KR100220442B1 - 회전하는 샤프트의 시일 장치 - Google Patents

Abstract

샤프트 슬라이브(2)상에 3개의 링 패킹(10a -10c)이 배치된다. 립 패킹은 각기 2개의 지지용 링(4, 5, 6, 7)의 사이에 끼워진다. 지지용 링은 상호 결합되어 전체적으로 선체에 고정된다. 최외측에 위치한 지지용 링(7)의 내부에는 외부 해수(W)를 향하여 개구가 형성된 링 형상의 챔버(9)가 형성된다. 챔버의 개구 앞에는 링 형상이며, U자형인 축방향 단면을 지닌 오염물 제거 부재가 배치되며, 이것은 한쪽의 다리(8a)가 슬리이브에 대해 이진과 함께 회전가능하게 고정되고 다른쪽 다리(8b)는 지지용 링(7)의 측면에 접촉된다. 다른쪽 다리(8b)는 날개(12)를 구비함으로써, 날개의 회전에 의해 챔버의 내부가 저압상태로 된다. 챔버를 형성하는 벽면내에 다공질 영역이 형성되어 외부 해수로부터 다공질 영역을 통해서 챔버내를 향하는 해수의 흐름이 발생되어 오염물의 미립자가 다공질 영역에 흡착된다.

Description

회전하는 샤프트의 시일 장치

제1도는 3개의 립 패킹 및 청구범위 제2항에 기재된 다공질영역을 지닌 시일 장치의 측단면도이다.

제2도는 청구범위 제3항에 기재된 다공질 영역을 지니며, 제1도 장치와 유사한 시일 장치의 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프로펠러 2 : 샤프트 슬리브

3 : 프로펠러 샤프트 4,5,6,7 : 지지링

7a : 다공질 영역 8 : 오염물 제거 부재

9 : 링 형상의 챔버 11 : 오염물 제거 부재

12 : 배수요소

본 발명은, 오염을 유발하는 해수에 접하며, 립 패킹(lip packing) 및/또는 링(ring) 형상의 미끄럼 패킹으로 이루어진 최소한 1개의 링 형상의 패킹과, 상기 최소한 1개의 링 형상의 패킹을 지지하기 위한 최소한 1개의 지지링으로 이루어지는 고정된 지지구조를 구비하며, 상기 지지구조에는 해수에 대하여 개구(開口)를 형성하는 링 형상의 챔버가 형성되며, 상기 링 형상의 챔버의 개구에는 링 형상의 오염물 제거 부재가 배치되며, 상기 오염물 제거 부재는 상기 립 패킹과 같은 형상으로 형성되어 한쪽은 샤프트에 결합되고 다른 쪽은 최외측에 위치하는 상기 지지링의 전면에 접촉하도록 배치되며, 상기 링 형상의 챔버 내부는 상기 샤프트가 회전할 때 저압 상태로 유지되는, 회전하는 샤프트의 시일 장치에 관한 것이다.

링 형상의 챔버 내부가 현저히 오염되어버리기 전에 이를 방지할 수 있도록 한 종래의 시일(seal)장치에 있어서는, 미소한 오염물의 입자에 대한 오염 방지 효과가 문제이다. 이 경우에, 오염물의 미립자는 저압상태로 된 링 형상의 챔버 내부에 있어서, 링 형상의 패킹으로부터 흡인된다.

따라서, 본 발명의 과제는, 이러한 결점을 극복하기 위해, 전술된 시일 장치를 개량하여, 오염물의 미립자가 링 형상의 패킹에 모이지 않도록 한 시일 장치를 제공하는데 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 오염을 유발하는 해수에 접하며, 립 패킹 및/또는 링 형상의 미끄럼 패킹으로 이루어진 최소한 1개의 링 형상의 패킹과, 상기 최소한 1개의 링 형상의 패킹을 지지하기 위한 최소한 1개의 지지링으로 이루어지는 고정된 지지구조를 구비하며, 상기 지지구조에는 해수에 대하여 개구를 형성하는 링 형상의 챔버가 형성되며, 상기 링 형상의 챔버의 개구에는 링 형상의 오염물 제거 부재가 배치되며, 상기 오염물 제거 부재는 상기 립 패킹과 같은 형상으로 형성되어, 한쪽은 샤프트에 결합되고 다른 쪽은 최외측에 위치하는 상기 지지링의 전면에 접촉하도록 배치되며, 상기 링 형상의 챔버 내부는 상기 샤프트가 회전할 때 저압 상태로 유지되는, 회전하는 샤프트의 시일 장치에 있어서, 상기 링 형상의 챔버를 형성하는 최외측에 위치한 지지링의 벽면에, 예를들면 소결물로 이루어진 다공질 영역이 상기 벽면내를 관통하여 형성되며, 해수가 항상 상기 다공질 영역으로부터 상기 링 형상의 챔버를 통하여 상기 오염물 제거 부재의 방향으로 향하여 유동하도록, 상기 다공질 영역의 투수성이 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 시일 장치를 구성한 것이다.

이 경우에, 외부의 해수로부터 링 형상의 챔버내의 다공질 층을 통하여, 링 형상의 챔버 개구로 향하는 해수의 유동에 의해, 패킹과 반대 방향으로 향하는 해수의 순환이 일정하게 유지되며, 이에따라 오염물의 입자가 패킹으로 향하는 것이 저지된다.

DE-PS 3205538호에 기재된 회전하는 샤프트에 대한 시일 장치에 있어서는, 링 형상의 패킹 전방에 샤프트와 함께 회전하는 플레이트가 배치되고, 해수의 순환과 함께 작동하는 배수 부재가 배치되며, 이러한 해수의 순환 경로내의 유동으로 향하는 측에 다공질층이 배치되어 있다. 그러나, 이러한 시일 장치에서는, 시일하기 위한 매체가, 오염을 유발하는 해수인 경우가 아니고, 공기와 액체와의 혼합물, 특히 내연기관의 크랭크실 내에서 발생하는 무화(霧化)된 오일인 경우에 문제가 된다. 그러므로, 다공질층은, 오염물 제거 수단으로서가 아니라, 오히려 기체와 액체와의 혼합물에 있어서 액체상을 기체상으로부터 상(相)분리하는 수단으로서 작용한다.

특허청구범위의 종속항에서는 본 발명의 바람직한 여러 실시예가 규정되어 있다. 제2항에 기재된 실시예에서는, 최외측에 위치하는 지지링의 내부에 다공질층이 형성된다. 이것은 축방향의 스페이스(space)가 제한되어 있는 경우에 바람직한 구성이다. 제3항에 기재된 실시예는, 스페이스상의 문제가 존재하지 않는 경우에 적합한 구성을 지닌다.

제4항에 기재된 실시예서는, 링 형상의 챔버를 통한 해수의 순환이 촉진되며, 이것은, 오염된 해수중에서 장시간에 걸친 샤프트의 구동후에 다공질층의 통공 틈새가 막히는 것을 회피되어야 하는 경우에 특히 중요하다. 제5항에 기재된 실시예에서는, 때때로 다공질층의 자동적인 세척이 확실히 이루어지며, 장기간에 걸친 운전후에도 다공질층의 통공 틈새 막힘이 방지된다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 2개의 실시예에 대해서 설명한다. 제1도 및 제2도에 있어서, 선박의 프로펠러 샤프트(3)는 샤프트 슬리브(2)에 이것과 함께 회전 가능하게 장착되어 있다. 샤프트 슬리브(2)의 플랜지(2a)는, 일부분이 도시되어 있는 프로펠러(1)에 고정되어 있다.

샤프트 슬리브(2)위에는 3개의 립 패킹(lip packing, 10a, 10b, 10c)이 서로 이격되어 배치되어 있으며, 그중에 2개의 립 패킹(10b, 10c)은 시일되어야할 외부의 해수(W)에 대해, 또한 나머지 1개의 립 패킹(1a)은 (도시되지 아니함) 샤프트 베어링의 윤활 오일실(S)에 각각 배향되어 있다.

립 패킹(10a - 10c)은 각각 2개의 지지링(4, 5, 6, 7)사이에 끼워져 있다. 지지링은 서로 결합되어, 전체적으로 선박의 선미관(船尾官)장착 부재(N)에 고정된다. 제1도 및 제2도를 참조하면, 최외측에 위치한 지지링(7)의 내부에 있어서, 외부의 해수(W)에 대하여 최외측에 위치하는 립 패킹(10c)과 외부해수(W)와의 사이에 위치한 부분에는, 외부 해수(W)를 향하여 구멍이 나있는 링 형상의 챔버(9)가 형성되어 있다. 또한, 상기 링 형상의 챔버(9)의 개구 앞에는, 링 형상이며, 실질적으로 U자형의 축방향 단면을 지닌 오염물 제거 부재(8)가 배치되어 있다. 이러한 오염물 제거 부재(8)의 한쪽 다리(8a)는 샤프트 슬리브(2)에 이것과 함께 회전 가능하게 고정되고, 다른쪽 다리(8b)는 최외측의 지지링(7)의 전면에 접촉한다.

제1도 및 제2도에 있어서, 상기의 다른쪽 다리(8b)는 지지링(7)에 면하는 측에 날개 또는 나선형의 홈과 같은 배수요소(12)를 구비하고 있으며, 상기 배수요소(12)의 회전에 의해 링 형상의 챔버(9)의 내부가 저압상태로 된다. 또한, 링 형상의 챔버(9)를 형성하는 벽면내에 다공질 영역이 형성되며, 외부의 해수로부터 이러한 다공질 영역을 통해 링 형상의 챔버(9)내로 향하는 해수의 유동이 발생함으로써 오염물 입자가 다공질 영역에 흡착된다. 그리하여, 오염물 입자를 지니지 않는 해수만이 립 패킹(10c)에 도달한다.

제1도의 실시예와 제2도의 실시예는, 다공질 영역의 구성만이 상이하게 이루어져 있을 뿐이다. 즉, 제1도의 실시예에서는 지지링(7)의 일부가 투수성을 지니도록 변질시킴으로써 다공질 영역을 형성한 것임에 반해, 제2도의 실시예에서는 지지링(7)과 지지링(6)의 사이에 끼워진, 다공질 재료로 이루어진 독립적 지지링으로 다공질 영역(11)을 형성한 것이다.

Claims (5)

1. 오염을 유발하는 해수에 접하며, 립 패킹 및/또는 링 형상의 미끄럼 패킹으로부터 이루어진 최소한 1개의 링 형상이 패킹과, 상기 최소한 1개의 링 형상의 패킹을 지지하기 위한 최소한 1개의 지지링으로 이루어진 고정된 지지구조를 구비하며, 상기의 지지구조에는 해수에 대하여 개구를 형성하는 링 형상의 챔버가 형성되며, 상기 링 형상의 챔버의 개구에는 링 형상의 오염물 제거 부재가 배치되며, 상기 오염물 제거 부재는 상기 링 패킹과 같은 형상으로 형성되어, 한쪽은 샤프트에 결합되고 다른쪽은 최외측에 위치하는 상기 지지링의 측면에 접촉하도록 배치되며, 상기 링 형상의 챔버 내부에는 상기 샤프트가 회전할 때 저압상태로 유지되는, 회전하는 샤프트의 시일 장치에 있어서, 상기 링 형상의 챔버(9)를 형성하는 최외측에 위치한 지지링(7)의 벽면에 예를들면 소결물로 이루어진 다공질 영역(7a, 11)이 상기 벽면내를 관통하여 형성되며, 해수는 항상 상기 다공질 영역(7a, 11)으로부터 상기 링 형상의 챔버(9)를 통하여 상기 오염물 제거 부재(8)의 방향으로 유동하도록 상기 다공질 영역의 투수성이 규정되는 것을 특징으로 하는 회전하는 샤프트의 시일 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 다공질 영역(7a)은, 상기 지지링(7)의 상기 링 형상의 챔버를 형성하는 벽면의 구조를 투수성을 지니도록 변질시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 회전하는 샤프트의 시일 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 다공질 영역(11)은 상기 최외측에 위치하는 지지링(7)과 이것에 인접하는 지지링(6)과의 사이에 끼워진 다공질 재료로 이루어진 독립적 지지링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전하는 샤프트의 시일 장치.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 상기 오염물 제거 부재는 날개 또는 나선형의 홈과같은, 동역학적으로 작용하는 배수요소(12)를 구비하고, 상기 배수요소(12)는 상기 샤프트(2)가 회전할 때 펌프작용을 함으로써 상기 해수(W)가 상기 링 형상의 챔버(9)의 개구로부터 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 회전하는 샤프트의 시일 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 배수 요소(12)는 상기 샤프트의 반전운동간에 상기 다공질 영역(7a, 11)을 통하는 해수의 유동 방향을 반전시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회전하는 샤프트의 시일 장치.