KR101200791B1

KR101200791B1 - 가스인젝터용 분사노즐

Info

Publication number: KR101200791B1
Application number: KR1020120060270A
Authority: KR
Inventors: 전점영; 권태주
Original assignee: 권태주; 전점영
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-11-13

Abstract

본 발명은 가스가 유출입되는 유입구를 갖는 하우징에 결합되는 가스인젝터용 분사노즐에 관한 것으로서, 상기 하우징의 하부에 결합되어 가스가 유입되는 노즐본체와; 상기 노즐본체의 내부에 결합되어 상기 가스를 내연기관 측으로 분사하는 노즐소켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스인젝터용 분사노즐{SPRAY NOZZLE FOR GAS INJECTOR}

본 발명은 분사노즐에 관한 것으로, 보다 자세히는 가공성을 향상시켜 불량률과 제품을 생산함에 있어 생산품의 사양을 한가지만으로 생산할 수있는 장점을 갖는 가스인젝터용 분사노즐에 관한 것이다.

가스인젝터는 외부에서 유입되는 가스를 차량의 내연기관에 매 행정마다 일정량씩 공급하는 장치이다. 이러한 가스인젝터는 일본공개특허 2000-110666호, 한국등록특허 제0767123호에 개시된 바 있다.

종래 가스인젝터는 가스가 유입되는 하우징과, 하우징에 결합되어 가스를 내연기관으로 분사하는 분사노즐을 포함한다.

도 1은 종래 분사노즐(10)의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 종래 분사노즐(10)은 가스가 이동하기 위한 이동로가 축방향을 따라 형성된다. 그런데, 종래 분사노즐(10)에 형성된 이동로는 상부영역으로부터 하부영역까지 직경이 서로 상이하게 형성된다. 즉, 하우징으로부터 가스가 유입되는 가스유입로(15)의 직경과, 가스가 유동되는 유동로(11)의 직경과, 연결로(13)의 직경이 모두 상이하게 형성된다.

여기서, 가스차량은 배기량에 따라 내연기관에 공급해야 하는 가스양이 상이하다. 가스인젝터가 한 번의 개폐 동작으로 내연기관에 공급하는 가스의 양은 분사노즐(10)에 형성되어 있는 유로의 내경(a)과 가스유입로(15)의 깊이(b)에 따라 조절된다. 즉, 가스인젝터(10) 입구부와 밸브부재(미도시)의 개폐로드(미도시) 간의 이격거리(b)에 따라 입구부 유로의 개방시간이 달라지고 이는 곧 한 번의 개폐로 분사되는 가스의 양을 결정한다.

이에 따라 분사노즐(10)을 가공할 때 가스유입로(15)의 깊이(b)와 연결로(13)의 직경(a)은 정밀하게 가공되는 것이 요구된다.

그런데, 서로 연결된 유동로(11), 연결로(13) 및 가스유입로(15)를 공작기계를 이용하여 가공하기는 어려움이 있다. 즉, 호닝기와 같은 공작기계를 이용해 분사노즐(10)의 내경을 가공할 때, 상대적으로 직경이 큰 가스유입로(15)를 가공한 후, 직경이 작은 연결로(13)를 가공하고, 다시 직경이 큰 유동로(11)를 순차적으로 가공하게 된다. 이 때, 각각의 내경에 맞는 바이트를 바꿔가며 가공하게 된다. 바이트를 한번 바꿀 때마다 오차가 발생되게 되므로 복수회에 걸쳐 바이트를 바꾸게 되면 작업 정밀도가 떨어지고 불량률 발생이 증가되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 가공이 용이하여 불량률을 줄일 수 있는 가스인젝터용 분사노즐을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 가스인젝터 생산시 각기 사양이 다르면 처음부터 조립공정을 거쳐 생산해야만하는 불편함을 가장 용량이 큰 제품으로 생산 후 노즐 소켓만 교체하여 사양을 구분하여 사용하여 자동차 엔진에서 요구하는 가스량을 충족 할수 있는 가스인젝터용 분사노즐을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가공 후 가스유입로의 깊이를 조절할 수 있는 가스인젝터용 분사노즐을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 가스가 유출입되는 유입구를 갖는 하우징에 결합되는 가스인젝터용 분사노즐에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 가스인젝터용 분사노즐은, 상기 하우징의 하부에 결합되어 가스가 유입되는 노즐본체와; 상기 노즐본체의 내부에 결합되어 상기 가스를 내연기관 측으로 분사하는 노즐소켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 노즐본체의 내부에는 축방향을 따라 상기 노즐소켓의 외경에 대응되는 제1직경의 소켓결합로가 관통형성되고, 상부에는 상기 제1직경에 비해 작은 제2직경으로 상기 유입구로부터 상기 가스가 유입되는 가스유입로가 형성되고, 상기 노즐소켓은 상기 제2직경 보다 작은 제3직경을 갖는 가스유동로와, 상기 가스유동로의 상부에 구비되며 상기 제3직경에 비해 작은 제4직경을 갖는 가스연결로가 구비된다.

일 실시예에 따르면, 상기 노즐본체의 내벽면에는 암나사가 형성되고, 상기 노즐소켓의 외벽면에는 수나사가 형성되어 서로 나사결합된다.

일 실시예에 따르면, 상기 노즐소켓이 상기 노즐본체 내부에 나사결합될 때, 회전수를 조절하여 상기 가스유입로의 깊이를 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 가스인젝터용 분사노즐은 종래 일체로 형성되던 구조에서 내경변화가 적은 노즐본체와 노즐소켓의 두 개의 구조로 변경하여 내경 가공시 작업정밀도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해 제품 불량률을 줄일 수 있어 제조단가를 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스인젝터용 분사노즐은 노즐본체와 노즐소켓이 나사결합되므로, 나사결합정도를 조절하여 가스의 1회 분사량을 일정범위에서 조절이 가능하게 된다.

도 1은 종래 가스인젝터용 분사노즐의 구성을 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 가스인젝터용 분사노즐의 구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 분사노즐이 적용된 가스인젝터의 구성을 도시한 단면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2는 본 발명에 따른 가스인젝터용 분사노즐(100)의 단면구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 가스인젝터의 구성을 도시한 단면도이다.

가스인젝터는 하우징(1)과, 하우징(1)에 결합된 분사노즐(100)과, 하우징(1) 내부에 결합되며 분사노즐(100)을 개폐하는 개폐밸브(5)를 포함한다.

하우징(1)은 분사노즐(100)과 개폐밸브(5)가 수용되는 수용공간(1a)이 형성된다. 수용공간(1a)은 가스가 유입되는 가스유입구(1b)와 연결된다. 밸브부재(5)는 하우징(1)의 상부에 결합되며 솔레노이드 방식으로 승하강하며 분사노즐(100)의 가스유입로(115)를 개폐한는 개폐로드(5a)를 갖는다.

본 발명에 따른 분사노즐(100)은 개폐밸브(5)에 의해 개폐되며 가스유입구(1b)를 통해 수용공간(1a) 내부로 유입된 가스를 공급받아 내연기관(미도시)으로 분사한다. 분사노즐(100)은 하우징(1) 내부에 수용되는 노즐본체(110)와, 노즐본체(110)에 결합되는 노즐소켓(120)을 포함한다.

노즐본체(110)는 일정 길이를 갖는 로드 형상으로 형성되며 내부에 축방향을 따라 소켓결합로(112)와 가스유입로(115)가 형성된다. 소켓결합로(112)는 노즐소켓(120)이 삽입되는 공간을 제공한다. 소켓결합로(112)는 노즐소켓(120)의 외경에 대응되는 제1직경(d₁)으로 관통형성된다.

이 때, 소켓결합로(112)의 하부 내벽면에는 노즐소켓(120)과 결합되는 암나사(111)가 일정길이 형성된다. 암나사(111)는 노즐소켓(120)의 외벽면에 형성된 수나사(121)와 나사결합되어 노즐소켓(120)이 노즐본체(110) 내부에 고정되도록 한다.

가스유입로(115)는 노즐본체(110)의 상부에 형성된다. 가스유입로(115)는 소켓결합로(112)의 제1직경(d₁)에 비해 일정길이 작은 제2직경(d₂)으로 형성된다. 가스유입로(115)는 개폐로드(5a)에 의해 개폐된다. 가스유입로(115)와 소켓결합로(112) 사이에는 직경차이에 의해 제1경사면(113)이 형성된다.

노즐본체(110)는 제1직경(d₁)과 제2직경(d₂)의 두 개의 직경변화을 갖도록 형성되므로 가공시 호닝기와 같은 공작기계를 이용해 내경을 가공할 때 종래 분사노즐(도1의 10)에 비해 내경 변화가 적으므로 바이트의 교체가 적어져 작업정밀도가 증가되고, 가공시간도 짧아지며 불량률도 줄일 수 있다.

노즐소켓(120)은 노즐본체(110) 내부에 삽입되어 가스를 내연기관(미도시)으로 분사한다. 노즐소켓(120)은 내부에 가스가 유동되는 가스유동로(125)와, 가스연결로(127)가 관통형성된다.노즐소켓(120)은 외경이 소켓결합로(112)의 내경에 대응되게 형성되어 노즐본체(110) 내부에 삽입된다. 이 때, 노즐소켓(120)의 외벽면에는 수나사(121)가 일정길이 형성된다.

노즐소켓(120)은 노즐본체(110)에 상부영역부터 삽입되며 암나사(111)와 수나사(121)가 나사결합된다. 이 때, 나사결합에 의해 노즐소켓(120)은 회전되며 점차적으로 상부로 삽입되고, 나사결합되는 회전수를 조절하여 가스유입로(115)의 깊이(b')를 조절할 수 있다.

즉, 암나사(111)와 수나사(121)의 나사결합되는 길이를 조절하여 노즐소켓(120)의 선단부가 노즐본체(110) 내부로 삽입되는 정도를 일정길이 범위 내에서 조절할 수 있다. 이에 의해 노즐본체(110) 상단면과 노즐소켓(120) 상단면 사이에 형성되는 가스유입로(115)의 깊이(b')가 조절될 수 있다.

가스연결로(127)는 노즐소켓(120)의 상부에 형성되어 노즐소켓(120)의 상부에 형성되어 노즐본체(110)의 가스유입로(115)와 직접 연결된다. 가스연결로(127)의 직경(a')와 가스유입로(115)의 직경(d₂) 및 깊이(b')는 가스 분사량을 결정짓게 된다.

가스유동로(125)는 가스연결로(127)와 연결되게 노즐소켓(120)의 몸체에 형성되어 가스연결로(127)를 통해 유입된 가스를 내연기관(미도시) 측으로 분사한다.

이 때, 가스유동로(125)의 제3직경(d₃)은 가스유입로(115)의 제2직경(d₂)에 비해 작고, 가스연결로(127)의 제4직경(a')에 비해 크게 형성된다. 가스유동로(125)와 가스유입로(115) 사이의 연결영역에는 제2경사면(123)이 형성된다.

노즐소켓(120)은 제3직경(d₃)과 제4직경(a')을 갖도록 형성되므로 가공시 호닝기와 같은 공작기계를 이용해 내경을 가공할 때 종래 분사노즐(도1의 10)에 비해 내경 변화가 적으므로 바이트의 교체가 적어져 작업정밀도가 증가되고, 가공시간도 짧아지며 불량률도 줄일 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 분사노즐(100)이 적용된 가스인젝터의 작동과정을 도 3을 참조하여 설명한다.

하우징(1) 내부의 가스유입구(1b)가 개방되면 수용공간(1a) 내부로 가스가 유입된다. 이 때, ECU(미도시)의 제어에 의해 밸브부재(5)로 전기적인 신호가 인가되면 솔레노이드 방식에 의해 개폐로드(5a)가 승강하게 된다. 개폐로드(5a)가 승강되며 가스유입로(115)가 개방되면 수용공간(1a) 내부의 가스가 분사노즐(100) 내부로 공급된다.

가스유입로(115)로 유입된 가스는 가스연결로(127)와 가스유동로(125)를 경유하여 내연기관(미도시)으로 분사된다.

이 때, 한 번의 개폐로 공급되는 가스량은 가스유입로(115)의 깊이(b')와 가스연결로(127)의 제4직경(a')에 의해 결정된다. 가스유입로(115)의 깊이(b')는 노즐본체(110)에 노즐소켓(120)을 결합시킬 때 나사결합되는 정도를 조절하여 일정범위에서 조절이 가능하다. 따라서, 배기량에 맞는 노즐본체(110)를 변경하지 않고 노즐본체(110)와 노즐소켓(120)의 결합정도를 조절하여 가스공급량을 조절할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 가스인젝터용 분사노즐은 종래 일체로 형성되던 구조에서 노즐본체와 노즐소켓의 두 개의 구조로 변경하여 내경 가공시 작업정밀도를 향상시킬 수 있다. 이에 의해 제품 불량률을 줄일 수 있어 제조단가를 낮출 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 가스인젝터용 분사노즐의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 인젝터용 분사노즐 110 : 노즐본체
111 : 암나사 112 : 소켓결합로
113 : 제1경사면 115 : 가스유입로
120 : 노즐소켓 121 : 수나사
123 : 제2경사면 125 : 가스유동로
127 : 가스연결로

Claims

가스가 유출입되는 유입구를 갖는 하우징에 결합되는 가스인젝터용 분사노즐(100)에 있어서,
상기 하우징의 하부에 결합되어 가스가 유입되는 가스유입로(115)가 형성된 노즐본체(110)와;
상기 노즐본체(110)의 내부에 결합되어 상기 가스를 내연기관 측으로 분사하는 노즐소켓(120)을 포함하고,
상기 노즐본체(110)의 내벽면에는 암나사가 형성되고, 상기 노즐소켓(120)의 외벽면에는 수나사가 형성되어 서로 나사결합되며,
상기 노즐소켓(120)이 상기 노즐본체(110) 내부에 나사결합될 때 회전수를 조절하여 상기 가스유입로(115)의 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는 가스인젝터용 분사노즐.
제1항에 있어서,
상기 노즐본체(110)의 내부에는 축방향을 따라 상기 노즐소켓(120)의 외경에 대응되는 제1직경(d₁)의 소켓결합로(112)가 관통형성되고, 상부에는 상기 제1직경(d₁)에 비해 작은 제2직경(d₂)으로 상기 유입구로부터 상기 가스가 유입되는 가스유입로(115)가 형성되고,
상기 노즐소켓(120)은 상기 제2직경(d₂) 보다 작은 제3직경(d₃)을 갖는 가스유동로(125)와, 상기 가스유동로(125)의 상부에 구비되며 상기 제3직경(d₃)에 비해 작은 제4직경(a')을 갖는 가스연결로(127)가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스인젝터용 분사노즐.
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