KR200404076Y1 - 베드 플레이트 하부에 장착된 오일 팬을 가지는 크로스헤드타입의 2행정 내연기관 엔진 - Google Patents

Abstract

크로스 헤드 타입의 2행정 내연기관 엔진은 베드 플레이트 아래에 장착된 오일 팬을 가진다. 상기 오일 팬은 엔진이 작동이 작동하는 동안 상기 오일 팬으로부터 윤활유 탱크로 윤활유를 흘려 보내는 적어도 하나의 드레인 구멍을 가진다. 상기 오일 팬은 실린더 보어(B)를 55로 나눈 것보다 작은 벽 두께(t)를 가진 평평한 저부를 가지며, 상기 평평한 저부는 적어도 하나의 경직된 연결부재를 경유하여 메인 베어링용 횡단 지지 구조체에 고정된다.

Description

베드 플레이트 하부에 장착된 오일 팬을 가지는 크로스헤드 타입의 2행정 내연기관 엔진{A two-stroke internal combustion engine of the crosshead type having an oil pan mounted below a bed plate}

본 고안은 베드 플레이트(bed plate) 아래에 장착된 오일 팬, 상기 베드 플레이트의 상부에 장착되며 크로스헤드 슈를 위한 가이드 평면을 가지는 프레임 섹션, 상기 프레임 섹션의 상부에 장착되며 실린더 보어(B)를 가진 실린더 라이너를 지지하는 실린더 섹션을 구비하여, 베드 플레이트는 모든 메인 베어링에서 상기 베드 플레이트의 양측에 관련된 메인 베어링으로부터 저부 플랜지로 연장되며 탈착식 상부 메인 베어링 캡을 위한 지지체가 되는 횡단 지지 구조체를 가지며, 상기 베드 플레이트의 저부 플랜지는 상기 엔진을 엔진 기초에 장착하는 역할을 하는 크로스헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진에 관한 것으로서, 상기 오일 팬은 2개의 길이 방향 측벽, 평평한 저부 및 엔진 작동시에 오일 팬으로부터 윤활유 탱크로 윤활유를 흐르게 하는 적어도 하나의 드레인 구멍을 가지며, 길이 방향 측벽은 상기 측벽의 상단부에서 용접된 조인트를 통하여 베드 플레이트에 고정된다.

이러한 타입의 엔진은 파워플랜트의 제너레이터를 구동하는 고정식 엔진이나 선박의 메인 추진 엔진으로 사용된다. 상기 베드 플레이트 아래에 고정된 오일 팬은 몇가지 목적에 대한 역할을 수행한다. 오일팬은 엔진부로부터 흐르는 윤활유를 수집하여 윤활유 탱크로 향하는 다수의 드레인(drain)으로 윤활유를 배향한다. 상기 오일 팬은 결과적으로 윤활유에 대한 기름통 또는 저장소가 아닌데, 그 이유는 엔진 작동시에 순환하는 윤활유의 량은 상기 오일 팬에 담겨져 있기에는 너무 많기 때문이다. 상기 오일 팬의 중요한 목적은 조작자가 크랭크샤프트나 메인 베어링을 검사, 유지 또는 보수하기 위하여 크랭크 하우징에 들어가거나 커넥팅 로드를 분해할 때, 조작자를 위한 플로어 역할을 수행하는 것이다. 조작자가 안전한 방식으로 크랭크 하우징 내부에 서서 움직일 수 있도록, 상기 오일 팬은 평평한 저부를 가질 필요가 있으며, 상기 윤활유는 조작자가 윤활유에서 간신히 나아가고 윤활유에서 높게 걸음걸이를 옮겨야 하는 경우를 피할 수 있도록 가능한 한 최대로 배출되어야 한다.

상기 평평한 저부의 형상은 본 설계로써 제어하기 힘들다는 문제점이 있다. 상기 오일 팬이 베드 플레이트의 저부에 용접될 때, 상기 오일 팬을 가진 완전한 베드 플레이트는 상기 구조체에서 응력을 완화하도록 열처리된다. 열처리에서, 상기 평평한 저부는 위로 돌출되고 크랭크 하우징 내부에서 보아 볼록하게 되며, 이것은 조작자가 작업을 위하여 들어갈 때 오일 팬에 보다 많은 양의 윤활유가 있게 되도록 윤활유가 드레인 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하고 또한 오일 팬의 제조 및 장착에 소요되는 재료의 양을 절감하는 것이다.

본 고안에 따른 이러한 2행정 내연기관 엔진은, 상기 오일 팬의 평평한 저부가 실린더 보어(B)를 55로 나눈 것보다 작은 벽-두께(t) (t < B/55 mm)를 가지며, 상기 오일 팬의 평평한 저부는 적어도 하나의 경직된 연결 부재를 통하여 상기 베드 플레이트의 상기 횡단 지지 구조체에 고정되는 것을 특징으로 한다. 상기 엔진의 크기 및 평평한 저부의 수평 범위에 비교하여 평평한 저부의 매우 작은 벽-두께로 인하여, 매우 견고한 횡단 지지 구조체 아래에서 정밀한 거리로 평평한 저부를 고정하는 적어도 하나의 경직된 연결 부재를 열처리 한 후에 상기 평평한 저부의 수직 위치를 제어하는 것이 가능해진다. 상기 횡단 지지 구조체는 메인 베어링상의 높은 하중을 상기 베드 플레이트의 저부 플랜지에 전달할 수 있을 정도의 강도와 견고성을 가지며, 이러한 저부 플랜지로부터 상기 하중은 엔진 기초(engine foundation)에 전달되는데, 그 이유는 상기 플랜지가 하향 지지 볼트에 의해 엔진 기초에 고정되어 있기 때문이다. 상기 오일 팬은 상기 메인 베어링으로부터 힘에 의해 영향을 받지 않는데, 그 이유는 이러한 힘은 견고하고 단단한 횡단 지지 구조체에 의해 전달되며, 횡단 구조 지지체 아래의 일정 수직 거리에 평평한 저부를 체결하기 위해 필요한 힘은 횡단 지지 구조체의 단단함과 관련하여 무시할 만한 수진이기 때문이다.

본 고안에 따른 추가적인 중요한 장점은 상기 오일 팬을 제조하는데 소요되는 재료를 약 40% 절감할 수 있다는 것이다. 일실시예로서, 980mm의 실린더 보어를 가진 12개 실린더를 가진 엔진에서, 상기 평평한 저부의 감소된 벽-두께(t)로 인하여 약 5톤(5000kg)의 무게 감소가 가능해진다. 상기 오일 팬과 상기 베드 플레이트 사이의 용접 시임은 (약 64% 까지 부피 감소가 이루어질 수 있음) 이전에 사용된 부피의 절반보다 작은 부피로 감소된다.

일실시예에서, 상기 오일 팬이 상기 오일 팬의 단부 벽을 통하여 베드 플레이트에 연결되는 상기 엔진의 단부로부터 이격되어 베드 플레이트의 모든 횡단 지지 구조체에서 메인 베어링의 영역 아래에 수직하게 위치된 하나의 경직된 연결 부재가 위치된다. 이러한 구조는 상기 엔진의 길이 방향을 따라 오일 팬의 평평한 저부의 매우 높은 수준의 제어 효과를 제공하며, 예를 들어 오일 팬이 하나의 윤활유 드레인을 가지고 윤활유가 드레인에 도달하도록 엔진의 길이의 절반을 통하여 유동할 때 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 오일 팬은 일반적으로 하나 이상의 드레인을 가지며, 일부 실시예에서는, 하나 또는 몇몇개의 횡단 지지 구조체가 경직된 연결 부재 없이 사용될 수 있다. 모든 횡단 지지 구조체에 경직된 연결 부재가 없다면, 실제로 사용된 상기 경직된 연결 부재는 모든 제 2 횡단 지지 구조체에서와 같은 상기 엔진의 길이 방향을 따라 분포된다.

750mm 이상의 대형 보어를 가진 엔진과 이러한 엔진의 넓은 폭에 바람직한 다른 실시예에서, 모든 횡단 지지 구조체에는 서로 로부터 그리고 상기 오일 팬의 길이 방향 측벽으로부터 수평하게 분리되어 적어도 2개의 경직된 연결 부재가 위치되는, 상기 엔진의 단부로부터 이격되어, 적어도 2개의 경직된 연결 부재가 제공된다. 개별 횡단 지지 구조체상에 사용된 경직된 연결 부재의 수평 분리부, 즉 상기 엔진의 횡방향으로의 수평 분리부로 인하여, 상기 오일 팬의 평평한 저부는 몇몇 위치에서의 수직방향으로 그 폭을 가로지르고, 상기 엔진의 횡방향으로 가로질러 평평한 저부의 양호하게 형성된 위치가 얻어지는 위치에 위치된다. 상기 엔진의 길이 방향을 따라 상기 오일 팬의 평평한 저부를 제어하는 정도에 있어서, 단일의 경직된 연결 부재를 사용하는 것에 대하여 동일한 사항이 전술한 바와 같이 적용되는데, 즉, 일부 실시예에서는, 하나 또는 몇몇 상기 횡단 지지 구조체는 경직된 연결 부재를 구비하지 않을 수도 있다. 경직된 연결 부재가 모든 횡단 지지 구조체에 제공되지 않을 때, 실제로 사용된 상기 경직된 연결 부재는 모든 제 2 횡단 지지 구조체에서와 같이 엔진의 길이 방향을 따라 분포되는 것이 바람직하다.

추가적인 실시예는 하나 또는 그 이상의 경직된 연결 부재의 조합을 사용하는데, 적어도 2개의 경직된 연결 부재에서의 일부 횡단 지지 구조체에는 서로로 부터 그리고 상기 오일 팬의 길이 방향 측벽으로부터 수평 분리부가 제공되며, 적어도하나의 횡단 지지 구조체는 어떠한 경직된 연결 부재없이 또는 단지 하나의 경직된 연결 부재만이 제공된다.

바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 상기 연결 부재는 플레이트 형상이며 경직된 연결 부재의 두께 방향이 엔진의 횡방향으로 연장되며 상기 경직된 연결 부재의 폭 방향이 엔진의 길이 방향으로 연장되도록 배향된다. 이러한 실시예가 바람직한 이유는 이러한 배향을 가진 경직된 연결 부재는 엔진의 길이 방향으로 배향된 최장의 단면 치수를 가져서 그 결과 하나의 횡단 지지 구조체에서의 경직된 연결 부재와 이에 인접한 횡단 지지 구조체에서의 경직된 연결 부재 사이의 자유 거리가 짧아지게 된다. 이러한 짧은 자유거리는 두 개의 경직된 연결 부재 사이의 오일 팬의 평평한 저부의 경직도를 증가시키고, 따라서 수직 방향(플레이트 필드의 평면에 수직한 방향)으로 배향된 진동 진폭을 가지는 진동에 대하여 이러한 플레이트 필드의 진동의 고유 진동수를 증가시킨다. 상기 평평한 저부의 진동의 높은 고유 진동수는 엔진에서 진동하면서 회전하는 부분으로부터 엔진 진동에 의해 야기되는 평평한 저면의 방해 진동을 회피하기 위한 장점이 된다.

적어도 하나의 경직된 연결 부재는 플레이트 형상보다는 다른 형상을 가질 수 있지만, 플레이트 형상이 더욱 바람직한데, 그 이유는 다른 플레이트 부재 위에 플레이트 부재를 용접하는 것이 용이하며, 이러한 용접은 경직된 연결 부재가 오일 팬의 평평한 저부와 동일한 벽-두께를 가질 때 가장 용이하기 때문이다.

바람직한 실시예로서, 두 개의 길이 방향 측벽과 오일팬의 평평한 저부는 모두 동일한 벽-두께를 가진다. 이러한 방식으로, 상기 오일 팬을 제조하는데 소요되는 재료는 더욱 양호한 방식으로 사용될 수 있다.

상기 오일 팬은 크랭크 케이스의 오일 미스트(oil mist)가 엔진부의 초과 가열에 의해 점화되는 크랭크 케이스 폭발에서 일어나는 압력파를 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 크랭크 케이스 폭발이 상당히 발생가능성이 낮은 현상이더라도, 일단 폭발이 발생하면 오일 팬이 손상되지 않는다는 점에서 유리하다. 상기 오일 팬의 단부 벽에 압력 완화 밸브를 제공함으로써 이러한 것을 보장하는 것이 가능하지만, 본 고안의 바람직한 실시예에서, 상기 오일 팬은 오일 팬의 평평한 저부보다 큰 벽-두께를 가지는 단부 벽을 그 단부 대신에 가진다.

추가적인 실시예에서, 상기 오일 팬에는 상기 오일 팬의 평평한 저부로부터 상승되며 그 횡방향으로 연장된 적어도 하나의 배플 플레이트가 제공되며, 상기 오일 팬에는, 상기 배플 플레이트의 양측에서, 윤활유 탱크로 윤활유를 흐르게 하는 적어도 하나의 드레인 구멍이 제공된다. 상기 배플 플레이트의 저단부는 상기 평평한 저부상에서 용접되며, 상기 배플 플레이트는 평평한 저부의 전체 폭을 따라 연장되는 것이 바람직하다. 상기 배플 플레이트는 배플 플레이트에 인접한 플레이트 필드의 평평한 저부의 진동의 고유 진동수를 증가시킨다. 상기 엔진의 길이가 긴 경우, 엔진의 길이를 따라 몇 개의 배플 플레이트가 사용될 수 있다.

7개 이상의 실린더를 가지는 대형 엔진에서, 상기 오일 팬은 엔진이 세워졌을 때 단부 대 단부로 결합되는 몇 개의 섹션으로 제조될 수 있다. 상기 오일 팬을 엔진의 길이 방향으로 몇 개의 섹션으로 나누는 장점은, 세워진 지점상으로 위치로 개별 섹션이 보다 용이하게 들어올려질 수 있는 무게를 가진다는 것이다.

본 고안의 다른 특징에서, 상기 오일 팬의 개별 섹션의 평평한 저부와 2개의 길이 방향 측벽은 평평한 저부 및 측벽 사이의 전이 영역에서 만곡되는 플레이트의 단편으로 형성된다. 이로 인하여, 상기 측벽은 그 양측에서 평평한 저부로부터 위로 연장되도록 프레스에서 그것을 만곡하고 롤링 플레이트로 취함으로써 평평한 저부와 측벽의 제조가 가능해진다.

크로스헤드 타입의 내연기관 엔진(1)이 도 1에 도시된다. 프레임 섹션(2)은 베드 플레이트(3)의 상부에 장착되며, 실린더 섹션(4)은 상기 프레인 섹션의 상부에 장착된다. 실린더 라이너(5)는 상기 실린더 섹션에 장착된다.

피스톤(6)은 크로스헤드(8)와 커넥팅 로드(9)를 통하여 크랭크샤프트(11) 상의 크랭크 핀(10)에 연결되는 피스톤 로드(7)상에 장착된다. 상기 크로스 헤드는 수직 연장 가이드 평면(13)상에서 슬라이딩하는 가이드 슈(12)에 의해 횡방향으로 지지된다.

연료 분사 시스템과 배기 밸브(15)를 위한 액튜에이터(14)는 상기 실린더 섹션의 일측에 장착되며, 배기 리시버(16: exhaust receiver), 다수의 터보 챠저(17) 및 소기 에어 리시버(18)는 상기 엔진의 타측상에 장착된다. 엔진의 이러한 작동은 공지되어 있다. 연료 분사 시스템과 배기 밸브의 작동은 전기적으로 제어되거나 도시되지는 않았지만 캠 샤프트에 의해 제어된다.

본 고안에 따른 엔진은 엠에이엔 비앤드더블유 디이젤사의 MC 타입 또는 ME 타입의 제품이거나, 베르트질레사의 술쩨르 RT-flex 타입 또는 술쩨르 RTA 타입의 제품이거나 미쯔비시 중공업의 UEC 타입의 제품이다. 상기 실린더는 예를 들어 300mm 내지 1200mm, 바람직하게는 350mm 내지 1100mm 범위의 보어를 가진다. 예를 들어 상기 엔진은 실린더당 3000 내지 9000kW 범위의 동력을 가지며, 인-라인 타입의 엔진이며, 4 내지 18 개의 실린더, 바람직하게는 5 내지 15개의 실린더를 가진다. 상기 엔진은 압축 행정의 말기에 분사될 때 연료가 자가 점화(self ignition)되는 디이젤 싸이클에 따라 작동하는 것을 의미하는 디이젤 엔진이다. 상기 디이젤 엔진은 다른 디이젤 엔진과는 다른 연료로 작동할 수 있으며, 일반적으로 중연료로 작동되지만, 예를 들어, 가스 또는 부분적으로 기름, 부분적으로 가스에 의해 작동될 수도 있다.

상기 크랭크샤프트는 베드 플레이트(3)의 횡단 지지 구조체(20)에 일체로 형성된 저부 하우징부를 가지는 메인 베어링에 장착된 크랭크샤프트 저어널(19)과, 베어링 스터드 및 너트에 의해 횡단 지지 구조체에 고정된 탈착식 상부 베어링 캡을 구비한다. 각각의 실린더에서, 상기 크랭크샤프트는 2개의 크랭크 아암(21) 및 하나의 크랭크 핀(10)으로 구성된 크랭크 스로우(crank throw)를 가진다. 별도의 대응추(22 : counter weight)는 볼트(23)에 의해 상기 크랭크 핀에 대향하는 상기 크랭크 아암의 단부에 고정될 수 있으며, 상기 대응추는 상기 크랭크 아암에 일체로 형성될 수 있다.

상기 엔진의 거대한 크기로 인하여, 조작자(엔진 승무원)는 작동시에 상기 엔진 내부로 들어갈 필요가 있다. 승무원이 상기 엔진 내부에서 움직일 수 있도록 하기 위하여, 베드 플레이트(3) 및 상기 프레임 섹션(2)에는 상기 엔진 내부의 수직 벽상에서 사다리 형상으로 배열된 고정 계단(24)이 제공된다. 상기 승무원은 상기 프레임 섹션의 측벽의 개구 도어(25)에 의해 상기 엔진의 내부로 접근할 수 있으며, 상기 베드 플레이트의 측벽으로도 접근할 수 있다.

도 2는 선체의 엔진 기초상에 장착된 엔진을 도시한다. 상기 엔진의 길이 방향은 화살표(A)로 표시되며, 상기 크랭크샤프트의 중심선과 나란하다. 상기 엔진의 횡단 방향은 도 1에서 화살표(B)로 표시되며, 이러한 방향은 상기 크랭크샤프트의 중심선에 수직하며 수평 방향으로 배향된다. 상기 엔진 기초는 선박(도 2)의 저부 구조체의 일부이며, 상기 엔지 아래의 이중 저부에는 윤활유 탱크(27)가 위치한다. 펌핑된 상기 윤활유는 엔진 작동시에 상기 베드 플레이트 아래에 장착된 오일 팬(28) 내부로 하향 유동하며, 상기 오일 팬에서, 상기 윤활유는 드레인 개구(29)로 유동하여 윤활유 탱크(27) 내부로 파이프(30)를 통하여 유동한다. 상기 오일 팬의 크기(실린더의 개수) 및 구조에 따라, 상기 오일 팬에는 한 개 또는 복수개의 드레인 개구가 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 오일 팬과 상기 베드 플레이트는 4개의 구간(31a, 31b)으로 구성되며, 상기 오일 팬(28)에는 4개의 드레인 개구(29)가 제공된다. 엔진 작동시에, 윤활유는 윤활유 탱크(27)로부터 공급 파이프(32) 및 윤활유 펌프(33) (도 10)를 통하여 상기 엔진으로 공급되어, 상기 공급 파이프(34) 및 필터(35)는 상기 엔진의 윤활 지점에 압축된 윤활유를 공급한다. 다른 부분 보다 높은 압력으로 윤활유를 공급할 필요가 있는 엔진의 경우에는 추가적인 윤활유 펌프를 사용할 수도 있다. 고압의 윤활유를 필요로 하는 이러한 부분은, 예를 들어, 상기 피스톤의 냉각을 위하여 상기 피스톤에 윤활유를 공급하는 크로스헤드일 수 있다. 상기 윤활유의 온도는 상기 윤활유 냉각기(36)에 의해 조절될 수 있으며, 상기 윤활유는 상기 파이프(36)를 통하여 탱크(27)로부터 윤활유를 도입하는 정제기(미도시)에서 정제된다.

본 고안에 따른 상기 엔진은 상기 엔진을 수직 방향으로 상기 엔진 기초에 고정하는 하향 지지 볼트(37: 도 3) 및 상기 엔진을 수평방향으로 상기 엔진 기초에 고정하는 측부 쐐기에 의해 엔진 기초(26)상에 장착된다. 상기 메인 베어링으로부터의 힘은 각각의 메인 베어링에 제공된 횡단 지지 구조체(20)를 통하여 상기 엔진 기초에 전달된다. 상기 베드 플레이트(3)는 길이 방향 양 측부에 상기 엔진의 길이를 통하여 연장된 저부 플랜지(39)를 구비하며, 이러한 저부 플랜지는 하향 지지 볼트에 의해 상기 엔진 기초에 볼트 고정된다. 이러한 상기 베드 플레이트는 상기 엔진 기초로의 힘 전달을 연속적으로 관리한다.

상기 오일 팬(28)은 상기 베드 플레이트의 상기 저부 플랜지(39)에 장착되며, 상기 메인 베어링으로부터의 힘에 의해 주로 영향을 받지는 않는데, 그 이유는 매우 경직된 횡단 지지 구조체(20)가 상기 엔진 기초에 대한 이러한 힘 전달을 다루기 때문이다. 따라서, 상기 오일 팬은 이러한 힘들 고려하지 않고서 설계될 수 있다. 상기 오일 팬은 상기 드레인으로 윤활유를 유동시키거나 상기 오일 팬에 윤활유를 배출해야하므로, 상기 엔진의 작동에 따른 윤활유의 부피를 고려하지 않고도 설계될 수 있다. 상기 오일 팬의 평평한 저부(40)는 이웃하는 횡단 지지 구조체(20) 사이의 영역, 즉 승무원이 엔진의 내부에서 일할 때에 안전한 발판을 가질 수 있는 상기 크랭크 스로우 아래의 영역에서 연장된다.

상기 오일 팬의 상기 평평한 저부(40)는 도 4에 도시되어 있다. 상기 평평한 저부는 상기 저부의 양측에서 길이 방향 측 벽(41)으로 통하여 상기 베드 플레이트의 저부 플랜지(39)에 연결된다. 각각의 길이 방향 측벽(41)의 상단부는 용접된 조인트(42)를 통하여 상기 베드 플레이트에 연결된다. 상기 용접된 조인트(42)가 적절한 강도를 가지도록 하기 위하여, V-타입의 용접 조인트, 즉 완전 용접된 관통 용접 조인트인 것이 바람직하다.

도 5는 상기 베드 플레이트(3)의 횡단 지지 구조체(20)를 보다 상세히 도시한다. 상기 횡단 지지 구조체(20)는 상기 크랭크샤프트 저어널 위의 영역을 제외하고는 고체 재료의 상기 베드 플레이트의 단부 영역을 커버한다. 상기 메인 베어링 하우징의 저부는 상기 저부 메인 베어링 덮개를 위한 지지 표면이 상기 횡단 지지 구조체(20)의 재료로 바로 가공될 때 상기 횡단 지지 구조체(20)와 일체로 형성된다. 상기 엔진이 세워질 때, 상기 베드 플레이트는 조립되고 상기 저부 메인 베어링 덮개는 장착되어, 상기 크랭크 샤프트는 상기 상부 베어링 덮개를 구비한 상부 베어링 캡이 상기 메인 베어링 하우징의 대응 저부에 장착되어 고정되는 상기 메인 베어링이 따르는 위치 아래로 하강하게 된다.

상기 오일 팬(28)에는 상기 횡단 지지 구조체(20)의 저면(20') 및 평평한 저부에 고정되어 상기 평평한 저부 및 상기 횡단 지지 구조체(20) 사이의 거리를 제어하는 적어도 하나의 경직도니 연결 부재(43)가 제공된다. 상기 평평한 저부는 모서리가 상기 측벽(41)에 의해 수직한 방향으로 체결되는 상기 평평한 저부의 모서리에 관하여 상기 평평한 저부의 중앙부가 돌출하는 형상이 되는 것이 방지된다. 이러한 방식으로, 상기 평평한 저부는 상기 베드 플레이트와 오일 팬을 열처리한 후에 평평한 상태로 유지된다. 상기 횡단 지지 구조체(20)는 상기 오일 팬을 성형하고 용접하는 것으로부터 유래되는 평평한 저부의 잔류 응역이 상기 횡단 지지 구조체(20)에 어떠한 굴곡도 일으키지 않을 수준으로 경직되어 있다. 상기 평평한 저부(40)는 상기 윤활유가 상기 드레인으로 유동하도록 평평한 형상으로 유지된다. 경직된 연결 부재(43)는 상기 드레인 개구의 인접부의 횡단 지지 구조체에 위치되는 것이 바람직하다. 다수의 경직된 연결 부재는 상기 평평한 저부에 몇몇개의 드레인 개구가 형성될 때 사용된다.

상기 평평한 저부(40)는 상기 엔진의 연장된 길이 방향을 따라, 바람직하게는 상기 엔진의 길이 전체를 따라 상기 평평한 저부의 형상을 제어하기 위하여 길이 방향 측벽(41) 사이의 다수의 위치의 상기 횡단 지지 구조체(20)에 대하여 수직하게 체결될 수 있다.

도 6은 다수의 경직된 연결 부재(43), 즉 모든 횡단 지지 구조체(20)에 제공된 두 개의 경직된 연결 부재를 가진 오일 팬을 도시한다. 상기 베드 플레이트의 상기 횡단 지지 구조체(20)는 횡단 지지 구조체(20) 아래에 수직하게 모두 위치되며, 상기 길이 방향 측벽(41)으로부터 소정의 거리에 위치된다. 각각의 횡단 지지 구조체에서의 경직된 연결 부재는 상기 엔진의 횡단 방향(B)의 다른 것으로부터 수평 분리되고, 상기 오일 팬의 길이 방향 측벽(41)로부터 횡방향으로 분리되어 위치된다. 상기 경직된 연결 부재(43)는 예를 들어 상기 횡단 방향의 평평한 저부의 제 3 폭에 대응하는 측벽에 대하여 서로 분리되어 위치되는데, 상기 평평한 저부의 폭의 20 내지 60%의 범위의 상호 분리와 같은 다른 분리 비율도 가능하다. 도 6의 실시예는 700mm 이상의 실린더 보어(B)를 가진 엔진에 특히 적합하다.

도 7은 엔진의 단부를 제외하고는 모든 횡단 지지 구조체(20)에서의 메인 베어링의 영역 아래에 수직하게 위치된 하나의 경직된 연결 부재(43)를 가진 오일 팬을 도시한다. 이러한 실시예에서, 상기 평평한 저부는 모든 횡단 지지 구조체 아래의 고정된 높이에 위치된다. 단지 하나의 경직된 연결 부재(43)만이 상기 횡단 지지 구조체에 제공되므로, 도 5의 기호(CL)에 의해 도시된 엔진의 길이 방향 중심선 아래에 위치되는 것이 바람직하며, 이러한 중심선에 대하여 횡 방향으로 오프셋을 구비한 상기 경직된 연결 부재를 위치시키는 것도 가능하다. 도 6의 실시예는 700mm 이사의 실린더 보어(B)를 가지는 엔진에 특히 적합하다.

도 8은 두 개의 경직된 연결 부재(43)를 통하여 상기 평평한 저부에 연결된 횡단 지지 구조체(20)와, 단지 하나의 경직된 연결 부재(43)를 통하여 상기 평평한 저부에 연결된 횡단 지지 구조체를 결합하여 구비한다.

도 9는 개별적인 경직된 연결 부재(43)의 바람직한 형상을 도시한다. 상기 경직된 연결 부재(43)는 형형한 저부에 용접된 저단부(46)와, 상기 횡단 지지 구조체(20)의 저면(20')에 용접된 상단부(45)를 가진다. 상기 오일 팬에 사용된 상기 경직된 연결 부재는 상기 평평한 저부(40)와 상기 횡단 지지 구조체의 저면 사이의 이상적인 거리에 대응하는 동일한 높이를 가지는 것이 바람직하며, 이러한 이상적인 거리는 상기 길이 방향 측벽(41)의 수직 높이와 동일하다. 그러나, 서로 다른 높이로 경직된 연결 부재(43)를 설계하고, 상기 경직된 연결 부재가 드레인 개구(29)에 인접하게 위치될 때 그 높이가 증가하는 방식으로 장착하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 상기 드레인 개구로의 윤활유 유동이 촉진된다. 그 상단부 및 하단부(45, 46) 에서의 경직된 연결 부재(43)의 폭은 상기 엔진의 길이 방향으로의 횡단 지지 구조체의 연장부에 대응하는 것이 바람직하지만, 그 하단부(46)에서 보다 작거나 보다 큰 폭으로 형성될 수도 있다.

상기 오일 팬에는 상기 오일 팬의 하나의 길이 방향 측벽(41)으로부터 다른 길이 방향 측벽(41)으로 상기 엔진의 횡방향에서 연장되는 하나 이상의 배플 플레이트(44)가 제공된다. 상기 배플 플레이트는 사이 오일 팬의 평평한 저부(40)에 용접되는 저부 모서리에 형성되며, 상기 길이 방향 측벽(41)의 높이보다 낮은 높이를 가져서, 상기 배플 플레이트에 수직하게 위로 위치된 관련 횡단 지지 구조체의 저부와 상기 배플 플레이트의 상부 모서리 사이에는 자유 공간이 형성된다. 선택적인 실시예로서, 상기 배플 플레이트는 횡단 지지 구조체의 저면까지 연장된다. 상기 배플 플레이트는 배플 플레이트의 상부 모서리가 만곡되어 배플 플레이트가 오일 팬의 길이 방향 측벽에 위치된 단부보다 오일 팬의 중앙에서 보다 낮은 높이를 가지게 되도록 성형된다. 상기 배플 플레이트(44)는 상기 측벽(41)에 인접하게 그 상단부에서 절개부(47)를 가질 수 있다.

배플 플레이트와 하나 이상의 경직된 연결 부재가 개별 횡단 지지 구조체 아래에 위치되면, 경직된 연결 부재는 배플 플레이트에 대하여 분리되어 장착되는 대신에 상기 배플 플레이트에 교차하게 된다.

상기 평평한 저부의 벽 두께(t)는 55로 나눈 실린더 보어(B)보다 작다. 이와 같은 매우 얇은 치수의 평평한 저부로 인하여 한편으로 횡단 지지 구조체의 저부에 대한 수직 방향으로 평평한 저부의 위치를 제어하는 것이 용이하며, 다른 한편으로, 선행 기술의 구조체에 소요되는 재료와 비교하여 오일 팬 제조에 사용되는 재료가 현저하게 저감된다. 재료 절감은 이러한 상기 오일 팬의 플레이트와 상기 베드 플레이트 상에 길이 방향 측벽을 용접하는데 소요되는 용접 재료에도 적용된다.

예

엠에이엔 비엔드더블유사의 MC 또는 ME 타입의 엔진에는 아래와 같은 벽 두께의 평평한 저부를 가진 오일 팬이 제공된다.

실린더 보어 벽-두께

350 mm 6 mm

420 mm 6 mm

460 mm 6 mm

500 mm 6 mm

600 mm 8 mm

650 mm 10 mm

700 mm 10 mm

800 mm 13 mm

900 mm 13 mm

980 mm 13 mm

두께(t)가 실린더 보어를 55로 나눈 것보다 작은 상태로 유지된다면 다른 벽 두께도 물론 가능하다. 예를 들어, 500 mm 의 내측 보어를 가진 엔진은 7 mm 또는 8 mm 또는 9 mm 의 두께의 플레이트를 가질 수 있으며, 650 mm의 실린더 보어를 가진 엔진은 11 mm의 두께의 플레이트를 가질 수 있다. 상기 베드 플레이트로의 고정부에서 강한 용점 시임을 얻기 위하여, 상기 벽-두께는 적어도 4 mm 그리고 적어도 약 5 mm 인 것이 바람직하다.

상기 오일 팬이 도 7에 도시된 경직된 연결 부재를 구비한 횡단 지지 구조체에 연결될 때, 실린더 보어는 350 mm 내지 700 mm의 범위에 놓이며, 전술한 벽-두께는 아래의 수치를 가진 평평한 저면(40)의 고유 주파수로 사용된다.

실린더 보어 고유 주파수

350 mm 39.6 Hz

420 mm 28.8 Hz

460 mm 25.8 Hz

500 mm 25.2 Hz

600 mm 37.5 Hz

650 mm 36.3 Hz

700 mm 35.6 Hz

상기 오일 팬이 도 8에 도시된 바와 같이 경직된 연결 부재를 구비한 횡단 지지 구조체에 연결될 대, 전술한 벽-두께는 아래의 수치를 가진 평평한 저부의 고유 주파수를 사용할 수 있다.

실린더 보어 고유 주파수

350 mm 82.2 Hz

800 mm 34.9 Hz

900 mm 31.9 Hz

980 mm 24.2 Hz

이러한 고유주파수의 수치는 상기 오일 팬의 평평한 저부의 불필요한 진동을 회피하는데 있어서 완전히 만족스러운 수치이다.

본 고안의 전술한 설명에서 언급된 바와 같이, 본 고안은 오일 팬의 단부 벽(48)이 평평한 저부(40) 보다 큰 벽-두께를 가지도록 상기 오일 팬을 제조하는데 바람직하다. 예를 들어 적절한 벽-두께는 상기 엔진의 실린더 보어에 따라 아래와 같이 될 수 있다.

실린더 보어 단부 벽의 벽-두께

350 mm 10 mm

420 mm 10 mm

460 mm 10 mm

500 mm 10 mm

600 mm 13 mm

650 mm 16 mm

700 mm 16 mm

800 mm 19 mm

900 mm 22 mm

980 mm 22 mm

단부벽의 이러한 바람직한 벽-두께에 의하면, 단부 벽에 압력 완화 밸브를 사용하는 것을 회피하는 것이 가능하다.

첨부된 청구범위 내의 본 고안에 따른 실시예에서 다양한 변형례를 만들 수 있다. 일실시예로서, 경직된 연결 부재는 횡단 지지 구조체 아래에서 수직하게 장착될 필요가 없지만, 대신에 수직한 방향에 대하여 경사지게 장착될 수 있다. 상기 경직된 연결 부재는 보다 두꺼운 벽-두께와 같은 평평한 저부의 벽-두께인 다른 벽-두께를 가질 수 있다. 또한 플레이트 형상보다는 다른 형상으로 경직된 연결 부재를 제조할 수 있는데, 선택적으로는 관형상이나 사각형 단면이 사용될 수도 있다.

상기 오일 팬은 단일 섹션으로 제조될 수 있지만 도 2 에 도시된 바와 같이 완전한 오일 팬에 단일화되도록 단부 대 단부가 연결되는 2 내지 6의 범위의 섹션의 개수일 수 있지만 4일 필요는 없는 몇 개의 섹션(31b)으로 제조될 수 있다.

본 고안에 따른 실시예의 상세한 예시는 아래의 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 엔진의 부분 단면도이다.

도 2는 선박의 엔진 기반의 탱크 상부상에 장착된 엔진의 저부의 측면도이다.

도 3은 상기엔진 기판에서 하향 지지 볼트의 영역을 통한 상세 단면도이다.

도 4는 하부로부터 경사지게 바라본 오인 팬의 도면이다.

도 5는 횡단 지지 구조체를 향하여 바라본 베드 플레이트를 통한 단면도이다.

도 6 내지 8은 절단된 베드 플레이트 위로부터 경사진 방향으로 바라본 오일 팬의 3가지 다른 실시예의 도면이다.

도 9는 경직된 연결부재의 측면도이다.

도 10은 본 고안에 따른 엔진의 윤활유 시스템의 다이아그램이다.

Claims (11)

1. 베드 플레이트 아래에 장착된 오일 팬, 상기 베드 플레이트 상부에 장착되며 크로스 헤드용 가이드 평면을 가지는 프레임 섹션, 및 상기 프레임 섹션의 상부에 장착되며 상기 실린더 보어(B)를 가지는 실린더 라이너를 지지하는 실린더 섹션을 가진 크로스헤드 타입의 2행정 내연기관 엔진으로서, 베드 플레이트는 관련된 메인 베어링으로부터 베드 플레이트의 양측의 저부 플랜지로 연장되며 탈착식 상부 메인 베어링 캡용 지지체인 횡단 지지 구조체를 모든 메인 베어링에서 구비하며, 상기 베드 플레이트의 저부 플랜지는 엔진 기초에 엔진을 장착하는 역할을 하며, 상기 오일 팬은 2개의 길이방향 측벽, 평평한 저부, 및 엔진 작동시에 오일 팬으로부터 윤활유 탱크로 윤활유를 흐르게 하는 적어도 하나의 드레인 구멍을 구비하며, 길이 방향 측벽은 상기 측벽의 상단부에서 용접 결합부를 통하여 베드 플레이트에 고정되는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진에 있어서,

   상기 오일 팬의 평평한 저부는 실린더 보어(B)를 55로 나눈것보다 작은 벽-두께(t) (즉 t < B/55)를 가지며, 상기 오일 팬의 평평한 저부는 적어도 하나의 경직된 연결 부재를 통하여 베드 플레이트의 상기 횡단 지지 구조체에 고정되는 것을 특징으로 하는 크로스헤드 타입의 2행정 내연기관 엔진.
2. 제 1 항에 있어서,

   엔진의 단부로부터 이격된 모든 횡단 지지 구조체에서, 상기 메인 베어링의 영역 아래로 수직하게 위치된 하나의 경직된 연결 부재가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
3. 제 1 항에 있어서,

   적어도 2개의 경직된 연결 부재는 엔진의 단부로부터 이격된 모든 횡단 지지 구조체에 제공되며, 적어도 2개의 경직된 연결 부재는 서로로 부터 그리고 오일 팬의 길이 방향 측벽으로부터 수평하게 분리되어 위치된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
4. 제 1 항에 있어서,

   일부 횡단 지지 구조체에서, 적어도 2개의 경직된 연결 부재에는 서로로 부터 그리고 상기 오일 팬의 길이 방향 측벽으로부터 수평하게 분리되어 제공되며, 적어도 하나의 횡단 지지 구조체는 어떠한 경직된 연결 부재도 구비하고 있지 않거나 단지 하나의 경직된 연결 부재만이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   적어도 하나의 경직된 연결 부재는 플레이트 형상이며, 경직된 연결 부재의 두께 방향은 엔진의 횡방향으로 연장되며 상기 경직된 연결 부재의 폭방향은 엔진의 길이 방향으로 연장되도록 배향되는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
6. 제 5 항에 있어서,

   적어도 하나의 경직된 연결 부재는 상기 오일 팬의 평편한 저부와 거의 동일한 벽-두께를 가지는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드타입의 2행정 내연 기관 엔진.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   2개의 길이 방향 측벽과 상기 오일 팬의 평평한 저부는 동일한 벽-두께를 가지는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   양측 단부에서, 상기 오일 팬은 오일 팬의 평평한 저부보다 두꺼운 벽-두께를 가지는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 오일 팬에는 상기 오일 팬의 평평한 저부로부터 상승되며 그 횡방향으로 연장된 적어도 하나의 배플 플레이트가 제공되며, 상기 오일 팬에는, 그 배플 플레이트의 양측에서, 윤활유 탱크에서 윤활유를 흐르게 하는 적어도 하나의 드레인 구멍이 제공되는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 오일 팬은 엔진 작동시에 단부 대 단부가 결합되는 몇몇 섹션으로 제조되는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 오일 팬의 각 섹션에서, 2개의 길이 방향 측벽과 평평한 저부는 평평한 저부와 측벽 사이의 전이 영역에서 만곡되는 일체의 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스 헤드 타입의 2행정 내연 기관 엔진.