KR20200001344U

KR20200001344U - 발전소용 발전기 내부 검사 로봇

Info

Publication number: KR20200001344U
Application number: KR2020180005796U
Authority: KR
Inventors: 전병수; 황윤성; 이성호
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2020-06-23

Abstract

발전기의 회전자를 인출하지 않고 발전기 내부 검사를 용이하게 시행할 수 있도록, 발전기의 고정자와 회전자 사이에 설치되고 고정자와 인력이 작용하도록 중앙부분에 자석이 구비되며 양측에 결합구멍이 각각 형성되는 바디와, 각각 막대형상으로 이루어지고 복수의 바디가 고정자의 길이방향을 따라 연이어 배치되도록 결합구멍과 각각 끼움결합되는 한 쌍의 바디결합부재와, 바디의 양측에 설치되고 바디에 구동력을 제공하여 고정자의 길이방향 및 길이직각방향을 따라 바디를 주행시키는 한 쌍의 주행유닛과, 바디의 양측에 설치되고 발전기의 내부 진단용 디바이스가 탑재되는 한 쌍의 마운터를 포함하여 이루어지는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇을 제공한다.

Description

발전소용 발전기 내부 검사 로봇 {Generator Inner Test Robot for Electric Power Station}

본 고안은 발전소용 발전기 내부 검사 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전기의 회전자를 인출하지 않고 발전기 내부를 검사할 수 있는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소, 조력발전소, 풍력발전소 등의 발전소에는 전자기 유도 현상을 이용하여 기계동력을 전력으로 변환시키는 발전기가 구비된다.

상기 발전기는 고정자 틀(frame) 내부에 원통형으로 고정 설치되는 고정자(Stator)와, 상기 고정자의 중심에서 회전되면서 교류를 유기시키기 위한 회전자(Rotor)를 포함하는 구조를 갖는다.

상기 고정자는 내측에 슬롯이 형성되는 고정자코어와, 상기 슬롯에 삽입되는 고정자코일과, 상기 슬롯의 일측에 설치되어 고정자코어의 이탈을 방지하는 고정자 웨지를 포함한다.

상기 회전자는 상기 고정자코어의 중심에서 회전되는 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 형성되고 직류전원으로 여자되는 회전자코어와, 상기 회전자코어의 외측에 설치되는 회전자코일을 포함한다.

한편, 각 발전소에서는 발전기가 전기를 직접 생산하는 핵심 기기인 만큼 발전기의 기계적 건전성을 확보하기 위해 수시로 여러 가지 항목을 검사하고 발전기의 상태를 진단하게 되며, 이때 고정자웨지 체결검사, 고정자코일 절연검사, 고정자코어 결함검사, 고정자 외관검사 등과 같은 발전기 내부 검사는 작업자가 고정자의 내주면 영역에 접근하여 검사를 시행해야 함에 따라 회전자를 제거해야 하는데 이라한 회전자의 제거 작업에 수일의 작업시간이 걸린다.

따라서 회전자의 인출없이 발전기 내부를 검사할 수 있고 한꺼번에 다양한 검사를 시행하여 검사시간을 절약하고 정확한 발전기 내부 진단을 위한 장치의 제공이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제0152440호(발명의 명칭 : 발전기 고정자의 웨지체결강도 측정 장치) 대한민국 등록특허공보 제10-0330258호(발명의 명칭 : 발전기 고정자 권선 검사방법)

본 고안의 실시예는 발전기의 회전자를 인출하지 않고 내부를 용이하게 검사할 수 있도록 하고자 한다.

또한, 본 고안의 실시예는 발전기의 내부를 전후 및 좌우로 이동하면서 여러 부위에 대한 검사를 시행할 수 있도록 하고자 한다.

본 고안이 제안하는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇은 발전기의 고정자와 회전자 사이에 설치되고 고정자와 인력이 작용하도록 중앙부분에 자석이 구비되며 양측에 결합구멍이 각각 형성되는 바디와, 각각 막대형상으로 이루어지고 복수의 상기 바디가 고정자의 길이방향을 따라 연이어 배치되도록 상기 결합구멍과 각각 끼움결합되는 한 쌍의 바디결합부재와, 상기 바디의 양측에 설치되고 바디에 구동력을 제공하여 상기 고정자의 길이방향 및 길이직각방향을 따라 상기 바디를 주행시키는 한 쌍의 주행유닛과, 상기 바디의 양측에 설치되고 상기 발전기의 내부 진단용 디바이스가 탑재되는 한 쌍의 마운터를 포함한다.

상기 바디는 상기 주행유닛과 마운터가 고정 지지되는 한 쌍의 브래킷을 양측에 구비한다.

상기 브래킷은 상기 바디에 고정되는 내측고정부와, 상기 내측고정부와 상기 주행유닛을 사이에 두고 설치되고 상기 마운터가 고정되는 외측고정부와, 상기 내측고정부와 외측고정부를 연결하는 연결부를 포함한다.

상기 주행유닛은 하우징과, 내부에 자석을 구비하고 상기 하우징 내부에 회전가능하게 설치되며 일측이 고정자와 밀착된 상태로 구름운동하는 주행볼과, 상기 주행볼의 타측에 밀착되는 상태로 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 주행볼의 타측을 회전시키는 것에 의하여 주행볼을 고정자의 길이방향을 따라 구름운동시키는 전후회전부재와, 상기 주행볼의 타측에 밀착되는 상태로 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 주행볼의 타측을 회전시킴으로써 주행볼을 고정자의 길이직각방향을 따라 구름운동시키는 좌우회전부재를 포함한다.

상기 마운터는 판형상으로 이루어지고 수직으로 설치되는 수직플레이트와 상기 수직플레이트의 하측 모서리에서 바깥쪽으로 직각으로 굽어져 형성되는 수평플레이트로 이루어지는 정착부재와, 자성체로 이루어지고 상기 고정부재와 디바이스 간에 인력을 작용시키도록 수직플레이트에 설치되는 고정부재를 포함한다.

상기 마운터에 탑재되는 발전기 내부 진단용 디바이스는 고정자웨지의 경도를 측정하는 경도측정장치와, 고정자코어의 절연을 탐지하는 절연탐지장치와, 발전기 내부 상태를 관찰하는 카메라를 포함한다.

그리고 본 고안은 상기 발전기 내부 위치를 측정을 위해 상기 바디의 양측에 설치되는 한 쌍의 엔코더를 더 포함하는 것도 가능하다.

본 고안의 실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇에 의하면, 회전자의 인출없이 발전기의 고정자웨지 체결강도검사, 고정자코일 절연검사, 발전기 내부 촬영 등의 내부 검사를 용이하게 시행할 수 있다.

그리고 본 고안의 실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇에 의하면, 발전기 내부에서 전후 및 좌우로 이동 가능하므로 고정자의 다양한 부위를 용이하게 검사할 수 있고 고정자의 단부에 설치되는 에어 갭 배플 등의 장애물을 피하면서 용이하게 검사를 시행할 수 있다.

도 1은 발전기 내부 검사를 위한 본 고안의 일실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇이 설치된 발전기의 개략도이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇을 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇에 발전기 내부 검사용 디바이스가 장착된 사시도이다.

다음으로 본 고안에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.

이하에 설명하는 실시예는 본 고안의 바람직한 실시예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 고안의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.

본 고안의 일실시예에 따른 발전소용 발전기 검사 로봇은 도 1~도 4에 나타낸 바와 같이, 발전기(2)의 고정자(3)와 회전자(6) 사이에 설치되고 고정자(3)와 인력이 작용하도록 내부에 자석(12)이 구비되며 양측에 결합구멍(14)이 각각 형성되는 바디(10)와, 각각 막대형상으로 이루어지고 복수의 상기 바디(10)가 상기 고정자(3)의 길이방향을 따라 연이어 배치되도록 상기 결합구멍(14)과 각각 끼움결합되는 한 쌍의 바디결합부재(20)와, 상기 바디(10)의 양측에 설치되고 바디(10)에 구동력을 제공하여 상기 고정자(3)의 길이방향 및 길이직각방향을 따라 상기 바디(10)를 주행시키는 한 쌍의 주행유닛(30)과, 상기 바디(10)의 양측에 설치되는 한 쌍의 엔코더(40)와, 상기 바디(10)의 양측에 설치되고 상기 발전기(2) 내부 진단용 디바이스(60), (70), (80)가 탑재되는 한 쌍의 마운터(50)를 포함한다.

상기 바디(10)는 상기 결합구멍(14)을 통해 상기 바디결합부재(20)와 끼움결합된 상태에서 나사 등으로 체결된다.

상기 바디결합부재(20)는 대략 원통형의 막대형상으로 이루어진다.

상기 바디(10)는 상기 발전기(2)의 크기, 즉 고정자(3)의 내경에 따라 한 개 또는 여러 개가 상기 바디결합부재(20)에 연이어 결합되어 고정될 수 있다.

상기 바디(10)는 고정자(3)와 회전자(6) 사이 간격보다 얇은 두께로 형성된 사각형의 블록형상으로 이루어지고 중앙에 사각형의 자석(12)이 삽입될 수 있게 자석삽입홈(11)이 형성된다.

상기 바디(10)는 상기 주행유닛(30)과 마운터(40)가 고정 지지되는 한 쌍의 브래킷(15)을 양측에 구비한다.

상기 브래킷(15)은 대략 "ㄷ"형상으로 이루어진다.

즉 브래킷(15)은 상기 바디(10)에 고정되는 내측고정부(16)와, 상기 내측고정부(16)와 일정 간격을 두고 설치되고 상기 마운터(40)가 고정되는 외측고정부(17)와, 상기 내측고정부(16)와 외측고정부(17)를 연결하는 연결부(18)를 포함한다.

상기 내측고정부(16)와 외측고정부(17) 사이에는 상기 주행유닛(30) 및 엔코더(40)가 설치 고정된다.

상기 주행유닛(30)은 대략 박스형상으로 이루어지는 하우징(31)과, 내부에 자석(33)을 구비하고 상기 하우징(31) 내부에 회전가능하게 설치되며 일측이 고정자(3)와 밀착된 상태로 구름운동하는 주행볼(32)과, 상기 하우징(31) 내부에 설치되고 모터(35)에 의해 회전되며 상기 주행볼(32)의 타측에 밀착된 상태로 회전하면서 상기 주행볼(32)을 회전시키는 것에 의하여 주행볼(32)을 고정자(3)의 길이방향을 따라 구름운동시키는 전후회전롤러(34)와, 상기 하우징(31) 내부에 설치되고 모터(37)에 의해 회전되며 상기 주행볼(32)의 타측에 밀착된 상태로 회전하면서 상기 주행볼(32)을 회전시키는 것에 의하여 주행볼(32)을 고정자(3)의 길이직각방향을 따라 구름운동시키는 좌우회전롤러(36)를 포함한다.

상기 엔코더(40)는 본 발명의 실시예에 따른 발전소용 발전기 내부 검사 로봇의 발전기 내 위치 확인을 위해 설치된다.

상기 마운터(50)는 판형상으로 이루어지고 수직으로 설치되는 수직플레이트(52)와 상기 수직플레이트(52)의 하측 모서리에서 바깥쪽으로 직각으로 굽어져 형성되는 수평플레이트(53)로 이루어지는 정착부재(51)와, 자성체로 이루어지고 상기 고정부재(51)와 디바이스 간에 인력을 작용시키도록 수직플레이트(52) 내부에 설치되는 고정부재(56)를 포함한다.

상기 고정부재(56)는 원형상의 자석으로 이루어질 수 있으며 일정 간격을 두고 복수개가 설치될 수 있다.

상기 고정부재(56)는 상기 수평플레이트(53)에도 설치될 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 마운터(50)에 탑재되는 발전기 내부 진단용 디바이스로는 고정자웨지의 경도를 측정하는 경도측정장치(60)와, 고정자코어의 절연을 탐지하는 절연탐지장치(70)와, 발전기 내부 상태를 관찰하는 카메라(80)가 포함될 수 있다.

상기에서는 본 고안에 따른 발전소용 발전기 내부 검사 로봇의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 고안의 설명, 첨부한 도면의 범위내에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 고안의 범위내에 속한다.

2 : 발전기 3 : 고정자
6 : 회전자 10 : 바디
11 : 자석삽입홈 12 : 자석
14 : 결합구멍 15 : 브래킷
16 : 내측고정부 17 : 외측고정부
18 : 연결부 20 : 바디결합부재
30 : 주행유닛 31 : 하우징
32 : 주행볼 33 : 자석
34 : 전후회전부재 36 : 좌우회전부재
40 : 마운터 50 : 엔코더
60 : 경도측정장치 60 : 절연탐지장치
70 : 카메라

Claims

발전기의 고정자와 회전자 사이에 설치되고 고정자와 인력이 작용하도록 중앙부분에 자석이 구비되며 양측에 결합구멍이 각각 형성되는 바디와,
각각 막대형상으로 이루어지고 복수의 상기 바디가 고정자의 길이방향을 따라 연이어 배치되도록 상기 결합구멍과 각각 끼움결합되는 한 쌍의 바디결합부재와,
상기 바디의 양측에 설치되고 바디에 구동력을 제공하여 상기 고정자의 길이방향 및 길이직각방향을 따라 상기 바디를 주행시키는 한 쌍의 주행유닛과,
상기 바디의 양측에 설치되고 상기 발전기의 내부 진단용 디바이스가 탑재되는 한 쌍의 마운터를 포함하는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 주행유닛은,
하우징과,
내부에 자석을 구비하고 상기 하우징 내부에 회전가능하게 설치되며 일측이 고정자와 밀착된 상태로 구름운동하는 주행볼과,
상기 주행볼의 타측에 밀착되는 상태로 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 주행볼의 타측을 회전시키는 것에 의하여 주행볼을 고정자의 길이방향을 따라 구름운동시키는 전후회전부재와,
상기 주행볼의 타측에 밀착되는 상태로 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 주행볼의 타측을 회전시킴으로써 주행볼을 고정자의 길이직각방향을 따라 구름운동시키는 좌우회전부재를 포함하는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 마운터는,
판형상으로 이루어지고 수직으로 설치되는 수직플레이트와 상기 수직플레이트의 하측 모서리에서 바깥쪽으로 직각으로 굽어져 형성되는 수평플레이트로 이루어지는 정착부재와,
자성체로 이루어지고 상기 고정부재와 디바이스 간에 인력을 작용시키도록 수직플레이트에 설치되는 고정부재를 포함하는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 바디는,
상기 주행유닛과 마운터가 고정 지지되는 한 쌍의 브래킷을 양측에 더 구비하고,
상기 브래킷은,
상기 바디에 고정되는 내측고정부와,
상기 내측고정부와 상기 주행유닛을 사이에 두고 설치되고 상기 마운터가 고정되는 외측고정부와,
상기 내측고정부와 외측고정부를 연결하는 연결부를 포함하는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 마운터에 탑재되는 발전기 내부 진단용 디바이스는,
고정자웨지의 경도를 측정하는 경도측정장치와,
고정자코어의 절연을 탐지하는 절연탐지장치와,
발전기 내부 상태를 관찰하는 카메라를 포함하고,
상기 발전기 내부 위치를 측정을 위해 상기 바디의 양측에 설치되는 한 쌍의 엔코더를 더 포함하는 발전소용 발전기 내부 검사 로봇.