KR20050065101A - 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러테스트 장치 - Google Patents

축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러테스트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화력발전소에 사용되는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러의 내구성 및 수명을 예측할 수 있도록 그 성능과 상태를 점검하는 테스트 장치로서, 상기 피치 컨트롤러가 안착되는 설치공간이 마련된 장착대, 상기 장착대의 한 편에 설치되며 작동유가 저장된 유압탱크, 상기 장착대에 설치되고 상기 유압탱크에 저장된 작동유를 상기 피치 컨트롤러에 공급하는 유압펌프, 상기 유압펌프에서 송출되는 작동유의 압력을 측정하는 유압계, 및 상기 장착대에 설치되고 상기 유압펌프에 의해 공급되는 작동유의 압력에 따라 이동되는 상기 피치 컨트롤러의 변위를 육안으로 쉽게 판별할 수 있도록 일정간격으로 눈금이 표시된 눈금자를 포함한다. 본 발명은 교체수리가 어려운 피치 컨트롤러의 성능과 오일누설여부를 사전에 확인할 수 있도록 하여, 발전소의 운전시 발생되는 돌발사고를 미연에 방지하고 발전소의 운행효율을 높일 수 있다.

Description

축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러 테스트 장치{PITCH CONTROL TEST UNIT FOR AXIAL FLOW TYPE FAN BLADE}
본 발명은 축류형 팬의 블레이드의 각도를 조절하는 피치 컨트롤러의 성능을 시험하는 테스트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피치 컨트롤러에 공급되는 작동유의 누출여부와 작동유의 압력에 따른 피치 컨트롤러의 이상작동여부를 시험하는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러 테스트 장치에 관한 것이다.
1990년 이후 건설된 한국의 표준형 화력발전소는 대부분 축류형 팬을 사용하고 있다. 축류형 팬은 지금까지의 원심형 팬의 흡입 날개에 의해 풍량을 조절하던 것과 달리 동익 가변형 피치 블레이드에 의해 풍량을 조절한다.
화력발전소에 사용되는 축류형 팬은 블레이드 피치 컨트롤러를 제외한 나머지 부분의 완전분해가 가능하여, 주기적인 분해정비가 가능하다. 그러나, 블레이드 피치 컨트롤러는 분해조립이 용이하지 않으므로 특별한 정비를 못하고 있는 실정이다. 한편, 블레이드 피치 컨트롤러 내부에는 패킹과 볼 베어링이 구비되어 있는데, 이러한 부품은 영구적으로 사용할 수 없다. 축류형 팬은 장기간 사용하다 보면 블레이드 피치 컨트롤러에서 오일이 새거나 회전이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 발생한다. 그러나, 현재까지는 이러한 증상을 미연에 방지할 수 있도록 블레이드 피치 컨트롤러의 수명을 예측하고 이상유무를 확인할 수 있는 시험장치가 없는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분해조립이 까다로운 블레이드 피치 컨트롤러의 이상유무를 확인할 수 있는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면 화력발전소에 사용되는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러의 내구성 및 수명을 예측할 수 있도록 그 성능과 상태를 점검하는 테스트 장치로서, 상기 피치 컨트롤러가 안착되는 설치공간이 마련된 장착대, 상기 장착대의 한 편에 설치되며 작동유가 저장된 유압탱크, 상기 장착대에 설치되고 상기 유압탱크에 저장된 작동유를 상기 피치 컨트롤러에 공급하는 유압펌프, 상기 유압펌프에서 송출되는 작동유의 압력을 측정하는 유압계, 및 상기 장착대에 설치되고 상기 유압펌프에 의해 공급되는 작동유의 압력에 따라 이동되는 상기 피치 컨트롤러의 변위를 육안으로 쉽게 판별할 수 있도록 일정간격으로 눈금이 표시된 눈금자를 포함하는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러 테스트 장치가 제공된다.
도 1은 축류형 팬과 피치 컨트롤러의 결합관계를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 피치 컨트롤러(100)는 팬(10) 블레이드의 각도를 조절하는 장치로서, 팬(10) 하단의 조절축(20)에 연결된다. 피치 컨트롤러(100)에는 실린더(170), 피스톤(160), 및 액추에이터(150)가 설치되어 있다. 피스톤(160)은 실린더(170) 내측에 설치되어 있으며 피치 컨트롤러(100)에 고정되어 움직이지 않는다. 반면, 실린더(170)는 피치 컨트롤러(100) 외측에 설치되어 피스톤(160) 상을 자유롭게 이동한다. 액추에이터(150)는 피치 컨트롤러(100) 외측에 설치된 운전손잡이(110)가 연결되어 있으며, 이 운전손잡이(110)의 동작에 따라 피치 컨트롤러(100) 내부에 형성된 유로를 변경시킨다. 한편, 피치 컨트롤러(100)에는 3개의 연결포트가 있는데, 이 중 2개는 피스톤(160)을 동작시키는 작동유의 입출구(120, 130)이고 다른 하나는 피치 컨트롤러(100)의 동작을 원활하게 하는 윤활유의 유입구(140)이다.
이와 같이 구성된 피치 컨트롤러(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
사용자가 운전손잡이(110)를 오른쪽으로 동작시키면, 액추에이터(150)가 왼쪽으로 이동하여 작동유 입구(120)와 제2유로(122)가 소통되게 하고 작동유 출구(130)와 제1유로(121)가 소통되게 한다. 이에 따라 작동유 입구(120)를 통해 유입된 작동유는 제2유로(122)를 따라 피스톤(160) 왼쪽공간으로 이동하고 피스톤(160)과 실린더(170)가 형성하는 공간을 채운다. 이때, 피스톤(160)은 고정되어 있으므로 공급된 작동유는 공간을 확보하기 위해 실린더(170)를 왼쪽으로 밀게 되고 이에 따른 실린더(170)는 조금씩 왼쪽으로 이동하게 된다. 실린더(170)는 이동하면서 팬(10)의 조절축(20)을 밀어 팬(10) 블레이드의 각도를 변화시킨다.
반대로 사용자가 운전손잡이(110)를 왼쪽으로 동작시키면, 액추에이터(150)가 오른쪽으로 이동하여 작동유 입구(120)와 제1유로(121)가 소통되게 하고 작동유 출구(130)와 제2유로(122)가 소통되게 한다. 이에 따라 작동유 입구(120)를 통해 유입된 작동유는 피스톤(160)의 오른편 공간에 채워지고 위와 반대로 실린더(170)를 오른쪽으로 이동시킨다. 이때, 실린더(170)는 이동하면서 팬(10)의 조절축(20)을 위와 반대 방향으로 밀어 팬(10) 블레이드의 각도를 변화시킨다.
이와 같이 동작하는 피치 컨트롤러(100)는 외부에서 공급되는 작동유에 의해 동작되는데 실제 발전소에 설치되어 사용되는 과정 중에 제대로 작동되지 않거나 내부에 채워진 윤활유가 외부로 새어 나오는 등의 문제가 발생된다. 따라서, 본 발명은 이러한 사항을 사전에 확인할 수 있는 피치 컨트롤러 테스터 장치를 고안하였다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 테스트 장치의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 피치 컨트롤러 테스트 장치 중 피치 컨트롤러가 놓여지는 장착대의 일부분을 나타낸 것이며, 도 4는 도 2에 도시된 피치 컨트롤러 테스트 장치의 유압회로를 나타낸 것이고, 도 5는 도 2에 도시된 피치 컨트롤러 테스트 장치의 사용상태를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피치 컨트롤러 테스트 장치는 장착대(300), 유압탱크(210), 유압펌프(220), 유압계(230), 및 제어장치(350)로 구성되어 있다. 장착대(300)는 피치 컨트롤러 테스트 장치의 골격을 이루는 부재로서, 장착대(300)에는 다른 장비들이 설치될 수 있는 공간과 피치 컨트롤러가 안착될 수 있는 공간이 별도로 마련되어 있다. 또한, 장착대(300)의 바닥에는 피치 컨트롤러 장치를 용이하게 이동시킬 수 있도록 바퀴(310)가 결합되어 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이 장착대(300)의 한 편에는 피치 컨트롤러가 설치될 수 있는 안착부(320)가 마련되어 있다. 안착부(320)에는 피치 컨트롤러의 몸체 일부가 걸쳐질 수 있도록 단턱이 형성되어 있다. 안착부(320)의 옆쪽으로는 피치 컨트롤러의 작동변위를 측정할 수 있는 눈금자(330)가 설치되어 있다. 피치 컨트롤러가 설치되지 않는 장착대(300)의 다른 부분에는 유압탱크(210), 유압펌프(220), 유압계(230), 및 제어장치(350)가 각각 설치된다.
유압탱크(210)는 장착대(300)의 하단에 설치되며 피치 컨트롤러를 작동시키기 위한 작동유가 저장된다. 유압탱크(210)의 옆쪽에는 유압펌프(220)가 설치되어 있다. 유압펌프(220)는 유압탱크(210)에 저장된 작동유를 피치 컨트롤러로 순환시키는 역할을 한다. 유압탱크(210)와 유압펌프(220)의 위쪽으로는 유압계(230)와 제어장치(350)가 설치되어 있다. 유압계(230)는 유압펌프(220)를 통해 피치 컨트롤러로 공급되는 작동유의 압력을 측정한다. 제어장치(350)는 유압펌프(220)의 구동을 제어하는 장치로 피치 컨트롤러 테스트 장치의 전반적인 동작을 제어한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피치 컨트롤러 테스트 장치에는 유압탱크(210), 유압펌프(220), 유압계(230) 외에 체크밸브(221), 여과기(231), 솔레노이드 밸브(240), 냉각팬(280)이 더 설치되어 있다.
체크밸브(221)는 유압펌프(220)의 출구측에 설치되어 유압펌프(220)를 통해 송출된 작동유가 역류되는 것을 방지하는 역할을 하며, 여과기(231)는 유압탱크(210)에서 피치 컨트롤러로 공급되는 작동유에 포함된 이물질을 걸러내는 역할을 한다. 체크밸브(221)와 여과기(231) 사이에는 유압계(230)가 설치되어 있어 배출되는 작동유의 압력을 측정한다. 여과기(231) 다음에는 솔레노이드 밸브(240)가 설치되어 있는데, 이 솔레노이드 밸브(240)는 작동유의 온도가 설정 값보다 높으면 바로 유압탱크(210)로 순환되게 작동한다. 이때, 순환 유로에는 냉각팬(280)이 설치되어 있어 유압탱크(210)로 회수되는 작동유의 온도를 낮춘다.
한편, 유압탱크(210)에는 3개의 배관이 설치되어 있는데, 하나는 유압탱크(210)에서 배출된 작동유가 피치 컨트롤러로 들어가는 송출관(250)이고, 다른 하나는 피치 컨트롤러를 순환하고 나온 작동유가 유압탱크(210)로 회수되는 배출관(251)이며, 또 다른 하나는 피치 컨트롤러의 윤활유의 누출여부를 확인하기 위한 누유관(260)이다. 이때, 배출관(251)과 누유관(260)에는 작동유 및 윤활유의 흐름을 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 사이트 글라스(270)가 각각 설치되어 있다.
이제, 본 발명의 피치 컨트롤러 테스트 장치의 사용방법에 대하여 도 5를 토대로 설명하겠다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 장착대(300)의 안착부(330)에 피치 컨트롤러(100)를 설치한다. 다음으로 피치 컨트롤러(100)의 작동유 입구(120) 및 출구(130)를 각각 송출관(250) 및 배출관(250)에 연결하고, 피치 컨트롤러(100)의 윤활유 유입구(140)를 누유관(260)과 연결한다. 유압펌프(220)를 작동시켜 유압탱크(210)의 작동유를 피치 컨트롤러(100)로 순환시킨다. 작동유의 압력을 나타내는 유압계(230)의 수치가 일정해지면 피치 컨트롤러(100)의 운전손잡이(110)를 조작하여 실린더(170)의 움직임을 관찰한다. 실린더(170)의 움직임은 장착대(300)에 설치된 눈금자(330)를 기준으로 비교한다. 이와 같은 실험을 되풀이 하면서 다음과 같은 사항을 확인한다.
1) 운전손잡이(110)의 움직임과 실린더(170)의 움직임이 비례하는지 여부. 2) 유압계(230)의 압력에 변화가 생기는지 여부. 3) 누유관(260)을 통해 윤활유가 배출되고 있는지 여부.
첫 번째 항목은 실린더(170)의 동작상태를 점검하기 위한 것으로서, 작동유의 누출여부와 피치 컨트롤러(100) 내부에 설치된 액추에이터의 이상여부를 확인할 수 있다. 만약, 작동유의 압력이 그대로 유지되면서도 운전손잡이(110)와 실린더(170)의 움직임이 비례하지 않는다면, 피치 컨트롤러(100) 내부의 액추에이터나 유로에 이상이 발생한 것이다.
두 번째 항목은 작동유가 피치 컨트롤러(100)의 누출여부를 점검하기 위한 것이다. 만약 일정하던 유압계(230)의 압력수치가 떨어지면, 작동유가 피치 컨트롤러(100)의 어느 부분에선가 누출되고 있는 것이므로 피치 컨트롤러(100)의 표면을 잘 살펴 확인한다.
세 번째 항목은 피치 컨트롤러(100)에 기본적으로 채워져 있는 윤활유의 누출여부를 점검하는 것이다. 일반적으로 피치 컨트롤러(100)에는 유로를 변경시키는 액추에이터가 설치되어 있는데, 이 액추에이터의 움직임을 원활하게 하기 위해 피치 컨트롤러(100)의 내부에는 윤활유가 채워져 있다. 따라서, 이 윤활유의 양을 항상 어느 수준이상으로 유지시키지 않으면 운전손잡이(110)를 통한 실린더(170)의 제어가 제대로 이루어지지 않게 된다. 따라서, 첫 번째 항목에 이상이 확인되지만 두 번째 항목에 이상이 확인되지 않는 경우에는 이 세 번째 항목을 점검할 필요가 있다. 윤활유의 이상여부는 누유관(260)에 설치된 사이트 글라스(270)를 통해 육안으로 쉽게 확인할 수 있다.
이상 3가지를 점검하면 피치 컨트롤러가 제대로 작동하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 피치 컨트롤러를 발전소에 실제로 설치하기 전에 이와 같은 성능실험을 하면 보다 안정하게 팬 블레이드의 각도를 제어할 수 있다.
본 발명은 교체수리가 어려운 피치 컨트롤러의 성능과 오일누설여부를 사전에 확인할 수 있도록 하여, 발전소의 운전시 발생되는 돌발사고를 미연에 방지하고 발전소의 운행효율을 높일 수 있다.
이상에서 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러 테스트 장치 에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 축류형 팬과 피치 컨트롤러의 결합관계를 개략적으로 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 피치 컨트롤러 테스트 장치의 정면도이며,
도 3은 도 2에 도시된 피치 컨트롤러 테스트 장치 중 피치 컨트롤러가 놓여지는 장착대의 일부분을 나타낸 것이고,
도 4는 도 2에 도시된 피치 컨트롤러 테스트 장치의 유압회로를 나타낸 것이며,
도 5는 도 2에 도시된 피치 컨트롤러 테스트 장치의 사용상태를 나타낸 것이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
210 : 유압탱크 220 : 유압펌프
230 : 유압계 240 : 솔레노이드 밸브
270 : 사이트 글라스 280 : 냉각팬
300 : 장착대 350 : 제어장치

Claims (1)

  1. 화력발전소에 사용되는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러의 내구성 및 수명을 예측할 수 있도록 그 성능과 상태를 점검하는 테스트 장치로서,
    상기 피치 컨트롤러가 안착되는 설치공간이 마련된 장착대,
    상기 장착대의 한 편에 설치되며 작동유가 저장된 유압탱크,
    상기 장착대에 설치되고 상기 유압탱크에 저장된 작동유를 상기 피치 컨트롤러에 공급하는 유압펌프,
    상기 유압펌프에서 송출되는 작동유의 압력을 측정하는 유압계, 및
    상기 장착대에 설치되고 상기 유압펌프에 의해 공급되는 작동유의 압력에 따라 이동되는 상기 피치 컨트롤러의 변위를 육안으로 쉽게 판별할 수 있도록 일정간격으로 눈금이 표시된 눈금자를 포함하는 축류형 팬의 블레이드 각도를 조절하는 피치 컨트롤러 테스트 장치.
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