KR101158608B1 - 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 샤프트를 따라 설치되는 3개 이상의 립 시일과, 샤프트의 회전을 지지하는 적어도 하나의 스턴 베어링을 포함하는 선미관 시일 장치에 구비되는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치에 있어서, 적어도 하나의 스턴 베어링에 오일을 공급하는 오일 공급 배관을 가진 오일 공급 탱크; 오일 공급 배관으로부터 분기되어, 3개 이상의 립 시일 사이에 형성된 공간들 중 선미측(船尾側) 공간(프로펠러에 제일 가까운 공간)을 제외한 공간(이하, '선내측(船內側) 공간'이라 함)들 중 하나 이상의 공간에 연결되는 압력 제어 배관; 및 압력 제어 배관의 경로 상에 위치하여 선내측 공간의 압력을 제어하는 압력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치가 제공되어, 시공 시간을 줄일 수 있고 압력 제어 장치의 설치 비용을 절감할 수 있다.

샤프트, 오일 공급 탱크, 압력 제어부, 선미관

Description

선미관 시일 장치의 압력 제어 장치{Apparatus for controlling pressure of stern tube lip seal of a ship}

본 발명은 선미관 시일 장치(stern tube lip seal of a ship)의 압력 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스턴 베어링(stern bearing)에 오일을 공급하는 오일 공급 탱크의 오일 공급 배관으로부터 분기된 배관을 이용하여 선미관 시일 장치의 압력을 제어하는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 선내에 설치된 엔진과 선체를 추진시키는 프로펠러 사이에 동력 전달 수단인 프로펠러 샤프트(propeller shaft; 이하, '샤프트'라 한다)를 연결하여, 엔진에서 발생한 동력에 의해 샤프트가 회전하고 이에 연결된 프로펠러가 회전함으로써 추진력을 얻을 수 있다. 이 때, 프로펠러는 선박의 외부로 돌출되어 수중에 위치하게 되고, 샤프트는 선박의 선미 부분인 선미관을 관통하여 외부의 프로펠러와 고정 결합된다.

그러나, 샤프트가 관통되는 선미관과 샤프트 사이에 존재하는 간격을 통해 선내로 유입된 해수는 선내의 오일 등과 혼합되어 오염 물질로 축적되어 선내를 부식시킨다. 또한, 이러한 오염 물질이 해수로 배출되는 경우 해양 오염을 일으키는 원인이 되고 있다. 따라서, 선내의 부식 및 해양 오염을 방지하기 위해, 선박의 선미관에는 샤프트와 선미관 사이의 해수 유입 및 오염 물질의 배출을 차단하기 위한 선미관 시일 장치가 필수적이라고 할 수 있다.

일반적으로 선미관 시일 장치는 선미관에 복수의 립 시일(lip seal)을 설치하여 선미관과 샤프트 사이의 간격을 채움으로써 해수의 유입을 차단하는 방식을 사용하고 있다. 이러한 선미관 시일 장치는 시일 효과를 극대화하기 위해, 그 내부의 압력을 조절할 필요가 있다.

종래의 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는, 스턴 베어링에 오일을 공급하는 오일 공급 탱크 이외에, 선미관 시일 장치의 내부 압력을 조절하는 별도의 시일 중력 탱크(seal gravity tank)를 가지고 있었다. 따라서, 이러한 종래의 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는, 별도의 시일 중력 탱크를 가지고 있었으므로, 선내에 시일 중력 탱크를 위한 별도의 공간이 필요하고 이에 따라 설치비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 선내에 시일 중력 탱크 설치를 위한 별도의 공간이 필요 없으며 이에 따른 설치비용을 감소시킬 수 있는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는, 샤프트를 따라 설치되는 3개 이상의 립 시일과, 샤프트의 회전을 지지하는 적어도 하나의 스턴 베어링을 포함하는 선미관 시일 장치에 구비되는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치에 있어서, 적어도 하나의 스턴 베어링에 오일을 공급하는 오일 공급 배관을 가진 오일 공급 탱크; 오일 공급 배관으로부터 분기되어, 3개 이상의 립 시일 사이에 형성된 공간들 중 선미측(船尾側) 공간(프로펠러에 제일 가까운 공간)을 제외한 공간(이하, '선내측(船內側) 공간'이라 함)들 중 하나 이상의 공간에 연결되는 압력 제어 배관; 및 압력 제어 배관에 의해 오일 공급 배관과 선내측 공간에 연결되고, 선내측 공간의 압력을 제어하는 압력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는, 압력 제어부가, 압력 제어 배관에 연결되어 있으며 선내측 공간에 가해지는 해수의 충격을 흡수하는 충격 흡수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 선내에 시일 중력 탱크 설치를 위한 별도의 공간이 필요 없는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치가 제공된다. 이에 따라, 종래와 같이 별도의 시일 중력 탱크를 설치할 필요가 없으므로, 시공 시간을 줄일 수 있고 압력 제어 장치의 설치 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은, 압력 제어부가, 선내측 공간에 가해지는 해수의 충격을 흡수하는 충격 흡수부를 구비하고 있어, 해수의 충격으로 인한 시일의 축 방향 이동에 의한 누유를 방지할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시형태를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 선미관 시일 장치 및 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는, 도 1의 원(D)의 내부에 있는 선미관 시일 장치를 확대한 도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선미관 시일 장치(1)는 샤프트(11), 복수의 립 시일(20) 및 적어도 하나의 스턴 베어링(52)을 포함하여 구성될 수 있다.

복수의 립 시일(20)은 탄성 재료로 이루어진 시일 링으로서, 선박의 샤프트(11)를 따라 설치되며, 선미관 시일 장치(1)의 하우징(housing) 내에 설치된 라이너(liner; 14)에 미끄럼 접촉할 수 있다.

바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 립 시일(20)은 3개가 구비될 수 있으며, 가장 선미측에 설치된 제 1 립 시일(21)의 립(21a)과, 제 1 립 시 일(21)에 이웃하는 제 2 립 시일(22)의 립(22a)은 각각 해수 측을 향해서 배열되고, 가장 선내측에 설치된 제 3 립 시일(23)의 립(23a)이 선내측을 향해서 배열될 수 있다. 이 때, 제 1 립 시일(21)과 제 2 립 시일(22)의 사이에는 선미측 공간(25)이 형성되고, 제 2 립 시일(22)과 제 3 립 시일(23)의 사이에는 선내측 공간(26)이 형성될 수 있다.

스턴 베어링(52)은 선내측에 위치하는 제 3 립 시일(23)의 안쪽에 설치되며, 샤프트(11)가 삽입 결합되어 샤프트(11)의 회전을 지지할 수 있다. 스턴 베어링(52)과 샤프트(11) 사이에는 윤활제로 작용하는 오일에 의한 윤활막(51)이 형성되어 있어 샤프트(11)의 회전을 원활하게 할 수 있다. 윤활막(51)은 오일 공급 탱크(41)에서 공급되는 윤활유에 의해 생성된다. 윤활막(51)을 이루고 난 나머지 오일은 배관(120)을 통해 집유 탱크(42)에 모이고, 집유 탱크(42)는 배관(130, 131, 132)을 통해 오일 공급 탱크(41)와 연결되어 있다.

도 1에서는 스턴 베어링(52)이 1개가 구비된 예를 도시하고 있으나, 이에 국한되지 않고, 필요에 따라 복수개가 설치될 수도 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치를 설명하면 다음과 같다. 본 실시형태에 따른, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는 오일 공급 탱크(41), 압력 제어부(2) 및 압력 제어 배관(113)을 포함한다.

오일 공급 탱크(41)는 오일 공급 배관(111, 112)에 의해 오일을 스턴 베어링(52)에 공급한다. 이에 따라, 샤프트(11)의 회전을 원활하게 하는 윤활막(51)이 유지된다.

압력 제어부(2)는 압력 조정기(31), 체크 밸브(check valve; 33), 압력 게이지(pressure gauge; 34) 및 충격 흡수부(32)를 포함한다. 압력 조정기(31)는 선내측 공간(26)으로 공급되는 오일의 압력을 조정하는 역할을 하며, 오일 공급 배관(111)으로부터 분기된 압력 제어 배관(113)의 경로 상에 위치해 있다. 도 1에 도시된 압력 조정기(31)는, 사용목적보다 유체의 압력이 높을 때 감압하고 감압 후 압력을 일정하게 유지하는 감압 밸브이다. 사하중(死荷重), 스프링 또는 다이어프램 등에 의해 밸브에 힘이 가해져 있으며, 감압 쪽이 소정의 압력보다 작아지면 밸브를 밀어 유체가 흘러 들어온다. 반대일 경우는 유체의 압력이 밸브를 여는 힘을 이겨서 밸브를 닫아 유체가 흘러 들어오는 것을 방지하는 구조로 되어 있다.

선내측 공간(26)과 압력 조정기(31) 사이의 압력 제어 배관(113)의 경로 상에, 오일이 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브(33)가 설치되어 있다. 압력 조정기(31)와 체크 밸브(33) 사이의 압력 제어 배관(113)으로부터 분기된 배관의 말단에는, 선내측 공간(26)으로 공급되는 오일의 압력을 표시하는 압력 게이지(34)가 설치되어 있다.

선내측 공간(26)과 체크 밸브(33) 사이의 압력 제어 배관(113)으로부터 분기된 배관의 말단에는, 선내측 공간(26)에 가해지는 해수의 충격을 흡수하는 충격 흡수부(32)가 설치되어 있다. 도 1에 도시된 충격 흡수부(32)는 내부 압력을 일정하게 유지하기 위해 질소 가스로 충진되어 있는 탱크이다. 또한, 압력 조정기(31)와 오일 공급 배관(111) 사이의 압력 제어 배관(113), 압력 제어 배관(113)으로부터 압력 게이지(34)로 분기되는 배관, 및 압력 제어 배관(113)으로부터 충격 흡수부(32)로 분기되는 배관, 각각에는 밸브(36)가 설치되어 있다.

종래의 압력 제어 장치는 충격 흡수부가 없었기 때문에, 갑작스런 파도 등의 해수 충격으로 인하여 시일이 축 방향으로 이동하게 되면서 발생하는 누유의 위험이 있었다. 그러나, 본 실시형태에 따른, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는 충격 흡수부(32)를 포함하고 있기 때문에, 선내측 공간(26)의 압력을 일정하게 유지할 수 있어 갑작스런 해수의 충격이 있어도, 이에 따른 누유를 방지할 수 있다.

압력 제어 배관(113)은 오일 공급 배관(111)으로부터 분기되어, 압력 제어부(2)의 압력 조정기(31)와 체크 밸브(33)를 지나, 선미관 시일 장치(1)의 선내측 공간(26)에 연결되어 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치는, 별도의 시일 중력 탱크를 이용하지 않고, 스턴 베어링에 오일을 공급하는 오일 공급 탱크를 이용하여 압력을 제어한다. 따라서, 선내에 시일 중력 탱크를 위한 별도의 공간이 필요 없으며, 시공 시간을 줄일 수 있고, 압력 제어 장치의 설치 비용을 절감할 수 있다.

본 실시형태에 따른, 선미관 시일 장치(1)는 선내측 공간(26)이 1개만 형성되어 있으나, 립 시일이 4개 이상인 경우에는 선내측 공간이 2개 이상 형성될 수 있다. 선내측 공간이 2개 이상인 경우에는, 모든 선내측 공간들 각각에 압력 제어 배관이 연결될 수도 있고, 일부의 선내측 공간들에만 압력 제어 배관이 연결될 수도 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였 으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형례들이 실시가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 선미관 시일 장치 및 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2는, 도 1의 원(D)의 내부에 있는 선미관 시일 장치를 확대한 도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 선미관 시일 장치 2: 압력 제어부

20: 립 시일 25: 선미측 공간

26: 선내측 공간 31: 압력 조정기

32: 충격 흡수부 33: 체크 밸브

34: 압력 게이지 41: 오일 공급 탱크

Claims (5)

1. 샤프트(shaft)를 따라 설치되는 3개 이상의 립 시일(lip seal)과, 상기 샤프트의 회전을 지지하는 적어도 하나의 스턴 베어링(stern bearing)을 포함하는 선미관 시일 장치에 구비되는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치에 있어서,

   상기 적어도 하나의 스턴 베어링에 오일을 공급하는 오일 공급 배관을 가진 오일 공급 탱크;

   상기 오일 공급 배관으로부터 분기되어, 상기 3개 이상의 립 시일 사이에 형성된 공간들 중 선미측(船尾側) 공간(프로펠러에 제일 가까운 공간)을 제외한 공간(이하, '선내측(船內側) 공간'이라 함)들 중 하나 이상의 공간에 연결되는 압력 제어 배관; 및

   상기 압력 제어 배관에 의해 상기 오일 공급 배관과 상기 선내측 공간에 연결되고, 상기 선내측 공간의 압력을 제어하는 압력 제어부를 포함하며,

   상기 압력 제어부는, 상기 압력 제어 배관에 연결되어 있으며 상기 선내측 공간에 가해지는 해수의 충격을 흡수하는 충격 흡수부를 포함하고,

   상기 충격 흡수부는 상기 선내측 공간과 상기 체크 밸브 사이의 압력 제어 배관으로부터 분기된 배관의 말단에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 제어부는, 상기 오일 공급 배관과 상기 압력 제어 배관의 분기점으로부터 상기 압력 제어 배관의 경로 상에 차례로 위치한 압력 조정기 및 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 충격 흡수부는 내부 압력을 일정하게 유지하기 위해 질소 가스로 충진되어 있는 탱크인 것을 특징으로 하는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 립 시일은 선미측으로부터 순차적으로 설치된 제 1 립 시일, 제 2 립 시일 및 제 3 립 시일로 이루어져 있으며,

   상기 제 1 립 시일과 상기 제 2 립 시일 사이에 선미측 공간이 형성되고, 상기 제 2 립 시일과 상기 제 3 립 시일 사이에 선내측 공간이 형성되며,

   상기 압력 제어 배관은 상기 선내측 공간에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 선미관 시일 장치의 압력 제어 장치.

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