KR101385414B1 - 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

배기 매니폴드 인슐레이션 시스템이 개시된다. 상기 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템은 엔진의 실린더들로부터 배출되는 배기가스를 수집하여 터보차저로 공급하는 배기 매니폴드를 인슐레이션하기 위한 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템에 있어서, 상기 배기 매니폴드를 감싸는 구조로 형성되며 상기 배기 매니폴드를 외부와 차폐시키는 인슐레이션 커버; 상기 인슐레이션 커버의 일 측 말단부와 상기 터보차저를 구성하는 컴프레서 사이에 설치되어, 상기 컴프레서 흡입력에 의해 상기 인슐레이션 커버 내부의 공기를 배출하는 내부공기 배출수단; 및 상기 인슐레이션 커버의 타 측 말단부에 설치되어 외부공기를 흡입하여 인슐레이션 커버 내부로 공급하는 외부공기 흡입수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

배기 매니폴드 인슐레이션 시스템{Exhaust manifold insulation system}

본 발명은 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 공기의 흐름을 이용하여 냉각 및 인슐레이션을 동시에 할 수 있는 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 엔진에 설치되는 배기 매니폴드(Exhaust Manifold)는 실린더 연소 시 발생하는 배기가스를 각각의 배기관을 통하여 하나의 주관으로 수집하여 배출하게 된다.

따라서, 배기 매니폴드는 높은 열을 배출하게 되므로 발생하는 열에 의한 외부기기의 파손 및 인체를 보호하기 위하여 인슐레이션(Insulation) 설비가 마련되어야만 한다.

일반적으로, 이러한 배기 매니폴드 인슐레이션 방법으로는 유리섬유 등을 재료로 하는 절연매트를 이용하여 배기 매니폴드의 배기관을 감싸서 인슐레이션하는 방법이 사용된다.

이와 더불어, 인슐레이션된 배기 매니폴드를 외부와의 접촉을 차단하고 외관상 이유로 인슐레이션 커버를 설치하여 외부와 차폐시키는 방법이 널리 사용된다.

그런데, 절연매트를 이용한 인슐레이션 방법은 단순히 외부와의 단열기능만을 가짐으로써 배기 매니폴드에 열부하가 가중되는 문제가 있었다.

또한 절연매트는 시간이 지남에 따라 그 성능이 저하되므로, 일정기간이 지난 후에는 교체 등의 유지보수를 필요로 하고, 교체 후 폐기되는 절연매트는 환경오염을 발생하는 문제로 인해 특수설비를 이용하여 폐기해야만 하였다.

이러한, 절연매트를 이용한 인슐레이션 장치의 문제점을 해소하기 위해서, 냉각수(물)를 이용하여 배기 매니폴드에 대한 냉각작용을 도모하는 기술들이 연구되고 있다.

냉각수를 이용한 인슐레이션 장치는 기본적으로, 내부에 냉각수가 흐를 수 있게 내부에 냉각수 통로를 구비하며, 외부 냉각수 순환장치의 작동으로 인하여 냉각수를 순환할 수 있게 냉각수 입구와 출구를 형성 구비하게 된다.

이렇게 냉각수를 이용한 인슐레이션 장치를 통하여 배기 매니폴드의 냉각성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 절연매트 방식과 달리 반영구적인 사용주기를 가질 수 있는 많은 이점이 있다.

하지만, 냉각수를 이용한 인슐레이션 장치는 순환하는 냉각수의 누수, 부식 등을 고려하여 (용접)결합부를 배제하기 위하여 주물성형에 의하여 일체로 제작하는 경우가 보편적이다.

결국, 이러한 일체형의 인슐레이션 장치는 제작이 어렵고 설치 작업에서 상당한 곤란함이 발생하는 문제가 있었다.

특히, 선박용 중대형 엔진과 같이 대형 인슐레이션 장치를 일체로 제작하는 경우에는 무거운 중량으로 인하여 더욱 설치 작업이 힘들었으며, 이렇게 초기 인슐레이션 장치의 설치가 완료되었다 하더라도 배기 매니폴드 혹은 인슐레이션 장치에 대한 유지보수를 필요로 하는 경우에도 일체형의 인슐레이션 장치로 인하여 부분에 대한 유지보수 작업이 불가능하고 관리에도 큰 불편함이 발생하였다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배기 매니폴드(Exhaust Manifold)에 대한 냉각과 인슐레이션(Insulation)을 동시에 할 수 있는 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제작이 용이하고 유지보수를 쉽게 할 수 있는 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템은 엔진의 실린더들로부터 배출되는 배기가스를 수집하여 터보차저로 공급하는 배기 매니폴드를 인슐레이션하기 위한 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템에 있어서, 상기 배기 매니폴드를 감싸는 구조로 형성되며 상기 배기 매니폴드를 외부와 차폐시키는 인슐레이션 커버; 상기 인슐레이션 커버의 일 측 말단부와 상기 터보차저를 구성하는 컴프레서 사이에 설치되어, 상기 컴프레서 흡입력에 의해 상기 인슐레이션 커버 내부의 공기를 배출하는 내부공기 배출수단; 및 상기 인슐레이션 커버의 타 측 말단부에 설치되어 외부공기를 흡입하여 인슐레이션 커버 내부로 공급하는 외부공기 흡입수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외부공기 흡입수단은 상기 외부공기 중에 포함된 먼지를 필터링할 수 있는 에어브리더(Air Breather)인 것을 특징으로 한다.

상기 내부공기 배출수단의 제1 접속부는 상기 터보차저와 인접하는 상기 인슐레이션 커버의 일 측면에 설치되고, 상기 내부공기 배출수단의 제2 접속부는 상기 터보차저를 구성하는 상기 컴프레서의 흡입부 측면에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템은 배기 매니폴드(Exhaust Manifold)에 대한 냉각과 인슐레이션(Insulation)을 동시에 할 수 있으므로 부피를 감소시킬 수 있고 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명이 실시 예에 따른 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템은 제작이 용이하고 유지보수를 쉽게 할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 좀더 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인슐레이션 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 내부공기 배출수단의 설치위치(A)를 설명하기 위한 부분상세도이다.
도 3은 도 1에 도시된 인슐레이션 시스템에서의 인슐레이션 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명의 동작상의 이점 및 실시 예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부도면을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

먼저, 선박 엔진의 배기시스템을 설명하면, 배기시스템에 설치되는 배기 매니폴드((Exhaust Manifold, 10)는 엔진의 실린더들(미도시)로부터 발생되는 배기가스를 다수의 배기가스 흡입부(11)를 통하여 수집하여 접속된 터보차저(20)로 공급한다.

그리고, 터보차저(20)는 공급되는 배기가스를 이용하여 압축공기를 생성하여 엔진의 흡기부(미도시)로 공급하게 된다.

즉, 터보차저(20)는 공급되는 고온/고압의 배기가스를 이용하여 터빈(21)을 가동하고, 터빈(21)의 구동력에 의해 컴프레서(22)가 가동되어 필터(23)를 통하여 흡입되는 외부의 공기를 압축하여 엔진의 흡기부(미도시)로 공급하게 되는 것이다.

그런데, 고온/고압의 배기가스가 수집되는 배기 매니폴드(10)는 고온의 열을 방출하므로 외부기기 및 인체를 보호하기 위한 인슐레이션(Insulation) 시스템이 설치되어야 한다.

도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템(100)은 인슐레이션 커버(110), 내부공기 배출수단(120), 및 외부공기 흡입수단(130)을 포함하여 구성된다.

인슐레이션 커버(110)는 내부에 설치되는 배기 매니폴드(10)를 감싸도록 설치되어 배기 매니폴드(10)를 외부와 차폐시킨다.

즉, 인슐레이션 커버(110)는 내부에 설치되는 배기 매니폴드(10)가 작업자나 외부 기기들과의 접촉에 의한 안전사고를 예방함과 동시에 내부 공기층을 통하여 외부와 인슐레이션(Insulation) 한다.

이때, 인슐레이션 커버(110) 하단에는 배기 매니폴드(10)의 배기가스 유입구만 노출되도록 설치된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 인슐레이션 커버(110) 내에 두 개의 배기 매니폴드(10)가 설치되고, 그에 상응하여 두 개의 터보차저(20)가 접속되어 설치된 예를 도시하였으나 이에 한정된 것은 아니다.

내부공기 배출수단(120)은 인슐레이션 커버(110)의 일측 말단부와 터보차저(20)의 컴프레서(22) 사이에 설치되어 인슐레이션 커버(110)의 내부 공기가 컴프레서 흡입부로 유입될 수 있도록 서로 연통시킨다.

좀더 상세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부공기 배출수단(120)의 제1 접속부(121)는 인슐레이션 커버(110)의 터보차저(20)와 인접한 말단부 측면에 설치된다.

그리고, 내부공기 배출수단(120)의 제2 접속부는(122)는 터보차저(20)의 컴프레서(22)의 흡입부(22a) 측면에 설치된다.

그리고, 인슐레이션 커버(110) 내부의 공기는 컴프레서(22)의 흡입력에 의하여 내부공기 배출수단(120)을 통하여 컴프레서(22)로 배출된다.

외부공기 흡입수단(130)은 인슐레이션 커버(110)의 다른 일측 말단부에 설치되어 외부공기를 흡입하여 인슐레이션 커버(110) 내부로 공급한다.

이때, 외부공기 흡입수단(130)은 상기 외부공기 중에 포함된 먼지를 걸러낼 수 있는 필터링 수단을 포함하는 에어브리더(Air Breather)로 구성되는 것이 바람직하다.

도 3은 도 1에 도시된 인슐레이션 시스템에서의 인슐레이션 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 배기 매니폴드(10)로부터 공급되는 배기가스에 의해 터보차저(20)가 가동하게 되면 컴프레서(22)는 외부의 공기를 필터(23)를 통하여 흡입하게 된다.

이와 동시에 컴프레서(22)는 흡입부(22a)의 측면에 설치된 내부공기 배출수단(120)을 통해서도 공기를 흡입하게 된다.

그리고, 컴프레서(22)로 흡입된 인슐레이션 커버(110) 내부의 공기는 필터(23)를 통하여 흡입되는 외부공기와 함께 압축되어 엔진의 흡기부(미도시)로 공급된다.

즉, 인슐레이션 커버(110) 내부의 공기도 내부공기 배출수단(120)을 통하여 컴프레서(22)로 흡입된다.

그리고, 인슐레이션 커버(110) 내부의 공기가 배출됨과 동시에 외부공기 흡입수단(130)을 통하여 새로운 외부공기가 인슐레이션 커버(110) 내부로 흡입된다.

결국, 인슐레이션 커버(110) 내부의 높은 온도를 갖는 공기는 컴프레서(22)로 배출되고, 낮은 온도를 갖는 외부공기가 새로이 인슐레이션 커버(110)로 유입됨으로써, 배기 매니폴드(10)를 인슐레이션함과 동시에 냉각시킬 수 있게 되는 것이다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템(100)은 별도의 절연매트나 냉각수단을 마련하지 않고, 공기의 흐름을 이용하여 배기 매니폴드(10)를 냉각 및 인슐레이션할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 배기 매니폴드 11: 배기 매니폴드 흡입부
20: 터보차저 21: 터빈
22: 컴프레서 23: 필터
100: 인슐레이션 시스템 110: 인슐레이션 커버
120: 내부공기 배출수단 121: 제1 접속부
122: 제2 접속부 130: 외부공기 흡입수단

Claims (3)

1. 엔진의 실린더들로부터 배출되는 배기가스를 수집하여 터보차저로 공급하는 배기 매니폴드를 인슐레이션하기 위한 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템에 있어서,
   상기 배기 매니폴드를 감싸는 구조로 형성되며 상기 배기 매니폴드를 외부와 차폐시키는 인슐레이션 커버;
   상기 인슐레이션 커버의 일 측 말단부와 상기 터보차저를 구성하는 컴프레서 사이에 설치되어, 상기 컴프레서 흡입력에 의해 상기 인슐레이션 커버 내부의 공기를 배출하는 내부공기 배출수단; 및
   상기 인슐레이션 커버의 타 측 말단부에 설치되어 외부공기를 흡입하여 인슐레이션 커버 내부로 공급하는 외부공기 흡입수단을 포함하여 구성되고,
   상기 내부공기 배출수단의 제1 접속부는 상기 터보차저와 인접하는 상기 인슐레이션 커버의 일 측면에 설치되고, 상기 내부공기 배출수단의 제2 접속부는 상기 터보차저를 구성하는 상기 컴프레서의 흡입부 측면에 설치되며,
   상기 배기 매니폴드로부터 공급되는 배기가스에 의해 상기 터보차저가 가동되면, 상기 컴프레서의 흡입력에 의해 상기 컴프레서의 흡입부를 통해 외부의 공기가 흡입되면서, 상기 컴프레서의 흡입부 측면에 설치된 상기 내부공기 배출수단을 통해 상기 인슐레이션 커버 내부의 공기가 상기 컴프레서로 배출되고, 상기 인슐레이션 커버 내부의 공기가 배출됨과 동시에 상기 외부공기 흡입수단을 통해 새로운 외부공기가 상기 인슐레이션 커버 내부로 흡입되며, 상기 컴프레서로 배출된 인슐레이션 커버 내부의 공기는 상기 컴프레서의 흡입부를 통해 흡입된 외부의 공기와 함께 압축되어 엔진의 흡기부로 공급되는 것을 특징으로 하는 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부공기 흡입수단은,
   상기 외부공기 중에 포함된 먼지를 필터링할 수 있는 에어브리더(Air Breather)인 것을 특징으로 하는 배기 매니폴드 인슐레이션 시스템.
   
3. 삭제

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