KR20170103423A - 발전소용 유압액추에이터 - Google Patents

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KR20170103423A
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이승훈
송인식
김홍현
이재민
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Abstract

본 발명에 따른 발전소용 유압액추에이터는 본체, 본체 내부에 수용되어 본체에 대해 인출입 되는 유압유의 유압력에 의해 왕복 이동되는 피스톤, 본체 내부에 형성되며 피스톤에 유압력을 제공하는 유압유가 인출입 되는 공간을 형성하는 실린더 및 본체의 외부에 배치되고 실린더와 연통되는 공급유로 및 배출유로가 형성되어 공급유로를 통해 실린더로 유압유를 공급 및 배출유로를 통해 상기 실린더로부터 유압유를 배출시키는 유압유 블록유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 실린더 내부로 유입 및 실린더 외부로 배출되는 유압유의 공급 및 배출유로를 유압유 블록유닛 내부에 형성하여 유압액추에이터의 이동성 향상과 함께 배관 미사용으로 인한 배관 파손 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.

Description

발전소용 유압액추에이터{HYDRAULIC ACTUATOR FOR A POWER PLANT}
본 발명은 발전소용 유압액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터빈으로 공급되는 스팀을 대기 및 복수기로 우회하도록 구동력을 제공하는 발전소용 유압액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 화력 발전소 및 원자력 발전소에 설치되는 증기 터빈은 고압 터빈과 저압 터빈으로 구성된다. 발전소의 고압 터빈과 저압 터빈을 작동시키기 위해 유입 및 터빈들을 경유하여 배출되는 증기는 터빈 조속 제어 계통 설비 장치에 의해 제어된다.
여기서, 발전소의 터빈 조속기 제어 계통 설비 장치는 증기의 압력 및 유량을 조절하는 터빈 밸브들 및 터빈 밸브들에 구동력을 제공하는 유압액추에이터로 구성된다. 이러한 터빈 밸브와 유압 액추에이터의 작동에 의해 증기의 압력 및 유량이 조절되어 터빈의 회전수 부하를 조절한다.
한편, 종래의 발전소용 유압액추에이터(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(110), 피스톤(120), 실린더(미도시), 유압유 블록유닛(140) 및 배관(200)을 포함한다. 본체(110) 내부에 형성된 실린더에 대해 유압유가 인출입됨에 따라 피스톤(120)이 리니어 왕복 이동하고, 이에 따라 피스톤(120)에 연결된 터빈 밸브들(미도시)이 증기의 개도를 선택적으로 개폐한다. 유압유는 유압유 블록유닛(140) 및 유압유 블록유닛(140)과 본체(110)에 연결된 배관(200)들을 이용하여 실린더에 대해 인출입 된다.
그런데, 종래의 발전소용 유압액추에이터는 유압유를 인출입 시키기 위한 유압유 블록유닛이 피스톤의 왕복 이동 방향에 대해 가로 방향으로 배치됨과 함께 유압유의 유동을 위해 복수 개의 배관이 연결됨에 따라 유압액추에이터 작동 중 배관들로부터 누유 등의 문제점이 발생될 수 있다.
또한, 유압유 블록유닛의 배치와 복수 개의 배관에 의해 유압액추에이터의 정비를 위한 이동 시 이동에 어려운 문제점과 배관들의 파손 될 수 있는 문제점도 있다.
대한민국 등록특허공보; 제 10-0941373호; 발전 설비용 유압식 액추에이터 및 그 정비방법
본 발명의 목적은 실린더에 대해 인출입 되는 유압유의 인출입 구조를 개선한 발전소용 유압액추에이터를 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 본체와, 상기 본체 내부에 수용되어 상기 본체에 대해 인출입 되는 유압유의 유압력에 의해 왕복 이동되는 피스톤과, 상기 본체 내부에 형성되며 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 유압유가 인출입 되는 공간을 형성하는 실린더와, 상기 본체의 외부에 배치되고 상기 실린더와 연통되는 공급유로 및 배출유로가 형성되어 상기 공급유로를 통해 상기 실린더로 유압유를 공급 및 상기 배출유로를 통해 상기 실린더로부터 유압유를 배출시키는 유압유 블록유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터에 의해 이루어진다.
여기서, 상기 유압유 블록유닛은 상기 피스톤의 왕복 이동 방향을 따라 상기 본체의 외부에 배치될 수 있다.
상기 피스톤은 피스톤 헤드와 피스톤 로드를 포함하고, 상기 발전소용 유압액추에이터는 상기 실린더 내부에 일정 길이를 가지고 상기 피스톤의 이동 방향으로 배치되어 상기 피스톤 헤드와의 접촉 및 접촉 해제에 따라 상기 피스톤의 왕복 이동 거리를 제한하는 이동 제한부를 더 포함할 수 있다.
상기 이동 제한부는 상기 피스톤 로드와 접촉되어, 상기 피스톤이 왕복 이동될 때 상기 피스톤의 편심 이동을 저지할 수 있다.
또한, 상기 발전소용 유압액추에이터는 상기 실린더 내부에 배치되고 상기 피스톤 헤드에 접촉되어 상기 실린더 내부에 공급된 유압유가 상기 실린더 외부로 배출될 때 상기 피스톤을 탄성 바이어스 하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 유압유 블록유닛은 상기 본체 외부에 배치되는 블록몸체와, 상기 블록몸체 내부에 관통 형성되고 상기 실린더에 대해 일정 간격을 두고 배치되는 상기 공급유로와 상기 배출유로에 각각 배치되어 유압유를 공급 및 배출하는 배관들에 연결되는 배관 연결부를 포함할 수 있다.
상기 실린더에는 상기 피스톤 헤드에 의해 구획되는 가압 영역과 부압 영역이 형성되며, 상기 공급유로는 상기 가압 영역과 연통되고, 상기 배출유로는 상기 부압 영역에 연통될 수 있다.
더불어, 상기 발전소용 유압액추에이터는 상기 본체에 배치되어, 상기 본체를 이동시키기 위해 이동장치에 연결되는 이동 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체 내부에는 상기 공급유로와 상기 배출유로에 각각 연통되는 제 1유로와 제 2유로가 형성되어 있을 수 있다.
상기 발전소용 유압액추에이터는 상기 피스톤 헤드에 배치되어, 유압유와 유압유에 잔존된 공기를 선택적으로 배출하는 공기배출밸브를 더 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 발전소용 유압액추에이터는 실린더 내부로 유입 및 실린더 외부로 배출되는 유압유의 공급 및 배출유로를 유압유 블록유닛 내부에 형성하여 유압액추에이터의 이동성 향상과 함께 배관 미사용으로 인한 배관 파손 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 발전소용 유압액추에이터의 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 발전소용 유압액추에이터의 좌측면도,
도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선의 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선의 일부 단면도,
도 6은 도 2에 도시된 유압유 블록유닛의 평면도,
도 7은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터의 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 발전소용 유압액추에이터의 좌측면도
도 9는 도 8에 도시된 Ⅸ-Ⅸ 선의 단면도,
도 10은 도 8에 도시된 Ⅹ-Ⅹ 선의 단면도,
도 11은 도 7에 도시된 유압유 블록유닛의 평면도,
도 12는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터의 사시도,
도 13은 도 12에 도시된 유압유 블록유닛의 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터는 제 1 내지 제 3실시 예로 구성되어 있으며, 각각의 실시 예에서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호로 기재하였음을 미리 밝혀둔다.
<제 1실시 예>
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터의 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 발전소용 유압액추에이터의 좌측면도, 도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선의 단면도, 도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선의 일부 단면도, 그리고 도 6은 도 2에 도시된 유압유 블록유닛의 평면도이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 공기배출밸브(80)는 본체(10), 피스톤(20), 실린더(30) 및 유압유 블록유닛(40)을 포함한다. 또한, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터(1)는 이동 제한부(50), 탄성부재(60), 이동 연결부(70) 및 공기배출밸브(80)를 더 포함한다.
본체(10)은 발전소용 유압액추에이터(1)의 외관을 형성하며, 일 실시 예로서 원통형의 형상을 갖는다. 본체(10)은 원통형의 몸체(12), 몸체(12)의 내부에 형성된 실린더(30)로 유압유가 공급 및 실린더(30) 외부로 유압유가 배출되는 제 1유로(14) 및 제 2유로(16)를 포함한다.
피스톤(20)은 본체(10) 내부에 수용되어 본체(10)에 대해 인출입 되는 유압유의 유압력에 의해 왕복 이동된다. 피스톤(20)은 피스톤 헤드(22)와 피스톤 로드(24)를 포함한다. 피스톤 헤드(22)는 실린더(30)에 배치되어 실린더(30)로 공급되는 유압유에 의해 유압력을 제공 받는다. 피스톤 로드(24)의 일측은 피스톤(20)에 연결되고 타측은 미도시된 터빈 밸브에 연결된다.
실린더(30)는 본체(10) 내부에 형성되며 피스톤(20)에 유압력을 제공하는 유압유가 인출입 되는 공간을 형성한다. 여기서, 실린더(30)의 내부는 피스톤(20)를 사이에 두고 유압유의 유압력이 제공되는 가압 영역과 유압력이 직접적으로 제공되지 않는 부압 영역으로 구획된다. 후술할 유압유 블록유닛(40)의 공급유로(44)와 배출유로(46)는 각각 실린더(30)의 가압 영역과 부압 영역에 연통된다.
유압유 블록유닛(40)은 본체(10)의 외부에 배치되어 미도시된 유압유 저장부로부터 공급된 유압유를 본체(10) 내부로 공급하고, 본체(10) 내부에 수용된 유압유를 본체(10) 외부로 배출시킨다. 유압유 블록유닛(40)은 본 발명의 일 실시 예로서, 블록몸체(42), 공급유로(44), 배출유로(46) 및 배관 연결부(48)를 포함한다. 유압유 블록유닛(40)은 피스톤(20)의 왕복 이동 방향을 따라 본체(10)의 외부에 배치된다. 본 발명의 제 1실시 예의 유압유 블록유닛(40)은 본체(10)의 길이에 대응되도록 마련된다.
블록몸체(42)는 유압유 블록유닛(40)의 외관을 형성하며, 상술한 바와 같이 본체(10)의 길이 방향에 대응되는 크기를 가지고 본체(10)의 외부에 배치된다. 공급유로(44) 및 배출유로(46)는 블록몸체(42)의 내부에 형성되며, 공급유로(44)를 통해 실린더(30)로 유압유를 공급 및 배출유로(46)를 통해 실린더(30)로부터 유압유를 배출시킨다. 배관 연결부(48)는 블록몸체(42) 내부에 관통 형성되고 실린더(30)에 대해 일정 간격을 두고 배치되는 공급유로(44)와 배출유로(46)에 각각 배치되어, 유압유를 공급 및 배출하는 배관들에 연결된다. 유압유 블록유닛(40)의 공급유로(44)와 배출유로(46)를 도 1에 도시된 종래의 발전소용 유압액추에이터(100)의 배관(200)과 달리, 외부로 노출되지 않은 이점이 있다.
이동 제한부(50)는 실린더(30) 내부에 일정 길이를 가지고 피스톤(20)의 이동 방향으로 배치되어 피스톤 헤드(22)와의 접촉 및 접촉 해제에 따라 피스톤(20)의 왕복 이동 거리를 제한다. 또한, 이동 제한부(50)는 피스톤로드(24)와 접촉되어 피스톤(20)이 왕복 이동될 때 피스톤(20)의 편심 이동을 저지한다. 즉, 이동 제한부(50)는 피스톤 헤드(22)와의 접촉에 의해 피스톤(20)의 이동거리를 제한하고, 피스톤 로드(24)가 이동 제한부(50) 내벽에 접촉되기 때문에 피스톤(20)의 편심 이동이 저지된다.
탄성부재(60)는 실린더(30) 내부에 배치되고 피스톤(20)에 접촉되어 실린더(30) 내부에 공급된 유압유가 실린더(30) 외부로 배출될 때 피스톤(20)을 탄성 바이어스 한다. 탄성부재(60)는 유압유의 공급에 의해 피스톤(20)이 이동된 후 유압유가 배출될 때 피스톤(20)의 위치롤 복원하도록 피스톤(20)에 탄성력을 제공한다.
이동 연결부(70)는 본체(10)에 배치되어 본체(10)을 이동시키기 위해 미도시된 이동장치에 연결된다. 이동 연결부(70)는 본 발명의 일 실시 예로서, 본체(10)의 길이 방향을 따라 2개가 배치되나 그 개수는 설계 변경될 수 있다.
공기배출밸브(80)는 피스톤 헤드(22)에 배치되어 유압유와 유압유에 잔존된 공기를 선택적으로 배출한다. 공기배출밸브(80)는 본 발명에서는 상세하게 도시하지 않았지만, 밸브몸체, 밸브스풀 및 오리피스 등으로 구성된다. 공기배출밸브(80)는 본 출원인이 특허 출원하여 등록된 "대한민국등록특허공보 제10-1166689호; 체크밸브 내장형 원자력 및 화력발전소 터빈밸브 제어 액추에이터" 및 "대한민국등록특허공보 제10-1455169호; 발전소용 유압 액추에이터 어셈블리" 등에 상세히 기재되어 있으므로, 이하에서 생략하기로 한다.
<제 2실시 예 및 제 3실시 예>
도 7은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터의 사시도, 도 8은 도 7에 도시된 발전소용 유압액추에이터의 좌측면도 도 9는 도 8에 도시된 Ⅸ-Ⅸ 선의 단면도, 도 10은 도 8에 도시된 Ⅹ-Ⅹ 선의 단면도, 그리고 도 11은 도 7에 도시된 유압유 블록유닛의 평면도이다.
본 발명의 제 2실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터(1)는 도 7 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시 예와 같이 본체(10), 피스톤(20), 실린더(30), 유압유 블록유닛(40), 이동 제한부(50), 탄성부재(60), 이동 연결부(70) 및 공기배출밸브(80)를 포함한다.
다음으로 도 12는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터의 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 유압유 블록유닛의 평면도이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터(1)는 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예와 같이 본체(10), 피스톤(20), 실린더(30), 유압유 블록유닛(40), 이동 제한부(50), 탄성부재(60), 이동 연결부(70) 및 공기배출밸브(80)를 포함한다.
본 발명의 제 2 및 제 3실시 예에 따른 발전소용 유압액추에이터(1)의 구성들 중 유압유 블록유닛(40)만 상이점이 있으므로, 이하에서 유압유 블록유닛(40)에 대해서 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2실시 예의 유압유 블록유닛(40)은 본 발명의 제 1실시 예와 같이, 본체(10)의 길이 방향을 따라 배치된다. 본 발명의 제 3실시 예의 유압유 블록유닛(40)은 본체(10)의 실린더(30) 영역에 배치된다. 즉, 본 발명의 제 3실시 예의 유압유 블록유닛(40)은 제 1 및 제 2실시 예의 유압유 블록유닛(40)과 달리 소형 사이즈로 마련되어 본체(10)의 실린더(30) 영역에 배치된다.
이에, 실린더 내부로 유입 및 실린더 외부로 배출되는 유압유의 공급 및 배출유로를 유압유 블록유닛 내부에 형성하여 유압액추에이터의 이동성 향상과 함께 배관 미사용으로 인한 배관 파손 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 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 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 본체 14: 제 1유로
16: 제 2유로 20: 피스톤
22: 피스톤 헤드 24: 피스톤 로드
30: 실린더 40: 유압유 블록유닛
44: 공급유로 46: 배출유로
48: 배관 연결부 60: 탄성부재
70: 이동 연결부 80: 공기배출밸브

Claims (10)

  1. 본체와;
    상기 본체 내부에 수용되어, 상기 본체에 대해 인출입 되는 유압유의 유압력에 의해 왕복 이동되는 피스톤과;
    상기 본체 내부에 형성되며, 상기 피스톤에 유압력을 제공하는 유압유가 인출입 되는 공간을 형성하는 실린더와;
    상기 본체의 외부에 배치되고 상기 실린더와 연통되는 공급유로 및 배출유로가 형성되어, 상기 공급유로를 통해 상기 실린더로 유압유를 공급 및 상기 배출유로를 통해 상기 실린더로부터 유압유를 배출시키는 유압유 블록유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유압유 블록유닛은 상기 피스톤의 왕복 이동 방향을 따라 상기 본체의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 피스톤은 피스톤 헤드와 피스톤 로드를 포함하고,
    상기 발전소용 유압액추에이터는 상기 실린더 내부에 일정 길이를 가지고 상기 피스톤의 이동 방향으로 배치되어, 상기 피스톤 헤드와의 접촉 및 접촉 해제에 따라 상기 피스톤의 왕복 이동 거리를 제한하는 이동 제한부를 더 포함하는 것을 특징하는 발전소용 유압액추에이터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 이동 제한부는 상기 피스톤 로드와 접촉되어, 상기 피스톤이 왕복 이동될 때 상기 피스톤의 편심 이동을 저지하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 발전소용 유압액추에이터는,
    상기 실린더 내부에 배치되고 상기 피스톤 헤드에 접촉되어, 상기 실린더 내부에 공급된 유압유가 상기 실린더 외부로 배출될 때 상기 피스톤을 탄성 바이어스 하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유압유 블록유닛은,
    상기 본체 외부에 배치되는 블록몸체와;
    상기 블록몸체 내부에 관통 형성되고 상기 실린더에 대해 일정 간격을 두고 배치되는 상기 공급유로와 상기 배출유로에 각각 배치되어, 유압유를 공급 및 배출하는 배관들에 연결되는 배관 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 실린더에는 상기 피스톤 헤드에 의해 구획되는 가압 영역과 부압 영역이 형성되며,
    상기 공급유로는 상기 가압 영역과 연통되고, 상기 배출유로는 상기 부압 영역에 연통되는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 발전소용 유압액추에이터는,
    상기 본체에 배치되어, 상기 본체를 이동시키기 위해 이동장치에 연결되는 이동 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 본체 내부에는 상기 공급유로와 상기 배출유로에 각각 연통되는 제 1유로와 제 2유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
  10. 제 3항에 있어서,
    상기 발전소용 유압액추에이터는,
    상기 피스톤 헤드에 배치되어, 유압유와 유압유에 잔존된 공기를 선택적으로 배출하는 공기배출밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 유압액추에이터.
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