KR101031658B1 - 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프에 관한 것으로, 시일몸체 내부에 벨로우스가 끼워지며 벨로우스 선단에 테프론시일링이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면에는 임펠러와 함께 회전하는 로터리링이 접촉되어지는 것에 있어서, 로터리링을 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체의 채택으로 테프론시일면에 접촉되는 세라믹로터리링체면의 다공질에 테프론 분말이 묻어나서 테프론시일링면과 테프론분말면이 접촉회전하는 긴밀성으로 테프론시일링면의 마모를 줄임과 함께 접촉면의 긴밀성으로 액화가스의 누설을 방지토록하며, 테프론시일링면에 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 세선홈선을 형성하여 그 세선홈선으로 테프론시일링면의 마모를 최소화하여 테프론시일링의 사용수명을 연장하며 초저온으로 예냉하는 동안 액화가스의 누설을 방지되게 한다.

액화가스, 펌프, 로터리링, 세선홈선

Description

초저온 액화가스의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프{liguid gas apump}

본 발명은 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시일몸체 내부에 벨로우스가 끼워지며 벨로우스 선단에 테프론시일링이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면에는 임펠러와 함께 회전하는 로터리링이 접촉되어지는 것에 있어서, 로터리링은 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체를 채택하여 테프론시일면에 접촉되는 다공질에 테프론 분말이 묻어나서 테프론시일링면과의 밀접성을 높이며 테프론시일링면에는 넓이와 깊이가 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 세선홈선을 요설 형성하여 테프론시일링면의 마모최소화로 테프론시일링의 사용수명을 연장하며 예냉시간 동안 액화가스의 누설을 방지하도록 한 것이다.

일반적으로, 초저온액화가스를 압송하기 위한 액화가스 펌프는 액화가스의 누설을 방지하는 미캐니컬시일 구조로서 시일몸체 내부에 벨로우스(Bellows)가 끼 워지며 그 벨로우스 선단에 테프론시일링이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면에는 임펠러와 함께 회전하는 크롬강이나 텅크스텐 등의 금속 로터리링(Rotaryring)이 접촉되어지는 구조로 구성되는데 이 테프론시일링면과 로터리링면은 초저온 액화가스의 누설이 최대한 방지되도록 정밀연마 가공면으로 접촉된다.

그러함에도 액화가스 펌프를 시동할 때에는 7,200~7,800RPM의 고속회전 마찰로 인한 금속로터링의 과열현상으로 예냉전의 시동은 불가능하기 때문에 시일링면의 손상을 예방하기 위하여 액화가스 펌프의 시동 전 약 10~15여분 동안 금속로터리링과 테프론시일링이 초저온에서 적응할 수 있도록 예냉하는데 이때에도 가스의 누설은 막을 수가 없는 어려움이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 여러가지 방법의 실험으로 검토한바, 로터리링은 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체를 채택하므로서 세라믹의 취성을 극복하면서도 예냉 없이 액화가스 펌프의 시동이 가능함을 다음과 같은 한국기기유화시험연구원의 시험결과로서 예시된다.

비고 : 작동유체는 액체질소이며, 예냉하지 않은 상태에서 시험한 결과임.

그리고, 테프론시일링면과 접촉되는 세라믹로터리링체면의 다공질에는 테프론시일링면의 마모로 인한 테프론 분말이 묻어나서 테프론시일링면과 테프론분말면이 접촉회전하는 긴밀성으로 테프론시일링면의 마모를 줄일 수 있었고, 테프론시일링면에는 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 세선홈선을 요설 형성하여 초저온 액화가스 펌프의 시동 전 예냉시간 동안 로터리링체면과 테프론시일링면의 접촉면적을 이중으로 차단하여 액화가스의 순간 기화가스의 누설을 방지할 수 있었고,

예냉하지 않고서도 액화가스 펌프의 시동이 가능하였는바, 테프론시일링면에 깊고 큰 홈선을 요설하면 홈선내에 테프론 마모분말이 채워져서 테프론시일링면의 마모를 촉진시키는 결과를 초래하였다.

본 발명은 액화가스 펌프의 시일몸체 내부에 벨로우스가 끼워지며 벨로우스의 선단에 테프론시일링이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면에는 임펠러와 함께 회전하는 로터리링이 접촉되어지는 것에 있어서, 로터리링은 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체를 채택하여 테프론시일면에 접촉되는 다공질에 테프론 분말이 묻어나서 테프론시일링면과의 밀접성을 높이며 테프론시일링면에는 세선(細 線)홈선을 요설형성하되 그 세선홈선은 넓이와 깊이가 0.05mm 내지 0.1mm로 한정하여 액화가스의 누설을 방지함과 동시에 테프론시일링면의 마모를 최소화되게 하였다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시일몸체 내부에 벨로우스가 끼워지며 벨로우스 선단에 테프론시일링이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면에는 임펠러와 함께 회전하는 로터리링이 접촉되어지는 것에 있어서, 로터리링은 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체가 채택되고 테프론시일면에는 세선홈선을 요설형성하되 그 세선홈선은 넓이와 깊이가 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프는 액화가스 펌프의 임펠러와 함께 회전하는 로터리링을 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체의 채택으로 종래 예냉없이는 액화가스 펌프의 시동이 불가능하던 것을 예냉없이 액화가스 펌프의 시동이 가능하며 예냉없이 262.1시간 연장하여 사용할 수 있고, 테프론시일면에 접촉되는 세라믹로 터리링체면의 다공질에 테프론 분말이 묻어나서 테프론시일링면과의 테프론분말면이 접촉회전하는 긴밀성으로 테프론시일링면의 마모를 줄임과 함께 접촉면의 긴밀성으로 액화가스의 누설을 방지하는 효과와 테프론시일링면에 형성된 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 세선홈선으로 테프론시일링면의 마모를 최소화하여 테프론시일링의 사용수명을 예냉하는 경우 종래의 금속로터리링을 사용하는 것에 비하여 약 2배 연장하였고 초저온으로 예냉하는 경우에도 액화가스의 누설을 방지되게 한 효과가 있다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 시일링구조에 임펠러가 세라믹로터리링체와 함께 회전축에 축결합된 상태를 나타낸 액화가스 펌프의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 시일링구조를 나타낸 확대단면도이며, 도 3은 테프론시일링면에 세라믹로터리링체면이 접촉된 상태를 나타낸 일부 확대단면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 초저온 액화가스 의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프의 구성상태를 살펴보면, 액화가스 펌프의 시일구조에서 시일몸체 1 내부에 벨로우스 2가 끼워지며 벨로우스 2의 선단에 테프론시일링 3이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면 3a에는 임펠러 4와 함께 회전하는 로터리링 5이 접촉되어지는 것에 있어서, 로터리링 5은 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체 6가 채택되고 테프론시일링면 3a에는 넓이와 깊이가 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 세선홈선 7을 레이저 가공법으로 요설 형성하여서 된것이다.

본 발명에서 로터리링 5을 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성함은 세라믹의 충격취성을 방지함과 초저온에서 예냉시간 동안 세라믹로터리링체 6의 변형을 방지하기 위함이며, 테프론시일링면 3a에 넓이와 깊이를 0.05mm 내지 0.1mm로 한정한 세선홈선 7을 요설형성함은 테프론시일링면 3a에 세라믹로터리링체면 6a이 닿아 고속회전할 때 테프론시일링면 3a의 마모를 최소화하여 테프론시일링 3의 사용수명을 연장함과 함께 초저온으로 예냉하는 경우에도 액화가스의 누설을 방지하기 위함이다.

도 1은 본 발명의 시일링구조에 임펠러가 세라믹로터리링체와 함께 회전축에 축결합된 상태를 나타낸 액화가스 펌프의 단면도.

도 2는 본 발명의 시일링구조를 나타낸 확대단면도.

도 3은 테프론시일링면에 세라믹로터리링체면이 접촉된 상태를 나타낸 일부 확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 시일몸체 2 : 벨로우스

3 : 테프론시일링 3a : 테프론시일링면

4 : 임펠러 5 : 로터리링

6 : 세라믹로터리링체 6a : 세라믹로터리링체면

7 : 세선홈선

Claims (1)

1. 시일몸체 내부에 벨로우스가 끼워지며 벨로우스 선단에 테프론시일링이 끼워져서 고정되고 테프론시일링면에는 임펠러와 함께 회전하는 로터리링이 접촉되어지는 것에 있어서,

   로터리링은 산화알루미늄 78.2 중량% 내지 80.2중량%와 이산화지르코늄 18.4중량% 내지 20.4중량%를 주성분으로 하여 조성된 세라믹로터리링체가 채택되고 테프론시일면에는 세선홈선을 요설형성하되 그 세선홈선은 넓이와 깊이가 0.05mm 내지 0.1mm로 한정되는 것을 특징으로 하는 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 시일구조를 갖는 액화가스 펌프.

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