KR101552184B1

KR101552184B1 - 엔진용 피스톤 로드를 둘러싸는 밀봉 수단에 대한 부하를 감소시키는 방법 및 그러한 엔진

Info

Publication number: KR101552184B1
Application number: KR1020147005443A
Authority: KR
Inventors: 에릭 크로네
Original assignee: 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2015-09-10
Also published as: KR20140056313A; JP2014531549A; JP6132212B2; CN103842696A; CN103842696B; WO2013029612A8; WO2013029612A1

Abstract

크랭크케이스(1), 및 실린더 라이너(4)를 포함하는 하나 이상의 실린더(3)를 가지고 있으며, 상기 실린더 라이너(4)는 둘러싸고 있는 소기 챔버(7) 내에서 연장되고 상기 소기 챔버(7)의 챔버 바닥(8) 위에서 종료되고 있으며, 상기 실린더 라이너 내에 피스톤 로드(11)가 구비되어 있고, 상기 피스톤 로드는, 상기 실린더 라이너(4) 내에서 상하 이동하는 피스톤(5)과, 상기 크랭크케이스(1) 내에 배치된 관련 크로스헤드(10)를 연결하고 있으며, 상기 챔버 바닥(8)에 구비된 밀봉 패킹(15)을 관통하고 있는, 본 발명의 크로스헤드 타입의 엔진, 특히 대형 2 행정 디젤 엔진에서, 실린더 오일 및/또는 연소 찌꺼기에 의한 상기 크랭크케이스(10)의 시스템 오일의 오염은, 피스톤 상향 행정의 시작 동안에 발생되며 상기 실린더 라이너(4)의 하부 에지를 통과하는 분사가 반경 방향으로부터 적어도 거의 축 방향으로 전환된다는 점에서, 방지될 수 있다.

Description

엔진용 피스톤 로드를 둘러싸는 밀봉 수단에 대한 부하를 감소시키는 방법 및 그러한 엔진{METHOD TO REDUCE LOAD TO A SEALING MEANS CIRCUMFERING A PISTON ROD ENGINE AND SUCH ENGINE}

본 발명은, 엔진용 피스톤 로드에 퇴적되는 물질로부터, 축 방향으로 이동될 수 있는 피스톤 로드를 둘러싸는 밀봉 수단에 대한 부하를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 엔진은, 짝을 이루는 실린더 라이너 내에서 왕복하는 하나 이상의 피스톤을 가지고 있으며, 상기 실린더 라이너는 소기 챔버로 노출된 단부를 가지고 있고, 상기 소기 챔버의 벽 구조는 피스톤 로드 주위에 밀봉 수단을 포함하고 있으며, 상기 피스톤 로드는 상기 피스톤과 동시에, 상기 소기 챔버를 상기 피스톤 로드의 일부가 역시 노출되는 다른 공간으로부터 분리하는 상기 밀봉 수단을 통해 축 방향으로 이동되고, 상기 피스톤 및/또는 상기 피스톤의 가능한 피스톤 링에 의해 휩쓸려지는(swept) 상기 실린더 라이너의 주행 면, 및 가능하게 다른 관련 가동 부품/표면은 유동성 물질로 처리되며, 다르게 채용된 물질 및/또는 매립된 입자를 또한 가능하게 포함하는 상기 유동성 물질의 잉여분은 상기 실린더 라이너의 영역으로부터 해방되고, 상기 소기 챔버 내의 가스 형상의 매체는 그 소용돌이 흐름에 의해, 해방된 상기 유동성 물질의 입자를 상기 피스톤 로드를 향하도록 강제하는, 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 가동중인 엔진에서 가스 형상의 매체를 전환시키기 위한 대응 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 상술한 엔진, 바람직하게 크로스헤드 타입의 엔진, 특히 대형 2 행정 디젤 엔진에 있어서, 크랭크케이스, 및 실린더 라이너를 포함하는 하나 이상의 실린더를 가지고 있으며, 상기 실린더 라이너는 둘러싸고 있는 소기 챔버 내에서 연장되고 상기 소기 챔버의 챔버 바닥 위에서 종료되고 있으며, 상기 챔버 바닥은 상기 소기 챔버를 상기 크랭크케이스로부터 분리하고 있고, 상기 실린더 라이너 내에 피스톤 로드가 구비되어 있으며, 상기 피스톤 로드는, 상기 실린더 라이너 내에서 상하 이동하는 피스톤과, 상기 크랭크케이스 내에 배치된 관련 크로스헤드를 연결하고 있으며, 상기 챔버 바닥에 구비된 밀봉 패킹을 관통하고 있는, 엔진에 관한 것이다.

이러한 타입의 엔진에서, 실린더 라이너로부터 흘러 떨어지고 연소 찌꺼기에 의해 오염된 실린더 오일이 소기 챔버 바닥에 남으며, 연소 찌꺼기를 포함하는 배기 가스는 하향 행정에 의해 연소 챔버로 점진적으로 개방되는 소기/유입 포트를 통해 소기 챔버 내로 되돌려 부는 일이 발생할 수 있다. 피스톤의 상향 행정의 시작 동안에 피스톤 아래에서 흡입이 일어날 때, 이러한 흡입은 소기 챔버 내에 포함된 가스가 실린더 라이너의 하부 에지를 통과하는 가스의 심각한 분사(blast)를 일으킬 수 있다. 이러한 분사는 소기 챔버 바닥, 실린더 라이너의 포트 및 하부 에지로부터 오일 입자 및 연소 찌꺼기를 운반할 수 있으며, 피스톤 로드를 향해 내향으로 흘러, 연소 찌꺼기로 오염된 많은 실린더 오일 입자를 중앙 피스톤 로드에 직접 충돌하도록 추진한다. 따라서, 상하로 이동하는 피스톤 로드가 실린더 오일 및 연소 찌꺼기를 소기 챔버와 크랭크케이스 사이의 밀봉 패킹을 통해 크랭크케이스 내로 공급하며, 그것은 크랭크케이스 내에 포함된 시스템 오일의 오염을 발생시켜, 베어링 윤활 및 유압장치를 위해 충분히 깨끗하여야 하는 이러한 시스템 오일은 빈번한 여과를 필요로 하고, 실린더 오일로부터의 바람직하지 않은 혼합/반응 표과로 인해 빈번한 교체를 필요로 할 수도 있다.

과급기, 컴프레서 등에 의해 충전되는 엔진은, 신선한 공기가 대기압보다 훨씬 높은 압력으로 소기 챔버에 공급되어, 실린더 라이너의 내부와 외부 사이의 압력차가 매우 높기 때문에, 상술한 문제가 발생할 가능성이 더 높다. 이것은 분사의 발생 가능성을 더 높게 한다.

문헌 US 1,506,835는, 가스 형상의 매체가 실린더 내에 포함된 피스톤 아래의 공간 내로 흡입될 수 있는 2개의 실린더를 가진 엔진을 도시하고 있다.

문헌 US 7,258,087은 피스톤을 가진 실린더를 도시하고 있다. 피스톤이 상향으로 이동될 때, 공기는 둘러싸는 챔버로부터 내부로 흡입될 수 있다.

문헌 GB 290,153은, 스터핑 박스를 통과하는 피스톤 로드를 가지며 실린더 내에서 이동하는 피스톤을 도시하고 있다. 피스톤 로드 외에도, 피스톤 아래의 챔버의 경계를 짓는 열 차폐 링이 구비된다.

문헌 US 1,645,595는 냉각 챔버를 주위에 가진 피스톤 로드를 도시하고 있다. 냉각 챔버는 2개의 연료 분사 밸브를 가진 연소실의 경계를 짓는다.

문헌 US 1,152,658은, 연소실을 통과하는 피스톤 로드를 위한 열 보호 수단의 3개의 실시예를 도시하고 있다.

문헌 GB 527,208은 피스톤 로드를 가진 피스톤을 포함하는 실린더를 도시하고 있다. 피스톤 로드는 스터핑 박스를 통과하는 삽통식 튜브에 의해 둘러싸인다. 공기는 피스톤의 상향 이동 동안에 라인으로부터 흡입된다.

문헌 US 1,645,169는 복잡한 공기 안내 시스템을 가진 2개의 실린더를 가진 엔진을 도시하고 있으며, 공기는 피스톤의 상향 이동 동안에 피스톤 아래의 공간 내로 흡입된다.

이러한 관점으로부터 시작하여, 본 발명의 목적은, 축 방향으로 이동될 수 있는 피스톤 로드를 둘러싸는 밀봉 수단에 대한 부하를 감소시켜, 크랭크케이스 내의 시스템 오일의 세척을 위한 필요성을 낮게 유지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밀봉 수단에 대한 부하를 감소시키는 것을 보조하는 수단의 장착을 간단하게 하는 것이다.

이들 및 다른 목적은 청구항 1항에 따른 엔진 및 청구항 32에 따른 방법에 의해 해결된다. 바람직한 실시예는 무엇보다도 종속항들로부터 얻어질 수 있다.

본 발명의 중첩된 아이디어에 따라, 이러한 목적은, 가스 형상의 매체에 의해 강제된 해방된 유용성 물질의 입자는, 바람직하게 소기 챔버에 연결된 중간 벽 구조에 의한 관성의 효과로 인해 피스톤 로드에 대한 퇴적이 방지되고, 상기 벽은, 운반하는 상기 가스 형상의 매체가 바람직하게 상기 벽으로부터 반경 방향으로부터 적어도 거의 축 방향으로 전환되는 동안에, 충돌에 의해 상기 물질의 상기 입자를 정지시킨다는 점에서 달성된다.

이러한 아이디어의 바람직한 실시예는, 상기 중간 벽 구조로서, 상기 소기 챔버 바닥으로부터 직립하고 상기 피스톤 로드를 둘러싼 스커트가 구비되어 있다는 점에서 알 수 있다.

바람직하게, 중간 벽 구조가 상기 챔버 바닥에 구비되어 있으며, 상기 피스톤 로드, 상기 밀봉 패킹, 및 상기 벽 구조는, 상기 실린더 라이너의 내부를 향한 방향으로 개방된 틈새를 형성하고 있고, 상기 벽 구조는, 피스톤 상향 행정의 시작 동안에 발생되며 상기 실린더 라이너의 하부 에지를 통과하는 분사가 상기 중간 벽 구조에 의해 반경 방향으로부터 적어도 거의 축 방향으로 전환되도록 형성되어 있다.

이들 수단에 의해, 공지된 장치의 단점을 피할 수 있다. 스커트는 실린더 라이너의 하단을 둘러싸는 소기 가스의 분사를 대체로 반경으로부터 대체로 축 방향으로 전환시키고, 피스톤 로드를 실린더 오일 입자 및 연소 찌꺼기의 퇴적에 대해 차폐시킨다. 소기 가스의 분사의 편향으로 인해, 분사 내에 운반된 실린더 오일 입자 및 연소 찌꺼기는 관성력에 의해 가스 스트림으로부터 분리되고 스커트의 외부 및 소기 챔버 바닥에 포착되어, 피스톤 로드는 실린더 오일 및 연소 지꺼기의 퇴적으로부터 보호되고 실린더 오일 및 연소 지꺼기를 크랭크케이스 내로 공급하지 않을 것이다.

본 발명은 바람직하게 예를 들면 과급기 또는 컴프레서에 의해 충전되는 엔진에 적용될 수 있다.

다음에서 일반적인 수단의 추가적 이로운 발전한 결과가 설명된다.

유용하게, 실린더 오일 입자를 포함하는 소기 가스의 분사는 적어도 부분적으로 상기 실린더 라이너의 내부 주행 표면으로 전환될 수 있다. 이것은, 상기 스커트가 적어도 상부 영역에서 깔때기 모양이며, 즉 반경 방향 외향으로 확대된다는 점에서 용이하게 달성될 수 있다. 이것은 분리되지 않은 오일 입자를 실린더 라이너의 주행 표면의 하부 부분으로 인도하여, 실린더 오일의 재사용을 가능하게 하며 따라서 오일 소모를 감소시킨다.

중첩된 수단의 추가적 발전한 결과에서, 상기 스커트의 높이 및/또는 반경 방향 외향에서의 돌출은 조절될 수 있다. 이것은 스커트의 작동을 최적화하는 가능성을 준다.

유용하게, 스커트는 밀봉 패킹을 형성하는 스터핑 박스의 상부 플랜지에 부착되거나, 패킹을 둘러싸는 소켓의 상단에 부착될 수 있다. 따라서, 장착은 원활하게 이루어질 수 있다.

또 다른 바람직한 수단은, 상기 스커트는 원주에서 서로에 고정될 수 있는 2개 이상의 섹션을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 분리 링 디자인은, 소기 챔버로부터 접근함에 의해, 피스톤을 제거하지 않고도 스커트의 원활한 장착 및 분리를 가능하게 하여, 서비스 검사, 수리 및 개조 작업을 훨씬 신속하게 하여 값싸게 한다.

바람직하게, 스커트에 상기 스커트의 하부 단부에 결합된 하나 이상의 출구 개구가 구비될 수 있다. 따라서, 스커트 내에 포착된 오일 입자는 외부로 배출되고, 피스톤 로드와 패킹 사이의 갭 내로 들어가는 것이 방지될 수 있다. 가스 분사의 일부가 스커트의 내부로 들어가는 것을 막기 위해, 하나 이상 또는 모든 출구 개구가 스커트의 측면에 반경 방향 틈새를 가지고 배치된 후드에 의해 보호될 수 있다.
바람직하게는, 스커트는 원리상 이음매 없는 로드 주위에 파여져(snapped) 위치 설정을 가능하게 하는 슬릿을 가질 수 있다.

다음에서 본 발명의 실제 실시예가 도면에 의해 설명된다.

도 1은 크로스헤드 타입의 대형 디젤 엔진의 수직 단면도이다.
도 2는 도 1의 모터의 소기 챔버의 하부 영역의 확대도이다.
도 3은 높이가 조절 가능한 스커트의 수직 단면도이다.
도 4는 분할 링 디자인의 스커트의 수평 단면도이다.
도 5는 출구 개구를 포함하는 스커트의 하부 영역의 수직 단면도이다.

도 1에 도시된 디젤 엔진은 해상 물체 또는 대형 파워 플랜트 등을 구동하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 왕복 피스톤 엔진의 기본적 구조 및 작동 모드는 공지되어 있어, 아래에서 본 발명을 이해하기 위해 필요한 정도로만 설명된다.

도 1에 도시된 엔진은 그 하부에, 크랭크샤프트(2)가 소위 메인 베어링에 의해 지지되는 크랭크케이스(1)를 포함한다. 크랭크케이스(1)의 상부 측에 일련의 실린더(3)가 배치된다. 각각의 실린더(1)는, 상하로 이동할 수 있는 피스톤(5)이 배치되는 실린더 라이너(4)를 포함한다. 피스톤(5)은, 라이너(4) 내에 위치되는 연소실(6)의 하부 가동성 경계로서 작용한다.

실린더 라이너(4)는, 소기 공기 또는 가스로 채워질 수 있는 소기 챔버(7)의 둘러싸는 하우징에 지지된다.

과급기(35)는 압축 공기를 공급하기 위해 피스톤 근처에 구비된다.

라이너(4)는 그 하부 부분이 소기 챔버(7) 내로 연장되며, 챔버 바닥(8) 위에 틈새를 가진 상태로 종료된다. 라이너(4)의 하단의 영역에 흡입구(9)가 구비된다. 흡입구(9)는 피스톤(5)이 상하로 이동될 때 피스톤(5)에 의해 통과되어, 소기 챔버(7)와 연소실(6)이 서로 연통되고 폐쇄된다.

피스톤(5)은, 실린더 라이너(4) 및 피스톤(5)의 축을 따라 연장되는 피스톤 로드(11)에 의해 관련 크로스헤드(10)와 연결된다. 크로스헤드(10)는 크랭크케이스(1) 내에 위치되며, 피스톤(5) 및 피스톤 로드(11)의 축에 대해 평행한 관련 안내부(12)에 의해 안내되어 상하로 이동하는 썰매(sledge) 형태로 디자인된다. 크로스헤드(10)는 피스톤 로드(11)에 고정되는 크로스헤드 핀(13)을 포함한다. 이러한 핀(13)에, 크로스헤드(10)를 크랭크샤프트(2)와 연결하는 연결 로드(14)가 지지된다. 소기 챔버 바닥(8)은 크랭크케이스(1)의 상부에 놓인다. 피스톤 로드(11)는 소기 챔버(7)와 크랭크케이스 사이의 벽 장치를 통과하는데, 즉, 피스톤 로드(11)는 소기 챔버 바닥(8)과 크랭크케이스(1) 상부의 다른 가능한 구조를 통과하여, 피스톤 로드(11)는 소기 챔버 바닥(8)에 구비되는 관련 밀봉 패킹(15)을 관통한다.

실린더 라이너에 적적한 윤활 오일(적용시에 실린더 오일이라고 지칭됨)이 공급되며, 윤활 오일은 연소되지 않는 한 연소 찌꺼기와 함께 소기 챔버 바닥(8)으로 흘러내릴 수 있다. 이러한 흘러내리는 유체를 처리하기 위해, 소기 챔버(7)의 바닥 영역과 연통하는 드레인(16)이 구비된다. 챔버 바닥(8)은 드레인(16)을 향해 세척될 수 있으며, 및/또는 챔버 바닥(8)에, 밀봉 패킹(15)을 둘러싸고 드레인(16)과 연통하는 링 채널이 구비될 수 있다. 또한, 추가적 연소 찌꺼기를 포함하는 배기 가스는, 피스톤(5)의 하향 행정 동안에 흡입구(9)가 개방될 때 소기 챔버(7) 내로 유입될 수 있다.

크랭크케이스(1) 내에, 베어링의 윤활 및 유압 목적을 위해 사용되는 높은 청정도의 오일(적용시에 시스템 오일이라고 지칭됨)이 존재한다. 이러한 오일을 여과하기 위해, 여과 스테이션(도시되지 않음)이 구비된다. 실린더 오일에 의한 시스템 오일의 오염을 방지하기 위해, 크랭크케이스(1)는 소기 챔버(7)로부터 분리되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 밀봉 패킹(15)이 구비된다. 밀봉 패킹(15)은 도 2에 도시된 바와 같이 스터핑 박스로서 디자인되고, 챔버 바닥(8)의 둘러싸는 소켓(17) 내에 조립될 수 있다. 밀봉 패킹(15)의 분리 작동은, 가능한 한 적은 실린더 오일 및 연소 찌꺼기가 패킹(15)에 도달할 수 있으면 향상될 수 있다.

이와 관련하여, 피스톤 상향 행정의 시작 동안에 상향 이동되는 피스톤(5)은 피스톤(5) 아래의 영역에 심각한 흡입 작용을 발생시키며, 그것은 도 2에서 화살표(18a, 18b)로 표시된 바와 같이 소기 챔버(7)로부터 피스톤(5) 아래의 실린더 라이너(4)의 내부 영역으로의 가스의 심각한 분사(blast)를 일으킨다는 것을 고려하여야 한다. 이러한 분사는 반경 방향 내향으로 향한 스트림 방향을 가지고 실린더 라이너(4)의 하부 에지를 통과하며, 소기 챔버 하부 영역 및/또는 바닥(8)으로부터 실린더 오일 및 연소 찌꺼기를 운반한다.

실린더 오일 입자 및 연소 찌꺼기를 운반하는 이러한 분사가 도 2에 점선으로 표시된 화살표(18a)와 같이 중앙에 위치된 피스톤 로드(11)에 충돌하는 것을 방지하기 위해, 반경 방향으로부터 도 2에 실선으로 표시된 화살표(18b)와 같이 적어도 거의 축 방향으로 전환시키기 위한 수단이 구비된다. 이러한 수단을 구성하기 위해, 도 2로부터 가장 잘 알 수 있듯이 피스톤 로드(11)를 둘러싸며 소기 챔버 바닥(8)으로부터 직립하는 스커트(19)가 구비될 수 있다.

원리상, 바람직하게 피스톤 로드(11)를 차폐시키는 원형 구조이어서 주로 분사 방향을 피스톤의 하향 구조물을 향하여 편향시키는 간단한 직립 관형 구조이면 충분할 수 있다. 그러나 유용한 수단으로서, 적어도 스커트(19)의 상단의 영역에서의 스커트(19)가 반경 방향 외향으로 확대되는 깔때기 모양일 수 있다. 도 2에서, 스커트(19)에 깔때기 모양의 상부 림(20)이 구비된다. 자연히 또한 스커트(19)의 상부 에지의 둥근 모양도 가능할 것이다. 이러한 수단은, 상술한 분사가 주로 찌꺼기 입자를 피스톤의 하향 구조에 퇴적시키도록 향하는 대신, 적어도 부분적으로 도 2에서 화살표(18b)로 도시된 바와 같이 실린더 라이너(4)의 내부 연장 면의 하부를 향하는 것을 확실하게 한다. 이것은 분사 내에 여전히 포함되는 실린더 오일의 직접적 재사용을 가능하게 할 수 있다. 분사에 의해 운반되는 입자의 대부분은, 도 2에 21로 표시되었듯이, 흐름 방향의 변경으로 인해 관성력에 의해 분사로부터 분리된다. 이들 입자들은 이제 본 발명에 따라 주로 스커트(19)에 퇴적되고, 입자들은 액체 물질로서 스커트로부터, 최하부 바닥 레벨로부터 떠나 드레인(16)에 연결되는 배출 출구(22)를 향해 경사질 수 있는 소기 챔버 바닥(8)에 수집되도록 하향 구동된다. 유용하게, 출구(22)로 연장되는 링 채널(23)은 바닥(8)에 파여져 형성될 수 있다.

피스톤 로드(11), 밀봉 패킹(15)과 스커트(19) 사이에, 실린더 라이너(4)의 내부를 향하여 개방되는 틈새(36)가 형성된다. 도시된 실시예에서, 이것은 상향으로 개방되는 것을 뜻한다.

스커트(19)의 최대 높이 및 외경은 스커트의 최하부 위치에서 피스톤(5)의 하부의 모양에 의해 제한되어, 유용하게 스커트(19)의 상부 측과 피스톤(5)의 하면 사이에 약간의 틈새가 주어져야 한다. 유용하게 스커트(19)는 실린더 라이너(4)의 하단 위의 레벨까지 도달할 수 있다. 스커트(19)의 상단의 직경은 유용하게 피스톤 로드(11)의 직경의 1.5 내지 2.5배의 범위에 있을 수 있고, 바람직하게 2배일 수 있다. 더 유용한 방안에 따라, 스커트(19)의 상단의 외경은, 확장되어 깔때기 모양 등등을 가능하게 하도록, 스커트의 하단의 외경보다 10%까지 더 클 수 있다.

통상적으로 스커트(19)가 고정 높이를 가지면 충분하다. 그러나 어떤 경우에는 스커트의 높이가 조절 가능한 것이 권고할 만하다. 그러한 디자인의 예는 도 3에 도시되어 있다. 여기에서, 스커트(19)는 높이 방향에서 2개 이상의 섹션(19a, 19b)을 포함하며, 섹션들은 서로에 대해 이동될 수 있고 서로에 고정될 수 있다. 도시된 실시예에서 고정 스크루(24)가 표시되어 있으며, 1개의 섹션(19b)에 관련 슬롯(25)이 구비된다. 자연스럽게 또한 다른 조절 가능한 구조가 생각될 수 있으며, 예를 들면 여러 개의 섹션(19a, 19b)이 서로 나사체결되는 것이다. 도시된 실시예에서, 스커트(19)의 상부 림(20)의 반경 방향 외향 돌출은 고정되어 조절 가능하지 않다. 그러나 여기에서도 스커트(19)의 림(20)의 돌출이 조절 가능하도록 조절 가능한 구조가 제공될 수 있다. 특히 개조의 목적을 위해, 많은 양의 여러 가지 실린더 보어를 비교적 작은 양의 스커트 구조를 가지고 처리하는 것이 이로울 수 있다. 따라서, 바람직하게, 스커트는, 스커트(조립체)가 또 다른 특징적(예를 들면 외부) 둘레를 가지고 장착될 수 있게 하는 구조를 가질 수 있다. 현장에서 피스톤 로드 둘레에 위치키는 것도 가능하게 하는 나선형 일체식 구조가 여기에서 우수한 해결 방안이다.

스커트(19)의 원활한 장착을 가능하게 하기 위해, 스커트는 도 4에 도시되었듯이 분할 링으로서 디자인될 수 있다. 여기에서, 스커트(19)는 둘레 방향에서 2개 이상의 섹션(19c, 19d)을 포함하며, 섹션들은 서로에 고정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 플랜지 연결이 제공된다. 이러한 목적을 위해, 섹션(19c, 19d)의 단부들은, 스크루(27)에 의해 연결될 수 있는 플랜지(26)를 형성하기 위해 외향으로 굽혀질 수 있다. 또한, 피스톤(5) 또는 피스톤 로드(11)를 제거하지 않고도 피스톤 로드(11) 주위에 개별적으로 위치시키기에 적합한 다른 실시예 예를 들면 나선형 형상의 버전이 사용될 수 있다.

밀봉 패킹(15)을 형성하는 스터핑 박스에 상부 플랜지(15a)가 구비된다. 스커트(19)는 밀봉 패킹(15)의 이러한 상부 플랜지(15a)에 장착될 수 있다. 다른 가능성은, 예를 들면 바닥(8)에 구비되는 소켓(28) 형태를 가지며 패킹(15)을 둘러싸는 하우징의 상부 전방 단부에 스커트(19)를 장착하는 것일 수 있다. 또한, 직립 스커트 구조는 축 방향 퇴출 후에 보수 교체를 위해 통상적으로 수직으로 분할되는 스터핑 박스 상부(15a)의 일체식 부품으로서 형성될 수 있거나, 소기 챔버 바닥 구조(8, 28)로부터 상향 연장되는 일체식 소켓형 구조일 수 있다. 유용하게 사전 설치되고 및/또는 기계 가공된 장착 수단이 구비될 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 스커트(19)는 앵글 브래킷(29) 및 스크루(30)에 의해 장착 베이스에 부착된다.

스커트(19) 내에 형성되는 링 챔버 내로 유입될 수 있는 실린더 오일은 외부로 인도되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 스커트(19)에, 도 5에 도시된 바와 같이 스커트의 하부 에지에 결합되는 하나 이상의 출구 개구(31)가 구비된다. 출구 개구(31)는 스커트(19)의 하부 에지에 슬롯 또는 유사한 단부에 의해 형성될 수 있다. 유용하게, 각각의 출구 개구(31)는 스커트의 양쪽 측부에서, 앞에 반경 방향 틈새를 가지고 배치되는 후드(32)에 의해 보호되거나, 다른 래버린스 차폐 수단에 의해 보호된다. 따라서, 스커트(19)의 내부 챔버 내로의 소기 가스의 분사의 관통이 방지된다.

스커트(19) 및/또는 그 부재는 판금 부품으로서 생산될 수 있다. 자연스럽게 예를 들면 주조와 같은 다른 종류의 제조도 가능할 것이다. 예를 들면 서비스 검사에서 장착되고 매우 더러워진 본 발명의 스커트로부터 가능한 마킹 등을 명백하고 모호하지 않게 직접 판독하는 데에 있어서의 어려움으로 인해, 유용한 실시예에서의 그러한 스커트에, 스커트에 포함된 정보에 대한 무접촉 원격 액세스를 가진 하나 이상의 태그(도시되지 않음)가 구비될 수 있고, 태그는 바람직하게 RFID 타입이며, 이러한 스커트(19)를 모호하지 않게 정의하기 위해 저장된 데이터를 포함한다. 유용하게, 하나의 상기 태그에 상기 스커트(19)를 인증하기 위해 상세사항을 규정하는 데이터가 로딩될 수 있으며, 그러한 인증 데이터는 바람직하게 상기 스커트(19)를 위한 제조, 승인, 이력 및 가능하거나 계획된 미래에 사용할 데이터를 포함한다.

본 발명의 주요 기능은, 실린더 오일 및 연소 찌꺼기가 피스톤 로드(11) 및 밀봉 패킹(15)에 접근하지 못하게 하여, 실린더 오일 및 연소 찌꺼기에 의한 크랭크케이스(1) 내의 시스템 오일의 오염이 방지되어, 결과적으로 시스템 오일의 여과, 세척, 첨가에 의한 특성 조절, 및/또는 교체를 위한 필요성이 실질적으로 감소되는 것이다.

Claims

크로스헤드 타입의 엔진으로서,
크랭크케이스(1), 및 실린더 라이너(4)를 포함하는 하나 이상의 실린더(3)를 가지고 있으며,
상기 실린더 라이너(4)는 둘러싸고 있는 소기 챔버(7) 내에서 연장되고 상기 소기 챔버(7)의 챔버 바닥(8) 위에서 종료되고 있으며,
상기 챔버 바닥(8)은 상기 소기 챔버(7)를 상기 크랭크케이스(1)로부터 분리하고 있고,
상기 실린더 라이너 내에 피스톤 로드(11)가 구비되어 있으며,
상기 피스톤 로드는, 상기 실린더 라이너(4) 내에서 상하 이동하는 피스톤(5)과, 상기 크랭크케이스(1) 내에 배치된 관련 크로스헤드(10)를 연결하고 있으며, 상기 챔버 바닥(8)에 구비된 밀봉 패킹(15)을 관통하고 있고,
중간 벽 구조(19)가 상기 챔버 바닥(8)에 구비되어 있으며,
상기 피스톤 로드(11), 상기 밀봉 패킹(15), 및 상기 벽 구조(19)는, 상기 실린더 라이너(4)의 내부를 향한 방향으로 개방된 틈새(36)를 형성하고 있고,
상기 벽 구조(19)는, 피스톤 상향 행정의 시작 동안에 발생되며 상기 실린더 라이너(4)의 하부 에지를 통과하는 분사(blast)가 상기 중간 벽 구조(19)에 의해 반경 방향으로부터 축 방향으로 전환되도록 형성되어 있는,
엔진.
제1항에 있어서,
짝을 이루는 상기 실린더 라이너 내에서 왕복하는 하나 이상의 피스톤을 더 가지고 있으며,
상기 실린더 라이너는 상기 소기 챔버로 노출된 단부를 가지고 있고,
상기 소기 챔버의 벽 구조는 상기 피스톤 로드 주위에 상기 밀봉 수단을 포함하고 있으며,
상기 피스톤 로드는 상기 피스톤과 동시에, 상기 소기 챔버를 상기 피스톤 로드의 일부가 역시 노출되는 다른 공간으로부터 분리하는 상기 밀봉 수단을 통해 축 방향으로 이동되고,
상기 피스톤 또는 상기 피스톤의 가능한 피스톤 링에 의해 휩쓸려지는(swept) 상기 실린더 라이너의 주행 면, 및 가능하게 다른 관련 가동 부품/표면은 유동성 물질로 처리되며,
다르게 채용된 물질 및 매립된 입자를 또한 가능하게 포함하는 상기 유동성 물질의 잉여분은 상기 실린더 라이너의 영역으로부터 해방되고,
상기 소기 챔버 내의 가스 형상의 매체는 그 소용돌이 흐름에 의해, 해방된 상기 유동성 물질의 입자를 상기 피스톤 로드를 향하도록 강제하며,
상기 가스 형상의 매체에 의해 강제된 해방된 상기 유동성 물질의 입자는, 상기 소기 챔버에 연결된 중간 벽 구조에 의한 관성의 효과로 인해, 상기 피스톤 로드에 대한 퇴적이 방지되어, 상기 벽 구조는, 운반하는 상기 가스 형상의 매체가 상기 벽 구조로부터 전환되는 동안에, 충돌에 의해 상기 물질의 상기 입자를 정지시키는,
엔진.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중간 벽 구조로서, 상기 소기 챔버 바닥(8)으로부터 직립하고 상기 피스톤 로드(11)를 둘러싼 스커트(19)가 구비되어 있는, 엔진.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분사는 적어도 부분적으로 상기 실린더 라이너(4)의 내부 주행 표면으로 전환되는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)는 적어도 상부 영역에서, 반경 방향 외향으로 확대된 깔때기 모양인, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)의 상단의 직경은 상기 피스톤 로드(11)의 직경의 1.5 내지 2.5배의 범위에 있는, 엔진.
제6항에 있어서,
상기 스커트(19)의 상단의 직경은 상기 피스톤 로드(11)의 직경의 2배인, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)의 상단의 외경은 확대되어 있고, 상기 스커트의 하단에서의 외경보다 10%까지 큰, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)의 상단은 그 원주를 따라, 상기 피스톤의 최하 위치에서 상기 피스톤(5)에 의해 위로부터 형성된 성형 볼륨 면(shaped volume face) 아래에 위치되어 있는, 엔진.
제9항에 있어서,
상기 스커트(19)의 상단은 상기 실린더 라이너(4)의 최하단 위의 레벨에 도달하고 있는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)의 높이는 조절될 수 있는, 엔진.
제11항에 있어서,
상기 스커트(19)는 높이 방향에서, 서로에 대해 이동될 수 있고 서로에 고정될 수 있는 2개 이상의 섹션(19a, 19b)을 포함하는, 엔진.
제3항에 있어서,
반경 외향 방향에서의 상기 스커트(19)의 돌출은 조절될 수 있어, 상기 스커트(19)는, 상기 스커트(19)가 결과적으로 다른 외경을 가지도록 장착될 수 있게 하는 하나 이상의 가요성 또는 상호 이동 가능한 부품을 가진 구성을 가지고 있는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)는 적어도 부분적으로 판금으로서 생산된, 엔진.
제14항에 있어서,
상기 스커트(19)는, 서로에 대해 고정가능한 2개 이상의 섹션(19c, 19d)을 원주에 포함하는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)는 상기 밀봉 패킹(15)의 상부 플랜지(15a), 또는 상기 밀봉 패킹(15)을 둘러싼 소켓(28)의 상부 전방 단부에 부착되어 있는, 엔진.
제16항에 있어서,
상기 스커트(19)는 그 베이스 위치에 앵글 브래킷(29)이 부착되어 있는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트(19)에, 상기 스커트의 하부 에지에 결합된 하나 이상의 출구 개구(31)가 구비되어 있는, 엔진.
제18항에 있어서,
상기 스커트(19)의 각각의 출구 개구(31)는 상기 스커트 양쪽에, 상기 스커트 앞에 반경 방향 틈새를 가지고 배치된 후드(32), 또는 다른 래버린스 차폐 수단에 의해 보호되고 있는, 엔진.
제3항에 있어서,
운반된 실린더 오일 또는 가능한 다른 잔여 물질을 위한 드레인 출구(22)가 상기 소기 챔버 바닥(8)의 영역에 배치되어 있는, 엔진.
제20항에 있어서,
상기 소기 챔버 바닥(8)에, 상기 드레인 출구(22)와 연통하는 링 채널이 구비되어 있는, 엔진.
제21항에 있어서,
상기 링 채널(23)은 상기 스커트(19) 둘레의 반경 방향 외부에 위치되어 있는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트는, 소기 챔버 벽에 있는 구조물에 착탈 가능하게 고정하기 위한 수단을 가진 전체적으로 관형 형상인, 엔진.
제23항에 있어서,
상기 스커트는 원리상 이음매 없는 로드 주위에 파여져(snapped) 위치 설정을 가능하게 하는 슬릿을 가지고 있는, 엔진.
제24항에 있어서,
상기 스커트는 자유 직립 위치 또는 장착 상황에서 중첩 영역과 함께 나선형 형상을 형성하고 있는, 엔진.
제23항에 있어서,
상기 관형 형상은 2개 이상의 별개의 부품의 연결에 의해 실현되어 있는, 엔진.
제23항에 있어서,
상기 스커트는 상기 관형 형상의 구조의 제1 단부 근처에 위치된 하나 이상의 개구(31)를 가지고 있는, 엔진.
제23항에 있어서,
상기 관형 형상은 일반적으로 원형인, 엔진.
제27항에 있어서,
상기 스커트는 직경이 확장되는 깔때기 형상을 가진 제2 단부 개구를 가지고 있는, 엔진.
제3항에 있어서,
상기 스커트는 상기 피스톤 로드를 둘러싸도록 직립 관형이며 분할가능한 구조로서 형성되어 있고, 상기 피스톤 로드 주위의 상기 밀봉 수단을 위한 하우징 구조 부품과 일체인, 엔진.
제23항에 있어서,
상기 스커트는 상기 스커트(19)를 모호하지 않게 정의하기 위해 저장된 데이터를 포함하는 하나 이상의 태그(tag)를 가지고 있는, 엔진.
가동중인 엔진에서 가스 형상의 매체를 전환하는 방법으로서,
상기 엔진은, 짝을 이루는 실린더 라이너 내에서 왕복하는 피스톤 로드를 가진 하나 이상의 피스톤을 가지고 있으며,
상기 실린더 라이너는 소기 챔버로 노출된 단부를 가지고 있고,
상기 소기 챔버의 벽 구조는 상기 피스톤 로드 주위에 밀봉 수단을 포함하고 있으며,
상기 피스톤 로드는 상기 피스톤과 동시에, 상기 소기 챔버를 상기 피스톤 로드의 일부가 역시 노출되는 다른 공간으로부터 분리하는 상기 밀봉 수단을 통해 축 방향으로 이동되고,
상기 피스톤 또는 상기 피스톤의 가능한 피스톤 링에 의해 휩쓸려지는 상기 실린더 라이너의 주행 면, 및 가능하게 다른 관련 가동 부품/표면은 유동성 물질로 처리되며,
다르게 채용된 물질 및 매립된 입자를 또한 가능하게 포함하는 상기 유동성 물질의 잉여분은 상기 실린더 라이너의 영역으로부터 해방되고,
상기 소기 챔버 내의 가스 형상의 매체는 그 소용돌이 흐름에 의해, 해방된 상기 유동성 물질의 입자를 상기 피스톤 로드를 향하도록 강제하며,
상기 가스 형상의 매체에 의해 강제된 해방된 상기 유동성 물질의 입자는, 운반하는 상기 가스 형상의 매체가 반경 방향으로부터 축 방향으로 전환되는 동안에, 흐르는 상기 물질의 입자를 충돌에 의해 정지시킴으로써, 관성의 효과로 인해, 상기 피스톤 로드에 대한 퇴적이 방지되고,
분사는 적어도 부분적으로 상기 실린더 라이너의 내부 주행 표면으로 전환되는,
가동중인 엔진에서 가스 형상의 매체를 전환하는 방법.