히트스프레드 총열 및 그 제작방법

히트스프레드 총열 및 그 제작방법{Heat spreader type gun barrel and manufacturing method of it}

본 발명은 히트스프레드 총열 및 그 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 총열에서 발생되는 열을 효과적이며 신속하게 분산 및 방출할 수 있도록 한 히트스프레드 총열 및 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 총열 및 포열은 사격시 발생되는 화약의 폭발로 인한 고온의 폭발 가스, 고속으로 발사되는 탄환과 총열 내주면의 마찰, 외부의 태양열, 우천시 우수(雨水), 바람 등에 의해 전체에 걸쳐 불균일한 온도 분포를 보이게 된다.

이와 같은 총열 및 포열의 불균일한 온도 분포로 인한 온도 편차는 총열 및 포열의 변형을 유발시키게 되고, 이러한 변형은 결국 사격의 정확도를 떨어뜨리고 총열의 온도를 상승시켜 변형을 가속화시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 총열의 외부에 단순히 냉각핀이 구비된 커버를 설치하는 기술이나, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0279367호(2002.6.24.공고)와 같이 총열 외부에 파이프를 씌우고 내부 공간을 고형물질로 채워 총열의 변형을 방지하는 기술이 있으나, 그 효과는 미미한 수준에 그치고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하고 현 실정을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 효과적인 열 분산과 방출을 통해 총열의 온도 편차를 해소하여 사격의 정확도를 높일 수 있으며 사격 속도도 높일 수 있도록 한 히트스프레드 총열 및 그 제작방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 다열(multi-barrel) 구조로 이루어진 고속 사격용 총포에 있어서 효과적인 열 분산과 방출을 통해 총열의 수를 현격히 줄일 수 있도록 함으로써 총포의 경량(輕量)화가 가능하도록 한 히트스프레드 총열 및 그 제작방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조가 단순하고 제작이 쉬우며 사용 시 고장 발생을 현저히 줄일 수 있도록 한 히트스프레드 총열 및 그 제작방법을 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 히트스프레드 총열 및 그 제작방법은,

중공 원통형 총열의 외주면에 나선방향으로 설치되는 한 줄 이상의 나선 홈,

상기 나선 홈을 외부로부터 밀폐시키도록 상기 총열의 외면을 덮어 형성되는 외부 재킷,

상기 외부 재킷과 상기 나선 홈 사이의 공간부에 충진되는 열전달 매체 및

상기 외부 재킷의 외주면에 구비되는 복수의 냉각핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 외부 재킷은 총열에 열박음, 브레이징, 확산접합하여 결합하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 열전달 매체는 증발성 액체인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 나선 홈의 단면의 측면은 경사진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 히트스프레드 총열의 제작방법에 관한 것으로,

총열의 외주면에 나선방향으로 하나 이상의 나선 홈을 형성하는 단계,

냉각 핀이 외주면에 구비된 외부 재킷용 튜브를 총열의 외주면에 결합하고 상기 나선 홈을 외부로부터 밀폐시키는 단계,

상기 나선 홈에 증발성 액체를 주입하는 단계 및

최종 밀봉을 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 히트스프레드 총열 및 그 제작방법은 효과적인 열 분산과 방출을 통해 총열의 온도 편차를 해소하여 사격의 정확도를 높일 수 있고 사격 속도도 높일 수 있으며, 특히, 게틀링 총포(Gatling gun)와 같이 다열 구조로 이루어진 고속 사격용 총포에 있어서 효과적인 열 분산과 방출을 통해 총열의 수를 현격히 줄일 수 있으며, 구조가 단순하고 제작이 쉬우며 사용 시 고장 발생을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 히트스프레드 총열을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 주요부인 나선홈이 구비된 총열의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 주요부인 냉각핀이 구비된 외부 재킷의 일부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 제작방법을 간략히 도시한 순서도이다.

본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 일부를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 히트스프레드 총열을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 주요부인 나선홈이 구비된 총열의 일부를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 주요부인 냉각핀이 구비된 외부 재킷의 일부를 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히트스프레드 총열(1)은 내주면에 강선 또는 할강선이 구비되는 중공 원통(中空 圓筒)형 총열(1)의 외주면(外周面)에 나선방향(螺旋方向)으로 연결 설치되는 한 줄 이상의 나선 홈(2)이 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 다줄 나사와 같이 둘 이상의 나선 홈이 설치되는 경우에는 각각의 나선 홈들이 일정간격으로 형성됨이 바람직하며, 상기 나선 홈(2) 단면의 형상은, 도 2에 도시된 바와 같이, 평행사변형 형태로 형성되어 단면의 측면이 경사진 형태를 취함으로써, 나선 홈(2) 측벽의 면적을 넓혀 효과적으로 열교환이 이루어지도록 구성됨이 바람직하다.

그리고, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 총열(1)의 외면에는 상기 나선 홈(2)을 외부로부터 밀폐시킬 수 있도록 외부 재킷(3,Outer jacket)이 구비되는데, 이 외부 재킷(3)은 총열(1)의 외주면을 덮음과 동시에 상기 나선 홈(2)에 주입되어 열교환하는 열전달 매체(5)의 유출을 방지할 수 있도록 상기 나선 홈(2)을 막음하여 구성된다.

상기 외부 재킷(3)은 상기 총열(1)에 접합 등의 방법으로 결합할 수도 있으나, 바람직하기에는 제작 공정의 단순화, 제작의 편의성, 누설의 방지 등을 위해 상기 외부 재킷(3)은 상기 총열(1)에 열박음, 브레이징, 확산접합 등을 통해 결합된다.

이와 같이 상기 총열(1)에 결합되는 상기 외부 재킷(3)의 외주면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 냉각핀(4)이 구비된다. 이 냉각핀(4)은 총열(1)의 길이방향으로 또는 길이방향과 직각을 이루는 방향으로 일정 간격으로 형성된다.

그리고 상기 외부 재킷(3)과 상기 나선 홈(2) 사이에 형성되는 나선형 형태의 공간부에는 열전달 매체(5)가 주입되는데, 이 열전달 매체(5)로는 히트 파이프(Heat pipe)에 사용되는 증발성 액체가 사용됨이 바람직하다. 이 증발성 액체는 상기 나선형 형태의 공간부를 유동하며, 상대적으로 고온인 부분에서 증발함으로써 열을 흡수한 후 유동하여 상대적으로 저온인 부분에서 응축함으로써 열을 방출하게 되므로 총열(1) 전체에 걸쳐 온도 편차를 효과적으로 해소하여 온도 분포의 균일화를 도모하게 된다.

상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 히트스프레드 총열(1)은 총열(1)은 사격 시 발생되는 화약의 폭발로 인한 고온의 폭발 가스, 고속을 발사되는 탄환과 총열(1) 내주면의 마찰, 외부의 태양열, 우천시 우수, 바람 등에 의해 전체에 걸쳐 불균일한 온도 분포가 발생되는 경우에 나선 홈(2)을 통해 열전달 면적을 넓혀 열전달 효율을 높인 총열(1), 나선 홈(2)을 유동하며 상변화하는 열전달 매체(5), 냉각 핀이 외주면에 형성된 외부 재킷(3)에 의해 열 분산 및 방출을 효과적으로 수행함으로써 총열(1)에서의 온도 편차에 의한 사격 정확도 하락을 방지하고 다열 구조의 총포에서 총열(1)의 수를 줄여 총포의 경량화에 기여하게 되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 히트스프레드 총열(1)은 총열(1)의 제작방법에 대해 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 히트스프레드 총열의 제작방법을 간략히 도시한 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히트스프레드 총열(1)의 제작방법은 절삭 등의 기계가공에 의해 총열(1)의 외주면에 나선방향으로 한 줄 이상의 나선 홈(2)을 형성하는 단계(S1), 냉각 핀이 외주면에 구비된 외부 재킷용 튜브를 총열(1)의 외주면에 열박음, 브레이징, 확산접합 등의 방법으로 결합하고 상기 나선 홈(2)을 외부로부터 밀폐시키는 단계(S2), 주입구를 형성하거나 기존에 형성된 통로를 통해 상기 나선 홈(2)에 증발성 액체를 주입하는 단계(S3) 및 최종 밀봉을 하는 단계(S4)를 포함하여 이루어지게 된다.

1: 총열 2: 나선 홈
3: 외부 재킷 4: 냉각핀
5: 열전달 매체 S: 공간부