KR20030091692A - 소형 소기 수용기 및 실린더 프레임 - Google Patents

소형 소기 수용기 및 실린더 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대형 2 행정 단류 소기 내연기관 (1) 용 소기 수용기 (4) 와 이 내연기관의 크랭크케이스 프레임 (2) 상의 실린더 프레임 (30, 30') 에 관한 것이다. 실린더 프레임 (30, 30') 은 실린더 라이너 (6) 를 지지하고 수용하기 위한 1 이상의 원형 구멍 (39) 이 장착된 상부 판 (31) 을 포함한다. 실린더 프레임 (30, 30') 은 소기를 통과시키는 1 이상의 구멍 (38) 이 장착된 제 1 측면벽 (32) 을 더 포함한다. 소기 수용기 (4) 에는 실린더 프레임과 대면하는 신장된 개구부가 제공되고, 이 소기 수용기는 실린더 프레임에 직접 장착된다.

Description

소형 소기 수용기 및 실린더 프레임 {COMPACT SCAVENGE AIR RECEIVER AND CYLINDER FRAME}
본 발명은 대형 2 행정 단류 소기 내연기관용 소기 수용기 (scanvenge air receiver) 및 이 내연기관의 크랭크케이스 프레임상에 배치되는 실린더 프레임에 관한 것이다. 상기 소기 수용기는 실린더에 소기를 공급하고 터보차저 및 배기 가스 수용기를 지지한다. 실린더 프레임은 지지부를 형성하여 실린더 라이너, 캠샤프트 하우징 및 소기 수용기를 지지한다.
MAN B&W Diesel A/S 사의 "K98MC Project Guide Two-Stroke Engines" 의 제 2 판(1999년) 에 공지된 바와 같이, 대형 2 행정 내연기관용 소기 수용기는 실린더 프레임의 전체 길이를 따라서 연장하는 관형의 연장된 본체에 의해 형성된다. 소기 수용기에는 소기를 실린더로 보내는 각각의 실린더용 횡방향관이 제공된다. 횡방향관에는 플랜지가 제공되고, 이 플랜지는 실린더 프레임에서의 대응 횡방향관으로부터 연장하는 다른 플랜지에 연결된다. 소기 수용기는 터보차저, 보조 블로어, 및 배기 가스 수용기를 지지한다. 소기 냉각기용 냉각기 하우징은 소기 수용기에 일체화된다. 소기 수용기는, 실질적인 자중과 소기 수용기에 의해 지지되는 전술한 부재의 무게로 인해, 매우 강한 구조에 의해 실린더 프레임에 부착되어야 한다. 따라서, 횡방향으로 연장하는 연결판은 각 실린더 사이에서 소기 수용기에 용접된다. 연결판의 말단부에는 실린더 프레임에 볼트 체결되는 플랜지가 제공된다. 볼트 체결된 연결부는 지지해야 하는 매우 큰 무게때문에 대형화되고 값비싸진다. 더욱이, 소기 수용기, 터보차저, 및 배기 가스 수용기는 대형이고 실질적으로 엔진의 전체 폭과 높이에 해당한다.
Wartsila NSD Corporation 사의 "Marine News" 제 2 권 (1999년) 간행물에서는 실린더 프레임에 볼트 체결되는 소기 수용기를 갖춘 해양 디젤 엔진을 개시하였다.
특허출원 제 DK 1405/92 호에서는 용접판에 의해 형성되는 실린더 프레임이 장착된 대형 크로스헤드형 2 행정 내연기관을 개시하였다. 스테이 볼트 (stay bolts) 에 의해 프레임 박스와 실린더 프레임에 전달되는 변하는 큰 압축력을 견딜 수 있는 실린더 프레임의 두꺼운 측면벽은, 크랭크케이스 프레임의 외벽상에 바로 배열된다. 따라서, 실린더 프레임은 크랭크케이스 프레임의 전체 상부 폭에 걸쳐서 연장해야 한다. 이는 실린더 프레임의 부피를 비교적 대형화시키고, 실린더 프레임내에 소기 수용기를 형성할 수 있게 한다. 하지만, 실린더 프레임의 상부 판을 지지하기 위해서는 종방향으로 연장하는 추가벽이 필요하다. 더욱이, 측면벽의 구조는, 한편으로는, 스테이 볼트에 의해 전달된 큰 압축력을 견디도록 측면벽이 평평한 판이라면 최적이지만, 다른 한편으로는, 실린더 프레임 내부의 소기의 고압을 견디도록 측면벽이 굽어진 판이라면 최적이라는 딜레마에 빠지게 된다. 상기 해결책으로는 측면벽용으로 매우 무겁게 형상결정된 평평한 판을 사용하는 것이다. 따라서, 실린더 프레임은 비교적 무거워지게 된다.
종래 기술의 구조는 비교적 무겁고 대형 구조이고, 주철 실린더 프레임은 소기 수용기를 지지하는 베어링 구조를 형성한다.
상기 배경기술을 바탕으로, 본 발명의 목적은, 소형의 가볍고 강한 구조를 형성하는 전술한 종류의 실린더 프레임과 소기 수용기를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은, 청구항 제 1 항에 따라서, 대형 2 행정 단류 소기 내연 기관용 소기 수용기와 실린더 프레임 조립체에 의해 달성되고, 소기 수용기에는 실린더 프레임과 대면하는 신장된 개구부가 제공되고, 소기 수용기는 실린더 프레임에 직접 장착된다.
신장된 개구부를 갖춘 소기 수용기를 실린더 프레임에 장착함으로써, 측면벽은 2 개의 구성품에 의해 분리될 수 있다. 따라서, 하나의 측면벽이 절약되고 전체 구조의 무게가 덜 나가게 되며 제조 비용도 덜 비싸게 된다. 더욱이, 소기 수용기와 실린더 프레임을 결합함으로써, 소기 수용기와 실린더 프레임 사이에 공간이 없기 때문에 보다 소형으로 형성될 수 있다.
따라서, 소기 수용기에 의해 지지되는 배기 가스 수용기는 더 하부에 위치될 수 있다. 터보차저와 배기 가스 수용기의 비교적 낮은 위치는 전체 배기 가스 수용기 배열체의 고유 진동수를 증가시킨다. 증가된 배기 가스 수용기의 강성으로 인해, 배기 가스 수용기를 보다 작은 유닛으로 분리할 수 있고, 따라서 제조 비용도 감소시킬 수 있다.
신장된 개구부의 주변은 실린더 프레임의 측면벽에 인접한다.
소기 수용기는 다수의 엔진 실린더를 따라서 연장할 수 있고, 이 경우에 있어서, 신장된 개구부는 실질적으로 소기 수용기의 전체 길이에 걸쳐서 연장하여소기를 실린더 프레임안으로 유도하는 측면벽내의 구멍을 덮는다.
이는 제 1 측면벽이 실질적으로 평평할 때 예컨대 제조 관점에서 특히 유리하고, 따라서 수직의 소기 수용기는 이 측면벽에 장착될 수 있다.
상부 판은 실린더 프레임의 측면벽에 걸쳐서 연장하여 소기 수용기의 상경계의 일부를 형성할 수 있다.
실질적으로 C 형상의 횡단면을 갖는 소기 수용기는 본 발명에 특히 적절하다. 용접부는 소기 수용기를 실린더 프레임에 부착하는데 특히 적절한 기법이다. 소기 수용기를 실린더 프레임에 용접함으로써, 2 개의 부재는 고강도와 안정성을 가진 하나의 유닛을 형성하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 실린더 프레임과 소기 수용기는 종래 기술의 구조와 동일한 강도와 안정성을 획득하면서 더 가볍게 형상결정될 수 있다.
실린더 프레임은 본 발명을 위한 크랭크케이스 프레임상에 장착된 별개의 유닛일 필요가 없고, 즉 실린더 프레임은 크랭크케이스 프레임과 일체화될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 전술한 문제점을 해결하는 전술한 종류의 실린더 프레임과 소기 수용기를 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은, 청구항 제 10 항에 따라서, 대형 2 행정 단류 소기 내연기관용 소기 수용기와 실린더 프레임을 형성하는 방법을 제공함으로써 달성되고, 이 방법은 :
- 소기를 실린더 프레임으로 유입시키는 1 이상의 구멍이 제공되는 제 1 측면벽과 상부 판을 포함하는 실린더 프레임을 제공하는 단계,
- 신장된 구멍을 가진 일측면상에 소기 수용기를 제공하는 단계, 및
- 측면벽과 대면하는 신장된 구멍을 갖춘 실린더 프레임에 소기 수용기를 직접 장착하여 상기 1 이상의 구멍을 덮는 단계를 포함한다.
하나의 종방향 측면을 따라서 개방된 소기 수용기를 제공하여, 개방측을 가진 소기 수용기를 실린더 프레임의 측면벽에 장착함으로써, 실린더 프레임의 측면벽이 소기 수용기용 측면을 형성하기 때문에 하나의 벽을 절약하게 된다. 하나의 벽을 절약함으로써 전체 구조의 무게와 제조 비용이 저감된다. 더욱이, 이 구조는 스테이 볼트에 의해 전달된 큰 압축력에 저항하는 평평한 측면벽과 소기의 고압을 견디기 위한 소기 수용기용 굽어진 외부벽을 사용할 수 있도록 한다. 소기 수용기와 실린더 프레임을 결합함으로써 경량화 및 소형화된다.
유리하게는, 소기 수용기를 측면벽에 장착하는 단계는 용접에 의해 수행되고, 이로 인하여 조립된 구조의 전체 강성을 개선하게 된다.
본 발명에 따른 목적, 특징, 장점 및 특징은 이후에 명백할 것이다.
도 1 은 종래 기술의 엔진의 단면도,
도 1a 는 엔진의 단면도,
도 1b 는 도 1a 의 Ib-Ib 선을 따른 엔진을 부분 확대한 단면도,
도 2 는 실린더 프레임의 사시도,
도 3 은 실린더 프레임의 상부에서의 부분 단면도,
도 3a 와 도 3b 는 실린더 프레임의 다른 구조를 도시한 단면도,
도 4 는 실린더 프레임에 장착된 소기 수용기의 사시도,
도 5 는 실린더 프레임과 소기 수용기를 자세히 도시한 단면도,
도 5a 는 인장 감소 노치를 갖춘 용접부의 상세도,
도 5b 는 인장 감소 홈을 갖춘 용접부의 상세도,
도 6 은 실린더 프레임과 소기 수용기의 다른 구조를 더 자세히 도시한 단면도, 및
도 7 은 결합된 유닛의 외경을 도시한 실린더 프레임 및 소기 수용기의 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명*
1 : 엔진2 : 크랭크케이스 프레임
3 : 캠샤프트 하우징4 : 소기 수용기
6 : 라이너7 : 대판
8 : 터보차저9 : 판벽 (또는 횡방향판)
10 : 외벽11 : 배기 가스 수용기
13 : 안내면14 : 추가벽
16 : 스테이 볼트21 : 크로스헤드
22 : 크랭크샤프트30, 30' : 실린더 프레임
31 : 상부 판32, 33 : 측면벽
34 : 전방벽35 : 후방벽
36 : 추가 강판37 : 강판
38, 39, 40, 51 : 구멍41, 42 : 용접부
43 : 노치46 : 리브
47 : 플랜지48 : 필렛 용접부
49, 49' : 홈50 : 연장판
52 : 판53 : 보강판 (또는 지지판)
54 : 바닥판55 : 플랜지
56 : C 형 판57, 60, 62 : 세그먼트
58 : 냉각기 하우징61 : 블로어
63 : 브라켓71 : 상부 브레이싱
이후의 자세한 설명에서, 본 발명은 바람직한 실시형태로 설명될 것이다. 도 1 에서는, 본 발명에 따른 엔진보다 보다 더 넓고 더 높은 종래 기술의 엔진을 설명할 목적으로 도시되었다.
도 1a 에서는 크랭크샤프트 (22) 용 메인 베어링을 갖춘 대판 (7) 으로부터 형성되는 대형 12 실린더 2 행정 단류 소기 내연기관 (1) 을 도시하였다. 대판 (7) 은 이용가능한 생산 설비에 따라서 적절한 크기의 섹션으로 분리된다. 대판은 주강 베어링 지지부를 갖춘 용접된 크로스 거더 (girders) 및 높은 용접된 종방향 거더로 구성된다. 용접된 A 형상의 크랭크케이스 프레임 (2) 은 대판 (7) 상에 장착된다. 크랭크케이스 프레임 (2) 의 횡방향 강성을 증가시키기 위해서 A 형상의 크랭크케이스 프레임 (2) 의 상부로부터 하부까지 연장하고 크랭크케이스 프레임 (2) 의 종방향으로 연장하는 외벽 (10) 을 상호연결하는 관통 횡방향판 (9) 형태의 스티퍼너 (stiffener) 를 갖춘 각각의 실린더 사이에는 크랭크 프레임이 제공된다.
크로스헤드 (21) 상에 작용하는 횡방향 힘을 수용하기 위한 수직 안내면 (13) 은, 예컨대 용접에 의해서 판벽 (9) 상에 장착된다. 2 개의 안내면 (13) 은 내부 판벽 (9) 의 양측상에서 서로 횡방향으로 마주보게 위치된다. 각각의 안내면 (13) 의 후측은 이 안내면과 판벽 (9) 을 연결하는 수직으로 연장하는 추가벽 (14) 에 의해 지지된다. 도시된 바와 같이, 추가벽 (14) 은 판벽과 예각을 형성하는 평평한 판부재로 구성될 수 있지만, 또한 수평 4분의 1 원이나 4분의 1 타원 섹션을 구비한 추가벽 (14), 즉 판벽 (9) 에 실질적으로 수직한 추가벽을 사용할 수 있다. 안내면 (13), 추가벽 (14), 및 판벽 (9) 은 스테이 볼트 (16) 가 수용되는 높은 비틀림 강성의 중공 형상을 형성한다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 2 개의 실린더 프레임 (30, 30') 은 A 형상의 크랭크케이스 프레임 (2) 의 상부상에 한 줄로 장착된다. 각각의 실린더 프레임 (30, 30') 은 엔진 (1) 의 6 개의 실린더 라이너 (6) 를 지지한다. 물론, 3 개의 실린더 프렘임을 갖춘 엔진, 또는 5 개의 실린더를 갖춘 실린더 프레임과 6 개의 실린더를 갖춘 실린더 프레임을 구비하는 11 개의 실린더를 갖춘 엔진 등의다른 형상일 수 있다. 실린더 라이너 (6) 는 합금 주철로 제조된다. 실린더 라이너 (6) 의 상부는 짧은 냉각 자켓으로 보어-냉각된다. 실린더 라이너 (6) 는 실린더 윤활용 드릴 구멍과 소기구 (scanvenge ports) 를 구비한다. 실린더 프레임 (30, 30') 은 일측상에서 캠샤프트 하우징 (3) 을 지지한다. 소기 수용기 (4) 는 실린더 프레임 (30, 30') 의 다른 측면을 따라서 연장한다. 소기 수용기 (4) 는 소기를 가압하는 터보차저 유닛 (8) 과 개별 실린더로부터 변동 압력을 균일화시키는 배기 가스 수용기 (11) 를 지지한다. 터보차저 (8) 의 압축기는 공기 여과기를 통하여 엔진 룸으로부터 공기를 흡인하고, 이 압축된 공기는 1 이상의 터보차저 (8) 를 사용할 수 있는 소기 냉각기에 의해 냉각된다. 소기 냉각기에는 연무 포집기 (water mist catcher) 가 제공되고, 이 연무 포집기는 소기 수용기 및 연소 챔버로 응축된 물이 공기와 함께 운반되는 것을 방지한다.
도 2 와 도 3 에서는 실린더 프레임 (30) 을 도시하였지만, 실린더 프레임 (30') 은 실린더 프레임 (30) 과 동일함을 이해해야 할 것이다. 측면벽 (32, 33) 은 실린더 프레임 (30) 의 전방벽 (34) 과 후방벽 (35) 을 형성하는 횡방향으로 연장하는 강판에 의해 서로 연결된다. 측면벽 (32, 33), 전방벽 (34), 및 후방벽 (35) 은 함께 용접되어 실질적으로 사각형 단면을 가진 중공 구조물을 형성하게 된다. 또한, 후방벽 (35) 과 전방벽 (34) 은 구조의 무게를 감소시키기 위해서 서로에 대하여 (비도시) 기울어질 수 있다. 각각의 실린더 사이에 횡방향으로 연장하는 추가 강판 (36) 이 제공되어서, 실린더 프레임의 사각형 단면을 정사각형이나 사각형 섹션으로 분리한다. 횡방향으로 연장하는 추가 강판 (36)은 실린더 프레임의 측면벽 (32, 33) 에 용접된다. 바람직한 다른 실시형태에 따라서, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 실린더 당 4 개의 강판 (37) 이 측면벽에서 추가 강판까지 실질적으로 45°의 각도로 연장되어서, 실린더 프레임의 내부 단면은 실질적으로 팔각형 형상이 된다.
실린더 프레임은 일반적인 강판이나 잉곳으로 구성될 수 있다. 바람직한 실시형태에 따라서, 실린더 프레임을 구성하기 위한 강판은 압연 강판이다. 하지만, 상부 판은 어떠한 다른 용접가능한 재료, 예컨대 주강으로 구성될 수 있다.
실린더 라이너 (6) 를 수용하고 지지하기 위한 원형 구멍 (39) 이 제공된 상부 판 (31) 은 측면벽 (32, 33), 전방벽 (34), 후방벽 (35), 및 횡방향으로 연장하는 추가 강판 (36) 을 형성하는 강판에 용접된다. 측면벽 (32) 에는 실린더 프레임 (30) 으로 소기가 유입되도록 하는 각각의 실린더를 위한 구멍 (38) 이 제공된다. 상부 판 (31) 의 종방향 가장자리를 따라서 스테이 볼트 (16) 를 수용하기 위해서 인접하게 이격된 구멍 (40) 쌍들이 제공된다.
도 3 에 잘 도시된 바와 같이, 바람직한 실시형태의 측면벽 (32, 33) 은 서로에 대하여 기울어진다. 따라서, 실린더 프레임 (30) 의 상부에서 측면벽 (32, 33) 간의 거리는, 실린더 프레임 (30) 의 하부에서 측면벽 (32, 33) 간의 거리보다 작다. 상부 판 (31) 과 측면벽 (32, 33) 사이의 각도는 바람직하게는 약 2° ~ 10° 일 수 있지만, 0° ~ 20 ° 사이의 어떠한 각도일 수 있다. 측면벽 (32, 33) 을 서로에 대하여 기울어지게 배열함으로써, 엔진 작동시, 실린더라이너 (6) 와 스테이 볼트 (16) 에 의해 상부 판 (31) 에 가해진 변동하는 큰 힘에 반응하는 상부 판의 굽힘에 의해 유발된 기계적 응력은 상부 판 (31) 과 측면벽 (32, 33) 사이의 용접부에 의해 형성된 천이부에서 감소된다.
바람직한 다른 실시형태에 따라서, 도 5 와 도 5a 에 도시된 바와 같이, 측면벽 (32, 33) 은 상부 판 (31) 과 90°의 각도로 배열된다. 측면벽 사이의 용접부 (41, 42) 에 의해 형성된 천이부에서의 기계적 응력은 이 용접부를 따라서 연장하는 노치 (43, 44) 를 제공함으로 감소된다. 노치 (43, 44) 는 반원형의 단면을 가진다. 다른 방법으로는, 단면은 반타원형 등일 수 있다.
바람직한 다른 실시형태에 따라서, 도 5b 에 잘 도시된 바와 같이, 상부 판 (31) 은 필렛 용접부 (48) 에 의해 측면벽 (32, 33) 에 연결된다. 필렛 용접부 (48) 와 측면벽 (32, 33) 사이의 천이부에서, 또한 필렛 용접부 (48) 와 상부 판 (31) 사이의 천이부에서, 바람직하게는 대략 반원형의 홈 (49, 49') 은 예컨대 연삭 기계가공되어서, 필렛 용접부 (48) 와 각각의 판 사이의 기계적인 응력을 감소시킨다.
풋 플랜지 (45) 는 양 측면벽 (32, 33) 의 하부로부터 수평으로 연장한다. 수직으로 연장하는 리브 (46) 는 캠샤프트 하우징 (3) 과 대면하는 측면벽 (33) 에 용접된다. 캠샤프트 하우징 (3) 을 장착하기 위한 플랜지 (47) 는 리브 (46) 에 용접된다. 지지판 (53) 은 플랜지 (47) 의 말단부와 측면벽 (33) 에 용접되어 스테이 볼트 (16) 를 수용하기 위한 삼각형 형상을 형성하게 된다. 캠샤프트 없이 구성된 엔진에 있어서, 지지판 (53) 은 측면벽 (33) 과 리브 (46) 에 용접된다.
횡방향으로 연장하는 연장판 (50) 은 소기 수용기 (4) 와 대면하는 측면벽 (32) 에 용접된다. 연장판 (50) 에는 소기를 통과시키도록 하는 구멍 (51) 이 제공된다. 소기 수용기 (4) 의 상부를 형성하는 판 (52) 은 연장판 (50) 사이에서 상부 판 (31) 에 용접된다. 보강판 (53) 은 각 연장판 (50) 의 양측에서 측면벽 (32) 쪽으로 예각으로 연장하여, 각 연장판 (50) 의 일측상에서 실질적으로 삼각형 단면을 가진 중공 형상을 형성하게 된다. 연장판 (50), 보강판 (53), 및 측면벽 (32) 은 함께 스테이 볼트 (16) 가 수용되는 높은 비틀림 강성과 압축 강성을 가진 중공 형상을 형성한다.
실질적으로 정사각형의 바닥판 (54) 은 실린더 프레임 (30) 의 내부로 대면하는 표면에 용접된다. 피스톤 로드용 스터핑 박스 (stuffing box) 를 수용하기 위한 원형 플랜지 (55) 는 바닥판 (54) 중심내의 대응 구멍안에 용접된다.
실린더 프레임 (30, 30') 과 대판 (7) 은, 실린더 프레임내의 중공 형상 내부에서 또한 A 형상의 크랭크케이스 프레임 (2) 내의 중공 형상 내부에서, 인접하게 배열된 스테이 볼트 (16) 쌍에 의해서 서로 고정되고, 이 스테이 볼트 (16) 는 실린더 프레임 (30, 30') 의 상부 판 (31) 에서 A 형상의 크랭크케이스 프레임 (2) 까지 연장한다. 따라서, 상기 중공 형상은 스테이 볼트의 채널로서의 기능을 하고, 이 채널은 실린더 프레임 (30, 30') 과 A 형상의 크랭크케이스 프레임 (2) 에 필요한 압축 강성을 제공하여, 엔진 (1) 작동시, 스테이 볼트 (16) 에 의해 프레임 박스 (2) 와 실린더 프레임 (30, 30') 에 전달되는 변동하는 큰 압축력을견디게 된다. 스테이 볼트 (16) 의 하단부는 대판 (7) 의 상측면에서 나사 구멍내에 적절하게 고정된다. 실린더 프레임 (30, 30') 내의 중공 형상과 크랭크케이스 프레임 (2) 내의 중공 형상은 동일한 단면을 가지고 서로 바로 그 위에 배열되는 것이 바람직하다. 도 3 에 잘 도시된 바와 같이, 캠샤프트 하우징 측면에서 실린더 프레임 (30, 30') 상의 중공 형상은 캠샤프트 하우징 (3) 을 장착하기 위한 플랜지 (47) 에 의해서 "절취" 될 수 있다.
도 4 에 잘 도시된 바와 같이, 소기 수용기 (4) 의 세그먼트를 형성하는 C 형의 판 (56) 은 연장판 (50) 사이에서 용접된다. 따라서, 소기 수용기 (4) 내의 내부 공간은 캡슐화된다. 또한, 실린더 프레임 (30, 30') 의 측면벽 (32) 은 소기 수용기 (4) 용 측면벽을 형성한다. 측면벽 (32) 을 소기 수용기와 실린더 프레임 (30, 30') 용 측면벽으로서 사용함으로써, 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 은 매우 소형의 유닛으로 형성된다. 터보차저 (8) 가 저부에 배치되어서, 배기 가스 수용기 (11) 도 저부에 위치되어서 엔진 (1) 의 전체 높이를 감소시킬 수 있을 때 특히 유용하다. 배기 가스 수용기 (11) 는 연장판 (50) 상에 바로 놓인 브라켓 (63) 에 의해 지지된다. 터보차저 (8) 와 배기 가스 수용기 (11) 의 비교적 낮은 위치는 전체 배기 가스 수용기 배열체의 고유 진동수를 증가시킨다. 배기 가스 수용기 (11) 의 증가된 강성으로 인해, 배기 가스 수용기 (11) 를 보다 작은 유닛으로 분리할 수 있고, 따라서 생산 비용을 저감할 수 있다.
소기 수용기 (4) 는 상이한 세그먼트로부터 형성된다. 각 실린더 프레임은 터보차저 (8) 와 냉각기 하우징 (58) 을 수용하기 위한 1 또는 2 개의 전용 세그먼트 (57) 를 포함한다. 세그먼트 (57) 를 지지하는 터보차저는 용접된 구조로 평평한 상부판을 포함하고, 터보차저의 하부에는 냉각기에서 나오는 공기를 수용하기 위한 구멍이 배열된다. 냉각기 하우징에는 터보차저로부터 나오는 압축 공기를 수용하기 위한 구멍이 장착된 상부판이 제공되고 이 냉각기 하우징은 연장판에 볼트 체결 또는 용접된다. 터보차저 (8) 의 플랜지는 냉각기 하우징 (58) 의 상부판에 볼트 체결된다. 열교환기 형태의 중간 냉각기는 냉각기 하우징 내부에 배열된다. 냉각기 하우징은 소기 수용기의 여러 세그먼트에 걸쳐서 연장할 수 있고 1 이상의 터보차저 (비도시) 를 지지 및 사용한다. 소기 수용기 (4) 의 다른 전용 세그먼트 (60) 는 보조 블로어 (61) 용 입구를 포함한다. 냉각기 하우징 (58) 은 디퓨저부를 가지도록 형상결정될 수 있고, 따라서 보조 블로어는 임펠러와 함께 전동기로서 설치될 수 있으며, 이 임펠러는 터보챠저 (8) 와 일렬로 또는 평행하게 디퓨저부내에 삽입된다.
소기 수용기 (4) 는 12 개의 세그먼트, 즉 6 개의 표준 C 형 세그먼트 (56), 3 개의 터보차저 지지 세그먼트 (57), 및 3 개의 보조 블로어 세그먼트 (60) 로 형성된다. 소기 수용기 (4) 는 단일 원형 브리징 세그먼트 (62) 에 의해서 2 개의 실린더 프레임 (30, 30') 을 연결하고, 이 단일 원형 브리징 세그먼트 (62) 는 2 개의 실린더 프레임 (30, 30') 의 외부 연장판 (50) 사이에 일렬로 배치된다. 연장판 사이의 세그먼트를 용접함으로써, 실린더 프레임과 소기 수용기는 고강성의 일체의 안정된 구조물을 형성한다.
소기 수용기 (4) 용 모듈 설계를 사용함으로써, 단일 세그먼트는 비교적 작은 작업실내에서 형성될 수 있다.
엔진과 이 엔진 룸의 측면벽 (비도시) 을 연결하는 상부 브레이싱 (71) (도 1 참조) 은 연장판 (50) 에 연결된다. 연장판 (50) 은 이 연장판의 수직 연장부를 따른 어떠한 위치에서 상부 브레이싱에 부착될 수 있다. 따라서, 상부 브레이싱의 높이는, 예컨대 엔진 룸의 덱 높이에 적절할 수 있다.
도 7 에 잘 도시된 바와 같이, 소기 수용기 (4) 가 장착된 실린더 프레임 (30, 30') 의 횡단면은 제조시 유닛의 취급 및 기계가공시 도움이 되는 실질적으로 사각형이다.
본 발명은 설명을 목적으로 자세히 기재되었지만, 설명 목적을 위해서만 기재되었음을 이해해야 하고, 본 발명의 관점을 벗어나지 않는 한 당업자에 의해서 변형될 수 있으며, 즉 다른 방법으로는 실린더 프레임 (30, 30') 은 크랭크케이스 프레임 (비도시) 과 일체화될 수 있다.
따라서, 장치와 방법의 바람직한 실시형태는 개선된 환경을 고려하여 기재된 반면, 이 실시형태는 본 발명의 원리만 설명하였다. 본 발명의 정신과 첨부된 청구항의 관점을 벗어나지 않는 한 다른 실시형태와 형상이 고안될 수 있다.
본 발명에 따른 소형의 가볍고 강한 구조를 형성하는 실린더 프레임과 소기 수용기에 의해서 종래 기술과 동일한 강성을 가지지만 경량화 및 소형화를 달성할 수 있다.
또한, 신장된 개구부를 갖춘 소기 수용기를 실린더 프레임에 장착함으로써, 측면벽은 2 개의 구성품에 의해 분리될 수 있어서, 하나의 측면벽이 절약되고 전체 구조의 무게가 덜 나가게 되며 제조 비용도 덜 비싸게 된다. 더욱이, 소기 수용기와 실린더 프레임을 결합함으로써, 소기 수용기와 실린더 프레임 사이에 공간이 없기 때문에 보다 소형으로 형성될 수 있다.
따라서, 소기 수용기에 의해 지지되는 배기 가스 수용기는 더 하부에 위치될 수 있고, 터보차저와 배기 가스 수용기의 비교적 낮은 위치는 전체 배기 가스 수용기 배열체의 고유 진동수를 증가시키게 된다. 증가된 배기 가스 수용기의 강성으로 인해, 배기 가스 수용기를 보다 작은 유닛으로 분리할 수 있고, 따라서 제조 비용도 감소시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 대형 2 행정 단류 소기 내연기관 (1) 용 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체에 있어서,
    상기 소기 수용기 (4) 에는 실린더 프레임과 대면하는 신장된 개구부가 제공되고, 소기 수용기는 실린더 프레임에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신장된 개구부의 주변부는 실린더 프레임 (30, 30') 의 측면벽에 인접하는 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 소기 수용기는 다수의 엔진 (1) 실린더를 따라서 연장하고, 신장된 개구부는 실질적으로 소기 수용기의 전체 길이에 걸쳐서 연장하여, 소기를 실린더 프레임안으로 유도하는 측면벽 (32) 내의 구멍 (38) 을 덮는 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 측면벽 (32) 은 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 실린더 프레임은 크랭크케이스 프레임 (2) 과 일체인 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 실린더 프레임의 상부 판 (31) 은 측면벽 (32) 에 걸쳐서 연장하여 소기 수용기 (4) 의 상한계의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 소기 수용기는 실질적으로 C 형의 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  8. 제 1 항 ~ 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 소기 수용기는 실린더 프레임 (30, 30') 에 용접되는 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 실린더 프레임은 용접된 구조인 것을 특징으로 하는 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체.
  10. 대형 2 행정 단류 소기 내연기관용 소기 수용기 (4) 와 실린더 프레임 (30, 30') 의 조립체를 형성하는 방법으로서,
    - 소기를 실린더 프레임으로 유입시키는 1 이상의 구멍 (38) 이 제공되는 제1 측면벽 (32) 과 상부 판 (31) 을 포함하는 실린더 프레임 (30, 30') 을 제공하는 단계,
    - 신장된 구멍을 가진 일측면상에 소기 수용기를 제공하는 단계, 및
    - 측면벽 (32) 과 대면하는 신장된 구멍을 갖춘 실린더 프레임에 소기 수용기를 직접 장착하여 상기 1 이상의 구멍 (38) 을 덮는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 소기 수용기를 실린더 프레임 (30, 30') 에 용접하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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