KR101156704B1 - 캔드 모터의 누유 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캔드 모터로부터 오일이 누설되거나 캔드 모터로 해수가 유입되지 않도록 하는 캔드 모터의 누유 방지 구조에 관한 것으로서,
상단부에 오일 공급관(31)이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프(32)가 연결되며 내부에 각종 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터(10)의 구동축(15)이 인출되도록 상부가 개방된 케이스(11)와; 하부면 중앙에 상기 구동축(15)이 관통되는 구멍이 구비되고 상기 케이스(11)의 상측에 결합되어 누유 방지 챔버(20)를 형성하며 상부가 개방된 하우징(21)과; 중앙에 상기 구동축(15)이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 하우징(21)의 상부에 결합되는 커버부재(22)와; 상기 구동축(15)을 감싸도록 상기 하우징(21)의 구멍에 설치되는 하부 메카니컬 씰(13)과; 상기 구동축(15)을 감싸도록 상기 커버부재(22)의 구멍에 설치되는 상부 메카니컬 씰(23)과; 상기 누유 방지 챔버(20) 내부의 오일 및 해수를 회수할 수 있도록 상기 하우징(21)의 하부면에 연결되는 드레인 파이프(25);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 구동축을 따라 누설되는 오일과 구동축을 따라 유입되는 해수를 누유 방지 챔버에 일시 저장한 상태에서 에어를 이용하여 오일과 해수의 혼합물을 드레인 파이프를 통해 배출시키게 되므로, 오일의 누설을 완전히 차단함과 아울러 해수의 유입으로 인한 캔드 모터 내부의 부식을 방지할 수 있게 된다.

Description

캔드 모터의 누유 방지구조{Oil Leak Protect System for Canned Motor }

본 발명은 캔드 모터로부터 오일이 누설되거나 캔드 모터로 해수가 유입되지 않도록 하는 캔드 모터의 누유 방지 구조에 관한 것으로서, 특히 캔드 모터의 구동축이 설치된 부분에 일정한 공간을 추가로 형성하여 누설되는 오일이 일시 저장되도록 하거나 해수가 이곳을 경유하여 배출하도록 함으로써 오일의 누설에 따른 해양 오염 및 해수 유입으로 인한 내부 구조물의 부식을 방지할 수 있는 캔드 모터의 누유 방지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 해양 유전에 설치되는 부유식 원유 생산 및 저장 설비(Floating Production Storage Offloading, 이하 'FPSO' 라 한다)에는 FPSO의 각종 설비에 해수를 공급할 수 있도록 해수인양펌프(Sea Water Lift Pump)가 설치되어 있다.

통상적인 해수인양펌프는 도 1에 도시된 바와 같이, 해수를 흡입하여 송출하는 펌프(60)와, 상기 펌프(60)와 일체로 결합되어 상기 펌프(60)를 구동하며 외부로부터 밀폐된 캔드 모터(Canned Motor, 50)와, 상기 펌프(60)에서 송출되는 해수를 FPSO로 공급할 수 있도록 수직으로 설치된 라이저 파이프(Riser Pipe, 80)를 포함하여 구성되고 있다.

여기서, 상기 캔드 모터(50)와 펌프(60)는 해수에 완전히 잠긴 상태에서 작동하게 되며, 상기 캔드 모터(50)의 냉각 및 윤활을 위한 오일 순환 파이프가 설치되어 있다. 즉, 전동식 모터인 상기 캔드 모터(50)는 오일을 이용하여 냉각 및 윤활을 하지 않으면 과열에 의해 오작동하거나 고장이 발생하게 되므로, FPSO의 선박 데크에 설치된 오일 순환장치를 이용하여 상기 캔드 모터(50)에 공급하게 되고, 상기 캔드 모터(50)에는 오일이 가득 채워져 있게 된다.

한편, FPSO와 같은 해양 플랜트 분야에서는 최근의 BP사 원유 시추선에서의 원유 유출과 같이 관련 설비의 작은 문제가 엄청난 해양 오염으로 이어질 수 있으므로, 관련 환경 규제가 점차 까다로워지는 실정이다.

그런데, 상기 캔드 모터(50)의 내부에 오일(70)이 가득 채워져 있으므로, 이들 오일이 유출될 경우 관련 환경 규제를 만족하기가 어렵다. 이에 따라 캔드 모터(50)와 같이 해수에 완전히 잠긴 상태에서 작동하는 경우에는 오일의 누설을 방지할 수 있도록 구성할 필요가 있다. 그러나, 해수 인양을 위한 펌프(60)를 구동시켜야 하는 캔드 모터(50)의 특성상 이 펌프(60)를 구동시키기 위한 구동축(55)이 외부로 노출되어야 하므로, 캔드 모터(50)의 오일이 상기 구동축(55)을 따라 누출되는 것을 방지할 수 있는 누유 방지구조가 필수적이다.

이를 위한 종래의 캔드 모터의 누유 방지구조는, 도 2에 도시된 바와 같이 상단부에 오일 공급관(71)이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프(72)가 연결되며 내부에 각종 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터(50)의 구동축(55)이 인출되도록 상부가 개방된 케이스(51)와, 중앙에 상기 구동축(55)이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 케이스(51)의 상부에 결합되는 커버부재(53)와, 상기 구동축(55)을 감싸도록 상기 커버부재(53)의 구멍에 설치되는 메카니컬 씰(54)을 포함하고 있다.

상기한 캔드 모터의 누유 방지 구조에서는 메카니컬 씰(54)을 이용하여 케이스(51) 내부의 오일(70)이 누설되는 것을 방지함과 아울러 해수가 케이스(51) 내부로 유입되지 않도록 하고 있다. 하지만 상기 메카니컬 씰(54)의 실링 성능이 우수하다고 할 수는 있지만 오일 및 해수에 대하여 100% 실링할 수는 없다. 이에 따라 캔드 모터(50)의 오일이 누설되거나 해수가 캔드 모터(50)의 케이스(51) 내부로 유입되는 일이 발생하기도 한다.

다시 말해서 종래의 캔드 모터의 누유 방지 구조는 하나의 메카니컬 씰을 이용하여 누유 및 해수 유입을 방지하고 있지만 완전한 실링이 불가능하기 때문에 내부 압력에 의해 오일이 유출되어 해양 오염을 야기하거나 정수압에 의해 해수가 캔드 모터의 내부로 유입되어 내부 구조물을 부식시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 캔드 모터의 커버부재에 설치된 메카니컬 씰을 통해 누설되는 오일이 해수와 혼합되지 않도록 일정한 공간을 추가로 형성하고 이 공간의 오일을 빨아올려 배출시켜 오일의 누설을 차단함으로써 해양 오염을 방지하고 관련 환경 규제에 적극적으로 대응할 수 있도록 한 캔드 모터의 누유 방지 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 구동축을 따라 유입되는 해수를 메카니컬 씰을 통해 누설된 오일과 함께 배출함으로서 해수가 캔드 모터의 내부로 유입되어 내부 구조물을 부식시키는 일이 발생하지 않도록 한 캔드 모터의 누유 방지 구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상단부에 오일 공급관이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프가 연결되며 내부에 각종 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터의 구동축이 인출되도록 상부가 개방된 케이스와, 중앙에 상기 구동축이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 케이스의 상부에 결합되는 커버와, 상기 구동축을 감싸도록 상기 커버의 구멍에 설치되는 메카니컬 씰을 포함하는 캔드 모터의 누유 방지 구조에 있어서, 상기 커버의 상측에 상기 메카니컬 씰을 통해 누출되는 오일이 일시 저장되는 누유 방지 챔버를 설치하여 이 누유 방지 챔버로 유입된 해수와 함께 오일을 회수하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 캔드 모터의 누유 방지 구조는, 상단부에 오일 공급관이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프가 연결되며 내부에 각종 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터의 구동축이 인출되도록 상부가 개방된 케이스와, 하부면 중앙에 상기 구동축이 관통되는 구멍이 구비되고 상기 케이스의 상측에 결합되어 누유 방지 챔버를 형성하며 상부가 개방된 하우징과, 중앙에 상기 구동축이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 하우징의 상부에 결합되는 커버와, 상기 구동축을 감싸도록 상기 하우징의 구멍에 설치되는 하부 메카니컬 씰과, 상기 구동축을 감싸도록 상기 커버의 구멍에 설치되는 상부 메카니컬 씰과, 상기 누유 방지 챔버로 에어를 공급하도록 상기 하우징의 상부에 연결되는 에어 공급관와, 상기 누유 방지 챔버 내부의 오일 및 해수를 회수할 수 있도록 상기 하우징의 하부면에 연결되는 드레인 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 캔드 모터의 누유 방지 구조는 캔드 모터의 구동축을 따라 누설되는 오일을 누유 방지 챔버에 일시 저장한 후 해수와 함께 빨아올려 배출시킴으로써 해수로 오일이 누설되지 않도록 하여 해양 오염을 방지하고 관련 환경 규제를 충분히 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 캔드 모터의 누유 방지 구조는, 캔드 모터의 구동축을 따라 누설되는 오일과 캔드 모터의 구동축을 따라 유입되는 해수를 하우징에 의해 형성되는 누유 방지 챔버에 일시 저장한 상태에서 에어를 이용하여 오일과 해수의 혼합물을 드레인 파이프를 통해 빨아올려 배출하게 되므로, 오일의 누설을 완전히 차단함과 아울러 해수의 유입으로 인한 캔드 모터 내부의 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 통상적인 해수인양펌프의 설치구조가 도시된 구성도.
도 2는 종래의 캔드 모터의 누유 방지 구조가 도시된 구성도.
도 3은 도 2의 "B"부 확대도.
도 4는 본 발명에 의한 캔드 모터의 누유 방지 구조가 도시된 구성도.
도 5는 도 4의 "A"부 확대도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 캔드 모터의 누유 방지 구조를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 캔드 모터의 누유 방지 구조는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상단부에 오일 공급관(31)이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프(32)가 연결되며 내부에 각종 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터(10)의 구동축(15)이 인출되도록 상부가 개방된 케이스(11)와; 하부면 중앙에 상기 구동축(15)이 관통되는 구멍이 구비되고 상기 케이스(11)의 상측에 결합되어 누유 방지 챔버(20)를 형성하며 상부가 개방된 하우징(21)과; 중앙에 상기 구동축(15)이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 하우징(21)의 상부에 결합되는 커버부재(22)와; 상기 구동축(15)을 감싸도록 상기 하우징(21)의 구멍에 설치되는 하부 메카니컬 씰(13)과; 상기 구동축(15)을 감싸도록 상기 커버부재(22)의 구멍에 설치되는 상부 메카니컬 씰(23)과; 상기 누유 방지 챔버(20)로 에어를 공급하도록 상기 하우징(21)의 상부에 연결되는 에어 공급관(24)과; 상기 누유 방지 챔버(20) 내부의 오일 및 해수를 회수할 수 있도록 상기 하우징(21)의 하부면에 연결되는 드레인 파이프(25);를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 캔드 모터의 누유 방지 구조는 하부 메카니컬 씰을 통해 누설되는 오일과 상부 메카니컬 씰을 통해 유입되는 해수를 드레인 파이프를 통해 배출하게 된다.

오일 공급관(31)을 통해 캔드 모터(10)의 케이스(11) 내부로 공급된 오일(30)은 내부 구조물들을 냉각 및 윤활시키게 되고, 오일 회수관(32)을 통해 빠져나가게 된다. 이때, 구동축(15)을 따라 흐르는 오일은 하우징(21)의 구멍에 설치된 하부 메카니컬 씰(13)에 의해 대부분 차단되고 극히 일부의 오일(30)만 상기 하우징(21)에 의해 형성되는 누유 방지 챔버(20)로 빠져나가게 된다.

그리고, 상기 하우징(21)의 상부에 설치된 커버부재(22)의 외측으로 돌출된 상기 구동축(15)을 따라 유입되는 해수는 상기 커버부재(22)에 구비된 상부 메카니컬 씰(23)에 의해 대부분 차단되고 극히 일부의 해수만이 상기 누유 방지 챔버(20)로 유입된다.

이와 같이 상기 하부 메카니컬 씰(13)을 거쳐 누설된 오일(30)과 상기 상부 메카니컬 씰(23)을 거쳐 유입된 해수는 상기 하우징(21)에 의해 형성된 누유 방지 챔버(20) 내에 일시적으로 저장된다. 이후 상기 하우징(21)의 상부에 연결된 에어 공급관(24)을 통해 에어를 공급하게 되면 그 압력에 의해 오일과 해수가 혼합된 상태로 드레인 파이프(25)를 통해 빠져나가게 된다. 이를 위해 누유 방지 챔버(20)에는 에어 공급관(24)을 통해 에어 또는 비가연성 가스가 주기적으로 또는 간헐적으로 공급된다.

따라서, 캔드 모터(10)에서 누설된 오일이 해수에 혼합되어 해양 오염을 야기하거나 구동축(15)을 따라 유입된 해수가 캔드 모터(10)의 내부 구조물을 부식시키는 일이 발생하지 않게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

10: 캔드 모터
11: 케이스
13: 하부 메카니컬 씰
15: 구동축
20: 누유 방지 챔버
21: 하우징
22: 커버부재
23: 상부 메카니컬 씰
24: 에어 공급관
25: 드레인 파이프
30: 오일
31: 오일 공급관
32: 오일 회수관

Claims (4)

1. 상단부에 오일 공급관이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프가 연결되며 내부에 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터의 구동축이 인출되도록 상부가 개방된 케이스와, 중앙에 상기 구동축이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 케이스의 상부에 결합되는 커버와, 상기 구동축을 감싸도록 상기 커버의 구멍에 설치되는 메카니컬 씰을 포함하는 캔드 모터의 누유 방지 구조에 있어서,
   상기 커버의 상측에 상기 메카니컬 씰을 통해 누출되는 오일이 일시 저장되는 누유 방지 챔버(20)를 설치하여 이 누유 방지 챔버(20)로 유입된 해수와 함께 오일을 회수하는 것을 특징으로 하는 캔드 모터의 누유 방지 구조.
2. 상단부에 오일 공급관(31)이 연결되고 하단부에 오일 회수용 파이프(32)가 연결되며 내부에 모터 구성요소가 설치되고 캔드 모터(10)의 구동축(15)이 인출되도록 상부가 개방된 케이스(11)와;
   하부면 중앙에 상기 구동축(15)이 관통되는 구멍이 구비되고 상기 케이스(11)의 상측에 결합되어 누유 방지 챔버(20)를 형성하며 상부가 개방된 하우징(21)과;
   중앙에 상기 구동축(15)이 관통되는 구멍이 형성되어 상기 하우징(21)의 상부에 결합되는 커버부재(22)와;
   상기 구동축(15)을 감싸도록 상기 하우징(21)의 구멍에 설치되는 하부 메카니컬 씰(13)과;
   상기 구동축(15)을 감싸도록 상기 커버부재(22)의 구멍에 설치되는 상부 메카니컬 씰(23)과;
   상기 누유 방지 챔버(20) 내부의 오일 및 해수를 회수할 수 있도록 상기 하우징(21)의 하부면에 연결되는 드레인 파이프(25);를 포함하는 것을 특징으로 하는 캔드 모터의 누유 방지 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 누유 방지 챔버(20)로의 에어 공급하도록 상기 하우징(21)의 상부에 연결되는 에어 공급관(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캔드 모터의 누유 방지 구조.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 누유 방지 챔버(20)에는 에어 공급관(24)을 통해 에어 또는 가스가 주기적으로 또는 간헐적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 캔드 모터의 누유 방지 구조.
   

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