KR20160063840A - 개선된 공정을 포함하는 키바 얼라인 용접공정 방법, 및 이에 의해 제조된 스테이터 프레임 - Google Patents

Abstract

개선된 공정을 포함하는 키바 얼라인 용접공정 방법, 및 이에 의해 제조된 스테이터 프레임이 게시된다. 본 발명의 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)은, 발전기용 스테이터 프레임(Stator frame, 100)에 장착되는 키바(Key bar, 110)를 정 위치에 배치하여 용접하는 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)으로서, a) 스테이터 프레임(100)을 제관하는 스테이터 프레임 제관단계(S110); b) 스테이터 프레임(100)을 수평으로 위치시킨 상태에서 키바(110)를 정 위치에 배치시킨 후 용접하는 키바 용접단계(S120); 및 c) 키바(110)의 일측부를 가공하는 키바 가공단계(S130);를 포함하고, 상기 a) 스테이터 프레임 제관단계(S110) 이후에는 섹션 플레이트(120)를 가공하는 별도의 공정을 수행하지 않는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 따르면, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 공정시간을 단축시키고, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

개선된 공정을 포함하는 키바 얼라인 용접공정 방법, 및 이에 의해 제조된 스테이터 프레임{Welding Process for Key Bar Align Having Advanced Process, and Stator Frame Manufactured by the Same Process}

본 발명은 키바 얼라인 용접공정 방법, 및 이에 의해 제조된 스테이터 프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 공정을 포함하는 키바 얼라인 용접공정 방법, 및 이에 의해 제조된 스테이터 프레임에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있고, 도 2 내지 도 3에는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 수행되는 키바 얼라인 용접공정을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법은, 다수의 공정(S11, S12, S13, S14, S15, S16)을 포함하는 방법으로서, 긴 시간이 소요되고, 많이 비용이 소요되는 문제점을 가지고 있다.

구체적으로, 종래 기술에 따른 방법(S10)은, 섹션 플레이트를 추가로 가공하기 위해 별도의 공정(S12)이 더 필요하다.

또한, 종래 기술에 따른 방법(S10)은, 키바를 정 위치에 배치시킨 후 용접하기 위해 스테이터 프레임을 수직을 세워 고정하는 공정(S13)이 필요하며, 키바의 일측부를 가공하기 위해 또 다시 스테이터 프레임을 수평으로 눕혀 고정하는 공정(S15)이 필요하다.

결과적으로 종래 기술에 따른 방법(S10)을 이용하여 스테이터 프레임을 제작할 경우, 많은 시간 및 많은 제작 비용이 소요된다.

또한, 스테이터 프레임을 수직으로 세우는 공정(S13) 및 수평으로 눕히는 공정(S15)은 안전사고의 위험을 가지고 있다.

따라서, 이에 대한 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

한국공개특허공보 제10-1993-0018815호 (1993년 09월 22일 공개)

본 발명의 목적은, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 공정시간을 단축시키고, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 개선된 공정을 포함하는 키바 얼라인 용접공정 방법, 및 이에 의해 제조된 스테이터 프레임을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법은, 발전기용 스테이터 프레임(Stator frame)에 장착되는 키바(Key bar)를 정 위치에 배치하여 용접하는 키바 얼라인 용접공정 방법으로서,

a) 스테이터 프레임을 제관하는 스테이터 프레임 제관단계;

b) 스테이터 프레임을 수평으로 위치시킨 상태에서 키바를 정 위치에 배치시킨 후 용접하는 키바 용접단계; 및

c) 키바 의 일측부를 가공하는 키바 가공단계;

를 포함하고,

상기 a) 스테이터 프레임 제관단계(S110) 이후에는 섹션 플레이트(120)를 가공하는 별도의 공정을 수행하지 않는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발전기는 대형 4폴 발전기(4 Pole Synchronous Generator)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 a) 스테이터 프레임 제관단계에서, 스테이터 프레임 내부에 용접되는 섹션 플레이트는, 내경 공차 ㅁ 10 mm 이내로 제작되어 용접될 수 있다.

또한, 상기 a) 스테이터 프레임 제관단계에서, 스테이터 프레임 내부에 용접되는 섹션 플레이트는, 내경 공차 ㅁ 3 mm 이내로 제작되어 용접될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 섹션 플레이트의 내측부에는 키바를 정 위치에 안착시킬 수 있는 반원 형상의 키바 홈이 형성되어 있고, 상기 키바 홈은 인접하는 또 다른 섹션 플레이트에 형성된 키바 홈과 직진도 공차 Φ3mm 내지 Φ10mm 의 범위를 이루도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 c) 키바 가공단계에서, 키바의 일측부는 도브테일(Dovetail) 형태로 가공될 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 스테이터 프레임을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 따르면, 섹션플레이트를 가공하는 공정을 삭제하고, 스테이터 프레임을 가로로 위치시킨 상태에서 키바 얼라인 용접공정을 수행할 수 있어, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 공정시간을 단축시키고, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 따르면, 종래 기술 대비 더욱 작은 내경 공차로 제작된 섹션 플레이트를 이용하여 스테이터 프레임을 제작함으로써, 섹션플레이트를 추가 가공하는 후속 공정을 삭제할 수 있어, 종래 기술 대비 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 결과적으로 공정에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 따르면, 스테이터 프레임을 가로로 위치시킨 상태에서 키바 얼라인 용접공정을 수행할 수 있어, 수직으로 세운 상태에서 수행되는 종래 기술 대비 더욱 안전하게 키바 얼라인 용접공정을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작된 스테이터 프레임에 따르면, 본 발명에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작될 수 있어, 종래 기술 대비 단축된 시간 내에 제작될 수 있으며, 종래 기술 대비 절감된 생산 비용에 의해 제작될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 수행되는 키바 얼라인 용접공정을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 수행되는 키바 얼라인 용접공정을 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 5의 (c)에 도시된 스테이터 프레임을 나타내는 측면도이다.
도 7은 도 5의 (c)에 도시된 키바의 직진도 공차를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작된 스테이터 프레임을 나타내는 측면도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 수행되는 키바 얼라인 용접공정을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.

또한, 도 6에는 도 5의 (c)에 도시된 스테이터 프레임을 나타내는 측면도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 5의 (c)에 도시된 키바의 직진도 공차를 설명하기 위한 모식도가 도시되어 있으며, 도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작된 스테이터 프레임을 나타내는 측면도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)은, 발전기용 스테이터 프레임(Stator frame, 100)에 장착되는 키바(Key bar, 110)를 정 위치에 배치하여 용접하는 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)으로서, 스테이터 프레임 제관단계(S110), 키바 용접단계(S120) 및 키바 가공단계(S130)를 포함하는 구성일 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)은, 스테이터 프레임 제관단계(S110) 이후에는 섹션 플레이트(120)를 가공하는 별도의 공정을 수행하지 않는 방법이다.

구체적으로, 스테이터 프레임 제관단계(S110)는 발전기용 스테이터 프레임(100)을 제관하는 단계이다.

이때, 상기 언급한 발전기는 발전플랜트에 설치되는 대형 발전기로서, 대형 4폴 발전기(4 Pole Synchronous Generator)일 수 있다.

또한, 스테이터 프레임(100) 내부에 용접되는 섹션 플레이트(120)는, 내경 공차 ㅁ 10 mm 이내로 제작되어 용접될 수 있다. 더욱 바람직하게 섹션 플레이트(120)는 내경 공차 ㅁ 3 mm 이내로 제작되어 용접될 수 있다.

일반적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 스테이터 프레임(100)의 내부 직경(Dsf)은 4 m로서, 상기 언급한 섹션 플레이트(120)의 내경 공차는 스테이터 프레임의 내부 직경을 대비해 매우 정밀한 수치이다. 이러한 정밀한 내경 공차에 의해 제작되어 용접된 섹션 플레이트(120)는, 정밀한 내경 공차를 가지고 있는 내부 직경(Dsp)을 가지게 된다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 섹션 플레이트(120)의 내측부에는 키바(110)를 정 위치에 안착시킬 수 있는 반원 형상의 키바 홈(121)이 형성될 수 있다.

스테이터 프레임(100)은 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 섹션 플레이트(120)를 포함하는 구조로서, 바람직하게는 각 섹션 플레이트(120)에 형성된 키바 홈(121)은 측면상 서로 일렬로 정렬될 수 있다.

이 경우, 키바 홈(121)은 인접하는 또 다른 섹션 플레이트(120)에 형성된 키바 홈(121)과 직진도 공차 Φ3mm 내지 Φ10mm 의 범위를 이루도록 정렬될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)은, 섹션 플레이트(120)를 추가로 더 가공해야 하는 별도의 공정을 필요로 하지 않게 된다. 결과적으로, 섹션 플레이트(120)를 추가로 더 가공하기 위한 별도의 공정에 소요되는 시간 및 제작 비용을 절감할 수 있다.

키바 용접단계(S120)는 스테이터 프레임(100)을 수평으로 위치시킨 상태에서 키바(110)를 정 위치에 배치시킨 후 용접하는 단계이다.

스테이터 프레임 제관단계(S110)에서 이미 스테이터 프레임(100)은 수평으로 위치시킨 상태로 제관되어 있어, 스테이터 프레임(100)을 별도의 공정에 의해 수평으로 위치시켜 고정하지 않아도 된다.

종래 기술에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법은 스테이터 프레임(100)을 수직으로 세워 고정하는 공정이 필요했으나, 본 실시예에 따른 공정 방법은 스테이터 프레임(100)을 눕혀서 실시하는 공정 방법이므로, 스테이터 프레임(100)을 수직으로 세워 고정하는 고정이 필요하지 않다.

결과적으로, 본 실시예에 따른 공정 방법은 종래 기술 대비 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 결과적으로 공정에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 따르면, 스테이터 프레임을 가로로 위치시킨 상태에서 키바 얼라인 용접공정을 수행할 수 있어, 수직으로 세운 상태에서 수행되는 종래 기술 대비 더욱 안전하게 키바 얼라인 용접공정을 수행할 수 있다.

키바 가공단계(S130)는 키바(110)의 일측부를 가공하는 단계로서, 더욱 상세하게는 키바(110)의 일측부를 도브테일(Dovetail) 형태로 가공하는 단계이다.

도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작된 스테이터 프레임을 나타내는 측면도가 도시되어 있다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법에 의해 제작된 스테이터 프레임(100)을 살펴보면, 스테이터 프레임(100)은 원통형상이고, 그 내부에 내경 방향으로 섹션 플레이트(120), 키바(110), 고정자 코어(130)가 순차적으로 위치한다.

복수의 섹션 플레이트(120)는 스테이터 프레임(100)에 용접되며, 키바(110)는 용접 또는 다른 방법에 의해 섹션 플레이트(120)에 부착된다.

고정자 코어(130)는 전형적으로 원통 형상을 가지며, 동축방향으로 적층된 절연형 금속 함유 적층체로 구성된다. 또한, 고정자 코어(130)는 공통축을 중심으로 이격되는 경우에 전체 적층체를 형성하는 반원형 적층체 섹션을 형성한다.

한편, 고정자 코어(130)는 원주방향으로 키바(110)를 수용하기 위한 키바 홈(131)을 갖는다. 키바(110)는 고정자 코어(30)의 외주면을 따라서 반경 방향으로 이격되도록 장착되어 구조적인 지지를 제공한다. 예컨대, 고정자 코어에 형성된 키바 홈(131)은 키바(110)와 대응되도록 도브테일 홈 형상으로 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 키바 얼라인 용접공정 방법에 따르면, 섹션플레이트를 가공하는 공정을 삭제하고, 스테이터 프레임을 가로로 위치시킨 상태에서 키바 얼라인 용접공정을 수행할 수 있어, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 공정시간을 단축시키고, 키바 얼라인 용접공정에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

S100: 키바 얼라인 용접공정 방법
S110: 스테이터 프레임 제관단계
S120: 키바 용접단계
S130: 키바 가공단계
100: 스테이터 프레임(stator frame)
110: 키바(key bar)
120: 섹션 플레이트(section plate)
121: 키바 홈
130: 고정자 코어
131: 키바 홈

Claims (7)

1. 발전기용 스테이터 프레임(Stator frame, 100)에 장착되는 키바(Key bar, 110)를 정 위치에 배치하여 용접하는 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)으로서,
   a) 스테이터 프레임(100)을 제관하는 스테이터 프레임 제관단계(S110);
   b) 스테이터 프레임(100)을 수평으로 위치시킨 상태에서 키바(110)를 정 위치에 배치시킨 후 용접하는 키바 용접단계(S120); 및
   c) 키바(110)의 일측부를 가공하는 키바 가공단계(S130);
   를 포함하고,
   상기 a) 스테이터 프레임 제관단계(S110) 이후에는 섹션 플레이트(120)를 가공하는 별도의 공정을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 키바 얼라인 용접공정 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 발전기는 대형 4폴 발전기(4 Pole Synchronous Generator)인 것을 특징으로 하는 키바 얼라인 용접공정 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 a) 스테이터 프레임 제관단계(S110)에서,
   스테이터 프레임(100) 내부에 용접되는 섹션 플레이트(120)는, 내경 공차 ㅁ 10 mm 이내로 제작되어 용접되는 것을 특징으로 하는 키바 얼라인 용접공정 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 a) 스테이터 프레임 제관단계(S110)에서,
   스테이터 프레임(100) 내부에 용접되는 섹션 플레이트(120)는, 내경 공차 ㅁ 3 mm 이내로 제작되어 용접되는 것을 특징으로 하는 키바 얼라인 용접공정 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 섹션 플레이트(120)의 내측부에는 키바(110)를 정 위치에 안착시킬 수 있는 반원 형상의 키바 홈(121)이 형성되어 있고,
   상기 키바 홈(121)은 인접하는 또 다른 섹션 플레이트(120)에 형성된 키바 홈(121)과 직진도 공차 Φ3mm 내지 Φ10mm 의 범위를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 키바 얼라인 용접공정 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 c) 키바 가공단계(S130)에서, 키바(110)의 일측부는 도브테일(Dovetail) 형태로 가공되는 것을 특징으로 하는 키바 얼라인 용접공정 방법.
   
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 키바 얼라인 용접공정 방법(S100)에 의해 제작된 것을 특징으로 하는 스테이터 프레임.
   

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