KR20160148880A

KR20160148880A - 오일 실링 장치

Info

Publication number: KR20160148880A
Application number: KR1020150085642A
Authority: KR
Inventors: 박경용
Original assignee: 박경용
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-12-27

Abstract

본 발명은 오일 실링 장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 실링 장치는 회전축 주변에 구비된 오일이 누출되는 것을 방지하는 오일 실링 장치에 있어서, 상기 회전축의 주변에 구비되고, 상기 회전축이 회전됨에 따라 함께 회전하는 회전부; 및 상기 회전축의 주변에 구비되고, 적어도 일부가 상기 회전부와 접촉하는 고정부를 포함하고, 상기 회전부 또는 상기 고정부 가운데 적어도 하나에는 탄성 부재가 구비되고, 상기 회전부 및 상기 고정부는 상기 탄성 부재의 탄성력에 의하여 서로 밀착될 수 있다.

Description

오일 실링 장치{OIL SEALING APPARATUS}

본 발명은 오일 실링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메커니컬 탄성부재와, 경도가 매우 높은 카본(Carbon) 재질을 이용하여 직접적인 마찰에도 마모가 거의 발생하지 않고, 기계 장치의 축 손상 또는 장비의 손상이 없이 완전히 밀봉되어 오일이 누출 되는 것을 방지하는 오일 실링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기계 장치의 마찰이 발생하는 부분에는 작동을 원활하게 하기 위한 오일이 구비된다. 오일씰(Oil Seal)은 오일을 밀봉하는 기계적인 요소 가운데 대표적인 장치로써, 오일이 기계 장치의 틈새로부터 누출되는 것을 방지할 수 있다. 종래의 오일씰은 기계 장치의 진동이나 밀봉체의 압력 변동으로 인한 영향을 최소화한 밀봉작용을 갖도록 설계되었으나, 보조적으로 달려있는 립(Lip) 선단부가 축 표면에 손상을 가하거나, 고무 접촉식으로 제작되어 장시간 사용시 고무 재질의 경화로 인하여 오일이 누출되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 문제점을 개선한 비접촉식 오일씰의 경우에는, 완전 비접촉식이기는 하나, 고무 오링이 씰링 역할을 하기 때문에 장시간 사용시 고무 오링의 경화로 누출의 원인이 되며, 먼지 또는 습기 방지용으로 사용되므로 압력 변동의 영향에 안전하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록, 경도가 매우 높은 카본(Carbon) 등의 재질을 이용하여 마모가 거의 없이 완전히 밀봉할 수 있는 오일 실링 장치를 제공하고자 한다.

또한, 압력 및 온도의 변화에 견딜 수 있고, 단거리에서도 원하는 장력이 발생하도록 금속 등의 재질로 형성된 탄성부재를 이용하여 장기간 동안 오일의 누출을 방지하도록 밀봉할 수 있는 오일 실링 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 실링 장치는, 회전축 주변에 구비된 오일이 누출되는 것을 방지하는 오일 실링 장치에 있어서, 상기 회전축의 주변에 구비되고, 상기 회전축이 회전됨에 따라 함께 회전하는 회전부; 및 상기 회전축의 주변에 구비되고, 적어도 일부가 상기 회전부와 접촉하는 고정부를 포함하고, 상기 회전부 또는 상기 고정부 가운데 적어도 하나에는 탄성 부재가 구비되고, 상기 회전부 및 상기 고정부는 상기 탄성 부재의 탄성력에 의하여 서로 밀착될 수 있다.

또한, 상기 회전부에는 상기 고정부와 밀착되는 제1 밀착부가 구비되고, 상기 고정부에는 상기 제1 밀착부와 밀착되는 제2 밀착부가 구비되며, 상기 제1 밀착부 및 상기 제2 밀착부는 적어도 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(carbon) 가운데 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 탄성 부재는 적어도 금속 재질의 벨로우즈(bellows) 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전부의 상기 회전축 방향 움직임이 허용된 상태로 상기 제1 밀착부 및 상기 제2 밀착부 사이가 간극 없이 밀봉되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 회전축은 베어링에 의하여 회전 가능하게 지지되고, 상기 회전축 주위에는 상기 베어링을 구비하는 베어링 하우징이 설치되며, 상기 회전부는 상기 회전축에 결합되고, 상기 고정부는 상기 베어링 하우징에 결합될 수 있다.

또한, 상기 회전부는 상기 회전축과 결합되는 제1 회전부와 제2 회전부를 포함하고, 상기 제1 회전부와 제2 회전부 사이에는 상기 회전부 및 상기 회전축 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하는 제1 오링이 구비되며, 상기 제1 오링은 상기 제1 회전부와, 상기 제2 회전부 및 상기 회전축 사이에서 마찰력을 발생시켜 상기 회전부와 상기 회전축이 일체로 회전되도록 한다.

또한, 상기 고정부에는 밀폐홈이 형성되고, 상기 밀폐홈에 삽입되어 상기 고정부 및 상기 베어링 하우징 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하는 제2 오링이 구비될 수 있다.

또한, 상기 고정부의 일 단부에는 단턱부가 형성되고, 상기 단턱부에는 상기 탄성 부재가 기 설정된 압축력을 유지하도록 압축부재가 결합될 수 있다.

또한, 상기 회전부의 일 측에는 상기 회전부가 상기 회전 축과 함께 회전될 때 이탈되는 것을 방지하는 회전부 고정장치가 더 결합될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 오일 실링 장치는, 회전축의 원활한 회전을 위한 윤활유가 누출되는 것을 방지하기 위하여 회전축의 적어도 일부를 감싸는 오일 실링 장치에 있어서, 상기 회전축의 적어도 일부를 감싸고, 상기 회전축과 일체로 회전하는 회전부; 상기 회전축의 적어도 일부를 감싸고, 상기 회전축 주위에 고정되는 고정부; 상기 회전부에 구비되고, 상기 고정부에 밀착되는 제1 밀착부; 상기 고정부에 구비되고, 상기 회전부에 밀착되는 제2 밀착부; 및 상기 회전부 또는 상기 고정부에 구비되고, 상기 제1 밀착부 또는 상기 제2 밀착부에 결합되어 상기 제1 밀착부 또는 상기 제2 밀착부를 밀어내도록 힘을 작용하는 탄성 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 밀착부 및 상기 제2 밀착부는 적어도 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(carbon) 가운데 어느 하나의 재질로 형성되고, 상기 탄성 부재는 금속 재질의 벨로우즈(bellows) 형상으로 형성되는 메커니컬 스프링인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오일 실링 장치는 경도가 매우 높은 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(carbon) 등의 재질로 형성되어 직접 마찰이 발생하여도 마모가 거의 없이 오일이 누출되지 않도록 밀봉시킬 수 있다.

또한, 오일의 누출을 방지하기 위해 구비된 벨로우즈(bellows) 형상의 탄성 부재에 의해 매우 섬세한 밀착력을 발생시켜 밀봉될 수 있도록 하고, 적정한 유막이 형성되도록 할 수 있다.

또한, 압력 및 온도 변화에도 견딜 수 있고, 누출을 방지할 수 있어 고가의 기계 장치를 보호할 수 있다.

도 1은 종래의 오일 실링 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치가 회전축에 설치된 모습을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치가 회전축에 설치된 모습을 도시하는 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.

도 1은 종래의 오일 실링 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 오일 실링 장치(1)는 바디부(2)와, 바디부(2)를 눌러서 회전축(S)에 고정하는 가압부(4)을 포함할 수 있다.

바디부(2)에는 회전축(S)과 접촉을 유지함에 따라 오일과 같은 유체의 누출을 방지하는 역할을 하는 접촉부(3)가 돌출되어 형성될 수 있다. 이 때, 접촉부(3)에는 기계 장치의 진동이 접촉부(3)에 미치는 영향을 최소화할 수 있도록 일정한 접속 상태를 유지하도록 보호하는 역할을 할 수 있는 메인립(미도시)과, 대기 측 먼지나 이물질의 유입을 방지하는 역할을 할 수 있는 보조립(미도시)이 구비될 수 있다.

가압부(4)는 고무, 스프링 등의 탄성 재질이 있는 탄성체로 형성될 수 있다.

바디부(2)는 하우징(5)에 고정될 수 있고, 가압부(4)와 회전축(S)의 외주면 사이에서 누출을 방지하는 역할을 하는 접촉부(3)가 구비될 수 있다. 이 때, 상기 접촉면은 고무 재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 상기 접촉면이 고무 재질로 형성되는 경우, 오일 실링 장치(1)를 장시간 사용하면 회전축(S)에 손상을 주거나, 고무 재질의 경화로 인하여 오일이 누출되는 경우뿐만 아니라, 온도 및 압력 변화가 존재하는 조건 하에서는 사용할 수 없는 문제점이 발생할 수 있었다.

오일 실링 장치(1)와 회전축(S) 사이에는 얇은 유막이 형성될 수 있다. 일례로, 유막의 두께는 오일의 누출을 방지할 수 있도록 약 1~3μm로 형성될 수 있다. 형성된 유막은 볼록한 메니스커스(Meniscus)를 이루며, 이러한 메니스커스는 외부 공기와 내부 유체 사이의 상호 역할을 할 수 있다. 그러나, 볼록한 메니스커스가 깨지면 누출이 발생되며, 회전축(S)에는 오일 실링 장치(1)의 통로를 따라 긁힘 현상이 발생하는 문제점이 발생할 수 있었다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치가 회전축에 설치된 모습을 도시하는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치가 회전축에 설치된 모습을 도시하는 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치(100)는 회전축(S)을 포함하는 기계 장치에 설치될 수 있고, 보다 상세히 오일 실링 장치(100)는 회전축(S)의 회전을 원활하게 하기 위하여 유입된 오일, 즉 윤활유가 회전축(S)의 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 회전축(S) 주변에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치(100)는 회전부(110)와, 고정부(120)를 포함할 수 있다.

회전축(S) 주변에는 적어도 회전축(S)의 외주면과, 회전부(110)와, 고정부(120)로 둘러싸인 공간인 오일 수용부(150)가 형성될 수 있고, 이러한 오일 수용부(150)에는 오일이 수용될 수 있다.

회전부(110)는 회전축(S)과 결합될 수 있고, 회전축(S)과 일체로 회전될 수 있다. 회전부(110)는 회전축(S)의 주변에 구비될 수 있고, 회전축(S)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 회전부(110)에는 회전축(S)이 관통될 수 있는 관통홀이 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 회전부(110)가 회전축(S)과 직접 결합되어 회전축(S)과 일체로 회전하는 것이 도시되었으나, 회전부(110)가 회전축(S)과 직접 결합되지 않더라도 회전축(S)으로부터 회전력을 기어나 풀리 등을 이용하여 회전될 수도 있다.

회전부(110)는 회전축(S)과 결합되는 제1 회전부(111)와 제2 회전부(112)를 포함할 수 있다. 제1 회전부(111)와 제2 회전부(112) 사이에는 회전부(110)와 회전축(S)의 접촉면 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하기 위한 제1 오링(114)이 구비될 수 있다. 이 때, 제1 오링(114)은 고무 등의 유연성이 있는 탄성 재질과 형상으로 형성될 수 있다. 보다 상세히, 제1 오링(114)은 제1 회전부(111)와, 제2 회전부(112) 및 회전축(S) 사이에서 마찰력을 발생시켜 회전부(110)와 회전축(S)이 일체로 회전되도록 하는 역할을 할 수 있다. 다시 말해, 제1 회전부(111)와 제2 회전부(112)는 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 제1 오링(114)의 마찰력에 의해 회전축(S)과 일체로 회전될 수 있다.

또한, 회전부(110)에는 회전부(110)가 회전축(S)과 함께 회전될 때 이탈되는 것을 방지할 수 있는 회전부 고정장치(115)가 결합될 수 있다. 보다 상세히, 회전부 고정장치(115)는 제1 회전부(111) 및 제2 회전부(112)를 관통하여 삽입될 수 있다. 또한, 회전부 고정장치(115)는 회전부(110)의 원주 방향으로 기 설정된 간격 이격되어 다수 개로 결합될 수 있다. 이 때, 회전부 고정장치(115)가 회전부(110)에 결합되어 이탈되는 것을 방지하는 고정너트(134)가 구비될 수 있다.

회전축(S)이 회전되면 회전부(110)는 고정부(120)와 밀착한 상태로 회전될 수 있고, 회전부(110)에는 고정부(120)과 밀착되는 부분인 제1 밀착부(113)가 구비될 수 있다. 제1 밀착부(113)는 후술할 고정부(120)의 제2 밀착부(132)와 간극 없이 밀착됨에 따라 오일 수용부(150)의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 제1 밀착부(113) 및 제2 밀착부(132)이 밀착되어 오일의 누출을 방지하는 메커니즘은 후술하도록 한다.

제1 밀착부(113)는 경도가 아주 높은 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(Carbon) 등의 재질로 형성될 수 있고, 이에 따라 직접 마찰이 발생하여도 마모가 거의 없이 오일 수용부(150)가 오일이 누출되지 않도록 밀봉될 수 있다.

고정부(120)는 베어링 하우징(20)과 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 고정부(120)가 베어링 하우징(20)에 결합되는 것을 예로 들어 설명하지만, 고정부(120)는 회전축(S) 주변에 위치가 고정되고, 회전축(S)과 회전부(110)와 오일이 수용되는 공간부(150)를 형성하기만 하면, 베어링 하우징(20)이 아니라도 어떠한 부품에 결합될 수도 있다.

또한, 고정부(120)는 회전축(S) 주변에 구비될 수 있고, 회전축(S)의 적어도 일부를 감쌀 수 있다.

고정부(120)의 일 단부에는 단턱부(123)가 형성될 수 있다. 단턱부(123)에는 후술될 압축부재(133)가 결합될 수 있고, 탄성 부재(131)가 적절한 압축력을 유지하도록 할 수 있다.

고정부(120)의 외측면 일 측에는 밀폐홈(122)이 형성될 수 있고, 밀폐홈(122)에 삽입되어 고정부(120)와 베어링 하우징(20)의 접촉면 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하기 위한 제2 오링(121)이 구비될 수 있다. 이 때, 제2 오링(121)은 고무 등의 유연성이 있는 탄성 재질과 형상으로 형성될 수 있다.

일례로, 제1 회전부(111)와 제2 회전부(112) 사이에 결합되는 제1 오링(114)과, 고정부(120)에 결합되는 제2 오링(121)은 바이톤 오링(Viton Oring)으로 구비될 수 있다. 상기 바이톤 오링은 결합에너지가 큰 불활성 구조인 C-F 결합으로 인하여 실용화 되어있는 오링 가운데 칼레즈(Kalrez), Perlast와 같은 과불화탄성체(Perfluoroelastomer) 다음으로 내열성, 내화학성이 우수한 장점이 있다. 특히, 기름, 연료유, 윤활제, 지방족-방향족 탄화수소, 탄화수소 용매 등에 뛰어난 저항성 및 내산소성, 내일광성, 내가스투과성이 우수하며, 마모에 견디는 성질이 우수한 특징이 있다.

도 4를 참조하면, 회전축(S)과 베어링 하우징(21) 사이에는 베어링(20)이 구비될 수 있다. 베어링(20)은 회전축(S)에 수직으로 작용하는 하중을 받는 레이디얼 베어링(radial bearing)으로 구비될 수 있다. 일례로, 도 4에서는 레이디얼 베어링 가운데 레이디얼 볼 베어링이 결합된 형태를 도시하고 있다. 이 때, 상기 레이디얼 볼 베어링과 회전축(S) 사이에는 오일과 같은 윤활제가 유입되는 공간이 형성될 수 있다. 이러한 오일은 회전축(S)과 베어링(20) 사이에서 회전축(S)이 회전될 때 마찰을 감소시켜주는 역할을 할 수 있다.

고정부(120)에는 회전부(110)의 제1 밀착부(113)와 밀착되는 제2 밀착부(132)가 구비될 수 있다. 제2 밀착부(132)도 제1 밀착부(113)와 마찬가지로 경도가 아주 높은 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(Carbon) 등의 재질로 형성될 수 있고, 이에 따라 직접 마찰이 발생하여도 마모가 거의 없이 오일 수용부(150)가 오일이 누출되지 않도록 밀봉될 수 있다. 제2 밀착부(132)는 회전부(110)의 제1 밀착부(113)와 간극 없이 밀착됨에 따라 오일 수용부(150)의 오일이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

고정부(120)에는 장력, 즉 탄성력을 발생시키는 탄성 부재(131)가 구비될 수 있고, 탄성 부재(131)의 일 단은 고정부(120)에 결합될 수 있고, 탄성 부재(131)의 타 단은 제2 밀착부(132)에 결합될 수 있다.

오일 실링 장치(100)가 제작되는 과정에서는, 제1 회전부(111)의 일 면에 탄성 부재(131)가 적절한 압축력으로 압축될 수 있도록 하는 압축부재(133)가 결합될 수 있다. 압축부재(133)는 적어도 일 측이 개방된 링 형상으로 형성될 수 있다. 압축부재(133)는 오일 실링 장치(100)를 제작하는 과정에서만 결합될 수 있으며, 오일 실링 장치(100)가 회전축(S)에 결합되어 사용되는 경우에는 분리될 수 있다.

탄성 부재(131)는 탄성력에 의해 제2 밀착부(132)를 밀어서, 제2 밀착부(132)가 제1 밀착부(113)를 가압하도록 함으로써 오일이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 제2 밀착부(132)는 탄성 부재(131)의 단부에 결합되어 탄성 부재(131)의 신축에 따라 제1 밀착부(132) 쪽으로 움직일 수 있다.

탄성 부재(131)는 주름관 형상의 벨로우즈(bellows)로 구비될 수 있고, 제2 밀착부(132)를 계속 밀고 있는 상태를 유지하여야 하므로 힘이 가해지지 않은 상태보다 압축되어 있는 상태인 것이 바람직하다.

또한, 탄성 부재(131)는 금속 재질로 형성될 수 있고, 소위 메커니컬 스프링으로 형성될 수 있다. 탄성 부재(31)는 벨로우즈로 구비됨에 따라 적어도 금속 판형의 링 형상으로 형성될 수 있고, 회전부(110)가 회전할 때 축 방향으로의 소정 움직임을 허용하면서 오일이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 벨로우즈는 스프링 형상으로 형성될 수 있고, 회전부(110) 방향으로 밀착되는 힘을 생성하여 밀봉될 수 있도록 하는 역할을 할 수 있으며, 밀봉된 공간 내에서 오일의 적정한 유막이 형성되도록 하여 마모되지 않도록 돕는 역할을 할 수 있다. 특히, 상기 벨로우즈는 아주 짧은 거리 사이에서도 원하는 스프링 장력을 낼 수 있도록 설계가 가능한 장점이 있다.

오일 수용부(150)에 수용된 오일의 누출을 방지하기 위한 중요한 구성인 탄성 부재(131)와, 제2 밀착부(132)를 누유 방지부(130)로 칭할 수 있고, 누유 방지부(130)에 사용되는 탄성 부재(131)는 오일이 누출되지 않도록 구비되는 보조 장치로써, 금속 판형의 상기 벨로우즈를 사용하여 보조할 수 있고, 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에서는 고정부(120)의 일 측에 탄성 부재(131)가 결합된 구조로, 이는 고정형 실링장치(Stopping Seal)에 해당될 수 있다. 상기 고정형 실링장치는 임펠러(Impeller) 등의 회전체에 스프링 장치부가 장착되는 형상으로, 고속 회전에 사용될 수 있고, 고속엔진 분무기, 엔진 양수기, 자동차, 선박엔진의 연료펌프 등에 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 탄성 부재(131)는 고정부(120)에 결합될 수 있을 뿐만 아니라, 회전부(110)에도 결합될 수 있다.

다시 말해, 본 실시예에서는 탄성 부재(131)가 고정부(120)에 구비되어 제2 밀착부(132)를 제1 밀착부(113)에 대하여 미는 것을 설명하였으나, 이와 반대로 회전부(110)에 구비되어 제1 밀착부(113)를 제2 밀착부(132)에 대하여 밀 수도 있다.

제1 밀착부(113)와 제2 밀착부(132)는 회전부(110)가 회전하더라도 간극이 발생하지 않도록 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 제1 밀착부(113)와 제2 밀착부(132) 사이의 윤활은 자체적으로 형성되는 유체막(약 0.025μ~0.25μ)에 의해 이루어질 수 있다.

제1 밀착부(113)와 제2 밀착부(132)는 일례로 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(Carbon) 등의 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게는 카본으로 형성될 수 있다. 회전축(S)이 회전되어 자연적인 유막의 형성이 불가능한 경우에는 인위적으로 유막을 형성시켜줄 수 있다. 제1 밀착부(113)와 제2 밀착부(132) 사이에서의 누출량은 재질, 오일의 점도, 비중, 압력차, 회전속도 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 제1 밀착부(113)와 제2 밀착부(132)의 재질은 유체의 부식성, 사용온도, 마모성 물질의 함유량 등에 의해 선정될 수 있다. 종래에는, 고무 재질의 경화로 인하여 오일이 누출되는 문제점이 발생하였고, 이를 개선한 비접촉식 오일 실링 장치의 경우에도, 고무 재질의 오링을 사용함에 따라 고무가 경화되어 누출의 원인이 되었다. 그러나, 본 발명에서는 경도가 아주 높은 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(Carbon) 등의 재질을 이용함으로써 직접 마찰이 발생하여도 마모가 거의 없이 밀봉될 수 있도록 할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치(100)의 작용을 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 오일 실링 장치(100)는 펌프, 모터, 기어박스, 터빈과 같은 다양한 기계 장치의 회전축(S)과 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 오일 실링 장치(100)는 메커니컬 씰(Mechanical Seal) 장치로서, 면 접촉식 밀봉장치이고, 회전축(S)에 수직된 회전부(110)와, 고정부(120)로 구성될 수 있다. 이 때, 한 면이 회전축(S)과 함께 회전될 수 있고, 회전부(110) 또는 고정부(120)에 구비된 탄성 부재(131)의 장력으로 밀봉을 지속적으로 유지시킬 수 있다.

이러한 메커니컬 씰의 가장 큰 장점은, 눈에 보이는 정도의 누출이 방지되고, 회전축(S)의 마모가 발생하지 않으며, 모든 마모현상은 회전부(110)와 고정부(120) 사이의 접촉면에서만 발생하며, 장착되어 있는 탄성 부재(131)의 장력에 의해 마모되는 부분만큼 자동보상이 이루어져 밀봉이 지속적으로 이루어질 수 있다.

보다 상세히, 회전축(S)에는 회전축(S)과 일체로 회전하는 회전부(110)가 결합될 수 있고, 일 측이 베어링 하우징(21)에 결합되는 고정부(120)를 포함할 수 있다.

탄성력, 즉 장력을 발생시키는 탄성 부재(131)는 제1 밀착부(113) 또는 제2 밀착부(132)를 가압함으로써 제1 밀착부(113) 및 제2 밀착부(132) 사이의 접촉면에서 오일이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 탄성 부재(131)는 금속 판형의 벨로우즈로 구비되어 회전부(110)의 축 방향 움직임을 허용하면서 오일이 누출되는 것을 방지할 수 있다.

1, 100: 오일 실링 장치 2: 바디부
3: 씰링부 4: 스프링
5: 하우징 20: 베어링
21: 베어링 하우징 110: 회전부
111: 제1 회전부 112: 제2 회전부
113: 제1 밀착부 114: 제1 오링
115: 회전부 고정장치 120: 고정부
121: 제2 오링 122: 밀폐홈
123: 단턱부 130: 누유 방지부
131: 탄성 부재 132: 제2 밀착부
133: 압축부재 134: 고정너트
150: 오일 수용부 S: 회전축

Claims

회전축 주변에 구비된 오일이 누출되는 것을 방지하는 오일 실링 장치에 있어서,
상기 회전축의 주변에 구비되고, 상기 회전축이 회전됨에 따라 함께 회전하는 회전부; 및
상기 회전축의 주변에 구비되고, 적어도 일부가 상기 회전부와 접촉하는 고정부;
를 포함하고,
상기 회전부 또는 상기 고정부 가운데 적어도 하나에는 탄성 부재가 구비되고, 상기 회전부 및 상기 고정부는 상기 탄성 부재의 탄성력에 의하여 서로 밀착되는 오일 실링 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전부에는 상기 고정부와 밀착되는 제1 밀착부가 구비되고, 상기 고정부에는 상기 제1 밀착부와 밀착되는 제2 밀착부가 구비되며, 상기 제1 밀착부 및 상기 제2 밀착부는 적어도 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(carbon) 가운데 어느 하나의 재질로 형성되는 오일 실링 장치.
제2항에 있어서,
상기 탄성 부재는 적어도 금속 재질의 벨로우즈(bellows) 형상으로 형성되는 오일 실링 장치.
제3항에 있어서,
상기 회전부의 상기 회전축 방향 움직임이 허용된 상태로 상기 제1 밀착부 및 상기 제2 밀착부 사이가 간극 없이 밀봉되는 것을 특징으로 하는 오일 실링 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전축은 베어링에 의하여 회전 가능하게 지지되고, 상기 회전축 주위에는 상기 베어링을 구비하는 베어링 하우징이 설치되며,
상기 회전부는 상기 회전축에 결합되고, 상기 고정부는 상기 베어링 하우징에 결합되는 오일 실링 장치.
제5항에 있어서,
상기 회전부는 상기 회전축과 결합되는 제1 회전부와 제2 회전부를 포함하고, 상기 제1 회전부와 제2 회전부 사이에는 상기 회전부 및 상기 회전축 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하는 제1 오링이 구비되며,
상기 제1 오링은 상기 제1 회전부와, 상기 제2 회전부 및 상기 회전축 사이에서 마찰력을 발생시켜 상기 회전부와 상기 회전축이 일체로 회전되도록 하는 오일 실링 장치.
제5항에 있어서,
상기 고정부에는 밀폐홈이 형성되고, 상기 밀폐홈에 삽입되어 상기 고정부 및 상기 베어링 하우징 사이로 오일이 누출되는 것을 방지하는 제2 오링이 구비되는 오일 실링 장치.
제1항에 있어서,
상기 고정부의 일 단부에는 단턱부가 형성되고, 상기 단턱부에는 상기 탄성 부재가 기 설정된 압축력을 유지하도록 압축부재가 결합되는 오일 실링 장치.
제6항에 있어서,
상기 회전부의 일 측에는 상기 회전부가 상기 회전 축과 함께 회전될 때 이탈되는 것을 방지하는 회전부 고정장치가 더 결합되는 오일 실링 장치.
회전축의 원활한 회전을 위한 윤활유가 누출되는 것을 방지하기 위하여 회전축의 적어도 일부를 감싸는 오일 실링 장치에 있어서,
상기 회전축의 적어도 일부를 감싸고, 상기 회전축과 일체로 회전하는 회전부;
상기 회전축의 적어도 일부를 감싸고, 상기 회전축 주위에 고정되는 고정부;
상기 회전부에 구비되고, 상기 고정부에 밀착되는 제1 밀착부;
상기 고정부에 구비되고, 상기 회전부에 밀착되는 제2 밀착부; 및
상기 회전부 또는 상기 고정부에 구비되고, 상기 제1 밀착부 또는 상기 제2 밀착부에 결합되어 상기 제1 밀착부 또는 상기 제2 밀착부를 밀어내도록 힘을 작용하는 탄성 부재;
를 포함하는 오일 실링 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 밀착부 및 상기 제2 밀착부는 적어도 실리콘 카바이드(Silicon Carbide), 텅스텐(Tungsten), 카본(carbon) 가운데 어느 하나의 재질로 형성되고, 상기 탄성 부재는 금속 재질의 벨로우즈(bellows) 형상으로 형성되는 메커니컬 스프링인 것을 특징으로 하는 오일 실링 장치.