KR101933859B1 - 심해용 수중 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에는 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 회전축을 구비하는 모터모듈을 삽입 구비하는 모터 하우징, 모터 하우징의 내부 선측에는 회전축을 회전되게 지지하도록 후측베어링이 마련된 베어링 하우징, 모터 하우징의 선측에 결합하며, 내부에는 작동유가 들어찬 상태로 회전축이 관통하며, 일측에는 내부와 외부를 연결하는 내외연결구가 형성된 회전축 하우징, 회전축 하우징의 내부 후측에 설치하며, 선단은 회전축에 연결되고 후단은 베어링 하우징에 연결되어, 베어링 하우징 선측과 회전축 하우징 후측 사이를 밀폐하는 메커니컬 씰, 회전축 하우징의 내부 선측에 설치하며, 내부에는 회전축 외측에 삽입되면서 회전축과 회전축 하우징의 내부 선측 사이를 밀폐하는 오일씰이 마련된 오일 하우징, 내외연결구를 밀폐하도록 내외연결구에 슬라이딩 이동되게 삽입 설치하며, 회전축 하우징의 내외측 압력에 따라 슬라이딩 이동하면서 회전축 하우징 내부의 작동유에 대한 외압과 내압을 동일하게 유지되게 하여, 오일씰과 메커니컬 씰에 의한 밀폐상태를 유지되게 하는 압력조절플러그를 포함하는 심해용 수중 구동장치를 제공한다.

Description

심해용 수중 구동장치{Driving device for underwater}

본 발명은 심해의 수중에서 회전 구동력을 발생시키는 심해용 수중 구동장치에 관한 것이다.

최근 노후화된 해양 플랜트의 증가로 해체시장이 성장하면서, 해체시 주 작업물인 파이프라인을 절단하는 용도로 와이어 쏘의 필요성이 높아지고 있는 추세이다.

이러한, 와이어 쏘의 핵심 기술로, 커팅와이어와 연결된 휠을 구동하여 와이어를 회전되게 하는 커팅 드라이브(Cutting drive), 절단작업 중 파이프를 고정하는 암을 조작하는 클램핑 드라이브(Clamping drive), 커팅와이어가 구동하는 동안 전진, 후진되게 조작하는 피딩 드라이브(Feeding drive) 등과 같이 심해의 수중에서 모터를 가동하는 구동장치가 많다.

이러한, 구동장치는 외부로부터 유입되는 습기나 물을 차단하여 장치 내부에 장착된 베어링이나 모터 등의 내부 기기를 보호 할 수 있는 구조를 필요로 한다. 이와같은, 종래의 수중 구동장치로는 대한민국공개특허공보 제10-2009-0055726(2009.06.03)에 제시된 바와 같이 모터가 내장되는 모터룸, 모터의 회전축이 관통되는 오일룸, 오일룸에는 작동유를 충진한다. 또한 회전축을 지지하는 베어링과 오일룸을 밀폐하는 오일씰을 순차적으로 내설한 다음 커버를 고정 볼트로 체결 고정한다.

그러나, 종래의 수중 구동장치는, 수심이 깊어지는 심해에서 작업하는 경우 해수에 유입으로 인한 심각한 손상이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 수심이 깊어질 경우 작동유의 압축성의 성질로 인해 작동유가 외부 압력에 대해 수축하게 되고 외부와 오일씰 사이의 빈공간이 생기면서 구동장치의 내부로 해수의 유입이 발생하면서 구동장치의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

본 발명은, 외부 압력이 높아지는 심해에서도 해수의 유입을 방지하도록 밀폐상태를 유지하여, 장치의 안정적인 구동 및 수명을 유지하는 심해용 수중 구동모터를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 내부에는 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 회전축을 구비하는 모터모듈을 삽입 구비하는 모터 하우징, 상기 모터 하우징의 내부 선측에는 상기 회전축을 회전되게 지지하도록 후측베어링이 마련된 베어링 하우징, 상기 모터 하우징의 선측에 결합하며, 내부에는 작동유가 들어찬 상태로 상기 회전축이 관통하며, 일측에는 내부와 외부를 연결하는 내외연결구가 형성된 회전축 하우징, 상기 회전축 하우징의 내부 후측에 설치하며, 선단은 상기 회전축에 연결되고 후단은 상기 베어링 하우징에 연결되어, 상기 베어링 하우징 선측과 상기 회전축 하우징 후측 사이를 밀폐하는 메커니컬 씰, 상기 회전축 하우징의 내부 선측에 설치하며, 내부에는 상기 회전축 외측에 삽입되면서 상기 회전축과 상기 회전축 하우징의 내부 선측 사이를 밀폐하는 오일씰이 마련된 오일 하우징, 상기 내외연결구를 밀폐하도록 상기 내외연결구에 슬라이딩 이동되게 삽입 설치하며, 상기 회전축 하우징의 내외측 압력에 따라 슬라이딩 이동하면서 상기 회전축 하우징 내부의 작동유에 대한 외압과 내압을 동일하게 유지되게 하여, 상기 오일씰과 상기 메커니컬 씰에 의한 밀폐상태를 유지되게 하는 압력조절플러그를 포함하는 심해용 수중 구동장치를 제공한다.

또한, 상기 압력조절플러그는, 연성을 가지는 합성수지나 고무로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 회전축 하우징의 내부 선측에는 상기 회전축의 선단 부분을 회전 가능하게 지지하는 선측 베어링을 결합 구비할 수 있다.

또한, 상기 내외연결구의 길이방향 양단에는 각각 내측으로 돌출되도록 이탈방지걸림부가 더 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 심해용 수중 구동장치는, 모터 하우징의 내부에 설치된 모터모듈의 회전축이 모터 하우징의 선측에 결합된 회전축 하우징을 관통되게 설치한 상태에서 메커니컬 씰과 오일 하우징의 오일씰을 통해 외부의 유체가 유입되는 것을 차단한다. 이때, 회전축 하우징의 내외연결구가 회전축 하우징의 내외부를 연결되게 한 상태로 내외연결구를 밀폐하도록 압력조절플러그를 설치한 바, 수중에서 수심에 상관없이 작동유에 대한 외압과 내압을 동일하게 유지되게 하여, 오일씰과 메커니컬 씰에 의한 밀폐를 안정적으로 유지되게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심해용 수중 구동장치의 구성단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 심해용 수중 구동장치의 구성단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 심해용 수중 구동장치는, 모터 하우징(100), 베어링 하우징(200), 회전축 하우징(300), 메커니컬 씰(400), 오일 하우징(500), 압력조절플러그(600)를 구비하고 있다.

상기 모터 하우징(100)은 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하면서 회전 전구동력을 발생시키는 모터모듈(110)을 감싸는 부분이다. 이러한, 상기 모터 하우징(100)은 내부에 상기 모터모듈(110)을 삽입 설치할 수 있도록 박스 구조를 가지며, 상기 모터 하우징(100)의 선측은 상기 모터모듈(110)의 회전축(120)을 관통되게 할 수 있도록 개방된 구조를 가진다.

상기 베어링 하우징(200)은 상기 모터 하우징(100)에 설치된 상기 모터모듈(110)의 회전축(120) 후단 부분을 회전되게 지지한다. 이러한, 상기 베어링 하우징(200)은 상기 회전축(120)을 관통되게 할 수 있도록 중공이 형성된 관 구조를 가지며, 상기 모터 하우징(100)의 내부 선측에 삽입 배치되도록 이후 설명될 회전축 하우징(300)의 후측에 체결볼트(201)로 고정되게 결합한다. 여기서, 상기 베어링 하우징(200)의 내부에는 상기 회전축(120) 외측에 삽입되면서, 상기 회전축(120)을 회전 가능하게 지지하는 후측 베어링(210)을 구비한다. 이때, 도면부호 202 및 203은 상기 후측 베어링(210)을 상기 베어링 하우징(200) 내부에 삽입 상태로 고정되게 하는 로크너트 및 고정볼트이다.

상기 회전축 하우징(300)은 상기 모터모듈(110)의 회전축(120) 선단 부분을 회전되게 지지한다. 이러한, 상기 회전축 하우징(300)은 상기 모터모듈(110)의 회전축(120)을 관통되게 배치할 수 있도록 선측 및 후측을 개방시킨 박스 구조를 가지며, 상기 회전축 하우징(300)의 후측은 상기 모터 하우징(100)의 선측에 복수의 볼트(301)로 고정되게 결합한다. 여기서, 상기 회전축 하우징(300)의 내부에는 상기 회전축(120)의 회전을 안정적으로 이루어지게 하기 위한 작동유(310)를 저장한다.

그리고, 상기 회전축 하우징(300)의 일측에는 상기 회전축 하우징(300)의 내부 및 외부를 연결하는 내외연결구(320)가 관통 형성된다. 이러한, 상기 내외연결구(320)는 이후 설명될 압력조절플러그(600)에 의해 상기 회전축 하우징(300)의 내부와 외부를 차단상태로 밀폐하게 된다. 여기서, 상기 내외연결구(320)의 길이방향 일단 및 길이방향 타단 부분에는 직경이 작아지도록 내측으로 돌출되는 이탈방지걸림부(321)가 형성될 수 있다. 이러한, 상기 이탈방지걸림부(321)는 압력조절플러그(600)를 상기 내외연결구(320)의 길이방향 양단에서 각각 걸림되도록 함으로써, 상기 회전축 하우징(300)의 외부로 이탈되거나 상기 회전축 하우징(300)의 내부로 이탈되는 것을 방지한다. 이같이, 상기 내외연결구(320)는 상기 회전축 하우징(300)의 내부 및 외부의 압력에 따라 상기 회전축 하우징(300) 외부의 유체 유입 위치 및 내부의 작동유(310) 유입 위치가 달라지게 된다. 그리고, 상기 내외연결구(320)는 상기 회전축 하우징(300)의 후단 일측에 형성됨으로써, 상기 회전축 하우징(300) 외부의 압력이 이후 설명될 오일씰(510)의 설치 위치 반대쪽인 상기 회전축 하우징(300) 내부의 후측에 위치하는 작동유(310)에 전달되게 한다.

이러한, 상기 회전축 하우징(300)의 내부 선측에는 상기 회전축(120)의 선단 외측에 삽입되어, 상기 회전축(120)의 선단 부분을 회전 가능하게 지지하는 선측 베어링(330)을 결합 설치한다.

상기 메커니컬 씰(400)은 상기 베어링 하우징(200)과 상기 회전축 하우징(300)의 연결 부위를 밀폐하는 부분이다. 즉, 상기 메커니컬 씰(400)은 상기 베어링 하우징(200)의 선측과 상기 회전축 하우징(300)의 후측 사이를 밀폐하여, 상기 베어링 하우징(200) 내부와 상기 모터 하우징(100) 내부로 상기 모터 하우징(100) 외부의 유체가 상기 후측 베어링(210) 및 상기 모터모듈(110)로 유입되는 것을 차단한다. 이러한, 상기 메커니컬 씰(400)의 상기 회전축 하우징(300)의 내부 후측에 배치되도록 상기 회전축(120) 외측에 삽입되게 설치한다. 여기서, 상기 메커니컬 씰(400)의 선단은 상기 회전축(120)에 고정되게 연결 설치하고, 상기 메커니컬 씰(400)의 후단은 상기 베어링 하우징(200)의 선측에 고정되게 연결 설치한다.

상기 오일 하우징(500)은 상기 회전축(120)과 상기 회전축 하우징(300)의 내부 선측 사이를 밀폐시키는 부분이다. 이러한, 오일 하우징(500)은 상기 회전축(120)을 관통되게 할 수 있도록 중공이 형성된 관 구조를 가지며, 상기 회전축 하우징(300)의 내부 선측에 고정볼트(501)를 통해 고정되게 결합한다. 그리고, 상기 오일 하우징(500)의 내부에는 상기 회전축(120) 선단 외측에 삽입되도록 배치되어, 상기 회전축(120)의 선단과 상기 회전축 하우징(300)의 선단 사이를 밀폐함으로써, 상기 회전축 하우징(300)의 외부에 위치하는 해수와 같은 유체가 유입되지 않게 하는 오일씰(510)을 구비한다.

상기 압력조절플러그(600)는 상기 회전축 하우징(300)의 내외측 압력에 따라 슬라이딩 이동하면서 상기 회전축 하우징(300) 내부의 작동유(310)에 대한 외압과 내압을 동일하게 유지되게 하여, 상기 오일씰(51)과 상기 메커니컬 씰(400)에 의한 밀폐를 안정적으로 유지되게 한다. 즉, 상기 압력조절플러그(600)는 일 실시예의 심해용 수중 구동장치를 심해에서 사용할 경우, 상기 오일 하우징(500)의 오일씰(510)에 대한 압력이 강해지더라도 상기 내외연결구(320)를 통한 압력을 상기 작동유(310)로 전달하면서, 상기 회전축 하우징(300) 내부의 작동유(310) 압력을 상기 회전축 하우징(300) 외부의 압력과 동일하게 유지되게 하여, 상기 오일씰(510)의 변형에 따른 외부의 유체가 유입되는 것을 차단되게 한다. 이러한, 상기 압력조절플러그(600)는 상기 회전축 하우징(300)의 내외연결구(320) 내부에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입 설치한다. 즉, 상기 압력조절플러그(600)는 상기 내외연결구(320)를 통해 외부의 유체가 상기 회전축 하우징(300) 내부로 유입되거나 상기 작동유(310)가 상기 회전축 하우징(300) 외부로 유출되지 않게 밀폐 하면서, 상기 회전축 하우징(300)의 내외측 압력에 따라 슬라이딩 이동만이 이루어지게 된다. 여기서, 상기 압력조절플러그(600)는 상기 내외부연결구(320)를 안정적인 밀폐상태로 유지할 수 있도록 연성을 가지는 합성수지나 고무 재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않음은 물론이다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 심해용 수중 구동장치는, 상기 모터 하우징(100)의 내부에 설치된 모터모듈(110)의 회전축(120)이 상기 모터 하우징(100)의 선측에 결합된 상기 회전축 하우징(300)을 관통되게 설치한 상태에서 상기 메커니컬 씰(400)과 상기 오일 하우징(500)의 오일씰(510)을 통해 외부의 유체가 유입되는 것을 차단한다. 이때, 상기 회전축 하우징(300)의 내외연결구(320)가 상기 회전축 하우징(300)의 내외부를 연결되게 한 상태로 상기 내외연결구(320)를 밀폐하도록 상기 압력조절플러그(600)를 설치한 바, 수중에서 수심에 상관없이 상기 작동유(310)에 대한 외압과 내압을 동일하게 유지되게 하여, 상기 오일씰(51)과 상기 메커니컬 씰(400)에 의한 밀폐를 안정적으로 유지되게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 모터 하우징 110: 모터모듈
120: 회전축 200: 베어링 하우징
210: 후측 베어링 300: 회전축 하우징
310: 작동유 320: 내외연결구
330: 선측 베어링 400: 메커니컬 씰
500: 오일 하우징 510: 오일씰
600: 압력조절플러그

Claims (4)

1. 내부에는 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하는 회전축을 구비하는 모터모듈을 삽입 구비하는 모터 하우징과;
   상기 모터 하우징의 내부 선측에는 상기 회전축을 회전되게 지지하도록 후측베어링이 마련된 베어링 하우징과;
   상기 모터 하우징의 선측에 결합하며, 내부에는 작동유가 들어찬 상태로 상기 회전축이 관통하며, 일측에는 내부와 외부를 연결하는 내외연결구가 형성된 회전축 하우징과;
   상기 회전축 하우징의 내부 후측에 설치하며, 선단은 상기 회전축에 연결되고 후단은 상기 베어링 하우징에 연결되어, 상기 베어링 하우징 선측과 상기 회전축 하우징 후측 사이를 밀폐하는 메커니컬 씰과;
   상기 회전축 하우징의 내부 선측에 설치하며, 내부에는 상기 회전축 외측에 삽입되면서 상기 회전축과 상기 회전축 하우징의 내부 선측 사이를 밀폐하는 오일씰이 마련된 오일 하우징; 및
   상기 내외연결구를 밀폐하도록 상기 내외연결구에 슬라이딩 이동되게 삽입 설치하며, 상기 회전축 하우징의 내외측 압력에 따라 슬라이딩 이동하면서 상기 회전축 하우징 내부의 작동유에 대한 외압과 내압을 동일하게 유지되게 하여, 상기 오일씰과 상기 메커니컬 씰에 의한 밀폐상태를 유지되게 하는 압력조절플러그;를 포함하는 심해용 수중 구동장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 압력조절플러그는, 연성을 가지는 합성수지나 고무로 이루어지는 심해용 수중 구동장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축 하우징의 내부 선측에는 상기 회전축의 선단 부분을 회전 가능하게 지지하는 선측 베어링을 결합 구비하는 심해용 수중 구동장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 내외연결구의 길이방향 양단에는 각각 내측으로 돌출되도록 이탈방지걸림부가 더 형성된 심해용 수중 구동장치.

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