KR20120020301A - 발전기 터빈용 자동 검사장치와 이를 이용한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기 터빈용 자동검사장치와 이를 이용한 시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치는, 탐촉자를 갖춘 아암을 검사하고자하는 터빈부위의 위치에 따라 레일 상에서 주행시키면서 승강부를 이용하여 그 높이를 조절하고, 회동부를 이용하여 피검사체에 대한 회동각도를 조절하며, 신축부를 매개하여 피검사체에 대한 탐촉자의 전,후진 위치를 간편하게 조절할 수 있다. 또한, 가압부를 매개하여 피검사체에 대하여 탐촉자의 접촉압력을 원하는 수준으로 제어하여 밀착시킴으로써 탐촉자에 진동이 발생함에 따른 외란의 영향을 방지할 수 있다. 또한, 검사장치의 구성이 간소화되어 경량화됨으로써 작업현장에서 간단히 설치 또는 해체할 수 있다.

Description

발전기 터빈용 자동 검사장치와 이를 이용한 시스템 {Automatic inspection apparatus for generator turbine and system using the same}

본 발명은 발전기 터빈용 자동 검사장치에 관한 것으로, 특히 탐촉자의 접촉압력을 유지하여 진동에 따른 외란을 제거하여 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 장치를 경량화하여 간단히 설치 및 해체할 수 있도록 한 발전기 터빈용 자동 검사장치와 이를 이용한 시스템 관한 것이다.

일반적으로 발전설비에는, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 원자로 또는 보일러에서 발생한 고온, 고압의 에너지를 이용하여 발전기를 회전시켜 전기를 발생시키는 터빈(1)이 갖춰진다. 이 터빈(1)의 회전자(2)에는 복수개의 디스크(3)가 소정 간격으로 배치되고, 이 디스크(3)에는 서로 다른 직경을 갖는 블레이드(4)가 각각 체결된다. 따라서 고온, 고압으로 유입되는 증기가 블레이드(4)에 충돌하면서 이에 회전력을 부여하여 회전자(2)를 회전시킴으로써 발전기(도시 안됨)를 매개로 전기를 발생한다.

그런데 터빈(1)의 블레이드(4)는 지속적으로 고온, 고압의 증기가 직접 충돌하기 때문에, 진동과 원심력을 동시에 받게 되어 블레이드(4)가 디스크(3)에 체결되는 뿌리부(5)에 균열이 발생하기 쉽다. 따라서, 발전설비가 가동되는 중이거나, 검사기간 동안에 주기적으로 터빈(1)을 검사하여야 하고, 특히 뿌리부(5)는 집중적인 검사가 필요하다.

일반적으로 터빈(1)의 검사에는 초음파를 이용한 비파괴검사 방법이 사용된다. 그런데 터빈(1)은 그 구조가 복잡하여 통상적인 자동검사를 수행하기가 곤란하므로 보통 수동검사를 실시해왔다. 수동검사는 작업자가, 초음파 탐촉자를 블레이드(4)의 뿌리부(5)에 접촉시켜 발생하는 신호를 평가하도록 되어 있다. 그런데 검사공간이 협소하고, 검사하여야할 터빈(1)의 블레이드(4)가 수백 개에 달하므로 수동검사로는 검사의 정확도 및 신뢰도가 낮을 수밖에 없기 때문에 자동검사 방법 및 장치가 개발되고 있다.

자동 검사장치의 일례로, 도 2에 도시된 바와 같은 검사장치(10)가 있다. 이 검사장치(10)는, 초음파를 이용하여 터빈 (11)의 블레이드(12)의 뿌리부 (도시 안됨)를 검사하기 위한 것으로, 통상 터빈(11)의 길이방향으로 배열된 레일(13) 상을 이동하며 검사작업을 하거나 또는 터빈(11)의 몸체에 부착되어 검사작업을 수행하도록 된다.

즉, 검사하고자 하는 터빈(11)을 터빈 케이싱(도시 안됨)으로부터 인출하여, 회전자(14)의 양쪽 선단을 스탠드(15) 상에 안착시킨다. 검사장치(10)를 레일(13) 상에서 검사위치로 이동시키고, 스탠드(15)를 매개로 터빈(11)을 360도 회전시키면서 아암(16)의 선단에 장착된 탐촉자(도시 안됨)를 이용하여 뿌리부에 대한 검사를 수행하게 된다.

그런데 이와 같은 검사방법은 터빈(11)이 회전할 때, 원주방향으로 배열된 블레이드(12)의 뿌리부와 이웃하는 뿌리부의 미소한 간격으로 인해 진동이 발생한다. 따라서, 이러한 진동 때문에 탐촉자가 검사대상, 즉 뿌리부에 잘 접촉되지 않는다는 문제가 있다.

또, 아암(16)의 길이가 길기 때문에 탐촉자의 접촉력을 증가시키에 한계가 있거나 또는 접촉이 잘 이루어지지 않아서, 정확한 초음파신호를 얻을 수가 없기 때문에 재검사를 수행해야하는 경우도 있다.

또한, 길이가 긴 아암(16)을 안정되게 지지하기 위하여 검사장치(10)의 무게를 상대적으로 크게 해야 하므로, 과도한 무게의 검사장치(10)의 설치 및 보수작업에 개선이 요청되고 있다.

이외에도 여러 자동검사장치가 알려져 있다. 예컨대, 한국 등록실용신안 제20-270825호(2002.3.23)에는 "발전소의 증기터빈 블레이드 뿌리부분의 비파괴 검사용 탐상장치"가 개시되어 있다. 이 장치는 터빈에 자력으로 부착되는 검사장치 몸체에 탐촉자를 지지하는 홀더 몸체가 연결되고, 이 홀더 몸체를 매개로 탐촉자의 높이 및 전후 이동이 가능하도록 되어 있다.

한국 공개특허 제2006-8662호(2006.1.27)에는 "발전소의 터빈 블레이드 뿌리 비파괴 검사장치"가 개시되어 있다. 이 장치는, 터빈을 케이싱으로부터 인출하지않고 탐촉자를 블레이드에 고정하여 검사를 수행하도록 된 것이다. 즉, 다수의 관절부를 갖추고 탐촉자의 높이 및 회전을 조절하면서 블레이드를 검사하도록 되어 있다.

한국 공개특허 제2007-13007호(2007.1.30)에는 "다관절 로봇을 이용한 발전소의 증기터빈 자동 초음파 검사장치 및 방법"이 개시되어 있다. 이 장치는 다관절 로봇의 아암 선단에 초음파센서를 부착하고, 제어기의 제어궤적을 따라 이동하면서 블레이드의 전, 후면을 검사하도록 되나, 장치 자체에 주행기능은 구비하고 있지 않다.

한편, 미국 특허 제7,075,296호(2006.7.11)에는 "터빈 블레이드용 검사 캐리지" 가 개시되어 있다. 이 검사 캐리지는, 초음파 탐촉자의 전,후진 및 회전이동을 모두 모터를 이용하여 수행하면서 블레이드의 전, 후면을 검사하도록 되나, 장치가 주행할 수는 없도록 구성되어 있다.

그리고, 미국 공개특허 제2009/0126493호(2009.5.21)에는 "한정된 포위공간을 갖는 부품용 비파괴 검사헤드"가 개시되어 있다. 이 검사헤드는, 독립된 구동기구로 제어되도록 되어, 블레이드 사이에서 다축으로 자유로이 이동 및 회전하면서 검사작업을 수행하도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 자동 검사장치들은, 검사하고자하는 부위와 탐촉자사이에 진동이 발생하거나, 또는 탐촉자의 접촉압력을 일정하게 유지하기가 어려워 검사의 신뢰도 및 검사효율을 향상시키는 데에 한계가 있다. 또한, 검사장치들의 중량이 많아서 이를 운반하고 설치 또는 해체하는 데에 인양장비가 필요하거나, 또는 시간 및 노동력이 많이 소요된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 피검사체에 접촉하는 탐촉자에 일정압력을 부여하여 진동에 따른 외란을 제거하여 검사의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 발전기 터빈용 자동 검사장치을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 피검사체에 대한 탐촉자의 위치 및 각도를 간편하게 조절하여 검사효율을 증진시킬 수 있는 발전기 터빈용 자동 검사장치을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 검사장치의 구성이 간소화되어 경량화됨으로써 작업현장에서 간단히 설치 또는 해체할 수 도록 한 발전기 터빈용 자동 검사장치을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명의 자동 검사장치을 이용하여 발전기 터빈을 간편하면서도 효율적으로 검사할 수 있도록 한 발전기 터빈용 자동검사 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동 검사장치는, 박스형상 프레임으로 구성되어 검사장치를 탑재하도록 된 몸체부와; 이 몸체부를 레일 상에서 주행하게 구동하도록 몸체부의 하부에 갖취진 주행부; 상기 몸체부에 결합되어 상하로 길이가 신축되면서 한쪽 선단에 탐촉자를 갖춘 아암을 승강시키도록 된 승강부; 이 승강부에 대하여 아암을 소정각도로 기울일 수 있도록 된 회동부; 상기 아암을 피검사체에 대하여 전진 또는 후퇴시키도록 된 신축부; 및 아암의 선단에 설치되어 피검사체에 대하여 탐촉자의 접촉압력을 조절하도록 된 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 주행부는, 몸체부의 하부 에 장착되어 구동력을 발생하도록 된 주행모터와, 이 주행모터의 구동력을 전달받아 레일위로 주행할 수 있도록 몸체부에 각각 장착된 바퀴 및, 주행모터의 구동력을 바퀴로 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 동력전달수단은, 양단에서 바퀴와 각각 결합되어 함께 회전하는 구동축과, 이 구동축에 구비된 풀리를 상기 주행모터의 출력축에 연결하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력전달수단의 변형예로, 체인-스프로킷, 기어-기어 중 어느 하나인 구조를 갖춘 것을 특징으로 한다.

한편 상기 동력전달수단은, 2개의 바퀴를 구동하도록 몸체부의 하부 한쪽에만 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 승강부는, 몸체부에 대하여 아암을 회동가능하게 결합하여 지지하는 브래킷과, 이 브래킷의 하단에 수직으로 연장하여 연결되면서 프레임으로 감싸진 볼스크류 및,이 볼스크류에 동력전달수단을 매개하여 구동력을 전달하는 출력축을 갖는 승강모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회동부는, 몸체부의 상부에 회동가능하게 설치되면서 아암을 승강부의 브래킷에 대하여 회동핀을 중심으로 원하는 각도로 기울여주는 액츄에이터와, 이 액츄에이터의 로드의 한쪽 선단을 아암에 핀을 매개로 회동가능하게 결합하는 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 신축부는 아암의 지지부재에 브래킷을 매개로 고정되어 구동력을 발생하는 신축모터와, 이 신축모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키도록 아암의 양단 사이에 설치된 볼스크류 및, 이 볼 스크류에 상기 신축모터의 회전력을 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 동력전달수단은, 신축모터의 출력축에 연결된 제1기어와, 볼스크류에 지지체를 매개로 결합된 보다 직경이 큰 제2기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 동력전달수단의 변형예로, 체인-스프로킷, 기어-기어 중 어느 하나인 구조를 갖춘 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가압부는 피검사체에 대하여 탐촉자를 제1브래킷을 매개로 회동가능하게 지지하는 지지체와, 이 지지체를 회동가능하게 결합하면서 아암의 선단에 고정된 제2브래킷, 상기 지지체에 결합되어 탐촉자의 접촉압력을 검출하도록 된 압력검출부, 이 압력검출부에서 검출된 압력값을 기준값과 비교하여 제어신호를 출력하는 가압제어유닛 및, 이 가압제어유닛의 제어신호에 따라 압력검출부를 매개로 탐촉자를 가압하는 가압모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 압력검출부는, 지지체에 회동가능하게 결합되면서 내부에 로드셀을 구비한 센서와, 이 센서로 탐촉자의 접촉압력을 전달하는 한쌍의 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 장치를 이용하여 발전기 터빈을 검사하는 시스템을 구성할 수도 있는바, 이는 터빈 케이싱으로부터 인출되어 회전자의 양쪽 선단이 스탠드상에 지지된 터빈을 검사하기 위한 발전기 터빈용 자동검사 시스템에 있어서,터빈의 회전자의 길이방향에 평행하게 설치된 레일과; 이 레일 상에서 자유로이 주행할 수 있도록 설치된 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 자동검사장치; 자동검사장치의 탐촉자에 초음파를 공급하는 초음파 장비; 및 이 초음파 장비와 자동검사장치에 구비된 가압제어유닛을 제어하도록 소정의 프로그램을 갖춘 컴퓨터를 포함하는 구성으로 되어 있다.

또한, 상기 시스템은 탐촉자의 압력값을 실시간으로 작업자에게 표시하여 알려주도록 표시부를 더 포함할 수도 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치는, 탐촉자를 갖춘 아암을 검사하고자하는 터빈 부위의 위치에 따라 레일 상에서 주행시키면서, 승강부를 이용하여 그 높이를 조절하고, 회동부를 이용하여 피검사체에 대한 회동각도를 조절하며, 신축부를 매개하여 피검사체에 대한 탐촉자의 전,후진 위치를 간편하게 조절할 수 있다. 또한, 가압부를 매개하여 피검사체에 대하여 탐촉자의 접촉압력을 원하는 수준으로 제어하여 밀착시킴으로써 탐촉자에 진동이 발생함에 따른 외란의 영향을 방지할 수 있다. 또한, 검사장치의 구성이 간소화되어 경량화됨으로써 그 운반 및 설치에 소요되던 크레인 등과같은 보조설비를 생략하고, 작업현장에서 간단히 설치 또는 해체할 수 있다.

도 1은, 발전설비 터빈을 나타내는 개략적인 도면으로서, (a)는 종단면도이고, (b)는 블레이드의 뿌리부를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 종래 기술의 일예에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치로 터빈을 검사하는 것을 나타내는 개략 사시도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치가 레일 위에 설치되어 주행가능하도록 된 것을 나타내는 개략사시도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치의 몸체부를 나타내는 저면도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치의 작동상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은, 도 5에서 승강부가 동작하여 아암이 상승위치로 위치된 것을 나타내는 측면도이다.
도 7은, 발전기 터빈용 자동검사장치의 아암이 수평위치로 유지된 것을 나타내는 측면도이다.
도 8은, 도 7에서 회동부가 동작하여 아암이 경사지게 위치된 것을 나타내는 측면도이다.
도 9는, 도 7에서 아암을 전진 또는 후진시키는 신축부를 나타내는 확대 사시도이다.
도 10은, 피검사체에 대하여 탐촉자의 접촉압력을 조절하는 가압부의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 11은, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치를 이용하여 터빈을 검사하기 위한 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 12는, 본 발명에 따른 자동검사장치를 용접부의 검사에 이용하는 것을 나타내는 개략도이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치가 레일 위에 설치되어 주행가능하도록 된 것을 나타내는 개략 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동 검사장치(20)는, 박스형상 프레임으로 구성되어 검사장치(20)를 탑재하도록 된 몸체부(30)와; 이 몸체부(30)를 레일(21) 상에서 주행하게 구동하도록 몸체부(30)의 하부에 갖취진 주행부(40); 상기 몸체부(40)에 결합되어 상하로 길이가 신축되면서 한쪽 선단에 탐촉자 (22)를 갖춘 아암 (23)을 승강시키도록 된 승강부(50)와; 이 승강부(50)에 대하여 아암 (23)을 소정각도로 기울일 수 있도록 된 회동부(60); 상기 아암 (23)을 피검사체에 대하여 전진 또는 후퇴시키도록 된 신축부(70); 및 아암 (23)의 선단에 설치되어 피검사체에 대하여 탐촉자(22)의 접촉압력을 조절하도록 된 가압부(80)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

몸체부(30)는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 단면이 4각형인 박스형상의 프레임 구조물로서 그 내부가 개방되거나 밀폐되어 있다. 이 몸체부(30)에 검사장치(20)가 설치되어, 주행부(40)의 구동에 따라 레일(21)위로 전진 또는 후진하면서 발전기 터빈을 1단에서 7단까지 거치면서, 블레이드의 뿌리부에 대한 초음파검사작업을 수행하도록 된다.

여기서, 주행부(40)는, 도 4에 상세히 도시된 바와같이, 몸체부(40)의 하부 에 장착되어 구동력을 발생하도록 된 주행모터(41)와; 이 주행모터(41)의 구동력을 전달받아 레일(21)위로 주행할 수 있도록 몸체부(40)의 4개 모서리에 각각 장착된 바퀴(42); 상기 주행모터(41)의 구동력을 바퀴(42)로 전달하는 동력전달수단 (43)을 포함한다.

여기서, 동력전달수단(43)은, 일반적으로 2개의 바퀴(42)를 구동하도록 한쪽에만 설치된다. 즉 동력전달수단(43)은, 예컨대, 양단에서 2개의 바퀴(42)와 각각 결합되어 함께 회전하는 구동축(44)과, 이 구동축(44)에 구비된 풀리(45)와 상기 모터(41)의 출력축(도시안됨)에 연결하는 벨트(46)를 포함한다. 한편, 본 발명의 변형예로서, 동력전달수단(43)은 체인-스프로킷, 기어-기어 등 다른 구조를 채택할 수도 있다.

한편, 상기 승강부(50)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 한쪽 선단에 탐촉자(22)를 갖춘 아암(23)을 몸체부(30)에 대하여 수직방향에서 상하로 승강하도록 구성된다. 즉, 승강부(50)는 아암(23)을 회동가능하게 결합하여 지지하는 브래킷(51)과, 이 브래킷(51)의 하단에 수직으로 연장하여 연결되면서 프레임(52)으로 감싸진 볼스크류(53) 및,이 볼스크류(53)에 풀리(54)와 벨트(55) 등과 같은 동력전달수단을 매개하여 구동력을 전달하는 출력축(56)을 갖는 승강모터(57)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

따라서, 후술하는 제어부의 제어신호가 입력되면, 승강모터(57)가 구동되면서 그 회전력을 출력축(56)을 통해 밸트(55)와 풀리(54)로 전달하고, 이에 따라 볼스크류(53)가 회전하면서 브래킷(51)을 상승시키게 된다. 따라서, 이 브래킷(51)에 설치된 아암(23)을 상승시켜 탐촉자(22)의 높이를 조절할 수 있게 된다.

이와반대로, 탐촉자(22)의 높이를 낮추기 위해서는, 제어부를 매개로 승강모터(57)를 역회전시켜주면, 볼스크류(53)를 매개하여 브래킷(51)을 하강시켜 아암(23)과 탐촉자(22)의 높이를 낮출 수 있게 된다.

한편, 회동부(60)는, 승강부(50)의 브래킷(51)에 대하여 아암 (23)을 소정각도로 기울일 수 있도록 된 구성이다. 회동부(60)는, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 몸체부(30)의 상부에 회동가능하게 설치되면서 아암(23)을 브래킷(51)에 대하여 회동핀(24)을 중심으로 원하는 각도로 기울여주는 액츄에이터(61)와, 이 액츄에이터(61)의 로드(62)의 한쪽 선단을 아암(23)에 핀(63)을 매개로 회동가능하게 결합하는 브래킷(64)를 포함한다.

따라서, 제어부의 제어신호에 따라 액츄에이터(61)의 실린더(도시안됨)로,예컨대 오일 또는 압축공기 등과 같은 작동유체가 입력되면, 이 액츄에이터(61)의 로드(62)가 신장된다. 이에따라 지지부재(25)에 슬라이딩 가능하게 지지된 아암(23)이, 도 8에 도시된 바와 같이, 핀(63)과 브래킷(64)을 매개로 회동핀(24)을 중심으로 하여 반시계방향으로 상승하면서 회동하고, 또 탐촉자(22)의 위치도 상승하면서 그 회동각도가 커지게된다.

이와반대로, 탐촉자(22)의 높이를 낮추고 회동각도를 작게하기 위해서는, 제어부를 매개로 액츄에이터(61)로 작동유체를 반대방향으로 공급하면, 액츄에이터 (61)의 로드(62)가 수축하면서 아암(23)이 회동핀(24)을 중심으로 하여 시계방향으로 하강하면서 회동하고, 또 탐촉자(22)의 위치도 하강하면서 그 회동각도가 작아지게된다. 결과적으로, 제어부를 매개로 액츄에이터(61)로 공급되는 작동유체의 양 및 공급방향을 조절함으로써 로드(62)의 신장거리, 즉 아암(23)및 탐촉자(22)의 회동각도를 조절할 수 있는 것이다.

한편, 신축부(70)는 아암 (23)과 탐촉자(22)를 피검사체, 예컨대 터빈에 대하여 접근 또는 후퇴시키는 구성이다. 신축부(70)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 아암(23)의 지지부재(25)에 브래킷(71)을 매개로 고정되어 구동력을 발생하는 신축모터(72)와, 이 신축모터(72)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키도록 아암(23)의 양단 사이에 설치된 볼스크류(73) 및, 이 볼 스크류(73)에 상기 신축모터(72)의 회전력을 전달하기 위한 동력전달수단(74)을 포함한다.

여기서, 동력전달수단(74)은, 신축모터(72)의 출력축(도시안됨)에 연결된 제1기어(75)와, 볼스크류(73)에 지지체(76)를 매개로 결합된 보다 직경이 큰 제2기어(77)를 포함한다. 한편, 본 발명의 변형예로서, 상기 동력전달수단(74)은 체인-스프로킷, 벨트-풀리 등 다른 구조를 채택할 수도 있다.

따라서, 제어부의 제어신호에 따라 신축모터(72)가 구동되어 회전운동이 발생하면, 동력전달수단(74)인 제1,2기어(75, 77)가 회전하면서 이 회전운동을 지지체(76)를 매개로 볼스크류(73)에 전달한다. 따라서, 볼스크류(73)가 회전하면서 선형운동으로 변환하여 아암(23)의 선단을 밀어주거나 당겨주게 되고, 이에따라 아암(23)이 지지부재(25)에 지지된 상태로 이를 관통하여 슬라이딩하면서 전진 또는 후진하게 된다. 결과적으로, 신축모터(72)의 구동에 따라 볼스크류(73)를 매개로 아암(23)의 한쪽 선단에 설치된 탐촉자(22)를 피검사체에 대하여 접근시키거나 그로부터 후퇴시킬 수 있게 된다.

한편, 가압부(80)는 아암 (23)의 선단에 설치된 탐촉자(22)를 피검사체에 대하여 소정의 접촉압력으로 밀착시키는 구성이다. 가압부(80)는, 도 10에 도시된 바와같이, 피검사체에 대하여 탐촉자(22)를 제1브래킷(81)을 매개로 회동가능하게 지지하는 지지체(82)와, 이 지지체(82)를 회동가능하게 결합하면서 아암(23)의 선단에 고정된 제2브래킷(83), 상기 지지체(82)에 결합되어 탐촉자(22)의 접촉압력을 검출하도록 된 압력검출부(84), 이 압력검출부(84)에서 검출된 압력값을 기준값과 비교하여 제어신호를 출력하는 가압제어유닛(85) 및, 이 가압제어유닛(85)의 제어신호에 따라 압력검출부(83)를 매개로 탐촉자(22)를 가압하는 가압모터(86)를 포함한다.

여기서, 상기 압력검출부(84)는, 지지체(82)에 회동가능하게 결합되면서 내부에 로드셀을 구비한 센서(87)와, 이 센서(87)로 탐촉자(22)의 접촉압력을 전달하는 한쌍의 실린더(88)를 포함한다.

따라서, 피검사체에 대하여 탐촉자(22)가 접촉하여 압력이 발생하면, 이 압력에 의하여 핀(89)을 중심으로 지지체(82)가 회동하면서 한쌍의 실린더(88)로 전달된다. 따라서, 이 실린더(88)의 신축작동을 센서(87)가 감지하여 내부의 로드셀에 의하여 측정된 압력값을 제어신호로 변환하여 가압제어유닛(85)으로 출력한다. 이에따라 가압제어유닛(85)은 입력된 압력값을 미리 설정된 기준값과 비교한다. 즉, 만일 입력된 압력값이 기준값보다 크거나 작으면 가압모터(86)로 제어신호를 출력하여 이를 구동시켜, 센서(87)와 지지체(82)를 가압하게된다. 따라서, 지지체 (82)가 제2브래킷(83)상에서 핀(89)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회동하면서 제1브래킷(81)을 매개로 피검사체에 대한 탐촉자(22)의 접촉압력을 증가하거나 감소하게된다. 즉, 가압제어유닛(85)을 이용하여 피검사체에 대한 탐촉자(22)의 접촉압력이 미리 정해진 원하는 값이 될 때까지, 상기와 같은 가압부(80)의 작동은 반복해서 수행된다.

도 11은, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치(20)를 이용하여 터빈을 검사하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한다.

검사하고자 하는 터빈(90)이 터빈 케이싱(도시안됨)으로부터 인출되어, 회전자(91)의 양쪽 선단이 스탠드(92)상에 지지된 상태로 안착된다. 터빈(90)의 회전자(91)의 길이방향을 따라 평행하게 레일(21)이 설치된다. 이 레일(21)위에는 본 발명에 따른 자동검사장치(20)가 설치되어, 터빈(90)의 길이방향을 따라 자유로이 이동할 수 있도록 된다. 따라서, 작업자가 스탠드(92)상에 지지된 터빈(90)을 360도 회전시키면서, 본 발명에 따른 자동검사장치(20)의 아암(23)의 선단에 장착된 탐촉자(22)를 이용하여 터빈(90)에 대한 검사를 수행하게 된다.

그리고, 상기 자동검사장치(20)에는, 도 11에 도시된 바와같이, 탐촉자(22)에 초음파를 공급하는 초음파 장비(93)가 연결된다. 또한, 이 초음파 장비(93)와 가압제어유닛(85)을 제어하도록 소정의 프로그램을 갖춘 컴퓨터(94)가 갖춰진다. 또한, 제어대상이 되는 탐촉자(22)의 압력값을 실시간으로 작업자에게 표시하여 알려주도록 표시부(도시안됨)를 더 갖출 수도 있다.

한편, 도 12는, 본 발명에 따른 자동검사장치(20)를 평평한 벽체(95)의 용접부의 검사에 이용하는 것을 나타내는 개략도이다. 이는 수동으로 검사하기가 곤란한 협소한 공간 또는 평평한 벽체의 용접부에 대한 결함을 검사하는데에 본 발명에 따른 자동검사장치(20)를 사용할 수 있음을 보여준다. 또한, 본 발명은 상기에서와 같이 터빈(90) 블레이드의 뿌리부에 대한 초음파검사 작업 이외에도, 터빈의 디스크에 대한 검사, 또는 디스크 키웨이(keyway)에 대한 검사등, 다양한 검사작업에 이용할 수 있다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 발전기 터빈용 자동검사장치(20)는, 탐촉자(22)를 갖춘 아암 (23)을 검사하고자하는 발전기 터빈 부위의 위치에 따라 레일(21) 상에서 주행시키면서, 승강부(50)를 이용하여 그 높이를 조절하고, 회동부(60)를 이용하여 피검사체에 대한 회동각도를 조절하며, 신축부(70)를 매개하여 피검사체에 대한 탐촉자(22)의 전,후진 위치를 간편하게 조절할 수 있다. 또한, 가압부(80)를 매개하여 피검사체에 대하여 탐촉자(22)의 접촉압력을 원하는 수준으로 제어하여 밀착시킴으로써 탐촉자(22)에 진동이 발생함에 따른 외란의 영향을 방지할 수 있다. 또한, 자동검사장치(20)의 구성이 간소화되어 경량화됨으로써 작업현장에서 간단히 설치 또는 해체할 수 있다.

Claims (14)

1. 박스형상 프레임으로 구성되어 검사장치를 탑재하도록 된 몸체부와;
   이 몸체부를 레일 상에서 주행하게 구동하도록 몸체부의 하부에 갖취진 주행부;
   상기 몸체부에 결합되어 상하로 길이가 신축되면서 한쪽 선단에 탐촉자를 갖춘 아암을 승강시키도록 된 승강부;
   이 승강부에 대하여 아암을 소정각도로 기울일 수 있도록 된 회동부;
   상기 아암을 피검사체에 대하여 전진 또는 후퇴시키도록 된 신축부; 및
   아암의 선단에 설치되어 피검사체에 대하여 탐촉자의 접촉압력을 조절하도록 된 가압부를 포함하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
2. 제1항에 있어서, 주행부는, 몸체부의 하부 에 장착되어 구동력을 발생하도록 된 주행모터와, 이 주행모터의 구동력을 전달받아 레일위로 주행할 수 있도록 몸체부에 각각 장착되어된 바퀴 및, 주행모터의 구동력을 바퀴로 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
3. 제2항에 있어서, 동력전달수단은, 양단에서 바퀴와 각각 결합되어 함께 회전하는 구동축과, 이 구동축에 구비된 풀리를 상기 주행모터의 출력축에 연결하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
4. 제2항에 있어서, 동력전달수단은, 체인-스프로킷, 기어-기어 중 어느 하나인 구조를 갖춘 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
5. 제3항에 있어서, 동력전달수단은, 2개의 바퀴를 구동하도록 몸체부의 하부 한쪽에만 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 승강부는, 몸체부에 대하여 아암을 회동가능하게 결합하여 지지하는 브래킷과, 이 브래킷의 하단에 수직으로 연장하여 연결되면서 프레임으로 감싸진 볼스크류 및,이 볼스크류에 동력전달수단을 매개하여 구동력을 전달하는 출력축을 갖는 승강모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
7. 제1항에 있어서, 회동부는, 몸체부의 상부에 회동가능하게 설치되면서 아암을 승강부의 브래킷에 대하여 회동핀을 중심으로 원하는 각도로 기울여주는 액츄에이터와, 이 액츄에이터의 로드의 한쪽 선단을 아암에 핀을 매개로 회동가능하게 결합하는 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
8. 제1항에 있어서, 신축부는 아암의 지지부재에 브래킷을 매개로 고정되어 구동력을 발생하는 신축모터와, 이 신축모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키도록 아암의 양단 사이에 설치된 볼스크류 및, 이 볼 스크류에 상기 신축모터의 회전력을 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
9. 제8항에 있어서, 동력전달수단은, 신축모터의 출력축에 연결된 제1기어와, 볼스크류에 지지체를 매개로 결합된 보다 직경이 큰 제2기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
10. 제8항에 있어서, 동력전달수단은, 체인-스프로킷, 기어-기어 중 어느 하나인 구조를 갖춘 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
11. 제1항에 있어서, 가압부는 피검사체에 대하여 탐촉자를 제1브래킷을 매개로 회동가능하게 지지하는 지지체와, 이 지지체를 회동가능하게 결합하면서 아암의 선단에 고정된 제2브래킷, 상기 지지체에 결합되어 탐촉자의 접촉압력을 검출하도록 된 압력검출부, 이 압력검출부에서 검출된 압력값을 기준값과 비교하여 제어신호를 출력하는 가압제어유닛 및, 이 가압제어유닛의 제어신호에 따라 압력검출부를 매개로 탐촉자를 가압하는 가압모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
12. 제11항에 있어서, 압력검출부는, 지지체에 회동가능하게 결합되면서 내부에 로드셀을 구비한 센서와, 이 센서로 탐촉자의 접촉압력을 전달하는 한쌍의 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈용 자동검사장치.
13. 터빈 케이싱으로부터 인출되어 회전자의 양쪽 선단이 스탠드상에 지지된 터빈을 검사하기 위한 발전기 터빈용 자동검사 시스템에 있어서,
    터빈의 회전자의 길이방향에 평행하게 설치된 레일과;
    이 레일 상에서 자유로이 주행할 수 있도록 설치된 청구항 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 자동검사장치;
    자동검사장치의 탐촉자에 초음파를 공급하는 초음파 장비;
    이 초음파 장비와 자동검사장치에 구비된 가압제어유닛을 제어하도록 소정의 프로그램을 갖춘 컴퓨터를 포함하는 발전기 터빈용 자동검사 시스템.
14. 제13항에 있어서, 탐촉자의 압력값을 실시간으로 작업자에게 표시하여 알려주도록 표시부를 더 포함하는 발전기 터빈용 자동검사 시스템.

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