KR101618375B1 - Radial Shaft Seal Unit With Stairway Labyrinth Seal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치에 관한 것으로, 그 목적은 레디알 씰의 전단에 계단형 래비린스 씰을 설치하여, 레디알씰에 작용하는 압력을 저감시킬 수 있는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치에 있어서, 레디알씰의 전단에 위치하도록 계단형상의 래비린스씰을 설치하여, 레디알씰에 전달되는 하우징(기어 케이싱)의 내부오일압력(P1)을 1차적으로 감압시켜 주어, 레디알씰의 밀봉성능을 향상시키도록 되어 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radial shaft sealing device including a stepped labyrinth seal, and its object is to provide a stepped labyrinth seal capable of reducing a pressure acting on a radial seal by providing a stepped labyrinth seal on the front end of the radial seal, And a radial shaft seal device including a rinse seal.
The present invention relates to a radial shaft seal apparatus for a thruster, in which a stepped labyrinth seal is provided so as to be positioned at the front end of a radial seal, and the internal oil pressure P1 of the housing (gear casing) So as to improve the sealing performance of the radial seal.
Description
본 발명은 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치에 관한 것으로, 선박용 조향장치인 스러스터의 회전축 밀봉을 위해 설치되는 레디알 샤프트 씰의 전단에 계단형 래비린스 씰을 추가로 설치하여 내부오일압력을 1차적으로 감압시킬 수 있는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a radial shaft seal device including a stepped labyrinth seal, wherein a stepped labyrinth seal is additionally provided on the front end of a radial shaft seal provided for sealing a rotary shaft of a thruster, To a radial shaft seal device including a stepped labyrinth seal capable of primarily depressurizing the pressure.
일반적으로 상선(컨테이너선, LNG선, 탱커선, 자동차운반선 등) 및 이동식 선박인 FPSO(Floating Production, Storage & Offloading)와 같은 해상부유설비는 선수 또는 선체의 조향을 위하여 스러스터(thruster)가 선체하부에 설치된다. In general, marine floating facilities such as commercial vessels (container ships, LNG carriers, tanker ships, car carriers) and mobile vessels such as FPSO (Floating Production, Storage & Offloading) require that thruster Respectively.
이 스러스터의 프로펠러를 구동하기 위하여 모터로부터 동력이 전달되며 축 및 기어로 구성된 동력전달장치는 윤활을 위하여 오일(즉, 윤활제)이 가득 채워진 기어 케이싱 속에 설치되어 있고, 기어 케이싱 내부에는 스러스터의 수면하부 잠김 깊이에 대응하기 위하여 침수압력보다 더 높게 일정한 압력이 작용하도록 한다. In order to drive the propeller of the thrusters, the power transmission system is composed of shafts and gears. The power transmission system is installed in a gear casing filled with oil (that is, lubricant) for lubrication. In the gear casing, So that a constant pressure higher than the submergence pressure is applied so as to correspond to the submerging depth of the submerged surface.
이때, 기어 케이싱으로부터 밖으로 노출된 축에는 축과 하우징(기어 케이싱) 사이에 내부 압력오일이 외부로 누설되지 않도록 축 밀봉장치인 레디알 샤프트 씰이 장착되어 있다. At this time, a radial shaft seal, which is a shaft sealing device, is mounted on the shaft exposed from the gear casing so that the inner pressure oil does not leak to the outside between the shaft and the housing (gear casing).
이와 같은 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치는 스러스터의 내부오일 압력에 따라 2개의 씰이 설치되는데, 1개의 씰은 정상적인 밀봉역할을 하도록 하고 다른 한개의 씰은 예비용으로 확보하게 된다. 도 1 은 종래 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치 중 2개의 씰이 설치된 예를 도시한 것이다.Such a radial shaft seal device for thruster is provided with two seals depending on the inner oil pressure of the thruster, one seal serving as a normal seal and the other seal being reserved. Fig. 1 shows an example in which two seals are installed in a radial shaft sealing device for a conventional thruster.
도 1 에 예시한 종래 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치는, 회전 슬리브의 외주면에 일정간격을 두고 2개의 씰(6,7)을 설치하고 2개의 씰(6,7) 사이에 형성된 공간부에는 그리스 등과 같은 윤활제를 충진시킨 구성으로 되어 있다.In the radial shaft sealing device for a conventional thruster as shown in Fig. 1, two
또한, 내부압력(P1)이 레디알씰이 허용할 수 있는 압력보다 높을 경우, 씰의 수명이 급격히 저하되고, 씰의 밀봉 성능이 파괴되어 밀봉기능을 수행할 수 없게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
In addition, when the internal pressure P1 is higher than the pressure allowable by the radial seal, there is a problem that the life of the seal sharply deteriorates, the sealing performance of the seal is broken, and the sealing function can not be performed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 레디알 씰의 전단에 계단형 래비린스 씰을 설치하여, 레디알씰에 작용하는 압력을 저감시킬 수 있는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a stepped labyrinth seal provided on a front end of a radial seal to reduce the pressure acting on the radial seal, Thereby providing a shaft seal device.
본 발명의 또다른 목적은 계단형 래비린스씰의 수평부가 경사도를 구비하도록 하여, 축회전 원심력에 의한 유체의 이동에 의해 래비린스씰의 틈새를 통과한 유체 압력을 강하시킬 수 있는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치를 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a stepped labyrinth seal capable of lowering the fluid pressure passing through the gap of the labyrinth seal by the movement of the fluid by the axial rotation centrifugal force, And a radial shaft seal device including the seal.
본 발명의 또다른 목적은 스러스터 회전축에 조립되는 래비린스씰 내경부에 나선형 홈을 형성하여, 축회전에 따라 내부오일이 레디알씰이 있는 상부로 강제이송되어 씰의 윤활성능 저하를 방지할 수 있는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치를 제공하는 것이다.
It is a further object of the present invention to provide a spiral groove in a labyrinth seal which is assembled to a thruster rotary shaft and which allows the inner oil to be forcedly transferred to the upper portion of the radial seal as the shaft rotates, And a radial shaft sealing device including a stepped labyrinth seal.
본 발명은 회전축의 외주면에 회전축 슬리브가 설치되고, 상기 회전축 슬리브의 외면에는 씰 하우징와 씰 커버 및 볼트를 통해 2개의 씰이 일정 간격을 두고 다단으로 설치되며, 상기 씰 사이에 형성된 공간부에는 윤활제가 충진된 구성을 갖는 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치에 있어서, The present invention is characterized in that a rotating shaft sleeve is provided on the outer circumferential surface of a rotating shaft, two seals are provided in multi-stages on the outer surface of the rotating shaft sleeve through a seal housing, a seal cover and bolts, A radial shaft seal apparatus for a thruster having a filled configuration,
상기 2개의 씰 전단에 위치하도록 래비린스씰을 회전축 슬리브 및 하우징에 연결하여 설치하되,The labyrinth seal is connected to the rotary shaft sleeve and the housing so as to be positioned at the front ends of the two seals,
상기 래비린스씰은 회전축 슬리브에 연결설치되는 로우터와, 하우징에 연결설치되는 스테이터와, 상기 로우터와 스테이터는 계단형으로 이루어진 습동부 틈새를 포함하도록 되어 있다. The labyrinth seal includes a rotor connected to a rotating shaft sleeve, a stator connected to the housing, and the rotor and the stator include a sliding portion gap formed in a stepped shape.
또한, 상기 회전축 슬리브에 연결설치되는 래비린스씰의 로우터에는 나선형 홈이 형성되어 있다.
A spiral groove is formed in the rotor of the labyrinth seal connected to the rotary shaft sleeve.
이와 같이 본 발명은 스러스터 회전축에 설치된 레디알 씰의 선단에 계단형 래비린스씰을 더 설치하여, 레디알씰로 전달되는 내부오일압력을 1차적으로 감압시켜줌으로써, 레디알씰의 밀봉성능을 더욱 향상시키며, 레디알씰의 수명을 연장시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, a stepped labyrinth seal is additionally provided at the tip of a radial seal installed on a thruster rotary shaft, thereby primarily reducing the internal oil pressure delivered to the radial seal, thereby further improving sealing performance of the radial seal , The life of the radial seal can be extended.
또한, 본 발명은 회전축 슬리브에 설치되는 래비린스씰 내경부에 나선형홈이 형성되어 있어, 축회전에 따라 내부오일이 레디알씰이 있는 상부로 강제이송되므로, 종래 레디알씰의 하부에 형성되던 에어포켓으로 인한 씰의 윤활성능 저하현상을 제거할 수 있다. In addition, since the spiral groove is formed in the inner diameter portion of the labyrinth seal provided on the rotary shaft sleeve, the inner oil is forcibly transferred to the upper portion having the radial seal according to the rotation of the shaft, It is possible to eliminate the phenomenon that the lubricating performance of the seal is deteriorated.
또한, 본 발명은 로우터와 스테이터 사이에 위치하는 습동부 틈새를 계단형으로 하되, 상기 계단형 습동부 틈새의 수평부에 경사도를 구비하도록 하여, 축회전 원심력에 의해 습동부 틈새에 위치한 유체가 외경부방향으로 밀려나가 래비린스씰의 틈새를 통과한 유체의 압력이 강하되도록 되어 있다. According to the present invention, the sliding portion located between the rotor and the stator has a stepped shape, and the horizontal portion of the stepped sliding portion has an inclination so that the fluid located in the sliding portion gap due to the axial rotation centrifugal force So that the pressure of the fluid passing through the clearance of the labyrinth seal is lowered.
또한, 본 발명은 습동부 틈새에 위치하도록 로우터 일측에 나선형 돌기를 설치하여, 습동부 틈새 간격을 유지하고, 축회전에 따라 틈새유체를 외경부 방향으로 유도하여, 래비린스씰의 틈새를 통과한 유체의 압력을 강하시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다.
According to the present invention, a spiral protrusion is provided on one side of the rotor so as to be positioned in the sliding part gap, the clearance of the sliding part is maintained, the gap fluid is guided in the direction of the outer diameter part according to the rotation of the shaft, And the pressure of the fluid can be lowered.
도 1 은 종래의 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 상세구성을 보인 예시도Fig. 1 is an example showing a conventional configuration
FIG. 2 is a view showing an example of a configuration according to the present invention
FIG. 3 is a view showing an example of a detailed configuration according to the present invention
도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 상세구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, FIG. 2 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention, FIG. 3 is an exemplary view showing a detailed configuration according to the present invention,
본 발명은 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치에 있어서, 레디알씰(10)의 전단에 위치하도록 계단형상의 래비린스씰(20)을 설치하여, 레디알씰(10)에 전달되는 하우징(30,기어 케이싱)의 내부오일압력(P1)을 1차적으로 감압시켜 주어, 레디알씰(10)의 밀봉성능을 향상시키도록 되어 있다.
The present invention relates to a radial shaft seal apparatus for a thruster in which a stepped labyrinth seal (20) is provided at a front end of a radial seal (10) The inner oil pressure P1 of the
즉, 본 발명은 회전축(40)의 외주면에 회전축 슬리브(50)가 설치되고, 상기 회전축 슬리브(50)의 외면에는 하우징(30)과 씰 커버(14) 및 볼트(15)를 통해 2개의 씰(11,12)이 일정 간격을 두고 다단으로 설치되며, 상기 씰 사이에 형성된 공간부(13)에는 윤활제가 충진되는 레디알씰(10)을 구비한 스러스터용 레디알 샤프트 씰장치에 있어서, That is, in the present invention, a
상기 레디알씰(10)의 전단(A)에 위치하도록 래비린스씰(20)을 회전축 슬리브(50) 및 하우징(30)에 연결하여 설치하되,The
상기 래비린스씰(20)은 회전축 슬리브(50)에 연결설치되는 로우터(21,Rotor)와, 하우징(30)에 연결설치되는 스테이터(22,Stator)와, 상기 로우터(21)와 스테이터(22)는 계단형으로 이루어진 습동부 틈새(23)를 포함하도록 되어 있다.
The
상기 래비린스씰(20)의 로우터(21)는 내경부(21a)가 회전축(40)에 연결설치되고, 스테이터(22)는 외경부(22b)가 하우징(30)에 연결설치되며, 상기 로우터(21)와 스테이터(22)는 NBR(니트릴부타디엔고무) 또는 바이톤(VITON) 등의 고무재질로 적용하여 설치가 간편하고, 마찰로 인한 문제를 방지하도록 되어 있다.
The
또한, 상기 래비린스씰의 로우터의 내경부(21a)에는 내부오일을 상부(레디알씰방향)로 강제이송시키기 위한 다수개의 나선형 홈(51)이 형성되어 있으며, 상기 로우터의 내경부(21a)에는 나선형 홈(51)과 연통되는 홀(21c)이 상부 및 하부에 형성되어 있다. The
즉, 상기 나선형 홈(51)은 회전축의 회전에 따라 내부오일이 홀(21c)를 통해 나선형 홈(51)을 따라 이동되어 레디알씰이 있는 상부로 전달되게 된다. 이러한 나선형 홈의 구성은 레디알씰보다 탱크로 올라가는 배관연결부가 아래에 있어 씰의 하부에 에어포켓이 형성되고 이로 인해 레디알씰의 윤활성능이 저하되는 종래의 문제점을 개선시킨 것이다.
In other words, the
상기 습동부 틈새(23)는 래비린스씰의 로우터(21)와 스테이터(22) 사이의 틈새로, 폭(W) 0.2∼2㎜ 범위내에서 축의 직경에 따라 설정된다. The
상기 습동부 틈새(23)는 로우터(21) 및 스테이터(22)의 외경부(21b,22b)에서 레디알씰(10)이 위치한 방향(내경부방향)으로 형성되어 있으며, 0∼15° 경사도(θ)를 구비하는 수평부(23a)와, 상기 수평부(23a)와 연결되는 수직부(23b)에 의해 계단형으로 형성되어 있다. The sliding
또한, 상기 습동부 틈새(23)에 위치하는 로우터의 외경 일부에는 다수개의 나선형 날개(24)가 돌출형성되어 있으며, 상기 나선형 날개(24)의 돌출높이는 습동부 틈새 폭(W)과 동일하도록 되어 있어, 로우터(21)와 스테이터(22) 간의 틈새를 유지할 수 있도록 되어 있다. A plurality of
상기와 같은 구성된 나선형 날개(24)는 2∼20개까지 적용될 수 있으며, 회전축의 회전에 따라 습동부 틈새(23)에 위치한 틈새유체를 외경부 방향으로 유도하게 된다. 이와 같은 나선형 날개(24)의 날개수 및 나선각도는 축 회전수, 설치부 직경 및 압력강하 목표치를 고려하여 결정한다.
Up to 2 to 20
이와 같이 구성된 본 발명은 씰의 수명과 밀봉성능을 고려하여 레디알씰에 작용하는 압력(P2)을 결정하고, 래비린스씰의 형상 및 습동부 틈새의 간극을 설계한다.
According to the present invention thus configured, the pressure P2 acting on the radial seal is determined in consideration of the life of the seal and the sealing performance, and the shape of the labyrinth seal and the clearance between the sliding portions are designed.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
(10) : 레디알씰 (11,12) : 씰
(13) : 공간부 (14) : 씰커버
(15) : 볼트 (20) : 래비린스씰
(21) : 로우터 (21a) : 내경부
(21b) : 외경부 (21c) : 홀
(22) : 스테이터 (22b) : 외경부
(23) : 습동부 틈새 (24) : 나선형 날개
(30) : 하우징 (40) : 회전축
(50) : 회전축 슬리브 (51) : 나선형 홈
(60) : 오일배관(탱크)(10): Radial seal (11, 12): Seal
(13): space portion (14): seal cover
(15): Bolt (20): Labyrinth seal
(21): rotor (21a): inner cervical portion
(21b): outer diameter portion (21c): hole
(22): stator (22b): outer diameter portion
(23): sliding portion clearance (24): helical wing
(30): housing (40): rotating shaft
(50): rotating shaft sleeve (51): spiral groove
(60): Oil piping (tank)
Claims (5)
상기 레디알씰의 전단(A)에 위치하도록 래비린스씰을 회전축 슬리브 및 하우징에 연결하여 설치하되,
상기 래비린스씰은 회전축 슬리브에 연결설치되는 로우터와, 하우징에 연결설치되는 스테이터와, 상기 로우터와 스테이터는 계단형으로 이루어진 습동부 틈새를 포함하고,
습동부 틈새에 위치하는 로우터의 외경 일부에는 다수개의 나선형 날개가 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 하는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치.
Wherein a rotary shaft sleeve is provided on an outer circumferential surface of the rotary shaft, two seals are provided in multiple stages at a predetermined interval through a housing, a seal cover and bolts on the outer surface of the rotary shaft sleeve, and a space formed between the seals is filled with a lubricant A radial shaft seal apparatus for a thruster having a seal,
A labyrinth seal is connected to the rotary shaft sleeve and the housing so as to be located at the front end (A) of the radial seal,
Wherein the labyrinth seal includes a rotor connected to a rotary shaft sleeve, a stator connected to the housing, and a sliding portion gap formed by the rotor and the stator in a stepped shape,
Wherein a plurality of spiral blades are protruded from a part of the outer diameter of the rotor located in the sliding part gap.
상기 회전축 슬리브에 연결설치되는 래비린스씰의 로우터에는 내부오일을 상부(레디알씰방향)로 강제이송시키기 위한 다수개의 나선형 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치.
The method of claim 1,
Wherein the rotor of the labyrinth seal connected to the rotary shaft sleeve is formed with a plurality of spiral grooves for forcibly transferring the inner oil to the upper portion in the radial seal direction. Device.
상기 습동부 틈새는 로우터 및 스테이터의 외경부에서 레디알씰이 위치한 방향(내경부방향)으로 형성되어 있으며, 0∼15° 경사도(θ)를 구비하는 수평부와, 상기 수평부와 연결되는 수직부에 의해 계단형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치.
The method of claim 1,
The sliding portion is formed in a direction (inner diameter portion) in which the radial seal is located in the outer diameter portion of the rotor and the stator, and includes a horizontal portion having an inclination of 0 to 15 degrees, Wherein the radial shaft seal is formed in a stepped shape by a step-like shape.
상기 습동부 틈새는 폭(W) 0.2∼2㎜ 으로 설정된 것을 특징으로 하는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the sliding section gap is set to a width (W) of 0.2 to 2 mm. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 나선형 날개의 돌출높이는 습동부 틈새 폭(W)과 동일하도록 구성된 것을 특징으로 하는 계단형 래비린스 씰을 포함하는 레디알 샤프트 씰장치.The method of claim 1,
Wherein the protruding height of the helical wing is equal to the width W of the sliding portion of the radial shaft seal.
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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