IoT 기초 연구를 위한 링크식을 대체한 기어식 베인댐퍼 개발

Development of Gear-Type Vain Damper Replacing Link-Type for Basic IoT Research

FD FAN(강제통풍팬)은 가스나 공기를 가압하여 목적한 곳으로 이송할 때 쓰이는 장치이며, 흡입 유량을 제어하기 위해서 베인 댐퍼를 사용하고 있다. 베인 댐퍼는 선박 보일러 내부의 완전 연소를 위하여, 베인의 개폐 각도를 조절하여 공기의 흡입 유량을 제어하는 유량조절 밸브이다. 대부분의 선박에는 링크식 베인 댐퍼를 사용하여 유량을 자동 또는 수동으로 조절할 수 있는 팬이 적용되고 있다. 그러나 초기 0~20도 각도에서 베인의 각도를 제어하는 링크의 불균형으로 인해 베인이 짧은 순간에 갑자기 열림으로서 순간적으로 많은 유량이 보일러 내부에 유입되기 때문에 불완전 연소로 인해 매연발생이 심각한 상태이다. 이것은 베인 댐퍼를 제어하는 링크의 복잡한 구조로 인한 조립 불균형의 구조적인 문제점과 링크 축에 걸리는 전달 토크가 골고루 분포하지 않고, 특정한 링크에 집중되는 현상으로 인해 축의 파괴가 발생되는 기술적인 문제가 뒤따르기 때문이다. 본 연구에서는 링크식을 대체한 기어식 베인 댐퍼를 개발하기 위해서, 백래쉬 발생량 최소화 및 발생하는 토크를 분석하고, 조립식에 따른 품질 및 생산성 향상을 도모하였고, 베벨기어의 강도를 증명하였고, 선박이라는 특수성을 감안하고 사고위험시 즉각조치를 위한 IoT 기초연구를 위한 환경시험을 평가하였다.

FD FAN (forced draft fan) is a device used to pressurize gas or air and transfer it to a desired location, and a vane damper is used to control the suction flow rate. The vane damper is a flow rate control valve that controls the suction flow rate of air by adjusting the opening and closing angle of the vane for complete combustion inside the ship boiler. Most ships have fans that can automatically or manually adjust the flow rate using a link-type vane damper. However, due to the imbalance of the link that controls the angle of the vane at the initial 0-20 degree angle, the vane is suddenly opened in a short moment, and a large amount of flow is instantly introduced into the boiler, resulting in serious soot generation due to incomplete combustion. This is because there are structural problems in the assembly imbalance due to the complex structure of the link controlling the vane damper, the transmission torque applied to the link shaft is not evenly distributed, and the technical problems that cause the shaft to be destroyed due to the phenomenon of being concentrated on a specific link. In this study, in order to develop a gear type vane damper that replaced the link type, the torque generated was analyzed to minimize the amount of backlash and the quality and productivity according to the assembly type were improved. The strength of the bevel gear was proved, and environmental tests for basic IoT research were evaluated in consideration of the specificity of the ship.