KR101323445B1

KR101323445B1 - 선박 스러스터의 립씰

Info

Publication number: KR101323445B1
Application number: KR1020090126561A
Authority: KR
Inventors: 이상구
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2013-10-29
Also published as: KR20110069956A

Abstract

본 발명은 선박 스러스터의 립씰에 관한 것으로서, 특히 씰 자체적으로 압력을 전달하여 씰챔버 내 압력을 조절하도록 함으로써 과도한 압력차에 의한 립씰의 파손 및 변형을 방지할 수 있게 구성한 립씰을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선박 스러스터의 립씰은 선박 스러스트의 회전축을 감싸며 좌측과 우측에 위치한 유체의 유동을 차단하는 립씰에 관한 것으로서, 스러스트의 블록에 외측단부가 고정되고, 내측단부에는 상기 회전축과 접하는 제1씰링부가 형성되며, 상기 제1씰링부의 측부에는 제2씰링부가 형성되어 좌측과 우측의 압력차에 의해 중간부가 변형되면 상기 제1씰링부는 상기 회전축에서 떨어지며 상기 제2씰링부가 회전축에 접하고, 상기 제2씰링부에는 유체가 좌측과 우측으로 관통해 유동하도록 핀홀들이 형성된 것을 기술적 특징으로 한다.

선박, 스러스터, 회전축, 립씰, 씰링부, 핀홀

Description

선박 스러스터의 립씰{Lip Seal of Vessel Thruster}

본 발명은 선박 스러스터의 립씰에 관한 것으로서, 특히 씰 자체적으로 압력을 전달하여 씰챔버 내 압력을 조절하도록 함으로써 과도한 압력차에 의한 립씰의 파손 및 변형을 방지할 수 있게 구성한 것이다.

선박의 조향을 위해 선미 또는 선수에 스러스터가 장착된다.

도 1은 선미 쪽에 장착된 스러스터를 나타낸 개념도이고, 도 2는 스러스터의 회전축을 감싸는 립씰 및 챔버를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 선박(1)의 선미 또는 선수에 횡방향으로 터널(3)이 형성되고, 터널(3)의 내부에는 스러스터(5)가 장착되며 스러스터(5)의 작동에 의해 선박의 선미 또는 선수가 좌우방향으로 이동하면서 조향성을 갖는다.

한편, 도 2에 보이듯이, 스러스터(5)의 내부로 회전축(7)이 위치하며, 해수의 유입 및 오일의 누설을 차단하는 립씰(9)이 회전축(7)을 감싸 밀봉하도록 장착된다.

회전축(7)을 밀봉하는 립씰(9)은 회전축(7)의 길이방향으로 통상 3개 또는 4개가 설치되며, 립씰(9)과 립씰(9)의 사이에는 챔버(11)가 형성된다. 도 2에는 3개 의 립씰(9)이 장착된 경우를 도시하고 있으며, 도면에서 좌측 즉 해수가 위치한 쪽의 립씰을 제1립씰(9a)이라 하고, 우측방향 순서로 제2립씰(9b)과 제3립씰(9c)이라 한다.

여기에서 챔버(11)는 제1립씰(9a)과 제2립씰(9b)의 사이와 제2립씰(9b)과 제3립씰(9c)의 사이에 형성되며, 챔버(11)의 내부에는 오일이 채워진다. 그리고 제3립씰(9c)의 바깥은 오일중력탱크에서 공급되는 오일이 채워진다.

이와 같은 구조에 있어서, 제1립씰(9a)의 바깥측면은 해수와 접하며 선박(1)의 침수깊이에 따라 변화되는 해수압을 받게 되고, 제3립씰(9c)의 바깥측면은 고정높이에 설치된 오일중력탱크로부터 일정한 오일압력을 받는다. 한편, 챔버(11)에 채워진 오일은 운전 중에 소모되거나 미세한 누설이 발생하게 되는데, 이와 같은 챔버(11)의 오일 소모 및 누설에 의해 각 립씰(9a, 9b, 9c)의 양측에 작용하는 압력차가 추가 발생하게 되고, 압력차가 클 경우에는 립씰이 변형되어 회전축에 밀착하게 되고 립씰이 과도한 압력차에 의해 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 립씰의 양측에 가해지는 압력차가 클 경우에 큰 압력이 가해지는 유체를 순간적으로 작은 압력 쪽으로 흘려 보내 압력차를 감소시키도록 구성한 선박 스러스터의 립씰을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전축의 둘레에는 복수 개의 립씰들이 장착되며 상기 립씰과 립씰의 사이에는 오일이 채워진 챔버가 형성되고, 회전축의 길이방향으로 정렬된 복수 개의 립씰들 중에서 일측단에 위치한 립씰은 해수와 접하고 타측단에 위치한 립씰은 오일중력탱크에서 공급되는 오일과 접한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 립씰은, 상기 블록에 고정 된 립씰의 외측단부에서 회전축을 향해 사선방향으로 연장된 사선부와, 상기 사선부에서 회전축의 길이방향으로 연장되며 압력차에 의해 변형되는 상기 변형부와, 상기 변형부의 단부에 형성된 씰링립을 포함하며, 상기 씰링립의 바깥면에 상기 제1씰링부와 제2실링부가 형성된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 선박 스러스터의 립씰은 립씰의 양측면에서 가해지는 압력의 차가 클 경우 립씰이 변형되면서 순간적으로 개방되어 큰 압력쪽에서 작은 압력 쪽으로 유체가 순간적으로 미세하게 유동하여 압력차를 조절한 후 다시 회전축을 밀폐한다. 따라서 립씰에 가해지는 압력차가 클 경우 감소시켜 립씰의 파손 및 변형을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

아래에서는 본 발명에 따른 선박 스러스터의 립씰의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명에 따른 립씰을 나타낸 단면도이고, 도 4는 작용하는 압력에 의해 립씰이 개방되었다 폐쇄되는 과정을 나타낸 작동상태도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 립씰(100)은 회전축(140)을 감싸는 구조로서, 립씰(100)의 외측단부는 스러스터(120)의 하우징(121)에 끼워져 고정된다.

아래에서는 도 3을 참조하여 립씰의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

립씰(100)의 외측단부(101)가 하우징(121)에 끼워져 고정된 상태에서, 사선부(103)가 립씰(100)의 외측단부(101)에서 사선방향으로 연장되고, 변형부(105)가 사선부(103)에서 회전축(140)의 길이방향으로 연장된다. 여기에서 사선부(103)는 하우징(121)에 지지되어 외부 압력에 의해 변형되지 않지만 변형부(105)는 하우징(121) 및 회전축(140)에 지지되지 않아 외부 압력에 의해 상하로 볼록하게 변형된다.

이와 같은 변형부(105)의 단부에는 씰링립(107)이 형성되며, 씰링립(107)의 바깥면에는 제1씰링부(111)가 형성되고 제1씰링부(111)는 회전축(140)과 접한다. 또한 제1씰링부(111)를 기준으로 변형부(105)쪽에 제2씰링부(112)가 형성되는데, 립씰(100)의 외측단부(101)가 하우징(121)에 고정된 상태에서 립씰(100)의 제1씰링부(111)는 회전축(140)에 접하여 밀폐하지만, 제2씰링부(112)는 회전축(140)과 근접해 위치할 뿐 회전축(140)과는 접하지 않는다. 상기 제2씰링부(112)에는 횡방향 즉 회전축(140)과 평행하게 핀홀(113)들이 형성된다.

한편 도 3에 도시된 회전축의 길이방향에 있어서, 해수와 접하는 좌측 립씰을 제1립씰(100a)이라 하고, 우측방향 순서로 제2립씰(100b)과 제3립씰(100c)이라 하였을 때에, 제3립씰(100c)의 경우 사선부(103)와 변형부(105)가 만나는 절곡된 부위가 챔버(130)를 향해 위치한다. 그리고 제3립씰(100c)의 좌측면은 챔버(130)에 채워진 오일의 압력을 받으며 우측면은 오일중력탱크에서 공급되는 오일의 압력을 받게 된다. 따라서 제3립씰(100c)의 우측면에는 오일중력탱크에서 가해지는 일정한 압력이 작용하지만, 챔버(130)의 오일은 소모되거나 미세한 누설이 발생하여 압력 이 감소하게 된다. 따라서 챔버(130)가 위치한 제3립씰(100c)의 좌측면에 가해지는 압력에 비해 우측면에 가해지는 압력이 상대적으로 크며, 누설되는 오일의 양에 따라서 압력차는 더욱 커지게 된다.

이와 같이 압력차가 커지면, 도 4에 도시된 바와 같이 제3립씰(100c)의 변형부(105)는 압력에 의해 하향으로 볼록하게 변형된다. 제3립씰(100c)의 변형부(105)가 압력에 의해 눌리면 제2씰링부(112)가 회전축(140)에 접하면서 지렛대 원리에 의해 제1씰링부(111)가 올려져 회전축(140)에서 떨어지게 된다. 이와 같이 제1씰링부(111)가 올려져 개방되면 제3립씰(100c)의 우측에 위치한 오일이 제2씰링부(112)로 유동하고 제2씰링부(112)에 형성된 핀홀(113)을 통해 제3립씰(100c)의 좌측 즉 챔버(130) 쪽으로 유동하게 된다. 따라서 챔버(130) 쪽의 압력이 상승하여 제3립씰(100c)의 좌우측 압력차가 감소하게 된다.

이와 같이 압력차가 감소하면 제3립씰(100c)의 변형부(105)는 원상태로 복원되고 제1씰링부(111)가 하강하면서 회전축(140)과 접하고, 제2씰링부(112)는 상승하여 원위치에 복원된다. 따라서 원래 상태로 복원된 제3립씰(100c)은 좌측 챔버(130)의 오일과 우측의 오일을 밀폐한다.

이와 같이 작동하는 립씰은 오일압력이 작용하는 제3립씰(100c)에 적용되며, 경우에 따라서 좌측과 우측의 압력차가 발생하는 제2립씰(100b)에도 적용 가능하다.

도 1은 선미 쪽에 장착된 스러스터를 나타낸 개념도이고,

도 2는 스러스터의 회전축을 감싸는 립씰 및 챔버를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 립씰을 나타낸 단면도이고,

도 4는 작용하는 압력에 의해 립씰이 개방되었다 폐쇄되는 과정을 나타낸 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 립씰 101 : 외측단부

103 : 사선부 105 : 변형부

107 : 씰링립 111 : 제1씰링부

112 : 제2씰링부 113 : 핀홀

120 : 스러스터 121 : 하우징

130 : 챔버 140 : 회전축

Claims

선박 스러스트의 회전축을 감싸며 좌측과 우측에 위치한 유체의 유동을 차단하는 립씰에 있어서,

스러스트의 블록에 외측단부가 고정되고, 내측단부에는 상기 회전축과 접하는 제1씰링부가 형성되며, 상기 제1씰링부의 측부에는 제2씰링부가 형성되어 좌측과 우측의 압력차에 의해 중간부가 변형되면 상기 제1씰링부는 상기 회전축에서 떨어지며 상기 제2씰링부가 회전축에 접하고, 상기 제2씰링부에는 유체가 좌측과 우측으로 관통해 유동하도록 핀홀들이 형성된 것을 특징으로 하는 선박 스러스터의 립씰.
제1항에 있어서,

상기 회전축의 둘레에는 복수 개의 립씰들이 장착되며 상기 립씰과 립씰의 사이에는 오일이 채워진 챔버가 형성되고, 회전축의 길이방향으로 정렬된 복수 개의 립씰들 중에서 일측단에 위치한 립씰은 해수와 접하고 타측단에 위치한 립씰은 오일중력탱크에서 공급되는 오일과 접하는 것을 특징으로 하는 선박 스러스터의 립씰.
제2항에 있어서,

상기 립씰은,

상기 블록에 고정된 립씰의 외측단부에서 회전축을 향해 사선방향으로 연장된 사선부와, 상기 사선부에서 회전축의 길이방향으로 연장되며 압력차에 의해 변형되는 변형부와, 상기 변형부의 단부에 형성된 씰링립을 포함하며,

상기 씰링립의 바깥면에 상기 제1씰링부와 제2실링부가 형성된 것을 특징으로 하는 선박 스러스터의 립씰.