KR100899076B1 - 피스톤 센터링 계측 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 센터링 계측 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 피스톤 헤드(31)의 하측에 장착되어 실린더 라이너(10)의 내벽 표면에서 제1 팁(120)이 활주되고 제1 팁(120)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제1 계측기(100), 스터핑 박스(60)의 상측에 장착되어 피스톤 로드(32)의 표면에서 제2 팁(220)이 활주되고 제2 팁(220)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제2 계측기(200) 및 제1 계측기(100)와 제2 계측기(200)에서 송출되는 계측 값을 받아 연산하여 피스톤의 센터링 정도를 나타내는 단말기(400)를 포함한다.

엔진, 선박엔진, 대형, 피스톤, 직진도, 계측, 측정, 무선, 디지털

Description

피스톤 센터링 계측 시스템 {Piston centering measuring system}

본 발명은 피스톤 센터링 계측 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박엔진 등 대형엔진에서 피스톤이 직선왕복 운동할 때에 이동경로의 직진도를 계측하는 피스톤 센터링 계측 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박엔진 등 대형 엔진(1)은 도 1에 나타낸 바와 같이 프레임 박스(70)의 상측에 실린더 라이너(10)가 수직으로 배치되고, 실린더 라이너(10)의 내측에 피스톤(30)이 장착되며, 피스톤(30)의 하측은 프레임 박스(70)의 내측으로 배치되어 커넥팅 로드(40)에 연결되고, 커넥팅 로드(40)의 하측은 크랭크 부재(50)에 연결된다.

또한, 실린더 라이너(10)의 하측에는 가스배기구(20)가 형성된다.

또한, 상술한 실린더 라이너(10)와 피스톤(30)은 복수개로 배치될 수 있고 일예로서 4개, 6개, 8개, 12개, 14개 등으로 배치될 수 있으며, 대형엔진(1)의 성능에 따라 그 이상의 개수로 배치되는 것도 가능하다.

또한, 피스톤(30)의 피스톤 로드(32)에는 스터핑 박스(Stuffing box: 60)가 끼워지고, 상술한 스터핑 박스(60)는 상술한 프레임 박스(70)에 고정될 수 있다.

즉 상술한 바와 같은 대형 엔진(1)은 실린더 라이너(10)의 내측으로 유입된 연료가스가 폭발하면서 피스톤(30)이 직선하강하고 커넥팅 로드(40)와 크랭크 부재(50)는 피스톤(30)의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 동력을 출력하는 것이다.

또한, 연료가스의 연소(폭발)후의 잔여 가스는 상술한 가스배기구(20)를 통하여 배기될 수 있다.

즉 피스톤(30)은 직선왕복 운동할 때에 직진도가 보장되어야 실린더 라이너(10)와 피스톤(30)의 피스톤 헤드(31)의 상호 마모를 최소화하면서 원활하게 구동될 수 있는 것이다.

그러나 대형 엔진(1) 등 대형엔진은 각 부품의 가공오차, 조립공차 등 많은 변수에 의해 설계의 의도와는 다르게 피스톤(30)의 직선왕복 운동할 때에 비뚤어진 방향으로 왕복 운동될 수 있고, 이렇게 피스톤(30)이 비뚤어진 방향으로 직선왕복 운동을 하게 되면 피스톤 헤드(31) 또는 실린더 라이너(10)의 내벽이 비정상적으로 마모가 되고, 소음이 발생하며, 심지어는 피스톤(30)이 실린더 라이너(10)의 내벽에 끼일 수 있는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 피스톤(30)의 직선왕복 운동을 보장할 수 있도록 피스톤(30)의 직진도를 계측하여 피스톤(30)의 자세를 교정하도록 하고 있다.

상술한 바와 같이 피스톤(30)이 정위치에 있는지를 계측하고 피스톤(30)의 자세를 교정하는 것을 피스톤-센터링(piston centering)이라고 한다.

이하 종래에 피스톤 센터링을 위한 피스톤 센터링 계측 방안을 첨부도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

피스톤(30)은 직선운동을 하도록 설계되지만 실제로는 커넥팅 로드(40)의 영향을 받아 소정의 공차범위 내에서 기울어지면서 직선 운동하고, 공차범위는 대형엔진의 제원에 따라 결정된다.

피스톤(30)이 직선 운동하는 구간 중에 피스톤(30)이 하측으로 내려간 지점인 BDC(bottom dead center)후 45ㅀ의 지점(이하 "포지션1"이라 약칭함)과 피스톤(30)이 상측으로 올라간 지점인 TDC(top dead center)전 35ㅀ지점(이하 "포지션2"이라 약칭함)에서 피스톤(30)의 센터링을 계측하게 된다.

즉 포지션1 또는 포지션2에서 피스톤(30)과 실린더 라이너(10)의 내벽사이의 거리를 측정하고, 스터핑 박스(60)에서 피스톤 로드(32)의 변위를 계측하게 된다.

이를 첨부도면 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이 피스톤 로드(32)의 상측에는 전자 피스톤 게이지(Electronic Piston Gauge: 81)를 장착하게 되는데, 이때 전자 피스톤 게이지(81)의 마그네틱 베이스가 피스톤 로드(32)에 부착되고, 전자 피스톤 게이지(81)의 검출 팁이 실린더 라이너(10)의 내벽에 닿게 된다.

특히 실린더 라이너(10)의 안쪽에 계측작업자가 직접 들어가 전자 피스톤 게이지(81)를 설치하는 것이고, 전자 피스톤 게이지(81)에서 계측되는 계측 값은 계측작업자가 육안으로 확인하여 수작업으로 기록하며 이로써 계측작업자는 불편함을 감수하여야 하는 문제점이 있고, 또한, 육안으로 계측 값을 기록함으로써 그 신뢰성에 보장되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 상술한 전자 피스톤 게이지(81)는 피스톤(30)이 직선 운동할 때에 함께 운동되는데 이때 피스톤(30)이 크랭크(50)가 포지션1로 접근할 때에 피스톤 헤드(31)와 스터핑 박스(60)의 사이에 끼이거나 간섭이 발생되어 전자 피스톤 게이지(81)가 파손되는 문제점이 있다.

다른 한편으로 상술한 피스톤(30)이 승강함에 따라 전자 피스톤 게이지(81)의 검출 팁도 함께 승강하게 되는데 실린더 라이너(10)의 한쪽에는 가스 배기구(20)가 형성되어 있고, 상술한 검출 팁은 가스배기구(20)에 삽입될 수 있으며 계속하여 피스톤(30)이 승강되면 검출 팁은 가스배기구(20)를 벗어나야 하지만 쉽게 벗어나지 못하고 부러지는 문제점이 있고 다른 한편으로는 전자 피스톤 게이지(81)가 피스톤 로드(32)에서 떨어져 낙하하는 문제점이 있다.

다른 한편으로 스터핑 박스(70)의 저면 한쪽에 다이얼 게이지(82)를 장착하여 피스톤 로드(32)의 운동을 감지하여 피스톤(30)의 직선운동의 직진도를 계측할 수 있는데, 상술한 다이얼 게이지(82)의 마그네틱 베이스는 스터핑 박스(60)의 저면에 부착하고 다이얼 게이지(82)의 검침로드는 피스톤 로드(32)의 표면에 닿도록 배치하는 것이다.

이후 피스톤(30)이 직선운동시키고, 피스톤(30)이 상승한 상태 또는 하강한 상태에서 피스톤(30)의 직선운동의 직진도에 따라 다이얼 게이지(82)에서 계측 값이 변하게 되고 이렇게 변하는 계측 값을 육안으로 판단하여 기록하며 이로써 계측 작업자는 불편함을 감수하여야 하는 문제점이 있고, 또한, 육안으로 계측 값을 기록함으로써 그 신뢰성에 보장되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 상술한 다이얼 게이지(82)는 스터핑 박스(60)와 크로스헤드(33)의 사이에 끼이거나 간섭이 발생될 수 있고 심지어 파손되는 문제점이 있다.

또 다른 한편으로 상술한 피스톤(30)을 회전시켜서 포지션1 또는 포지션2를 맞추기 위해 프레임 박스(70)내에 작업자가 배치되어야 한다.

따라서 종래의 피스톤 센터링 계측은 전자 피스톤 게이지(81)를 설치하고 계측하는 작업자, 다이얼 게이지(82)를 설치하고 계측하는 작업자 및 크랭크(50)를 포지션1 또는 포지션2의 위치로 회전시켜 주어야 하는 작업자로 이루어지므로 작업자가 최소한 3인이 1조를 이루어야 하므로 많은 인력을 필요로 하는 문제점이 있다.

또한, 각 작업자 간에 무전기 또는 이에 준하는 통신수단을 구비하고, 계측 값을 전달하는 과정에서 의사전달이 원활하지 못하여 계측 값을 기록하여 피스톤(30)의 직선운동 직진도를 정확하게 계산하지 못하거나 많은 오차가 발생될 수도 있다.

또 다른 한편으로 상술한 3인1조가 하나의 피스톤(30)에 대하여 피스톤 센터링 계측을 하고 이때 평균 20 ~30분 내외의 시간이 소요되며, 피스톤(30)의 개수가 많은 대형 선박엔진의 경우에는 피스톤(30)의 개수만큼 더 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 작업자 1인이 피스톤의 자세를 계측하는 계측기를 취급할 수 있도록 하고, 계측기의 계측 값은 단말기에 무선으로 전송되도록 하여 단말기에서 피스톤의 직진도를 계측할 수 있도록 하는 피스톤 센터링 계측 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 피스톤 헤드의 하측에 장착되어 실린더 라이너의 내벽 표면에서 제1 팁이 활주되고 제1 팁의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제1 계측기; 스터핑 박스의 상측에 장착되어 피스톤 로드의 표면에서 제2 팁이 활주되고 제2 팁의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제2 계측기; 및 상기 제1 계측기와 상기 제2 계측기에서 송출되는 계측 값을 받아 연산하여 상기 피스톤의 센터링 정도를 나타내는 단말기;를 포함한다.

또한, 상기 제1 계측기 또는 상기 제2 계측기와 상기 단말기는 무선 통신이 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 계측기는, 상기 제1 계측기의 내부에서 탄발되어 지지되고 들락거리는 변위가 검출되는 제1 로드; 상기 제1 로드의 단부에 배치되고 외표면에 두께(La)에 곡률을 갖는 제1 팁; 및 상기 제1 계측기의 상측에 배치되어 피스톤 헤드 저면에 부착되는 제1 마그네틱을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 로드의 변위 량은 0.01mm 내지 30cm이고, 상기 제1 팁의 두께(La)는 5mm 내지 30cm인 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 계측기의 상측에 제1 브래킷이 더 배치되고, 상기 제1 브래킷의 상측에 상기 제1 마그네틱이 배치되어 구성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 브래킷의 폭은 상기 피스톤 헤드를 조립하는 체결구성요소간의 사이거리 보다 좁고, 상기 제1 브래킷의 높이는 상기 피스톤 헤드를 조립하는 체결구성요소의 돌출높이보다 높은 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 계측기에서 제1 로드와 제1 팁이 수축된 상태로 수납되는 지그가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 지그는, 내벽에 상기 제1 팁이 닿고 외벽에 상기 피스톤 라이너의 내벽이 닿는 전방 측벽을 포함하고, 상기 전방 측벽의 두께는 0.01mm 내지 30cm 인 것일 수 있다.

또한, 상기 제2 계측기는, 상기 제2 계측기의 내부에서 탄발되어 지지되고 들락거리는 변위가 검출되는 제2 로드; 상기 제2 로드의 단부에 배치되고 외표면에 두께(La)에 곡률을 갖는 제2 팁; 및 상기 제2 계측기의 하측에 배치되어 스터핑 박 스의 상면에 부착되는 제2 마그네틱을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 계측기의 하측에 제2 브래킷이 더 배치되고, 상기 제2 브래킷의 하측에 상기 제2 마그네틱이 배치되어 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 브래킷의 높이는 상기 스터핑 박스의 상면부터 제2 계측기의 높이를 높이도록 구성되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 2인 1조를 이루어 계측이 가능한 것으로 종래에 3인 1조로 이룬것에 비교하여 인건비 절감의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 계측 값은 전자 데이터로서 무선으로 전송되어 자동으로 연산되므로 피스톤 센터링 결과 값의 신뢰도가 높은 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 피스톤의 개수가 여러 개이어도 각각의 피스톤에 제1, 제2 계측기를 장착하여 크랭크를 1회전만 시켜도 각각의 피스톤의 직선운동 직진도를 계측할 수 있어 선박엔진 전체의 피스톤 센터링 계측을 신속하게 진행 및 종료할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에의한 피스톤 센터링 계측을 설명하기 위한 예시도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에 의한 피스톤 센터링 계측을 설명하기 위한 예시도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이 피스톤 헤드(31)의 피스톤 헤드 저면(321)에 제1 계측기(100)를 장착하여 실린더 라이너(10)의 내면과의 거리를 계측하고, 스터핑 박스(60)의 상면(61)에 제2 계측기(200)를 장착하여 스터핑 박스(60)에서 피스톤 로드(32)의 움직임을 계측하며, 상술한 제1 계측기(100)와 상술한 제2 계측기(200)는 계측 값을 무선으로 송신하여 단말기(400)로 보내도록 한 것이다.

상술한 단말기(400)는 데이터 수신에 필요한 통신수단, 데이터 값을 연산하는 중앙처리장치, 데이터 값을 표시하는 디스플레이 및 단말기(400)를 조작하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 통신수단은 1대1 통신 또는 1대 다수의 통신이 적용될 수 있고, 특히 무선 통신일 수 있으며, 무선통신 중에서도 블루투스, RF, 무선 랜, WiFi 등이 적용될 수 있고, 이러한 통신 기술은 공지의 기술을 이용하는 것으로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상술한 단말기(400)는 노트북, PDA 등 컴퓨터의 한 종류일 수 있고, 컴퓨터를 이용할 때에는 통신수단과 데이터 값을 연산하는 S/W가 탑재될 수 있다.

또한, 첨부도면 도 4에 나타낸 바와 같이 제1 계측기(100)와 제2 계측기(200)가 하나의 계측 세트(300)를 이루고 이러한 계측 세트(300)는 여러 개의 계측 세트(300a)(300b)(300n)로 구성될 수 있으며, 모든 계측 세트(300)에서 계측되는 계측 값은 상술한 단말기(400)로 보내질 수 있다.

상술한 제1 계측기(100)는 첨부도면 도 5 및 도 6을 참조하여 구성을 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제1 계측기(100)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 제1 계측기(100)는 제1 로드(110)가 배치되고, 제1 로드(120)의 전방에는 제1 팁(120)이 장착되며, 상측에는 제1 마그네틱(140)이 배치된다.

상술한 제1 로드(110)는 제1 계측기(100)의 내부에서 탄발되어 지지되는 것으로 항상 바깥쪽으로 돌출되도록 힘을 받고, 제1 로드(110)가 제1 계측기(100)의 내부로 들락거리는 변위가 검출되어 검출되는 검출 값이 계측 값으로서 단말기(400)에 송출되는 것이다.

또한, 상술한 제1 로드(110)의 들락거리는 변위는 일예로서 0.01mm 내지 30cm일 수 있고, 제1 로드(110)의 변위를 검출하는 기술은 통상적인 검출 기술을 이용하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 제1 팁(120)은 바깥쪽이 볼록한 곡면형태일 수 있고, 제1 팁(120)의 높이(La)는 5mm 내지 30cm일 수 있다.

또한, 상술한 제1 계측기(100)의 상측에 별도의 제1 제1 브래킷(130)이 더 배치될 수 있고, 제1 제1 브래킷(130)의 상측에 상술한 제1 마그네틱(140)이 배치될 수도 있다.

상술한 제1 제1 브래킷(130)은 폭과 두께를 한정할 수 있고, 일예로서 피스톤 헤드(31)의 저면에 배치되는 체결용 볼트와 간섭을 피할 수 있도록 하는 것으로 피스톤 헤드 결합용 볼트의 사이 보다 작은 폭을 가질 수 있고, 또한 볼트 또는 너트가 돌출되는 높이보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.

또한, 상술한 제1 마그네틱(140)은 여러 개의 마그네틱이 배치될 수 있고, 특히 제1 마그네틱(140)은 제1 계측기(100)의 표면에서 제1 팁(120)이 배치되는 방향으로 편향되어 배치될 수 있으며 제1 마그네틱(140)의 자력은 제1 팁(120)의 움직임에 의한 외력에 더욱 효과적으로 견딜 수 있게 된다.

다른 한편으로 상술한 제1 계측기(100)는 지그(150)가 사용될 수 있는데 지그(150)의 구성은 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5에 나타낸 바와 같이 지그(150)는 베이스(151)의 좌우측에 제1, 제2 측벽(152a)(152b)이 이격되어 배치되고, 베이스(151)의 전방과 후방에 각각 전방 측 벽(153)과 후박 측벽(154)기 이격되어 배치된다.

상술한 제1 측벽(152a)과 제2 측벽(152b)의 내부에는 상술한 제1 계측기(100)의 폭에 대응하도록 형성되고, 상술한 전방 측벽(153) 및 후방 측벽(154)의 내측에는 상술한 제1 계측기(100)에서 제1 로드(110)의 일부분이 제1 계측기(100)로 밀려들어간 상태에서 제1 팁(120)이 전방 측벽(153)의 내측면에 닿도록 된 것이다.

즉 도 6에 나타낸 바와 같이 지그(150)에는 제1 계측기(100)에서 제1 로드(110)가 수축된 상태로 제1 팁(120)이 전방 측벽(153)에 닿은 상태로 장착되는 것이다.

상술한 제1 계측기(100)의 작용은 첨부도면 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제1 계측기(100)의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

피스톤(30)에 제1 계측기(100)를 장착할 때에는 먼저 제1 계측기(100)는 지그(150)에 장착한 상태에서 이루어진다.

도 7에 나타낸 바와 같이 지그(150)의 전방을 실린더 라이너(10)의 내벽에 밀착시키고 제1 마그네틱(140)이 실린더 헤드 저면(321)을 향하도록 배치하며, 크랭크 부재(50)를 회전시켜 피스톤(30)을 하강시킨다.

이후 피스톤 헤드(31)는 하강하여 실린더 헤드 저면(311)에 제1 마그네틱(140)이 달라붙고, 결국 제1 계측기(100)는 피스톤 헤드(31)에 부착되는 것이다.

피스톤(30)이 상승할 때 도 8에 나타낸 바와 같이 지그(150)를 제1 계측기(100)로부터 분리시키면 제1 계측기(100)는 피스톤 헤드(31)에 부착된 상태로 실린더(30)와 함께 운동하게 된다.

특히 제1 로드(110)는 제1 계측기(100)의 외측방향으로 밀려나면서 제1 팁(120)은 실린더 라이너(10)의 내벽에 닿고 피스톤(30)의 승강에 따라 제1 팁(120)은 실린더 라이너(10)의 표면에서 활주하게 된다.

이때 피스톤(30)이 이동하는 궤적이 직진도에 따라 상술한 제1 로드(110)와 제1 팁(120)은 들락거리는 것을 반복하고, 이때 그 들락거리는 변위는 계측 값으로서 단말기(400)에 송출된다.

또한, 상술한 지그(150)의 폭에 중심과 제1 팁(120)의 중심은 평면에서 볼 때에 일치될 수도 있고, 어느 한쪽으로 편향되어도 계측되는 결과 값에는 큰 영향을 끼치지 않는다.

또한, 상술한 지그(150)에 제1 계측기(100)가 장착된 상태에서 제1 팁(120)과 실린더 라이너(10)의 내면까지의 거리(Lb)는 제1 팁(120)의 두께(La)보다 작거나 같을 수 있다.

다른 한편으로 실린더 라이너(10)의 내면은 곡면이고 지그(150)의 전방은 직선으로서 전방 측벽(153)의 표면과 실린더 라이너(10)의 내면 사이 거리(Lc)가 반드시 존재하므로 상술한 전방 측벽(153)의 두께는 제1 팁(120)의 두께(La)보다 작을 수 있으며 일례로서 0.01mm 내지 30cm일 수 있다.

상술한 전방 측벽(153)의 두께는 0.01mm 이상이어야 내구성을 기대할 수 있 고, 상술한 전방 측벽(153)의 두께는 30cm 이하이어야 제1 팁(120)의 직선운동에 필요한 공간이 확보될 수 있다.

또한, 대형엔진(1)의 출력 용량에 따라 실린더 라이너(10)와 피스톤(30)의 크기는 달라질 수 있는 것으로 상술한 전방 측벽(153)의 두께는 30cm이상이 될 수도 있다.

다른 한편으로 상술한 지그(150)의 폭(W)은 제1 계측기(100)를 수용할 수 있는 정도이면 충분하고, 폭(W)이 넓을수록 실린더 라이너(10)의 내벽이 접선과 직각되는 방향으로 제1 계측기(100)를 장착할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 실린더 헤드(31)의 하측에 제1 계측기(100)를 장착한 상태에서 피스톤(30)이 승강하게 되고 이때 피스톤(30)의 이동궤적의 직선도에 따라 실린더 라이너(10)와 피스톤(30)사이의 거리가 변하며, 제1 팁(120)은 초기의 위치에 확장되어 도 8에 나타낸 바와 같이 변위(Ld)를 가질 수 있고, 반대로 수축되어 변위(Le)를 가질 수 있다.

다른 한편으로 제1 계측기(10)는 도 3에 나타낸 바와 같이 실린더 헤드(31)의 하측에 장착된 상태이므로 실린더(30)가 포지션1에 위치하더라도 제1 계측기(100)와 스터핑 박스(60)와의 간섭이 일어나지 않고, 특히 피스톤 헤드(31)를 조립하기 위한 볼트와 너트 등의 구성요소와 간섭이 발생되지 않는 위치에 장착되므로 임의로 낙하하거나 파손되지 않고 안정된 상태에서 계측이 이루어질 수 있다.

또 다른 한편으로 도 10에 나타낸 바와 같이 실린더 라이터(10)의 내벽 한쪽에는 가스 배기구(20)가 형성되어 있는데 제1 팁(120)은 가스 배기구(20)에 삽입될 수 있지만, 제1 팁(120)의 최대 확장거리는 한정되어 있고 제1 팁(120)의 표면은 곡률을 가지는 것으로 제1 팁(120)이 최대한 확장되더라도 제1 팁(120)의 곡면과 가스 배기구(20)의 모서리가 닿게 되어 피스톤(30)의 승강에 의해 제1 팁(120)은 자연스럽게 수축되어 가스배기구(20)를 벗어날 수 있고 이로써 제1 팁(120) 또는 제1 로드(110)가 훼손되는 폐단이 방지된다.

다른 한편으로 제1 팁(120)은 가스 배기구(20)에서 자연스럽게 벗어나는 것으로 가스 배기구(20)와의 간섭에 의해 제1 계측기(100)가 피스톤 헤드(32)에서 분리되지는 않는 것이다.

상술한 제2 계측기(200)의 구성은 첨부도면 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제2 계측기(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제2 계측기(200)의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 9에 나타낸 바와 같이 제2 계측기(200)는 제2 로드(210)가 배치되고, 제2 로드(220)의 전방에는 제2 팁(220)이 장착되며, 하측에는 제2 마그네틱(240)이 배치된다.

상술한 제2 로드(210)는 제2 계측기(200)의 내부에서 탄발되어 지지되는 것으로 항상 바깥쪽으로 돌출되도록 힘을 받고, 제2 로드(210)가 제2 계측기(200)의 내부로 들락거리는 변위가 검출되어 검출되는 검출 값이 계측 값으로서 단말 기(400)에 송출되는 것이다.

또한, 상술한 제2 로드(210)의 들락거리는 변위는 일예로서 0.01mm 내지 11mm일 수 있고, 제2 로드(210)의 변위를 검출하는 기술은 통상적인 검출 기술을 이용하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 제2 팁(220)은 바깥쪽이 볼록한 곡면형태일 수 있고, 제2 팁(220)의 높이(La)는 5mm 내지 11mm 일 수 있다.

또한, 상술한 제2 계측기(200)의 하측 또는 측방에 별도의 제2 제2 브래킷(230)이 더 배치될 수 있고, 제2 제2 브래킷(230)의 하측에 상술한 제2 마그네틱(240)이 배치될 수도 있다.

상술한 제2 제2 브래킷(230)은 폭과 두께를 한정할 수 있고, 일예로서 스터핑 박스(60)의 상면에 배치되는 체결용 볼트와 간섭을 피할 수 있도록 하는 것으로 스터핑 박스 결합용 볼트의 사이 보다 작은 폭을 가질 수 있고, 또한 볼트 또는 너트가 돌출되는 높이보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.

또한, 상기 제2 브래킷(230)의 높이는 상기 스터핑 박스(60)의 상면부터 제2 계측기(200)의 높이를 높이도록 구성되는 것이다.

상술한 제2 계측기(200)는 도 3 및 도 10에 나타낸 바와 같이 스터핑 박스(60)의 상면(61)에 장착되고 이때 제2 팁(220)은 피스톤 로드(32)의 표면에 밀착된 상태로 장착되며 장착하는 초기에는 제2 계측기(200)에서 제2 로드(210)가 수축된 상태로 장착될 수 있으며 더욱 상세하게는 제2 로드(210)의 최대 수축과 최대 확장의 범위의 중간 위치로 장착할 수 있다.

또한, 구체적으로 나타내지 않았으나 제2 계측기(200)에도 지그(150)와 유사한 형태의 지그가 사용될 수 있고 제2 계측기(200)에 지그를 사용하게 되면 제2 계측기(200)를 스터핑 박스(60)에 장착할 때에 제2 팁(220)의 돌출정도를 제한할 수 있게 된다.

이후 피스톤(30)의 승강에 따라 피스톤 로드(32)의 표면에서 제2 팁(220)은 활주하면서 변위를 발생하게 되며 이때 발생되는 변위는 계측 값으로서 단말기(400)에 송출된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 실린더 라이너(10)의 내측에서 제1 계측기(100)와 제2 계측기(200)를 장착하게 되므로 작업자 1인이 계측기 장착 작업을 할 수 있고 아울러 크랭크 부재(50)를 포지션1 또는 포지션2로 변화시키는 작업자와 한 조를 이루게 된다.

따라서 종래의 피스톤 센터링 계측에서 3명의 작업자가 필요하였지만 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템을 이용할 때에는 2명의 작업자에 의해 작업이 이루어지므로 인원을 줄일 수 있는 것이다.

또한, 피스톤의 개수가 많은 대형엔진(1)에서는 상술한 제1 계측기(100)와 제2 계측기(200)를 각각의 피스톤(30)마다 장착한 후에 크랭크 부재(50)를 회전 구동시킴으로서 동시에 모든 피스톤(30)의 센터링 정도를 계측할 수 있는 것이다.

따라서 종래에는 피스톤의 개수가 많을 경우 그 피스톤 개수에 비례하여 계측에 소요되는 시간이 늘어나지만 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템은 동시 다발적으로 여러 개의 피스톤(30)의 센터링 정도를 계측할 수 있어 피스톤 계측에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있다.

또한, 계측되는 계측 값은 무선 통신을 통하여 단말기(400)에 집중되고 단말기(400)는 수집된 계측 값 정보를 근거로 연산하여 각각의 피스톤 센터링을 파악할 수 있고 그 계측 값은 자동으로 정밀하게 계측되고 전송되는 것으로 피스톤 센터링 계측 결과 값에 신뢰성이 향상된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

선박엔진 등 대형엔진에서 피스톤의 센터링을 신속하고 신뢰도가 향상된 계측을 할 수 있고, 계측에 소요되는 인력을 대폭 줄일 수 있으며, 계측작업자의 안정성이 향상된다.

도 1은 선박엔진을 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2는 종래의 피스톤 센터링 계측을 설명하기 위한 예시도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에 의한 피스톤 센터링 계측을 설명하기 위한 예시도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에 의한 피스톤 센터링 계측을 설명하기 위한 예시도면이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제1 계측기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제1 계측기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제2 계측기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 센터링 계측 시스템에서 제2 계측기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1: 대형엔진 10: 실린더 라이너

20: 가스 배기구 30: 피스톤

31: 피스톤 헤드 32: 피스톤 로드

33: 크로스헤드 40: 커넥팅 로드

50: 크랭크 부재 60: 스터핑 박스

70: 프레임 박스 321: 피스톤 헤드 저면

81: 전자 피스톤 게이지 82: 다이얼 게이지

100: 제1 계측기 110: 제1 로드

120: 제1 팁 130: 제1 브래킷

140: 제1 마그네틱 150: 지그

151: 베이스 152a, 152b: 제1, 제2 측벽

153: 전방 측벽 154: 후방 측벽

200: 제2 계측기 210: 제2 로드

220: 제2 팁 230: 제2 브래킷

240: 제2 마그네틱

300, 300a, 300b, 300n: 계측기 세트

400: 단말기

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 피스톤 헤드(31)의 하측에 장착되어 실린더 라이너(10)의 내벽 표면에서 제1 팁(120)이 활주되고 제1 팁(120)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제1 계측기(100); 스터핑 박스(60)의 상측에 장착되어 피스톤 로드(32)의 표면에서 제2 팁(220)이 활주되고 제2 팁(220)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제2 계측기(200); 및 상기 제1 계측기(100)와 상기 제2 계측기(200)에서 송출되는 계측 값을 받아 연산하여 상기 피스톤의 센터링 정도를 나타내는 단말기(400);를 포함하고,

   상기 제1 계측기(100)는,

   상기 제1 계측기(100)의 내부에서 탄발되어 지지되고 들락거리는 변위가 검출되는 제1 로드(110);

   상기 제1 로드(110)의 단부에 배치되고 외표면에 두께(La)에 곡률을 갖는 제1 팁(120); 및

   상기 제1 계측기(100)의 상측에 배치되어 피스톤 헤드 저면(321)에 부착되는 제1 마그네틱(140);

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 로드(110)의 변위 량은 0.01mm 내지 30cm이고, 상기 제1 팁(120)의 두께(La)는 5mm 내지 30cm인 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 제1 계측기(100)의 상측에 제1 브래킷(130)이 더 배치되고, 상기 제1 브래킷(130)의 상측에 상기 제1 마그네틱(140)이 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제1 브래킷(130)의 폭은 상기 피스톤 헤드를 조립하는 체결구성요소간의 사이거리 보다 좁고, 상기 제1 브래킷(130)의 높이는 상기 피스톤 헤드를 조립하는 체결구성요소의 돌출높이보다 높은 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
7. 피스톤 헤드(31)의 하측에 장착되어 실린더 라이너(10)의 내벽 표면에서 제1 팁(120)이 활주되고 제1 팁(120)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제1 계측기(100); 스터핑 박스(60)의 상측에 장착되어 피스톤 로드(32)의 표면에서 제2 팁(220)이 활주되고 제2 팁(220)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제2 계측기(200); 및 상기 제1 계측기(100)와 상기 제2 계측기(200)에서 송출되는 계측 값을 받아 연산하여 상기 피스톤의 센터링 정도를 나타내는 단말기(400);를 포함하고,

   상기 제1 계측기(100)에서 제1 로드(110)와 제1 팁(120)이 수축된 상태로 수납되는 지그(150)가 더 포함되는 피스톤 센터링 계측 시스템.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 지그(150)는,

   내벽에 상기 제1 팁(120)이 닿고 외벽에 상기 피스톤 라이너(10)의 내벽이 닿는 전방 측벽(153)을 포함하고, 상기 전방 측벽(153)의 두께는 0.01mm 내지 30cm 인 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
9. 피스톤 헤드(31)의 하측에 장착되어 실린더 라이너(10)의 내벽 표면에서 제1 팁(120)이 활주되고 제1 팁(120)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제1 계측기(100); 스터핑 박스(60)의 상측에 장착되어 피스톤 로드(32)의 표면에서 제2 팁(220)이 활주되고 제2 팁(220)의 변위를 계측하여 계측 값을 송출하는 제2 계측기(200); 및 상기 제1 계측기(100)와 상기 제2 계측기(200)에서 송출되는 계측 값을 받아 연산하여 상기 피스톤의 센터링 정도를 나타내는 단말기(400);를 포함하고,

   상기 제2 계측기(200)는,

   상기 제2 계측기(200)의 내부에서 탄발되어 지지되고 들락거리는 변위가 검출되는 제2 로드(210);

   상기 제2 로드(210)의 단부에 배치되고 외표면에 두께(La)에 곡률을 갖는 제2 팁(220); 및

   상기 제2 계측기(200)의 하측에 배치되어 스터핑 박스(60)의 상면(61)에 부착되는 제2 마그네틱(240);

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제2 계측기(200)의 하측에 제2 브래킷(230)이 더 배치되고, 상기 제2 브래킷(230)의 하측에 상기 제2 마그네틱(240)이 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 제2 브래킷(230)의 높이는 상기 스터핑 박스(60)의 상면부터 제2 계측기(200)의 높이를 높이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.
12. 제 3항 , 제 7항 또는 제 9항 중에 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 계측기(100) 또는 상기 제2 계측기(200)와 상기 단말기(400)는 무선 통신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 피스톤 센터링 계측 시스템.

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