KR860001693B1 - 선미관(船尾管)시일장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

선미관(船尾管)시일장치

제1도는 본발명 제1실시예로서 선미관 시일에 적용된 경우의 단면도.

제2도는 본발명 제2실시예로서 선미관 시일에 적용된 경우의 단면도.

제3도 및 제4도는 종래예의 시일장치를 표시한 요부의 단면도.

제5도는 본발명 제3실시예의 시일장치를 표시한 요부의 단면도.

제6도는 본발명 제4실시예의 시일장치를 표시한 요부의 단면도.

제7도는 본발명 제5실시예의 시일장치를 표시한 요부의 단면도.

제8도는 본발명 제6실시예로서 선미관 시일에 적용된 경우의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 프로펠러축 4 : 라이너

5 : 절연링 11,12 : 시일링

14 : 자석 15 : 폴 블록

18 : 자성유체 20,21,22 : 공기실

본 발명은 선미관(船尾管)시일장치의 제공에 관한 것이다.

선미관 시일장치로서 종래 일반적으로 사용되고 있는 것은 단면시일과 리프시일인데 이들은 어느 것이나 고체대 고체의 접촉 시일형이다.

이 접촉 시일형에 있어서 시일링의 연명을 도모하기 위하여는 접촉면에 항상 소량의 기름을 보급하여 기름시일을 행하거나 또는 다량의 물을 보급하여 물 시일을 행할 필요가 있다.

한편 해양 오염방지의 견지에서 보면 상술한 접촉시일형을 채용하는 한 기름의 누설을 피할수 없기 때문에 바람직하지 않고 해양 오염방지의 규제가 더욱 엄격해지기 때문에 종래의 접촉시일형은 불리하다.

현재 가장 널리 사용되고 있는 리프시일은 많은 개량이 이루어져 상당한 기술수준에 도달되어 있지만 선박의 정기검사 기간내에 시일링이 돌연히 손상되어 다량의 유설(油洩)사고가 일어날 염려가 있고 또한 해수 진입의 사고를 초래하는 수도 있었다.

이런 견지에서 종래의 접촉시일형에 대체할수 있는 선미관 시일장치의 개발이 요망되고 있다.

그런테 접촉시일형에 대체하는 시일장치로서 자성유체축 시일(磁性流體軸 Seal)이 있지만 이 시일이 실용화되어 있는 것은「기체의 시일」의 분야이고,「액체의 시일」분야에 관해서는 이론상으로는 가능하다지만 실용화되어 있지 않은 현상이다.

이것은 현상의 자성유체로는 액체와 접촉하면 서서히 혼합되어 버리고 말기 때문에 실용화되고 있지 않은 것이다.

또한 자성유체를 사용하여 액체(물)의 시일을 도모하는 것으로서 종래 일본국 특개소 50-124039호 공보가 제안되어 있지만 선미관 시일로서 적용하는 것은 곤란한 기술이다.

그래서 본발명은 선미관 시일장치로서 접촉시일형인 리프시일과 자성유체축 시일과를 유기적으로 조합함으로써, 액체의 시일에는 곤란시되었던 자성유체축 시일을 사용가능하게 함과 아울러, 자성유체축 시일의 논리이크시일 특성을 이용하여 리프시일만으로서는 피할수가 없었던 통상 상태하에서의 기름이 새는 것을 방지할수 있고 시일링의 내구성을 향상할수 있도록 한 것이며 동시에 시일링의 리프에의 자성유체의 공급을 확실하게 하였음에도 불구하고 콤팩트한 설계를 가능하게 한 것이다.

이하 도면을 참조하여 본발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본발명의 제1실시예로서, 1은 프로펠러 보스이며 프로펠러축(2)의 단부에 테이퍼 삽입등에 의해 부착되어 있다. 3은 선체의 스턴보스(sternboss)이다.

프로펠러축(2)에는 자성재료로 된 라이너(4)가 절연링(5)에 의해 소망의 틈새(clearance)을 갖고 씌워져 있고, 이 라이너(4)의 단부에 형성된 플랜지(4A)는 절연패킹(25)을 통하여 프로펠러 보스(1)에 설치되어 있다.

6은 커버링, 7은 제1중간링인데 라이너(4)에 씌워 끼워져 있고, 양 링(6)(7)으로 라이너(4) 외주상에 내주리프가 접촉된 제1시일링(10)이 지지되어 있다.

8은 제2중간링인데 제1중간링(7)과 협동하여 제2시일링(11)을 지지하고 있고, 또한 9는 플랜지링인데 스턴보스(3)에 부착되어 있는 동시에 제2중간링(8)과 협동하여 제3시일링(12)을 지지하고 있고 상기의 각 시일링(10)(11)(12)는 어느것이나 라이너(4)의 외주면상에 리프가 접촉되어 축방향 간격을 두고 지지되어 있는 것이다.

26은 자성유체축 시일인데 제2시일링(11)과 제3시일링(12)과의 사이의 라이너(4)위에 끼어 있다.

자성유체축 시일(26)은 제2중간링(8)의 내주측에 단면 ㄷ자형상으로서 장착된 하우징(13)에 라이너(4)의 외주상과의 사이에서 공기실(21)을 형성하여 부착된 영구형의 자석(14)과, 상기 자석(14)의 전후면에 장착되어 라이너(4)의 외주상과의 사이에서 각각 공기실(20)(22)을 형성하는 폴 블록(15)(15)과로 주로 구성되어 있고, 공기실(21)에는 선체축에 연통된 공급관(16)을 통하여 공기를 콘트롤하면서 공급가능하게 되어 있고, 제2시일링(11)과 이것과 대면하는 폴 블록(15)과의 사이 및 제3시일링(12)과 이것과 대면하는 폴 블록(15)과의 사이에는 자성유체(18)가 각각 개재되어 있고, 이 유체(18)는 보급관(17)을 통하여 선체측으로부터 보급 가능하다.

그외 19는 유실(油室), 23은 스턴튜브 리세스, 24는 해수(海水)를 나타내고 있다.

그리하여 제2시일링(11) 및 제3시일링(12)은 그 배면이 자성유체에 의해서 윤활되어 있고, 공기실(21)의 공기압과 해수압 및 스턴 튜브 유압을 같게 할수있는 것이고, 여기에 시일링(11)(12)에 걸리는 차압은 0이되어 대단히 손상되기 어려운 구조가 될수있게 된다. 더욱 공기실(21)의 공기압은 공급관(16)을 통하여 항상 해수압, 스턴튜브 유압과 동등 또는 조금 낮게

(0.1-0.2kg/㎠) 설정하는 것이다.

다음에 제2도는 본발명의 제2실시예로서, 제1시일링(10)은 그 내주리프(10A)가 라이너(4)의 외주상에 가볍게 접촉되어 있고, 8은 제2중간링이고 또 9는 플랜지형으로 스턴 보스(3)에 부착되어 있음과 동시에 제2중간링(8), 제1중간링(7) 및 커버링(6)이 상기 플랜지링(9)을 통하여 스턴 보스(3)에 부착되어 있다.

내주 리프(11A,12A)를 지닌 제2 및 제3의 시일링(11,12)은 모두 리프(11A,12A)가 라이너(4)의 외주면상에 접촉되어서 축방항으로 간격을 두고 지지되어 있다.

그리고 폴 블록(15,15)의 각각에는 시일링의 서포오트부(15A,15A)가 형성되고 제2시일링(11)은 제1중간링(7)과 서포오트부(15A)와의 사이에서 지지되고, 제3시일링(12)은 플랜지링(9)과 서포오트부(15A)와의 사이에서 지지되어 있으며 공급로(17)의 토출로(17A)는 리프(11A,12A)가 라이너(4)의 외주상에서 접접하는 접접부에 각각지향되어서 폴 블록(15,15)에 형성되어 있다.

또한 축방향에 시일장치의 길이를 짧게 하여, 폴 블록(15,15)의 전후면에 서포오트부(15A)를 형성하고 이 서포오트부(15A)에 제2시일링(11) 및 제3시일링(12)을 각각 장착시켜 리프(11A,12A)의 접접부에 각각 지향하여 토출구(17A)가 형성되어 있는 본실시예에서는 접접부에의 자성유체의 보급이 원활하게 되며 축방향에 콤팩트하게 설계할수 있다. 기타의 구성은 상술한 제1실시예와 같다.

제3도 및 제4도는 종래예의 시일장치를 표시한 요부의 단면도이다.

제3도에 표시한바와 같이 회전축(1')의 외주에 시일링(2')의 내주 리프(2A')가 접촉되어 축방향 한쪽의 기름(3')과 축방향 다른쪽의 공기(4')를 축방향으로 시일할 경우, 기름(3')의 압력이 1.0㎏/㎠라고 하면 시일링(2')에는 그 차압이 1.0kg/㎠이상 걸리기 때문에 시일링(2')의 하나에 의한 이른바 1단 시일에서는 시일효과를 기대할수 없는 것이다.

그래서 제4도에 표시한바와 같이 시일링(2')을 축방향으로 간격을 두고 회전축(1')당에 장착시켜 중력탱크(5')로부터 윤활유(압력 0.1kg/㎠)를 링(2')사이에 공급하고 한쪽의 시일링(2')에서는 0.9kg/㎠의 차압을, 다른쪽의 시일링(2')에서는 0.1kg/㎠의 차압을 시일하도록 되어 있다.

그러나 제4도에 표시한 시일장치에서는 이른바 2단시일구조로 되어 구조가 복잡하고 콤팩트한 설계가 곤란하여 완벽한 시일을 할수 없었다.

그래서 본발명은 리프형식의 시일링에 의한 접촉시일형과 자성유체축 시일을 유기적으로 조합시키므로써 이른바 1단 시일이라 하더라도 완벽한 시일효과를 발휘할수 있음과 동시에 본발명의 다른 실시예인 제5도 내지 제8도에서와 같이 시일링의 배면측에 자성재료로 된 금속링을 접착고정시키므로써 리프근방에 자장(磁場)을 형성하여 이리프부분의 윤활성을 더욱 양호하게 한 것이다.

다음 제5도 내지 7도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다.

제5도는 본 발명 제3실시예의 시일장치의 요부에 대한 단면도로서, 자성재료로 된 회전축(29)의 외주면상에는 시일링(11)의 내주 리프(11A)가 접촉되어서 기름(19)과 공기(30)를 축방향으로 시일하고 있다.

시일링(11)의 외주 칼라(11B)는 구근 형상으로 되어 하우징(13)과 시일압압부(28)로 헙지되어 있으며 시일링(11)의 배면측, 즉 공기(30)측에는 자성재료로 된 탄성변형가능한 금속링(27)이 가황 접착이나 소부(燒付)등에 의해서 접착 고정되어 있다.

또한 금속링(27)은 시일링(11)의 탄성 거동을 방해되지 않을 정도의 탄성변형이 가능하게 되어 있다.

통상의 하우징(13)의 내주면에는 영구형 자석(14)이 끼워 고정되어 있으며 이 자석(14)의 전후에는 릭형의 폴블록(15,15)이 장착되어 이 블록(15,15)사이에 공기실(21)이 형성되어 있다.

시일링(11)의 배면측 회전축(29)의 외주면 및 좌측 폴불록(15)으로 형성되는 단면 3각형상의 공간, 즉 자장에는 자성유체(18)가 삽입되며 우측 폴 블록(15)의 회전축(29)과의 사이에도 자성유체(18)가 삽입되어 있다. 피리고 금속링(27)과 회전축(29)과의 협동으로 자장이 리프(11A)의 근방에 형성되며 자성유체(18)에 의한 리프(11A)의 윤활성이 보증되어 있다.

제6도는 본 발명 제4실시예의 시일장치의 요부에 대한 단면도로서, 시일링(11)의 외주 칼라(113)는 평판형상으로 되어 하우징(13)의 내주면에 자석(14) 및 폴 블록(15)과 같이 끼워 붙여진 구성이며 기타의 구성은 상기 제5도와 같다.

제7도는 본발명 제5실시예의 시일장치의 요부에 대한 단면도로서, 상기 제6도에 좌측 폴 블록(15)을 꺼워붙인 것이며, 기타의 구성은 상기 제5도 및 제6도와 같은 구성이다.

제8도는 본 발명 제6실시예로서, 제2시일링(11)과 제3시일링(12)의 각각에 그 배면에 자성재료로 된 탄성 변형가능한 금속링(27)이 접착 고정되어 있다. 또한 제2시일링(11) 및 제3시일링(12)의 각 리프(11A,12A)의 배면에는 자성유체(18)가 봉입되어 있으며 이 자성유체(18)는 보급관(17)을 통하여 선체측으로부터 보급 가능하게 되어 있다.

또 공기실(21)에는 그 공급관(16)을 통하여 공기가 급송가능하고 그 공기실(21)의 공기압은 스턴 튜브압(31), 해수(24)의 압력과 동등 또는 조금 낮추어서(0.1 내지 0.2kg/㎠)설정가능하게 되어있다.

보급관(17)의 토출구는 리프(11A,12A)로 향하여 지향되어 있으며 이것에 의하여 리프(11A,12A) 가까이에 자성유체(18)를 확실하게 보급가능하게 하며 상기 제5도 내지 제7도에 있어서도 보급관을 통하여 자성유체는 보급가능하게 된다. 기타의 구성은 제2실시예와 같은 구성이다.

다음에 상기 각 실시예의 작용을 종래예 등과 비교하여 설명한다.

예컨대 특개소 53-110752호 공보에 개시된 오일시일은 리프내 또는 그 주변 또는 그 쌍방에 자력체를 두르게하므로써 그 자력에 의해서 리프를 압접시킨 것이며 즉 시일기능을 올리기 위하여 시일링의 리프를 보다 강하게 축에 밀접시키는 기구로 된 것이다.

그러나 이 종래예에 의하면 시일링의 리프와 축과의 압접력이 크면 클수록 시일링과 축과의 슬라이딩면에 있어서의 윤활조건으로 나쁘게 되어 시일링은 조기에 손상되기 쉬워 수명이 극단적으로 단축된다.

따라서 본 발명의 각 실시예에서는 시일링의 리프근방에 항상 윤활제로서의 자성유체를 간직하여 시일링의 윤활조건을 개선한 점에 있어서 기본적르로 상기 종래예와 다른 것이다.

또한 상기 종래예는 시일기능을 지니는 것은 시일링의 리프이며 이른바 접촉시일형을 개선한 것에 불과한데 대하여 본 발명의 각 실시예에서는 시일링에 의한 접촉시일형에 자성유체에 의한 축시일을 조합시켜서 2중의 시일기능을 지니게 하여 완벽한 시일성능을 발휘시키고 있은 것이다.

더우기 시일링의 배면측에 자성재료로 된 금속링을 접착 고정시키므로서 이 링의 리프 직접 아래에 자장이 형성되므로 리프근방의 자성유체를 항상 안정시켜 간직하기 용이하여 시일링의 슬라이딩면에 있어서의 윤활성능이 원활하게 되어 시일링의 손상을 적게하는 점에서 유리하게 된다.

또 자성유체를 보급할때 그 보급량이 과다하면 공기실(21)측까지 자성유체가 채워져 자성유체축 시일의 기능이 상실되며 한편 보급량이 과소하면 시일링의 리프근방까지 보급되기 어려워 윤활성이 떨어지게 되나 시일링의 배면측에 자성재료로 된 금속링을 장착하여 회전축측과의 협동으로 자장이 리프근처에 헝성되어 보급된 자성유체는 먼저 자장측으로 진출하고 여기에 보급량이 미소하더라도 시일링의 리프근처에 간단하게 또한 더욱 확실하게 자성유체를 보급할수 있는 것이다.

이상 본발명은 프로펠러축에 자성재료로 된 라이너가 절연링을 통하여 씌워 끼워지고, 상기 라이너의 외주상에 축방향 간격을 두고 시일링이 끼워지고 상기 시일링 사이의 라이너 외주상에 자성유체축 시일이 조립된 선미관시일장치인 것으로 상기 자성유체축 시일은 라이너 외주측과의 사이에서 공기실을 형성하여 끼워진 링상 자석과이 자석의 전후에 장착되어 외주측과의 사이에서 각각 공기실을 형성하여 끼워진 링상 폴 블록과, 이폴블록과 각각 축방향에서 대면하는 상기 시일링과의 사이에서 라이너의 외주상에 개재된 자성유체와로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선미관 시일장치에 관한 것이므로 리프 시일과 자성유체축 시일을 조합하므로써 자성유체축 시일로는 불가능하다고 하던 액체의 시일이 가능하게 됨과 아울러 리프 시일로는 피할수 없었던 통상 상태하에서의 유설을 방지할수 있다.

또한 상기 시일링의 배면에 자성재료로 된 금속링을 장착하여 이 경우에도 자성재료로 된 회전축측에 씌워끼워져서 리프근방의 배면에 자장이 형성되므로 이 자장에의 자성유체의 봉입간직이 확실하게 되고 리프와 자성유체에 의한 2중 시일기능이 발휘되어 완벽한 시일효과를 얻을수 있으며 슬라이딩면의 윤활기능은 장기간에 걸쳐 보증되어 시일링의 내구성을 대폭적으로 향상시킬수 있다.

또 리프근방의 배면에 자장이 형성되어 있기 때문에 자성유체를 봉입할때 먼저 자장에 향하여 진행하므로써 소량의 자성유체로서 확실하게 축시일이 될수 있으며 또 시일링의 배면에 장착되는 금속링은 이것이 탄성 변형가능하기 때문에 시일링의 리프의 움직임을 구속할수가 없는 등의 이점이 있다.

또한 공기실의 압력을 해수압, 스턴튜브 유압과 동일하게 설정함으로써 각 시일링에 걸리는 압력이 0이되어 수명을 크게 연장할수 있다.

따라서 화학장치의 내식성이 요구되는 회전축의 시일을 비롯하여 선미관의 시일등에 본발명을 적용하면 매우 유익하다.

Claims (3)

1. 프로펠러축에 자성재료로 된 라이너가 절연링을 통하여 씌어 끼워지고, 상기 라이너의 외주상에 축방향 간격을 두고 시일링이 씌어끼워지고, 상기 시일링간의 라이너 외주상에 자성유체축 시일이 짜 넣어진 선미관 시일장치로서, 상기 자성유체축 시일은, 라이너 외주측과의 사이에서 공기실을 형성하여 씌어 끼워진 링상 자석과, 상기 자석의 전후에 장착되어 라이너 외주측과의 사이에서 각각 공기실을 형성하여 씌어 끼워진 링상 폴 블록과, 상기 폴 블록과 각각 축방향으로 대면하는 상기 시일링과의 사이에서 라이너의 외주상에 개재된 자성유체와로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 선미관 시일장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴 블록의 각각에는 시일링의 서포오트부가 형성되고 상기 서포오트부의 각각에 시일링이 장착되고 상기 시일링의 리프가 라이너의 외주상에 접접되어 있으며 이 접접부에 각각 지향하여 자성유체 공급로의 토출구가 상기 폴 블록의 각각에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선미관 시일장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 시일링의 공기측인 배면에 자성재료로 된 탄성 변형가능한 금속링이 장착되고 상기 시일링이 자성재료로 된 회전축측에 씌어 끼워져서 상기 금속링과 회전축측과의 협동으로 내주 리프근처의 배면측에 자장이 형성되며 다시 이 자장에 자성유체가 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 선미관 시일장치.

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