KR20120069200A - The unit subjected to uniformly load for load cell mounting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스터빈 엔진의 추력 측정을 위한 로드 셀 장치에서 균일한 하중을 부가하기 위한 추력측정장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a thrust measuring device for applying a uniform load in the load cell device for the thrust measurement of the gas turbine engine.
가스터빈 엔진은 보통 높은 고도에서 작동하므로 고도 변화에 따른 온도, 압력, 밀도의 영향을 직접적으로 받는다. 고고도에서는 지상에 비해 대기의 온도, 압력, 밀도가 매우 낮기 때문에 이러한 고공 환경에서 작동하는 가스터빈 엔진은 외부 압력과 온도 변화에 따라 공기역학적, 열역학적 특성이 달라지므로 그 성능이 지상 성능과는 크게 다르게 된다.Gas turbine engines usually operate at high altitudes and are therefore directly affected by temperature, pressure and density as the altitude changes. At high altitudes, the temperature, pressure, and density of the atmosphere is much lower than at ground level, so gas turbine engines operating in these high altitude environments vary aerodynamically and thermodynamically in response to changes in external pressure and temperature. Will be different.
한편, 가스터빈 엔진을 실제 비행체에 장착하여 성능시험을 할 경우 엔진의 성능을 검증하기 위해 많은 비용과 시간이 소요되므로, 지상에서 고고도의 환경을 조성할 수 있는 설비를 이용하는 방법이 실제 비행시험보다 널리 사용되고 있다.On the other hand, when the gas turbine engine is mounted on a real vehicle and the performance test takes a lot of cost and time to verify the performance of the engine, a method using a facility that can create a high-altitude environment on the ground is the actual flight test. More widely used.
고공환경 엔진시험 설비는 이러한 목적을 위한 것으로 가스터빈 엔진의 공기역학적, 열역학적, 구조역학적 성능해석을 위해 장착된 수백에서 수천에 이르는 센서들로부터 힘, 압력, 온도, 진동, 유량 등을 측정하고 분석하고 평가하여 엔진의 성능(performance), 운용성(Operability), 내구성(Reliability) 등을 파악하기 위한 설비이다.The high altitude engine test facility is designed for this purpose and measures and analyzes forces, pressures, temperatures, vibrations and flow rates from hundreds to thousands of sensors mounted for aerodynamic, thermodynamic and structural analysis of gas turbine engines. It is a facility to grasp engine performance, operability, and reliability by evaluating and evaluating the engine.
이러한 고공환경 엔진시험 설비를 이용한 엔진 성능시험에 있어서 엔진의 추력을 측정하는 경우, 다른 측정 시스템(압력, 온도 등)과는 다르게 추력을 측정하기 위한 로드 셀의 장착작업이 좀 더 복잡하며 신뢰성을 유지하기가 어려운 면이 있어서 엔진 성능시험에 앞서 장착에 따른 위험성을 최소화하는 것이 선행되어야 한다.When measuring the thrust of the engine in the performance test of the engine using the high-altitude engine test facility, unlike the other measurement systems (pressure, temperature, etc.), the installation of the load cell to measure the thrust is more complicated and reliable. There are aspects that are difficult to maintain, so minimizing the risks associated with mounting should be preceded by engine performance tests.
한편, 고공환경 엔진시험 설비에서 사용되는 추력측정장치는 2개의 로드 셀을 인터페이스 블록으로 고정하여 구성된다. 여기서, 체결 시 인터페이스 블록을 너무 세게 조이면 로드 셀에 압축력이 너무 강하게 작용하고, 너무 약하게 조이는 경우에는 로드 셀 장착 시 풀리는 경향이 있으므로 적당한 크기의 토크를 가해서 조여야 한다. 또한, 기존의 추력측정장치에서는 로드 셀을 장착하는 데 시간이 오래 걸리고 장착 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다.
On the other hand, the thrust measuring device used in the high-temperature environment engine test facility is configured by fixing two load cells to the interface block. Here, when the interface block is tightened too tightly, the compressive force acts too strongly on the load cell, and when too tightly tightened, the tightening of the interface block tends to loosen when the load cell is mounted. In addition, the conventional thrust measuring device has a problem that it takes a long time to mount the load cell and the mounting reliability is lowered.
본 발명의 실시예들에 따르면 로드 셀에 균일하게 하중을 가할 수 있는 하중부가유닛을 구비하는 추력측정장치를 제공하기 위한 것이다.
According to embodiments of the present invention is to provide a thrust measuring device having a load unit that can be applied to the load cell uniformly.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 가스터빈엔진의 추력을 측정하기 위한 추력측정장치에서 로드 셀에 균일하중을 부가하기 위한 하중부가유닛을 구비하는 추력측정장치는 추력 측정을 위한 로드 셀과 상기 로드 셀의 양측에 구비되는 인터페이스 블록으로 이루어지고, 일정간격 이격되어 구비되는 제1 및 제2 로드 셀, 상기 제1 및 제2 로드 셀 양쪽에 각각 한 쌍씩 구비되는 인터페스이스 블록 및 상기 제1 로드 셀의 인터페이스 블록과 상기 제2 로드 셀의 인터페이스 블록을 연결하여 상기 제1 및 제2 로드 셀에 동시에 하중을 부가하는 하중부가유닛을 포함하여 이루어진다.In the thrust measuring device for measuring the thrust of the gas turbine engine according to the embodiments of the present invention described above, the thrust measuring device having a load addition unit for applying a uniform load to the load cell is a load cell for the thrust measurement and the Interface blocks provided on both sides of the load cell, the first and second load cells are provided spaced at a predetermined interval, the interface block and a pair provided in each of the first and second load cells, respectively, and the first The load unit includes a load unit that connects the interface block of the load cell and the interface block of the second load cell to simultaneously load the first and second load cells.
일 측면에 따르면, 상기 제1 로드 셀과 상기 제2 로드 셀은 출력 값의 합이 0V가 되도록 장착될 수 있다.According to one aspect, the first load cell and the second load cell may be mounted such that the sum of the output values is 0V.
일 측면에 따르면, 상기 하중부가유닛은, 상기 제1 로드 셀에 결합된 인터페이스 블록 중 일 측 인터페이스 블록과 상기 제2 로드 셀에 결합된 인터페이스 블록 중에서 상기 제1 블록과 대응되는 인터페이스 블록의 하부에 각각 형성된 제2 기어부 및 상기 인터페이스 블록의 제2 기어부에 각각 기어 결합되도록 양 단부에 제1 기어부가 형성된 결합로드를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 기어부는 서로 기어 결합 가능한 베벨기어 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 결합로드는 육각형을 포함하여 다각형 단면 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 결합로드 일측에는 상기 결합로드를 회전시켜서 상기 제1 및 제2 블록에 하중을 가하기 위한 조절부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 조절부는 파이프렌치를 포함할 수 있다.
According to one aspect, the load adding unit, one of the interface block coupled to the first load cell and the interface block coupled to the second load cell of the interface block corresponding to the first block in the lower portion Each of the second gear portion and the second gear portion formed of the interface block may include a coupling rod formed with the first gear portion at both ends. Here, the first and second gear portion may have a bevel gear shape that can be geared to each other. In addition, the coupling rod may have a polygonal cross-sectional shape including a hexagon. Here, one side of the coupling rod may be provided with an adjusting unit for applying a load to the first and second blocks by rotating the coupling rod. For example, the control unit may include a pipe wrench.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 하중부가유닛을 이용하여 2개의 로드 셀에 동시에 균일한 하중을 가할 수 있다.As seen above, according to the embodiments of the present invention, the load unit can be applied to the two load cells at the same time uniform load.
또한, 양쪽 로드 셀 장착이 용이하고 로드 셀을 장착하는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
In addition, both load cells can be easily mounted and the time required for mounting the load cells can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 엔진의 추력측정장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 추력측정장치의 주요 부분을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 추력측정장치에서 하중부가유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3의 하중부가유닛의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.1 is a configuration diagram for explaining the configuration of a thrust measuring device of a gas turbine engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the thrust measuring apparatus of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a load adding unit in the thrust measuring device of FIG.
4 is a plan view for explaining the operation of the load-adding unit of FIG.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 추력측정장치(10) 및 하중부가유닛(20)에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 엔진의 추력측정장치(10)의 구성을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 도 1의 추력측정장치(10)에서 주요 부분을 확대 도시한 도면이다. 그리고 도 3은 도 1의 추력측정장치(10)에서 하중부가유닛(20)을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3의 하중부가유닛(20)의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.Hereinafter, a
도면을 참조하면, 가스터빈엔진의 추력을 측정하기 위한 추력측정장치(10)의 구성은, 추력의 측정을 위한 측정용 로드 셀(11), 상기 측정용 로드 셀(11)을 고정하기 위한 인터페이스 블록(interface block)(12)과 추력측정장치(10)를 교정하기 위한 교정용 로드 셀(13)을 포함하여 이루어진다. 그리고 추력측정장치(10)의 외관을 구성하는 업스트림 프레임(upstream frame)(14), 스러스트 버트(thrust butt)(15) 및 다운스트림 프레임(downstream frame)(16) 등을 포함하여 구성된다. 여기서, 추력측정장치(10)의 업스트림 프레임(14), 스러스트 버트(15) 및 다운스트림 프레임(16)의 상세한 기술구성은 공지의 기술로부터 이해 가능하며 본 발명의 요지가 아니므로 자세한 설명 및 도시를 생략하고 주요 구성요소에 대해서만 간략하게 설명한다.Referring to the drawings, the configuration of the
추력측정장치(10)는 측정용 로드 셀(11)에서 출력되는 전압을 통해 가스터빈 엔진의 추력을 측정할 수 있다. 측정용 로드 셀(11)에서 출력되는 출력 값은 수 mV로 로드 셀 엠프(미도시)를 거쳐 최대 -5 ~ 5V까지 증폭되어 DAS(Data Acquisition System)를 통해 측정된다.The
여기서, 추력측정장치(10)는 측정용 로드 셀(11) 2개가 장착되며, offset이 발생하지 않도록 측정용 로드 셀(11)의 출력 값의 합이 0V에 가깝도록 장착된다. 즉, 상기 측정용 로드 셀(11)은 2개가 한 쌍이므로 하나의 측정용 로드 셀(11)에 압축이 인가되면 다른 측정용 로드 셀(11)에는 인장이 인가된다. 그리고 이와 같이 측정용 로드 셀(11)에 인가되는 압축 및 인장의 출력 값의 합이 0V가 되도록 상기 측정용 로드 셀(11)에 압축 및 인장을 적절하게 인가하여 설치한다.Here, the
한편, 하중부가유닛(20)은 상기 측정용 로드 셀(11)을 장착하기 위해서 양쪽 측정용 로드 셀(11)에 적절한 크기의 하중을 부가한다. 측정용 로드 셀(11)을 장착하기 위한 하중부가유닛(20)은 2개의 로드 셀(11) 양측에 구비된 인터페이스 블록(12)에 동시에 인장 및 압축을 인가할 수 있도록 형성된다.On the other hand, the
상세하게는, 각 측정용 로드 셀(11)의 양쪽에는 각각 인터페이스 블록(12)이 결합된다. 그리고 각 인터페이스 블록(12) 하부에는 블록 연결부(23, 24)가 형성되고, 하중부가유닛(20)은 상기 블록 연결부(23, 24)에 동시에 결합할 수 있도록 형성된 결합로드(21)로 이루어진다. 예를 들어, 결합로드(21)는 제1 측정용 로드 셀(111)에서 일 측 인터페이스 블록(121)과 제2 측정용 로드 셀(112)에서 상기 인터페이스 블록(121)과 대응되는 위치에 구비된 인터페이스 블록(123)에 결합된다.In detail,
한편, 도면에서는 도면부호 121과 123으로 도시된 인터페이스 블록(121, 123)에 결합로드(21)를 연결하는 것으로 예시하였으나, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 인터페이스 블록(122, 124)에 연결되는 것도 가능하다.Meanwhile, in the drawings, the
또한, 결합로드(21)는 베벨 기어로 형성되어 인터페이스 블록(12)에 기어 결합된다. 각 인터페이스 블록(12) 하부에는 결합로드(21)와 기어 결합 가능하도록 제2 기어부(231, 241)가 형성되고, 결합로드(21)는 상기 제2 기어부(231, 241)와 기어 결합되고 베벨 기어 형태를 갖는 제1 기어부(211, 212)가 양 단부에 형성될 수 있다.In addition, the
그리고 결합로드(21)의 일측에 구비되어 상기 결합로드(21)를 회전시킴으로써 인터페이스 블록(12) 및 제1 및 제2 로드 셀(111, 112)에 하중을 인가하는 조절부(25)가 구비된다.And it is provided on one side of the
결합로드(21)는 양쪽 인터페이스 블록(121, 123)에 동시에 기어 결합 가능한 형태로 형성되며, 조절부(25)에 의해 동시에 측정용 로드 셀(11)에 하중을 인가할 수 있도록 단면이 육각형 형태로 형성되고, 조절부(25)는 파이프렌치 일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 결합로드(21) 및 조절부(25)의 형태는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The
예를 들어, 결합로드(21)를 회전시켜 제1 로드 셀(111)에 인장이 인가되면 제2 로드 셀(112)이 압축이 인가된다. 그리고 작업자는 DAS를 이용하여 제1 및 제2 로드 셀(111, 112)이 인가된 출력 값의 합이 0V가 되도록 하중부가유닛(20)을 통해 조절한다.For example, when tension is applied to the
본 실시예에 따르면, 하중부가유닛(20)을 이용하여 양쪽 로드 셀(11)에 균일하게 하중을 인가할 수 있다. 또한, 하중부가유닛(20)은 인터페이스 블록(12) 사이를 하나의 베벨 기어로 연결함으로써 작업자가 로드 셀(11)에 적정 하중을 인가하기가 용이하며, 하중을 조절하기가 용이하다. 또한, 하중부가유닛(20)은 로드 셀(11) 장착에 걸리는 시간과 노력을 줄여주고 장착 신뢰성을 높여주면 가스터빈 엔진의 고공환경 시험에서 가스터빈 엔진의 추력 측정이 가능하도록 한다.According to this embodiment, the load portion can be applied to both
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention.
10: 추력측정장치
11, 111, 112: 측정용 로드 셀
12, 121, 122, 123, 124: 인터페이스 블록
13: 교정용 로드 셀
14: 업스트림 프레임(Upstream frame)
15: 스러스트 버트(Thrust butt)
16: 다운스트림 프레임(Downstream frame)
20: 하중부가유닛
21: 결합로드
23, 24: 블록 연결부
25: 조절부
211, 212: 제2 기어부
231, 241: 제1 기어부10: thrust measuring device
11, 111, 112: load cell for measurement
12, 121, 122, 123, 124: interface block
13: Calibration load cell
14: Upstream frame
15: Thrust butt
16: Downstream frame
20: load adding unit
21: combined rod
23, 24: block connection
25: adjuster
211 and 212: second gear portion
231 and 241: first gear part
Claims (7)
일정간격 이격되어 구비되는 제1 및 제2 로드 셀;
상기 제1 및 제2 로드 셀 양쪽에 각각 한 쌍씩 구비되는 인터페스이스 블록; 및
상기 제1 로드 셀의 인터페이스 블록과 상기 제2 로드 셀의 인터페이스 블록을 연결하여 상기 제1 및 제2 로드 셀에 동시에 하중을 부가하는 하중부가유닛;
를 포함하는 가스터빈 엔진의 추력측정장치.
In the thrust measuring device of a gas turbine engine comprising a load cell for measuring the thrust and an interface block provided on both sides of the load cell,
First and second load cells spaced apart at a predetermined interval;
An interface block provided on both sides of the first and second load cells; And
A load adding unit which connects the interface block of the first load cell and the interface block of the second load cell to simultaneously apply a load to the first and second load cells;
Thrust measuring device of the gas turbine engine comprising a.
상기 제1 로드 셀과 상기 제2 로드 셀은 출력 값의 합이 0V가 되도록 장착되는 가스터빈 엔진의 추력측정장치.
The method of claim 1,
And the first load cell and the second load cell are mounted such that the sum of the output values is 0V.
상기 하중부가유닛은,
상기 제1 로드 셀에 결합된 인터페이스 블록 중 일 측 인터페이스 블록과 상기 제2 로드 셀에 결합된 인터페이스 블록 중에서 상기 제1 블록과 대응되는 인터페이스 블록의 하부에 각각 형성된 제2 기어부; 및
상기 인터페이스 블록의 제2 기어부에 각각 기어 결합되도록 양 단부에 제1 기어부가 형성된 결합로드;
를 포함하는 가스터빈 엔진의 추력측정장치.
The method of claim 1,
The load adding unit,
A second gear unit formed at a lower portion of an interface block corresponding to the first block among an interface block coupled to the first load cell and an interface block coupled to the second load cell; And
A coupling rod having first gear portions formed at both ends thereof so as to be geared to the second gear portions of the interface block, respectively;
Thrust measuring device of the gas turbine engine comprising a.
상기 제1 및 제2 기어부는 서로 기어 결합 가능한 베벨기어 형태를 갖는 가스터빈 엔진의 추력측정장치.
The method of claim 3,
Thrust measuring device of the gas turbine engine having a bevel gear form that the first and second gear portion can be geared to each other.
상기 결합로드는 육각형을 포함하여 다각형 단면 형상을 갖는 가스터빈 엔진의 추력측정장치.
The method of claim 1,
The coupling rod is a thrust measuring device of a gas turbine engine having a polygonal cross-sectional shape including a hexagon.
상기 결합로드 일측에는 상기 결합로드를 회전시켜서 상기 제1 및 제2 블록에 하중을 가하기 위한 조절부가 구비된 가스터빈 엔진의 추력측정장치.
The method of claim 5,
One side of the coupling rod is a thrust measuring device of a gas turbine engine provided with an adjustment unit for applying a load to the first and second blocks by rotating the coupling rod.
상기 조절부는 파이프렌치를 포함하는 가스터빈 엔진의 추력측정장치.The method of claim 6,
The control unit thrust measuring device of the gas turbine engine including a pipe wrench.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |