KR20150044550A - 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 윤활유 계통 설비/냉각수 공급설비와 같은 보조기기의 모듈화를 통해 간단한 구조 및 제작단가를 낮출 수 있도록 한 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진에 관한 것이다.
본 발명은 윤활유 쿨러(110)와; 상기 윤활유 쿨러(110)와 에어쿨러(40)의 사이에 조립되면서, 한쪽 조립면은 윤활유 쿨러(110)의 윤활유 쿨러 커버체(121)로서의 역할을 담당하도록 이루어지고, 상기 윤활유 쿨러 커버체(121)의 반대면은 에어쿨러 커버체(122)로서의 역할을 담당하도록 이루어지는 윤활유 모듈(120);을 포함하고,
상기 윤활유 모듈(120)은 윤활유 쿨러(110)와 에어쿨러(40)의 커버로서의 역할을 담당함과 동시에, 냉각수와 윤활유를 분리시켜서 순환이동되도록 하는 통로역할을 함으로써 구조가 단순화되도록 하는 것이다.

Description

보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진{Diesel Engine with Auxilliary Unit Module}

본 발명은 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디젤엔진의 윤활유 계통 설비/냉각수 공급설비와 같은 보조기기의 모듈을 단순화하여 간단한 구조를 이루고, 그에 따라 제작단가를 낮추며, 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 선박용 또는 산업용으로 사용되는 디젤엔진에 있어서, 윤활유 계통 설비 및 냉각수 공급 설비와 같은 보조기기는, 첨부된 예시도면 도 1에 도시된 바와 같이, 디젤엔진(1)에 구비되는 윤활유 필터(10), 냉각수 펌프(20), 윤활유 펌프(30) 등이고, 측면으로는 에어 쿨러(40) 및 에어 쿨러 커버(41)를 포함하며, 도 1에서 구체적으로 도시되지는 않았지만, 윤활유 쿨러도 포함한다.

이러한 보조기기들은 프론트 엔드 모듈(front end module)(2)에 조립되어 모듈화되는 구조를 가지는데, 복수의 삽입공(2a)(2b)(2c)을 형성하여 각각 윤활유 필터(10), 냉각수 펌프(20), 에어쿨러(40)가 장착되고, 공기, 윤활유 및 냉각수의 통로까지 형성되어야 한다.

더욱이, 종래의 프론트 엔드 모듈(2)은 보조기기들이 수용되므로, 하우징 역할을 하게 되고, 각각의 보조기기들의 설치에 따른 윤활유 및 냉각수 통로 설비등이 마련된다.

도 1에 있어서, 윤활유 쿨러만은 프론트 엔드 모듈(2)에 수용되지 않고 별도 설치된다.

따라서, 상기와 같은 종래의 프론트 엔드 모듈(2)에 의한 장착 구조는 보조기기 및 그에 따른 부대설비(윤활유 및 냉각수 흐름에 따른 통로수단 등)을 모두 수용하기 때문에, 그 구조가 매우 복잡하여 제작이 어렵고, 그에 따라 제작단가가 상승하는 요인이 되는 것이다.

또한, 한정된 사이즈의 프론트 엔드 모듈(2)에 많은 보조기기들이 장착되므로, 기능적으로 문제가 발생할 가능성이 높아지고, 더욱이 일부 구성요소에 문제가 발생하여 교체하고자 하는 경우, 프론트 엔드 모듈(2) 전체를 교체해야 하는 일이 발생하여 유지보수가 어렵고, 그에 따라 유지보수 및 교체 비용이 상승하는 등의 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제 10-2002-50935호(공개일 : 2002.6.28)

이에 본 발명은 상기와 같은 제작성과 비용의 문제점을 동시에 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래와 같이 보조기기의 통합 모듈화가 아닌 분할 모듈화를 통해 단순한 구조의 디젤엔진을 제공하여 제품 단가를 절감시키고, 유지보수가 용이하도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결 수단은, 윤활유 쿨러와; 상기 윤활유 쿨러와 에어쿨러의 사이에 조립되면서, 한쪽 조립면은 윤활유 쿨러의 커버체로 이루어지고, 상기 커버체의 반대면은 에어쿨러 커버체로 이루어져서 커버로서의 기능을 하는 윤활유 모듈을 포함하여, 냉각수 펌프와 윤활유 펌프 및 냉각수와 윤활유의 통로를 분리시켜서 구조가 단순화되도록 구성되는 것이다.

상기 윤활유 모듈에는 윤활유 통로가 형성되도록 에어쿨러 커버체에 유입공이 형성되고, 윤활유 쿨러 커버체의 하부 및 상부에는 각각 제 1통과공과 제 2통과공이 형성되며, 한쪽 측면에는 배출공이 형성되는 구조이다.

또한, 상기 윤활유 모듈에는 저온 냉각수 통로가 형성되도록 한쪽 측면에는 유입공이 형성되고, 에어쿨러 커버체에는 에어쿨러가 위치하는 영역의 양쪽으로 통과영역이 형성되며, 윤활유 커버체의 상부 및 하부에는 각각 제 1통과공과 제 2통과공이 형성되고, 한쪽 측면에는 배출공이 형성되는 구조이다.

또한, 상기 윤활유 모듈에는 엔진으로 공급되는 고온 냉각수 통로가 형성되도록 한쪽 측면에는 유입공이 형성되고, 반대쪽 측면에는 배출공이 형성되는 구조를 가진다.

이와 같이, 본 발명은 보조기기인 윤활유 계통 설비와 냉각수 공급 설비의 대부분은 별도 구비하고, 그 중 윤활유 쿨러 및 에어쿨러의 커버 역할을 하도록 하는 윤활유 모듈을 마련하여 윤활유 및 냉각수 통로 역할을 담당하도록 함으로써, 디젤엔진에 있어서, 단순한 구조의 보조기기 모듈을 이루어서 쉽게 제작할 수 있도록 하고, 제품 단가를 낮출 수 있다,

또한, 본 발명은 종래의 통합형 모듈에 비해 보조기기들이 고장이 발생하더라도 모듈 전체를 교체하지 않고 해당 부품만을 교체 또는 수리할 수 있으므로, 유지보수관리가 용이하고, 그에 따라 유지보수관리에 따른 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 디젤엔진의 윤활유 계통/냉각수 계통 설비 구조물의 모습을 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 종래의 디젤엔진에 장착되는 프론트 엔드 모듈의 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 디젤엔진에 윤활유 모듈이 장착된 모습을 도시한 일부 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 배면을 도시한 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈의 구체적인 모습을 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에서의 윤활유 모듈의 반대면을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4a의 윤활유 모듈의 종 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈과 다른 보조기기들의 배치관계를 도시한 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 우측에서 본 사시도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈과 에어쿨러 및 윤활유 모듈, 윤활유 펌프간의 결합관계를 도시한 사시도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈이 엔진에 설치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈에 의한 저온 냉각수 통로를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈에 의한 고온 냉각수 통로를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 부호를 부여하여 상세하게 설명한다.

첨부된 예시도면 도 3a는 본 발명의 디젤엔진에 윤활유 모듈이 장착된 모습을 도시한 일부 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 배면 사시도이다.

또한, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 윤활유 모듈의 구조를 도시한 사시도이다.

도 5는 도 4a의 윤활유 모듈의 종 단면도이다.

첨부된 예시도면 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 디젤엔진(100)에 있어서, 디젤엔진(100)의 프론트 엔드 쪽으로 윤활유 쿨러(110)가 결합된 윤활유 모듈(120)이 구비된 구조를 가진다.

상기 윤활유 모듈(120)은 도 3a 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 사각형을 이루면서 상기 윤활유 쿨러(110)와 에어쿨러(40)의 사이에 조립된다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 도면상 윤활유 모듈(120)의 앞쪽 하부측에는 각각 냉각수와 윤활유를 순환시키는 냉각수 펌프(20)와 윤활유 펌프(30)가 순차적으로 구비된 구조를 가진다,

또한, 도면상 상부측에는 프리히터(pre-heater)(130)가 갖추어져 있다.

도 4a는 윤활유 모듈(120)의 구조를 보다 구체적으로 도시한 사시도로서, 구체적으로 설명하면, 윤활유 모듈(120)의 한쪽 조립면은 윤활유 쿨러 커버체(121)로 서의 역할을 담당하도록 이루어진다.

여기서, 본 발명은 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 윤활유 쿨러 커버체(121)의 반대면이 에어쿨러 커버체(122)로서의 역할을 담당하도록 이루어진 것으로서, 윤활유 모듈(120)의 양쪽면은 각각 윤활유 쿨러(110)와 에어쿨러(40)의 커버로서의 역할을 겸하는 것이다.

이처럼, 상기 윤활유 모듈(120) 자체가 커버로서의 기능을 함과 동시에, 냉각수 펌프(20)와 윤활유 펌프(30)로부터 각각 냉각수와 윤활유의 통로 역할을 할 수 있기 때문에, 전체적인 디젤엔진(100)(예를 들어 발전용 디젤엔진 등)의 구조가 단순화되도록 구성할 수 있는 것이다.

이러한 윤활유 모듈(120)의 구체적인 구조에 대하여 도면을 통해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 예시도면 도 4b에 도시된 바와 같이, 윤활유 모듈(120)의 한쪽 측면인 에어쿨러 커버체(122)의 하부측에는 유입공(121a)이 형성되고, 이 유입공(121a)의 상부에는 간격을 두고 또 하나의 유입공(123a)이 형성된다.

또한, 상기 유입공(123a)의 상부에는 보다 확장된 면적을 가지는 구멍이 형성되는데, 이 구멍은 영역(122c)와, 그 양쪽으로 통과영역(122b)(122d)이 형성되는 구조를 가진다.

또한, 윤활유 모듈(120)의 한쪽 측면에는 배출공(121d)이 형성되고, 이 배출공(121d)의 상부에는 또 다른 배출공(123b)이 형성된 구조를 가진다.

한편, 도 4a에 도시된 바와 같이, 윤활유 쿨러 조립체(121)면의 하부에는 제 1통과공(121b)이 형성되고, 그 우측으로 소정의 간격을 두고 제 2통과공(122f)이 형성되며, 윤활유 쿨러 조립체(121)면의 상부에는 제 2통과공(121c)이 형성되고, 그 우측으로 소정의 간격을 두고 제 1통과공(122e)이 형성된다.

또한, 도면상 윤활유 쿨러 조립체(121)의 우측 측면 하부에는 배출공(122g)이 형성되고, 그 상부에는 유입공(122a)이 형성된 구조를 가진다.

상기 배출공(122g)은 도 6a 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 배출관(124)과 연결되어 저온 냉각수가 배출공(122g)을 통과하여 배출관(124)을 통해 배출되는 구조이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성된 윤활유 모듈(120)은 냉각수 및 윤활유의 통로역할을 담당하도록 하는데, 먼저 윤활유의 흐름을 보면 다음과 같다.

엔진의 온도가 일정온도 이상 상승하여 과열되지 않도록 하는 냉각수는 저온 냉각수와 고온 냉각수로 나뉘는데, 고온 냉각수는 엔진의 실린더를 냉각시키고, 저온 냉각수는 윤활유 쿨러 및 에어쿨러를 냉각시킨다.

[윤활유 흐름]

첨부된 예시도면 도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 윤활유 펌프(30)에 의해 윤활유는, 윤활유 모듈(120)의 한쪽 면을 이루는 에어 쿨러 커버체(122)의 하부측에 형성된 유입공(121a)과 연결된 윤활유 유입관(32)을 통해 유입시켜서 유입공(121a) 및 제 1통과공(121b)을 통과하고, 윤활유 쿨러(110)를 거쳐서 윤활유 모듈(120)의 윤활유 쿨러 커버체(121)면의 상부측에 형성된 제 2통과공(121c)을 통해 다시 유입되게 한 다음, 도 4b 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 에어 쿨러 커버체(122)의 한쪽 측면에 형성된 배출공(121d)(도 5에서의 녹색 화살표 방향)을 통해 배출되도록 하는 것이다.

도 5에 있어서, 유입공(121a)의 왼쪽으로 표시된 녹색 화살표는 윤활유가 유입됨을 나타낸 것이고, 유입공(121a)으로 유입된 윤활유는 제 1통과공(121b)을 지나서 윤활유 쿨러(110)을 거친 다음, 윤활유 쿨러 커버체(121)의 상부에 형성된 제 2통과공(121c)을 통과하여 녹색 화살표 방향대로 다시 윤활유 모듈(120)의 하부로 이동하여 배출공(121d)을 통해 배출되는 것이다.

한편, 상기 배출공(121d)을 통해 배출되는 윤활유는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 윤활유 필터(10)를 거쳐서 불순물을 필터링한 다음, 엔진으로 들어가 필요 부분의 윤활 및 냉각작용을 하게 된다.

[저온 냉각수 흐름]

한편, 저온 냉각수의 흐름을 보면, 먼저 첨부된 예시도면 도 4a, 도 7a 및 도 8에 도시된 바와 같이, 윤활유 모듈(120)의 한쪽 측면(도면상 우측면) 중앙위치에 형성된 유입공(122a)을 통해 저온 냉각수가 유입된다.

상기 유입공(122a)을 통해 유입된 저온 냉각수는, 도 4b 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 윤활유 모듈(120)의 에어쿨러 커버체(122)면의 상부측에 확장된 개구면적을 가지는 부분에 형성되는 통과영역(122b)을 통과하여 에어쿨러(40)를 거치면서 에어쿨러(40)를 냉각시키고, 이어서 통과영역(122d)을 통해서 도 4a에 도시된 바와 같이, 윤활유 쿨러 커버체(121)면의 상부에 형성된 제 1통과공(122e)으로 통과하면서 윤활유 쿨러(110)를 거친다.

그런 다음에, 윤활유 쿨러 조립체(121)면의 하부에 형성된 제 2통과공(122f)을 통과하여 배출공(122g)을 지나서 도 8에 도시된 배출관(124)을 통해 배출되도록 한다.

상기 배출관(124)을 통해 배출되는 저온 냉각수는, 엔진이 설치되는 선박 또는 발전소의 보조기기 파트의 냉각수 저장탱크(도시되지 않음)에 저장된다.

상기 윤활유 모듈(120)의 한쪽면인 에어쿨러 커버체(122)에 형성되는 통과영역(122b)(122d) 사이에 있는 영역(122c)는 에어쿨러(40)가 위치하는 곳이다.

상기 통과영역(122b)(122d)는 냉각수가 통과하도록 하는 통과공이고, 영역(122c)는 단지 에어쿨러(40)가 배치되는 위치로서 반드시 통과공처럼 형성될 필요는 없다.

도 8은 윤활유 모듈에 의한 저온 냉각수 통로를 설명하기 위한 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이, 파란색 화살표 방향은 저온 냉각수 흐름 경로를 표시한 것인데, 도면상 상부에 위치하는 에어쿨러(40)쪽에 표시된 화살표 방향은, 도 4b에 도시된 윤활유 모듈(120)의 에어쿨러 커버체(122)면에 확장된 형태로 형성되는 통과영역(122b)(122d)과 영역(122c)에 해당하는 개구부 위치에서의 저온 냉각수 흐름 경로를 나타낸 것이다.

또한, 도 8에 있어서, 주황색 사각형 모양은 윤활유 모듈(120)의 배치상태를 개략적으로 나타낸 것이다.

[고온 냉각수 흐름]

또한, 고온 냉각수의 흐름을 보면, 첨부된 예시도면 도 4b, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 윤활유 모듈(120)의 한쪽면을 이루는 에어쿨러 커버체(122)면에 형성된 유입공(123a)을 통해 고온의 냉각수가 유입되어서, 도 4b의 에어쿨러 커버체(122)의 한쪽 측면에 형성되는 배출공(123b)을 통과하여 엔진으로 이동하여 순환함으로써 냉각수의 역할을 하도록 한다.

도 9에 있어서, 빨간색으로 표시한 화살표는 고온 냉각수 흐름 경로를 나타낸 것이고, 주황색 사각형 모양은 윤활유 모듈(120)의 배치상태를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 6b에 있어서, 냉각수 펌프(20)는 고온 냉각수용 펌프로서, 저온용 냉각수 펌프는 별도로 마련하여 엔진에 장착하여 사용할 수 있지만, 엔진이 장착되는 선박이나 발전소 보조기기 파트의 펌프를 활용하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 보조기기 모듈인 윤활유 모듈(120)은 종래의 프론트 엔드 모듈과 비교했을 때, 훨씬 간단한 구조를 이루어서 컴팩트화될 수 있으므로, 제조가 매우 용이하고, 그에 따라 제품 단가를 낮출 수 있는 것이다.

다시 말해서, 종래기술에 따른 프론트 엔드 모듈은, 보조기기들을 하나의 모듈에 대부분 수용하여 그 구조가 매우 복잡해지는 반면에, 본 발명에 따른 윤활유 모듈(120)은 대부분의 보조기기들(윤활유 필터/에어쿨러/냉각수 펌프/윤활유 펌프)을 수용하지 않고, 윤활유 쿨러만을 구비하므로, 통합형 모듈이 아닌 분할형 모듈로 구현될 수 있어 그 만큼 보조기기 모듈의 구조가 매우 단순화될 수 있다.

또한, 종래의 프론트 엔드 모듈은 보조기기를 대부분 수용하기 때문에 하우징 역할을 하는 반면에, 본 발명의 윤활유 모듈의 양쪽면은 윤활유 쿨러 및 에어쿨러의 커버 역할을 담당함과 동시에, 보조기기들의 윤활유 및 냉각수 통로 역할을 수행하므로, 그 만큼 사이즈를 줄일 수 있어 공간을 많이 차지하지 않게 되는 것이다.

또한, 종래에는 하나의 모듈에 보조기기들을 대부분 수용하므로, 고장 등에 의해 수리 또는 교체작업시 모듈 전체를 분리해야 하는 등의 문제점이 있지만, 본 발명은 컴팩트화된 구성을 가지면서 보조기기들을 통합한 모듈이 아닌 분할형 모듈이므로, 그 만큼 고장난 부분의 수리 및 교체작업이 매우 용이한 잇점이 있는 것이다.

이상에서는 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

1 : 디젤엔진
2 : 프론트 엔드 모듈
2a,2b,2c : 삽입공
10 : 윤활유 필터
20 : 냉각수 펌프
30 : 윤활유 펌프
32 : 윤활유 유입관
40 : 에어 쿨러
41 : 에어 쿨러 커버
100 : 디젤 엔진
110 : 윤활유 쿨러
120 : 윤활유 모듈
121 : 윤활유 쿨러 커버체
121a : 유입공
121b : 제 1통과공
121c : 제 2통과공
121d : 배출공
122 : 에어쿨러 커버체
122a : 유입공
122b, 122d : 통과영역
122c : 영역
122e : 제 1통과공
122f : 제 2통과공
122g : 배출공
123a : 유입공
123b : 배출공
124 : 배출관
130 : 프리히터(pre-heater)

Claims (4)

1. 윤활유 쿨러(110)와;
   상기 윤활유 쿨러(110)와 에어쿨러(40)의 사이에 조립되면서, 한쪽 조립면은 윤활유 쿨러(110)의 윤활유 쿨러 커버체(121)로서의 역할을 담당하도록 이루어지고, 상기 윤활유 쿨러 커버체(121)의 반대면은 에어쿨러 커버체(122)로서의 역할을 담당하도록 이루어지는 윤활유 모듈(120);
   을 포함하고,
   상기 윤활유 모듈(120)은 윤활유 쿨러(110)와 에어쿨러(40)의 커버로서의 역할을 담당함과 동시에, 냉각수와 윤활유를 분리시켜서 순환이동되도록 하는 통로역할을 함으로써 구조가 단순화되도록 하는 것을 특징으로 하는 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 윤활유 모듈(120)에는 윤활유 통로가 형성되도록 에어쿨러 커버체(122)에 유입공(121a)이 형성되고, 윤활유 쿨러 커버체(121)의 하부 및 상부에는 각각 제 1통과공(121b)과 제 2통과공(121c)이 형성되며, 한쪽 측면에는 배출공(121d)이 형성되는 것을 특징으로 하는 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 윤활유 모듈(120)에는 저온 냉각수 통로가 형성되도록 한쪽 측면에는 유입공(122a)이 형성되고, 에어쿨러 커버체(122)에는 에어쿨러(40)가 위치하는 영역(122c)의 양쪽으로 통과영역(122b)(122d)이 형성되며, 윤활유 커버체(121)의 상부 및 하부에는 각각 제 1통과공(122e)과 제 2통과공(122f)이 형성되고, 한쪽 측면에는 배출공(122g)이 형성되는 것을 특징으로 하는 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 윤활유 모듈(120)에는 엔진으로 공급되는 고온 냉각수 통로가 형성되도록 한쪽 측면에는 유입공(123a)이 형성되고, 반대쪽 측면에는 배출공(123b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 보조기기 모듈을 가지는 디젤엔진.

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