KR200228952Y1 - 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조에 관한 것으로서,

종래의 배기밸브는 헤드부와 스템부의 재질이 초내열 합금강과 일반 내열강을 마찰용접법에 의해 결합하므로서 재질이 서로 상이함에 따라 배기밸브 표면에 도포 형성되는 코팅부의 밀착성이 나빠져 제 기능을 구현하지 못하는 경우가 발생하게되고, 또한 이 마찰용접부위의 고온, 고압의 배기가스에 의한 열충격 및 응력으로 헤드부와 스템부가 분리되는 결함이 발생하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 배기밸브의 헤드부와 스템부를 모두 초내열 합금강으로서 일체로 제작하고, 스템부의 끝부분에 형성되는 스템엔드부를 초내열 합금 분말을 녹여 붙이는 파우더용접에 의해 형성하므로서, 배기밸브의 헤드부와 스템부가 모드 초내열 합금강으로 일체로 형성됨에 따라 이음부가 제거되어 배기밸브의 전체적인 강도가 향상되고, 스템엔드부는 종래의 일반 내열강의 경화열처리에 비하여 강도와 내구성이 우수한 파우더용접에 의해 강성이 한층 더 향상되며, 이질 부분이 없는 배기밸브 전체 표면에 코팅이 형성됨에 따라 코팅부의 밀착성이 향상되어 배기밸브의 전체적인 내구성이 향상되도록 한 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조에 관한 것이다.

Description

함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조{Exhaust valve of diesel engine for naval ship}

본 고안은 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조에 관한 것으로서, 특히 배기밸브의 헤드부와 스템부가 모드 초내열 합금강으로 일체로 형성됨에 따라 이음부가 제거되어 배기밸브의 전체적인 강도가 향상되고, 종래의 일반 내열강의 경화열처리에 비하여 강도와 내구성이 우수한 파우더용접으로 스템엔드부를 형성함에 따라 스템엔드부의 강성이 한층 더 향상되며, 이질 부분이 없는 배기밸브 전체 표면에 코팅부가 형성됨에 따라 코팅부의 밀착성이 향상되어 배기밸브의 전체적인 내구성이 향상되도록 한 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조에 관한 것이다.

일반적으로 선박용 디젤엔진의 경우 회전수가 낮은 상태에서의 상용운용조건으로 운전되고 있으나 함정용 디젤엔진의 경우는 회전수가 높고 극한온도에서도 그 기능을 만족해야하며, 이에의해 함정용 디젤엔진에 사용되는 각종 부품들은 내구성에 대한 신뢰도가 요구되므로 열충격, 피로응력에 대한 내성 및 정밀한 품질이 요구되고 있는 실정이다.

도 3 은 일반적인 함정용 디젤엔진의 실린더헤드 부분을 도시한 것으로서,

실린더헤드(20)상에 흡기를 위한 흡기포트(21)와 배기를 위한 배기포트(22)가 각각 형성되어 있고, 상기 흡기포트(21)와 배기포트(22)의 개폐를 위한 흡기밸브(23)와 배기밸브(24)가 밸브스프링(25)에 탄지된 상태로 설치되어 있다.

상기 흡기밸브(23)와 배기밸브(24)의 상측 끝부분에는 로커암이 접촉되고, 이 로커암의 동작에 의해 흡기밸브(23)와 배기밸브(24)가 상하로 이동하면서 흡기포트(21)와 배기포트(22)를 선택적으로 개폐하도록 구성되어 있다.

이와같이 구성되는 함정용 디젤엔진에 사용되는 부품중에서 배기밸브는 연소실에서 연소된 고온, 고압의 배기가스에 그대로 노출되어 작동됨에 따라 그 내구성이 보다 높아야 한다.

도 4 는 종래의 배기밸브를 도시한 것으로서,

종래의 배기밸브(10)는 연소실에 노출되어 고온, 고압의 폭발압력을 직접 받고 연소공기의 개폐시 기밀유지 기능을 갖는 헤드부(11)와, 개폐시 상하 직선 왕복운동을 원활하게 안내하는 스템부(12)와, 상기 스템부(12)의 상측 끝부분에 형성되어 로커암과 접촉되는 스템엔드부(13)와, 상기 배기밸브(10)의 전체 표면에 골고루 코팅처리되는 코팅부(14)로 구성된다.

상기 헤드부(11)는 고온, 고압의 폭발압력을 직접 받기 때문에 초내열 합금강으로서 제작하고, 스템부(12)는 고온, 고압의 폭발압력을 직접 받지 않기 때문에 일반 내열강으로 형성하여 헤드부(11)와 스템부(12)를 마찰용접에 의해 상호 결합한다.

그리고, 스템부(12)의 끝부분에는 스템엔드부(13)를 형성하는데, 이 스템엔드부(13)는 로커암과 직접 접촉되므로 고주파 열처리법을 이용하여 경화층을 형성한다.

상기 설명과같이 헤드부(11), 스템부(12), 스템엔드부(13)등이 결합된 배기밸브(10)의 스템부(12)에 왕복 미끄럼운동에 대한 내구성의 보장을 위한 코팅부(14)를 형성하여 구성한다.

그러나, 종래의 배기밸브는 헤드부와 스템부의 재질이 초내열 합금강과 일반 내열강으로서 서로 상이함에 따라 배기밸브 표면에 도포 형성되는 코팅부의 밀착성이 나빠져 제 기능을 구현하지 못하는 경우가 발생하게되고, 또 이질의 헤드부와 스템부를 마찰용접법에 의해 결합하고 있으나 이 마찰용접부위의 고온, 고압에 의한 결함발생으로 외부충격에 헤드부와 스템부가 분리되는 문제점이 발생하였다.

또한, 스템엔드부를 고주파 열처리법에 의한 경화처리를 실시함에 따라 경화층의 불안정에 따른 품질 신뢰도 부족 및 고비용이 투입되는 문제점이 발생하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 배기밸브의 헤드부와 스템부를 모두 초내열 합금강으로서 일체로 제작하고, 스템부의 끝부분에 형성되는 스템엔드부를 강도 및 내구성이 매우 우수한 초내열 합금 분말을 녹여 붙이는 파우더용접에 의해 형성하므로서, 배기밸브의 헤드부와 스템부가 모드 초내열 합금강으로 일체로 형성됨에 따라 이음부가 제거되어 배기밸브의 전체적인 강도가 향상되고, 일반강재의 고주파 경화처리법 보다 우수한 파우더용접으로 스템엔드부를 형성함에 따라 스템엔드부의 강성이 한층 더 향상되며, 이질 부분이 없는 배기밸브 스템부에 코팅부가 형성됨에 따라 코팅부의 밀착성이 향상되어 배기밸브의 전체적인 내구성이 향상되도록 한 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 고안은,

실린더헤드의 배기포트상에 설치되며, 배기포트의 개폐를 위한 헤드부와, 배기밸브의 직선 상하운동을 유도하는 스템부로 구성된 함정용 디젤엔진의 배기밸브에 있어서,

상기 배기밸브의 헤드부와 스템부를 초내열 합금강으로서 일체로 형성하고, 스템부의 끝부분에는 초내열합금 분말을 녹여서 붙이는 파우더 용접에 의해 스템엔드부를 형성하여 로커암과 접촉하는 스템엔드부의 강도를 증대시켜 내구성을 향상시키며, 일체식의 초내열합금강으로 제작된 배기밸브의 스템부 표면에 코팅부를 형성한 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 고안의 배기밸브 구조를 보인 정면도.

도 2 는 본 고안의 배기밸브 구조를 보인 단면도.

도 3 은 일반적인 함정용 디젤엔진의 실린더헤드부분을 보인 단면도.

도 4 는 종래의 배기밸브를 보인 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 배기밸브, 2: 헤드부,

3: 스템부, 4: 스템엔드부,

5: 코팅부,

이하, 첨부된 도면 도 1 과 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 고안의 배기밸브(1)는 배기포트의 개폐를 위한 헤드부(2), 배기밸브(1)의 상하 직선 왕복운동을 안내하는 스템부(3), 스템부(3)의 상측 끝부분에 형성되어 로커암과 직접 접촉되는 스템엔드부(4), 배기밸브의 내마모성 증대를 위해 도포되는 코팅부(5)로 대별 구성된다.

본 고안의 가장큰 특징은 상기 헤드부(2)와 스템부(3)를 동일재질인 초내열 합금강으로서 제작한 것이다.

즉, 도 2 에 도시된 바와같이 헤드부(2)와 스템부(3)를 동일재질인 초내열 합금강으로서 일체로 형성하고, 초내열 합금강으로서 제작된 스템부(3)의 끝부분에 파우더 용접법을 이용하여 스템엔드부(4)를 형성한다.

스템엔드부(4)를 형성할때 고강도의 구현이 가능한 파우더 용접법을 이용할 수 있는 이유는 종래의 고주파 경화법에 비하여 내구성 및 강도를 동시에 만족할 수 있고 품질의 안정성을 보장할 수 있는 초내열합금강의 분말용접으로 경화층을 형성하였기 때문이다.

상기 설명과같이 배기밸브(1)를 이루는 헤드(2), 스템부(3), 스템엔드부(4)가 모두 형성되면, 배기밸브(1)의 표면상에 강도보강 및 내구성향상을 위한 코팅부(5)를 형성한다.

코팅부(5)를 구성하는 스템부(3)는 초내열 합금강이 일체로 형성되어 있으므로 코팅재의 밀착도가 향상되어 코팅부(5)가 쉽게 벗겨지지 않게되는 효과를 기대할 수 있다.

앞서 설명한 바와같이 함정용 디젤엔진은 일반 선박용 디젤엔진에 비해 높은 압력과 온도의 환경하에서 동작하게되며, 이에의해 함정용 디젤엔진에 적용되는 배기밸브의 내구성 및 강도, 제품의 성능에 대한 신뢰도 등이 타 밸브보다 월등히 높아야 한다.

본 고안에 적용된 배기밸브는 헤드(2)와 스템부(3)가 초내열 합금강으로서 일체로 형성되고, 또 스템부(3)의 끝부분에 형성되는 스템엔드부(4)가 고강도 및 내구성의 구현이 가능한 파우더용접에 의해 형성되며, 헤드와 스템부가 동일재질로 형성됨에 따라 배기밸브 전체 표면에 도포되는 코팅부의 밀착력이 월등히 향상되므로서 배기밸브의 강도 및 내구성, 그리고, 제품의 성능에 대한 신뢰도가 한층 더 향상됨에 따라 함정용 디젤엔진에 적용되더라도 그 기능을 충분히 다할 수 있게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 배기밸브의 헤드부와 스템부를 모두 초내열 합금강으로서 일체로 제작하고, 스템부의 끝부분에 형성되는 스템엔드부를 강도 및 내구성이 우수한 초내열 합금 분말을 녹여 붙이는 파우더용접에 의해 형성하므로서, 배기밸브의 헤드부와 스템부가 모드 초내열 합금강으로 일체로 형성됨에 따라 이음부가 제거되어 배기밸브의 전체적인 강도가 향상되고, 강도 및 내구성이 우수한 스템부와 동일 재질로서 파우더용접하여 스템엔드부를 형성함에 따라 스템엔드부의 강성이 한층 더 향상되며, 이질 부분이 없는 배기밸브 전체 표면에 코팅부가 코팅 형성됨에 따라 코팅부의 밀착성이 향상되어 배기밸브의 전체적인 내구성이 향상되도록 한 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 실린더헤드의 배기포트상에 설치되며, 배기포트의 개폐를 위한 헤드부(2)와, 배기밸브(1)의 직선 상하운동을 유도하는 스템부(3)로 구성된 함정용 디젤엔진의 배기밸브에 있어서,

   상기 배기밸브(1)의 헤드부(2)와 스템부(3)를 초내열 합금강으로서 일체로 형성하고, 스템부(3)의 끝부분에는 초내열합금 분말을 녹여서 붙이는 파우더 용접에 의해 스템엔드부(4)를 형성하여 로커암과 접촉하는 스템엔드부(4)의 안정적인 요구강도를 유지하며, 전체적으로 초내열합금강으로 제작된 스템부(3)의 표면에 코팅부(5)를 형성한 것을 특징으로 하는 함정용 디젤엔진의 배기밸브 구조.