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KR102334359B1 - 연료공급용 이중관 - Google Patents

연료공급용 이중관 Download PDF

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KR102334359B1
KR102334359B1 KR1020200124844A KR20200124844A KR102334359B1 KR 102334359 B1 KR102334359 B1 KR 102334359B1 KR 1020200124844 A KR1020200124844 A KR 1020200124844A KR 20200124844 A KR20200124844 A KR 20200124844A KR 102334359 B1 KR102334359 B1 KR 102334359B1
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KR
South Korea
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module
fuel supply
cylinder
pipe
sleeve
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Active
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KR1020200124844A
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Inventor
주성호
Original Assignee
엠피웍스주식회사
한중산업테크 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
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    • F02D19/0684—High pressure fuel injection systems; Details on pumps, rails or the arrangement of valves in the fuel supply and return systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

본 발명은 연료공급용 이중관으로서, 복수개가 서로 나란하게 연결되는 형태로 설치되는 메인 모듈과, 메인 모듈이 나란하게 연결되어 형성되는 이중관에서 연료 공급 측 방향의 단부에 결합되는 공급측 모듈과, 메인 모듈이 나란하게 연결되어 형성되는 이중관에서 연료 배출 측 방향의 단부에 결합되는 배출측 모듈 및, 메인 모듈에 형성된 분배측 플랜지 마다 하나씩 결합되는 관인 기통분배 모듈로 구성되되, 기통분배 모듈과 메인모듈은 하나의 실린더 마다 하나씩 구비됨으로써, 연료공급용 이중관의 제작과 설치 및 유지보수에 이르기까지 부품수급으로 인한 곤란하지 않고 일사분란하게 부품수급이 이루어질 수 있으면서, 또한 극히 까다로워 제대로 이루어지기 힘들었던 내부관의 기밀 구조가 종래의 용접보다 훨씬 간편하게 이루어질 수 있는 구조를 가지는 연료공급용 이중관을 제공하고자 한다.

Description

연료공급용 이중관{Double walled gas pipes}
본 발명은 연료공급용 이중관에 관한 것이다.
통상의 선박은 가솔린보다 열 효율이 더 좋은 디젤 엔진으로 구동된다. 그런데 LNG 선은 통상의 선박과는 달리 천연가스 증발문제(Boil Off Gas, BOG)가 발생되므로 엔진의 선택에 있어서도 천연가스 증발문제로 인해 통상 선박에 사용되는 디젤엔진이 아닌 특수한 엔진이 사용되는 경우가 대부분이다.
증발된 천연가스는 재액화, 연료로 소비, 또는 연소 중 어느 하나의 과정을 거친다. 초기의 LNG선에는 스팀터빈엔진이 채택되어 증발된 천연가스가 스팀터빈의 연료로 사용되다가, 이후에는 스팀터빈엔진보다 효율이 좋은 이중연료디젤전기엔진 시스템(Dual Fuel Diesel Electric, DFDE)이 사용되어, 증발되는 천연가스로 이중연료디젤엔진을 가동시켜 생산되는 전력으로 프로펠러 모터를 구동시켰으며, 최근 들어서는 벙커C유와 천연가스가 모두 연료로 사용될 수 있는 이중연료엔진으로 직접 프로펠러를 구동시키는 방식이 사용되어, 연료가공을 위한 압축기로 잉여천연가스의 재액화 까지 가능하여 종래보다 더 높은 효율로 LNG선의 운전이 가능해졌다.
LNG선에 사용되는 이중연료 엔진은 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 실린더 기통이 일렬로 배열되고, 하나의 연료공급용 이중관이 복수개의 실린더 배열 방향을 따라 배치되며, 하나의 연료공급용 이중관으로부터 실린더 수 만큼의 연결관이 각 실린더 마다 실린더와 연료공급용 이중관을 연결시키는 형태로 설치된다.
연료공급용 이중관은 도 3b에 도시된 바와 같이 천연가스 연료가 흐르는 내부관과, 내부관을 감싸는 외부관으로 이루어진다. 이중관 구조는 천연가스가 연료로 사용되는 경우, 천연가스가 내부관으로부터 세어나오는 부위가 발생될 경우에 천연가스의 기밀이 이중으로 보장됨으로써 천연가스의 확산을 방지시킨다.
그런데 연료공급용 이중관은 이처럼 내부관과 외부관이 조합된 이중관 구조를 가지는 결과, 중간 이음 부위에서 용접이 필요한 경우에 내부관의 용접이 쉽지 않아 중간 이음 공정이 상당히 까다로워질 수가 있고, 최대한 기밀이 보장되기 위해 중간 이음 부위를 밀착시킬 때 이음 부위에 형성된 플랜지 단부면에 대해 정밀한 표면 연마가 이루어져야 하며, 또한 내부관에서 용접부위의 결함이 발생되어 유지보수가 필요한 경우에, 결함이 발생된 부위만 교체가 가능하도록 설계된 대체 관이 미리 제작되기가 힘들어 유지보수를 위한 부품 수급에도 상당한 차질이 발생될 수 있다.
또한 이중관의 내부에서 밀봉을 위한 용접작업을 수행할 경우, 작업자의 질식사 사례도 발생되는 등 안전사고의 위험도 있고, 좁고 어두운 공간에서 작업이 이루어져야 하므로 작업이 까다롭다.
따라서 이러한 부품수급 문제, 내부관의 이음 부위에서 연료가 새는 현상이 방지되어야 할 필요성 및 작업의 위험성과 난이도 문제가 해결될 수 있는 연료공급용 이중관의 기술 개발이 요구되는 실정이다.
공개특허공보 제10-2016-0026413호(공개일자: 2016. 03. 09)
이에 본 발명은 연료공급용 이중관의 제작과 설치 및 유지보수에 이르기까지 특정 부품이 수급되지 않아 곤란이 발생되는 상황이 방지되고, 수급 불균형으로 인한 불필요한 재고가 쌓이지 않으며, 또한 종래 용접으로 내부관이 연결되는 구조보다 현저하게 신뢰성이 높은 누설 방지가 가능한 연결 부위의 기밀 구조가 용접보다 훨씬 간단하고 안전한 공정으로 이루어질 수 있는 구조를 가지는 연료공급용 이중관을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료공급용 이중관은 외부관과, 외부관에 내장되는 연료공급관으로 이루어지는 연료공급용 이중관으로서, 일정한 길이로 형성되는 이중관 형태의 부재로서, 길이방향의 양단 중 어느 하나에는 방사상으로 대칭되는 복수개의 볼트공이 형성되어 볼트 몸체가 체결되는 볼트 몸체 체결 플랜지가 형성되며, 길이방향의 양단 중 나머지 하나에는 방사상으로 대칭되는 복수개의 볼트공이 형성되어 볼트 헤드가 체결되는 볼트 헤드 체결 플랜지가 형성되고, 길이방향의 양단 사이의 소정 부위에는 실린더로 연료를 공급시키는 관이 결합되도록 분배측 플랜지가 형성되며, 복수개가 서로 나란하게 연결되는 형태로 설치되는 메인 모듈과, 상기 메인 모듈이 복수개가 나란하게 연결될 때 양 측의 최 외곽 메인 모듈 중 어느 하나의 단부에 결합되며, 메인 모듈과 접촉되는 부위에는 상기 볼트 몸체 체결 플랜지 또는 볼트 헤드 체결 플랜지 중 어느 하나에 대응되는 형태의 플랜지가 형성되는 공급측 모듈과, 복수개의 상기 메인 모듈이 나란하게 연결되어 형성되는 이중관에서 연료 배출 측 방향의 단부에 결합되며, 메인 모듈과 접촉되는 부위에는 상기 볼트 헤드 체결 플랜지 또는 볼트 몸체 체결 플랜지 중 어느 하나에 대응되는 형태의 플랜지가 형성되는 배출측 모듈 및, 복수개의 상기 메인 모듈에 형성된 분배측 플랜지 마다 하나씩 결합되고, 분배측 플랜지와 상기 엔진 실린더를 연결시키는 이중관인 기통분배 모듈로 구성되되, 상기 기통분배 모듈과 메인모듈은 하나의 실린더 마다 하나씩 구비된다.
여기서 상기 메인모듈과, 공급측 모듈과, 배출측 모듈과, 기통분배 모듈은 바람직하게는 3D 프린팅으로 제작된다.
또한 상기 메인모듈은 바람직하게는 메인모듈을 이루는 내부 연료공급관과 외부관이 메인모듈의 양 단에 형성된 볼트 몸체 체결 플랜지와 볼트 헤드 체결 플랜지에서 서로 연결되어 내부 연료공급관의 위치가 고정되고, 연료공급관의 양단 중 어느 한 측에는 더 연장되는 형태로 일정한 두께의 슬리브가 형성되며, 상기 슬리브의 외경은 인접되는 연료공급관의 내경에 대응된다.
이때 상기 슬리브의 표면 또는 슬리브의 표면에 밀착되는 인접하는 메인모듈의 연료공급관 내면 중 어느 하나에는 바람직하게는 나머지 하나를 향하여 팽창되는 형태의 팽창곡면이 형성되고, 상기 나머지 하나에는 팽창곡면과 동일한 곡률로 형성되는 만곡면이 형성된다.
이 경우 상기 팽창곡면이 형성된 구간의 길이는 바람직하게는 만곡면이 형성된 구간의 길이보다 같거나 더 큰 것을 특징으로 한다.
또한 상기 팽창곡면에는 소정 위치에 슬리브의 원주 방향을 따라 홈이 형성되되, 바람직하게는 상기 홈의 측면 단면 형상은 홈이 끝나는 두 지점 중에서 슬리브 측에 가까운 지점은 둔각 형상으로 형성되고, 슬리브 측에서 먼 지점은 예각 형태 또는 쐐기 형태로 형성될 수 있다.
그리고 상기 슬리브가 시작되는 지점과 팽창곡면이 시작되는 지점 사이에는 바람직하게는 일정 간격만큼 직선 구간이 형성되고, 상기 직선구간에는 완충 부재가 설치되며, 상기 팽창곡면이 형성된 구간의 길이는 만곡면이 형성된 구간의 길이보다 더 크게 형성된다.
본 발명에 따른 연료공급용 이중관은 연료공급용 이중관의 제작과 설치 및 유지보수에 이르기까지 특정 부품이 수급되지 않아 곤란이 발생되는 상황이 방지되고, 수급 불균형으로 인한 불필요한 재고가 쌓이지 않으며, 또한 종래 용접으로 내부관이 연결되는 구조보다 현저하게 신뢰성이 높은 누설 방지가 가능한 연결 부위의 기밀 구조가 용접보다 훨씬 간단하고 안전한 공정으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 연료공급용 이중관이 설치된 이중연료 디젤엔진의 사시도,
도 2a는 본 발명에 따른 연료공급용 이중관의 사시도,
도 2b는 도 2a의 평면도,
도 2c는 도 2b의 측면도,
도 2d는 도 2b의 단면도,
도 3a는 도 2b를 단순화시킨 확대도,
도 3b는 도 3a의 단면도,
도 4a 및 도 4b는 도 3b의 변형 실시예를 나타내는 단면도,
도 5는 도 4b의 부분 확대도,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 연료공급용 이중관(100)은 앞서 배경기술란에서 설명된 바와 같이 외부관(11)과, 외부관(11)의 길이방향을 따라 길게 형성되는 연료공급관인 내부관(12)이 내장되고, 내부관(12)에는 연료가 흐르며 외부관(11)과 내부관(12) 사이에는 공기가 흐름으로써, 내부관(12)이 도 1에 도시된 복수개의 엔진 실린더마다 기통별로 연료를 분배 공급시키는 과정에서 누설되는 연료가 내부관(12)과 외부관(11) 사이에 갇혀서 외부로 누출되는 것이 방지될 수 있게 형성되는 관으로서, 복수개가 서로 나란하게 연결되는 메인 모듈(10)과, 복수개의 메인 모듈(10) 일단에 결합되는 공급측 모듈(30)과, 복수개의 메인 모듈(10) 타단에 결합되는 배출측 모듈(20) 및, 복수개의 메인 모듈(10) 마다 하나씩 결합되는 복수개의 기통분배 모듈(40)로 구성된다.
메인 모듈(10)은 도 2a 내지 도 2c와 도 3a에 도시된 바와 같이, 일정한 길이로 형성되고, 길이방향의 양단 중 어느 하나에는 방사상으로 대칭되는 복수개의 볼트공이 형성되어 볼트 몸체가 체결되는 볼트 몸체 체결 플랜지(14)가 형성되며, 길이방향의 양단 중 나머지 하나에는 방사상으로 대칭되는 복수개의 볼트공이 형성되어 볼트 헤드가 체결되는 볼트 헤드 체결 플랜지(13)가 형성되고, 길이방향의 양단 사이의 소정 부위에는 실린더로 연료를 공급시키는 관인 기통 분배 모듈(40)이 결합되도록 분배측 플랜지(15)가 형성되며, 복수개가 서로 나란하게 연결되는 형태로 설치된다.
공급측 모듈(30)은 도 3a에 도시된 바와 같이 복수개의 메인 모듈(10)이 나란하게 연결되어 형성되는 이중관에서 연료 공급 측 방향의 단부에 결합되며, 메인 모듈(10)과 접촉되는 부위에는 볼트 몸체 체결 플랜지(14) 또는 볼트 헤드 체결 플랜지(13) 중 어느 하나에 대응되는 형태의 플랜지가 형성되는 관이다.
배출측 모듈(20)은 도 3a에 도시된 바와 같이 복수개의 메인 모듈(10)이 나란하게 연결되어 형성되는 이중관에서 연료 배출 측 방향의 단부에 결합되며, 메인 모듈(10)과 접촉되는 부위에는 볼트 헤드 체결 플랜지(13) 또는 볼트 몸체 체결 플랜지(14) 중 어느 하나에 대응되는 형태의 플랜지가 형성되는 관이다.
기통분배 모듈(40)은 도 3a에 도시된 바와 같이 복수개의 메인 모듈(10)에 형성된 분배측 플랜지(15) 마다 하나씩 결합되고, 분배측 플랜지(15)와 도 1에 도시된 엔진 실린더를 연결시키는 이중관으로서, 상기 실린더로 연료를 공급시키는 관에 해당된다.
도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 메인 모듈(10)은 공급측 모듈(30)과 배출측 모듈(20) 사이에 복수개가 나란하게 연결된다. 이때 본 발명에서는 메인 모듈(10)은 각각 하나의 실린더 마다 하나씩 배치되도록 실린더의 간격에 대응되는 크기로 제작된다. 따라서 하나의 실린더에 하나의 메인 모듈(10)과 하나의 기통분배 모듈(40)이 할당된다.
이로써 종래의 모듈형 이중관과 달리 정확하게 하나의 실린더 마다 동일한 형태와 크기의 메인 모듈(10)과 기통분배 모듈(40)이 할당됨으로써, 어느 한 실린더 측의 메인 모듈(10) 또는 기통분배 모듈(40)에서 하자가 발생될 경우 하자가 발생된 부위만의 교체가 가능하며, 이때 교체되는 신규 부품은 모두 동일한 규격과 크기 및 형태인 동일한 제품이므로, 별도의 자재 수급 및 각 부위별 재고 확보가 필요없으므로 유지 보수에 소요되는 재고비용이나 자재 수급을 위한 공정 지연 문제가 해결될 수 있다.
연료공급용 이중관(100)은 또한 내부관(12)과 외부관(11)으로 이루어지므로 두 개의 메인 모듈(10)을 연결시키는 과정에서 외부관(11)은 통상의 맞대기 용접으로 연결 가능하나, 내부관(12)은 용접공정이 상당히 까다롭거나 크기에 따라서는 거의 불가능할 수도 있다. 또한 내부관(12)의 구경이 큰 경우라도 작업자가 직접 용접을 수행하는 것은 상당히 까다롭고 위험한 작업이 될 수 있으며, 작업이 힘들고 까다로운 만큼 용접 품질 또한 문제가 발생될 수 있어 천연가스 연료의 누출 우려가 생길 수 있다.
또한 종래의 연료공급용 이중관의 이음 작업에서는 용접면이 오차가 최소화 되면서 서로 정확하게 맞대어지기 위해서는 정교한 단부면의 연마작업이 필요하였다.
이러한 문제의 해결을 위해 본 발명에 따른 연료공급용 이중관(100)에서는 메인모듈(10)과, 공급측 모듈(30)과, 배출측 모듈(20) 및, 기통분배 모듈(40) 중에서 적어도 메인모듈(10)과 기통분배 모듈(40)은 3D 프린팅으로 제작된다. 물론 더욱 바람직하게는 공급측 모듈(30)과, 배출측 모듈(20) 또한 3D 프린팅으로 제작될 수 있다.
각 모듈(10,20,30,40)들이 모두 3D 프린팅으로 제작될 경우, 각 모듈(10,20,30,40)간의 연결부위 및 메인모듈(10) 간의 연결부위에서 종래 발생되던 치수 오차로 인한 맞대기 용접 후에 발생될 수 있는 국부 부위의 기밀 불량 문제가 현저하게 감소될 수 있다. 또한 치수불량 문제가 현저하게 감소되는 결과, 종래 이음 용접 과정에서 선행되어야 할 단부면의 표면 연마 과정이 생략될 수 있어 공정이 대폭 감소되므로 노력과 비용의 비약적인 감축이 가능하다. 뿐만아니라 3D 기법으로 메인모듈(10), 공급측 모듈(30), 배출측 모듈(20) 및, 기통분배 모듈(40)이 제작되면 표면 연마를 거치지 않더라도 종래의 표면 연마가 수행된 단부 면 보다 더욱 정확한 형상과 치수의 단부면을 가지게 되므로, 내부관(12,22,32)은 굳이 용접을 거치지 않더라도 누설 방지 문제가 해결될 수 있다.
다만, 본 발명에서는 이처럼 단부면이 정확하게 접합되더라도 만에 하나 혹시 발생될지 모르는 누설 문제를 원천적으로 해결시키고자, 도 4a 내지 도 5에 도시된 것과 같은 이음 구조가 제안된다.
특히 도 4a 내지 도 5에 제안되는 이음 구조는 내부관(12,22,32)의 용접 과정 없이도 내부관(12,22,32)의 기밀이 철저하게 유지될 수 있도록 설계된다.
구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이 메인모듈(10)과 메인모듈(10)간, 또는 메인모듈(10)과 나머지 모듈인 공급측 모듈(30), 배출측 모듈(20), 기통분배 모듈(40) 중 어느 하나가 접합될 때 어느 하나의 단부에는 단부가 더 연장되는 방향으로 돌출되는 형태로 일정한 두께의 슬리브(17)가 형성된다. 이 때의 슬리브(17)의 외경은 슬리브(17)가 형성된 부위에 결합되는 인접 모듈의 내부관(12,22,32)의 내경에 대응된다.
따라서 슬리브(17)의 외경은 슬리브(17)가 형성된 단부의 내부관(12,22,32) 내경과 동일한 것이 바람직하다. 왜냐하면 모든 모듈(10,20,30,40)에서 내부관(12,22,32)의 구경과 형상은 동일해야 하기 때문이다. 그러므로 도 4a에 도시된 바와 같이 슬리브(17)는 내부관(12,22,32)에 비해 구경이 축소되게 형성된다. 다만 슬리브(17)의 외경은 슬리브(17)가 형성된 단부의 내부관(12,22,32) 내경보다 미세한 크기만큼 더 크게 형성될 수도 있다. 이는 후술하게 될 기밀유지 효과를 더욱 강화시킬 수 있기 위함이다. 특히 슬리브(17)의 단부는 도 4a에 도시된 바와 같이 단부가 삽입의 용이성을 위해 두께가 감소되는 형태이므로 슬리브(17)가 전체적으로믄 내부관(12,22,32)의 내경보다 미세하게 크더라도 용이하게 삽입될 수 있으면서 기밀효과는 더욱 증대될 수 있다.
한편, 도 4a에 도시된 바와 같이 슬리브(17)의 표면 또는 슬리브(17)의 표면에 밀착되는 인접하는 메인모듈(10)의 내부관(12) 내면 중 어느 하나에는 나머지 하나를 향하여 팽창되는 형태의 팽창곡면(171)이 형성되고, 상기 나머지 하나에는 팽창곡면(171)과 동일한 곡률로 형성되는 만곡면(18)이 형성된다.
이처럼 각 모듈(10,20,30,40) 간에 접합되는 부위에서 형성된 슬리브(17) 및 슬리브(17)와 밀착되는 내부관(12,22,32)의 내면 간에 서로 동일한 곡률을 가지는 팽창곡면(171)과 만곡면(18)이 형성되면, 슬리브(17)의 길이에 비해 서로 밀착되는 면적이 증가되거나 또는 특정 깊이에서 원주 방향으로, 즉 원 형태의 선접촉이 확실하게 일어날 수 있을 뿐만아니라 서로 대면되는 부위의 형태가 직선이 아니라 곡선이 됨으로써 누설 문제가 현저하게 감소될 수 있다.
이 경우 팽창곡면(171)이 형성된 구간의 길이는 만곡면(18)이 형성된 구간의 길이보다 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 왜냐하면 만일 팽창곡면(171)이 형성된 구간의 길이가 만곡면(18)이 형성된 구간의 길이보다 작을 경우에는 팽창곡면(171)과 만곡면(18) 간의 접촉 자체가 이루어질 수 없기 때문이다.
특히 이 경우, 도 4b를 기준으로 볼 때, 만곡면(18)이 형성된 구간의 길이가 팽창곡면(171)이 형성된 구간의 길이보다 짧을 경우, 팽창곡면(171)은 만곡면(18)에 완전 밀착되고도 양 측이 남는 부위가 생길 수밖에 없어 슬리브(17)는 중심을 향해 수축되는 방향으로 힘을 받을 수밖에 없고, 이에 대한 반발로 슬리브(17)는 방사상으로 확장되려는 방향으로 탄성력이 발휘될 수 있다.
따라서 팽창곡면(171) 구간의 길이가 더 크게 형성됨으로 인해 팽창곡면(171)과 만곡면(18)이 밀착되는 힘은 비약적으로 증가됨으로 인해 내부관(12)은 용접 과정을 거치지 않더라도 용접으로 연결되는 경우에 비해 더욱 구조적으로 건전성을 유지하면서도 누설문제가 최대한 방지될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 팽창곡면(171)에는 소정 위치에 슬리브(17)의 원주 방향을 따라 홈(172)이 형성되되, 홈(172)의 측면 단면 형상은 홈(172)이 끝나는 두 지점 중에서 슬리브(17) 측에 가까운 지점은 둔각 형상으로 형성되고, 슬리브(17) 측에서 먼 지점은 예각 형태 또는 쐐기 형태로 형성될 수 있다.
홈(172)은 도 5에 도시된 것처럼 쐐기 형태로 형성됨으로써, 슬리브(17)의 팽창곡면(171)이 내부관(12) 내면의 만곡면(18)으로 밀려들어가는 과정에서 쐐기 형태가 만곡면(18)에 최종적으로 정착될 때 까지 만곡면(18) 표면과의 마찰로 인해 쐐기를 정지시키는 형태의 소성변형부(181)를 발생시킬 수 있다. 이러한 소성변형부(181)는 마치 포크레인이 흙바닥을 긁으며 지나갈 때 점차로 흙이 쌓이면서 포크레인의 아래 삽 단부에 덩어리 형태로 형성되는 것과 유사한 원리이다.
물론 만곡면(18)의 표면에서 일어날 수 있는 이러한 소성변형 극히 미세한 두께로 발생되므로 도 5에 도시된 소성변형부(181)는 상당히 과장되게 표현된 것이긴 하지만, 특히 팽창곡면(171) 구간이 만곡면(18) 구간보다 더 크게 형성됨으로 인해 팽창곡면(171)이 만곡면(18)에 대해 큰 힘으로 밀착되어 압박시키며 스쳐지나가는 경우에는 이러한 소성변형부(181)가 미세하게 발생될 수 있다.
이러한 소성변형부(181)는 미세하게라도 발생될 경우 변형 전의 형상으로 복귀하려는 잔류응력(RF)이 발생된다. 잔류응력(RF)이 도 5에 도시된 바와 같이 발생되는 결과 소성변형부(181)와 홈(172)의 쐐기 형상은 서로 밀착되어 종래 용접으로 내부관(12,22,32)이 이어지는 경우 보다 더욱 견고하게 누설이 발생될 여지가 없는 연결구조가 이루어진다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 슬리브(17)가 시작되는 지점과 팽창곡면(171)이 시작되는 지점 사이에는 일정 간격만큼 직선 구간이 형성되고, 직선구간에는 압축 씰링재(173)가 설치되며, 팽창곡면(171)이 형성된 구간의 길이는 만곡면(18)이 형성된 구간의 길이보다 더 크게 형성될 수 있다.
팽창곡면(171) 구간이 만곡면(18) 구간보다 더 길게 형성될 경우에는 앞서 설명된 바와 같이 팽창곡면(171)을 전후로 한 부위는 서로 접촉되지 않는 부위가 발생될 수 있다. 이때 도 5와 같이 슬리브(171)가 시작되는 부위에 압축 씰링재(173)가 설치될 경우 서로 접촉되지 않는 부위에서조차 밀접한 누설 방지 구조가 형성될 수 있다. 이 경우 압축 씰링재(173)는 실리콘과 같이 부식 저항성과 열 저항성이 좋으면서 일정한 탄성을 가지는 재질일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
RF : 잔류응력 1 : 이중연료 디젤엔진
10 : 메인 모듈 11,21,31 : 외부관
12,22,32 : 내부관 13,23 : 볼트 헤드 체결 플랜지
14,34 : 볼트 몸체 체결 플랜지 15 : 분배측 플랜지
16 : 공기 통로 17 : 슬리브
18 : 만곡면 20 : 배출측 모듈
30 : 공급측 모듈 40 : 기통 분배 모듈
100 : 연료공급용 이중관 171 : 팽창곡면
172 : 홈 173 : 압축 씰링재
181 : 소성변형부

Claims (7)

  1. 외부관과, 외부관에 내장되는 연료공급관으로 이루어지는 연료공급용 이중관으로서,
    일정한 길이로 형성되는 이중관 형태의 부재로서, 길이방향의 양단 중 어느 하나에는 방사상으로 대칭되는 복수개의 볼트공이 형성되어 볼트 몸체가 체결되는 볼트 몸체 체결 플랜지가 형성되며, 길이방향의 양단 중 나머지 하나에는 방사상으로 대칭되는 복수개의 볼트공이 형성되어 볼트 헤드가 체결되는 볼트 헤드 체결 플랜지가 형성되고, 길이방향의 양단 사이의 소정 부위에는 실린더로 연료를 공급시키는 관이 결합되도록 분배측 플랜지가 형성되며, 복수개가 서로 나란하게 연결되는 형태로 설치되는 메인 모듈과;
    상기 메인 모듈이 복수개가 나란하게 연결될 때 양 측의 최 외곽 메인 모듈 중 어느 하나의 단부에 결합되며, 메인 모듈과 접촉되는 부위에는 상기 볼트 몸체 체결 플랜지 또는 볼트 헤드 체결 플랜지 중 어느 하나에 대응되는 형태의 플랜지가 형성되는 공급측 모듈과;
    복수개의 상기 메인 모듈이 나란하게 연결되어 형성되는 이중관에서 연료 배출 측 방향의 단부에 결합되며, 메인 모듈과 접촉되는 부위에는 상기 볼트 헤드 체결 플랜지 또는 볼트 몸체 체결 플랜지 중 어느 하나에 대응되는 형태의 플랜지가 형성되는 배출측 모듈; 및,
    복수개의 상기 메인 모듈에 형성된 분배측 플랜지 마다 하나씩 결합되고, 분배측 플랜지와 상기 실린더를 연결시키는 이중관으로서, 상기 실린더로 연료를 공급시키는 관인 기통분배 모듈;로 구성되되,
    상기 기통분배 모듈과 메인모듈은 하나의 실린더 마다 하나씩 구비되고,
    상기 메인모듈과, 공급측 모듈과, 배출측 모듈과, 기통분배 모듈은 3D 프린팅으로 제작되며,
    상기 메인모듈은 메인모듈을 이루는 내부 연료공급관과 외부관이 메인모듈의 양 단에 형성된 볼트 몸체 체결 플랜지와 볼트 헤드 체결 플랜지에서 서로 일체로 연결되어 내부 연료공급관의 위치가 고정되고,
    연료공급관의 양단 중 어느 한 측에는 더 연장되는 형태로 일정한 두께의 슬리브가 형성되며,
    상기 슬리브의 외경은 인접되는 연료공급관의 내경에 대응되고,
    상기 슬리브의 표면 또는 슬리브의 표면에 밀착되는 인접하는 메인모듈의 연료공급관 내면 중 어느 하나에는 나머지 하나를 향하여 팽창되는 형태의 팽창곡면이 형성되고, 상기 나머지 하나에는 팽창곡면과 동일한 곡률로 형성되는 만곡면이 형성되며,
    상기 팽창곡면에는 소정 위치에 슬리브의 원주 방향을 따라 홈이 형성되되, 상기 홈의 측면 단면 형상은 홈이 끝나는 두 지점 중에서 슬리브 측에 가까운 지점은 둔각 형상으로 형성되고, 슬리브 측에서 먼 지점은 예각 형태 또는 쐐기 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기통별 연료공급용 이중관.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 팽창곡면이 형성된 구간의 길이는 만곡면이 형성된 구간의 길이보다 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 기통별 연료공급용 이중관.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브가 시작되는 지점과 팽창곡면이 시작되는 지점 사이에는 일정 간격만큼 직선 구간이 형성되고, 상기 직선구간에는 압축 씰링재가 설치되며, 상기 팽창곡면이 형성된 구간의 길이는 만곡면이 형성된 구간의 길이보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 기통별 연료공급용 이중관.
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