KR100418278B1

KR100418278B1 - 로터리 유니온

Info

Publication number: KR100418278B1
Application number: KR1020030023000A
Authority: KR
Inventors: 이희장
Original assignee: 주식회사 신원기계부품
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-02-14
Also published as: WO2004090964A1

Abstract

본 발명은 고정부와 회전부를 연결시키되 다종의 유체를 공급할 수 있는 로터리 유니온에 관한 것으로, 내부에 중공을 가지며 외면에 다수의 유체배출공이 형성된 외부하우징과; 내부에 축공을 가지며 상기 외부하우징의 내측 중공에 회전가능하게 설치된 중간하우징과; 내부에 다수의 유체유입로가 형성되어 상기 중간하우징의 축공에 삽입되는 공급축과; 상기 외부하우징의 내면과 공급축의 외면에 다수로 개재되어 중간하우징의 내,외면에 접촉됨으로써 유체의 누설을 방지하도록 한 밀폐장치를; 포함하여 이루어짐으로써, 밀폐력을 향상시켜 압력 및 진공 상태에서 유체의 누설을 방지할 수 있으면서, 그 밀폐구조를 간결하게 하여 제조와 유지 및 보수가 용이하도록 하고, 크기를 최소화하여 설치공간을 절감시킬 수 있으며, 아울러 밀폐장치가 회전대상물에 대해 선접촉을 함으로써 마찰력을 최소화할 수 있어 별도의 윤활유의 공급이 필요치 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있다.

Description

로터리 유니온 { A ROTARY UNION }

본 발명은 고정부와 회전부를 연결시키되 세척용 유체를 공급할 수 있는 로터리 유니온에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부하우징 내에 중간하우징과 유체를 유동시키는 공급축이 구비되고, 상기 중간하우징의 일단을 회전부에 설치하여 회전되도록 하며, 압력 및 진공 상태에서 상기 공급축을 통해 외부하우징으로 유동되는 다종 유체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있게 한 로터리 유니온에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장비들은 상업상 중요한 집적회로들의 대량 생산을 위해사용된다.

즉, 복수의 집적회로를 실리콘 장비 회로기판에 겹겹이 부착(Layering)시키게 되는데, 이때 반드시 화학-기계적 연마장치(Chemical-Mechenical Polishing Apllications : 이하 CMP라 함)에 의한 연마공정이 수행되어야 한다.

상기 화학-기계적 연마공정은 실리콘 장비 회로기판의 활성면에 탈이온화된 물과 부식액 그리고 연마용 슬러리를 포함하는 화학약품이 공급된 연마패드를 접촉시켜 회전시킴에 의해 화학적 또는 기계적 반응공정에 의해 표면의 불순물질을 제거하고, 평탄화시키는 과정인 것이다.

이러한 화학-기계적 연마장치(CMP)에는 고정부로부터 유입되는 유체를 회전부로 이송시키기 위해 로터리 유니온이 설치된다.

즉, 상기 로터리 유니온은 압력이 있는 유체나 대기압 이하의 진공상태에서 유체를 누설하지 않고, 고정배관으로부터 각종 기계장치의 회전 부분에 공급하거나 배출시킬 때 이용되는 회전관 이음장치로써, 예를 들면 회전하고 있는 드럼, 실린더 등에 가열을 위한 증기, 열수, 열유 등의 열매체 및 냉각을 위한 물, 암모니아, 프레온 등과 같은 냉매체나 유체로 작동하는 클러치, 브레이크 등과 같은 회전기기에 압축공기나 작동유 등의 작동매체를 공급하고자 할 때 이용된다.

도 8은 이러한 로터리 유니온의 구조를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 로터리 유니온은 외관을 이루는 하우징(1')과, 이러한 하우징(1')의 내측에 회전가능하게 설치된 회전관(2')과, 회전관(2')의 일측 단부의 내측면 상에 그랜드 커버 및 그랜드 패킹(5', 4')에 의해 밀봉적으로 체결된 사이펀 파이프용 장착구(3')와, 이러한 사이펀 파이프용 장착구(3') 내측에 결합되는 사이펀 파이프(미도시)의 유로와 연통되도록 하우징(1')의 일측에 결합되어진 엘보우(6')와, 이러한 회전관(2') 및 하우징(1')의 상호 인접하는 부분에 밀봉적으로 설치되어 회전관(2') 내부로 유동하는 유체의 누설을 방지하는 메커니컬 씰(7')로 이루어진다.

하우징(1')은 전, 후 양측면이 개방되고, 그 중앙 부분에 유체가 유입되는 유입구(1a')이 형성된다. 이러한 하우징(1')의 후술하는 회전관(2')의 외부로 연장되는 부분의 개방된 일측면에는 커버 및 스토퍼(1b', 1c')가 결합되며, 하우징(1')의 개방된 내측면 상에는 제 1 및 제 2 캡(1d', 1e')이 각각 끼워맞춤된다.

회전관(2')은 하우징(1') 내부에 회전가능하게 지지되어 설치되고, 그 일측 단부가 각종 기계 장치의 회전하는 드럼 또는 실린더 등이 결합되어 드럼 또는 실린더가 회전함에 따라 함께 회전한다. 이러한 회전관(2')은 그 일측의 외주면 상에 원주방향을 따라 돌출 형성된 밀봉면(2a')이 형성되고, 상술한 하우징(1')의 유입구(1a')에 대응되는 부분에 다수의 유입공(2b')이 원주 방향을 따라 형성된다.

사이펀 파이프용 장착구(3')는 회전관(2')의 선단부 상에 그랜드 패킹 및 그랜드 커버(4', 5')에 의해 밀봉적으로 체결되고, 이러한 사이펀 파이프용 장착구(3') 내측에 각종 기계장치의 회전하는 드럼 또는 실린더 내에 공급된 유체를 외부로 배출하는 기능을 수행하는 사이펀 파이프(미도시)가 장착된다.

엘보우(6')는 사이펀 파이프용 장착구(3')와 연통되도록 하우징(1')의 일측에 결합되어, 사이펀 파이프용 장착구(3') 내측에 장착되는 사이펀 파이프(미도시)를 통해 흡입된 유체를 외부로 배출시킨다.

메커니컬 씰(7)은 고온, 고압 하에서 고속도로 회전하는 각종 회전축 상에서 유체의 누설을 방지하기 위한 것으로, 제 1 및 제 2 패킹(7a', 7b'), 탄성부재(7c')로 이루어진다.

제 1 패킹(7a')은 일반적으로 카본 재질로 이루어지고, 상술한 회전관(2')의 밀봉면(2a')과 마주보는 방향으로 끼워맞춤되어, 회전관(2')과 동시에 회전하게 되어 하우징(1')의 제 1 캡(1d')과 회전 접촉하게 된다.

제 2 패킹(7b')은 카본 재질로 이루어지고, 회전관(2')의 밀봉면(2a')과 하우징(1')의 제 2 캡(1e') 사이에 개재되어, 회전관(2')이 회전함에 따라 회전관(2')의 밀봉면(2a')과 회전 접촉하게 된다.

탄성부재(7c')는 코일 스프링 형태로 이루어지고, 회전관(2')의 밀봉면(2a')과 제 1 패킹(7a') 사이에 탄설되어 회전관(2')이 회전함에 따라 그 자체의 탄성력을 제 1 패킹(7a')의 회전접촉되는 부분과 제 2 패킹(7b')의 회전접촉되는 부분으로 인가하여, 각 패킹(7a', 7b')의 회전접촉되는 부분에 탄성적인 밀봉이 이루어지도록 한다.

이에 따라, 메커니컬 씰(7')은 제 1 패킹(7a')과 제 1 캡(1d')사이의 탄성적 밀봉 작용 및 제 1 패킹(7b')와 제 2 캡(1e') 사이의 탄성적 밀봉 작용에 의해 회전관(2') 내부로 유동하는 유체의 누설을 방지한다.

이러한 구성에 의해, 회전관(2') 및 사이펀 파이프에 의해 하나의 로터리 유니온을 이용하여 고정 배관으로부터 각종 기계장치의 회전하는 부분으로 유체의 공급 및 배출을 동시에 수행한다.

그러나, 종래 로터리 유니온은 각 패킹(7a', 7b')이 회전접촉하는 하우징(1')의 제 1 캡(1d') 및 회전관(2')의 밀봉면(2a')은 금속재질로 이루어짐에 따라, 카본재질과 금속재질 사이에서의 마모가 매우 심하고, 그로 인해 확실한 밀봉성에 대한 신뢰도가 떨어지며, 그 사용 수명이 저하되어 잦은 교체 수리가 불가피하여 그 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 메커니컬 씰은 탄성부재가 제1 및 제2 패킹을 탄지시킴으로써 밀폐력이 제공되도록 하였으나, 회전부 또는 고정부 중 어느 하나라도 내부가 진공상태가 되면 상기 탄성부재가 밀고 있더라도 타측에 밀폐상태가 해지되어 유체가 누설되는 단점이 있으며, 장시간 사용하면 탄성부재의 장력이 저하되어 밀폐력이 감소되는 문제점이 발생되었다.

그리고, 종래 메커니컬 씰은 구성이 복잡 다단하여 이의 제조가 어려운 동시에 밀폐장치의 조립 및 보수가 매우 힘들며, 고무재질의 오링(4b')이 화학물질에 매우 취약하여 고속, 고온, 고압의 적용에 한계가 있다는 등의 많은 문제점이 있었다.

특히, 메카니컬 씰은 면 접촉에 의한 유막 형성으로 유체의 누설을 방지하기 때문에 윤활제가 필수적이므로, 별도의 윤활제 공급시스템을 구비하여 윤활제를 공급하여야 한다.

이는 초정밀도가 요구되는 반도체 장비에 있어서 수율 저하의 주원인이 되며, 윤활제가 내부로 침투될 수 있는 문제점을 항시 내포하고 있고, 실제로 이와같은 현상으로 종래의 메카니컬 씰로 구성된 로터리 유니온은 사용 기간이 매우 짧은 경우가 발생되어진다.

더욱이 면접촉에 의한 밀폐 방법의 종래 기술은 초미립자를 사용하는 슬러리의 침투를 방지하지 못하는 문제점이 있어 로터리 유니온의 수명이 점점 단축되는 원인이 된다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 통상의 로터리 유니온에 있어서, 축과 중간하우징 및 외부하우징의 구조로 하되, 유체가 공급되는 축을 고정시키고, 외부하우징 내의 중간하우징이 회전되도록 하며, 공급축과 중간하우징 및 외부하우징의 밀폐력을 향상시켜 압력 및 진공상태에서 유체의 누설을 방지할 수 있으면서, 그 밀폐구조를 간결하게 하여 제조와 유지 및 보수가 용이하도록 하고, 크기를 최소화하여 설치공간을 절감시킬 수 있도록 한 로터리 유니온을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고, 밀폐장치가 회전대상물에 대해 선접촉을 함으로써 마찰력을 최소화시켜서 윤활유의 공급이 필요없도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 유니온의 구조를 보여주는 분해사시도

도 2는 본 발명에 따른 로터리 유니온의 실시예를 보여주는 측단면도

도 3은 본 발명에서 외부하우징에 대한 정단면도

도 4는 본 발명에서 중간하우징에 대한 정단면도

도 5는 본 발명에서 공급축에 대한 정단면도

도 6a 및 도 6b는 본 발명에서 제1 및 제2 고정링에 대한 정단면도

도 7a 및 도 7b는 본 발명에서 제1 및 제2 밀폐부재의 다른 실시예를 보여주는 일부절개 사시도

도 8은 종래 로터리 유니온에 대한 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 외부하우징 4 : 중간하우징

6 : 공급축 21 : 커버

22 : 중공 24 : 유체배출공

26 : 제3베어링 28 : 제2베어링

29, 46 : 케이스 42 : 축공

43 : 제1 밀폐부재 44 : 냉각재 배출로

45 : 제1고정링 47 : 제1써포트링

48 : 제1베어링 62 : 유체이송로

63 : 제5베어링 64 : 냉각재 유입로

65 : 제2 고정링 66 : 제2 밀폐부재

67 : 제2써포트링 68 : 제3써포트링

70a, 70b : 지지링 71 : 베어링 캡

72 : 렌치볼트 440, 650 : 통공

450, 650 : 관통공 430, 660 : 씨일링

431, 661 : 씰링면

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

내부에 중공을 가지며 외면에 다수의 유체배출공이 형성된 외부하우징과; 내부에 축공을 가지며 상기 외부하우징의 내측 중공에 회전가능하게 설치된 중간하우징과; 내부에 다수의 유체유입로가 형성되어 상기 중간하우징의 축공에 삽입되는 공급축과; 상기 외부하우징의 내면과 공급축의 외면에 다수로 개재되어 중간하우징의 내,외면에 접촉됨으로써 유체의 누설을 방지하도록 한 밀폐장치를; 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서 도 1은 본 발명에 따른 로터리 유니온의 구조를 보여주는 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 로터리 유니온의 실시예를 보여주는 측단면도, 도 3은 본 발명에서 외부하우징에 대한 정단면도, 도 4는 본 발명에서 중간하우징에 대한 정단면도, 도 5는 본 발명에서 공급축에 대한 정단면도, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에서 제1 및 제2 고정링에 대한 정단면도, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에서 제1 및 제2 밀폐부재의 다른 실시예를 보여주는 일부절개 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 외부하우징(2)과 그 내측에 삽입되는 중간하우징(4)과, 상기 중간하우징(4)의 내측에 삽입되는 공급축(6)으로 구성되어 상기 중간하우징(4)이 회전되도록 하되, 밀폐력을 향상시키기 위해 상기 중간하우징(4)의 내주연에 개재되어 공급축(6)에 접지되는 제1 밀폐부재(43)와, 상기 외부하우징(2)의 내주연에 개재되어 중간하우징(4)에 접지되는 제2 밀폐부재(66)로 구성되어 유체의 누설을 방지시키는 밀폐장치를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

상기 외부하우징(2)은 내측에 중간하우징(4)이 삽입될 수 있도록 일정 크기의 중공(22)을 갖는 원통체로써, 측벽에는 중공(22)과 수직되게 연통된 다수의 유체배출공(24)이 형성되며, 내주연에는 중간하우징(4)에 외접하는 다수의 제1 밀폐부재(43) 및 제2, 제3베어링(26)이 개재된다.

본 발명의 실시예에서는 도 3에서 보이듯이 상기 유체배출공(24)을 8개로 형성시키되, 외부하우징(2)의 강도저하에 의한 변형을 막기 위해 상기 유체배출공(24)을 지그재그 형태로 배열시켰다.

상기 중간하우징(4)은 내측에 공급축(6)이 삽입될 수 있도록 일정 크기의 축공(42)을 갖는 원통체로써, 측벽의 내부에는 길이방향으로 다수의 냉각재 배출로(44)가 형성되며, 상기 다수의 냉각재 배출로(44)의 사이에 축공(42)과 외주연을 관통하는 다수의 통공(440)이 형성되는 한편, 외주연의 일단에 제1베어링(48)이 축설된 채 회전부(100)에 고정된 것이며, 상기 외부하우징(2)의 중공(22)에 끼움결합된 후 타단에 형성된 탭공(41)에 구동부(300)가 설치된다.

본 발명의 실시예에서는 도 4에서 보이듯이 상기 냉각재 배출로(44)를 길이방향으로 총 12개를 형성시켰으며, 각 냉각재 배출로(44) 사이마다 총 12개의 통공(440)을 횡방향으로 형성시켰다.

상기 공급축(6)은 상기 중간하우징(4)의 축공(42)에 삽입되는 일정 길이의 축봉으로써, 온도 상승의 억제를 위해서 축봉의 중심부에 길이방향으로 냉각재 유입로(64)가 관통되게 형성되고, 상기 냉각재 유입로(64)를 중심으로 하여 그 외측에는 360°방향에 걸쳐서 등간격으로 각기 길이를 달리하는 다수의 유체이송로(62)가 길이방향으로 형성되는 한편, 외주연의 일측에는 다수의 제2 밀폐부재(66)와 제4 및 제5베어링(61)(63)이 개재되며, 외주연의 타측에는 구동부(300)가 베어링결합되고, 상기 유체이송로(62)의 끝단과 연통되는 유체공급공(640)이 외주연에 다수로 형성된다.여기서, 상기 냉각재 유입로(64)에는 물이나 기타 냉각재가 흐르도록 함으로써 고속회전되는 공급축과 이에 동반되는 다른 부분들에서 발생되는 마찰열을 냉각시킬 수 있다.

상기 밀폐장치는 외부하우징(2)의 내주연의 제2 및 제3베어링(28)(26) 사이에 다수의 제1 밀폐부재(43)와 다수의 제1고정링(45)을 교대로 개재시키는 한편, 공급축(6)의 외주연의 제4 및 제5베어링(61)(63) 사이에 다수의 제2 밀폐부재(66)와 다수의 제2고정링(65)을 교대로 개재시켜서 구성된다.

상기 제1 밀폐부재(43) 및 제2 밀폐부재(66)는 도면에서 보이는 바와 같이, 측벽 내부에는 보형물(432)(662)이 개재된 일정 깊이의 요입홈(433)(662)이 형성되고, 외주연 끝단에 돌출된 씰링면(431)(661)을 갖는다.

본 발명의 실시예에서는 2개의 환형 씨일링(430)(660)이 상기 씰링면(431)(661)이 서로 대향되게 하여 상하로 맞대어져 한쌍으로 구성되도록 하였으며며, 한쌍의 밀폐부재와 다른 한쌍의 밀폐부재 사이에는 환형의 고정링(45)(65)을 개재시켰다.

이때, 상기 제1 밀폐부재(43)의 씰링면(431)의 선단이 중간하우징(4)의 외주연에 접지되고, 상기 제2 밀폐부재(66)의 씰링면(661)의 선단은 중간하우징(4)의 내주연에 접지되도록 함으로써 선접촉에 의한 밀폐력이 제공될 수 있도록 설치됨이 바람직하다.

한편, 제1 밀폐부재 및 제2 밀폐부재는 도 7a 및 도 7b에서 보이듯이 그 형상을 변형시켜 실시할 수도 있다.

즉, 상기 제1 밀폐부재(43a)의 환형 씨일링(430a)의 내주연에 만곡진 립(431a)를 형성시키고, 제2 밀폐부재(66b)의 환형 씨일링(660b)의 외주연에 만곡진 립(661b)을 형성시켜서 실시할 수도 있다.

상기 고정링은 중간하우징(4) 및 공급축(6)의 외주연에 설치된 한쌍의 제1 밀폐부재(43)를 지지함과 동시에 유체의 이송을 위한 것으로, 중간하우징(4)의 외면에 결합되는 제1고정링(45)과, 공급축(6)의 외면에 결합되는 제2고정링(65)으로 구성된다.

그리고, 상기 제1 및 제2고정링(45)(65)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 공급축(6)의 유체공급공(640)으로부터 유입된 유체가 분사되어 외부하우징(2)의 유체배출공(24)으로 유출될 수 있도록 다수의 관통공(450)(650)이 형성된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 제1고정링(45)에는 6개의 관통공(450)을 등간격으로 형성시켰으며, 상기 제2고정링(65)에는 4개의 관통공(650)을 등간격으로 형성시켰다.

따라서, 상기 공급축(6)과 회전되는 중간하우징(4)과 외부하우징(2) 및 그 중간에 개재되는 다수의 제1 및 제2고정링(45)(65)에는 모두 연통될 수 있는 구조 즉, 유체공급공(640), 관통공(450)(650), 통공(440), 유체배출공(24)을 갖도록 함으로써 공급축(6)의 유체이송로(62)에서 분사된 유체가 외부하우징(2)의 유체배출공(24)으로 배출될 수 있도록 하였다.

즉, 중간하우징(4)이 회전하더라도 그 통공(440)이 상기 제2고정링(65) 및 제1고정링(45)의 관통공(450)(650)과 일치되는 순간이 존재하므로 이를 통과해서 일정압력을 갖는 유체가 결국 외부하우징(2)으로 이송될 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 결합 및 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 외부하우징(2)의 내주연에 다수의 제1 밀폐부재(43)와 제1고정링(45)을 교대로 번갈아 개재시킨 후 전,후단에 제2 및 제3베어링(28)(26)을 개재시킨다.

이때, 상기 제1고정링(45)의 관통공(450)이 유체배출공(24)과 일치되도록 한다.

한편, 공급축(6)의 외주연에 다수의 제2 밀폐부재(66)와 제2고정링(65)을 교대로 번갈아 개재시킨 후 전,후단에 제4 및 제5베어링(61)(63)을 개재시킨다.

이때, 상기 제2고정링(65)의 관통공(650)이 유체공급공(640)과 일치되도록 한 후 상기 외부하우징(2)의 중공(22)에 중간하우징(4)을 끼움결합시킨다.

상기 중간하우징(4)의 축공(42)에 공급축(6)을 끼움결합시키되 유체공급공(640)이 상기 제2고정링(65)의 관통공(650)과 일치되도록 한 다음 상기 중간하우징(4)의 전단 내주연에 제1써포트링(47)을 끼움결합시키고, 중간하우징(4)의 후단 내주연에는 공급축(6)에 외접한 제2써포트링(67)이 끼움결합된다.

이렇게 조립이 완료된 본 발명의 로터리 유니온(A)은 상기 중간하우징(4)의전단에 회전부(100)가 설치되고, 후단에 구동부(300)가 설치되며, 공급축(6)의 후단에서 유체이송로(62) 및 냉각재 유입로(64)에 공급부(200)가 연결되며, 중간하우징(4)에 형성된 냉각재 배출로(44)의 후단에는 냉각재 배출부(도시되지 않음)가 연결된다.

따라서 구동부(300)의 구동에 의해 상기 공급축(6)과 중간하우징(4) 및 외부하우징(2)과 그 전단의 회전부(100)가 동반되어 회전된다.이때, 상기 공급축(6)과 중간하우징(4) 및 외부하우징(2)은 회전속도가 다르더라도 고속의 회전 과정에서 각각의 유체공급공(640)과 관통공(650), 통공(440), 유체배출공(24)이 일치하는 순간이 자주 생기게 되고, 이 순간에 유입된 유체가 외부로 배출될 수 있게 된다.즉, 상기 구동부(300)가 구동되면 최초로 중간하우징(4)이 회전되고, 이에 동반되어 나머지 공급축(6) 및 외부하우징(2)이 회전되며, 이렇게 회전되는 과정에서 상기 유체공급공(640), 관통공(450,650), 통공(440), 유체배출공(24)이 일치되는 순간이 존재하게 되고, 이렇게 일치되는 순간에 상기 유체공급공(640), 관통공(450,650), 통공(440), 유체배출공(24)이 연통될 수 있으므로 유입된 유체의 배출이 가능하게 된다.

상기 배출된 유체는 제2고정링(65)의 관통공(650)을 통해 이송된 후 상기 중간하우징(4)의 통공(440)이 상기 관통공(650)과 일치될 때 다시 이송되어 제1고정링(45)의 관통공(450)을 통과해서 외부하우징(2)의 유체배출공(24)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 상기 공급축(6)의 후단에서 공급된 냉각재는 냉각재 유입로(64)를 통해 이동되다가 상기 중간하우징(4)에 형성된 냉각재 배출로(44)를 통과한 후 후단으로 배출됨으로써 냉각효과를 제공한다.

상기 이송되는 유체는 제1 밀폐부재(43) 및 제2 밀폐부재(66)에 의해 엄격히 누설이 방지된다.

즉, 상기 제1 및 제2 밀폐부재(43)(66)의 씰링면(431)(661)이 대향된 채 한쌍으로 형성되어 있어, 유체의 누설을 2중으로 차단하는 역할을 하므로 밀폐력이 향상된다.

또한, 본 발명의 상기 제1 및 제2 밀폐부재(43)(66)는 씰링면(431)(661)이중간하우징의 외면과 내면에 선접촉을 하게 되므로 마찰력이 최소화될 수 있어 별도의 윤활유의 공급이 필요없어 구조가 매우 간결하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로터리 유니온은 공급축과 중간하우징 및 외부하우징의 밀폐력을 향상시켜 유체의 누설을 방지할 수 있으면서, 그 밀폐구조를 간결하게 하여 제조와 유지 및 보수가 용이하도록 하고, 크기를 최소화하여 설치공간을 절감시킬 수 있으며, 아울러 밀폐부재가 회전대상물에 대해 선접촉을 함으로써 마찰력을 최소화할 수 있어 별도의 윤활유의 공급이 필요치 않아 구조를 매우 간결하고 단순하게 할 수 있는 장점이 제공된다.

Claims

일단은 회전부(100)에 설치되고, 타단은 유체공급원을 갖는 고정부(200)에 설치되는 통상의 로터리 유니온에 있어서,

내부에 중공(22)을 가지며 외면에 다수의 유체배출공(24)이 형성된 외부하우징(2)과;

내부에 축공(42)을 가지며 상기 외부하우징(2)의 내측 중공(22)에 끼움결합된 채 일단에 회전부(100)가 설치되고, 타단에는 구동부(300)가 설치되어 회전되도록 한 중간하우징(4)과;

내부에 다수의 유체이송로(62)가 형성되어 상기 중간하우징(4)의 축공(42)에 삽입되며, 일단에 공급부(200)가 설치된 공급축(6)과;

상기 외부하우징(2)의 내면과 및 공급축(6)의 외면에 다수로 개재되어 중간하우징(4)의 내,외면에 접지됨으로써 유체의 누설을 방지하도록 한 밀폐장치(43)(66)를; 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제1항에 있어서,

상기 외부하우징(2)은 측벽에는 중공(22)과 연통된 다수의 유체배출공(24)이 형성되며, 내주연에는 중간하우징(4)에 외접하는 다수의 제1 밀폐부재(43) 및 제2, 제3베어링(28)(26)이 개재된 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제1항에 있어서,

상기 중간하우징(4)은 측벽의 내부에는 길이방향으로 다수의 냉각재 배출로(44)가 형성되며, 상기 다수의 냉각재 배출로(44) 사이에 축공(42)에 연통된 다수의 통공(440)이 형성되는 한편, 외주연의 일단에 제1베어링(48)이 축설된 채 회전부(100)에 고정되며, 상기 외부하우징(2)의 중공(22)에 끼움결합되도록 한 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제1항에 있어서,

상기 공급축(6)은 중심부에 길이방향으로 냉각재 유입로(64)가 관통되게 형성되고, 상기 냉각재 유입로(64)를 중심으로 하여 그 외측에는 360°방향에 걸쳐서 등간격으로 각기 길이를 달리하는 다수의 유체이송로(62)가 길이방향으로 형성되는 한편, 외주연의 일측에는 다수의 제2 밀폐부재(66)와 제4 및 제5베어링(61)(63)이 개재되며, 외주연의 타측에는 구동부(300)가 베어링결합되고, 상기 유체이송로(62)의 끝단과 연통되는 유체공급공(640)이 외면에 다수로 형성된 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제1항에 있어서,

상기 밀폐장치는 외부하우징(2)의 내주연의 제2 및 제3베어링(28)(26) 사이에 다수의 제1 밀폐부재(43)와 다수의 제1고정링(45)을 교대로 개재시키는 한편, 공급축(6)의 외주연의 제4 및 제5베어링(61)(63) 사이에 다수의 제2 밀폐부재(66)와 다수의 제2고정링(65)을 교대로 개재시켜서 구성된 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제5항에 있어서,

상기 제1 밀폐부재(43) 및 제2 밀폐부재(66)는 측벽 내부에는 보형물(432)(662)이 개재된 일정 깊이의 요입홈(433)(662)이 형성되고, 외주연 끝단에 돌출된 씰링면(431)(661)을 갖는 환형 씨일링(430)(660)으로 구성된 것이며,

상기 제1 밀폐부재(43)는 외부하우징(2)의 내주연에 개재되고, 상기 제2 밀폐부재(66)는 공급축의 외주연에 개재된 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제5항에 있어서,

상기 제1 밀폐부재(43a)는 환형 씨일링(430a)의 내주연에 만곡진 립(431a)이 형성된 것이며, 상기 제2 밀폐부재(66b)는 환형 씨일링(660b)의 외주연에 만곡진 립(661b)이 형성된 것이며,

상기 제1 밀폐부재(43a)는 외부하우징(2)의 내주연에 개재되고, 상기 제2 밀폐부재(66b)는 공급축의 외주연에 개재된 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.
제5항에 있어서,

상기 제1 및 제2고정링(45)(65)은 내부에 다수의 관통공(450)(650)이 형성됨으로써, 구동부(300)의 구동에 의해 상기 공급축(6)과 중간하우징(4) 및 외부하우징(2)과 그 전단의 회전부(100)가 동반되어 회전하는 동안 유체공급공(640)과 관통공(450)(650), 통공(440), 유체배출공(24)이 일치하는 순간에 공급축(6)의 유체공급공(640)으로부터 유입된 유체가 상기 관통공(450)(650)을 통해서 외부하우징(2)의 유체배출공(24)으로 유출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 로터리 유니온.