KR102357883B1

KR102357883B1 - Damper unit for shaft

Info

Publication number: KR102357883B1
Application number: KR1020140178790A
Authority: KR
Inventors: 최준혁
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2022-02-03
Also published as: KR20160071275A

Abstract

샤프트용 댐퍼 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트용 댐퍼 유닛은 회전이 이루어지는 샤프트의 단부에 장착되고 내부에 유체가 채워진 커버 하우징; 상기 커버 하우징의 내부에 배치된 중량체; 및 상기 중량체를 서로 간에 연결하는 탄성체를 포함한다.A damper unit for a shaft is disclosed. The damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention includes a cover housing mounted on an end of a shaft that rotates and filled with a fluid therein; a weight body disposed inside the cover housing; and an elastic body connecting the weight body to each other.

Description

Damper unit for shaft

본 발명은 회전에 따른 비틀림이 발생되는 샤프트의 단부에 설치되어 비틀림에 따른 고유 진동수를 댐핑하기 위한 것으로써, 보다 상세하게는 터빈의 샤프트 단부에 설치하여 공진으로 인한 샤프트의 파손을 최소화 할 수 있는 샤프트용 댐퍼유닛에 관한 것이다.
The present invention is installed at the end of a shaft where torsion due to rotation is generated to damp the natural frequency due to torsion, and more particularly, it is installed at the shaft end of a turbine to minimize damage to the shaft due to resonance. It relates to a damper unit for a shaft.

일반적으로 모든 회전기기는 정격부하에서 안정적으로 운전되는 동안에도 어느 정도의 비틀림 진동이 발생하게 되며 회전기기를 기동하거나 정지시킬 때 그리고 급격한 속도변화 또는 부하변화와 같은 과도상태가 발생하게 되면 보다 큰 비틀림 진동이 발생하게 된다.In general, all rotating machines generate some degree of torsional vibration even while operating stably at rated load, and when a rotating machine is started or stopped, and a transient condition such as a sudden speed change or load change occurs, greater torsion occurs. vibration will occur.

예를 들어 로터와 같은 회전체는 발전기, 모터 및 다른 유사한 장치들을 포함하여 매우 다양한 종류의 기계 및 전기 요소들에 이용된다. 상기 회전체는 다수의 비틀림 고유 주파수 모드를 가지며, 응력(stress), 피로(fatigue), 성능(performance) 등을 포함한 다양한 이유로 이들 주파수 모드를 일정한 범위 내로 유지하는 것이 바람직하다.Rotating bodies, for example rotors, are used in a wide variety of mechanical and electrical components, including generators, motors and other similar devices. The rotating body has a plurality of torsional natural frequency modes, and it is preferable to maintain these frequency modes within a certain range for various reasons including stress, fatigue, performance, and the like.

예를 들어, 발전기 또는 회전체를 포함하는 다른 기계 요소들은 전형적으로 라인 주파수(line frequency)의 두 배에 가까운 비틀림 고유 주파수 모드를 가지는데 상기 주파수 모드가 선 주파수의 두 배에 가까워질 경우 상기 터빈의 마지막 스테이지 버킷과 같은 결합체에서 구성요소들의 고장을 야기할 수 있다.For example, generators or other mechanical components, including rotating bodies, typically have a torsional natural frequency mode that is close to twice the line frequency, and when the frequency mode approaches twice the line frequency, the turbine It can cause failure of components in the assembly, such as the last stage bucket of

현재 회전체 비틀림 모드의 주파수는 관심 대상인 회전체 모드의 주파수에 직접 영향을 미치는 관성(inertia) 또는 비틀림 강성(torsional stiffness)에 변화를 가함으로써 변경될 수 있다.
The frequency of the current rotating body torsional mode can be changed by applying a change to inertia or torsional stiffness that directly affects the frequency of the rotating body mode of interest.

특히 원자력발전소의 터빈-발전기와 같은 대형설비는 비틀림 진동으로 인한 영향을 크게 받는데 최근 국내 또는 국외에 건설된 원자력발전소는 증가된 원자로 출력의 수용, 설비의 노후화 등의 이유로 터빈이나 발전기를 함께 또는 단독으로 교체하는 사례가 증가하고 있어 설비 교체 후 고장을 예방하고 저압터빈 최종단 블레이드의 건전성을 확보하기 위해서는 설계단계뿐 아니라 교체 후에 정밀한 측정과 분석을 통해 안전한 작동을 유지시키는 것은 상당히 중요하다고 할 수 있다.In particular, large-scale facilities such as turbine-generators of nuclear power plants are greatly affected by torsional vibration. Recently, nuclear power plants built in Korea or abroad may use turbines or generators together or alone for reasons of accommodating increased reactor output and aging facilities. In order to prevent failure after facility replacement and secure the soundness of the blades at the end of the low pressure turbine, it is very important to maintain safe operation through precise measurement and analysis after replacement as well as at the design stage. .

터빈 또는 발전기를 제작하는 제작사는 설계 단계부터 공진으로 인한 과도한 비틀림 진동을 예방하기 위해 해당 설비의 고유주파수가 계통주파수와 충분히 이격되도록 설계하고 비틀림 진동 특성 및 비틀림 응력으로 인한 설비의 파손이 방지하기 위한 댐퍼를 부착시켜 사용하고 있다.To prevent excessive torsional vibration due to resonance from the design stage, manufacturers of turbines or generators design the natural frequency of the facility to be sufficiently separated from the system frequency, and to prevent damage to the facility due to torsional vibration characteristics and torsional stress. It is used with a damper attached.

상기 댐퍼는 일 예로 터빈에 설치된 샤프트의 회전에 따른 비틀림 진동을 최소화하기 위해 상기 샤프트의 단부에 고유 진동수를 변경시키기 위한 별도의 부가물을 부착하여 샤프트의 회전에 따라 발생된 고유 진동수를 변화시키고자 하였으나 별도로 부착되는 부가물로 인한 중량 증가는 샤프트와 연결된 다른 구성품에서 발생되는 주파수에 영향을 미쳐 수용 불가능한 응력 상태로 변화되는 문제점이 유발되었다.
The damper, for example, attaches a separate addition for changing the natural frequency to the end of the shaft in order to minimize torsional vibration according to the rotation of the shaft installed in the turbine to change the natural frequency generated according to the rotation of the shaft. However, the increase in weight due to the separately attached additions affected the frequency generated by the other components connected to the shaft, causing the problem of changing into an unacceptable stress state.

대한민국공개특허 제10-2013-0124709호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0124709

본 발명의 실시 예들은 가스터빈 또는 증기터빈 또는 각종 터빈에서 회전 비틀림에 따라 발생되는 샤프트의 고유 진동수를 변화시켜 상기 샤프트의 파손을 방지할 수 있는 댐퍼유닛을 제공하고자 한다.
Embodiments of the present invention are to provide a damper unit capable of preventing damage to the shaft by changing the natural frequency of the shaft generated according to rotational torsion in a gas turbine, a steam turbine, or various turbines.

본 발명의 일 측면에 따르면, 회전이 이루어지는 샤프트의 단부에 장착되고 내부에 유체가 채워진 커버 하우징; 상기 커버 하우징의 내부에 배치된 중량체; 및 상기 중량체를 서로 간에 연결하는 탄성체를 포함한다.According to an aspect of the present invention, the cover housing is mounted on the end of the shaft to be rotated and filled with a fluid therein; a weight body disposed inside the cover housing; and an elastic body connecting the weight body to each other.

중량체는 상기 커버 하우징의 내측 원주 방향을 따라 다수개가 분할된 제1 내지 제n 단위 중량체인 것을 특징으로 한다.The weight is characterized in that the first to n-th unit weights are divided into a plurality along the inner circumferential direction of the cover housing.

제1 내지 제n 단위 중량체는 상기 커버 하우징의 길이 방향을 따라 연장된 길이 방향 연장 길이(L1)와 상기 커버 하우징의 내측 중앙을 향해 연장된 반경 방향 연장 길이(r1)로 연장된 것을 특징으로 한다.The first to nth unit weights are characterized in that they extend with a longitudinal extension length L1 extending along the longitudinal direction of the cover housing and a radial extension length r1 extending toward the inner center of the cover housing. do.

길이 방향 연장 길이(L1)는 상기 반경 방향 연장 길이(r1)에 비해 상대적으로 길게 연장된 것을 특징으로 한다.The longitudinal extension length L1 is relatively longer than the radial extension length r1.

제1 내지 제n 단위 중량체는 상하 대칭 형태로 배치된 것을 특징으로 한다.The first to n-th unit weights are characterized in that they are arranged in a vertically symmetrical form.

탄성체는 판 스프링이 사용되는 것을 특징으로 한다.The elastic body is characterized in that a leaf spring is used.

탄성체는 상기 커버 하우징의 중앙에서 상기 제1 내지 제n 단위 중량체를 향해 방사 형태로 배치된 제1 내지 제 n 단위 탄성체를 포함한다.The elastic body includes first to n-th unit elastic bodies disposed radially from the center of the cover housing toward the first to n-th unit weight bodies.

제1 내지 제 n 단위 탄성체는 상기 커버 하우징의 반경 방향을 향해 라운드진 것을 특징으로 한다.The first to n-th unit elastic bodies are rounded toward the radial direction of the cover housing.

제1 내지 제n 단위 탄성체는 스프링 계수값이 모두 일정한 것을 특징으로 한다.The first to n-th unit elastic bodies are characterized in that all spring coefficient values are constant.

제1 내지 제n 단위 탄성체는 스프링 계수값이 상이한 것을 특징으로 한다.The first to n-th unit elastic bodies are characterized in that the spring coefficient values are different.

탄성체는 상기 제1 내지 제n 단위 중량체의 길이 방향 연장 길이(L1)와 대응되는 길이로 연장된 것을 특징으로 한다.The elastic body is characterized in that it extends to a length corresponding to the lengthwise extension length L1 of the first to n-th unit weights.

탄성체에는 상기 커버 하우징의 내부에서 유체의 이동을 위해 개구된 개구 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.The elastic body is characterized in that the opening hole is formed for the movement of the fluid inside the cover housing.

개구 홀은 서로 다른 직경으로 개구된 것을 특징으로 한다.The opening holes are characterized in that they are opened with different diameters.

커버 하우징은 상기 샤프트에 장착되도록 상기 샤프트와 마주보는 커버 하우징의 원주 방향을 따라 배치된 마운팅 부재를 더 포함한다.The cover housing further includes a mounting member disposed along a circumferential direction of the cover housing facing the shaft to be mounted on the shaft.

커버 하우징의 외측에 구비되고 유체에 포함된 철가루에 전류를 인가하여 샤프트의 고유 진동수를 조절하는 제어부를 더 포함한다.
It is provided on the outside of the cover housing and further includes a control unit for controlling the natural frequency of the shaft by applying a current to the iron powder contained in the fluid.

본 발명의 실시 예들은 가스 터빈 또는 증기 터빈의 샤프트의 단부에 설치하여 상기 샤프트의 회전에 따른 고유 진동수를 용이하게 조절하여 상기 샤프트의 파손을 예방하고, 상기 가스 터빈 또는 증기 터빈과 연결된 구성품의 손상을 최소화하여 안정적인 작동을 도모하고자 한다.Embodiments of the present invention are installed at the end of the shaft of a gas turbine or steam turbine to easily control the natural frequency according to the rotation of the shaft to prevent damage to the shaft, and damage to components connected to the gas turbine or steam turbine It is intended to promote stable operation by minimizing

본 발명의 실시 예들은 중량체와 탄성체 및 유체를 통한 진동 감쇠를 통해 필연적으로 진동이 발생되는 샤프트의 고유 진동수를 원하는 고유 진동수로 조절할 수 있어 샤프트의 비틀림으로 인한 진동을 안정적으로 댐핑할 수 있다.
Embodiments of the present invention can adjust the natural frequency of the shaft, at which vibration is inevitably generated, to a desired natural frequency through vibration damping through a weight body, an elastic body, and a fluid, thereby stably damping vibration caused by torsion of the shaft.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛이 샤프트에 설치되는 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛의 결합 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛에서 커버 하우징이 분리된 상태를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛의 작동 상태도.1 is a perspective view illustrating a state in which a damper unit for a shaft is installed on a shaft according to an embodiment of the present invention;
2 is a combined perspective view of a damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a state in which a cover housing is separated from a damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention;
Fig. 4 is a front view of Fig. 3;
5 is a view showing a damper unit for a shaft according to another embodiment of the present invention.
6 is an operation state diagram of a damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트용 댐퍼유닛의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛이 샤프트에 설치되는 상태를 도시한 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛의 결합 사시도 이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛에서 커버 하우징이 분리된 상태를 도시한 사시도 이고, 도 4는 도 3의 정면도이다.A configuration of a damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view illustrating a state in which a damper unit for a shaft is installed on a shaft according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a combined perspective view of the damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view illustrating a state in which the cover housing is separated from the damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of FIG. 3 .

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼유닛(1)은 각종 발전소에 구비된 터빈의 내부에서 회전이 이루어지는 샤프트(10)의 단부에 장착하여 상기 샤프트(10)의 회전에 따라 발생되는 고유 진동수를 조절하기 위해 사용되며, 작업자가 점검 및 수리를 보다 용이하게 하기 위해 상기 샤프트(10)의 단부에서 탈착 가능하게 설치된다.1 to 4, the shaft damper unit 1 according to an embodiment of the present invention is mounted on the end of the shaft 10, which rotates inside a turbine provided in various power plants, and the shaft It is used to adjust the natural frequency generated according to the rotation of (10), and is detachably installed at the end of the shaft (10) to make it easier for the operator to check and repair.

댐퍼유닛(1)은 커버 하우징(100)과, 상기 커버 하우징(100)의 내측에 배치된 중량체(200)와, 상기 중량체(200)를 서로 간에 연결하는 탄성체(300)를 포함하여 구성된다.
The damper unit 1 includes a cover housing 100, a weight 200 disposed inside the cover housing 100, and an elastic body 300 connecting the weight 200 to each other. do.

커버 하우징(100)은 원통 형태로 형성되며 후술할 중량체(200)와 탄성체(300)의 세부적인 치수에 따라 직경이 변경되며 도면에 도시된 직경과 폭으로 반드시 한정하지 않는다.The cover housing 100 is formed in a cylindrical shape, and the diameter changes according to detailed dimensions of the weight body 200 and the elastic body 300 to be described later, and is not necessarily limited to the diameter and width shown in the drawings.

커버 하우징(100)은 중량체(200)의 길이 방향과 대응되는 길이로 연장된 제1 하우징(102)과, 상기 제1 하우징(102)을 기준으로 전면에 위치된 제2 하우징(106)과, 후면에 위치된 제3 하우징(104)을 포함하고, 상기 제2 하우징(106)과 제3 하우징(104)은 제1 하우징(102)에 비해 길이 방향으로의 연장 길이가 상대적으로 짧게 연장된다.The cover housing 100 includes a first housing 102 extending in a length corresponding to the longitudinal direction of the weight 200 , and a second housing 106 positioned in front with respect to the first housing 102 , and , a third housing 104 positioned at the rear surface, wherein the second housing 106 and the third housing 104 extend relatively short in length compared to the first housing 102 . .

제2,3 하우징(106,104)은 제1 하우징(102)의 개구된 전면과 후면을 밀폐 상태로 유지시키기 위해 구비되고, 커버 하우징(100)에 채워진 유체의 누설이 방지되도록 별도의 패킹재(미도시)가 밀착된 제1 하우징(102)과 제2 하우징(106) 사이에 삽입되고, 상기 제1 하우징(102)과 제3 하우징(106) 사이에 추가로 삽입되어 유체의 누설을 방지한다.
The second and third housings 106 and 104 are provided to maintain the opened front and rear surfaces of the first housing 102 in a sealed state, and separate packing materials (not shown) to prevent leakage of the fluid filled in the cover housing 100 . Si) is inserted between the first housing 102 and the second housing 106 in close contact, and is additionally inserted between the first housing 102 and the third housing 106 to prevent leakage of fluid.

커버 하우징(100)은 샤프트(10)의 단부에 장착되도록 상기 샤프트(10)와 마주보는 일면을 기준으로 원주 방향에 마운팅 부재(500)가 배치되고, 상기 마운팅 부재(500)는 일 예로 특정 직경으로 이루어진 볼트가 다수 개 사용된다.In the cover housing 100 , a mounting member 500 is disposed in a circumferential direction with respect to one surface facing the shaft 10 so as to be mounted on the end of the shaft 10 , and the mounting member 500 has, for example, a specific diameter. A number of bolts made of

마운팅 부재(500)는 제3 하우징(106)의 내측에서 샤프트(10) 방향으로 삽입되고, 상기 마운팅 부재(500)에 별도의 패킹재가 각각 삽입되므로 댐퍼 유닛(1)이 샤프트(10)와 함께 고속 회전되는 경우에도 유체의 누설을 안정적으로 차단하여 샤프트(10)의 고유 진동수를 안정적으로 유지시킬 수 있다.The mounting member 500 is inserted in the direction of the shaft 10 from the inside of the third housing 106 , and separate packing materials are inserted into the mounting member 500 , respectively, so that the damper unit 1 is installed together with the shaft 10 . Even when rotating at a high speed, the natural frequency of the shaft 10 can be stably maintained by stably blocking the leakage of the fluid.

중량체(200)는 제1 하우징(102)의 내측 원주 방향을 따라 일정 간격으로 이격된 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)을 포함하고, 상기 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 상기 커버 하우징(100)의 길이 방향을 따라 연장된 길이 방향 연장 길이(L1)와 상기 커버 하우징(100)의 내측 중앙을 향해 연장된 반경 방향 연장 길이(r1)로 연장된다.The weight 200 includes first to n-th unit weights 200a to 200n spaced apart at regular intervals along the inner circumferential direction of the first housing 102, and the first to n-th unit weights ( 200a to 200n extend to a longitudinal extension length L1 extending in the longitudinal direction of the cover housing 100 and a radial extension length r1 extending toward the inner center of the cover housing 100 .

중량체(200)는 샤프트(10)가 회전될 경우 회전에 따른 관성 에너지를 일정하게 유지시키는 역할과 질량 증가를 통한 고유 주파수 조정을 실시하기 위해 위와 같은 구성을 갖는다.
The weight 200 has the above configuration in order to maintain a constant inertial energy according to the rotation when the shaft 10 is rotated and to adjust the natural frequency through an increase in mass.

제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 제1 하우징(102)의 폭과 대응되는 길이 방향 연장 길이(L1)로 연장되고, 두께는 반경 방향 연장 길이(r1)로 연장되며 상기 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 샤프트(10)의 길이와 무게 및 고유 진동수에 따라 특정 중량으로 제작되며 특별히 특정 중량으로 한정하지 않는다.The first to n-th unit weights 200a to 200n extend to a longitudinal extension length L1 corresponding to the width of the first housing 102, and the thickness to extend to a radial extension length r1, and The 1st to nth unit weights 200a to 200n are manufactured with a specific weight according to the length, weight, and natural frequency of the shaft 10 and are not particularly limited to a specific weight.

제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 길이 방향 연장 길이(L1)가 상기 반경 방향 연장 길이(r1)에 비해 상대적으로 길게 연장되는데, 이와 같이 길이 방향 연장 길이(L1)가 길게 연장되는 이유는 커버 하우징(100)에 채워지는 유체의 전체 유량을 증가시켜 샤프트(10)의 회전에 따른 고유 진동수를 상기 중량체(200)와 함께 조정하기 위해서이다.The first to n-th unit weights 200a to 200n have a longitudinal extension length L1 that is relatively longer than the radial extension length r1. The reason is to increase the total flow rate of the fluid filled in the cover housing 100 to adjust the natural frequency according to the rotation of the shaft 10 together with the weight body 200 .

특히 길이 방향 연장 길이(L1)가 도면에 도시된 길이로 연장될 경우 유체의 전체 유량이 증가될 수 있어 별도의 비용 증가 없이 고유 진동수를 편리하게 조절할 수 있다.In particular, when the longitudinal extension length L1 is extended to the length shown in the drawings, the total flow rate of the fluid can be increased, so that the natural frequency can be conveniently adjusted without additional cost increase.

제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 상하 대칭 형태로 커버 하우징(100)의 내측에 배치되며 시뮬레이션을 통해 다른 형태로 변경되는 것도 가능할 수 있다. 또한 각각의 단위 중량체의 크기 또한 도면에 도시된 형태로 반드시 한정하지 않고 변경될 수 있다.The first to n-th unit weights 200a to 200n are disposed inside the cover housing 100 in a vertically symmetrical shape, and it may be possible to change to another shape through simulation. In addition, the size of each unit weight may also be changed without necessarily being limited to the form shown in the drawings.

제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 샤프트(10)가 회전될 경우 함께 회전될 때 제1 하우징(102)의 내측과 밀착되도록 외주면이 상기 제1 하우징(102)의 내주면과 대응되는 곡률로 라운드 지므로 강체에 해당되는 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)는 커버 하우징(100)의 내측 가장 자리 위치에서 회전되고, 후술할 유체는 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)가 차지한 면적을 제외한 나머지 영역에서 자유롭게 이동하면서 회전체(2)의 고유 진동수를 변화시킬 수 있다. 여기서 회전체(2)는 직접적으로 회전이 이루어지는 샤프트와 같은 구성이 아니라 가스터빈과 같이 샤프트(10)를 포함하여 구성된 조립체를 의미하며 일 예로 가스터빈 또는 스팀터빈 또는 샤프트가 구비된 다른 조립체도 모두 이에 해당된다.
The first to n-th unit weights 200a to 200n have an outer circumferential surface corresponding to the inner circumferential surface of the first housing 102 so as to be in close contact with the inner side of the first housing 102 when the shaft 10 is rotated and rotated together. The first to n-th unit weights 200a to 200n corresponding to the rigid body are rotated at the inner edge position of the cover housing 100, and the fluid to be described later is the first to n-th unit weights ( 200a to 200n), it is possible to change the natural frequency of the rotating body 2 while freely moving in the remaining area except for the area occupied by the rotator 2 . Here, the rotating body 2 refers to an assembly including the shaft 10 such as a gas turbine, not a shaft-like structure in which rotation is directly performed. For example, a gas turbine or a steam turbine or other assemblies including a shaft This applies.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 탄성체(300)는 판 스프링이 사용된다.3 to 4, the elastic body 300 is a leaf spring is used.

탄성체(300)는 상기 커버 하우징(100)의 중앙에서 상기 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)를 향해 방사 형태로 배치된 제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)를 포함하는데, 상기 제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)는 상기 커버 하우징(100)의 반경 방향을 향해 라운드진 형태로 형성된다.The elastic body 300 includes the first to nth unit elastic bodies 300a to 300n disposed in a radial form from the center of the cover housing 100 toward the first to nth unit weight bodies 200a to 200n. , The first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n are formed in a rounded shape toward the radial direction of the cover housing 100 .

이와 같은 형태를 갖는 이유는 샤프트(10)와 함께 회전되는 댐퍼 유닛이 소정의 속도로 회전될 때 제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)에 가해지는 응력(stress)을 분산시켜 특정 위치에서 응력이 집중되어 파손이 발생되는 것을 방지하여 장기간 사용시에도 안전하게 사용할 수 있다.The reason for having such a shape is by dispersing the stress applied to the first to nth unit elastic bodies 300a to 300n when the damper unit rotated together with the shaft 10 is rotated at a predetermined speed at a specific position. It can be used safely even for long-term use by preventing damage due to concentration of stress.

특히 가스터빈 또는 증기 터빈과 같이 한 번 시동된 이후에 고장 또는 점검을 위해 정지되지 않는 회전체의 경우 십 년 전후의 점검 주기를 갖고 사용되므로 장기간 사용으로 인한 제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)중의 어느 하나의 단위 탄성체에서 회전에 따른 변형 또는 파손이 발생되지 않는 것은 상당히 중요하다고 할 수 있다.
In particular, in the case of a rotating body that is not stopped for failure or inspection after being started once, such as a gas turbine or a steam turbine, it is used with an inspection cycle of about ten years, so the first to nth unit elastic bodies (300a~ It can be said that it is very important that deformation or breakage due to rotation does not occur in any one of the unit elastic members of 300n).

제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)는 소정의 두께(t)로 이루어지고 전술한 바와 같이 커버 하우징(100)의 중앙에서 방사 형태로 연장되거나, 상기 커버 하우징(100)의 중앙에 위치된 지지체(미도시)에 일단이 고정되고 타단이 제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)에 고정되는 방식 중의 어느 하나의 방식으로 설치된다.The first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n have a predetermined thickness t and extend radially from the center of the cover housing 100 as described above, or are located in the center of the cover housing 100 . One end is fixed to a support body (not shown) and the other end is installed in any one of the methods in which the first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n are fixed.

제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)는 스프링 계수값이 모두 일정하거나, 스프링 계수값이 상이하도록 구성될 수 있으며 샤프트(10)의 회전에 따른 고유 진동수에 따라 특정 스프링 계수값으로 셋팅될 수 있다.The first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n may be configured so that all of the spring coefficient values are constant or have different spring coefficient values, and are set to a specific spring coefficient value according to the natural frequency according to the rotation of the shaft 10 . can

따라서 전술한 중량체(200) 및 유체와 함께 샤프트(10)의 회전에 따라 발생되는 고유 진동수를 감쇠시켜 의도된 고유 진동수로 편리하게 조정하여 장기간 사용시에도 회전체(2)의 고장 또는 회전체(2)와 연결된 구성품의 파손을 방지하여 안정적인 사용을 가능하게 할 수 있다.
Therefore, by attenuating the natural frequency generated according to the rotation of the shaft 10 together with the above-mentioned weight 200 and the fluid, it is conveniently adjusted to the intended natural frequency, so that even when used for a long period of time, malfunction of the rotating body 2 or the rotating body ( 2) It can prevent damage to the connected components and enable stable use.

제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)는 상기 제1 내지 제n 단위 중량체(200a~200n)의 길이 방향 연장 길이(L1)와 대응되는 길이로 연장되는데, 이와 같은 길이로 연장되는 이유는 샤프트(10)가 회전될 때 중량체(200)가 회전되면서 발생되는 관성 에너지를 모두 전달받아 안정적으로 댐핑을 실시하여 상기 샤프트(10)의 고유 진동수를 조절하기 위해서이다.
The first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n extend to a length corresponding to the lengthwise extension length L1 of the first to n-th unit weight bodies 200a to 200n. This is to control the natural frequency of the shaft 10 by receiving all of the inertial energy generated while the weight 200 rotates when the shaft 10 rotates and stably damping the shaft 10 .

제1 내지 제 n 단위 탄성체(300a~300n)는 커버 하우징(100)의 내부에서 유체의 이동을 위해 개구 홀(310)이 형성되며, 상기 개구 홀(310)은 모두 동일 직경으로 개구되거나 서로 다른 직경으로 개구될 수 있으며 특별히 도면에 도시된 직경으로 한정하지 않는다.An opening hole 310 is formed in the first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n for fluid movement in the cover housing 100 , and the opening holes 310 are all opened with the same diameter or different from each other. It may be opened with a diameter and is not particularly limited to the diameter shown in the drawings.

상기 개구 홀(310)은 유체가 서로 간에 이격된 제1 내지 제n 단위 탄성체(300a~300n)로 용이하게 이동되기 위해 일 예로 제1 단위 탄성체(300a)의 길이 방향과 원주 방향으로 소정의 간격으로 다수개가 형성되며, 배치 형태는 반경 방향을 기준으로 제1 내지 제n 중량체(200a~200n)가 위치된 쪽으로 갈수록 개구 홀의 개수가 증가되도록 배치된다.The opening hole 310 has a predetermined interval in the longitudinal direction and the circumferential direction of the first elastic unit 300a, for example, so that the fluid can easily move to the first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n spaced apart from each other. is formed, and the arrangement is arranged such that the number of opening holes increases toward the direction in which the first to n-th weights 200a to 200n are positioned based on the radial direction.

또한 도면에는 도시하지 않았으나 개구 홀의 크기는 특정 위치에 위치된 개구 홀의 직경이 상대적으로 크게 형성되고, 다른 위치에 위치된 개구 홀은 직경이 작게 형성되어 제1 내지 제n 중량체(200a~200n)로 이동하는 유체의 이동량을 서로 다르게 이동되도록 제어할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, the size of the opening hole is formed such that the diameter of the opening hole located at a specific position is relatively large, and the opening hole located at another position is formed with a small diameter, so that the first to n-th weights 200a to 200n are formed. It is possible to control the amount of movement of the fluid moving to each other to be moved differently.

따라서 샤프트(10)의 회전에 의해 유체가 개구 홀(310)을 통해 이동되는 유속이 서로 다르게 조절되어 샤프트(10)의 고유 진동수에 대한 조절이 가능해져 공진을 감소시키고 이를 통해 샤프트(10) 및 회전체(2)와 연결된 구성품의 파손 및 고장 발생을 예방할 수 있다.
Therefore, by the rotation of the shaft 10, the flow rate at which the fluid moves through the opening hole 310 is adjusted to be different from each other, so it is possible to adjust the natural frequency of the shaft 10 to reduce resonance, and through this, the shaft 10 and It is possible to prevent damage and failure of components connected to the rotating body (2).

개구 홀(310)에는 도면에 도시된 바와 같이 모두 관통된 홀 형태로 형성되거나, 상기 개구 홀(310)에 유체의 이동에 따라 선택적으로 오픈 또는 클로즈되는 플랩(미도시)이 설치될 수 있으며, 상기 플랩은 유체가 개구 홀을 통해 이동될 경우 개구 홀(310)의 외측에 밀착된 상태가 유지되다가 다량의 유체가 개구 홀을 통해 이동 되도록 상기 개구 홀(310)에서 선택적으로 이격 되도록 구성된다.
As shown in the figure, the opening hole 310 may be formed in the form of a hole through which all of them are penetrated, or a flap (not shown) that is selectively opened or closed according to the movement of the fluid may be installed in the opening hole 310 , The flap is configured to be selectively spaced apart from the opening hole 310 so that a large amount of fluid moves through the opening hole while maintaining close contact with the outside of the opening hole 310 when the fluid moves through the opening hole.

유체는 전술한 바와 같이 제1 내지 제n 단위 탄성체(300a~300n)에 개구된 개구 홀(310)을 통해 커버 하우징(100)의 내부에서 자유롭게 이동되도록 상기 커버 하우징(100)의 내부 체적에 100% 채워지지 않고 소정량 부족한 상태로 채워지므로 상기 개구 홀(310)을 통해 유체가 용이하게 이동될 수 있으며 샤프트(10)의 고유 진동수를 원하는 고유 진동수로 조정할 수 있다.
As described above, the fluid flows into the inner volume of the cover housing 100 so as to freely move inside the cover housing 100 through the opening hole 310 opened in the first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n. % is not filled and is filled with a predetermined amount insufficient, so that the fluid can be easily moved through the opening hole 310 and the natural frequency of the shaft 10 can be adjusted to a desired natural frequency.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 댐퍼 유닛(1)은 커버 하우징(100)의 외측에 구비되고 유체에 포함된 철가루에 전류를 인가하여 샤프트(10)의 고유 진동수를 조절하는 제어부(400)를 더 포함하고, 상기 제어부(400)는 샤프트(10)의 회전수에 따라 인가되는 전류량을 서로 다르게 제어할 수 있다.5 , the damper unit 1 according to an embodiment of the present invention is provided on the outside of the cover housing 100 and applies a current to iron powder contained in the fluid to obtain the natural frequency of the shaft 10 . The control unit 400 may further include a control unit 400 for adjusting the , the control unit 400 may differently control the amount of current applied according to the number of rotations of the shaft 10 .

이를 위해 커버 하우징(100)의 외측에서 유체에 전류가 흐를 수 있도록 삽입된 삽입체(20)가 설치되고, 상기 삽입체(20)에 인가되는 전류는 제어부(400)를 통해 고유 진동수에 따라 서로 다르게 인가되어 샤프트(10)의 회전에 따른 고유 진동수를 조절할 수 있다.To this end, the insert 20 inserted so that a current can flow in the fluid from the outside of the cover housing 100 is installed, and the current applied to the insert 20 is transmitted to each other according to the natural frequency through the control unit 400 . It is applied differently to adjust the natural frequency according to the rotation of the shaft 10 .

얘를 들면 철가류에 전류가 인가될 경우 고유 진동수는 현재 보다 상대적으로 하강되므로 이를 통해 회전체(2)의 고유 진동수를 조절할 수 있다.For example, when a current is applied to the iron, the natural frequency is relatively lower than the current, so that the natural frequency of the rotating body 2 can be adjusted.

전술한 실시 예와는 다르게 삽입체를 사용하지 않고 유체를 일반 유체가 아닌 전기가 흐를 수 있는 전도성 유체를 사용하여 고유 진동수를 변화시킬 수 있다.
Unlike the above-described embodiment, the natural frequency can be changed by using a conductive fluid through which electricity can flow instead of a general fluid without using an insert.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 의한 샤프트용 댐퍼 유닛의 작동 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.An operating state of the damper unit for a shaft according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 1 또는 도 6을 참조하면, 회전체(2)에 설치된 샤프트(10)가 특정 속도로 회전될 경우 상기 샤프트(10)에서는 회전에 따른 비틀림이 발생되고 이로 인해 특정 주파수를 갖는 고유 진동수를 갖는 진동이 발생된다.1 or 6, when the shaft 10 installed on the rotating body 2 is rotated at a specific speed, torsion is generated in the shaft 10 according to the rotation, resulting in a natural frequency having a specific frequency vibration is generated with

상기 샤프트(10)의 고유 진동수로 인한 시간에 따라 특정주기를 갖는 형태로 반복적으로 상기 샤프트(10)에 전달되나, 댐퍼 유닛(1)에 구비된 중량체(200)와 탄성체(300)에 의해 감쇠되고, 추가로 댐퍼 유닛(1)의 회전으로 인해 유체가 화살표로 도시된 바와 같이 제1 내지 제n 단위 탄성체(300a~300n)의 개구 홀(310)을 통해 이동이 이루어진다.It is repeatedly transmitted to the shaft 10 in a form having a specific period according to time due to the natural frequency of the shaft 10 , but by the weight 200 and the elastic body 300 provided in the damper unit 1 . It is damped, and the fluid moves through the opening hole 310 of the first to n-th unit elastic bodies 300a to 300n as indicated by arrows due to the rotation of the damper unit 1 in addition.

예를 들어 제1 단위 탄성체(300a)에 개구된 개구 홀을 통해 유입된 유체는 이웃한 제2 단위 탄성체(300b)에 개구된 개구 홀을 통해 유체의 이동이 이루어지면서 샤프트(10)의 회전에 따른 진동이 감쇠도어 상기 샤프트(10)의 고유 진동수를 조절하여 상기 샤프트(10)의 회전에 따른 진동을 안정적으로 유지할 수 있다.
For example, the fluid introduced through the opening hole opened in the first elastic unit 300a is moved through the opening hole opened in the second elastic unit 300b adjacent to the rotation of the shaft 10 . The vibration according to the rotation of the shaft 10 can be stably maintained by adjusting the natural frequency of the shaft 10 through the damping door.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
As described above, an embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by, etc., which will also be included within the scope of the present invention.

2 : 회전체
10 : 샤프트
20 : 삽입체
100 : 커버 하우징
102 : 제1 커버 하우징
104 : 제2 커버 하우징
106 : 제3 컵 하우징
200 : 중량체
200a~200n : 제1 내지 제n 단위 중량체
300 : 탄성체
300a~300n : 제1 내지 제n 단위 탄성체
310 : 개구홀
400 : 제어부
500 : 마운팅 부재2: Rotating body
10: shaft
20: insert
100: cover housing
102: first cover housing
104: second cover housing
106: third cup housing
200: weight
200a~200n: first to nth unit weight
300: elastic body
300a~300n: first to nth unit elastic body
310: opening hole
400: control unit
500: mounting member

Claims

a cover housing mounted on the end of the shaft to be rotated and filled with a fluid therein;
a weight body disposed inside the cover housing; and
and an elastic body connecting the weight body to each other,
The damper unit for a shaft, characterized in that the elastic body is formed with an opening hole for the movement of the fluid inside the cover housing.

According to claim 1,
The weight is
A damper unit for a shaft including a plurality of first to n-th unit weights divided along an inner circumferential direction of the cover housing.

3. The method of claim 2,
The first to n-th unit weights,
The damper unit for a shaft, characterized in that it extends with a longitudinal extension length (L1) extending along the longitudinal direction of the cover housing and a radial extension length (r1) extending toward the inner center of the cover housing.

4. The method of claim 3,
The longitudinal extension length (L1) is,
The damper unit for a shaft, characterized in that it extends relatively long compared to the radial extension length (r1).

3. The method of claim 2,
The first to n-th unit weights,
A damper unit for a shaft, characterized in that it is arranged in a vertically symmetrical form.

According to claim 1,
The elastic body is a damper unit for a shaft, characterized in that a leaf spring is used.

3. The method of claim 2,
The elastic body,
The damper unit for a shaft including first to n-th unit elastic bodies disposed in a radial form toward the first to n-th unit weights from the center of the cover housing.

8. The method of claim 7,
The first to n-th unit elastic body,
A damper unit for a shaft, characterized in that it is rounded toward the radial direction of the cover housing.

8. The method of claim 7,
The first to n-th unit elastic body,
A damper unit for a shaft, characterized in that all spring coefficient values are constant.

8. The method of claim 7,
The first to n-th unit elastic body,
A damper unit for a shaft, characterized in that the spring coefficient values are different.

4. The method of claim 3,
The elastic body,
The damper unit for a shaft, characterized in that it extends to a length corresponding to the lengthwise extension length (L1) of the first to nth unit weights.

delete

According to claim 1,
The opening hole is
A damper unit for a shaft, characterized in that it is opened with different diameters.

According to claim 1,
The cover housing is
The damper unit for a shaft further comprising a mounting member disposed along a circumferential direction of the cover housing facing the shaft so as to be mounted on the shaft.

According to claim 1,
The damper unit for a shaft further comprising a controller provided on the outside of the cover housing and adjusting the natural frequency of the shaft by applying a current to the iron powder contained in the fluid.