(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炎が噴出するクランクケースの開口部の外周に設置され、板面に放射状に凸凹が設けられた多数のストラップが重ねられた構造を有し、前記ストラップの間に設けられた導出孔を通して火炎を吸収させ、酸素欠乏による不燃焼で未火花状態として吐き出させる１次火炎導出ダクト部と、
前記１次火炎導出ダクト部の外側に設置され、前記１次火炎導出ダクト部と同様に多数のストラップが重ねられた構造を有し、前記ストラップの間に設けられた導出孔を通して残余の火炎を最終的に吸収させる２次火炎導出ダクト部とを含んでなり、
前記１次火炎導出ダクト部の導出孔と前記２次火炎導出ダクト部の導出孔は火炎の進行方向が同一線上ではなく互いにずれるように設置されたことを特徴とする、内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置。
【請求項２】
前記１次火炎導出ダクト部の外側に拡張された空の空間部を提供し、前記１次火炎導出ダクト部を通過しながら分散および弱化した火炎の圧力を減少させる減圧拡散空間部をさらに含んでなることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置。
【請求項３】
前記２次火炎導出ダクト部は、前記１次火炎導出ダクトの厚さと同一またはより厚い厚さにし、前記１次火炎導出ダクトの幅と同一またはより広い幅にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置に係り、より詳しくは、過熱された内燃機関の誤爆の際に、外部に放出される火炎を吸収および減圧させる性能をそのまま維持するとともに、爆圧の衝撃による内部構成要素の変形を最小化させることが可能な、内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料の燃焼により発生した熱エネルギーを機械的エネルギーに変換する装置を熱機関(heat engine)という。熱機関は内燃機関(internal combustion engine)と外燃機関(external combustion engine)に区分される。内燃機関は、燃料を機関内で燃焼させ、発生した高温高圧のガスを直接仕事エネルギーに転換させるもので、例えばガソリン機関、ディーゼル機関およびガスタービンなどを挙げることができる。外燃機関は、燃料の燃焼により発生した高温ガスがボイラで水を加熱して高温高圧の蒸気を発生させ、蒸気原動機で蒸気エネルギーを機械的エネルギーに転換させるもので、例えば蒸気機関および蒸気タービンなどを挙げることができる。
【０００３】
特に、船舶では、燃料を機関内で燃焼させ、発生した高温高圧のガスを直接仕事エネルギーに転換させる内燃機関を使用する。通常の内燃機関の構造は、多数のシリンダ装置を備えているエンジン部から動力を発生させ、その動力を機械的運動エネルギーに転換させるシステムである。
【０００４】
エンジン部には伝動装置であるクランク部が連結されており、クランク部はクランクケースによって取り囲まれているので、クランクケースの内部はエンジンの高温高圧ガスによって比較的高い温度および圧力を保つが、クランクケースの内部圧力が所定の圧力（通常、０．０３〜０．０６ｋｇ／ｃｍ２）以上に上昇すると、過度な圧力だけ内部ガスを外部に流出させてクランクケースの内部を常に定常圧力に保つことができるようにしている。
【０００５】
クランクケースの内部に誤爆によって火炎が発生する場合には、火炎が外部に広く流出し、クランクケースの周囲の各種機械装置だけでなく、人体に致命的な被害を与える。
【０００６】
これを防止するために、内燃機関のエンジン部の周囲には、爆発の際に火炎の外部への噴出を遮断することが可能な火炎噴出防止用トラップ装置が要求される。
【０００７】
これにより、本出願人によって「内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置」が特許文献１に提案されており、性能向上のための持続的な開発が行われている。
【０００８】
図１は従来の火炎噴出防止用トラップ装置を示す縦断面図である。
【０００９】
図１に示すように、クランクケースの開口部には火炎噴出防止用トラップ装置が取り付けられ、これにより、クランクケースの内部で誤爆によって火炎が発生するとき、その火炎を遮断することができるようになっている。
具体的には、従来の火炎噴出防止用トラップ装置は、板面に放射状に凸凹が設けられた多数のストラップ１１が重ねられた構造を有し、クランクケースの開口部の外周に設置され、前記クランクケースの外部に流出する火炎を、前記ストラップ１１の間に設けられた導出孔１２を通して１次的に吸収させ、酸素欠乏による不燃焼で未火花状態として吐き出させる１次火炎導出ダクト部１０と、多数の金属線材が交差され重なり合った網構造によって、前記１次火炎導出ダクト部１０の外部に流出する火炎を２次的に吸収および分散させる火炎熱吸収網部２０と、前記火炎熱吸収網部２０の外側に設置され、前記火炎熱吸収網部２０が所定の幅以内で歪み変形できる空の空間部を提供する変形防止空間部３０と、前記１次火炎導出ダクト部１０と同様に多数のストラップが重ねられた構造を有し、前記変形防止空間部３０の外側に設置され、前記変形防止空間部３０を通過した残余の火炎を、前記ストラップ４１の間に設けられた導出孔４２を通して３次的に吸収させ、酸素欠乏による不燃焼で未火花状態として吐き出させる２次火炎導出ダクト部４０とを含んでなる。
すなわち、外部に流出する火炎を１次炎導出ダクト部１０によって１次的に吸収し、火炎熱吸収網部２０によって２次的に吸収し、変形防止空間部３０で減圧させ、減圧した火炎を最終的に２次火炎導出ダクト部４０によって吸収および分散させるように構成されている。
このような構造を持つ従来の火炎噴出防止用トラップ装置は、火炎を吸収および減圧させる性能をそのまま維持するとともに、金属網または多数のストラップが爆圧の衝撃によって変形することを効果的に防止可能であるという利点はあるが、火炎熱吸収網部３０の製造過程が複雑であり、組み立ての際に変形防止空間部３０が必要であり、これにより材料費が増加し且つ多くの人力が投入されるという問題点がある。
また、従来の火炎噴出防止用トラップ装置は、火炎熱吸収網部２０と変形防止空間部３０の外側に設置される２次火炎導出ダクト部４０によってトラップ装置の直径が大きくなり、小型化が難しいという問題点がある。
【００１０】
【特許文献１】韓国特許登録第１０−０７６７２８３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたもので、その目的とするところは、トラップ装置の構造を最小限に残るようにして全体的に構造を簡単にした、内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、火炎の進行方向を妨害し、放出される速度を著しく減速させて火炎の量および衝撃を著しく減らすことができる、内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の好適な第１実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置は、板面に放射状に凸凹が設けられた多数のストラップが重ねられた構造を有し、前記ストラップの間に設けられた導出孔を通して火炎を吸収させ、酸素欠乏による不燃焼で未火花状態として吐き出させる１次火炎導出ダクト部と、前記１次火炎導出ダクト部の外側に設置され、前記１次火炎導出ダクト部と同様に多数のストラップが重ねられた構造を有し、前記ストラップの間に設けられた導出孔を通して残余の火炎を最終的に吸収させる２次火炎導出ダクト部とを含んでなり、前記１次火炎導出ダクト部の導出孔と前記２次火炎導出ダクト部の導出孔は火炎の進行方向が同一線上ではなく互いにずれるように設置されたことを特徴とする。
【００１４】
一方、本発明の好適な第２実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置は、前記１次火炎導出ダクト部の外側に拡張された空の空間部を提供し、前記１次火炎導出ダクト部を通過しながら分散および弱化した火炎の圧力を減少させる減圧拡散空間部をさらに含んでなることを特徴とする。
【００１５】
また、前記２次火炎導出ダクト部は、前記１次火炎導出ダクトの厚さと同一またはより厚い厚さにし、前記１次火炎導出ダクトの幅と同一またはより広い幅にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上述したような構成を持つ本発明によれば、１次火炎導出ダクト部と２次火炎導出ダクト部からなっており、その構造が簡単であって全体的にトラップ装置の大きさを小さくすることができ、生産工程が簡単になって人力減少および材料減少によるコスト節減の効果がある。
【００１７】
また、本発明によれば、過熱された内燃機関の誤爆の際に、外部に放出される火炎が通過する１、２次火炎導出ダクト部の導出孔がずれており、放出される速度を著しく減速させて火炎の量および衝撃を著しく減らすことができ、１次火炎導出ダクト、２次火炎導出ダクトおよび減圧拡散空間部によって２次、３次など多重に吸収および減衰させて火炎の外部への放出を最大限抑えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。本説明に使用される用語は、本発明の所定の特定実施例の詳細な説明と共に使用されるため、単純に限定または制限するものと解釈されない。また、本発明の実施例は多様な新しい特徴として含むことができ、要求される特性に対して単に専用的に適用されるのではなく、本発明を実行するにおいて基本的な内容である。
【００１９】
図２は本発明の第１実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置を示す縦断面図である。図３は本発明の第１実施例に係る導出孔を通過する火炎の進行方向を示す図である。
【００２０】
図２および図３に示すように、本発明の第１実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置は、クランクケースの開口部に隣接した内側から１次火炎導出ダクト部１０および２次火炎導出ダクト部２０を順次設置し、外部に放出される火炎を二重に吸収することができるようにする構成を持つ。
【００２１】
まず、本発明に係る１次火炎導出ダクト部１０について説明する。
【００２２】
前記１次火炎導出ダクト部１０は、板面に放射状に凸凹が設けられた多数のストラップ１０ａが内外側への火炎移動経路を提供する多数の導出孔１０ｂを形成するように重ねられた構造を有し、火炎が噴出するクランクケースの開口部の外周に最も隣接して設置される構成要素である。前記１次火炎導出ダクト部１０の導出孔１０ｂは、前記ストラップ１０ａの凸凹が上下側壁を形成して広い表面積を提供するうえ、内部に冷たい空気との接触面積を拡張させることにより、クランクケースの開口部を通過する火炎が効果的に冷却される。そして、速い流速を持つ火炎が、それぞれの導出孔１０ｂが形成する長い各経路を通過しながら瞬間的に酸素欠乏現象が発生するが、その酸素欠乏によって火炎を著しく減らすことができる。
また、前記１次火炎導出ダクト部１０は、多数のストラップ１０ａおよび導出孔１０ｂが重ねられた構造を有し、その幅は２０ｎｍ〜２５ｎｍ程度であり、火炎が前記ストラップ１０ａおよび導出孔１０ｂを通過する空気流れに対する抵抗力が大きいため、爆圧の衝撃による変形が少なく発生する。
【００２３】
次に、本発明に係る２次火炎導出ダクト部２０について説明する。
【００２４】
前記２次火炎導出ダクト部２０は、火炎を２次的に吸収および減衰させる構成要素であって、前記１次火炎導出ダクト部１０と同様に、板面に放射状に凸凹が設けられた多数のストラップ２０ａが、内外側への火炎移動経路を提供する多数の導出孔２０ｂを形成するように重ねられた構造であって、前記第１火炎導出ダクト部１０の外側に設置される。
【００２５】
また、前記２次火炎導出ダクト部２０の導出孔２０ｂは、前記ストラップ２０ａの凸凹が上下側壁を形成して広い表面積を提供するうえ、内部に冷たい空気との接触面積を拡張させることにより、前記２次火炎導出ダクト部２０を通過する火炎が効果的に冷却され、速い流速を持つ火炎が、それぞれの導出孔２０ｂが形成する長い各経路を通過しながら瞬間的に酸素欠乏現象が発生し、酸素欠乏によって火炎は火花ではなく煙の状態に変わって外部に吐き出される。
【００２６】
ここで、前記２次火炎導出ダクト部２０は、前記１次火炎導出ダクト部１０の厚さと同一またはより厚い厚さにし、前記１次火炎導出ダクト部１０の幅と同一またはより広い幅にする。すなわち、同じ高さの空間内でも、１次火炎導出ダクト部１０の外側に設置される円筒状の２次火炎導出ダクト部２０は面積が増加する。このように面積が増加すると、空間も増加する。したがって、前記２次火炎導出ダクト部２０では、火炎の接触面積に比べて増えた隙間空間を相殺させるために、厚さを同一またはより厚くし、その幅も同一またはより広くして、最終的に火炎を完全に消し止めるのである。例えば、前記１次火炎導出ダクト部１０の厚さが０．５ｔであれば、２次火炎導出ダクト部２０の厚さは０．５ｔ〜１．０ｔ程度であることが好ましく、前記１次火炎導出ダクト部１０の幅が３０ｍｍであれば、２次火炎導出ダクト部２０の幅は３５ｍｍ〜４０ｍｍ程度であることが好ましい。このような厚さの数値は多様な内燃機関に応じていくらでも調整可能であり、いずれの範囲内では同一に使用することもできるであろう。
【００２７】
このような構造による本発明の第１実施例によれば、まず、１次的に火炎が１次火炎導出ダクト部１０の火炎移動空間である導出孔１０ｂに流れ込み、１次火炎導出ダクト部１０では前記導出孔１０ｂを通過する火炎を冷却させる。そして、１次火炎導出ダクト部１０の導出孔１０ｂを通過した火炎は、２次的に２次火炎導出ダクト部２０の火炎移動空間である導出孔２０ｂに流れ込む。この際、図３に示すように、前記２次火炎導出ダクト部２０の導出孔２０ｂは、前記１次火炎導出ダクト部１０の導出孔１０ｂと火炎の進行方向が同一線上ではなく互いにずれるように設置され、速い流速を持つ火炎が、ずれた経路を通過しながらその速度が減少し、これにより前記２次火炎導出ダクト部２０のストラップ２０ａとの接触時間を増やすことにより、通過する火炎が効果的に冷却されて完全に消滅するようにしたのである。
【００２８】
図４は本発明の第２実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置を示す縦断面図、図５は本発明の第２実施例に係る導出孔を通過する火炎の進行方向を示す図である。
【００２９】
図４および図５に示すように、本発明の好適な第２実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置は、クランクケースの開口部に隣接した内側から１次火炎導出ダクト部１０と２次火炎導出ダクト部２０を離隔設置し、それらの間に前記減圧拡散空間部３０をさらに設けることにより、外部に放出される火炎を多重に吸収および減圧させることができるようにする構成を持つ。
【００３０】
ここで、前記減圧拡散空間部３０は、前記１次火炎導出ダクト部１０の外側に拡張された空の空間部を提供する構成要素であって、前記１次火炎導出ダクト部１０を通過した火炎は、急に拡張した空間上に導入されることにより圧力が急激に減少し、前記減圧拡散空間部３０全体に均一に圧力を吸収させて２次火炎導出ダクト部２０に導入されるようにする。
【００３１】
このような構造による本発明の第２実施例によれば、まず、１次的に火炎が１次火炎導出ダクト部１０の火炎移動空間である導出孔１０ｂに流れこむ。前記導出孔１０ｂは通過する火炎を冷却させる。
【００３２】
１次火炎導出ダクト部１０を通過した火炎は、減圧拡散空間部３０で爆発による圧力を空間部全体に均一に形成させて圧力を急減させる。
【００３３】
最終的に、図５に示すように、２次火炎導出ダクト部２０を通過する。この際、前記１次火炎導出ダクト部１０の導出孔１０ｂとずれるように設けられた２次火炎導出ダクト部２０の導出孔２０ｂによって、速い流速を持つ火炎が、ずれた経路を通過しながらその速度が減速し、これにより２次火炎導出ダクト部２０のストラップ２０ａとの接触時間を増やすことにより通過する火炎が効果的に冷却されて著しく弱化した火炎の熱気を完全に遮断させることができるようにして、クランクケースの内部で爆発が起っても火炎の外部への放出を効果的に防止することができる。
【００３４】
以上、本発明について特定の実施例を中心として説明したが、本発明の特許請求の範囲に記載された技術思想から逸脱しない範囲内において、多様な変形および均等な実施例が可能であることを理解するであろう。よって、本発明の真正な技術的保護範囲は、請求の範囲によって定められるべきであり、本発明の詳細な説明および添付図面は、本発明の技術思想を限定するのではなく、例示するものと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の技術に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る導出孔を通過する火炎の進行方向を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る内燃機関の火炎噴出防止用トラップ装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施例に係る導出孔を通過する火炎の進行方向を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    １次火炎導出ダクト部
１０ａ    ストラップ
１０ｂ    導出孔
２０    ２次火炎導出ダクト部
２０ａ    ストラップ
２０ｂ    導出孔
３０    減圧拡散空間部
【図１】
0004634500.tif 000002
【図２】
0004634500.tif 000003
【図３】
0004634500.tif 000004
【図４】
0004634500.tif 000005
【図５】
0004634500.tif 000006