KR101429592B1 - 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)은 압력이 형성되는 흐름통로를 갖는 내압 배출기(10)와, 내압 배출기(10)에서 유입된 압력이 배출되어 힘(Force)을 형성시켜주는 압력 분출기(20)와, 압력의 작용에 의해 이동되어져 내압 배출기(10)와 압력 분출기(20)가 형성한 두면 사이의 간극(K)으로 인한 압력 손실을 막도록 밀폐시켜 주는 셀프 이동체(30)가 포함되고, 셀프 이동체(30)가 지속적으로 형성되는 압력이 간극을 자동 밀폐시켜줌으로써 압력 손실을 가져오는 간극의 발생이 근본적으로 차단될 수 있고, 특히 상대부품에 대한 좌우 운동으로 간극 형성이 용이한 구조에서도 간극의 넓이에 관계없이 압력 전달량이 항상 일정하게 유지됨과 더불어 그 압력 크기도 항상 일정하게 유지되는 특징을 갖는다.

Description

셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛{Self Sealing Sustaining Pressure Discharge Activation Unit}

본 발명은 압력으로 힘을 발생시키는 시스템에 관한 것으로, 특히 서로 별개로 이루어진 두개의 상대 부품 사이에 형성되는 간극의 크기와 관계없이 간극으로 인한 누설이 차단될 수 있는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 내부에 압력을 형성하고, 내부 압력을 빼내어 압력에 의한 힘을 발생시키는 시스템에서는 배출되는 압력이 동일한 양으로 균일하게 전달될 수 있어야 한다.

특히, 시스템에서 압력 배출부와 유입부가 서로 별개로 이루어진 구조가 적용되면, 무엇보다도 유입부로 가해지는 압력 전달량은 압력 배출부와 유입부의 사이에 형성되는 간극의 넓이에 관계없이 항상 일정하게 유지될 수 있어야 하고, 특히 그 압력 크기가 항상 일정할 수 있어야 한다.

그러나, 이러한 시스템 구조에서는 압력이 빠져나오는 과정에서 압력 배출부의 압력이 유입부로 전달됨으로써 구조적으로 압력 배출부와 유입부의 사이에 미세한 압력손실 간극이 형성될 수밖에 없고, 간극으로 인한 압력 손실 없이 압력 배출부의 압력이 유입부로 전달될 수 있도록 압력 손실의 예방이 극히 중요할 수밖에 없다.

국내특허공개 10-2007-0094937(2007년09월27일)

상기 특허문헌은 실린더로부터 또는 실린더로 지나가는 유입 또는 유출 기체의 통로를 제어하기 위해 밸브가 실린더의 배출구인 목부에 설치됨으로써 실린더로부터 또는 실린더로 지나가는 유입 또는 유출 기체의 통로가 제어될 수 있는 기술을 나타낸다.

하지만, 상기 특허문헌은 실린더로부터 또는 실린더로 지나가는 유입 또는 유출 기체의 통로를 제어하기 위해 밸브와 협력 동작하는 조절장치 또는 충전장치와 같은 피팅의 부착이 요구됨으로써 그 구성이 복잡할 수밖에 없고, 밸브의 작동을 위한 실린더 목부의 구조변경도 요구되어진다.

이로 인해, 구조적 복잡함과 설치 구조의 변경이 이어지는 밸브 구조를 적용하지 않고 내부 압력을 빼내어 압력에 의한 힘을 발생시키는 시스템에 적용하기에 어려울 수밖에 없다.

특히, 유입구가 배출부의 배출 방향과 같은 방향의 축을 기준으로 좌우 운동하는 구조를 갖는 압력에 의한 힘을 발생시키는 시스템에서는 배출부의 압력이 동일한 양으로 유입부로 전달될 수 있어야 하고, 무엇보다도 배출부의 압력 크기가 운동 방향 및 속도에 관계없이 균일하게 유지되어야 함이 중요할 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 시스템의 내부에서 빠져나오는 압력에 의한 밀림으로 미세한 누출 간극이 형성되더라도 지속적으로 형성되는 압력이 간극을 자동 밀폐시켜줌으로써 압력 손실을 가져오는 간극의 발생이 근본적으로 차단될 수 있고, 특히 상대부품에 대한 좌우 운동으로 간극 형성이 용이한 구조에서도 간극의 넓이에 관계없이 압력 전달량이 항상 일정하게 유지됨과 더불어 그 압력 크기도 항상 일정하게 유지될 수 있는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛은 입구와 출구를 형성하고, 압력이 형성되는 흐름통로를 갖는 내압 배출기와; 상기 내압 배출기의 흐름통로와 같은 방향이 좌우 운동의 기준으로 작용하고, 상기 압력으로 밀려나는 힘을 받는 상태에서 상기 압력이 빠져나가는 압력 분출기와; 상기 압력의 작용에 의해 이동되고, 상기 내압 배출기의 흐름통로 출구에 밀착되는 상기 압력 분출기가 형성한 두면 사이의 간극(K)으로 인한 압력 손실을 막도록 밀폐시켜 주는 셀프 이동체; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 셀프 이동체는 상기 내압 배출기의 흐름통로 출구의 내주면에 슬라이딩 핏으로 끼워진다.

상기 셀프 이동체의 길이는 상기 흐름통로 출구에서 빠져 나오지 않는 크기이고, 상기 셀프 이동체의 내경 크기는 상기 흐름통로 출구의 내경으로 돌출되도록 상기 흐름통로 출구의 내경 크기보다 작은 크기이다.

상기 셀프 이동체가 상기 흐름통로 출구의 내주면에서 빠져나오는 이동력은 상기 압력이 상기 흐름통로 출구의 내경으로 돌출된 부위에 작용하여 이루어진다.

상기 셀프 이동체의 외주면과 상기 흐름통로 출구의 내주면은 서로 접촉상태이고, 마찰력이 형성되는 접촉면은 매끄럽게 가공된다.

상기 셀프 이동체는 카본-카본 복합재이다.

상기 내압 배출기에는 상기 흐름통로가 길이 방향으로 형성된 내압 배출 경로와, 상기 셀프 이동체가 상기 슬라이딩 핏으로 끼워지도록 상기 내압 배출 경로의 출구 안쪽으로 파여진 기밀홈이 포함된다.

상기 기밀홈의 내주면은 매끄럽게 가공되고, 상기 기밀홈의 길이는 상기 셀프 이동체가 삽입된 상태에서 빠져 나오지 않는 크기이다.

상기 압력 분출기에는 상기 내압 배출기의 내압 배출 경로에 연통되는 내압 연통 경로와, 상기 내압 연통 경로로 유입된 압력이 빠져나가는 노즐과, 좌우 운동의 기준으로 작용하도록 상기 내압 배출기에 결합되는 피봇축이 포함된다.

이러한 본 발명은 압력으로 힘을 발생시키는 시스템의 내부에서 빠져나오는 압력에 의한 밀림으로 누출 간극이 형성되더라도 압력의 지속적인 유지 조건하에서 이루어지는 자동 밀폐로 압력 손실이 방지될 수 있고, 압력의 작용하에서 기밀이 항상 유지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 압력으로 힘을 발생시키는 시스템에서 압력 배출부와 유입부가 별개로 이루어진 구조에서도 지속적으로 형성되는 압력이 간극을 자동 밀폐해줌으로써 상대부품에 대한 좌우 운동으로 형성되는 간극의 넓이에 관계없이 압력 전달량이 항상 일정하게 유지됨과 더불어 그 압력 크기도 항상 일정하게 유지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 압력 배출 경로의 간극 자동 밀폐가 간극을 형성한 두면사이로 밀착되는 고밀도-저마찰계수 소재의 카본-카본 복합재로 구현됨으로써 내부 압력을 빼내어 압력에 의한 힘을 발생시키는 시스템의 밀폐 구조가 간단하게 구현되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛의 외관 구성도이고, 도 2는 도 1의 단면구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 압력하에서 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛가 구현하는 자동 밀폐 작동상태이며, 도 4는 본 발명에 따른 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛의 정상 작동상태이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)의 외관 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)은 시스템 내부에 충진된 가스 분출시 가스의 배출 경로를 형성하는 내압 배출기(10)와, 내압 배출기(10)의 흐름통로와 같은 방향이 좌우 운동의 기준으로 작용하고, 압력으로 밀려나는 힘을 받는 상태에서 상기 압력이 빠져나가 힘(Force)을 발생시키는 압력 분출기(20)와, 고압력에 의한 밀림으로 내압 배출기(10)와 압력 분출기(20)사이의 밀착된 두면사이에 형성되는 간극을 밀폐시키는 셀프 이동체(30)로 구성된다.

상기 내압 배출기(10)와 상기 압력 분출기(20)는 서로 직렬로 연결된다.

상기 셀프 이동체(30)는 접촉면에 의한 마찰력이 극히 낮은 면 상태로 가공된 고밀도-저마찰계수 소재의 부품으로 이루어지며, 일례로 카본-카본 복합재로 이루어질 수 있다.

한편, 도 2는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)의 단면 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 내압 배출기(10)는 고압가스가 빠져나가는 흐름통로가 길이 방향으로 직선 형상을 이루는 내압 배출 경로(11)와, 내압 배출 경로(11)에 간격을 두고 내압 배출 경로(11)와 동일한 방향으로 형성되어 압력 분출기(20)가 좌우 운동 가능하도록 결합되는 바디부(13)와, 시스템 내부로 연결되어져 시스템 내부의 가스가 빠져 나오는 입구를 이루는 연결부(15)와, 내압 배출 경로(11)의 끝에서 형성된 기밀홈(17)으로 이루어진다.

상기 내압 배출 경로(11)의 단면 크기(Da)는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)이 발생시키는 힘(Force)의 크기에 따라 형성된다. 상기 바디부(13)는 사각 형상으로 이루어지고, 상기 연결부(15)는 목부를 형성함으로써 목부의 끝부위를 통해 시스템과 연결된다.

상기 기밀홈(17)은 내압 배출 경로(11)의 끝에서 내압 배출 경로(11)의 단면보다 큰 단면으로 개구된 구조로 이루어짐으로써 셀프 이동체(30)가 슬라이딩 핏으로 조립될 수 있다. 특히, 기밀홈(17)의 내면 가공은 셀프 이동체(30)와 접촉상태에서 마찰력이 극히 낮은 면 상태로 가공됨으로써 셀프 이동체(30)가 내압 배출 경로(11)에 형성된 압력으로 기밀홈(17)에서 밀려날 수 있다.

그리고, 압력 분출기(20)는 내압 배출기(10)를 나온 고압 가스가 유입되는 내압 연통 경로(21)와, 내압 연통 경로(21)가 형성된 바디부(23)와, 내압 연통 경로(21)로 유입된 고압 가스가 외부로 배출되도록 분사시켜주는 노즐(25)과, 압력 분출기(20)가 좌우 운동 가능하도록 내압 배출기(10)에 결합되는 피봇축(27)으로 이루어진다.

상기 내압 연통 경로(21)는 내압 배출기(10)의 내압 배출 경로(11)와 단면 크기(Da)와 동일한 단면 크기(Db)로 이루어지고, 압력 분출기(20)의 내압 연통 경로(21)는 내압 배출기(10)와 압력 분출기(20)가 서로 조립된 상태에서 내압 배출기(10)의 내압 배출 경로(11)와 일치된 상태를 이룬다.

상기 바디부(23)는 사각 형상으로 이루어지고, 내압 배출기(10)의 바디부(13)와 밀착되는 두면 사이는 간극(K)이 형성된다. 상기 간극(K)은 고압력에 의한 밀림으로 더 벌어질 수 있으나 도 2에 표시된 간격(K)의 넓이는 이해를 돕기 위한 과장된 상태로 표현된다.

상기 노즐(25)은 바디부(23)에 형성되고, 시스템에서 배출된 고압의 가스에 으한 압력 전달량이 항상 일정하도록 분사해줌으로써 고압 가스에 의한 힘이 일정하게 형성될 수 있다.

상기 피봇축(27)은 바디부(23)의 일측부위에서 길게 연장됨으로써 내압 배출기(10)의 바디부(13)에 끼워져 조립되고, 조립된 상태에서 내압 배출기(10)에 대해 압력 분출기(20)의 좌우 운동이 가능하다.

또한, 셀프 이동체(30)는 슬라이딩 핏을 이용해 내압 배출기(10)의 기밀홈(17)으로 조립되고, 셀프 이동체(30)의 내주면 단면 크기(d)는 내압 배출 경로(11)와 단면 크기(Da)보다 작은 크기로 이루어짐으로써 내압 배출 경로(11)에 형성된 가스의 압력을 받아 밀려날 수 있다.

특히, 상기 셀프 이동체(30)의 외주면과 상기 기밀홈(17)의 내주면이 형성한 마찰력은 극히 작은 크기를 이룰 수 있는 접촉 면 가공 상태로 형성되며, 일례로 이러한 마찰력 크기는 시스템 내부에서 빠져 나온 극히 작은 크기의 압력이 내압 배출기(10)의 내압 배출 경로(11)에 유입되더라도 셀프 이동체(30)가 얍력에 의한 힘을 받아 기밀홈(17)에서 이동될 수 있는 마찰력 크기일 수 있다.

상기 셀프 이동체(30)의 길이는 내압 배출기(10)의 기밀홈(17)으로 삽입된 상태에서 기밀홈(17)의 외부로 빠져나오지 않는 크기로 이루어짐으로써 내압 배출기(10)에 조립된 상태에서 압력 분출기(20)의 좌우 운동이 간섭 받지 않는다.

한편, 도 3(가)는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)의 작동상태를 나타낸다.

내압 배출기(10)에 시스템 내부에 고압 상태로 충진된 가스가 전달되면, 단면도에 도시된 바와 같이 내압 배출기(10)의 내압 배출 경로(11)에는 고압가스에 의한 압력(Pa)이 형성되고, 내압 배출기(10)에 좌우 운동 가능하도록 결합된 압력 분출기(20)는 상기 압력(Pa)의 작용에 의해 밀려나는 힘을 받게 된다.

상기 압력 분출기(20)가 압력(Pa)의 작용으로 밀려남으로써 내압 배출기(10)의 바디부(13)와 압력 분출기(20)의 바디부(23)의 서로 밀착된 두면 사이에 형성된 간극(K)에서는 압력 손실이 일어날 수밖에 없다. 이때, 상기 간극(K)은 압력(Pa)이 작용된 압력 분출기(20)에서 입구와 출구 방향이 90도로 바뀜으로써 형성된다.

하지만, 이러한 압력하에서는 셀프 이동체(30)도 압력(Pa)의 작용을 함께 받음으로써 내압 배출기(10)의 바디부(13)와 압력 분출기(20)의 바디부(23)의 서로 밀착된 두면 사이가 밀폐되어 기밀을 유지할 수 있게 된다.

즉, 도 3(나)와 같이, 셀프 이동체(30)는 그 내경의 단면 크기(d)가 내압 배출 경로(11)의 단면크기(Da)에 비해 작게 형성됨으로써 끼워진 상태에서 내압 배출 경로(11)의 단면 크기를 축소하게 된다.

그러므로, 내압 배출 경로(11)에 형성된 압력(Pa)은 내압 배출 경로(11)의 단면 크기를 축소하는 셀프 이동체(30)의 부분에 가해짐으로써 셀프 이동체(30)는 밀림력(Pb)을 받을 수밖에 없다.

이로 인해, 상기 셀프 이동체(30)는 밀림력(Pb)에 의해 이동(La)되어져 그 일부가 기밀홈(17)에서 밀려나오게 되고, 이와 같이 기밀홈(17)에서 밀려나온 셀프 이동체(30)의 일부 부위는 내압 배출기(10)의 바디부(13)와 압력 분출기(20)의 바디부(23)의 서로 밀착된 두면 사이로 위치되어진다.

즉, 셀프 이동체(30)는 기밀홈(17)에서 간격 A 만큼 밀려나고 동시에 기밀홈(17)에서 간격B 만큼 빠져 나와 두면 사이의 간극(K)을 밀폐하게 된다.

이때, 셀프 이동체(30)의 밀림력(Pb)에 의한 이동(La)은 셀프 이동체(30)와 기밀홈(17)의 마찰손실이 거의 없이 이루어질 수 있는데, 이는 두면 사이의 접촉면은 마찰력 형성이 거의 없도록 정밀 가공된 상태를 이루고 특히 셀프 이동체(30)가 고밀도-저마찰계수 소재의 부품으로 이루어짐에 기인된다.

이러한 밀폐 상태는 내압 배출 경로(11)에 형성된 압력(Pa)에 의해 발생되는 밀림력(Pb)이 존속될 때 까지 유지됨으로써 내압 배출 경로(11)로 유입된 가스 압력은 간극(K)에 의한 압력 손실 없이 압력 분출기(20)로 유입될 수 있다.

한편, 도 4는 본 실시예에 따른 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)의 정상 작동상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 시스템 내부에서 내압 배출기(10)의 내압 배출 경로(11)로 유입된 가스는 고압력 상태로 내압 배출 경로(11)를 나와 압력 분출기(20)의 내압 연통 경로(21)로 배출된다.

이때, 내압 배출기(10)의 바디부(13)와 압력 분출기(20)의 바디부(23)의 서로 밀착된 두면 사이의 간극(K)이 셀프 이동체(30)로 밀폐된 기밀 상태를 유지함으로써, 시스템 내부에서 나온 고압가스는 어떠한 압력 손실도 없이 내압 배출기(10)에서 압력 분출기(20)로 흐르게 된다.

이어, 압력 분출기(20)의 내압 연통 경로(21)로 유입된 고압가스는 노즐(25)을 통해 압력 분출기(20)를 빠져 나감으로써 배출된 고압가스는 힘(Force)으로 전환된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛(1)은 압력이 형성되는 흐름통로를 갖는 내압 배출기(10)와, 내압 배출기(10)에서 유입된 압력이 배출되어 힘(Force)을 형성시켜주는 압력 분출기(20)와, 압력의 작용에 의해 이동되어져 내압 배출기(10)와 압력 분출기(20)가 형성한 두면 사이의 간극(K)으로 인한 압력 손실을 막도록 밀폐시켜 주는 셀프 이동체(30)가 포함되고, 셀프 이동체(30)가 지속적으로 형성되는 압력이 간극을 자동 밀폐시켜줌으로써 압력 손실을 가져오는 간극의 발생이 근본적으로 차단될 수 있고, 특히 상대부품에 대한 좌우 운동으로 간극 형성이 용이한 구조에서도 간극의 넓이에 관계없이 압력 전달량이 항상 일정하게 유지됨과 더불어 그 압력 크기도 항상 일정하게 유지될 수 있다.

1 : 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛
10 : 내압 배출기 11 : 내압 배출 경로
13,23 : 바디부 15 : 연결부
17 : 기밀홈 20 : 압력 분출기
21 : 내압 연통 경로 25 : 노즐
27 : 피봇축 30 : 셀프 이동체

Claims (9)

1. 입구와 출구를 형성하고, 압력이 형성되는 흐름통로를 갖는 내압 배출기와;
   상기 내압 배출기의 흐름통로와 같은 방향이 좌우 운동의 기준으로 작용하고, 상기 압력으로 밀려나는 힘을 받는 상태에서 상기 압력이 빠져나가는 압력 분출기와;
   상기 압력의 작용에 의해 이동되고, 상기 내압 배출기의 흐름통로 출구에 밀착되는 상기 압력 분출기의 90도 방향전환으로 형성되는 간극으로 인한 압력 손실을 막도록 상기 간극을 밀폐시켜 주는 셀프 이동체;가 포함되고,
   상기 내압 배출기에는 상기 흐름통로가 길이 방향으로 형성된 내압 배출 경로와, 상기 셀프 이동체가 슬라이딩 핏으로 끼워지도록 상기 내압 배출 경로의 출구 안쪽으로 파여진 기밀 홈이 구비되며;
   상기 압력 분출기에는 상기 내압 배출기의 내압 배출 경로에 연통되는 내압 연통 경로와, 상기 내압 연통 경로로 유입된 압력이 빠져나가는 노즐과, 좌우 운동의 기준으로 작용하도록 상기 내압 배출기에 결합되는 피봇축이 구비되고;
   상기 셀프 이동체의 길이는 상기 흐름통로 출구에서 빠져 나오지 않는 크기이고, 상기 셀프 이동체의 내경 크기는 상기 흐름통로 출구의 내경으로 돌출되도록 상기 흐름통로 출구의 내경 크기보다 작은 크기인 것을 특징으로 하는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 셀프 이동체는 상기 내압 배출기의 흐름통로 출구의 내주면에 슬라이딩 핏으로 끼워지는 것을 특징으로 하는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 셀프 이동체가 상기 흐름통로 출구의 내주면에서 빠져나오는 이동력은 상기 압력이 상기 흐름통로 출구의 내경으로 돌출된 부위에 작용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 셀프 이동체의 외주면과 상기 흐름통로 출구의 내주면은 서로 접촉상태이고, 마찰력이 형성되는 접촉면은 매끄럽게 가공되는 것을 특징으로 하는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛.
   
6. 청구항 1,2,4,5중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀프 이동체는 카본-카본 복합재인 것을 특징으로 하는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛.
   
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서, 상기 기밀홈의 내주면은 매끄럽게 가공되고, 상기 기밀홈이 형성한 흐름통로 방향 길이는 상기 셀프 이동체가 삽입된 상태에서 빠져나오지 않는 길이인 것을 특징으로 하는 셀프 기밀 형성 압력 배출 유닛.
9. 삭제

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