KR200227396Y1 - 스팀용 로터리 죠인트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스팀을 사용하는 기계에 있어서, 기계 부품 중 회전 구동을 하는 회전축에 대해 축설, 결합되어 스팀 유입구로부터 고압, 고속으로 유입된 스팀을 회전 구동을 유지하고 있는 회전 중공관을 통해, 기계 내부에 분사시켜 주는 역할을 하는 로터리 죠인트로, 케이스의 내부에 관의 외측면에 돌출부위를 둔, 회전 중공관을 삽입시켜, 이 돌출부위의 후면부에 있는 래핑연마면을 1차 카본 베어링의 전면부와 접촉하여, 중공관이 회전하는데 있어서, 그 회전을 유지하며 중공관을 지지하도록 하며, 이 베어링의 후면부에 스프링의 두어, 그 탄성력에 의해 베어링을 축방향으로 밀어 줌으로써 그 베어링이 회전 중공관과 밀착하도록 하고, 회전 중공관의 돌출부위의 전면부에 2차 카본 베어링을 회전 중공관의 외측에 축상으로 삽입하여 결합시키며, 2차 카본 베어링 외주면에 홈을 파서 오링을 삽입함으로써, 회전 중공관의 외측명에 대해 축상으로 그 베어링의 요동과 베어링의 불필요한 회전을 방지하며, 2차 카본 베어링이 접촉되는 케이스 내벽 간의 틈에 대해 스팀이 누출되지 않도록 기밀을 유지할 수 있도록 하며, 덮개의 내측면에 보조지지 카본 베어링을 삽입함으로써 회전 구동을 하는 회전 중공관을 1차, 2차 카본 베어링과 동시에 동일 축상에 대하여 지지하여 회전시 편심 회전을 방지하도록 하는 장치에 관한 것이다.

Description

스팀용 로터리 죠인트{Rotary joint using with steam}

본 고안은 스팀을 사용하는 기계에 있어서, 기계 부품 중 회전 구동을 하는 회전축에 대해 축설, 결합되어 장치 내에 마련된 스팀 유입구로부터 고온 고압으로 유입된 스팀을 기계의 회전 구동에 대하여, 그 축과 동일 선상으로 회전을 할 수 있는 중공관을 두어, 그 중공관을 통해 스팀을 기계 내부로 분사시켜 주는 역할을 하는 로터리 죠인트에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 로터리 죠인트는 도8에서 보는 바와 같이 케이스(100) 내에 기계의 회전축에 대해 축설, 결합되어 회전 구동을 하는 회전 중공관(103)이 삽입되며, 그 회전 중공관의 외측면에 돌출 부위(105)를 두어 이 부위의 후면부에 래팽 연마면을 두어 그 연마면이 카본 베어링(102)의 전면부와 접촉하여 지지함으로써 회전하는 회전 중공축관(103)의 회전 구동을 유지하며, 회전 중공관을 축방향으로 지지할 수 있도록 하며, 카본 베어링(102)은 그 후면부에 스프링(101)을 결합시켜 스프링(101)의 탄성력에 의해 카본 베어링(102)을 축방향으로 밀어 회전 중공관(103)과 밀착 될 수 있도록 하며, 회전 중공관의 돌출 부위 전면부에도 회전 중공관의 외측면에 축상으로 보조 카본 베어링(104)을 삽입시켜, 케이스(100)에 덮개(106)를 결합시, 그 덮개가 회전 중공관의 돌출부위 전면부에 직접 접촉하지 않도록 하며, 덮개(106)는 그 후면부에 있는 플랜지(107)가 케이스의 전면부에 있는 플랜지(107')를 동일 축선상에 정렬되도록 하여, 양 플랜지에 있는 나사산이 파여진 홈을 동일 축으로 정렬시켜 결합 후, 양측의 나사산을 통해 볼트 등으로 결속할 수 있도록 하였다.

이러한 로터리 죠인트는 케이스에 있는 스팀 유입구(a')를 통해 고속, 고압의 스팀을 유입시켜 회전 중공관을 통해 스팀 분사구(b')로 분사시켜 기계 내로 유입시키며 응축된 수증기는 로터리 죠인트의 내부를 통과하여 케이스 말단부에 마련된 사이픈관 유출구(c')를 통해 제공되어 있는 사이픈관을 통해 유출되는 구조로 되어 있다.

그러나, 기계의 회전축에 대해, 그 회전축과 동일한 회전구동을 회전 중공관이 회전을 유지하도록 하고, 고온 고압의 스팀을 통과시켜야 하는 로터리 죠인트는 고압의 스팀이, 그 압력으로 인해 회전하는 중공관(103)의 외측면에 축상으로 접속되어 있는 보조 카본 베어링(104)과 케이스(100)의 내벽간에 접촉하는 부위에 대해, 베어링의 불필요한 회전에 의해 이격되어 틈이 발생되며, 이 틈으로 스팀이 유출 되기 쉬우며, 회전 중공관(103)이 기계의 회전축에 의해 축상으로 밀리는 경우에 의해, 중공관이 이격되어, 이 이격된 회전 중공관의 외측면을 따라 보조 카본 베어링이 축상으로 요동하게 되어, 케이스 내부와 보조지지 카본 베어링(104) 간의 틈을 더욱 이격시켜, 스팀의 누출을 가속시켜 장치의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 축의 회전 구동에 대해 축을 축상에 대해 편심 회전을 하지 않도록 지지해주는 추가 장치가 마련되지 않아 회전 중공관(103)이 편심 회전을 하는 경우가 발생하게 되는데, 이 경우의 편심 회전으로 카본 베어링(102)과 보조 카본 베어링(104)에 무리가 발생되어 베어링의 편마모 및 파손을 야기 시키는 문제점이 있다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로, 회전 중공관(5)의 외측면에 있는 돌출부위(13)의 전면부에 2차 카본 베어링을 축상으로 회전 중공관(5)의 외측면에 삽입시키며, 그 2차 카본 베어링의 외주면에 내열성과 내구성이 강한 오링이 삽입될 수 있는 홈을 파서 오링(7)을 삽입하여, 그 오링이 삽입된 2차 카본 베어링을 케이스(1) 내에 삽입 시, 그 오링(7)은 케이스 내벽에 밀착되어 2차 카본 베어링(6)의 위치를 고정하고, 2차 카본 베어링이 회전 중공관(5)의 외측면에 대해 불필요한 미끄럼 회전을 하여, 발생될 수 있는 틈을 오링(7)을 통해 막음으로써 스팀이 유출되는 것을 방지하여 장치의 효율을 향상시키고, 덮개(8) 내에 보조지지 카본 베어링(9)을 삽입함으로써 1차 카본 베어링(4), 2차 카본 베어링(6)과 동시에 회전 중공관(5)을 동일 축상에 대해 지지함으로써, 회전 중공관의 편심 회전을 방지하여, 그 편심 회전에 의해 발생될 수 있는 1차 카본 베어링(4)과 2차 카본 베어링(6)에 야기되는 케이스 내벽과 베어링의 접촉부간, 또 회전 중공관과 베어링의 접촉부간에 발생될 수 있는 부담을 감소시킴으로써 장치의 경제성의 향상 및 수명 연장을 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도1은 본 고안의 전체 사시도

도2는 본 고안의 구성 부품 및 결합 순서에 대한 전체 사시도

도3은 케이스 내 삽입 부품의 부분 사시도 및 단면 사시도

도4는 회전 중공관과 결합 부품의 부분 사시도

도5는 덮개와 결합 부품의 부분 사시도 및 단면 사시도

도6은 본 고안의 전체 단면 사시도

도7은 본 고안에 의한 작업 상태도

도8은 종래의 로터리 죠인트 사시도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1. 케이스 10. 스냅키

2. 스프링 11. 6각 렌치 볼트

3. 시트 12. 카본 베어링 접촉부 래핑 연마면

4. 1차 카본 베어링 13. 회전 중공축 돌출부

5. 회전 중공관 14. 플랜지

6. 2차 카본 베어링 15. 스냅키 삽입홈

7. 오링 16. 보조지지 카본 베어링 삽입홈

8. 덮개 17. 케이스 회전 방지용 지지부

9. 보조지지 카본 베어링 18. 오링 삽입홈

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

도1은 본 고안의 전체 사시도이고, 도2는 본 고안의 구성 부품 및 부품의 조립 순서를 보여주는 전체 사시도이다.

케이스(1) 내로 스프링(2), 시트(3), 1차 카본 베어링(4), 회전 중공관(5)이 제시된 순서대로 삽입되며, 삽입된 회전 중공관(5)에는 2차 카본 베어링(6)이 회전 중공관의 외측면에 마련되어 있는 돌출부(13)의 전면부에 접촉되도록 회전 중공관의 외측면에 축상으로 삽입되어 있으며, 2차 카본 베어링에는 오링(7)이 삽입될 수 있는 홈이 파여져 있다. 그리고, 덮개(8) 내로는 오링(7'), 보조 지지카본 베어링(9), 스냅키(10)가 이 순서대로 삽입되며, 케이스와 덮개는 각각의 플랜지(14)(14')에 제공된 나사홈을 통하여, 볼트 및 랜치 볼트(11)로 결속시킬 수 있도록 한다.

도3은 케이스 내로 삽입된 부품들만을 확대 제시한 부분 사시도 및 단면 사시도로, 케이스(1)는 (B)에서 보는 바와 같이 하단에 다른 스팀 유입용 중공관이나 파이프등을 결속이 가능하도록 하는, 내 측면에 나사산이 깎여진 스팀 유입구(a)와 스팀이 응축된 물이 통과하는 사이픈관이 장치 내를 통과하여 외부로 유출될 수 있도록 하는 사이픈관 유출구(c)가 있으며, 그 외면으로 엘보 등의 기구를 결속할 수 있도록 나사산이 깎여져 있다. 또, 회전 중공관(5)의 회전에 의해 케이스(1)가 축에 대해 회전을 하지 않도록, 케이스 상부에 회전 방지용 지지부(17)가 돌출 되어 있어, 이를 돌출부에 마련된 구멍이나 돌출부를 직접 타 구조물에 지지시킴으로써 축상에 대한 회전을 방지하도록 한다. 케이스 내로 스프링(2)이 제일 먼저 삽입되며, 이 스프링(2)의 전면부에는 시트(3)를 삽입하며, 이 시트(3)를 삽입함으로써, 스프링(2)이 그 탄성력에 의해 축방향으로 밀어내는 힘을 시트(3)와 1차 카본 베어링(4)이 면접촉을 하게 함으로써, 균일한 힘으로 베어링을 지지하도록 해주며, 스프링의 탄성을 받아 1차 카본 베어링(4)은 회전 중공관(5)의 돌출부(13)의 후면부에 마련되어 있는 래핑 가공면(12)과 1차 카본 베어링의 전면부는 밀착되어 면접촉을 하고 있으며, 이 면접촉을 통해 회전 중공관(5)은 회전을 유지하도록 하면서 그 회전에 대해 회전 중공관을 축방향으로 지지할 수 있도록 한다.

도4는 회전 중공관(5)과 결합 부품인 2차 카본 베어링(6)과 오링(7)을 나타낸 부분 사시도로써 (A)는 회전 중공관(5)과 2차 카본 베어링(7)과 오링(7)을 나열해 제시한 것이고, (B)는 회전 중공관(5)에 오링(7)이 삽입된 2차 카본 베어링(6)이 결합되어 있는 것을 나타낸다.

회전 중공관(5)은 전면부에 기계의 회전축에 축설되어 있는 장치와 결속이 가능하게 하도록 나사산이 깎여져 있으며, 외전 중공관의 외면에 있는 돌출부(13)의 전면부는 둥근 형상으로 가공하여, 2차 카본 베어링과의 접촉시에 접촉면을 작게 하여, 마찰을 줄이기 위함이며, 그 돌출부의 전면에 2차 카본 베어링(6)을 회전 중공관(5)의 외측면에 축상으로 삽입시켜 베어링의 돌출부(13)의 전면부에 접촉하도록 삽입하며, 그 2차 카본 베어링(6)의 외주면에는 오링(7)이 삽입될 수 있는 홈을 파서, 오링(7)을 삽입시키되, 이 오링은 고온 고압의 스팀에 견딜 수 있도록 내열성, 내구성이 강한 재질을 사용한다.

도5는 덮개(8)와 결합 부품인 보조지지 카본 베어링(9)과 스냅키(10), 오링(7')을 나타낸 부분 사시도 및 단면도로써 오링(7')은 덮개 전면부에 나있는 홈(18)에 삽입되고, 덮개(8)는 보조지지 카본 베어링(9)은 회전 중공관의 회전시 1차, 2차 카본 베어링(6)과 동시에 회전 중공관(5)을 동일 축상에서 중공관의 다른 부분들을 동시 지지하여, 회전 중공관(5)의 편심 회전을 방지하도록 하며, 이 보조지지 카본 베어링(9)이 덮개와 동일 축상으로 삽입될 수 있도록 삽입부(16)가 제공되어 있으며, 보조지지 카본 베어링의 이탈을 방지하기 위한 스냅키(10)가 보조지지 카본 베어링의 전면부에 마련된 덮개 내부에 나있는 홈(15)에 삽입되어 고정된다.

도6은 본 고안의 전체 단면 사시도로써 케이스(1) 내에 삽입된 스프링(2)과 스프링 전면에 삽입되어 있는 시트(3)와 이 시트의 전면부에 1차 카본 베어링(4)이 그 후면부와 면접촉을 하고 있으며, 1차 카본 베어링(4)은 그 전면에 회전 중공관(5)의 래핑 가공면(12)과 접촉하고 있으며, 그 베어링의 내측면은 회전 중공관의 돌출부위부터 그 하단에 대해, 중공관의 외측면과 면접촉을 하며, 1차 카본 베어링(4)의 외측면은 케이스(1)의 내부에 접촉하고 있다. 중공관의 돌출부위(13) 전면은 2차 카본 베어링이 후면부와 적은 면적으로 접촉하고 있으며, 그 2차 카본 베어링의 외주면에 파여 있는 홈에 오링(7)이 삽입되어 있으며, 이 오링은 2차 카본 베어링(6)과 케이스(1) 내면간에 발생되는 틈에 대해 기밀을 유지함과 동시에, 2차 카본 베어링(6)과 케이스(1)의 내부에 2차 카본 베어링이 고정되지 않아 발생되는, 즉 중공관의 외측면을 따라, 축상의 요동과 중공관의 회전에 따른 불필요한 회전을 방지하여, 2카본 베어링과 케이스 내면간으로 스팀이 누출되는 것을 방지하며, 그 2차 카본 베어링(6)은 덮개(8)의 후면부와 접촉하고 있으며, 이 덮개(8)와 케이스(1)의 결합은 덮개를 케이스와 동일 축상에 정열 시키고, 케이스의 플랜지(14')와 덮개의 플랜지(14)에 나있는 나사산이 파여진 홈을 동일 축상으로 정열시켜, 결합시킨 후, 볼트나 랜치 볼트(11) 등을 그 홈에 삽입시켜 조여 결속시킨다. 이 덮개의 전면에는 오링(7')이 삽입 될 수 있는 홈을 파서 오링이 삽입되고, 덮개 내에 나있는 홈을 통해 보조지지 카본 베어링이 삽입되고, 이 베어링은 이탈 방지를 위해 스냅키 삽입홈에 스냅키를 삽입시킴으로써 그 위치를 고정시킨다. 그 덮개 내에 마련된 보조지지 카본 베어링은 1차 카본 베어링과 2차 카본 베어링과 동일 축상에 대해, 동시에 회전하는 회전 중공관을 지지함으로써 회전관의 편심 회전을 방지하는 역할을 제공한다.

이상과 같은 구성에 의한 본 고안의 작용은 도 7을 통해 설명한다.

도7은 본 고안의 장치 내에 사이픈관이 삽입되어 있는 것을 나타낸 전체 단면도로써, 스팀은 스팀 유입구(a)를 통해 고온, 고압, 고속으로 유입되며, 유입된 스팀은 회전 구동을 유지하고 있는 회전 중공관을 지나서 회전 중공관의 전면부인 스팀 분사구(b)를 통해 기계 내부로 분사되며, 기계 내부에서 스팀은 응축되어 사이픈관 유출구(c)를 통해 외부로 연결된 사이픈관을 통해 유출된다.

이와 같은 작용에 대해 본 고안은 전기한 바와 같은 구성으로 2차 카본 베어링과 케이스의 내벽의 접촉 부위간에 발생되는 틈을 2차 카본 베어링에 삽입된 오링을 통해 막음으로써 기밀을 기하고, 2차 카본 베어링은 케이스의 내면에 대해, 오링을 통해 지지하여, 그 위치를 고정시켜 스팀의 누출을 방지함과 동시에 회전 중공관의 편심 회전을 동일 축상에서 1차, 2차 카본 베어링과 덮개 내에 삽입되어 있는 보조지지 카본 베어링이 동시에 회전 중공관을 지지하여 방지함으로써 효율을 향상시키며, 경제성의 향상과 수명 연장의 효과를 갖게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 스팀을 사용하는 기계에 있어서, 고온 고압의 특성을 가지는 스팀을 회전 구동을 하는 회전부위에 원활하게 분사시키기 위한 로터리 죠인트에서, 본체 내부의 기밀 유지를 통해 유출되는 스팀을 최소화시키고, 축의 회전 구동에 대한 특성상 야기 될 수 있는 편심 회전을 최소화시키는 것이 장치의 효율을 높이는데 가장 중요한 요인으로 작용되는데 있어서, 본 고안은 2차 카본 베어링의 외주면에 오링이 삽입될 수 있는 홈을 파서 오링을 삽입시킴으로써 2차 카본 베어링과 그 베어링과 접촉하는 케이스 내면에 발생할 수 있는 틈에 대해 기밀을 기하여, 스팀이 누출되지 않게 하며, 케이스 내면과 접촉하고 있는 오링으로 인해 2차 카본 베어링은 그 위치를 고정시킬 수 있어, 회전 중공관의 외측면을 따른 축상의 요동과 회전 중공관의 회전에 의한 불필요한 회전을 방지하여, 2차 카본 베어링의 요동과 회전에 따른 스팀의 누출에 대한 방지 효과를 더욱 향상시키며, 덮개 내에 삽입된 보조지지 카본 베어링은 1차, 2차 카본 베어링과 동시에 동일 축상에서 회전 중공관의 각각 다른 부위를 지지함으로써 회전 중공관의 편심 회전을 방지하여 장치의 경제성을 높임과 동시에 수명 연장의 효과를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 케이스(1)의 내부에 스프링(2)이 삽입되고, 그 스프링 전면부에 시트(3)가 삽입되며, 이 시트(3)는 1차 카본 베어링(4)의 후면부와 면접촉을 하며, 1차 카본 베어링(4)의 전면부는 동일 축상에 대해 회전 중공관(5)의 래핑 연마면(12)과 접촉 할 수 있도록 회전 중공관의 외측면을 따라, 그 일축 하단에 삽입시키고, 회전 중공관(5)의 돌출 부위(13) 상단에 2차 카본 베어링(6)이 접촉 될 수 있도록, 회전 중공관(5)의 외측면에 축상으로 2차 카본 베어링(6)을 삽입시키며, 이 회전 중공관(5)을 케이스(1)의 내부에 삽입시키고, 케이스(1)와 덮개(8)의 결합은 케이스(1)에 덮개(8)를 동일 축선상에 정열시키고, 케이스(1)에 있는 플랜지(14')와 덮개(8)에 있는 플랜지(14)에 나사산이 깎여진 홈을 동일 축상에 정열시켜, 양 플랜지를 결합 후 볼트나 렌치 볼트 등으로 결속시키는데 있어서,

   그 2차 카본 베어링(6)의 외주면에 오링(7)이 삽입될 수 있는 홈을 파서, 오링(7)을 삽입시키고, 오링(7)이 삽입된 2차 카본 베어링(6)을 케이스(1)의 내부로 삽입하여 2차 카본 베어링(6)과 케이스(1) 내벽간에 오링(7)에 의해 기밀이 이루어지도록 하며, 덮개(8) 내부에 보조지지 카본 베어링(9)이 들어 갈 수 있는 홈(16)을 두어, 그 홈에 보조지지 카본 베어링(9)을 삽입시키며, 그 보조지지 카본 베어링은 덮개 내부에 있는 홈(15)에 스냅키(10)를 삽입시킴으로써 보조지지 카본 베어링(9)을 삽입 홈에 대해 이탈되는 것을 방지하도록 하며, 그 보조지지 카본 베어링(9)은 1차 카본 베어링(4)과 2차 카본 베어링(6)과 함께 회전 중공관을 동일 축상에서 지지하여, 회전 중공관의 편심 회전을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 스팀용 로터리 죠인트.