KR101886960B1 - Apparatus for sealing combined piston rod of air injection system - Google Patents

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KR101886960B1 KR1020170033387A KR20170033387A KR101886960B1 KR 101886960 B1 KR101886960 B1 KR 101886960B1 KR 1020170033387 A KR1020170033387 A KR 1020170033387A KR 20170033387 A KR20170033387 A KR 20170033387A KR 101886960 B1 KR101886960 B1 KR 101886960B1
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김윤식
서동환
정재룡
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한국해양대학교 산학협력단
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Abstract

Proposed is an air injection type composite piston rod sealing apparatus. The air injection type composite piston rod sealing apparatus according to one embodiment comprises: an upper sealing unit in which at least one sealing ring is formed to block introduction of superheated air in a lower partition into a lower portion; a lower sealing unit disposed below the upper sealing unit and configured to include at least one gas tight ring for blocking system oil from flowing upward through a piston rod; and a middle unit formed between the upper sealing unit and the lower sealing unit to form a recovery space for collecting leaking system oil. The upper sealing unit and the lower sealing unit can be kept air-tight by supplying the air to the upper sealing unit and the lower sealing unit, respectively.

Description

공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치{APPARATUS FOR SEALING COMBINED PISTON ROD OF AIR INJECTION SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an air-

아래의 실시예들은 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 선박용 주기관에 적용 가능한 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to an air injection type composite piston rod sealing apparatus. More particularly, the present invention relates to an air injection type composite type piston rod sealing apparatus applicable to a main engine for a ship.

현재 대형 디젤엔진은 대형화 및 고출력화가 지속되고 있으며 대형화에 따른 실린더의 내경 확대로 별도의 외부공급 윤활 장치를 갖추게 되고 장행정화에 따른 피스톤의 수직 운동 유도설비인 크로스헤드(crosshead)가 일반화되어 크로스 헤드형 기관으로 분류되고 있다. Currently, large-sized diesel engines continue to be large-sized and high-powered, and due to the enlargement of the inner diameter of the cylinders due to the enlargement, a separate external supply lubrication device is provided, and a crosshead, Head type engine.

또한 디젤기관의 연소 소요공기 즉, 소기의 공급방식과 배기방식은 많은 변화를 거쳐 현재 피스톤 라이너의 하부 공을 통한 소기 공급과 실린더헤드 최상부의 배기변을 통한 배기방식이 정착되고 있으며 일반적으로 유니플로우(uniflow) 방식(공 소기, 발브배기 방식)으로 부르고 있다.In addition, the air required for combustion of diesel engines, such as the desired supply method and the exhaust method, have undergone many changes, and the supply of exhaust gas through the lower part of the piston liner and the exhaust part at the uppermost part of the cylinder head have been established. (uniflow) method (radiator, bulb exhaust system).

현행 대형 디젤기관의 기본 구조는 상부의 연속적 폭발 및 연소부와 수직 동력 전달부, 하부의 직선 운동 지지부, 및 회전 운동 변환부로 이루어질 수 있고, 기능과 역할에 따라 상하부로 나뉘게 되며 상하부 간의 분리 및 차단에 밀봉 장치가 그 역할을 담당하는 구조로 형성되어 있다. 여기에서 밀봉 장치는 스터핑 박스(stuffing box)가 될 수 있다.The basic structure of a large-sized diesel engine is composed of a continuous explosion of the upper part, a combustion part, a vertical power transmitting part, a lower linear driving support part, and a rotary motion converting part, and is divided into upper and lower parts according to function and role. The sealing device is formed in a structure in which it plays a role. Here, the sealing device may be a stuffing box.

일반적으로 선박용의 대형 디젤 엔진에서는 엔진의 소기실과 크랭크실 사이에 소기 구획부(구획판)가 설치되어 있고, 피스톤 로드는 소기 구획부의 바로 위에 설치된 기밀 링이나 오일 스크레이퍼 링을 수용하는 스터핑 박스(밀봉 장치)를 통하여 왕복 이동한다. BACKGROUND ART [0002] Generally, in a large-sized diesel engine for a marine vessel, a small-sized compartment (partition plate) is provided between a crank chamber and an engine crankcase. The piston rod is provided with a stuffing ring Device).

도 7은 기존의 스터핑 박스를 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining a conventional stuffing box.

도 7을 참조하면, 기존의 스터핑 박스(40)에서는 기밀 링(10)과 오일 스크레이퍼 링(11)으로 피스톤 로드(30)의 외주를 밀봉하여 엔진 소기실로부터의 연소 잔사물을 포함한 실린더 오일이 크랭크실에 유입하지 않도록 하는 밀봉 기능과, 피스톤 로드(30)에 부착한 시스템 오일(system oil)을 긁어내 크랭크실로 되돌려 보내는 오일 스크레이핑 기능을 갖고 있다.7, in the conventional stuffing box 40, the outer periphery of the piston rod 30 is sealed with the airtight ring 10 and the oil scraper ring 11, so that the cylinder oil including the combustion residue from the engine dust chamber And has an oil scraping function for scraping off the system oil attached to the piston rod 30 and returning it to the crank chamber.

오일 스크레이퍼 링(11)은 2개의 레일부를 갖는 3 분할된 링 본체의 조합으로 구성되고, 외주에 코일 스프링(20)을 배치하고, 또한 중첩되어 링 홈에 장착된다. 오일 스크레이퍼 링(11)은 코일 스프링(20)의 수축력에 의하여 그 내주면이 피스톤 로드(30)의 외주면에 가압 바이어스되고, 피스톤 로드(30)의 왕복 이동 시에 피스톤 로드 표면에 부착되어 소기실측으로 이동하는 시스템 오일을 긁어 내 시스템 오일의 과잉 소비를 방지한다. 또한 긁어낸 시스템 오일의 제거 배출을 용이하게 하기 위하여 2개의 레일부 사이에 내주 측으로부터 외주 측으로 연결되는 오일 통과 구멍(21)이 형성된다. The oil scraper ring 11 is constituted by a combination of three divided ring bodies having two rail portions, and a coil spring 20 is disposed on the outer periphery thereof. The inner circumferential surface of the oil scraper ring 11 is biased to the outer peripheral surface of the piston rod 30 by the contracting force of the coil spring 20 and is attached to the surface of the piston rod at the time of reciprocating movement of the piston rod 30, Scrape moving system oil to prevent over-consumption of system oil. Further, an oil passage hole 21 is formed between the two races to connect the inner circumference side to the outer circumference side to facilitate the removal and discharge of the scraped system oil.

또한, 오일 스크레이퍼 링 홈 위에서부터 첫 번째 단의 링 홈에는 연통 구멍(41)이 형성되어 엔진 소기실로부터의 연소 잔사물을 포함한 실린더 오일과 오일 스크레이퍼 링(11)이 긁어 내지 못해 침입한 시스템 오일의 혼합 오일이 이 연통 구멍(41)으로부터 드레인으로서 외부로 배출되며, 두 번째 단 이하의 링 홈에는 피스톤 로드(30)로부터 긁어낸 시스템 오일이 오일 스크레이퍼 링(11)의 오일 통과 구멍(21)을 통하여 링 홈의 바닥에 모여 링 홈의 외주에 형성된 구멍(42)에 의하여 크랭크실로 되돌려 보내진다. 일반적으로 시스템 오일은 연료나 실린더 오일에 비해 고가이고, 그 소비량은 선박의 운항 비용에 크게 영향을 주기 때문에 시스템 오일의 소비량을 저감할 것이 강하게 요구되고 있다.A communication hole 41 is formed in the ring groove at the first stage from above the oil scraper ring groove to prevent the cylinder oil including the combustion residues from the engine crush chamber and the oil scraper ring 11 from being scratched, The system oil drained from the piston rod 30 is discharged into the oil passage hole 21 of the oil scraper ring 11 in the ring groove of the second stage or less, And is returned to the crank chamber by the hole 42 formed in the outer periphery of the ring groove. In general, the system oil is expensive compared to fuel or cylinder oil, and the consumption of the system oil greatly affects the operation cost of the ship, so it is strongly desired to reduce the consumption amount of the system oil.

이러한 밀봉 장치의 내부 구조는 일반적으로 3단으로 구분되며, 상부 측은 소기 구획부(스카벤징 스페이스)의 과급 공기가 하부의 기관 회전 운동부로 유입되는 것을 차단하는 에어씰(air seal) 역할을 하고, 하부 측은 회전 운동부의 비산 시스템 오일(system oil)이 피스톤 봉(piston rod)을 통해 상부로 누입 또는 손실되는 것을 차단하는 역할을 하며, 그 중간에 누입유의 회수 공간이 설비되는 구조로 이루어진다. The inner structure of such a sealing device is generally divided into three stages, and the upper side serves as an air seal that blocks the supercharge air of the scavenging space from entering the lower engine rotation portion, The lower side serves to prevent the scattered system oil of the rotary motion part from being leaked or lost to the upper side through the piston rod, and has a structure in which the oil recovery space is installed in the middle.

상기한 밀봉 장치의 구조와 역할에서 알 수 있듯이 기계적인 작동 또는 하중 부담이 없고 상하부의 차단을 위한 내부 기밀 링(sealing)의 마찰력을 흡수, 견지하는 정도의 역할에 따른 구조 강도가 요구되는 것을 알 수 있다. 여기에서 상부 측 소기 구획부의 최대압은 현재 2.5kg/cm2 이며(통상 1.7kg) 하부 측은 대개 대기 배출구를 갖는 구조로 상압을 유지한다. As can be seen from the structure and the role of the above-described sealing device, it is known that there is no mechanical operation or load burden, and that the structural strength required for absorbing and holding the frictional force of the internal airtight sealing for blocking the upper and lower portions is required . Here, the maximum pressure of the upper side scavenging compartment is currently 2.5 kg / cm 2 (usually 1.7 kg) and the lower side usually maintains the normal pressure with a structure having an atmospheric vent.

피스톤 봉이 밀봉 장치와 내부 기밀 링에 미치는 동적 영향은 상부의 피스톤과 라이너의 최대 허용간극은 3mm(통상 1.16mm 이하)이며 상부 측 피스톤 링(piston ring)의 탄성지지로 피스톤의 최대 동요 촌법은 1.0mm 이하로 볼 수 있고 하부는 크로스헤드의 좌우방향 최대간극 0.6mm, (통상 0.28mm 이하) 전후(선수미) 방향 최대간극 1.0mm(통상 0.85mm 이하)이므로 동적 영향의 크기는 전후좌우를 합쳐 1.0mm 이하로 판단된다. The dynamic effect of the piston rod on the sealing device and the internal airtight ring is such that the maximum allowable clearance between the upper piston and the liner is 3 mm (typically 1.16 mm or less) and the piston is the elastic support of the upper piston ring. mm, and the lower part is the maximum clearance of 0.6 mm (usually 0.28 mm or less) in the left and right direction of the crosshead, and the maximum clearance is 1.0 mm (usually 0.85 mm or less) 1.0 mm or less.

그간 40여 년간 선박용 디젤 주기관은 고출력 및 고효율화로의 발달 과정에서 엔진의 다양한 부분에서 그 구조와 재질 그리고 부가장치의 개발 등으로 상당한 발전을 이루었으나 밀봉 장치는 그 개선이 미미하였다. 또한 각 엔진 제조업자에 따라 약간의 차이는 있으나 밀봉 장치의 내부에 다단의 홈을 설비하고 각 홈마다 스프링으로 다수(3-5개)의 기밀 링 조각을 조립해 삽입하는 방식으로 피스톤 봉에 밀착함으로써 밀봉 역할을 하도록 설계되는 기본 구조에는 변화가 없다. 이에 따라 보다 정밀한 밀봉 장치가 요구되고 있다. During the past 40 years, the marine diesel engine has made considerable progress in the development of high output and high efficiency by developing its structure, materials, and additional devices in various parts of the engine, but the improvement of the sealing device has been insignificant. In addition, although there is a slight difference according to each engine manufacturer, a multi-step groove is provided inside the sealing device, and a plurality (3-5) of airtight ring pieces are assembled and inserted into each groove with a spring, There is no change in the basic structure designed to serve as a seal. Accordingly, a more accurate sealing apparatus is required.

위에서 언급된 바와 같이 기존의 밀봉 장치가 피스톤 봉과 기밀 링들간의 마찰력을 흡수하고 기밀 링의 위치를 견지하는 것이 그 기본 역할이고, 구조재로의 역할이 미미함에도 불구하고 통상 15mm 이상의 두께를 갖는 주철제 케이싱 구조로 고중량 형태이며 과잉 설계된 경향이 있다. As mentioned above, the conventional sealing device absorbs the frictional force between the piston rod and the airtight rings and maintains the position of the airtight ring. In spite of its small role as a structural material, the cast iron casing The structure is a heavy weight type and tends to be over designed.

밀봉 장치의 상부 측은 피스톤 링과 실린더 라이너 사이의 간극 틈새로 일부의 연소가스와 탄화 잔재물이 외부 윤활장치에 의해 공급된 시스템 오일(system oil)의 일부와 함께 소기 구획부로 누입되어 운전시간의 경과와 함께 오손도(degree of contamination)가 증가하는 구역이다. 그리고 밀봉 장치의 상부 측은 운전 중 기관 출력에 비례한 소기압력이 상존하며 또한 잉여의 누입 실린더 시스템 오일은 특성상 높은 알칼리도를 유지하므로 밀봉 장치의 하부로 유입 하부 베어링 시스템 오일에 혼입되어 변질되는 것을 방지하여야 한다. The upper side of the sealing device is a clearance gap between the piston ring and the cylinder liner so that a part of the combustion gas and the carbonized residue enter the scavenging compartment together with a part of the system oil supplied by the external lubrication apparatus, This is the area where the degree of contamination increases. In addition, the upper side of the sealing device has a scavenging pressure proportional to the engine output during operation, and the surplus receding cylinder system oil maintains a high degree of alkalinity in nature, so that the lower part of the sealing device is prevented from being mixed with the lower- do.

특히, 상부의 소기 구획부는 간혹 정비불량의 실린더 라이너와 피스톤 링을 경유한 폭발 가스 불꽃이 하방으로 직접 분출되어 화재를 유발할 우려가 상존하므로, 소화장치에 의한 소화작업 완료시점까지 밀봉 장치의 기밀 링이 온전하게 보호되고 정상적인 역할을 유지할 수 있도록 밀봉 장치 최상부 측의 기밀 링은 안전한 재질로 설비되어야 한다. Particularly, in the upper scavenging compartment, there is a possibility that the explosion gas flame passing through the cylinder liner and the piston ring, which are sometimes poorly maintained, is directly sprayed downward to cause a fire. Therefore, until the completion of the fire extinguishing operation by the fire extinguishing apparatus, The sealing ring on the top of the sealing device shall be of a safe material so that it is fully protected and can maintain its normal role.

밀봉 장치의 하부 측은 베어링 윤활이 이루어지면서 비산된 유입자가 피스톤 봉에 점성 부착되게 되고 피스톤 봉의 상하 운동으로 점성 부착된 시스템 오일이 상부 측의 소기 구획부로 이동하려고 하므로 이를 효과적으로 차단하여 시스템 오일의 불필요한 소모를 줄여야 한다. The lower part of the sealing device is lubricated with the bearing, and the scattered influent is viscously attached to the piston rod. Since the viscous system oil tends to move to the upper side scavenging compartment due to the upward and downward movement of the piston rod, it effectively blocks the unnecessary consumption of the system oil .

차단 제거된 상부 측의 실린더유 누입분(오손유)과 하부 측의 베어링 시스템 오일은 각각 적절한 배출과 환원 통로를 통하여 원활하게 이송될 수 있도록 하여 엔진의 연속운전에 지장이 없도록 밀봉 장치의 내부에 적절한 구획과 설비를 갖추어야 한다. In order to smoothly transfer the lubricating oil from the upper side of the shut-off cylinder and the bearing system oil of the lower side through the appropriate exhaust and reduction passages, Appropriate compartments and facilities shall be provided.

이러한 기본적인 운전 상황은 출력 향상을 위한 장행정화와 소기 구획부에 가해지는 과급 압력의 증가 추세로 인하여 더욱 가혹해지고 있으며 이의 부담은 밀봉 장치에 직접적으로 전달되고 있으므로, 피스톤 봉의 과도마모 손상과 시스템 오일의 오손도와 소비량의 증가 등의 문제를 효과적으로 제어 차단할 수 있는 밀봉 장치의 역할이 더욱 부각되고 있다. This basic driving situation is becoming more severe due to intensive administration for improving the output and increasing trend of supercharging pressure applied to the scavenging compartment and the burden thereof is directly transmitted to the sealing device, A sealing device capable of effectively controlling and preventing problems such as contamination and an increase in consumed amount of the sealing member is more emphasized.

효과적인 밀봉 작용을 위하여 기존의 시스템으로 밀봉력을 높이려면 피스톤 봉에 밀착되는 기밀 링의 압력을 높여야 하고 기밀 링의 다단화를 통해 피스톤 봉과의 접촉면을 확대해야 하나, 이는 피스톤 봉에 가해지는 압력 증가로 접촉부 마모도의 급격한 상승이 불가피한 상황이 되어 상호 상극이 되는 악순환이 예상된다. In order to increase the sealing force by the existing system for effective sealing, it is necessary to increase the pressure of the airtight ring close to the piston rod and to enlarge the contact surface with the piston rod through the airtightness of the airtight ring. However, A sudden increase in contact wear is inevitable and a vicious cycle in which the mutual contact occurs is expected.

현재 기밀 링의 재질과 형상을 달리하여 비금속화와 접촉면을 축소시키는 대신 형상을 변형하여 스크래핑(scraping) 효과를 증대시키는 구조로 개선한 제품이 적용되고 있으나, 기본적으로 피스톤 봉에 가압 접촉을 통한 밀봉 효과를 도모하는 구조에는 변함이 없다. 또한 운전시간의 경과에 의한 상호접촉면의 어느 한쪽이라도 변형될 경우 성능 저하를 피할 수 없다. Although the present invention is applied to a product which improves the scraping effect by deforming the shape instead of reducing the contact surface and the non-metalization by varying the material and shape of the airtight ring, basically, There is no change in the structure of the effect. And degradation of performance can not be avoided when either of the mutual contact surfaces due to the passage of the operation time is deformed.

위에서 요구되는 여러 역할들과 함께 피스톤 봉에 가해지는 증가된 접촉면적과 접촉압력의 증가는 미세하나 출력의 감쇄 효과로 작용하여 엔진의 효율 저하가 예상된다. 또한, 기술적으로는 하부 시스템 오일의 소모량 증가와 함께 실린더 시스템 오일 혼입으로 인한 알칼리도의 증가와 그로 인한 베어링 표면에 라커상 코팅 현상(lacquer lamination)이 발생하고, 기밀 링 재질 내부에 침착된 이물질이 마모를 가속화하며, 운전 중 기밀 링 면접촉부에 상부 측의 압력공기로 불균형 면압과 부분밀착 현상이 발생하여 피스톤 봉에 스크래치(scratch) 손상을 일으키며, 요구되는 피스톤 봉의 외부 표면처리 수준의 고도화 등의 다양한 문제가 도출되고 있다. 따라서 고출력화와 함께 밀봉 장치의 구조적 변화가 요구되고 있다. The increase in contact area and contact pressure applied to the piston rods, along with the various roles required above, is due to the damping effect of the output, resulting in a reduction in engine efficiency. Also, technically, there is an increase in the consumption of the lower system oil, an increase in the alkalinity due to the incorporation of the cylinder system oil, and consequent lacquer lamination on the bearing surface, and the foreign matter deposited in the airtight ring material wears , The unbalanced surface pressure and the partial contact phenomenon are generated by the pressure air on the upper side of the airtight ring surface contact portion during operation to cause scratch damage to the piston rod and to improve the outer surface treatment level of the required piston rod There is a problem. Therefore, structural change of the sealing device is required along with high output.

이와 같이, 기존 밀봉 장치는 마찰 마모와 누설로 인하여 피스톤 봉의 마모 변형에 따른 외주 수리 비용이 증가되고 마손된 밀봉 기밀 링의 교체 비용이 증가되며, 운전 중 누설확인 불가로 운전 안전성이 저하된다. 또한, 기존 밀봉 장치는 베어링 시스템 오일의 누설 손실 및 오손유 누입에 따른 시스템 오일의 성능이 저하된다. As described above, in the existing sealing apparatus, the cost of repairing the outer periphery due to abrasion deformation of the piston rod is increased due to frictional wear and leakage, the cost of replacing the hermetically sealed hermetic ring is increased, and operation safety is deteriorated because leakage can not be confirmed during operation. In addition, the performance of the system oil due to the leakage loss of the bearing system oil and the leakage of the polluted oil is deteriorated in the conventional sealing apparatus.

한국등록특허 10-1078522호는 이러한 브이-링의 접촉 기밀 링을 이용한 4행정 디젤엔진의 유증기 누유 감소 장치에 관한 기술을 기재하고 있다. Korean Patent No. 10-1078522 discloses a technique relating to a vapor leakage reduction apparatus for a four-stroke diesel engine using such a V-ring contact hermetic ring.

실시예들은 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 대형 디젤 주기관에 장착된 피스톤 봉의 밀봉 장치의 구조와 밀봉 방식을 보다 안전하고 효율적이며 경제적인 운전이 될 수 있도록 하는 효율적인 밀봉 기술을 제공한다. The embodiments describe a composite piston rod sealing apparatus of an air injection type, and more specifically, a structure and a sealing method of a piston rod sealing apparatus mounted on a large-sized diesel main engine, so as to be safer, To provide an efficient sealing technique.

실시예들은 밀봉 장치의 내부에 상대적으로 고압의 공기 챔버를 설비하여 상부 측의 소기 구획부의 과급 공기가 하부로 누입되는 것을 차단할 수 있고, 피스톤 운동에 따른 피스톤 봉과 기밀 링(sealing ring)과의 간극 발생시 공기 챔버 내에 비축된 상대적으로 고압의 공기가 역방향인 상부 방향으로 분사됨으로써, 누입을 차단하는 동시에 마찰 손실을 최소화하고 오손유의 누입을 원천적으로 차단할 수 있는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치를 제공하는데 있다. Embodiments can provide a relatively high-pressure air chamber in the interior of the sealing device to block the overflowing air of the upper-side hatching compartment from entering the lower part, and can prevent the gap between the piston rod and the sealing ring A relatively high-pressure air stored in the air chamber is injected in an upward direction in the reverse direction, thereby preventing the leakage of the air, minimizing the friction loss, and preventing the leakage of the contaminated oil. .

일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 소기 구획부의 과급 공기가 하부로 유입되는 것을 차단하기 위해 적어도 하나 이상의 기밀 링(sealing ring)이 구성되는 상부 밀봉부; 상기 상부 밀봉부의 하측에 배치되며, 시스템 오일(system oil)이 피스톤 봉(piston rod)을 통해 상부로 유입되는 것을 차단하기 위해 적어도 하나 이상의 기밀 링이 구성되는 하부 밀봉부; 및 상기 상부 밀봉부와 상기 하부 밀봉부의 중간에 구성되어 누출되는 시스템 오일의 회수 공간이 형성되는 중간 밀봉부를 포함하고, 상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 각각 공기가 공급되어 기밀이 유지될 수 있다. The present invention relates to a composite piston rod sealing device for an air injection system, comprising: an upper sealing part configured to form at least one sealing ring in order to block inflow air from entering a lower part of a scavenging compartment; A lower sealing portion disposed below the upper sealing portion and configured to include at least one gas tight ring for blocking system oil from flowing upward through a piston rod; And an intermediate sealing portion formed between the upper sealing portion and the lower sealing portion to form a recovery space for leakage of the system oil, wherein the upper sealing portion and the lower sealing portion can be kept airtight by supplying air, respectively .

상기 상부 밀봉부의 상단에 배치되어 상기 피스톤 봉과 최소간격유지를 목표로 하는 강화 재질의 커버 기밀 링을 포함하는 최상부 밀봉부를 더 포함할 수 있다. And an uppermost sealing portion disposed on the upper end of the upper sealing portion and including a reinforced sealing ring that seals the piston rod and maintains a minimum gap therebetween.

상기 중간 밀봉부는, 상부 및 하부를 차단하는 상부 및 하부의 양측 방향의 공기분사 노즐을 갖는 기밀 링과 각 누설 시스템 오일의 회수를 위한 통로가 구성될 수 있다. The intermediate sealing portion may include a hermetic ring having upper and lower air injection nozzles in the upper and lower sides for blocking the upper and lower portions, and a passage for collecting each leakage system oil.

상기 상부 밀봉부, 상기 하부 밀봉부 및 중간 밀봉부 중 적어도 어느 하나 이상은, 소기실의 외부 또는 내부에 구성된 공기 챔버와 연결되어 상대적으로 고압의 공기를 공급 받아 기밀을 유지할 수 있다. At least one of the upper sealing portion, the lower sealing portion and the intermediate sealing portion may be connected to the air chamber formed on the outside or inside of the small room so as to maintain airtightness by supplying relatively high pressure air.

상기 상부 밀봉부, 상기 하부 밀봉부 및 중간 밀봉부 중 적어도 어느 하나 이상은, 각각 복수의 단의 링 홈이 형성되며 상기 복수의 단의 링 홈에 각각 상기 기밀 링이 결합될 수 있다. At least one or more of the upper sealing portion, the lower sealing portion and the intermediate sealing portion may each have a plurality of ring grooves, and the airtight rings may be respectively coupled to the ring grooves of the plurality of stages.

상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는, 인접단의 기밀에 영향을 미치지 않도록 각 단의 상기 링 홈에 배출구가 형성되어 각 단별로 개별 배출될 수 있다. The upper sealing portion and the lower sealing portion may have discharge ports formed in the ring grooves of the respective stages so as not to affect the airtightness of the adjacent ends, and may be individually discharged at each of the stages.

상기 기밀 링은, 필요에 따라 각 단의 링 홈의 형상을 다르게 구성 가능하며, 하나의 단의 기밀 링이 갖는 접촉면을 확대하는 경우 홈 하부 끝단부의 면을 대각 사면화 형상으로 구성할 수 있다. The shape of the ring groove at each end may be different from that of the airtight ring if necessary. When the contact surface of the one airtight ring is enlarged, the surface of the lower end of the groove may be formed into a diagonal slanting shape.

상기 상부 밀봉부는, 스크래핑(scraping) 작업과 과급 공기의 하부 유입을 차단하는 상부 방향의 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 포함하며, 상기 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링은 피스톤 운동에 따른 상기 피스톤 봉과 기밀 링의 간극 발생시 공기 챔버 내에 비축된 상대적으로 고압의 공기가 역방향인 상부 방향으로 분사되어 누입을 차단할 수 있다. Wherein the upper sealing portion includes a sealing ring having a scraping operation and an upper air injection nozzle for blocking inflow of the boost air, wherein the airtight ring, in which the air injection nozzle is formed, When the gap between the rod and the airtight ring is generated, relatively high-pressure air stored in the air chamber is injected in an upward direction in the reverse direction, thereby blocking the leakage.

상기 하부 밀봉부는, 상기 피스톤 봉에 부착된 시스템 오일의 스크래핑 작업과 시스템 오일이 상기 피스톤 봉을 통해 상부로 유입되는 것을 차단하는 하부 방향의 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 포함할 수 있다. The lower sealing portion may include a sealing ring formed with a scraping operation of the system oil adhered to the piston rod and a downward air injection nozzle blocking the upward flow of the system oil through the piston rod.

상기 상부 밀봉부는 2단 또는 3단으로 구성되며, 상기 하부 밀봉부는 3단으로 구성될 수 있다. The upper sealing portion may be composed of two or three stages, and the bottom sealing portion may be composed of three stages.

상기 기밀 링은, 공기가 공급되어 기밀을 유지하는 공기분사 노즐 링; 상기 공기분사 노즐 링과 상하로 이격되어 결합되며 상기 피스톤 봉에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰(lip seal); 및 상기 공기분사 노즐 링과 상기 립씰의 중간에 형성되는 공급 공기 통로를 포함하며, 상기 공기분사 노즐 링, 상기 립씰, 및 상기 공급 공기 통로는 일체로 이루어질 수 있다. Wherein the airtight ring includes an air injection nozzle ring in which air is supplied to maintain airtightness; A lip seal coupled to the air injection nozzle ring so as to be spaced apart from the air injection nozzle ring and closely contacted to the piston rod by the pressure of supply air; And a supply air passage formed between the air injection nozzle ring and the lip seal, wherein the air injection nozzle ring, the lip seal, and the supply air passage are integrally formed.

상기 기밀 링은, 외부 끝단부에 원주방향으로 삽입되는 스프링을 더 포함하고, 상기 스프링은 균일한 원주방향의 밀착력을 확보하고 공급 공기압과 연계하여 내부의 공기압이 최소분사압력 이상을 유지하도록 스프링 장력이 설계될 수 있다. Wherein the airtight ring further comprises a spring inserted circumferentially into the outer end portion, the spring securing a uniform circumferential adhesion force and, in conjunction with the supply air pressure, allowing the internal air pressure to maintain at least the minimum injection pressure, Can be designed.

상기 기밀 링은, 공기분사 노즐의 공기분사 압력이 상부의 소기 구획부의 과급 압력 이상으로 유지되도록 공급되며, 공기 공급방식은 외부 공기 공급방식과 내부 공기 가압 공급방식의 선택적 사용이 가능하도록 설계될 수 있다. The airtight ring is supplied such that the air injection pressure of the air injection nozzle is maintained at a pressure higher than the supercharge pressure of the upper scavenging compartment, and the air supply system can be designed to enable selective use of the external air supply system and the internal air pressure supply system have.

상기 기밀 링은, 각 단별로 오리피스를 삽입하여 공급 공기량과 압력을 조절할 수 있다. The airtight ring can adjust an amount of supplied air and a pressure by inserting an orifice in each stage.

소기 구획부의 압력이 기관 출력에 따라 변동하므로 변동압에 대응하여 공급공기압도 가변적으로 변동 공급되며 일정한 부가압력으로 자동적으로 변동될 수 있다. The supply air pressure is variably supplied and varied corresponding to the fluctuating pressure, so that it can be automatically changed to a certain additional pressure.

각 단의 상기 기밀 링에 공급되는 공기압을 외부에서 확인 가능하도록 내부 배관을 가공하여 외부로 각각의 챔버 라인을 집합관 형태로 연결하고, 밀봉 상태의 확인을 조립 후 또는 운전 중에 상시 가능하도록 할 수 있다. It is possible to process the internal piping so that the air pressure supplied to the airtight rings at each stage can be confirmed from the outside and connect the chamber lines to the outside in a collecting pipe form so that confirmation of the sealing state can always be made after assembly or during operation .

다른 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치의 기밀 링은, 공기가 공급되어 기밀을 유지하는 공기분사 노즐 링; 상기 공기분사 노즐 링과 상하로 이격되어 결합되며 상기 피스톤 봉에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰(lip seal); 및 상기 공기분사 노즐 링과 상기 립씰의 중간에 형성되는 공급 공기 통로를 포함하며, 상기 공기분사 노즐 링, 상기 립씰, 및 상기 공급 공기 통로는 일체로 이루어질 수 있다. The airtight ring of the airtight composite type piston rod sealing device according to another embodiment includes an air injection nozzle ring in which air is supplied to maintain airtightness; A lip seal coupled to the air injection nozzle ring so as to be spaced apart from the air injection nozzle ring and closely contacted to the piston rod by the pressure of supply air; And a supply air passage formed between the air injection nozzle ring and the lip seal, wherein the air injection nozzle ring, the lip seal, and the supply air passage are integrally formed.

실시예들에 따르면 밀봉 장치의 내부에 상대적으로 고압의 공기 챔버를 설비하여 상부 측의 소기 구획부의 과급 공기가 하부로 누입되는 것을 차단할 수 있고, 피스톤 운동에 따른 피스톤 봉과 기밀 링(sealing ring)과의 간극 발생시 공기 챔버 내에 비축된 상대적으로 고압의 공기가 역방향인 상부 방향으로 분사됨으로써, 누입을 차단하는 동시에 마찰 손실을 최소화하고 오손유의 누입을 원천적으로 차단할 수 있는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치를 제공할 수 있다. According to the embodiments, it is possible to provide a relatively high-pressure air chamber in the interior of the sealing device to block the overflow air of the upper side hatching compartment from entering into the lower part, and to prevent the piston rods and the sealing ring A relatively high-pressure air stored in the air chamber is injected in an upward direction opposite to the air chamber, thereby preventing leakage of the air, minimizing friction loss, and preventing the leakage of contaminated oil. Device can be provided.

실시예들에 따르면 기밀 효과를 높일 수 있을 뿐 아니라 오일 제거 및 절감 효과가 있고, 부품 교체 비용을 줄일 수 있다. 또한, 실시예들에 따르면 점검 및 유지보수 편이성이 향상되며 소기 구획부에서의 점검 및 정비가 가능하여 운전 안전성을 확보할 수 있다. According to the embodiments, it is possible not only to increase the airtight effect, but also to remove and reduce oil, and to reduce the cost of replacing parts. Further, according to the embodiments, it is possible to improve the ease of inspection and maintenance, and to perform maintenance and inspection in the hatching section, thereby ensuring operational safety.

도 1은 일 실시예에 따른 최상부 밀봉부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상부 밀봉부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 중간 밀봉부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 하부 밀봉부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 B &W 형 기관의 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 UEC 형 기관의 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 기존의 스터핑 박스를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining an uppermost sealing part according to an embodiment.
2 is a view for explaining an upper sealing portion according to an embodiment.
3 is a view for explaining an intermediate sealing portion according to an embodiment.
4 is a view for explaining a bottom sealing part according to one embodiment.
5 is a view for explaining a modification of a B & W type engine according to an embodiment.
6 is a view for explaining a modification of a UEC-type engine according to an embodiment.
7 is a view for explaining a conventional stuffing box.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

아래의 실시예들은 기존 밀봉 장치의 마찰 마모와 누설로 인하여 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 마찰부를 최소화하고 밀봉 효과를 확실하게 함으로써 2차적으로 발생하는 시스템 오일의 손실과 변성을 방지하는 새로운 방식의 밀봉 장치 및 방법을 제공하고자 한다. The following embodiments are intended to solve the problems caused by frictional wear and leakage of existing sealing apparatuses. In order to minimize the friction parts and ensure the sealing effect, a new sealing method for preventing loss and degeneration of the secondary system oil Apparatus, and method.

실시예들은 기본적인 구조로 밀봉 장치의 내부에 상대적으로 고압의 공기 챔버를 설비하여 상부 측에 형성되는 상부 밀봉부의 소기 구획부의 과급 공기가 하부로 누입되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 피스톤 운동에 따른 피스톤 봉과 기밀 링(sealing ring)과의 간극 발생시 공기 챔버 내에 비축된 상대적으로 고압의 공기가 역방향인 상부 방향으로 분사됨으로써, 누입을 차단하는 동시에 마찰 손실을 최소화하고 오손유의 누입을 원천적으로 차단할 수 있다. 그리고, 하부에 적용되는 밀봉 방식도 위에서 설명한 상부에 적용되는 밀봉 방식과 유사하며 물리적 제거 방식과 압력 공기의 분사의 복합기능으로 상부 누출을 적극적으로 차단할 수 있다. Embodiments can provide a relatively high-pressure air chamber in the interior of the sealing device with a basic structure, thereby preventing the supercharge air in the hatching compartment of the upper sealing portion formed on the upper side from being leaked to the lower portion. In addition, when the gap between the piston rod and the sealing ring due to the piston movement is generated, the relatively high-pressure air stored in the air chamber is injected in the upward direction in the reverse direction, thereby preventing leakage of the lubricant, minimizing the friction loss, The mouth can be blocked at its source. Also, the sealing method applied to the lower part is similar to the sealing method applied to the upper part described above, and the upper leakage can be positively blocked by the combination of the physical removal method and the injection of the pressurized air.

실시예들은 대형 디젤 주기관에 장착된 피스톤 봉의 밀봉 장치의 구조와 밀봉 방식을 보다 안전하고 효율적이며, 경제적인 운전이 될 수 있도록 하는 효율적인 밀봉 장치 및 방법에 관한 것이다. Embodiments relate to a structure and sealing method of a piston rod sealing device mounted on a large-sized diesel main engine, and to an efficient sealing device and method that can make the operation more safe, efficient, and economical.

일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 3 부분의 기능 구역을 포함하여 이루어질 수 있다. An air injection type composite piston rod sealing apparatus according to an embodiment may include three functional sections.

밀봉 장치의 상측 부에 배치되는 상부 밀봉부는 소기 구획부의 과급 공기의 하부 유입을 차단하는 에어씰 역할을 할 수 있다. 상부 밀봉부는 스크래핑(scraping) 작업과 함께 과급 공기의 하부 유입을 차단하는 상부 방향의 공기분사 노즐을 갖는 2단 또는 3단의 기밀 링을 가질 수 있다. 여기에서 밀봉 장치의 상부 밀봉부에는 2단 또는 3단의 기밀 링뿐 아니라 1단 또는 복수의 단으로 구성되는 기밀 링이 구성될 수도 있다. The upper sealing portion disposed on the upper side of the sealing device can serve as an air seal for blocking inflow of the supercharge air of the small size compartment to the bottom. The top seal may have a two-stage or three-stage airtight ring with an upwardly directed air injection nozzle to block the inflow of the boost air with a scraping operation. Here, the upper sealing portion of the sealing device may be constituted of a two-stage or three-stage airtight ring as well as a gas-tight ring composed of one or more stages.

한편, 밀봉 장치는 상부 밀봉부의 상측에 최상부 밀봉부를 더 포함할 수 있다. 최상부 밀봉부는 강화된 재질의 커버 기밀 링을 장착하여 이루어질 수 있으며, 상기 상부 밀봉부와 별도로 또는 함께 설치될 수 있다.On the other hand, the sealing device may further include an uppermost sealing portion on the upper side of the upper sealing portion. The uppermost sealing portion may be formed by mounting a cover sealing ring of a reinforced material, and may be installed separately or together with the upper sealing portion.

그리고, 밀봉 장치의 하부 측의 하부 밀봉부는 회전 운동부의 시스템 오일이 피스톤 봉을 통해 상부로 누입 또는 손실되는 것을 차단할 수 있다. 더욱이 하부 밀봉부는 피스톤 봉의 부착유의 물리적 스크래핑 작업과 하부 방향의 공기분사 노즐 기능으로 유 제거와 밀봉 역할을 병행하는 기밀 링이 2단 또는 3단으로 장착될 수 있다. 여기에서 밀봉 장치의 하부 밀봉부에는 2단 또는 3단의 기밀 링뿐 아니라 1단 또는 복수의 단으로 구성되는 기밀 링이 구성될 수 있다. The lower sealing portion on the lower side of the sealing device can block the system oil of the rotating portion from being leaked or lost to the upper portion through the piston rod. Furthermore, the bottom sealing portion can be mounted in a two-stage or a three-stage airtight ring, which performs both the physical scraping operation of the attachment of the piston rod and the downward air injection nozzle function as the oil removal and sealing function. Here, in the lower sealing portion of the sealing device, a hermetic ring composed of one or more stages as well as a two-stage or three-stage hermetic ring can be constituted.

또한, 밀봉 장치의 상부 밀봉부와 하부 밀봉부의 사이에는 중간 밀봉부가 배치될 수 있다. 중간 밀봉부에는 상하 쌍방향의 공기분사 기능의 공기분사 노즐을 갖는 기밀 링과 각각의 누설유 회수를 위한 통로가 설비될 수 있다. Further, an intermediate sealing portion may be disposed between the upper sealing portion and the lower sealing portion of the sealing device. The intermediate sealing portion may be provided with a hermetic ring having an air injection nozzle of an upward and downward air injection function and a passage for collecting the respective leaked oil.

여기에서 기밀 링의 밀착 구조는 각 공기분사 노즐을 갖는 기밀 링의 외부와 끝단부에 약한 장력의 스프링을 원주방향으로 삽입함으로써 균일한 원주방향의 밀착력을 확보하는 동시에 공급 공기압과 연계하여 비축된 내부의 공기압이 최소 분사 압력 이상을 유지하도록 공기압과 스프링 장력이 설계될 수 있다. Here, the close contact structure of the airtight ring is such that a uniform spring force in the circumferential direction is inserted into the outer and end portions of the airtight ring having the respective air injection nozzles in a circumferential direction to secure a uniform circumferential adhesion force, The air pressure and the spring tension can be designed so that the air pressure of the air pressure is maintained equal to or higher than the minimum injection pressure.

밀봉을 위한 기밀 링의 공기분사 노즐의 공기분사 압력은 상부의 소기 구획부의 과급 압력 이상으로 항시 공급되어야 하며, 공기 공급방식은 외부 공기 공급방식과 내부 공기(소기) 가압 공급방식의 선택적 사용이 가능하도록 설계될 수 있다. 외부 공기 공급방식의 경우 공기 챔버가 소기실 외부에 설치될 수 있고 내부 공기 가압 공급방식의 경우 공기 챔버가 소기실 내부에 설치될 수 있다. 이 때, 외부 공기 공급방식과 내부 공기 가압 공급방식에 상관없이 압력 조절은 소기압력 연동형으로 구성하여 불필요한 공기 소모와 피스톤 봉에 가해지는 압력을 줄여 적정화할 수 있다. 이에 따라 효율적인 밀봉 장치의 운전이 가능하다. The air injection pressure of the air injection nozzle of the airtight ring for sealing must always be supplied above the supercharge pressure of the upper compartment, and the air supply system can be selectively used for the external air supply system and the internal air (scavenging) pressure supply system. . In the case of the external air supply method, the air chamber can be installed outside the small room, and in the case of the internal air pressure supply method, the air chamber can be installed inside the small room. At this time, regardless of the external air supply method and the internal air pressure supply method, the pressure control can be adjusted to the scavenge pressure interlock type so that the unnecessary air consumption and the pressure applied to the piston rod can be reduced. This makes it possible to operate the sealing apparatus efficiently.

각각의 밀봉을 위한 기밀 링은 그 재질을 기능 특성상 합성고무, 수지 계열의 내열, 내마모성 재질로 선정되며 탄성도가 장기 유지되는 재질로 구성될 수 있다. The airtight ring for each sealing can be composed of a material which is selected from synthetic rubber, resin-based heat-resistant and abrasion-resistant material and has elasticity for a long period of time.

한편, 기밀 링의 접촉부에서 피스톤의 상하 운동에 의한 불가피한 마찰부는 윤활 상태를 유지하며 공기분사에 의해 항상 청결한 접촉면을 갖는 구조로 이루어질 수 있다. On the other hand, the inevitable friction portion due to the up-and-down motion of the piston at the contact portion of the airtight ring can be made to have a structure having a clean contact surface at all times by air injection while maintaining the lubricated state.

밀봉 장치의 하우징(케이싱)은 거치 위치와 부가 응력 등을 고려할 때 변형의 우려가 미미하므로 반드시 기존의 좌우 분리형의 고강도 주철제일 필요는 없다. 이에 따라 밀봉 장치의 하우징은 기존의 좌우 분리형의 고강도 주철제뿐 아니라, 타 재질의 견고한 조립형으로 분해 점검이 편리한 구조로 이루어질 수 있다. 이 때, 각 단의 링 홈의 상하부면은 반드시 피스톤의 축심과 각각 수직을 이루도록 할 수 있으며, 하부 거치부는 기존의 기관 프레임에 고정될 수 있도록 볼트홀과 볼트홀 피치를 고려하여 설계될 수 있다.Since the housing (casing) of the sealing device is less susceptible to deformation in consideration of the mounting position and the additional stress, it is not necessarily required to be a conventional high strength cast iron of the left and right separation type. Accordingly, the housing of the sealing device can be constructed not only in the existing high-strength cast iron of the left and right separation type, but also in a rigid assembly type of other materials and a convenient structure for disassembly and inspection. In this case, the upper and lower surfaces of the ring grooves in each stage may be perpendicular to the axial center of the piston, and the lower mounting portion may be designed in consideration of the bolt hole and the bolt hole pitch so as to be fixed to the existing engine frame .

기밀 링의 구조는 링 홈에 기밀 링이 조립될 수 있다. 이러한 각 단의 링 홈에 삽입되는 기밀 링은 형상과 제작 비용 등을 고려하여 제작될 수 있다. 예를 들어 기밀 링은 필요할 경우 내구재인 리테이너에 소모재인 개별 역할 기밀 링을 삽입하는 구조를 가능하도록 하여 소모재 교체 비용을 절감할 수 있다. 또한 기밀 링의 연결부를 마모 축소에 대비하여 특별한 결합 형태(마모 시 자동 축소로 원형 밀착 구조를 유지함)로 이루어질 수 있다.
The structure of the airtight ring can be assembled with a airtight ring in the ring groove. The airtight ring inserted into each of the ring grooves of these stages can be manufactured in consideration of the shape and manufacturing cost. For example, the airtight ring can reduce the cost of replacing the consumable material by making it possible to insert a separate role airtight ring, which is a consumable material, into a durable retainer if necessary. In addition, the connection of the airtight ring can be made of a special coupling type (keeping the circular contact structure by automatic reduction at the time of wear) against wear reduction.

아래에서는 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치를 하나의 예를 들어 구체적으로 설명한다. Hereinafter, an air injection type composite piston rod sealing apparatus according to one embodiment will be described as one example.

밀봉 장치는 내부에 상부 밀봉부의 2단 또는 3단의 링 홈 및 기밀 링을 가질 수 있으며, 하부 밀봉부의 2단 또는 3단의 링 홈과 기밀 링을 가질 수 있다. 그리고 중간부에 누출유의 개별 회수 공간과 별도의 공급 공기 챔버를 설비하고 하우징 내부의 각 홈에 연결되는 공기 통로를 수직 또는 수평으로 가공하여 개별 홈에 원활하고 적절하게 공급되도록 할 수 있다. The sealing device may have two or three stages of ring grooves and airtight rings of the upper sealing portion in the inside thereof and may have ring grooves and airtight rings of two or three stages of the bottom sealing portion. In addition, a separate supply air chamber can be provided in the middle of the individual recovery space of the leakage oil, and the air passage connected to each groove in the housing can be vertically or horizontally processed to be smoothly and appropriately supplied to the individual groove.

도 1은 일 실시예에 따른 최상부 밀봉부를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 상부 밀봉부를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 일 실시예에 따른 중간 밀봉부를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 4는 일 실시예에 따른 하부 밀봉부를 설명하기 위한 도면이다. 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 도 1 내지 도 4의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 상부 밀봉부, 하부 밀봉부 및 중간 밀봉부를 포함하여 이루어질 수 있다. 다른 예로, 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 최상부 밀봉부, 상부 밀봉부, 하부 밀봉부 및 중간 밀봉부를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기에서 상부 밀봉부, 하부 밀봉부 및 중간 밀봉부는 기밀 홈에 결합되는 기밀 링을 포함하는 적어도 하나 이상의 단으로 이루어질 수 있다. FIG. 1 is a view for explaining an uppermost sealing part according to an embodiment, FIG. 2 is a view for explaining an upper sealing part according to an embodiment, and FIG. 3 is a view for explaining an intermediate sealing part according to an embodiment . And FIG. 4 is a view for explaining a bottom sealing portion according to an embodiment. The composite piston rod sealing apparatus of the air injection system according to one embodiment may be realized by the combination of FIG. 1 to FIG. For example, an air injection type composite piston rod sealing apparatus may include an upper sealing portion, a lower sealing portion, and an intermediate sealing portion. As another example, an air-injected composite piston rod sealing apparatus may comprise an uppermost seal, an upper seal, a bottom seal, and an intermediate seal. Here, the upper sealing portion, the lower sealing portion, and the intermediate sealing portion may be composed of at least one stage including a hermetic ring coupled to the airtight groove.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 상부 밀봉부(200), 하부 밀봉부(400) 및 중간 밀봉부(300)를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치는 최상부 밀봉부(100)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 1 to 4, an air injection type composite piston rod sealing apparatus according to an embodiment includes an upper sealing portion 200, a lower sealing portion 400, and an intermediate sealing portion 300 have. According to an embodiment, an air injection type composite piston rod sealing apparatus may further include an uppermost sealing portion 100.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 최상부 밀봉부(100)는 밀봉 장치의 최상부 측에 배치되며 피스톤 봉(p)과 최소간격유지를 목표로 하는 강화 재질의 기밀 링을 포함할 수 있으며, 이 때 기밀 링을 커버 기밀 링이라 할 수 있다. First, as shown in Fig. 1, the uppermost sealing portion 100 may include a sealing ring of a reinforcing material disposed on the uppermost side of the sealing device and aiming at a minimum distance between the piston rod p and the sealing ring The airtight ring can be called a cover airtight ring.

예컨대, 최상부 밀봉부(100)는 하나의 링 홈에 결합되는 기밀 링을 포함할 수 있으며, 기밀 링은 상하부(110, 120)로 분리되어 중간에 공기 공급 통로(130)가 형성될 수 있다. For example, the uppermost sealing portion 100 may include a hermetic ring coupled to one ring groove, and the hermetic ring may be divided into upper and lower portions 110 and 120 to form an air supply passage 130 in the middle.

다시 말하면 최상부 밀봉부(100)는 적어도 하나 이상의 기밀 링을 포함하고, 기밀 링은 홈 내부에 밀착되고 피스톤 봉(p)과 최소간격 유지를 목표로 하되, 크로스헤드의 전후좌우의 요동 간극(1.0mm)을 고려하여 적정 간극을 유지하도록 촌법을 설계함으로써 비교적 큰 입자의 이물질을 제거하고 또한 그 퇴적을 어렵게 할 수 있다. 그리고 고정홈의 상부 지지부는 외부로의 신속 배출을 위하여 부분 지지의 개방형 구조로 하며 기밀 링이 부분적, 간헐적 접촉 시 미끄럼 접촉을 하도록 그 재질을 자체 윤활형의 내화성을 갖는 금속 또는 특수 수지 계열로 하고 접촉면에 래비린스 홈(140)을 가공할 수 있다. 이 때, 상부(110) 및 하부(120)를 동일한 형태로 구성하되 중간부에 공간을 두어 공기 공급 통로(130)를 형성함으로써 이물질 및 누입 실린더유가 원활하게 배출될 수 있게 할 수 있다. 상부(110) 및 하부(120)에는 미세장력의 스프링(150)을 설비하여 피스톤 봉(p)에 밀착력을 향상시킬 수 있다.In other words, the uppermost sealing portion 100 includes at least one airtight ring, and the airtight ring is in close contact with the inside of the groove and aims to maintain the minimum spacing with the piston rod p, mm), it is possible to remove foreign matters of relatively large particles and to make the deposition difficult. The upper support portion of the fixing groove has an open structure of partial support for quick discharge to the outside, and the material is made of a metal or a special resin series having self-lubricating refractory property so that the airtight ring makes sliding contact in partial and intermittent contact, The labyrinth grooves 140 can be machined. At this time, the upper portion 110 and the lower portion 120 are formed in the same shape, and a space is formed in the middle portion to form the air supply passage 130, so that the foreign matter and the leaked cylinder oil can be smoothly discharged. The upper and lower portions 110 and 120 may be provided with micro-tension springs 150 to improve the adhesion to the piston rod p.

도 2를 참조하면, 상부 밀봉부(200)는 소기 구획부의 과급 공기가 하부로 유입되는 것을 차단하기 위해 적어도 하나 이상의 기밀 링(sealing ring)이 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the upper sealing part 200 may be formed with at least one sealing ring to block the inflow of the superfluous air into the lower part of the scavenging compartment.

상부 밀봉부(200)는 스크래핑(scraping) 작업과 과급 공기의 하부 유입을 차단하는 상부 방향의 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 포함할 수 있다. 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링은 피스톤 운동에 따른 피스톤 봉(p)과 기밀 링의 간극 발생시 공기 챔버 내에 비축된 상대적으로 고압의 공기가 역방향인 상부 방향으로 분사되어 누입을 차단할 수 있다. 이와 같이 공기분사 기밀 링의 상부측 기밀 링을 분사 노즐화 함으로써 공기분사의 순간속도를 높여 효율적인 밀봉 작용이 가능하다. The upper sealing portion 200 may include a scraping operation and a hermetic ring in which an upward air injection nozzle for blocking inflow of the boost air is formed. The airtight ring in which the air injection nozzle is formed is sprayed in an upward direction in which the relatively high pressure air stored in the air chamber is generated when the gap between the piston rod p and the airtight ring due to the piston movement is generated. As described above, by forming the upper airtight ring of the air injection hermetic ring into the injection nozzle, the instantaneous speed of the air injection can be increased and an efficient sealing action is possible.

상부 밀봉부(200)는 하나 또는 복수의 단으로 이루어질 수 있으며, 하나의 단에는 링 홈에 형성되는 기밀 링을 포함할 수 있다. 예를 들어 상부 밀봉부(200)는 2단 또는 3단으로 구성될 수 있고 각 단에 형성되는 2개 또는 3개의 기밀 링을 포함할 수 있다. The upper sealing part 200 may be formed of one or a plurality of stages, and one end may include a hermetic ring formed in a ring groove. For example, the upper sealing portion 200 may be composed of two or three stages and may include two or three airtight rings formed at each end.

각 단에 구성되는 공기분사 기밀 링은 상하부로 분리하여 중간에 공기 공급 통로(230)를 만들고 상부에 분사노즐을 하부에는 공기압에 의한 밀착형 기밀 링을 설비하여 결합하여 한 단의 기밀 링이 형성될 수 있다. The air injection hermetic ring formed at each end is divided into upper and lower portions to form an air supply passage 230 in the middle, a spray nozzle at the upper portion, and a tight airtight ring at the lower portion by air pressure, .

상부 밀봉부(200)에서 2단 또는 3단의 링 홈은 그 상부에 각각의 배출구(240, 250)를 갖도록 하며, 링 홈 내에 삽입되어 실질적으로 밀봉 작용을 수행하는 기밀 링은 공기분사 노즐 링(210)과 피스톤 봉(p)에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰(lip seal)(220)이 상하로 결합되며, 그 중간에 공급 공기 통로(230)가 설비되어 일체화 될 수 있다. 또한, 링 홈의 하부 안쪽에 배출공(241, 251)을 가공하여 하부의 배출구(240, 250)와 연결되게 할 수 있다. The airtight ring, which is inserted into the ring groove to perform a substantially sealing action, is formed in the upper end of the air injection nozzle ring A lip seal 220 which is closely contacted to the piston rod 210 by the pressure of the supply air is vertically coupled and a supply air passage 230 is installed therebetween. In addition, the discharge holes 241 and 251 may be formed in the lower part of the ring groove to be connected to the lower discharge ports 240 and 250.

다시 말하면 기밀 링은 공기가 공급되어 기밀을 유지하는 공기분사 노즐 링(210), 공기분사 노즐 링과 상하로 이격되어 결합되며 피스톤 봉(p)에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰(220), 및 공기분사 노즐 링과 립씰의 중간에 형성되는 공급 공기 통로(230)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 공기분사 노즐 링(210), 립씰(220), 및 공급 공기 통로(230)는 일체로 이루어질 수 있다. In other words, the airtight ring is composed of an air injection nozzle ring 210 supplied with air and kept air-tight, a lip seal 220 which is vertically coupled to the air injection nozzle ring and closely contacted with the pressure of the supply air to the piston rod p, And a feed air passage 230 formed between the air injection nozzle ring and the lip seal. At this time, the air injection nozzle ring 210, the lip seal 220, and the supply air passage 230 may be integrally formed.

여기에서 기밀 링은 외부 끝단부에 원주방향으로 삽입되는 스프링(260)을 더 포함하고, 스프링(260)은 균일한 원주방향의 밀착력을 확보하고 공급 공기압과 연계하여 내부의 공기압이 최소분사압력 이상을 유지하도록 스프링 장력이 설계될 수 있다. Here, the airtight ring further includes a spring (260) inserted in the circumferential direction at the outer end portion, the spring (260) securing a uniform circumferential adhesion force and, in conjunction with the supply air pressure, Spring tension can be designed to maintain the spring tension.

이에 따라 일체화된 공기분사 노즐 링(210)과 립씰(220)은 피스톤 봉(p)에 밀착하는 끝단부와 외주에 미세장력의 스프링(260)을 장착하여 적정 접촉력을 유지하고, 상하부 공기압에 대응하여 순간적 고속 분사 기능과 확실한 밀착 및 밀봉 기능을 수행하게 할 수 있다. Accordingly, the integrated air injection nozzle ring 210 and the lip seal 220 are fitted with the spring 260 of the fine tension on the outer periphery of the end portion which is in close contact with the piston rod p to maintain the proper contact force and correspond to the upper and lower air pressures So that the instantaneous high-speed injection function and the reliable close-contact and sealing function can be performed.

상부 밀봉부(200)는 인접단의 기밀에 영향을 미치지 않도록 각 단의 링 홈에 분사된 공기와 이물질이 배출되는 배출구(240, 250)가 형성되어 각 단별로 개별 배출될 수 있다. The upper sealing part 200 is formed with discharge ports 240 and 250 through which air and foreign substances are discharged to the ring grooves of the respective stages so as not to affect the airtightness of the adjacent end,

도 3을 참조하면, 상부 밀봉부(200)의 하측에 배치되는 중간 밀봉부(300)에는 상하 쌍방향의 공기분사 기능의 공기분사 노즐을 갖는 복수의 공기분사 노즐 링(310, 320)과 각각의 누설유 회수를 위한 통로가 설비될 수 있다. 더 구체적으로 중간 밀봉부(300)에는 상하부를 차단하는 양방향의 공기분사 노즐이 설치되고, 상하부 노즐의 각 상하부 측의 홈 분리판 내부에 누설유와 혼합유가 배출되는 공간이 설비되며 외부 연결관에 접속하여 외부탱크로 인도되도록 할 수 있다. 하우징 내부의 주 배출관의 크기는 누설유의 자연적인 흐름이 방해 받지 않을 정도로 이루어질 수 있으며, 대략 링 홈의 크기 이상으로 이루어질 수 있다. 3, the intermediate sealing portion 300 disposed below the upper sealing portion 200 is provided with a plurality of air injection nozzle rings 310 and 320 each having an air injection nozzle having both upward and downward air injection functions, A passage for leakage oil recovery may be provided. More specifically, the intermediate sealing portion 300 is provided with bidirectional air injection nozzles for blocking the upper and lower portions, and spaces for discharging the leakage oil and mixed oil are provided inside the upper and lower groove separating plates of the upper and lower nozzles, To be connected to an external tank. The size of the main discharge pipe inside the housing may be such that the natural flow of the leakage oil is not disturbed and may be approximately equal to or greater than the size of the ring groove.

이러한 중간 밀봉부(300)의 하나의 기밀 링은 상부 및 하부를 차단하도록 상부 및 하부의 양측 방향의 공기분사 노즐을 갖는 복수의 공기 분사 노즐 링(310, 320)이 형성되며, 복수의 공기 분사 노즐 링(310, 320)의 중간에 형성되는 공급 공기 통로(330)를 포함하여 이루어질 수 있다.One airtight ring of the intermediate sealing portion 300 is formed with a plurality of air jet nozzle rings 310 and 320 having upper and lower air jet nozzles on both sides to block the upper and lower portions, And a feed air passage 330 formed in the middle of the nozzle rings 310 and 320.

도 4를 참조하면, 중간 밀봉부(300)의 하측에는 하부 밀봉부(400)가 배치될 수 있으며, 하부 밀봉부(400)에서 2단 또는 3단의 기밀 링은 하부의 시스템 오일이 피스톤 봉(p)을 따라 상부로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 4, a lower sealing portion 400 may be disposed below the intermediate sealing portion 300, and a two-stage or three-stage sealing ring in the lower sealing portion 400 may surround the lower sealing portion 400, it is possible to prevent it from moving upward along the p-axis.

하부 밀봉부(400)는 피스톤 봉(p)에 부착된 시스템 오일의 스크래핑 작업과 시스템 오일이 피스톤 봉(p)을 통해 상부로 유입되는 것을 차단하는 하부 방향의 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기에서 하부 밀봉부(400)는 3단 이상으로 배치되는 복수의 기밀 링을 포함할 수 있으나, 필요에 따라 2단 또는 1단으로 형성될 수도 있다. The lower sealing portion 400 is provided with a sealing ring in which a scraping operation of the system oil attached to the piston rod p and a downward air spraying nozzle for blocking the upward flow of the system oil through the piston rod p . Here, the bottom sealing portion 400 may include a plurality of airtight rings disposed in three or more stages, but may be formed in two stages or one stage as necessary.

하부 밀봉부(400)의 기밀 링은 상부 밀봉부(200)의 기밀 링과 마찬가지로, 공기가 공급되어 기밀을 유지하는 공기분사 노즐 링(410), 공기분사 노즐 링과 상하로 이격되어 결합되며 피스톤 봉(p)에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰(420), 및 공기분사 노즐 링(410)과 립씰(420)의 중간에 형성되는 공급 공기 통로(430)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 공기분사 노즐 링(410), 립씰(420), 및 공급 공기 통로(430)는 일체로 이루어질 수 있다. The airtight ring of the lower sealing portion 400 is composed of an air injection nozzle ring 410 to which air is supplied and kept airtight like airtight rings of the upper sealing portion 200, And a supply air passage 430 formed between the air injection nozzle ring 410 and the lip seal 420. The lip seal 420 and the lip seal 420 may be made of the same material. At this time, the air injection nozzle ring 410, the lip seal 420, and the supply air passage 430 may be integrally formed.

여기에서 기밀 링은 공기분사 노즐 링(410) 및 립씰(420)의 외부 끝단부에 원주방향으로 삽입되는 스프링(460)을 더 포함하고, 스프링(460)은 균일한 원주방향의 밀착력을 확보하고 공급 공기압과 연계하여 내부의 공기압이 최소분사압력 이상을 유지하도록 스프링 장력이 설계될 수 있다.Wherein the airtight ring further comprises a spring (460) circumferentially inserted into the outer end of the air injection nozzle ring (410) and the lip seal (420), the spring (460) securing a uniform circumferential adhesion Spring tension can be designed to maintain the internal air pressure above the minimum injection pressure in conjunction with the supply air pressure.

기밀 링의 형상은 피스톤 봉(p)에 밀착하여 스크래핑 작용을 함으로써 물리적으로 대량의 시스템 오일을 제거할 수 있도록 형성될 수 있다. 단면으로 하향 예각 형상을 갖는 기밀 링(공기분사 노즐 링(410) 및 립씰(420))의 끝단부(450, 460)는 래비린스 홈(460)을 갖는 면접촉 형상으로 구성되며, 링 홈의 하부에는 경사된 배출구를 가질 수 있다. The shape of the airtight ring can be formed so as to physically remove a large amount of system oil by adhering to the piston rod p and performing a scraping action. The end portions 450 and 460 of the airtight rings (air injection nozzle ring 410 and lip seal 420) having a downward acute-angled shape in cross section are formed in a surface contact shape having labyrinth grooves 460, The lower part may have an inclined outlet.

하부 밀봉부(400)의 각 단의 스크래프 기밀 링은 중간에 공급 공기용 공간을 둔 상하부가 결합하여 1단의 기밀 링이 되고, 상부 측 기밀 링인 공기분사 노즐 링(410)은 공급 공기압력으로 피스톤 봉(p)에 밀착되게 하는 하부 방향의 대각선 수압 돌출부(450)를 가지며, 기밀 링의 끝단부 접촉면의 중간부에 인도되는 다수의 공기구멍을 기밀 링의 하면에 설비하여 압력 균형을 도모하고 기밀 링의 밀착력을 향상시킬 수 있다. 각 단의 하부 측 기밀 링인 립씰(420)은 상부와 유사하게 대각선 돌출부(460)를 가지나 그 기능은 누입유의 배출과 스크래핑 효율 향상 목적이며, 부착유의 신속한 링 홈 외부로의 배출을 위해 접촉면 중간부에 인도되는 배출공과 그에 연결된 기밀 링의 하면의 홈을 갖는 구조로 이루어질 수 있다. The upper and lower airtight sealing rings of the lower sealing portion 400 are joined together by the upper and lower portions having spaces for supplying air in the middle, and the airtight nozzle ring 410, which is the upper side airtight ring, A plurality of air holes led to the middle portion of the contact surface of the end portion of the airtight ring are provided on the lower surface of the airtight ring so as to balance the pressure. And the adhesion of the airtight ring can be improved. The lip seal 420, which is the lower side air tight ring at each end, has a diagonal protrusion 460 similarly to the upper portion. However, its function is to improve the discharge efficiency of the oil and improve the scraping efficiency. And a groove on the lower surface of the airtight ring connected to the airtight hole.

또한 하부 밀봉부(400)는 기밀 링의 재질을 보다 단단하게 하여 공급 공기압력에 의해 피스톤 봉(p)에 밀착하는 기능을 축소하는 대신, 스크래핑의 역할과 미세압력 공기분사의 역할을 동시에 수행하도록 할 수 있다. 즉, 부분적인 압력 공기에 의한 차단 기능과 밀착하여 스크래핑 하는 기능을 동시에 수행하도록 설계하여 제거유의 크랭크실로의 원활한 배출을 도모할 수 있다. 이 때, 피스톤 봉(p)에 접촉하는 기밀 링의 면에 가공된 래비린스 홈(460)은 정교하게 시공되어야 하며, 공기구멍과 시스템 오일 배출공의 크기와 위치가 정확하도록 하는 것이 좋다. In addition, the lower sealing portion 400 may be made of a material that is harder than the airtight ring so that the function of adhering it to the piston rod p by the supplied air pressure is reduced, and the role of the scraping and the fine pressure air injection are simultaneously performed can do. That is, it is designed to simultaneously perform the function of scraping in close contact with the partial pressure air shutoff function, so that it is possible to smoothly discharge the removed oil into the crank chamber. At this time, it is preferable that the labyrinth grooves 460 formed on the surface of the airtight ring contacting the piston rod p should be precisely formed, and that the size and position of the air holes and the system oil discharge hole are correct.

밀봉 목적의 하부 밀봉부(400)의 공급 공기는 그 외부 환경이 상부와 달리 상압 상태이며, 분사되는 공기는 외부로 손실되므로 공급압력을 축소할 필요가 있다. 이에, 공급 공기의 주 통로에 특별히 오리피스(orifice)를 삽입하여 상대적으로 저압화하고 배출유 통로의 크기와 배치를 적절히 함으로써 밀봉 목적의 하부 방향 압력분사에 사용된 공급 공기는 2차적으로 일부가 누설유 배출공을 통해 시스템 오일의 회수 및 배출 통로로 빠져나가면서 제거유의 배출 효과를 증대시키도록 설계될 수 있다. It is necessary to reduce the supply pressure because the supply air of the bottom sealing portion 400 for sealing is in an atmospheric pressure state different from that of the upper portion and the air to be injected is lost to the outside. Therefore, the supply air used for the downward pressure injection for sealing purpose, by specifically inserting an orifice into the main passage of the supply air to make it relatively low in pressure and appropriately size and arrangement of the discharge passage, May be designed to increase the effluent removal efficiency of the removal oil as it escapes to the recovery and discharge passages of the system oil through the oil discharge hole.

또한 하부 밀봉부(400)는 인접단의 기밀에 영향을 미치지 않도록 각 단의 링 홈에 분사된 공기와 이물질이 배출되는 배출구가 형성되어 각 단별로 개별 배출될 수 있다. Further, the lower sealing portion 400 may be formed by discharging the air injected into the ring grooves of each stage and the discharge port for discharging the foreign substance so as not to affect the airtightness of the adjacent end, and may be individually discharged at each stage.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 밀봉부(200), 중간 밀봉부(300) 및 하부 밀봉부(400)에 각각 공기를 공급하기 위해 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 구성할 수 있다. As shown in FIGS. 2 to 4, it is possible to constitute a hermetic ring in which an air injection nozzle is formed to supply air to the upper sealing portion 200, the intermediate sealing portion 300, and the lower sealing portion 400, respectively have.

상부 밀봉부(200), 중간 밀봉부(300) 및 하부 밀봉부(400)는 각각 복수의 단으로 이루어지는 링 홈이 형성되며 복수의 단의 링 홈에 각각 기밀 링이 결합될 수 있다. 예컨대 상부 밀봉부(200)에 2단 3단으로 이루어지는 링 홈과 기밀 링의 결합이 구성될 수 있고, 하부 밀봉부(400)에 3단으로 이루어지는 링 홈과 기밀 링의 결합이 구성될 수 있다. 중간 밀봉부(300)는 하나의 단 또는 복수의 단으로 이루어질 수 있다. The upper sealing portion 200, the intermediate sealing portion 300, and the lower sealing portion 400 may each have a plurality of ring grooves, and the airtight rings may be coupled to the plurality of ring grooves, respectively. For example, the upper sealing portion 200 may be formed by coupling the ring groove formed by the two-tiered three-tiered structure with the airtight ring, and the three-tiered ring groove and the airtight ring may be formed on the bottomed sealing portion 400 . The intermediate sealing portion 300 may be formed of one or a plurality of stages.

상부 밀봉부(200), 중간 밀봉부(300) 및 하부 밀봉부(400)는 소기실의 외부 또는 내부에 구성된 공기 챔버와 연결되어 상대적으로 고압의 공기를 공급 받아 기밀을 유지할 수 있다. 여기에서 밀봉 장치에 사용되는 공기를 내부에 형성된 소기압을 이용할 수 있다. 밀봉 장치에 사용되는 소기압을 증압하여 밀봉 장치의 챔버 내에 비축하고 운전 중 기밀부에 누설간극이 발생할 시 적극적으로 대응 분사할 수 있다. 밀봉에 소요되는 소기압의 증압 비율을 임의로 조절하여 공급할 수 있다. The upper sealing portion 200, the intermediate sealing portion 300, and the lower sealing portion 400 may be connected to an air chamber formed on the outside or inside of the small room so as to maintain airtightness by supplying relatively high pressure air. Here, a small air pressure formed inside the air used in the sealing device can be used. The small pressure used in the sealing device can be increased and stored in the chamber of the sealing device and the corresponding gap can be positively sprayed when leakage gap is generated in the airtight portion during operation. It is possible to arbitrarily adjust the pressure increase ratio of the small pressure required for sealing.

다시 말하면, 소기 구획부의 압력이 기관 출력에 따라 변동하므로 변동압에 대응하여 공급공기압도 가변적으로 변동 공급되며 일정한 부가압력으로 자동적으로 변동시킬 수 있다. In other words, since the pressure in the scavenging section fluctuates in accordance with the engine power, the supply air pressure is variably supplied and varied corresponding to the fluctuation pressure, and can be automatically changed to a certain additional pressure.

또한, 기존의 고강도 스프링에 의한 밀착력으로 긁어 내리는 밀봉 방식이 아니므로 피스톤 봉(p)의 상태가 고도로 평활하지 않아도 되며 또한 피스톤 봉(p)에 부착유가 점착되지 않도록 하는 코팅하는 것도 가능하다. In addition, since it is not a sealing method in which the piston rod p is scraped off by the adhesion force by the existing high strength spring, the state of the piston rod p is not highly smooth and it is possible to coat the piston rod p so as not to adhere the oil to the piston rod.

기존 밀봉 방식은 피스톤 봉(p)의 표면에 효과적인 가압 밀착과 마모 여유를 위하여 여러 조각의 기밀 링을 스프링으로 결합하여 한 단의 기밀 링을 형성할 필요가 있었으나, 실시예에 따르면 가압 밀착형이 아니므로 유연성을 가진 한 개의 일체화된 기밀 링의 사용을 가능하게 한다. In the conventional sealing method, it is necessary to form a one-piece airtight ring by combining several pieces of airtight rings with springs for effective pressure contact and wear margin on the surface of the piston rod p. However, according to the embodiment, Thus making it possible to use a single, sealed ring with flexibility.

기밀 링은 공기분사 노즐의 공기분사 압력이 상부의 소기 구획부의 과급 압력 이상으로 유지되도록 공급되며, 공기 공급방식은 외부 공기 공급방식과 내부 공기 가압 공급방식의 선택적 사용이 가능하도록 설계될 수 있다. 특히, 기밀 링은 각 단별로 오리피스를 삽입하여 공급 공기량과 압력을 조절할 수 있다. 예컨대 밀봉 장치의 하우징의 공기공급 통로를 수직 수평방향으로 설계하여 오리피스의 삽입과 프라깅 작업을 가능케 하는 구조개념과 각 단별로 필요시 오리피스를 삽입하여 공급 공기량과 압력의 조절이 가능하다. The airtight ring is supplied so that the air injection pressure of the air injection nozzle is maintained above the supercharging pressure of the upper scavenging compartment, and the air supply system can be designed to enable selective use of the external air supply system and the internal air pressure supply system. In particular, the airtight ring can adjust the supply air amount and pressure by inserting an orifice in each stage. For example, it is possible to design the air supply passage of the housing of the sealing device vertically and horizontally to allow the insertion of the orifice and the pragging operation, and to adjust the supply air amount and pressure by inserting the orifice, if necessary.

기밀 링은 필요에 따라 각 단의 홈의 형상을 다르게 구성 가능하며, 하나의 단의 기밀 링이 갖는 접촉면을 확대하는 경우 홈 하부 끝단부의 면을 대각 사면화 형상으로 구성할 수 있다. The shape of the groove of each step may be different according to need, and when the contact surface of the one airtight ring is enlarged, the surface of the lower end of the groove may be formed into a diagonal slanting shape.

그리고 각 단의 기밀 링에 공급되는 공기압을 외부에서 확인 가능하도록 내부 배관을 가공하여 외부로 각각의 챔버 라인을 집합관 형태로 연결하고, 밀봉 상태의 확인을 조립 후 또는 운전 중에 상시 가능하도록 할 수 있다. Then, the internal piping is processed so that the air pressure supplied to the airtight rings at each stage can be confirmed from the outside, so that each chamber line is connected in a collecting pipe form to the outside, and confirmation of the sealed state can be made always after assembly or during operation .

한편, 기존의 주기관의 밀봉 장치를 개조하여 적용할 경우 누설유 배출관에 드레인 트랩을 설치하여 공기공급과 누설유 배출을 동일 배관을 이용 가능하도록 할 수 있다. On the other hand, when the existing main engine sealing apparatus is modified and applied, a drain trap can be installed in the leakage flow pipe so that the air supply and the leakage oil discharge can be made available to the same pipe.

기존 각종 기관은 밀봉 장치 내부의 홈과 기밀 링을 부동형으로 설계하여 기밀 링은 피스톤 봉(p)에 스프링의 밀착력으로 밀착 운전되게 하고 기관 본체에 결합된 밀봉 장치의 홈은 고정되어 각 기밀 링의 상하 움직임을 제한하여 스크래핑 작용과 밀봉 작용을 수행하게 하고 있으나, 실시예에 따르면 각 기밀 링과 밀봉 장치를 홈 내부에 탄성 지지하도록 하여 일체화하고 각 기밀 링의 끝단부가 3mm 정도의 신축 여유를 갖도록 하여 외부 충격과 피스톤 봉(p)의 동요에 적극적으로 대응하도록 하는 능동적 시스템이 구현될 수 있다. In the conventional various engines, the grooves and the airtight rings in the sealing device are designed to be floating type so that the airtight rings are closely contacted to the piston rods (p) by the force of the springs, and the grooves of the sealing devices, The sealing ring and the sealing device are elastically supported in the grooves so as to be unified and the end portions of the respective sealing rings have a stretch margin of about 3 mm An active system that positively responds to external shocks and fluctuations of the piston rods p can be implemented.

이와 같이, 실시예들에 따르면 핵심 부품인 공기분사 노즐이 형성된 기밀 링이 운전시간의 경과에도 변형이 없이 노즐의 역할을 수행할 수 있으며, 고유 형상의 유지방식과 일정한 밀착력을 유지할 수 있다. As described above, according to the embodiments, the airtight ring having the air injection nozzle, which is a core component, can perform the function of the nozzle without deformation even after the operation time, and can maintain the inherent shape holding method and the constant adhesion force.

아래에서는 공기분사 기능과 피스톤 봉의 밀착 기능에 대해 더 구체적으로 설명한다. In the following, the air injection function and the close contact function of the piston rod are described in more detail.

상부 밀봉부의 소기압력 공기의 하부 유입을 완벽하게 차단하는 역할을 노즐 기밀 링이 담당하게 되므로 그 형상을 다이브전트 노즐화하여 간극 통로로 분사될 때 그 속도를 증가시켜 가속 분사되는 기능을 가지도록 할 수 있다. Since the nozzle sealing ring plays a role of completely blocking the inflow of the lower-pressure air of the upper sealing portion, the shape of the nozzle sealing ring is changed into a divergent nozzle, .

피스톤 봉의 이동속도는 통상의 선박 주기관에서 2.2m(stroke) * 2(cycle) * 100/60(rpm/sec) = 7.3m/sec 정도 (최대 10.5m/sec)로 상당히 고속이며, 전후좌우의 요동 간극은 크로스헤드의 허용 간극으로 대략 최대 1.0mm미터가 되므로 노즐 기밀 링에 미치는 횡요(rolling)력과 마찰력에 대응하기 위하여 노즐의 형상이 변하지 않도록 하는 특별한 장치가 필요하다. 이에 탄력적 대응을 위하여 원주방향의 스프링과 함께 각 기밀 링의 끝단부에 약 스프링을 설비하여 피스톤 운동에 대응하는 유연한 형상 유지 기능을 갖추도록 할 수 있다.The speed of movement of the piston rod is considerably high at a speed of 2.2 m (stroke) * 2 (cycle) * 100/60 (rpm / sec) = 7.3 m / sec (maximum 10.5 m / sec) A special device is required to prevent the shape of the nozzle from changing in order to cope with the rolling force and the frictional force exerted on the nozzle airtight ring because the swing gap of the crosshead becomes approximately 1.0 mm at the maximum allowable gap of the crosshead. In order to deal with this elasticity, a weak spring is provided at the end of each of the airtight rings together with the circumferential springs, so that the flexible shape maintaining function corresponding to the piston motion can be provided.

피스톤 봉의 밀착 기능은 상하부 공히 공급 공기압에 의해 자연 밀착되는 방향성을 갖는 돌출형의 기밀 링 형태와 홈 내부에 밀착되게 하는 기밀 링의 촌법(홈 내면의 지지압력)과 적용된 스프링의 장력, 각 기밀 링의 상하부 공기 압력차 그리고 기밀 링 재질 고유의 탄성 등이 복합적으로 작용하여 형성된 밀착력에 의해 수행될 수 있다. The close contact function of the piston rod is a function of a protruding type airtight ring having a direction that is naturally closely adhered to the upper and lower portions by the supply air pressure and a cushion ring (supporting pressure on the inner surface of the groove) The air pressure difference between upper and lower portions of the airtight ring, and elasticity inherent to the material of the airtight ring, and the like.

하부 측에 공급되는 공기는 오리피스 등을 통해 공급량을 줄이고 또는 간헐적 분사 형태로 하는 공기소모 절약형도 선택적 사용이 가능하다.The air supplied to the lower side can be selectively used to reduce the amount of air supplied through the orifice or to reduce the consumption of air, which makes an intermittent spray.

또한, 밀봉 장치는 가변 압력 대응형 공기 공급 기능을 가질 수 있다. In addition, the sealing device may have a variable pressure-responsive air supply function.

엔진의 소기 구획부는 엔진 시동 및 저속 운전 구간에서 엔진 외부의 보조 부로아에 의해 공기가 공급되며, 일정 회전수에 도달하면 보조 부로아는 자동 정지되고 엔진 자체의 배기가스가 구동하는 과급기의 부로아가 엔진 출력에 필요한 공기를 적절하게 공급할 수 있다. In the engine compartment, air is supplied to the auxiliary section outside the engine during engine startup and low-speed operation sections. When the engine reaches a predetermined number of revolutions, the engine compartment is automatically stopped by the auxiliary section and the exhaust gas of the engine is driven. It is possible to appropriately supply the air required for the output.

소기 구획부의 압력이 기관 출력에 따라 변동하므로 변동압에 대응하여 공급공기압도 가변적으로 변동 공급되며 일정한 부가압력으로 자동적으로 변동할 수 있다. The supply air pressure is variably supplied and varied corresponding to the fluctuation pressure, so that it can be automatically changed to a certain additional pressure.

소기압력에 대응하는 일정압력 승압 장치는 2 종류로 선택 적용이 가능하며 첫 번째로 소기압력 연동형은 소기압력의 일부를 인도하여 소기압력 이상 일정압을 승압시키는 외부 장치를 경유 공급하는 형태가 되며, 두 번째로 외부 공기 공급형은 소기압력을 센싱(신호압으로 하여)하여 그 압력에 대응하는 일정 승압된 외부의 공기를 공급하는 구조가 될 수 있다. There are two types of constant pressure pressure booster devices corresponding to the desired pressure. First, the booster pressure interlock type is a type in which an external device for boosting a certain pressure higher than the desired pressure is delivered by supplying a part of the desired pressure Secondly, the external air supply type can be a structure for sensing the desired pressure (using the signal pressure) and supplying the air with constant pressure, which corresponds to the pressure.

그리고, 밀봉 장치는 기밀 링 성능의 외부 확인이 가능하도록 할 수 있다. Further, the sealing device can make it possible to externally confirm the sealing ring performance.

밀봉 장치의 상하부 기밀 링에는 밀봉 및 이물질, 제거유 등의 소제, 배출용의 공기가 공급될 수 있다. 각 공급 공기 챔버의 공기압을 밀봉 장치 외부에서 확인 가능하도록 내부 배관을 가공하여 외부로 각각의 챔버 라인을 집합관 형태로 인도, 연결함으로써 조립 후 성능 확인 및 운전 중 상시 검사 및 감시를 가능하도록 할 수 있다. The airtight rings of the upper and lower parts of the sealing device may be supplied with air for sealing, foreign matters, cleaning agents such as removing oil, and exhausting air. The internal piping is machined so that the air pressure of each supply air chamber can be confirmed from the outside of the sealing device, and the individual chamber lines are led out to the outside in a collecting pipe form so that the performance after assembling can be checked and monitored during operation .

하우징 내부 배관의 배치 및 가공은 수직, 수평 방향으로 하고 하우징의 공간을 활용하여 적절한 배치가 되도록 할 수 있다. Arrangement and processing of the inner pipe of the housing can be vertical and horizontal, and the space of the housing can be utilized to make a proper arrangement.

밀봉 장치의 하우징은 상기한 내부 배관과 통로를 고려하고 분해 및 점검을 용이하게 하는 다분할 구조로 구성되고 재질도 가공이 용이한 재질로 이루어질 수 있다. The housing of the sealing device may be made of a multi-dividing structure that facilitates disassembly and inspection in consideration of the internal piping and the passages described above, and the material may be made of a material that can be easily processed.

또한, 밀봉 장치는 누설유의 외부 배출 기능을 포함할 수 있다. Further, the sealing device may include an external discharge function of the leakage oil.

상부 밀봉부의 혼합 오손된 누설유의 외부 배출은 중력배출과 비축 후 압력배출 방식이 각각 적용 가능하다. 이 때, 압력배출의 경우 드레인(drain) 트랩 등의 보조장치를 이용한 원활한 배출이 되도록 배관을 설계할 수 있다.Mixing of the top seal The external discharge of contaminated leakage oil is applicable to both gravity discharge and post-storage pressure discharge. At this time, in case of pressure discharge, the pipe can be designed so as to discharge smoothly by using an auxiliary device such as a drain trap.

하부 밀봉부 시스템 오일의 배출은 하우징에 설비된 각 홈 하부의 홀들과 이를 집합하여 크랭크실로 중력 배출하는 배관을 하우징에 설비 원활, 신속하게 배출되도록 설계될 수 있다. The discharge of the bottom seal system oil can be designed to smoothly and promptly discharge the holes in the bottom of each groove provided in the housing and the pipes for discharging gravity to the crankcase.

한편, 다른 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치의 기밀 링은 앞에서 설명한 바와 같이, 공기 분사 노즐 링, 립씰 및 공급 공기 통로를 포함하여 이루어질 수 있다. The airtight ring of the airtight composite type piston rod sealing device according to another embodiment may include an air injection nozzle ring, a lip seal, and a supply air passage as described above.

더 구체적으로 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치의 기밀 링은 공기가 공급되어 기밀을 유지하는 공기분사 노즐 링, 공기분사 노즐 링과 상하로 이격되어 결합되며 피스톤 봉(p)에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰, 및 공기분사 노즐 링과 립씰의 중간에 형성되는 공급 공기 통로를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 공기분사 노즐 링, 립씰, 및 공급 공기 통로는 일체로 이루어질 수 있다.
More specifically, the airtight ring of the airtight composite type piston rod sealing device is vertically coupled to the air injection nozzle ring, air supply nozzle ring, air supply and airtightness maintaining, and the piston rod (p) And a supply air passage formed between the air injection nozzle ring and the lip seal. At this time, the air injection nozzle ring, the lip seal, and the supply air passage may be integrally formed.

아래에서는 위에서 설명한 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치의 적용 예를 설명한다. Hereinafter, an application example of an air injection type composite piston rod sealing apparatus according to one embodiment will be described.

먼저, 선박 주기관의 종류와 각 기관별 밀봉 장치의 구조를 설명한다. First, the type of ship main engine and the structure of the sealing device for each engine will be described.

일례로, B & W형 주기관은 현재 대형선박의 주기관으로 가장 많이 설치 운전되고 있은 형식의 기관으로, 그 중 대표적인 모델인 MC형의 밀봉 장치의 구조 특징을 분석하면 아래와 같다. For example, the B & W type main engine is the main type of main engine of the large ship, and the structure characteristics of the MC type sealing device are analyzed as follows.

B & W MC형 엔진의 밀봉 장치는 타기관에 비해 비교적 소형으로 좌우 이등분 분할형의 주철제로 외부 노출 1단과 내부에 6단의 총 7단의 홈을 가지며, 상부 밀봉부의 3단은 소기 구획부의 공기와 실린더 시스템 오일 일부의 하부 크랭크실로의 이동을 차단하고 하부 밀봉부의 4단은 시스템 오일의 피스톤 봉 부착분을 스크래핑을 통해 크랭크실로 배출하는 역할을 담당할 수 있다. The sealing device of B & W MC type engine is comparatively smaller than other engines, and it is a cast iron mold that is divided into right and left halves. It has one step of external exposure and six stages of six stages in total, and the third stage of the upper sealing part The air and the portion of the cylinder system oil are blocked from moving to the lower crank chamber, and the four ends of the lower sealed portion are responsible for discharging the piston rod attachment of the system oil to the crank chamber through scraping.

상부 밀봉부의 최상부 기밀 링은 스크래핑 역할을 하여 소기 구획부의 이물질을 일차적으로 제거하여 빠른 배출을 시키는 구조로써 상부 밀봉부 4개와 하부 밀봉부 3개의 기밀 링 조각을 스프링으로 고정한 단을 형성하여 피스톤 봉에 밀착시켜, 그 역할을 수행하도록 한다. 상부 밀봉부의 2, 3단은 동일 형태로써 소기 차단용의 면접촉을 하는 상하부 각 3조각의 기밀 링이 스프링으로 결합한 단을 형성하는 구조로 청동(bronze) 재질로 이루어져 있다. The uppermost hermetic ring of the upper hermetic seal serves as a scraping function to remove the foreign matter of the hermetic compartment first and to discharge quickly. The upper hermetic sealing part and the lower hermetic sealing part are formed with an end fixed with a spring by a spring, So that it can perform its role. The upper and lower ends of the upper sealing portion are formed in the same shape as the upper and lower airtight rings of the upper and lower portions, each of which has a spring-coupled end, formed of a bronze material.

기밀 링의 하부 밀봉부 4개 중 최상부의 단은 스크래핑 역할을 수행하여 상부 또는 하부로부터 누설된 혼합 누설유의 외부 배출 기능을 담당하고, 홈의 내부에 누설유의 배출공과 통로를 가지며 밀봉 장치의 외부 공간을 통해 배출될 수 있다. 그리고, 그 이하의 3단의 각 스크래프 링은 3조각의 동일 구조로 접촉면에 스크래핑용의 홈을 갖는 주철(cast iron) 재질로 이루어질 수 있다. The uppermost one of the four bottom sealing portions of the airtight ring serves as a scraping function to discharge the mixed leakage oil leaking from the upper portion or the lower portion, and has an exhaust hole and a passage for leakage oil inside the groove, Lt; / RTI > Each of the following three scrap rings is made of a cast iron material having three pieces of the same structure and having a groove for scraping on the contact surface.

밀봉 장치의 엔진 내 고정 위치는 크랭크실 최상단의 밀봉 장치(스터핑 박스) 프랜지에 고정되므로 하부에 위치하나, 소기 구획부에 돌출되는 부분은 밀봉 장치 하우징 상단 외부에 설비된 오링(O-ring)에 의해 엔진 브록에 밀착 차단되므로 상부 밀봉부의 기밀 링 2단까지 약 20%만 소기 구획부에 노출되는 형태가 될 수 있다. The fixing position of the sealing device in the engine is fixed to the sealing device (stuffing box) flange at the upper end of the crankcase, so that the sealing device is located at the lower part. The protruding part of the sealing device is located at the O- So that only about 20% of the airtight ring of the upper sealing portion is exposed to the airtight compartment.

따라서 밀봉 장치의 하우징의 상부 밀봉부 오링(O-ring)의 하부는 엔진 브록 내에 위치하게 되고 이 엔진 브록과 밀봉 장치의 사이의 공간이 누출유의 저장 공간인 동시에 배출 통로가 되고, 외부로의 연결관에 의해 별도의 외부 저장 탱크로 인도되는 형태가 될 수 있다. Thus, the lower portion of the upper sealing O-ring of the housing of the sealing device is located in the engine block, the space between the engine block and the sealing device becomes the storage space of the leakage oil and becomes the discharge passage, It may be in the form of being led to a separate external storage tank by a pipe.

다른 예로, UEC형 주기관은 일본제작 엔진으로, 일본 건조선 중 중, 대형선의 주기관으로 많이 적용되고 있으며 피스톤 봉의 밀봉 장치의 그 구조 및 특징은 아래와 같다. As another example, the UEC main engine is a Japanese-made engine, which is widely applied as a main engine for heavy and mid-sized ships in Japan. The structure and characteristics of the piston rod sealing device are as follows.

주철제 하우징은 이등분 분할형이며 외부 노출 1단과 내부에 7단의 총 8단의 링 홈이 설비되어 있다. The cast iron housing is divided into two halves and has one step of external exposure and eight steps of ring grooves in seven stages inside.

내부의 구조는 상부 밀봉부의 외부 노출 1단과 내부 1단이 상부 소기 구획부의 이물질 및 소기 압력공기의 하부 방향의 이동을 차단하며, 중간부 2단은 누설유를 스크래핑하여 외부로 배출하는 기능을 할 수 있다. 그리고 하부 4단은 시스템 오일의 상부 이동을 스크래핑을 통해 크랭크실로 회수하는 각각의 기능을 수행하도록 배치되어 있다. The inner structure of the upper sealing part blocks the movement of the upper sealing part in the downward direction of foreign matter and scavenging air in the upper scavenging compartment and the inner first step interrupts the downward movement of the upper hermetic compartment and scrapes the leakage oil to the outside . And the lower four stages are arranged to perform respective functions of recovering the upward movement of the system oil to the crank chamber through scraping.

각 단에는 2열의 기밀 링이 배치되고 각 기밀 링은 3조각으로 분할된 것을 스프링으로 고정하여 피스톤 봉에 밀착되게 설비될 수 있다. Two rows of airtight rings are arranged at each end, and each of the airtight rings is divided into three pieces so that the airtight rings are tightly fixed to the piston rods by a spring.

최상부 측의 홈을 제외하고 각 홈의 하부는 일정간격으로 그루브(groove)를 가공하여 이물질의 배출을 도모하고, 기밀 링의 점착을 방지할 수 있도록 할 수 있다. 그리고 하부 밀봉부의 4단은 홈 내부의 하부 밀봉부로 등 간격의 홀을 가공하여 제거유의 크랭크실로의 회수를 원활하게 할 수 있다. 각 홈에 삽입되는 기밀 링의 재질은 LBC(리드 브론즈) 재질로 일원화되어 있으며 최근 폴리머 재질의 기밀 링을 대체 사용하는 경우도 있다. Except for the grooves on the uppermost side, grooves are formed in the lower part of the grooves at regular intervals, so that foreign matter can be discharged and adhesion of the gas-tight rings can be prevented. In addition, the four end portions of the bottom sealing portion can smoothly collect the removing oil into the crank chamber by machining holes having equal intervals with the bottom sealing portion in the groove. The material of the airtight ring inserted in each groove is unified by LBC (lead bronze) material, and the airtight ring of polymer material is recently used instead.

밀봉 장치의 엔진 내 고정위치는 하부단의 중간 위치로 70% 이상의 하우징이 소기 구획부에 돌출하는 형태를 하게 된다. 그리고 상부 밀봉부의 누설유의 회수는 크랭크실 상부에서 프렌지로 하우징 하부에 가공된 홀과 접속되어 외부 탱크로 인도될 수 있다. The fixing position of the sealing device in the engine is such that the housing of 70% or more protrudes into the scavenging compartment at the intermediate position of the lower end. And the recovery of the leaked oil in the upper sealing portion may be connected to the hole machined in the lower portion of the housing by the flange at the upper portion of the crankcase and then led to the outer tank.

도 5는 일 실시예에 따른 B &W 형 기관의 변형을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 6은 일 실시예에 따른 UEC 형 기관의 변형을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a modification of a B & W type engine according to an embodiment. And FIG. 6 is a view for explaining a modification of the UEC-type engine according to one embodiment.

이러한 기존 선박의 주기관에 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치를 적용할 수 있다. 여기에서는 앞에서 설명한 B &W 형 기관 및 UEC형 기관을 예로 들어 설명한다. An air injection type composite piston rod sealing device according to an embodiment of the present invention can be applied to the main engine of the existing ship. Here, the above-mentioned B & W type or UEC type is used as an example.

일례로, 도 5를 참조하면 B &W 형 기관은 MC-MODEL의 경우 밀봉 장치의 하우징의 내부에 2, 3, 4단의 홈과 연결되는 공기 공급 홀을 가공하고 회수유 챔버 내부에 공급 공기관을 추가 삽입할 수 있다. 그리고 외부에 공급 공기 승압 장치와 관련 배관으로 개조하여 적용할 수 있다. 이 때, 부분 개조 및 본 발명의 일부를 적용할 수 있다. For example, referring to FIG. 5, in the case of the MC-MODEL, the B & W type engine processes the air supply holes connected to the grooves of the second, third, and fourth stages in the housing of the sealing device, Additional inserts can be made. And it can be applied to the outside by modifying it with the supply air booster and related piping. At this time, partial modification and part of the present invention can be applied.

다른 예로, 도 6을 참조하면 UEC형 기관은 배출유 배관을 통항 공급 공기관의 삽입과 외부 배출 관로에 드레인 트랩의 설치로 내부 개조할 수 있다. 그리고 외부에 공기 승압 장치와 관련 배관으로 개조하여 적용할 수 있다. 이 때, 부분 개조 및 본 발명의 일부를 적용할 수 있다. As another example, referring to Fig. 6, the UEC type engine can internally convert the discharge oil piping into the insertion of the supply air pipe and the drain trap to the external discharge pipe. It can be applied to the outside by modifying it with air boosting device and related piping. At this time, partial modification and part of the present invention can be applied.

또한, 신조 선박의 주기관에 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치를 장착할 수 있다. In addition, an air injection type composite piston rod sealing device according to an embodiment can be mounted on the main engine of the newbuilding ship.

신조 선박의 주기관에 일 실시예에 따른 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치를 장착할 경우, 밀봉 장치와 각 기밀 링, 공기공급 배관, 외부 승압 장치, 그리고 외부 감시장비가 주기관에 배치도면(기관별 별도작성)에 의거하여 설치될 수 있다. When a composite piston rod sealing device of the air injection type according to an embodiment is mounted on the main engine of the newbuilding ship, the sealing device, each of the airtight rings, the air supply pipe, the external pressure booster device and the external monitoring device are arranged in the main engine It can be installed based on the drawing (separately for each institution).

이와 같이, 실시예들에 따르면 기밀 효과를 높일 수 있을 뿐 아니라 오일 제거 및 절감 효과가 있고, 부품 교체 비용을 줄일 수 있다. 또한, 실시예들에 따르면 점검 및 유지보수 편이성이 향상되며 소기 구획부에서의 점검 및 정비가 가능하여 운전 안전성을 확보할 수 있다. As described above, according to the embodiments, not only the airtight effect can be enhanced, but also the effect of oil removal and reduction can be obtained, and the cost of replacing parts can be reduced. Further, according to the embodiments, it is possible to improve the ease of inspection and maintenance, and to perform maintenance and inspection in the hatching section, thereby ensuring operational safety.

실시예들에 따르면 마찰부를 원천적으로 축소하여 제반 마찰 손실에 기인한 비효율을 저감할 수 있고, 관련된 엔진 부품의 내구성을 향상시켜 교체 및 보수유지 비용을 최소화할 수 있다. 그리고 시스템 오일의 성능을 장기적으로 보장하고 누설손실 비용을 절감할 수 있다. According to the embodiments, the frictional portion can be originally reduced to reduce the inefficiency due to all kinds of frictional losses, and the durability of the related engine parts can be improved to minimize replacement and maintenance costs. And it can guarantee long-term performance of system oil and reduce leakage loss cost.

또한, 실시예들에 따르면 밀봉 장치의 성능 확인 및 점검을 용이하게 하여 안전성을 향상시킬 수 있고, 유지보수 주기를 대폭 확대하고 방법을 간소화하여 장기적으로 무보수 기관화에 기여할 수 있다.
In addition, according to the embodiments, it is possible to easily check the performance of the sealing device and to improve the safety, thereby greatly increasing the maintenance period and simplifying the method and contributing to maintenance-free maintenance in the long term.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (17)

소기 구획부의 과급 공기가 하부로 유입되는 것을 차단하기 위해 적어도 하나 이상의 기밀 링(sealing ring)이 구성되는 상부 밀봉부;
상기 상부 밀봉부의 하측에 배치되며, 시스템 오일(system oil)이 피스톤 봉(piston rod)을 통해 상부로 유입되는 것을 차단하기 위해 적어도 하나 이상의 기밀 링이 구성되는 하부 밀봉부; 및
상기 상부 밀봉부와 상기 하부 밀봉부의 중간에 구성되어 누출되는 시스템 오일의 회수 공간이 형성되며, 상하부를 차단하는 상부 및 하부의 양측 방향의 공기분사 노즐을 갖는 기밀 링과 각 누설 시스템 오일의 회수를 위한 통로가 구성되는 중간 밀봉부
를 포함하고,
상기 상부 밀봉부의 상단에 배치되어 상기 피스톤 봉과 최소간격유지를 목표로 하는 강화 재질의 커버 기밀 링이 구성되며, 상기 피스톤 봉과의 접촉면에 복수의 래비린스 홈이 구성된 최상부 밀봉부
를 더 포함하고,
각각의 상기 상부 밀봉부의 기밀 링 및 상기 하부 밀봉부의 기밀 링은,
공기가 공급되어 기밀을 유지하는 공기분사 노즐 링;
상기 공기분사 노즐 링과 상하로 이격되어 결합되며 상기 피스톤 봉에 공급 공기의 압력으로 밀착되는 립씰(lip seal); 및
상기 공기분사 노즐 링과 상기 립씰의 중간에 형성되는 공급 공기 통로
를 포함하며,
상기 공기분사 노즐 링, 상기 립씰, 및 상기 공급 공기 통로는 일체로 이루어지고,
상기 상부 밀봉부의 기밀 링의 상기 공기분사 노즐 링은 상기 피스톤 봉과 밀착되는 뾰족하게 돌출된 끝단을 가지며, 상기 립씰은 상기 피스톤 봉과 밀착되는 적어도 하나 이상의 뾰족하게 돌출된 끝단을 갖고, 상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는 각각 공기가 공급되어 기밀이 유지되는 것을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
An upper sealing portion in which at least one sealing ring is formed to block the inflow air of the scavenging compartment from flowing into the lower portion;
A lower sealing portion disposed below the upper sealing portion and configured to include at least one gas tight ring for blocking system oil from flowing upward through a piston rod; And
A gas-tight ring having upper and lower side air-jet nozzles for blocking upper and lower portions, and recovery of each leakage system oil, which is formed between the upper sealing portion and the lower sealing portion, An intermediate seal part
Lt; / RTI >
A cover sealing ring disposed on an upper end of the upper sealing portion and configured to maintain a minimum gap with the piston rod, the upper sealing portion having a plurality of labyrinth grooves formed on the contact surface with the piston rod,
Further comprising:
Wherein the airtight ring of each of the upper sealing portions and the airtight ring of the lower sealing portion is formed by
An air injection nozzle ring in which air is supplied and kept airtight;
A lip seal coupled to the air injection nozzle ring so as to be spaced apart from the air injection nozzle ring and closely contacted to the piston rod by the pressure of supply air; And
A supply air passage formed between the air injection nozzle ring and the lip seal,
/ RTI >
Wherein the air injection nozzle ring, the lip seal, and the supply air passage are integrally formed,
Wherein the air injection nozzle ring of the airtight ring of the upper sealing portion has a pointed protruding end which comes into close contact with the piston rod and the lip seal has at least one pointed protruding end in close contact with the piston rod, Wherein the airtightness of the bottom sealing portion is maintained by supplying air to the bottom sealing portion.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부 밀봉부, 상기 하부 밀봉부 및 중간 밀봉부 중 적어도 어느 하나 이상은,
소기실의 외부 또는 내부에 구성된 공기 챔버와 연결되어 상대적으로 고압의 공기를 공급 받아 기밀을 유지하는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
At least one of the upper sealing portion, the lower sealing portion, and the intermediate sealing portion,
It is connected with the air chamber which is constructed outside or inside of the small chamber, so that air of relatively high pressure is supplied to maintain airtightness
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는,
각각 복수의 단의 링 홈이 형성되며 상기 복수의 단의 링 홈에 각각 상기 기밀 링이 결합되는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper sealing portion and the lower sealing portion comprise:
Wherein a plurality of ring grooves are formed respectively and the airtight rings are respectively coupled to the ring grooves of the plurality of stages
Wherein the piston rod is a piston rod.
제5항에 있어서,
상기 상부 밀봉부 및 상기 하부 밀봉부는,
인접단의 기밀에 영향을 미치지 않도록 각 단의 상기 링 홈에 배출구가 형성되어 각 단별로 개별 배출되는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the upper sealing portion and the lower sealing portion comprise:
A discharge port is formed in the ring groove at each end so as not to affect the airtightness of the adjacent end,
Wherein the piston rod is a piston rod.
제5항에 있어서,
상기 기밀 링은,
하나의 단의 기밀 링이 갖는 접촉면을 확대하는 경우 홈 하부 끝단부의 면을 대각 사면화 형상으로 구성하는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
6. The method of claim 5,
The gas-
In the case of enlarging the contact surface of the airtight ring of one stage, the surface of the lower end of the groove is formed into a diagonal slanting shape
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
상기 상부 밀봉부는,
스크래핑(scraping) 작업과 과급 공기의 하부 유입을 차단하는 상부 방향의 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 포함하며, 상기 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링은 피스톤 운동에 따른 상기 피스톤 봉과 기밀 링의 간극 발생시 공기 챔버 내에 비축된 상대적으로 고압의 공기가 역방향인 상부 방향으로 분사되어 누입을 차단하는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
The upper-
Wherein the airtight ring in which the air injection nozzle is formed has a gap between the piston rod and the airtight ring due to the piston movement, and an airtight ring in which the airtight nozzle in the upward direction, which blocks the scraping operation and the inflow of the supercharging air, The relatively high-pressure air stored in the air chamber at the time of occurrence is injected in an upward direction in the reverse direction to block leakage
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
상기 하부 밀봉부는,
상기 피스톤 봉에 부착된 시스템 오일의 스크래핑 작업과 시스템 오일이 상기 피스톤 봉을 통해 상부로 유입되는 것을 차단하는 하부 방향의 공기분사 노즐이 형성되는 기밀 링을 포함하는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
The lower sealing portion
And a gas tight ring in which a scavenging operation of the system oil adhered to the piston rod and a downward air injection nozzle for blocking the upward flow of the system oil through the piston rod are formed
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
상기 상부 밀봉부는 2단 또는 3단으로 구성되며, 상기 하부 밀봉부는 3단으로 구성되는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper sealing portion is composed of two or three stages, and the bottom sealing portion is composed of three stages
Wherein the piston rod is a piston rod.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부 밀봉부의 기밀 링 및 상기 하부 밀봉부의 기밀 링은,
상기 공기분사 노즐 링 및 상기 립씰의 외부 끝단부에 원주방향으로 삽입되는 스프링을 더 포함하고, 상기 스프링은 균일한 원주방향의 밀착력을 확보하고 공급 공기압과 연계하여 내부의 공기압이 최소분사압력 이상을 유지하도록 스프링 장력이 설계되는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the airtight ring of the upper sealing portion and the airtight ring of the lower sealing portion are made of a metal,
And a spring inserted circumferentially into the air injection nozzle ring and the outer end of the lip seal, wherein the spring ensures a uniform circumferential adhesion force and, in conjunction with the supply air pressure, causes the internal air pressure to exceed the minimum injection pressure Spring tension designed to hold
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
상기 기밀 링은,
공기분사 노즐의 공기분사 압력이 상부의 소기 구획부의 과급 압력 이상으로 유지되도록 공급되며, 공기 공급방식은 외부 공기 공급방식과 내부 공기 가압 공급방식의 선택적 사용이 가능하도록 설계되는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
The gas-
The air injection nozzle of the air injection nozzle is supplied to maintain the pressure higher than the supercharging pressure of the upper compartment, and the air supply system is designed to be able to selectively use the external air supply system and the internal air pressure supply system
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
상기 하부 밀봉부의 기밀 링은,
공급 공기가 상압 상태임에 따라 분사되는 공기가 외부로 손실됨을 방지하기위해 분사되는 공급압력을 축소하도록 각 단별로 오리피스(orifice)를 삽입하여 공급 공기량과 압력을 조절하는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
The airtight ring of the lower sealing portion
In order to prevent the loss of air to the outside due to the supply air being at normal pressure, the orifice is inserted at each end so as to reduce the supply pressure,
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
소기 구획부의 압력이 기관 출력에 따라 변동하므로 변동압에 대응하여 공급공기압도 가변적으로 변동 공급되며 일정한 부가압력으로 자동적으로 변동되는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
The supply air pressure is variably supplied and supplied in response to the fluctuating pressure, so that the pressure fluctuates automatically depending on the engine output.
Wherein the piston rod is a piston rod.
제1항에 있어서,
각 단의 상기 기밀 링에 공급되는 공기압을 외부에서 확인 가능하도록 내부 배관을 가공하여 외부로 각각의 챔버 라인을 집합관 형태로 연결하고, 밀봉 상태의 확인을 조립 후 또는 운전 중에 상시 가능하도록 하는 것
을 특징으로 하는 공기분사 방식의 복합형 피스톤 봉 밀봉 장치.
The method according to claim 1,
The inner pipe is processed so that the air pressure supplied to the airtight ring at each end can be confirmed from the outside so that each chamber line is connected in a collecting pipe form to the outside and the confirmation of the sealing state is made possible at all times after assembly or operation
Wherein the piston rod is a piston rod.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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