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원심식 여과기 (바이패스 방식), (원심 필터), (centrifugal filter)

연식 노치 와이어 여과 기외에 특수사양으로 원심 여과기(원심 필터)((centrifugal filter))를 사용할 경우가 있습니다. 구조는 기관 부착의 윤활유 펌프의 토출 압을 이용하여 여과기의 로우터를 회전시켜 그 원심력으로 윤활 유중의 불순물을 제거하는 윤활유 여과기입니다.  

★원심 여과기(원심 필터)의 구조 및 작동

케이스의 중심에 로우터축이 있고 여기에 회전하는 로우터가 베어링과 함께 결합되어 있습니다. 기관 부착의 윤활유 펌프(L.O PUMP)로부터 이송된 기름은 화살표 방향으로 흘러 들어가서 로우터 축으로부터 로우터 내에 유입되고, 여과망에서 관을 통하여 분출 구로부터 케이스 내에 분사시킵니다. 이 반동으로 로우터는 고속으로 회전하게 됩니다. 분사된 기름은 케이스의 하부로부터 오일팬으로 되돌아갑니다. 로우터 중에 함유된 불순물은 원심력에 의해 로우터의 측벽에 부착됩니다. 케이스에 내장되어 있는 조정 밸브는 유압 2㎠이하에서 기름의 유출을 정지 시키 도독 설계되어 있고, 플라이밍 등 유압이 저하될 때에는 작동하지 않는 구조로 되어 있습니다. 로터의 여과망은 취외할 수 있도록 되어 있고 부착 불순물이 붕괴되어 떨어질 경우에 기름내에 혼입 되는 것을 방지합니다.

★원심 여과기의 분해 소제

먼저 스톱 밸브를 닫습니다. 원심여과기의 커버(COVER)를 벗기고 로터를 꺼냅니다. 실린더 케이스내에 먼지가 들어가지 않도록 커버만 조립해 놓습니다. 로터 상부의 너트를 풀고 로터를 분해합니다. 세정유로 깨끗이 청소합니다. 로터 벽면에 부착된 불순물이 떨어지지 않을때는 따뜻하게 하여 칼등으로 긁어냅니다. 청소 종료 후 조립하고 스톱밸브를 개방합니다. 분해 청소의 간격은 체적에 따라 다르다. 표준으로는 매 500시간마다 해주면 됩니다. 엔진오일 교환 주기를 꼭 지키고, 엔진오일 교환 비용이 많이 소모되더라도 엔진오일은 꼭 교환해주어야 합니다. 물론 선박용 엔진오일 첨가제도 있지만, 다음 시간에 엔진오일 합성유 및 엔진오일 첨가제 대해서 정리하겠습니다.

★윤활유(lubricating oil)와 그 보수

선박 기관에 사용하는 윤활유(lubricating oil)는, 지정된 명칭의 것을 사용합니다. 윤활유, 엔진오일은 기관의 윤활부에서 도달하는 최고 온도에 따라 충분한 점도를 가지지 않는다면, 유막이 형성되지 않거나 고착하는 원인이 되고 또 추울 때 저온에서 시동이 곤란하지 않도록 알맞은 점도를 가져야 하며, 각종의 화학변화를 일으키지 않도록 안정성이 큰 것이어야 하며 탄소 잔유량이 적은 윤활유를 사용하지 않으면 안 됩니다. 선박 엔진의 윤활유(엔진오일 합성유)는 API (미국석유협회) 서비스. 분류에는 CC. CD급으로 SAE=30 정도의 것입니다. 선박엔진기관 윤활유의 사용 명칭을 다음 장에 정리할 것입니다. 주의 : 사용 명칭유에서 명칭이 다른 기름은 절대로 혼합하지 말 것.

윤활유, 엔진오일 보급 시는 주의사항을 명심할 해야 합니다. 윤활유, 엔진오일 장시간 사용 시는 그을림 및 먼지로 오염되어, 기름의 질이 떨어져 운동부의 마모를 빨리 초래하고, 또한 고착의 원인도 되기 때문에, 오염되지 않은 깨끗한 엔진오일 교환하지 않으면 안 됩니다. 엔진오일 교환시킬 때에는 기관의 사용상태에 따라 다르나 약 500시간입니다. 보통 스폿 테스트 (Spot Test)의 결과를 보면서 사용하면 기름 교환시간을 연장할 수 있습니다. 기름을 바꿀 경우는 잘 여과된 기름을 사용하고 베드하부의 기름을 사용하면 안됩니다. 베드 내의 저부의 기름을 뺄 때에는 따뜻할 때 빼야 합니다. 차가운 기름은 찌꺼기 침전된 그대로 기름탱크 하부에 남아있는 경우가 있기 때문에 엔진오일을 교환할 경우는 기름탱크 하부에 다소 침전되어 있는 찌꺼기를 함께 밸 목적으로 소량의 따뜻한 기름을 보충하여 최대한 탱크 내의 완전 소제가 되도록 합니다. 기관 내부의 소제를 목적으로 공회전을 하면 효과적이며, 베드의 기름을 뺄 때에는 베드 내부 필터는 빼내어 소제하여야 합니다. 윤활유, 엔진오일은 항상 깨끗한 상태로 기관에 송유 되어야 하며, 이목적으로 스트레이너(엔진오일 필터)를 사용하고 있습니다. 선박 기관의 표준품은 아니지만 원심 여과기(원심 필터)는 기관의 윤활유 압력을 이용하여 자동적으로 고속 회전하는 구조로서 외측의 케이스 내에 오물을 침전시켜 기름을 청정합니다. 소제는 약 500시간마다 하여야 합니다. 기타 CJC 필터 등의 사용도 효과적이지만, 사용해 보아서 더러움이 없더라도, 알칼리가의 잔존 판정은 불가피하므로 주의해야 합니다. 윤활유의 관리는 정기적으로 메이커에 전문적으로 분석시험 의뢰하여 그 결과에 의해 사용상태의 알칼리 가등 유(油) 성분의 판정을 하는 것이 바람직합니다. 유(油)의 청정 분산성, 산성화는 알칼리가에 의해 개략 알 수 있으므로 알칼리가가 1 이하로 되면 교환해야 합니다. 상기의 분석시험은 곧 알 수 없기 때문에 다음과 같은 방법을 소개합니다.

★윤활유 스포트 테스트법

시험방법 : 시약은 기름 메이커 따라 다르기 때문에 실제 하는 경우는 기름 메이커와 상담하여야 합니다. 이 방법은 사용 기름의 알칼리가와 청정 분산성을 대충 판정하는 것으로 특별한 설비가 필요 없지만 10 ~ 15분 정도로서 결과를 볼 수 있습니다. 스폿트 테스트에 의하여 계속 사용 가능성의 적부가 확실하지 않으면 기름을 교환하여야 합니다.

알칼리성 잔유의 판정

소정의 시험용지에 규정의 시약을 스포트 또는 카라스 봉으로 한 방울씩 떨어뜨립니다. 시약이 시험지에 넓게 퍼질때, 그 황색스포트의 중심에 크라스봉으로 시료유를 한방울씩 떨어뜨립니다. 떨어진 유적은 시험지의 시약과 반응하여 그의 알칼리성의 정도에 의해, 슬러지에 있는 흑색 염색부의 주변이 청색 또. 는 청록색으로 표시되면, 잔존 알칼리가 많다는 것을 표시합니다. 알칼리가를 소실한 경우에는 청색 또는 청록색은 없어집니다. 강산이 존재하는 경우에는 주변부가 적자색을 나타내기 때문에 그 경우에는 즉시 엔진오일 교환해서 바꾸어 줍니다.

★청정 분산성의 판정

청정 분산성은 유중의 슬러지 (찌꺼기)를 부유 분산시키는 성질입니다. 시험용지에 시료유를 떨어뜨릴 때 주위에 확산되는 상황으로 청정 분산성을 판정하며 확산의 정도가 큰 것이 양호하고, 청정 분산성이 완전히 소실된 경우에는 흑색 부분과 큰 차이가 없습니다.

★오손도(더럽혀지고 손상되는 정도)

유중의 불용성 물질이 증가하면 중심부의 흑도가 증가합니다. 그의 경향이 현저하게 나타나면 카본상 입자가 시험지에 침수되지 않으므로 표면에 깔려 있습니다. 그때에는 다시 기름을 바꿉니다. 또 유중에 수분이 혼입 된 경우에는 흑색 오염부의 중심이 얇고 주변으로 감에 따라서 구별이 확실해집니다. 그때에는 빨리 원심 청정을 하고 기름을 바꾸어야 합니다. 사용유에 관해 성분 분석을 의뢰하는 경우 혹은 스포트 테스트를 할 경우 주의해야 할 것은 실제 기관 측에 급유하는 유(油)의 성상을 시험하는 것도 있으나 시료유의 채유 위치는 항상 일정한 장소로부터 채취하는 것도 필요하며 펌프 출구로부터 기관 입구까지의 사이에 적당한 개소에 콕크를 설계하는 것도 한 방법입니다. 그리고 시료(試料) 채취 시의 데이터를 취하면 그 후의 윤활유 관리기준의 지침을 얻을 수 있습니다. 시료유의 양으로서는 통상 500 cc 정도로 충분합니다. 또 데이터에는 선명, 기관 형식, 출력, 회전 속도, 사용 유명, 채취 개소, 채취 연월일, 기준유량, 윤활 방식, 사용시간 보유량, 사용 온도, 청정 장치와 사용 상황, 사용 연료유 종류 또는 일반 성분 등을 첨부하여 주기 바랍니다.

엔진오일의 기능 

디젤 엔진에 있어서 윤활의 목적은 가솔린 엔진의 경우와 마찬가지로 엔진 각부의 접종 부분의 감마 작용을 주요점으로 하는 외에 윤활되는 장소에 따라 다음과 같은 작용이 있으며 가능한 한 장기간 엔진이 정상의 상태로 운전을 유지하는 기능이 있습니다. 

냉각 작용

엔진 내부에 있어서 마모나 연소열 등에 의해 생긴 여분의 열을 흡수하여 엔진이 정상의 온도로 운전을 유지하기 위한 작용으로 특히 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비하여 폭발 압력이 크고, 마찰 부분에도 큰 하중이 걸리기 때문에 냉각 작용이 아주 중요합니다. 

밀봉 작용

실린더와 피스톤 및 피스톤 링 사이나 피스톤 링과 링 홈의 사이에 유막을 만들어 압축 누설이나 폭발 시의 가스 누설을 방지하는 밀봉 작용을 하고 있습니다. 

완충 작용

베어링이나 기어 등 하중이 가해지는 부분에 유막을 만들어 압력의 전도 면적을 가능한 한 증가시켜 압력의 경감을 도모하여 하중에 대하여 충격을 완화합니다. 

방청 작용

 유막에 의해 금속과 공기, 수분, 부식성 가스 등이 접촉하여 산화되는 것을 방지합니다. 특히 디젤 엔진에서는 연료 중의 유황분이 연소하여 산을 형성하기 쉬우므로 방청 작용은 매우 중요합니다. 

청정 작용

오일을 윤활시킴으로써 금속 부분이나 카본 등을 오일 안에 부유시켜 마찰 부분이나 유로를 청정시키는 작용을 합니다. 

만약 교체 시간이 지난 오일이면 청정 작용이 매우 악영향을 끼치니, 교환주기를 지켜야 합니다.

엔진오일 윤활유의 기본적인 성질 

점도 

액체의 비 유동성을 나타내는 척도로 물렁물렁한 것을 "점도가 크다"라고 하며 물과 같이 흐르기 쉬운 것을 "점도가 약하다"라고 합니다. 2개의 마찰 물 사이에 유막을 형성하여 고체 마찰로부터 액체 마찰로 하는 데는 이 점도가 클수록 좋지만, 너무 크면 엔진의 동력의 손실이 커지게 됩니다. 따라서 윤활유는 점도가 작고 감마 작용이나 유막을 형성하는 힘이 큰 것이어야 합니다. 

점도 지수

엔진오일은 대부분 온도 상승에 따라 점도가 감소해 가기 때문에 엔진이 고 부하, 고 회전 상태에서는 점도는 가장 작아지며, 엔진 시동 시에는 가장 커집니다. 이와 같이 온도 변화에 대한 점도의 변화를 나타낸 것을 점도 지수라고 하며, 이 값이 클수록 온도에 의한 점도 변화가 적은 윤활유를 나타냅니다. 특히 디젤 엔진에서는 사용조건이 엄격하여 윤활유는 높은 온도에서 사용되는 경우가 많으므로 온도 변화에 따르는 점도 변화가 작은 것을 사용해야 합니다. 

유성 

유성이란 점도의 차이만으로 설명하기 어려운 정도의 마찰력의 차이가 생기는 원인이 되는 성질이라고 정의되어 있지만, 엔진 시동 시나 고 부하 시에 나타는 경계 윤활에 있어서는 점도에 관계없이 유막을 만들고 있으며, 유막이 매우 얇아져 있는데도 불구하고 고 하중에 견디고, 윤활 상태를 유지하고 있습니다. 이것은 유분자와 금속의 친밀성에 관계된다고 하며, 일반적으로 이 유막을 형상하도록 하는 성질을 유성이라고 합니다. 따라서 고 하중의 엔진에는 특히 유성이 높은 윤활유가 요구가 되는 것입니다. 

디젤 엔진 오일은 가솔린 엔진에 비하여 고온, 고압을 받기 쉬우며, 아황산가스를 포함한 연소 가스등에 의해서도 산화되므로, 열화 되기 쉬우니 다음과 같은 성질을 필요로 하고 있습니다. 제일 먼저 유성이 좋은 것입니다. 큰 하중에 대해서도 유막이 끊어지지 않고, 또 온도가 높은 상태에서도 점도가 저하되지 않고 정상적인 윤활 상태가 얻어지도록 되어 있는 것이 필요로 합니다. 특히 고 부하로 사용되는 디젤 엔진에서는 경계 윤활이 생기기 쉬우므로 이 기능이 필요로 하게 됩니다. 그리고 산화안정성이 좋은 것을 필요로 합니다. 윤활유는 고온 하에 있어서 산화되기 쉬우며 또 산화되면 오일 자체의 기능이 저하하여 엔진 각부를 부식하거나 마모를 촉진시킵니다. 또한 산화에 의해 생긴 퇴적물 즉 슬러지가 윤활유를 막히게 하거나 하므로 산화되기 어려운 기능이 필요로 합니다. 마지막으로 청정성이 좋은 것이어야 합니다. 디젤 엔진의 고속화에 따라 오일은 높은 온도를 받아 변질하여 타르 모양의 카본이 되어 피스톤이나 피스톤 링에 고착되기 쉬워지거나 고장의 원인이 되기 때문에 카본 등의 슬러지를 세정하여 오일 속에 이것을 분산 부유시켜 고착이 생기지 않도록 해야 합니다. 특히 디젤 엔진에서는 연료 중의 유황에 의해 산화물이 형성되어 퇴적되기 쉬우므로 청정성이 좋은 것이 필요로 됩니다. 

엔진 오일의 분류에는 점도에 의한 분류와 성능 용도에 의한 분류가 있으며, 대한민국에서는 현재 가장 권위가 있다고 하는 SAE(미국 자동차 기술자 협회)의 점도 분류가 사용되고 있습니다.  

점도에 의한 분류로 구분하는 것은 점도의 대소에 의해 분류한 것으로 점도가 ㄴ큰 것일수록 큰 수치를 나타내도록 되어 있습니다. W 표시는 내한성의 오일을 의미하며 분류 중 10W-30 등으로 있는 오일은 10W으로부터 30까지 폭넓은 범위에서 사용 가능한 것으로 점도 지수가 큰 것을 의미하고 있습니다. 이 수치는 차이가 클수록 사용조건에 좌우되는 일이 없이, 여러 가지 장소에서 사용할 수 있는 것을 나타내며, 오일 시즌 타입의 엔진오일이라고도 합니다. 또 표 중의 sCt란 점도를 나타내는 단위의 하나로 중 점도라고 불리며 1 cSt의 점도는 20'c의 물의 점도와 거의 같은 값을 뜻합니다.