KR100819726B1

KR100819726B1 - 엔진오일의 낭비와 환경오염을 방지한 친환경 스터핑박스

Info

Publication number: KR100819726B1
Application number: KR1020070110015A
Authority: KR
Inventors: 김재곤
Original assignee: 주식회사 제일정공
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2008-04-08
Also published as: CN101646598A; CN101646598B; WO2009057895A1; JP2010539367A

Abstract

본 발명은 대형선박의 디젤엔진 내부에서 엔진가동 중 연소실에서 발생되는 오염물질(화기,Gas, Gas-Sludge등)로부터 엔진오일과 각종 구동장치가 손상되지 않도록 하기위해 사용되는 종합 Sealing(Gas 및 Oil을 함께 차단)장치인 터핑박스(Stuffing Box)에 관한 것이다.

즉, 대형 선박엔진 내부, 스터핑박스 하우징(100)의 상단부 끝단에 상방향으로 돌출되게 기울어진 슬러지 배출 안내각(12)이 형성되는 한편, 저면부에는 상방향으로 절개되어 경사진 래칫각(13)을 형성시킨 슬러지 제거링(11)이 상,하 복렬로 배치된 슬러지 제거 수단(10)과 그 하단에는 하나이상의 가스차단용 래칫홈(31)이 형성된 가스차단 링(21)을, 실링(Sealing)되는 면적을 확장하여 보다 완전하고 확실한 밀폐기능을 갖도록 상,하 복렬로 배치한 가스차단수단(20)이 설치된 것과, 스터핑박스 하우징(100)의 하부에 설치된 4단계의 오일 여과 수단(120,120-1) 사이에 각각 구비되는 구획부(160,160-1) 중 최상단의 구획부(160-1)에 추가적인 오일회수구멍(110)을 더 형성시킨 것이다.

슬러지 제거 수단, 래칫각, 래칫홈, 가스차단수단, 오일 회수 수단, 슬러지 제거 링,

Description

엔진오일의 낭비와 환경오염을 방지한 친환경 스터핑박스 {The stuffing box to environment for prevention contamination wasteful Engine-oil}

본 발명은 대형선박의 디젤엔진 내부에서 엔진가동 중 연소실에서 발생되는 오염(Gas, Gas-Sludge등)으로부터 엔진오일과 각종 구동장치가 손상되지 않도록 하기위해 사용되는 종합 Sealing(Gas 및 Oil을 함께 차단)장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진연소실에서 기인된 소기실(200)의 오염물질(40)을 가장 효과적으로 차단함으로서 오염이 방지된 크랭크실(210)의 엔진오일(50)은 전부 회수하여, 현재까지 엄청난 양으로 폐기되는 오일낭비를 없애고 엔진의 원활한 작동과 수명연장을 도모하는 새로운 개념의 고 효율 스터핑박스에 관한 것이다.

선박엔진 실린더 내에서 압축과 폭발하는 힘을 담당하는 피스톤에 수직으로 연결된 피스톤로드(220)는 발생된 힘을 하부에 연결된 커넥팅-로드로 전달하고 커넥팅-로드는 비로소 이 직선의 힘을 원운동으로 바꾸는 크랭크축을 강력하게 밀어내며, 이 때 발생된 관성의 힘은 피스톤로드(220)를 다시 상부로 밀어 올려 피스톤이 다시 연소실을 압축하게 된다. 이와 같은 운동이 연속되어 엔진은 구동하게 된 다.

이때, 대형선박의 디젤엔진 내부에 복수(6, 8, 12, 18기통 등)의 실린더와 피스톤으로 구성된 엔진이 연속적이며 가변적으로 상기와 같은 작동을 하는 중, 엔진상부 연소실의 폭발과정에 의해 발생되는 화기와 가스 및 가스 슬러지 등의 오염물질(40)은 동력전달 기구를 따라 하부의 기계적구동실 즉, 크랭크실(210)로 침투되어 엔진오일(50)을 오염시키고 구성기계요소들의 수명과 성능에 지장을 주게 되는 것이다.

이 연속된 작동에서 스터핑박스 하우징(100)은 상, 하 직선 왕복운동을 하는 피스톤로드(220)의 표면을 감싸고 설치되어 스터핑박스 하우징(100)의 상부에 겹겹이 설치된 슬러지제거수단(10)과 가스차단수단(20)은 소기실(200)에서 발생된 화기와 고압의 가스는 물론 피스톤로드(220) 표면에 흡착하는 가스슬러지 등의 오염물질(40)을 제거하거나 차단하고, 스터핑박스 하우징(100) 하부는 엔진오일(50)이 피스톤로드(220)의 표면을 따라 상부의 소기실(200)로 유입되는 것을 오일여과실링(Oil Scraper Ring)으로 겹겹이 차단, 다시 하측 크랭크실(210) 오일 탱크로 회수하게 됨으로서 엔진의 안전과 원활한 작동 및 수명의 연장을 도모하는 장치인 것이다.

통상의 대형 선박 엔진의 스터핑박스 하우징(100)은 그 속에 일명 Top Scraper Ring이라 불리어지는 슬러지 제거 수단(10)과 Segment링(Sealing)으로 명명되는 가스차단수단(20), 그리고 Oil Scraper Ring이라 불리는 오일여과수단(120,120-1)들로 구성 되는데, 이 들은 엔진가동 시에 발생되는 고열이나 가스, 가스 슬러지, 또는 연소되지 못한 각종 이물질 등을 제거하거나 차단할 목적기능을 가진 비철금속의 링들과 엔진작동 시 없어서는 안 될 엔진오일(50)의 여과 또는 차단을 목적으로, 금속으로 구성된 많은 링들이 스프링(105)과 함께 조립된다.

그리고 상기 스터핑박스 하우징(100)의 최상단에는 상하 왕복운동을 하는 피스톤로드(220)의 외경에 흡착되는 유해물질 중 가장 비중이 큰 가스슬러지를 제거하는 슬러지제거수단(10)이 합설되고, 그 하단에는 몇 단계로 구성된 가스나 화기차단을 목적으로 하는 가스차단수단(20)들이 차례로 조립되어, 소기실(200)에 발생된 오염물질(40)들이 엔진오일로 가득 찬 크랭크실(210)로의 유입을 차단할 수 있도록 한다.

또한, 스터핑박스 하우징(100)의 하단부에는 피스톤로드(220)의 끊임없는 상하운동을 따라 이동되는 오일이, 상부의 연소실로 유입되는 것을 여과하고 차단함으로서 오랜 운전에도 엔진오일이 소기실(200)의 유해물질로부터 오염되지 않도록 여러 단계의 오일여과수단(120,120-1)이 조립 되어있다.

상기 연속적으로 상하 운동을 하는 피스톤로드(220)를 감싸고 엔진의 소기실(200)과 크랭크실(210)의 중간에 설치되는 스터핑박스 하우징(100) 내부에 조립되는 슬러지제거수단(10, Top Scraper Ring)과, 고열 또는 화기와 가스차단수단(20), 그리고 베이스링(122)과 오일여과용 실링(121)으로 구성된 오일여과수단(120,120-1)들은 피스톤로드(220)의 표면에 정교하게 접촉되어 비정상마모가 없이 미끄럼 운동이 가능토록 초정밀 가공품들로서 각기 기능에 따라 엄선된 소재와 특별히 발명된 형상들로 구성되어 있다.

선박엔진의 작동으로 끊임없이 발생되는 고열과 화기를 비롯하여 가스, 가스 슬러지 등의 오염물질(40)들은 슬러지제거수단(10, Top scraper ring)과 가스차단 수단(20, Gas seal ring)기능으로 링의 외곽부로 밀려난 다음, 스터핑 박스 하우징(100) 외부로 관통된 많은 슬러지배출 구멍(108)을 통하여 엔진 밖으로 배출되고, 크랭크실(210) 내의 엔진오일은 끊임없이 피스톤로드(220)의 상하운동을 따라 상부의 소기실(200)을 향하게 되지만, 설치한 4단의 오일여과수단(120,120-1) 즉, 베이스 링(Base Ring, 122)에 조립된 8개의 오일여과용 실링(121)을 거듭하여 거치는 동안 엔진오일(50)이 소기실 내로 침투되지 못하도록 차단되고, 스터핑박스 하우징(100)의 내부에 수직으로 천공된 많은 오일회수구멍(110)을 통하여 다시 하부 크랭크실(210)의 오일탱크(Oil Sump)로 회수되도록 구성되어 있다.

하지만, 종래의 선박엔진 내의 스터핑박스 하우징(100)에 설치된 실링수단(10)(20)들은 미세한 분말상태의 가스슬러지나 가스, 화기 등의 오염물질(40)들을 완전히 차단하지 못하는 비효율적 구조로 되어 있음에 따라 하부의 다단형 오일여과수단(120, 120-1)이 설치된 공간에 상당한 오염물질(40)이 침투되어, 상기 다단형 오일여과수단(120,120-1) 중 최상단에 위치한 오일여과수단(120-1)까지 도달된 엔진오일(50)을 오염시켜 그 부분의 엔진오일(50) 에 대한 재사용이 불가능 하도록 배출시켜 버리는 문제점을 가지고 있고, 이러한 문제점은 상기 하우징의 하부 다단형 오일여과수단(120,120-1) 중 최상단에 위치한 오일여과수단(120-1)에 도달된 엔진오일(50)은 오염된 엔진오일(50)이든 청정한 오일이든 모두 오염오일로 간주하여 전량 폐기를 위해 후방 오일배출구(150)를 통해 외부로 배출 폐기토록 하는 비효율적 구조를 가짐에 따라 상당한 오일의 낭비가 불가피한 문제점이 있어 왔다.

즉, 종래에는 위 같은 이유로 인해 도 1에 도시된 바와 같이 스터핑박스 하우징(100) 하부의 4단계로 배치된 오일여과수단(120, 120-1) 중 최상단의 오일여과수단(120-1)에 오염물질이 지속 침투/유입됨에 따라 여기에 도달한 모든 엔진오일(50)에 대하여 전량 폐기할 수밖에 없는 구조로서,

스터핑박스 하우징(100) 하부에 4단계로 설치된 오일여과수단(120,120-1)을 수용하는 각각의 구획부(160, 160-1) 중, 하측에서부터 3단계의 구획부(160)까지는 상호 연통되는 오일 회수구멍(110)이 각각 형성되어 있으나, 최상단인 4번째 오일여과수단(120-1)을 수용하는 구획부(160-1)는 어떠한 회수구멍도 갖추고 있지 않고 하우징의 옆으로 Oil 폐기 구멍들이 구성되어 있음에 따라 상당량 오일의 낭비가 불가피한 실정이다.

다시 말해, 지금까지의 선박엔진의 스터핑박스 하우징(100)에 갖춰진 실링수단(10)(20)들은 상부의 화기, 가스, 슬러지(40)등의 오염물질(40)들을 완벽한 차 단이 불가하다는 개념으로서, 엔진오일(50)의 청정도를 유지하려면 반드시 상당량의 오일손실은 감수해야 한다는 조건으로 설계되었음으로 인하여, 오일여과수단(120,120-1)의 최상단에 도달한 오일은 그것이 청정한 가용(可用)오일 일지라도 무조건 엔진 밖으로 전량 배출하여 폐기시켜버리는 방식이다. 그 결과 수많은 선박엔진에서 하루에 120리터(6기통기준) 이상의 작동유가 엔진 밖으로 배출-폐유로 처리되며, 한 달이면 무려 3,600리터나 되는 실로 감당키 어려운 폐유(60)가 발생하는 실태다.

특히, 장시간 기밀성이 보장되어야할 고기능성 실링수단들이 단열(單列)로 설치된 슬러지제거수단(10)으로 인해 이를 통과한 미세한 오염물질(40)로 인하여 구성된 전체 실링수단들(10,20)의 작동 면에 비정상인 흠이나 금이 발생하고, 이는 과대한 마멸로 발전되어 각 링들의 기능이 급격히 저하됨으로서, 실린더 당 오일배출량이 1일 20리터 이하가 되도록 가까스로 제작하여 설치한 최적의 스터핑박스라 하더라도 짧은 운전시간 내에 오일 배출량이 급격히 증가하는 원인이 되는 사례가 많다.

이 처럼 많은 오일을 낭비는 물론, 환경오염을 발생시키면서도 목적하는 엔진오일(50)의 오염을 방지할 수 없는 문제점이 내재된 스터핑박스는, 과거 작동되기만 하면 그만 이라고 인식하던 고객(선주)들의 마인드가 급변하였고 오염물질 배출 규제가 국제적으로 공론화되면서 이제 혁신적인 수단의 연구와 대책이 강력히 요구되고 있다.

이 같이 폐기오일을 적법한 방법으로 처리할 때까지 선상에 보관-적재하고 항해하는 수많은 선박들의 애로는 이루 말할 수 없는 것이며 특히, 많은 선박운전자들이 폐기오일의 보관과 각국마다 처리절차가 쉽지 않음으로서, 공해상에서 소각 처리하는 사례가 속출하는 현 실태를 계속 이대로 방치한다면 최근 급격히 증가되는 선박은 국제적인 환경문제로 인해 운항 자체가 물리적으로 통제될 날이 다가오고 있다고 봐야할 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 에너지의 낭비와 효율의 감소, 나아가 대량의 유해물질 배출로 바다나 대기의 환경오염이 방치되는 큰 오점을 없애기 위한 새롭운 기술적 개념의 고 효율성 스터핑박스를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적과제를 완성한 것이다.

대형 선박엔진 내부 스터핑박스 하우징(100)의 상단부에는 끝단 상부에 상방향으로 돌출되게 기울어진 슬러지 배출 안내각(12)이 형성되는 한편, 저면부에는 상방향으로 절개되어 경사진 래칫각(13)이 형성된 슬러지 제거 링(11)이 상,하 복렬로 배치된 슬러지 제거 수단(10)과,

상기 슬러지 제거 수단(10)의 하단에는 하나이상의 가스차단용 래칫홈(31)이 형성된 가스차단 링(21)을 실링(Sealing)되는 면적을 확장하여 고(高) 정도(精度)의 밀폐성을 갖도록 상,하 복렬로 배치한 가스차단수단(20)이 설치된 것과;

상기 스터핑박스 하우징(100)의 하부에 설치된 4단계의 오일 여과 수단(120,120-1) 사이에 각각 구비되는 구획부(160,160-1) 중 최상단의 구획부(160-1)에 추가적인 오일회수구멍(110)을 더 형성시킨 것을 특징으로 하는 선박 엔진내의 엔진오일 오염 및 낭비를 최소화할 수 있는 고 효율 스터핑박스.

이상에서 상술한 바와 같은 스터핑박스는 대형선박엔진 내의 배기가스 슬러 지의 배출 및 가스의 차단에 대한 수단과 기능을 새롭게 보강, 불가피했던 오염을 완전하게 격리함으로서 폐기 오일 발생의 극소화가 가능케 되어, 에너지절약 및 친환경적 엔진탄생에 큰 보탬이 될 수 있고, 나아가 국제 배출규제로부터 벗어날 수 있는 계기가 되는 한편, 기존 선박의 스터핑 박스에도 적용/호환까지 가능하기 때문에 이미 출하된 선박엔진도 구제(救濟) 할 수 있는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

본 발명은, 대형 선박엔진 연소실 내부의 압축-폭발행정에서 발생한 오염물질이 소기실에 노출되는 피스톤로드(220)에 흡착된 상태로 하부 크랭크실(210)로 침투-이동될 수 있는 오염물질(40)중 가스 슬러지를 긁어낸 후 슬러지배출 구멍(108)을 통해 엔진 밖으로 배출-제거할 수 있도록 하는 슬러지제거수단(10)이 구비되고, 상기 슬러지제거수단(10)의 하단에는 오염물질(40) 중 기체인 가스와 화기(열기)를 차단할 수 있도록 하는 가스차단수단(20)이 설치되는 한편, 상기 스터핑박스 하우징(100)의 하단에는 일정한 폭의 구획부(160,160-1)가 일정간격 4단계로 형성되며, 그 사이사이에는 오일여과수단(120, 120-1)이 동일한 4단계로 각각 배치되되, 상기 최상단의 오일여과수단(120-1)의 원주에는 오염된 오일폐기를 목적으로하는 오일배출구(150)들이 형성되고, 상기 4단계 구획부(160,160-1) 중 하측에서부터 3단계의 각 구획부(160)까지만 오일회수구멍(110)이 각각 형성된 종래의 스터핑박스 하우징(100)을 과감한 개념으로 개선한 것이다.

상기 슬러지제거수단(10)은 미립자인 가스 슬러지를 일측 방향(상측 소기실 방향)으로는 완벽하게 긁어냄과 동시에 외부로 효율적으로 배출-제거될 수 있도록하는 한편, 역방향(하측 크랭크실 방향)으로는 혹, 통과된 일부 미량 슬러지가 역류 이동을 유도할 수 있도록, 상부끝단에 상방향으로 돌출되게 기울어진 슬러지 배출 안내각(12)을 형성시키는 한편, 저면부에는 역시 상방향으로 경사진 래칫각(13)이 형성된 복수의 슬러지 제거 링(11)으로 구성하되 평면의 단면에도 슬러지 차단용 수평 래칫홈(31a)을 구성한 것과;

상기 가스차단수단(20)은 이물질 중 기체인 가스와 화기에 대하여 일측 방향(하측-크랭크실 방향)으로는 완벽하게 차단할 수 있도록 하는 한편, 역방향(상측- 소기실 방향)으로는 통과된 일부 잔량 가스에 대해서는 역류 이동을 유도하여 결과적으로 보다 완벽한 가스 차단(sealing)효율을 얻도록 최소 한 개소 이상의 가스차단용 래칫홈(31)을 형성하되, 실링(Sealing)되는 면적을 확장하여 완벽한 밀폐성을 추구한 고(高) 정도(精度)의 링을 동일 두께에서 복수로 구성시킨 새로운 가스 차단 링(21)을 구성한 것과;

상기 4단계의 오일여과수단(120, 120-1) 사이에 각각 구비되는 다단 구획부(160,160-1) 중 최상단의 구획부(160-1)에 오일 회수 구멍(110-1)을 추가로 더 형성시켜 상기 4단계의 오일여과수단(120,120-1)를 거친 전량의 엔진오일(50)이 낭비 없이 모두 회수하여 재사용될 수 있도록 한 것을 그 특징요지로 하였다.

상기한 슬러지제거수단(10)의 슬러지 제거 링(11)에 형성된 슬러지 배출 안내각(12)은 전술된 바와 같이 상방향 경사지게 돌출된 형태임에 따라 피스톤 로드(220)에 흡착된 가스 슬러지를 아주 효과적으로 굵어낸 후, 후방 원주로 형성된 슬러지 배출 구멍(108)으로 용이하게 유도될 수 있어 높은 슬러지제거 효율을 얻을 수 있게 되는 것이고, 이에 더하여 상기 슬러지 제거 링(11)의 끝단 저면에는 최대한 긁어내었음에도 불구하고 아래측으로 일부 통과된 잔여 슬러지가 로드의 상,하 작동시 윗 방향으로 다시 역류/유도하여 최대한 하방 진행을 억제할 수 있도록 상방향 경사각으로 형성된 슬러지 차단용 래칫홈(30)과 링의 평면부로 침투될 미립자의 진행을 역류-유도하는 슬러지 차단용 수평 래칫홈(31a)을 추가로 더 형성함에 따라서 더욱 완벽한 슬러지 차단 효율을 갖게 되도록 한 것이며, 더 나아가 상기 슬러지 배출 안내각(12)과 래칫각(13)을 갖는 고효율의 슬러지 제거 링(11)을 상,하 2열 복수로 배치함에 따라 원주방향으로 4등분된 등분간격(6X4=24Cm)까지 밀폐, 더더욱 높은 슬러지 제거 효과를 기대할 수 있고, 이러한 고효율 구조는 엔진 전체의 효율과 성능에 문제를 일으키는 중대한 요소인 가스 슬러지의 하향 침투 가능성을 거의 0%에 가깝게 도달시킬 수 있는 획기적이면서 유일한 방안이라 할 수 있다.

그리고 상기 가스 차단용 래칫홈(31)을 포함하는 가스차단 링(21)에는 가스 차단효율 더욱 극대화 하기위해 공간이 하래되는 범위내에서 증설 할 수 있고, 나아가 상기 가스차단용 래칫홈(31)이 형성된 가스 차단 링(21)의 끝단 일부에 대하여 상기한 기본 가스 차단 링(21)의 재질과 피스톤 로드(220)와의 미끄럼 마찰특성을 고려한 재질의 조각링(22)을 사용하여 하나의 가스 차단 링(21) 개체에 포함되도록 구성하여 높은 정도의 재질을 간단하게 구성할 수 있기 때문에 원하는 고효율의 가스차단수단(20)의 완성에 크게 기여할 수 있다.

아울러 상기 가스차단수단(20)은 물론 슬러지 제거 수단(10)의 슬러지 제거 링(11)에도 슬러지 차단용 래칫홈(30)을 적용/구성할 경우 슬러지 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 상기 제시된 가스차단수단(20)과 슬러지 제거 수단(10)의 가스 차단 링(21)과 슬러지 제거 링(11) 각각의 상면 또는 저면 수평면에 접촉면 사이로 침투될수 있는 가스와 슬러지 제거를 보다 효율적으로 차단할수 있도록 1개 이상의 가스차단용 수평 래칫홈(31b)을 각각 별도 선택적으로 형성시킬 수도 있다.

이와 같이 구성될 수 있는 본 발명은 엔진 작동 시에 피스톤로드(220) 표면에 흡착하는 가스슬러지가 크랭크실(210)내로 유입되는 것을 보다 안전하고 효율적인 수단으로 차단할 수 있는 새로운 구조의 고효율 슬러지제거수단(10)이 제공됨은 물론 한정된 공간에서 보다 확실한 밀폐성을 추구하여 화기와 가스까지 완전하게 차단함을 목표로 한층 Up-Grade된 또 다른 고효율 가스차단수단(20)이 제공됨에 따라,

상부 소기실(200)에서 발생된 슬러지, 화기 및 연소가스 등의 오염물질(40) 에 대하여 하부 오일여과수단(120,120-1) 및 크랭크실(210)로의 유입을 근본적이고 완전하게 차단할 수 있게 되는 것이고,

이것은 상기 오일여과수단(120,120-1) 및 크랭크실(210)내에 포함된 엔진오일의 오염 원인요소 중 최소한 소기실(200)에서 발생된 슬러지, 화기 및 연소가스 등의 오염물질(40)의 침투로 인한 오염으로부터는 완전 보호될 수 있기 때문에 엔진오일의 청정도 유지에 지대한 역할을 하게 되는 것이어서,

결국, 이러한 오염물질 침투의 근원적 방지수단과 그 바탕에 기인된 엔진오일(50)의 청정 유지의 완성은 오염물 침투로 인해 불가피하게 상당량의 오일을 외부로 배출 및 폐기할 수밖에 없었던 기존의 비효율적 실링구조와는 달리 다단 배치된 오일여과수단(120,120-1)에서 사용되는 모든 엔진오일에 대하여 전부 회수하여 불필요한 엔진오일 낭비를 근본적으로 차단하여 환경보호와 더불어 막대한 엔진오일을 절감할 수 있도록 하는 획기적인 방안이라 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조로 좀 더 상세히 설명하기로 한다.(참고 - 종래 기술의 설명에 사용된 것과 동일한 부품에 대한 명칭 및 부호는 동일한 것을 사용하여 설명함.)

도 3은 본 발명에 따른 스터핑박스 하우징(100)의 단면도로서, 슬러지 제거 링(11)을 단열(單列)이 아닌 복열(複列)로 구성해 적은 설치공간에 설치된 단일 구성요소임에도 불구하고 이중의 슬러지 제거 작용이 발휘될 수 있도록 하여 미세한 오염미립자인 오염물질(40) 제거시 피스톤 로드(220) 및 기타 작동면에 비정상인 흠의 발생을 최소화 하는 가운데 높은 슬러지 제거효율을 극대화하였으며,

특히, 슬러지 제거 링(11) 내측(內側)의 상단과 그 하측 저면에 경사진 슬러지 배출 안내각(12)과 래칫각(13)을 형성하여 피스톤 로드(220)에 흡착(吸着)된 미세 슬러지와 같은 미립자 오염물질(40)을 피스톤로드(220)의 하강시에는 확실하게 긁어낸 후 신속히 후방 배출되도록 하는 한편, 상승시에는 신속하게 일부 하방 통과된 잔여 슬러지에 대하여 까지 상방향 역류시켜 덜어낼 수 있는 기능까지 발휘하는 새로운 슬러지제거수단(10)이라 할 것이고,

또한, 가스제거수단(20)의 가스차단 링(21)에도 내측 및 평면 단면에 가스차단용 래칫홈(31)을 설치하여 상기와 동일한 성능을 발휘하도록 하였으며, 실링(Sealing)되는 면적을 확장하여 기밀한 밀폐성을 추구한 고(高) 정도(精度)의 링을, 이중으로 겹친 한 쌍으로 구성하여 여러 단계의 실링과 동일한 효과를 얻게 함으로써 전체적인 스터핑박스 형상을 축소하는 동시에 원소재 및 가공비의 상승요인을 제거하는 원가적인 문제까지 극복할 수 있게 한 가스 유입 방지 수단이다.

아울러, 본 발명에서는 오일회수구멍(110)이 크랭크 실 방향에서 세 번째 구획부까지만 천공되어 최상단의 오일여과수단(120-1)에 도달한 오일(오염된 오일과 청정한 오일 모두포함)에 대해서 모두 후방으로 배출하여 폐기 되었던 기존과는 달리 기존에는 없었던 최상단의 구획부(160-1)에 추가적인 회수구멍(110a)으로 뚫어 개선함으로써 피스톤로드(220)를 따라 다단의 오일여과수단(120,120-1)에 이송되는 모든 엔진오일(50)에 대하여 전부 크랭크 실(210)로 다시 회수 가능하게 한 엔진오일(50) 절감효율까지를 포함한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 개선된 성능을 종래의 것과 차별된 점을 종합적으로 설명하면 다음과 같다.

대형 선박엔진의 소기실(200)에서의 폭발행정에서 발생된 가스, 가스슬러지 등의 오염물질(40)은 피스톤로드(220)의 마찰면에 흡착(吸着)하여 소기실(200)을 거쳐 크랭크실(210) 방향으로 이동하게 되는데, 한쪽방향(크랭크실 방향)으로만 효율적인 차단이 가능한 래칫각(13)을 구비한 슬러지 제거 링(11)을 두 줄로 구성하여 스터핑박스 하우징(100)내의 다른 실링 링, 즉 가스차단 링(21), 베이스 링(122) 및 오일여과용 실링(121)의 작동 표면에 침투하여 비정상적인 마멸과 마모로 피스톤 로드(220)의 긁힘, 마멸로 진전되어 결국 엔진 전체의 효율과 성능에 문제를 일으키는 슬러지 침투의 근원을 제거하도록 하였고,

그 하단부의 가스차단 링(21) 역시 고 제거효율의 가스차단용 래칫홈(31)을 하나 이상 구비함과 동시에 기민한 밀폐성을 추구한 고(高) 정도(精度)의 실링을 단 두 줄로 구성하여 가스 제거 효율의 극대화는 물론 원가적인 부담을 줄였으며,

상기와 같은 가스 및 가스슬러지 차단기술을 바탕으로 도 1에 도시한 기존의 회수구멍(110)을 도 3의 연장된 회수구멍(110-1)으로 추가 천공함으로서 사용 가능한 엔진오일은 전부 크랭크실(210)로 회수되도록 하여 무리하게 오일이 폐기되는 종래 사례를 혁신적으로 차단하여 에너지 낭비와 환경오염을 최소화한 획기적인 발명이다.

도 1은 종래 스터핑 박스의 단면도.

도 2는 종래 스터핑박스의 확대 단면도.

도 3은 본 발명에 사용되는 스터핑박스의 단면도.

도 4는 본 발명에 사용되는 스터핑박스의 확대 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

10: 슬러지제거수단 11: 슬러지 제거 링(Top scraper ring)

12: 안내각 13: 래칫각

20: 가스차단수단 21: 가스차단 링(Gas seal ring)

30: 슬러지 차단용 래칫홈 31: 가스차단용 래칫홈
31a: 슬러지 차단용 수평 래칫홈 31b: 가스차단용 수평 래칫홈

32: 차단면 40: 오염물질(화기, 가스, 슬러지)

50: 엔진오일(시스템오일) 60: 폐유

100: 스터핑박스 하우징 101:수납 홈

101a: 회수구멍 105: 스프링

108: 슬러지배출 구멍 110,110-1: 오일회수 구멍

113:글러브 홈 121: 오일여과용 실링(Lamella ring, Oil Scraper Ring)

120,120-1: 오일여과수단 122: 베이스링

150: 오일배출구 160,160-1: 구획부

200: 소기실 210: 크랭크실

220: 피스톤로드 300: 오염침투방지기능의 끝

400: 오일회수기능의 끝

Claims

대형 선박엔진 내부 스터핑박스 하우징(100)의 상단부에는 끝단 상부에 상방향으로 돌출되게 기울어진 슬러지 배출 안내각(12)이 형성되는 한편, 저면부에는 상방향으로 절개되어 경사진 래칫각(13)이 형성된 슬러지 제거 링(11)이 상,하 복렬로 배치된 슬러지 제거 수단(10)과,

상기 슬러지 제거 수단(10)의 하단에는 하나이상의 래칫홈(30)이 형성된 가스차단 링(21)을 실링(Sealing)되는 면적을 확장하여 고(高) 정도(精度)의 밀폐성을 갖도록 상,하 복렬로 배치한 가스차단수단(20)이 설치된 것과;

상기 스터핑박스 하우징(100)의 하부에 설치된 4단계의 오일 여과 수단(120,120-1) 사이에 각각 구비되는 구획부(160,160-1) 중 최상단의 구획부(160-1)에 추가적인 오일회수구멍(110)을 더 형성시킨 것을 특징으로 하는 엔진오일의 낭비와 환경오염을 방지한 친환경 스터핑박스.
제 1항에 있어서,

상기 가스차단링(21)에 형성된 가스차단용 래칫홈(31)을 하나이상 형성시킨 것을 특징으로 하는 엔진오일의 낭비와 환경 오염을 방지한 친환경 스터핑박스.
제 1항에 있어서,

상기 래칫홈(30)은 슬러지제거수단(10)에 구비된 복수의 슬러지 제거 링(11)에도 각각 하나이상 추가로 더 형성된 것을 특징으로 하는 엔진오일의 낭비와 환경오염을 방지한 친환경 스터핑박스.
제 1항이 있어서,

상기 슬러지제거수단(10)의 슬러지 제거 링(11)과 가스차단수단(20)의 가스 차단 링(21)의 상면 또는 저면 수평면에 1개 이상의 가스차단용 수평 래칫홈(31b)을 각각 추가로 더 형성된 것을 특징으로 하는 엔진오일의 낭비와 환경 오염을 방지한 친환경 스터핑박스.