 따라 자동으로 개폐될 수 있는 니들밸브를 설치하여도 무방하다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 누설 시험기는 각 베어링부의 시일 불량으로 인해 그리스가 누설되는지 여부를 사전에 점검할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안은 축류팬의 분해 조립 후에 각 베어링부에 시일이 미장착되었는지 여부를 사전에 점검할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 고안의 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 고안의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (4)

1. 다수개로 구성된 임펠러 조절축의 각 베어링부에 설치되는 시일의 불량 또는 미장착 여부를 점검하는 누설 시험기에 있어서,

   상기 베어링부의 내부에 유압이 가해지도록 작동유에 유압을 형성하는 오일펌프와, 상기 오일펌프에 연결되어 상기 작동유를 다수개의 상기 베어링부에 분배하는 매니폴드와, 상기 매니폴드에서 분배된 작동유의 유압을 측정하는 유압 게이지와, 상기 유압 게이지에서 측정된 상기 작동유의 유압이 설정된 유압 이상인 경우에 상기 작동유의 흐름을 차단하는 니들밸브 및, 상기 니들밸브를 통과한 작동유가 상기 베어링부에 전달되도록 상기 니들밸브와 상기 베어링부를 서로 연결하는 유압호스를 포함하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 매니폴드에는 상기 베어링부의 개수에 대응하는 오일 유출구가 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 유압 게이지에는 상기 작동유의 유압 측정치를 외부로 전달하는 유압센서가 결합되는 것을 특징으로 하는 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 유압센서는 작업자가 상기 작동유의 유압상태를 확인할 수 있도록, 설정된 유압 이상인 경우에 센서라인에 의해 연결된 센서 계기판의 표시등에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 장비점검에 사용되는 누설 시험기.