KR101359116B1 - 에어 플랩 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 축 공이 형성되어 다수의 공기통로가 형성된 선박용 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 설치되는 다수의 지지블록;과, 지지블록에 끼워지는 힌지 축;과, 힌지 축에 끼워져 공기통로를 개폐하는 에어플랩; 및 코일 스프링 형상으로 상기 힌지 축에 끼워지고, 일단은 지지블록에 결합되며, 타단은 에어플랩에 결합되어 일정 기압 이상에서만 상기 공기통로가 개방되도록 에어플랩을 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 밀착시키며, 상기 공기통로의 개방을 위한 에어플랩의 회전시 에어플랩의 회전에 의해 비틀리면서 내경이 축소되어 힌지 축과의 마찰력을 증가시킴으로써 에어플랩의 회전 각도를 제한하는 리턴 스프링;을 포함하며, 상기 지지블록은 힌지 축 및 리턴 스프링의 용이한 조립을 위해 축 공이 나눠지도록 분리되는 것을 특징으로 하는 에어 플랩 밸브에 의해 달성된다. 이에 따라, 에어 플랩 밸브의 전체적인 크기 축소와 부품을 간소화하고 조립이 용이하며 진동 또는 흔들림이 발생해도 스캐빈지 에어 리시버의 공기통로가 개방되는 것을 방지할 수 있다.

스캐빈지 에어 리시버용 플랩 밸브, 에어플랩, 디젤 엔진용 에어 플랩 밸브

Description

에어 플랩 밸브{Air flap valve}

본 발명은 대형 2행정 디젤 엔진용 스캐빈지 에어 리시버에 설치되는 에어 플랩 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리턴 스프링을 이용하여 에어플랩의 스토퍼 및 와셔 역할을 동시에 수행하며 진동시이나 흔들림에도 에어플랩이 개방되는 것을 방지하여 스캐빈지 에어 리시버 측으로 공기가 역류하는 것을 방지할 수 있는 에어 플랩 밸브에 관한 것이다.

선박용 대형 2행정 디젤엔진은 일반적으로 1개의 엔진에 2개의 에어 리시버(Air receiver)를 가지고 있으며, 스캐빈지 에어 리시버(Scavenge air receiver) 1개당 다수개의 유입공기 역류 방지 장치 즉, 에어 플랩 밸브를 갖추고 있다.

통상의 에어 플랩 밸브는 엔진 시동 및 저속 운전시 사용되는 블로어(Blower) 하단부 및 블로어(Blower) 운전 정지 후 터보차저(Turbocharger) 구동에 의해 유입되는 공기 통로에 각각 설치되게 되어 있으며, 이는 엔진 운전시 스캐빈지 에어 리시버(Scavenge air receiver) 내의 공기압을 유지시키고 엔진 출력을 최대화하기 위해 구성된 장치이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 에어 플랩 밸브(1)는, 스캐빈지 에어 리시 버의 측벽인 설치패널(2)에 지지블록(11)이 설치되고, 지지블록(11)에 힌지 축(12)이 설치되며 힌지 축(12)에 에어플랩(14)이 끼워진다. 그리고, 에어플랩(14)과 지지블록(11)과의 마찰을 감소하고 일정한 간격을 유지하기 위해 에어플랩(14)의 양측에 배치되도록 힌지 축(12)에 와셔(13)가 끼워지고, 에어플랩(14)이 일정각도 이상으로 회전하는 것을 방지하도록 일단이 절곡된 판형의 스토퍼(15)가 지지블록(11)의 상단에 설치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스캐빈지 에어 리시버의 공기통로(21)를 덮고 있던 에어플랩(14)은 에어 리시버 측의 일정 기압 이상으로 상승하면 에어플랩(14)이 회전하여 공기통로(21)가 개방된다. 이때, 에어플랩(14)은 회전할 때 스토퍼(15)에 걸려 더 이상 회전하지 않는다. 이는 에어플랩(14)이 상부에 위치한 공기통로(21)를 막거나 일정각도 이상 회전하여 아래로 내려오지 않는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 에어플랩(14)이 스토퍼(15)와 맞부딪힐 때, 에어플랩(14)과 스토퍼(15)는 면 접촉을 해야만 에어플랩(14) 및 스토퍼(15)의 수명이 길어진다. 왜냐하면, 에어플랩(14)과 스토퍼(15)가 선 접촉이나 점 접촉을 하면 에어플랩(14)과 스토퍼(15)가 부딪칠 때마다 접촉하는 선이나 점으로 집중하중이 발생하여 에어플랩(14) 또는 스토퍼(15)의 피로파괴 원인이 되기 때문이다. 따라서, 각 부품 제작시 매우 정밀한 가공을 요구하고, 조립 시 더욱 세밀하고 정밀한 접촉이 이루어 지도록 조립해야 하는데, 이러한 제작공정은 상당한 어려움을 유발하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 스토퍼 및 와셔를 제거하고 이를 대체하는 리턴 스프링을 힌지 축에 끼워 에어플랩의 양측에 배치함으로써, 에어 플랩 밸브의 전체적인 크기 축소와 부품을 간소화하고 조립이 용이하며 진동 또는 흔들림이 발생해도 스캐빈지 에어 리시버의 공기통로가 개방되는 것을 방지할 수 있는 에어 플랩 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 축 공이 형성되어 다수의 공기통로가 형성된 선박용 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 설치되는 다수의 지지블록;과, 지지블록에 끼워지는 힌지 축;과, 힌지 축에 끼워져 공기통로를 개폐하는 에어플랩; 및 코일 스프링 형상으로 상기 힌지 축에 끼워지고, 일단은 지지블록에 결합되며, 타단은 에어플랩에 결합되어 일정 기압 이상에서만 상기 공기통로가 개방되도록 에어플랩을 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 밀착시키며, 상기 공기통로의 개방을 위한 에어플랩의 회전시 에어플랩의 회전에 의해 비틀리면서 내경이 축소되어 힌지 축과의 마찰력을 증가시킴으로써 에어플랩의 회전 각도를 제한하는 리턴 스프링;을 포함하며, 상기 지지블록은 힌지 축 및 리턴 스프링의 용이한 조립을 위해 축 공이 나눠지도록 분리되는 것을 특징으로 하는 에어 플랩 밸브에 의해 달성된다.

삭제

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브는, 리턴 스프링에 비틀림이 가해질 때 내경이 축소되어 힌지 축과 마찰력으로 에어플랩을 정지시키고, 또한 지지블록과 에어플랩 사이를 유지시킴으로써, 리턴 스프링이 종래의 스토퍼 및 와셔 역할을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 전체적인 크기가 축소되고 부품이 간소화됨으로써 제작비용이 절감되며 설치시간을 단축하는 효과가 있다.

그리고, 리턴 스프링이 에어플랩을 잡고 있어서 진동 및 흔들림이 발생하더라도 에어 플랩 밸브가 개방되어 에어 리시버 측으로 공기가 역류하는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명의 목적은, 축 공(31a)이 형성되어 다수의 공기통로(21)가 형성된 선박용 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 설치되는 다수의 지지블록(31);과, 지지블록(31)에 끼워지는 힌지 축(32);과, 힌지 축(32)에 끼워져 공기통로(21)를 개폐하는 에어플랩(33); 및 코일 스프링 형상으로 상기 힌지 축(32)에 끼워지고, 일단은 지지블록(31)에 결합되며, 타단은 에어플랩(33)에 결합되어 일정 기압 이상에서만 상기 공기통로(21)가 개방되도록 에어플랩(33)을 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 밀착시키며, 상기 공기통로(21)의 개방을 위한 에어플랩(33)의 회전시 에어플랩(33)의 회전에 의해 비틀리면서 내경이 축소되어 힌지 축(32)과의 마찰력을 증가시킴으로써 에어플랩(33)의 회전 각도를 제한하는 리턴 스프링(34);을 포함하며, 상기 지지블록(31)은 힌지 축 및 리턴 스프링의 용이한 조립을 위해 축 공이 나눠지도록 분리되는 것을 특징으로 하는 에어 플랩 밸브에 의해 달성된다.

삭제

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

들어가기에 앞서, 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.

도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브(3)는, 지지블록(31), 힌지 축(32), 에어플랩(33) 및 리턴 스프링(34)을 포함한다.

지지블록(31)은, 상단 블록(311) 및 하단 블록(312)을 포함하며 상단 블록(311)과 하단 블록(312)이 결합한 상태에서 축 공(31a)과 축 공(31a)의 양측에 스프링 안착 홈(31b)이 형성되고, 상단 블록(311)의 저면과 하단 블록(312)의 상면에 리턴 스프링(34)의 일단이 걸리는 스프링 걸림 홈(31c)이 형성된다. 여기에, 스캐빈지 에어 리시버(미도시)의 측벽 즉, 설치패널(2)에 형성된 나사 홀(22)에 결합하도록 상단 블록(311)에서 하단 블록(312)으로 나사가 관통하는 관통공(311a)이 형성된다.

힌지 축(32)은, 지지블록(31)의 축 공(31a)에 끼워지고 관통공(311a)에 나사를 끼워 상단 블록(311) 및 하단 블록(312)을 조여서 지지블록(31)에 회전하지 않도록 고정한다.

에어플랩(33)은, 힌지 축(32)에 끼워져 회전하도록 일단이 벤딩되어 결합공(331)이 형성되고, 일부는 일정 각도로 절곡된다. 더욱 상세하게는, 리턴 스프링(34)의 타단이 걸리도록 벤딩된 부분과 연결된 경사부(332)와, 스캐빈지 에어 리시버의 공기통로(21)를 개폐하도록 경사부(332)와 연결되는 개폐부(333)가 형성된다. 이에 따라, 에어플랩(33)은 힌지 축(32)에 끼워져 회전하며 스캐빈지 에어 리시버 측으로 공기가 역류하는 것을 방지하여 스캐빈지 에어 리시버 측과 파이프 측이 각각 설정압력을 유지토록 한다.

리턴 스프링(34)은, 대략 코일 스프링 형상으로, 일단은 연장되어 지지블 록(31)의 스프링 걸림 홈(31c)에 끼워지고, 타단은 에어플랩(33)의 경사부(332) 전면에 걸리도록 힌지 축(32)의 중심 방향으로 꺾어져 형성되며 힌지 축(32)에 끼워져 지지블록(31)의 스프링 안착 홈(31b)에 끼워진다. 이에 따라, 리턴 스프링(34)이 에어플랩(33)을 스캐빈지 에어 리시버의 설치패널(2) 방향으로 밀고 있어서 에어플랩(33)이 진동 또는 흔들림에도 열리는 것을 방지하여 스캐빈지 에어 리시버 측과 파이프 측은 각각 설정압력을 유지하여 엔진 출력을 극대화할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브(3)는 전체적인 크기가 축소되고 부품이 간소화되어 더욱 용이하게 설치할 수 있으며, 피로파괴의 원인을 제거하여 수명을 연장함으로써 유지비용이 절감된다.

이하 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브(3)의 작동상태를 상세히 설명하기로 한다.

파이프 측의 압력이 스캐빈지 에어 리시버 측의 압력보다 높을 경우 에어 플랩 밸브(3)는 열리지 않는다. 즉, 스캐빈지 에어 리시버 측의 압력이 파이프 측의 압력보다 높을 경우 에어 플랩 밸브(3)가 열리게 된다.

여기서, 에어플랩(33)이 회전할 때, 리턴 스프링(34)은 스프링이 감긴 방향으로 비틀림이 작용하기 때문에 리턴 스프링(34)의 내경이 작아진다. 따라서, 에어플랩(33)이 설치패널(2)로부터 θ각도만큼 회전할 경우 리턴 스프링(34)의 내경은 점점 작아짐으로써 힌지 축(32)에 꽉 끼워지고 리턴 스프링(34)과 힌지 축(32) 사이에 마찰력이 증가한다. 이에 따라, 리턴 스프링(34)은 더 이상 비틀리지 않고 힌 지 축(32)에 끼워진 채로 고정되며 에어플랩(33) 또한 리턴 스프링(34)에 걸려 θ각도 이상으로 회전하지 않는다.

예를 들어, 에어플랩(33)이 θ각도를 초과하여 회전하면 에어플랩(33) 바로 위에 위치한 공기통로(21)에서 유입되는 공기가 파이프 측으로 유입될 때 유입된 공기는 에어플랩(33)에 부딪혀 스캐빈지 에어 리비서 측의 공기가 파이프 측으로 원활하게 흐르지 않으며, 에어플랩(33)이 θ각도 미만으로 회전하면 에어플랩(33)이 막고 있던 공기통로(21)에서 유입되는 공기가 에어플랩(33)에 부딪혀 스캐빈지 에어 리시버 측의 공기가 파이프 측으로 원활하게 흐르지 않는다. 따라서, 에어플랩(33)이 θ각도만큼 유지되는 것이 중요하며, θ각도는 파이프 측으로 유입되는 공기의 방향과 에어플랩(33)의 개폐부(333)가 가급적 평행을 유지하도록 100˚ 내지 120˚사이를 유지하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 별도의 스토퍼 없이 리턴 스프링(34)만으로도 에어플랩(33)은 지지블록(31)과의 일정 간격을 유지함과 동시에 스토퍼 역할을 할 수 있으며, 파이프 측과 스캐빈지 에어 리시버 측이 각각 설정압력을 유지함으로써 엔진 출력을 극대화시킬 수 있다.

상술한 리턴 스프링(34)은, 리턴 스프링(34)과 힌지 축(32) 사이에 발생하는 마찰력으로 에어플랩(33)의 회전 각도를 제한하는 것으로 설명되어 졌지만, 에어플랩(33)의 무게와 파이프 측으로 유입되는 공기의 최대 압력을 계산하여 이에 맞는 리턴 스프링(34)을 제작하여 스프링의 탄성력만으로도 에어플랩(33)의 회전 각도를 조절할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 에어 플랩 밸브의 작동 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브의 일부분을 나타낸 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브가 에어 리시버의 일면에 다수가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 에어 플랩 밸브의 작동 상태를 나타낸 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2; 설치패널 21; 공기통로

22; 나사 홀 3; 에어 플랩 밸브

31; 지지블록 31a; 축 공

31b; 스프링 안착 홈 31c; 스프링 걸림 홈

31d; 관통공 311; 상단 블록

312; 하단 블록 32; 힌지 축

33; 에어플랩 331; 결합공

332; 경사부 333; 개폐부

34; 리턴 스프링

Claims (2)

1. 축 공이 형성되며, 다수의 공기통로가 형성된 선박용 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 설치되는 다수의 지지블록;

   상기 지지블록에 끼워지는 힌지 축;

   코일 스프링 형상으로 상기 힌지 축에 끼워지고, 일단은 지지블록에 결합되며, 타단은 에어플랩에 결합되어 일정 기압 이상에서만 상기 공기통로가 개방되도록 에어플랩을 스캐빈지 에어 리시버의 측벽에 밀착시키며, 상기 공기통로의 개방을 위한 에어플랩의 회전시 에어플랩의 회전에 의해 비틀리면서 내경이 축소되어 힌지 축과의 마찰력을 증가시킴으로써 에어플랩의 회전 각도를 제한하는 리턴 스프링;을 포함하며,

   상기 지지블록은 힌지 축 및 리턴 스프링의 용이한 조립을 위해 축 공이 나눠지도록 분리되는 것을 특징으로 하는 에어 플랩 밸브.
2. 삭제

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