KR200270279Y1 - 선박용 엔진의 배기가스 신축 연결관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박용 엔진의 배기가스 신축 연결관에 관한 것이며, 그 목적은 가장 취약부위인 원추형 파이프와 벨로우즈의 연결부를 보강하고, 원추형 파이프와 벨로우즈를 연결하는 링플레이트의 구조를 변경하여 용접부에 가해지는 힘이 분산되게 함으로서, 진동 및 열팽창에 의한 균열을 방지하여 내구성 향상 및 유지보수가 용이한 배기가스 신축 연결관을 제공함에 있다.

본 고안은 원추형 파이프와 벨로우즈를 연결하는 링플레이트를 단면이 "ㄱ"형상을 구비토록 형성하고, 벨로우즈의 끝단 상하부에 각각 밴드가 위치하도록 하여 링플레이트 내측에 벨로우즈 끝단을 고정함으로서 벨로우즈와 링플레이트의 이음부를 보강하며, 링플레이트가 벨로우즈의 변위 방향을 외측에서 저지하여 용접부에 가해지는 힘을 분산시켜 진동 및 열팽창에 의한 균열을 방지하도록 구성된 선박용 엔진의 배기가스 신축 연결관에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

선박용 엔진의 배기가스 신축 연결관{Compensator for exhaust gas pipe of ship engine}

본 고안은 선박용 엔진의 작동시 발생되는 배기가스를 배기밸브로부터 배기관 및 터보차져(TURBO CHARGER)를 통해 엔진 밖으로 배출하기 위해 엔진 상부에 있는 배기밸브와 배기관을 사이에 설치되어 엔진 작동시 발생되는 고온으로 인한 열변형 및 진동을 신축성 있게 흡수하여 엔진을 진동 및 열변형으로부터 보호해주는 신축 연결관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벨로우즈와 원추형 파이프를 연결하는 링플레이트의 구조를 용접부에 가해지는 힘이 분산되도록 변경하고, 링플레이트와 벨로우즈의 연결시 벨로우즈의 상하 각각 밴드를 설지하여 가장 취약부인 벨로우즈와 링플레이트의 이음부에서 발생되는 균열을 방지하도록 구성된 신축 연결관에 관한 것이다.

선박용 엔진에서는 작동 중에 상당한 진동과 열이 발생하며, 이런 진동과 열은 엔진 그 주변의 구조물을 파손시키므로 엔진의 진동과 열에 의한 팽창을 흡수,완화시켜야 한다.

이와 같이 선박용 엔진의 진동 및 열에 의한 팽창을 흡수하기 위한 대책중 하나로 엔진의 배기관(P)과 배기밸브(B) 사이를 신축 연결관(Compensator)(C)으로 연결하는 방식이 널리 사용되고 있다.

종래의 신축 연결관은 도 3에 도시된 바와 같이 선박용 엔진의 배기밸브와 배기관을 연결하는 원추형 파이프(104)의 외면에 용접된 링플레이트(103)의 외측으로 제 1 벨로우즈(101)가 위치하고, 상기 제 1 벨로우즈(101)의 외측에 밴드(107)가 위치하도록 용접 부착되며, 그 반대편에 제 2 벨로우즈(102)가 연결용 플랜지(106)에 연결되고, 상기 제 1,2 벨로우즈(101,102)가 연결관(105)에 의해 연결되어 구성되었다.

그러나 이와 같은 구조의 신축 연결관은 엔진의 작동에 의한 진동 및 열변형의 발생시 벨로우즈에 가해지는 변위방향이 배기관의 중심으로부터 바깥쪽으로 이동되는 특성상 벨로우즈가 링플레이트의 외측에 설치되어 벨로우즈와 링플레이트의 이음부에서 균열이 발생하게 되고, 용접과정에서 생긴 잔류응력, 재질변경 또는 용접결함 등이 존재할 경우 쉽게 피로하여 균열 등이 발생하기 쉬우며, 엔진의 진동에 의해 균열이 더욱 심하게 진행되어 배기가스의 누출이 생겨 엔진의 운전을 중지하고 신축 연결관의 교체작업을 해야 하는 일이 자주 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 가장 취약부위인 원추형 파이프와 벨로우즈의 연결부를 보강하고, 원추형 파이프와 벨로우즈를 연결하는 링플레이트의 구조를 변경하여 용접부에 가해지는 힘이 분산되게 함으로서, 진동 및 열팽창에 의한 균열을 방지하여 내구성 향상 및 유지보수가 용이한 배기가스 신축 연결관을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 고안은 원추형 파이프와 벨로우즈를 연결하는 링플레이트를 단면이 "ㄱ"형상을 구비토록 형성하고, 벨로우즈의 끝단 상하부에 각각 밴드가 위치하도록 하여 링플레이트 내측에 벨로우즈 끝단을 고정함으로서 벨로우즈와 링플레이트의 이음부를 보강하며, 링플레이트가 벨로우즈의 변위 방향을 외측에서 저지하여 용접부에 가해지는 힘을 분산시켜 진동 및 열팽창에 의한 균열을 방지하도록 구성되었다.

도 1 은 본 고안에 따른 신축 연결관의 연결구조를 나타낸 예시도

도 2 는 본 고안에 따른 신축 연결관의 연결구조를 나타낸 상세도

도 3 은 종래의 신축 연결관의 연결구조를 나타낸 예시도

도 4 는 종래의 신축 연결관이 장착된 선박용 엔진을 나타낸 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 제 1 벨로우즈 (2) : 제 2 벨로우즈

(3) : 링플레이트 (4) : 원추형 파이프

(5) : 연결관 (6) : 연결용 플랜지

(7) : 상부밴드 (8) : 하부밴드

(31) : 고정부 (32) : 지지부

(101) : 제 1 벨로우즈 (102) : 제 2 벨로우즈

(103) : 링플레이트 (104) : 원추형 파이프

(105) : 연결관 (106) : 연결용 플랜지

(107) : 밴드 (T) : 터보차져

(C) : 신축 연결관 (P) : 배기관

(B) : 배기밸브

본 고안의 구성에 대해 첨부도면과 연계하여 설명하면 다음과 같다

도 1 은 본 고안에 따른 신축 연결관의 연결구조를 나타낸 예시도를, 도 2 는 본 고안에 따른 신축 연결관의 연결구조를 나타낸 상세도를 도시한 것으로, 본 고안은 선박용 엔진의 배기밸브와 배기관을 연결하는 원추형 파이프(4)의 외면에 설치된 링플레이트(3)에 제 1 벨로우즈(1)가 설치되고, 그 반대편에 제 2 벨로우즈(2)가 연결용 플랜지(6)에 설치되며, 상기 제 1,2 벨로우즈(1,2)가연결관(5)에 의해 연결되어 구성된 배기가스 신축 연결관에 있어서, 상기 링플레이트(3)는 단면이 "ㄱ"형상을 구비토록 고정부(31)와 지지부(32)가 일체형으로 형성되고, 상기 지지부(32)의 내측에 상부밴드(7)-제 1 벨로우즈(1)-하부밴드(8)가 순차적으로 위치하도록 설치되었다.

상기 링플레이트(3)의 고정부(31)는 원통형으로 내면이 원추형 파이프(4)에 밀착되어 설치되고, 상기 지지부(32)는 고정부(31)에 일체형으로 형성된 원통으로 외경은 고정부(31)와 동일하며, 내경은 고정부(31)의 내경보다 큰 내경을 구비토록 형성되었다.

또한, 상기 고정부(31)의 내면에는 제 1 벨로우즈(1)가 설치되고, 이때 엔진의 진동 및 열변형에 의한 균열을 방지하기 위해 제 1 벨로우즈(1)의 끝단 외측에는 상부밴드(7)를, 끝단 내측에는 하부밴드(8)를 설치하여 용접함으로서, 상부밴드(7), 제 1 벨로우즈(1), 하부밴드(8)가 일체로 용접되어 엔진에서 발생되는 진동을 충분히 견딜 수 있도록 구성되었다.

상기와 같은 구성을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

두께가 0.4mm인 스테인레스 벨로우즈 4장을 벨로우즈 끝단에서 2~4mm 안쪽으로 온둘레에 스폿용접을 하여 제 1,2 벨로우즈(1,2)를 형성한다.

상기 제 1 벨로우즈(1)의 끝단의 외측에는 상부밴드(7)가 위치하고, 내측에는 하부밴드(8)가 위치하도록 한 후, 링플레이트(3)의 고정부(31) 내측에 티그(TIG) 용접을 하여 제 1 벨로우즈(1)와 링플레이트(3)를 연결한다.

이때, 상부밴드(7)는 2×4mm 45°로 컷팅한 후 용접한다.

이와 같이 제 1 벨로우즈(1)가 설치된 링플레이트(3)를 원추형 파이프(4)에 고정 시 링플레이트(3)의 내부측은 진동 및 신축변형을 고려하여 용접하지 않고, 도 2와 같이 바깥쪽만 티그 및 CO₂용접을 하여 고정시킨다.

이후, 제 1 벨로우즈(1)에 연결관(5)을 연결하고, 연결관(5)에 제 2 벨로우즈(2)를 연결하며, 제 2 벨로우즈(2)를 연결용 플랜지(6)에 연결함으로서 본 고안에 따른 배기가스 신축 연결관의 조립을 완성하게 된다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 벨로우즈와 원추형 파이프를 연결하는 링플레이트의 구조를 변경하여 벨로우즈의 외측에서 고정토록 함으로서 벨로우즈의 용접부에 가해지는 힘을 분산시키고, 벨로우즈와 링플레이트의 연결시 벨로우즈의 상하 양측에 밴드가 위치하도록 하여 용접함으로서 엔진의 작동시 발생하는 진동 및 열팽창의 흡수시 벨로우즈가 받게 되는 힘을 충분히 견딜 수 있도록 구성되어 진동 및 열팽창에 의한 균열을 방지함으로서 신축 연결관의 내구성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 선박용 엔진의 배기밸브와 배기관을 연결하는 원추형 파이프(4)의 외면에 설치된 링플레이트(3)에 제 1 벨로우즈(1)가 설치되고, 그 반대편에 제 2 벨로우즈(2)가 연결 플랜지에 설치되며, 상기 제 1,2 벨로우즈가 연결관(5)에 의해 연결되어 구성된 배기가스 신축 연결관에 있어서,

   상기 링플레이트(3)는 단면이 "ㄱ"형상을 구비토록 고정부(31)와 지지부(32)가 일체형으로 형성되고, 상기 지지부(32)의 내측에 상부밴드(7)-제 1 벨로우즈(1)-하부밴드(8)가 순차적으로 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 선박용 엔진의 배기가스 신축 연결관.