KR20160034270A - 가스 실 어셈블리 - Google Patents

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김진형
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Abstract

본 발명은 가스 실 어셈블리를 개시한다. 본 발명은, 내측 슬리브에 삽입되어 설치되는 회전 실링슬리브와, 상기 회전 실링슬리브와 접촉하도록 설치되는 실링슬리브와, 상기 실링슬리브와 접촉하여 상기 실링슬리브를 상기 회전 실링슬리브 측으로 가력하는 가력슬리브와, 상기 가력슬리브 및 상기 실링슬리브로부터 일정간격 이격되어 설치되고, 상기 가력슬리브의 일면이 저면의 하측에 배치되는 실 하우징과, 상기 가력 슬리브와 상기 실 하우징의 저면 사이에 설치되는 적어도 2개 이상의 제 3 실링부와, 상기 실 하우징과 상기 가력슬리브 사이에 설치되어 상기 가력 슬리브로 복원력을 제공하는 탄성부를 포함한다.

Description

가스 실 어셈블리{Gas seal assembly}
본 발명은 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 실 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 가스 실 어셈블리는 가스를 사용하는 장치에 있어서 내부 구성요소에 가스를 실링하기 위하여 사용될 수 있다. 특히 가스 실 어셈블리는 압축기와 같은 기체를 압축하여 사용하는 장치에 사용될 수 있다. 이러한 가스 실 어셈블리는 다양한 구성요소에 의하여 구성될 수 있다.
특히 이러한 가스 실 어셈블리는 미국등록특허 제6601854호(발명의 명칭 : Shaft seal, 출원인 : DRESSER-RAND COMPANY)에 개시되어 있다. 이하에서는 도 1을 중심으로 종래의 가스 실 어셈블리에 관하여 구체적으로 기술하도록 한다.
도 1은 종래의 가스 실 어셈블리(1)를 보여주는 단면도이다.
도 1을 참고하면 종래의 가스 실 어셈블리(1)는 회전축(6)에 설치되는 내측 슬리브(5)와, 내측 슬리브(5)의 내측에 삽입되는 회전 실링슬리브(4), 회전 실링슬리브(4)와 접촉하는 실링슬리브(2)를 포함할 수 있다. 또한, 가스 실 어셈블리(1)는 실링슬리브(2)와 접촉하는 가력슬리브(9)를 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같은 가력슬리브(9)의 경우 별도의 지지슬리브(20)와 스프링(10)으로 연결되어 실링슬리브(2)를 가력할 수 있다. 또한, 지지슬리브(20)는 실 하우징(8)에 설치될 수 있다.
이때, 상기와 같이 형성되는 가스 실 어셈블리의 경우 제품의 종류가 복잡하고 구동 방법이 복잡해질 수 있다. 특히 상기와 같이 형성되는 가스 실 어셈블리는 부품 수의 증가로 가공비 및 조립공수가 증가할 수 있다. 따라서 상기와 같이 형성되는 가스 실 어셈블리의 구조를 단순화할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 구조가 단순한 가스 실 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 내측 슬리브에 삽입되어 설치되는 회전 실링슬리브와, 상기 회전 실링슬리브와 접촉하도록 설치되는 실링슬리브와, 상기 실링슬리브와 접촉하여 상기 실링슬리브를 상기 회전 실링슬리브 측으로 가력하는 가력슬리브와, 상기 가력슬리브 및 상기 실링슬리브로부터 일정간격 이격되어 설치되고, 상기 가력슬리브의 일면이 저면의 하측에 배치되는 실 하우징과, 상기 가력 슬리브와 상기 실 하우징의 저면 사이에 설치되는 적어도 2개 이상의 제 3 실링부와, 상기 실 하우징과 상기 가력슬리브 사이에 설치되어 상기 가력 슬리브로 복원력을 제공하는 탄성부를 포함하고, 상기 적어도 2개 이상의 제 3 실링부가 설치되는 상기 실 하우징의 저면은 상기 적어도 2개 이상의 제 3 실링부 사이를 중심으로 양방향으로 경사지도록 형성되며, 상기 실 하우징의 저면 중 상기 적어도 2개 이상의 제3 실링부 사이에 배치되는 상기 실 하우징의 저면은 상기 실 하우징의 저면의 다른 부분보다 가장 낮게 형성되는 가스 실 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 내측 슬리브와 상기 회전 실링슬리브가 접촉하는 부분에 배치되며, 상기 내측 슬리브에 삽입되도록 설치되는 제 1 실링부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실링슬리브와 상기 가력슬리브 사이에 설치되어 상기 실링슬리브와 상기 가력슬리브와 접촉하는 제 2 실링부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 구조가 간단하면서 회전축의 회전 따라 발생하는 기체의 유동을 효과적으로 차단할 수 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 실시예들은 기존의 가스 실 어셈블리보다 부품 수를 저감시킴으로써 조립 공정이 간편하고 가공비 및 조립공수를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 가스를 효과적으로 차단하기 위하여 필요한 링퀴지 메커니즘(Linkage mechanism)이 갖추어야 할 자유도를 레버러지(Leverage) 효과를 이용하여 구조를 단순화할 수 있다.
도 1은 종래의 가스 실 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 실 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 실 어셈블리의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 보여주는 단면도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 실 어셈블리(100)를 보여주는 단면도이다.
가스 실 어셈블리(100)는 회전축(S)이 내부에 삽입되는 내측 슬리브(110)를 포함할 수 있다. 이때, 내측 슬리브(110)는 내측에 공간이 형성되어 회전축(S)이 삽입되어 회전축(S)의 외주면과 내측 슬리브(110)의 내주면이 접촉할 수 있다.
특히, 내측 슬리브(110)는 내부에 중공이 형성되어 회전축(S)이 삽입되는 제 1 바디부(111)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 바디부(111)에는 실링(O, Seal ring)이 설치되어 회전축(S)을 기체로부터 실링(Sealing)할 수 있다.
내측 슬리브(110)는 제 1 바디부(111)로부터 연장되도록 형성되어 회전축(S)의 외주 방향으로 돌출되어 형성되는 제 1 결합부(112)를 포함할 수 있다. 제 1 결합부(112)는 제 1 바디부(111)로부터 절곡되어 형성되며, 끝단이 절곡되도록 형성됨으로써 후술할 회전 실링슬리브(120)가 삽입하여 안착하는 안착홈(113)을 구비할 수 있다.
한편, 가스 실 어셈블리(100)는 내측 슬리브(110)에 삽입되어 설치되는 회전 실링슬리브(120)를 포함할 수 있다. 이때, 회전 실링슬리브(120)는 안착홈(113)의 내측면과 면접촉할 수 있다. 구체적으로 회전 실링슬리브(120)는 안착홈(113)에 끼움 결합하여 고정될 수 있다.
가스 실 어셈블리(100)는 회전 실링슬리브(120)와 내측 슬리브(110) 사이에 설치되는 제 1 실링부(130)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 실링부(130)는 회전 실링슬리브(120)와 내측 슬리브(110)가 접촉하는 부분에 설치될 수 있다.
구체적으로 제 1 실링부(130)는 회전 실링슬리브(120) 및 내측 슬리브(110) 중 적어도 하나에 삽입되도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 제 1 실링부(130)는 회전 실링슬리브(120)에 삽입되거나 내측 슬리브(110)에 삽입될 수 있다. 또한, 제 1 실링부(130)는 회전 실링슬리브(120)와 내측 슬리브(110)에 일부가 각각 삽입될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 실링부(130)는 내측 슬리브(110)에 삽입되도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 제 1 실링부(130)가 내측 슬리브(110)에 삽입되는 경우, 내측 슬리브(110)에는 제 1 삽입홈(114)이 형성될 수 있다. 이때, 제 1 삽입홈(114)은 안착홈(113)의 내면으로부터 인입되도록 형성될 수 있다.
한편, 제 1 실링부(130)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 실링부(130)는 오링(O-ring)을 포함할 수 있다. 또한, 제 1 실링부(130)는 'U'자형 실(Seal)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 오링이나 U자형 실은 일반적인 구성에 해당하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 제 1 실링부(130)가 U자형 실을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 실링부(130)는 일측이 개구되도록 형성되는 제 1 실링부재(131)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 실링부(130)는 제 1 실링부재(131)의 내측에 배치되는 제 1 탄성부재(132)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 실링부재(131)는 개구된 부분을 중심으로 복원력을 생성하도록 탄성재질로 형성될 수 있다. 또한, 기체가 유동하는 방향을 중심으로 제 1 실링부재(131)의 개구된 부분이 기체의 유동방향과 대향하도록 배치될 수 있다.
상기와 같이 형성되는 제 1 실링부(130)는 내측 슬리브(110)와 회전 실링슬리브(120)가 접촉하는 부분을 따라 유동하는 기체를 차단할 수 있다. 구체적으로 상기와 같이 유동하는 기체는 제 1 실링부재(131)의 개구된 부분으로 유입됨으로써 제 1 실링부재(131)의 내부에 저장될 수 있다. 또한, 상기와 같이 유동하는 기체는 제 1 탄성부재(132)에 의하여 2차적으로 차단될 수 있다.
한편, 가스 실 어셈블리(100)는 회전 실링슬리브(120)와 접촉하도록 설치되는 실링슬리브(140)를 포함할 수 있다. 이때, 실링슬리브(140)와 회전 실링슬리브(120)는 서로 면접촉할 수 있다.
또한, 가스 실 어셈블리(100)는 실링슬리브(140)와 접촉하여 실링슬리브(140)를 회전 실링슬리브(120) 측으로 가력하는 가력슬리브(150)를 포함할 수 있다. 이때, 가력슬리브(150)는 실링슬리브(140)와 가력슬리브(150)가 떨어지는 것을 방지하도록 실링슬리브(140)를 가력할 수 있다.
또한, 가력슬리브(150)는 절곡되도록 형성될 수 있다. 가력슬리브(150)는 탄성부(195)가 설치되고, 실 하우징(160)과 일정 간격 이격되어 배치되는 이동블럭(151)을 포함할 수 있다. 이때, 이동블럭(151)은 회전축(S)의 외주방향으로 형성될 수 있다. 특히 이동블럭(151)은 상기에서 설명한 바와 같이 실링슬리브(140)와 면접촉하도록 형성될 수 있다.
또한, 가력슬리브(150)는 이동블럭(151)으로부터 실 하우징(160)의 저면 측으로 절곡되도록 형성되는 지지블럭(152)을 포함할 수 있다. 이때, 지지블럭(152)은 회전축(S)의 길이방향으로 형성될 수 있다. 특히 이동블럭(151)과 지지블럭(152)은 서로 직각을 형성하도록 연결될 수 있다.
한편, 가스 실 어셈블리(100)는 실링슬리브(140)와 가력슬리브(150) 사이에 설치되는 제 2 실링부(170)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 실링부(170)는 상기에서 설명한 제 1 실링부(130)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 2 실링부(170)가 U자형 실을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 2 실링부(170)는 제 2 실링부재(171) 및 제 2 탄성부재(172)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 실링부재(171) 및 제 2 탄성부재(172)는 상기에서 설명한 제 1 실링부재(131) 및 제 1 탄성부재(132)와 동일하므로 상세하 설명은 생략하기로 한다.
제 2 실링부(170)는 실링슬리브(140) 및 가력슬리브(150) 중 적어도 하나에 삽입되도록 설치될 수 있다. 구체적으로 제 2 실링부(170)는 실링슬리브(140)에 삽입되거나 가력슬리브(150)에 삽입될 수 있다. 또한, 제 2 실링부(170)의 일부가 각각 실링슬리브(140)와 가력슬리브(150)에 삽입될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 가력슬리브(150)에 제 2 실링부(170)가 삽입되어 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 실링슬리브(140)와 접촉하는 가력슬리브(150)의 부분에는 제 2 실링부(170)가 삽입되도록 제 2 삽입홈(153)이 형성될 수 있다. 이때, 제 2 삽입홈(153)은 다양한 위치에 형성될 수 있다. 특히 제 2 삽입홈(153)은 가력슬리브(150)에서 가해지는 힘이 정확히 실링슬리브(140)에 가력되도록 최적의 위치에 설치될 수 있다.
제 2 실링부(170)는 실링슬리브(140)와 가력슬리브(150)가 접촉하는 부분으로 유동하는 기체를 차단할 수 있다. 구체적으로 제 2 실링부(170)의 일부가 실링슬리브(140) 측으로 돌출되도록 가력슬리브(150)에 삽입되어 설치될 수 있다.
한편, 가스 실 어셈블리(100)는 가력슬리브(150) 및 실링슬리브(140)로부터 일정 간격 이격되도록 설치되어 가력슬리브(150)를 지지하는 실 하우징(160)을 포함할 수 있다. 이때, 실 하우징(160)은 가력슬리브(150)의 외주면 및 실링슬리브(140)의 외주면과 접촉하지 않도록 설치될 수 있다. 특히 실 하우징(160)은 가력슬리브(150)가 이동 가능하도록 가력슬리브(150)와 접촉하지 않을 수 있다.
또한, 실 하우징(160)은 외부케이스(C)의 내부에 설치될 수 있다. 이때, 실 하우징(160)과 외부케이스(C) 사이에는 면접촉될 수 있으며, 실 하우징(160)과 외부케이스(C)가 접촉되는 부분에는 제 6 실링부(193)가 설치될 수 있다.
가스 실 어셈블리(100)는 가력슬리브(150)와 실 하우징(160)의 저면 사이에 설치되는 적어도 2개 이상의 제 3 실링부(180)를 포함할 수 있다. 이때, 적어도 2개 이상의 제 3 실링부(180)는 상기에서 설명한 제 1 실링부(130)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 적어도 2개 이상의 제 3 실링부(180)가 U자형 실을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 적어도 2개 이상의 제 3 실링부(180)는 2개인 경우이면서, 2개의 제 3 실링부(180)는 각각 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)로 용어를 변경하여 상세히 설명하기로 한다.
제 4 실링부(181)는 제 4 실링부재(181a)와 제 4 탄성부재(181b)를 포함할 수 있다. 또한, 제 5 실링부(182)는 제 5 실링부재(182a)와 제 5 탄성부재(182b)를 포함할 수 있다. 이때, 제 4 실링부재(181a)와 제 5 실링부재(182a)는 상기에서 설명한 제 1 실링부재(131)와 동일하고, 제 5 탄성부재(181b)와 제 5 탄성부재(182b)는 상기에서 설명한 제 1 탄성부재(132)와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)는 가력슬리브(150) 또는 실 하우징(160) 에 삽입되도록 설치될 수 있다. 구체적으로 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)는 가력슬리브(150)에 삽입되어 설치되거나 실 하우징(160)에 삽입되어 설치될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182) 가 가력슬리브(150) 에 삽입되어 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)가 가력슬리브(150) 에 설치되는 경우, 가력슬리브(150) 의 외면에는 제 3 실링부(180)가 삽입되도록 제 3 삽입홈(150c) 및 제 4 삽입홈(150d)이 형성될 수 있다. 가력슬리브(150)에 형성되는 제 3 삽입홈(150c) 및 제 4 삽입홈(150d)은 실 하우징(160)의 저면에 대향하는 지지블럭(152)의 상면에 형성될 수 있다.
상기와 같이 설치되는 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)는 이동블럭(151)과 실 하우징(160)의 저면이 서로 대면하는 부분으로 유동하는 기체를 차단시킬 수 있다. 구체적으로 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)는 이동블럭(151)과 실 하우징(160)의 저면 사이의 공간을 차단함으로써 상기와 같이 유동하는 기체를 차단시킬 수 있다.
이때, 실 하우징(160)의 저면은 경사지도록 형성될 수 있다. 특히 실 하우징(160)의 저면은 일 부분을 기준으로 양측으로 경사지도록 형성될 수 있다.
구체적으로 실 하우징(160)의 저면은 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182) 사이를 중심으로 회전축(S)의 길이방향으로 경사지도록 형성될 수 있다. 특히 실 하우징(160) 저면의 경사는 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182) 사이로부터 멀어질수록 높아지도록 형성될 수 있다.
한편, 가스 실 어셈블리(100)는 내측 슬리브(110)와 연결되도록 설치되어 회전 실링슬리브(120)와 접촉하는 위치결정슬리브(190)를 포함할 수 있다. 이때, 위치결정슬리브(190)는 내측에 중공이 형성되어 회전축(S)이 삽입될 수 있다. 또한, 위치결정슬리브(190)는 내측 슬리브(110)와 볼트 등과 같은 결합부재(B)에 의하여 연결될 수 있다.
가스 실 어셈블리(100)는 실 하우징(160)과 가력슬리브(150) 사이에 설치되어 가력슬리브(150)에 복원력을 제공하는 탄성부(195)를 포함할 수 있다. 특히 탄성부(195)는 이동블럭(151)과 실 하우징(160) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 탄성부(195)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 탄성부(195)는 고무부재로 형성될 수 있다. 또한, 탄성부(195)는 스프링을 포함할 수 있다.
실 하우징(160)과 가력슬리브(150) 중 적어도 하나에는 탄성부(195)가 삽입되는 탄성부삽입홈(150b, 160b)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 탄성부삽입홈(150b, 160b)는 실 하우징(160) 또는 가력슬리브(150)에 형성될 수 있으며, 실 하우징(160)과 가력슬리브(150)에 각각 형성될 수 있다.
특히 탄성부삽입홈(150b, 160b)가 실 하우징(160)과 가력슬리브(150)에 각각 형성되어 탄성부(195)가 삽입되는 경우, 탄성부(195)의 압축 시 탄성부(195)의 위치가 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 가스 실 어셈블리(100)의 작동 및 가스의 실링 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 가스 실 어셈블리(100)의 작동을 보여주는 단면도이다. 도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 가스 실 어셈블리(100)는 회전축(S)에 설치될 수 있다. 이때, 가스 실 어셈블리(100)은 압축기(미도시)와 같은 기체를 압축하여 외부로 공급하는 장치에 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 가스 실 어셈블리(100)가 상기 압축기에 사용되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 상기 압축기는 수명 등의 이유로 회전축(S)을 회전시킬 때 회전축(S) 내부로 유입되는 기체를 차단하여야 한다. 따라서 가스 실 어셈블리(100)는 상기와 같이 유동하는 기체가 회전축(S)의 길이방향 측으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로 회전축(S)이 회전하는 경우 임펠러(미도시)를 통하여 외부의 기체가 내부로 유입될 수 있다. 이때, 내부로 유입된 기체는 회전축(S)의 길이방향으로 유동할 수 있다.
특히 상기와 같이 유동하는 기체의 경우 외부케이스(C)와 내측 슬리브(110) 사이로 유동할 수 있다. 이때, 상기 기체는 내측 슬리브(110)와 회전 실링슬리브(120) 사이의 공간으로 유동할 수 있다.
또한, 상기 기체는 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140) 사이의 공간으로 유동할 수 있다. 상기 기체는 가력슬리브(150)와 실링슬리브(140) 사이의 공간으로 유동할 수 있다. 이외에도 상기 기체는 가력슬리브(150)와 실 하우징(160) 사이의 공간으로 유동할 수 있다.
이때, 내측 슬리브(110)와 회전 실링슬리브(120) 사이의 공간을 유동하는 기체는 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 실링부(130)에 의하여 차단될 수 있다. 또한, 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140) 사이로 유동하는 기체는 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140)의 면접촉을 통하여 차단될 수 있다.
가력슬리브(150)와 실링슬리브(140) 사이의 공간을 통하여 유동하는 기체는 제 2 실링부(170)에 의하여 차단될 수 있다. 또한, 가력슬리브(150)와 실 하우징(160) 사이의 공간으로 유동하는 기체의 경우는 제 4 실링부(181) 및 제 5 실링부(182)에 의하여 차단될 수 있다.
한편, 상기와 같이 유동하는 기체의 경우 상기 임펠러가 설치되는 회전축(S)의 길이방향을 중심으로 상기 임펠러 측에 가까울수록 압력이 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 기체는 회전축(S)의 길이방향을 중심으로 상기 임펠러 측으로부터 멀어질수록 압력이 작게 형성될 수 있다.
따라서 상기와 같은 압력차에 의하여 공기의 유동이 발생할 수 있다. 이때, 상기와 같은 공기의 유동은 회전축(S)에 공급되는 윤활제를 제거할 수 있다. 특히 상기와 같이 윤활제가 제거되는 경우 회전축(S)의 회전에 따라 회전축(S)의 마모 등을 발생시켜 회전축(S)의 수명을 단축시킬 수 있다.
이때, 상기와 같은 문제를 예방하기 위하여 제 1 실링부(130) 내지 제 4 실링부(181)를 통하여 상기 기체의 유입을 차단할 수 있다.
그러나 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140)의 공간은 별도의 실링부를 설치하지 않으므로 면접촉을 얼마나 잘 유지하느냐에 따라서 회전축(S)의 수명에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
구체적으로 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140)는 상기에서 설명한 바와 같이 면접촉할 수 있다. 이때, 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140)는 설치 시 공차, 회전축(S)의 회전에 따라 면접촉하지 못하고 이격될 수 있다. 특히 회전 실링슬리브(120)와 실링슬리브(140)의 경우 회전축(S)의 회전에 따라 공진 등의 영향에 따라 서로 면접촉하지 못하고 이격될 수 있다.
이때, 실링슬리브(140)는 회전 실링슬리브(120)의 일단을 중심으로 타단이 멀어지도록 이동할 수 있다. 상기와 같이 실링슬리브(140)가 회전 실링슬리브(120)와 이격되는 경우 실링슬리브(140)는 가력슬리브(150) 측으로 이동할 수 있다.
한편, 가력슬리브(150)의 이동에 따라 이동블럭(151)이 상기와 같이 이동하는 경우, 이동블럭(151)은 실 하우징(160) 측으로 이동하여 탄성부(195)를 가력할 수 있다. 탄성부(195)는 이동블럭(151)의 이동에 따라 압축됨으로써 복원력을 저장하였다가 이동블럭(151)에 복원력을 제공할 수 있다. 특히 탄성부(195)는 탄성부삽입홈(150b, 160b)에 삽입되어 압축됨으로써 이동블럭(151)의 운동에 따라 뒤틀리거나 탄성부삽입홈(150b, 160b)의 외부로 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
상기와 같이 탄성부(195)로부터 복원력이 제공되는 경우, 이동블럭(151)은 실링슬리브(140)에 힘을 가할 수 있다. 특히 이동블럭(151)은 실링슬리브(140)가 회전 실링슬리브(120)와 면접촉하도록 회전 실링슬리브(120)를 가력할 수 있다.
상기와 같이 실링슬리브(140)가 회전 실링슬리브(120)를 가력함으로써 실링슬리브(140)는 회전 실링슬리브(120)와 면접촉을 유지할 수 있다.
한편, 상기와 같이 가력슬리브(150)가 운동하는 경우, 지지블럭(152)은 이동블럭(151)과 함께 실 하우징(160) 측으로 이동할 수 있다. 이때, 지지블럭(152)의 상면은 실 하우징(160)의 저면 상에서 움직일 수 있다.
특히 상기와 같이 실링슬리브(140)가 일단을 중심으로 타단이 회전하는 경우, 지지블럭(152)은 실 하우징(160)의 저면과 평행하게 움직이지 않고 다양한 방향으로 이동할 수 있다.
이때, 실 하우징(160) 저면의 경사에 의하여 지지블럭(152)은 선형 운동할 수 있다. 구체적으로 이동블럭(151)이 상기와 같이 이동하는 경우 지지블럭(152)은 제 4 실링부(181)로부터 제 5 실링부(182) 측으로 이동할 수 있다. 특히 상기와 같이 지지블럭(152)이 이동하는 경우 제 4 실링부(181)는 실 하우징(160) 저면의 경사가 낮아지는 부분과 접촉하여 운동하므로 지지블럭(152)을 회전축(S) 측으로 가력할 수 있다.
반면, 상기와 반대로 지지블럭(152)이 운동하는 경우, 제 5 실링부(182)는 실 하우징(160) 저면의 경사가 높은쪽에서 낮은쪽으로 접촉하면서 운동하므로 지지블럭(152)을 회전축(S) 측으로 가력할 수 있다.
따라서 지지블럭(152)이 상기와 같이 운동하는 경우 제 4 실링부(181)와 제 5 실링부(182)는 지지블럭(152)을 각각 회전축(S) 방향으로 가력할 수 있다. 또한, 상기와 같이 제 4 실링부(181)와 제 5 실링부(182)가 지지블럭(152)을 가력하므로 지지블럭(152)은 실 하우징(160)의 저면과 일정한 간격을 유지하면서 선형 운동할 수 있다.
한편, 상기와 같이 지지블럭(152)이 운동하는 경우, 제 4 실링부(181)와 제 5 실링부(182)는 지지블럭(152)의 회전을 방지할 수 있다. 구체적으로 이동블럭(151)은 실링슬리브(140)의 운동에 따라 실링슬리브(140)과 함께 회전할 수 있다. 이때, 상기와 같이 지지블럭(152)이 제 4 실링부(181)와 제 5 실링부(182)에 의하여 지지되므로 이동블럭(151)은 회전하지 않을 수 있다. 또한, 이동블럭(151)의 회전이 방지됨으로써 실링슬리브(140)는 회전이 방지될 수 있다.
따라서 가스 실 어셈블리(100)는 구조가 간단하면서 회전축(S)의 회전 따라 발생하는 기체의 유동을 효과적으로 차단할 수 있다. 뿐만 아니라 가스 실 어셈블리(100)는 기존의 가스 실 어셈블리보다 부품 수를 저감시킴으로써 조립 공정이 간편하고 가공비 및 조립공수를 저감시킬 수 있다.
또한, 가스 실 어셈블리(100)는 가스를 효과적으로 차단하기 위하여 필요한 링퀴지 메커니즘(Linkage mechanism)이 갖추어야 할 자유도를 레버러지(Leverage) 효과를 이용하여 구조를 단순화할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100 : 가스 실 어셈블리 140 : 실링슬리브
110 : 내측 슬리브 150 : 가력슬리브
111 : 제 1 바디부 160 : 실 하우징
112 : 제 1 결합부 161 : 지지돌기
113 : 안착홈 170 : 제 2 실링부
114 : 제 1 삽입홈 180 : 제 3 실링부
120 : 회전 실링슬리브 190 : 위치한정슬리브
130 : 제 1 실링부 193 : 제 6 실링부
131 : 제 1 실링부재 195 : 탄성부
132 : 제 1 탄성부재

Claims (3)

  1. 내측 슬리브에 삽입되어 설치되는 회전 실링슬리브;
    상기 회전 실링슬리브와 접촉하도록 설치되는 실링슬리브;
    상기 실링슬리브와 접촉하여 상기 실링슬리브를 상기 회전 실링슬리브 측으로 가력하는 가력슬리브;
    상기 가력슬리브 및 상기 실링슬리브로부터 일정간격 이격되어 설치되고, 상기 가력슬리브의 일면이 저면의 하측에 배치되는 실 하우징;
    상기 가력 슬리브와 상기 실 하우징의 저면 사이에 설치되는 적어도 2개 이상의 제 3 실링부; 및
    상기 실 하우징과 상기 가력슬리브 사이에 설치되어 상기 가력 슬리브로 복원력을 제공하는 탄성부;를 포함하고,
    상기 적어도 2개 이상의 제 3 실링부가 설치되는 상기 실 하우징의 저면은 상기 적어도 2개 이상의 제 3 실링부 사이를 중심으로 양방향으로 경사지도록 형성되며,
    상기 실 하우징의 저면 중 상기 적어도 2개 이상의 제 3 실링부 사이에 배치되는 상기 실 하우징의 저면은 상기 실 하우징의 저면의 다른 부분보다 가장 낮게 형성되는 가스 실 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 슬리브와 상기 회전 실링슬리브가 접촉하는 부분에 배치되며, 상기 내측 슬리브에 삽입되도록 설치되는 제 1 실링부;를 더 포함하는 가스 실 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링슬리브와 상기 가력슬리브 사이에 설치되어 상기 실링슬리브와 상기 가력슬리브와 접촉하는 제 2 실링부;를 더 포함하는 가스 실 어셈블리.
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