KR20230144713A - 씰링장치 - Google Patents

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KR20230144713A
KR20230144713A KR1020220043695A KR20220043695A KR20230144713A KR 20230144713 A KR20230144713 A KR 20230144713A KR 1020220043695 A KR1020220043695 A KR 1020220043695A KR 20220043695 A KR20220043695 A KR 20220043695A KR 20230144713 A KR20230144713 A KR 20230144713A
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이양호
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Abstract

본 발명은 씰링장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있는 씰링장치에 관한 것이다. 본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 본 발명에 따르면, 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있다는 장점이 있다.

Description

씰링장치 {sealing device}
본 발명은 씰링장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있는 씰링장치에 관한 것이다.
일반적으로 축계 추진 방식을 사용하는 선박의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 추력 발생 장치인 엔진(1)은 선내에 설치되고, 선체를 추진시키는 추진 장치인 프로펠러(2)는 선박의 외부로 돌출되어 수중에 위치하게 되고, 엔진(1)과 프로펠러(2) 사이에 동력 전달 수단인 축, 즉 샤프트(3)가 연결되어 있어서 엔진(1)에서 발생한 동력을 프로펠러(2)로 전달한다.
여기서, 샤프트(3)는 선박의 선미 부분을 관통하여 외부의 프로펠러(2)와 고정 결합되고 샤프트(3)의 회전에 따라 프로펠러(2)가 회전됨으로써 선박이 추진력을 얻게 되는 것이다.
샤프트(3)는 회전 운동을 수행하여야 하기 때문에 샤프트(3)가 관통되는 선박의 선미 부분, 즉 선미관(4)과 샤프트(3) 사이에는 샤프트(3) 회전을 위한 간극이 마련된다. 이러한 간극에는 샤프트(3)의 회전시 샤프트(3)의 요동 범위를 제한하여 샤프트(3)가 심하게 요동치지 않도록 하는 베어링(5)이 삽입된다. 일반적으로 상기 베어링(5)으로 강한 나무 재질로 제작된 리그넘바이트가 사용된다.
한편, 선미관(4)과 샤프트(3) 사이의 간극을 통하여 해수가 유입될 수 있는데, 이와 같이 기관실 내로 유입된 해수는 기관실 내 여러 오염 물질과 혼합되어 축적된다. 이것을 빌지(bilge)라고 하는데, 빌지는 기관실 부식의 원인이 될 뿐만 아니라 그것이 바다로 배출될 경우 해양 오염을 일으키는 원인이 되고 있다.
따라서, 빌지로부터 선체를 보호하고 해양 오염을 방지하는 것이 시급히 요망된다. 이에 본 출원인은 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있는 씰링장치를 연구·개발하게 된 것이다.
등록실용신안 제20-0397607호 (2005.09.27.)
본 발명은 샤프트, 베어링 및 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있는 선박용 해수유입 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 중심에 샤프트(3)의 회전공간이 형성된 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 장착되는 씰링장치에 있어서, 장치본체(100); 상기 장치본체(100)의 씰링캡장착홈(140)에 삽입되고, 내주면이 샤프트(3)의 외주면에 압착되어, 해수의 유입을 방지하는 씰링캡(200);을 포함하고, 상기 장치본체(100)는 상기 선미관(4)의 플랜지부(4a)의 일단부로부터 내측으로 소정 깊이만큼 삽입되도록 형성되고, 선미관(4)의 내경과 동일한 외경을 가지며, 중심에 샤프트(3)의 회전공간이 형성된 삽입부(110)와, 상기 삽입부(110)의 일단부로부터 소정 길이만큼 측방으로 연장되어, 선미관(4)의 플랜지부(4a)의 일단면에 밀착되도록 구비되는 연장부(120)와, 상기 연장부(120)의 일단부로부터 소정 길이만큼 측방으로 연장되어, 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 결합되도록 구비되는 플랜지부(130)와, 상기 플랜지부(130)의 일단부에 형성되고, 샤프트(3)의 둘레를 감싸는 내주면으로부터 소정 깊이만큼 만입되어, 씰링캡(200)이 삽입되도록 구비되는 씰링캡삽입홈(140)을 포함하고, 상기 연장부(120)는 연장부(120)의 외주면 일측에서부터 내주면 일측까지 관통형성되어, 해수유동관(10)의 일단부에 결합되도록 구비되는 관통공(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는 씰링장치를 제시한다.
본 발명에 따르면, 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 선미관 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 씰링장치가 장착된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부 확대도이다.
도 4는 도 3의 A부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 씰링장치의 조립사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 씰링장치의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일부구성인 장치본체의 단면도이다.
도 8은 도 7의 A부 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일부구성인 씰링캡의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 설명 중 "상", "하" 등의 방향 한정은 이해를 돕기 위해 도 1의 형태를 기준으로 지시하는 것일 뿐, 기준선(또는 도면)을 달리하면 방향도 달리 지시될 것임을 밝혀둔다.
본 발명은 씰링장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있는 씰링장치에 관한 것이다.
본 발명의 씰링장치는 선박의 선미관에 적용될 뿐만 아니라, 육상에 설치되는 소방기구의 펌프에 적용될 수도 있음은 물론이다.
도 1은 종래의 선미관 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 씰링장치가 장착된 모습을 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2의 A부 확대도이고, 도 4는 도 3의 A부 확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 씰링장치의 조립사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 씰링장치의 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 일부구성인 장치본체의 단면도이고, 도 8은 도 7의 A부 확대도이고, 도 9는 본 발명의 일부구성인 씰링캡의 단면도이다.
본 발명에 따른 씰링장치는 중심에 샤프트(3)의 회전공간이 형성된 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 장착되는 장치로서, 장치본체(100)와, 씰링캡(200)과, 고정수단(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 장치본체(100)는 삽입부(110)와, 연장부(120)와, 플랜지부(130)와, 씰링캡삽입홈(140)과, 탈거가이드홈(150)을 포함하여 구성될 수 있다.
삽입부(110)에 대해 설명한다. 삽입부(110)는 선미관(4)의 플랜지부(4a)의 일단부로부터 내측으로 소정 깊이만큼 삽입되도록 형성되고, 선미관(4)의 내경과 동일한 외경을 가지며, 중심에 샤프트(3)의 회전공간이 형성된 부분이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 삽입부(110)의 내경을 샤프트(3)의 외경보다 크게 구성함으로써, 삽입부(110)와 샤프트(3)가 마찰되지 않도록 함과 동시에, 삽입부(110)와 샤프트(3) 사이의 공간으로 해수(W)가 유입되도록 함이 바람직하다.
연장부(120)에 대해 설명한다. 연장부(120)는 상기 삽입부(110)의 일단부로부터 소정 길이만큼 측방으로 연장되어, 선미관(4)의 플랜지부(4a)의 일단면에 밀착되도록 구비되는 부분이다.
상기 연장부(120)는 연장부(120)의 외주면 일측에서부터 내주면 일측까지 관통형성되어, 해수유동관(10)의 일단부에 결합되도록 구비되는 관통공(121)을 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 링크(20)를 사이에 두고, 링크(20)의 일측을 해수유동관(10)에 결합시키고, 링크(20)의 타측을 관통공(121)에 결합시켜, 관통공(121)이 해수유동관(10)의 일단부에 결합되도록 할 수 있다(도 6 참조).
상기 해수유동관(10)은 일단부가 관통공(121)에 연통된 상태에서, 타단부는 수면 밖에 위치하도록 배치되어, 해수(W)가 순환되면서 샤프트(3)와 베어링(5) 사이의 접촉면 및 샤프트(3)와 씰링캡(200) 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 냉각시킬 때 생성되는 수증기(V)를 수면 밖으로 배출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 연장부(120)가 선미관(4)의 플랜지부(4a)와 밀착되는 면에는 오링(30)이 삽입되도록 오링삽입홈(122)이 함몰형성될 수 있다(도 7,8 참조). 이는 공지기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.
플랜지부(130)에 대해 설명한다. 플랜지부(130)는 상기 연장부(120)의 일단부로부터 소정 길이만큼 측방으로 연장되어, 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 결합되도록 구비되는 부분이다.
구체적으로, 도 5에 도시된 플랜지부(130)의 체결공(131)으로 나사 등의 체결수단을 이용하여 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 결합시킬 수 있다.
씰링캡삽입홈(140)에 대해 설명한다. 씰링캡삽입홈(140)은 상기 플랜지부(130)의 일단부에 형성되고, 샤프트(3)의 둘레를 감싸는 내주면으로부터 소정 깊이만큼 만입되어, 씰링캡(200)이 삽입되도록 구비되는 부분이다.
바람직하게는, 씰링캡삽입홈(140)에 씰링캡(200)이 삽입되어 끼움 고정될 수 있도록, 씰링캡삽입홈(140)의 내경은 씰링캡(200)의 외경과 같도록 구성할 수 있다.
탈거가이드홈(150)에 대해 설명한다. 탈거가이드홈(150)은 상기 씰링캡삽입홈(140)의 외주면 일측에 플랜지부(130)의 일단면으로부터 소정 깊이만큼 함몰형성되어, 씰링캡(200)을 쉽게 탈거할 수 있도록 구비되는 부분이다.
즉, 상기 탈거가이드홈(150)에 ㅡ자 드라이버와 같은 공구를 넣어서 씰링캡삽입홈(140)에 끼움 고정된 씰링캡(200)을 쉽게 탈거할 수 있다.
씰링캡(200)에 대해 설명한다. 씰링캡(200)은 상기 장치본체(100)의 씰링캡장착홈(140)에 삽입되고, 내주면이 샤프트(3)의 외주면에 압착되어, 해수의 유입을 방지하는 부분이다.
상기 씰링캡(200)은 링 형태의 커버부(210)와, 상기 커버부(210)의 외주면 둘레로부터 수직하게 절곡형성되어, 씰링캡장착홈(140)에 삽입되도록 구비되는 삽입부(220)와, 상기 커버부(210)의 내주면 둘레로부터 수직하게 절곡형성되어, 샤프트(3)의 외주면에 탄성적으로 압착되도록 구비되는 압착부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 커버부(210) 및 삽입부(220)의 내부에는 소정의 강성을 가지는 'ㄱ'자 형태의 프레임(F)이 삽입되어, 커버부(210) 및 삽입부(220)가 'ㄱ'자 형태로 유지되는 것을 특징으로 한다(도 4 참조)
상기 압착부(230)는 외측압착돌기(231)와, 내측압착돌기(232)와, 삽입돌기(233)와, 탄성부재(234)를 포함하여 구성될 수 있다.
외측압착돌기(231)에 대해 설명한다. 외측압착돌기(231)는 상기 압착부(230)의 내주면 일측 둘레로부터 외측으로 경사지게 돌출형성되고, 소정의 탄성복원력을 가지는 재질로 이루어져, 샤프트(3)의 외주면 일측에 탄성적으로 압착되도록 구비되는 부분이다.
내측압착돌기(232)에 대해 설명한다. 내측압착돌기(232)는 상기 외측압착돌기(231)로부터 소정 거리만큼 이격된 위치의 압착부(230)의 내주면 타측 둘레로부터 내측으로 경사지게 돌출형성되고, 소정의 탄성복원력을 가지는 재질로 이루어져, 샤프트(3)의 외주면 타측에 탄성적으로 압착되도록 구비되는 부분이다.
삽입돌기(233)에 대해 설명한다. 삽입돌기(233)는 상기 내측압착돌기(232)에 인접한 압착부(230)의 외주면의 둘레를 따라 돌출형성되어, 탄성부재(234)가 삽입되는 삽입홈(233a)을 형성시키는 부분이다.
상기 삽입돌기(233)는 탄성부재(234)가 삽입홈(233a)으로 쉽게 탈착되도록 단면이 반원형태로 형성될 수 있다.
탄성부재(234)에 대해 설명한다. 탄성부재(234)는 링 형태로 형성되고, 상기 삽입홈(233a)에 삽입되어, 내측압착돌기(232)의 탄성복원력 저하를 방지하도록 소정의 탄성복원력을 가지는 부분이다.
상기 외측압착돌기(231) 및 내측압착돌기(232)에 의해 샤프트(3)가 반경 방향은 물론 축 방향으로 진동하더라도 샤프트(3)의 외주면 타측에 압착된 상태를 유지하여 해수의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.
고정수단(300)에 대해 설명한다. 고정수단(300)은 상기 씰링캡(200)이 장치본체(100)의 씰링캡장착홈(140)에 삽입된 상태에서, 장치본체(100)의 일단면과 씰링캡(200)의 일단면에 동시에 밀착되어, 씰링캡(200)의 이탈을 방지하는 부분이다(도 5 참조).
상기 고정수단(300)은 활꼴 형태의 판으로 형성되되, 현측에는 활꼴 형태의 홈(310)이 형성되고, 상기 홈(310)의 곡률반경은 씰링캡장착홈(140)의 곡률반경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고정수단(300)에 관통형성된 체결공(310)으로 나사(N) 등의 체결수단을 이용하여 장치본체(100)의 체결공(160)에 결합시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 선박의 기관실 내로 해수가 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 샤프트와 베어링 사이의 접촉면 및 샤프트와 씰링캡 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 탈거가이드홈(150)에 ㅡ자 드라이버와 같은 공구를 넣어서 마모된 씰링캡을 쉽게 교체할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 장치본체
110 : 삽입부
120 : 연장부
121 : 관통공
122 : 오링삽입홈
130 : 플랜지부
131 : 체결공
140 : 씰링캡삽입홈
150 : 탈거가이드홈
160 : 체결공
200 : 씰링캡
210 : 커버부
220 : 삽입부
230 : 압착부
231 : 외측압찰돌기
232 : 내측압착돌기
233 : 삽입돌기
233a : 삽입홈
234 : 탄성부재
300 : 고정수단
310 : 홈부
320 : 체결공
1 : 엔진
2 : 프로펠러
3 : 샤프트
4 : 선미관
4a : 플랜지부
5 : 베어링
10 : 해수유동관
20 : 링크
30 : 오링
F : 프레임
N : 나사
W : 해수
V : 수증기

Claims (5)

  1. 중심에 샤프트(3)의 회전공간이 형성된 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 장착되는 씰링장치에 있어서,
    장치본체(100);
    상기 장치본체(100)의 씰링캡장착홈(140)에 삽입되고, 내주면이 샤프트(3)의 외주면에 압착되어, 해수의 유입을 방지하는 씰링캡(200);을 포함하고,

    상기 장치본체(100)는
    상기 선미관(4)의 플랜지부(4a)의 일단부로부터 내측으로 소정 깊이만큼 삽입되도록 형성되고, 선미관(4)의 내경과 동일한 외경을 가지며, 중심에 샤프트(3)의 회전공간이 형성된 삽입부(110)와,
    상기 삽입부(110)의 일단부로부터 소정 길이만큼 측방으로 연장되어, 선미관(4)의 플랜지부(4a)의 일단면에 밀착되도록 구비되는 연장부(120)와,
    상기 연장부(120)의 일단부로부터 소정 길이만큼 측방으로 연장되어, 선미관(4)의 플랜지부(4a)에 결합되도록 구비되는 플랜지부(130)와,
    상기 플랜지부(130)의 일단부에 형성되고, 샤프트(3)의 둘레를 감싸는 내주면으로부터 소정 깊이만큼 만입되어, 씰링캡(200)이 삽입되도록 구비되는 씰링캡삽입홈(140)을 포함하고,

    상기 연장부(120)는
    연장부(120)의 외주면 일측에서부터 내주면 일측까지 관통형성되어, 해수유동관(10)의 일단부에 결합되도록 구비되는 관통공(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    씰링장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 해수유동관(10)은
    일단부가 관통공(121)에 결합된 상태에서, 타단부는 수면 밖에 위치하도록 배치되어, 해수(W)가 순환되면서 샤프트(3)와 베어링(5) 사이의 접촉면 및 샤프트(3)와 씰링캡(200) 사이의 접촉면에 발생하는 마찰열을 냉각시킬 때 생성되는 수증기(V)를 수면 밖으로 배출하는 것을 특징으로 하는
    씰링장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 씰링캡(200)은
    링 형태의 커버부(210)와,
    상기 커버부(210)의 외주면 둘레로부터 수직하게 절곡형성되어, 씰링캡장착홈(140)에 삽입되도록 구비되는 삽입부(220)와,
    상기 커버부(210)의 내주면 둘레로부터 수직하게 절곡형성되어, 샤프트(3)의 외주면에 탄성적으로 압착되도록 구비되는 압착부(230)를 포함하고,

    상기 커버부(210) 및 삽입부(220)의 내부에는
    소정의 강성을 가지는 'ㄱ'자 형태의 프레임(F)이 삽입되어, 커버부(210) 및 삽입부(220)가 'ㄱ'자 형태로 유지되는 것을 특징으로 하고,

    상기 압착부(230)는
    압착부(230)의 내주면 일측 둘레로부터 외측으로 경사지게 돌출형성되고, 소정의 탄성복원력을 가지는 재질로 이루어져, 샤프트(3)의 외주면 일측에 탄성적으로 압착되도록 구비되는 외측압착돌기(231)와,
    상기 외측압착돌기(231)로부터 소정 거리만큼 이격된 압착부(230)의 내주면 타측 둘레로부터 내측으로 경사지게 돌출형성되고, 소정의 탄성복원력을 가지는 재질로 이루어져, 샤프트(3)의 외주면 타측에 탄성적으로 압착되도록 구비되는 내측압착돌기(232)와,
    상기 내측압착돌기(232)에 인접한 압착부(230)의 외주면의 둘레를 따라 돌출형성되어, 탄성부재(234)가 삽입되는 삽입홈(233a)을 형성시키는 삽입돌기(233)와,
    상기 삽입홈(233a)에 삽입되어, 내측압착돌기(232)의 탄성복원력 저하를 방지하도록 소정의 탄성복원력을 가지는 링 형태의 탄성부재(234)를 포함하고,

    상기 삽입돌기(233)는
    탄성부재(234)가 삽입홈(233a)으로 쉽게 탈착되도록 단면이 반원형태로 형성된 것을 특징으로 하는
    씰링장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 씰링캡(200)이 장치본체(100)의 씰링캡장착홈(140)에 삽입된 상태에서, 장치본체(100)의 일단면과 씰링캡(200)의 일단면에 동시에 밀착되어, 씰링캡(200)의 이탈을 방지하는 고정수단(300);을 더 포함하고,

    상기 고정수단(300)은
    활꼴 형태의 판으로 형성되되, 현측에는 활꼴 형태의 홈부(310)가 형성되고, 상기 홈부(310)의 곡률반경은 씰링캡장착홈(140)의 곡률반경보다 큰 것을 특징으로 하는
    씰링장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 장치본체(100)는
    상기 씰링캡삽입홈(140)의 외주면 일측에 플랜지부(130)의 일단면으로부터 소정 깊이만큼 함몰형성되어, 씰링캡(200)을 쉽게 탈거할 수 있도록 구비되는 탈거가이드홈(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    씰링장치.
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