KR100834052B1

KR100834052B1 - 디젤 내연기관의 연소 촉진장치

Info

Publication number: KR100834052B1
Application number: KR1020070093649A
Authority: KR
Inventors: 전병표
Original assignee: 전병표
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-06-02
Also published as: KR20080001681A

Abstract

본 발명의 목적은 내연기관으로부터 높은 연소효율과 아울러 고 출력을 이끌어낼 수 있게 한 디젤 내연기관의 연소 촉진장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 디젤 내연기관의 연소실 내에 내열성과 열전도성이 우수한 초내열합금으로 이루어진 연소촉진용 유도체를 설치하여, 폭발행정 시 발생하는 고온을 연소촉진용 유도체로 하여금 흡수하게 하며, 이러한 고열 흡수는 연소촉진용 유도체를 항시 예열 상태를 유지하게 하여 불쏘시게(불꽃을 발생하는 촉진제 기능) 작용을 하게 한다. 그 결과 배기 행정 이후에 재차 유입되는 혼합가스의 온도를 급상승시켜 열팽창을 수반한 폭발력을 증강시킴에 의해 높은 출력을 얻을 수 있게 한다.

피스톤, 플러그, 점화유도체, 열팽창, 완전연소

Description

디젤 내연기관의 연소 촉진장치{Combustion Promoting Device for Diesel Internal Combustion Engine}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관에 구비되는 피스톤을 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1표시의 피스톤이 내연기관에 설치된 상태를 나타낸 도면이고,

도 3은 도 1표시의 피스톤에 대한 요부 구성만을 나타낸 확대 단면도이고,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이고,

도 5는 도 4표시의 요부 구성만을 나타낸 확대 단면도이고,

도 6은 도 4에서 일부 구성만을 분리하여 확대 표시한 부분 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

200c - 연소촉진용 유도체

300 - 피스톤

본 발명은 특허 출원 제2006-59069호의 분할출원이다. 특히 디젤 내연기관의 연소실 내에는 내열성과 열 전도성이 우수한 초내열합금으로 이루어진 연소 촉진용 유도체를 설치한 디젤 내연기관의 연소 촉진장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 연료의 종류에 따라 가솔린 혹은 디젤용 내연기관으로 나누어지는데, 디젤용 내연기관은 밸브기구에 의해 실린더 내부에 공기를 흡입, 피스톤에 의해 압축하여 얻어진 고온 고압의 공기에 대하여, 노즐 또는 인젝터를 통해 연료를 분사하는 것에 의해 연료가 자기 착화하여 연소가 이루어지고 폭발을 하며, 이 폭발 힘을 이용하여 크랭크축의 회전운동을 통해 필요한 구동력을 얻게 됨은 주지된 기술이다.

그러나, 기존의 디젤용 내연기관에서는 원활한 시동성을 확보하기 위한 예열수단으로서 글로우 플러그가 설치되어 있으나, 글로우 플러그는 노즐 또는 인젝터와 인접되게 연소실의 상부에 위치되게 설치하여 연소실의 내부를 예열하는 기능만을 갖고 있으므로 인해, 연소 효율의 극대화는 제대로 달성하지 못하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 연소 효율을 극대화하여 소음의 극소화로 인한 정숙성 향상, 출력과 연비의 향상, 및 유해 배기가스인 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NO_X(질소산화물)을 저감하여 환경오염을 방지할 수 있는 친환경 특성을 갖게 한 디젤 내연기관의 연소 촉진장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 디젤 내연기관의 연소 촉진장치는, 디젤 내연기관의 연소실 내로 유입되는 혼합기를 압축시키기 위한 피스톤; 상기 피스톤의 상면으로 소정 간격을 이루게 설치된 몸체와 상기 몸체의 외주면에서 하부로 돌출 형성되어 상기 피스톤의 상면에 고정되는 지지다리와 상기 몸체의 상부에 부착된 미세공들과 관통공이 형성된 원판으로 이루어지며, 내열성과 열전도성이 우수한 니켈강, 크롬강, 니켈-크롬강, 백금(Pt).이리듐(Ir).오스뮴(Os) 강 중에서 선택한 어느 하나의 초내열합금 재질로 된 연소촉진용 유도체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관에 구비된 피스톤을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1표시의 피스톤이 내연기관에 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 요부 구성만을 나타낸 확대 단면도이다.

도면표시와 같이, 디젤용 내연기관에 구비되는 피스톤(300)은 이미 잘 알려져 있는 바와 같이 내연기관의 연소실 내에 유입된 혼합기체를 압축하기 위한 것으로서, 피스톤(300)의 상면에 연소촉진용 유도체(200c)가 설치된다.

본 발명에 따른 연소촉진용 유도체(200c)는, 피스톤(300)의 상면에 설치되는 데, 이러한 연소촉진용 유도체(200c)는, 내열성과 열 전도성이 우수한 초내열합금의 재질로서 링 형상을 이루게 형성한 몸체(252)와, 상기 몸체(252)의 소정 부위에서 하부로 돌출 형성되어 상기 피스톤(300)의 상면에 고정할 수 있게 한 지지다리(254)로 이루어져, 상기 피스톤(300)의 상면에 설치된다.

상기 연소촉진용 유도체(200c)를 피스톤(300)의 상면에 고정하기 위한 방법으로는 도 3의 표시와 같이, 상기 피스톤(300)의 제작시 상기 연소촉진용 유도체(200c)가 피스톤(300)의 상면에 일체형으로 함몰되는 형태로 고정된다.

이러한 연소촉진용 유도체(200c)는 피스톤(300)의 선단부 주위를 항상 예열시켜 유입되는 혼합기체를 완전 연소하여 정해진 배기량에서 연소 효율을 향상시킬 수 있게 하기 때문에, 연소촉진용 유도체(200c)는 연소실 내부의 고열(1200℃ 이상)에도 상기 유도체(200c)의 물성이 변형되지 않는 수명이 긴 재료를 선택해야 한다. 따라서 상기 연소촉진용 유도체(200c)는 고온 및 열 변형에 강하고 내식성에 강한 재질 즉, 니켈강, 크롬강, 니켈-크롬강, 백금(Pt).이리듐(Ir).오스뮴(Os) 강으로 구성되는 합금강 중에서 선택한 어느 하나의 재질로 제작함이 바람직하다.

상기 연소촉진용 유도체(200c)는 스파크 발생부 주위에서 시작하는 폭발에 의해 그 온도가 급속히 올라가게 되고 일정시간 동안 온도를 유지하면서 주위의 혼합기체로 열을 방출하는 역할을 하므로, 크게 발열기능과 함께 열섬(heat island)효과를 가진다. 다시 말하면, 상기 연소촉진용 유도체(200c)에 의해 상기 연소촉진용 유도체(200c)에 인접한 주변의 온도를 항상 다른 부분의 온도보다 높게 유지하게 되므로, 스파크 발생부 주변의 혼합기체가 항상 일정 온도 이상으로 예열된다. 따라서 스파크 발생부 주위의 혼합기체를 항상 소정 온도로 예열시켜 다른 주변보다 온도를 높게 유지하여 혼합기체의 폭발력을 증강시킬 수 있게 하고, 폭발 행정시 순간적으로 발생하는 고온으로 인해 유도체가 예열되어 유입되는 혼합기체의 미연소 연료를 연소시켜 연소 성능을 극대화 하여 고출력을 얻을 수 있게 한다.

따라서, 동일 배기량 대비, 소음의 극소화, 엔진의 부드러움과 정숙성 향상, 출력과 연비의 향상, 그리고 환경적 요인으로서 유해 배기가스인 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NO_X(질소산화물)의 저감에 따른 환경 보호를 이룰 수 있게 한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4표시의 요부 구성을 나타낸 확대 단면도이고, 도 6은 도 4의 일부 구성만을 분리하여 확대 표시한 부분 사시 도이다.

도면 표시와 같이, 본 실시예의 연소촉진용 유도체(200c)는 상기 일 실시예 기재의 연소촉진용 유도체와는 형상만이 상이할 뿐, 그 밖의 구성 및 작용효과는 모두 동일하다. 즉, 본 실시예의 연소촉진용 유도체(200c)는 내열성과 열전도성이 우수한 초내열합금의 재질로서 중심부에는 관통공(252a)이 형성되며 표면에는 미세공(252b)들이 형성된 원판(252c)이 설치된 몸체(252)와 상기 몸체(252)로부터 하부로 절곡 형성되어 상기 피스톤(300)의 상면에 고정할 수 있게 한 지지다리(254)로 이루어져, 상기 피스톤(300)의 상면에 설치된다. 상기 지지다리(254)를 몸체(252)로부터 하부로 절곡 형성하기 위해서는 도 6의 표시와 같이, 상기 몸체(252)의 중간부를 "ㄷ"형상으로 절개하여 하부로 절곡하여 형성할 수 있다.

이러한 연소촉진용 유도체(200c)를 피스톤(300)의 상면에 고정하기 위한 방법으로는 위에서 설명한 바와 같이 피스톤(300)의 제작시 상기 연소촉진용 유도체(200c)가 피스톤(300)의 상면에 일체형으로 함몰되는 형태로 고정한다.

이와 같은 연소촉진용 유도체(200c)의 작용 효과는, 위에서 설명한 일 실시 예와 동일하다. 즉, 상기 연소촉진용 유도체(200c)에 의해 연소실 내의 상부를 항상 예열시켜 유입되는 혼합기를 완전 연소하여 정해진 배기량에서 연소 효율을 향상시킬 수 있게 한다. 따라서, 동일 배기량 대비, 소음의 극소화, 엔진의 부드러움과 정숙성 향상, 출력과 연비의 향상, 그리고 환경적 요인으로서 유해 배기가스인 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NO_X(질소산화물)의 저감에 따른 환경 보호를 이룰 수 있게 한다.

또, 위에서 설명한 본 발명의 실시예들은 LPG용 내연기관, 대형 선박용 내연기관, 화력 발전소, 2사이클용 내연기관 등에 모두 적용하여, 출력을 향상시키고, 또한 배기가스의 유해물질 배출을 줄여 대기를 오염시키는 요인을 없애어 그만큼 환경 보호를 할수 있으며, 또 연소효율 상승에 따른 연비 절약으로 에너지를 절약할 수 있게 한 경제적인 이득도 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 내연기관의 폭발 행정 시 순간적으로 발생하게 되는 고열을 흡수하여 항시 예열 상태로 있다가 그 열을 주위로 발산하여 연소 작용을 함에 의해, 소음의 극소화로 인한 정숙성을 향상시킴은 물론 출력과 연비를 향상시키고, 유해 배기가스인 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NO_X(질소산화물)을 저감하여 환경오염을 방지할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

삭제
디젤 내연기관의 연소실 내로 유입되는 혼합기를 압축시키기 위한 피스톤(300); 및

상기 피스톤(300)의 상면으로 소정 간격을 이루게 설치된 몸체(252)와 상기 몸체(252)의 외주면에서 하부로 돌출 형성되어 상기 피스톤(300)의 상면에 고정되는 지지다리(254)와 상기 몸체(252)의 상부에 부착된 미세공(252b)들과 관통공(252a)이 형성된 원판(252c)으로 이루어지며, 내열성과 열전도성이 우수한 니켈강, 크롬강, 니켈-크롬강, 백금(Pt).이리듐(Ir).오스뮴(Os) 강 중에서 선택한 어느 하나의 초내열합금 재질로 된 연소촉진용 유도체(200c)를 포함하는 디젤 내연기관의 연소 촉진장치.