KR20070094542A - 노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체, 및 노즐세그먼트 조종 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 예를 들면 가스 터빈 또는 증기 터빈의 노즐 세그먼트(16)를 지지 및 조종하기 위한 조종기 조립체(10)에 관한 것이다. 조립체는 수직방향 지지 부재(20) 및 수평방향 지지 부재(22)를 포함한다. 수직방향 지지 부재는 베이스(28)에 대해서 선택적인 수직방향 변위(V)를 위해 장착되어 있으며, 수평방향 지지 부재는 수직방향 지지 부재에 그 기단 단부(38)가 작동적으로 결합되어, 수직방향 지지 부재의 수직축(A)과 함께 수직방향으로 변위되며 그리고 수직축(A)을 중심으로 화살표(B) 방향으로 피봇가능하게 되어 있다. 노즐 세그먼트 고정구(14, 114)는 노즐 세그먼트를 선택적으로 이에 지지하고 조종하기 위해 수평방향 지지 부재의 말단 단부에 작동식으로 결합되어 있다.
Description
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 벤치상에서 노즐 세그먼트를 지지하는 노즐 조종기 조립체의 개략적인 평면도,
도 2는 도 1의 조종기 조립체의 측면도,
도 3은 노즐 세그먼트 지지 고정구가 명료함을 위해 생략된 것으로 본 발명을 구현하는 조종기의 정면도,
도 4는 도 3의 4-4 선을 따라 취한 단면도,
도 5는 노즐 사양 툴링이 명료함을 위해 생략된 것으로 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 노즐 세그먼트 지지 고정구의 평면도,
도 6은 도 5의 고정구의 배면도,
도 7은 툴링이 명료함을 위해 생략된 것으로 도 5의 고정구를 배면 위에서 본 사시도,
도 8은 노즐 사양 툴링의 예를 포함하는 다른 노즐 세그먼트 지지 고정구의 평면도,
도 9는 도 8의 고정구 및 툴링의 배면도,
도 10은 도 9의 고정구 및 툴링의 측면도,
도 11은 도 10의 11-11 선을 따라 위치한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 조종기 조립체 12 : 조종기
14, 114 : 노즐 세그먼트 지지 고정구
16 : 노즐 세그먼트 20 : 수직방향 세그먼트
22 : 수평방향 세그먼트 24 : 노즐 세그먼트 고정구 마운트
32 : 유압 실린더 50, 150 : 제 1 및 제 2 아암
본 발명은 터빈 수리 엔진니어링에 관한 것이며, 특히 납땜 및 용접 동안에 터빈의 노즐 조립체를 조종하기 위한 조종기(manipulator)에 관한 것이다.
통상적으로 무게가 200 파운드에 이르는 노즐은 워크 벤치상에서 손으로 안전하게 조종할 수 없다. 또한, 노즐 조립체를 이동시키고자 하는 시도하면 부품의 손상과, 조작자의 부상을 야기시킬 수 있다.
조종기는, 예를 들면 가스 터빈 또는 증기 터빈으로부터 노즐 세그먼트를 지 지하고, 그리고 노즐 세그먼트의 적당한 위치설정을 위해 수직방향, 수평방향으로 이동되고 회전되며, 다음에 용접 또는 납땜 동안에 이동없이 유지할 수 있게 하도록 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제공된다.
따라서, 본 발명은, 노즐 세그먼트를 지지 및 조종하기 위한 조종기 조립체에 있어서, 수직방향 지지 부재 및 수평방향 지지 부재를 포함하는 조종기로서, 상기 수직방향 지지 부재는 베이스에 대해서 선택적인 수직방향 변위를 위해 장착되어 있으며, 상기 수평방향 지지 부재는 상기 수직방향 지지 부재에 그 기단 단부가 작동적으로 결합되어, 상기 수직방향 지지 부재의 수직축과 함께 수직방향으로 변위되며 그리고 상기 수직축을 중심으로 화살표 방향으로 피봇가능하게 되는, 상기 조종기와, 상기 수평방향 지지 부재의 말단 단부에 작동식으로 결합되고, 상기 노즐 세그먼트와 선택적으로 맞물리도록 상기 노즐 세그먼트의 제 1 및 제 2 반경방향 단부에 각각 상보적인 커플링 구성요소를 구비하는 노즐 세그먼트 고정구를 포함하는 노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체를 실시할 수 있다.
또한, 본 발명은 납땜, 용접 및/또는 검사 동안에 노즐 세그먼트를 조종하기 위한 방법에 있어서, 수직방향 지지 부재, 수평방향 지지 부재 및 상기 수평방향 지지 부재의 말단 단부에 작동식으로 결합된 노즐 세그먼트 고정구를 포함하는 조종기를 제공하는 단계로서, 상기 수직방향 지지 부재는 베이스에 대해서 화살표 방향으로 선택적인 수직방향 변위를 위해 장착되어 있으며, 상기 수평방향 지지 부재는 상기 수직방향 지지 부재에 그 기단 단부가 작동적으로 결합되어, 상기 수직방향 지지 부재의 수직축과 함께 수직방향으로 변위되며 그리고 상기 수직축을 중심 으로 화살표 방향으로 피봇가능하게 되는, 상기 조종기를 제공하는 단계와, 노즐 세그먼트를 그 각 종방향 단부에서 상기 노즐 세그먼트 고정구에 결합시키는 단계와, (a) 상기 수직방향 지지 부재를 화살표 방향으로 수직방향으로 변위시키는 것과, 상기 수직방향 지지 부재의 수직축을 중심으로 상기 수평방향 지지 부재를 화살표 방향으로 피봇시키는 것중 적어도 하나를 선택적으로 실행하여, 상기 노즐 세그먼트 고정구를 워크 표면에 대해서 수직방향 및 수평방향으로 선택적으로 변위시키는 단계를 포함하는 노즐 세그먼트 조종 방법을 실시할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적 및 장점은 첨부 도면과 관련하여 이뤄진 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예의 하기의 상세한 설명을 읽으면 보다 명료하게 이해될 수 있다.
도 1 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 노즐 조종기 조립체 및 그 관련 부품의 예를 도시한 것이며, 이것으로 제한되지 않는다. 용접, 땜납 또는 다른 검사나 수리 동안에 노즐 세그먼트를 지지하고 이동시키기 위한 조종기 조립체(10)가 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 조종기 조립체는 조종기(12)와, 노즐 세그먼트 지지 고정구(14)를 포함한다. 조종기는, 노즐 고정구(14)에 지지된 노즐 세그먼트(16)가 화살표(V)로 표시된 바와 같이 수직방향으로 그리고 예를 들면 벤치(18)상에서 수평방향으로 이동되게 되도록 배치되어 있다. 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 수 평방향 이동은 수직방향 세그먼트(20) 및 수평방향 세그먼트(22)를 포함하는 조종기(12)를 제공함으로써 성취되며, 상기 수평방향 세그먼트(22)는 수직방향 세그먼트(22)에 대해서 화살표(B) 방향으로 피봇되도록 장착되어 있다. 이러한 실시예에 있어서, 노즐 세그먼트 고정구 마운트(24)는 수평방향 세그먼트(22)의 말단 단부(26)에 화살표(D) 방향으로 피봇되도록 장착되어 있다. 따라서, 화살표(B, D)로 표시된 바와 같이 축(A) 및 축(C)을 중심으로 하는 동시 피봇 이동에 의해 수평방향 평면에서 노즐 세그먼트 고정구(14)의 이동이 야기되는 반면에, 조작자(X)에 대해서 노즐 세그먼트(16)의 배향이 유지된다.
도시된 실시예에 있어서 조종기(12)의 수직방향 세그먼트(20)는 필라 또는 포스트 및 베이스 조립체(28)와, 유압 실린더(32)의 작동에 따라서 포스트를 따라 상하로 선택적으로 변위되는 지지 튜브(30)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 수평방향 세그먼트(22)는 수직방향 세그먼트(20)의 축(A)을 중심으로 피봇되도록 장착되어 있다. 이러한 목적을 위해서, 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 수평방향 세그먼트(22)는 지지 튜브(30)상에 안착된 슬리브(36)상에 회전가능하게 배치된 대체로 원통형 리셉터클(34)을 포함하며, 그 결과 지지 튜브(30)가 유압 실린더(32)에 의해 화살표(V) 방향에서 상승 및 하강될 때 수평방향 세그먼트(22)의 기단 단부(38)는 마찬가지로 상승 및 하강된다. 상술한 바와 같이, 고정구 마운트(24)는 수평방향 세그먼트의 말단 단부에 축(C)을 중심으로 피봇되도록 장착된다. 이러한 목적을 위해서, 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 수평방향 세그먼트(22)의 말단 단부(26)는 수직방향으로 배향된 슬리브(40)를 포함하 며, 노즐 세그먼트 고정구의 장착 조립체는 도 2 및 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 원통형 밴드(42, 44)에 의해 상기 슬리브(40)에 장착된다.
도시된 예시적인 실시예에 있어서, 피봇(C)을 중심으로 하는 노즐 세그먼트 고정구(14) 및 마운트(12)의 이동과, 피봇(A)을 중심으로 하는 노즐 세그먼트(22)의 이동이 수동으로 실행된다. 또한, 예시적인 실시예에 있어서, 회전방향 축은 수동 이동을 용이하게 조절하기 위해서 부하가 조절되는 테이퍼 롤러 베어링상에 지지되어 있다. 또한, 바람직하게 회전축은 각 축을 독립적으로 고정시키기 위한 로크(상세하게 도시되지 않음)를 구비한다. 그러나, 수평방향 세그먼트(22) 및/또는 고정구 마운트(24)의 피봇 이동은 본 발명으로부터 벗어남이 없이 자동화될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 수평방향 세그먼트(22)는 일정한 길이로 개략적으로 도시되어 있지만, 수평방향 아암이 그 축을 따라서 수평방향 아암의 신장 및 수축을 선택적으로 제공하기 위해서 예를 들면 신축자재 튜브로 형성될 수 있다는 것을 당 업자들은 이해할 수 있을 것이다. 수평방향 아암의 신장은 적당한 유압 실린더나, 본 기술 분야에 공지된 다른 구동 메카니즘(들)을 구비함으로써 자동화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 조종기(12) 및 고정구(14)는 예를 들면 2백 파운드를 초과하는 무게의 노즐 세그먼트(16)를 지지하고 조종하기에 적합하다. 따라서, 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 고정구(14)는 수평방향 세그먼트(22)에 대한 노즐 세그먼트의 캔틸레버 지지로 인한 굽힘 하중에 견디도록 강성 지지체로서 구성된다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 하나 이상의 노즐 세그먼트 고정 구(14, 114)가 조종기(12)에 선택적으로 장착되어, 상이한 사이즈/길이의 노즐 세그먼트를 수용하도록 할 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 노즐 세그먼트 고정구(14, 11)는, 노즐 세그먼트의 각 반경방향 단부에 고정시키기 위해서, 고정구 마운트(24)에 장착된 베이스(50, 150)와, 이 베이스로부터 수평방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 아암(52, 54; 152, 154)을 구비한 대체로 U자 형상이다.
노즐을 각각 노즐 고정구에 고정하기 위해서, 노즐 사양인 교체가능한 툴링 또는 이어부(56, 58; 156, 158)는 고정구의 각 아암에 선택적으로 고정되어 제공된다. 따라서, 교체가능한 툴링(56, 58; 156, 158)은 노즐 세그먼트 구성에 특유하며, 고정구(14, 114)는 대체로 유사한 사이즈/길이의 다양한 노즐을 수용하도록 각각 구성되어 있다. 교체가능한 툴링이 고정구 아암에 장착되며, 그 결과 일단 툴링에 고정되면 노즐 세그먼트는 고정구 아암에 대해서 선택적으로 화살표(N) 방향으로 회전될 수 있다. 상술한 바와 같이, 조종기 구조체에 대해서, 바람직하게 노즐을 회전시키기 위한 베어링 구조체는 지지된 부분의 자유 회전을 배제하도록 설계되며, 그 결과 노즐 세그먼트의 회전을 실행하기 위해 수동 간섭이 요구된다. 다음에, 노즐 세그먼트는 의도하지 않은 회전이 배제되도록 특정 배향으로 로크될 수 있다. 다시, 동력에 의한 이동, 본 경우에 노즐 세그먼트의 선택적인 회전은 고정구 아암에 대해서 노즐 사양 툴링을 선택적으로 회전시키기 위한 적당한 구동 메카니즘에 의해 성취될 수 있다.
도시된 예시적인 실시예에 있어서, 노즐 세그먼트(16)가 고정구(14, 114)에 의해 그 위에 현수되어 있는 워크 벤치(18)는 내부에 체(grate)(도시하지 않음)를 일반적으로 구비하는 개구부 또는 절취부(19)를 구비하는 하강 테이블이며, 상기 체를 통해서 땜납 도포 동안에 예를 들면 먼지 입자 및 솔벤트 가스를 제거하기 위해서 하방으로 공기가 흡입된다. 본 발명은 워크 벤치를 구비하는 것이나 그 상세한 설명에 의해 제한되지 않는다.
또한 추가 자유도를 제공하기 위해서, 고정구 마운트(24)는 피봇축(C)에 수직인 축(E)을 중심으로 고정구(14, 114)의 화살표(F) 방향의 선택적인 회전을 제공하기 위해서 수평방향에 대해서 회전 가능하게 배치되어 있다. 이것은 용접, 납땜 또는 검사를 용이하게 하기 위해서 필요하다고 생각된다면 또는 요구된다면 수평방향으로 일정 각도로 노즐 세그먼트가 선택적으로 경사지게 하는 것을 허용한다. 또한, 수평방향 축(E)을 중심으로 하는 화살표(F) 방향의 회전은 고정구에 노즐을 부착하는 것을 선택적으로 용이하게 한다. 다시, 수동 회전이 제안된다면, 수동 회전을 선택적으로 배제하기 위한 로킹 메카니즘에 의해 동력에 의한 회전이 선택된다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 있어서, 조종기(12)의 수평방향 세그먼트(22)를 상승 및 하강시키기 위한 유압 실린더(32)를 제어하는데 푸트 페달이 사용된다. 다른 실시예에 있어서, 2개의 버튼 제어기는 예를 들면 유압 실린더(32)의 대응하는 제어를 위해 선택적으로 눌려지는 업 버튼 및 다운 버튼을 구비하여 사용된다.
본 발명은 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 간주된 것과 연계하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 반대로 첨부된 청구범 위의 사상 및 범위에 포함되는 다양한 변형 및 동등 구성을 커버하는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 조종기는 가스 터빈 또는 증기 터빈으로부터 노즐 세그먼트를 지지하고, 그리고 노즐 세그먼트의 적당한 위치설정을 위해 수직방향, 수평방향으로 이동되고 회전되며, 다음에 용접 또는 납땜 동안에 이동없이 유지할 수 있게 할 수 있다.
Claims (10)
- 노즐 세그먼트(16)를 지지 및 조종하기 위한 조종기 조립체(10)에 있어서,수직방향 지지 부재(20) 및 수평방향 지지 부재(22)를 포함하는 조종기로서, 상기 수직방향 지지 부재는 베이스(28)에 대해서 선택적인 수직방향 변위(V)를 위해 장착되어 있으며, 상기 수평방향 지지 부재는 상기 수직방향 지지 부재에 그 기단 단부(38)가 작동적으로 결합되어, 상기 수직방향 지지 부재의 수직축(A)과 함께 수직방향으로 변위되며 그리고 상기 수직축(A)을 중심으로 화살표(B) 방향으로 피봇가능하게 되는, 상기 조종기와,상기 수평방향 지지 부재의 말단 단부(26)에 작동식으로 결합되고, 상기 노즐 세그먼트와 선택적으로 맞물리도록 상기 노즐 세그먼트(16)의 제 1 및 제 2 반경방향 단부에 각각 상보적인 커플링 구성요소(56, 58; 156, 158)를 구비하는 노즐 세그먼트 고정구(14, 114)를 포함하는노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 고정구는 베이스(50, 150)와, 이 베이스로부터 돌출하는 제 1 및 제 2 아암(52, 54, 152, 154)을 포함하며, 상기 커플링 구성요소는 상기 아암에 장착되어 있는노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 커플링 구성요소는 상기 고정구의 상기 아암에 대해서 화살표(N) 방향으로 선택적으로 회전 가능하며, 그 결과 고정구에 고정된 노즐 세그먼트(16)는 상기 고정구(14, 114)에 대해서 회전 가능한노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 고정구는 상기 수평방향 지지 부재의 상기 말단 단부에 작동식으로 결합되어 이에 대해서 피봇 가능한노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 제 4 항에 있어서,상기 고정구는 상기 수직축에 실질적으로 평행한 피봇축(C)을 중심으로 상기 수평방향 지지 부재에 대해서 화살표(D) 방향으로 피봇 가능한노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 제 1 항에 있어서,상기 고정구와 상기 수평방향 지지 부재 사이에 고정구 마운트(24)가 개재되어 있으며, 상기 고정구 마운트는 상기 수직축에 실질적으로 평행한 피봇축(C)을 중심으로 상기 수평방향 지지 부재에 대해서 화살표(D) 방향으로 피봇 가능한노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 제 6 항에 있어서,상기 고정구 마운트는 상기 고정구(14, 114)에 일 단부가 고정되며, 상기 수평방향 지지 부재(22)에 그 타 단부가 피봇식으로 결합되어 있으며, 상기 고정구 마운트는 상기 각 단부 사이에서 회전 가능하며, 그 결과 상기 고정구는 상기 피봇축(C)에 대체로 수직인 축(E)을 중심으로 화살표(F) 방향으로 회전 가능한노즐 세그먼트 지지 및 조종용 조종기 조립체.
- 납땜, 용접 및/또는 검사 동안에 노즐 세그먼트를 조종하기 위한 방법에 있어서,수직방향 지지 부재(20), 수평방향 지지 부재(22) 및 상기 수평방향 지지 부재의 말단 단부(26)에 작동식으로 결합된 노즐 세그먼트 고정구(14, 114)를 포함하는 조종기(10)를 제공하는 단계로서, 상기 수직방향 지지 부재는 베이스(28)에 대해서 화살표(V) 방향으로 선택적인 수직방향 변위를 위해 장착되어 있으며, 상기 수평방향 지지 부재(22)는 상기 수직방향 지지 부재(20)에 그 기단 단부(38)가 작동적으로 결합되어, 상기 수직방향 지지 부재의 수직축(A)과 함께 수직방향으로 변위되며 그리고 상기 수직축(A)을 중심으로 화살표(B) 방향으로 피봇가능하게 되는, 상기 조종기(10)를 제공하는 단계와,노즐 세그먼트(16)를 그 각 종방향 단부에서 상기 노즐 세그먼트 고정구(14, 114)에 결합시키는 단계와,(a) 상기 수직방향 지지 부재를 화살표(V) 방향으로 수직방향으로 변위시키는 것과, (b) 상기 수직방향 지지 부재의 수직축을 중심으로 상기 수평방향 지지 부재를 화살표(B) 방향으로 피봇시키는 것중 적어도 하나를 선택적으로 실행하여, 상기 노즐 세그먼트 고정구를 워크 표면에 대해서 수직방향 및 수평방향으로 선택적으로 변위시키는 단계를 포함하는노즐 세그먼트 조종 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 노즐 세그먼트 고정구는 베이스(50, 150) 및 제 1 및 제 2 아암(52, 54; 152, 154), 및 상기 노즐 세그먼트를 선택적으로 결합하기 위해 상기 노즐 세그먼트에 상보적인 커플링 구성요소(56, 58; 156, 158)를 포함하며,상기 노즐 세그먼트 고정구에 대해서 상기 커플링 구성요소를 화살표(N) 방향으로 선택적으로 회전시켜서, 이에 고정된 노즐 세그먼트가 상기 노즐 세그먼트 고정구에 대해서 회전되게 하는 단계를 더 포함하는노즐 세그먼트 조종 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 수평방향 지지 부재의 말단 단부(26)에 대해서 상기 노즐 세그먼트 고 정구를 화살표(D) 방향으로 선택적으로 피봇시키는 단계를 더 포함하는노즐 세그먼트 조종 방법.
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