KR101365900B1 - 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프에 관한 것으로, 연료유 흡입구와 플런저 가이드가 설치되는 펌프하우징과 상기 펌프하우징에 삽입 설치되는 펌프배럴을 구비하고, 상기 플런저 가이드에 결합되는 플런저를 상기 펌프배럴을 따라 기동시켜 고압연료를 엔진에 분사하는 연료 분사펌프에 있어서, 상기 플런저의 하단에 형성되어 우산 형상으로 되어 있는 엄브렐러 플런저 가이드, 및 상기 엄브렐러 플런저 가이드의 돌출부를 감싸며, 상기 돌출부를 가이드하는 드라이브 플런저를 포함한다. 이러한 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프는 플런저 가이드가 원주방향으로 받는 힘과 움직임을 제어할 수 있도록 하는 드라이브 플런저를 설치하여 플런저의 수명을 증가시키며, 해당 드라이브 플런저에 윤활유를 공급해서 윤활유가 계속적으로 순환되게 하여 윤활유의 역류를 막을 수 있다. 이를 통해 펌프배럴과 플런저 간 윤활을 위해 공급되는 연료유와 드라이브 플런저와 구동부 간 윤활을 위해 공급되는 윤활유가 혼합되지 않아, 윤활유의 교체 주기를 증가시킬 수 있다.

Description

엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프{FUEL INJECTION PUMP WITH UMBRELLA PLUNGER GUIDE}
본 발명은 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고압연료를 엔진에 분사하는 연료 분사펌프의 엄브렐러 플런저 가이드에 형성된 돌출부를 가이드하여 플런저 가이드를 제어하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프에 관한 것이다.
일반적으로, 선박용 엔진에 사용되는 연료 분사펌프는 Shop test, 해상 운전시, 및 본 운전시 각기 다른 연료의 점도인 Bunker-C(HFO: HEAVY FUEL OIL)를 사용하고, 또한 대체 연료로서 MDO(MARINE DIESEL OIL)를 사용하여 엔진 분사를 하기 위한 고압을 형성하게 된다. 이때 연료펌프는 고압 분사용 메인 연료로서 HFO, MDO를 사용하지만 이를 구동하는 장치나 연동된 기구의 작동을 위하여 별도의 윤활유(Lubricating Oil)를 사용한다. 보통 윤활유는 연료 분사펌프의 작동 후에 엔진 챔버 내로 회수된 후, 필요한 메쉬 사이즈를 통해서 재사용 되도록 함으로써, Re-circulation 개념으로 사용되고 있다.
한편, 한국공개특허 제10-2011-0116576호는 연료펌프에 구비되어 연료를 분사하도록 하는 플런저를 분사패턴을 달리하도록 다중으로 구성한 디젤엔진의 다중 연료분사장치에 관한 것으로서, 연료를 분사하여 인젝터를 통해 각 실린더의 연소실에 분사되도록 하는 연료분사펌프로 구성되는 디젤엔진의 연료분사장치로서, 하우징, 상기 하우징의 내부에 승, 하강이 되면서 메인 연료 흡입구를 통해 유입된 메인 연료를 메인 연료 토출구를 통해 분사되도록 하는 메인 플런저, 및 상기 메인 플런저의 승, 하강 동작에 따라 승,하강 동작이 이루어지도록 하우징의 내부에 구비되면서, 상기 메인 플런저와 동시에 작동되면서 다른 분사패턴을 형성하도록 서브연료 흡입구를 통해 서브연료를 흡입하여 서브연료 토출구를 통해 분사되도록 하여 디젤엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 서브 플런저를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 개시된 기술에 따르면, 디젤엔진의 다중 연료분사장치는 연소분사장치를 구성하는 연료분사펌프 내에 2개의 다른 구조를 가지는 플런저를 구비하여 하나는 메인 연료를 분사하도록 하고, 다른 하나는 프리 인젝션과 포스트 인젝션 동작을 수행하도록 하여 연료의 분사패턴을 달리하여 디젤엔진의 운전시 연소성능이 향상되고, 그에 따라 연비절감 및 배기가스의 감소를 이룰 수 있다.
그런데, 연료 분사펌프는 플런저 가이드와 펌프하우징 간의 간격을 증가 시킴으로써, 해당 플런저 가이드와 펌프하우징이 접촉되지 않아 플런저 가이드가 가이드 역할을 제대로 하지 못하여 플런저 가이드가 원주방향으로 받는 힘을 모두 부담하게 되어 플런저의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2011-0116576호
본 발명의 일 실시예는 연료 분사펌프의 엄브렐러 플런저 가이드 중앙부에 돌출부를 형성하여 해당 돌출부를 가이드 하는 드라이브 플런저를 설치하여 플런저 가이드가 원주방향으로 받는 힘과 움직임을 제어하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프는 연료유 흡입구와 플런저 가이드가 설치되는 펌프하우징과 상기 펌프하우징에 삽입 설치되는 펌프배럴을 구비하고, 상기 플런저 가이드에 결합되는 플런저를 상기 펌프배럴을 따라 기동시켜 고압연료를 엔진에 분사하는 연료 분사펌프에 있어서, 상기 플런저의 하단에 형성되어 우산 형상으로 되어 있는 엄브렐러 플런저 가이드, 및 상기 엄브렐러 플런저 가이드의 돌출부를 감싸며, 상기 돌출부를 가이드하는 드라이브 플런저를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 드라이브 플런저의 일측에 형성되어 윤활유를 공급해 주는 윤활유 공급부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 윤활유 공급부보다 높은 위치에 형성되며, 상기 윤활유 공급부에서 공급되는 윤활유가 배출되어 순환할 수 있도록 하는 윤활유 배출부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 드라이브 플런저는 상기 엄브렐러 플런저 가이드의 돌출부 상부와 일정 간격 떨어져서 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 돌출부는 상기 엄브렐러 플런저 가이드의 중앙 하부에 형성되며, 상기 드라이브 플런저와 접촉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프는 플런저 가이드가 원주방향으로 받는 힘과 움직임을 제어할 수 있도록 하는 드라이브 플런저를 설치하여 플런저의 수명을 증가시키며, 해당 드라이브 플런저에 윤활유를 공급해서 윤활유가 계속적으로 순환되게 하여 윤활유의 역류를 막을 수 있다. 이를 통해 펌프배럴과 플런저 간 윤활을 위해 공급되는 연료유와 드라이브 플런저와 구동부 간 윤활을 위해 공급되는 윤활유가 혼합되지 않아, 윤활유의 교체 주기를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프의 드라이브 플런저를 설명하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 있는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프에 윤활유 공급부 및 윤활유 배츨부가 형성된 것을 설명하는 단면도이다.
도 3은 도 1에 있는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프를 설명하는 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프의 드라이브 플런저를 설명하는 단면도이고, 도 2는 도 1에 있는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프에 윤활유 공급부 및 윤활유 배츨부가 형성된 것을 설명하는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프(100)는 펌프하우징(130)의 상부에 한 쌍의 연료유 흡입구(110)가 서로 마주보도록 설치되고, 펌프하우징(130)의 내부에는 펌프배럴(140)이 삽입 설치되며, 펌프하우징(130)의 내측 하부에는 플런저가이드(120)가 구비될 수 있다.
이때, 플런저(150)의 하단부는 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 중앙부에 결합되어 펌프배럴(140)을 따라 엄브렐러 플런저 가이드(160)가 상, 하로 슬라이딩 왕복운동 함으로써, 연료유 흡입구(110)로부터 펌프배럴(140)의 내부로 유입된 연료를 펌프하우징(130)의 상부에 형성되어 있는 연료밸브(인젝터)로 가압 이송시켜 분사할 수 있다.
그리고 펌프하우징(130) 내측 하부에는 엄브렐러 플런저 가이드(160)가 상, 하 방향으로 운동 가능하도록 설치되고, 따라서 플런저(150)는 엄브렐러 플런저 가이드(160)와 함께 상, 하 방향으로 왕복 이동하게 되고, 스프링이 압축된 후, 스프링의 탄성력에 의해 엄브렐러 플런저 가이드(160)를 원상 복귀시키는 역할을 함으로써, 플런저(150)와 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 상, 하 왕복 운동을 지속적으로 반복 가능하도록 할 수 있다.
한편, 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 하부측에는 엄브렐러 플런저 가이드(160)를 지지함과 동시에 상, 하로 왕복시키기 위한 구동부가 설치된다. 이때, 구동부에 의해 엄브렐러 플런저 가이드(160)와 플런저(150)가 상, 하로 왕복운동 됨으로써 지속적인 연료의 가압 송출이 가능하도록 할 수 있다.
그리고 엄브렐러 플런저 가이드(160)는 펌프하우징(130) 내에서 왕복 운동을 하지만 펌프하우징(130)과 일정 간격을 유지하므로, 접촉면에서 마찰이 발생하지 않고, 대신 엄브렐러 플런저 가이드(160)를 가이드하는 드라이브 플런저(170)와 구동부 부품(120)의 접촉면에서 마찰이 발생하게 되며, 이러한 마찰을 방지함과 동시에 원활한 슬라이딩 운동이 가능하도록 드라이브 플런저(170)와 구동부 부품(120) 사이에 윤활유가 주입될 수 있다.
엄브렐러 플런저 가이드(160)는 바닥면 둘레에 다수 개의 홀이 방사상 형상으로 해당 홀들이 일정 간격 이격되도록 관통 설치될 수 있다.
이에, 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 바닥면 둘레에는 다수 개의 홀을 통해서 연료유가 통과할 수 있으며, 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 하부로 갈수록 외측 방향으로 일정 각도 경사지도록 설치되어 연료유가 외측 방향으로 흘러가도록 유도할 수 있다.
한편, 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 외측 하단면에 일정 높이로 하향 돌출된 돌출부(161)가 형성되며, 이때 돌출부(161)는 엄브렐러 플런저 가이드(140)의 하단면 둘레를 따라 환형으로 돌출 형성될 수 있다.
이로 인해서 엄브렐러 플런저 가이드(160)는 연료유가 아래로 이동되지 않고 연료유 배출구(111)로 이동하여 외부로 배출될 수 있도록 안내 역할을 할 수 있다. 여기서 엄브렐러 플런저 가이드(160)는 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 이동거리 등을 고려하여 적절한 높이로 형성될 수 있다.
엄브렐러 플런저 가이드(160)는 플런저(150)의 하단에 형성되어 우산 형상으로 되어 있으며, 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 중앙 하부에 돌출부(161)가 있어 드라이브 플런저(170)가 해당 돌출부(161)를 감싸고 있다.
이때, 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 우산 형상에 따라서 펌프하우징(130)의 윤활구역과 구동부의 윤활구역을 분리시킴으로써, 연료유와 윤활유가 섞이는 것을 방지할 수 있다.
드라이브 플런저(170)는 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 돌출부(161)를 감싸며, 돌출부(161)를 가이드할 수 있는데, 이때 엄브렐러 플런저 가이드(160)를 감싸고 있는 드라이브 플런저(170)의 상부와 해당 엄브렐러 플런저 가이드(160)의 사이가 일정한 간격(171)으로 떨어져서 형성될 수 있다.
그로 인해서, 플런저(150)와 엄브렐러 플런저 가이드(160)에 의해 드라이브 플런저(170)에 응력이 집중되는 것을 막을 수 있으며, 드라이브 플런저(170)와 엄브렐러 플런저 가이드(160) 간의 측면 접촉으로 인해 엄브렐러 플런저 가이드(160)가 원주방향으로 받는 힘 및 플런저(150)의 움직임을 제어할 수 있어 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프(100)가 안정적으로 운행될 수 있다.
그리고 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프(100)는 윤활유 공급부(180)를 더 포함할 수 있다.
윤활유 공급부(180)는 드라이브 플런저(170)의 일측에 형성되어 윤활유를 공급해 줄 수 있다. 이때, 윤활유 공급부(180)에서 공급되는 윤활유는 구동부 부품(120)과 드라이브 플런저(170)의 사이에 공급되어 이에 따라 드라이브 플런저(170)와 구동부 부품(120) 간의 마찰을 감소시켜 드라이브 플런저(170)가 원활하게 기동될 수 있도록 해준다.
그리고 윤활유 공급부(180)에서 공급된 윤활유는 윤활유 배출부(190)를 지나 드라이브 플런저(170)의 주위에 설치되어 있는 순환관을 통해서 순환할 수 있다.
또한, 윤활유 배출부(190)는 윤활유 공급부(180)보다 높은 위치에 형성되어 있으며, 윤활유 공급부(180)에서 공급되는 윤활유가 배출되어 순환할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 윤활유 배출부(190)가 윤활유 공급부(180)보다 높은 위치에 형성되어 윤활유의 역류를 막을 수 있으며, 드라이브 플런저(170)의 주위에 설치된 순환관을 통해 윤활유가 순환될 수 있다.
이로 인해서 플런저(150)와 펌프배럴(140)의 마찰을 감소시키기 위해서 공급되는 연료유와 드라이브 플런저(170)와 구동부 부품(120)의 마찰을 줄이기 위해서 공급되는 윤활유가 섞이지 않아 혼합오일이 생성되지 않을 수 있다.
아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프의 동작을 보다 상세히 살펴본다.
도 3은 도 1에 있는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프를 설명하는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프(100)는 펌프하우징(130)의 상부에 설치된 한 쌍의 연료유 흡입구(110)를 통해서 플런저(150)의 상부에 연료유가 주입되며, 연료유가 주입된 상태에서 구동부에 의해 엄브렐러 플런저 가이드(160)가 상, 하로 왕복 운동을 하게 되면, 이에 연동되어 플런저(150)도 슬라이딩 운동을 하면서 주입된 연료를 펌프하우징(130) 상부의 연료밸브로 송출할 수 있다.
이때, 엄브렐러 플런저 가이드(160)에 의해서 연료유가 하부 구동부로 이동되지 않고 연료유 배출구(111)로 이동하여 외부로 배출될 수 있다. 그리고 엄브렐러 플런저 가이드(160)와 플런저(150)가 같이 움직일 때, 드라이브 플런저(170)의 일측에 설치되어 있는 윤활유 공급부(180)에서 드라이브 플런저(170)와 구동부 부품(120) 사이에 윤활유를 공급해 주어 구동부 부품(120)과 드라이브 플런저(170) 간에 생기는 마찰을 감소시켜줄 수 있으며, 이에 윤활유는 윤활유의 역류를 막기 위해서 윤활유 공급부(180)보다 높은 위치에 형성되어 있는 윤활유 배출부를 통해서 순환할 수 있다.
따라서 엄브렐러 플런저 가이드(160)가 펌프하우징(130)의 윤활구역과 구동부의 윤활구역을 분리시킴으로써, 플런저(150)의 작동 과정에서 연료유와 윤활유가 섞이는 것을 방지하게 되어 엔진 시스템 보호는 물론 윤활유의 교체주기를 연장할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프
110: 연료유 흡입구
120: 구동부 부품
130: 펌프하우징
140: 펌프배럴
150: 플런저
160: 엄브렐러 플런저 가이드
161: 돌출부
170: 드라이브 플런저
180: 윤활유 공급부
190: 윤활유 배출부

Claims (5)

  1. 연료유 흡입구와 플런저 가이드가 설치되는 펌프하우징과 상기 펌프하우징에 삽입 설치되는 펌프배럴을 구비하고, 상기 플런저 가이드에 결합되는 플런저를 상기 펌프배럴을 따라 기동시켜 고압연료를 엔진에 분사하는 연료 분사펌프에 있어서,
    상기 플런저의 하단에 형성되어 우산 형상으로 되어 있는 엄브렐러 플런저 가이드; 및
    상기 엄브렐러 플런저 가이드의 돌출부를 감싸며, 상기 돌출부를 가이드하는 드라이브 플런저;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드라이브 플런저의 일측에 형성되어 윤활유를 공급해 주는 윤활유 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 윤활유 공급부보다 높은 위치에 형성되며, 상기 윤활유 공급부에서 공급되는 윤활유가 배출되어 순환할 수 있도록 하는 윤활유 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프.
  4. 제1항에 있어서, 상기 드라이브 플런저는
    상기 엄브렐러 플런저 가이드의 돌출부 상부와 일정 간격 떨어져서 형성된 것을 특징으로 하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프.
  5. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는
    상기 엄브렐러 플런저 가이드의 중앙 하부에 형성되며, 상기 드라이브 플런저와 접촉되는 것을 특징으로 하는 엄브렐러 플런저 가이드가 구비된 연료 분사펌프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180078952A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 공주대학교 산학협력단 자력을 이용한 플런저 리턴 인젝터

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