KR101695250B1 - 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템 - Google Patents

가스 터어빈 엔진용 오일 시스템 Download PDF

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Abstract

가스 터어빈 엔진용 오일 시스템을 개시한다. 본 발명은 윤활 오일이 저장되는 오일 탱크;와, 오일 탱크와 연결되어서, 오일 탱크 내의 오일 미스트를 포함하는 공기를 제거하는 미스트 필터;를 포함하되, 오일 탱크와, 미스트 필터 사이에는 복수의 배관이 배치되며, 미스트 필터의 입구에는 배관과 연결되며, 오리피스가 설치된 연결관을 포함한 것으로서, 오작동으로 인하여 오일 탱크에 저장된 오일이 미스트 필터로 역류되는 것을 방지함에 따라 오일 시스템의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

Description

가스 터어빈 엔진용 오일 시스템{Oil system for gas turbine engine}
본 발명은 오일 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오작동으로 인한 오일이 미스트 필터 내로 유입되는 것을 차단한 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 가스 터어빈 엔진은 군사용 엔진, 항공기용 엔진, 산업용 엔진 등으로 사용되며, 압축부에서 압축된 공기에 연료를 혼합후 연소시킴으로써 추진력이나 동력을 획득한다.
가스 터어빈 엔진은 고압의 공기에 연료를 혼합하고 연소시키므로, 고온 고압의 영역이 존재한다. 따라서, 구동중 부품의 손상을 방지하기 위하여 윤활이나 냉각이 필요한 영역에는 오일을 공급하게 된다.
그런데, 외부로부터 진동이나 충격이 전달될 경우, 오일 탱크에 저장된 오일이 출렁거려서 각 부품 간에 형성된 오일 시스템의 배관을 통하여 오일 미스트 필터 등에 역류할 수 있다.
한편, 한국공개특허 제2011-0014816호의 "오일 탱크의 구즈넥 배기 시스템"은 오일 탱크 내부의 압력을 제어하기 위한 배기 시스템을 제공한다. 제2011-0014816호에 따르면, 오일 탱크의 배기 과정에서 공기와 함께 배출하는 유적을 효율적으로 회수할 수 있다. 그러나, 제2011-0014816호에는 미스트 필터에 유적이 진입하는 구성이 개시되어 있지 않다.
본 발명은 미스트 필터의 입구측에 오일의 유입을 차단하는 부품을 설치한 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템은,
윤활 오일이 저장되는 오일 탱크;와,
상기 오일 탱크와 연결되어서, 상기 오일 탱크 내의 오일 미스트를 포함하는 공기를 제거하는 미스트 필터;를 포함하되,
상기 오일 탱크와, 미스트 필터 사이에는 복수의 배관이 배치되며,
상기 미스트 필터의 입구에는 상기 배관과 연결되며, 오리피스가 설치된 연결관을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 배관은 상기 오일 탱크로부터 상기 연결관으로 오일 미스트를 포함하는 공기 및 역류된 오일이 유동하는 경로를 제공하는 제 1 배관과, 상기 오리피스에 의하여 미스트 필터 내로 유동이 차단된 역류된 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 제 2 배관을 포함한다
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 배관과, 상기 제 2 배관은 다같이 연결관에 연결되며, 상기 제 1 배관이 상기 2 배관보다 상부에 위치한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 배관의 일단은 오일 탱크 내부의 공간인 상부 영역에 연결되며, 타단은 상기 연결관에 연결되며, 상기 제 2 배관의 일단은 오일 탱크 내부의 하부 영역에 오일에 접하도록 연결되며, 타단은 상기 연결관에 연결된다.
일 실시예에 있어서, 상기 오리피스는 상기 미스터 필터와 제 1 배관 사이에 위치한다.
일 실시예에 있어서, 오일 펌프에 의하여 유동하는 오일 순환 경로 상에는 상기 오일 탱크로부터 유동하는 오일이 유입 및 배출되는 발전기, 엔진, 및 상기 발전기와 엔진을 서로 결합하는 연결부가 설치되고, 상기 오일 탱크는 상기 배관을 통하여 오일 미스트를 포함하는 공기를 배출하는 미스트 필터에 연결된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템은,
윤활 오일을 저장하는 오일 탱크;
상기 오일 탱크와 연결되며, 오일 펌프에 의하여 유동하는 오일이 유동하는 오일 순환 경로 상에 설치된 발전기, 엔진, 상기 발전기와 엔진을 결합하는 연결부를 구비하는 운일 순환 유니트;
상기 오일 탱크에 대하여 복수의 배관에 의하여 연결되며, 오일 미스트를 포함하는 공기를 제거하는 미스트 필터; 및
상기 오일 탱크로부터 상기 미스트 필터로 역류된 오일을 차단하는 오리피스를 가지는 연결관;을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 싱기 복수의 배관은 상기 오일 탱크로부터 상기 연결관으로 오일 미스트를 포함한 공기나, 역류된 오일이 유동하는 경로를 제공하는 제 1 배관과, 상기 오리피스에 의하여 미스터 필터 내로 유입이 차단된 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 제 2 배관을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 연결관은 상기 미스터 필터의 입구에 설치되며, 상기 제 1 배관 및 제 2 배관이 다같이 연결된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 배관은 상기 제 2 배관보다 연결관의 상부측에 위치하며, 상기 제 1 배관의 일단은 오일 탱크 내부의 공간인 상부 영역에 연결되며, 타단은 상기 연결관에 연결되며, 상기 제 2 배관의 일단은 오일 탱크 내부의 하부 영역에 오일에 접하도록 연결되며, 타단은 상기 연결관에 연결된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템은 오작동으로 인하여 오일 탱크에 저장된 오일이 미스트 필터로 역류되는 것을 방지함에 따라 오일 시스템의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 시스템을 도시한 구성도,
도 2는 도 1의 오일 탱크와 미스트 필터가 연결된 것을 도시한 구성도,
도 3은 도 2의 미스트 필터를 확대하여 도시한 구성도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템(100)을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 가스 터어빈 엔진용 오일 시스템(100)은 오일 탱크(110), 오일 펌프(120), 미스트 필터(130), 배관(140)을 포함한다.
오일 순환 경로(150) 상에는 오일 탱크(110)가 설치되어 있다. 상기 오일 탱크(110)에 저장된 오일은 구동 모우터(160)의 구동력에 의하여 오일 펌프(120)로부터 펌핑되어서 상기 오일 순환 경로(150) 상으로 유동가능하다. 상기 오일 순환 경로(150) 상에는 발전기(170), 엔진(180), 및 상기 발전기(170)와 엔진(180)을 연결시키는 연결부(190) 등의 오일 순환 유니트가 설치되어 있다. 상기 오일은 상기 발진기(170), 엔진(180) 및 상기 연결부(190)로 유동된다.
한편, 상기 연결부(190)의 일측에는 미스트 필터(130)가 설치되어 있다. 상기 미스트 필터(130)는 오일 미스트에 의하여 상기 오일 탱크(110) 내부의 압력이 높아지는 것을 방지하기 위하여 설치되어 있다. 상기 미스트 필터(130)는 배관(140)에 의하여 오일 탱크(110)에 연결되어 있어서, 오일 미스트가 포함된 공기를 대기로 배출가능하다.
상기와 같은 구성을 가지는 오일 시스템(100)의 오일의 순환 경로를 설명하면 다음과 같다.
오일 탱크(110)에 저장된 오일은 오일 펌프(120)의 펌핑에 의하여 오일 순환 경로(150) 상으로 유동하게 된다. 상기 오일 펌프(120)는 구동 모우터(160)의 구동력에 의하여 작동가능하다.
오일 순환 경로(150) 상으로 유동된 오일은 발전기(170), 엔진(180), 및 상기 발전기(170)와 엔진(180)을 연결시키는 연결부(190)의 각 부분으로 공급된다. 상기 발전기(170), 엔진(180), 및 연결부(190)를 거쳐서 윤활이 끝난 오일은 다시 오일 탱크(110)로 회수된다.
한편, 상기와 같은 구성을 가지는 오일 시스템(100)의 공기 및 오일 미스트의 배출 경로를 설명하면 다음과 같다.
오일 탱크(110)와 엔진(180)의 각 부분의 압력 균형을 조절하기 위해서는 오일 탱크(100) 내부의 공기를 외부와의 소통이 요구된다. 이에 따라, 오일 탱크(110)의 내부로부터 발생된 오일 미스트를 포함한 공기는 배관(140)을 통하여 유동하게 된다. 배관(140)을 통하여 유동되는 공기에 혼합되어 있는 오일 미스트는 미스트 필터(130)를 통하여 미스트 필터(130) 내에 액적은 포집되고, 공기는 외부로 배출된다.
이때, 외부로부터 오일 시스템(100)에 진동이나 충격이 가해질 경우, 오일 탱크(110) 내에 저장되어 있는 오일의 출렁임으로 인하여 오일이 상기 배관(140)을 통하여 미스트 필터(130)를 통하여 역류될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 미스트 필터(130)의 입구측에는 오일의 유입을 차단할 수 있는 장치가 설치되어 있다.
보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 오일 탱크(110)와 미스트 필터(130)가 연결된 것을 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 미스트 필터(130)를 확대하여 도시한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 미스트 필터(130)는 오일 미스트를 포함한 공기로 인하여 오일 탱크(110) 내부의 압력이 높아지는 것을 방지하기 위하여 오일 탱크(110)의 상부에 설치되어 있다.
상기 미스트 필터(130)는 배관(140)에 의하여 상기 오일 탱크(110)에 연결되어 있다. 상기 배관(140)은 제 1 배관(141)과, 제 2 배관(142)을 포함한다. 상기 제 1 배관(141)와 제 2 배관(142)은 다같이 오일 탱크(110)와 미스트 필터(130) 사이에 설치되어 있다
이때, 상기 제 1 배관(141)은 오일 탱크(110) 내의 오일 미스트를 포함하는 공기를 오일 탱크(110)의 외부로 배출시키기 위하여 설치되어 있다. 상기 제 1 배관(141)의 일단은 상기 오일 탱크(110) 내부에 저장된 오일(111)에 접촉하지 않도록 상기 오일 탱크(110) 내의 공간인 상부 영역(112)에 연결되어 있다. 상기 제 1 배관(141)의 타단은 미스트 필터(130)의 입구에 결합된 연결관(210)에 연결되어 있다.
이에 따라, 상기 오일 탱크(110) 내에 존재하는 오일 미스트를 포함한 공기는 상기 제 1 배관(141)을 통하고, 상기 연결관(210)을 경유하여 상기 미스트 필터(130) 내로 유동 가능하다.
한편, 외부의 진동이나 충격으로 인하여 오일 탱크(110) 내부에 저장된 오일(111)이 불가피하게 상기 제 1 배관(141)을 통하여 연결관(210)으로 유동할 수도 있을 것이다.
상기 제 2 배관(142)은 연결관(210)으로 불가피하게 유동된 오일(111)을 회수하기 위하여 설치되어 있다. 상기 제 2 배관(142)의 일단은 상기 오일 탱크(110) 내부에 저장된 오일(111)에 접하도록 상기 오일 탱크(110) 내의 하부 영역(113)에 연결되어 있다. 상기 제 2 배관(142)의 타단은 미스터 필터(130)의 입구에 결합된 상기 연결관(210)에 연결되어 있다.
이때, 상기 제 2 배관(142)의 타단은 상기 제 1 배관(141)의 타단보다 하부 측에 위치하고 있다. 이에 따라, 상기 연결관(210)으로 유동된 오일(111)은 제 2 배관(142)을 통하여 다시 오일 탱크(110) 내로 회수 가능하다.
이때, 상기 연결관(210)으로 유동된 오일(111)이 미스트 필터(130) 내부로 유입되는 것을 차단하기 위하여, 상기 연결관(210)에는 별도의 차단 부재, 예컨대, 오리피스(211)가 설치되어 있다.
즉, 상기 미스트 필터(130)의 입구에는 상기 제 1 배관(141)의 타단 및 제 2 배관(142)의 타단이 연결되는 연결관(210)이 설치되어 있다. 상기 연결관(210)의 내부에는 오리피스(211)가 설치되어 있다. 상기 연결관(210) 내의 공간(212)으로 유입된 오일(111)은 상기 오리피스(211)로 인하여 유량이 감소되고, 저항이 유발되어서 상측에 위치한 미스트 필터(130) 내부로 유입되지 못하고, 하측에 위치한 제 2 배관(142)을 통하여 오일 탱크(110)로 복귀 가능하다.
상기와 같은 구성을 가지는 오일 시스템(100)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 외부의 진동이나 충격이 없는 정상적인 운전 상태인 경우, 상기 오일 탱크(110) 내부의 공간인 상부 영역(112)에 존재하는 오일 미스트를 포함한 공기는 상기 제 1 배관(141)을 통하여 유동하게 된다. 제 1 배관(141)을 통하여 유동하는 오일 미스트를 포함한 공기는 상기 연결관(210)을 경유하여 상기 미스트 필터(130)로 유입되고, 액적은 미스트 필터(130)에 의하여 포집되고, 공기는 미스터 필터(130)를 통하여 외부로 배출된다.
이와 달리, 외부의 진동이나 충격이 가해질 경우, 상기 오일 탱크(110) 내의 오일(111)은 출렁이게 된다. 이에 따라, 오일(111)은 상기 제 1 배관(141)의 일단을 통하여 불가피하게 유동하게 된다. 제 1 배관(141)을 통하여 유동된 오일(111)은 상기 연결관(210) 내의 공간(212)으로 유동하게 된다.
상기 연결관(210) 내로 역류된 오일(111)은 상기 연결관(210)에 설치된 오리피스(211)에 의하여 유량이 감소되고, 저항이 발생하게 되어서 연결관(210)의 상측에 설치된 미스터 필터(130) 내로 유입하지 못하게 된다. 그 대신에, 상기 오일(111)은 제 1 배관(141)의 하측에 설치된 제 2 배관(142)의 타단을 통하여 유동하게 된다. 이에 따라, 역류된 오일(111)은 다시 오일 탱크(110) 내부의 하부 영역(113)으로 회수 가능하다.
100...오일 시스템 110...오일 탱크
112...상부 영역 113...하부 영역
120...오일 펌프 130...미스트 필터
140...배관 141...제 1 배관
142...제 2 배관 150...오일 순환 경로
160...구동 모우터 170...발전기
180...엔진 190...연결부
210...연결관 211...오리피스

Claims (10)

  1. 윤활 오일이 저장되는 오일 탱크;와,
    상기 오일 탱크와 연결되어서, 상기 오일 탱크 내의 오일 미스트를 포함하는 공기를 제거하는 미스트 필터;를 포함하되,
    상기 오일 탱크와, 미스트 필터 사이에는 복수의 배관이 배치되며,
    상기 미스트 필터의 입구에는 상기 복수의 배관에 연결되고, 오리피스가 내부에 설치된 연결관이 배치되며,
    상기 복수의 배관은 상기 오일 탱크로부터 상기 연결관으로 오일 미스트를 포함하는 공기 및 역류된 오일이 유동하는 경로를 제공하는 제 1 배관과, 상기 오리피스에 의하여 미스트 필터 내로 유동이 차단된 역류된 오일을 상기 오일 탱크로 회수하는 제 2 배관을 포함하되,
    상기 제 1 배관과, 상기 제 2 배관은 다같이 연결관에 연결되며,
    상기 제 1 배관은 상기 제 2 배관보다 상부에 위치하며, 상기 연결관으로 역류된 오일은 상기 제 2 배관을 통하여 다시 오일 탱크로 회수하는 가스 터빈 엔진의 오일 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배관의 일단은 오일 탱크 내부의 공간인 상부 영역에 연결되며, 타단은 상기 연결관에 연결되며,
    상기 제 2 배관의 일단은 오일 탱크 내부의 하부 영역에 오일에 접하도록 연결되며, 타단은 상기 연결관에 연결된 가스 터빈 엔진의 오일 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    오일 펌프에 의하여 유동하는 오일 순환 경로 상에는 상기 오일 탱크로부터 유동하는 오일이 유입 및 배출되는 발전기, 엔진, 및 상기 발전기와 엔진을 서로 결합하는 연결부가 설치되고,
    상기 오일 탱크는 상기 배관을 통하여 오일 미스트를 포함하는 공기를 배출하는 미스트 필터에 연결된 가스 터빈 엔진의 오일 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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