KR20150071753A - 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법 - Google Patents

엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진 윤활 시스템에서 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하기 위한 장치로서, 예윤활유 공급 펌프의 구동시, 예윤활유 순환라인으로부터 상기 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전하도록 구성되는 드라이 런닝 방지 모듈을 포함한다.
본 발명은 엔진의 시동 이전에 드라이 런닝 방지 라인을 통해서 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인에 윤활유를 미리 충전시킴으로써, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝 현상을 효과적으로 방지하여 윤활유 공급 펌프 및 엔진의 손상 혹은 트립(trip)을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법{DRY RUNNING PREVENTING APPARATUS AND METHOD OF LUBRICATION PUMP FOR ENGINE LUBRICATION OIL SYSTEM}
본 발명은 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진의 장시간 정지시 자중 낙하 등의 자연적인 기본적인 누설로 인하여 윤활유가 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인으로부터 누유(oil leakage) 되는 데, 본 발명은 엔진의 시동 전에 드라이 런닝 방지 라인을 통해서 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인에 예비 윤활유(pre-lubricating oil)를 미리 충전시켜 둠으로써, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박용 대형엔진의 실린더에 윤활유를 공급하는 것은 피스톤 링과 실린더 라이너 사이에 균일하게 유막을 형성하여 부식과 마찰을 감소시키고 기밀을 유지하여 마모를 최소화하고 엔진 운전을 원활히 하는 역할을 한다.
종래 선박 엔진으로 윤활유를 공급하기 위한 시스템을 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 선박 엔진으로의 윤활유 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도로서, 종래 선박 엔진의 윤활유 공급 시스템은 엔진(1)의 윤활에 필요한 윤활유를 저장하는 윤활유 저장탱크(2); 엔진(1)의 구동축(미도시)에 연결되어 엔진(1)의 운전시에 작동하여 윤활유 저장탱크(2)로부터 윤활유를 엔진(1)으로 공급하는 윤활유 공급펌프(3); 윤활유 순환라인(4)에 설치되어 윤활유를 냉각시키는 복수 개의 쿨러(6); 및 윤활유에서 이물질을 걸러내는 각종 필터(7);를 포함한다.
상기 윤활유 순환라인(4)은 윤활유 공급펌프(3)를 기준으로 흡입 측 라인(4a)과 배출 측 라인(4b)으로 구성된다.
그리고, 상기 윤활유 순환라인(4)의 일 측에는 예윤활유 공급 라인(9)이 연결 설치되고, 예윤활유 공급 라인(9)에는 엔진(1) 시동 전에 엔진으로 예윤활유(예비 윤활유)를 공급하기 위한 예윤활유 공급 펌프(8)가 구비된다.
이와 같이 구성된 종래 선박 엔진의 윤활유 공급 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.
엔진 시동 이전에 예윤활유 공급 펌프(8)가 구동하여 윤활유 저장탱크(2)의 윤활유를 예윤활유 공급 라인(9)을 통해서 쿨러(6), 필터(7)를 거쳐서 엔진(1)으로 공급한다.
엔진(1)으로 공급된 윤활유는 엔진(1)을 윤활한 후에 윤활유 저장탱크(2) 안으로 낙하하여 회수된다.
예비 윤활이 모두 완료되면, 엔진(1) 시동시 윤활유 공급 펌프(3)가 구동하여 윤활유 저장탱크(2)의 윤활유를 흡입하고 배출하여 상기 윤활유 순환라인(4)을 통해서 순환시킨다. 이때, 윤활유는 쿨러(6), 필터(7)를 거쳐서 엔진(1)으로 공급된다.
이러한 종래 선박 엔진의 윤활유 공급 시스템에 있어서, 엔진(1)의 정지시 윤활유 공급 펌프(3)의 흡입 측 라인(4a)에 설치된 밸브(예를 들어, 플랩 체크 밸브(flap check valve))(미도시)에 의해서 윤활유가 윤활유 공급 펌프(3)의 흡입 측 라인(4a)까지 채워진 상태로 유지된다.
그러나, 엔진의 장시간 정지 시, 플랩 체크 밸브의 누설 및 자연적인 기본 누설(자중 낙하)로 인하여 흡입 측 라인(4a)의 윤활유가 윤활유 저장탱크(2) 측으로 드레인(drain) 된다. 이러한 누유 현상 때문에 엔진(1)의 장기간 동안 사용하지 않은 후에 재가동시 윤활유 공급 펌프(3)의 드라이 런닝(dry running) 현상이 발생하게 되고, 이에 따라 윤활유 공급 펌프 및 엔진의 손상 및 트립(trip)을 유발하는 문제점이 있다.
한편, 엔진으로 윤활유의 안정적인 공급을 위한 관련 기술로서 한국특허공개공보 제2011-0125314호(2011.11.21)에 제안되어 있으나, 엔진의 장기 정지 시에는 앞서 언급한 문제점을 여전히 해소하지 못하는 문제점이 있다.
한국특허공개공보 제2011-0125314호
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 선박 엔진의 장시간 정지시에 누설 및 자연적인 기본 누설(자중 낙하)로 인하여 윤활유가 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인으로부터 누유되는 데, 엔진의 재시동 이전에 드라이 런닝 방지 라인을 통해서 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인에 예윤활유를 미리 충전시킴으로써, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급 펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법을 제공하고자 하는 데에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 엔진 윤활 시스템에서 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하기 위한 장치로서, 예윤활유 공급 펌프의 구동시, 예윤활유 순환라인으로부터 상기 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전하도록 구성되는 드라이 런닝 방지 모듈을 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치가 구비된다.
상기 드라이 런닝 방지 모듈은 상기 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전시키는 드라이 런닝 방지 라인; 및 상기 드라이 런닝 방지 라인에 구비되어 윤활유의 흐름을 개폐하는 개폐 밸브;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 윤활유를 엔진으로 제공하도록 연결되는 윤활유 순환라인; 엔진에 연결되어 엔진의 운전시 작동하여 윤활유 저장탱크로부터 윤활유를 공급하는 윤활유 공급 펌프; 상기 윤활유 순환라인의 일 측으로부터 분기하여 상기 엔진 시동 이전에 상기 엔진으로 윤활유를 예비로 제공하기 위한 예윤활유 순환라인; 상기 예윤활유 순환라인에 설치되는 예윤활유 공급펌프; 및 상기 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인과 배출 측 라인 사이에 설치되어 상기 윤활유 공급펌프의 드라이 런닝을 방지하는 드라이 런닝 방지 모듈;을 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치가 구비된다.
상기 드라이 런닝 방지 라인은 상기 윤활유 순환라인의 흡입 측 라인과 배출 측 라인 사이에 구비된다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하기 위한 방법에 있어서, 엔진의 시동 전에 상기 엔진으로 예윤활유를 공급하는 예윤활유 공급 단계; 상기 예윤활유 공급 단계에서 상기 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전하는 드라이 런닝 방지 단계; 및 엔진 시동시 예윤활유의 공급은 중단하고 윤활유를 상기 엔진에 공급하는 윤활유 공급 단계;를 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지방법이 구비된다.
상기 드라이 런닝 방지 단계는 예윤활유가 예윤활유 공급 라인을 통해서 쿨러로 이송되는 동시에 일부의 예윤활유가 드라이 런닝 방지 라인으로 이송된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 엔진의 시동 이전에 드라이 런닝 방지 라인을 통해서 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인에 윤활유를 미리 충전시킴으로써, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝 현상을 효과적으로 방지하여 윤활유 공급 펌프 및 엔진의 손상 혹은 트립(trip)을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 선박 엔진으로의 윤활유 공급 시스템을 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치를 구비한 선박엔진 윤활 시스템을 개략적으로 도시한 구성도, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 윤활펌프 드라이 런닝 방지를 위한 엔진의 윤활유 공급 방법을 도시한 플로차트이다.
본 발명과 본 발명의 동작 상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 따른 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법은 선박 엔진을 비롯한 엔진을 구비하는 모든 설비에 적용될 수 있으며, 아래의 설명에서는 선박 엔진을 예를 들어 설명한다.
본 발명에 따른 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법에 따르면, 윤활유 공급펌프의 드라이 런닝을 방지하여 윤활유 공급 펌프의 손상을 방지하고 수명 연장을 확보하며, 엔진의 트립을 방지하여 엔진 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급 펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법을 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치를 구비한 엔진 윤활 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지 장치는 기본적으로 윤활유 공급 펌프(30)의 흡입 측 라인(41)으로 윤활유를 충전하도록 하는 윤활펌프 드라이 런닝 방지 모듈(100)을 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 윤활펌프 드라이 런닝 방지 장치는 엔진의 윤활에 필요한 윤활유를 저장하는 윤활유 저장탱크(10)로부터 엔진(20)에 윤활유를 공급하는 엔진 윤활 시스템에 있어 윤활유 공급펌프(60)의 드라이 런닝을 방지하기 위한 장치로서 윤활유를 엔진(10)으로 제공하도록 연결되는 윤활유 순환라인(40)을 구비한다. 상기 윤활유 순환라인(40)은 윤활유 공급펌프(30)를 기준으로 흡입 측 라인(41)과 배출 측 라인(42)으로 구성된다. 여기서, 엔진은 예를 들어 (Wartsila) 50 DF 엔진을 포함할 수 있다.
상기 윤활유 순환라인(40)에는 상기 엔진(20)의 구동축(미도시)에 연결되어 엔진(20)의 운전시 작동하여 윤활유 저장탱크(10)로부터 윤활유를 상기 엔진(20)에 공급하는 윤활유 공급펌프(30)가 설치된다.
상기 윤활유 순환라인(40)에는 윤활유 저장탱크(10)로부터 선박 엔진(20)으로 제공되는 윤활유를 냉각시키는 복수 개의 쿨러(70)와, 이물질을 여과하는 필터(80)가 설치되며, 이들 장치들이 설치되는 윤활유 공급 라인(40)에는 도시하지 않은 각종 밸브 등 주변 장치가 설치된다.
상기 윤활유 순환라인(40)의 일 측에, 좀더 구체적으로 배출 측 라인(42)에 예윤활유 순환라인(50)이 분기하며, 예윤활유 순환라인(50)에는 엔진(20)의 시동 전에 엔진(20)에 예비의 윤활유를 공급하기 위한 예윤활유 공급 펌프(60)가 설치된다.
상기 윤활유 순환라인(40)의 흡입 측 라인(41)과 배출 측 라인(42) 사이에는, 상기 윤활유 공급펌프(30)의 흡입 측 라인(41)에 윤활유가 항상 충전되어 있도록 하여 윤활유 공급펌프(60)의 드라이 런닝을 방지하는 드라이 런닝 방지 모듈(100)이 설치된다.
본 발명의 주요 구성부인 드라이 런닝 방지 모듈(100)에 대하여 설명한다.
상기 드라이 런닝 방지 모듈(100)은 윤활유를 윤활유 공급 펌프(60)의 흡입 측 라인(41)으로 제공하여 충전하는 드라이 런닝 방지 라인(110)과, 상기 드라이 런닝 방지 라인(110)에 구비되어 윤활유의 흐름을 개폐하는 개폐 밸브(120);를 포함한다.
상기 개폐 밸브(120)는 흡입 측 라인(41)의 윤활유 누수로 인하여 드라이 런닝을 방지하고자 하는 경우에 개방된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치에서는, 도면에 도시하지 않은 제어부의 신호에 의해서 예윤활유 공급 펌프(60)가 작동하여 엔진 시동 전에 윤활유 저장탱크(2)의 윤활유를 예윤활유 공급 라인(50)을 통해서 쿨러(70), 필터(80)를 거쳐서 엔진(20)으로 공급한다. 엔진(20)으로 공급된 윤활유는 엔진(20)을 윤활한 후에 윤활유 저장탱크(10) 안으로 낙하하여 회수된다.
윤활유가 예윤활유 공급 라인(50)을 통해서 쿨러(70)로 이송되는 동시에 드라이 런닝 방지 라인(110)은 물론 배출 측 라인(42)으로 이송된다. 이때 드라이 런닝 방지 라인(110)의 개폐밸브(120)는 물론 배출 측 라인(42)의 개폐밸브(42a)도 개방 상태를 유지한다. 상기 드라이 런닝 방지 라인(110)으로 이송한 윤활유는 유입 측 라인(41) 측으로 충전되고, 배출 측 라인(42) 측으로 이송한 윤활유는 윤활유 저장탱크(10)로 유입된다.
예비 윤활이 모두 완료되면, 엔진(20) 시동시 윤활유 공급펌프(30)가 구동하여 윤활유 저장탱크(10)의 윤활유를 흡입, 배출하여 상기 윤활유 순환라인(40)을 통해서 순환시킨다. 이때 윤활유는 쿨러(70), 필터(80)를 거쳐서 엔진(20)으로 공급된다.
주지하는 바와 같이, 엔진의 장시간 정지 후에는 누설 및 자연적인 기본 누설(자중 낙하)로 인하여 윤활유가 윤활유 공급펌프(30)의 흡입 측 라인(41)으로부터 누유되는 데, 본 발명은 엔진(20)의 시동 전에 드라이 런닝 방지 라인(110)을 통해서 윤활유 공급 펌프(30)의 흡입 측 라인(41)에 예윤활유를 미리 충전시킴으로써, 윤활유 공급 펌프의 부품(예를 들어 플랩 체크 밸브) 손상이 있더라도 원활한 윤활유의 공급이 가능하여 엔진의 동작에 문제가 없도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지방법을 도시한 플로차트이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하기 위한 방법에 있어서, 엔진(20)의 시동 전에 엔진(20)으로 예윤활유를 공급하는 예윤활유 공급 단계(S 110); 상기 예윤활유 공급 단계(S 110)에서 상기 윤활유 공급펌프(30)의 흡입 측 라인(41)으로 윤활유를 충전하는 드라이 런닝 방지 단계(S 120); 및 엔진(20) 시동시 예윤활유의 공급은 중단하고 윤활유를 상기 엔진(20)에 공급하는 윤활유 공급 단계(S 130);를 포함한다.
상기 예윤활유 공급 단계(S 110)에서는, 예윤활유 공급 펌프(60)가 작동하여 엔진 시동 전에 윤활유 저장탱크(10)의 윤활유를 예윤활유 공급 라인(50)을 통해서 쿨러(70), 필터(80)를 거쳐서 엔진(20)으로 공급한다.
드라이 런닝 방지 단계(S 120)에서는 예윤활유가 예윤활유 공급 라인(50)을 통해서 쿨러(70)로 이송되는 동시에 일부의 예윤활유가 드라이 런닝 방지 라인(110)으로 이송된다. 또한, 배출 측 라인(42)으로 이송된다. 이때 개폐밸브(42a)(120)는 개방 상태를 유지한다. 상기 드라이 런닝 방지 라인(110)으로 이송한 윤활유는 유입 측 라인(41)에 충전되고, 배출 측 라인(42) 측으로 이송한 윤활유는 윤활유 저장탱크(10)로 유입된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 엔진의 시동 이전에 드라이 런닝 방지 라인을 통해서 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인에 예윤활유를 미리 충전시킴으로써, 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 효과적으로 방지하여 윤활유 공급 펌프 및 엔진의 손상 혹은 트립(trip)을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치 및 방법은 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
10: 윤활유 저장탱크
20: 엔진
30: 윤활유 공급 펌프
40: 윤활유 공급 라인
41: 흡입 측 라인
42: 배출 측 라인
42a: 개폐밸브
50: 예윤활유 순환라인
60: 예윤활유 공급 펌프
70: 쿨러
80: 필터
100: 드라이 런닝 방지 모듈
110: 드라이 런닝 방지 라인
120: 개폐 밸브

Claims (8)

  1. 엔진에 윤활유를 공급하는 엔진 윤활 시스템에서 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하기 위한 장치로서,
    예윤활유 공급 펌프의 구동시, 예윤활유 순환라인으로부터 상기 윤활유 공급 펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전하도록 구성되는 드라이 런닝 방지 모듈을 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 드라이 런닝 방지 모듈은
    상기 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전시키는 드라이 런닝 방지 라인; 및
    상기 드라이 런닝 방지 라인에 구비되어 윤활유의 흐름을 개폐하는 개폐 밸브;를 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치.
  3. 윤활유를 엔진 측으로 제공하도록 연결되는 윤활유 순환라인;
    엔진에 연결되어 엔진의 운전시 작동하여 윤활유 저장탱크로부터 윤활유를 공급하는 윤활유 공급펌프;
    상기 윤활유 순환라인의 일 측으로부터 분기하여 상기 엔진의 시동 전에 상기 엔진으로 윤활유를 예비로 제공하기 위한 예윤활유 순환라인;
    상기 예윤활유 순환라인에 설치되는 예윤활유 공급펌프; 및
    상기 윤활유 공급 펌프의 흡입 측의 윤활유 순환라인과 배출 측의 윤활유 순환라인 사이에 설치되어 상기 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하는 드라이 런닝 방지 모듈;을 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 드라이 런닝 방지 모듈은
    상기 예윤활유 공급 펌프의 구동시, 상기 윤활유 공급펌프의 흡입 측으로 윤활유를 충전하기 위한 드라이 런닝 방지 라인; 및
    상기 드라이 런닝 방지 라인에 구비되어 윤활유의 흐름을 개폐하는 개폐 밸브;를 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활펌프 드라이 런닝 방지장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 드라이 런닝 방지 라인은 상기 윤활유 순환라인의 흡입 측 라인과 배출 측 라인 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진은 DF 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지장치.
  7. 윤활유 공급 펌프의 드라이 런닝을 방지하기 위한 방법에 있어서,
    엔진의 시동 전에 상기 엔진으로 예윤활유를 공급하는 예윤활유 공급 단계;
    상기 예윤활유 공급 단계에서 상기 윤활유 공급펌프의 흡입 측 라인으로 윤활유를 충전하는 드라이 런닝 방지 단계; 및
    엔진 시동시 예윤활유의 공급은 중단하고 윤활유를 상기 엔진에 공급하는 윤활유 공급 단계;를 포함하는 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 드라이 런닝 방지 단계는 예윤활유가 예윤활유 공급 라인을 통해서 쿨러로 이송되는 동시에 일부의 예윤활유가 드라이 런닝 방지 라인으로 이송되는 것을 특징으로 하는 엔진 윤활 시스템의 윤활유 공급펌프 드라이 런닝 방지방법.
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