KR100684980B1 - Gas Engine - Google Patents

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02F3/00Pistons 
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/08Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
    • F02B23/10Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder

Abstract

본 발명은 가스 엔진에 관한 것으로서, 점화원이 일측에 설치되는 선행 연소실(1)을 그 중심선(A-A)에서 편심된 위치에 구비한 실린더 헤드(3)와, 선행 연소실(1)의 저부에 형성되는 연결 개구(11)를 통해 선행 연소실(1)과 연통되는 후행 연소실(11)이 그 상부면에 오목하게 형성되는 피스톤(8)을 내장한 실린더(9)를 포함함으로써, 종래의 디젤 엔진의 기본적인 연소실 형상을 유지하여 연소실의 형상 변경에 따른 추가적인 생산 시설 투자를 필요 없게 한 이점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas engine, wherein a cylinder head (3) having a preceding combustion chamber (1) provided at one side with an ignition source at an eccentric position at its center line (AA) and a bottom of the preceding combustion chamber (1) The trailing combustion chamber 11, which communicates with the preceding combustion chamber 1 via the connecting opening 11, includes a cylinder 9 with a built-in piston 8, which is recessed in its upper surface, thereby providing the basis of a conventional diesel engine. Maintaining the shape of the combustion chamber has the advantage of avoiding the need for additional production facility investment in accordance with the shape of the combustion chamber.

가스 엔진, 선행 연소실, 후행 연소실, 실린더, 피스톤Gas engine, leading combustion chamber, trailing combustion chamber, cylinder, piston

Description

가스 엔진{Gas Engine}Gas Engine

도1은 본 발명에 따른 가스 엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a combustion chamber structure of a gas engine according to the present invention;

도2는 본 발명에 따른 가스 엔진에 있어서 후행 연소실과 선행 연소실을 연결하는 연결 개구의 다른 실시예를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing another embodiment of a connection opening connecting a trailing combustion chamber and a preceding combustion chamber in the gas engine according to the present invention.

도3내지 도5는 본 발명에 따른 가스 엔진의 후행 연소실의 변형예들을 도시한 단면도.3 to 5 are sectional views showing modifications of the post combustion chamber of the gas engine according to the present invention.

도6은 도2에 도시된 실시예에서 스쿼시 영역상의 미연소 부분을 제거한 상태를 도시한 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the unburned portion on the squash region is removed in the embodiment shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 선행 연소실1: preceding combustion chamber

3 : 실린더 헤드3: cylinder head

7 : 점화 플러그7: spark plug

9 : 실린더9: cylinder

11 : 후행 연소실11: trailing combustion chamber

13 : 연결 개구13: connection opening

본 발명은 가스 엔진에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 간접 분사식 디젤 엔진을 개선하여 천연가스, 프로판 가스, 부탄 가스, 바이오 가스(bio-gas) 등의 가스를 연료로 사용할 수 있는 불꽃 점화식 가스 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a gas engine, and more particularly, a spark ignition gas that can use a gas such as natural gas, propane gas, butane gas, bio-gas, etc. by improving a conventional indirect injection diesel engine. It's about the engine.

일반적으로, 가스만을 연료로 사용하는 시스템으로서 가솔린 엔진을 개조하여 승용차에 주로 사용할 수 있는 것과 디젤 엔진을 개조하여 경유 대신 가스를 사용할 수 있도록 한 것이 있다.In general, there are systems that use only gas as fuel, and gasoline engines that can be used mainly for passenger cars and diesel engines that can use gas instead of diesel.

가스를 이용한 엔진의 연소 방식은 가스상의 연료를 사용한다는 것 이외에는 연소 방식이나 연료 공급 방식이 가솔린 엔진과 동일하므로, 기존의 가솔린 엔진을 이용한 천연 가스 엔진의 연구 개발은 활발히 이루어지고 있다.Since the combustion method of the engine using gas is the same as that of a gasoline engine except that the combustion method and the fuel supply method use gaseous fuel, research and development of a natural gas engine using an existing gasoline engine is being actively performed.

한편, 종래의 압축 착화 방식을 이용한 디젤 엔진으로부터 가스 엔진으로의 전환은 엔진 성능과 관련하여 많은 엔진 부품의 변경을 필요로 한다. 즉, 디젤 엔진을 가스 엔진으로 개조할 때 디젤 엔진의 연소실 구조를 변형하지 않고 가스 엔진으로 전환할 경우에 긴 화염 전파 거리로 인하여 열효율이 낮고 미연소된 탄화수소계열의 유해 물질이 생성되는 문제점이 있었다.On the other hand, the conversion from a diesel engine to a gas engine using a conventional compression ignition scheme requires a change of many engine parts with respect to engine performance. That is, when converting a diesel engine into a gas engine, when the diesel engine is converted into a gas engine without modifying the combustion chamber structure, a low flame efficiency is generated due to a long flame propagation distance and harmful substances of unburned hydrocarbon series are generated. .

이에 본 발명은 상기의 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 종래의 디젤 기관의 연소실 구조를 개선함으로써 가스를 연료로 하여 동력을 발생시키는 가스 엔진을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a gas engine that generates power by using gas as a fuel by improving a combustion chamber structure of a conventional diesel engine.

또한, 본 발명의 다른 목적은 미연소된 가스상 연료로 인한 유해 가스의 생 성을 최대한 억제할 수 있는 가스 엔진을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a gas engine capable of maximally suppressing generation of harmful gases due to unburned gaseous fuel.

본 발명에 따른 가스 엔진은, 점화원이 일측에 설치되는 선행 연소실을 그 중심선에서 편심된 위치에 구비한 실린더 헤드와, 상기 선행 연소실의 저부에 형성되는 연결 개구를 통해 상기 선행 연소실과 연통되는 후행 연소실이 그 상부면에 오목하게 형성되는 피스톤을 내장한 실린더를 포함하고, 상기 점화원에 의해 발생되는 화염이 상기 선행 연소실로부터 상기 후행 연소실로 전파되는 것을 특징으로 한다.The gas engine according to the present invention includes a cylinder head having a preceding combustion chamber provided with an ignition source on one side in an eccentric position from a center line thereof, and a subsequent combustion chamber communicating with the preceding combustion chamber through a connection opening formed at a bottom of the preceding combustion chamber. And a cylinder having a piston formed concave on its upper surface, wherein a flame generated by the ignition source is propagated from the preceding combustion chamber to the subsequent combustion chamber.

바람직하게는, 상기 선행 연소실로부터 상기 후행 연소실로의 상기 연결 개구의 개방 단면적이 확장되도록 상기 연결 개구의 가장자리를 형성하는 실린더 헤드 및/또는 실린더의 에지 부분이 경사지도록 챔퍼링될 수 있다.Preferably, the cylinder head and / or the edge portion of the cylinder forming the edge of the connection opening can be chamfered so that the open cross-sectional area of the connection opening from the preceding combustion chamber to the subsequent combustion chamber is expanded.

또한, 바람직하게는, 상기 후행 연소실의 바닥 깊이는 상기 연결 개구와 인접하는 영역으로부터 멀어지는 방향으로 점차 낮아진다.Further, preferably, the bottom depth of the trailing combustion chamber is gradually lowered in the direction away from the region adjacent to the connection opening.

또한, 바람직하게는, 상기 피스톤의 상부면과 상기 실린더 헤드의 하부면의 사이에서 소정의 간극을 유지하면서 형성되는 상기 피스톤의 스쿼시 영역에 연료의 미연소 현상이 발생하지 않도록 상기 스쿼시 영역과 상기 피스톤의 후행 연소실의 경계 부분을 형성하는 상기 피스톤의 에지 부분이 챔퍼링되어 경사지게 형성될 수 있다.Preferably, the squash region and the piston do not occur in the squash region of the piston formed while maintaining a predetermined gap between the upper surface of the piston and the lower surface of the cylinder head. An edge portion of the piston forming the boundary portion of the trailing combustion chamber of may be chamfered and inclined.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가스 엔진의 연소실 구조의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a combustion chamber structure of a gas engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 가스 엔진의 연소실 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a combustion chamber structure of a gas engine according to the present invention.

도1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스 엔진의 연소실은 선행 연소실(1)과 후행 연소실(11)을 가진다.Referring to Fig. 1, the combustion chamber of a gas engine according to the present invention has a preceding combustion chamber 1 and a trailing combustion chamber 11.

선행 연소실(1)은 실린더 헤드(3)에 오목한 요부를 형성함으로써 구성된다. 선행 연소실(1)은 바람직하게는 반구형으로 형성된 상부와 절두형 원추체, 원통형등으로 형성된 하부를 가진다. 선행 연소실(1)이 가지는 반구 형상은 후술할 점화 플러그(7)에 의해 불꽃이 일어날 때 선행 연소실(1) 내에 발생되는 화염을 가장 빠르게 전파할 수 있는 구조이다. 선행 연소실(1)의 하부면은 실린더 헤드(3)의 하부면과 동일한 면을 이룬다. 선행 연소실(1)의 일측에는 점화원으로서 점화 플러그(7)가 설치된다.The preceding combustion chamber 1 is configured by forming recesses in the cylinder head 3. The preceding combustion chamber 1 preferably has an upper portion formed in a hemispherical shape and a lower portion formed in a truncated cone, a cylinder, or the like. The hemispherical shape of the preceding combustion chamber 1 is the structure which can propagate the flame which generate | occur | produces in the preceding combustion chamber 1 fastest when a spark arises by the spark plug 7 mentioned later. The lower surface of the preceding combustion chamber 1 forms the same surface as the lower surface of the cylinder head 3. One side of the preceding combustion chamber 1 is provided with a spark plug 7 as an ignition source.

선행 연소실(1)은 실린더(9)의 내부에 삽입되는 피스톤(8)의 상부면, 실린더(9)의 내부면 및 실린더 헤드(3)의 하부면에 의하여 형성되는 후행 연소실(11)에 연결 개구(13)를 통하여 연통된다. 도1을 참조하면, 후행 연소실(11)은 피스톤(8)의 상부면 중 일부, 즉 연결 개구(13)에 근접한 영역에만 소정의 바닥 깊이를 가지며 형성되어 있다. 후행 연소실(11)이 형성된 영역을 제외한 피스톤(8)의 상부면은 도시된 바와 같이 실린더 헤드(3)의 하부면에 일정한 간극(C)을 유지하면서 인접하고 있다.The preceding combustion chamber 1 is connected to a trailing combustion chamber 11 formed by an upper surface of the piston 8 inserted into the cylinder 9, an inner surface of the cylinder 9 and a lower surface of the cylinder head 3. It communicates through the opening 13. Referring to FIG. 1, the trailing combustion chamber 11 is formed with a predetermined bottom depth only in a part of the upper surface of the piston 8, that is, in the region close to the connection opening 13. The upper surface of the piston 8 except for the region where the trailing combustion chamber 11 is formed is adjacent to the lower surface of the cylinder head 3 while maintaining a constant gap C as shown.

후행 연소실(11)에는 통상의 흡기 및 배기 포트(미도시함)와 이 포트들을 개폐하는 흡기 및 배기 밸브(미도시함)가 설치되어 있으며, 상기 흡기 포트는 실린더헤드(3)의 외부에서 연료와 공기를 혼합하는 혼합 장치(미도시함)로부터 유출되는 연료 및 공기의 혼합기의 통로와 연결된다.The following combustion chamber 11 is provided with a normal intake and exhaust port (not shown) and an intake and exhaust valve (not shown) for opening and closing the ports, the intake port being fueled outside the cylinder head (3) And a passage of a mixer of fuel and air flowing out of a mixing device (not shown) for mixing air with air.

연결 개구(13)는 도시된 바와 같이 실린더(9)의 중심선(A-A)에서 편심된 위치에 선행 연소실(1)과 후행 연소실(11)을 연결한다. 도2에는 도1에 도시된 연결개구(13)와 다른 실시예가 도시되어 있다. 도2를 참조하면, 연결 개구(13a)는 도시된 바와 같이 그 개구 방향이 선행 연소실(1)의 점화 플러그(7)로부터 화염이 전파되는 방향과 일치한다. 이는 도1에 형성된 연결 개구(13)의 가장 자리, 즉 실린더 헤드(3) 및/또는 실린더(9)의 에지 부분을 경사지게 챔퍼링하여 연결로(14)를 형성함으로써 이루어진다. 이와 같은 구성은 점화 플러그(7)로부터 발생되는 화염이 선행 연소실(1)로부터 후행 연소실(11)로 전파될 때 연결 개구(13)의 개방 면적을 확장시킴으로써 화염 유동을 원활하게 하는 역할을 하여 엔진의 열효율을 향상시킨다.The connecting opening 13 connects the preceding combustion chamber 1 and the trailing combustion chamber 11 at a position eccentrically from the center line A-A of the cylinder 9 as shown. FIG. 2 shows another embodiment of the connection opening 13 shown in FIG. Referring to Fig. 2, the connecting opening 13a has an opening direction coinciding with the direction in which the flame propagates from the spark plug 7 of the preceding combustion chamber 1, as shown. This is done by obliquely chamfering the edges of the connecting opening 13 formed in FIG. 1, ie the edges of the cylinder head 3 and / or the cylinder 9 to form the connecting path 14. Such a configuration serves to smooth flame flow by expanding the open area of the connection opening 13 when the flame generated from the spark plug 7 propagates from the preceding combustion chamber 1 to the subsequent combustion chamber 11. Improve the thermal efficiency.

상세하게 설명하면, 연결 개구(13)의 단면적 크기는 선행 연소실(1)로부터 후행 연소실(11)로 전이되는 화염 전파 속도에 중요한 영향을 미친다.In detail, the cross-sectional area size of the connecting opening 13 has an important influence on the flame propagation speed which is transferred from the preceding combustion chamber 1 to the subsequent combustion chamber 11.

즉, 통상적으로 엔진의 연소는 시기 별로 초기 연소, 주 연소 및 후기 연소로 구분되는데, 엔진 연소실 내의 초기 연소 이후에 주 연소 속도가 너무 빠르게 되면 연소실 내부의 온도와 압력이 급격히 증가하여 질소 산화물(NOx)과 같은 유해배기 가스의 발생이 증가된다.In other words, the combustion of the engine is classified into the initial combustion, the main combustion, and the late combustion by time, and if the main combustion speed becomes too fast after the initial combustion in the engine combustion chamber, the temperature and pressure inside the combustion chamber are rapidly increased, resulting in nitrogen oxides (NOx). The generation of harmful exhaust gases such as) is increased.

따라서, 도1에 도시한 연소실의 구조에 따르면, 연소 개구(13)의 가장 자리를 형성하는 실린더 헤드(3)와 실린더(9)의 에지 부분에 의해 선행 연소실(1)로부터 후행 연소실(11)로의 화염 전파 유동이 일부 차단됨으로써 연소 속도가 느려지기 때문에 질소 산화물의 생성이 억제될 수 있다.Therefore, according to the structure of the combustion chamber shown in FIG. 1, the trailing combustion chamber 11 from the preceding combustion chamber 1 is formed by the edge portion of the cylinder head 3 and the cylinder 9 forming the edge of the combustion opening 13. The production of nitrogen oxides can be suppressed because the flame velocity of the furnace is partially blocked, which slows down the combustion rate.

한편, 이러한 구성은 상술한 선행 및 후행 연소실(1, 11)의 사이의 화염 전파 유동의 차단 요소로 인해 열 효율이 저하될 수도 있다.On the other hand, such a configuration may lower the thermal efficiency due to the blocking element of the flame propagation flow between the preceding and following combustion chambers 1 and 11 described above.

이를 극복하기 위한 방안이 도2에 도시되어 있다. 즉, 상기 화염 전파 유동의 차단 요소인 실린더 헤드(3) 및 실린더(9)의 에지 부분을 제거시켜 연결로(14)를 형성시키면, 선행 연소실(1)로부터 생성된 화염은 이 연결로(14)로 따라 후행 연소실(11)로 원활하게 전파된다. 따라서, 화염 전파 유동 속도의 저하가 방지되어 열 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.A scheme for overcoming this is shown in FIG. That is, when the edges of the cylinder head 3 and the cylinder 9, which are the blocking elements of the flame propagation flow, are removed to form the connection path 14, the flame generated from the preceding combustion chamber 1 is transferred to this connection path 14 ) Propagates smoothly to the following combustion chamber (11). Therefore, the fall of the flame propagation flow rate can be prevented and the heat efficiency can be prevented from falling.

또한, 후행 연소실(11)이 피스톤(8)의 상부면에서 연결 개구(13)를 향해 인접하는 위치에 형성되는 상술한 기술 구성은 통상적으로 연소실 길이가 증가함에 따라 발생할 수 있는 주 연소 기간의 지나친 증대를 억제하여 열 효율의 저하를 방지할 수 있다.In addition, the above-described technical configuration in which the trailing combustion chamber 11 is formed at a position adjacent to the connecting opening 13 on the upper surface of the piston 8 is typically excessive in the main combustion period which may occur as the combustion chamber length increases. The increase can be suppressed and the fall of thermal efficiency can be prevented.

도1 및 도2를 참조하여 이상 설명한 본 발명의 기술 구성에 따른 작용을 이하에 설명한다.1 and 2, the operation according to the technical configuration of the present invention described above will be described below.

본 발명에 따른 가스 기관의 압축 행정에 있어서, 후행 연소실(11)로 유입되는 공기 및 가스 상태의 연료의 혼합기는 피스톤(8)의 상승 운동에 의하여 연결 개구(13)를 통해 선행 연소실(1)로 유입되면서 압착되어 선행 연소실(1) 내에서 스쿼시(squash) 난류 유동을 한다. 다음에, 점화 플러그(7)가 불꽃을 발생시키면 선행연소실(1)내에서 압착된 혼합기는 점화되어 화염 형태로 급격하게 후행 연소실(11)로 전파된다.In the compression stroke of the gas engine according to the present invention, the mixture of air and gaseous fuel flowing into the trailing combustion chamber 11 is connected to the preceding combustion chamber 1 through the connecting opening 13 by the upward movement of the piston 8. Compressed as it enters into the squash (squash) turbulent flow in the preceding combustion chamber (1). Next, when the spark plug 7 generates a spark, the mixer compressed in the preceding combustion chamber 1 is ignited and rapidly propagated to the trailing combustion chamber 11 in the form of a flame.

상세하게는, 상기 화염은 실린더(9)의 중심선(A-A)을 기준으로 할 때 선행 연소실(1)의 대향측에 위치하는 피스톤 벽(8a)을 향하여 전파된다. 이 후에, 화염은 후행 연소실(11)을 형성하는 피스톤(8)의 상부면을 따라 분산된다. 이러한 점에서, 점화 플러그(7)의 설치 방향과 일치하는 연결로(14)를 형성하는 도2의 기술구성은 선행 연소실(1)에서의 폭발에 의해 발생되는 화염을 짧은 시간에 후행 연소실(11)로 전파시키기에 유리하다.In detail, the flame propagates toward the piston wall 8a located on the opposite side of the preceding combustion chamber 1 with reference to the center line A-A of the cylinder 9. Thereafter, the flame is dispersed along the upper surface of the piston 8 forming the trailing combustion chamber 11. In this regard, the technical configuration of FIG. 2, which forms the connection path 14 coinciding with the installation direction of the spark plug 7, allows the flame generated by the explosion in the preceding combustion chamber 1 to lag behind the combustion chamber 11 in a short time. It is advantageous to propagate

특히, 본 발명에 따른 가스 엔진은 연소실 내의 연소 안정성에 영향을 주는 초기 연소 기간이 단축되는 이점이 있다. 즉, 상술한 바와 같이 화염 전파가 용이한 구조인 선행 연소실(1)의 반구 형상과, 피스톤(8)의 압축 운동 중에 선행 연소실(1)에서 스쿼시 난류 유동하는 혼합기의 점화는 초기 연소 기간을 단축시키는 요인이 된다. 이와 같이 초기 연소 기간이 단축되면 연소 안정성이 상승하여 엔진의 열효율 상승을 기대할 수 있다. 즉, 이러한 특성은 본 발명의 가스 엔진에 열 효율이 높은 희박 연소 또는 밀러 사이클 상태를 적용하더라도 무리가 없이 안정된 연소가 가능할 수 있게 하므로 높은 열효율 상승을 기대할 수 있다.In particular, the gas engine according to the present invention has the advantage that the initial combustion period that affects the combustion stability in the combustion chamber is shortened. That is, the hemispherical shape of the preceding combustion chamber 1 having the structure of easy flame propagation as described above, and the ignition of the mixer in which the squash turbulent flows in the preceding combustion chamber 1 during the compression movement of the piston 8 shorten the initial combustion period. It becomes a factor. As such, when the initial combustion period is shortened, the combustion stability is increased, and thus, the thermal efficiency of the engine can be expected to increase. In other words, even if the lean combustion or Miller cycle state with high thermal efficiency is applied to the gas engine of the present invention, stable combustion can be performed without difficulty, and thus high thermal efficiency can be expected.

도3 내지 도5는 본 발명에 따른 가스 엔진의 연소실 구조에 있어서 후행 연소실(11)의 변형예들을 도시한 단면도들이다. 이들 후행 연소실의 단면 형상은 모두 연결 개구(13a)에 인접한 위치로부터 실린더 헤드(3)에 인접하는 위치까지 그 바닥 깊이가 점진적으로 낮게 형성되는 공통점을 가진다.3 to 5 are cross-sectional views showing modifications of the trailing combustion chamber 11 in the combustion chamber structure of the gas engine according to the present invention. The cross-sectional shapes of these trailing combustion chambers all have in common that the bottom depth is gradually formed from a position adjacent to the connecting opening 13a to a position adjacent to the cylinder head 3.

구체적으로 살펴보면, 도3의 후행 연소실(11)은 연결 개구(13a)에 인접한 위치로부터 실린더 헤드(3)에 인접한 위치에 도달할 때까지 원만한 곡선 형상의 단면을 가진다. 이때, 후행 연소실(11)이 형성된 영역을 제외한 피스톤(8)의 상부면이 실린더 헤드(3)의 하부면에 일정한 간극(C)을 유지하면서 인접하고 있는 점은 도2의 실시예와 유사하다.Specifically, the trailing combustion chamber 11 of FIG. 3 has a smooth curved cross section from the position adjacent to the connecting opening 13a to the position adjacent to the cylinder head 3. At this time, the upper surface of the piston 8 except for the region in which the post combustion chamber 11 is formed is adjacent to the lower surface of the cylinder head 3 while maintaining a constant gap C, which is similar to the embodiment of FIG. .

도4를 참조하면, 도시된 후행 연소실(11)은 연결 개구(13)에 인접한 지점으로부터 실린더 헤드(3)에 인접한 지점에 도달할 때까지 경사진 직선 형상의 단면을 가진다. 또한, 도5의 후행 연소실(11)은 연결 개구(13)에 인접한 지점으로부터 실린더 헤드(3)에 인접한 지점에 도달할 때까지 곡선 형상의 단면을 가진다. 여기에서, 후행 연소실(11)은 그 단면 형상에 있어서 도3과 달리 피스톤(8)의 상부면이 실린더 헤드(3)의 하부면과 인접한 영역을 가지지 않는다.Referring to Fig. 4, the depicted trailing combustion chamber 11 has a straight cross-section inclined from the point adjacent to the connecting opening 13 to the point adjacent to the cylinder head 3. In addition, the trailing combustion chamber 11 of FIG. 5 has a curved cross section from the point adjacent to the connecting opening 13 to the point adjacent to the cylinder head 3. Here, in the cross-sectional shape of the following combustion chamber 11, the upper surface of the piston 8 does not have an area adjacent to the lower surface of the cylinder head 3, unlike FIG.

한편, 도1 내지 도4를 참조하면, 후행 연소실(11)이 형성된 영역을 제외한 피스톤(8)의 상부면이 실린더 헤드(3)의 하부면과 통상적으로 1 mm 내지 2 mm 정도의 일정한 간극(C)을 유지하면서 이격되어 있다. 이러한 간극(C)을 형성하는 영역, 스쿼시 영역(squash area)에는 선행 연소실(1)로부터 후행 연소실(11)로의 화염 전파가 제대로 이루어지지 않아서 미연소된 연료가 배출될 수 있다. 이는 탄화수소계열의 배기 가스 배출을 발생시킬 우려가 있다. 따라서, 이 스쿼시 영역을 최소화함으로써 이 영역에 집중된 연료를 후행 연소실(11)의 중앙 영역으로 다시 순환시켜 미연소 연료의 발생을 억제할 필요가 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 to 4, the upper surface of the piston 8 except for the region in which the trailing combustion chamber 11 is formed is a constant gap (usually about 1 mm to 2 mm from the lower surface of the cylinder head 3). Spaced apart while maintaining C). In the area forming the gap C and the squash area, flame propagation from the preceding combustion chamber 1 to the subsequent combustion chamber 11 is not properly performed, and thus unburned fuel may be discharged. This may cause a hydrocarbon-based exhaust gas discharge. Therefore, by minimizing this squash region, it is necessary to circulate the fuel concentrated in this region back to the center region of the following combustion chamber 11 to suppress the generation of unburned fuel.

이를 위해, 도6에는 도2에 도시된 실시예에서 연료의 미연소 영역을 제거하는 일실시예가 도시되어 있다.To this end, FIG. 6 shows an embodiment for removing the unburned region of fuel in the embodiment shown in FIG.

즉, 도6을 참조하면, 피스톤(8)의 스쿼시 영역과 피스톤(8)의 후행 연소실(11)의 경계 부분을 형성하는 피스톤(8)의 에지 부분이 챔퍼링되어 경사면(8b)이 형성되는 상태가 도시되어 있다. 한편, 도6에서 예시된 기술 구성은 본 실시예에만 한정되지 않으며 당업자라면 상술한 다른 실시예, 즉 도3 및 도4에서 도시된 실시예에서도 피스톤(8)의 에지 부분에 경사면을 형성하는 기술 구성을 고려할 수 있다.That is, referring to FIG. 6, the inclined surface 8b is formed by chamfering an edge portion of the piston 8 forming a boundary portion between the squash region of the piston 8 and the trailing combustion chamber 11 of the piston 8. The state is shown. On the other hand, the technical configuration illustrated in FIG. 6 is not limited to this embodiment only, and those skilled in the art can form the inclined surface on the edge portion of the piston 8 in other embodiments described above, that is, the embodiment shown in FIGS. 3 and 4. The configuration can be considered.

이상 설명한 본 발명은 여러 실시예들로 기재되어 있지만, 이는 그 사상으로부터 일탈함이 없이 다른 실시예가 부품의 크기, 형상, 재료 및 대체의 변경에 의해 본 상세한 설명으로부터 도출될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.While the invention described above has been described in various embodiments, it should be understood that other embodiments may be derived from this description by changes in size, shape, material and substitution of parts without departing from the spirit thereof. .

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가스 엔진은, 기존의 간접 분사식 디젤 엔진의 기본적인 연소실 형상을 유지하기 때문에 연소실의 형상 변경을 위한 추가적인 생산 시설 투자가 필요 없게 됨으로써 디젤 기관의 생산 시설을 이용할 수 있을 뿐만 아니라 본 발명에 따른 가스 엔진과 간접 분사식 디젤 엔진의 혼류 생산도 가능하여 생산 설비 투자면에서 경제적인 이점을 가진다.As described above, since the gas engine according to the present invention maintains the basic combustion chamber shape of the conventional indirect injection diesel engine, it is not necessary to invest additional production facilities for changing the shape of the combustion chamber. In addition, it is possible to produce a mixed flow of the gas engine and the indirect injection diesel engine according to the present invention has an economic advantage in terms of production equipment investment.

아울러, 기존의 간접 분사식 디젤 엔진의 실린더 헤드 제작용 금형을 수정하지 않고 이용할 수 있어서 엔진 생산을 위한 금형 비용이 절감되는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the mold cost for the production of the engine can be reduced because it can be used without modifying the mold for manufacturing the cylinder head of the existing indirect injection type diesel engine.

또한, 본 발명에 따른 가스 엔진에 의하면 초기 연소 기간이 단축되기 때문에 희박 연소 또는 밀러 사이클 상태를 적용하더라도 안정된 연소가 가능하며 이로써 열효율이 향상되는 이점이 있다.In addition, according to the gas engine according to the present invention, since the initial combustion period is shortened, stable combustion is possible even when the lean combustion or the Miller cycle state is applied, thereby improving thermal efficiency.

또한, 본 발명에 따른 가스 엔진의 연소실 구조에 의하면, 미연소된 연료로 인한 유해 가스의 생성을 최대한 억제할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the combustion chamber structure of the gas engine according to the present invention, there is an advantage that can suppress the generation of harmful gases due to unburned fuel as much as possible.

Claims (4)

점화원이 일측에 설치되는 선행 연소실(1)을 그 중심선(A-A)에서 편심된 위치에 구비한 실린더 헤드(3)와,A cylinder head 3 provided with a preceding combustion chamber 1 having an ignition source provided on one side at an eccentric position in its center line A-A, 상기 선행 연소실(1)과 연결 개구(11)를 통해 연통되는 후행 연소실(11)이 그 상부면에 오목하게 형성되는 피스톤(8)을 내장한 실린더(9)를 포함하고,The trailing combustion chamber 11 communicating with the preceding combustion chamber 1 through the connecting opening 11 includes a cylinder 9 having a piston 8 formed in a concave shape at an upper surface thereof. 상기 연결 개구(11)는 상기 선행 연소실(1)의 하부면과 상기 후행 연소실(11)의 상부면이 접하는 동일 평면 상에 형성되고,The connection opening 11 is formed on the same plane that the lower surface of the preceding combustion chamber 1 and the upper surface of the subsequent combustion chamber 11 abut, 상기 점화원에 의해 발생되는 화염이 상기 선행 연소실(1)로부터 상기 후행 연소실(11)로 전파되며, The flame generated by the ignition source propagates from the preceding combustion chamber 1 to the subsequent combustion chamber 11, 상기 선행 연소실(1)로부터 상기 후행 연소실(11)로의 상기 연결 개구(13)의 개방 단면적이 확장되도록 상기 연결 개구(13)의 가장자리를 형성하는 실린더 헤드(3)와 실린더(9)의 에지 부분이 경사지게 형성되어 연결로(14)를 형성하고, 실린더 헤드(3)의 에지 부분의 경사진 길이가 실린더(9)의 에지 부분의 경사진 길이보다 더 긴 것을 특징으로 하는 엔진.The edge portion of the cylinder head 3 and the cylinder 9 forming the edge of the connecting opening 13 so that the open cross-sectional area of the connecting opening 13 from the preceding combustion chamber 1 to the subsequent combustion chamber 11 is expanded. The engine characterized in that it is formed obliquely to form a connection path (14), wherein the inclined length of the edge portion of the cylinder head (3) is longer than the inclined length of the edge portion of the cylinder (9). 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 후행 연소실(11)의 바닥 깊이가 상기 연결 개구(13)와 인접하는 영역으로부터 멀어지는 방향으로 점차 낮아지고, 상기 피스톤(8)의 상부면과 상기 실린더 헤드(3)의 하부면의 사이에서 소정의 간극을 유지하면서 형성되는 상기 피스톤(8)의 스쿼시 영역과 상기 피스톤(8)의 후행 연소실(11)의 경계 부분을 형성하는 상기 피스톤(8)의 에지 부분이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 엔진.The bottom depth of the following combustion chamber (11) is gradually lowered in a direction away from an area adjacent to the connection opening (13), and the upper surface of the piston (8) and the cylinder head (3) Squash region of the piston 8 formed while maintaining a predetermined gap between the lower surface and the edge portion of the piston 8 forming the boundary portion of the trailing combustion chamber 11 of the piston 8 is formed to be inclined. Gas engine, characterized in that the. 삭제delete
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