KR100423997B1 - Diesel engine for manufacturing gaseous fuel with high-inflammability - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인화성이 높은 기체 연료를 만드는 디젤 엔진에 관한 것으로서 더 상세하게는 디젤 엔진의 연료 공급 파이프라인이 실린더 블록 안쪽을 통과하도록 설치하여 실린더에서 발생되는 고온의 열을 이용하여 액체 연료를 착화되기 쉬운 고온 고압의 기체 상태로 만들어 실린더 내부로 분사하여 폭발이 쉽게 일어날 수 있도록 하여 디젤 엔진이 장착된 차량이 디젤 엔진의 단점인 출력 저하, 진동, 소음, 불완전 연소, 연료 소모 과다 등의 문제점을 해결한 디젤 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a diesel engine for producing highly flammable gaseous fuel, and more particularly, the fuel supply pipeline of the diesel engine is installed to pass through the inside of the cylinder block to ignite the liquid fuel using high temperature heat generated in the cylinder. Easily explode by injecting into the cylinder by making it into a gaseous state of high temperature and high pressure so that a vehicle equipped with a diesel engine solves the disadvantages of the diesel engine, such as power degradation, vibration, noise, incomplete combustion, and excessive fuel consumption. It's about a diesel engine.
연료 탱크(28) 내에 연료가 연료 여과기(30)로 유입되게 파이프라인(20)으로 연결하고, 상기 연료 여과기(30)에 연결된 파이프라인(21)을 엔진 블록(10)에 내장이 되면서 증발 장치(14)에 결합하고, 상기 증발 장치(14)에 연결된 또 다른 파이프라인(22)을 연료 분사 펌프(16)에 연결하며 연료 분사 펌프(16)에서 다시 압력 조절 장치(18)까지 파이프라인(23)으로 연결하며 압력 조절 장치(18)로부터 초고온 상태인 각각의 실린더(12)에 파이프라인(24)을 연결하되 실린더(12)에 나선형의 형상으로 초고온 상태인 각각의 실린더(12)에 감기도록 구성되어진 인화성이 높은 기체 연료를 만드는 디젤 엔진이다.The fuel tank 28 is connected to the pipeline 20 so that fuel is introduced into the fuel filter 30, and the pipeline 21 connected to the fuel filter 30 is embedded in the engine block 10 while the evaporation apparatus is installed. And another pipeline 22 connected to the evaporator 14 to the fuel injection pump 16 and from the fuel injection pump 16 back to the pressure regulator 18. 23 to connect the pipelines 24 to the respective cylinders 12 in the super high temperature state from the pressure regulating device 18, and to the cylinders 12 in a spiral shape to the respective cylinders 12 in the super high temperature state. It is a diesel engine that produces highly flammable gaseous fuel.
Description
본 발명은 인화성이 높은 기체 연료를 만드는 디젤 엔진에 관한 것으로서, 더 상세하게는 디젤 엔진의 연료 공급 파이프라인이 실린더 블록 안쪽을 통과하도록 설치하여 실린더에서 발생되는 고온의 열을 이용하여 액체 연료를 착화되기 쉬운 고온 고압의 기체 상태로 만들어 실린더 내부로 분사하여 폭발이 쉽게 일어날 수 있도록 하여 디젤 엔진이 장착된 차량이 디젤 엔진의 단점인 출력 저하, 진동, 소음, 불완전 연소, 연료 소모 과다 등의 문제점을 해결한 디젤 엔진에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel engine for producing highly flammable gaseous fuel. More particularly, the fuel supply pipeline of a diesel engine is installed to pass through an inside of a cylinder block to ignite a liquid fuel using high temperature heat generated from a cylinder. It makes it easy to explode by making it easy to be blown into the cylinder by making it into a gaseous state of high temperature and high pressure that is easy to be used.A vehicle equipped with a diesel engine has problems such as deterioration of output, vibration, noise, incomplete combustion and excessive fuel consumption. It is about the resolved diesel engine.
디젤 엔진이란, 실린더 내에 공기만을 흡입 압축하여 공기의 온도가 높아졌을 때 연료를 안개 모양으로 분사시켜 이 안개 모양의 연료가 공기의 압축 열에 의해 자기 착화되어 연소하며 운전을 계속하는 것이다.In a diesel engine, only the air is sucked and compressed into a cylinder, and when the temperature of the air becomes high, the fuel is sprayed into a mist shape, and the mist-shaped fuel is self-ignited and burned by the compressed heat of air to continue operation.
따라서 연료와 공기의 혼합기를 흡입 압축하여 점화 연소시키는 가솔린 엔진과 비교하면 다음과 같은 장단점이 있다.Therefore, there are the following advantages and disadvantages compared to gasoline engines in which the mixture of fuel and air is suction-compressed and ignited and combusted.
열효율이 높기 때문에 연료 소비율이 적다. 즉 공기만을 압축하기 때문에 압축 비를 크게 할 수 있으므로 열 효율이 가솔린 엔진의 25∼28%에 비해 30∼35%로 연료 소비율이 적다.High thermal efficiency results in low fuel consumption. In other words, since only the air is compressed, the compression ratio can be increased, so the fuel consumption rate is 30 to 35% compared to 25 to 28% of the gasoline engine.
또한 사용 연료의 단가가 낮기 때문에 운전 경비가 적게 들며, 가솔린 엔진에 있어서 노킹 문제 때문에 실린더 지름이 큰 것을 만들기 어렵지만 노킹의 발생이 가솔린 엔진과 다르기 때문에 실린더 지름에 제한을 받지 않는 장점이 있으며, 회전의 넓은 범위에 걸쳐 토크의 변화가 적고, 운전이 편하고, 가솔린 엔진에서의 문제가 많은 전기 점화 장치가 없기 때문에 고장 율이 적으며, 연료의 인하점이 가솔린 엔진의 －40℃에 비해 ＋50℃로 높아 화재의 위험이 적으면서 시동성이 좋으며, 압축 착화 방식임이며, 가연 범위가 넓기 때문에 한번 시동된 후에는 가솔린 엔진에서만 볼 수 있는 실화가 없으며 원활한 운전을 할 수 있는 등 장점이 있다.In addition, the operating cost is low because the cost of the fuel used is low, and it is difficult to make a large cylinder diameter due to the knocking problem in the gasoline engine, but there is an advantage that the cylinder diameter is not limited because the occurrence of knocking is different from the gasoline engine. Less torque change over a wider range, easier operation, fewer failures due to the lack of problems with gasoline engines, and higher fuel cuts to + 50 ° C compared to -40 ° C for gasoline engines. There is a low risk of good startability, it is a compression ignition method, and because the combustion range is wide, there is no misfire that can be seen only in gasoline engines once started, there are advantages such as smooth operation.
그러나 폭발 압력이 높기 때문에 각 부분을 튼튼하게 만들 필요가 있으며, 이로 인해 엔진의 중량이 증가함으로 이로 인해 어느 정도의 진동 및 소리는 피할 수 없다.However, due to the high explosion pressure, it is necessary to make each part strong, which increases the weight of the engine, which inevitably causes some vibration and sound.
또한 압축 착화 방식이므로 주로 연소상의 문제로 연료의 최대 분사량이 제한을 받는 경우가 있으며, 고속 회전에 제한을 받기 때문에 같은 배기량에서는 가솔린 엔진보다 출력이 낮아지는 등 단점이 있다.In addition, since the compression ignition method is mainly due to combustion problems, the maximum injection amount of the fuel is limited, and because of the limitation in the high-speed rotation there is a disadvantage such as lower output than the gasoline engine at the same displacement.
상기와 같은 장단점이 있는 디젤 엔진은 도 1과 도2에 도시한 바와 같이 디젤 엔진의 연료 탱크(104) 내의 연료유를 공급 펌프(100)에 의해 연료 여과기를 통과시킨 후 상온 상태에서 연료 분사 펌프(110)가 고압 연료 파이프(102)로 보내고 다시 분사 밸브에 의해 실린더(108) 내에 분사된 연료유를 압축 공기의 고열에 의해 증발하여 공기와 혼합한 혼합기가 착화 연소하는 것으로 출력 저하는 물론 진동 , 소음, 불완전 연소, 연료 소모 과다 등의 문제점을 갖고 있었으며 이러한 폭발 공정이 분간할 수 없을 정도의 아주 극히 짧은 순식간에 이루어지므로 이를 제어 및 조절하여 디젤 엔진을 가솔린 엔진과 같은 고출력을 낼 수 있도록 구조를 변경하는 문제는 매우 까다로우며 거의 불가능 하는 등 문제점이 존재하였다.As shown in FIGS. 1 and 2, the diesel engine having the above advantages and disadvantages passes the fuel oil in the fuel tank 104 of the diesel engine through the fuel filter by the feed pump 100, and then the fuel injection pump at room temperature. The output is vibrated and the vibration is reduced by the ignition and combustion of the fuel oil injected into the cylinder 108 by the high pressure fuel pipe 102 and again injected by the injection valve into the cylinder 108 by the high temperature of the compressed air. , Noise, incomplete combustion, excessive fuel consumption, etc., and this explosion process is incredibly short, indistinguishable, so that the diesel engine can be controlled and controlled to produce a high output like a gasoline engine. The problem of changing is very difficult and almost impossible.
즉 고출력을 얻기 위한 방법으로 분사 연료유를 극히 미세화 시키는 분무화와 분사된 연료유의 입자가 실린더내의 압축 공기 층을 뚫고 나가는 관통과 연료 분사 밸브의 노즐로부터 원뿔형으로 분무되어 퍼지는 분산 및 실린더 내 각부에 분사된 연료유와 그 부분의 공기와 혼합이 균등하게 하는 분포 등을 다루는 것에 있어서는 상당한 애로점이 발생하였다.That is, in order to obtain high power, atomization that makes the injection fuel oil extremely fine, dispersion through which the particles of the injected fuel oil penetrate through the compressed air layer in the cylinder, and are sprayed in a conical form from the nozzle of the fuel injection valve, Significant difficulties have arisen in dealing with the distribution of fuel fuel and the distribution of air equally mixed therewith.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 디젤 엔진의 시동 후 자연 발생되는 실린더 주변의 고온의 열을 이용하여 실린더 내로 유입되는 연료유를 가열 기체화시키는 방법으로 연료 공급 파이프라인을 엔진 블록의 실린더에 피복 되게 설치하여 실린더 주변의 1200℃∼1500℃ 열로 연료유를 가열하여 액체 연료를 고온 고압의 기체 연료가 되게 하며, 기체 상태가 된 연료를 압력 조절 장치를 통과하게 하여 디젤 연료를 가솔린 연료의 압축 압력인 10∼50kgf/㎠의 압력이 되도록 노즐에 기체를 공급하여 가솔린 엔진의 장점인 고출력을 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the engine block in the fuel supply pipeline by heating and gasifying the fuel oil introduced into the cylinder by using the high temperature heat around the cylinder naturally generated after the start of the diesel engine The fuel oil is heated by 1200 ℃ ~ 1500 ℃ heat around the cylinder to make the liquid fuel into gas fuel of high temperature and high pressure. The purpose is to obtain a high output, which is an advantage of a gasoline engine, by supplying gas to the nozzle so as to have a compression pressure of 10 to 50 kgf / cm 2.
상기 목적을 달성하기 위해 연료 탱크 내의 연료가 연료 여과기로 유입되게 파이프라인으로 연결하고, 상기 연료 여과기에 연결된 파이프라인을 엔진 블록에 내장이 되면서 증발 장치에 결합하고, 상기 증발 장치에 연결된 또 다른 파이프라인을 연료 분사 펌프에 연결하며 연료 분사 펌프에서 다시 압력 조절 장치까지 파이프라인으로 연결하며 압력 조절 장치로부터 각각의 실린더에 파이프라인을 연결하되 실린더에 나선형의 형상으로 실린더에 감기도록 구성되어진 것을 제공함에 있다.In order to achieve the above purpose, the fuel in the fuel tank is connected to the pipeline to enter the fuel filter, and the pipeline connected to the fuel filter is coupled to the evaporator while being embedded in the engine block, and another pipe connected to the evaporator device. Connecting the line to the fuel injection pump and connecting the pipeline from the fuel injection pump back to the pressure regulating device and connecting the pipeline from the pressure regulating device to each cylinder, the cylinder being configured to be wound in a spiral shape. have.
도 1은 종래 디젤 엔진의 연료 공급장치의 전체 구성도1 is an overall configuration diagram of a fuel supply device of a conventional diesel engine
도 2는 종래 디젤 엔진의 냉각 장치의 구성도2 is a configuration diagram of a cooling apparatus of a conventional diesel engine
도 3은 본 발명 디젤 엔진의 연료 공급 장치의 전체 구성도Figure 3 is an overall configuration diagram of a fuel supply device of the present invention diesel engine
도 4는 본 발명 디젤 엔진의 냉각 장치에 장착된 연료 파이프의 위치 상태도 <도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Fig. 4 is a positional view of a fuel pipe mounted on the cooling device of the diesel engine of the present invention.
(10) : 엔진 블록 (12) : 실린더10: engine block 12: cylinder
(14) : 증발 장치 (16) : 연료 분사 펌프14: evaporator 16: fuel injection pump
(18) : 압력 조절 장치18: pressure regulating device
(20)(21)(22)(23)(24) : 연료 공급 파이프라인20, 21, 22, 23, 24: fuel supply pipeline
(26) : 라디에이터 (28) : 연료 탱크26: radiator 28: fuel tank
(30) : 연료 여과기 (32) : 공급 펌프30: fuel filter 32: feed pump
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail based on the accompanying drawings as follows.
도 3은 본 발명 디젤 엔진의 연료 공급 장치의 전체 구성도,3 is an overall configuration diagram of a fuel supply device of the present invention diesel engine,
도 4는 본 발명 디젤 엔진의 냉각 장치에 장착된 연료 파이프의 위치 상태도를 도시한 것이다.Figure 4 shows a position diagram of the fuel pipe mounted on the cooling apparatus of the present invention diesel engine.
연료 탱크(28) 내에 연료가 연료 여과기(30)로 유입되게 파이프라인(20)으로 연결하고, 상기 연료 여과기(30)에 연결된 파이프라인(21)을 엔진 블록(10)에 내장이 되면서 증발 장치(14)에 결합하고, 상기 증발 장치(14)에 연결된 또 다른 파이프라인(22)을 연료 분사 펌프(16)에 연결하며 연료 분사 펌프(16)에서 다시 압력 조절 장치(18)까지 파이프라인(23)으로 연결하며 압력 조절 장치(18)로부터 초고온 상태인 각각의 실린더(12)에 파이프라인(24)을 연결하되 실린더(12)에 나선형의 형상으로 실린더(12)에 감기도록 구성되어진 것이다.The fuel tank 28 is connected to the pipeline 20 so that fuel is introduced into the fuel filter 30, and the pipeline 21 connected to the fuel filter 30 is embedded in the engine block 10 while the evaporation apparatus is installed. And another pipeline 22 connected to the evaporator 14 to the fuel injection pump 16 and from the fuel injection pump 16 back to the pressure regulator 18. 23 is connected to the pipeline 24 to each cylinder 12 in the ultra-high temperature state from the pressure regulating device 18, but is configured to wind the cylinder 12 in a spiral shape to the cylinder 12.
본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention is as follows.
연료 탱크(28) 내에 연료가 공급 펌프(32)에 의해 연료 공급 파이프라인(20)을 따라 연료를 여과하는 기능을 수행하는 연료 여과기(30)로 유입되고, 연료 여과기(30)에서 유입된 연료가 여과된 후 엔진 블록(10)에 접촉되게 부착된 연료 공급 파이프라인(21)을 따라 유동이 된다.Fuel in the fuel tank 28 enters the fuel filter 30 which performs the function of filtering the fuel along the fuel supply pipeline 20 by the feed pump 32, and the fuel introduced in the fuel filter 30. Is filtered and then flows along the fuel supply pipeline 21 attached to contact the engine block 10.
상기 연료 여과기(30)를 통과한 상온 상태의 연료는 엔진 블록(10)의 내부 중 비교적 저온 부위(250℃∼400℃)에 설치된 파이프(21)를 통과하면서 250℃∼400℃의 중, 고온 상태가 되고 이를 증발 장치(14)에 의해 증발시킨 후 파이프(22)를 통해 연료 분사 펌프(16)를 통과하고 다시 파이프(23)를 통해 압력 조절 장치(18)를 통과한 연료는 실린더(12) 주변의 초고온 부위(1200℃∼1500℃)에 나선형으로 감겨 있는 파이프(24)에 의해 고온 고압의 증기 상태로 노즐에 분사되게 되는 것이다.The fuel of the normal temperature state which passed the said fuel filter 30 passes through the pipe 21 installed in the comparatively low temperature part (250 degreeC-400 degreeC) in the inside of the engine block 10, and is medium and high temperature of 250 degreeC-400 degreeC. Fuel is passed through the fuel injection pump 16 through the pipe 22 and again through the pressure regulating device 18 through the pipe 23. By the pipe 24 wound spirally around the ultra-high temperature part (1200 degreeC-1500 degreeC), it is injected to a nozzle in the state of steam of high temperature and high pressure.
상기 증발 장치(14)에서는 250℃∼400℃의 연료유 상태를 증발시키는 것이다.In the said evaporation apparatus 14, the fuel oil state of 250 degreeC-400 degreeC is evaporated.
연료 분사 펌프(16)에서 다시 연료 공급 파이프라인(23)을 따라 압력 조절 장치(18)로 연료가 유입이 되며 압력 조절 장치(18)는 유입되는 연료를 가솔린 수준에 가까운 10∼50kgf/㎠의 압축 압력이 되게 조절하는 것이다.Fuel is introduced from the fuel injection pump 16 to the pressure regulating device 18 along the fuel supply pipeline 23, and the pressure regulating device 18 supplies the incoming fuel of 10 to 50 kgf / cm 2 close to the gasoline level. To adjust the compression pressure.
상기 압력 조절 장치(18)를 통과한 연료는 파이프라인(24)을 따라 실린더(12)로 유입되며 상기 파이프라인(24)은 각각 모든 실린더(12)를 나선형으로 감겨져 있는 실린더(12) 내측으로 연결되면서 노즐(도시하지 않음)과 결합되어 있는 것이다.Fuel passing through the pressure regulating device 18 flows into the cylinder 12 along the pipeline 24, and each of the pipelines 24 respectively into the cylinder 12 in which all the cylinders 12 are spirally wound. It is coupled to the nozzle (not shown) while being connected.
미 설명 부호(26)는 라디에이터이다.Reference numeral 26 is a radiator.
그러므로 본 발명은 저질유인 디젤 연료를 가열 기체화시켜 고속 회전이 가능하게 하여 가솔린 기관처럼 고출력을 얻을 수 있게 하여 경제적이며 디젤 엔진의 단점인 소음이나 진동을 감소시켜 정숙 운전 및 저소음, 완전 연소가 가능하게 하여 경제적인 효과를 거둘 수 있는 것이다.Therefore, the present invention enables high-speed rotation by heating gaseous diesel fuel to obtain high output like a gasoline engine, thereby reducing noise or vibration, which is a disadvantage of diesel engines, and thus allowing quiet operation, low noise, and complete combustion. It can be economically effective.
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