KR0124604B1 - 스터링기기의 가열실린더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스터링기기의 가열실린더 내, 외주면에 복수개의 슬롯을 형성시키므로써, 가열실린더의 열전달 면적이 크게 증대되어 전열성능을 향상시켜 기기의 출력 및 효율을 대폭 증대시킬 수 있는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 가열실린더(1)의 내, 외주면에 열전달 면적을 증대시켜 전열 성능을 향상시키기 위해 복수개의 슬롯(2)이 형성된 스터링기기의 가열실린더이다.

Description

스터링기기의 가열실린더

제1도는 일반적인 스터링기기를 나타낸 종단면도.

제2도는 종래 스터링기기의 가열장치인 가열튜브를 나타낸 사시도.

제3도는 종래의 스터링기기에 다른 가열장치가 설치된 상태를 나타낸 종단면도.

제4도는 제3도의 가열실린더와 슬리브가 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도.

제5도는 제4도의 A-A 단면도.

제6도는 본 발명을 나타낸 횡단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 가열실린더2 : 슬롯

본 발명은 스터링기기의 가열실린더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스터링기기에 장착되는 가열장치인 가열실린더의 열전달 면적을 증대시켜 전열성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 스터링기기는 밀폐된 용기내의 기체가 가열될때는 압력이 상승되고, 냉각될때는 압력이 저하되는 원리를 이용한 것으로 제1도에 나타낸 바와 같이, 작동유체(Working Gas)가 압축실(4)로부터 냉각튜브(5)를 지나 재생기(6)를 통과하여 가열튜브(7)를 거쳐 팽창실(8)로 갈때는 압력이 상승되어 상승된 압력이 피스톤(9)의 헤드에 전달되어 피스톤(9)을 하방으로 밀어내고, 역으로 팽창실(8)로부터 가열튜브(7), 재생기(6) 및 냉각튜브(5)를 통과하여 압축실(4)로 갈때는 작동유체가 냉각되어 압력이 떨어지게 되므로 상기 피스톤(9)은 상승하게 된다.

따라서, 상기 작동유체를 반복적으로 가열하고 냉각시키기 위해 종래에는 연소실(3)에서 연료를 연소하여 가열튜브(7)내의 작동유체를 가열했는데 가열튜브(7)는 제2도에 나타낸 바와 같이, 핀드튜브(Finned Tube)형태의 열교환기로 구성되어 실린더헤드(10)의 원주를 따라 각각의 튜브가 직경방향으로 내측 및 외측에 연동되어 팽창실(8)과 재생기(6)를 연결시켜 팽창실(8)과 재생기(6) 사이를 왕복유동하는 작동유체의 외부 즉, 연소실(3)로부터 열을 전달받게 된다.

이와 같이 동작되는 종래 스터링 기기의 가열장치인 가열튜브(7)를 실린더헤드(10)에 접합시켜 팽창실(8)과 재생기(6)에 연결시키기 위해서 상기 실린더헤드(10)에 각각의 튜브를 용접 또는 브레이징(Brazing)을 결합시키는데, 상기 가열튜브(7)가 적게는 수십개에서 많게는 수백개에 이르는 많은 수이므로 인해 용접 및 브레이징시 누설 및 크랙으로 인한 불량이 발생될 가능성이 높고, 제작기간이 길어짐에 따른 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 제작비용이 상승되는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 스터링기기의 다른 가열장치는 제3도 내지 제5도에 나타낸 바와 같이, 팽창실(8)과 재생기(6)를 연결시키는 가열튜브의 역할을 대신하기 위해서 하부는 막히고, 상부는 뚫린 가열실린더(1a)의 외주면에 길이방향으로 복수개의 슬롯(Slot)(2)이 형성되고, 슬롯(2)의 외측으로 슬리브(11)가 압입되어 상기 가열실린더(1a)의 슬롯(2)과 슬리브(11) 사이에 작동유체의 유로가 형성됨에 따라 작동유체는 유로를 통과할때 가열실린더(1a)의 벽면을 통하여 전달되는 연소실(3)의 열로서 고온으로 가열된다.

또한, 가열실린더(1a)의 상단부 외주면에는 돌출부(12)가 형성되어 슬리브(11)가 상기 가열실린더(1a)의 하부에서 상부쪽으로 압입될때 정지시키게 되고, 가열실린더(1a) 자체가 하부로부터 작도유체의 압력을 받아 위로 힘을 받기 때문에 실린더 슬리브(11)에는 턱부(13)가 형성되어 상기 가열실린더(1a)의 돌출부(12)가 걸리게 되며, 가열실린더(1a)의 상단부와 실린더 슬리브(11)의 턱부(13)가 접속되어 형성되는 원주경제면을 용접하여 결합한다.

또한, 가열실린더(1a)의 슬롯(2) 부위는 돌출부(12)까지 형성되고, 돌출부(12)의 슬롯부위가 접하고 있는 실린더슬리브(14)에는 작동유체가 재생기(6)와 가열실린더(1a)의 슬롯유로 사이를 왕복할 수 있도록 작동유체가 통과하는 통공(15)이 형성된다.

한편, 재생기(6)는 통공(15)에 그 단부가 인접되도록 실린더 슬리브(14)의 외부면에 설치되고, 실린더 슬리브(14)의 벽면을 통해 유로형성 슬리브(11)로부터 재생기(6)로의 열전달을 방지하기 위해 슬리브(11)의 바깥 원주면에 열전달계수가 극히 낮은 재질로 된 단열슬리브(16)를 압입시킨다.

이때, 단열슬리브(16)는 양단부 사이의 공간부(17)가 형성되어 유로형성 슬리브(11)와 실린더 슬리브(11)의 사이에 압입되었을때 각각의 슬리브와 가스단열층을 형성시켜 단열효과를 증대시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 가열실린더(1a)는 요철에 의한 표면적 확장이 작동유체측으로 되어 있어서 가열실린더(1a)의 벽면에서 작동유체로의 열전달은 원활하지만, 연소실(3)이 열이 가열실린더(1a)로 전달하는 데는 표면적이 부족하게 됨에 따라서 연소열이 작동유체로 원활하게 전달되지 못하게 되므로 인해 스터링기기 출력 및 효율이 저하되는 등의 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 스터링기기에 장착되는 가열장치인 가열실린더의 열전달 면적을 증대시켜 전열성능을 향상시킬 수 있도록 하므로써 기기의 출력 및 효율을 증대시킬 수 있는 스터링기기의 가열실린더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 가열실린더의 내, 외주면에 열전달 면적을 증대시켜 전열성능을 향상시키기 위해 복수개의 슬롯이 형성된 스터링기기의 가열 실린더이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 제6도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제6도는 본 발명을 나타낸 횡단면도로서, 스터링기기에 장착된 가열실린더(1)의 내, 외주면에 열전달 면적을 증대시켜 전열성능을 향상시키기 위해 복수개의 슬롯(2)이 형성되어 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 제6도에 나타낸 바와 같이, 스터링기기의 가열실린더(1) 내, 외주면에 복수개의 슬롯(2)이 형성되므로 가열실린더(1)의 연소가스 접촉측 전열면적을 변도의 핀(Fin)등의 추가부품 장착없이 슬롯(2) 가공만으로 종래와 비교하여 50% 정도 증대시킬 수 있어서 연소실(3)의 연소열이 가열실린더(1)로 원활하게 전달됨에 따라 전열성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 기기의 출력 및 효율을 크게 증대시킬 수 있으며, 단순한 구조로서 제작원가를 절감시킬 수 있고, 용이하게 조립할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 스터링기기의 가열실린더(1) 내, 외주면에 복수개의 슬롯(2)을 형성시키므로써, 가열실린더(1)의 열전달 면적이 크게 증대되어 전열성능을 향상시켜 기기의 출력 및 효율을 대폭 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 가열실린더의 외주면에 길이방향으로 다수의 슬롯을 형성하고 내주면에는 상기 외주면의 슬롯과 중심선상에 대해 어긋나게 배열되는 다수의 슬롯을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 스터링기기의 가열실린더.