KR19990019420A - Fuel atomizer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료 분사 시스템(fuel injection system)을 갖는 연소 엔진에 있어서 배기 가스중의 유해 가스량을 현저하게 줄일 수 있도록 한 연료 분무화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fuel atomizer that enables to significantly reduce the amount of harmful gas in the exhaust gas in a combustion engine having a fuel injection system.
본 발명의 연료 분사 장치는 인젝터의 노즐 단부에 설치되고, 양단이 관통되어 연료 주입구 및 연료 배출구를 구비한 몸체와; 상기 몸체의 내부에 배치되고, 길이 방향으로 미세공이 다수개 형성된 PTC(Positive Temperature Coefficient)특성의 세라믹 재질의 연료 가열체와; 상기 연료 가열체에 전기적으로 연결되어 상기 연료 가열체에 전력을 공급하기 위한 전력 공급수단;으로 구성된 것을 특징으로 한다.The fuel injection device of the present invention is installed at the nozzle end of the injector, both ends of the body having a fuel inlet and a fuel outlet; A fuel heater formed of a ceramic material having a PTC (Positive Temperature Coefficient) property disposed in the body and having a plurality of micropores in a longitudinal direction thereof; And a power supply means electrically connected to the fuel heater to supply power to the fuel heater.
Description
본 발명은 연료 분무화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료 분사 시스템(fuel injection system)을 갖는 연소 엔진에 있어서 배기 가스중의 유해 가스량을 현저하게 줄일 수 있도록 한 연료 분무화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel atomizer, and more particularly, to a fuel atomizer capable of significantly reducing the amount of harmful gas in exhaust gas in a combustion engine having a fuel injection system.
일반적으로, 차량 실린더에는 E.C.U(전자 제어 유닛)에서 발생된 분사신호에 의해 연료를 실린더의 내부로 분사되도록 하는 인젝터가 설치되어 있으며, 최근 들어 분사되는 연료를 분무화함으로써 완전 연소를 유도하기 위한 연료 분무화장치를 그 노즐부에 설치한 인젝터가 제안된 바 있다.In general, an injector for injecting fuel into the cylinder by an injection signal generated from an ECU (electronic control unit) is installed in a vehicle cylinder, and fuel for inducing complete combustion by atomizing recently injected fuel. Injectors have been proposed in which a nebulizer is installed in the nozzle portion.
도 1 및 도 2는 종래의 연료 분무화 장치의 일례를 설명하기 위한 도면으로, 종래의 연료 분무화 장치는, 연료 주입구(5) 및 연료 배출구(6)를 구비한 하우징(1)과, 이 하우징(1) 내부에 선택적으로 배치되는 가열 소자(2) 및 다층의 기화 콘택 배플(Vaporiser Contact Baffle)(3)로 구성되어 상기한 인젝터의 연료분사 출구인 노즐에 설치된다.1 and 2 are views for explaining an example of a conventional fuel atomizer, the conventional fuel atomizer is a housing 1 having a fuel inlet 5 and a fuel outlet 6, and It consists of a heating element 2 optionally arranged inside the housing 1 and a multilayer vaporization contact baffle 3 which is installed at a nozzle which is the fuel injection outlet of the injector.
가열 소자(2)로는 이중금속 박형 히터(bimetallic foil-type heaters), 고 퀴리 온도(high curie temperature)를 갖는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 세라믹 히터가 사용된다.As the heating element 2, bimetallic foil-type heaters and positive temperature coefficient (PTC) ceramic heaters having a high curie temperature are used.
판상으로 된 다층의 기화 콘택 배플(3)은 하우징(1) 내부에 축방향으로 일정 간격을 두고 배치되어 있고, 기화 콘택 배플(3) 사이에는 가열 소자(2)가 배치되되, 연료의 유동 통로 즉, 기화 챔버(8)를 형성할 수 있도록 가열 소자(2)와 기화 콘택 배플(3)은 소정의 간격을 두고 배치된다.The plate-shaped multilayer vaporized contact baffles 3 are arranged at regular intervals in the housing 1 at axial intervals, and the heating element 2 is disposed between the vaporized contact baffles 3 to provide a fuel flow path. That is, the heating element 2 and the vaporization contact baffle 3 are arrange | positioned at predetermined intervals so that the vaporization chamber 8 can be formed.
미설명 부호 7은 하우징(1) 주변에 설치되어 외부로부터 가해진 충격에 의해 기화 콘택 배플(3) 및 가열 소자를 보호함과 동시에 외부의 충격에 의해 연료가 새는 것을 방지하기 위한 케이스이고, 4는 가열 소자(2)가 일정한 온도를 유지할 수 있도록 전력을 공급하기 위한 전력 공급부이다.Reference numeral 7 denotes a case installed around the housing 1 to protect the vaporized contact baffle 3 and the heating element by an impact applied from the outside, and at the same time, to prevent fuel leakage due to an external impact. It is an electric power supply part for supplying electric power so that the heating element 2 can maintain a constant temperature.
상기와 같이 구성된 종래 연료 분무화 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the conventional fuel atomizing device configured as described above are as follows.
연료 주입구(5)를 통해 주입된 연료는 다층의 기화 콘택 배플(3)과 가열 소자(2) 사이의 기화 챔버(8)를 지나는 동안 전력 공급부(4)로부터 전원을 공급받아 소정의 온도를 유지하고 있는 가열 소자(2)에 의해 가열되어 고압의 상태가 된다.The fuel injected through the fuel inlet 5 is supplied with power from the power supply 4 while maintaining the predetermined temperature while passing through the vaporization chamber 8 between the multilayer vaporization contact baffle 3 and the heating element 2. It is heated by the heating element 2, and is in a high pressure state.
기화 챔버(8)를 통과한 연료는 연료 배출구(6)에 이르러서 급격하게 팽창하여 저압 및 분무화 상태가 되어 실린더(미도시) 내부로 주입된다.The fuel passing through the vaporization chamber 8 reaches the fuel outlet 6 and expands rapidly, becomes low pressure and atomized, and is injected into a cylinder (not shown).
그런데, 상기와 같은 종래의 연료 분무화 장치는, 가열 소자(2)에 전력을 공급하기 위한 전기적인 접점(electrical contacts) 역할을 하는 기화 콘택 배플(3)이 판상으로 형성되어 하우징(1) 내부에 축방향으로 다수개 설치되고, 기화 콘택 배플(3) 사이에 일정 간격을 두고 가열 소자(2)가 설치되는 등 복잡한 구조를 갖기 때문에, 그 제작에 소요되는 시간 및 비용이 많이 들며 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.However, in the conventional fuel atomization device as described above, the vaporized contact baffle 3, which serves as electrical contacts for supplying power to the heating element 2, is formed in a plate shape to form the inside of the housing 1. In the axial direction, and has a complicated structure such that the heating element 2 is provided at regular intervals between the vaporized contact baffles 3, resulting in a large amount of time and cost required for fabrication and a decrease in productivity. There was a problem.
또한, 연료의 분무화 상태가 충분히 이루어지지 못하기 때문에 연료 분무화에 의한 완전 연소라는 본연의 목적을 확실하게 달성하 수 없었으며, 그에 따라 유해 가스량을 충분히 감소시키지는 못한다는 문제점도 있었다.In addition, since the atomization state of the fuel is not sufficiently achieved, the original purpose of complete combustion by fuel atomization could not be reliably achieved, and accordingly, there was also a problem that the amount of harmful gas was not sufficiently reduced.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 연료 분사 시스템을 갖는 연소 엔진에 있어서, 배기 가스중의 유해 가스량을 현저하게 줄일 수 있도록 함과 동시에 제작 양산성을 높일 수 있도록 연료 분무화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, in the combustion engine having a fuel injection system, the fuel atomization device to improve the production and mass production while at the same time can significantly reduce the amount of harmful gas in the exhaust gas The purpose is to provide.
도 1 및 도 2는 종래의 연료 분무화 장치의 일례를 설명하기 위한 도면으로, 도 1은 종래의 연료 분무화 장치의 구성을 나타낸 단면도.1 and 2 are views for explaining an example of a conventional fuel atomizer, Figure 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional fuel atomizer.
도 2는 연료 분무화 장치의 평면도.2 is a plan view of a fuel atomizer;
도 3은 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 분해 사시도.3 is an exploded perspective view of a fuel atomizer according to the present invention.
도 4는 연료 분무화 장치의 결합 단면도.4 is a combined cross-sectional view of the fuel atomization device.
도 5는 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면.5 is a view showing another embodiment of a fuel atomizer according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 또 다른 실시예를 나타내기 위한 도면.6 is a view for showing another embodiment of a fuel atomization device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
20 : 몸체 21 : 연료 주입구20: body 21: fuel inlet
22 : 연료 배출구 23 : 미세공22: fuel outlet 23: fine pores
24 : 연료 가열체 25 : 전력 공급부24: fuel heater 25: power supply
31 : 소경부 32 : 대경부31: small diameter part 32: large diameter part
33 : 믹싱부33: mixing unit
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연료 분무화 장치는, 양단이 관통되어 연료 주입구 및 연료 배출구를 구비한 몸체와; 상기 몸체의 내부에 배치되고, 길이 방향으로 미세공이 다수개 형성된 PTC(Positive Temperature Coefficient)특성의 세라믹 재질의 연료 가열체와; 상기 연료 가열체에 전기적으로 연결되어 상기 연료 가열체에 전력을 공급하기 위한 전력 공급수단;으로 구성된 것을 특징으로 한다.A fuel atomization device according to the present invention for achieving the above object, the both ends through the body having a fuel inlet and a fuel outlet; A fuel heater formed of a ceramic material having a PTC (Positive Temperature Coefficient) property disposed in the body and having a plurality of micropores in a longitudinal direction thereof; And a power supply means electrically connected to the fuel heater to supply power to the fuel heater.
이하, 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a fuel atomizer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 분해 사시도이고, 도 4는 연료 분무화 장치의 결합 단면도이다.3 is an exploded perspective view of a fuel atomizer according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the combination of the fuel atomizer.
본 발명에 의한 연료 분무화 장치는 인젝터의 노즐 외부에 설치되고, 양단이 관통되어 연료 주입구(21) 및 연료 배출구(22)를 구비한 몸체(20)와, 길이 방향으로 양단이 관통된 다수개의 미세공(23)이 형성된 연료 가열체(24)와, 연료 가열체(24)에 전기적으로 연결되어 연료 가열체(24)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부(25)로 구성된다.Fuel atomizer according to the present invention is installed outside the nozzle of the injector, both ends penetrate the body 20 having a fuel inlet 21 and the fuel outlet 22 and a plurality of both ends in the longitudinal direction The fuel heater 24 having the fine holes 23 formed therein, and an electric power supply unit 25 electrically connected to the fuel heater 24 to supply power to the fuel heater 24.
연료 가열체(24)는 몸체(20)와 연료 가열체 사이로 연료가 새는 것을 방지하기 위해 몸체(20) 내부에 압입된다.The fuel heater 24 is press fit into the body 20 to prevent fuel leakage between the body 20 and the fuel heater.
또한, 상기 연료 가열체(24)는 온도가 상승함에 따라 그 저항값이 증가하는 성질을 갖는 PTC(Positive Temperature Coefficient)특성의 세라믹 재질로 형성함으로써, 연료 가열체의 온도는 소정한도 이상 높아지지 않고 거의 일정 온도를 유지하게 된다.In addition, the fuel heater 24 is formed of a ceramic material having a PTC (Positive Temperature Coefficient) characteristic, the resistance of which increases as the temperature increases, so that the temperature of the fuel heater does not increase by more than a predetermined limit. Maintain a constant temperature.
미설명 부호 26는 인젝터의 노즐 외부가 끼워지는 연결부이다.Reference numeral 26 denotes a connection portion to which the outside of the nozzle of the injector is fitted.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the fuel atomizer according to the present invention configured as described above are as follows.
E.C.U의 연료 분사신호의 명령을 받아 인젝터 내부로 유입된 연료는 몸체(20)의 연료 주입구(21)에 주입된다. 연료 주입구(21)에 주입된 연료는 연료 가열체(23)에 형성된 미세공(23)을 통과한 후, 연료 배출구(22)를 통해 실린더 내부로 주입된다.The fuel introduced into the injector under the command of the fuel injection signal of E.C.U is injected into the fuel inlet 21 of the body 20. The fuel injected into the fuel inlet 21 passes through the fine holes 23 formed in the fuel heating body 23, and then is injected into the cylinder through the fuel outlet 22.
이때, 전력 공급부(25)에 전기적으로 연결된 연료 가열체(24)의 온도는 소정 온도로 가열되어 있는 상태이기 때문에 연료 주입구(21)에 주입된 연료는 연료 가열체(24)의 미세공(23)을 통과하여 점차로 고온의 상태가 되고, 미세공(23)을 통과하기 직전 팽창되어 미세한 입자가 모인 분무화 상태가 되어 실린더 내부로 주입된다.At this time, since the temperature of the fuel heating body 24 electrically connected to the power supply unit 25 is heated to a predetermined temperature, the fuel injected into the fuel inlet 21 is fine pores 23 of the fuel heating body 24. ) And gradually becomes a high temperature state, and is expanded to just before passing through the micro-pores 23 to become a nebulized state where fine particles are collected and injected into the cylinder.
따라서, 실린더 내부로 분무화 상태로 분사된 연료는 실린더 내부에서 완전히 연소됨으로써, 배출되는 배기 가스중에 함유된 유해 성분을 현저하게 감소시키게 된다.Therefore, fuel injected in the atomized state into the cylinder is completely burned in the cylinder, thereby significantly reducing the harmful components contained in the exhaust gas discharged.
도 5는 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 몸체(20)를, 연료가 유입되는 부분에 소정의 직경을 갖는 소경부(31)와, 이 소경부(31)를 통해 유입된 연료가 배출되는 대경부(32)와, 소경부(31)와 대경부(32) 사이에 연료가 섞이는 믹싱부(33)로 구획 형성하고, 소경부(31)와 대경부(32)에 연료 가열체(24)를 각각 배치한 것을 나타낸다.5 is a view showing another embodiment of the fuel atomization device according to the present invention. The body 20 includes a small diameter portion 31 having a predetermined diameter in a portion into which fuel flows, and the small diameter portion 31. A large diameter portion 32 through which the fuel introduced through the discharge is discharged, and a mixing portion 33 in which fuel is mixed between the small diameter portion 31 and the large diameter portion 32 is formed, and the small diameter portion 31 and the large diameter portion ( It shows that the fuel heater 24 is arrange | positioned at 32, respectively.
여기서, 소경부(31)의 직경은 0.4mm이하로 하고, 대경부(32)의 직경은 0.4mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the diameter of the small diameter part 31 shall be 0.4 mm or less, and the diameter of the large diameter part 32 shall be 0.4 mm or more.
이때, 소경부(31)에 배치된 연료 가열체(24)의 온도는 대경부(32)에 배치된 연료 가열체(24)의 온도 보다 소정치 높도록 설정되는 바, 소경부(31)를 통과하는 동안 1차적으로 가열되어 기액 혼합 상태로 믹싱부(33)에 주입된 연료는, 믹싱부(33)에서 균일하게 섞인 후 대경부(32)측의 연료 가열체(24)로 유입된다.At this time, the temperature of the fuel heater 24 disposed in the small diameter portion 31 is set to be higher than the temperature of the fuel heater 24 disposed in the large diameter portion 32. During the passage, the fuel, which is primarily heated and injected into the mixing portion 33 in a gas-liquid mixed state, is uniformly mixed in the mixing portion 33 and then flows into the fuel heating body 24 on the large diameter portion 32 side.
따라서, 대경부(32)측의 연료 가열체(24)로부터 배출되는 연료는 그 단면적이 전체에 걸쳐 균일한 상태의 분무화 상태로 실린더 내부로 주입된다.Therefore, the fuel discharged from the fuel heater 24 on the large-diameter portion 32 side is injected into the cylinder in an atomized state with a uniform cross-sectional area throughout.
도 6은 본 발명에 의한 연료 분무화 장치의 또 다른 실시예를 나타내기 위한 도면으로, 연료 가열체(24)의 미세공(33) 형상을 벌집(honeycomb) 형상의 구조로 형성함으로써, 동일 단면적에 대한 연료 가열체와 연료의 접촉 면적을 증대시킨 것을 나타낸다.FIG. 6 is a view showing another embodiment of the fuel atomization device according to the present invention. The microcavity 33 of the fuel heating body 24 is formed in a honeycomb structure to have the same cross-sectional area. It indicates that the contact area between the fuel heating element and the fuel is increased.
상기 실시예에서는 몸체를 소경부와 대경부로 구획설치 한 것을 예로 들었으나, 몸체를 동일 직경으로 형성하고, 몸체 내에 적어도 2개 이상의 연료 가열체를 소정 간격을 두고 설치함으로써 믹싱부를 구성할 수도 있다.In the above embodiment, the body is divided into a small diameter portion and a large diameter portion as an example, but the mixing portion may be configured by forming the body with the same diameter and installing at least two or more fuel heaters at predetermined intervals in the body.
또한, 대경부와 소경부에 각각 배치된 연료 가열체에 형성된 미세공의 직경을 상호 상이하게 형성할 수 도 있음은 물론이다.In addition, of course, the diameters of the micropores formed in the fuel heating body disposed respectively in the large diameter portion and the small diameter portion may be different from each other.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 연료 분무화 장치는 구조가 간단하여 제작 시간 및 비용을 현저하게 저감시킬 수 있으며, 실린더로 분사되는 연료가 보다 확실하게 분무화되기 때문에 차량 외부로 배출되는 배기 가스중의 유해 가스의 량을 현저하게 감소시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the fuel atomization device according to the present invention has a simple structure, which can significantly reduce the production time and cost, and the exhaust gas discharged to the outside of the vehicle because the fuel injected into the cylinder is more reliably atomized. There is an advantage that can significantly reduce the amount of harmful gases in the air.
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| KR1019970042800A KR19990019420A (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Fuel atomizer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101405224B1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-10 | 현대자동차 주식회사 | Fluid heating device and fuel system for vehicle using the same |
| KR101405203B1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-27 | 현대자동차 주식회사 | Fluid heating device and fuel system for vehicle using the same |
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1997
- 1997-08-29 KR KR1019970042800A patent/KR19990019420A/en active IP Right Grant
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