KR20190069760A

KR20190069760A - 회전체 계측장치

Info

Publication number: KR20190069760A
Application number: KR1020170169996A
Authority: KR
Inventors: 이두영; 김두수; 구재량; 김동환; 김연환
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-06-20

Abstract

본 발명에 따른 회전체 계측장치는 회전축의 일측에 결합되어 회전축의 회전에 따라 회전축과 일체로 회전하며, 외측 둘레에 전도체가 설치되는 전도부, 회전축의 타측에 결합되어, 회전축의 회전에 따라 회전축과 일체로 회전하는 회전체의 외면에 부착되는 센서, 일단이 센서에 연결되고, 타단은 회전축의 외측을 따라 전도부의 외측으로 연장되어 전도체와 전기적으로 연결되는 제1 전선을 포함할 수 있다.

Description

회전체 계측장치{Rotor measuring device}

본 발명은 회전체 계측장치에 관한 것이다.

일반적으로 회전체의 회전속도를 측정하기 위하여, 챔버 내부에 배치된 회전체에 회전체의 온도, 변형, 진동 등을 계측하는 센서가 부착된다.

회전체가 회전할 시, 센서와 연결된 전선이 꼬이는 것을 방지하기 위하여, 회전축 내부에 중공을 형성하여, 센서와 연결된 전선은 회전축의 중공 및 슬립링내부에 연결된다.

그러나, 회전축이 챔버 외부에 배치될 경우, 회전축에 형성된 중공으로 외부 공기가 유입됨으로써, 챔버 내부는 진공상태를 저하시킨다. 챔버 내부에 외부 공기가 유입될 경우, 회전체의 성능을 정확하게 검사하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 회전축의 내부에 형성된 중공에 의하여, 회전체의 최대 무게 사양이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 회전축에 중공을 형성하지 않고, 챔버 내부를 진공상태로 유지시켜, 회전체의 성능을 검사할 수 있는 장치 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 회전축에 중공을 형성하지 않고, 회전체를 시험할 수 있는 회전체 계측장치를 제공한다.

본 발명의 과제는 챔버 내부에 회전체, 전도부, 브러시가 배치되어, 챔버 내부를 진공상태로 유지시킬 수 있어 회전체의 성능 검사를 보다 정밀하게 검사할 수 있는 회전체 계측장치를 제공한다.

일 예에서 본 발명에 따른 회전체 계측장치는 회전축의 일측에 결합되어 회전축의 회전에 따라 회전축과 일체로 회전하며, 외측 둘레에 전도체가 설치되는 전도부, 회전축의 타측에 결합되어, 회전축의 회전에 따라 회전축과 일체로 회전하는 회전체의 외면에 부착되는 센서, 일단이 센서에 연결되고, 타단은 회전축의 외측을 따라 전도부의 외측으로 연장되어 전도체와 전기적으로 연결되는 제1 전선을 포함한다.

이에 따라, 회전축에 중공을 형성하지 않고, 회전체를 시험할 수 있어, 회전체의 무게사양을 높일 수 있게 되어, 다양한 회전체의 성능을 검사할 수 있다.

또한, 챔버 내부에 회전체, 전도부, 브러시가 배치되어, 챔버 내부가 진공상태로 유지될 수 있어 회전체의 성능 검사를 보다 정밀하게 검사할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 회전체 계측장치를 나타낸 간략도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 나타낸 상세도이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 나타낸 상세도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

일반적으로 회전체 계측장치의 회전체(30)에는 온도, 변형, 진동, 속도 등을 측정하는 센서(20)가 부착된다. 회전체(30)와 동시에 회전하는 센서(20)에 연결된 전선은 주변 부품과의 간섭 없이 챔버(50) 외부로 인출되기 위하여, 회전축(35)의 중공을 통하여, 챔버(50) 외부에 배치된 슬립링 내부에 연결된다.

그러나, 챔버(50) 내부는 진공상태로 유지되어야 하나, 챔버(50) 외부로 통과된 회전축(35)의 중공을 통하여, 챔버(50) 내부로 외부공기가 유입되어 회전체(30)의 성능을 정확히 검사하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 중공은 회전체(30)의 무게사양을 떨어지게 하며, 중공의 크기에 따라, 설치 가능한 전선의 개수의 제한이 있으며, 회전체(30)와 회전축(35)을 분리할 경우, 중공과 납땜한 모든 전선을 절단해야 하는 번거로움이 있다.

본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 중공이 형성된 기존방법을 사용하지 않고, 챔버(50) 내부에 회전체(30), 전도부(10), 브러시(42)를 수용한 채, 챔버(50) 내부를 진공상태를 유지시킴으로써, 보다 정밀하게 회전체(30)를 검사하는 것에 기본적인 특징이 있다

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 회전체 계측장치를 나타낸 간략도이며, 도 2는 도 1의 A 부분을 나타낸 상세도이며, 도 3은 도 1의 B 부분을 나타낸 상세도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 회전체 계측장치는 전도부(10), 센서(20), 제1 전선(21)을 포함한다.

전도부(10)는 회전축(35)의 일측에 결합되어 회전축(35)의 회전에 따라 회전축(35)과 일체로 회전한다. 전도부(10)의 외측 둘레에는 전도체(11)가 설치된다.

센서(20)는 회전축(35)의 타측에 결합되어, 회전축(35)의 회전에 따라 회전축(35)과 일체로 회전하는 회전체(30)의 외면에 부착된다.

제1 전선(21)은 센서(20)와 전도체(11)를 연결한다. 제1 전선(21)의 일단은 센서(20)에 연결되며, 타단은 회전축(35)의 외측을 따라 전도부(10)의 외측으로 연장되어 전도체(11)와 전기적으로 연결된다.

회전축(35)에 결합된 전도부(10)와 회전체(30)는 동일속도, 동일방향으로 회전하도록 구성될 수 있다.

일예로, 회전축(35)은 복수개 배치되어, 하단에 배치된 하단 회전축은 전도부(10)가 결합되고, 상단에 배치된 상단 회전축은 회전체(30)가 결합될 수 있다. 상하단 회전축은 커플링 등에 의하여 결합될 수 있다. 전도부(10)와 회전체(30)의 회전은 동일속도, 동일 방향을 따라 회전하도록 구성될 수 있다.

제1 전선(21)은 전도체(11), 회전축(35), 회전체(30)의 외면에 배치됨으로써, 회전축(35)은 제1 전선(21)을 내부로 통과시키기 위한 중공이 형성되지 않도록 구성될 수 있다.

중공이 형성되지 않음으로써 회전체(30) 및 회전축(35)의 무게를 높일 수 있다. 회전체(30), 회전축(35)의 무게사양이 높아짐으로써, 시험 가능한 다양한 회전체(30)의 성능을 보다 많이 검사할 수 있다.

일예로, 회전축(35)에 중공이 형성될 경우, 중공을 통하여 외부 공기가, 진공을 형성한 후술할 챔버(50) 내부에 유입되는 문제가 있으나, 회전축(35)에 중공이 형성되지 않음으로써, 챔버(50)의 기밀성을 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

제1 전선(21)은 전도체(11), 회전축(35), 회전체(30)의 외면에 배치됨으로써, 전도부(10) 회전체(30)와 동시에 회전하도록 구성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 접착부재(80)를 더 포함할 수 있다. 접착부재(80)는 제1 전선(21)을 회전체(30)의 외면과, 전도부(10)의 외면에 각각 밀착시키도록 구성될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전선(21)은 전도부(10) 및 회전체(30)와 동시에 회전함으로써, 제1 전선(21)이 꼬이지 않게 배치될 수 있어, 계측된 신호를 브러시(42)로 전달할 수 있다.

제1 전선(21)은 전도부(10)와 회전체(30)의 회전에 의하여, 회전할 수 있다. 접착부재(80)는 회전하는 원심력에 의하여, 탈착되지 않도록 센서(20) 및 제1 전선(21)을 회전체(30), 회전축(35), 전도부(10)에 고정시키도록 구성될 수 있다.

접착부재(80)는 전도체(11)에 제1 전선(21)이 접촉되도록 고정시킬 수 있다. 일예로, 접착부재(80)는 핀, 접착제 등일 수 있다. 접착부재(80)는 제1 전선(21)을 고정시킬 수 있는 것이면 모든 만족한다.

회전축(35)을 회전시키기 위한 구동부(60)를 더 포함할 수 있다. 구동부(60)는 구동유닛(60)과, 전달벨트(63)를 포함할 수 있다. 구동부(60)는 회전하는 구동축(61)이 구비될 수 있으며, 전달벨트(63)는 구동축(61)의 회전력을 회전축(35)에 전달하도록 구성될 수 있다.

일예로, 구동축(61)에는 구동풀리(65)가, 회전축(35)에는 종동풀리(67)가 구비될 수 있으며, 전달벨트(63)는 구동풀리(65) 및 종동풀리(67)의 각각의 기어와 결합될 수 있다. 회전축(35)은 구동부(60)와 동일한 속도, 동일한 방향으로 회전될 수 있다.

회전체(30)에 부착된 센서(20)는 회전체(30)의 회전속도, 회전체(30)의 진동, 회전체(30)의 불평형에 따른 변형, 회전체(30)의 온도 등을 검출할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 챔버(50)를 더 포함할 수 있다. 챔버(50) 내부에는 진공이 형성될 수 있다. 일예로, 챔버(50)는 진공형성을 위한 펌프(51)를 더 포함할 수 있다. 펌프(51)의 작동에 의하여 챔버(50) 내부는 진공상태로 형성될 수 있다.

챔버(50) 내부에는 회전축(35)의 적어도 일부, 회전체(30) 및 전도부(10)가 수용되도록 구성될 수 있다.

본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 브러시(42)를 더 포함할 수 있다. 브러시(42)는 제1 전선(21)의 계측신호를 챔버(50) 외부로 전달하도록 구성될 수 있다.

브러시(42)의 일단은 전도체(11)의 외면에 접촉될 수 있으며, 타단은 챔버(50)의 외부에 배치된 검출부(70)와 전기적으로 연결되는 제2 전선(41)이 연결될 수 있다.

브러시(42)는 챔버(50) 내부에 수용될 수 있다. 브러시(42)는 전도체(11)에 외접되게 배치될 수 있다. 브러시(42)는 전도체(11)와의 접촉에 의하여, 전도체(11)와 전기적으로 연결된 제1 전선(21)의 신호를 전달받도록 구성될 수 있다.

브러시(42)는 제2 전선(41)을 통해, 챔버(50) 외부에 배치된 검출부(70)로 센서(20)에서 측정한 계측신호를 전달하도록 구성될 수 있다.

챔버(50) 내부에 브러시(42)를 고정시키는 브러시 고정부(43)가 설치될 수 있다. 브러시 고정부(43)는, 브러시(42)를 회전하는 전도체(11)에 외접되게 배치시킬 수 있다.

일예로, 전도체(11)는 링형태로 형성될 수 있으며, 브러시(42)는 전도체(11)와 맞닿아 미끄러지면서 접촉을 유지하도록 구성될 수 있다.

일예로, 검출부(70)는 제1 전선(21), 전도체(11), 브러시(42), 제2 전선(41)을 통해 센서(20)에서 측정한 회전체(30)의 회전속도, 회전체의 진동, 회전체의 불평형, 회전체의 온도 등을 검출할 수 있다. 일예로, 제1 및 2 전선(21,41)은 신호용 케이블일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(50)는 제2 전선(41)의 타단을 외부로 통과시키도록 통과홀(53)을 구비할 수 있다. 통과홀(53)은 제2 전선(41)이 통과되는 크기로 형성될 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 고정부재(58)를 더 포함할 수 있다. 고정부재(58)는 통과홀(53)을 통해 통과된 제2 전선(41)을 고정시키도록 구성될 수 있다. 고정부재(58)는 제2 전선(41)을 고정시킴과 동시에, 통과홀(53)을 밀봉시킬 수 있다.

제2 전선(41)은 챔버(50) 외부에 노출된 채로, 고정부재(58)에 의하여, 통과홀(53)을 영구적으로 밀봉시킴으로써, 챔버(50) 내부의 진공상태를 유지시킬 수 있다.

일예로, 임시적으로 밀봉을 하는 구조가 아닌, 영구적으로 밀봉이 가능해짐으로써, 챔버(50)의 진공도 유지가 저하되지 않는 특징이 있다.

챔버(50) 내부는 진공상태를 유지시킬 수 있게 되어, 챔버(50) 내부에서 회전하는 회전체(30)의 성능을 정확하게 검사할 수 있다. 또한, 회전축(35)에 중공이 형성되지 않음으로써, 회전축(35) 및 회전체(30)의 무게사양을 높일 수 있다. 챔버(50) 내부가 진공상태를 유지한 채, 다양한 무게의 회전체(30) 검사가 가능해짐으로써, 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 지지부(71), 하측 베어링(72)을 더 포함할 수 있다. 지지부(71)는 회전축(35)을 지지하도록 구성될 수 있다. 지지부(71)는 챔버(50)의 내부의 바닥면에 배치될 수 있다.

하측 베어링(72)은 회전축(35)의 일측의 말단에 결합되어, 회전축(35)을 회전 가능하게 지지하도록 구성될 수 있다. 하측 베어링(72)은 지지부(71)의 상단에 고정될 수 있다. 일예로, 지지부(71)의 상단에 홈이 형성될 수 있으며, 홈에 하측 베어링(72)은 끼워질 수 있다.

지지부(71) 및 하측 베어링(72)은 구동부에 의하여 회전하는 회전축(35)이 안정된 상태로 회전하도록 지지할 수 있다.

본 실시예에 따른 회전체 계측장치는 상측 베어링(73)를 더 포함할 수 있다. 상측 베어링(73)은 회전축(35)을 회전 가능하게 지지하도록 구성될 수 있다.

상측 베어링(73)은 회전축(35)의 타측의 말단과 근접한 부분에 결합된 채, 지면에 수직하게 배치된 회전축(35)의 타측의 말단이 외부로 통과되도록 챔버(50)에 형성된 안내홀(55)의 주변에 고정될 수 있다.

일예로, 상측 베어링(73)의 내륜은 회전축(35)의 타측에 끼어지도록 결합될 수 있으며, 상측 베어링(73)의 외륜은 안내홀(55)에 고정되게 결합될 수 있다.

일예로, 상측 베어링(73)은 회전축(35)의 타측에 배치된 챔버(50)를 경계로 이중형태로 배치될 수 있다.

이는, 회전축(35)에 중공이 형성되지 않고, 통과홀(53)을 고정부재(58)를 통해, 영구적으로 밀봉시킴으로써, 챔버(50) 내부에 외부 공기가 유입되지 않음으로써, 챔버(50) 내부의 진공상태를 유지시킬 수 있어, 회전체(30)의 성능을 보다 정확하게 검사할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 전도부 20: 센서
30: 회전체 35: 회전축
50: 챔버 60: 구동부
80: 접착부재

Claims

회전축의 일측에 결합되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 일체로 회전하며, 외측 둘레에 전도체가 설치되는 전도부;
상기 회전축의 타측에 결합되어, 상기 회전축의 회전에 따라 상기 회전축과 일체로 회전하는 회전체의 외면에 부착되는 센서;
일단이 상기 센서에 연결되고, 타단은 상기 회전축의 외측을 따라 상기 전도부의 외측으로 연장되어 상기 전도체와 전기적으로 연결되는 제1 전선;
을 포함하는 회전체 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 전선을 상기 회전체의 외면과, 상기 전도부의 외면에 각각 밀착시키기 위한 접착부재를 더 포함하는 회전체 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축은 상기 제1 전선을 내부로 통과시키기 위한 중공이 형성되지 않는 회전체 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축을 회전시키기 위한 구동부를 더 포함하는 회전체 계측장치.
청구항 4에 있어서,
상기 구동부는
회전하는 구동축이 구비된 구동유닛;
상기 구동축의 회전력을 상기 회전축에 전달하는 전달벨트;
를 포함하는 회전체 계측장치.
청구항 1에 있어서,
내부에 진공이 형성되며, 상기 내부에 상기 회전축의 적어도 일부, 상기 회전체 및 상기 전도부를 수용하는 챔버를 더 포함하는 회전체 계측장치.
청구항 6에 있어서,
상기 회전축을 지지하는 지지부를 더 포함하며, 상기 지지부는 상기 챔버의 상기 내부의 바닥면에 배치되는 회전체 계측장치.
청구항 7에 있어서,
상기 회전축의 상기 일측의 말단에 결합되어, 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 하측 베어링을 더 포함하며,
상기 하측 베어링은 상기 지지부의 상단에 고정되는 회전체 계측장치.
청구항 6에 있어서,
상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 상측 베어링을 더 포함하며,
상기 상측 베어링은 상기 회전축의 상기 타측의 말단과 근접한 부분에 결합된 채, 지면에 수직하게 배치된 상기 회전축의 상기 타측의 말단이 외부로 통과되도록 상기 챔버에 형성된 안내홀의 주변에 고정되는 회전체 계측장치.
청구항 6에 있어서,
일단은 상기 전도체의 외면에 접촉되고, 타단은 상기 챔버의 외부에 배치된 검출부와 전기적으로 연결되는 제2 전선이 연결된 브러시를 더 포함하는 회전체 계측장치.
청구항 10에 있어서,
상기 챔버는 내부에 상기 브러시를 수용하고, 상기 제2 전선의 타단을 상기 외부로 통과시키는 통과홀을 구비하는 회전체 계측장치.
청구항 11에 있어서,
상기 통과홀에 상기 제2 전선을 고정시키는 고정부재가 더 포함되는 회전체 계측장치.