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KR20100080399A - 압축기 블레이드 제거용 장치 및 방법 - Google Patents

압축기 블레이드 제거용 장치 및 방법 Download PDF

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KR20100080399A
KR20100080399A KR1020090130983A KR20090130983A KR20100080399A KR 20100080399 A KR20100080399 A KR 20100080399A KR 1020090130983 A KR1020090130983 A KR 1020090130983A KR 20090130983 A KR20090130983 A KR 20090130983A KR 20100080399 A KR20100080399 A KR 20100080399A
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Abstract

회전 기계의 휠(215) 내 도브테일형 슬롯으로부터 블레이드(305)를 제거하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 적어도 하나의 디바이스(220)가 블레이드의 제 1 표면 상에 가압력을 제공하도록 적용된다. 휠을 지지하기 위한 회전대(210)는 소정량 만큼 상기 휠을 전진시키기 위한 인덱싱 능력을 갖는다. 상기 디바이스는 상기 휠로부터 하나 이상의 블레이드를 제거하도록 사용될 수 있다.

Description

압축기 블레이드 제거용 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING COMPRESSOR BLADES}
본 발명은 일반적으로 압축기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 압축기 블레이드를 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 가스 터빈은 일반적으로 압축기에서 공기를 압축하고, 이어서 압축된 공기를, 연료가 공기에 추가되어 점화되는 연소실로 보내는 원리에 따라 작동된다. 그 후에, 결과적인 연소 혼합물은, 연소 공정에 의해 발생되는 에너지의 일부가 터빈에 의해 추출되어 샤프트를 통해 압축기를 구동하는 가스 터빈의 터빈 섹션으로 전달된다.
다단 압축기 섹션에 있어서, 스테이터는 각각의 연속적인 압축기 단으로 기류를 적절하게 안내하기 위해, 각각의 압축기 단 사이뿐만 아니라, 압축기 섹션의 입구 및 출구에 위치된다. 결과적으로, 스테이터는 압축기 섹션 내의 기류 및 압력에 적절하게 영향을 미침으로써 압축기 성능을 향상시킬 수 있다.
스테이터는 일반적으로 에어포일 또는 베인의 환형 배열로 구성된다. 스테이터는 전형적으로 베이스에 의해 지지되는 하나 이상의 에어포일로 구성되는 스테 이터 베인 세그먼트로서의 세그먼트로 형성된다. 베이스는 케이싱 내에 스테이터 베인 유닛을 유지하기 위해 도브테일(dovetail)을 포함한다. 이들 스테이터 베인 세그먼트가 개별적으로 압축기 케이싱에 장착되어 환형 배열을 형성함으로써, 에어포일이 인접하는 한 쌍의 압축기 단 사이에서 반경방향으로 돌출한다. 블레이드를 갖는 로터는 스테이터 베인 사이의 공간을 차지한다. 로터 블레이드 또는 에어포일은 또한 도브테일 연결부를 통해 로터 휠에 연결된다.
장기간의 사용 후에, 압축기의 블레이드 또는 에어포일은 정비 또는 교체될 필요가 있을 수 있다. 압축기 휠로부터 압축기 블레이드를 제거하기 위한 몇몇 공지된 방법은 인력에 의존하여 왔다. 하나의 방법에 있어서, 한 사람이 긴 핸들의 단부 상에 장착된 V-형상 블록을 블레이드의 전연부 상에 위치시킨다. 그 후, 다른 사람이 큰 쇠망치를 휘둘러 상기 V-형상 블록의 뒷부분을 가격한다. 블레이드가 휠로부터 제거될 때까지 이를 수회 반복한다. 그 후, 이러한 공정은 블레이드의 나머지 부분에 대해 반복되어, 시간 소모적이고 잠재적으로 위험이 따르는 작업일 수 있다. 다른 공지된 방법은 블레이드가 제거될 때까지 공압식 소형 잭 해머를 사용하여 상기 블레이드를 가압하는 것이다. 이는 잭 해머 작업 인부의 신체 일부에 과도한 신체 활동을 요구하며, 또한 부상의 위험을 수반할 수 있다.
간략하게, 본 발명의 일 태양에 따라, 회전 기계의 휠 내의 도브테일형 슬롯으로부터 블레이드를 제거하기 위한 장치가 제공된다. 적어도 하나의 디바이스가 블레이드의 제 1 표면 상에 가압력을 가하도록 적용된다. 상기 휠을 지지하기 위한 회전대는 소정량만큼 휠을 전진시키기 위한 인덱싱 능력(indexing capability)을 갖는다. 상기 디바이스는 휠로부터 하나 이상의 블레이드를 제거하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 있어서, 회전 기계의 휠 내 도브테일형 슬롯으로부터 블레이드를 제거하기 위한 방법이 있다. 적어도 하나의 디바이스가 블레이드의 제 1 표면 상에 가압력을 가하도록 제공된다. 회전대는 휠을 지지하기 위해 제공되며, 소정량만큼 휠을 전진시키는 인덱싱 능력을 갖는다. 상기 디바이스는 휠로부터 하나 이상의 블레이드를 제거하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 태양 및 이점은, 도면 전반에 걸쳐 유사한 도면부호가 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽을 때, 더욱 잘 이해될 것이다.
본 발명의 이하의 실시예는, 압축기 블레이드를 신속하고 안전하게 제거하 고, 유지보수 인부의 격한 신체적 활동의 필요성을 감소시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 포함하여 많은 이점을 갖는다. 또한, 본 발명은 블레이드 제거 작업 동안, 작업장의 환경 소음을 감소시키기도 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 예시하며, 블레이드 제거 장치를 포함하는 실질적인 방음 폐쇄체(100)를 도시한다. 도어(110)는 폐쇄체(100)의 내부로의 접근을 허용하도록 개방될 수 있으며, 바람직하게는 압축기 휠의 통과를 허용하도록 크기 설정된다. 방음 폐쇄체(100)는 폐쇄체 외부의 주변 소음을 약 80dbA 미만으로 제한 및 감소시킨다. 폐쇄체(100)를 구성하도록 임의의 적합한 소음 저감 재료 또는 절연층이 사용될 수 있다. 폐쇄체(100)는 또한 안전 인터로크(safety interlock)를 통합하여 도어 개방 작동을 방지할 수 있다.
도 2는 폐쇄체(100)의 개방 도어(110) 상태로, 압축기 휠의 블레이드를 제거하는데 사용되는 장치의 일 실시예에 대한 도면을 도시한다. 상기 장치(200)는 압축기 휠(215)을 수용 및 지지할 수 있는 다양한 인덱싱 기능을 갖는 회전대(210)를 갖는다. 모든 압축기 휠이 동일한 개수의 블레이드를 가질 필요는 없으며, 따라서 회전대(210)의 회전은 한번에 하나의 블레이드를 전진시키기에 정확한 각도로 인덱싱되도록 조절될 수 있다. 인덱싱 메커니즘은 디지털로 제어 및 조절될 수 있다.
장치(200)는 또한 제거 동안 블레이드 상에 가해지는 공랭식 경화 타격(air-cooled hardened bit)을 사용할 수 있는 해머(220), 예를 들어 공기압 해머(이하, "해머"로 언급되며, 이는 본 발명을 어느 의미로든 제한하고자 하는 것이 아님)와 같은 디바이스를 포함한다. 공랭은 작업편 및 사용중인 공구의 온도 감소를 보조 할 수 있다. 해머(220)는 블레이드가 제거됨에 따라 해머를 전진시키며, 따라서 블레이드 상에 일정한 압력을 유지할 수 있는 공기압 디바이스에 의해 전진될 수 있다. 해머(220)는 2개 이상의 평면에서 회전될 수 있으며, 제거될 블레이드에 대해 전진 또는 수축될 수 있다. 이로써 장치(200)는 광범위한 블레이드 및 휠 크기에 대해 사용될 수 있게 된다.
해머(220)에 동력을 인가하기 위한 수단은 여러 방식으로 제공될 수 있다. 해머(220)는 가스 유동 경로를 통과하는 고압 가스에 의해 동력이 공급될 수 있다. 고압 가스는 공급선에 의해 폐쇄체 외부로부터 공급될 수 있다. 대안적으로, 해머(220)는 공급선을 통해 전력이 공급되는 전기적 솔레노이드에 의해 동력이 공급될 수 있다. 대안적인 동력 공급 방법은 또한 초음속 또는 아음속 음향 효과(supersonic or subsonic acoustics), 또는 익스플로시브 차지(explosive charge)를 포함할 수 있다. 해머는 또한 충격 해머, 공기압 해머 또는 유압 해머일 수 있다. 또한, 유압 램이 해머(220)에 연결되어 제거 공정을 보조할 수 있다.
장치 메커니즘의 일부 또는 전부의 원격 작동이 제공될 수 있다. 예를 들어, 폐쇄체(100)의 외측 상에 제어 패널이 제공될 수 있으며, 회전대(210)가 방음 폐쇄체(100) 외부로부터 원격으로 인덱싱될 수 있다. 해머(220) 또한 방음 폐쇄체 외부로부터 원격으로 작동될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 프로세서가 와이어식 또는 와이어리스 연결부를 통해 장치(200)에 연결될 수 있으며, 또한 장치(200)의 구성요소의 일부 또는 전부를 제어하는데 사용될 수 있다.
도 3은 압축기 휠(215)의 블레이드(305) 중 하나와 접촉하는 해머(220)를 나 타내는 도면이다. 해머는 위(도시된 바와 같음) 또는 아래로부터 블레이드(305)를 휠(215)로부터 제거하도록 조작될 수 있다.
블레이드(305)를 제거하는 방법이 이제 본 발명의 일 태양에 따라 설명될 것이다. 다중 블레이드를 구비하는 압축기 휠이 폐쇄체(100) 내로 이송되어 회전대(210) 상에 장착될 수 있다. 휠(215)을 회전대(210)에 고정하기 위해 클램핑 메커니즘(도시되지 않음)이 사용될 수 있다. 침투 윤활제와 같은 윤활제가 블레이드 및 도브테일 조인트에 적용되어 제거 공정을 보조할 수 있다. 상기 장치는 한번에 하나의 휠 블레이드를 전진시키기에 적합한 인덱싱 값으로 프로그램될 수 있다.
해머는 제거될 블레이드의 위 또는 아래에 위치될 수 있다. 해머는 임의의 적합한 센서(예를 들어, 전기 또는 광학 센서)에 의해, 또는 폐쇄체(100)의 창을 통해 보면서 수동으로 위치될 수 있다. 블레이드와의 실질적으로 연속적인 접촉을 유지하면서, 해머(220)로부터의 일련의 초기 타격은 블레이드를 이동하도록 설정하고, 이는 유압 램의 힘에 의해 지속될 수 있다. 상기 작업은 블레이드가 휠(215)로부터 제거될 때까지 계속될 수 있다. 그 후, 회전대(210)는 다음 블레이드를 위치로 이동시키고, 모든 블레이드가 제거될 때까지 상기 공정이 반복될 수 있다.
단일 헤드 장치가 설명되었지만, 다중 헤드 장치(예를 들어, 2개 이상의 해머를 갖는 장치)가 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 압축기 또는 터빈 휠 내의 임의의 블레이드 또는 에어포일이 본 발명의 장치 및 방법으로 제거 또는 설치될 수 있다.
또한, 필요한 경우, 도브테일로부터 블레이드를 치우는 것을 돕기 위해, 침 투 윤활제를 분배하기 위한 수단(도면에 도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 이와 같은 침투 윤활제는 공급선을 통해 외부 공급원으로부터 제공될 수 있으며 노즐을 통해 연통될 수 있다.
다양한 실시예가 본 명세서에 설명되지만, 요소들의 다양한 조합, 이들의 변형예 또는 개선예가 이루어질 수 있으며, 본 발명의 범주 내에 해당한다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따라, 블레이드를 제거하는데 사용되는 장치를 수용하기 위해 사용되는 소음-저감 폐쇄체의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 태양에 따라, 블레이드를 제거하는데 사용되는, 도 1의 폐쇄체 내에 수용되는 장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 태양에 따라, 블레이드가 제거되도록 위치되는 압축기 휠의 일부에 대한 사시도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
100: 방음 폐쇄체 110: 도어
200: 장치 210: 회전대
215: 휠 220: 해머
305: 블레이드

Claims (10)

  1. 회전 기계의 휠(215) 내의 도브테일형 슬롯(dovetailed slot)으로부터 블레이드(305)를 제거하도록 구성된 장치(200)에 있어서,
    블레이드의 제 1 표면에 가압력을 인가하도록 구성된 적어도 하나의 디바이스(220)와,
    상기 휠을 소정량 전진시키는 인덱싱 능력(indexing capability)을 갖는 휠 지지용 회전대(210)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 디바이스는 상기 휠로부터 하나 이상의 블레이드를 제거하는데 사용될 수 있는
    블레이드 제거용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디바이스는, 충격 해머, 공기압 해머 및 유압 해머 중 적어도 하나를 포함하는
    블레이드 제거용 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 소음 저감 폐쇄체(100) 내에 수용되는
    블레이드 제거용 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 소음 저감 폐쇄체의 외부에 위치되는 제어 패널을 더 포함하는
    블레이드 제거용 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 소음 저감 폐쇄체는 상기 폐쇄체 외부의 주변 소음을 적어도 약 80dbA 미만으로 감소시키는
    블레이드 제거용 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 적어도 하나의 디바이스에 연결되고, 제거 보조용으로 사용되는 유압 램을 더 포함하는
    블레이드 제거용 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디바이스는 충격 해머, 공기압 해머 및 유압 해머 중 적어도 하나를 포함하는
    블레이드 제거용 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 기계는 압축기 휠 및 터빈 휠 중 적어도 하나인
    블레이드 제거용 장치.
  9. 회전 기계의 휠 내 도브테일형 슬롯으로부터 블레이드를 제거하기 위한 방법에 있어서,
    블레이드의 제 1 표면 상에 가압력을 인가하도록 구성된 적어도 하나의 디바이스를 제공하는 단계와,
    상기 휠을 소정량 전진시키는 인덱싱 능력을 갖는 휠 지지용 회전대를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 디바이스는 상기 휠로부터 하나 이상의 블레이드를 제거하는데 사용될 수 있는
    블레이드 제거 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디바이스를 작동시켜 상기 블레이드를 상기 도브테일형 슬롯 외부로 가압하는 단계, 및
    상기 회전대를 작동시켜 적어도 하나의 블레이드만큼 상기 휠을 전진시킴으로써, 상기 적어도 하나의 디바이스가 다른 블레이드를 제거하도록 위치설정될 수 있는 단계를 더 포함하는
    블레이드 제거 방법.
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