KR100420973B1 - 왕복피스톤기관 - Google Patents

Abstract

기관의 종축을 가로질러 장착되는 상기 기관의 프레임의 스탠드(3)가 수용하는 미끄럼트랙(16)을 구비하는 내륜(12) 위에서 받쳐져 있고, 피스톤에 배치되는 크로스 헤드(7) 및 상기 스탠드(3) 영역에 장착되는 최소한 상기 스탠드(3)의 높이 위로 지나가는 지지봉(5)을 포함하는 왕복 피스톤 기관, 특히 대형 디젤엔진에 있어서, 상기 지지봉(5)이 서로 마주보고 위치하는 두 개의 내륜(12) 내부에 각각 장착됨으로써 설치 및 보수의 높은 우수성과 간소화된 제조가능성이 달성된다.

Description

왕복 피스톤 기관

본 발명은 왕복 피스톤 기관, 특히 기관의 종축을 가로질러 장착되는 상기 기관의 프레임의 스탠드가 수용하는 미끄럼트랙을 구비하는 내륜(內輪) 위에 받쳐져 있고, 피스톤에 배치되는 크로스 헤드 및 상기 스탠드 영역에 장착되는 최소한 상기 스탠드의 높이 위로 지나가는 지지봉을 포함하는 대형 디젤엔진에 관한 것이다.

이러한 종류의 형태는 WO 94/12784에 공지되어 있다. 상기 공지된 배열에서는 부속된 미끄럼트랙을 포함하는 스탠드의 내륜의 외부에 상기 지지봉이 장착되어 있다. 상기 지지봉은 부속된 맨홀(manhole) 내에서 뻗어있고, 상기 맨홀은 스탠드벽, 미끄럼트랙을 형성하는 전면판, 그리고 전면판의 후방에, 즉 상기 미끄럼트랙의 외부를 지탱하면서 스탠드벽의 내부쪽으로 예각을 이루는 보강벽에 의해 형성된다. 상기 지지봉은 각각 부속된 맨홀 안으로 삽입되야 하기 때문에, 설치가 매우복잡하다. 상기 지지봉이 파손되어 교환할 때도 마찬가지로 쉽지 않다. 이밖에도 상기 스탠드 영역 내에서 가려진 채 뻗어있는 지지봉을 상기 영역에서 제어하는 것은 실질적으로 불가능하다. 상기 미끄럼트랙을 형성하는 전면판에 배치된 수평 보강리브를 사용할 경우, 상기 보강리브에 상기 지지봉을 꽂아 넣을 나란히 일직선으로 배열된 리세스가 구비되어야 한다는 점을 상기 미끄럼트랙의 외부에 장착된 지지봉의 또 다른 단점으로 볼 수 있다. 제조의 비교적 큰 오차만으로도 상기 지지봉이 이것의 리세스의 테두리에 장착되거나 진동할 경우에는 부딪히는 결과를 초래할 수 있다. 외부에 장착된 상기 지지봉의 또 다른 단점은, 상기 스탠드를 형성하는 요소들간의 결합을 위해 어느 위치에서도 충분히 용접을 할 수 있게 하기 위해 상기 지지봉이 이웃하는 벽으로부터 상당히 멀리 떨어져야 하기 때문에 힘의 흐름이 원활하지 않는다는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 간단하고 비용이 절감되는 수단을 통하여 앞에서 언급된 종류의 배열을 개선하여, 상기 지지봉이 용이하게 설치 및 교환될 수 있으면서도 상기 스탠드 제조를 간소화하는 것에 있다.

본 발명의 이러한 목적은 지지봉이 서로 마주하여 놓이는 두 개의 내륜 내부에 장착됨으로써 달성된다.

이러한 조치를 통하여 앞에서 나열된 단점들을 바람직하게 완전히 해소시킬 수 있다. 상기 유도트랙 내부에 자리잡고 있는 지지봉은 가려지지 않은 채로 있기 때문에 지지봉의 설치 및 교환뿐 아니라 제어도 용이하게 이루어 질 수 있다. 따라서 설치 및 보수면에서 우수성을 보인다. 본 발명에 의한 조치의 또 다른 장점은 상기 내륜의 안 치수의 폭과 서로 마주보고 놓여 있는 미끄럼트랙간의 간격이 상기 지지봉의 간격과 관계없기 때문에 비교적 크게 설정될 수 있다는데 있다. 이러한 사실로 인해 상기 크로스 헤드의 미끄럼블록의 폭을 바람직하게 비교적 크게 책정할 수 있다. 결과적으로 또한 크로스 헤드 베어링의 직경도 바람직하게 비교적 크게 할 수 있게 된다. 이 사실 모두는 장치의 수명을 늘리는데 작용한다. 이밖에도 필수적인 용접이 지지봉과의 충분한 간격을 두고 이루어질 수 있으므로 용접하는데 어떠한 지장도 예상되지 않는다. 이 사실로 인해 종래에는 계속 불가능했던 판의 두면을 용접하는 것이 바람직하게도 가능해 진다.

이밖에도 상기 지지봉의 벽 간격을 바람직하게 설정할 수 있기 때문에, 상기 지지봉이 벽에 접촉할 우려 없이 상기 지지봉의 큰 진동이 허용될 수 있고, 이러한 상기의 사실로 인해 설치 방식이 간소화된다. 동시에 상기 지지봉은 바람직하게 배치되기 때문에, 힘의 흐름이 원활히 이루어지고, 이러한 상기의 사실도 마찬가지로 설치 방식을 간소화시키는데 바람직하게 작용한다.

또한 본 발명에 의한 조치에 의해, 상기 내륜을 형성하는 전면판의 외면과 외부를 향하는 스탠드벽 사이에 장착된 수평 보강리브를 사용할 경우 상기 보강리브가 지지봉을 꽂아 넣기 위한 서로 나란히 일직선으로 늘어선 리세스를 전혀 필요로 하지 않음을 보장한다. 이러한 상기 사실은 이미 언급된 보강리브의 제조와 설치를 간소화시키고 용이하게 만든다. 어떤 위치에서도 용접이 이루어지기 때문에, 바람직하게 용접이 자동화될 수 있다.

그러므로 본 발명에 의한 조치는 바람직하게 전체적으로 매우 경제적이다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 뛰어난 조치의 개선된 점들은 종속항에 제시되어 있다. 따라서 본 발명의 목적에 있어서, 상기 크로스 헤드의 미끄럼블록은 부속된 미끄럼트랙 내에 장착된 지지봉에 배치된 노치(notch)를 구비할 수 있다. 그러므로써 상기 미끄럼트랙 내에 장착된 지지봉에도 불구하고 상기 미끄럼트랙과 상기 미끄럼블록이 비교적 많이 접촉할 수 있다.

또 다른 바람직한 조치로서, 각각의 스탠드에 네 개의 지지봉이 배치되며, 이때 상기 지지봉은 쌍을 이루어 서로 마주보고 상기 미끄럼트랙에 이웃하게 장착되고, 상기 지지봉과 상기 미끄럼트랙의 간격은 상기 지지봉과 상기 미끄럼트랙을 이어주는 스탠드벽의 간격보다 크다. 이러한 배치는 바람직하게 원활한 힘의 흐름을 구현하고, 동시에 내륜을 형성하는 전면판들과 이들을 이어주는 스탠드벽 사이의 접합을 용이하게 할 수 있기 때문에, 횡단면상으로 X-형인 이음매가 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 기관의 축을 가로질러 뻗어 있는 상기 스탠드벽과 이에 장착되며 상기 내륜을 형성하는 전면판은 외면에 장착된 리세스 없는 수평 리브에 의해 서로 보강될 수 있다. 왜냐하면 상기 미끄럼트랙 내부에 장착된 지지봉이 상기와 같은 매우 효과적인 보강을 더 용이하게 하기 때문이다.

도 1은 본 발명에 따른 대형 디젤엔진을 수직으로 자른 단면도.

도 2는 도 1에 의한 디젤엔진을 수평으로 자른 스탠드 영역의 부분 단면도.

예를 들어 선박 구동장치로서 사용될 수 있는 대형 디젤엔진의 구조와 작동방식은 그 자체로 잘 알려져 있다. 도 1의 근간을 이루는 대형 디젤엔진의 프레임은 크랭크축(2)을 수용하는 베드(bed)형 하부프레임(1)을 포함한다. 상기 기관의 종축을 가로질러 장착된 스탠드(3)가 상기 하부프레임(1) 위에 놓이며, 상기 스탠드의 상부 말단은 상세히 도시되지 않은 피스톤에 배치되는 직렬로 나란히 장착된 실린더(4)를 수용하기 위한 설치대를 받친다. 상기 설치판 및/또는 상기 실린더(4)는 수직 지지봉(5)에 의해 상기 하부프레임(1)과 결합된다. 상기 지지봉(5)에 의해 상기 스탠드(3)가 상기 하부프레임(1)과 상부프레임 영역 사이에 끼워 넣어 진다.

상기 실린더(4) 안에 장착된 상세히 도시되지 않은 피스톤은 이때 비교적 큰 왕복운동을 수행한다. 따라서 상기 피스톤은 각각 부속된 피스톤 로드(6)에 의해 동시에 왕복운동을 실시하는 부속된 크로스 헤드(7)와 연결된다. 두 개의 스탠드(3) 사이에 각각 장착된 크로스 헤드(7)는 각각 부속된 커넥팅 로드(connecting rod)(8)에 의해 상기 크랭크축(2)과 연결된다.

도 2에서 매우 잘 알 수 있는 바와 같이 상기 크로스 헤드(7)는 좌우에 배치되는 스탠드(3) 영역에서 미끄러지듯이 장착되어 있다. 이밖에도 각각 두 개의 스탠드(3) 사이에 장착된 크로스 헤드(7)는 측면의 미끄럼블록(9)이 구비되어 있다. 상기 미끄럼블록의 말단에는 서로 반대방향을 바라보는 베어링면을 나타내는 유도판(10)이 구비되어 있다. 상기 유도판은 스탠드측에 설치된 수평 미끄럼트랙 위에서 움직인다. 이밖에도 상기 스탠드(3)는 상기 미끄럼블록(9)에 배치된 미끄럼 맨홀(11)의 경계를 이루는 내륜(12)을 구비하고 있으며, 이때 상기 내륜은 중앙 스탠드벽을 가로질러 장착된 전면판에 의해 형성된다.

각각의 스탠드(3)는 엔진의 중앙 세로면을 대칭으로 하여 장착된 두 개의 내륜(12)을 가지고, 상기 두 개의 내륜은 중앙 조립식 월 패널(wall panel)(13)을 형성하는 정사각형의 판에 의해 서로 연결된다. 사다리꼴 판에 의해 형성되는 조립식 월 패널(14)은 상기 내륜(12)의 외부에서 접속된다. 따라서 상부로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 전체 폭에 걸쳐 싱글-트러스(single truss) 스탠드 구조가 이루어 질 수 있다. 외부 조립식 월 패널(14)은 상기 내륜(12)을 형성하는 전면판에서 평면도상의 삼각형 또는 사다리꼴인 수평 리브(15)에 의해 보강된다. 도 1에서 나타난 바와 같이 다수의 이와 같은 각각의 리브(15)는 상향 배열될 수 있다.

상기 지지봉(5)은 상기 내륜(12)에 의해 경계가 지어지는 미끄럼 맨홀(11)의 영역, 즉 서로 마주보는 내륜(12)의 서로 마주보는 미끄럼트랙(16)의 내부에 장착되어 있다. 상기 지지봉(5)이 상기 내륜(12)의 내부에 위치하기 때문에, 각각의 스탠드(3)의 내륜(12)은 서로 비교적 멀리 떨어져 있을 수 있고, 그 결과 이렇게 형성된 미끄럼 맨홀(11) 안치수의 큰 폭과 이에 상응하는 상기 미끄럼블록의 큰 폭 및 상기 크로스 헤드(17)의 큰 직경이 형성될 수 있다.

각각의 스탠드(3)에 네 개의 지지봉(5)이 배치된다. 상기 지지봉은 두 개의 내륜(12)을 이어주는, 각각의 스탠드(3)의 중앙 조립식 월 패널(13)로 인해 쌍을 이루어 서로 마주보고 위치한다. 상기 지지봉(5)은 상기 조립식 월 패널(13)에 비교적 가까이 위치하고, 이는 힘의 흐름을 원활하게 하는데 작용한다. 상기 지지봉(5)이 진동할 경우에는 예상 최대진폭 보다 다소 큰 간격이 유지되어야만 한다. 이러한 사실은 상기 미끄럼트랙(16) 내에 장착되는, 크로스 헤드측의 미끄럼블록(9)의 지지봉(5)의 경우에도 마찬가지로 해당한다. 상기 미끄럼블록은 상기 지지봉(5)에 배치되는 노치(18)를 구비하는 것이 본 발명의 목적에 있어서 적합하다. 상기 노치 안으로 상기 지지봉(5)이 유극을 가지고 삽입될 수 있고, 이로써 조밀한 구조의 배열이 이루어지고, 상기 내륜(12)의 상기 미끄럼트랙(16)과 상기 내륜에 배치되는, 상기 크로스 헤드측의 유도판(10)의 베어링면(19)이 비교적 넓게 보장된다. 상기의 사실은 표면 부하능력과 수명에 바람직하게 작용한다.

상기 미끄럼블록(9)도 역시 상기 미끄럼트랙(16)을 가로질러 뻗어 있는 미끄럼트랙(16a)에서 유도되어 직선 운동을 보장한다. 실시예에서 상기 미끄럼블록(9)은 활차(滑車)에 의해 상기 내륜(12)을 형성하는 전면판의 측면에서 유도된다.

상기 지지봉(5)의 외부에 위치하는 내륜(12)은 이미 앞에서 언급한 바와 같이 상기 지지봉(5)의 고정된 배열과 관계없이 위치할 수 있다. 이음매를 가지는 접합부(21)가 중앙 조립식 월 패널(13)과 이에 이어져 상기 내륜(12)을 형성하는 전면판 사이에 잘 형성되도록 상기 간격이 설정된다. 중앙 조립식 월 패널(13)과 관련해서 상기 지지봉(5)의 벽 간격이 훨씬 더 크게 나타난다.

상기 지지봉(5)이 상기 내륜(12)을 형성하는 전면판의 내부에 장착되기 때문에 상기 내륜(12) 외부에는 상기 지지봉(5)을 수용하기 위한 어떠한 조치를 취할 필요가 없다. 따라서 상기 보강리브(15)는 지지봉을 수용하기 위한 리세스를 전혀 필요로 하지 않는다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하여, 단순하고 원가가 절감되는 수단을 가지고 지지봉이 간단하게 설치 및 교환될 수 있으면서도 스탠드의 제조가 간단하게 이루어질 수 있는 왕복 피스톤 기관이 제공된다.

Claims (8)

1. 기관의 종축을 가로질러 장착되는 상기 기관의 프레임의 스탠드(3)가 수용하는 미끄럼트랙(16)을 구비하는 내륜(12) 위에서 받쳐져 있고, 피스톤에 배치되는 크로스 헤드(7) 및 상기 스탠드(3) 영역에 장착되는 최소한 상기 스탠드(3)의 높이 위로 지나가는 지지봉(5)을 포함하는 왕복 피스톤 기관, 특히 대형 디젤엔진에 있어서,

   상기 지지봉(5)이 각각 서로 마주보고 놓이는 두 개의 내륜(12) 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 부속된 내륜(12)을 이어주는 조립식 월 패널(13)과 상기 지지봉(5)의 간격이 최소한 상기 지지봉(5)의 예상 최대진폭에 상응하는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 서로 이웃하는 크로스 헤드 부근의 미끄럼블록(9)과 상기 지지봉(5)의 간격이 최소한 상기 지지봉(5)의 예상 최대진폭에 상응하는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 크로스 헤드(7)가 상기 미끄럼트랙(16) 내부에 장착되는 지지봉(5)에 부속되는 노치(18)를 구비하는 것을특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 네 개의 지지봉(5)이 상기 스탠드(3)에 각각 배치되고, 상기 네 개의 지지봉은 상기 스탠드(3)의 내륜(12)을 이어주는 중앙 조립식 월 패널(13)로 인해 쌍을 이루어 마주보고 장착되는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 지지봉(5)은 상기 내륜(12)에 가까이 위치하고, 상기 지지봉과 상기 내륜의 간격이, 상기 지지봉(5)에 이웃하는 스탠드(3)의 조립식 월 패널(13)과 상기 지지봉의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 내륜(12)을 형성하는 전면판과, 상기 전면판의 외부에 접속하는 각각의 스탠드(3)의 조립식 월 패널(14)이, 리세스 없는 수평 리브(15)에 의해 서로 보강되는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 스탠드(3)는 상기 내륜(12)을 형성하는 전면판과 용접되는 판형의 조립식 월 패널(13, 14)을 가지는 싱글-트러스 구조를 나타내는 것을 특징으로 하는 왕복 피스톤 기관.

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