KR100226463B1 - 수소엔진용 수소연료 분사노즐 - Google Patents

Abstract

본원 발명의 목적은 연료분사후에 분사구멍을 막는 응답속도가 빨라서 역화를 방지하며 밸브(체크볼)의 마모가 균일하게 일어나므로 사용수명이 연장되고 연료분사성이 우수한 수소연료 분사노즐을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단은 선단에 작은 연료분사구멍과, 상기 연료분사구멍으로부터 테이퍼상으로 확장되는 시트부를 갖는 노즐바디와 : 상기 밸브바디 내부에 내장되는 체크볼과 ; 및 연료분사시에 상기 체크볼을 축방향으로 부상시켜 상기 시트부로부터 이격시키는 체크볼 작동기구와 ; 로 구성되어 있음을 특징으로 한다.

Description

수소엔진용 수소연료 분사노즐

제1도는 본 발명 수소연료 분사노즐의 일실시예를 나타내는 도면

제2도는 종래기술

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수소연료 분사노즐 2 : 노즐바디

3 : 체크볼 4 : 체크볼 작동기구

5 : 분사구멍 6 : 시트부

7 : 작동봉 8 : 솔레노이드

9 : 리턴스프링 10 : 전자제어장치

11 : 부시베어링 12 : 슬릿홈

[산업상 이용 분야]

본원 발명은 수소 엔진에서 연소실내에 수소연료를 분사할 때 사용하는 분사노즐에 관한 것이다.

[종래기술]

종래 수소연료 엔진에서 수소연료를 분사하는 노즐로는 제 2 도에서와 같은 스로틀형 노즐(20)을 많이 사용하고 있다.

상기한 스로틀형 노즐(20)은 노즐바디(21) 중앙에 직경이 1mm정도의 작은 분사구멍(22)이 하나 있으며 노즐바디(21) 내부에는 니들밸브(23)가 삽입되어 니들밸브(23)가 시트부(24)에서 떨어지면 연료가 분사되어진다.

그리고 니들밸브(23)의 선단은 분사구멍(22)보다 약간 작은 나팔모양을 한 가는 축(25)으로 되어 있으며 분사구멍(22)보다는 약간 튀어나와 있다.

또한 선단부에서 위로 향해서 축직경이 굵어지며 노즐바디(21)의 시트부(24)와 밀착하는 부분과, 연료의 압력을 받는 원추형 부분이 있으며 가장 축 직경이 굵은 부분은 노즐바디(21)로 지지되어 있다.

인젝션 펌프에서 보내온 연료압력이 노즐의 분사개시 압력까지 상승하면 니들밸브(23)의 원추형 부분에 상향하는 힘이 작용하여 니들밸브가 상승하게 되며 이때 생기는 링모양의 틈새를 통하여 수소연료를 분사하게 되는 것이다.

[종래기술의 문제점]

그러나 상기와 같은 종래의 분사노즐의 경우 수소연료의 특성상 연소가 너무 빨라서 연료의 역화 현상이 일어나 폭발할 위험성이 높으며 니들밸브와 노들바디 사이에 윤활성이 전혀 없어 마모가 쉽게 일어나며 또한 휘발유와 같은 엑체가 아닌 기체상태이므로 분사에 문제가 있게 된다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

이에 본원 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 그의 목적으로 하는 바는 연료분사후에 분사구멍을 막는 응답속도가 빨라서 역화를 방지하게 되는 구조의 수소엔진용의 수소연료 분사노즐을 제공하는데 있다.

본원 발명의 다른 목적은 윤활성이 불리한 분사노즐의 특성상 밸브(체크볼)의 마모가 균일하게 일어나 노즐의 파손을 방지하여 내구성을 향성시킨 수소연료 분사노즐을 제공하는데 있다.

본원 발명의 또다른 목적은 기체상태이 수소를 효과적으로 분사가 가능하도록 하는 구조의 수소엔진용의 수소연료 분사노즐을 제공하는데 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 수단은 선단에 작은 연료분사구멍과, 상기 연료분사구멍으로부터 테이퍼상으로 확장되는 시트부를 갖는 노즐바디와 ; 상기 밸브바디 내부에 내장되는 체크볼과 ; 및 연료분사시에 상기 체크볼을 축방향으로 부상시켜 상기 시트부로부터 이격시키는 체크볼 작동기구와 ; 로 구성되어 있음을 특징으로 한다.

[실시예]

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상술한다. 제 1 도는 본 발명에 의한 수소연료 분사노즐의 일실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명 수소연료 분사노즐(1)은 노즐바디(2)와 밸브로서의 역할을 하는 구형의 체크볼(3)과 체크볼 작동기구(4)로 구성된다.

상기 노즐바디(2)는 선단에 작은 분사구멍(5)이 뚫려있으며 분사구멍(5)으로부터 테이퍼상으로 확장되는 시트부(6)가 형성되어 있다.

상기 체크볼(3)은 노즐바디(2) 내부에 내장되어 자중에 의해 상기 시트부(6) 표면에 밀착하며 연료분사시에는 상기 체크볼 작동기구(4)에 의해 시트부(6) 표면으로부터 부상되어 이격되며 시트부(6) 사이에 형성되는 링모양의 틈새를 통하여 수소연료가 분사된다.

상기 체크볼 작동기구(4)는 작동봉(7)과 솔레노이드(8)로 구성되어 노즐바디(2) 몸체내에 내장되며 상기 작동봉(7)은 솔레노이드(8)에 전류가 여자되면 리턴스프링(9)을 압축하면서 후퇴(상승)하여 체크볼(3)을 시트부(6)의 표면으로부터 상부로 들어올려 이격시킨다.

이를 위해 상기 작동봉(7)은 노즐바디(2) 일측에 형성된 슬릿홈(12)을 따라 이동가능하게 되어 있으며 그의 전체 형상은 ㄷ자형을 이룬다.

이에 따라 점화시기와 동시에 전자제어장치(10)의 신호에 따라 솔레노이드(8)가 여자되며 작동봉(7)이 상승하여 체크볼(3)을 밀어올려 연료를 분사하고 난 다음에는 전류공급을 차단한다.

전류공급이 차단되면 작동봉(7)은 리턴스프링(9) 탄발력에 의해 하강되며 체크볼(3)은 자주과 수소연료압력에 의해 즉시 하강하여 시트부(6)에 밀착하여 분사구멍(5)을 차단하므로써 역화를 방지하게 된다.

도면 중 미설명 부호 11은 작동봉(7)을 지지안내하는 부시베어링이다.

[발명의 효과]

이상과 같은 본원 발명에 의하면 구형의 체크볼이 둥글고 고르게 마모되므로 사용수명이 연장되며 체크볼의 승하강 작동시간이 빨라서 분사 후에 신속히 분사구멍을 차단하게 되므로써 역화를 방지하며 수소연료의 효과적인 분사가 가능하다는 장점이 있게 된다.

Claims (3)

1. 선단에 작은 연료분사구멍과 상기 연료분사구멍으로부터 테이퍼상으로 확장되는 시트부를 갖는 노즐바디와 상기 밸브바디 내부에 내장되는 체크볼을 포함하여 구성된 분사노즐에 있어서, 솔레노이드와, 솔레노이드 여자시에 상승하여 상기 체크볼을 밀어올려 시트부로부터 이격시키는 작동봉과 상기 작동봉을 복귀시키는 리턴스프링으로 구성되어 연료분사시에 상기 체크볼을 축방향으로 부상시켜 상기 시트부로부터 이격시키는 체크볼 작동기구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수소엔진용 수소연료분사노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 솔레노이드는 전자제어장치의 신호인가에 의해 작동하는 것입을 특징으로 하는 수소엔진용 수소연료 분사노즐.
3. 제1항 내지 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 체크볼은 솔레노이드의 작동봉이 리턴스프링에 의해 원상복귀(하강)하면 자중과 수소가수압에 의해 시트부에 하강 밀착되는 것임을 특징으로 하는 수소엔진용 수소연료 분사노즐.