KR200494989Y1

KR200494989Y1 - 고압 lng 펌프 샤프트의 로킹 디바이스

Info

Publication number: KR200494989Y1
Application number: KR2020200003101U
Authority: KR
Inventors: 정병철; 문형철; 최진; 서현석; 최선환; 이재혁
Original assignee: 주식회사 한국가스기술공사; 한국가스공사
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-02-14

Abstract

본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스에 관한 것이다.
본 고안은 이를 위해 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)에 중앙에 펌프의 샤프트(200)가 체결되고, 펌프에 긴밀하면서도 편리하게 장착될 수 있도록 서포트 해주는 플랜지(110); 상기 플랜지(110)에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트(200)가 체결되는 베이스(120); 및 상기 베이스(120)에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트(200)가 체결되고 상단에는 헤드(130);가 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 로킹 디바이스의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스{Locking device for high pressure LNG pump shaft}

본 고안의 실시예는 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 로킹 디바이스의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 고압 LNG 펌프(Pump)는 LNG 탱크(Tank)로부터 이송된 저압의 LNG를 고압으로 승압시키는 기기로서 모터의 타입에 따라 외부모터식 펌프(Pump)와 잠액식 펌프(Pump)로 구분된다.

그 중 외부모터식 펌프(Pump)는 모터가 외부로 노출된 형태로서 여기서는 DAVID BRWON 社에서 제작된 외부모터식 고압 LNG 펌프에 대해 설명하기로 한다.

천연가스 생산기지에서 사용되는 고압 LNG 펌프(Pump)는 -162℃의 초저온상태인 액화천연가스를(LNG) 승압 하는데 사용되므로, 저온에 적합한 재질로 제작된다.

다음은 메카니컬 씰(Mechanical Seal)에 관한 대표적인 종래기술이다.

한국 특허출원 제10-2013-0121211호는 "메카니컬 씰" (공고일자 : 2014.03.06)에 관한 것으로서, Mechanical Seal은 면 접촉식 밀봉장치로, 샤프트와 함께 회전하는 회전자와 하우징에 고정된 고정자를 밀착시켜 유체의 누출을 방지한다.

상기 회전자와 고정자의 접촉면, 즉, Seal면은 마찰이 생겨도 항상 밀착되도록 회전자의 일 단부가 샤프트의 길이방향으로 이동 가능하게 설치되며, 그 뒤쪽에서 탄성부재가 탄성 가압하게 된다.

그런데, Mechanical Seal 정비 시 기존 샤프트 로킹 장치(Shaft Locking)는 기밀이 완전히 이루어 지지 않아 가스가 외부로 누설(Leak)되고, 펌프(Pump) 내부로 수분이 침투하여 초저온(약 -160℃)에서 급냉되어 수분이 얼어 펌프(Pump)에 고착된다.

이 경우 펌프(Pump)를 강제로 운전하려고 할 경우 얼어 고착된 수분에 의해 펌프(Pump) 부품이 손상될 우려가 있다.

덧붙여 설명하면, 종래 샤프트 로킹(Shaft Locking) 장치는 기밀이 완전히 이루어지지 않아 가스가 외부로 누설(Leak)되고, 펌프(Pump) 내부로 수분이 침투할 우려가 있었다.

이렇게 펌프(Pump)로 침투한 수분은 초저온(-162℃)에서 급냉 되어 펌프(Pump)에 고착된다. 이 경우 펌프(Pump) 기동 시 고착된 수분에 의해 펌프(Pump) 부품이 손상될 우려가 있었다.

또한, 펌프는 55kg에 달하는 중량으로 작업자가 작업시 부상의 위험성에 노출되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.

대한민국 등록특허공보 제1370773호(2014. 02. 27)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1910322호(2018. 10. 15)가 등록된바 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스에 플랜지와 베이스 및 헤드가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 고안의 제2목적은 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 O-Ring 및 비석면 가스켓(Gasket)을 장치에 설치하여 샤프트(Shaft)를 통해 외부로 누설(Leak)되는 가스를 차단하고, 내부로 침투하는 수분을 방지하도록 한 것이고, 제4목적은 샤프트(Shaft)를 고정하여 펌프(Pump) 이송 시 임펠러(Impeller)등 부품 손상을 최소화하여 정비 신뢰성을 향상시고 경량화하여 작업자의 부상을 방지하도록 그 구조가 개선된 것이고, 제5목적은 장치의 경량화를 통해 작업자의 손가락 협착, 허리 부상 등을 방지할 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 개선된 Shaft Locking 장치는 펌프(Pump) 기밀을 유지하여 작업의 신뢰도를 높이고 경량화를 통하여 안전한 작업 환경에서 신속하게 정비를 가능하도록 한 것이고, 제7목적은 이로 인해 로킹 디바이스의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스를 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스를 제공하는 것으로, 상기 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스는, 중앙에 펌프의 샤프트가 체결되고, 펌프에 긴밀하면서도 편리하게 장착될 수 있도록 서포트 해주는 플랜지; 상기 플랜지에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트가 체결되는 베이스; 및 상기 베이스에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트가 체결되고 상단에는 모터가 장착되는 헤드;가 포함됨을 특징으로 하는 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스를 제공한다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스에 플랜지와 베이스 및 헤드가 구비되도록 한 것이다.

상기한 기술적 구성에 의한 본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 고안은 O-Ring 및 비석면 가스켓(Gasket)을 장치에 설치하여 샤프트(Shaft)를 통해 외부로 누설(Leak)되는 가스를 차단하고, 내부로 침투하는 수분을 방지하도록 한 것이다.

그리고 본 고안은 샤프트(Shaft)를 고정하여 펌프(Pump) 이송 시 임펠러(Impeller)등 부품 손상을 최소화하여 정비 신뢰성을 향상시고 경량화하여 작업자의 부상을 방지하도록 그 구조가 개선된 것이다.

아울러 본 고안은 장치의 경량화를 통해 작업자의 손가락 협착, 허리 부상 등을 방지할 수 있도록 한 것이다.

더하여 본 고안은 개선된 Shaft Locking 장치는 펌프(Pump) 기밀을 유지하여 작업의 신뢰도를 높이고 경량화를 통하여 안전한 작업 환경에서 신속하게 정비를 가능하도록 한 것이다.

본 고안은 상기한 효과로 인해 로킹 디바이스의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스의 분해 사
시도.
도 2 는 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스의 결합상
태 사시도.
도 3 은 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스의 결합상
태 단면도.
도 4 는 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스의 측면도.
도 5 는 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스가 펌프에
장착된 상태를 보인 실제 제품 사진.

본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스는 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 고안이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

먼저, 본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 고안에 적용된 상기 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)는 다음과 같이 구성된다.

즉, 본 고안은 베이스(120)의 외주면에 조립 설치되고, 펌프에 긴밀하면서도 편리하게 장착될 수 있도록 서포트 해주는 플랜지(110)가 구비된다.

이때 상기 플랜지(110)의 일측에는 펌프에 조립 설치되도록 단턱부(115)가 구비되고, 아울러 이 단턱부에는 펌프에 긴밀히 밀착되어 누설됨을 방지하고, 펌프로 수분 유입을 방지하는 비석면가스켓(101)이 구비됨이 바람직하다.

또한 본 고안은 상기 플랜지(110)에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트(200)가 조립되는 베이스(120)가 구비된다.

그리고 본 고안은 상기 베이스(120)의 일측에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트(200)가 조립되는 헤드(130)가 포함된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스를 제공한다.

이때 상기 디바이스를 헤드와 베이스로 나눈 이유는 좁은 공간에서 조립, 분해가 쉽도독 하기 위함이다.

특히 본 고안에 적용된 플랜지(110)와 베이스(120) 및 헤드(130)는 다음과 같이 구성된다.

즉, 상기 플랜지(110)는 중앙에 샤프트(200)가 끼워지는 구멍(111)과, 이 구멍의 주연부에는 베이스가 안착되도록 한 베이스안착홈(112)과, 상기 베이스안착홈의 주연부에 형성되는 다수개의 체결공(113)과, 펌프에 체결되도록 일정 간격으로 다수개의 체결공(114)이 형성된다.

또한 상기 베이스(120)는 플랜지(110)의 체결공(113)과 대향되는 위치에 복수개의 체결공(124)이 형성되고, 중앙에 샤프트(200)가 끼워지는 구멍(121)과, 끝단에 일정간격으로 복수개의 체결공(122)이 형성된다.

그리고 상기 헤드(130)는 중앙에 샤프트(200)가 끼워지는 구멍(131)과, 이 구멍의 주연부에는 Adjust Nut가 안착되도록 된 홈(132)이 구비된다. 상기 Adjust Nut는 Pump 정비시 Shaft를 들었다 내릴 수 있는 Pump 부품이다. 그리고 상기 주연부에는 베이스(120)의 체결공(122)과 대향되게 형성되는 다수개의 체결공(133)이 형성된다.

이때 상기 플랜지(110)의 구멍(111)과 베이스(120)의 구멍(121)에는 각각 펌프로 수분 유입을 방지하는 O-Ring(107)(106)(105)이 구비됨이 바람직하다.

그리고 상기 베이스(120)의 끝단에도 펌프로 수분 유입을 방지하는 비석면가스켓(102)(103)이 구비됨이 바람직하다.

아울러 본 고안에 적용된 상기 베이스(120)에는 적어도 하나 이상의 체결공(123)이 형성되고, 이 체결공에는 작업자가 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스를 잡고 이동시키거나 회전시킬 수 있도록 손잡이(125)가 구비됨이 바람직하다.

한편 본 고안은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 고안은 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 고안에 적용된 도 1 은 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)의 분해 사시도로, 플랜지(110)와 베이스(120) 및 헤드(130) 등의 부품이 분해된 상태를 보인 것이다.

또한 도 2 는 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)의 결합상태 사시도로, 플랜지(110)와 베이스(120) 및 헤드(130) 등의 부품이 결합된 상태를 보인 것이다.

그리고 도 3 은 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)의 결합상태 단면도로, 플랜지(110)와 베이스(120) 및 헤드(130) 등의 부품이 결합된 상태를

또한 도 4 는 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)의 측면도를 나타낸 것이다.

이하에서 본 고안의 작용효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)는, 펌프와 결합하는 플랜지(110), 베이스(120)와 이 둘을 체결하는 볼트(체결구), 베이스(120)와 결합하는 헤드(130), 펌프로 수분 유입을 방지하기 위해 장치 내부에 설치된 O-Ring(105, 106, 107)과 비석면 Gasket(101, 102, 103)과, 장치에 설치된 손잡이(125), 그리고 펌프 측과 장치를 결합하기 위한 볼트로 구성되어 있다.

상기한 본 고안은 먼저, 베이스(120)와 플랜지(110)를 볼트(체결구)로 체결하고 손잡이(125)를 장착한다. 이후 결합부를 샤프트(Shaft)(200)에 밀어 넣고 펌프에 볼트로 체결한다. 그리고 헤드(130)를 베이스(120)와 Adjust Nut/Bolt로 체결한다.

이어서 펌프 측에 수분이 유입되지 않도록 비석면 Gasket(101, 102, 103)을 부품 사이에 설치하고 O-Ring(105, 106, 107)을 장치 내부에 설치한다. 이는 디바이스를 샤프트에 결합하기 전 수행되어야 한다.

따라서 본 고안은 수분이 유입되지 않도록 내경 상, 하부에 O-Ring(107)(106)(105)이 설치된 베이스(120) 부분과, 베이스(120)와 Adjust Nut/Bolt로 결합하는 헤드(130) 부분이 있다.

상기 베이스(120)와 헤드(130) 사이에는 기밀유지를 위해 비석면가스켓(102)이 설치되어 있으며, 플랜지(110)의 단턱부(115)와 헤드(130)의 사이에도 비석면가스켓(101)(103)이 설치되어 있다. 또한, 기존 Shaft Locking 장치의 경우 Carbon Steel로 제작되어 중량이 Bearing Support Plate를 포함하여 55.4Kg이였으나, 본 고안은 알루미늄 재질(AL6061)을 사용하여 중량을 17Kg으로 개선하였다.

특히 고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하기 위해 Mechanical Seal 정비 시 Field에 설치된 펌프 내부의 기밀 및 외부로부터 수분이 유입되는 상황을 방지할 수 있으며 펌프 이송시 샤프트(Shaft)를 고정하여 Sleeve, Bowl Bushing 등 부품 손상을 최소화하고 경량화를 통해 작업자의 부상을 방지할 수 있어 정비 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

한편, 도 5 는 본 고안에 적용된 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)가 펌프에 장착된 상태를 보인 실제 제품 사진으로, 실제로 본 고안 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)를 사용한 결과 고압 LNG Pump(DAVID BROWN 社) 내부 기밀 및 외부로부터 수분 유입을 차단할 수 있으며 또한, Pump Shaft를 고정하여 Pump 부품 손상을 방지하고 경량화를 통해 작업자의 부상을 방지할 수 있도록 한 장점을 발견 하였다.

상기와 같은 본 고안은 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 것이고, O-Ring 및 비석면 가스켓(Gasket)을 장치에 설치하여 샤프트(Shaft)를 통해 외부로 누설(Leak)되는 가스를 차단하고, 내부로 침투하는 수분을 방지하도록 한 것이고, 샤프트(Shaft)를 고정하여 펌프(Pump) 이송 시 임펠러(Impeller)등 부품 손상을 최소화하여 정비 신뢰성을 향상시키고 경량화하여 작업자의 부상을 방지하도록 그 구조가 개선된 것이고, 장치의 경량화를 통해 작업자의 손가락 협착, 허리 부상 등을 방지할 수 있도록 한 것이고, 개선된 Shaft Locking 장치는 펌프(Pump) 기밀을 유지하여 작업의 신뢰도를 높이고 경량화를 통하여 안전한 작업 환경에서 신속하게 정비를 가능하도록 한 효과를 제공한다.

본 고안 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원고안을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스
110: 플랜지
120: 베이스
130: 헤드

Claims

고압 LNG 펌프 샤프트의 정비시 내,외부로의 기밀을 유지하고 경량화하여 작업자가 효율적으로 안전하게 장비를 작동시킬 수 있도록 한 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)를 제공하는 것으로,
상기 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스(100)는,
플랜지(110)에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트(200)가 조립되는 베이스(120);
상기 베이스(120)의 일측에 체결구로 조립 설치되며, 중앙에 샤프트(200)가 조립되는 헤드(130); 및
상기 베이스(120)의 외주면에 조립 설치되고, 펌프에 긴밀하면서도 편리하게 장착될 수 있도록 서포트 해주는 플랜지(110);가 포함되되,
상기 플랜지(110)는, 중앙에 샤프트(200)가 끼워지는 구멍(111)과, 이 구멍의 주연부에는 베이스가 안착되도록 한 베이스안착홈(112)과, 상기 베이스안착홈의 주연부에 형성되는 다수개의 체결공(113)과, 펌프에 체결되도록 일정 간격으로 다수개의 체결공(114)이 형성되고,
상기 베이스(120)는, 플랜지(110)의 체결공(113)과 대향되는 위치에 복수개의 체결공(124)이 형성되고, 중앙에 샤프트(200)가 끼워지는 구멍(121)과, 끝단에 일정간격으로 복수개의 체결공(122)이 형성되고,
상기 헤드(130)는, 중앙에 샤프트(200)가 끼워지는 구멍(131)과, 이 구멍의 주연부에는 Adjust Nut가 안착되도록 한 홈(132)과, 상기 주연부에는 베이스(120)의 체결공(122)과 대향되게 형성되는 다수개의 체결공(133)이 형성됨을 특징으로 하는 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스.
청구항 1 에 있어서,
상기 플랜지(110)의 일측에는 펌프에 조립 설치되도록 단턱부(115)가 구비되고, 단턱부에는 펌프에 긴밀히 밀착되어 누설됨을 방지하고, 펌프로 수분 유입을 방지하는 비석면가스켓(101)이 구비됨을 특징으로 하는 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스.
청구항 1 에 있어서,
상기 베이스(120)에는,
적어도 하나 이상의 체결공(123)이 형성되고, 이 체결공에는 작업자가 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스를 잡고 이동시키거나 회전시킬 수 있도록 손잡이(125);가 더 포함됨을 특징으로 하는 고압 LNG 펌프 샤프트의 로킹 디바이스.