KR101099801B1 - 선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브 - Google Patents

선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브 Download PDF

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Abstract

[제목] 선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브
[구성] 통상의 디스크 밸브에 있어서,
제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a)을 하방에서 삽입하여 용접할 수 있는 제 1 구멍(11)과 제 2 구멍(11a)이 형성되고, 고압공기 및 그을음 배출관(60)을 삽입하여 용접할 수 있는 제 3 구멍(11b)이 상부에 형성되며, 고압공기분사 링(40)이 삽입되는 홈(12)이 형성된 밸브 바디(10)와;
상기 제 1 구멍(11)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 제 1 고압공기주입관(30)과;
상기 고압공기주입관(30)에 조립되며, 고압공기를 공급시키고 차단하기 위한 밸브(50)와;
상기 제 2 구멍(11a)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 제 2 고압공기주입관(30a)과;
상기 고압공기주입관(30a)에 조립되며, 고압공기를 공급시키고 차단하기 위한 밸브(50)와;
상기 제 3 구멍(11b)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 고압공기 및 그을음 배출관(60)과;
상기 고압공기 및 그을음 배출관(60)에 조립되는 밸브(50)와;
상기 밸브 바디(10)의 홈(12) 안에 용접으로 고정되며, 고압공기가 디스 크(20)를 향하여 분사되도록 하는 제 1 구멍(41)들 및 상기 고압공기 및 그을음 배출관(60)이 삽입되는 제 2 구멍(42) 그리고 디스크 작동 축이 관통하는 제 3 구멍(43)이 형성된 고압공기분사 링(40)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
터보차저, 디스크밸브

Description

선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브{Turbo-charger cut-off disk valve for ship engine}
도 1은 본 발명이 디스크 밸브에 조립된 구성을 나타낸 참고도(해칭 생략).
도 2는 도 1을 기준한 종단면도(해칭 생략).
도 3, 도 4, 도 5는 도 1을 기준한 부분 확대도(해칭 생략).
도 6은 도 1의 a-a선 확대 단면도.
도 7은 도 1의 b-b선 확대 단면도.
도 8은 고압공기분사 링을 나타낸 사시도.
도 9는 본 발명의 사용 및 적용 상태를 나타낸 참고도.
본 발명은 선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브에 관한 것이다.
근래로부터 가파르게 상승되는 국제유가는 산업 및 경제 전(全) 분야에 걸쳐 좋지 못한 영향을 끼치고 있는 바, 특히 대형엔진을 탑재하고 운항을 하는 선박에 있어서 선박운항 경비가 크게 부담이 되고 있는 실정이다.
이에 선박을 저속 운항을 할 때, 터보차저 1세트의 작동을 중지시키고 중지된 터보차저로 향하는 배기가스를 나머지 터보차저로 분배시켜서 공급함으로써 터보차저의 최적 효율 운전을 통해 연비개선을 도모함에 따라 엔진 효율을 향상시키고 이에 의하여 선박운항 경비를 절감할 수 있도록 하기 위한 수단을 강구하고 있는데, 현재 사용되고 있는 상기 수단은 본 발명의 도 9를 참조하여 볼 때, 터보차저 배기관(2)과 신축주름관(1)을 분리시키고 철판을 끼운 다음, 상기 철판과 신축주름관(1) 그리고 터보차저 배기관(2)을 볼트 및 너트로 다시 조립시켜서 배기가스의 흐름을 차단시키는 것이다.
그리고 해당 터보차저 배기관을 다시 개통시키고자 할 때에는 상기 철판을 다시 분리시키고 신축주름관(1)과 터보차저 배기관(2)을 원래대로 조립을 시키고 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 작업을 하기 위해서는 많은 작업자가 동원되어야 하고 작업시간도 길며, 선박 엔진실의 좁은 공간에서 작업을 하여야 하므로 작업성도 불량할 뿐만 아니라 안전사고가 발생될 위험도 항상 도사리고 있고, 작업비도 1천 만원 정도에 이르기 때문에 비경제적이고 비합리적인 문제를 안고 있는 실정이다.
한편, 상기의 철판은 배기가스 리시버(receiver)와 터보차저 사이의 터보차저 배기관에 설치하거나 또는 터보차저와 에어 쿨러 사이의 소기관에 설치할 수 있으며, 2개소에 동시에 설치할 수도 있는 바, 이는 본 발명의 경우에 있어서도 동일하게 적용될 수 있다.
이에 본 발명은, 상술한 바와 같이 철판을 이용하여 비경제적이고 비합리적인 작업을 함에 따라 비롯되는 상술한 문제를 해결할 수 있는 수단을 제공하는 것이 과제이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은 다음과 같이 구성된다.
통상의 디스크 밸브에 있어서,
제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a)을 하방에서 삽입하여 용접할 수 있는 제 1 구멍(11)과 제 2 구멍(11a)이 형성되고, 고압공기 및 그을음 배출관(60)을 삽입하여 용접할 수 있는 제 3 구멍(11b)이 상부에 형성되며, 고압공기분사 링(40)이 삽입되는 홈(12)이 형성된 밸브 바디(10)와;
상기 제 1 구멍(11)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 제 1 고압공기주입관(30)과;
상기 제 1 고압공기주입관(30)에 조립되며, 고압공기를 공급시키고 차단하기 위한 밸브(50)와;
상기 제 2 구멍(11a)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 제 2 고압공기주입관(30a)과;
상기 제 2 고압공기주입관(30a)에 조립되며, 고압공기를 공급시키고 차단하기 위한 밸브(50)와;
상기 제 3 구멍(11b)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 고압공기 및 그을음 배출관(60)과;
상기 고압공기 및 그을음 배출관(60)에 조립되는 밸브(50)와;
상기 밸브 바디(10)의 홈(12) 안에 용접으로 고정되며, 고압공기가 디스크(20)를 향하여 분사되도록 하는 제 1 구멍(41)들 및 상기 고압공기 및 그을음 배출관(60)이 삽입되는 제 2 구멍(42) 그리고 디스크 작동 축이 관통하는 제 3 구멍(43)이 형성된 고압공기분사 링(40)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 그리고 고압공기 및 그을음 배출관(60)에 조립된 밸브는 글로브(Globe) 밸브인 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 대한 실시예와 작용을 제시하면 다음과 같다.
먼저 본 발명은, 통상의 디스크 밸브와 동일한 구조를 가지며 상기 밸브(50)는 글로브 밸브로서 구매품을 사용하는데, 본 발명을 이루기 위해서는 상기한 바와 같이 밸브 바디(10)의 하방에 제 1 구멍(11)과 제 2 구멍(11a) 그리고 밸브 바디(10)의 상방에 제 3 구멍(11b)을 형성시킴과 아울러 고압공기분사 링(40)이 삽입될 수 있는 홈(12)을 형성시키며, 상기 고압공기분사 링(12)은 도면과 같이 홈(12) 안에서 용접으로 고정이 된다.
이어서 상기의 제 1 구멍(11)에는 도 1, 도 3, 도 6과 같이 제 1 고압공기주입관(30)을 삽입시키고 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정이 되도록 하며, 제 2 구멍(11a)에는 도 1, 도 4와 같이 제 2 고압공기주입관(30a)을 삽입시키고 용접을 통 해 밸브 바디(10)와 고정이 되도록 하고, 제 3 구멍(11b)에는 도 1, 도 5, 도 7과 같이 고압공기 및 그을음 배출관(60)을 삽입시키고 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정이 되도록 한다.
한편, 상기의 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 그리고 고압공기 및 그을음 배출관(60)은 밸브 바디(10)와 나사조립을 통해 고정시킬 수도 있음은 당연한 이치이나, 진동과 충격이 심하게 발생되는 선박의 엔진룸에서의 상황에서 보면 용접 고정방식에 비하여 나사고정 방식은 이완이 될 우려가 있으므로 크게 바람직하지는 않다 할 것이다.
이어서 살피면, 상기의 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 그리고 고압공기 및 그을음 배출관(60)에는 도면과 같이 각기 밸브(50)가 조립되어 있어서 고압공기의 진입을 연결 또는 차단시키는 작용을 하게 하는데, 글로브 밸브를 사용하는 것이 좋지만 경우에 따라서는 게이트 밸브 또는 볼 밸브, 소형의 디스크 밸브를 사용하여도 무방하다.
이상과 같은 본 발명은 도 9와 같이 터보차저 배기관(2) 사이에 조립되어 있는 신축주름관(1)의 중앙에 볼트를 통해 고정이 되도록 하고, 배기가스를 차단시키지 않을 때에는 디스크(20)를 개방시켜 사용하고, 배기가스의 흐름을 차단시키고자 할 때에는 디스크(20)를 닫아주게 된다.
이와 같이 되면 배기가스는 디스크(20)에 의해 흐름이 차단되고 다른 터보차저 라인으로 공급이 되며, 이때 도 6과 같이 디스크(20)의 표면 즉, 배기가스 흐름 방향(Flow 방향)에 정면으로 노출되는 디스크(20)의 표면에는 흐름이 차단된 배기 가스에 포함되어 있는 그을음(100)이 부착되게 된다.
이러한 상태에서 다시 디스크를 개방시켜 배기가스를 통과시키고자 할 때 디스크(20)를 개방시키면 그을음(100)과 배기가스가 터보차저 안으로 진입되어 고장을 유발시키거나 효율이 낮아질 수가 있기 때문에 디스크(20)의 표면에 부착되어 있는 그을음(100)을 제거시킨 후 디스크(20)를 개방시키는 것이 바람직하다.
이를 위해서는 미 도시된 고압공기주입관을 통해 공급되는 고압공기가 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 안으로 공급될 수 있도록 밸브(50)를 수동 또는 자동으로 개방을 시키고 이와 동시에 고압공기 및 그을음 배출관(60)도 개방을 시킨다.
이에 따라 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 안으로 진입한 고압공기는 밸브 바디(10)의 홈(12) 안으로 진입함과 동시에 고압공기분사 링(40)의 제 1 구멍(41)들을 통해 디스크(20) 쪽으로 분사가 되면서 와류를 일으키게 되고, 이에 따라 디스크(20)의 표면에 부착되어 있던 그을음(100)은 디스크(20)로부터 분리가 되면서 도 7과 같이 고압공기 및 그을음 배출관(60)을 통해 고압공기와 함께 배출이 되는 것인 바, 고압공기 및 그을음 배출관(60)으로부터 배출된 그을음(100)은 미 도시된 포집장치를 통하여 포집하고 이를 적법한 절차에 따라 처리하는 것은 당연한 이치이다.
이와 같은 요령에 따라 디스크(20)에 부착되어 있던 그을음(100)이 제거되면 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 그리고 고압공기 및 그을음 배출관(60)의 각 밸브(50)를 밀폐시킨 후 디스크(20)를 개방시키게 되는 것이다.
이상과 같은 본 발명에서, 상황에 따라 제 1 고압공기공급관(30) 또는 제 2 고압공기공급관(30a) 중에서 하나를 생략하여 사용할 수도 있으나 이러할 경우 효율이 떨어지기 때문에 바람직하지 못하며, 그 반대로 본 발명에서 제시하는 고압공기공급관과 고압공기 및 그을음 배출관을 1개 또는 2개를 더 추가하여 사용하는 것은 무방하지만 본 발명인의 실험에 의하면 본 발명과 같이 제 1 고압공기공급관(30)과 제 2 고압공기공급관(30a) 그리고 1개의 고압공기 및 그을음 배출관(60)을 사용하는 것이 가장 경제적인 수준에서 최고의 효율을 얻을 수 있음이 확인되었다.
그러므로 본 발명에서 고압공기주입관의 숫자를 증가 또는 감소시키거나 고압공기 및 그을음 배출관의 숫자를 증가시키는 것은 본 발명의 하위개념에 예속되는 기술에 해당되어 결국 본 발명의 권리범위에 예속된다 할 것이다.
이와 같은 맥락에서 고압공기분사 링(40)의 제 1 구멍(41)의 숫자를 증감시킬 수 있고, 제 1 구멍(41)의 형태를 다양하게 변화시킬 수도 있음도 당연한 이치이다.
이상과 같은 본 발명은, 선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브를 제공함으로써, 철판을 일일이 조립하고 분해하며 터보차저 컷-오프 기능을 수행하도록 하던 종래의 수단으로부터 비롯되었던 문제를 간단히 해결할 수 있는 매우 큰 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 통상의 디스크 밸브에 있어서,
    제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a)을 하방에서 삽입하여 용접할 수 있는 제 1 구멍(11)과 제 2 구멍(11a)이 형성되고, 고압공기 및 그을음 배출관(60)을 삽입하여 용접할 수 있는 제 3 구멍(11b)이 상부에 형성되며, 고압공기분사 링(40)이 삽입되는 홈(12)이 형성된 밸브 바디(10)와;
    상기 제 1 구멍(11)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 제 1 고압공기주입관(30)과;
    상기 제 1 고압공기주입관(30)에 조립되며, 고압공기를 공급시키고 차단하기 위한 밸브(50)와;
    상기 제 2 구멍(11a)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 제 2 고압공기주입관(30a)과;
    상기 제 2 고압공기주입관(30a)에 조립되며, 고압공기를 공급시키고 차단하기 위한 밸브(50)와;
    상기 제 3 구멍(11b)에 삽입되어 용접을 통해 밸브 바디(10)와 고정되는 고압공기 및 그을음 배출관(60)과;
    상기 고압공기 및 그을음 배출관(60)에 조립되는 밸브(50)와;
    상기 밸브 바디(10)의 홈(12) 안에 용접으로 고정되며, 고압공기가 디스크(20)를 향하여 분사되도록 하는 제 1 구멍(41)들 및 상기 고압공기 및 그을음 배출관(60)이 삽입되는 제 2 구멍(42) 그리고 디스크 작동 축이 관통하는 제 3 구멍(43)이 형성된 고압공기분사 링(40)으로 구성된 것을 특징으로 하는 선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 고압공기주입관(30)과 제 2 고압공기주입관(30a) 그리고 고압공기 및 그을음 배출관(60)에 조립된 밸브(50)는 글로브(Globe) 밸브인 것을 특징으로 하는 선박용 대형엔진의 터보차저 컷-오프용 디스크밸브.
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