KR20130059687A - 비상연료 공급장치용 펌프 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 관한 것으로서, 내부공간(10a,10b)을 이분시키는 격벽(11)과, 상기 이분된 내부공간(10a,10b)을 연통시키도록 격벽(11) 상에 관통 형성된 연통부(11a)와, 상기 격벽(11)의 일측 내부공간으로 외부의 유체가 유입되도록 하는 유입구(12) 및 상기 격벽(11) 타측 내부공간의 유체가 외부로 유출되도록 하는 유출구(13)가 마련된 하우징(10)과, 상기 연통부(11a)에 배치되어 유입구(12)를 통해 유입된 일측 내부공간(10a)의 유체를 타측 내부공간(10b)으로 이송시키기 위한 유체이송부(20)를 포함하여 구성으로 되어 있다.
따라서, 하우징 격벽의 연통부에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부를 스크류 방식으로 적용함으로써, 특히 유체 중 공해 배출량이 적은 저점도, 저황연료인 엠지오 사용에 적합하여 환경 규제에 적절히 대응할 수 있게 됨은 물론 기존의 기어 방식에 의한 유체 이송시 발생되었던 내구성 문제도 해결할 수 있게 되면서 이에 따른 전반적인 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

비상연료 공급장치용 펌프 구조{Pump structure for emergence fuel supply apparatus}

본 발명은 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징 격벽의 연통부에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부를 스크류 방식으로 적용함으로써, 특히 유체 중 공해 배출량이 적은 저점도, 저황 연료인 엠지오 사용에 적합하여 환경 규제에 적절히 대응할 수 있게 됨은 물론 기존의 기어 방식에 의한 유체 이송시 발생되었던 기어 회전간 기계적 마찰이 발생되지 않아 그 결과 내구성이 뛰어나게 되는 동시에 고속회전에도 적합하게 되면서 이에 따른 전반적인 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 관한 것이다.

일반적으로 비상연료 공급장치는 선박용 기관실에 반드시 구비되어야 하는 필수 장비이며, 이는 선박의 블록 아웃(Block Out) 상황 발생시 발전기 엔진에 연료를 공급하는 역할을 한다.

그리고, 비상연료 공급장치의 펌프는 전기로 구동하는 모터가 아닌 공기 압축기 내부의 압축공기를 이용하여 구동되는 펌프이어야 한다.

그리고, 블록 아웃 상황시 선실 내부에는 전기를 생산하는 장비 자체가 사용이 불가함으로 비상연료 공급장치의 주 사용 연료는 대부분 엠디오(MDO: 마린 디젤오일)이다.

이는 야드에 설치되는 추가 보기 장비가 많이 필요한 HFO(heavy fuel oil)에 비하여 상대적으로 관리, 사용이 편하기 때문이다.

하지만, 갈수록 전 세계적으로 환경 규제가 강화되고 있어 선주사들은 MDO 보다 공해 배출량이 적은 MGO의 사용 빈도를 높이고 있다.

일반적인 비상용 발전기의 구성은, 도 1에서 나타낸 것과 같이, 대략적으로 에어모터를 갖는 펌프(3), 필터(미도시), 여과기(5), 감압밸브(7) 등으로 구성되어 있다.

상기 감압밸브(7)는 야드에서 기존에 구성되어 있는 30bar용 압축 공기를 비상연료 공급장치의 에어모터의 사용압력(5~7bar)과 유사하게 줄여 주는 역할을 한다.

상기 필터는 압축공기에 포함되어 있는 유분 및 수분을 걸러주는 역할을 한다.

도 2에서 나타낸 것과 같이, 종래 기술의 비상연료 공급장치의 펌프(3)는 기어 타입 펌프로서, 하나의 구동기어(3a)와 하나의 종동기어(3b)가 맞물려 돌아가면서 압력차를 발생시켜 유체를 이송시킨다.

이러한 펌프(3)에 저점도(1.5cst), 저황 연료인 엠지오(MGO: Marine Gas Oil)를 사용하여 요구 압력(6bar)을 내는 것은 펌프의 내구성에 문제를 일으키는 요인이 된다. 즉, 기어 타입의 펌프는 두 개의 기어(3a,3b)가 서로 부딪히는 부분이 발생하기 마련이며, 기존의 연료(엠디오: 마린 디젤오일)는 사용시 이 연료 내부의 황성분이 윤활 역활을 하여 두 기어(3a,3b)가 부딪히는 부분의 윤활을 도와주게 되는데, 저황 연료인 MGO는 윤활 성분이 떨어져 장시간 운전시 기어에 손상을 초래할 수 있기 때문에다.

또한, 종래의 기어 펌프를 이용하여 저점도 연료를 동일 압력으로 토출시키기 위해서는 빠른 회전속도(3000rpm) 이상이 요구된다.

그러나, 종래의 기어 펌프를 3000rpm 이상 회전시키게 되면 기어 양단, 흡입/토출부 사이에 급격한 압력 변화가 생기게 되고, 이로 인해 흡입부 기어에 공동(Cavitation)이 발생하게 되어 결과적으로 기어의 내구성을 떨어뜨리게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 하우징 격벽의 연통부에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부를 스크류 방식으로 적용함으로써, 특히 유체 중 공해 배출량이 적은 저점도, 저황연료인 엠지오 사용에 적합하여 환경 규제에 적절히 대응할 수 있게 됨은 물론 기존의 기어 방식에 의한 유체 이송시 발생되었던 내구성 문제도 해결할 수 있게 되면서 이에 따른 전반적인 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 비상연료 공급장치용 펌프 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비상연료 공급장치용 펌프 구조는 내부공간을 이분시키는 격벽과, 상기 이분된 내부공간을 연통시키도록 격벽 상에 관통 형성된 연통부와, 상기 격벽의 일측 내부공간으로 외부의 유체가 유입되도록 하는 유입구 및 상기 격벽 타측 내부공간의 유체가 외부로 유출되도록 하는 유출구가 마련된 하우징 및 상기 연통부에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부를 포함하여 구성되는 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 있어서, 상기 유체이송부는 스크류 방식을 적용하여 유체를 이송시키도록 된 것을 특징으로 하다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 있어서, 상기 유체이송부는, 상기 격벽의 연통부에 배치되는 스크류; 상기 스크류의 양단에서 각각 길이방향으로 연장되어 그 일단부는 상기 하우징 내 벽면에 축 회전 가능하게 지지되고, 그 타단부는 하우징 외부로 노출되어 축 회전 동력을 전달받도록 된 회전축을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 있어서, 상기 하우징 내벽면에 지지되는 회전축의 일단부 외주면에 축 회전 지지를 위한 베어링이 마련될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 있어서, 상기 스크류의 유입측 내부공간을 향하는 스크류날은 상기 유입측 내부공간 내의 유체가 상기 스크류로 원활하게 유입되도록 상기 연통부 외측 단부보다 돌출되어 상기 유입측 내부공간으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 있어서, 상기 스크류의 유출측 내부공간을 향하는 스크류날은 상기 연통부 내의 유체가 상기 유출측 내부공간 내로 원활하게 유출되도록 상기 연통부 외측 단부보다 돌출되어 상기 유출측 내부공간으로 연장 형성될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 비상연료 공급장치용 펌프 구조는 하우징 격벽의 연통부에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부를 스크류 방식으로 적용함으로써, 특히 유체 중 공해 배출량이 적은 저점도, 저황연료인 엠지오 사용에 적합하여 환경 규제에 적절히 대응할 수 있게 됨은 물론 기존의 기어 방식에 의한 유체 이송시 발생되었던 내구성 문제도 해결할 수 있게 되면서 이에 따른 전반적인 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

도 1은 일반적인 비상연료 공급장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 비상연료 공급장치용 펌프의 유체이송부를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상연료 공급장치용 펌프 구조를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상연료 공급장치용 펌프의 유체이송부를 나타낸 개략사시도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비상연료 공급장치용 펌프 구조는 내부공간(10a,10b)을 이분시키는 격벽(11)과, 상기 이분된 내부공간(10a,10b)을 연통시키도록 격벽(11) 상에 관통 형성된 연통부(11a)와, 상기 격벽(11)의 일측 내부공간으로 외부의 유체가 유입되도록 하는 유입구(12) 및 상기 격벽(11) 타측 내부공간의 유체가 외부로 유출되도록 하는 유출구(13)가 마련된 하우징(10)과, 상기 연통부(11a)에 배치되어 유입구(12)를 통해 유입된 일측 내부공간(10a)의 유체를 타측 내부공간(10b)으로 이송시키기 위한 유체이송부(20)를 포함하여 구성으로 되어 있다.

여기서, 상기 유체이송부(20)는 이른바 스크류 방식을 적용하여 유체를 이송시키도록 되어 있다.

상기 유체이송부(20)는, 상기 격벽(11)의 연통부(11a)에 배치되는 스크류(21)와, 상기 스크류(21)의 양단에서 각각 길이방향으로 연장되어 그 일단부는 상기 하우징(10) 내 벽면에 축 회전 가능하게 지지되고, 그 타단부는 하우징(10) 외부로 노출되어 고속 축 회전(대략 3000rpm 정도) 동력을 전달받도록 된 회전축(22)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 스크류(21)는 원기둥 형상의 본체(21a) 외주면을 따라 스크류날(21b)이 형성되는 구조로서, 상기 스크류날(21b)의 직경은 상기 연통부(11a)의 내주면 직경과 거의 유사하게 형성되어 상기 스크류날(21b)이 연통부(11a) 내주면과 밀접된 상태로 축 회전되면서 유체를 이송시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 하우징(10) 내부공간(10a)측 내벽면에 지지되는 회전축(22)의 일단부 외주면에는 원활한 축 회전 지지를 위한 베어링(30)이 마련될 수 있다.

그리고, 상기 스크류(21)의 유입측 내부공간(10a)을 향하는 스크류날(21b)은 상기 유입측 내부공간(10a) 내의 유체가 상기 스크류(21) 방향으로 원활하게 유입되도록 상기 연통부(11a) 외측 단부보다 돌출되어 상기 유입측 내부공간(10a)으로 연장 형성되어 있다.

또한, 상기 스크류(21)의 유출측 내부공간(10b)을 향하는 스크류날(21b)은 상기 연통부(11a) 내의 유체가 상기 유출측 내부공간(10b) 내로 원활하게 유출되도록 상기 연통부(11a) 외측 단부보다 돌출되어 상기 유출측 내부공간(10b)으로 연장 형성되어 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 비상연료 공급장치용 펌프 구조는 하우징(10)의 유입구(12)를 통해 하우징 내부공간(10a)으로 유입된 유체(엠지오)는 외부동력(미도시)에 의해 고속 축 회전되는 스크류(21)에 의해 연통부(11a)를 통해 타측의 내부공간(10b)으로 이송된 후 다시 하우징(10)의 유출구(13)를 통해 토출된다.

위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비상연료 공급장치용 펌프 구조는 하우징 격벽의 연통관(11a)에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부를 스크류 방식으로 적용함으로써, 특히 유체 중 공해 배출량이 적은 저점도, 저황연료인 엠지오 사용에 적합하여 환경 규제에 적절히 대응할 수 있게 됨은 물론 기존의 기어 방식에 의한 유체 이송시 발생되었던 내구성 문제도 해결할 수 있게 되면서 이에 따른 전반적인 신뢰성 향상을 도모할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
3 : 펌프 3a : 구동기어
3b : 종동기어 5 : 여과기
7 : 감압밸브 10 : 하우징
10a, 10b : 내부공간 11 : 격벽
11a : 연통부 12 : 유입구
13 : 유출구 20 : 유체이송부
21 : 스크류 21a : 본체
21b : 스크류날 22 : 회전축
30 : 베어링

Claims (5)

1. 내부공간을 이분시키는 격벽과, 상기 이분된 내부공간을 연통시키도록 격벽 상에 관통 형성된 연통부와, 상기 격벽의 일측 내부공간으로 외부의 유체가 유입되도록 하는 유입구 및 상기 격벽 타측 내부공간의 유체가 외부로 유출되도록 하는 유출구가 마련된 하우징; 및
   상기 연통부에 배치되어 유입구를 통해 유입된 일측 내부공간의 유체를 타측 내부공간으로 이송시키기 위한 유체이송부;
   를 포함하여 구성되는 비상연료 공급장치용 펌프 구조에 있어서,
   상기 유체이송부는 스크류 방식을 적용하여 유체를 이송시키도록 된 것을 특징으로 하는 비상연료 공급장치용 펌프 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유체이송부는,
   상기 격벽의 연통부에 배치되는 스크류;
   상기 스크류의 양단에서 각각 길이방향으로 연장되어 그 일단부는 상기 하우징 내 벽면에 축 회전 가능하게 지지되고, 그 타단부는 하우징 외부로 노출되어 축 회전 동력을 전달받도록 된 회전축;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비상연료 공급장치용 펌프 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징 내벽면에 지지되는 회전축의 일단부 외주면에 축 회전 지지를 위한 베어링이 마련된 것을 특징으로 하는 비상연료 공급장치용 펌프 구조.
4. 제2항에 있어서,
   상기 스크류의 유입측 내부공간을 향하는 스크류날은 상기 유입측 내부공간 내의 유체가 상기 스크류로 원활하게 유입되도록 상기 연통부 외측 단부보다 돌출되어 상기 유입측 내부공간으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 비상연료 공급장치용 펌프 구조.
5. 제2항에 있어서,
   상기 스크류의 유출측 내부공간을 향하는 스크류날은 상기 연통부 내의 유체가 상기 유출측 내부공간 내로 원활하게 유출되도록 상기 연통부 외측 단부보다 돌출되어 상기 유출측 내부공간으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 비상연료 공급장치용 펌프 구조.

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