KR19980059371U - 내연기관의 흡기와류발생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내연기관의 흡기와류발생장치에 관한 것으로서, 그 목적은 동일 평면의 금속박판을 이용하여 비교적 그 구조가 간단하면서 와류의 발생률이 높은 흡기와류발생장치를 제공하는 것이다.

본 고안은 흡기시스템상에 공기의 흡입방향과 수직하게 고정 설치되는 플랜지와, 상기 플랜지와 동일 평면을 이루는 일정 반경 내의 면을 플랜지와 연결되도록 절개하여 동일 방향으로 경사지도록 절곡시킨 다수개의 날개로 이루어진 와류발생부가 포함된 특징을 갖는다.

이상의 본 고안을 적용하면, 상기 흡기와류발생장치는 동일 면을 갖는 금속박판의 중심부를 절개하여 소정의 각도로 절곡시키기만 하면 흡기 와류 장치가 완성되므로 그 제조 공정이 매우 간단하며, 실린더와 인접한 흡기매니홀드내에 설치되어 발생된 와류가 감소되지 않은 상태에서 주입된 연료와 공기가 고르게 혼합되어 내연기관의 출력과 연비가 높아지고, 소음 및 배기가스 등이 줄어 공해 방지에도 유용하다.

Description

내연기관의 흡기와류발생장치

본 고안은 내연기관의 흡기와류발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내연기관의 흡기시스템를 통해 실린더로 공급되는 공기중에 와류를 발생시켜 연료와 공기를 고르게 혼합되도록 함으로써, 연료가 완전 연소되도록 보조해 주는 내연기관의 흡기와류발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 공기와 연료를 적정한 비율로 혼합하여 실린더 내에서 연소시켜 그 폭발 압력을 이용하여 동력을 발생시키는 장치로서, 이러한 내연기관의 출력은 상기 연료의 연소상태에 따라 많은 차이가 발생된다.

도 1은 종래 흡기와류발생장치의 제 1예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분리사시도이다.

이를 참조하면, 상기 내연기관 흡기시스템은 에어클리너(31)로부터 정화된 공기가 에어닥트(33)를 통해 스로틀밸브(35)에 전달되고, 상기 스로틀밸브(35)에 의해 그 유량이 제어되면서 흡기매니홀드(37)로 전달되어 각각의 실린더로 공급된다.

이러한 흡기시스템을 통해 실린더로 공급되는 공기중에 와류를 발생시켜 공기와 연료가 고르게 혼합되도록 하는 장치가 흡기와류발생장치이다.

상기 흡기와류발생장치의 제 1예는 원통형 테두리(45) 내부에 일정 각도로 경사진 다수개의 날개(41)가 일체로 결합되어 이루어진다.

상기 테두리(45)는 일정길이를 갖는 금속박판을 소정의 곡률 반경으로 말아서 그 양측 끝단이 일정거리 이격된 원통형으로 형성되며, 상기 테두리(45) 면상에는 원주면을 따라 일정간격으로 2열의 반원형 결합홈(46)이 형성되는 데, 상기 결합홈(46)의 상부열과 하부열을 원주 방향으로 다소 어긋나 비스듬한 위치에 형성된다.

상기 날개(41)는 일정 길이를 갖는 금속박판상에 양측면으로부터 내측으로 향할수록 그 폭이 좁아지는 일정한 곡면을 형성하여 중심부에 최소 폭을 갖는 절곡부(42)를 중심으로 접혀지게 된다. 이때, 상기 절곡부(42)는 수직방향에 대해 일정 각도 경사를 이루게된다.

상기 날개(41)의 양측단에는 일정 길이 돌출된 결합부(44)가 형성되어 상기 테두리(45)의 반원형 결합홈(46)을 통해 외부로 돌출된 후 테두리(45)면에 연접되도록 접혀져 테두리(45)에 용접된다.

또한, 상기 날개(41)의 면상에는 다수개의 슬릿(43)이 일정한 경사를 이루면서 나란하게 형성된다.

따라서, 상기 흡기와류발생장치를 통과하는 공기는 날개(41)의 경사면을 따라 나선방향의 와류가 형성되면서 공기통로를 따라 흡입된다.

그러나, 상기 흡기와류발생장치는 그 구조상 테두리(45)와 날개(41)를 각기 별개로 형성하고, 상기 날개(41)면을 절곡시켜 테두리(45)면에 결합한 후 이를 다시 용접하여 고정하는 등 그 제조 및 조립공정이 복잡하다.

또한, 상기 흡기와류발생장치는 원통형 테두리(45) 내에 날개(41)를 형성하였으므로, 스로틀밸브(35)를 통과한 위치의 공기통로상에는 상기 흡기와류발생장치를 설치시 고정 지지해 줄 수 있는 부분이 없기 때문에 흡입되는 공기에 의해 통로 내부로 빨려 들어가게 되므로 결국, 상기 흡기와류발생장치는 에어클리너(31) 내부 또는 에어클리너(31)와 연결되는 에어덕트(33)의 입구 내주면에 끼워져 고정되거나, 에어덕트(33)와 스로틀밸브(35)의 연결부위의 에어덕트(33) 내주면에 끼워져 고정된다.

따라서, 상기 흡기와류발생장치는 상술한 바와 같이 스로틀밸브(35) 전방에 위치되도록 설치되므로 발생된 와류가 상기 스로틀밸브(35) 내부의 협소한 공간을 통과하면서 스로틀밸브(35)의 밸브면에 의한 저항을 받아 상당하게 감소된 상태로 된다.

도 2는 종래의 흡기와류발생장치의 제 2예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분리사시도이다.

이를 참조하면, 상기 흡기와류발생장치는 원주형 테두리(51)면을 일정하게 절개시켜 테두리(51) 내부로 절곡시켜 일정한 경사면을 이루는 날개(53)를 형성하고, 상기 테두리(51)의 일측단에는 플랜지(55)를 형성하여 흡기시스템 내부에 설치할 수 있도록 구성된다.

상기 플랜지(55)면상에는 스로틀밸브(35)의 나사 고정홈(36)과 대응되는 위치에 관통공(57)이 형성되어 스로틀밸브(35)와 흡기매니홀드(37) 사이에 흡기와류발생장치가 위치되도록 고정 설치된다.

상기 날개(53)는 테두리(51)면을 일정 형태로 절개하여 상기 테두리(51) 내부로 일정하게 경사를 이루도록 절곡시켜 이루어진다.

따라서, 상기 흡기와류발생장치를 통과하는 공기는 경사진 날개(53)면에 부딪히면서 경사면의 방향으로 회전되기 때문에 와류가 형성된다.

이러한 흡기와류발생장치의 제 2예는 스로틀밸브(35)를 통과한 공기에 와류를 발생시키기 때문에 제 1예에서와 같이 발생된 와류가 스로틀밸브(35)의 협소한 내부 공간을 통과하면서 감소되지는 않지만, 상기 흡기시스템의 날개(53)가 테두리(51)의 제한된 면적을 절개하여 형성되므로 작게 형성될 수밖에 없고, 따라서 상기 날개(53)면에 부딪혀 발생되는 공기중의 와류현상이 거의 발생되지 않게 된다.

또한, 상기 흡기와류발생장치는 테두리(51)면과 플랜지(55)면을 형성하고, 테두리(51)면을 일정하게 절개하여 절곡시켜야 하는 등 비교적 그 구조가 복잡하다는 단점이 있다.

본 고안의 주된 목적은 동일 평면의 금속박판을 이용하여 비교적 그 구조가 간단하고, 제조 및 조립 공정이 단순하여 제품의 생산성을 높일 수 있는 흡기와류발생장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 와류 발생에 충분한 크기의 날개면을 형성하고, 발생된 와류가 다시 감소되지 않는 위치에 설치될 수 있는 흡기와류발생장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 흡기와류발생장치의 제 1예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분리사시도,

도 2는 종래의 흡기와류발생장치의 제 2예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분리사시도,

도 3은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 1실시예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분해 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 1실시예에 대한 사시도,

도 5는 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 2실시예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분해 사시도,

도 6은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 2실시예에 대한 사시도,

도 7은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치를 통과하는 공기의 흐름을 도시한 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 와류발생부 11 : 날개

12 : 목부분 13 : 날개면

14 : 슬릿 20 : 플랜지

21 : 관통공

본 고안은 흡기시스템상에 공기의 흡입방향과 수직하게 고정 설치되는 플랜지와, 상기 플랜지와 동일 평면을 이루는 일정 반경 내의 면을 플랜지와 연결되도록 절개하여 동일 방향으로 경사지도록 절곡시킨 다수개의 날개로 이루어진 와류발생부가 포함된 특징을 갖는다.

본 고안에서 상기 날개의 면상에는 다수개의 슬릿이 형성되어 흐르는 공기의 저항을 감소시킨 특징을 갖는다.

본 고안에서 상기 와류발생부는 설치되는 위치의 공기통로 수와 대응되도록 적어도 하나 이상 형성된 특징을 갖는다.

본 고안에서 상기 와류발생부의 날개는 상기 플랜지와 연결되어 일정 방향으로 소정 각도 비틀려진 목부분과, 상기 목부분에서 와류 발생부의 중심을 향하여 연장되면서 공기의 흡입방향으로 돌출되도록 소정의 곡면을 이루는 날개면으로 형성된 특징을 갖는다.

본 고안에서 상기 날개면의 각도는 공기의 흡입방향에 대해 20°~ 40°의 경사를 이루도록 형성된 특징을 갖는다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 1실시예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 1실시예에 대한 사시도이다.

이를 참조하면, 상기 흡기와류발생장치는 동일평면을 이루는 금속박판 중심부의 일정 반경 안쪽면을 일정하게 절개하여 프로펠러 형태로 절곡시킨 다수개의 날개(11)를 갖는 와류발생부(10)와, 상기 와류발생부(10) 둘레의 플랜지(20)로 이루어진다.

상기 플랜지(20)는 스로틀밸브(35)의 나사 고정홈(36)과 대응되는 위치에 관통공(21)이 형성되어 상기 스로틀밸브(35)와 흡기매니홀드(37) 사이에 위치되도록 설치된다.

상기 와류발생부(10)는 상기 플랜지(20) 중심부에 형성되며, 공기통로와 대응되는 일정 반경 내의 면을 상기 플랜지(20)와 연결되도록 절개하여 회전시 동일 경사를 이루도록 프로펠러 형태로 절곡시킨 다수개의 날개(11)로 이루어진다.

상기 날개(11)의 면상에는 다수개의 슬릿(14)이 형성되어 흐르는 공기의 저항을 감소시킬 수 있도록 구성된다.

상기 날개(11)는 상기 플랜지(20)와 연결되어 일정 방향으로 소정 각도 비틀려진 목부분(12)과, 상기 목부분(12)에서 와류 발생부(10)의 중심을 향하여 연장되면서 공기의 흡입방향으로 소정 각도 경사져 돌출되는 곡면을 이루는 날개면(13)으로 형성된다. 이때, 상기 날개면(13)의 각도는 공기의 흡입방향에 대해 20°~ 40°의 경사를 이루게 된다.

도 5는 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 2실시예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 2실시예에 대한 사시도이다.

이를 참조하면, 상기 흡기와류발생장치는 동일평면을 이루는 금속박판상에 상기 흡기매니홀드(37)와 실린더가 연결되는 위치의 공기통로 수와 대응되도록 다수개의 와류발생부(10)를 형성하고, 상기 와류발생부(10) 둘레에는 흡기매니홀드(37)에 고정되는 플랜지(20)가 구비된다.

상기 플랜지(20)에는 흡기매니홀드(37)의 가스켓(39) 설치부에 가스켓(39)과 함께 설치되도록 다수개의 관통공(21)이 형성된다.

상기 와류발생부(10)는 흡기매니홀드(37)의 공기 통로와 대응되는 일정 반경 안쪽면을 상기 플랜지(20)와 연결되도록 절개하여 회전시 동일 경사면을 이루도록 프로펠러 형태로 절곡시킨 다수개의 날개(11)로 이루어진다.

상기 날개(11)의 면상에는 다수개의 슬릿(14)이 형성되어 흐르는 공기의 저항을 감소시킬 수 있도록 구성된다.

상기 날개(11)는 상기 플랜지(20)와 연결되어 일정 방향으로 소정 각도 비틀려진 목부분(12)과, 상기 목부분(12)에서 와류 발생부(10)의 중심을 향하여 연장되면서 공기의 흡입방향으로 소정 각도 경사져 돌출되는 곡면을 이루는 날개면(13)으로 형성된다. 이때, 상기 날개면(13)의 각도는 공기의 흡입방향에 대해 20°~ 40°의 경사를 이루게 된다.

이상의 본 고안의 작용예에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 1실시예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치를 통과하는 공기의 흐름을 도시한 단면도이다.

이를 참조하면, 상기 흡기와류발생장치는 스로틀밸브(35)와 흡기매니홀드(37) 사이에 설치되어 있으므로, 스로틀밸브(35)의 협소한 내부 공간을 통과한 공기가 흡기와류발생장치의 날개면(13)에 부딪히면서 날개(11)의 경사 방향으로 회전되어 와류가 형성된 상태로 흡기매니홀드(37)에 유입된다.

이때, 상기 날개(11)에 형성된 슬릿(14)은 상기 날개면(13)에 부딪히는 공기의 저항이 너무 커지게 되면 각각의 실린더로 공급되는 공기의 흐름이 느려져 공급되는 양이 감소되므로 이를 방지하기 위한 것이다.

이렇게 흡기매니홀드(37)에 유입된 와류는 주입되는 연료와 고르게 혼합되면서 각각의 실린더로 분배된다.

도 5는 본 고안에 따른 흡기와류발생장치의 제 2실시예가 내연기관에 설치되는 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치를 통과하는 공기의 흐름을 도시한 단면도이다.

이를 참조하면, 상기 흡기와류발생장치는 흡기매니홀드(37)와 실린더가 연결되는 위치의 공기통로(38)상에 설치되므로, 흡기매니홀드(37)로부터 각각의 실린더로 분배되는 공기가 흡기와류발생장치의 날개면(13)에 부딪히면서 날개(11)의 경사 방향으로 회전되어 와류를 형성하며, 주입되는 연료와 고르게 혼합되어 각각의 실린더 내부로 공급된다.

이러한 흡기와류발생장치는 와류가 발생되면서 바로 주입된 연료와 혼합되므로, 발생된 와류가 흡기매니홀드(37)상의 공기통로(38)를 통해 실린더로 공급되는 동안 공기통로(38)와의 마찰력에 의해 감소되는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 날개(11)에 형성된 슬릿(14)은 상기 날개면(13)에 부딪히는 공기의 저항이 너무 커지게 되면 각각의 실린더로 공급되는 공기의 흐름이 느려져 공급되는 양이 감소되므로 이를 방지하기 위한 것이다.

이상과 같은 본 고안에 따른 흡기와류발생장치는 내연기관 뿐만 아니라 연료를 연소시켜 작동되는 각종 연료 연소기기에 채용될 수 있다.

이상의 본 고안을 적용하면, 상기 흡기와류발생장치는 금속박판의 중심부를 일정 형태로 절개하여 소정의 각도로 절곡시키기만 하면 흡기 와류 장치가 완성되므로 그 제조 공정이 매우 간단하며, 제품의 생산성이 높아진다.

또한, 상기 흡기와류발생장치는 스로틀밸브의 협소한 공간을 통과하여 실린더로 유입되는 공기중에 와류를 발생시킴으로써, 발생된 와류가 감소되지 않은 상태에서 실린더 내부로 유입되므로 주입된 연료가 공기와 고르게 혼합되면서 완전 연소되므로 내연기관의 출력과 연비가 높아지고, 소음 및 배기 가스가 줄어들어 공해 방지에도 유용하다.

Claims (5)

1. 흡기시스템상에 공기의 흡입방향과 수직하게 고정 설치되는 플랜지(20)와;

   상기 플랜지(20)와 동일 평면을 이루는 일정 반경 내의 면을 플랜지(20)와 연결되도록 절개하여 동일 방향으로 경사지도록 절곡시킨 다수개의 날개(11)로 이루어진 와류발생부(10)가 포함된 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기와류발생장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 날개(11)의 면상에는 다수개의 슬릿(14)이 형성되어 흐르는 공기의 저항을 감소시킨 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기와류발생장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 와류발생부(10)는 설치되는 위치의 공기통로 수와 대응되도록 적어도 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기와류발생장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 와류발생부(10)의 날개(11)는 상기 플랜지(20)와 연결되어 일정 방향으로 소정 각도 비틀려진 목부분(12)과;

   상기 목부분(12)에서 와류 발생부(10)의 중심을 향하여 연장되면서 공기의 흡입방향으로 돌출되도록 소정의 곡면을 이루는 날개면(13)으로 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기와류발생장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 날개면(13)의 각도는 공기의 흡입방향에 대해 20°~ 40°의 경사를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 흡기와류발생장치.