KR20240076095A - 열교환기 내부표면 검사장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 스캔방식을 통해 열교환기 내부표면의 검사정보를 획득하는 열교환기 내부표면 검사장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열교환기 내부표면 검사장치는 검사대상의 배관 내부로 삽입되어 상기 배관 내부를 향해 레이저 스캔영상 취득을 위해 레이저를 송신 및 수신하는 미세광학계와, 상기 미세광학계로부터 연장되며 레이저 광을 전송하는 광케이블을 포함하는 검사프로브과, 상기 검사프로브을 배관 내부로 진입하거나 인출하여 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 전후진 구동하도록 하는 케이블 전후진구동유닛과, 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 회전하는 케이블 회전구동유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 열교환기 내부표면 검사장치는 검사대상의 배관 내부로 삽입되어 상기 배관 내부를 향해 레이저 스캔영상 취득을 위해 레이저를 송신 및 수신하는 미세광학계와, 상기 미세광학계로부터 연장되며 레이저 광을 전송하는 광케이블을 포함하는 검사프로브과, 상기 검사프로브을 배관 내부로 진입하거나 인출하여 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 전후진 구동하도록 하는 케이블 전후진구동유닛과, 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 회전하는 케이블 회전구동유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 열교환기 내부표면 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 스캔방식을 통해 열교환기 내부표면의 검사정보를 획득하는 열교환기 내부표면 검사장치에 관한 것이다.
배관은 유체나 분체의 이동을 위한 밀폐된 통로를 제공하는 것이다. 이러한 배관은 지하에 매설되기도 하며 플랜트나 액상 및 분말 제품의 생산을 위한 공장 또는 건물 및 시설에 다양하게 설치된다.
유체를 이송하는 관인 도시가스관, 상하수관, 석유화학 플랜트관, 열병합 발전소에 사용되는 증기관 등은 시간의 경과 또는 외부로부터 인가된 진동 또는 충격 등에 의해 균열 또는 부식이 발생할 수 있다.
이러한 관의 균열 또는 부식에 의한 파손이 발생하여 가연성 가스와 같은 유체가 외부로 누출되는 경우 심각한 재해를 발생시킬 수 있기 때문에 적절한 주기로 관의 상태를 검사 및 진단하여 설비의 안전성을 확보하는 것이 바람직하다.
미세배관을 검사하는데 있어서 종래의 기술로는 육안 검사, 두께측정 방법 등이 있다.
육안 검사는 검사체 표면의 육안 또는 망원경과 같은 보조 장비를 이용하여 부식, 침식, 마모 등 물리적 상태를 검사하는 검사체의 크기에 구애 받지 않고, 철강 비철금속, 자성체 등 재질과 무관하게 사용될 수 있는 장점이 있으나, 배관 내부에서 발생되는 결함을 검사할 수 없다는 문제점이 있다.
그리고 두께측정 방법은 주로 초음파를 이용하여 재료 내부의 감육 정도를 알아보는 평가 방법이다. 두께측정 방법은 두께를 측정하여 파이프 내부의 부식 및 감육정도를 측정하는 방식으로 측정 장비 대부분이 이동 가능한 휴대용으로 사용이 간편하고 배관 내부의 결함을 감지할 수 있으나, 넓은 부위를 검사하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
더욱이 기존의 관 검사장비들은 초음파를 이용한 검사법을 사용하기 때문에 낮은 분해능에 의해 결함 및 마모 위치를 정밀하게 탐색하는데 어려움이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 결함위치 측정 정밀도를 높일 수 있는 레이저를 활용하며, 특히 배관 내부에서 전후진 및 회전 구동이 이루어질 수 있도록 형성되어 배관의 내면 전체에 대한 레이저 검사를 진행할 수 있는 열교환기 내부표면 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 열교환기 내부표면 검사장치는 검사대상의 배관 내부로 삽입되어 상기 배관 내부를 향해 레이저 스캔영상 취득을 위해 레이저를 송신 및 수신하는 미세광학계와, 상기 미세광학계로부터 연장되며 레이저 광을 전송하는 광케이블을 포함하는 검사프로브과, 상기 검사프로브을 배관 내부로 진입하거나 인출하여 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 전후진 구동하도록 하는 케이블 전후진구동유닛과, 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 회전하는 케이블 회전구동유닛을 포함한다.
상기 광케이블은 레이저의 송수신을 위한 광섬유와, 상기 광섬유의 외부를 감싸며, 상기 광섬유와 일체로 회전할 수 있도록 결합되는 토크코일과, 상기 토크코일의 외부를 감싸되, 상기 토크코일과는 분리되어 있어서 상기 토크코일과 일체로 회전하지 않는 커버튜브와, 상기 커버튜브의 외부를 감싸도록 형성되며 외주면에 길이방향을 따라 요철이 형성되어 있는 재킷부를 구비한다.
상기 케이블 전후진구동유닛은 본체와, 상기 본체에 회전가능하게 설치되고 상기 광케이블이 권취될 수 있고 일측에는 외주면을 따라 제1 기어부가 형성되어 있는 권취릴과, 상기 본체에 설치되며 상기 권취릴의 회전구동을 위한 제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터에 결합되어 상기 제1 구동모터의 동력을 상기 권취릴로 전달할 수 있도록 상기 제1 기어부와 치합되는 제2 기어부와, 상기 본체의 일측에 형성되는 제2 구동모터와, 상기 제2 구동모터에 결합되며 상기 광케이블의 재킷부의 요철에 대응하는 톱니를 갖는 제3 기어부를 포함하되, 상기 광케이블이 상기 본체로부터 인출될 때에는 상기 제2 구동모터가 구동하여 광케이블을 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 인출시키고, 광케이블이 본체로 회수될 때에는 상기 제1 구동모터가 구동하여 권취릴에 상기 광케이블이 감기도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 케이블 전후진구동유닛은 상기 본체의 상면에 형성되며 상기 광케이블이 통과할 수 있는 케이블관통홀이 형성된 케이블지지부를 더 구비하되, 상기 케이블지지부는 상면에 상기 케이블관통홀과 연통되도록 형성되어 상기 케이블관통홀을 통과하는 광케이블의 외주면이 외부로 노출되는 재킷노출홀이 형성되어 있고, 상기 제2 구동모터에 연결되는 제3 기어부는 상기 재킷노출홀을 통해 상기 광케이블의 재킷부에 접촉할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 케이블 전후진구동유닛은 상기 광케이블이 인출 또는 회수될 때 인출 또는 회수되는 속도와 길이를 측정하기 위해 엔코더를 더 구비하고, 상기 엔코더는 상기 광케이블 재킷부의 요철에 치합되어 회전하는 제4 기어부와 연결되어 상기 제4 기어부의 회전에 의해 광케이블의 인출 또는 회수 속도와 길이를 측정하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 권취릴은 본체에 형성되는 두 개의 필로우블록에 각각 회전 가능하도록 지지되고 상호 소정간격이 이격되는 중공원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면으로부터 원주방향을 따라 상호 소정간격이 이격되어 방사상의 방향으로 연장되는 포크부재들과, 상기 포크부재들의 단부를 연결하여 원통형으로 형성되는 원통체와, 상기 원통체의 일측 가장자리에 원주방향을 따라 연장되며 상기 원통체에 감기는 광케이블이 이탈되는 것을 방지하는 스커트부와, 상기 스커트부와 대향되도록 상기 원통체의 타측 가장자리에 원주방향을 따라 연장되는 상기 제1 기어부를 포함하고, 상기 원통체에는 외주면과 내주면을 관통하는 소정의 삽입홀이 형성되어 있으며, 광케이블은 상기 삽입홀을 통해 상기 원통체의 내부로 진입된 후 상기 허브의 중공을 통해 케이블 전후진구동유닛의 외부로 연장되어 상기 케이블 회전구동유닛에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 케이블 회전구동유닛은 상기 광케이블의 토크코일과 광섬유가 진입할 수 있도록 된 로터리조인트와, 상기 로터리조인트의 코일파지부를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제3 구동모터와, 상기 제3 구동모터의 동력을 상기 코일파지부로 전달하여 상기 코일파지부를 회전시킴으로써 상기 광케이블의 토크코일과 광섬유를 회전시키는 회전동력전달부를 포함할 수 있다.
본 발명의 열교환기 내부표면 검사장치는 소구경의 배관에 대한 레이저 검사를 실시할 수 있으며, 배관 내부에서 전후진과 회전구동이 용이하게 이루어질 수 있어 배관의 내부 표면검사를 신속하고 정확하게 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기 내부표면 검사장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 열교환기 내부표면 검사장치의 분리사시도,
도 3은 검사프로브의 구성을 개념적으로 표시한 개념도,
도 4는 도 1의 권취릴을 발췌한 발췌사시도,
도 5는 도 1의 제2 구동모터와 엔코더를 발췌한 발췌사시도,
도 6은 도 1의 열교환기 내부표면 검사장치의 구성을 표시한 블록도,
도 7은 로터리 조인트부의 구성을 개략적으로 표시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 열교환기 내부표면 검사장치의 분리사시도,
도 3은 검사프로브의 구성을 개념적으로 표시한 개념도,
도 4는 도 1의 권취릴을 발췌한 발췌사시도,
도 5는 도 1의 제2 구동모터와 엔코더를 발췌한 발췌사시도,
도 6은 도 1의 열교환기 내부표면 검사장치의 구성을 표시한 블록도,
도 7은 로터리 조인트부의 구성을 개략적으로 표시한 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 내부표면 검사장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 열교환기 내부표면 검사장치(10)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도시된 것처럼 본 발명은 열교환기의 배관(1) 내부 상태를 검사할 수 있도록 배관(1)의 내부로 진입해서 레이저 스캔검사를 실시할 수 있는 검사프로브(100)가 배관(1) 내부에서 전후진 구동 및 회전구동을 할 수 있도록 하는 장치이다.
도면을 참조하면, 본 실시예의 열교환기 내부표면 검사장치(10)는 배관(1) 내부로 진입해 레이저를 송신 및 수신하는 미세광학계(110)와 광케이블(120)을 포함하는 검사프로브(100), 검사프로브(100)를 배관(1) 내부로 진입시키거나 인출하도록 전후진구동하는 케이블 전후진구동유닛(200), 미세광학계(110)를 배관(1) 내부에서 회전시키기 위한 케이블 회전구동유닛(300)을 포함한다.
상기 미세광학계(110)는 도 7에 도시되어 있는 것처럼 레이저를 배관(1) 내부로 조사할 수 있으며, 배관(1)으로부터 반사된 레이저를 수집한다. 이를 위해 광케이블(120)을 통해 전송되는 레이저를 포커싱하기 위한 렌즈가 구비되며, 렌즈를 통해 포커싱된 레이저를 배관(1) 내주면을 향해 조사될 수 있도록 굴절시키는 프리즘이 마련되어 있다. 상기 프리즘을 통해 배관(1) 내주면으로 조사된 레이저는 다시 반사되어 미세광학계(110)로 입사되며, 입사된 레이저신호를 검사신호처리부(500)로 전송해 배관(1) 내부에 대한 영상으로 변환하고 균열, 파손, 마모 등 결함 여부를 검사한다.
미세광학계(110)에 레이저 광을 전송하고, 배관(1)으로부터 반사된 광신호를 다시 검사신호처리부(500)로 전달하기 위한 광케이블(120)은 광섬유(121), 토크코일(122), 커버튜브(123) 및 재킷부(124)를 포함한다.
상기 광섬유(121)는 광신호 전달을 위해 마련되며, 토크코일(122)은 광섬유(121)를 감싸는데, 후술하는 케이블 회전구동유닛(300)에 의해 광섬유(121)와 미세광학계(110)가 함께 회전할 수 있도록 회전력을 전달하기 위한 것이다. 토크코일(122)과 광섬유(121)는 일체로 함께 회전할 수 있도록 형성된다.
상기 커버튜브(123)는 토크코일(122)을 감싸도록 형성되는데, 토크코일(122)과 광섬유(121)를 보호하기 위한 것이며, 토크코일(122)과는 분리되어 있어서 토크코일(122)이 케이블 회전구동유닛(300)에 의해 회전하더라도 커버튜브(123)는 회전하지 않는다.
상기 재킷부(124)는 커버튜브(123)를 감싸도록 형성되어 있는데, 재킷부(124)는 외주면에 길이방향을 따라 요철이 형성되어 있다. 상기 재킷부(124)는 후술하는 케이블 전후진구동유닛(200)의 제3 기어부(261)에 치합되어 제2 구동모터(260)의 구동에 따라 제3 기어부(261)가 회전하면 제3 기어부(261)의 톱니에 맞물려 케이블 전후진구동유닛(200)으로부터 인출되어 배관(1)으로 진입할 수 있도록 형성된다. 따라서 재킷부(124)의 요철은 제3 기어부(261)와 치합될 수 있는 피치를 갖도록 형성된다.
케이블 전후진구동유닛(200)은 본체(210), 권취릴(220), 제1 구동모터(250), 제2 구동모터(260), 엔코더(270), 디스플레이부(290)를 포함한다.
본체(210)는 권취릴(220)과 제1 구동모터(250), 제2 구동모터(260), 엔코더(270) 등이 장착될 수 있는 장착영역을 제공한다.
상기 권취릴(220)은 본체(210)에 설치되는 두 개의 필로우블록(211) 사이에 회전 가능하게 설치되며, 광케이블(120)이 권취될 수 있도록 형성되어 있다.
권취릴(220)은 본체(210)에 체결되는 두 개의 필로우블록(211)에 각각 회전 가능하도록 지지되는 중공원통형의 제1 허브(221) 및 제2 허브(230)와, 제1 허브(221) 및 제2 허브(230)로부터 방사상의 방향으로 연장되는 제1 포크부재(222) 및 제2 포크부재(232)와, 포크부재들의 단부를 원통형으로 연결하는 원통체(240)와, 원통체(240)의 일측과 타측 단부에 각각 형성되는 스커트부(242) 및 제1 기어부(243)를 포함한다.
상기 제1 허브(221)는 소정의 원통형으로 형성되며, 중공은 광케이블(120)이 통과 가능하도록 광케이블(120)보다 상대적으로 직경이 크게 형성된다. 제1 허브(221)의 외측에 필로우블록(211)에 끼워지는 제1 블록커넥터(223)가 장착되어 상기 권취릴(220)이 필로우블록(211)에 회전 가능하도록 지지되며, 상기 제1 블록커넥터(223) 역시 광케이블(120)이 통과할 수 있도록 중공이 형성되어 있다.
상기 제2 허브(230)는 제1 허브(221)와 대향되는 타측 필로우블록(211)에 체결될 수 있도록 된 원통체(240)인데, 제2 허브(230)의 원통의 길이가 제1 허브(221)보다 상대적으로 길게 형성되어 있다.
제2 허브(230)도 제2 블록커넥터(233)를 통해 필로우블록(211)에 회전 가능하도록 체결되는데, 제2 블록커넥터(233)는 외경이 상기 제2 허브(230)의 중공에 대응하는 원통형으로 형성되며, 제2 허브(230)의 외부로부터 삽입되어 제2 블록커넥터(233)에 체결되는 볼트, 키 등의 체결부재를 통해 제2 허브(230)와 제2 블록커넥터(233)가 일체로 회전할 수 있도록 연결되어 있다. 따라서 제2 블록커넥터(233)와 제2 허브(230)가 슬립 없이 일체로 회전할 수 있다.
상기 제1 허브(221)와 제2 허브(230)에는 외주면으로부터 방사상의 방향으로 각각 제1 포크부재(222)와 제2 포크부재(232)가 연장되는데, 제1 포크부재(222)와 제2 포크부재(232)의 길이는 원통체(240)의 내경에 대응하도록 형성된다. 그리고 본 실시예의 경우 제1 포크부재(222)와 제2 포크부재(232)가 각각 여섯 개씩 제1 허브(221)와 제2 허브(230)로부터 원주방향을 따라 등간격으로 이격되도록 형성되어 있으나, 제1 포크부재(222)와 제2 포크부재(232)의 갯수 두께 등은 필요에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
원통체(240)는 상기 제1 포크부재(222)와 제2 포크부재(232)의 단부를 연결하도록 형성되어 있으며, 광케이블(120)이 감길 수 있는 권취영역을 제공하게 된다. 상기 원통체(240)의 일측에는 외주면과 내주면을 관통하는 삽입홀(241)이 형성되어 있어서 광케이블(120)이 상기 삽입홀(241)을 통해 원통체(240)의 내부로 진입한 후 제1 허브(221)와 제1 블록커넥터(223)를 통해 권취릴(220)의 외측으로 연장될 수 있다.
원통체(240)의 일측과 타측 가장자리에는 원주방향을 따라 연장되는 스커트부(242)와 제1 기어부(243)가 각각 형성되어 있다.
스커트부(242)와 제1 기어부(243)는 각각 원통체(240)보다 상대적으로 외경이 크게 형성되어 있어서 원통체(240)에 감기는 광케이블(120)이 원통체(240)를 이탈하지 못하도록 감싸는 역할을 하게 된다.
상기 제1 구동모터(250)는 상기 본체(210)에 설치되며 상기 제1 기어부(243)와 치합되는 제2 기어부(251)가 구동축에 형성되어 있다. 따라서 제1 구동모터(250)에 의해 제2 기어부(251)가 회전하면 제2 기어부(251)와 치합된 제1 기어부(243)가 함께 맞물려 회전하면서 권취릴(220)의 회전이 이루어진다.
상기 본체(210)부는 정면에서 봤을 때 우측에 상기 필로우블록(211)과 권취릴(220)이 형성되고, 좌측에는 제2 구동모터(260)와 엔코더(270)가 설치되는데, 제2 구동모터(260)와 엔코더(270)가 설치되는 좌측부가 우측부보다 상대적으로 높게 형성되며, 좌측부에 상기 디스플레이부(290)가 마련된다.
디스플레이부(290)는 터치스크린으로 구동신호를 입력하거나 구동정보를 출력한다.
본체(210)부의 좌측부 상면에는 광케이블(120)이 연장되는 방향을 따라 제2 구동모터(260)와 엔코더(270)가 설치되어 있으며, 제2 구동모터(260)와 엔코더(270)에는 각각 제3 기어부(261)와 제4 기어부(271)가 결합되어 있다.
그리고 제2 구동모터(260)와 엔코더(270)의 전방에는 케이블지지부(280)가 마련되어 있다. 상기 케이블지지부(280)에는 광케이블(120)이 통과할 수 있도록 케이블관통홀(281)이 형성되어 있으며, 상면에는 상기 케에블관통홀까지 관통되는 두 개의 재킷노출홀(282)이 케이블관통홀(281)의 연장방향을 따라 상호 소정간격이 이격되도록 형성되어 있다.
상기 제3 기어부(261)와 제4 기어부(271)는 두 개의 재킷노출홀(282)을 통해 상기 케이블관통홀(281)을 통과하는 광케이블(120)의 재킷부(124)와 치합될 수 있다.
상기 제2 구동모터(260)는 광케이블(120)을 권취릴(220)로부터 풀어 케이블 전후진구동유닛(200)으로부터 인출되도록 하여 배관(1)의 내부로 전진구동할 때 사용된다. 즉, 제2 구동모터(260)가 구동하면 제3 기어부(261)가 재킷부(124)의 요철과 치합되어 광케이블(120)이 인출되도록 구동하게 된다.
상기 광케이블(120)의 회수시에는 제2 구동모터(260)를 통해 회수하는 경우 광케이블(120)이 후퇴는 하지만 권취릴(220)에 감기지는 않으므로 회수시에는 제1 구동모터(250)를 통해 권취릴(220)을 회전시킨다. 광케이블(120)이 권취릴(220)에 감기는 방향으로 권취릴(220)을 회전시키면 광케이블(120)이 권취릴(220)에 감기면서 회수가 이루어지게 된다.
상기 광케이블(120)이 배관(1)으로 삽입되도록 인출되거나 회수되는 과정에서 엔코더(270)와 연결되는 제4 기어부(271)가 재킷부(124)의 요철과 치합되어 회전하기 때문에 엔코더(270)는 광케이블(120)이 인출되거나 회수되는 과정에서의 속도, 인출 또는 회수되는 길이에 대한 정보를 측정할 수 있으며, 측정된 정보를 기반으로 배관(1) 내부의 결함 위치를 파악할 수 있고, 배관(1)의 전체 내면이 모두 스캔될 수 있는 속도로 검사프로브(100)가 이동할 수 있다.
상기 케이블 회전구동유닛(300)은 미세광학계(110)가 배관(1) 내부에서 360°회전하면서 배관(1)의 내주면 전체를 검사할 수 있도록 제어하는 것이다.
이를 위해 케이블 회전구동유닛(300)은 상기 권취릴(220)의 제1 허브(221)와 제1 블록커넥터(223)를 통해 외부로 연장되는 광케이블(120) 중 재킷부(124)와 커버튜브(123)를 제거하여 토크코일(122)이 노출되게 한 후 상기 토크코일(122)을 파지하는 코일파지부(311)를 포함하는 로터리조인트(310)를 포함한다.
그리고 로터리조인트(310)에서 상기 코일파지부(311)를 회전시키기 위한 제3 구동모터(320)가 마련되며, 제3 구동모터(320)는 코일파지부(311)와 벨트(321) 및 풀리(322)를 통해 동력 전달이 가능하도록 연결된다.
본 실시예와는 달리 상기 코일파지부(311)와 제3 구동모터(320)는 기어, 스프로켓과 체인을 통해 동력 전달이 가능하도록 연결될 수도 있다.
상기 코일파지부(311)에 파지된 토크코일(122)은 상기 제3 구동모터(320)의 구동에 따라 소정각도로 회전하게 되는데, 상기 코일파지부(311)에 파지된 토크코일(122)이 회전하면 권취릴(220)에 감겨있는 광케이블(120) 전체의 토크코일(122)이 모두 회전하기 때문에 광케이블(120)의 단부에 연결되는 미세광학계(110) 역시 회전이 이루어진다.
이상에서 설명한 본 발명의 열교환기 내부표면 검사장치(10)는 제어부(400)에서 제1 구동모터(250)와 제2 구동모터(260) 구동을 제어하면서 미세광학계(110)를 검사 대상의 배관(1) 내부로 삽입시켜 전진 또는 후진시킬 수 있으며, 제3 구동모터(320)의 구동을 제어하여 의해 미세광학계(110)를 배관(1) 내부에서 회전시켜 배관(1)의 내주면 전체에 대한 검사가 가능하게 된다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최 광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
1: 배관
10: 열교환기 내부표면 검사장치
100: 검사프로브
110: 미세광학계 120: 광케이블
121: 광섬유 122: 토크코일
123: 커버튜브 124: 재킷부
200: 케이블 전후진구동유닛
210: 본체 211: 필로우블록
220: 권취릴 221: 제1 허브
222: 제1 포크부재 223: 제1 블록커넥터
230: 제2 허브 232: 제2 포크부재
233: 제2 블록커넥터 240: 원통체
241: 삽입홀 242: 스커트부
243: 제1 기어부 250: 제1 구동모터
251: 제2 기어부 260: 제2 구동모터
261: 제3 기어부 270: 엔코더
271: 제4 기어부 280: 케이블지지부
281: 케이블관통홀 282: 재킷노출홀
290: 디스플레이부
300: 케이블 회전구동유닛
310: 로터리조인트 311: 코일파지부
320: 제3 구동모터 321: 벨트
322: 풀리
400: 제어부
500: 검사신호처리부
10: 열교환기 내부표면 검사장치
100: 검사프로브
110: 미세광학계 120: 광케이블
121: 광섬유 122: 토크코일
123: 커버튜브 124: 재킷부
200: 케이블 전후진구동유닛
210: 본체 211: 필로우블록
220: 권취릴 221: 제1 허브
222: 제1 포크부재 223: 제1 블록커넥터
230: 제2 허브 232: 제2 포크부재
233: 제2 블록커넥터 240: 원통체
241: 삽입홀 242: 스커트부
243: 제1 기어부 250: 제1 구동모터
251: 제2 기어부 260: 제2 구동모터
261: 제3 기어부 270: 엔코더
271: 제4 기어부 280: 케이블지지부
281: 케이블관통홀 282: 재킷노출홀
290: 디스플레이부
300: 케이블 회전구동유닛
310: 로터리조인트 311: 코일파지부
320: 제3 구동모터 321: 벨트
322: 풀리
400: 제어부
500: 검사신호처리부
Claims (7)
- 검사대상의 배관 내부로 삽입되어 상기 배관 내부를 향해 레이저 스캔영상 취득을 위해 레이저를 송신 및 수신하는 미세광학계와, 상기 미세광학계로부터 연장되며 레이저 광을 전송하는 광케이블을 포함하는 검사프로브과;
상기 검사프로브을 배관 내부로 진입하거나 인출하여 상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 전후진 구동하도록 하는 케이블 전후진구동유닛과;
상기 미세광학계가 상기 배관 내부에서 회전하는 케이블 회전구동유닛을 포함하는
열교환기 내부표면 검사장치. - 제 1항에 있어서,
상기 광케이블은 레이저의 송수신을 위한 광섬유와,
상기 광섬유의 외부를 감싸며, 상기 광섬유와 일체로 회전할 수 있도록 결합되는 토크코일과,
상기 토크코일의 외부를 감싸되, 상기 토크코일과는 분리되어 있어서 상기 토크코일과 일체로 회전하지 않는 커버튜브와,
상기 커버튜브의 외부를 감싸도록 형성되며 외주면에 길이방향을 따라 요철이 형성되어 있는 재킷부를 구비하는
열교환기 내부표면 검사장치. - 제 2항에 있어서,
상기 케이블 전후진구동유닛은
본체와,
상기 본체에 회전가능하게 설치되고 상기 광케이블이 권취될 수 있고 일측에는 외주면을 따라 제1 기어부가 형성되어 있는 권취릴과,
상기 본체에 설치되며 상기 권취릴의 회전구동을 위한 제1 구동모터와,
상기 제1 구동모터에 결합되어 상기 제1 구동모터의 동력을 상기 권취릴로 전달할 수 있도록 상기 제1 기어부와 치합되는 제2 기어부와,
상기 본체의 일측에 형성되는 제2 구동모터와,
상기 제2 구동모터에 결합되며 상기 광케이블의 재킷부의 요철에 대응하는 톱니를 갖는 제3 기어부를 포함하되,
상기 광케이블이 상기 본체로부터 인출될 때에는 상기 제2 구동모터가 구동하여 광케이블을 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 인출시키고, 광케이블이 본체로 회수될 때에는 상기 제1 구동모터가 구동하여 권취릴에 상기 광케이블이 감기도록 된 것을 특징으로 하는
열교환기 내부표면 검사장치. - 제 3항에 있어서,
상기 케이블 전후진구동유닛은 상기 본체의 상면에 형성되며 상기 광케이블이 통과할 수 있는 케이블관통홀이 형성된 케이블지지부를 더 구비하되,
상기 케이블지지부는 상면에 상기 케이블관통홀과 연통되도록 형성되어 상기 케이블관통홀을 통과하는 광케이블의 외주면이 외부로 노출되는 재킷노출홀이 형성되어 있고,
상기 제2 구동모터에 연결되는 제3 기어부는 상기 재킷노출홀을 통해 상기 광케이블의 재킷부에 접촉할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는
열교환기 내부표면 검사장치. - 제 3항에 있어서,
상기 케이블 전후진구동유닛은 상기 광케이블이 인출 또는 회수될 때 인출 또는 회수되는 속도와 길이를 측정하기 위해 엔코더를 더 구비하고,
상기 엔코더는 상기 광케이블 재킷부의 요철에 치합되어 회전하는 제4 기어부와 연결되어 상기 제4 기어부의 회전에 의해 광케이블의 인출 또는 회수 속도와 길이를 측정하도록 형성된 것을 특징으로 하는
열교환기 내부표면 검사장치. - 제 3항에 있어서,
상기 권취릴은 본체에 형성되는 두 개의 필로우블록에 각각 회전 가능하도록 지지되고 상호 소정간격이 이격되는 중공원통형의 허브와,
상기 허브의 외주면으로부터 원주방향을 따라 상호 소정간격 이격되어 방사상의 방향으로 연장되는 포크부재들과,
상기 포크부재들의 단부를 연결하여 원통형으로 형성되는 원통체와,
상기 원통체의 일측 가장자리에 원주방향을 따라 연장되며 상기 원통체에 감기는 광케이블이 이탈되는 것을 방지하는 스커트부와,
상기 스커트부와 대향되도록 상기 원통체의 타측 가장자리에 원주방향을 따라 연장되는 상기 제1 기어부를 포함하고,
상기 원통체에는 외주면과 내주면을 관통하는 소정의 삽입홀이 형성되어 있으며, 광케이블은 상기 삽입홀을 통해 상기 원통체의 내부로 진입된 후 상기 허브의 중공을 통해 케이블 전후진구동유닛의 외부로 연장되어 상기 케이블 회전구동유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는
열교환기 내부표면 검사장치. - 제 2항에 있어서,
상기 케이블 회전구동유닛은 상기 광케이블의 토크코일과 광섬유가 진입할 수 있도록 된 로터리조인트와,
상기 로터리조인트의 코일파지부를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 제3 구동모터와,
상기 제3 구동모터의 동력을 상기 코일파지부로 전달하여 상기 코일파지부를 회전시킴으로써 상기 광케이블의 토크코일과 광섬유를 회전시키는 회전동력전달부를 포함하는
열교환기 내부표면 검사장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220158232A KR20240076095A (ko) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 열교환기 내부표면 검사장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220158232A KR20240076095A (ko) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 열교환기 내부표면 검사장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240076095A true KR20240076095A (ko) | 2024-05-30 |
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ID=91275741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220158232A KR20240076095A (ko) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 열교환기 내부표면 검사장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240076095A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140036430A (ko) | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 한국전력공사 | 배관 검사 장치 및 배관 검사 시스템 |
-
2022
- 2022-11-23 KR KR1020220158232A patent/KR20240076095A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140036430A (ko) | 2012-09-14 | 2014-03-26 | 한국전력공사 | 배관 검사 장치 및 배관 검사 시스템 |
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