专利名称：防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种填料箱，该填料箱是一种为了不使大型船舶的机油 和各种驱动装置因在采油引擎内部在启动引擎的过程中在燃烧室产生的 污染物质(火气、瓦斯、污泥气等)受损而使用的综合密封(同时屏蔽煤气 和油)装置，特别涉及一种新概念的高效率填料箱，该填料箱可以有效地 屏蔽在引擎燃烧室中产生的烧气室的污染物质，将未污染的曲轴箱内的 机油全部收回，从而防止以往大量废弃的机油的浪费，同时实现引擎的 圆滑工作和寿命延长。
背景技术：
以往的填料箱，因为不能完全屏蔽在大型船舶的引擎的爆发-排气过 程中产生的污泥气，所以将被污泥气污染或有可能被污泥气污染的机油， 全部排至引擎外废弃，通过这种方式来维持整个机油的清净度。因此， 造成了排至引擎外废弃的大量的油的浪费及由此产生的环境污染等，发 生超出预料的众多累积的损害。
艮卩，在船舶引擎汽缸内，在负责压縮和爆发力量的的活塞上垂直连
接的活塞杆220把产生的力量传到在下部连接的连接杆上。并且，连接 杆强力推动把这直线力量转为圆周运动的曲轴，此时发生的惯性力再把 活塞杆220向上部推动，使活塞再次压縮燃烧室。通过上述运动的连续 进行引擎将被驱动。
4此时，在大型船舶的采油引擎内部，由复数(6、 8、 12、 18气筒等) 个汽缸和活塞构成的引擎，连续、可变地进行上述动作的过程中，在引 擎上部燃烧室爆发过程中发生的火气、瓦斯及污泥气等污染物质40，沿 着动力传达器具，渗透到下部机械驱动室，即曲轴箱210内。这些不仅 污机油50，而且影响机械构成部分的寿命及性能。
在这些连续动作中，填料箱外壳100围绕上、下直线往复运动的活 塞杆220表面设置，并且，在填料箱外壳100的上部，层层设置的油泥 去除手段10和气体屏蔽手段20，不仅屏蔽在烧气室200发生的火气和高 压气体，而且去除附着在活塞杆220表面上的污泥气等污染物质40。填 料箱外壳100的下部是通过刮油环(Oil Scraper Ring)层层屏蔽机油50沿 着活塞杆220的表面流入上部烧气室200内，被重新回收到下侧曲轴箱 210内的油箱里。填料箱外壳IOO是图谋引擎安全和圆滑工作、寿命延 长的装置。
以往的大型船舶引擎的填料箱100内，设有称为上刮环(T叩Scraper Ring)的油泥去除手段10和称为管环(segment ring、 Sealing Ring)的气体 屏蔽手段20以及称为刮油环(Oil Scraper Ring)的滤油手段120， 120-1而 构成。这些装置是无数的非金属环和金属环与弹簧105 —起组装的，其 中上述非金属环是用于去除或屏蔽引擎工作时发生的高热或瓦斯、污泥 气或没有燃烧的各种异物质的，上述金属环是用于过滤或屏蔽引擎工作 时不可缺少的机油50。
并且，上述填料箱外壳100的最上端上设置了油泥去除手段10，用 于去除附着在上下往复运动的活塞杆220的外径的有害物质中比重最高 的污泥气。而且，上述填料箱外壳100的下端依次设有以多个阶段构成 并屏蔽气体或火气为目的的气体屏蔽手段20，屏蔽在烧气室200产生的 污染物质40向装满机油的曲轴箱210内的流入。并且，填料箱外壳100的下部设有多阶段的滤油手段120, 120-1， 该滤油手段120， 120-1可以过滤和屏蔽沿着活塞杆220的不断的上下运 动移动的油向上部燃烧室的流入，在长时间运转过程中也不使机油被烧 气室200的有害物质污染。
安装在围绕连续做上下运动的活塞杆220并设置在引擎烧气室200 和曲轴箱210中间的填料箱外壳100内部的上述油泥去除手段10(Top Scraper Ring)及高热或火气及、气体屏蔽手段20以及由基础环220和滤 油环121构成的滤油手段120， 120-1等是精巧接触在活塞杆220的表面 上的，是可以不发生非正常磨耗进行滑动的超精密加工品，这些是根据 各自的功能，以严格筛选的材料、特殊发明形态制作的。
因船舶引擎工作不断产生的包括高热和火气的瓦斯、污泥气等污染 物质40，被油泥去除手段lO(Top scraper ring)和气体屏蔽手段20(Gas seal ring)排至环的外廓部后，通过向填料箱外壳100外部贯通的复数个油泥 排出孔108排出到引擎外部。虽然曲轴箱210内的机油不断沿着活塞杆 220的上下运动流入到上部烧气室200，但是连续经过设置的四阶段的滤 油手段120， 120-1，即在基础环122( Base Ring)上组装的8个滤油用环 121的过程中，屏蔽机油50渗透到烧气室内，并通过在填料箱外壳100 内部垂直穿孔的复数个油回收孔110，重新回收至下部曲轴箱210的油箱 (Oil Sump)内。
但是，在以往的船舶引擎内的填料箱外壳100上设置的去除手段 1020，不能完全屏蔽细微的的粉末状态的污泥气或瓦斯、火气等污染物 质40,是一种非效率结构。因此，在下部设有多阶段滤油手段120， 120-1 的空间内渗透相当量的污染物质40，达到上述多阶段型滤油手段120， 120-1中位于最上端上的滤油手段120-1的机油50，被污染或认为有可能 被污染，则全部排出上述机油50，不能再利用。该结构又导致以下问题。到达上述外壳的下部多阶段型滤油手段
120， 120-1中位于最上端的滤油手段120-1位置的的机油50，不管它是 被污染的机油50还是清静的机油全部被认为是污染油，通过油排出口 150全部排至外部废弃。具有此种非效率的结构的填料箱不可避免地将带 来相当量的油的浪费。
换句话说，以往的填料箱，因为它具有如上所述的缺点，如图1所 示，在填料箱外壳IOO下部的以四个阶段设置的滤油手段120， 120-1中 位于最上端的滤油手段120-1中持续渗透/流入污染物质，所以对达到上 述滤油手段120-1的机油50只能全部废弃。
此种结构虽然在填料箱外壳100下部以四个阶段设置了具有滤油手 段120， 120-1的区划部160， 160-1，其中，从下侧开始前三阶段的区划 部160分别设有相互连通的油回收孔IIO，但是具有位于最上端第四个滤 油手段120-1的区划部160-1却不具备任何回收孔，而在外壳旁边形成有 油废弃孔，因此不可避免相当量的油的浪费。
设在船舶引擎内的以往的填料箱外壳100内的密封手段1020是因为 在无法完全屏蔽上部的火气、瓦斯、污泥气等污染物质的前提下设计的， 所以为了保持机油50的清净度，需损失大量的油，即使达到滤油手段 120、 120-1最上端的油是清净的可用油，也无条件地排至引擎外废弃。 结果，在那些诸多船舶引擎一天都排出、废弃120升(相当于6机筒)的油， 这样一来， 一个月产生多达3600升的废油，实在是无法承担。
特别，需长时间都要保持气密性的高功能密封手段因单列设置的油 泥去除手段10和经过该些油泥去除手段10的污染物质，在整个密封手 段IO、 20的工作面都产生非正常的瑕疵或裂纹，而且这个发展到过多磨 耗产生各环功能的急剧下降，因此即使是将每气缸的排油量定为一天小 于20升来设计安装的的最佳状态的填料箱，也会在短时间内产生排油量 的急速增加。如同上述的以往的填料箱，造成大量废油的浪费和环境污染，却无 法防止机油50的污染。以前认为只要是填料箱工作就行的用户船主们也 开始意识到该问题的严重性，而且国际上对污染物质的排出规定也已出 台，多方面要求填料箱的改良手段的研宄和对策。
而且，如同上述排出来的废油需一直保管、装载在船内一直航海至 找到适当的处理方法处理为止，成为诸多船舶的无法用言语表达的困难， 而且每一个船主们保管废油的方法和各国对废油的处理步骤也不一样， 因此，最近频繁出现在公海上烧毁废油的现象，若不管制此现象的话， 因为日益增多的船舶造成的国际性的环境问题而将会来临航海本身被受 限制的日子。
发明内容
本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种新型填料箱，可以采取 一些有效手段，使在引擎的爆发-排气过程中产生的污泥气或瓦斯，在向 系统油端流入的初期阶段完全屏蔽，从根源上防止机油的污染，且将未 发生污染的机油全部回收至引擎内部， 一点也不发生浪费，从而有效地 防止油的浪费和环境污染。
为了实现上述目的，本发明提供一种防止机油的浪费和环境污染的 环保填料箱，根据本发明的填料箱，在大型船舶的引擎内部，填料箱外 壳100的上端部末端设有油泥去除手段IO，设有向上突出倾斜的油泥
排出导向角12，在底面部以上下复列设有油泥去除环11，该油泥去除环 11上设有向上切开而倾斜的棘齿角13;气体屏蔽手段20，在上述油泥去 除手段10的下端以上下复列设有气体屏蔽环21，该气体屏蔽环21上设 有至少一个以上的屏蔽污气用棘齿槽31，以使扩大密封面积的同时具有 高精度的密封性；以及油回收孔110，设置于区划部160， 160-1中的位 于最上端为区划部160-1上，该区划部160， 160-1分别设在四阶段滤油手段120， 120-1之间，该滤油手段120， 120-1设在填料箱外壳100的下 部。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂， 所附图的详细说明如下。
图l是以往填料箱的截面图2是以往填料箱的放大截面；
图3是根据本法明的填料箱的截面图4中a、 b、 c是油泥去除手段的各种实施例的示意图，d、 e、 f是 污气去除手段的各种实施例的示意图5是根据本法明的气体屏蔽环的分解组装图6是根据本法明的气体屏蔽环的部分放大截面图。
最佳实施方式
本发明提供一种防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱，其特征 在于，在与大型船舶的引擎活塞摩擦的填料箱外壳100内壁面的上端面 设有
油泥去除手段IO，设有向上突出倾斜的油泥排出导向角12，在底面 部以上下复列设有油泥去除环ll，该油泥去除环11上设有向上倾斜切开 的棘齿角13;
气体屏蔽手段20，在上述油泥去除手段IO的下端以上下复列设有气 体屏蔽环21，该气体屏蔽环21上设有至少一个以上的屏蔽污气用棘齿槽 31，以使扩大密封面积的同时具有高精度的密封性；以及油回收孔110，设置于区划部160， 160-1的位于最上端为区划部160-1 上，该区划部160， 160-1中分别设在多阶段滤油手段120， 120-1之间， 该滤油手段120， 120-1设在填料箱外壳100的下部。
具体实施例方式
以下，根据附图，详细说明根据本发明的防止机油的浪费和环境污 染的环保填料箱的实施例。
根据本发明的防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱具备了油泥 去除手段10。即，大型船舶引擎燃烧室内部的压縮-爆发过程中发生的污 染物质，被吸附在烧气室中暴露的活塞杆220上状态下，从可以渗透移 动到下部曲轴箱210的污染物质40中，去除污泥气后通过油泥排出孔108 往引擎外排出并去除。而且，在上述油泥去除手段的下端，设置了气体 屏蔽手段20，可以屏蔽污染物质中气体，S卩，瓦斯和火气(热气)。并且， 在上述填料箱外壳100的下端，以一定间隔个阶段形成具有一定宽幅的 区划部160， 160-1。而且在其之间，以相同的四阶段分别设置滤油手段 120， 120-1。并在上述最上端的滤油手段120-1的圆周上，形成以污染油 废弃为目的的排油口 150。这是对在上述四个阶段160， 160-1中从下侧 到第三阶段的各区划部160分别设置油回收孔110的以往的填料箱外壳 IOO的大胆的改善。
上述油泥去除手段IO如下构成。在一侧方向(上侧烧气室方向)上完 美地去除把作为微粒子的污泥气，并向外部有效地排出-去除。并且，为 了在反方向(下侧曲轴箱方向)上引导逆流移动的或许有可能通过的微量 油泥，在上部末端形成向上突出的倾斜的油泥排出导向角12。而且，在 底面部上也设置设有以向上倾斜的棘齿角13的复数个油泥去除环11，同 时在平面的截面上也设置屏蔽油泥用水平棘齿角31a。
10上述气体屏蔽手段20如下构成。为了对异物质中气体，即瓦斯和火
气，在一侧方向(下侧曲轴箱方向)上可以完全屏蔽，同时，对逆方向(上 侧烧气室方向)通过的部分残留气体，引导逆流移动，最终得到更加完美
的气体屏蔽(sealing)效果，设置最少一个以上的屏蔽污气用棘齿角31。 同时，设置新型气体屏蔽环12，以相同厚度设置复数个谋求完美密封性 的高精度环，以使扩大屏蔽(sealing)面积。
设置在上述四个阶段滤油手段120, 120-1之间的多阶段区划部160， 160-1中，位于最上端的区划部160-1上再设置油回收孔110-1，经过上 述四个阶段的滤油手段120， 120-1的全部机油50，可以没有浪费全部回 收再利用，这乃本发明之一特点。
设置于上述油泥去除手段10的油泥去除环11上的油泥排出导向角 12，因为它具有如上所述向上倾斜突出的形状，可以很有效地去除在活 塞杆220上附着的污泥气，之后，可以简单地通过以圆周状形成的油泥 排出孔108引导，并可以得到高油泥去除效率。而且，在上述油泥去除 环ll的终端底面上，具有有效的油泥去除效果。尽管尽最大能力进行去 除，但是向下侧通过的部分细微油泥，随着活塞杆的上、下工作，重新 向上方向逆流/引导，为了最大限度的遏制向下方的流入，设置以向上倾 斜角形成的屏蔽细微油泥用棘齿角30，而且还设置对有可能向环的平面 部渗透的微粒子流向起着逆流-引导作用的屏蔽油泥用棘齿角31a。从而， 具有更加完美的去除油泥效率。而且，上下二列复数设置具有上述述油 泥排出导向角12和棘齿角13的高效率油泥去除环11，从而可以屏蔽向 圆周方向均分四半的间隔(6X4:24mm)，具有更好的油泥去除效果。这种 高效率结构可以对影响整个引擎效率和性能的重大要素之一的污泥气的
向下渗透可能性几乎控制在0%，可以说是创新的唯一方案。
并且，包含在气体屏蔽手段20内的各个气体屏蔽环21不仅可以以 相同间隔分成两块(piece)以上，而且在上述以相同间隔分成两块以上的气体屏蔽环21具有的体积内的底面也可以再设置以相同间隔分成两块以
上的小直径的块环21-1，将相互相同以相同间隔分成两块以上的气体屏 蔽环21和块环21-1组装时为了最大限度的减小切断部21a的露出，使 各自的切断部21a相互以之字形交叉结合。这种气体屏蔽环21的组装结 构，是可以将引擎工作中发生的污泥气和气体、引擎的爆发火气等，从 流入初期阶段开始更加完美且安全屏蔽的结构，对高精度高效率的气体 屏蔽手段20的完成有很大帮助。
而且，不管是上述气体屏蔽手段20还是油泥去除手段10的油泥去 除环11，适用/设置屏蔽油泥用棘齿角30，则可以更加提高油泥或者气 体去除效率。
并且，当然，对在上述的气体屏蔽手段20和油泥去除手段IO的气 体屏蔽环21和油泥去除环11的上面或底面的水平面之上可以分别设置 一个以上的屏蔽污气用水平棘齿角31b，以便有效的屏蔽哟可能在接触面 之间渗透的气体和油泥。
如上所述构成的本发明提供了一种具有新型结构的高效率油泥去除 手段10和升级(Up-Grade)高效率气体屏蔽手段20。该油泥去除手段10， 可以在引擎工作时以安全有效的方法屏蔽活塞杆220表面附着的污泥气 流入到曲轴箱210内。而且该气体屏蔽手段20，可以在限定的空间内实 现了完整的密封性，完全屏蔽火气和气体。
因此，可以对上部烧气室200发生的污泥气、火气及燃烧气体等污 染物质40从根源上完全屏蔽向下部滤油手段120， 120-1及曲轴箱210 的流入。
而且这还可以在包含在上述滤油手段120， 120-1及曲轴箱210内的 机油的诸多污染要素中，至少从对在烧气室200发生的污泥气、火气及 燃烧气体等污染物质的渗透而产生的污染中完全保护，从而可以对机油 清静度维持做起很大的作用。
12而且，从根源上防止这些污染物质渗透的防止手段和以此为基础实
现的机油50的清静度的维持方法，不同于以往的因污染物质渗透而不可
避免地把相当量的油向外部排出或废弃的非效率密封结构，对在多阶段
设置的滤油手段120， 120-1上使用的所有机油进行全部回收，根本上避 免了机油的浪费。这可以说是一种即可环保有课节省机油的创新方案。
以下，根据附图，更详细说明根据本发明的优选实施例。(参考-与以 往技术说明中使用的相同部件的名称及符号使用相同的名称及符号进行 说明。)
图3是根据本发明之填料箱外壳100的截面图，把油泥去除环11以 复列设置，而不是单列设置的。所以这虽然是在比较小的空间内设置的 单一构成，但发挥双重的油泥去除作用，可以把细微的异物质或附着在 活塞杆220表面上的气体垃圾的污染物质40,在初期进行完全屏蔽，维 持油的清静度，最大限度的减少了在其他工作面上产生的非正常的瑕疵 或磨耗。
特别，在油泥去除环11内侧的上端和下侧底面上，形成倾斜的油泥 排出导向角12和棘齿角13，把活塞杆220上附着的像细微油泥之类的微 粒子污染物质40在活塞杆220下降时完全去除，之后在上升时简单排出。
并且，在气体封闭手段20的气体封闭环21内侧及平面截面也设置 屏蔽污气用棘齿角31，使其发挥与上述说明相同的功能，而且，扩大了 密封(Sealing)面积，设置双重构成的一对谋求高密封性的高精度环，得到 了与复数多个阶段密封相同的效果。这缩小了整个填料箱的大小的同时， 还克服了消除原材料及加工费的上升因素，降低了成本。
并且，本发明与以往的油回收孔110在曲轴箱方向上穿孔到第三区 划部160为止而必须对到达位于最上端的滤油手段120-1的油(都包括污 染的油和清静的油)全部向后方排出废弃的方式不同，在以往未有过的最 上端区划部160-1上另设回收孔110-1，将未污染的机油全部回收到曲轴箱210内。这些是因为有了如上所述的彻底屏蔽/去除污染源的技术才可 以实现的，这最终实现了机油50节省效果。
以下，与以往的技术做比较，综合说明如上所述构成的本发明的改 良的性能。
从大型船舶引擎的烧气室200的爆发过程中发生的瓦斯、污泥气等
污染物质，在烧气室200中，附着在活塞杆220的外面向曲轴箱210的 方向移动，本发明通过以两列设置具有只在单一方向(曲轴箱方向)具有有
效屏蔽效果的棘齿角13的油泥去除环11，从根源上去除了污泥气的渗 透，该污泥气渗透到填料箱外壳IOO内的其他的密封环，即气体去除环 21、基础环122及滤油环121的工作表面，产生非正常的磨损，甚至引 起活塞杆220的划伤、磨损，最终影响整个引擎的效率和性能。
并且，本发明的下端部的气体屏蔽环21具备一个以上的屏蔽污气用 棘齿角31，并以两列构成谋求高密封性的高精度环，不仅提高了污气去 除效率，而且减少了成本。
而且，以如上所述瓦斯及污泥气去除技术为基础，将如图1所示的 以往的回收孔110设计为图3所示的延伸的回收孔110-1来穿孔，因此， 可以把可用的机油全部回收到曲轴箱210，改善了以往无端废弃油的现 象，最少化能源浪费和环境污染。
以上所述的根据本发明的防止机油的浪费和环境污染的环保填料 箱，弥补了以往填料箱的屏蔽在大型船舶的引擎内产生的排气污泥的排 出及污气手段和功能，完全隔离了以往的填料箱无可避免的污染，最大 限度的减少了废弃油的产生，对能源节约及环保引擎的诞生有了很大的 帮助，而且可以从国际排出规定的制约中脱离出来，同时还可以适用/互 换于以往船舶填料箱，可以救济已经出货的船舶引擎，具有很多的优点。
14虽然在上面参照优选实施例说明和描述了本发明，但本发明不仅仅 局限在此优选实施例的范围内，熟知本领域的技术人员可以在不脱离本 发明所附权利要求的范围的情况下，对本发明进行必要的各种形式和细 节上的修改，因此本发明的保护范围应以权利要求范围所界定为准。
权利要求
1.一种防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱，其特征在于，在与大型船舶的引擎活塞摩擦的填料箱外壳(100)内的密封元件中，其上端面设有油泥去除手段(10)，设有向上突出倾斜的油泥排出导向角(12)，在底面部以上下复列设有油泥去除环(11)，该油泥去除环(11)上设有向上倾斜切开的棘齿角(13)；气体屏蔽手段(20)，在上述油泥去除手段(10)的下端以上下复列设有气体屏蔽环(21)，该气体屏蔽环(21)上设有至少一个以上的屏蔽污气用棘齿槽(31)，以使扩大密封面积的同时具有高精度的密封性；以及油回收孔(110)，设置于区划部(160，160-1)中位于最上端的区划部(160-1)上，该区划部(160，160-1)分别设在众所周知的多阶段滤油手段(120，120-1)之间，该滤油手段(120，120-1)设在填料箱外壳(100)的下部。
2. 根据权利要求1所述的防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱， 其特征在于可以分成两半以上的气体屏蔽环(21)的底面再设置也以同间隔分 成2块以上的小直径的块环(21-1)，将相互相同地以同间隔分成两块以上的气体屏蔽环(21)和块环 (21-1)，组装时为了最大限度的减小切断部(21a)的露出，使各自的 切断部(21a)相互以之字形交叉结合。
3. 根据权利要求1所述的防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱， 其特征在于，设置一个以上的屏蔽污气用棘齿角(31)，该屏蔽污气用 棘齿角(31)设在上述气体屏蔽环(21)上。
4. 根据权利要求1所述的防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱，其特征在于，其中，于设置在油泥去除手段(10)上的复数个油泥去除 环(11)上分别设有一个以上的上述屏蔽油泥用棘齿角(30)。
5. 根据权利要求1所述的防止机油的浪费和环境污染的环保填料箱， 其特征在于，其中，在上述油泥去除手段(10)的油泥去除环(11)和 气体屏蔽手段(20)的气体屏蔽环(21)的上面或底面的水平面上分别 设有一个以上的屏蔽油泥用水平棘齿角(31a)及屏蔽污气用水平棘齿角(31b)。
全文摘要
一种防止机油和各种驱动机组受污染而受损的填料箱，其特征在于包括油泥去除手段，设有向上突出倾斜的油泥排出导向角，在底面部以上下复列设有油泥去除环，该油泥去除环上设有向上倾斜切开的棘齿角；气体屏蔽手段，在上述油泥去除手段的下端以上下复列设有气体屏蔽环，该气体屏蔽环上设有至少一个以上的屏蔽污气用棘齿槽，以使扩大密封面积的同时具有高精度的密封性；以及油回收孔，设置于区划部中位于最上端的区划部上，该区划部分别设在众所周知的多阶段滤油手段之间，该滤油手段设在填料箱外壳的下部。
文档编号B63H23/32GK101646598SQ200880001072
公开日2010年2月10日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年10月31日
发明者金载坤 申请人:株式会社第一精工