KR20130021960A - 로터볼트 변형율 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 로터볼트 변형율 측정장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치는 제1 로터볼트 및 제2 로터볼트 각각의 양단을 고정하기 상부 고정판 및 하부 고정판, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판 사이에 위치하고, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판에 유압을 가하여 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트에 동시에 유압을 가하는 유압기, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판 사이에 위치하고, 상기 유압기 상부에 위치하여 상기 유압기를 통하여 부과되는 응력을 조절하는 로드 셀, 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각에 적어도 하나 결합되어 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각의 신축력 또는 신장력을 측정하는 스트레인 게이지 및 상기 스트레인 게이지와 연결되어 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각에 상응하여 측정된 제1 측정 데이터 및 제2 측정 데이터를 수집 및 분석하는 데이터 분석 시스템을 포함할 수 있다.

Description

로터볼트 변형율 측정장치 {Measurement System and Method of Variation Rate within Rotor Bolt}
본 발명은 로터볼트 변형율 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스트레인 게이지를 이용한 가스터빈 로터볼트 미세변형율 측정장치에 관한 것이다.
종래에는 단순히 신축력 측정용 센서만을 사용하여 가스터빈 로터 볼트 내에 걸리는 응력을 측정하여 왔으며, 그 결과 값 또한 오차범위가 커서 측정결과를 신뢰하기가 어려웠다. 신축력 측정용 센서만으로 사용된 기술은 가스터빈 로터 볼트에 대하여 체결력, 길이, 응력을 측정하였으나, 길이에 대한 결과 값의 경우, 10개의 로터 볼트 중 2개의 볼트에서 다른 측정치와 오차가 발생되어 길이의 측정에 오차가 있었다.
한국 공개 특허 2006-0003762에는 플라이휠의 표면에 부착되어 플라이휠 로터의 변형율을 측정하는 스트레인게이지가 사용되고 있으나, 측정의 오차범위가 큰 경우, 정확한 측정이 어려운 문제가 있다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 신축력 측정시스템만을 통하여 사용되던 측정방식을 미세 변형율을 측정할 수 있는 스트레인 게이지를 동일 검사체에 부착하여 그 결과 값을 비교 및 측정함으로서 검사 결과의 신뢰도를 높이는 로터볼트 변형율 측정장치를 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 로터볼트 변형율 측정장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치는 제1 로터볼트 및 제2 로터볼트 각각의 양단을 고정하기 상부 고정판 및 하부 고정판, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판 사이에 위치하고, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판에 유압을 가하여 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트에 동시에 유압을 가하는 유압기, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판 사이에 위치하고, 상기 유압기 상부에 위치하여 상기 유압기를 통하여 부과되는 응력을 조절하는 로드 셀, 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각에 적어도 하나 결합되어 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각의 신축력 또는 신장력을 측정하는 스트레인 게이지 및 상기 스트레인 게이지와 연결되어 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각에 상응하여 측정된 제1 측정 데이터 및 제2 측정 데이터를 수집 및 분석하는 데이터 분석 시스템을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 로터볼트 변형율 측정장치에 의하면, 미세 변형율을 측정할 수 있는 스트레인 게이지를 동일 검사체에 부착하여 그 결과 값을 비교 및 측정함으로서 검사 결과의 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 로터볼트 변형율 측정장치에 의하면, 오차범위의 축소로 인하여 설비에 발생될 수 있는 사고의 위험도를 현격히 줄이고 검사 신뢰도 또한 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치의 구성도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치의 결과 데이터를 설명하기 위한 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 로터볼트 변형율 측정장치(100)는 로터볼트를 고정하기 상부 고정판(140) 및 하부 고정판(170), 로터볼트에 응력 측정을 위한 유압을 가하는 유압기(160), 응력을 단계적으로 부과할 수 있는 로드 셀(Load cell)(150), 로터볼트를 상부 고정판(140) 및 하부 고정판(170)에 체결하는 너트(115, 125), 로터볼트에 결합되어 로터볼트 내의 응력을 측정하는 스트레인 게이지(200) 및 스트레인 게이지(200)와 연결되어 측정 데이터를 수집 및 분석하는 데이터 분석시스템(300)을 포함한다.
상부 고정판(140)는 양쪽으로 수직으로 세워진 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120)의 상부의 정해진 부분과 너트(115, 125)와 체결하여 고정한다.
하부 고정판(170)은 양쪽으로 수직으로 세워진 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120)의 하부의 정해진 부분과 너트(115, 125)와 체결하여 고정한다.
하부 고정판(170)은 지면에 더욱 고정되기 위하여 받침대(180)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 로터볼트 변형율 측정장치(100)는 로터볼트(140, 170)와 너트(115, 125)의 미끄러짐을 방지하기 위하여 와셔(117, 127)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120) 중 하나는 물성이 알려진 기준 로터볼트이며, 나머지 하나는 측정 대상 로터볼트일 수 있다.
로드 셀(Load cell)(150)은 상부 고정판(140) 및 하부 고정판(170) 사이에 위치하여 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120)에 동시에 유압기(160)를 통하여 응력을 조절한다. 로드 셀(150)은 예를 들면, 300톤까지 응력을 증가시켜 가면서 유압을 부과할 수 있다.
유압기(160)는 상부 고정판(140) 및 하부 고정판(170) 사이에 위치하고, 로드 셀(150) 하부에 위치하여 상부 고정판(140) 및 하부 고정판(170)에 유압을 가함으로 상부 고정판(140) 및 하부 고정판(170)에 고정된 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120)에 동시에 유압을 가한다.
스트레인 게이지(200)는 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120) 각각에 적어도 하나 결합되어 로터볼트 내의 신축력 또는 신장력을 측정한다. 스트레인 게이지(200)는 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120) 각각에 예를 들면, 4개를 일정 각도 및 간격으로 부착하여 부착된 부위 각각의 신축력 또는 신장력을 측정할 수 있다.
데이터 분석시스템(300)는 제1 로터볼트(110) 및 제2 로터볼트(120) 각각에 결합된 스트레인 게이지(200)와 연결되어 각각에 상응하는 제1 측정 데이터 및 제2 측정데이터를 수집하고, 분석한다.
데이터 분석시스템(300)는 제1 로터볼트(110)가 물성이 미리 알려진 기준 로터볼트인 경우, 상응하는 제1 측정 데이터가 미리 설정된 범위 이내인 경우, 제2 측정 데이터를 신뢰범위 이내의 데이터로 판단하고, 이를 수집 및 분석할 수 있다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 로터볼트 변형율 측정장치(100)는 두 개의 세워진 로터 볼트 면 위에는 90도 방향으로 4개의 스트레인 게이지(200)를 원주방향으로 각각 4줄씩 로터 볼트의 굴곡부위의 중간에 부착하여 볼트 내의 신축력 및 신장력을 측정할 수 있으며, 스트레인 게이지(200)에 연결된 케이블을 통하여 측정된 데이터를 분석할 수 있다.
로터볼트 변형율 측정장치(100)는 데이터 분석시스템(300)을 통하여 결과 값을 분석할 수 있도록 하였고 데이터 분석시스템(300)은 모니터(Monitor)와 연결되어 측정된 결과 값을 디스플레이될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터볼트 변형율 측정장치의 결과 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 로터볼트 변형율 측정장치(100)는 스트레인 게이지를 통하여 측정 데이터가 표시된다. 여기서, 측정 데이터는 제1 로터볼트(110)에서 측정된 측정데이터를 기준으로 제2 로터볼트(120)에서 측정된 힘-신장량(force-elongation) 및 응력-신장량(stress-elongation) 중 적어도 하나일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 로터볼트 변형율 측정장치
110: 제1 로터볼트
120: 제2 로터볼트
115, 125: 너트
117, 127: 와셔
140: 상부 고정판
150: 로드 셀
160: 유압기
170: 하부 고정판
180: 받침대
200: 스트레인 게이지
300: 데이터분석시스템

Claims (5)

  1. 로터볼트 변형율 측정장치에 있어서,
    제1 로터볼트 및 제2 로터볼트 각각의 양단을 고정하기 상부 고정판 및 하부 고정판;
    상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판 사이에 위치하고, 상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판에 유압을 가하여 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트에 동시에 유압을 가하는 유압기;
    상기 상부 고정판 및 상기 하부 고정판 사이에 위치하고, 상기 유압기 상부에 위치하여 상기 유압기를 통하여 부과되는 응력을 조절하는 로드 셀;
    상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각에 적어도 하나 결합되어 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각의 신축력 또는 신장력을 측정하는 스트레인 게이지;
    상기 스트레인 게이지와 연결되어 상기 제1 로터볼트 및 상기 제2 로터볼트 각각에 상응하여 측정된 제1 측정 데이터 및 제2 측정 데이터를 수집 및 분석하는 데이터 분석 시스템을 포함하는 로터볼트 변형율 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 분석 시스템은 상기 제1 로터볼트가 물성이 미리 알려진 기준 로터볼트이고, 상응하는 제1 측정 데이터가 미리 설정된 범위 이내인 경우, 제2 측정 데이터를 신뢰범위 이내의 데이터로 판단하는 것을 특징으로 하는 로터볼트 변형율 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지는 제1 로터볼트 및 제2 로터볼트 각각에 4개의 스트레인 게이지를 로터 볼트의 굴곡부위의 중간에 부착하는 것을 특징으로 하는 로터볼트 변형율 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로터볼트는 상부 고정판 및 하부 고정판에 너트를 체결하여 고정되는 것을 특징으로 하는 로터볼트 변형율 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 로터볼트 및 상기 너트 사이에는 상기 로터볼트와 상기 너트의 미끄러짐을 방지하기 위한 와셔가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 로터볼트 변형율 측정장치.
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