KR200482998Y1 - 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 발전 설비의 회전체(예: 샤프트)가 반복적인 회전을 할 때 이에 밀착된 실링부가 마모되는 것을 방지하는 기술로서, 발전 설비의 회전체와 수밀 유지를 위해 밀착되는 실링부에 그리스를 효과적으로 주입하여 회전체와의 직접적인 마찰을 방해함으로써 회전체와 실링부 간에 수밀을 유지하도록 하는 기술이다. 본 고안에 따르면, 누수의 차단으로 발전 효율을 향상시키고 발전 설비의 수명을 연장하는 장점이 있다.

Description

발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치 {grease injection type cover device for power generation equipments}

본 고안은 발전 설비의 회전체(예: 샤프트)가 반복적인 회전을 할 때 이에 밀착된 실링부가 마모되는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 고안은 발전 설비의 회전체와 수밀 유지를 위해 밀착되는 실링부에 그리스를 효과적으로 주입하여 회전체와의 직접적인 마찰을 방해함으로써 회전체와 실링부 간에 수밀을 유지하도록 하는 기술이다.

일반적으로 발전 설비 중에서도 양수 발전의 경우에는 높은 위치의 저수부로부터 아래로 흐르는 물의 수압을 이용하여 회전체(예: 샤프트)를 회전시킴에 따라 이 회전력으로부터 발전을 하게 된다.

이때, 회전체는 물의 수압을 이용해야 하고 동시에 회전체로부터 물리적인 동력을 획득하기 위해서 기구적인 링크장치에 연결되어야 한다.

그러므로, 회전체의 일부는 물이 흐르는 설비 바디의 내측에 위치하여야 하고 나머지 일부는 설비 바디의 외측에 위치하여야 한다.

여기서, 설비 바디는 내외부 수밀을 유지하여야 하는 조건도 만족하여야 하므로 결국 설비 바디와 회전체의 경계 부분에 수밀 유지를 위한 실링부를 마련하여야 한다.

그런데, 회전체의 반복적인 회전시 회전체에 밀착되는 실링부가 마찰에 의한 마모로 누수가 발생되는 문제가 발생하고, 이러한 지속적인 누수는 설비 효율과 설비 수명을 떨어뜨리는 문제점도 있다.

대한민국 특허출원 10-2009-0081929호 "부유식 수력 발전 장치" 대한민국 특허출원 10-2008-0109884호 "임펠러 및 그를 이용한 수력 발전장치" 대한민국 특허출원 10-2008-0068379호 "수력발전장치의 구조" 대한민국 특허출원 10-2009-0023278호 "수평식 수력발전시스템"

본 고안은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 고안의 목적은 발전 설비의 회전체(예: 샤프트)와 밀착되는 실링부의 누수를 방지할 수 있는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치를 제공한다.

또한, 본 고안의 목적은 발전 설비의 회전체와 밀착되는 실링부의 마찰에 의한 마모를 방지하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 유체의 흐름에 연동하여 회전하는 샤프트와, 내측에 흐르는 유체를 담고 샤프트의 양단부를 감싸는 설비 바디와, 샤프트와 설비 바디 사이에 끼워져 샤프트의 회전이 가능하도록 하는 베어링 하우징과, 설비 바디의 외부로부터 샤프트의 일단부에 연결되어 샤프트의 회전에 연동하여 발전 동력을 생성하는 링크장치와, 설비 바디 내 유체의 수밀유지를 위해 링크장치가 위치하는 샤프트의 일단부 외주면과 베어링 하우징의 내벽 사이에 끼워진 실링부를 구비하는 발전 설비에서 실링부에 그리스를 주입하여 샤프트의 회전에 의한 실링부의 마모를 방지하는 커버 장치로서, 샤프트를 관통하는 도넛 형태로 이루어지고 가장자리 일면이 베어링 하우징에 연결되며 내측면이 설비 바디의 외부로부터 실링부의 외측부에 밀착되어 실링부를 고정시키고 외부로부터 주입되는 그리스를 실링부에 전달하도록 인렛홀이 형성된 실링 피팅부;를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

이때, 인렛홀은 바람직하게는 실링 피팅부의 외측면으로부터 실링부가 위치하는 방향으로 소정 길이 관통되는 미세주입공과, 미세주입공으로부터 실링부가 위치하는 방향으로 인렛홀을 관통하고 미세주입공보다 상대적으로 큰 내경을 갖는 분산공으로 이루어진다.

또한, 분산공에 인입된 그리스가 미세주입공 방향으로의 역류를 방해받도록 미세주입공의 내경과 분산공의 내경은 각각 길이 방향을 따라 균일하게 구성됨이 바람직하다.

그리고, 미세주입공에 연통하도록 실링부와 대향하는 실링 피팅부의 외측면으로부터 밀착 연결되어 외부로부터 주입되는 그리스를 이송시켜 미세주입공에 전달하는 그리스 주입 튜브;를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.

한편, 실링 피팅부보다 상대적으로 큰 반경을 갖도록 샤프트를 관통하는 도넛 형태로 이루어지고 가장자리 일면이 설비 바디의 외측부 연결되어 샤프트의 회전에 의한 샤프트 주변의 설비 바디를 보강하는 스러스트 패드;를 더 포함하여 구성되고, 그리스가 주입되는 그리스 주입 튜브의 일단부가 스러스트 패드를 관통하여 스러스트 패드에 고정됨이 바람직하다.

여기서, 인렛홀은 실링 피팅부의 둘레 방향을 따라 복수 개 형성되고, 복수 개의 인렛홀에 대응하여 그리스 주입 튜브도 복수 개 형성될 수 있으며, 복수 개의 그리스 주입 튜브는 샤프트의 회전축을 기준으로 전후좌우 대칭되게 배치됨이 바람직하다.

그리고, 일단부가 미세주입공에 연결되는 그리스 주입 튜브는 미세주입공으로부터 미세주입공의 길이 방향을 따라 연장된 후 샤프트 길이 방향의 직각 방향으로 꺾임 절곡됨으로써 그리스 주입 튜브의 타단부가 스러스트 패드에 고정되도록 한다.

다른 한편, 미세주입공의 길이는 분산공의 길이보다 2배 이상 길게 형성됨이 바람직하다.

또한, 분산공으로부터 토출되는 그리스가 실링부의 외벽을 따라 흐를 수 있도록 바람직하게는 분산공이 위치하는 실링 피팅부와 실링부 사이에는 미세분산공간을 마련할 수 있다.

본 고안은 발전 설비의 회전하는 샤프트와 밀착되는 실링부에 그리스를 주입하여 샤프트에 의한 실링부의 마모를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 고안은 실링부의 마모 방지를 통해 실링부를 통한 누수를 차단하는 장점도 있다.

또한, 본 고안은 누수의 차단으로 발전 효율을 향상시키고 발전 설비의 수명을 연장하는 장점이 있다.

또한, 본 고안은 실링부에 그리스를 주입시키는 주입라인을 개선함으로써 그리스를 효과적으로 주입시킬 수 있는 장점도 있다.

도 1은 발전 설비의 동작 중 샤프트와 링크장치에 근접하는 부분에 누수가 발생하는 것을 촬영한 사용상태도,
도 2는 발전 설비의 동작 중 샤프트와 링크장치에 근접하는 부분에 누수가 발생하는 것을 촬영한 다른 사용상태도,
도 3과 도 4는 도 1과 도 2의 내부 구성을 개략적으로 도시한 것으로서,
도 3은 발전 설비의 구성을 개략적으로 도시한 예시도,
도 4는 도 3의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 예시도,
도 5는 본 고안에 따른 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치를 도시한 예시도,
도 6은 도 5의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 예시도,
도 7은 본 고안에 따른 그리스 주입 튜브의 일단면을 발췌하여 도시한 예시도,
도 8은 본 고안에 따른 실링 피팅부, 그리스 주입 튜브, 스러스트 패드를 도시한 예시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 발전 설비의 동작 중 샤프트와 링크장치에 근접하는 부분에 누수가 발생하는 것을 촬영한 사용상태도이고, 도 2는 발전 설비의 동작 중 샤프트와 링크장치에 근접하는 부분에 누수가 발생하는 것을 촬영한 다른 사용상태도이다.

수력을 이용하는 발전 설비에서 설비 바디(12)의 내측을 흐르는 물의 수압을 이용하여 회전하는 샤프트(11)가 회전함에 따라 설비 바디(12)의 외부에서 이 샤프트(11)에 연결되는 링크장치(14)가 물리적인 움직임을 통해 발전하게 되는데, 설비 바디(12)와 샤프트(11)의 외주면 실링하는 실링부(15)가 수밀 유지를 제대로 하지 못하여 도 1과 도 2에서와 같이 많은 양의 물이 누수된다.

도 1과 도 2에서와 같이 누수된 물은 별도의 유도장치(예: 배수 라인)를 마련하여 처리하여야 하며 단위 시간당 누수되는 양이 많아지면 실링부(15) 자체를 교체하여야 한다.

도 3은 발전 설비의 구성을 개략적으로 도시한 예시도이고, 도 4는 도 3의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 예시도이다.

도 3과 도 4을 참조하면, 발전 설비는 샤프트(11), 설비 바디(12), 베어링 하우징(13), 링크장치(14), 실링부(15), 실링 피팅부(100')를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 샤프트(11)는 설비 바디(12)의 내측을 흐르는 유체(예: 물)의 흐름에 연동하여 회전하도록 구성된다.

설비 바디(12)는 내외부 수밀 유지가 가능하도록 밀폐된 유로를 형성하고 내측에 흐르는 유체를 담은 상태에서 샤프트(11)의 양단부를 감싸는 구조로 이루어진다.

베어링 하우징(13)은 샤프트(11)와 설비 바디(12) 사이에 끼워져 샤프트(11)의 회전이 가능하도록 인터페이스 한다. 이때, 샤프트(11)와 베어링 하우징(13)의 내벽 사이에는 별도의 부싱(16)을 구비할 수도 있다.

링크장치(14)는 설비 바디(12)의 외부로부터 샤프트(11)의 일단부에 연결되어 샤프트(11)의 회전에 연동하여 움직이면서 발전 동력을 생성한다.

실링부(15)는 샤프트(11)를 관통하는 도넛 형태로 이루어지고 링크장치(15)가 위치하는 샤프트(11)의 일단부 외주면과 베어링 하우징(13)의 내벽 사이에 끼워져 설비 바디(12) 내 유체의 수밀 유지하도록 한다.

실링 피팅부(100')는 샤프트(11)를 관통하고 내벽이 샤프트(11)의 외주면에 밀착되는 도넛 형태로 이루어지며 실링부(15)의 외측면에 밀착되어 실링부(15)를 보다 견고하게 고정시킨다.

그런데, 샤프트(11)가 지속적으로 회전하는 마찰에 의해 샤프트(11)의 외주벽이 실링부(15)의 내벽과 실링 피팅부(100')의 내벽을 마모시키면 설비 바디(12) 내의 물이 도 4에서와 같이 실링부(15)와 실링 피팅부(100') 사이의 마모된 공극을 통해 누수되는 문제가 발생한다.

본 고안은 이러한 문제점을 개선하여 샤프트(11)가 설비 바디(12)를 관통하는 부분에 배치된 실링부(15)와 실링 피팅부에서 마찰에 의한 마모를 방지하여 누수를 차단하기 위한 기술을 제안하였다.

도 5는 본 고안에 따른 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치를 도시한 예시도이고, 도 6은 도 5의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 예시도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 고안은 유체의 흐름에 연동하여 회전하는 샤프트(11)와, 내측에 흐르는 유체를 담고 샤프트(11)의 양단부를 감싸는 설비 바디(12)와, 샤프트(11)와 설비 바디(12) 사이에 끼워져 샤프트(11)의 회전이 가능하도록 하는 베어링 하우징(13)과, 설비 바디(12)의 외부로부터 샤프트(11)의 일단부에 연결되어 샤프트(11)의 회전에 연동하여 발전 동력을 생성하는 링크장치(14)와, 설비 바디(12) 내 유체의 수밀유지를 위해 링크장치(14)가 위치하는 샤프트(11)의 일단부 외주면과 베어링 하우징(13)의 내벽 사이에 끼워진 실링부(15)를 구비하는 발전 설비에서 실링부(15)에 그리스를 주입하여 샤프트(11)의 회전에 의한 실링부(15)의 마모를 방지하는 커버 장치이다.

이를 위해, 본 고안은 실링 피팅부(100), 그리스 주입 튜브(200), 스러스트 패드(300)를 포함하여 구성된다.

실링 피팅부(100)는 샤프트(11)를 관통하고 내벽이 샤프트(11)의 외주면에 밀착되는 도넛 형태로 이루어지며 기본적으로는 실링부(15)의 외측면에 밀착되어 실링부(15)를 보다 견고하게 고정시킨다.

실링 피팅부(100)는 가장자리 일면이 베어링 하우징(13)에 연결되며 내측면이 설비 바디(12)의 외부로부터 실링부(15)의 외측부에 밀착되어 실링부(15)를 고정시키고 외부로부터 주입되는 그리스를 실링부(15)에 전달하도록 바람직하게는 인렛홀(110)을 구비한다.

인렛홀(110)은 바람직하게는 미세주입공(111)과 분산공(112)로 이루어지며, 미세주입공(111)은 실링 피팅부(100)의 외측면으로부터 실링부(15)가 위치하는 방향으로 소정 길이 관통되고, 분산공(112)은 미세주입공(111)으로부터 실링부(15)가 위치하는 방향으로 인렛홀(110)을 관통하고 미세주입공(111)보다 상대적으로 큰 내경을 갖도록 구성된다.

여기서, 미세주입공(111)의 내경과 분산공(112)의 내경은 각각 길이 방향을 따라 균일하게 구성되어 분산공(112)에 인입된 그리스가 미세주입공(111) 방향으로의 역류를 방해받도록 함이 바람직하다.

즉, 미세주입공(111)을 경유하여 분산공(112)으로 진입한 그리스는 분산공(112)와 미세주입공(111)의 경계 부분 단턱에 의해 분산공(112)으로부터 미세주입공(111) 방향으로 역류하는 것이 방해된다. 결국, 분산공(112) 내에 진입한 그리스는 실링부(15)의 외벽을 타고 서서히 이동하여 실링부(15)의 외벽을 코팅함에 따라 샤프트(11)의 지속적인 회전에도 불구하고 이에 밀착된 실링부(15)의 마모를 방지할 수 있다.

여기서, 분산공(112)이 위치하는 실링 피팅부(100)와 실링부(15) 사이에는 미세분산공간이 형성되도록 함이 바람직하다. 이를 통해, 분산공(112)으로부터 토출되는 그리스가 실링부(15)의 외벽을 따라 원활하게 흐를 수 있게 된다.

그리스 주입 튜브(200)는 미세주입공(111)에 연통하도록 실링부(15)와 대향하는 실링 피팅부(100)의 외측면으로부터 밀착 연결되어 외부로부터 주입되는 그리스를 이송시켜 미세주입공(111)에 전달한다.

그리스 주입 튜브(200)는 도 6에서와 같이 미세주입공(111)에 연결되는 일단부가 미세주입공(111)으로부터 미세주입공(111)의 길이 방향을 따라 연장된 후 샤프트(11) 길이 방향의 직각 방향으로 꺾임 절곡되어 그리스 주입 튜브(200)의 타단부가 스러스트 패드(300)에 고정되도록 함이 바람직하다.

한편, 스러스트 패드(300)는 실링 피팅부(100)보다 상대적으로 큰 반경을 갖도록 샤프트(11)를 관통하는 도넛 형태로 이루어지고 가장자리 일면이 설비 바디(12)의 외측부 연결되어 샤프트(11)의 회전에 의한 샤프트(11) 주변의 설비 바디(12)를 보강하도록 한다.

이때, 외부로부터 주입되는 그리스를 인렛홀(110)에 전달하는 그리스 주입 튜브(200)의 일단부가 스러스트 패드(300)를 관통하여 스러스트 패드(300)에 고정됨이 바람직하다.

도 7은 본 고안에 따른 그리스 주입 튜브의 일단면을 발췌하여 도시한 예시도이다. 도 7을 참조하면, 미세주입공(111)의 길이는 분산공(112)의 길이보다 2배 이상 길게 형성됨이 바람직하다. 이를 통해, 분산공(112)에 진입된 그리스가 미세주입공(111)으로 다시 역류하는 것을 어렵게 할 수 있다.

도 8은 본 고안에 따른 실링 피팅부, 그리스 주입 튜브, 스러스트 패드를 도시한 예시도이다.

도 5에서와 같이, 인렛홀(110)은 실링 피팅부(100)의 둘레 방향을 따라 복수 개 형성될 수 있고, 도 8에서와 같이 복수 개의 인렛홀(110)에 대응하여 그리스 주입 튜브(200)도 복수 개 형성될 수 있으며, 바람직하게는 도 8에서와 같이 복수 개의 그리스 주입 튜브(200)는 샤프트(11)의 회전축을 기준으로 전후좌우 대칭되게 배치됨이 바람직하다.

11 : 샤프트
12 : 설비 바디
13 : 베어링 하우징
14 : 링크장치
15 : 실링부
16 : 부싱
100, 100' : 실링 피팅부
110 : 인렛홀
111 : 미세주입공
112 : 분산공
200 : 그리스 주입 튜브
300 : 스러스트 패드

Claims (10)

1. 유체의 흐름에 연동하여 회전하는 샤프트와, 내측에 흐르는 유체를 담고 상기 샤프트의 양단부를 감싸는 설비 바디와, 상기 샤프트와 상기 설비 바디 사이에 끼워져 상기 샤프트의 회전이 가능하도록 하는 베어링 하우징과, 상기 설비 바디의 외부로부터 상기 샤프트의 일단부에 연결되어 상기 샤프트의 회전에 연동하여 발전 동력을 생성하는 링크장치와, 상기 설비 바디 내 유체의 수밀유지를 위해 상기 링크장치가 위치하는 상기 샤프트의 일단부 외주면과 상기 베어링 하우징의 내벽 사이에 끼워진 실링부를 구비하는 발전 설비에서 상기 실링부에 그리스를 주입하여 상기 샤프트의 회전에 의한 상기 실링부의 마모를 방지하는 커버 장치로서,
   상기 샤프트를 관통하는 도넛 형태로 이루어지고 가장자리 일면이 상기 베어링 하우징에 연결되며 내측면이 상기 설비 바디의 외부로부터 상기 실링부의 외측부에 밀착되어 상기 실링부를 고정시키고 외부로부터 주입되는 그리스를 상기 실링부에 전달하도록 인렛홀(110)이 형성된 실링 피팅부(100);
   를 포함하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인렛홀(110)은 상기 실링 피팅부의 외측면으로부터 상기 실링부가 위치하는 방향으로 소정 길이 관통되는 미세주입공(111)과, 상기 미세주입공으로부터 상기 실링부가 위치하는 방향으로 상기 인렛홀을 관통하고 상기 미세주입공보다 상대적으로 큰 내경을 갖는 분산공(112)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 미세주입공의 내경과 상기 분산공의 내경은 각각 길이 방향을 따라 균일하게 구성되어 상기 분산공에 인입된 그리스가 상기 미세주입공 방향으로의 역류를 방해받도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 미세주입공에 연통하도록 상기 실링부와 대향하는 상기 실링 피팅부의 외측면으로부터 밀착 연결되어 외부로부터 주입되는 그리스를 이송시켜 상기 미세주입공에 전달하는 그리스 주입 튜브(200);
   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 실링 피팅부보다 상대적으로 큰 반경을 갖도록 상기 샤프트를 관통하는 도넛 형태로 이루어지고 가장자리 일면이 상기 설비 바디의 외측부 연결되어 상기 샤프트의 회전에 의한 상기 샤프트 주변의 상기 설비 바디를 보강하는 스러스트 패드(300);
   를 더 포함하여 구성되고,
   그리스가 주입되는 상기 그리스 주입 튜브의 일단부가 상기 스러스트 패드를 관통하여 상기 스러스트 패드에 고정되는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 인렛홀은 상기 실링 피팅부의 둘레 방향을 따라 복수 개 형성되고, 상기 복수 개의 인렛홀에 대응하여 상기 그리스 주입 튜브도 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 복수 개의 그리스 주입 튜브는 상기 샤프트의 회전축을 기준으로 전후좌우 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   일단부가 상기 미세주입공에 연결되는 상기 그리스 주입 튜브는 상기 미세주입공으로부터 상기 미세주입공의 길이 방향을 따라 연장된 후 상기 샤프트 길이 방향의 직각 방향으로 꺾임 절곡되어 상기 그리스 주입 튜브의 타단부가 상기 스러스트 패드에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 미세주입공의 길이는 상기 분산공의 길이보다 2배 이상 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 분산공으로부터 토출되는 그리스가 상기 실링부의 외벽을 따라 흐를 수 있도록 상기 분산공이 위치하는 상기 실링 피팅부와 상기 실링부 사이에 미세분산공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 발전 설비의 그리스 주입형 커버 장치.

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