KR102277381B1 - Intake vortex generating device of internal combustion engine - Google Patents

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KR102277381B1
KR102277381B1 KR1020210007183A KR20210007183A KR102277381B1 KR 102277381 B1 KR102277381 B1 KR 102277381B1 KR 1020210007183 A KR1020210007183 A KR 1020210007183A KR 20210007183 A KR20210007183 A KR 20210007183A KR 102277381 B1 KR102277381 B1 KR 102277381B1
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Abstract

The present invention relates to an intake vortex generating apparatus of an internal combustion engine. The vortex generating apparatus of the internal combustion engine according to the present invention is configured to enable an angle adjustment of vortex blades according to an output of an engine. Therefore, when it is necessary to generate a vortex, the vortex blade is inclined in a preset first set angle range to effectively generate the vortex. On the other hand, when vortex generation is not required, the vortex blade is inclined in a preset second set angle range to minimize airflow obstruction. Due to this, efficiency of the internal combustion engine can be further improved. The intake vortex generating apparatus of the internal combustion engine of the present invention comprises: an inner tube; an outer tube; the vortex blade; and a blade angle variable means.

Description

내연기관의 흡기 와류 발생 장치{Intake vortex generating device of internal combustion engine}Intake vortex generating device of internal combustion engine

본 발명은 내연기관의 흡기 와류 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진 출력에 따라 와류를 발생시키는 와류 날개의 각도 조절이 가능하도록 구성됨으로써 내연기관의 효율을 보다 향상시킬 수 있는 내연기관의 흡기 와류 발생 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an intake vortex generating device for an internal combustion engine, and more particularly, to an intake air intake of an internal combustion engine capable of further improving the efficiency of an internal combustion engine by being configured to enable angle adjustment of a vortex blade that generates a vortex according to engine output. It relates to a vortex generator.

일반적으로 내연기관의 흡기 시스템은, 에어 클리너, 에어 덕트, 스로틀 바디(Throttle body), 서지 탱크(Surge tank) 및 흡기 매니폴드를 포함하여, 상기 에어 클리너를 통해 정화된 공기가 상기 에어 덕트를 통해 상기 스로틀 바디로 공급되고, 상기 스로틀 바디에 의해 흡기 유량이 제어되면서 상기 서지 탱크와 상기 흡기 매니폴드를 통해 연소실로 공급된다. 이러한 내연기관은 상기 스로틀 바디에 의해 상기 연소실로 유입되는 흡기량이 조절되어, 엔진의 출력이 제어된다. In general, an intake system of an internal combustion engine includes an air cleaner, an air duct, a throttle body, a surge tank, and an intake manifold, so that the air purified by the air cleaner passes through the air duct. It is supplied to the throttle body, and is supplied to the combustion chamber through the surge tank and the intake manifold while the intake air flow rate is controlled by the throttle body. In such an internal combustion engine, the amount of intake air flowing into the combustion chamber is adjusted by the throttle body, so that the output of the engine is controlled.

상기 연소실로 흡입되는 공기 흐름은 엔진의 출력과 연비에 큰 영향을 주기 때문에, 스로틀 바디를 통과하여 상기 연소실로 공급되는 공기의 흐름에 와류를 발생시키기 위한 고정 날개들이 구비된 와류 발생 장치가 개발되었다. 상기 와류 발생 장치는, 상기 연소실로 공급되는 공기의 흐름에 와류를 발생시킴으로써, 유속을 증가시키고 강력한 흡입 공기를 확보하여 연소가스의 배출력 증대를 얻을 수 있다. Since the air flow sucked into the combustion chamber has a great effect on the engine's output and fuel efficiency, a vortex generator having fixed blades for generating a vortex in the flow of air supplied to the combustion chamber through the throttle body has been developed. . The vortex generating device, by generating a vortex in the flow of air supplied to the combustion chamber, by increasing the flow rate and securing strong intake air, it is possible to obtain an increase in the exhaust power of the combustion gas.

그러나, 종래의 와류 발생 장치는, 엔진 구동시 일부 구간에서는 와류 발생으로 인한 효과를 얻을 수 있지만, 나머지 구간에서는 오히려 고정 날개로 인해 공기 흐름에 저항이 발생하여 출력 향상이 저해되는 문제점이 있다. However, in the conventional vortex generating device, an effect due to vortex generation can be obtained in some sections when the engine is driven, but in the remaining sections, resistance to air flow is generated due to the fixed blades, thereby hindering output improvement.

한국등록실용신안 제20-0236914호Korea Registered Utility Model No. 20-0236914

본 발명의 목적은, 엔진의 회전수 변화에 따라 각도 변화가 가능하여 효율이 보다 향상될 수 있는 내연기관의 와류 발생 장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vortex generating device for an internal combustion engine in which efficiency can be further improved by allowing an angle change according to a change in engine rotation speed.

본 발명에 따른 내연기관의 와류 발생 장치는, 스로틀 바디와 서지 탱크 사이에 연통되게 결합된 이너 관과; 상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과; 상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와; 상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜,상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 날개 각도 가변수단을 포함한다. A vortex generating device for an internal combustion engine according to the present invention includes: an inner tube coupled to communicate between a throttle body and a surge tank; an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube; a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex; Blade angle variable means for connecting the outer tube and the rotary shaft to rotate the outer tube and the rotary shaft according to at least one of an engine rotation speed and an intake air amount to vary the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube includes

상기 날개 각도 가변수단은, 상기 아우터 관의 일측 단부에서 원주방향을 따라 길게 형성되어 랙 기어와, 일측은 상기 랙 기어에 맞물리도록 기어가 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축에 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 상기 랙 기어에 의해 회전하면서 상기 회전축을 회전시키는 피니언 기어와, 상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와, 상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.The blade angle variable means is formed elongated in the circumferential direction at one end of the outer tube, the rack gear, one side is formed with a gear to mesh with the rack gear, and the other side is fixedly coupled to the rotation shaft of the vortex blade, the A pinion gear that rotates the rotation shaft while rotating by the rack gear when the outer tube rotates, an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube, and the rotation speed of the engine and the intake air amount according to at least one A control unit for controlling the operation of the actuator is included.

상기 와류 날개는, 상기 이너 관의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 상기 피니언 기어는, 상기 복수의 와류 날개들의 각 회전축에 각각 결합되도록 복수개가 구비된다. A plurality of the vortex blades are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumferential direction of the inner tube, and the pinion gear is provided in plurality so as to be respectively coupled to respective rotation shafts of the plurality of vortex blades.

상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시킨다. The control unit, when the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, operates the actuator so that the angle of the wing portion is in the first preset angle range to generate a vortex.

상기 제1설정 회전수 범위는, 600rpm 내지 1000rpm이고, 상기 제1설정 각도는, 44ㅀ 내지 46ㅀ이다.The first set rotation speed range is 600 rpm to 1000 rpm, and the first set angle is 44° to 46°.

상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 증가시켜 상기 액추에이터를 작동시킨다. The control unit, when the rotation speed of the engine exceeds a preset first set rotation speed range, increases the angle of the wing portion according to the increase in the rotation speed of the engine to operate the actuator.

상기 날개 각도 가변수단은, 상기 아우터 관의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 아우터 관의 회전시 일체로 회전하는 고정 핀과, 일측은 상기 고정 핀이 삽입되어 슬라이딩하는 슬릿이 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축이 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 일측은 상기 아우터 관의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하고 타측은 상기 회전축을 회전시키는 회전 레버와, 상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와, 상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.The blade angle variable means is formed to protrude from the outer circumferential surface of the outer tube, and a fixed pin that rotates integrally when the outer tube rotates, one side of which is formed with a slit into which the fixed pin is inserted and sliding, and the other side of the vortex blade A rotating shaft is fixedly coupled to a rotary lever for rotating the outer tube when one side slides along the outer circumferential surface of the outer tube and the other side rotates the rotation shaft, and an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube, and a control unit controlling the operation of the actuator according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount.

상기 와류 날개는, 상기 이너 관의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치되고, 상기 고정 핀은, 상기 와류 날개들의 개수에 대응되게 복수개가 형성되고, 상기 회전 레버는, 상기 복수의 와류 날개들의 각 회전축에 각각 결합되도록 복수개가 구비된다. A plurality of the vortex blades are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumferential direction of the inner tube, and a plurality of the fixing pins are formed to correspond to the number of the vortex blades, and the rotary lever is the plurality of vortexes. A plurality is provided so as to be respectively coupled to each rotation shaft of the blades.

상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시킨다. The control unit, when the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, operates the actuator so that the angle of the wing portion is in the first preset angle range to generate a vortex.

상기 제1설정 회전수 범위는, 600rpm 내지 1000rpm이고, 상기 제1설정 각도는, 44ㅀ 내지 46ㅀ이다.The first set rotation speed range is 600 rpm to 1000 rpm, and the first set angle is 44° to 46°.

상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 증가시켜 상기 액추에이터를 작동시킨다. The control unit, when the rotation speed of the engine exceeds a preset first set rotation speed range, increases the angle of the wing portion according to the increase in the rotation speed of the engine to operate the actuator.

상기 이너 관은, 상기 와류 날개가 결합된 원통 형상으로 형성된 원통부와, 상기 원통부의 일측 단부에서 상기 스로틀 바디의 배기구 둘레면에 대향되도록 형성되어 상기 스로틀 바디에 체결부재에 의해 체결되는 제1플랜지부와, 상기 원통부의 타측 단부에서 상기 서지 탱크의 흡기구 둘레면에 대향되도록 형성되어 상기 서지 탱크에 체결부재에 의해 체결되는 제2플랜지부를 포함한다.The inner tube has a cylindrical portion formed in a cylindrical shape to which the vortex blade is coupled, and a first plan that is formed to face the circumferential surface of the exhaust port of the throttle body at one end of the cylindrical portion and is fastened to the throttle body by a fastening member It includes a branch and a second flange portion formed to face the circumferential surface of the intake port of the surge tank at the other end of the cylindrical portion and fastened to the surge tank by a fastening member.

본 발명의 다른 측면에 따른 내연기관의 와류 발생 장치는, 흡기 유로에 연통되게 결합된 이너 관과; 상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과; 상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와; 상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜, 상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 날개 각도 가변수단을 포함하고, 상기 날개 각도 가변수단은, 상기 아우터 관의 일측 단부에서 원주방향을 따라 길게 형성되어 랙 기어와, 일측은 상기 랙 기어에 맞물리도록 기어가 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축에 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 상기 랙 기어에 의해 회전하면서 상기 회전축을 회전시키는 피니언 기어와, 상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와, 상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시키고, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 증가시켜 상기 액추에이터를 작동시킨다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for generating a vortex of an internal combustion engine, comprising: an inner tube coupled to an intake passage in communication; an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube; a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex; Blade angle variable means for connecting the outer tube and the rotary shaft to rotate the outer tube and the rotary shaft according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount to vary the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube Including, wherein the blade angle variable means is formed to be elongated along the circumferential direction at one end of the outer tube, and the rack gear, one side is formed with a gear to mesh with the rack gear, and the other side is fixed to the rotation shaft of the vortex blade A pinion gear coupled to the outer tube to rotate the rotation shaft while rotating by the rack gear when the outer tube is rotated, an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube, and at least one of the engine rotation speed and the intake air amount Including a control unit for controlling the operation of the actuator according to one, wherein the control unit, when the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, the angle of the wing part is preset to generate a vortex The actuator is operated so as to be in the angular range, and when the rotation speed of the engine exceeds a preset first set rotation speed range, the angle of the wing portion is increased according to the increase in the rotation speed of the engine to operate the actuator.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 내연기관의 와류 발생 장치는, 흡기 유로에 연통되게 결합된 이너 관과; 상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과; 상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와; 상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜, 상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 날개 각도 가변수단을 포함하고, 상기 날개 각도 가변수단은, 상기 아우터 관의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 아우터 관의 회전시 일체로 회전하는 고정 핀과, 일측은 상기 고정 핀이 삽입되어 슬라이딩하는 슬릿이 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축이 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 일측은 상기 아우터 관의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하고 타측은 상기 회전축을 회전시키는 회전 레버와, 상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와, 상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시키고, 상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 증가시켜 상기 액추에이터를 작동시킨다. According to another aspect of the present invention, there is provided a vortex generating device for an internal combustion engine, comprising: an inner tube coupled to an intake passage in communication; an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube; a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex; Blade angle variable means for connecting the outer tube and the rotary shaft to rotate the outer tube and the rotary shaft according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount to vary the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube Including, the wing angle variable means, a fixing pin formed to protrude from the outer peripheral surface of the outer tube and rotate integrally when the outer tube rotates, one side is formed with a slit into which the fixing pin is inserted and sliding, and the other side is The rotation shaft of the vortex blade is fixedly coupled, and when the outer tube rotates, one side slides along the outer circumferential surface of the outer tube and the other side rotates the rotary lever for rotating the rotation shaft, and is coupled to the outer tube to rotate the outer tube and a control unit for controlling the operation of the actuator according to at least one of the rotation speed of the engine and the intake air amount, wherein the control unit includes, when the rotation speed of the engine is within a preset first set rotation speed range, the The actuator is operated so that the angle of the wing part is in a first preset angular range to generate a vortex, and when the engine speed exceeds the preset first set speed range, according to the increase in the engine speed, the The actuator is actuated by increasing the angle of the wing.

본 발명에 따른 내연기관의 와류 발생 장치는, 엔진의 출력에 따라 와류 날개의 각도 조절이 가능하도록 구성됨으로써, 와류 발생이 필요할 때는 와류 날개를 미리 설정된 제1설정 각도 범위로 경사지게 배치하여 와류를 효과적으로 발생시키고, 와류 발생이 필요하지 않을 때에는 와류 날개를 미리 설정된 제2설정 각도 범위로 경사지게 배치하여 공기 흐름에 방해를 최소화시킬 수 있기 때문에, 내연기관의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.The device for generating a vortex for an internal combustion engine according to the present invention is configured to allow the angle adjustment of the vortex blades according to the output of the engine. When the vortex generation is not required, the vortex blades are inclined in a preset second set angle range to minimize obstruction to the air flow, thereby further improving the efficiency of the internal combustion engine.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 내연기관의 흡기 시스템에 와류 발생 장치가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 날개를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 날개의 회전을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 날개가 제1설정 각도로 회전된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 날개가 제2설정 각도로 회전된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 와류 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 와류 날개를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically illustrating a state in which a vortex generating device is mounted in an intake system of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
2 is a side view schematically showing the configuration of the vortex generating device according to the first embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a vortex generating device according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view schematically showing a vortex blade according to a first embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing the rotation of the vortex blade according to the first embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which the vortex blade according to the first embodiment of the present invention is rotated at a first set angle.
7 is a view showing a state in which the vortex blade according to the first embodiment of the present invention is rotated at a second set angle.
8 is a side view schematically showing the configuration of a vortex generating device according to a second embodiment of the present invention.
9 is a view schematically showing a vortex blade according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 내연기관의 흡기 시스템에 와류 발생 장치가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a state in which a vortex generating device is mounted in an intake system of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 내연기관의 와류 발생 장치는, 내연 기관의 흡기 유로 상에 연통되게 결합되어 엔진으로 공급되는 공기에 와류를 발생시킨다.Referring to FIG. 1 , the device for generating a vortex of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is coupled in communication with an intake passage of the internal combustion engine to generate a vortex in air supplied to the engine.

상기 흡기 유로는, 흡기 필터(미도시)로부터 정화된 공기를 공급하는 흡기관(2), 상기 흡기관(2)에 연통되게 결합되어 흡기량을 조절하는 스로틀 바디(Throttle body)(4), 상기 스로틀 바디(4)로부터 유입되는 공기를 일시 저장하는 서지 탱크(Surge tank)(6) 및 상기 서지 탱크(6)와 실린더 헤드의 연소실을 연통시키는 흡기 매니폴드(미도시)가 연결되어, 엔진으로 공기를 공급하기 위한 유로이다.The intake flow path includes an intake pipe 2 for supplying purified air from an intake filter (not shown), a throttle body 4 connected to the intake pipe 2 in communication with the intake pipe 2 to control an intake air amount, and the A surge tank 6 for temporarily storing air introduced from the throttle body 4 and an intake manifold (not shown) that communicates the surge tank 6 and the combustion chamber of the cylinder head are connected to the engine It is a flow path for supplying air.

상기 와류 발생 장치(100)는, 상기 흡기 유로 상에서 상기 스로틀 바디(4)와 상기 서지 탱크(6)사이에 연통되게 결합된다. The vortex generating device 100 is coupled to communicate between the throttle body 4 and the surge tank 6 on the intake passage.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.2 is a side view schematically showing the configuration of the vortex generating device according to the first embodiment of the present invention. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of a vortex generating device according to a first embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 와류 발생 장치(100)는, 이너 관(10), 아우터 관(20), 와류 날개(30) 및 날개 각도 가변수단(40)을 포함한다. 2 and 3 , the vortex generating device 100 includes an inner tube 10 , an outer tube 20 , a vortex blade 30 , and a blade angle variable means 40 .

상기 이너 관(10)은, 제1플랜지부(11), 원통부(13) 및 제2플랜지부(12)를 포함한다.The inner tube 10 includes a first flange portion 11 , a cylindrical portion 13 , and a second flange portion 12 .

상기 제1플랜지부(11)는, 상기 원통부(12)의 일측 단부에서 상기 스로틀 바디(4)의 둘레면에 대향되도록 형성되어, 상기 스로틀 바디(4)에 체결부재(미도시)에 의해 체결된다. 상기 제1플랜지부(11)는 상기 원통부(12)의 둘레면에서 확장 형성된 링 형상인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 정사각형 형상 등 상기 스로틀 바디(4)의 형상에 대응되는 형상이라면 사각어느 것이나 적용 가능하다.The first flange part 11 is formed to face the circumferential surface of the throttle body 4 at one end of the cylindrical part 12, and is connected to the throttle body 4 by a fastening member (not shown). is concluded Although the first flange part 11 has been described as an example of a ring shape extending from the circumferential surface of the cylindrical part 12, it is not limited thereto and a shape corresponding to the shape of the throttle body 4, such as a square shape, etc. If so, any square can be applied.

상기 제2플랜지부(12)는, 상기 원통부(12)의 타측 단부에서 상기 서지 탱크(6)의 흡기구 둘레면에 대향되도록 형성되어, 상기 서지 탱크(6)에 체결부재(미도시)에 의해 체결된다. The second flange part 12 is formed to face the circumferential surface of the intake port of the surge tank 6 at the other end of the cylindrical part 12, and is attached to the surge tank 6 by a fastening member (not shown). is signed by

상기 제2플랜지부(12)는 상기 원통부(12)의 둘레면에서 확장 형성된 링 형상인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 정사각형 형상 등 상기 서지 탱크(6)의 형상에 대응되는 형상이라면 사각어느 것이나 적용 가능하다.Although the second flange portion 12 has been described as an example of a ring-shaped extension formed on the circumferential surface of the cylindrical portion 12, it is not limited thereto and a shape corresponding to the shape of the surge tank 6, such as a square shape, etc. If so, any square can be applied.

상기 원통부(12)는, 상기 스로틀 바디(4)로부터 상기 서지 탱크(6)로 유입되는 공기가 통과하도록 원통 형상으로 형성된 배관이며, 상기 와류 날개(30)가 회전가능하게 결합된다.The cylindrical part 12 is a pipe formed in a cylindrical shape so that the air flowing into the surge tank 6 from the throttle body 4 passes, and the vortex blade 30 is rotatably coupled.

상기 아우터 관(20)은, 상기 이너 관(10)의 외주면 일측에 구비되되, 상기 이너 관(10)의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 회전체이며, 링 형상으로 형성된다. 상기 아우터 관(20)과 상기 이너 관(10) 사이에는 상기 아우터 관(20)의 회전을 지지하도록 베어링(미도시) 등이 구비된다. 상기 아우터 관(20)의 축방향 길이는 상기 이너 관(10)의 축방향 길이보다 짧게 형성된다. The outer tube 20 is provided on one side of the outer circumferential surface of the inner tube 10 , is a rotating body rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube 10 , and is formed in a ring shape. A bearing (not shown) or the like is provided between the outer tube 20 and the inner tube 10 to support the rotation of the outer tube 20 . The axial length of the outer tube 20 is shorter than the axial length of the inner tube 10 .

상기 와류 날개(30)는, 상기 이너 관(10)을 통과하는 공기에 와류를 발생시키기 위해 구비된다. 상기 와류 날개(30)는, 상기 이너 관(10)의 내부에 배치되고, 후술하는 상기 날개 각도 가변수단에 의해 상기 아우터 관(20)과 연결되어 각도가 가변된다. The vortex blade 30 is provided to generate a vortex in the air passing through the inner tube 10 . The vortex blade 30 is disposed inside the inner tube 10, and is connected to the outer tube 20 by the blade angle variable means to be described later so that the angle is changed.

상기 와류 날개(30)는, 상기 이너 관(10)의 원주방향을 따라 서로 소정간격 이격되게 복수개가 구비된다. 본 실시예에서는, 상기 와류 날개(30)는 6개인 것으로 예를 들어 설명하나, 상기 와류 날개(30)의 크기, 개수 및 형상은 다양하게 적용가능하다. A plurality of the vortex blades 30 are provided to be spaced apart from each other at a predetermined distance along the circumferential direction of the inner tube 10 . In this embodiment, the vortex blade 30 is described as an example of six, but the size, number and shape of the vortex blade 30 are variously applicable.

상기 와류 날개(30)는, 회전축(31)과 날개부(32)를 포함한다. The vortex blade 30 includes a rotating shaft 31 and a blade portion 32 .

상기 회전축(31)은, 상기 이너 관(10)의 원주면을 관통하도록 배치되고, 후술하는 상기 날개 각도 가변수단(40)에 의해 회전가능하게 결합된다. 상기 회전축(31)의 일측 단부는 상기 이너 관(10)의 외부로 돌출되어 후술하는 상기 날개 각도 가변수단(40)의 피니언 기어(42)에 고정 결합되어 상기 피니언 기어(42)와 일체로 회전한다. The rotation shaft 31 is disposed to pass through the circumferential surface of the inner tube 10, and is rotatably coupled by the blade angle variable means 40 to be described later. One end of the rotation shaft 31 protrudes to the outside of the inner tube 10 and is fixedly coupled to the pinion gear 42 of the blade angle variable means 40 to be described later, and rotates integrally with the pinion gear 42 . do.

상기 날개부(32)는, 상기 회전축(31)에 연결되고 상기 이너 관(10)의 내부에 배치된다. 상기 날개부(32)는, 상기 이너 관(10)의 내부에서 상기 이너 관(10)의 반경방향(Y)에 대해 소정의 각도(θ)로 경사지게 배치되어, 와류를 발생시킨다. The wing part 32 is connected to the rotation shaft 31 and is disposed inside the inner tube 10 . The wing portion 32 is disposed to be inclined at a predetermined angle θ with respect to the radial direction Y of the inner tube 10 inside the inner tube 10 to generate a vortex.

본 실시예에서 상기 날개부(32)의 형상은 상기 서지 탱크(6)를 향한 방향으로 갈수록 단면적이 점차 커지는 판형 형상인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 날개부(32)의 형상은 다양하게 적용 가능하다. 또한, 상기 날개부(32)의 형상은 단면이 나선 형상이거나, 적어도 일부분이 곡면 형상으로 형성되는 것도 물론 가능하다. In the present embodiment, the shape of the wing part 32 is described as a plate-shaped shape in which the cross-sectional area gradually increases in the direction toward the surge tank 6, but is not limited thereto, and the shape of the wing part 32 is not limited thereto. can be applied in various ways. In addition, the shape of the wing portion 32 is, of course, also possible that the cross-section is a spiral shape, or at least a portion is formed in a curved shape.

또한, 상기 날개부(32)는, 상기 이너 관(30)의 원주면으로부터 공기 유동 방향으로 길게 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 날개부(32)는 상기 이너 관(30)의 내부에서 상기 서지 탱크(6)를 향해 공기가 흐르는 방향으로 길게 형성되어 상기 이너 관(30)의 외부로 돌출되게 구비되는 것도 물론 가능하다. 즉, 상기 날개부(30)의 크기와 형상은 와류를 발생시킬 수 있는 것이라면 다양하게 적용 가능하다. In addition, the wing portion 32 will be described as an example formed to be elongated in the air flow direction from the circumferential surface of the inner tube 30 . However, the present invention is not limited thereto, and the wing portion 32 is formed to be elongated in the direction in which air flows from the inside of the inner tube 30 toward the surge tank 6 to protrude to the outside of the inner tube 30 . Of course, it is also possible to be provided. That is, the size and shape of the wing portion 30 can be variously applied as long as it can generate a vortex.

상기 날개 각도 가변수단(40)은, 상기 와류 날개(30)와 상기 아우터 관(20) 사이에 구비되어, 상기 아우터 관(20)의 회전시 상기 와류 날개(30)의 상기 회전축(31)을 회전시켜 상기 날개부(32)의 각도(θ)를 가변시키기 위한 수단이다. 상기 날개부(32)의 각도(θ)는 상기 이너 관(10)의 반경 방향(Y)에 대해 상기 날개부(32)가 경사지게 배치된 각도(θ)를 의미한다.The blade angle variable means 40 is provided between the vortex blade 30 and the outer tube 20, and rotates the rotation shaft 31 of the vortex blade 30 when the outer tube 20 rotates. It is a means for changing the angle (θ) of the wing portion 32 by rotating. The angle θ of the wing part 32 means an angle θ at which the wing part 32 is inclined with respect to the radial direction Y of the inner tube 10 .

상기 날개 각도 가변수단(40)은, 상기 아우터 관(20)에 구비된 랙 기어(41), 상기 이너 관(10)에 결합된 피니언 기어(42), 상기 아우터 관(20)을 회전시키기 위한 액추에이터(미도시) 및 상기 액추에이터(미도시)를 작동시키는 제어부(미도시)를 포함한다.The blade angle variable means 40 is for rotating the rack gear 41 provided in the outer tube 20 , the pinion gear 42 coupled to the inner tube 10 , and the outer tube 20 . It includes an actuator (not shown) and a control unit (not shown) for operating the actuator (not shown).

상기 랙 기어(41)는, 상기 아우터 관(20)의 일측 단부에서 원주방향을 따라 길게 형성된다. 상기 랙 기어(41)는, 상기 아우터 관(20)에서 상기 서지 탱크(6)를 향한 면에 형성된다. The rack gear 41 is elongated along the circumferential direction at one end of the outer tube 20 . The rack gear 41 is formed on the surface facing the surge tank 6 from the outer tube 20 .

상기 피니언 기어(42)는, 일측은 상기 랙 기어(41)에 맞물리도록 기어(42a)가 형성되고 타측은 상기 와류 날개(30)의 회전축(31)에 고정 결합되도록 형성되어, 상기 아우터 관(20)의 회전시 상기 랙 기어(41)에 의해 회전하면서 상기 회전축(31)을 회전시킨다. 본 실시예에서 상기 피니언 기어(42)는 적어도 일부분에만 상기 기어(42a)가 형성된 부채꼴 형상인 것으로 예를 들어 설명한다.The pinion gear 42, one side of the gear 42a is formed to be engaged with the rack gear 41, and the other side is formed to be fixedly coupled to the rotation shaft 31 of the vortex blade 30, the outer tube ( 20), while rotating by the rack gear 41, the rotation shaft 31 is rotated. In this embodiment, the pinion gear 42 will be described as having a sectoral shape in which the gear 42a is formed only in at least a portion.

상기 피니언 기어(42)는, 상기 복수의 상기 와류 날개(30)에 각각 대응되게 복수개가 구비된다. 상기 복수의 피니언 기어들(42)은 하나의 상기 랙 기어(41)에 맞물리도록 배치된다.A plurality of pinion gears 42 are provided to correspond to the plurality of vortex blades 30 , respectively. The plurality of pinion gears 42 are arranged to mesh with one of the rack gears 41 .

상기 액추에이터(미도시)는, 상기 아우터 관(20)의 외주면에 결합되어 상기 제어부(미도시)의 신호에 따라 상기 아우터 관(20)을 회전시키는 장치이다. 상기 액추에이터(미도시)는, 상기 아우터 관(20)을 회전시킬 수 있는 것이라면 전기, 진공, 유압 및 공압 중 어느 것이나 적용 가능하다. 예를 들어, 상기 액추에이터(미도시)는 모터 등을 사용하는 것도 물론 가능하다. The actuator (not shown) is a device coupled to the outer peripheral surface of the outer tube 20 to rotate the outer tube 20 according to a signal from the control unit (not shown). The actuator (not shown) is applicable to any one of electric, vacuum, hydraulic and pneumatic, as long as it can rotate the outer tube 20 . For example, the actuator (not shown) may of course use a motor or the like.

상기 제어부(미도시)는, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 날개 각도 가변수단(40)의 작동을 제어한다. 상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나를 미리 설정된 기준치와 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 액추에이터(미도시)를 작동시키거나 정지시켜 상기 아우터 관(20)의 회전각도를 제어함으로써, 상기 날개부(32)의 각도를 가변시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 스로틀 바디(4)의 개도율에 따라 상기 날개 각도 가변수단(40)의 작동을 제어하는 것도 물론 가능하다. The control unit (not shown) controls the operation of the blade angle variable means 40 according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount. The control unit (not shown) compares at least one of the engine rotation speed and intake air amount with a preset reference value, and operates or stops the actuator (not shown) according to the comparison result to rotate the outer tube 20 By controlling the angle, the angle of the wing portion 32 can be varied. In addition, the control unit (not shown) may of course control the operation of the blade angle variable means 40 according to the opening rate of the throttle body (4).

한편, 상기 와류 발생 장치(100)는, 상기 날개 각도 가변수단(40)의 노출을 방지하기 위하여 상기 이너 관(10)과 상기 아우터 관(20)의 외주측을 감싸는 커버 관(50)을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the vortex generating device 100, in order to prevent the exposure of the blade angle variable means 40, a cover tube 50 surrounding the outer periphery of the inner tube 10 and the outer tube 20 more may include

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 와류 날개의 작동을 설명하면, 다음과 같다. The operation of the vortex blade according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.

상기 제어부(미도시)는, 엔진의 회전수(rpm)와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 날개 가변 수단(40)의 작동을 제어할 수 있다.The controller (not shown) may control the operation of the blade variable means 40 according to at least one of an engine rotation speed (rpm) and an intake air amount.

이하, 본 실시예에서는, 엔진의 회전수(rpm)에 따라 상기 날개 가변 수단(40)의 작동을 제어하는 것으로 예를 들어 설명한다.Hereinafter, in this embodiment, it will be described as an example of controlling the operation of the blade variable means 40 according to the rotation speed (rpm) of the engine.

상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진(미도시)의 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부(32)의 각도(θ)가 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터(미도시)를 작동시킨다. The control unit (not shown) is, when the rotation speed of the engine (not shown) is within a preset rotation speed range, the actuator ( not shown) is activated.

여기서, 상기 제1설정 회전수 범위는, 와류 발생시 연비의 감소, 출력의 증가 및 엔진 소음의 감소 효과를 얻을 수 있는 엔진의 아이들(idle) 회전수 범위이며, 실험 등에 의해 미리 설정될 수 있다. Here, the first set rotation speed range is an idle rotation speed range of the engine in which fuel efficiency reduction, output increase, and engine noise reduction effects can be obtained when a vortex is generated, and may be preset by an experiment or the like.

또한, 상기 제1설정 각도 범위(θ1)는 상기 날개부(32)에 의해 와류를 발생시킬 수 있는 각도 범위로 미리 설정된다.In addition, the first set angle range (θ1) is preset to an angle range that can generate a vortex by the wing portion (32).

본 실시예에서는, 상기 제1설정 회전수 범위는 약 600rpm 내지 1000rpm 범위 이내이고, 상기 제1설정 각도 범위(θ1)는 44도 내지 46도인 것으로 예를 들어 설명한다. In this embodiment, the first set rotation speed range is within the range of about 600 rpm to 1000 rpm, and the first set angle range (θ1) will be described as an example of 44 degrees to 46 degrees.

따라서, 상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진(미도시)의 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 범위 이내이면, 상기 액추에이터(미도시)를 작동시켜 상기 아우터 관(20)을 회전시킨다.Accordingly, the controller (not shown) operates the actuator (not shown) to rotate the outer tube 20 when the rotation speed of the engine (not shown) is within a preset rotation speed range.

상기 아우터 관(20)의 회전 각도에 따라 상기 랙 기어(41)가 움직이게 되고, 상기 랙 기어(41)에 따라 상기 피니언 기어(42)가 회전한다. 상기 랙 기어(41)의 움직임 정도에 따라 상기 피니언 기어(42)의 회전 각도가 가변된다. The rack gear 41 moves according to the rotation angle of the outer tube 20 , and the pinion gear 42 rotates according to the rack gear 41 . The rotation angle of the pinion gear 42 is varied according to the degree of movement of the rack gear 41 .

상기 피니언 기어(42)의 회전시, 상기 피니언 기어(42)에 결합된 상기 와류 날개(30)의 회전축(31)이 일체로 회전한다. 이 때, 상기 피니언 기어(42)의 회전 각도에 따라 상기 회전축(31)의 각도가 결정된다.When the pinion gear 42 rotates, the rotation shaft 31 of the vortex blade 30 coupled to the pinion gear 42 rotates integrally. At this time, the angle of the rotation shaft 31 is determined according to the rotation angle of the pinion gear 42 .

상기 회전축(31)이 회전하면, 상기 회전축(31)을 중심으로 상기 날개부(32)가 회전하게 되어, 상기 와류 날개(30)가 상기 제1설정 각도(θ1)가 된다. When the rotation shaft 31 rotates, the blade part 32 rotates around the rotation shaft 31 , and the vortex blade 30 becomes the first set angle θ1 .

상기 와류 날개(30)의 각도(θ)가 상기 제1설정 각도(θ1)이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시켜, 상기 와류 날개(30)의 회전을 중지한다. 이 때, 상기 와류 날개(31)에 회전 각도를 측정하는 각도 센서(미도시) 등을 구비하여, 상기 와류 날개(31)의 회전 각도에 따라 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시킬 수 있다. When the angle θ of the vortex blade 30 is the first set angle θ1, the control unit (not shown) stops the operation of the actuator (not shown) to rotate the vortex blade 30 stop At this time, by providing an angle sensor (not shown) for measuring the rotation angle on the vortex blade 31, the operation of the actuator (not shown) can be stopped according to the rotation angle of the vortex blade 31. .

따라서, 상기 와류 날개(30)의 날개부(32)가 상기 와류 발생 각도인 상기 제1설정 각도(θ1)로 배치되면, 상기 서지 탱크(6)로 유입되는 공기에 와류를 효율적으로 발생시킬 수 있게 된다.Therefore, when the wing portion 32 of the vortex blade 30 is disposed at the first set angle θ1 which is the vortex generation angle, a vortex can be efficiently generated in the air flowing into the surge tank 6 . there will be

도 5 및 도 6을 를 참조하면, 상기 와류 날개(30)의 날개부(32)가 상기 와류 발생 각도인 상기 제1설정 각도(θ1)로 회전된 상태의 일 예를 나타낸다. Referring to FIGS. 5 and 6 , an example of a state in which the wing portion 32 of the vortex blade 30 is rotated at the first set angle θ1 which is the vortex generation angle is shown.

한편, 상기 제어부(미도시)는, 운전자의 가속에 따라 상기 엔진(미도시)의 회전수(rpm)가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하여 증가하면, 와류 발생시 연료의 과소모, 출력 감소, 배기가스의 악화, 소음 증가 등의 문제점이 발생할 수 있으므로, 와류가 발생되지 않는 제2설정 각도 범위(θ2)로 상기 와류 날개(30)를 회전시킨다. On the other hand, the control unit (not shown), when the rotation speed (rpm) of the engine (not shown) according to the driver's acceleration increases beyond a preset first set rotation speed range, excessive consumption of fuel and output when a vortex occurs Since problems such as reduction, deterioration of exhaust gas, and noise increase may occur, the vortex blade 30 is rotated in the second set angle range θ2 in which vortex is not generated.

이 때, 상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진의 회전수가 증가할수록 상기 날개부(32)의 각도(θ)를 상기 제2설정 각도 범위(θ2)에서 점차 증가시킨다.At this time, the control unit (not shown) gradually increases the angle θ of the wing unit 32 in the second set angle range θ2 as the number of revolutions of the engine increases.

상기 제2설정 각도 범위는, 공기 유동 저항을 최소화시킬 수 있는 각도 범위로 설정된다. 여기서, 상기 제2설정 각도 범위(θ2)는 약 54도 내지 90도범위인 것으로 예를 들어 설명한다. The second set angle range is set to an angle range capable of minimizing air flow resistance. Here, the second set angle range θ2 will be described as an example in the range of about 54 degrees to 90 degrees.

상기 엔진의 회전수가 상기 제1설정 회전수 범위를 초과하고, 1000rpm 초과하고 2000rpm 이하인 제2설정 회전수 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 54도가 되도록 회전시킨다.When the engine rotation speed exceeds the first set rotation speed range, exceeds 1000 rpm and the second set rotation speed range is 2000 rpm or less, the control unit (not shown) adjusts the angle (θ) of the wing unit 32 to about 54 rotate it to the degree.

또한, 상기 엔진의 회전수가 2000rpm 초과하고 3000rpm 이하인 제3설정 회전수 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 63도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the engine rotation speed is greater than 2000 rpm and a third set rotation speed range of 3000 rpm or less, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to about 63 degrees.

또한, 상기 엔진의 회전수가 3000rpm 초과하고 4000rpm 이하인 제4설정 회전수 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 72도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the rotation speed of the engine exceeds 3000 rpm and the fourth set rotation speed range is 4000 rpm or less, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 72 degrees.

또한, 상기 엔진의 회전수가 4000rpm 초과하고 5000rpm 이하인 제5설정 회전수 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 81도가 되도록 회전시킨다.In addition, if the rotation speed of the engine exceeds 4000 rpm and the fifth set rotation speed range of 5000 rpm or less, the control unit (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 81 degrees.

또한, 상기 엔진의 회전수가 5000rpm 초과하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 90도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the rotation speed of the engine exceeds 5000 rpm, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 90 degrees.

상기와 같이, 본 실시예에서는, 상기 엔진의 회전수 범위에 따라 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 9도씩 증가시키는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 날개부(32)의 각도는 45도 내지 90도범위에서 증가율은 조정가능하다. As described above, in this embodiment, the angle θ of the wing part 32 is increased by about 9 degrees according to the range of the engine rotation speed, but it is not limited thereto and the wing part 32 is not limited thereto. ), the increase rate is adjustable in the range of 45 degrees to 90 degrees.

다만, 운전자의 가속이 해제되면, 흡기량이 급격히 줄어들기 때문에 상기 날개부(32)의 각도는 45 도로 복귀한다. However, when the driver's acceleration is released, the angle of the wing portion 32 returns to 45 degrees because the intake air amount is rapidly reduced.

따라서, 상기 제어부(미도시)는, 상기 날개부(32)의 각도(θ)를 상기 제2설정 각도 범위(θ2)에서 증가시키기 위하여 상기 액추에이터(미도시)를 작동시켜 상기 아우터 관(20)을 회전시킨다.Therefore, the control unit (not shown) operates the actuator (not shown) to increase the angle θ of the wing part 32 in the second set angle range θ2 to the outer tube 20 rotate the

상기 아우터 관(20)의 회전 각도에 따라 상기 랙 기어(41)가 움직이게 되고, 상기 랙 기어(41)에 따라 상기 피니언 기어(42)가 회전한다. 상기 랙 기어(41)의 움직임 정도에 따라 상기 피니언 기어(42)의 회전 각도가 가변된다. The rack gear 41 moves according to the rotation angle of the outer tube 20 , and the pinion gear 42 rotates according to the rack gear 41 . The rotation angle of the pinion gear 42 is varied according to the degree of movement of the rack gear 41 .

상기 피니언 기어(42)의 회전시, 상기 피니언 기어(42)에 결합된 상기 와류 날개(30)의 회전축(31)이 일체로 회전한다. 이 때, 상기 피니언 기어(42)의 회전 각도에 따라 상기 회전축(31)의 각도가 결정된다.When the pinion gear 42 rotates, the rotation shaft 31 of the vortex blade 30 coupled to the pinion gear 42 rotates integrally. At this time, the angle of the rotation shaft 31 is determined according to the rotation angle of the pinion gear 42 .

상기 회전축(31)이 회전하면, 상기 회전축(31)을 중심으로 상기 날개부(32)가 회전하게 되어, 상기 와류 날개(30)를 상기 제2설정각도 범위(θ2)로 회전하게 된다.When the rotating shaft 31 rotates, the wing portion 32 is rotated about the rotating shaft 31, and the vortex blade 30 is rotated in the second set angle range θ2.

이 때, 상기 와류 날개(31)에 회전 각도를 측정하는 각도 센서(미도시) 등을 구비하여, 상기 와류 날개(31)의 회전 각도에 따라 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시킬 수 있다. At this time, by providing an angle sensor (not shown) for measuring the rotation angle on the vortex blade 31, the operation of the actuator (not shown) can be stopped according to the rotation angle of the vortex blade 31. .

따라서, 상기 와류 날개(30)의 날개부(32)가 상기 제2설정각도 범위(θ2)로 회전하면, 상기 서지 탱크(6)로 유입되는 공기에 와류 발생을 최소화하고 유동 저항을 감소시킬 수 있게 된다.Therefore, when the wing portion 32 of the vortex blade 30 rotates in the second set angle range θ2, it is possible to minimize the occurrence of vortex in the air flowing into the surge tank 6 and reduce the flow resistance. there will be

도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 와류 날개(30)의 날개부(32)가 상기 상기 제2설정각도 범위(θ2)로 회전된 상태의 일 예를 나타낸다. 5 and 7, an example of a state in which the wing portion 32 of the vortex blade 30 is rotated in the second set angle range θ2 is shown.

한편, 상기 실시예에서는 상기 와류 날개(30)를 상기 제1설정 각도 범위(θ1)와 상기 제2설정 각도 범위(θ2)로 경사지도록 회전시키는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 설계자 등이 원하는 각도로 보다 다양하고 미세하게 회전시키는 것도 물론 가능하다. 즉, 상기 와류 날개(30)의 각도(θ)는 실험 등에 의해 미리 최적의 각도로 설정된 후, 엔진의 회전수 변화에 따라 최적의 각도로 배치되도록 제어할 수 있다. On the other hand, in the embodiment, the vortex blade 30 has been described as an example of rotating the vortex blade 30 to be inclined in the first set angle range θ1 and the second set angle range θ2, but it is not limited thereto, and designers, etc. It is, of course, possible to rotate more variously and finely to this desired angle. That is, after the angle θ of the vortex blade 30 is set to an optimal angle in advance by an experiment or the like, it can be controlled to be disposed at an optimal angle according to a change in the engine rotation speed.

또한, 본 실시예에서는, 상기 와류 날개(30)가 상시 회전하는 것이 아니라, 엔진의 회전수에 따라 상기 와류 날개(30)의 각도를 바꾼 후 고정시키는 것이므로, 엔진의 출력이나 흡기량 변화에 대응가능하다. In addition, in this embodiment, the vortex blade 30 is not rotated all the time, but is fixed after changing the angle of the vortex blade 30 according to the number of revolutions of the engine, so it is possible to respond to changes in engine output or intake air amount Do.

따라서, 엔진의 회전수 변화에 따라 증가 또는 감소되는 흡기량이나 공기 흐름에 지장을 주지 않으면서 와류 발생을 효과적으로 이용할 수 있는 이점이 있다. Accordingly, there is an advantage in that the vortex generation can be effectively used without disturbing the intake air amount or air flow that is increased or decreased according to the change in the engine rotation speed.

한편, 도 8은본 발명의 제2실시예에 따른 와류 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.Meanwhile, FIG. 8 is a side view schematically illustrating the configuration of a vortex generating device according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 와류 발생 장치는, 날개 각도 가변수단(240)이 고정 핀(241), 회전 레버(242), 액추에이터 및 제어부를 포함하는 구성이 상기 제1실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 유사하므로, 유사한 내용은 생략하고 상이한 구성을 중심으로 상세히 설명한다. 8, in the vortex generating device according to the second embodiment of the present invention, the blade angle variable means 240 includes a fixing pin 241, a rotary lever 242, an actuator, and a control unit. It is different from the first embodiment, and since the rest of the configuration and operation are similar, similar contents will be omitted and will be described in detail focusing on different configurations.

상기 고정 핀(241)은, 상기 아우터 관(20)의 외주면에 돌출 형성되어 상기 아우터 관(20)의 회전시 일체로 회전한다.The fixing pin 241 is formed to protrude from the outer circumferential surface of the outer tube 20 and rotates integrally when the outer tube 20 rotates.

상기 회전 레버(242)는, 상기 고정 핀(241)과 상기 와류 날개(30)의 회전축(31)을 연결시켜, 상기 아우터 관(20)의 회전시 상기 회전축(31)을 회전시킨다. The rotation lever 242 connects the fixing pin 241 and the rotation shaft 31 of the vortex blade 30 to rotate the rotation shaft 31 when the outer tube 20 rotates.

상기 회전 레버(242)의 일측은 상기 고정 핀(241)이 삽입되어 슬라이딩하는 슬릿(242a)이 형성되고, 타측은 상기 회전축(31)이 고정 결합되도록 형성된다. 상기 회전 레버(242)의 일측은 상기 아우터 관(20)의 회전시 상기 아우터 관(20)의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하고, 타측은 상기 회전축(31)을 회전시킨다. One side of the rotation lever 242 is formed with a slit 242a into which the fixing pin 241 is inserted and sliding, and the other side is formed such that the rotation shaft 31 is fixedly coupled. One side of the rotary lever 242 slides along the outer circumferential surface of the outer tube 20 when the outer tube 20 rotates, and the other side rotates the rotation shaft 31 .

본 실시예에서는, 상기 회전 레버(242)는 길이가 길고 두께가 얇은 막대 형상의 판재인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 아우터 관(20)의 회전력을 상기 회전축(31)에 전달할 수 있는 형상이라면 다양하게 적용 가능하다. In this embodiment, the rotation lever 242 is described as an example of a long and thin rod-shaped plate, but is not limited thereto and transmits the rotational force of the outer tube 20 to the rotation shaft 31 . It can be applied in various ways if possible.

상기 액추에이터(미도시)는, 상기 아우터 관(20)의 외주면에 결합되어 상기 제어부(미도시)의 신호에 따라 상기 아우터 관(20)을 회전시키는 장치이다. 상기 액추에이터(미도시)는, 상기 아우터 관(20)을 회전시킬 수 있는 것이라면 전기, 진공, 유압 및 공압 중 어느 것이나 적용 가능하다. 예를 들어, 상기 액추에이터(미도시)는 모터 등을 사용하는 것도 물론 가능하다. The actuator (not shown) is a device coupled to the outer peripheral surface of the outer tube 20 to rotate the outer tube 20 according to a signal from the control unit (not shown). The actuator (not shown) is applicable to any one of electric, vacuum, hydraulic and pneumatic, as long as it can rotate the outer tube 20 . For example, the actuator (not shown) may of course use a motor or the like.

상기 제어부(미도시)는, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 날개 각도 가변수단(240)의 작동을 제어한다. 상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나를 미리 설정된 기준치와 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 액추에이터(미도시)를 작동시키거나 정지시켜 상기 아우터 관(20)의 회전각도를 제어함으로써, 상기 날개부(32)의 각도(θ)를 가변시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 스로틀 바디(4)의 개도율에 따라 상기 날개 각도 가변수단(240)의 작동을 제어하는 것도 물론 가능하다. The control unit (not shown) controls the operation of the blade angle variable means 240 according to at least one of an engine rotation speed and an intake air amount. The control unit (not shown) compares at least one of the engine rotation speed and intake air amount with a preset reference value, and operates or stops the actuator (not shown) according to the comparison result to rotate the outer tube 20 . By controlling the angle, it is possible to vary the angle θ of the wing portion 32 . In addition, the control unit (not shown) may of course control the operation of the blade angle variable means 240 according to the opening rate of the throttle body (4).

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 와류 날개의 각도 변경 방법을 설명하면, 다음과 같다. A method of changing the angle of the vortex blade according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.

상기 제어부(미도시)는, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 날개 가변 수단(240)의 작동을 제어할 수 있다.The controller (not shown) may control the operation of the blade variable means 240 according to at least one of an engine rotation speed and an intake air amount.

이하, 본 실시예에서는, 엔진의 회전수에 따라 상기 날개 가변 수단(240)의 작동을 제어하는 것으로 예를 들어 설명한다.Hereinafter, in the present embodiment, it will be described as an example of controlling the operation of the blade variable means 240 according to the number of revolutions of the engine.

상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진(미도시)의 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부(32)의 각도가 미리 설정된 제1설정 각도 범위(θ1)가 되도록 상기 액추에이터(미도시)를 작동시킨다. The control unit (not shown), when the rotation speed of the engine (not shown) is within a preset rotation speed range, the actuator ( not shown) is activated.

여기서, 상기 제1설정 회전수 범위는, 와류 발생시 연비의 감소, 출력의 증가 및 엔진 소음의 감소 효과를 얻을 수 있는 엔진의 아이들(idle) 회전수 범위이며, 실험 등에 의해 미리 설정될 수 있다. Here, the first set rotation speed range is an idle rotation speed range of the engine in which fuel efficiency reduction, output increase, and engine noise reduction effects can be obtained when a vortex is generated, and may be preset by an experiment or the like.

또한, 상기 제1설정 각도 범위(θ1)는 상기 날개부(32)에 의해 와류를 발생시킬 수 있는 각도 범위로 미리 설정된다.In addition, the first set angle range (θ1) is preset to an angle range that can generate a vortex by the wing portion (32).

본 실시예에서는, 상기 제1설정 회전수 범위는 약 600rpm 내지 1000rpm 범위 이내이고, 상기 제1설정 각도 범위(θ1)는 44도 내지 46도인 것으로 예를 들어 설명한다. In this embodiment, the first set rotation speed range is within the range of about 600 rpm to 1000 rpm, and the first set angle range (θ1) will be described as an example of 44 degrees to 46 degrees.

따라서, 상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진(미도시)의 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 범위 이내이면, 상기 액추에이터(미도시)를 작동시켜 상기 아우터 관(20)을 회전시킨다.Accordingly, the controller (not shown) operates the actuator (not shown) to rotate the outer tube 20 when the rotation speed of the engine (not shown) is within a preset rotation speed range.

상기 아우터 관(20)의 회전시 상기 고정 핀(241)이 움직이게 되고, 상기 고정핀(241)에 결합된 상기 회전 레버(242)의 일측이 슬라이딩 이동되면서, 상기 회전축(31)을 회전시킨다.When the outer tube 20 is rotated, the fixing pin 241 is moved, and one side of the rotation lever 242 coupled to the fixing pin 241 is slidably moved, thereby rotating the rotation shaft 31 .

상기 회전축(31)이 회전하면, 상기 회전축(31)을 중심으로 상기 날개부(32)가 회전하게 되어, 상기 와류 날개(30)가 상기 제1설정 각도 범위(θ1)로 회전하게 된다.When the rotating shaft 31 rotates, the wing portion 32 is rotated about the rotating shaft 31 , and the vortex blade 30 is rotated in the first set angle range θ1 .

상기 와류 날개(30)가 상기 제1설정 각도 범위(θ1)로 회전하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시켜, 상기 와류 날개(30)의 회전을 중지한다. 이 때, 상기 와류 날개(31)에 회전 각도를 측정하는 각도 센서(미도시) 등을 구비하여, 상기 와류 날개(31)의 회전 각도에 따라 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시킬 수 있다. When the vortex blade 30 rotates in the first set angle range θ1, the control unit (not shown) stops the operation of the actuator (not shown) to stop the rotation of the vortex blade 30 . At this time, by providing an angle sensor (not shown) for measuring the rotation angle on the vortex blade 31, the operation of the actuator (not shown) can be stopped according to the rotation angle of the vortex blade 31. .

따라서, 상기 와류 날개(30)의 날개부(32)가 상기 와류 발생 각도인 상기 제1설정 각도 범위(θ1)로 경사지게 배치되면, 상기 서지 탱크(6)로 유입되는 공기에 와류를 효율적으로 발생시킬 수 있게 된다.Therefore, when the wing portion 32 of the vortex blade 30 is inclined in the first set angle range θ1 that is the vortex generation angle, a vortex is efficiently generated in the air flowing into the surge tank 6 . be able to do

한편, 상기 제어부(미도시)는, 운전자의 가속에 따라 상기 엔진(미도시)의 회전수(rpm)가 미리 설정된 제1설정 범위를 초과하여 증가하면, 와류 발생시 연료의 과소모, 출력 감소, 배기가스의 악화, 소음 증가 등의 문제점이 발생할 수 있으므로, 와류가 발생되지 않는 제2설정 각도 범위(θ2)로 상기 와류 날개(30)를 회전시킨다. On the other hand, when the number of revolutions (rpm) of the engine (not shown) increases beyond a preset first setting range according to the driver's acceleration, the control unit (not shown) may over-consume fuel when a vortex occurs, reduce output, Since problems such as deterioration of exhaust gas and increased noise may occur, the vortex blade 30 is rotated in the second set angle range θ2 in which vortex is not generated.

이 때, 상기 제어부(미도시)는, 상기 엔진의 회전수가 증가할수록 상기 날개부(32)의 각도(θ)를 상기 제2설정 각도 범위(θ2)에서 점차 증가시킨다.At this time, the control unit (not shown) gradually increases the angle θ of the wing unit 32 in the second set angle range θ2 as the number of revolutions of the engine increases.

상기 제2설정 각도 범위는, 공기 유동 저항을 최소화시킬 수 있는 각도 범위로 설정된다. 여기서, 상기 제2설정 각도 범위(θ2)는 약 54도 내지 90도범위인 것으로 예를 들어 설명한다. The second set angle range is set to an angle range capable of minimizing air flow resistance. Here, the second set angle range θ2 will be described as an example in the range of about 54 degrees to 90 degrees.

상기 엔진의 회전수가 상기 제1설정 범위를 초과하고, 1000rpm 초과하고 2000rpm 이하인 제2설정 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 54도가 되도록 회전시킨다.When the rotational speed of the engine exceeds the first set range, and the second set range is 1000 rpm and 2000 rpm or less, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to about 54 degrees .

또한, 상기 엔진의 회전수가 2000rpm 초과하고 3000rpm 이하인 제3설정 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 63도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the engine rotation speed exceeds 2000 rpm and the third set range is 3000 rpm or less, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 63 degrees.

또한, 상기 엔진의 회전수가 3000rpm 초과하고 4000rpm 이하인 제4설정 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 72도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the rotation speed of the engine exceeds 3000 rpm and the fourth set range is 4000 rpm or less, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 72 degrees.

또한, 상기 엔진의 회전수가 4000rpm 초과하고 5000rpm 이하인 제5설정 범위이면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 81도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the rotation speed of the engine exceeds 4000 rpm and a fifth set range of 5000 rpm or less, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 81 degrees.

또한, 상기 엔진의 회전수가 5000rpm 초과하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 90도가 되도록 회전시킨다.In addition, when the rotation speed of the engine exceeds 5000 rpm, the controller (not shown) rotates the angle θ of the wing part 32 to be about 90 degrees.

상기와 같이, 본 실시예에서는, 상기 엔진의 회전수 범위에 따라 상기 날개부(32)의 각도 (θ)를 약 9도씩 증가시키는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 날개부(32)의 각도는 45 도 내지 90도범위에서 증가율은 조정가능하다. As described above, in this embodiment, the angle θ of the wing part 32 is increased by about 9 degrees according to the range of the engine rotation speed, but it is not limited thereto and the wing part 32 is not limited thereto. ), the angle of increase is adjustable in the range of 45 degrees to 90 degrees.

다만, 운전자의 가속이 해제되면, 흡기량이 급격히 줄어들기 때문에 상기 날개부(32)의 각도는 45 도로 복귀한다. However, when the driver's acceleration is released, the angle of the wing portion 32 returns to 45 degrees because the intake air amount is rapidly reduced.

따라서, 상기 제어부(미도시)는, 상기 날개부(32)의 각도(θ)를 상기 제2설정 각도 범위(θ2)에서 증가시키기 위하여 상기 액추에이터(미도시)를 작동시켜 상기 아우터 관(20)을 회전시킨다.Therefore, the control unit (not shown) operates the actuator (not shown) to increase the angle θ of the wing part 32 in the second set angle range θ2 to the outer tube 20 rotate the

상기 아우터 관(20)의 회전시 상기 고정 핀(241)이 움직이게 되고, 상기 고정핀(241)에 결합된 상기 회전 레버(242)의 일측이 슬라이딩 이동되면서, 상기 회전축(31)을 회전시킨다.When the outer tube 20 is rotated, the fixing pin 241 is moved, and one side of the rotation lever 242 coupled to the fixing pin 241 is slidably moved, thereby rotating the rotation shaft 31 .

상기 회전축(31)이 회전하면, 상기 회전축(31)을 중심으로 상기 날개부(32)가 회전하게 되어, 상기 와류 날개(30)가 상기 제2설정 각도 범위(θ2)로 회전하게 된다.When the rotating shaft 31 rotates, the wing portion 32 rotates around the rotating shaft 31 , and the vortex blade 30 rotates in the second set angle range θ2 .

상기 와류 날개(30)가 상기 제2설정 각도 범위(θ2)로 회전하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시켜, 상기 와류 날개(30)의 회전을 중지한다. 이 때, 상기 와류 날개(31)에 회전 각도를 측정하는 각도 센서(미도시) 등을 구비하여, 상기 와류 날개(31)의 회전 각도에 따라 상기 액추에이터(미도시)의 작동을 중지시킬 수 있다. When the vortex blade 30 rotates in the second set angle range θ2, the control unit (not shown) stops the operation of the actuator (not shown) to stop the rotation of the vortex blade 30 . At this time, by providing an angle sensor (not shown) for measuring the rotation angle on the vortex blade 31, the operation of the actuator (not shown) can be stopped according to the rotation angle of the vortex blade 31. .

따라서, 상기 와류 날개(30)의 날개부(32)가 상기 제2설정 각도 범위로 경사지게 배치되면, 상기 서지 탱크(6)로 유입되는 공기에 와류 발생을 최소화하고 유동 저항을 감소시킬 수 있게 된다.Therefore, when the wing portion 32 of the vortex blade 30 is inclined in the second set angle range, it is possible to minimize the occurrence of vortex in the air flowing into the surge tank 6 and reduce the flow resistance. .

한편, 상기 실시예에서는 상기 와류 날개(30)를 상기 제1설정 각도 범위(θ1)와 상기 제2설정 각도 범위(θ2)로 경사지도록 회전시키는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 설계자 등이 원하는 각도로 보다 다양하고 미세하게 회전시키는 것도 물론 가능하다. 즉, 상기 와류 날개(30)의 각도(θ)는 실험 등에 의해 미리 최적의 각도로 설정된 후, 엔진의 회전수 변화에 따라 최적의 각도로 배치되도록 제어할 수 있다. On the other hand, in the embodiment, the vortex blade 30 is rotated to be inclined in the first set angle range (θ1) and the second set angle range (θ2). It is, of course, possible to rotate more variously and finely at this desired angle. That is, after the angle θ of the vortex blade 30 is set to an optimal angle in advance by an experiment or the like, it can be controlled to be disposed at an optimal angle according to a change in the engine rotation speed.

또한, 본 실시예에서는, 상기 와류 날개(30)가 상시 회전하는 것이 아니라, 엔진의 회전수에 따라 상기 와류 날개(30)의 각도를 바꾼 후 고정시키는 것이므로, 엔진의 출력이나 흡기량 변화에 대응가능하다. In addition, in this embodiment, the vortex blade 30 is not rotated all the time, but is fixed after changing the angle of the vortex blade 30 according to the number of revolutions of the engine, so it is possible to respond to changes in engine output or intake air amount Do.

따라서, 엔진의 회전수 변화에 따라 증가 또는 감소되는 흡기량이나 공기 흐름에 지장을 주지 않으면서 와류 발생을 효과적으로 이용할 수 있는 이점이 있다. Accordingly, there is an advantage in that the vortex generation can be effectively used without disturbing the intake air amount or air flow that is increased or decreased according to the change in the engine rotation speed.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 와류 날개를 개략적으로 도시한 도면이다. 9 is a view schematically showing a vortex blade according to a third embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 와류 날개(330)는, 회전축(331)과 날개부(332)를 포함하되, 날개부(332)의 단면적이 나선 형상으로 형성된 것이 상기 제1실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 유사하므로 유사 내용에 대한 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 9 , the vortex blade 330 according to the third embodiment of the present invention includes a rotation shaft 331 and a wing portion 332, wherein the wing portion 332 has a spiral cross-sectional area. It is different from the first embodiment, and since the rest of the configuration and operation are similar, a detailed description of the similar content will be omitted.

다만, 이에 한정되지 않고, 상기 날개부(332)의 크기나 형상은 와류를 발생시킬 수 있는 형상이라면 다양하게 적용 가능하다. However, the present invention is not limited thereto, and the size or shape of the wing portion 332 may be variously applied as long as it is a shape capable of generating a vortex.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

4: 스로틀 바디 6: 서지 탱크
10: 이너 관 20: 아우터 관
30: 와류 날개 31: 회전축
32: 날개부 40: 날개 각도 가변수단
41: 랙 기어 42: 피니언 기어
240: 날개 각도 가변수단 241: 고정 핀
242: 회전 레버 4: Throttle body 6: Surge tank
10: inner tube 20: outer tube
30: vortex blade 31: axis of rotation
32: wing portion 40: wing angle variable means
41: rack gear 42: pinion gear
240: wing angle variable means 241: fixing pin
242: rotary lever

Claims (14)

스로틀 바디와 서지 탱크 사이에 연통되게 결합된 이너 관과;
상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과;
상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와;
상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜, 상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 날개 각도 가변수단을 포함하고,
상기 이너 관은,
상기 스로틀 바디로부터 상기 서지 탱크로 유입되는 공기가 통과하도록 형성되고 상기 와류 날개가 회전가능하게 결합된 원통부와, 상기 원통부의 일측 단부에서 확장 형성되고 상기 스로틀 바디의 배기구 둘레면에 대향되도록 형성되어 상기 스로틀 바디에 체결되는 제1플랜지부와, 상기 원통부의 타측 단부에서 확장 형성되고 상기 서지 탱크의 흡기구 둘레면에 대향되도록 형성되어 상기 서지 탱크에 체결되는 제2플랜지부를 포함하고,
상기 날개 각도 가변수단은,
상기 아우터 관의 일측 단부에서 원주방향을 따라 길게 형성되어 랙 기어와,
일측은 상기 랙 기어에 맞물리도록 기어가 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축에 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 상기 랙 기어에 의해 회전하면서 상기 회전축을 회전시키는 피니언 기어와,
상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와,
상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 내연기관의 와류 발생 장치.an inner tube communicatively coupled between the throttle body and the surge tank;
an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube;
a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex;
Blade angle variable means for connecting the outer tube and the rotary shaft to rotate the outer tube and the rotary shaft according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount to vary the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube including,
The inner tube,
A cylindrical part formed so that the air flowing into the surge tank from the throttle body passes and the vortex blade is rotatably coupled, and extended at one end of the cylindrical part and formed to face the circumferential surface of the exhaust port of the throttle body A first flange portion fastened to the throttle body, and a second flange portion extending from the other end of the cylindrical portion and formed to face the intake port circumferential surface of the surge tank and fastened to the surge tank,
The blade angle variable means,
A rack gear formed long in the circumferential direction at one end of the outer tube,
A gear is formed on one side to engage the rack gear and the other side is fixedly coupled to the rotation shaft of the vortex blade, and a pinion gear rotates the rotation shaft while rotating by the rack gear when the outer tube rotates;
an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube;
and a controller configured to control an operation of the actuator according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 와류 날개는, 상기 이너 관의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치되고,
상기 피니언 기어는, 상기 복수의 와류 날개들의 각 회전축에 각각 결합되도록 복수개가 구비된 내연기관의 와류 발생 장치.The method according to claim 1,
A plurality of the vortex blades are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumferential direction of the inner tube,
The pinion gear is a vortex generating device of an internal combustion engine provided with a plurality to be coupled to each rotation shaft of the plurality of vortex blades, respectively. 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시키는 내연기관의 와류 발생 장치.The method according to claim 1,
The control unit is
When the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, the vortex generating device of the internal combustion engine operates the actuator so that the angle of the wing portion is in the first preset angle range to generate a vortex. 청구항 4에 있어서,
상기 제1설정 회전수 범위는, 600rpm 내지 1000rpm이고,
상기 제1설정 각도는, 44도 내지 46도인 내연기관의 와류 발생 장치.5. The method according to claim 4,
The first set rotation speed range is 600rpm to 1000rpm,
The first set angle is a vortex generating device of an internal combustion engine that is 44 degrees to 46 degrees. 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 회전수가 상기 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 점차 증가시키도록 상기 액추에이터를 작동시키는 내연기관의 와류 발생 장치.5. The method according to claim 4,
The control unit is
When the rotation speed of the engine exceeds the first set rotation speed range, the vortex generating device of the internal combustion engine for operating the actuator to gradually increase the angle of the wing portion according to the increase in the rotation speed of the engine. 스로틀 바디와 서지 탱크 사이에 연통되게 결합된 이너 관과;
상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과;
상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와;
상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜, 상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 날개 각도 가변수단을 포함하고,
상기 이너 관은,
상기 스로틀 바디로부터 상기 서지 탱크로 유입되는 공기가 통과하도록 형성되고 상기 와류 날개가 회전가능하게 결합된 원통부와, 상기 원통부의 일측 단부에서 확장 형성되고 상기 스로틀 바디의 배기구 둘레면에 대향되도록 형성되어 상기 스로틀 바디에 체결되는 제1플랜지부와, 상기 원통부의 타측 단부에서 확장 형성되고 상기 서지 탱크의 흡기구 둘레면에 대향되도록 형성되어 상기 서지 탱크에 체결되는 제2플랜지부를 포함하고,
상기 날개 각도 가변수단은,
상기 아우터 관의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 아우터 관의 회전시 일체로 회전하는 고정 핀과,
일측은 상기 고정 핀가 삽입되어 슬라이딩하는 슬릿이 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축이 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 일측은 상기 아우터 관의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하고 타측은 상기 회전축을 회전시키는 회전 레버와,
상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와,
상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 내연기관의 와류 발생 장치.an inner tube communicatively coupled between the throttle body and the surge tank;
an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube;
a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex;
Blade angle variable means for connecting the outer tube and the rotary shaft to rotate the outer tube and the rotary shaft according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount to vary the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube including,
The inner tube,
A cylindrical part formed so that the air flowing into the surge tank from the throttle body passes and the vortex blade is rotatably coupled, and extended at one end of the cylindrical part and formed to face the circumferential surface of the exhaust port of the throttle body A first flange portion fastened to the throttle body, and a second flange portion extending from the other end of the cylindrical portion and formed to face the intake port circumferential surface of the surge tank and fastened to the surge tank,
The blade angle variable means,
A fixing pin which is formed to protrude from the outer circumferential surface of the outer tube and rotates integrally when the outer tube rotates;
One side is formed with a sliding slit into which the fixing pin is inserted, and the other side is fixedly coupled to the rotation shaft of the vortex blade, and when the outer tube rotates, one side slides along the outer circumferential surface of the outer tube and the other side rotates the rotation shaft rotary lever,
an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube;
and a controller configured to control an operation of the actuator according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount. 청구항 7에 있어서,
상기 와류 날개는, 상기 이너 관의 원주방향을 따라 복수개가 서로 소정간격 이격되게 배치되고,
상기 고정 핀은, 상기 와류 날개들의 개수에 대응되게 복수개가 형성되고,
상기 회전 레버는, 상기 복수의 와류 날개들의 각 회전축에 각각 결합되도록 복수개가 구비된 내연기관의 와류 발생 장치.8. The method of claim 7,
A plurality of the vortex blades are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance along the circumferential direction of the inner tube,
A plurality of the fixing pins are formed to correspond to the number of the vortex blades,
The rotary lever is a vortex generating device of an internal combustion engine provided with a plurality to be respectively coupled to the respective rotation shafts of the plurality of vortex blades. 청구항 7에 있어서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시키는 내연기관의 와류 발생 장치.8. The method of claim 7,
The control unit is
When the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, the vortex generating device of the internal combustion engine operates the actuator so that the angle of the wing portion is in the first preset angle range to generate a vortex. 청구항 9에 있어서,
상기 제1설정 회전수 범위는, 600rpm 내지 1000rpm이고,
상기 제1설정 각도는, 44도 내지 46도인 내연기관의 와류 발생 장치.10. The method of claim 9,
The first set rotation speed range is 600rpm to 1000rpm,
The first set angle is a vortex generating device of an internal combustion engine that is 44 degrees to 46 degrees. 청구항 9에 있어서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 회전수가 상기 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 점차 증가시키도록 상기 액추에이터를 작동시키는 내연기관의 와류 발생 장치.10. The method of claim 9,
The control unit is
When the rotation speed of the engine exceeds the first set rotation speed range, the vortex generating device of the internal combustion engine for operating the actuator to gradually increase the angle of the wing portion according to the increase in the rotation speed of the engine. 삭제delete 흡기 유로에 연통되게 결합된 이너 관과;
상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과;
상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와;
상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜, 상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 날개 각도 가변수단과;
상기 날개 각도 가변수단의 노출을 방지하기 위하여 상기 이너 관과 상기 아우터 관의 외주측을 감싸는 커버관을 포함하고,
상기 날개 각도 가변수단은,
상기 아우터 관의 일측 단부에서 원주방향을 따라 길게 형성되어 랙 기어와,
일측은 상기 랙 기어에 맞물리도록 기어가 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축에 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 상기 랙 기어에 의해 회전하면서 상기 회전축을 회전시키는 피니언 기어와,
상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와,
상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시키고,
상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 증가시켜 상기 액추에이터를 작동시키는 내연기관의 와류 발생 장치. an inner tube connected to the intake passage in communication;
an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube;
a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex;
Blade angle variable means for connecting the outer tube and the rotary shaft to rotate the outer tube and the rotary shaft according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount to vary the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube and;
and a cover tube surrounding the outer periphery of the inner tube and the outer tube to prevent exposure of the blade angle variable means,
The blade angle variable means,
A rack gear formed long in the circumferential direction at one end of the outer tube,
A gear is formed on one side to engage the rack gear and the other side is fixedly coupled to the rotation shaft of the vortex blade, and a pinion gear rotates the rotation shaft while rotating by the rack gear when the outer tube rotates;
an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube;
A control unit for controlling the operation of the actuator according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount,
The control unit is
If the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, the actuator is operated so that the angle of the wing part is in the first predetermined angle range preset to generate a vortex,
When the rotational speed of the engine exceeds a preset first set rotational speed range, the vortex generating device of the internal combustion engine for operating the actuator by increasing the angle of the wing portion according to the increase in the rotational speed of the engine. 흡기 유로에 연통되게 결합된 이너 관과;
상기 이너 관의 외주면 일측에서 상기 이너 관의 원주방향을 따라 회전가능하게 결합된 아우터 관과;
상기 이너 관의 원주면을 관통하여 상기 이너 관에 회전가능하게 결합된 회전축과, 상기 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 이너 관의 내부에 구비되고 와류를 발생시키기 위한 날개부를 포함하는 와류 날개와;
상기 아우터 관과 상기 회전축을 연결하여, 엔진의 회전수와 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 아우터 관과 상기 회전축을 회전시켜, 상기 이너 관의 반경방향에 대한 상기 날개부의 각도를 가변시키는 가변시키는 날개 각도 가변수단과;
상기 날개 각도 가변수단의 노출을 방지하기 위하여 상기 이너 관과 상기 아우터 관의 외주측을 감싸는 커버관을 포함하고,
상기 날개 각도 가변수단은,
상기 아우터 관의 외주면에서 돌출 형성되어 상기 아우터 관의 회전시 일체로 회전하는 고정 핀과,
일측은 상기 고정 핀이 삽입되어 슬라이딩하는 슬릿이 형성되고 타측은 상기 와류 날개의 회전축이 고정 결합되어, 상기 아우터 관의 회전시 일측은 상기 아우터 관의 외주면을 따라 슬라이딩 이동하고 타측은 상기 회전축을 회전시키는 회전 레버와,
상기 아우터 관에 결합되어 상기 아우터 관을 회전시키는 액추에이터와,
상기 엔진의 회전수와 상기 흡기량 중 적어도 하나에 따라 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위 이내이면, 상기 날개부의 각도가 와류를 발생시키도록 미리 설정된 제1설정 각도 범위가 되도록 상기 액추에이터를 작동시키고,
상기 엔진의 회전수가 미리 설정된 제1설정 회전수 범위를 초과하면, 상기 엔진의 회전수 증가에 따라 상기 날개부의 각도를 증가시켜 상기 액추에이터를 작동시키는 내연기관의 와류 발생 장치. an inner tube connected to the intake passage in communication;
an outer tube rotatably coupled along the circumferential direction of the inner tube from one side of the outer circumferential surface of the inner tube;
a vortex blade passing through the circumferential surface of the inner tube and rotatably coupled to the inner tube, and a vortex blade provided inside the inner tube so as to be rotatable about the rotation axis and including a wing portion for generating a vortex;
By connecting the outer tube and the rotary shaft, the outer tube and the rotary shaft are rotated according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount, thereby varying the angle of the wing portion with respect to the radial direction of the inner tube. variable means;
and a cover tube surrounding the outer periphery of the inner tube and the outer tube to prevent exposure of the blade angle variable means,
The blade angle variable means,
A fixing pin which is formed to protrude from the outer circumferential surface of the outer tube and rotates integrally when the outer tube rotates;
One side is formed with a sliding slit in which the fixing pin is inserted and the other side is fixedly coupled to the rotation shaft of the vortex blade, and when the outer tube rotates, one side slides along the outer peripheral surface of the outer tube and the other side rotates the rotation shaft a rotary lever to let
an actuator coupled to the outer tube to rotate the outer tube;
A control unit for controlling the operation of the actuator according to at least one of the engine rotation speed and the intake air amount,
The control unit is
If the rotation speed of the engine is within a preset first rotation speed range, the actuator is operated so that the angle of the wing part is in the first predetermined angle range preset to generate a vortex,
When the rotational speed of the engine exceeds a preset first set rotational speed range, the vortex generating device of the internal combustion engine for operating the actuator by increasing the angle of the wing portion according to the increase in the rotational speed of the engine.
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