KR102091480B1 - 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸볼이 사이에 개재(介在)되는 각 베이스의 내부 안착홈에 있어 안착홈 둘레를 따라 메커니컬 씰을 장착함으로써, 평상시 각 베이스의 내부 안착홈으로 각종 이물질의 유입을 최대한 방지하여 지진 발생 시에 스틸볼 및 이에 지지된 베이스의 상대 이동이 원활하게 이루어져 면진 기능을 최대한 발휘할 수 있도록 한 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치에 관한 것이다.

Description

메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치{ISOLATION APPARATUS OF DURABLE}

본 발명은 지진 발생 시 전산장비나 통신장비 또는 정밀계측장비 등에 전달되는 진동을 방지할 수 있는 면진장치에 관한 것으로, 특히 스틸볼 및 이에 지지된 베이스의 상대 이동에 필요한 공간 내로 간섭 요소로 작용하는 분진이나 오염수 등의 각종 이물질이 유입되는 것을 차단하며 볼의 탈락을 방지토록 한 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치에 관한 기술이다.

최근에는 화산활동의 증가로 인해 태평양 연안 국가에 지진 현상이 많이 발생하고 있으며, 이로 인해 국내에서도 지진의 위험성에 대한 중요성이 이슈화 되고 있다.

그리고 현재의 많은 기업이나 연구소들이 중요 데이터를 컴퓨터에 저장하여 보관하고 있기 때문에, 지진으로 인해 데이터가 소실된다면 막대한 피해가 발생될 것이다.

따라서 지진에 의한 외부 충격으로부터 중요한 데이터를 보호하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있는바, 이러한 지진에 대비하기 위한 방안으로는 내진, 면진, 제진 방안이 있다.

그 중 면진 방법은 지진에 대항하지 않고 지진력을 상대적으로 감소시켜 구조물의 피해를 감소시키기 위한 방법으로서, 상대적으로 비용이 저렴하고 간편하여 많이 선호되고 있는 방법에 해당한다.

이러한 면진에 관한 기술로는,

대한민국 특허공개 제10-2015-0076373호 (2015.07.07.공개, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『체인연결형 면진테이블』이 제시되어 있는바,

문헌 1은 상판 및 하판과, 상판 및 하판의 구체 이동부에 안착되어 상판 및 하판이 일정거리 만큼 이격되도록 하는 구체와, 상판과 하판을 서로 연결시키는 연결부와, 상판 및 하판이 일정강도 이상의 외력에서만 상대 이동하도록 제한하는 미세 유동 제한부를 포함하고, 외부에서 일정강도 이상의 외력이 가해지면 구체에 의해 지지되어 있는 상판 및 하판이 서로 상대 이동함으로써, 연결부에 의해 상판과 하판 간의 상호 이탈을 방지하며 상판에 안착된 장치들의 전도를 방지하고 미세 유동 제한부에 의해 미세한 외력에도 상판과 하판이 서로 상대 이동하는 것을 방지할 수 있도록 한 체인연결형 면진테이블에 관한 기술이다.

다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1528555호 (2015.06.08.등록, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『면진장치』가 제시되어 있는바,

문헌 2는 적어도 하나의 제1 가이드 홈이 마련되는 제1 테이블과, 상기 제1 테이블과 일정 간격 이격되도록 배치되며 상기 제1 가이드 홈과 마주하는 적어도 하나의 제2 가이드 홈이 마련되는 제2 테이블 및, 상기 제1, 2 테이블 및 제1, 2 가이드 홈을 지지하도록 상기 제1, 2 테이블 사이에 개재되어, 상기 제1 테이블의 진동을 2중으로 점진적으로 흡수하여 상기 제2 테이블을 안정적인 상태로 유지시킬 수 있는 적어도 하나의 2중 면진유닛을 포함함으로써, 전산장비나 통신장비 또는 정밀계측장비 등의 하중으로 인한 마찰력에 의해서 전달되는 미세 진동까지도 흡수하여 면진 효과를 대폭 향상시킬 수 있는 면진장치에 관한 기술이다.

또 다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1972735호 (2019.04.19.등록, 이하에서는 '문헌 3'이라고 함) 『면진장치』가 제시되어 있는바,

문헌 3은 상기 면진장치의 상부와 하부에 구비되는 플레이트와 , 각각의 플레이트의 사이에 구비되는 스틸볼과, 상기 면진장치의 일측에 구비되는 메카니컬 씰을 포함하여 이루어지고, 각각의 상기 플레이트는 서로 직각방향으로 마주보며 결합되도록 이루어짐으로써, 지진 발생 시 면진장치의 상부에 설치되는 구조물 또는 장비 등의 흔들림이 최소화 되도록 하고 흔들린 구조물 또는 장비 등이 이른 시간 내에 초기위치로 복귀하도록 하여 지진피해를 최소화 할 수 있도록 하는 면진장치에 관한 기술이다.

또 다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-2038804호 (2019.10.24.등록, 이하에서는 '문헌 4'라고 함) 『이탈방지홈이 형성된 면진장치 및 그 면진장치의 조립구조체』가 제시되어 있는바,

문헌 4는 상부면진장치와 하부면진장치가 상부 및 하부에서 서로 결합되어 형성된 면진장치에 있어서, 상기 상부면진장치 및 하부면진장치의 중앙에는 스틸볼이 유동되는 유동부가 형성되며, 상기 하부면진장치의 각 모서리 부위에는 제1스토퍼가 형성되고, 상기 상부면진장치의 각 모서리 부위에는 제2스토퍼가 형성되며, 상기 제1스토퍼와 제2스토퍼가 서로 결합되어 스토퍼가 형성되고, 상기 유동부는 상기 유동부의 외측 둘레를 따라 형성되는 이탈방지턱과, 상기 유동부의 내부에 형성되는 이탈방지홈과, 상기 이탈방지턱에서 유동부의 중앙으로 하향경사지게 형성되는 굴곡부를 포함하여 이루어지고, 상기 상부면진장치 및 하부면진장치에는 구조물 또는 장비의 수직하중을 지지하는 격자모양 형상의 지지부가 형성됨으로써, 강도가 높은 지진에 대비할 수 있도록 하고 면진장치의 상부에 설치되는 구조물의 크기에 따라 적합한 크기의 면진장치를 선택하여 사용할 수 있도록 하며 설치 및 보수가 용이한 이탈방지홈이 형성된 면진장치 및 그 면진장치의 조립구조체에 관한 기술이다.

문헌 1. 대한민국 특허공개 제10-2015-0076373호 (2015.07.07.공개) 문헌 2. 대한민국 특허등록 제10-1528555호 (2015.06.08.등록) 문헌 3. 대한민국 특허등록 제10-1972735호 (2019.04.19.등록) 문헌 4. 대한민국 특허등록 제10-2038804호 (2019.10.24.등록)

본 발명은 스틸볼 및 이에 지지된 베이스의 상대 이동에 필요한 공간 내로 간섭 요소로 작용하는 분진이나 오염수 등의 각종 이물질이 유입되는 것을 차단하며 볼의 탈락 방지를 위한 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가 본 발명은 스틸볼의 이동을 위해 접하게 되는 각 베이스의 안착홈에 마찰계수가 작고 내구성이 우수한 PTFE 소재의 시트를 형성시켜 스틸볼이 좀 더 원활하게 구름 운동을 할 수 있도록 도와주면서 구름 운동 시 발생하는 소음을 저감하고 충격을 완충시킬 수 있도록 한 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러 본 발명은 단위체로 이루어진 면진장치를 커넥팅수단으로 연결함으로써 면진대상체의 크기나 중량 등에 맞추어 다양한 구조로 구현할 수 있도록 한 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치는,

상부면에 중심을 향해 경사진 형태의 바텀안착홈을 갖는 사각의 바텀베이스;

상기 바텀베이스 상부 측에 이격 배치되어 서로 마주하고, 하부면에 중심을 향해 경사지면서 상기 바텀안착홈과 상호 대향되는 형태의 탑안착홈을 갖는 사각의 탑베이스;

상기 바텀베이스의 바텀안착홈과 상기 탑베이스의 탑안착홈 각각에 안착되게 이들 사이에 개재(介在)되는 스틸볼; 및

상기 바텀베이스의 바텀안착홈과 상기 탑베이스의 탑안착홈 각각의 내로 바텀 및 탑 프리벤션수단;

을 포함하는 단위체로 이루어지되,

상기 바텀베이스에는 상기 바텀안착홈의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 형성되는 바텀리세스와, 상기 바텀안착홈의 외측 단부를 따라 상기 바텀리세스 측으로 돌출되게 형성되는 바텀플랜지와, 상기 바텀플랜지와 상기 바텀리세스 사이에 형성되는 바텀공간부가 더 구비되고,

상기 탑베이스에는 상기 탑안착홈의 주변 둘레를 따라 상방 요입되게 형성되는 탑리세스와, 상기 탑안착홈의 외측 단부를 따라 상기 탑리세스 측으로 돌출되게 형성되는 탑플랜지와, 상기 탑플랜지와 상기 탑리세스 사이에 형성되는 탑공간부가 더 구비되며,

상기 바텀프리벤션수단은 상단이 상기 바텀플랜지의 상부면에 안착되면서 하단이 상기 바텀공간부에 삽입되어 상기 바텀플랜지를 에워 감싸는 형태로 배치되는 바텀씰바디와, 상기 바텀씰바디의 상단을 따라 상방 돌출되게 형성되는 바텀펜스로 이루어지고,

상기 탑프리벤션수단은 하단이 상기 탑플랜지의 하부면에 안착되면서 상단이 상기 탑공간부에 삽입되어 상기 탑플랜지를 에워 감싸는 형태로 배치되는 탑씰바디와, 상기 탑씰바디의 상단을 따라 하방 돌출되게 형성되는 탑펜스로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치는,

각 베이스의 내부 안착홈 둘레를 따라 메커니컬 씰을 장착함으로써, 평상시 각 베이스의 내부 안착홈으로 각종 이물질의 유입을 최대한 방지하여 지진 발생 시에 스틸볼 및 이에 지지된 베이스의 상대 이동이 원활하게 이루어져 면진 기능을 최대한 발휘할 수 있도록 한 가장 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치를 측단면 구성도,
도 2는 바텀베이스를 나타낸 평면 구성도,
도 3은 바텀 및 탑 프리벤션수단을 나타낸 측단면 구성도,
도 4는 도 1의 "A"에 대한 요부 확대 구성도,
도 5는 바텀 및 탑 스커트, 바텀 및 탑 인서트홈을 보여주기 위한 일부 단면 구성도,
도 6은 바텀 및 탑 브러시를 보여주기 위한 일부 단면 구성도,
도 7은 격막, 형광물질 및 압력 발생용 액체를 보여주기 위한 일부 단면 구성도,
도 8 및 도 9는 여러 개의 단위체가 커넥팅수단에 의해 상호 연결되어 하나의 집합체를 이루는 것을 보여주기 위한 사용상태 구성도.

이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1을 기준으로 바텀베이스 측을 하부 또는 하방, 탑베이스 측을 상부 또는 상방이라고 방향을 특정하기로 한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치는,

크게 바텀베이스(10), 탑베이스(20), 스틸볼(30), 바텀프리벤션수단(40), 탑프리벤션수단(50)을 포함하는 단위체(U)로 이루어진다.

각 구성에 대해 살펴보면,

바텀베이스(10)는

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,

상부면에 중심을 향해 경사진 형태의 바텀안착홈(11)

을 포함하는 사각 구조로 이루어진다.

이때 상기 바텀안착홈(11)은 이의 중심을 향해 경사짐에 따라 곡률이 큰 반구(半球) 형상으로서, 단면을 보면 아래로 움푹 들어간 호형(弧形)을 이룬다.

이러한 상기 바텀베이스(10)는 가정이나 회사, 공장 등의 건물 내부 바닥에 배치된다.

이어서 도 4에서와 같이, 상기 바텀베이스(10)에는 상기 바텀안착홈(11)의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 형성되는 바텀리세스(12)와, 상기 바텀안착홈(11)의 외측 단부를 따라 상기 바텀리세스(12) 측으로 돌출되게 형성되는 바텀플랜지(13)와, 상기 바텀플랜지(13)와 상기 바텀리세스(12) 사이에 형성되는 바텀공간부(14)가 더 구비된다.

여기서 상기 바텀리세스(12)에는 후술할 바텀씰바디(41)가 용이하게 진입할 수 있도록 바텀씰바디(41)의 진입 방향에 맞게 하방 경사진 바텀슬로프(121)가 형성된다.

그리고 도 5에서와 같이, 상기 바텀베이스(10)에는 상기 바텀리세스(12)의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 바텀인서트홈(15)이 형성되고, 상기 바텀씰바디(41)의 중단 둘레를 따라 연장되어 단부가 상기 바텀인서트홈(15)에 삽입되는 바텀스커트(413)가 형성됨으로써, 상기 바텀리세스(12)를 외부로부터 차단하게 된다. 이는 상기 바텀리세스(12)에 분진 등의 각종 이물질 등이 유입 안착되거나 수분 등의 오염수가 고일 시 발생할 수 있는 악취나 후술할 바텀씰바디(41)의 변질 및 변형 등에 의한 손상을 최대한 방지할 수 있는 데에 도움을 준다.

탑베이스(20)는

도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이,

상기 바텀베이스(10)의 상부 측에 이격 배치되어 서로 마주하고, 지진 발생 시 파손되기 쉽거나 전도(顚倒)되어 화재의 원인이 될 수 있는 물품, 즉 지진으로부터 보호되어야 할 물품인 대상체를 받치기 위한 것으로,

하부면에 중심을 향해 경사지면서 상기 바텀안착홈(11)과 상호 대향되는 형태의 탑안착홈(21)

을 포함하여 이루어진다.

이때 상기 탑안착홈(21)은 이의 중심을 향해 경사짐에 따라 곡률이 큰 반구 형상으로서, 단면을 보면 위로 움푹 들어간 호형을 이루며, 특히 상기 바텀안착홈(11)과 상하로 대향되는 구조를 이룬다.

이어서 도 4에서와 같이, 상기 탑베이스(20)에는 상기 탑안착홈(21)의 주변 둘레를 따라 상방 요입되게 형성되는 탑리세스(22)와, 상기 탑안착홈(21)의 외측 단부를 따라 상기 탑리세스(22) 측으로 돌출되게 형성되는 탑플랜지(23)와, 상기 탑플랜지(23)와 상기 탑리세스(22) 사이에 형성되는 탑공간부(24)가 더 구비된다.

여기서 상기 탑리세스(22)에는 후술할 탑씰바디(51)가 용이하게 진입할 수 있도록 탑씰바디(51)의 진입 방향에 맞게 상방 경사진 탑슬로프(221)가 형성된다.

그리고 도 5에서와 같이, 상기 탑베이스(20)에는 상기 탑리세스(22)의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 탑인서트홈(25)이 형성되고, 상기 탑씰바디(51)의 중단 둘레를 따라 연장되어 단부가 상기 탑인서트홈(25)에 삽입되는 탑스커트(513)가 형성됨으로써, 상기 탑리세스(22)를 외부로터 차단하게 된다. 이는 상기 탑리세스(22)에 분진 등의 각종 이물질 등이 유입 안착되거나 수분 등의 오염수가 고일 시 발생할 수 있는 악취나 후술할 탑씰바디(51)의 변질 및 변형 등에 의한 손상을 최대한 방지할 수 있는 데에 도움을 준다.

스틸볼(30)은

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,

상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11)과 상기 탑베이스(20)의 탑안착홈(21) 각각에 안착되게 이들 사이에 개재(介在)되는 구형(球形) 구조로 이루어진다.

이때 상기 스틸볼(30)은 상기 탑베이스(20)를 지지하면서 상기 탑베이스(20)에 의해 받쳐진 대상체의 중량과 지진 발생 시 대상체의 전도모멘트로 인해 변형되지 않고 견뎌낼 수 있는 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서 지진이 발생하게 되면 대상체가 흔들리게 되고, 이때 상기 스틸볼(30)의 구름 운동을 통해 상기 탑베이스(20)가 대상체와 함께 흔들리면서 지진의 진동이 대상체로 전파되는 것을 방지하게 된다. 지진이 멈추게 되면 상기 탑베이스(20) 및 이에 받쳐진 대상체의 자중에 의해 상기 스틸볼(30)이 상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11) 중심 영역으로 구름 운동을 하면서 이동함에 따라 상기 탑베이스(20) 및 이에 받쳐진 대상체가 원래의 위치로 자동 복귀된다.

탑 및 바텀 프리벤션수단(40, 50)은

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이,

상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11)과 상기 탑베이스(20)의 탑안착홈(21) 각각의 내로 상기 탑 및 바텀 프리벤션수단(40, 50)이 형성되는데,

우선, 상기 바텀프리벤션수단(40)은

상단이 상기 바텀플랜지(13)의 상부면에 안착되면서 하단이 상기 바텀공간부(14)에 삽입되어 상기 바텀플랜지(13)를 에워 감싸는 형태로 배치되는 바텀씰바디(41), 그리고

상기 바텀씰바디(41)의 상단을 따라 상방 돌출되게 형성되는 바텀펜스(42)

를 포함하는 메커니컬 씰(mechanical seal) 구조로 이루어진다.

이때 도 3에서와 같이, 상기 바텀씰바디(41)의 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제1바텀에어룸(411)이 형성되고, 상기 바텀펜스(42) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제2바텀에어룸(421)이 형성됨으로써, 외부로부터의 충격 시 충격을 완충시켜 줌은 물론, 상기 바텀씰바디(41)와 상기 바텀펜스(42)에 대한 형태 유지에 도움을 주며, 상기 바텀씰바디(41)가 안정적으로 상기 바텀플랜지(13)에 삽입 고정되는 데에도 도움을 준다.

이어서 도 3에서와 같이, 상기 바텀씰바디(41)에서 상기 바텀플랜지(13)와 접하는 영역에 상기 바텀씰바디(41)의 삽입 반대 방향으로 경사진 둘 이상의 돌기형 바텀스토퍼(412)가 형성되는데, 이러한 바텀스토퍼(412)는 상기 바텀플랜지(13)와 상기 바텀공간부(14)로의 삽입은 용이하되 삽입 반대 방향으로의 움직임이 어려운 구조로서, 이를 통해 상기 바텀씰바디(41)에 대한 고정 결합력을 높일 수 있다.

그리고 상기 탑프리벤션수단(50)은

하단이 상기 탑플랜지(23)의 하부면에 안착되면서 상단이 상기 탑공간부(24)에 삽입되어 상기 탑플랜지(23)를 에워 감싸는 형태로 배치되는 탑씰바디(51), 그리고

상기 탑씰바디(51)의 상단을 따라 하방 돌출되게 형성되는 탑펜스(52)

를 포함하고, 상기 바텀프리벤션수단(50)과 상하로 대향되는 메커니컬 씰(mechanical seal) 구조로 이루어진다.

결국 상기 탑펜스(52)와 상기 바텀펜스(42)가 상하로 서로 마주하면서 인접하게 배치됨에 따라 둘 간의 미세틈새가 형성되는데, 이 미세틈새는 지진 발생 시 상기 탑펜스(52)와 상기 바텀펜스(42) 간의 간섭을 최소화시켜 상기 탑베이스(20)에 대한 상대 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 기능을 하게 된다.

그리고 도 3에서와 같이, 상기 탑씰바디(51) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제1탑에어룸(511)이 형성되고, 상기 탑펜스(52) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제2탑에어룸(521)이 형성됨으로써, 외부로부터의 충격 시 충격을 완충시켜 줌은 물론, 상기 탑씰바디(51)와 상기 탑펜스(52)에 대한 형태 유지에 도움을 주며, 상기 탑씰바디(51)가 안정적으로 상기 탑플랜지(23)에 삽입 고정되는 데에도 도움을 준다.

이어서 도 3에서와 같이, 상기 탑씰바디(51)에서 상기 탑플랜지(23)와 접하는 영역에 상기 탑씰바디(51)의 삽입 반대 방향으로 경사진 둘 이상의 돌기형 탑스토퍼(512)가 형성되는데, 이러한 탑스토퍼(512)는 상기 탑플랜지(23)와 상기 탑공간부(24)로의 삽입은 용이하되 삽입 반대 방향으로의 움직임이 어려운 구조로서, 이를 통해 상기 탑씰바디(51)에 대한 고정 결합력을 높일 수 있다.

이어서 도 6에서와 같이, 상기 바텀프리벤션수단(40)은 상기 바텀펜스(42)의 상단 둘레를 따라 장착되는 바텀브러시(43)를 더 포함하고, 상기 탑프리벤션수단(50)은 상기 탑펜스(52)의 하단 둘레를 따라 장착되어 상기 바텀브러시(43)와 접하게 되는 탑브러시(53)를 더 포함한다. 결국 상기 바텀펜스(42)와 상기 탑펜스(52) 사이의 미세틈새 조차 없앨 수 있도록 서로 접하는 상기 바텀브러시(43)와 상기 탑브러시(53)가 구비됨으로써 상기 탑베이스(20)에 대한 상대 이동은 원활하게 이루어지면서 상기 바텀안착홈(11)과 상기 탑안착홈(21) 내로의 외부 이물질 유입에 대한 차단 성능을 더 향상시킬 수 있다.

상기 바텀브러시(43)의 단부 단면적(斷面的)과 상기 바텀펜스(42)의 상단 단면공간 각각은 도브테일(dovetail) 형상을 가짐으로써 상기 바텀펜스(42)에 상기 바텀브러시(43)가 슬라이딩 형태로 삽입되어 상기 바텀펜스(42)의 둘레를 따라 상기 바텀브러시(43)가 원형을 이루며 배치된다.

마찬가지로, 상기 탑브러시(53)의 단면적과 상기 탑펜스(52)의 하단 단면공간 각각은 도브테일 형상을 가짐으로써 상기 탑펜스(52)에 상기 탑브러시(53)가 슬라이딩 형태로 삽입되어 상기 탑펜스(52)의 둘레를 따라 상기 탑브러시(53)가 원형을 이루며 배치된다.

이어서 도 7에서와 같이, 상기 바텀펜스(42)와 상기 탑펜스(52) 각각의 내에 형성된 제2바텀에어룸(421)과 제2탑에어룸(521)에는 이들의 바닥면에 양단이 연결되어 볼록한 형태로 이루어져 해당 에어룸을 상하로 구획하게 되는 격막(D1)이 형성되고, 격막(D1)에 의해 구획된 상부 측 에어룸에는 형광물질(D2)이 채워지고 하부 측 에어룸에는 압력 발생용 액체(D3)가 채워진다.

이때 압력 발생용 액체(D3)로는 일반적인 물이 사용될 수 있으며, 알코올이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자 졸(sol) 및 젤(gel) 등 다양한 액상 물질이 사용될 수 있다. 또한, 압력 발생용 액체(D3)로는 버블의 생성 시 잔여 버블의 최소화를 위해 가스 제거된 (degassed) 액체를 사용함이 바람직하다. 또한, 압력 발생용 액체(D3)로 순수(純水)에 전해질(소금 등)을 첨가하게 되면 분자들이 이온화되어 액체의 분자 구조 붕괴에 필요한 에너지가 작아지므로 더 좋은 효율로 버블을 형성할 수 있어서, 더욱 바람직하다.

결국 드라이어 등의 고온 발생장치를 이용하여 압력 발생용 액체(D3)에 고온을 전달하게 되면, 압력 발생용 액체(D3)가 팽창하게 되면서 발생하는 압력에 의해 상기 격막(D1)이 밀리게 되면서 상기 바텀펜스(42)와 상기 탑펜스(52)에 발생한 손상 부위 등으로 형광물질(D2)이 새어나오게 되고, 이렇게 새어나온 형광물질(D2)을 육안으로 확인하여 누수 부위를 찾을 수 있으며, 이를 통해 바텀 및 탑 프리벤션수단(40, 50)을 교체하거나 수리할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치는 시트(60)를 더 포함하는데,

상기 시트(60)는

도 4에 도시된 바와 같이,

상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11)과 상기 탑베이스(20)의 탑안착홈(21) 각각에는 마찰저감 및 충격완화를 위한 PTFE(Polytetrafluoroethylene, 폴리테트라 플루오로에틸렌, 일명 테프론이라고 함) 재질로 이루어진다.

이때 PTFE는 내약품성이 상당히 우수하여 대부분의 케미컬에 견딜 수 있으며, 내열성 및 전기 절연성 등이 우수한 특징을 가지고 있어서 개스킷 용도로 사용할 수 있고, 사용 온도 범위가 ??260도 ~ 260도로 극저온과 고온에서도 사용이 가능하며, 단시간 사용의 경우 300도 에서도 견딜 수 있고, 특히 0.5 ~ 0.20 의 마찰계수를 가짐에 따라 모든 고체 중에서 가장 작은 마찰 계수를 나타낸다.

이러한 상기 시트(60)는 상기 바텀안착홈(11)과 상기 탑안착홈(21) 각각의 표면 전부(全部)를 감싸는 형태로 접착제 등에 의해 고정 부착되는 필름 형태이거나, 또는 광중합에 의해 고정 부착되는 코팅층 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치는

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이,

상기 단위체(U)가 둘 이상이 구비된 상태에서 커넥팅수단(70)에 의해 각 단위체(U)가 상호 연결됨에 따라 하나의 집합체(A)를 이루게 된다.

이때 상기 커넥팅수단(70)은 좌우 또는 전후 나란히 놓인 두 단위체(U)를 상호 연결하기 위하여 두 단위체(U)의 바텀베이스(10)의 하부면에 볼팅 결합되는 바텀플레이트(71)와, 두 단위체(U)의 탑베이스(20)의 상부면에 볼팅 결합되는 탑플레이트(72)와, 두 단위체(U)의 바텀베이스(10) 전후 측면에 볼팅 결합되는 바텀사이드플레이트(73)와, 두 단위체(U)의 탑베이스(20) 전후 측면에 볼팅 결합되는 탑사이드플레이트(74)로 이루어진다. 이때 각 플레이트의 길이는 적재되는 대상체의 크기나 중량 등을 고려하여 선택 결정할 수 있다.

이어서 상기 커넥팅수단(70)은 네 개의 단위체(U)가 사각을 이루는 형태로 집합체(A)를 이루게 될 때에는 두 단위체(U)와 두 단위체(U) 각각의 바텀베이스(10) 좌우 측면에 볼팅 결합되는 바텀서브사이드플레이트(75)와, 각각의 탑베이스(20) 좌우 측면에 볼팅 결합되는 탑서브사이드플레이트(76)를 더 포함한다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 바텀베이스
11 : 바텀안착홈
12 : 바텀리세스
121 : 바텀슬로프
13 : 바텀플랜지
14 : 바텀공간부
15 : 바텀인서트홈
20 : 탑베이스
21 : 탑안착홈
22 : 탑리세스
221 : 탑슬로프
23 : 탑플랜지
24 : 탑공간부
25 : 탑인서트홈
30 : 스틸볼
40 : 바텀프리벤션수단
41 : 바텀씰바디
411 : 제1바텀에어룸
412 : 바텀스토퍼
413 : 바텀스커트
42 : 바텀펜스
421 : 제2바텀에어룸
43 : 바텀브러시
50 : 탑프리벤션수단
51 : 탑씰바디
511 : 제1탑에어룸
512 : 탑스토퍼
513 : 탑스커트
52 : 탑펜스
521 : 제2탑에어룸
53 : 탑브러시
60 : 시트
70 : 커넥팅수단
71 : 바텀플레이트
72 : 탑플레이트
73 : 바텀사이드플레이트
74 : 탑사이드플레이트
75 : 바텀서브사이드플레이트
76 : 탑서브사이드플레이트
U : 단위체
A : 집합체

Claims (5)

1. 상부면에 중심을 향해 경사진 형태의 바텀안착홈(11)을 갖는 사각의 바텀베이스(10);
   상기 바텀베이스(10) 상부 측에 이격 배치되어 서로 마주하고, 하부면에 중심을 향해 경사지면서 상기 바텀안착홈(11)과 상호 대향되는 형태의 탑안착홈(21)을 갖는 사각의 탑베이스(20);
   상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11)과 상기 탑베이스(20)의 탑안착홈(21) 각각에 안착되게 이들 사이에 개재(介在)되는 스틸볼(30); 및
   상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11)과 상기 탑베이스(20)의 탑안착홈(21) 각각의 내로 바텀 및 탑 프리벤션수단(40, 50);을 포함하는 단위체(U)로 이루어지되,
   상기 바텀베이스(10)에는 상기 바텀안착홈(11)의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 형성되는 바텀리세스(12)와, 상기 바텀안착홈(11)의 외측 단부를 따라 상기 바텀리세스(12) 측으로 돌출되게 형성되는 바텀플랜지(13)와, 상기 바텀플랜지(13)와 상기 바텀리세스(12) 사이에 형성되는 바텀공간부(14)가 더 구비되고,
   상기 탑베이스(20)에는 상기 탑안착홈(21)의 주변 둘레를 따라 상방 요입되게 형성되는 탑리세스(22)와, 상기 탑안착홈(21)의 외측 단부를 따라 상기 탑리세스(22) 측으로 돌출되게 형성되는 탑플랜지(23)와, 상기 탑플랜지(23)와 상기 탑리세스(22) 사이에 형성되는 탑공간부(24)가 더 구비되며,
   상기 바텀프리벤션수단(40)은 상단이 상기 바텀플랜지(13)의 상부면에 안착되면서 하단이 상기 바텀공간부(14)에 삽입되어 상기 바텀플랜지(13)를 에워 감싸는 형태로 배치되는 바텀씰바디(41)와, 상기 바텀씰바디(41)의 상단을 따라 상방 돌출되게 형성되는 바텀펜스(42)로 이루어지고,
   상기 탑프리벤션수단(50)은 하단이 상기 탑플랜지(23)의 하부면에 안착되면서 상단이 상기 탑공간부(24)에 삽입되어 상기 탑플랜지(23)를 에워 감싸는 형태로 배치되는 탑씰바디(51)와, 상기 탑씰바디(51)의 상단을 따라 하방 돌출되게 형성되는 탑펜스(52)로 이루어지며,
   상기 바텀베이스(10)의 바텀안착홈(11)과 상기 탑베이스(20)의 탑안착홈(21) 각각에는 마찰저감 및 충격완화를 위한 PTFE(Polytetrafluoroethylene, 폴리테트라 플루오로에틸렌) 재질의 시트(60)가 구비되어 있고,
   상기 바텀베이스(10)에는 상기 바텀리세스(12)의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 바텀인서트홈(15)이 형성되고, 상기 바텀씰바디(41)의 중단 둘레를 따라 연장되어 단부가 상기 바텀인서트홈(15)에 삽입되는 바텀스커트(413)가 형성됨으로써, 상기 바텀리세스(12)를 외부로부터 차단하게 되며,
   상기 탑베이스(20)에는 상기 탑리세스(22)의 주변 둘레를 따라 하방 요입되게 탑인서트홈(25)이 형성되고, 상기 탑씰바디(51)의 중단 둘레를 따라 연장되어 단부가 상기 탑인서트홈(25)에 삽입되는 탑스커트(513)가 형성됨으로써, 상기 탑리세스(22)를 외부로터 차단하게 되며,
   상기 바텀프리벤션수단(40)은 상기 바텀펜스(42)의 상단 둘레를 따라 장착되는 바텀브러시(43)를 더 포함하고,
   상기 탑프리벤션수단(50)은 상기 탑펜스(52)의 하단 둘레를 따라 장착되어 상기 바텀브러시(43)와 접하게 되는 탑브러시(53)를 더 포함하며,
   상기 단위체(U)가 둘 이상이 구비된 상태에서 커넥팅수단(70)에 의해 각 단위체(U)가 상호 연결됨에 따라 하나의 집합체(A)를 이루게 되는 것을 특징으로 하는 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 바텀씰바디(41) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제1바텀에어룸(411)이 형성되고,
   상기 탑씰바디(51) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제1탑에어룸(511)이 형성되며,
   상기 바텀펜스(42) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제2바텀에어룸(421)이 형성되고,
   상기 탑펜스(52) 내부에는 밀폐형 공기층을 갖는 제2탑에어룸(521)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 바텀씰바디(41)에서 상기 바텀플랜지(13)와 접하는 영역에 상기 바텀씰바디(41)의 삽입 반대 방향으로 경사진 둘 이상의 돌기형 바텀스토퍼(412)가 형성되고,
   상기 탑씰바디(51)에서 상기 탑플랜지(23)와 접하는 영역에 상기 탑씰바디(51)의 삽입 반대 방향으로 경사진 둘 이상의 돌기형 탑스토퍼(512)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 메카니컬씰을 갖는 내구성 강화형 면진장치.
   
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