KR100325021B1 - 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 화염분출방지용 트랩을 제조하기 위한 트랩을 제조하기 위한 방법 및 이 방법을 구현하기 위한 트랩제조장치에 관한 것으로, 과열된 내연기관의 오폭시 화염이 외부로 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제작의 생산성을 향상시킬 수 있고, 내연기관의 화염분출방지용 트랩의 자동대량생산이 가능하도록 한 것이다. 이를 위해, 트랩제조방법은, 단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 제 1단계, 요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 제 2단계, 절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐(111)을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트(112)와 연통되도록 하며 이것을 다수겹으로 적층하여 화염분출방지용 트랩을 완성하는 제 3단계를 포함하고, 제조장치는 제조방법을 구현하기 위한 각종 장치부로 구성된다.

Description

내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법 및 그 장치{method for manufacturing trap for preventing flame of internal combustion engine and thereby apparatus}

본 발명은 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과열된 내연기관의 오폭시 화염이 외부로 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제작의 생산성을 향상시킬 수 있고, 내연기관의 화염분출방지용 트랩의 자동대량생산이 가능하도록 한 화염분출방지용 트랩제조방법 및 이 방법을 구현하기 위한 트랩제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연료의 연소로 발생된 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치를 열기관(heat engine)이라고 한다. 열기관은 내연기관(internal combustion engine)과 외연기관(external combustion engine)으로 구분된다. 여기서, 내연기관은 가솔린기관, 디젤기관 및 가스터빈 같이 연료를 기관 내에서 연소시켜 발생된 고온, 고압의 가스가 직접 일에너지로 전환되는 것이다. 외연기관은 증기기관 및 증기터빈과 같이 연료의 연소로 생긴 고온가스가 보일러에서 물을 가열하여 고온,고압의 증기를 발생시켜 증기원동기(steam prime mover)에서 증기에너지를 기계적에너지로 전환시킨다.

여기서, 선박, 자동차 등의 이동하는 기계메카니즘에서는, 통상적으로 내연기관을 사용하게 된다. 보편적인 내연기관의 구조는 다수의 실린더장치를 구비하고 있는 엔진부로부터 동력을 발생시켜 이 동력을 기계적 운동에너지로 전환하는 시스템으로 이루어져 있다. 엔진부에는 전동장치부인 크랭크부(crank portion)가 연결되어 있고, 크랭크부는 크랭크케이스에 의해 둘러싸여져 있다. 그래서, 크랭크케이스 내부는 엔진의 고온,고압가스에 의해 비교적 높은 온도 및 압력을 유지하고 있다.

그런데, 크랭크케이스 내부의 압력이 규정된 압력(통상적으로 0.03 내지 0.05kg/cm²) 이상으로 상승하면, 과도한 압력만큼 내부가스를 외부로 유출시켜 크랭크케이스(1) 내부를 항상 정상압력으로 유지시킬 수 있도록 한 크랭크케이스 내부자동압력도피밸브장치가 널리 사용되고 있다. 그러나, 크랭크케이스 내부에 불이 날 경우에는 화염이 넓게 유출됨으로써, 인체 및 크랭크케이스 주위의 각종 기계장치에 치명적인 피해를 끼치게 된다.

이를 방지하기 위해, 내연기관의 엔진부 주위에는 폭발시 화염이 외부로 분출되는 것을 차단할 수 있는 화염분출방지용 트랩장치가 설치된다.

도 1은 크랭크케이스의 측면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 크랭크케이스(1)의 개구부 부분에는 화염분출방지용 트랩장치가 장착되어, 크랭크케이스(1) 내부에서 오폭에 의해 화염이 발생할 때, 이 화염을 차단할 수 있도록 되어 있다.

트랩장치(3)는, 띠모양의 스트랩(strap, 5)의 양단이 상호 결합되어 고리모양을 갖는 다수의 스트랩(5)이 겹쳐져서 내부에 중공부를 갖는 원통모양으로 이루어져 있다.

도 2는 도 1의 크랭크케이스에 장착되는 종래의 화염분출방지용 트랩의 제작방법을 도시한 상태도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 단일의 스트랩(5)이 만들어지는 과정을 살펴보면, 소정길이를 갖는 띠모양의 스트랩(5)이 판면과 평행한 방향으로 벤딩(bending)되어, 그 양단이 만나서 결합함으로써, 고리모양을 형성하는 하나의 스트랩(5)이 만들어지게 된다. 이때, 고리모양으로 형성된 스트랩(5)의 기하학적 내주길이는 기하학적 외주길이보다 그 길이가 짧기 때문에, 벤딩시 내주부분은 외주길이만큼 보상되기 위해 주름이 만들어지게 된다.

그래서, 이렇게 만들어진 단일트랩이 다수개 겹쳐지게 됨으로써, 원통모양의 트랩장치(3)가 완성될 수 있게 된다.

이러한 구성에 의하여, 원통모양의 트랩 내부의 중공부에 내연기관의 엔진 및 크랭크케이스(1)가 수용될 수 있게 된다. 여기서, 엔진 및 크랭크케이스(1) 내부의 고온,고압의 가스에 불이 붙어서 폭발하게 되면, 폭발에 의한 화염이 트랩장치(3)에 의해 차단될 수 있게 된다. 이때, 폭발에 의해 발생하는 화염은 각 트랩의 주름이 형성하는 공간을 통해 각 트랩의 판면 사이를 통과하여 외부로 유출될 수 있게 된다.

그러나, 종래의 이러한 화염분출방지용 트랩장치는 다수의 스트랩(5)이 단순하게 겹쳐져 있는 구조로 되어 있기 때문에, 폭발하는 화염을 제대로 차단하지 못하였다. 즉, 폭발에 의한 화염이 트랩의 주름이 형성하는 공간을 통해 각 트랩의 판면 사이를 그대로 통과함으로써, 폭발화염이 그대로 외부에 노출되게 된다.

그리고, 상기한 종래의 트랩장치는 띠모양의 스트랩을 고리모양으로 벤딩시켜 하나의 고리체를 형성하고, 이렇게 제조된 고리체를 다수개 겹쳐서 실린더 형상의 화염방지트랩을 제조완성하는 비교적 번거로운 작업을 수행해 한다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 방법에 의한 종래의 트랩제조방법은 작업공정상 자동생산이 어려워 수작업에 의존하고 단일개의 고리체를 각각 만들어서 이들 고리체를 겹쳐서 하나의 트랩을 만드는 번거로운 제조공정을 거치기 때문에, 생산효율이 높지 못하다는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 과열된 내연기관의 오폭시 화염이 외부로 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제작의 생산성을 향상시킬 수 있는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 내연기관의 화염분출방지용 트랩을 자동으로 대량생산할 수 있는 화염분출방지용 트랩제조장치를 제공하는 것이다.

도 1 - 크랭크케이스의 측면도.

도 2 - 도 1의 크랭크케이스에 장착되는 종래의 화염분출방지용 트랩의 제작방법을 도시한 상태도.

도 3 - 본 발명에 따른 화염분출방지용 트랩제조장치의 평면도.

도 4 - 도 3의 정면도.

도 5 - 도 3의 요부의 확대사시도.

도 6 - 제조완성된 트랩의 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 크랭크케이스 3 : 트랩장치

100 : 공급롤러 101a, 101b : 기어체

102a, 102b : 절첩용 롤러체 102c : 절첩용 돌기

103a, 103b : 가압롤러 104 : 노즐형성롤러

105 : 감김용 원통회전체 110 : 트랩몸체부

111 : 화염유입노즐 112 : 화염토출덕트

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법은, 단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 제 1단계; 요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 제 2단계; 및 절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트와 연통되도록 하며 이것을 다수겹으로 적층하여 화염분출방지용 트랩을 완성하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조장치는, 외표면 상에 치차가 형성되어 상호 치합되도록 배치되어 상기 치차 사이를 통과하는 단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 한 쌍의 기어체; 상기 기어체에 의해 요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선 부분을 가압하여 상기 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 절첩용 롤러체; 상기 절첩용 롤러체에 의해 절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트와 연통되도록 하는 노즐형성롤러; 및 상기 화염유입노즐 및 상기 화염토출덕트가 형성된 상기 스트랩이 연속적으로 감겨져 실린더 형상으로 제조완성되도록 하는 감김용 원통회전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에따라, 과열된 내연기관의 오폭시 화염이 외부로 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제작의 생산성이 향상되고, 내연기관의 화염분출방지용 트랩이 자동으로 대량생산될 수 있게 된다.

이하 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 트랩제조방법은, 단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 제 1단계, 요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 제 2단계, 절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트와 연통되도록 하며 이것을 다수겹으로 적층하여 화염분출방지용 트랩을 완성하는 제 3단계로 구성된다.

이러한 트랩제조방법은 본 발명에 의한 트랩제조장치를 통해서 구현된다.

도 3은 본 발명에 따른 화염분출방지용 트랩제조장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 정면도이며, 도 5는 도 3의 요부의 확대사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 트랩제조장치는, 외표면 상에 치차가 형성되어 상호 치합되도록 배치되어 상기 치차 사이를 통과하는 단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 한 쌍의 기어체(101a, 101b); 상기 기어체(101a, 101b)에 의해 요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선 부분을 가압하여 상기 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 절첩용 롤러체(102a, 102b); 상기 절첩용 롤러체(102a, 102b)에 의해 절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐(111)을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트(112)와 연통되도록 하는 노즐형성롤러(104); 및 상기 화염유입노즐(111) 및 상기 화염토출덕트(112)가 형성된 상기 스트랩이 연속적으로 감겨져 실린더 형상으로 제조완성되도록 하는 감김용 원통회전체(105)를 포함하고 있다.

트랩의 원재료가 되는 띠모양의 스트랩은 공급롤러(100)에 감겨져 있고, 이 공급롤러(100)가 회전모터(미도시)의 구동력에 의해 회전하면서 기어체(101a, 101b) 측으로 스트랩을 공급할 수 있도록 되어 있다.

기어체(101a, 101b)를 통과하여 요철부가 형성된 스트랩을 절첩시키는 절첩용 롤러체(102a, 102b)의 일측 롤러(102a)의 중앙 부분 외주 상에는 절첩용돌기(102c)가 외향돌출되어 있어, 공급되는 스트랩의 중심선을 길이방향으로 연속적으로 가압할 수 있도록 되어 있다. 그래서, 절첩용 롤러체(102a, 102b)를 통과하는 스트랩은 중심선을 중심으로 일부 절첩된 상태로 나오게 된다.

절첩용 롤러체(102a, 102b)의 다음 공정에는 한쌍의 가압롤러(103a, 103b)가 배치되어, 일부 절첩된 스트랩을 상하방향으로 가압하여 스트랩이 완전절첩될 수 있도록 되어 있다. 가압롤러(103a, 103b)의 측방부분에는 노즐형성롤러(104)가 설치되어 완접절첩되는 스트랩의 중심선 부분에 화염유입노즐(111)을 형성시킬 수 있도록 되어 있다. 이들 절첩용 롤러체(102a, 102b)와 노즐형성롤러(104)는 인접하게 설치됨으로써, 스트랩의 완전절첩과 화염유입노즐(111)의 형성이 동시에 이루어질 수 있도록 되어 있다.

그리고, 트랩장치의 마지막 부분에 설치되는 감김용 원통회전체(105)는 감김모터(미도시)에 의해 회전하게 됨으로써, 화염유입노즐(111) 및 화염토출덕트(112)가 형성된 스트랩을 연속적으로 감길 수 있도록 회전지지체의 역할을 수행하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 원재료인 평탄면을 갖는 스트랩이 기어체(101a, 101b), 절첩용 롤러체(102a, 102b), 가압롤러(103a, 103b) 및 노즐형성롤러(104)를 순차적으로 통과하면서, 화염유입노즐(111) 및 화염토출덕트(112)가 형성된 트랩구조를 가지게 된다. 완성된 스트랩은 감김용 원통회전체(105)에 감기어 실린더 형상으로 제조완성된다.

이렇게 완성된 내연기관의 화염분출방지용 트랩장치는, 도 6에 도시된 바와같이, 판면에 요철부가 길이의 가로방향으로 형성되어 있는 띠모양의 스트랩이 구부러지고 겹쳐져 만들어져 실린더 형상을 가지게 되고, 그 내부의 수용공간부에 내연기관의 엔진부가 수용될 수 있게 된다.

이에 따라, 내연기관의 엔진부에서 폭발이 일어나게 되면, 화염분출방지용 트랩장치에 의해 화염이 외부로 방출되지 않게 된다.

즉, 폭발에 의한 화염은, 트랩몸체부(110)의 내벽면 상에 형성된 화염유입노즐(111)을 통해 유입되어 유입공과 연통되는 각 요철부 사이에서 형성되는 화염토출덕트(112)를 통과한 후에, 외부로 방출된다. 이때, 화염토출덕트(112)의 상하 측벽은 요철부로 이루어져 있어, 평탄면보다 휠씬 넓은 표면적을 가지게 된다. 넓은 표면적에 의해 차가운 공기와의 접촉면적이 커지게 됨으로써, 트랩몸체부(110)는 종래제품에 비해 뛰어난 냉각기능을 수행할 수 있게 된다. 그래서, 화염토출덕트(112)를 통과하는 화염이 2차적으로 냉각될 수 있게 된다. 이와 동시에, 화염토출덕트(112) 내는 빠른 유속을 갖는 화염이 지나가면서 순간적으로 산소가 결핍되는 현상이 발생하게 됨으로써, 산소결핍에 의한 화염의 불연소현상이 발생하게 된다. 그래서, 화염이 연소되지 않게 됨으로써, 불꽃화염은 연기상태로 변하면서 미불꽃 상태로 외부로 토출될 수 있게 된다. 따라서, 크랭크케이스 내부에서 폭발이 일어나더라도, 외부로 방출되는 불꽃화염의 양이 현저하게 작아지게 된다.

전술 및 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 트랩제조장치를 사용하여 본 발명에 따른 트랩제조방법에 따른 제조공정에 맞게 화염분출방지용 트랩를 제조하게 되면, 화염분출방지 효과가 탁월한 트랩이 하나의 실린더 형상으로 신속하게 제조된다. 따라서, 트랩이 대량으로 자동생산될 수 있게 됨으로써, 그 제조생산성이 향상된다.

따라서, 본 발명에 의한 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법 및 장치에 의하면, 과열된 내연기관의 오폭시 화염이 외부로 방출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제작의 생산성이 향상되고, 자동대량생산에 의해 제조생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법에 있어서,

   단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 제 1단계;

   요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 제 2단계; 및

   절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트와 연통되도록 하며 이것을 다수겹의 층으로 감아 실린더 형상으로 만들어 화염분출방지용 트랩을 완성하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조방법.
2. 삭제
3. 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조장치에 있어서,

   외표면 상에 치차가 형성되어 상호 치합되도록 배치되어 상기 치차 사이를 통과하는 단일의 띠모양의 스트랩의 외표면 상에 그 길이의 가로방향으로 요철부를 형성시키는 한 쌍의 기어체;

   상기 기어체에 의해 요철부가 형성된 상기 스트랩의 길이방향의 기하학적 중심선 부분을 가압하여 상기 중심선을 중심으로 상기 스트랩을 절첩시키는 절첩용 롤러체;

   상기 절첩용 롤러체에 의해 절첩된 상기 스트랩의 중심선 부분에 다수의 화염유입노즐을 형성시켜 상기 요철부 사이가 형성하는 화염토출덕트와 연통되도록 하는 노즐형성롤러; 및

   상기 화염유입노즐 및 상기 화염토출덕트가 형성된 상기 스트랩이 연속적으로 감겨져 실린더 형상으로 제조완성되도록 하는 감김용 원통회전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 화염분출방지용 트랩제조장치.