KR20140115811A

KR20140115811A - 전차선의 연속도금 장치에 구비된 권선기

Info

Publication number: KR20140115811A
Application number: KR1020130030976A
Authority: KR
Inventors: 배인엽; 최진영
Original assignee: (주)에너지서베이; 배인엽; 최진영
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-10-01

Abstract

본 발명은 전기도금 장치에서 전차선의 도금 두께를 일정하게 유지하도록 권선 속도를 제어하기 위한 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기에 관한 것으로, 권선기에 감기는 전차선의 속도를 제어하여 도금 두께를 조정할 수 있는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기에 관한 것이다.
본 발명의 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기는 제1 케이블 드럼으로부터 도금조를 지나 도금되는 전차선을 제2 케이블 드럼을 회전시켜 감기 위한 브이에스 모터(VS Motor), 상기 전차선의 도금두께를 제어하기 위해 상기 브이에스 모터의 회전속도를 제어하는 브이에스 모터 제어박스(VS Motor Control Box), 상기 제2 케이블 드럼을 고정하기 위한 케이블 드럼 서포터(Cable Drum Support), 상기 케이블 드럼 서포터와 상기 브이에스 모터가 이동되는 엘엠 가이드(LM Guide), 상기 케이블 드럼 서포터와 상기 브이에스 모터를 상기 엘엠 가이드에서 좌우로 이동시키기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터(LM Guide Geared Motor) 및 상기 제2 케이블 드럼을 좌우로 이동시켜, 상기 케이블 드럼에 감기는 전차선이 일정하게 감길 수 있도록 상기 엘엠 가이드 기어드 모터를 제어하기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스(LM Guide Geared Mptor Control Box)를 포함함에 기술적 특징이 있다.

Description

전차선의 연속도금 장치에 구비된 권선기{Catenary Continuous Galvanizing of Coil Winding device}

본 발명은 전기도금 장치에서 전차선의 도금 두께를 일정하게 유지하도록 권선 속도를 제어하기 위한 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기에 관한 것으로, 권선기에 감기는 전차선의 속도를 제어하여 도금 두께를 조정할 수 있는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기에 관한 것이다.

전차선은 전기철도에서 전차 또는 전기기관차에 전기를 공급하기 위한 팬터그래프(pantograph) 등의 집전장치에 직접 접촉하는 전선으로 트롤리선(trolley line)이라고 한다. 보통 한 줄로 형성되고, 레일과 짝을 지어 전기회로를 형성하는 것이 많으며, 두 줄의 전차선을 병행해서 부설하고 레일에는 전류를 흘리지 않는 것도 있다. 전차선의 재료는 전기전도성이 우수하고, 강성이 뛰어난 경동이 많이 사용되며, 규소, 주석 또는 카드뮴을 함유한 합금동도 사용되고 있다.

도 1은 일반적으로 전기철도의 전차선로 설치상태를 나타낸 도면으로 선로(60)주변에 전주(10)가 위치하고 전주(10)와 전주(10) 사이에 전차선(50)이 위치하게 된다. 그리고, 전차선(50)은 전주(10)와 전주(10) 사이를 연결하는 조가선(20)에 연결된 드로퍼(30)와 드로퍼 클램프(40)에 연결되게 된다.

한국등록특허공보(제298861호)와 한국공개특허공보(제2009-0068423)에서 사용되는 전차선 드로퍼 클램프(40)는 전차선(50)을 집게형식으로 집어서 고정하는 구조를 하고 있다. 드로퍼 클램프(40)의 경우 알루미늄으로 만들어지며, 전차선(50)은 주로 경동으로 만들어지기 때문에 드로퍼 클램프(40)와 전차선(50)이 접촉하는 부분에서 부식이 발생하게 된다.

드로퍼 클램프(40)에 부식이 발생하게 되면, 전차선(50)이 견고하게 고정되지 않으며, 팬터그래프가 압력을 가하면서 지나갈 때마다 전차선(50)에 아크가 발생하게 되고, 발생된 아크에 의해 전차선(50)이 파이고, 결국에는 전차선(50)이 끊어지는 문제가 발생 되고 있다.

그리고, 강체전차선의 경우 전차선(50)을 고정하는 고정부의 형태가 유럽형의 R-Bar와 일본형의 T-Bar(41)가 있으며, 모체는 알루미늄-알로이(al-alloy 주로 6063A 또는 6005A)를 압출하여 만들어진다. 강체전차선은 알루미늄-알로이(al-alloy)의 형상에 동(cu) 또는 동-알로이(cu-alloy)를 삽입하여 만들어지며, 경전철 또는 지하철의 동력을 팬터그래프를 통하여 전달하게 된다.

그러나, 지하구간 또는 터널구간에는 콘크리트 구조물에서 알카리 성분을 함유한 수분 때문에 그림 2의 a 부분과 같이 알루미늄으로 만들어진 T-Bar(41)와 동(cu)으로 만들어진 전차선(50) 사이에 부식이 발생하게 되고, 부식 때문에 전차선(50)을 파지하고 있는 T-Bar(41)의 파지력이 약화되어 팬터그래프의 압상력을 견디지 못하고 전차선이 끊어지거나, T-Bar(41)와 분리되는 위험성이 있다. 그림 2는 현재 일본의 스미토모사에서 제작하여 사용되고 있는 T-Bar(41)의 모습이다.

이런 문제점들은 전차선(50)을 녹이 발생하지 않는 주석으로 도금처리 함으로써 해결될 수 있지만, 도금이 균일한 두께로 이루어지지 않으면 전차선(50)에 아크가 발생하고 전차선(50)이 끊어지는 문제가 다시 발생하게 된다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 전차선을 고정하는 드로퍼 클램프와 R-Bar 및 T-Bar의 부식을 막기 위해 전차선을 주석으로 균일한 두께로 도금하기 위한 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전차선에 주석도금을 하여 전차선의 수명을 연장하기 위한 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 제1 케이블 드럼으로부터 도금조를 지나 도금되는 전차선을 제2 케이블 드럼을 회전시켜 감기 위한 브이에스 모터(VS Motor), 상기 전차선의 도금두께를 제어하기 위해 상기 브이에스 모터의 회전속도를 제어하는 브이에스 모터 제어박스(VS Motor Control Box), 상기 제2 케이블 드럼을 고정하기 위한 케이블 드럼 서포터(Cable Drum Support), 상기 케이블 드럼 서포터와 상기 브이에스 모터가 이동되는 엘엠 가이드(LM Guide), 상기 케이블 드럼 서포터와 상기 브이에스 모터를 상기 엘엠 가이드에서 좌우로 이동시키기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터(LM Guide Geared Motor) 및 상기 제2 케이블 드럼을 좌우로 이동시켜, 상기 케이블 드럼에 감기는 전차선이 일정하게 감길 수 있도록 상기 엘엠 가이드 기어드 모터를 제어하기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스(LM Guide Geared Mptor Control Box)에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명의 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기는 전차선을 주석도금함에 있어서 브이에스 모터 제어박스 및 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스를 제어함으로써, 균일한 두께로 도금을 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전차선에 주석을 도금함으로써, 전차선의 수명을 연장하고 비용을 절감 하는 효과가 있다.

도 1은 전기철도의 전차선로 설치상태를 나타낸 도면,
도 2는 전차선 지지클램프 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 전차선 전기도금 장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 전차선 전기도금 장치의 권선기 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 전차선 전기도금 장치의 정면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 전차선 전기도금 장치의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 전차선 전기도금 장치는 도금되지 않은 전차선(500)이 감겨있는 제1 케이블 드럼(100)과 도금되지 않은 전차선(50)이 꼬이지 않고, 풀리게 하는 스트레이트너(70), 초음파를 이용하여 전차선을 세척하는 수세기(300), 수세기(300)를 통과한 전차선의 기름을 제거하기 위한 탈지기(400), 탈지기(400)를 통과한 전차선을 전기도금 하기 위한 도금조(500), 도금조(500)를 통과하여 도금된 전차선을 세척하기 위한 세척기(600), 도금 후 세척된 전차선을 송풍기를 이용하여 건조시키기 위한 건조기(700), 도금된 전차선의 길이를 측정하기 위한 카운터(80), 도금된 전차선을 권취하기전에 정상상태로 잡아주는 레벨러(90), 도금된 전차선을 권취하는 권선기(200)로 구성된다.

본 발명의 실시예에 사용되는 전기도금 장치의 수세기(300), 탈지기(400), 도금조(500), 세척기(600), 건조기(700)는 도금 중 이물질이 들어가지 않게 일정한 간격을 유지하고 있으며, 본 발명에 사용되는 전기도금 장치는 연속적으로 도금할 수 있는 전차선(50)의 길이가 120m ~ 1500m까지 가능하며, 사용되는 전차선(50)의 사이즈는 110㎟ ~ 170㎟까지 가능하다, 그리고 6 ~ 12㎛까지 균일한 두께로 도금이 가능하다.

전차선(50)에 사용되는 와이어의 재료는 주로 경동이나 주석동이 사용되고 있는데, 경동과 주석동의 경우 전기전도성이 우수하고 강성이 강하여 전차선(50)으로 사용하기에 용이하다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 전차선(50)의 재료 또한 경동과 주성동이 사용되며, 전차선(50)을 고정하는 드로퍼 클램프(40)나 그 밖의 고정용 클램프의 부식을 막기 위해 주석도금을 진행하고 있다.

전차선(50)에 도금되는 주석의 두께는 일정하게 이루어져야 되는데, 전차선(50)의 재료가 강성이 강한 경동 또는 주석동이기 때문에 일정한 두께로 도금을 하는데 어려움이 있다. 본 발명에서는 전차선(50)의 도금 두께를 일정하게 하기 위하여 권선기(200)를 제어하고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 전차선 전기도금 장치의 권선기 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전차선 전기도금 장치의 권선기 정면도이다. 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 전차선(50)의 도금 두께를 제어하기 위한 권선기(200)는 제1 케이블 드럼(100)으로부터 도금조(500)를 지나 도금되는 전차선(50)을 제2 케이블 드럼(220)을 회전시켜 전차선(50)을 감기 위한 브이에스 모터(230), 브이에스 모터(230 ; VS Motor)의 회전속도를 제어하여 제2 케이블 드럼(220)에 감기는 전차선(50)의 도금 두께를 제어하기 위한 브이에스 모터 제어박스(240 ; VS Motor Control Box), 제2 케이블 드럼(220)을 고정하기 위한 케이블 드럼 서포터(270 ; Cable Drum Support), 케이블 드럼 서포터(270)와 브이에스 모터(230)가 이동되는 엘엠 가이드(210 ; LM guide), 케이블 드럼 서포터(270)와 브이에스 모터(230)를 엘엠 가이드(210)에서 좌우로 이동시키기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터(250 ; LM Guide Geared Motor) 및 제2 케이블 드럼을 좌우로 이동시켜, 상기 제2 케이블 드럼(220)에 감기는 전차선(50)이 일정하게 감길 수 있도록 상기 엘엠 가이드 기어드 모터(250)를 제어하기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스(260 ; LM Guide Geared Motor Control Box)로 이루어진다.

그리고, 브이에스 모터 제어박스(240)와 상기 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스(260)는 상기 브이에스 모터(230)와 상기 엘엠 가이드 기어드 모터(250)의 회전수를 제어하기 위해 키패드, 조그장치 또는 터치패널 중 어느 하나 이상을 포함하며, 키패드, 조그장치 또는 터치패널 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 회전수를 입력받게 된다.

아래 <표 1>은 본 발명에 따른 전기도금 장치에서 도금조(500)의 길이가 4m이고, 전차선의 폭이 10.7mm일 때, 10.7 ~ 11㎛의 두께로 도금하기 위한 각 기기의 세팅 값을 나타낸 것이다.

전차선(50)의 도금 두께는 전기도금이 이루어지는 도금조(500)의 길이와 제2 케이블 드럼(220)을 감는 속도를 제어함으로써 조정할 수 있으며, 제2 케이블 드럼(220)을 감는 속도는 현재 제2 케이블 드럼(220)에 전차선(50)이 몇 겹째 감기고 있는지, 도금을 마친 전차선이 분당 몇 미터의 속도로 빠져나오는지, 그리고 전차선(50)을 히팅하는 온도에 따라 그 값이 달라지게 된다.

[표 1]의 Layer는 현재 제2 케이블 드럼(220)에 감기는 전차선(50)이 몇 겹째 감기고 있는지를 나타내는 값이며, Pulse Meter는 브이에스 모터 제어박스(240)에서 브이에스 모터(230)의 속도를 조절하는 값이다. 그리고 m/min은 카운터(80)에서 측정한 값으로 도금된 전차선(50)이 분당 몇 미터를 이동하는지 나타내는 수치이며, Remark의 온도 값은 수세기(300)에 들어가기전 전차선(50)의 열처리 온도를 나타낸다. 그리고 Geared Moter Speed는 도금하고자 하는 전차선의 폭이 10.7mm이기 때문에, 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스(260)에서 엘엠 가이드 기어드 모터(250)의 회전수를 한번 회전에 10.7mm 만큼 이동할 수 있는 수치인 F9.8로 설정하게 된다.

도금 두께를 결정하기 위한 세팅 값

각 Layer	Pulse Meter	m/min	Geared Motor Speed	Remark (heater의 온도)
1 Layer	348	2.25 ~ 2.38	F9.8	25℃
2 Layer	348	2.39 ~ 2.45		35℃
3 Layer	350	2.46 ~ 2.53		40℃
4 Layer	350	2.50 ~ 2.55		40℃
5 Layer	350	2.55 ~ 2.60		40℃

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10 : 전주 20 : 조가선
30 : 드로퍼 40 : 드로퍼 클램프
41 : T-Bar 42 : 이어
50 : 전차선 60 : 선로
70 : 스트레이트너 80 : 카운터
90 : 레벨러 100 : 제1 케이블 드럼
200 : 권선기 210 : 엘엠 가이드
220 : 제2 케이블 드럼 230 : 브이에스 모터
240 : 브이에스 모터 제어박스 250 : 엘엠 가이드 기어드 모터
260 : 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스
270 : 케이블 드럼 서포터

Claims

전기도금 장치에서 전차선의 도금 두께를 일정하게 유지하도록 권선 속도를 제어하기 위한 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기에 관한 것으로,
제1 케이블 드럼으로부터 도금조를 지나 도금되는 전차선을 제2 케이블 드럼을 회전시켜 감기 위한 브이에스 모터(VS Motor);
상기 전차선의 도금두께를 제어하기 위해 상기 브이에스 모터의 회전속도를 제어하는 브이에스 모터 제어박스(VS Motor Control Box);
상기 제2 케이블 드럼을 고정하기 위한 케이블 드럼 서포터(Cable Drum Support);
상기 케이블 드럼 서포터와 상기 브이에스 모터가 이동되는 엘엠 가이드(LM Guide);
상기 케이블 드럼 서포터와 상기 브이에스 모터를 상기 엘엠 가이드에서 좌우로 이동시키기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터(LM Guide Geared Motor); 및
상기 제2 케이블 드럼을 좌우로 이동시켜, 상기 케이블 드럼에 감기는 전차선이 일정하게 감길 수 있도록 상기 엘엠 가이드 기어드 모터를 제어하기 위한 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스(LM Guide Geared Mptor Control Box)
를 포함하여 이루어지는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 전차선에 사용되는 케이블은 경동선 또는 주석동선 중 어느 하나이며, 상기 전차선의 도금은 주석도금인 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 브이에스 모터 제어박스와 상기 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스에는 상기 브이에스 모터와 상기 엘엠 가이드 기어드 모터의 회전수를 표시하는 디스플레이창이 각각 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 브이에스 모터 제어박스와 상기 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스는 상기 브이에스 모터와 상기 엘엠 가이드 기어드 모터의 회전수를 제어하기 위해 키패드, 조그장치 또는 터치패널 중 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 키패드, 조그장치 또는 터치패널 중 어느 하나 이상을 이용하여 상기 회전수를 입력받는 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 전차선의 도금 두께는 전기도금이 이루어지는 도금조의 길이와 상기 제2 케㎟이블 드럼의 감는 속도를 제어함으로써 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 전차선 연속도금 장치에 포함된 상기 권선기는 110㎟ ~ 170㎟ 사이즈의 상기 전차선을 연속도금 되도록 상기 브이에스 모터 제어박스 및 상기 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스를 제어하는 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 전차선 연속도금 장치에 포함된 상기 권선기는 120m ~ 1500m 길이의 상기 전차선을 연속으로 도금 되도록 상기 브이에스 모터 제어박스 및 상기 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스를 제어하는 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.
제 1항에 있어서,
상기 전차선 연속도금 장치에 포함된 상기 권선기는 상기 전차선이 6 ~ 12㎛의 도금 두께를 형성하도록 상기 브이에스 모터 제어박스 및 상기 엘엠 가이드 기어드 모터 제어박스를 제어하는 것을 특징으로 하는 전차선 연속도금 장치에 구비된 권선기.