(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を取り囲むように配置されたハウジング、及び前記ハウジングと前記駆動軸との間を密封するよう前記ハウジングと前記駆動軸との間に複数個が離隔して配置されたシール部材、及び前記シール部材の間に配置される固定リング部材を含む密閉装置本体と、
前記シール部材を通した漏出の有無を検出するよう前記シール部材の間に形成された密閉空間に配置される漏出検出ユニットと、
を含み、
前記ハウジングと前記固定リング部材には前記密閉空間と連通して形成された検出ホール部が設けられ、
前記ハウジングの内周面と固定リング部材の外周面のうち少なくともいずれか１つには、検出ホール部から拡張されて検出ホール部と連通する拡張空間部が形成され、
前記検出ホール部は、前記密閉空間の互いに異なる部位に複数形成され、その両端部が前記密閉空間と前記拡張空間部にそれぞれ連結され、
前記漏出検出ユニットは、前記密閉空間との間に許容距離を確保するよう前記複数の検出ホール部の間に配置される、漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２】
前記シール部材は、メカニカルシール、リップシール、ラジアル軸シール、Ｏリング、オイルシール、シャフトシール、又はゴムリングのうち少なくともいずれか１つを含む、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項３】
前記拡張空間部は、円周方向に沿って形成されたリング状の凹溝を含む、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項４】
前記拡張空間部の少なくとも一側には、固定リング部材の外周面とハウジングの内周面に密着するリング状の密閉部材が備えられる、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項５】
前記拡張空間部は、ハウジングの内周面と固定リング部材の外周面との間で検出ホール部の両側にそれぞれ配置して空間を形成する密閉部材を含む、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項６】
前記密閉空間は前記駆動軸の長手方向に複数形成され、
前記漏出検出ユニットは前記密閉空間のうち少なくとも１つに配置される、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項７】
前記漏出検出ユニットは、前記検出ホール部の内部又は外部に配置される、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項８】
前記検出ホール部は、前記密閉空間及び前記ハウジングの外部に両端部が連通して配置されるように前記ハウジングに形成され、
前記漏出検出ユニットは、前記密閉空間との間に許容距離を確保するよう前記密閉空間から離隔した位置に配置される、請求項７に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項９】
前記漏出検出ユニットは、前記検出ホール部の両端部のうち前記ハウジングの外部と連通する第１端部を介して前記検出ホール部に設けられ、
前記ハウジングには、前記検出ホール部を外気から遮蔽するよう前記第１端部に装着される遮蔽部材が備えられる、請求項８に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１０】
前記漏出検出ユニットは、前記遮蔽部材の装着時に前記検出ホール部と接触する部位に配置するよう前記遮蔽部材と一体に形成される、請求項９に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１１】
前記ハウジングには、前記拡張空間部及び前記ハウジングの外部に両端部が連通して形成された設置ホール部が設けられ、前記設置ホール部には前記検出ホール部を外気から遮蔽するよう遮蔽部材が装着され、
前記漏出検出ユニットは、前記設置ホール部によって前記拡張空間部の内部に設けられる、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１２】
前記漏出検出ユニットは、前記密閉空間の内部に漏出した物質又は前記密閉空間の環境変化のうち少なくともいずれか１つを検出するよう前記密閉空間に配置されたセンサを含む、請求項１に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１３】
前記漏出検出ユニットは、ガス検出センサ、液体検出センサ、異質物検出センサ、圧力検出センサ、又は温度検出センサのうち少なくともいずれか１つを含む、請求項１２に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１４】
駆動軸を取り囲むように配置されたハウジング、及び前記ハウジングと前記駆動軸との間を密封するよう前記ハウジングと前記駆動軸との間に複数個が離隔して配置されたシール部材を含む密閉装置本体と、
前記シール部材を通した漏出の有無を検出するよう前記シール部材の間に形成された密閉空間に配置される漏出検出ユニットと、
を含み、
前記密閉空間は、前記駆動軸の長手方向に複数形成され、
前記漏出検出ユニットは、圧力検出センサと温度検出センサを含み、前記複数の密閉空間のうち少なくとも２つ以上の密閉空間にそれぞれ配置される、漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１５】
前記漏出検出ユニットは１つの密閉空間に複数が配置される、請求項１４に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１６】
前記漏出検出ユニットは、前記シール部材の破損の有無を検出するよう前記シール部材を中心に互いに隣接する密閉空間に配置された光センサを含む、請求項１４に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１７】
前記漏出検出ユニットは、
前記シール部材に向かって光を照射するよう前記密閉空間のうちいずれか１つに配置された発光センサと、
前記シール部材を通過した光を検出するよう前記密閉空間のうち他の１つに配置された受光センサと、
を含む、請求項１６に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１８】
前記密閉装置本体に設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値を前記密閉装置本体の外部に送信するよう前記漏出検出ユニットに連結された通信ユニットをさらに含む、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項１９】
前記通信ユニットは、無線方式又は有線方式のうち少なくともいずれか１つの方式で通信可能に形成された、請求項１８に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２０】
前記密閉装置本体を管理する管理者に備えられ、前記漏出検出ユニットの検出値をリアルタイムに表示するよう前記通信ユニットと信号伝達できるように連結された端末ユニットをさらに含む、請求項１８に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２１】
前記密閉装置本体と前記駆動軸を管理する管理センターに設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値をリアルタイムに表示するよう前記通信ユニットと信号伝達できるように連結されたディスプレイユニットをさらに含む、請求項１８に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２２】
前記密閉装置本体と前記駆動軸を管理する管理センターに設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値が設定範囲から離れると警報音を発生するよう前記通信ユニットと信号伝達できるように連結された警報ユニットをさらに含む、請求項１８に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２３】
前記漏出検出ユニットの検出値によって前記駆動軸の作動を制御するよう前記通信ユニット及び前記駆動軸を作動させる駆動軸作動部に連結された制御ユニットをさらに含む、請求項１８に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２４】
前記密閉装置本体に設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値を前記密閉装置本体の外部に送信するよう前記漏出検出ユニットに連結された通信ユニットと、
前記漏出検出ユニットの検出値が伝達されるように前記通信ユニットと連結された制御ユニットと、
前記制御ユニットで処理された検出値をリアルタイムに表示するよう前記制御ユニットと連結された端末ユニットと、
前記制御ユニットで処理された検出値をリアルタイムに表示するよう前記制御ユニットと連結されたディスプレイユニットと、
前記漏出検出ユニットの検出値が設定範囲から離れると警報音を発生するよう前記制御ユニットと連結された警報ユニットと、
をさらに含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２５】
前記制御ユニットは、前記端末ユニットによって指示が伝達されて前記駆動軸の駆動を制御するよう前記端末ユニットと双方向に通信可能に連結された、請求項２４に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２６】
前記端末ユニットは、コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、電子ブック、ＰＤＡ、又は、携帯用ゲーム機のうち少なくとも１つを含み、
前記端末ユニットには、前記制御ユニットとの双方向通信及び前記漏出検出ユニットの検出値表示のためのソフトウェアが設けられた、請求項２５に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【請求項２７】
前記ディスプレイユニット及び前記警報ユニットは、前記密閉装置本体と前記駆動軸の作動を管理する管理センターに設けられ、
前記制御ユニットは、前記管理センターの指示に応じて前記駆動軸の駆動を制御するよう形成された、請求項２４に記載の漏出検出機能を備えた密閉システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動又は直線往復運動される駆動軸を密封する密閉システムに関し、さらに詳細には、密閉システムのシール部材を通した漏出の有無を迅速かつ正確に検出できる漏出検出機能を備えた密閉システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ギヤボックス、化学ポンプ、攪拌器、ミキサ器、反応器、変速機、乾燥器、コムプレシャなどのような機械は駆動軸を備え、その駆動軸に沿って漏れることを防止できるよう回転密閉装置を駆動軸に設けている。
【０００３】
回転密閉装置は、シール部材の種類によってリップシール（ｌｉｐ  ｓｅａｌ）タイプ及びメカニカルシール（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｅａｌ）タイプ、及びラジアル軸シール（ｒａｄｉａｌ  ｓｈａｆｔ  ｓｅａｌ）タイプに区分される。
【０００４】
例えば、韓国登録特許第１０−０３５６５０２号（発明の名称：回転軸部材の密閉装置、公開日：２００１．０８．１７）にはリップシールタイプの回転密閉装置が開示されており、韓国公開特許第１０−２００６−００９７０３４号（発明の名称：メカニカルシール及びメカニカルシール装置、公開日：２００６．０９．１３）にはメカニカルシールタイプの回転密閉装置が開示されている。
【０００５】
通常、メカニカルシールタイプの回転密閉装置は、極限使用の環境でも使用可能であり、安全性及び密封性も高い長所があるものの、構造が複雑でメンテナンスが難しくて部品数が多く、また製造コストが高いという短所がある。
【０００６】
一方、リップシールタイプの回転密閉装置は、構造が簡単でメンテナンスが容易であり、製造コストが安価な長所があるが、メカニカルシールタイプよりも耐久性、密封性、及び安全性などが低くて使用可能な分野が狭いという短所がある。最近では、リップシールタイプのシール部材の素材及び構造が改善されつつ、これによってリップシールタイプの回転密閉装置に対する使用可能な分野が増加する傾向である。
【０００７】
特に、回転密閉装置の使用分野では、漏出事故による人命被害と財産被害が極めて深刻に発生するため、回転密閉装置の漏出の有無を迅速かつ正確に検出することが重要であり、回転密閉装置の交替時期を決定することも極めて重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、シール部材の漏出の有無を迅速かつ正確に検出できる漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【０００９】
また、本発明の実施形態は、シール部材の交替時点を正確に診断して漏出による事故を未然に予防できる漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【００１０】
また、本発明の実施形態は、シール部材の状態を正確に把握してシール部材の使用時間を最大に増やすことができる漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【００１１】
また、本発明の実施形態は、シール部材の状態を管理者にリアルタイムに知らせて密閉システムの運用計画を正確に立てることができ、密閉システムが設けられた機械と施設の運用計画も効率よく立てる漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【００１２】
また、本発明の実施形態は、リップシールタイプとメカニカルシールタイプ、及びラジアル軸シールタイプの密閉システムに手軽に適用できる漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態によると、駆動軸を取り囲むように配置されたハウジング、及び前記ハウジングと前記駆動軸との間を密封するよう前記ハウジングと前記駆動軸との間に複数個が離隔して配置されたシール部材、及び前記シール部材の間に配置される固定リング部材を含む密閉装置本体と、前記シール部材を通した漏出の有無を検出するよう前記シール部材の間に形成された密閉空間に配置される漏出検出ユニットとを含み、前記ハウジングと前記固定リング部材には前記密閉空間と連通して形成された検出ホール部が設けられ、前記ハウジングの内周面と固定リング部材の外周面のうち少なくともいずれか１つには、検出ホール部から拡張されて検出ホール部と連通する拡張空間部が形成される漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【００１４】
すなわち、本発明に係る密閉システムは、前記シール部材間に配置された前記漏出検出ユニットを用いて前記シール部材をリアルタイムに検出すると共に、ハウジングと固定リング部材の組立時にハウジングの検出ホール部と固定リング部材の検出ホール部とが同一軸線上に配置されなくても拡張空間部を用いて流体が連通することから、組立の便宜性を向上させることができる。
【００１５】
一実施形態によると、前記シール部材は、メカニカルシール、リップシール、ラジアル軸シール、Ｏリング、オイルシール、シャフトシール、又はゴムリングのうち少なくともいずれか１つを含み得る。
【００１６】
一実施形態によると、前記拡張空間部は、円周方向に沿って形成されたリング状の凹溝を含み得る。また、前記拡張空間部の少なくとも一側には、固定リング部材の外周面とハウジングの内周面に密着するリング状の密閉部材を備える。
【００１７】
前記とは相違に、前記拡張空間部は、ハウジングの内周面と固定リング部材の外周面との間で検出ホール部の両側にそれぞれ配置して空間を形成する密閉部材を含み得る。
【００１８】
一実施形態によると、前記密閉空間は前記駆動軸の長手方向に複数形成され得る。前記漏出検出ユニットは前記密閉空間のうち少なくとも１つに配置され得る。
【００１９】
一実施形態によると、前記漏出検出ユニットは、前記検出ホール部の内部又は外部に配置され得る。
【００２０】
前記検出ホール部は、前記密閉空間及び前記ハウジングの外部に両端部が連通して配置されるように前記ハウジングに形成され得る。前記漏出検出ユニットは、前記密閉空間との間に許容距離を確保するよう前記密閉空間から離隔した位置に配置され得る。
【００２１】
ここで、前記漏出検出ユニットは、前記検出ホール部の両端部のうち前記ハウジングの外部と連通する第１端部を介して前記検出ホール部に設けられる。そして、前記ハウジングには、前記検出ホール部を外気から遮蔽するよう前記第１端部に装着される遮蔽部材が備えられる。また、前記漏出検出ユニットは、前記遮蔽部材の装着時に前記検出ホール部と接触する部位に配置するよう前記遮蔽部材と一体に形成され得る。
【００２２】
上記とは相違に、前記検出ホール部は、前記密閉空間の互いに異なる部位に複数形成され、両端部が密閉空間と拡張空間部にそれぞれ連結されてもよい。ここで、前記漏出検出ユニットは、前記密閉空間との間に許容距離を確保するよう前記複数の検出ホール部の間に配置され得る。ここで、前記ハウジングには、前記拡張空間部及び前記ハウジングの外部に両端部が連通して形成された設置ホール部が設けられてもよく、前記設置ホール部には前記検出ホール部を外気から遮蔽するよう遮蔽部材が装着され得る。そして、前記漏出検出ユニットは、前記設置ホール部によって前記拡張空間部の内部に設けられ得る。
【００２３】
一実施形態によると、前記漏出検出ユニットは、前記密閉空間の内部に漏出した物質又は前記密閉空間の環境変化のうち少なくともいずれか１つを検出するよう前記密閉空間に配置されたセンサを含み得る。前記のような前記漏出検出ユニットは、ガス検出センサ、液体検出センサ、異質物検出センサ、圧力検出センサ、又は温度検出センサのうち少なくともいずれか１つを含み得る。
【００２４】
本発明の他の実施形態によると、駆動軸を取り囲むように配置されたハウジング、及び前記ハウジングと前記駆動軸との間を密封するよう前記ハウジングと前記駆動軸との間に複数個が離隔して配置されたシール部材を含む密閉装置本体と、前記シール部材を通した漏出の有無を検出するよう前記シール部材の間に形成された密閉空間に配置される漏出検出ユニットとを含み、前記密閉空間は、前記駆動軸の長手方向に複数形成され、前記漏出検出ユニットは、圧力検出センサと温度検出センサを含み、前記複数の密閉空間のうち少なくとも２つ以上の密閉空間にそれぞれ配置される漏出検出機能を備えた密閉システムを提供する。
【００２５】
すなわち、本実施形態に係る密閉システムは、前記シール部材間に配置された前記漏出検出ユニットを用いて前記シール部材をリアルタイムに検出すると共に、各密閉空間で温度及び圧力を同時に測定することによって、シール部材をより精密に監視することができる。
【００２６】
一実施形態によると、前記漏出検出ユニットは１つの密閉空間に複数が配置され得る。
【００２７】
上記とは相違に、前記漏出検出ユニットは、前記シール部材の破損の有無を検出するよう前記シール部材を中心に互いに隣接する密閉空間に配置された光センサを含み得る。上記のような前記漏出検出ユニットは、前記シール部材に向かって光を照射するよう前記密閉空間のうちいずれか１つに配置された発光センサと、前記シール部材を通過した光を検出するよう前記密閉空間のうち他の１つに配置された受光センサとを含み得る。
【００２８】
一方、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムは、前記密閉装置本体に設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値を前記密閉装置本体の外部に送信するよう前記漏出検出ユニットに連結された通信ユニットをさらに含み得る。ここで、前記通信ユニットは、無線方式又は有線方式のうち少なくともいずれか１つの方式で通信可能に形成され得る。
【００２９】
また、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムは、前記密閉装置本体と前記駆動軸を管理する管理センターに設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値をリアルタイムに表示するよう前記通信ユニットと信号伝達できるように連結されたディスプレイユニットをさらに含み得る。
【００３０】
また、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムは、前記密閉装置本体と前記駆動軸を管理する管理センターに設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値をリアルタイムに表示するよう前記通信ユニットと信号伝達できるように連結されたディスプレイユニットをさらに含み得る。
【００３１】
また、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムは、前記密閉装置本体と前記駆動軸を管理する管理センターに設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値が設定範囲から離れると警報音を発生するよう前記通信ユニットと信号伝達できるように連結された警報ユニットをさらに含み得る。
【００３２】
また、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムは、前記漏出検出ユニットの検出値によって前記駆動軸の作動を制御するよう前記通信ユニット及び前記駆動軸を作動させる駆動軸作動部に連結された制御ユニットをさらに含み得る。
【００３３】
一実施形態によると、本発明に係る漏出検出機能を備えた密閉システムは、前記密閉装置本体に設けられ、前記漏出検出ユニットの検出値を前記密閉装置本体の外部に送信するよう前記漏出検出ユニットに連結された通信ユニットと、前記漏出検出ユニットの検出値が伝達されるように前記通信ユニットと連結された制御ユニットと、前記制御ユニットで処理された検出値をリアルタイムに表示するよう前記制御ユニットと連結された端末ユニットと、前記制御ユニットで処理された検出値をリアルタイムに表示するよう前記制御ユニットと連結されたディスプレイユニットと、前記漏出検出ユニットの検出値が設定範囲から離れると警報音を発生するよう前記制御ユニットと連結された警報ユニットとをさらに含み得る。
【００３４】
前記制御ユニットは、前記端末ユニットによって指示が伝達されて前記駆動軸の駆動を制御するよう前記端末ユニットと双方向に通信可能に連結され得る。
【００３５】
前記端末ユニットは、コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、電子ブック、ＰＤＡ、又は、携帯用ゲーム機のうち少なくとも１つを含み得る。前記端末ユニットには、前記制御ユニットとの双方向通信及び前記漏出検出ユニットの検出値表示のためのソフトウェアが設けられ得る。
【００３６】
前記ディスプレイユニット及び前記警報ユニットは、前記密封装置本体と前記駆動軸の作動を管理する管理センターに設けられ、前記制御ユニットは、前記管理センターの指示に応じて前記駆動軸の駆動を制御するよう形成され得る。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の実施形態に係る密閉システムは、密閉装置本体のシール部材の間に形成された密閉空間に漏出検出ユニットを配置してシール部材の漏出の有無を迅速かつ正確に検出することができる。したがって、本実施形態では、シール部材の交替時点を正確に診断して漏出による事故を未然に予防できる。また、本実施形態では、シール部材の状態をリアルタイムに正確に把握可能であるため、シール部材の使用時間を最大に増やして密閉装置本体のメンテナンスコストを節減できる。
【００３８】
また、本発明の実施形態に係る密閉システムは、密閉装置本体のハウジングに形成された検出ホール部に漏出検出ユニットを配置した構造であるため、密閉装置本体の構造を大きく変更しないまま様々なタイプの密閉システムに簡単に適用できる。すなわち、本発明の実施形態は、リップシールタイプとメカニカルシールタイプ及びラジアル軸シールタイプの密閉システムに全て手軽に適用できる。
【００３９】
また、本発明の実施形態に係る密閉システムは、漏出検出ユニットの検出値を端末ユニットによって管理者にリアルタイムに知らせられることができ、漏出検出ユニットの検出値をディスプレイユニットと警音ユニットによって管理センターにリアルタイムに知らせることができる。したがって、管理センターの勤務者又は現場にいない管理者が密閉システムの状態をリアルタイムに点検することができるため、密閉システムの運用計画を正確に立てることができ、密閉システムが設けられた機械と施設の運用計画も効率よく立てることができる。
【００４０】
また、本発明の実施形態に係る密閉システムは、端末ユニットによって管理者が特定指示を制御ユニットに伝達することができ、これによって、管理者は漏出検出ユニットの検出値により駆動軸の駆動をリアルタイムに適切制御を行うことができる。
【００４１】
また、本発明の実施形態に係る密閉システムは、密閉装置本体のハウジングの外側で検出ホール部を介して漏出検出ユニットを設置する構造であるため、密閉装置本体を分解しなくても漏出検出ユニットをメンテナンスすることができ、漏出検出ユニットを他の種類に手軽に交替できる。したがって、本実施形態では、漏出検出ユニットを密閉システムの設置対象に応じて多様に変更することができ、それにより１つの密閉装置本体を様々な分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムが示された主な構成図である。
【図２】図１に示された「Ａ」を示した拡大図である。
【図３】図１に示されたＩ−Ｉ線による断面を示した正断面図である。
【図４】図１に示された漏出検出ユニットの様々な設置構造を示した正断面図である。
【図５】図１に示された漏出検出ユニットの様々な設置構造を示した正断面図である。
【図６】図１に示された漏出検出ユニットの様々な設置構造を示した正断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムに対する変形例を示した主な構成図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムに対する異なる例を示した主な構成図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムに対する異なる例を示した主な構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る漏出検出システムの制御構成が概略的に示された構成図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムが示された主な構成図である。
【図１２】図１１に示された「Ｂ」を示した拡大図である。
【図１３】本発明の更なる実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムが示された主な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下では、本発明に係る実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。しかし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００４４】
図１は、本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００が示された主な構成図である。図２は、図１に示す「Ａ」を示した拡大図であり、図３は、図１に示すＩ−Ｉ線による断面を示した正断面図である。
【００４５】
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００は、密閉装置本体１１０及び漏出検出ユニット１２０を備える。
【００４６】
一般に、攪拌器と反応器及び混合器などのような機械装置は、石油化学分野、精密化学分野、医学分野、製薬分野、食品分野などで広く用いられる装置である。上記のような機械装置には、一定速度で回転運動又は直線往復運動される駆動軸が備えられ、駆動軸の一部分には密閉システム１００が密封可能に備えられている。一方、本実施形態では、駆動軸が回転運動又は直線往復運動する状態であるものと説明しているが、これに限定されることなく、実質的に停止状態又は駆動軸が半径方向に向かって移動又は振動する状態も含み得る。
【００４７】
密閉システム１００は、駆動軸１０２を回転運動又は直線往復運動できるように密封する装置である。密閉システム１００は、駆動軸１０２の一部分を取り囲むように駆動軸１０２の外周に配置されたり、又は、駆動軸１０２の一部分に配置されたスリーブを取り囲むようにスリーブの外周に配置される。スリーブは駆動軸１０２の外周に円筒状に配置され、駆動軸１０２と結合して駆動軸１０２と共に回転する。以下、本実施形態では、説明の便宜のためにスリーブが省略されたものと説明するが、これに限定されることなく、密閉システムの設計条件及び状況に応じてスリーブを配置することもできる。
【００４８】
図１〜図３を参照すると、密閉装置本体１１０は、駆動軸１０２の周辺を密封させる装置である。密閉装置本体１１０は、駆動軸１０２の周縁を取り囲む構造で形成される。例えば、密閉装置本体１１０は、ハウジング１１２及びシール部材１１４を備える。
【００４９】
ハウジング１１２は、駆動軸１０２の外周周縁を取り囲む中空の円筒状の構造で形成される。したがって、ハウジング１１２の中央部位には駆動軸１０２が貫通するよう配置される。例えば、ハウジング１１２は、第１ハウジングボディ１３０、固定リング部材１３２、及び第２ハウジングボディ１３４を備える。
【００５０】
ここで、第１ハウジングボディ１３０は、駆動軸１０２の外周周縁を取り囲む円筒状に形成される。第１ハウジングボディ１３０の一側面には、駆動軸１０２が回転又は直線移動可能に貫通する貫通孔が形成される。第１ハウジングボディ１３０の他方面には、固定リング部材１３２と第２ハウジングボディ１３４が第１ハウジングボディ１３０の内部に挿入されるように開口部が形成されている。
【００５１】
そして、固定リング部材１３２は、第１ハウジングボディ１３０の内周面に配置される。固定リング部材１３２は、第１ハウジングボディ１３０の内部にシール部材１１４を固定する役割を行う構成要素である。すなわち、固定リング部材１３２は、駆動軸１０２の長手方向に複数が積層され、その固定リング部材１３２の間にはシール部材１１４がそれぞれ配置される。
【００５２】
また、第２ハウジングボディ１３４は、第１ハウジングボディ１３０の開口部に一端部が挿入されるように第１ハウジングボディ１３０と結合され得る。上記のような第２ハウジングボディ１３４の一端部は、第１ハウジングボディ１３０の内部で固定リング部材１３２に接触する。一方、第２ハウジングボディ１３４と第１ハウジングボディ１３０は締結部材１３６、１３８に締結される。締結部材１３６、１３８の締結力を調整すると、第２ハウジングボディ１３４の一端部が固定リング部材１３２に強制的に密着する圧力が増加する。すなわち、固定リング部材１３２とシール部材１１４は、締結部材１３６、１３８の締結力によって第１ハウジングボディ１３０と第２ハウジングボディ１３４との間で極めて堅固かつ安定的に固定され得る。
【００５３】
シール部材１１４は、ハウジング１１２と駆動軸１０２との間のスキ間を密封させる密封要素である。本発明に係るシール部材１１４は、メカニカルシール、リップシール、ラジアル軸シール、Ｏリング、オイルシール、シャフトシール、ゴムリングなどのように様々な形態を密封要素として含み得る。シール部材１１４は、ハウジング１１２と駆動軸１０２との間に駆動軸１０２の軸方向に複数が離隔して配置される。以下、本実施形態では説明の便宜のためにシール部材１１４がリップシールであるものと説明する。
【００５４】
すなわち、シール部材１１４は、中央が貫通した円板構造に形成されたリップシールに製造され得る。上記のようなシール部材１１４は、固定部１１４ａとリップシール部１１４ｂを備える。
【００５５】
ここで、固定部１１４ａは、固定リング部材１３２の間に配置される部位である。したがって、固定部１１４ａは、固定リング部材１３２の間に挟まれた状態でハウジング１１２の内部に固定される。上記のような固定部１１４ａは、固定リング部材１３２に対応するリング状に形成され得る。
【００５６】
そして、リップシール部１１４ｂは、固定部１１４ａの内周部位で駆動軸１０２の表面に向かって傾斜するよう延びた構造に形成され得る。すなわち、リップシール部１１４ｂの内周端部は駆動軸１０２の表面に接触し、リップシール部１１４ｂの外周端部は固定部１１４ａと連結される。したがって、リップシール部１１４ｂは円板のリング状に形成され得る。上記のようなリップシール部１１４ｂは、ゴム素材又はプラスチック素材から形成され得る。例えば、リップシール部１１４ｂは、耐熱性、非粘着性、絶縁安定性、低い摩擦係数、及び化学的安定性などに優れるテフロン（ｔｅｆｌｏｎ：ＰＴＦＥ、Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）（登録商標）素材で形成され得る。
【００５７】
一方、シール部材１１４の間には密閉空間Ｓ１がそれぞれ形成される。上記のような密閉空間Ｓ１は、駆動軸１０２の外周面、互いに隣接するよう配置された２つのシール部材１１４の側面、及び固定リング部材１３２の内周面によって定義される空間を意味する。密閉空間Ｓ１もシールリング部材１１４とは同様に駆動軸１０２の軸方向に直複数形成される。
【００５８】
図１〜図３を参照すると、漏出検出ユニット１２０は、シール部材１１４を通した漏出の有無を検出する装置である。漏出検出ユニット１２０は密閉空間Ｓ１に配置され得る。すなわち、漏出検出ユニット１２０はシール部材１１４の間に配置され得る。
【００５９】
上述したように、密閉空間Ｓ１は、駆動軸１０２の長手方向に複数が互いに離隔するよう配置される。ここで、漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１のうち少なくとも１つに配置される。以下、本実施形態では密閉空間Ｓ１のうちいずれか１つに漏出検出ユニット１２０が配置されるものとして説明する。
【００６０】
一方、ハウジング１１２には、密閉空間Ｓ１と連通して形成された検出ホール部１１６が備えられる。検出ホール部１１６の内部又は外部には漏出検出ユニット１２０が設けられる。すなわち、漏出検出ユニット１２０は、検出ホール部１１６の内部に設けられたり、又は検出ホール部１１６で外部に延びた部品に設けられ得る。例えば、検出ホール部１１６で外部に延びた部品として検出ホール部１１６と連通して連結されるよう、ハウジング１１２と一端部が連結したパイプ又はチューブなどが代表的である。以下、本実施形態では説明の便宜のために漏出検出ユニット１２０が検出ホール部１１６の内部に配置されるものとして説明する。
【００６１】
上記のような検出ホール部１１６は、第１ハウジングボディ１３０に貫通するよう形成され得る。したがって、検出ホール部１１６の第１端部はハウジング１１２の外部に連通して連結され、検出ホール部１１６の第２端部は密閉空間Ｓ１と連通して連結される。
【００６２】
特に、固定リング部材１３２の外周面のうち、検出ホール部１１６に対応する位置には固定リング部材１３２の枠に沿って形成され、検出ホール部１１６と連通する拡張空間部がリング形状の凹溝の形態に構成する。また、前記拡張空間部１１６ａの幅は、検出ホール部１１６の直径よりも拡張されることが好ましい。したがって、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２の組立過程で、第１ハウジングボディ１３０に形成された検出ホール部１１６と固定リング部材１３２に形成された検出ホール部１１６を同一軸線上に配置しなくても、流体が互いに連通することから組立の便宜性が向上され得る。
【００６３】
また、前記固定リング部材１３２に形成された拡張空間部１１６ａの両側にはそれぞれＯリングのようなリング状の密閉部材１３３が設けられ、固定リング部材１３２の外周面と第１ハウジングボディ１３０の内周面にそれぞれ密着させることで、固定リング部材１３２と第１ハウジングボディ１３０の組立面によって外部流体が拡張空間部１１６ａに流入したり、内部流体が外部に流出することを防止する。
【００６４】
一方、本実施形態では、前記凹溝形態の拡張空間部１１６ａが固定リング部材１３２の外周面に形成されたものと説明したが、第１ハウジングボディ１３０の内周面のうち検出ホール部１１６に対応する位置に凹溝を形成したり、固定リング部材１３２の外周面と第１ハウジングボディ１３０の内周面にそれぞれ凹溝を形成することで拡張空間部１１６ａを構成することも可能である。
【００６５】
漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１を基準にして検出ホール部１１６の適正位置に配置する。すなわち、漏出検出ユニット１２０は、密閉システムの設計条件及び状況に応じて密閉空間Ｓ１から適切に離隔した位置に配置され得る。したがって、漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１との間に適切な大きさの許容距離Ｄを確保することができる。
【００６６】
これについて具体的に説明すると、漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１に近く配置するほど感度向上が期待されるものの、密閉空間Ｓ１から悪影響を受ければ破損又は誤作動の危険が増加することもある。例えば、密閉空間Ｓ１の温度及び圧力が密閉システム１００の運転条件及び周辺状況に応じて瞬間的に急激に変化する場合には、漏出検出ユニット１２０が密閉空間Ｓ１に近接に配置するほど温度及び圧力の瞬間変動によって漏出検出ユニット１２０が破損する可能性が高い。又は、漏出検出ユニット１２０の性能低下を誘発する物質が密閉システム１００の作動条件及び周辺状況に応じて密閉空間Ｓ１の内部に一部生成されたり、密閉空間Ｓ１の内部で一部流入されることがある。この場合には、漏出検出ユニット１２０が密閉空間Ｓ１に近接に配置するほど、その物質と漏出検出ユニット１２０が接する可能性が高い。
【００６７】
漏出検出ユニット１２０と密閉空間Ｓ１の許容距離Ｄが十分確保されれば、密閉空間Ｓ１内で温度及び圧力が瞬間的に急激に変動する衝撃が緩衝され、漏出検出ユニット１２０の性能低下の物質が漏出検出ユニット１２０に移動する可能性が減少し得る。
【００６８】
図１〜図３に示すように、漏出検出ユニット１２０は、検出ホール部１１６の第１端部を介して検出ホール部１１６の内部に設けられ得る。したがって、密閉装置本体１１０を分解しなくても漏出検出ユニット１２０を手軽に設置又は交替できる。
【００６９】
一方、検出ホール部１１６の第１端部は、検出ホール部１１６によって密閉空間Ｓ１の密封状態が維持されるようにハウジング１１２の外部と遮断することが好ましい。すなわち、検出ホール部１１６の第１端部には遮蔽部材１４０が装着され得る。上記のように、遮蔽部材１４０が検出ホール部１１６の第１端部を防がなければ、外部の異質物が検出ホール部１１６を通して密閉空間Ｓ１に流入されることがある。したがって、漏出検出ユニット１２０が検出ホール部１１６の第１端部を介して検出ホール部１１６の内部に設けられれば、遮蔽部材１４０が検出ホール部１１６の第１端部に装着されて密閉空間Ｓ１の密封性を確保することができる。
【００７０】
前記とは相違に、漏出検出ユニット１２０は遮蔽部材１４０と一体に形成され得る。すなわち、遮蔽部材１４０と漏出検出ユニット１２０の単一部品として形成されて遮蔽部材１４０の装着作業だけで漏出検出ユニット１２０も設置できる。ここで、漏出検出ユニット１２０は、遮蔽部材１４０を装着するとき検出ホール部１１６と接触する部位に配置する。以下、本実施形態では、漏出検出ユニット１２０と遮蔽部材１４０とが一体に形成されるものとして説明するが、これに限定されることなく、密閉システムの設計条件及び状況に応じて多様に変形され得る。
【００７１】
例えば、遮蔽部材１４０は、ボルト型の栓構造に形成され得る。すなわち、遮蔽部材１４０は、締結部１４２及び締付部１４４を備える。ここで、締結部１４２の一端部は検出ホール部１１６の第１端部に挿入される。締結部１４２の一端部及び検出ホール部１１６の第１端部は、ねじ締結方式により密封可能に結合される。そして、締付部１４４は、締結部１４２の他の端部に連結してハウジング１１２の外部に配置される。すなわち、締付部１４４の操作によって締結部１４２を手軽に回転させることができる。例えば、締付部１４４は、締結部１４２のねじ締結動作のためにレンチと連結される六角頭の形状に形成される。
【００７２】
漏出検出ユニット１２０は、締結部１４２の一端部に配置され得る。ここで、締結部１４２の長さに応じて漏出検出ユニット１２０と密閉空間Ｓ１との間の離隔距離Ｄも調整され得る。それだけではなく、遮蔽部材１４０は密封体をさらに含む。密封体は、締結部１４２とハウジング１１２との間に配置したり、又は締付部１４４とハウジング１１２との間に配置され得る。上記のような密封体として、Ｏリング又はガスケットなどを用いてもよい。ただし、本実施形態では遮蔽部材１４０に密封体が省略されるものとして説明する。
【００７３】
図４〜図６は、図１に示された漏出検出ユニット１２０の様々な設置構造を示した正断面図である。
【００７４】
すなわち、図４〜図６には、検出ホール部１１７、１１８、１１９の様々な形状に応じて漏出検出ユニット１２０の設置構造に対する様々な変形例が図示されている。
【００７５】
図４を参照すると、図４に示された検出ホール部１１７は、図１〜図３に示された検出ホール部１１６とは相違に傾斜構造に形成されている。具体的に説明すると、図１〜図３に示された検出ホール部１１６は、駆動軸１０２の中心から半径方向に長く形成された構造であるが、図４に示された検出ホール部１１７は、駆動軸１０２の中心から半径方向に長く形成された仮想の直線に所定の角度で交差するよう形成された構造である。
【００７６】
検出ホール部１１７は、駆動軸１０２の回転方向に傾斜して形成される。したがって、駆動軸１０２が回転する場合、駆動軸１０２と共に回転方向に流動されるガス、液体、又は異質物などが検出ホール部１１７の内部に円滑に流入され得る。
【００７７】
ここで、固定リング部材１３２の外周面のうち検出ホール部１１６に対応する位置には、検出ホール部１１６の直径よりも拡張して検出ホール部１１６と連通する拡張空間部１１６ａが形成される。このように拡張空間部１１６ａを形成する場合、拡張空間部１１６ａが形成された領域内では第１ハウジングボディ１３０に形成された検出ホール部１１６と固定リング部材１３２に形成された検出ホール部１１６を同一軸線上に配置しなくても流体が互いに連通し得るため、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２との組立便宜性を向上させることができる。
【００７８】
図５を参照すると、図５に示す検出ホール部１１８は、図１〜図３に示された検出ホール部１１６とは相違に、密閉空間Ｓ１の互いに異なる部位に複数形成され、複数の検出ホール部１１８の一端部は密閉空間Ｓ１の一側に連結し、他の端部は固定リング部材１３２の外周縁に形成された拡張空間部１１６ａに連結し、拡張空間部１１６ａによって複数の検出ホール部１１８が連通して連結する。すなわち、検出ホール部１１８は、ハウジング１１２の外部空間と連通して連結されないように固定リング部材１３２に形成される。
【００７９】
例えば、複数の検出ホール部１１８は、固定リング部材１３２に互いに平行するよう形成された第１検出ホール部１１８ａ、第２検出ホール部１１８ｂを備える。
【００８０】
上記のように検出ホール部１１８が形成されれば、検出ホール部１１８の内部に沿って流動される流れが発生し、これによって密閉空間Ｓ１内の温度、液体、異質物、ガスなどが検出ホール部１１８の内部に効率よく伝達され得る。
【００８１】
一方、漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１との間に許容距離Ｄを十分確保するよう、検出ホール部１１８の両端部の間に適切に配置することができる。例えば、ハウジング１１２には、拡張空間部１１６ａ及びハウジング１１２の外部に両端部が連通して形成された設置ホール部が備えられる。そして、遮蔽部材１４０は設置ホール部に挿入装着され、漏出検出ユニット１２０は遮蔽部材１４０と共に設置ホール部によって検出ホール部１１８の内部に配置され得る。
【００８２】
図６を参照すると、図６に示された検出ホール部１１９は、図１〜図３に示された検出ホール部１１６とは相違に、密閉空間Ｓ１の互いに異なる部位に複数形成される。ただし、本実施形態の検出ホール部１１９は、図５に示された検出ホール部１１８とは相違に、第１検出ホール部１１８ａ及び第２検出ホール部１１８ｂが傾斜して形成される。
【００８３】
例えば、本実施形態の検出ホール部１１９は、固定リング部材１３２に形成される第１検出ホール部１１９ａ及び第２検出ホール部１１９ｂを備える。図６に示された第１検出ホール部１１９ａと第２検出ホール部１１９ｂは、図５に示された第１検出ホール部１１８ａ、第２検出ホール部１１８ｂと類似に形成され得る。ただし、図６に示された第１検出ホール部１１９ａ及び第２検出ホール部１１９ｂは、駆動軸１０２の回転方向に沿って傾斜して形成される点で、図５に示された第１検出ホール部１１８ａ及び第２検出ホール部１１８ｂとはこ異なる。すなわち、第１検出ホール部１１９ａと第２検出ホール部１１９ｂは互いに平行しないように形成される。
【００８４】
具体的に、第１検出ホール部１１９ａは、密閉空間の外周面と接する一点から駆動軸１０２の回転方向に対して前方に向かう法線と並んでいる方向に形成され、第２検出ホール部１１９ｂは、第１検出ホール部１１９ａから駆動軸１０２の回転方向に対して前方に離隔した位置で、駆動軸１０２の回転方向に対して後方に向かう法線と並んでいる方向に形成される。
【００８５】
したがって、駆動軸１０２の回転時駆動軸１０２の回転方向に共に流動するガス、液体、又は異質物などが第１検出ホール部１１９ａの内部に円滑に流入することで、第２検出ホール部１１９ｂによって密閉空間Ｓ１に円滑に排出できる。
【００８６】
漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１との間に許容距離Ｄを十分に確保するよう検出ホール部１１９の両端部の間に適切に配置することができる。
【００８７】
前記ハウジング１１２には、固定リング部材１３２の凹溝１１６ａ及びハウジング１１２の外部に両端部が連通して形成された設置ホール部が備えられる。遮蔽部材１４０は、設置ホール部に挿入装着される。
【００８８】
上述したように、本実施形態に係る検出ホール部１１９は、密閉システムの設計条件及び状況に応じて様々な構造に形成され、その検出ホール部１１９に応じて漏出検出ユニット１２０の設置構造も多様に変更され得る。例えば、本実施形態に係る検出ホール部１１９は、駆動軸１０２の直線往復移動する方向に傾斜して形成されたり、又は検出ホール部１１９の両端部が駆動軸１０２の直線往復移動する方向に密閉空間Ｓ１の互いに異なる部位に連通して連結される構造に形成され得る。
【００８９】
図７は、本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システムに対する変形例を示した主な構成図である。すなわち、図７には、図１〜図４に示された密閉システム１００に対する変形例が図示されている。
【００９０】
図７を参照すると、本実施形態に係る密閉システムの拡張空間部１１６ｂは、第１ハウジングボディ１３０の内周面と固定リング部材１３２の外周面、そして、検出ホール部１１６の両側にそれぞれ配置し、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２にそれぞれ密着するリング状の密閉部材１３３によって定義される。
【００９１】
図１〜図３では、拡張空間部１１６ａがリング状の凹溝形態に形成されているが、図７では拡張空間部１１６ｂが検出ホール部１１６を中心に両側に配置されるリング状の密閉部材１３３によって形成されている。
【００９２】
このようにリング状の密閉部材１３３で拡張空間部１１６ｂを形成する場合、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２との間に、図１〜図３に示すようなリング状の凹溝を別途に加工しなくてもよく、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２との間の結合面により漏洩の発生を防止できる。
【００９３】
図８及び図９は、本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００’、１１０’’に対する異なる例を示した主な構成図である。
【００９４】
すなわち、図８及び図９には、図１〜図３に示された密閉システム１００に対する他の変形例が図示されている。
【００９５】
図８を参照すると、本実施形態に係る密閉システム１００’は、検出ホール部１１６、１１６’が全ての密閉空間Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ形成されている点が特徴である。すなわち、図１〜図６では、検出ホール部１１６が密閉空間のうちいずれか１つのＳ１にのみ形成される構造であったが、図８では、検出ホール部１１６、１１６’が密閉空間Ｓ１、Ｓ２に個別的に全てが形成された構造である。一方、漏出検出ユニット１２０と遮蔽部材１４０は、検出ホール部１１６、１１６’にそれぞれ備えられ得る。
【００９６】
したがって、漏出検出ユニット１２０が全ての密閉空間Ｓ１、Ｓ２に対する漏出の有無を同時に検出することができる。すなわち、密閉装置本体１１０’に備えられた全てのシール部材１１４の状態を同時に診断でき、それによって、各シール部材１１４に対する漏出の有無を迅速かつ正確に検出できる。
【００９７】
具体的に、各密閉空間Ｓ１、Ｓ２に配置される漏出検出ユニット１２０を圧力検出センサと温度検出センサから構成し、当該の密閉空間Ｓ１、Ｓ２の温度及び圧力を同時に測定してシール部材１１４の漏出又は異常有無を検出する。すなわち、シール部材１１４のリップシール部１１４ｂと駆動軸１０２の接触面積はシール部材１１４の前方に加えられる圧力により変更されるが、接触面積が増加するほど摩擦熱によって隣接する密閉空間（Ｓ１又はＳ２）の温度が上昇することになる。したがって、シール部材１１４と隣接する密閉空間Ｓ１、Ｓ２の温度を測定すれば、シール部材１１４の破損によって密閉空間Ｓ１、Ｓ２の圧力変動が発生する前にシール部材１１４の異常有無を検出できる。
【００９８】
また、各密閉空間Ｓ１、Ｓ２に配置される漏出検出ユニット１２０は、センサの誤作動や破損による検査不能状態に備えて複数構成することで、検出信頼度を向上させることができる。すなわち、複数のセンサのいずれか１つのセンサが破損したり誤作動しても、当該の密閉空間Ｓ１、Ｓ２に共に設けられる他のセンサが測定信号値を提供するため、密閉システム１１０’の安全性能を向上させ得る。
【００９９】
図９を参照すると、本実施形態に係る密閉システム１１０’’は、メカニカルシールタイプのシール部材１１５が備えられた点が特徴である。すなわち、シール部材は、リップシールとメカニカルシール又はラジアル軸シールのうち少なくともいずれか１つを含む。図１〜図６に示されたシール部材１１４はリップシールに形成され、図９に示されたシール部材１１５はメカニカルシールに形成されている。
【０１００】
図９に示すように、スリーブ１０４は、駆動軸１０２の外周に装着されて駆動軸１０２と共に回転し、密閉装置本体１１０’’はスリーブ１０４を取り囲む構造でスリーブ１０４の外周に配置される。
【０１０１】
メカニカルシールタイプのシール部材１１５は、スリーブ１０４に固定された中央支持リング１１５ａ、中央支持リング１１５ａの両側にそれぞれ離隔した位置でハウジング１１２に固定された第１固定リング１１５ｂ、及び第２固定リング１１５ｃ、第１固定リング１１５ｂと中央支持リング１１５ａとの間に移動可能なようにスリーブ１０４に配置された第１密封リング１１５ｄ、第２固定リング１１５ｃと中央支持リング１１５ａとの間に移動可能なようにスリーブ１０４に配置された第２密封リング１１５ｅ、第１密封リング１１５ｄと第１固定リング１１５ｂを密着させるように第１密封リング１１５ｄと中央支持リング１１５ａとの間に配置した第１弾性体１１５ｆ、第２密封リング１１５ｅと第２固定リング１１５ｃを密着させるように第２密封リング１１５ｅと中央支持リング１１５ａとの間に配置した第２弾性体１１５ｇを備える。
【０１０２】
ここで、第１密封リング１１５ｄと第２密封リング１１５ｅは、中央支持リング１１５ａと密封可能に重なった構造でスリーブ１０４に沿って軸方向に移動される。そして、第１密封リング１１５ｄと第１固定リング１１５ｂには第１弾性体１１５ｆの弾性力によって圧着される第１密封接触部Ｃ１が形成され、第２密封リング１１５ｅと第２固定リング１１５ｃには第２弾性体１１５ｇの弾性力によって圧着される第２密封接触部Ｃ２が形成される。
【０１０３】
したがって、本実施形態では、密閉空間Ｓ１が中央支持リング１１５ａと第１密封リング１１５ｄ及び第２密封リング１１５ｅの外周面、ハウジング１１２の内周面、及び第１固定リング１１５ｂと第２固定リング１１５ｃの側面によって定義される空間である。
【０１０４】
ハウジング１１２には、漏出検出ユニット１２０及び遮蔽部材１４０が装着される検出ホール部１１６’’が形成され、検出ホール部１１６’’の両端部は密閉空間Ｓ３とハウジング１１２の外部に連通して連結される。一方、漏出検出ユニット１２０及び遮蔽部材１４０は、図１〜図６に示された構成と同一であるため、それに対する詳細な説明は省略することにする。
【０１０５】
上記のように本発明の一実施形態に係る漏出検出構造は、リップシールタイプの密閉システム１００、１００’のみならず、メカニカルシールタイプの密閉システム１００’’にも簡単に適用される得る。
【０１０６】
図１０は、本発明の一実施形態に係る漏出検出システムの制御構成が概略的に示された構成図である。
【０１０７】
図１、図２及び図１０を参照すると、漏出検出ユニット１２０は、密閉空間Ｓ１の内部に漏出した物質又は密閉空間Ｓ１の環境変化のうち少なくともいずれか１つを検出するよう密閉空間Ｓ１に配置されたセンサ１２１、１２２、１２３、１２４、１２５を含む。
【０１０８】
密閉空間Ｓ１の内部に漏出した物質は、ガス、液体、又は、異質物のうち少なくともいずれか１つの形態に漏れ、密閉空間Ｓ１の環境変化は温度又は圧力のうち少なくともいずれか１つが漏出によって変化することがある。
【０１０９】
例えば、漏出検出ユニット１２０は、ガス検出センサ１２１、液体検出センサ１２２、異質物検出センサ１２３、圧力検出センサ１２４、又は、温度検出センサ１２５のうち少なくともいずれか１つを含む。
【０１１０】
ガス検出センサ１２１は密閉空間Ｓ１に漏れ出た漏出ガスを検出するセンサであり、液体検出センサ１２２は密閉空間Ｓ１に漏れ出た漏出液体を検出するセンサであり、異質物検出センサ１２３は密閉空間Ｓ１に侵入した異質物を検出するセンサである。また、圧力検出センサ１２４は密閉空間Ｓ１内の圧力変化を検出するセンサであり、温度検出センサ１２５は密閉空間Ｓ１内の温度変化を検出するセンサである。
【０１１１】
一方、図１〜図９に示す本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００では、説明の便宜のために漏出検出ユニット１２０がガス検出センサ１２１に形成されたものと説明したが、図１０に示すように、漏出検出ユニット１２０は、ガス検出センサ１２１、液体検出センサ１２２、異質物検出センサ１２３、圧力検出センサ１２４、又は、温度検出センサ１２５のいずれか１つを選択して構成したり、又は、複数を適切に組み合わせて構成し得る。上記のような漏出検出ユニット１２０の構成は、密閉システムの設計条件及び状況に応じて多様に変更さ得る。
【０１１２】
図１〜図１０を参照すると、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００は、通信ユニット１５０をさらに含む。通信ユニット１５０は、漏出検出ユニット１２０の検出値を密閉装置本体１１０の外部に送信する装置である。ここで、前記通信ユニット１５０は、無線方式又は有線方式のうち少なくともいずれか１つの方式により信号を伝達する。
【０１１３】
通信ユニット１５０は、漏出検出ユニット１２０と信号伝達可能に連結されるよう密閉装置本体１１０に備えられる。図１〜図９では、通信ユニット１５０が遮蔽部材１４０の締付部１４４に備えられるものと説明している。すなわち、通信ユニット１５０は、漏出検出ユニット１２０と同様に遮蔽部材１４０と１つのモジュールに形成される。ここで、通信ユニット１５０と漏出検出ユニット１２０は、遮蔽部材１４０で互いに信号伝達できるように連結され得る。上記のように構成された遮蔽部材１４０と漏出検出ユニット１２０及び通信ユニット１５０が１つのモジュールに形成されれば、遮蔽部材１４０の取外しの着作業だけで漏出検出ユニット１２０と通信ユニット１５０も共に設けられ、漏出検出ユニット１２０と通信ユニット１５０のメンテナンス及び管理が極めて容易に実施できる。
【０１１４】
しかし、これに限定されたものではなく、密閉システムの設計条件及び状況に応じて様々な部位に配置され得る。例えば、通信ユニット１５０はハウジング１１２の外側面に配置されたり、又は、密閉装置本体１１０から所定距離に離隔した位置に配置され得る。この場合、通信ユニット１５０と漏出検出ユニット１２０を信号伝達できるように連結する作業が困難かつ複雑な場合もある。
【０１１５】
図１及び図１０を参照すると、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００は、端末ユニット１６０をさらに含む。
【０１１６】
端末ユニット１６０は、密閉装置本体１１０の管理者に個別的に普及するよう携帯可能な形状に形成され得る。例えば、端末ユニット１６０は、コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、電子ブック、ＰＤＡ、又は、携帯用ゲーム機のうち少なくとも１つを含み得る。上記のような端末ユニット１６０には、漏出検出ユニット１２０の検出値を表示するための表示部、管理者の指示が入力されるための操作部、及び漏出検出ユニット１２０の検出値を送信されたり管理者の指示を送信するための通信部などが備えられる。したがって、密閉装置本体１１０の管理者は、漏出検出ユニット１２０の検出値をリアルタイムに確認でき、漏出検出ユニット１２０の検出値によって迅速に対処可能である。
【０１１７】
図１及び図１０を参照すると、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００は、ディスプレイユニット１７２及び警報ユニット１７４をさらに含む。
【０１１８】
ディスプレイユニット１７２又は警報ユニット１７４は、密閉システム１００と機械装置などを管理するための管理センター１７０に備えられる。管理センター１７０は管理者が留まるコントロールタワーとして、密閉システム１００と機械装置の作動状態をリアルタイムに管理するだけではなく、故障や誤作動の発生時に迅速に対処して事故及び生産量の低下に対応する。上記のような管理センター１７０は、機械装置の設置場所と近くに位置することが一般的であるが、これに限定されることはなく、周辺状況に応じて様々な場所に設けられ得る。
【０１１９】
ディスプレイユニット１７２は漏出検出ユニット１２０の検出値をリアルタイムに表示し、警報ユニット１７４は、漏出検出ユニット１２０の検出値が設定範囲から離れると警報音を発生する。ディスプレイユニット１７２は、モニター又はランプなどで形成された表示装置を含む。警報ユニット１７４は、漏出検出ユニット１２０の検出値が危険区間に含まれれば警告音を発生し、予め設定された条件に応じてアラーム機能を行う。したがって、ディスプレイユニット１７２又は警報ユニット１７４には漏出検出ユニット１２０の検出値が伝達されるための通信部を備える。
【０１２０】
図１及び図１０を参照すると、本実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００は、制御ユニット１８０をさらに含む。
【０１２１】
制御ユニット１８０は、漏出検出ユニット１２０の検出値によって駆動軸１０２の作動を制御するよう通信ユニット１５０及び駆動軸作動部１９０に信号伝達できるように連結されている。ここで、駆動軸作動部１９０は、駆動軸１０２を回転させたり、又は駆動軸１０２を軸方向に直線往復させる部材である。具体的に説明すると、制御ユニット１８０は、漏出検出ユニット１２０の検出値が伝達されるように通信ユニット１５０と信号伝達できるよう連結されている。また、制御ユニット１８０は、漏出検出ユニット１２０の検出値によって駆動軸１０２の作動を適切に調整されるように駆動軸作動部１９０と信号伝達できるよう連結されている。
【０１２２】
以下、本実施形態では説明の便宜のために機械装置が回転運動される駆動軸を備えた回転機械として説明し、それによって駆動軸作動部１９０が駆動軸１０２を回転させるものと説明するが、必ずこれに限定されることなく、本実施形態は、直線往復運動される駆動軸を備えた機械装置、又は回転運動と直線往復運動の両方が可能な駆動軸を備えた機械装置にも適用され得る。
【０１２３】
一方、制御ユニット１８０は数個の動作モードを備える。
【０１２４】
制御ユニット１８０の第１作動モードは、漏出検出ユニット１２０の検出値が伝達され後に端末ユニット１６０とディスプレイユニット１７２又は警報ユニット１７４のうち少なくとも１つに送信するモードである。前記とは相違に、漏出検出ユニット１２０の検出値が通信ユニット１５０によって端末ユニット１６０とディスプレイユニット１７２又は警報ユニット１７４に直接伝えられてもよい。しかし、本実施形態では、通信ユニット１５０が漏出検出ユニット１２０の検出値によって制御ユニット１８０に送信し、制御ユニット１８０が漏出検出ユニット１２０の検出値を端末ユニット１６０とディスプレイユニット１７２又は警報ユニット１７４に適切に分解するものと説明する。
【０１２５】
上記のような第１作動モードでは、漏出検出ユニット１２０の検出値を送信するための対象により制御ユニット１８０が漏出検出ユニット１２０の検出値を適正タイプの信号に変更することができる。
【０１２６】
すなわち、制御ユニット１８０は、ディスプレイユニット１７２、警報ユニット１７４、又は、端末ユニット１６０で処理可能な信号タイプに、漏出検出ユニット１２０が検出値を変更させ得る。また、制御ユニット１８０は、ディスプレイユニット１７２、警報ユニット１７４、又は、端末ユニット１６０との距離及び移動の有無などに応じて直接信号を伝達したり国の通信網を用いて信号を伝達することができる。
【０１２７】
例えば、ディスプレイユニット１７２又は警報ユニット１７４は制御ユニット１８０と相対的に近い距離に固定された対象であるため、制御ユニット１８０は、漏出検出ユニット１２０が検出値をディスプレイユニット１７２や警報ユニット１７４に直接送信し得る。前記の方式は、セキュリティーの側面で極めて優れる長所がある。
【０１２８】
一方、端末ユニット１６０は、制御ユニット１８０と相対的に遠い距離で移動する対象であるため、制御ユニット１８０は漏出検出ユニット１２０が検出値を国の通信網によって端末ユニット１６０に送信できる。前記の方式は、管理者が現場にいなくても国の通信網がある場所であれば、現場状況をリアルタイムにチェックできるという長所がある。
【０１２９】
制御ユニット１８０の第２作動モードは、管理センター１７０又は端末ユニット１６０で指示事項の伝達を受けた後、駆動軸作動部１９０の作動を調整するモードである。第２作動モードでは、管理センター１７０又は端末ユニット１６０から伝えられた信号を分析した後、駆動軸１０２の駆動アルゴリズムを変更して駆動軸作動部１９０に送信する。
【０１３０】
すなわち、制御ユニット１８０は、管理センター１７０又は端末ユニット１６０によって伝えられた管理者の意図により駆動軸１０２の作動を制御することができる。したがって、制御ユニット１８０は、管理センター１７０又は端末ユニット１６０と双方向に通信可能に連結される。
【０１３１】
一方、端末ユニット１６０には、制御ユニット１８０との双方向通信及び漏出検出ユニット１２０の検出値を表示するためのソフトウェアが設けられ得る。すなわち、端末ユニット１６０は別途の製造を必要とせず、すでに用いられているスマートフォンやタブレットＰＣに漏出検出用ソフトウェアをインストールして端末ユニット１６０で用いることができる。したがって、端末ユニット１６０を別途に製造するためのコストを節減し、ソフトウェアを修正する簡単な作業だけで様々な環境で使用できる。例えば、ソフトウェアは、端末ユニット１６０に設置可能な埋め込みプログラム、コンピュータ用設置プログラム、スマートフォンやタブレットＰＣ用アプリケーションプログラムなどを含む。
【０１３２】
上記のように構成された本発明の一実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム１００の作動及び作用効果について説明すると次の通りである。以下では、図１〜図３、及び図９に示された実施形態を中心に説明する。
【０１３３】
まず、漏出検出ユニット１２０と通信ユニット１５０が備えられた遮蔽部材１４０を検出ホール部１１６に設けた状態で、密閉装置本体１１０を回転機械の駆動軸１０２に装着し、回転機械を作動させる。
【０１３４】
回転機械の駆動軸１０２が設定した速度に回転し、漏出検出ユニット１２０のガス検出センサ１２１はシール部材１１４の間に形成された密閉空間Ｓ１を探知する。
【０１３５】
そして、通信ユニット１５０が漏出検出ユニット１２０の検出値を制御ユニット１８０にリアルタイム送信する。制御ユニット１８０は、漏出検出ユニット１２０の検出値を適切に変更して管理センター１７０と端末ユニット１６０に分配する。
【０１３６】
管理センター１７０のディスプレイユニット１７２は制御ユニット１８０によって伝えられた信号を表示し、管理センター１７０の警報ユニット１７４は、制御ユニット１８０によって伝えられた信号を分析し、漏出検出ユニット１２０の検出値が設定範囲から離れると警告音を発生する。さらに、端末ユニット１６０は、特定アプリケーションを介して漏出検出ユニット１２０の検出値をリアルタイムに表示する。
【０１３７】
管理センター１７０の管理者は、ディスプレイユニット１７２と警報ユニット１７４によって密閉システム１００の漏出の有無を確認し、密閉システム１００の漏出が確認されれば、回転機械の作動に関する指示事項を制御ユニット１８０に送信する。また、外部管理者は、端末ユニット１６０によって密閉システム１００の漏出の有無を確認し、密閉システム１００の漏出が確認されれば、回転機械の作動に関する指示事項を制御ユニット１８０に送信する。
【０１３８】
上記のように送信された管理者の指示事項によって制御ユニット１８０は、駆動軸１０２の作動アルゴリズムを適切に変更し、その作動アルゴリズムを用いて駆動軸作動部１９０の作動を制御することができる。
【０１３９】
例えば、密閉システム１００の漏出が深刻であると確認されれば、駆動軸作動部１９０の作動を停止させ、密閉システム１００の漏出の可能性があるものと判断されれば、駆動軸１０２の回転速度を低下させる方向に駆動軸作動部１９０の作動を制御できる。
【０１４０】
本実施形態では、漏出の有無をリアルタイムに検出してシール部材１１４の交替時点を正確に判断することができ、それによって密閉システム１００を一定期間ごとに交替する従来の方式よりも密閉システム１００の実際の使用期間を増加させ得る。
【０１４１】
図１１は、本発明の他の実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム２００が示された主な構成図であり、図１２は図１１に示された「Ｂ」を示した拡大図である。
【０１４２】
図１１〜図１２において、図１〜図３に示された参照符号と同じ類似の参照符号は同じ部材を示す。以下では、図１〜図３に示された密閉システム１００と異なる点を中心に説明することにする。
【０１４３】
図１１〜図１２を参照すると、本発明の他の実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム２００が図１〜図３に示された密閉システム１００と異なる点は、漏出検出ユニット２２０と密閉空間Ｓ１との間に形成される許容距離Ｄが自由に調整可能である点、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２との間に形成される凹溝形態の拡張空間部１１６ｃが第１ハウジングボディ１３０の内周面に形成される点が互いに異なる。
【０１４４】
本実施形態に係る漏出検出ユニット２２０は、センサ部１２１及び長さ調整部２２２を備える。
【０１４５】
ここで、センサ部１２１は、図１〜図３に示された密閉システム１００と同様に漏出ガスを検出するガス検出センサ１２１であると説明する。しかし、これに限定されることなく、センサ部１２１は、密閉システム２００の漏出を検出できる他の種類のセンサが用いられてもよい。
【０１４６】
そして、長さ調整部２２２は、遮蔽部材１４０とセンサ部１２１との間に長さ調整が可能である。したがって、密閉システム２００の設計条件及び状況に応じてセンサ部１２１の許容距離Ｄを適切に調整してセンサ部１２１の感度をより正確に保持することができる。特に、様々な種類の密閉システム２００に部品を交替することなく使用できるため、遮蔽部材１４０と漏出検出ユニット２２０の部品の共用化が実現される。
【０１４７】
長さ調整部２２２の一端部は遮蔽部材１４０に連結され、長さ調整部２２２の他の端部はセンサ部１２１に連結される。したがって、センサ部１２１は、長さ調整部２２２と遮蔽部材１４０を媒介に通信ユニット１５０と信号伝達できるように連結され得る。
【０１４８】
上記のような長さ調整部２２２は、長さ調整が可能な様々な構造に形成され得る。例えば、長さ調整部２２２は、ねじ締結構造、ギヤ結合構造、又はヒンジ構造などで形成される。
【０１４９】
ここで、長さ調整部２２２のねじ締結構造は、長さ調整部２２２の一端部と遮蔽部材１４０の一部分に雄おねじ部と雌ねじ部とが相互対応するよう形成された構造である。したがって、長さ調整部２２２の一端部又は遮蔽部材１４０の一部分を回転させると、長さ調整部２２２の一端部が遮蔽部材１４０に挿入されたり遮蔽部材１４０から離脱しながら長さ調整が可能となる。
【０１５０】
また、長さ調整部２２２のギヤ結合構造は、ウォームギヤ（ｗｏｒｍ  ｇｅａｒ）又はラック（ｒａｃｋ）とピニオンギヤ（ｐｉｎｉｏｎ  ｇｅａｒ）などで長さ調整部２２２が形成された構造である。すなわち、長さ調整部２２２の一端部にはウォーム又はラックが配置され、遮蔽部材１４０の一部分にはウォームホイール又はピニオンギヤが配置される。
【０１５１】
一方、本実施形態では、長さ調整部２２２がヒンジ構造として長さ調整可能に形成されたと説明する。長さ調整部２２２の一端部にはセンサ部１２１が備えられる。長さ調整部２２２の他の端部には遮蔽部材１４０が連結される。
【０１５２】
上記のような長さ調整部２２２は、複数の円筒２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃが互いに挿入して重なった形状に形成される。すなわち、長さ調整部２２２は、ＦＭ受信アンテナと類似の構造で形成される。そして、長さ調整部２２２の内部には長さ調整ロード（図示せず）が備えられ、その長さ調整ロードを押したり引いて長さ調整部２２２の長さを調整する。
【０１５３】
特に、第１ハウジングボディ１３０の内周面のうち検出ホール部１１６に対応する位置には、固定リング部材１３２の枠に沿って形成され、検出ホール部１１６と連通するリング状の凹溝１１６ｃが形成される。また、前記凹溝１１６ｃの駆動軸の長手方向の幅は、検出ホール部１１６の直径よりも拡張されることが好ましい。したがって、第１ハウジングボディ１３０と固定リング部材１３２の組立過程で第１ハウジングボディ１３０に形成された検出ホール部１１６と固定リング部材１３２に形成された検出ホール部１１６とを同一軸線上に配置しなくても流体が互いに連通することから、組立の便宜性を向上させることができる。
【０１５４】
図１３は、本発明の更なる実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム３００が示された主な構成図である。
【０１５５】
図１３において、図１〜図３に示された参照符号と同じ類似の参照符号は同じ部材を示す。以下では、図１〜図３に示された密閉システム１００と異なる点を中心に説明することにする。
【０１５６】
図１３を参照すると、本発明の更なる実施形態に係る漏出検出機能を備えた密閉システム３００が、図１〜図３に示された密閉システム１００と異なる点は、漏出検出ユニット３２０がシール部材１１４を中心に互いに隣接する密閉空間Ｓ１、Ｓ２に配置される点が互いに異なる。
【０１５７】
漏出検出ユニット３２０は、シール部材１１４を中心に互いに隣接する密閉空間Ｓ１、Ｓ２に配置された光センサ３２２、３２４を含む。したがって、図１〜図３に示された漏出検出ユニット１２０とは別に、本実施形態では、シール部材１１４を中心に両側に漏出検出ユニット３２０が配置された構造である。
【０１５８】
上記のような漏出検出ユニット３２０は、発光センサ３２２及び受光センサ３２４を備える。発光センサ３２２は、シール部材１１４の両側に配置された密閉空間Ｓ１、Ｓ２のうちいずれか１つＳ１に配置され、受光センサ３２４は、シール部材１１４の両側に配置された密閉空間Ｓ１、Ｓ２のうち他の１つ（Ｓ２）に配置される。そして、発光センサ３２２は、シール部材１１４に向かって光を照射し、受光センサ３２４は、シール部材１１４を通過した光を検出する。もし、受光センサ３２４に発光センサ３２２の光が検出されれば、シール部材１１４の一部が破損してスキ間が存在するものと類推され、これはシール部材１１４の漏出の可能性が高いことを意味する。
【０１５９】
一方、密閉装置本体３１０には、互いに異なる密閉空間Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ連結されるように２つの検出ホール部３１６、３１７が形成される。発光センサ３２２が備えられた遮蔽部材１４０は、２つの検出ホール部３１６、３１７のうちいずれか１つ３１６に結合し、受光センサ３２４が備えられた遮蔽部材１４０は、２つの検出ホール部３１６、３１７のうち他の１つ３１７に結合される。
【０１６０】
一方、先に説明した実施形態では、リップシールに構成された一対のシール部材１１４の間に密閉空間Ｓ１が形成されるものとして一例を挙げて説明したが、設置環境やユーザの要求に応じて一対のシール部材１１４の間にメカニカルシールやマグネチックシールなどがさらに配置されたり、別の形態のシール部材がリップシールに代替され得る。
【０１６１】
上述したように本発明の実施形態では、具体的な構成要素などのような特定事項と限定された実施形態及び図面に基づいて説明したが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から様々な修正及び変形が可能である。したがって、本発明の思想は、説明された実施形態に限定されて決定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、その特許請求の範囲と均等であったり等価的な変形がある全てのものは本発明思想の範疇に属するものと言える。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、回転運動又は直線往復運動される駆動軸を密封する密閉システムに関し、さらに詳細には、密閉システムのシール部材を通した漏出の有無を迅速かつ正確に検出できる漏出検出機能を備えた密閉システムに関する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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