KR200444753Y1 - 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에 관한 것으로, 회전자가 고정되는 고정부와, 단락환이 분해 및 조립되는 회전이동부와, 고정부의 하부에 설치되는 레일부와, 회전자가 안착되는 받침대 및, 고정부와 회전이동부에 유압을 제공하는 유압장치 등으로 구성되는 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에서, 상기 고정부 및 상기 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더의 내주면에 돌기가 형성되어 있고, 상기 실린더에 신축가능하게 삽입되는 로드의 외주면 일측에는 길이방향으로 홈이 형성되어 있는 한편, 상기 고정부 및 상기 회전이동부의 상부에 각각 아이볼트가 설치되어 있어서, 실린더 내에서 로드의 이탈이 방지되고, 장치의 이동시 편리성이 향상되는 효과가 있게 된다.

Description

발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치 {Apparatus for disassembling and assembling retaining ring of rotor used in generator}

본 고안은 전체적으로 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정부 및 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더 로드의 이탈방지를 위한 수단과, 고정부 및 회전이동부의 이동 편리성을 위한 수단이 구비된 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에 관한 것이다.

발전기의 주요 구성설비로는 고정자와 회전자 및 베어링으로 나눌 수 있는데 이 중에서 회전자는 고도의 정비기술력이 요구된다.

회전자의 정비분야는 권선층간 단락여부 점검과, 코일접지 및 위치확인, 동분발생여부 점검 등 고정자 내부에 설치되어 있는 회전자의 육안점검은 현실적으로 불가능하다.

상기와 같은 점검을 위해서는 고정자로부터 회전자의 인출과 함께 분해공정이 수반되고, 우선적으로 수행되는 주요 공정은 열박음된 회전자 단락환을 분해하는 것이 관건이 된다.

일반적으로 발전설비의 정비방법은 크게 고장정비와 계획정비로 나눌 수 있 는데, 국내 발전설비의 정비형태는 주기적인 계획정비를 시행하고 있음에도 고장정비가 빈번하게 이루어지고 있는 실정이다. 실제로 국내에서는, 회전자에 대한 정비 또는 제작시에 사용되는 공구가, 각 회전자 규격에 맞는 수동방식의 조합형 공구로 제작 및 활용되고 있어 작업자의 효율저하와 안전위해 요소에의 노출은 물론 정비기술의 진보를 기대할 수 없는 상황이다.

대형 회전자의 분해정비는 고도의 집약된 정비기술을 필요로 하며, 열박음 구조의 단락환을 가열 후 회전자로부터 분해하거나, 조립시 고온의 단락환을 압착 고정하는 환형의 조임틀과 단락환을 밀어내는 수동압출기를 통한 정비가 일반적인 형태이다.

이러한 종래 발전기의 회전자 단락환의 분해 및 조립은 수동공구의 정비방식에 의해 많은 시간과 비용의 발생, 설비 및 산업재해의 안전사고 요소에 노출되었을 뿐만 아니라, 외자재인 발전기 분야의 독자적인 정비기술력 자립을 도모할 수 없었다.

따라서, 회전자 단락환의 열박음된 구조에 대한 분해 및 조립을 안전하고 용이하게 정비할 수 있도록 자동화된 특수공구의 개발이 필요하였다.

이에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치가 제안되었는바, 이 장치는 회전자가 고정되는 고정부(10)와, 단락환이 분해 및 조립되는 회전이동부(20)와, 고정부(10)의 하부에 설치되는 레일부(40)와, 회전자가 안착되는 받침대(50) 및, 고정부(10)와 회전이동부(20)에 유압을 제공하는 유압장치(60)로 구성된다.

고정부(10)는 내부가 관통된 환형상의 제1몸체(11)가 구비되고, 제1몸체(11)의 중심축에 대해 방사상으로 다수개의 제1압착유닛(12)이 설치되며, 제1몸체(11)의 중심축과 평행한 방향으로 다수개의 슬라이딩유닛(13)이 설치된다.

이때, 제1압착유닛(12)은 수동조작과 자동조작이 가능한 복합형 유압실린더로 될 수 있다. 또한, 제1압착유닛(12)의 로드가 제1몸체(11)를 관통해서 중심을 향하도록 설치되며, 그 단부에는 제1압착유닛(12)이 회전자를 고정할 때에 회전자의 표면에 흠집이 생기는 것을 방지하기 위한 패드(14)가 설치된다. 제1압착유닛(12)의 설치개수는 등간격으로 12개가 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 슬라이딩유닛(13)도 유압실린더일 수 있다. 또한, 슬라이딩유닛(13)의 로드는 제1몸체(11)의 중심축과 평행하도록 제1압착유닛(12)들 사이에서 제1몸체(11)를 관통해서 설치되며, 등간격으로 3개 정도 설치되는 것이 바람직하고, 슬라이딩유닛(13)의 최대왕복거리는 대략 600㎜로 할 수 있다.

회전이동부(20)는 내부가 관통된 환형상의 제2몸체(21)와, 제2몸체(21)의 중심축에 대해 방사상으로 설치되는 다수개의 제2압착유닛(22)과, 제2몸체(21)의 전후면에 설치되는 제1 및 제2가이드판(24,30)과, 제1 및 제2가이드판(24,30)의 양측에 회전가능하게 결합되는 회전유닛(29) 및, 제1 및 제2가이드판(24,30)의 하단부 양측에 설치되는 롤러부(35)로 구성된다.

이때, 제2압착유닛(22)은 제1압착유닛(12)과 같이 수동조작과 자동조작이 가능한 복합형 유입실린더일 수 있으며, 제1압착유닛(12)과 동일 간격과 동일 개수로 회전이동부(20)의 제2몸체(21)를 관통해서 설치되며, 그 단부에는 단락환을 고정할 때에 단락환의 표면에 흠집이 생기는 것을 방지하기 위한 패드(14)가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 하반구에 설치된 제2압착유닛(22) 중 150°의 각도로 형성된 한 쌍의 제2압착유닛(22')의 상부에는 브라켓(23)이 각각 돌출 형성된다.

제1가이드판(24)은 하부 양측으로 돌출부(24')가 형성된 돔 형상으로 돔의 외경은 제2몸체(21)의 외경과 동일하며 돔의 중심부에는 제2몸체(21)의 내경과 동일한 직경의 관통부(도시되지 않음)가 형성된다. 또한, 제1가이드판(24)의 일측면에는 휨 등의 변형을 방지하기 위하여 보강재(26)가 결합되고, 보강재(26)에는 슬라이딩유닛(13)과 대응되는 위치에 결합부(27)가 형성되며, 타측면에는 제2몸체(21)와 접하는 제1가이드돌기(28:도 2 참조)가 형성된다.

제2가이드판(30)은 제1가이드판(24)과 마찬가지로 하부 양측에 돌출부(30':도 4 참조)가 형성된 돔 형상으로, 돔의 중심부에는 관통부가 있고, 제2가이드판(30)의 일측면에는 휨 등의 변형을 방지하기 위하여 보강재(31:도 2 참조)가 결합되며, 타측면에는 제2몸체(21)와 접하는 제2가이드돌기(33:도 2 참조)가 형성된다.

이러한 제1 및 제2가이드판(24,30)은 제1 및 제2가이드돌기(28,33)가 제2몸체(21)와 접하도록 제2몸체(21)의 전후면에 위치하며, 제2몸체(21)의 중심축과 제1 및 제2가이드판(24,30)의 관통부의 중심축이 동일한 축 상에 위치되도록 설치된다.

제2몸체(21)의 전후에 설치된 제1 및 제2가이드판(24,30)의 양측 돌출부(24',30') 사이에는 제2몸체(21)를 회전시키기 위한 회전유닛(29)이 설치된다. 이때, 회전유닛(29)은 유압실린더일 수 있으며, 제1 및 제2가이드판(24,30)의 돌출부(24',30') 사이에 회전가능하게 결합되고, 회전유닛(29)의 로드 단부가 제2압착유닛(22')에 형성된 브라켓(23)에 회전가능하게 결합된다. 이렇게 설치된 회전유닛(29)은 제2몸체(21)를 양측에서 지지하며, 단락환을 분해할 때는 제2몸체(21)를 시계방향으로 회전시키고, 반대로 조립할 때에는 제2몸체(21)를 반시계방향으로 회전시킨다. 이때, 회전유닛(29)에 의해 회전되는 제2몸체(21)의 회전각은 예를 들어 7°일 수 있다.

롤러부(35)는 제1 및 제2가이드판(24,30)의 하단부에 고정되는 지지브라켓(36)과, 지지브라켓(36)의 하부에 고정되는 회전체(37) 및, 회전체(37)와 축연결되는 롤러(38)로 구성된다.

레일부(40)는 한 쌍의 받침부재(41)가 보강부재(42)에 의해 소정 간격으로 떨어져 있고, 받침부재(41)의 외부 양측으로 레일(43)이 소정 길이로 형성된다. 이때, 레일(43)의 길이는 최소 600㎜ 이상으로 형성되는 것이 바람직하며, 받침부재(41)는 예를 들어 "H"형강이 사용될 수 있다. 이러한 레일부(40)는 상부 일측이 고정부(10)의 하부에 고정 설치되고, 레일(43)에는 회전이동부(20)의 롤러(38)가 결합되어 왕복하게 된다.

받침대(50)는 회전자를 지지하기 위한 것으로서, 상부에는 제1 및 제2몸체(11,21)의 외경과 같은 곡률을 갖는 함입부(51)가 형성된다. 함입부(51)의 양측으로는 회전자의 직경에 따라 수동으로 조작가능한 실린더(52)가 90°각도로 2개 설치된다. 실린더 로드의 단부에는 회전자의 표면에 흠집이 생기는 것을 방지하기 위한 패드(53)가 부착된다. 이러한 받침대(50)는 실린더(52)를 회전자의 직경에 맞춰 수동조작으로 실린더 로드를 전진 또는 후진시킴으로써, 여러 가지 직경의 회전자를 받칠 때에 사용할 수 있는 장점이 있다.

유압장치(60)는 제1 및 제2압착유닛(12,22)과 슬라이딩유닛(13), 그리고 회전유닛(29)에 유압을 제공한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치의 작동에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

발전기에서 회전자(1)를 분리하고, 회전자(1)의 양측에 부착되어 있는 단락환(2)에 열(340℃ 이내)을 가한 다음, 회전자(1)를 고정부(10) 및 회전이동부(20) 내에 삽입하고, 받침대(50)에 안착시킨다.

이때, 회전자(1)의 단부는 고정부(10)에, 단락환(2)은 회전이동부(20)에 위치하도록 삽입하고, 받침대(50)의 수동조작 실린더(52)를 조작하여 고정부(10) 및 회전이동부(20)의 중심축과 회전자(1)의 중심축이 일치되도록 한다.

제1 및 제2압착유닛(12,22)을 수동조작하여 회전자(1) 및 단락환(2)에다 이들 유닛의 로드에 부착된 패드(14)가 접하도록 한 다음에, 유압장치(60)에서 제1 및 제2압착유닛(12,22)으로 유압을 공급하여 회전자(1) 및 단락환(2)을 단단히 고정한다.

유압장치(60)에서 회전이동부(20)의 회전유닛(29)으로 유압을 공급하여 제2몸체(21)를 시계방향으로 회전시킨다. 그 후에, 슬라이딩유닛(13)에 유압이 공급되면 슬라이딩유닛(13)의 로드가 전진하면서 회전이동부(20)를 밀고, 회전이동부(20) 의 하부에 설치된 롤러(38)가 레일부(40)의 레일(43)을 따라 후진하면서 회전자(1)로부터 단락환(2)을 분리한다.

이렇게 단락환(2)을 분리하여 회전자(1)의 정비를 마친 후 다시 단락환(2)에 열을 가하여 팽창시키고, 단락환(2)을 회전이동부(20)에 고정시킨 후 슬라이딩유닛(13)을 작동하여 회전이동부(20)를 고정부(10) 측으로 이동시켜 회전자(1)의 단부에 단락환(2)을 끼운 다음, 회전유닛(29)이 회전이동부의 제2몸체(21)를 반시계방향으로 회전시켜 단락환(2)을 단단하게 고정한다.

이후, 제1 및 제2압착유닛(12,22)의 유압을 제거하고 수동조작으로 로드를 후퇴시켜 회전자(1)의 고정상태를 해제하고, 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에서 회전자(1)를 빼내면 된다.

그런데, 이러한 종래의 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에서는, 제1 및 제2압착유닛(12,22)을 이루는 실린더에서 로드가 빠져나오는 경우가 종종 있으며, 특히 크기가 작은 발전기의 회전자에 대해 작업할 때 상기와 같이 로드가 빠져나오는 일이 빈번하게 되었다. 이에 따라 제1 및 제2압착유닛(12,22)을 회전자(1) 및 단락환(2)에다 단단히 고정하는 공정에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 전술한 종래의 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에는, 작업장으로 이동시 로프 등을 매개로 하여 크레인으로 이동하게 되는데, 장치 자체가 안정된 자세로 이동되지 못하여 장치에 손상을 줄 우려가 매우 크고, 작업자에 대한 안전사고의 위험이 상존하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 고정부 및 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더 로드의 이탈방지를 위한 수단과, 고정부 및 회전이동부의 이동 편리성을 위한 수단이 구비된 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 회전자가 고정되는 고정부와, 단락환이 분해 및 조립되는 회전이동부와, 고정부의 하부에 설치되는 레일부와, 회전자가 안착되는 받침대 및, 고정부와 회전이동부에 유압을 제공하는 유압장치 등으로 구성되는 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에 있어서, 상기 고정부 및 상기 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더의 내주면에 돌기가 형성되어 있고, 상기 실린더에 신축가능하게 삽입되는 로드의 외주면 일측에는 길이방향으로 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치는, 상기 고정부 및 상기 회전이동부의 상부에 각각 아이볼트가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하되, 앞서 설명한 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호로 표시하되, 그 상세한 설명은 생략하고, 본 고안의 주요 부분에 대해서만 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치 중 고정부 및 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더와 그 로드를 도시한 사시도 로서, 전술한 바와 같이 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치는, 회전자가 고정되는 고정부(10)와, 단락환이 분해 및 조립되는 회전이동부(20)와, 고정부(10)의 하부에 설치되는 레일부(40)와, 회전자가 안착되는 받침대(50) 및, 고정부(10)와 회전이동부(20)에 유압을 제공하는 유압장치(60) 등으로 구성된다.

상기 고정부(10) 및 상기 회전이동부(20)는 각각 내부가 관통된 환형상의 제1몸체(11)와 제2몸체(21)가 구비되고, 제1몸체(11)와 제2몸체(21)의 중심축에 대해 방사상으로 다수개의 제1압착유닛(12)과 제2압착유닛(22)이 각각 설치되어 있다. 이때, 제1압착유닛(12)과 제2압착유닛(22)은 수동조작과 자동조작이 가능한 복합형 유압실린더로 될 수 있으며, 각각의 로드(120)가 제1몸체(11)와 제2몸체(21)를 관통해서 중심을 향하도록 설치되며, 그 단부에는 회전자 또는 단락환을 고정할 때에 회전자 또는 단락환의 표면에 흠집이 생기는 것을 방지하기 위한 패드(14)가 설치되어 있다. 제1압착유닛(12)과 제2압착유닛(22)의 설치개수는 등간격으로 12개가 설치되는 것이 바람직하다.

본 고안에서는, 상기 고정부(10) 및 회전이동부(20)에 갖춰진 압착유닛(12,22)을 이루는 실린더의 내주면에 돌기(121)가 추가로 형성되어 있고, 상기 실린더에 신축가능하게 삽입되는 로드(120)의 외주면 일측에는 길이방향으로 적당한 길이 및 깊이를 갖는 홈(122)이 추가로 형성되어 있다. 따라서, 상기 실린더의 돌기(121)가 로드(120)의 홈(122) 끝에 걸려 실린더로부터 각 로드(120)가 완전히 빠져나올 수 없게 되어서, 회전자 및 단락환을 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에다 고정하는 공정이 쉽게 이행될 수 있고 불필요하게 실린더에 로드(120)를 끼우는 시간을 없앨 수 있는 장점이 있게 된다.

한편, 도 4는 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치의 배면도로서, 이 도 4에는 도 1과 달리 상기 고정부(10) 및 상기 회전이동부(20)의 상부에 각각 아이볼트(110)가 설치된 것을 나타내고 있는바, 이에 따라 이동시 간단히 크레인에 의해 장치 자체가 안정된 자세로 이동할 수 있게 되어서, 장치에 대한 손상 및 작업자에 대한 안전사고의 위험이 현저히 줄어드는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치의 사시도이다.

도 2는 종래기술에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치의 사용상태도이다.

도 3은 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치 중 고정부 및 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더와 그 로드를 도시한 확대사시도이다.

도 4는 본 고안에 따른 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치의 배면도이다.

Claims (2)

1. 환형상의 제1몸체와, 제1몸체의 중심축에 대해 방사상으로 다수개 설치된 제1압착유닛과, 제1몸체의 중심축과 평행한 방향으로 다수개 설치된 슬라이딩유닛으로 구성되는 고정부와; 환형상의 제2몸체와, 제2몸체의 중심축에 대해 방사상으로 다수개 설치된 제2압착유닛과, 하부 양측으로 돌출부가 형성되며 제2몸체의 외경과 같은 외경을 갖는 돔 형상으로 형성되고 돔의 중심부에는 제2몸체의 내경과 같은 직경의 관통부가 형성되며 제2몸체의 일측에 설치되고 슬라이딩유닛이 결합되는 결합부가 형성되는 제1가이드판과, 제2몸체의 타측에 설치되는 제2가이드판과, 제2몸체의 양측으로 설치되는 제1 및 제2가이드판의 돌출부 사이에 회전가능하게 결합되고 제2몸체에 회전가능하게 결합되는 회전유닛 및, 제1 및 제2가이드판의 사이에 하단부 양측으로 설치되는 롤러로 구성되는 회전이동부와; 일측이 상기 고정부의 하부에 고정 설치되며 타측에는 외부 양측으로 레일이 형성된 레일부와; 제1 및 제2압착유닛과, 슬라이딩유닛, 회전유닛에 유압을 공급하는 유압장치 및; 발전기의 회전자를 지지하는 받침대;로 이루어진 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치에 있어서,

   상기 고정부 및 상기 회전이동부에 갖춰진 압착유닛을 이루는 실린더의 내주면에 돌기가 형성되어 있고, 상기 실린더에 신축가능하게 삽입되는 로드의 외주면 일측에는 길이방향으로 홈이 형성되어 있어, 상기 실린더의 돌기가 로드의 홈 끝에 걸려 실린더로부터 각 로드가 완전히 빠져나올 수 없게 되어 있는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정부 및 상기 회전이동부의 상부에 각각 아이볼트가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기용 회전자의 단락환 분해 및 조립장치.

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