KR19990074441A - 내연기관의 린번 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 린번 시스템에 관한 것으로서, 연료가 통과되는 유입 파이프와 토출 파이프로 이루어지고, 하우징에 링형상의 영구자석 및 링형상의 촉매원판을 형성하여 공연비가 커지도록 하는 활성화 수단을 구비한 연료공급장치에 있어서, 상기 하우징(10)내부에는 유입 파이프(13')와 토출파이프(13)의 양단에 통형으로 제 1,2마그네틱(11',11)을 형성하고; 상기 토출파이프(13)의 단부는 작은 통공(15a)이 형성된 노즐(15)을 구비하고; 상기 제 1,2마그네틱(11',11)의 중앙 단부에 제 1,2차폐판(11',11)을 설치하며; 상기 제 1,2마그네틱(11',11)의 외측과 제 1,2차폐판(12',12) 및 하우징(10)내측이 이루는 공간에는 세라믹볼(17,17a)로 구성된 것을 특징으로 하여, 희박한 공연비를 갖는 혼합기를 이루도록 함으로써, 완전 연소되도록 하고, 연소 효율 및 연비가 향상되도록 한 것이다.

Description

내연기관의 린번 시스템

본 발명은 내연기관의 린번 시스템(Lean Burn System)에 관한 것으로서, 특히 연료 공급 라인을 통해 연소실내로 공급되는 연료에 원적외선과 자력선이 투과되도록 하여 혼합기속에 포함되어 있는 연료를 활성화시키도록 하고, 연소실로 공급되는 혼합기에 맞게 스파크의 용량을 증대시켜 완전 연소되게 하여 연소시 유해한 배기가스가 저감되게 하는데 적합하게 이용될 수 있도록 하는 내연기관의 린번 시스템에 관한 것이다.

차량 엔진은 에어크리너를 통과하면서 이 물질이 제거된 공기와 연료 탱크로부터 연료 펌프를 통해 송출되는 연료가 기화기내에서 혼합기를 형성하고, 이 혼합기는 흡입 행정에서 발생하게 되는 부압으로 서지탱크와 흡기매니폴트를 경유하여 실린더 내로 흡입된다.

실린더 내로 흡입된 혼합기는 피스톤의 상행행정을 통해 압축이 되고, 압축행정 말기에 실린더 헤드의 저면에 설치되어 있는 점화 플러그에 의해 불꽃이 발생하게 되면서 착화되어 동력을 얻게 된다.

그리고, 이 동력은 파워 플랜트를 통해 구동휘일을 회전시킴으로써, 주행을 하게 된다.

이러한 차량 엔진은 연소실과 연통된 흡기매니폴드에 설치된 복수개의 인젝터들을 포함한 연료공급장치가 설치되어 있으며, 각 실린더에 설치된 인젝터들은 연료분배관에 연결되어 있다.

이 연료분배관은 신축성을 갖는 연료호스와 연료라인을 통해 연료탱크와 연결되어 있고, 연료라인에는 연료펌프, 연료 사이렌서 및 연료필터는 연료에 포함된 불순물을 제거하고, 연료가 연료탱크로부터 인젝터로 운반하도록 되어 있다.

연료탱크로부터 토출된 연료는 연료분배관에 의해 일정한 압력으로 유지된 후 인젝터를 통해 공기와 연료의 혼합 공간인 흡기 매니폴드로 분사된다.

이때 공기와 연료는 대략 15:1의 비율로 혼합되어 연소실로 공급되며, 공기와 연료가 혼합된 혼합기는 실린더 헤드에 설치되어 있는 점화 플러그의 점화에 의해 점진적으로 연소하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 종단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 설치상태를 도시한 구성도에 도시한 바와 같이, 엔진의 각 실린더로 유입되는 연료량은 연료공급장치에 의해 극히 제한적으로 조절되어 초희박 공연비가 실현되도록 하고, 그에 맞추어 점화 플러그의 용량을 증대시켜 초희박한 공연비를 갖는 혼합기가 충분히 착화되어 완전 연소될 수 있도록 되어 있다.

이 린번장치가 설치된 엔진(도시는 생략함)은 그 일측에 연료분사방식의 연료공급장치(500)가 구비되어 있으며, 연료공급장치는 연소실과 연통된 흡기 매니폴드에 설치된 복수의 연료 인젝터(230)들을 포함한다.

각 실린더에 설치된 인젝터(230)들은 연료분배관(200)에 모두 연결되어 연료 분사 장치를 구성한다.

연료분배관(200)은 신축성을 갖는 연료호스(220)와 연료 라인(220a)을 통해 연료 탱크(240)와 연결되고, 연료 라인(220a), 연료호스(220), 및 연료분배관(200)은 연료 탱크(240)의 연료를 인젝터(230)로 운반하는 작용을 한다.

연료 라인(220a)에는 연료 탱크(240)로부터 인젝터(230)로 연료를 펌핑하는 연료 펌프(250)와, 이 연료 펌프(250)에 의해 펌핑된 연료의 파동을 방지하는 연료 사이렌서(250a) 및 연료에 포함된 불순물을 제거하는 연료 필터(210)를 포함한다.

연료호스(220)는 대략 8mm의 내부 직경을 가지며, 연료공급장치(500)는 연료분배관(200)의 입구쪽 단부(200a)에서 가까운 위치에 배치되며, 연료호스(220)의 내부에 결합된다.

따라서 연료는 연료분배관(200) 및 인젝터(230)로 보내기 전에 연료공급장치(500)를 통과한다.

연료공급장치(500)는 연료호스(220)와 연료분배관(200)의 사이에서 연료의 흐름을 제한하고 한정하는 노즐로서 작동된다.

종래 기술인 실용신안등록출원 94-6590호의 연료의 기화촉진용 부스터(연료공급장치)(500)에서는 연료 기화를 촉진시키기 위해 연료라인중에 인입구(502a)를 가지도록 돌출되고, 나삽이 되도록 하는 마개(502)를 인출구(512)가 구비된 원통(510)에 삽입한다.

그리고, 상기 원통속에 링모양의 영구자석(520)과, 백금으로 도금된 링모양의 촉매원판(530)을 적어도 3개이상 반복 배열하여 내장하되, 상기 영구자석(520)의 내측직경보다 촉매원판(530)의 내직경이 작도록 하여 인입구(502a)를 통해 인출구(512)로 흐르는 연료에 와류를 일으키도록 하여 그 기화를 촉진시키도록 하는 것으로 구성되어 있다.

이상에서와 같이, 연료호스(220)로부터 연료분배관(200)을 향하여 분사되고 인젝터(230)로 공급되는 연료의 양은 연료공급조절장치(500)에 의해 한정되고 제한된다.

또한, 연료공급조절장치(500)를 통해 연료분배관(200)으로 배출되는 연료는 실제적으로 분무 상태로 분사된다.

연료분배관(200)을 거쳐 인젝터(230)로 보내진 연료는 각 실린더에 연결된 흡기 매니폴드로 분사되고, 다시 공기와 함께 혼합되어 각 실린더의 연소실로 공급된다.

인젝터(230)는 전자제어유닛(미도시함)에 의해 듀티제어되어 소정 시간 동안 개폐되는 것으로, 더욱 미세하게 분무화된 연료를 만들기 위해 흡기 매니폴드로 연료가 분사되게 한다.

실제적으로 엔진의 운전중에 연료공급장치(500)를 통과하면서 한정되고 제한되며 미세하게 분무화된 연료는, 에어필터로부터 공급된 공기와 90∼240:1의 범위의 공연비로 혼합된다.

그리고, 실린더 헤드의 저면으로 돌출 되어 있는 점화 플러그부터 불꽃이 발생하게 되고, 점진적인 착화로 인해 그 팽창력이 증가하면서 동력을 발생시키게 된다.

이 점화플러그는 전원이 공급되는 중축이 터미널로 이어져 중심 전극까지 연결되고, 그 중축의 외주에 결합된 인슐레이터와 기밀을 유지하게 설치된 구조로 이루어진다.

인슐레이터의 둘레에는 금속 쉘이 결합되는데, 이것은 나선이 형성된 바디를 가지며, 그 바디에서 아래쪽으로 연장되어 접지전극이 설치된다.

접지전극과 중심전극 사이는 소정의 스파크 갭만큼 서로 이격된다.

이러한 스파크 플러그는 연소실의 정상에 중심전극과 접지전극이 위치되게 설치되는데, 스파크 플러그는 연료공급 조절장치(500)와 인젝터(230)에 의해서 미세하게 기화된 연료와 공기의 혼합기를 폭발적으로 점화시키기 위한 스파크를 만들며, 이것에 의해 폭발행정이 이루어지고, 이 다음에 다운 동작되는 피스톤이 구동되게 한다.

연료 펌프와 오일 필터를 경유한 연료는 마개(502)에 돌출되어 있는 인입구(502a)를 통해 원통(510)의 인출구(512)를 통과하면서 흐르게 된다.

이때, 원통(510)의 내측에 삽입되어 있는 영구자석(520)과 이 영구자석(520)의 내측으로 돌출되어 있는 촉매원판(530)을 지나면서, 촉매원판(530)과 영구자석(520)사이의 내측면이 이루고 있는 공간부위에 의해 와류를 형성하게 되고, 촉매원판(530)과 영구자석(520)의 영향을 받아 기화가 촉진된 상태로 인출구(512)와 인젝터(230)를 통해 실린더 내로 유입이 된다.

유입된 혼합기는 압축, 착화, 배기의 고정을 거치면서 동력을 발생시키고, 배기계를 통해 대기중으로 배출되는 작용을 반복적으로 하면서 동력을 발생시켜 주행을 하게 된다.

그러나, 종래 기술에서 설명된 엔진의 린번 시스템에 있어서, 연소실에서의 연소 효율은 출력에 막대한 영향을 미치고, 연료 소비율 및 배기가스 성분에 영향을 주게 된다.

즉, 공기와 연료의 혼합기는 피스톤의 압축 말기까지의 짧은 순간에 혼합 및 압축되고, 점화 플러그의 점화에 의해 초기 착화된 후, 화염이 점차 전파됨에 따라 폭발적으로 연소된다.

이러한 엔진내의 연소 과정은 본질적으로 혼합기의 조성, 압력 및 가스의 유동과 난류에 의해 연소 효율이 크게 좌우되는 바, 혼합기의 형성이 불량할 경우에는 이상 연소로 인하여 엔진의 출력이 저하되고, 다량의 유해 배기가스가 배출된다.

자력을 이용한 연료의 기화촉진용 부스터(연료공급장치)에서는 자장을 형성하는 영구자석이 링형을 분리되어 있고, 분리되어 있을 경우 자력의 힘이 3000가우스를 넘지 못하게 되는 원인으로 그 효과가 미비하여 연료를 충분히 기화를 시키는데 어려움이 있었다.

또한, 실린더 헤드의 중앙에 설치되어 있는 점화 플러그가 단순하게 아래쪽으로 연장되어 접지전극이 설치되어 있고, 이 접지전극과 중심전극이 소정의 간격을 가지도록 이격되어 있어 착화 초기에 충분한 불꽃을 발생시키지 못하게 되는 결점이 있다.

이에 본 발명은 상술한 마그네틱을 내장한 연료공급조절장치에서 밝힌 문제점을 해소하기 위한 것으로서,, 본 발명은 엔진의 각 실린더로 보내지는 연료에 자력 및 원적외선을 투여하여 초희박 공연비를 갖도록 하고, 착화시 점화 플러그로부터 충분한 점화 및 폭발이 되도록 하여 완전 연소를 이루도록 하여 결과적으로 유해한 배기가스가 저감될 수 있도록 하는 내연기관의 린번 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 종단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 설치상태를 도시한 구성도.

도 3는 본 발명에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 설치 상태를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 분해 사시도.

도 5은 본 발명에 따른 린번 시스템의 연료 압력을 조절하기 위한 바이패스용 밸브의 분해 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 연료 공급조절장치의 종단면도.

도 7은 본 발명에 따른 바이패스용 밸브의 작용 상태도로서,

7a는 연료 공급조절장치에 정상적인 압력이 작용하는 상태이며,

7b는 연료 공급조절장치에 과도한 압력이 작용하여 연료가 바이패스되는 상태이다.

도 8는 본 발명에 따른 린번시스템에 사용된 점화 플러그의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10;연료공급장치 11',11;제 1,2마그네틱

13;토출 파이프 13';유입 파이프

15;노즐 17,17a;세라믹볼

30;바이패스 파이프 40;3방향 커넥터

20a;유입공 20b;가이드공

20b-1;암나사부 20c,20c';이탈방지부

22;패킹 22a;구멍

24;패킹고정부 24a;제 1가이더

24b;지지부 24c;핀

26;스프링 28;수나사

28c;제 2가이더

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연료가 통과되는 유입 파이프와 토출 파이프로 이루어지고, 하우징에 링형상의 영구자석 및 링형상의 촉매원판을 형성하여 공연비가 커지도록 하는 활성화 수단을 구비한 연료공급장치에 있어서, 상기 하우징 내부에는 유입 파이프와 토출파이프의 양단에 통형으로 제 1,2마그테틱을 형성하고; 상기 토출파이프의 단부는 작은 통공이 형성된 노즐을 구비하고;

상기 제 1,2마드네틱의 중앙 단부에 제 1,2차폐판을 설치하며; 상기 제 1,2마그네틱의 외측과 제 1,2차폐판 및 하우징 내측이 이루는 공간에는 세라믹볼로 구성된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 린번 시스템을 제공함에 있다.

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 실시예를 설명함에 있어, 종래 기술과 연계하여 본 실시예의 구성에 대해 설명한다.

도 3는 본 발명에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 설치 상태를 도시한 구성도로서, 내연기관은 연소실과 연통된 흡기매니 폴드에 설치된 연료인젝터(230)들을 포함하는 연료공급장치가 신축성을 갖는 연료호스(220)와 연료 라인(220a)을 통해 연료 탱크(240)와 연결되어 있다.

각각의 인젝터(230)는 연료분배관(200)에 연결되어 연료 분사 장치(500)를 구성하고, 연료 라인(220a), 연료호스(220), 및 연료분배관(200)은 연료 탱크(240)내의 연료를 인젝터(230)로 운반되도록 이루어져 있다.

이 연료 라인(220a)에는 연료 탱크(240)에서 인젝터(230)로 연료를 펌핑하는 연료 펌프(250)와, 펌핑된 연료로부터 발생하게 되는 파동을 방지토록 하는 연료 사이렌서(250a) 및 연료에 포함된 불순물을 제거하는 연료 필터(210)로 이루어져 있다.

여기서, 연료공급장치(500)는 연료분배관(200) 및 입구쪽 단부에 근접되게 배치되며, 연료호스(220)의 내부에 결합된다.

연료는 연료분배관(200) 및 인젝터(230)로 보내기 전에 연료공급장치(500)를 통과한다.

연료공급장치(500)는 연료호스(220)와 연료 분배관(200)사이에서 연료의 흐름을 제한하고, 한정하는 노즐로서 작동하는 것으로서, 연료 기화를 촉진시키기 위해 연료라인중에 인입구(502a)를 가지도록 돌출되고, 나삽이 되도록 하는 마개(502)를 인출구(512)가 구비된 원통(510)에 삽입한다.

상기 원통속에 링모양의 영구자석(520)과, 백금으로 도금된 링모양의 촉매원판(530)을 적어도 3개이상 반복 배열하여 내장하되, 상기 영구자석(520)의 내측직경보다 촉매원판(530)의 내직경이 작도록 하여 인입구(502a)를 통해 인출구(512)로 흐르는 연료에 와류를 일으키도록 하여 그 기화를 촉진시키도록 하는 것으로 구성되어 있다.

연료 펌프와 오일 필터를 경유한 연료는 마개(502)에 돌출되어 있는 인입구(502a)를 통해 원통(510)의 인출구(512)를 통과하면서 흐르게 된다.

이때, 원통(510)의 내측에 삽입되어 있는 영구자석(520)과 이 영구자석(520)의 내측으로 돌출되어 있는 촉매원판(530)을 지나면서, 촉매원판(530)과 영구자석(520)사이의 내측면이 이루고 있는 공간부위에 의해 와류를 형성하게 되고, 촉매원판(530)과 영구자석(520)의 영향을 받아 기화가 촉진된 상태로 인출구(512)와 인젝터(230)를 통해 실린더 내로 유입이 된다.

이상에서와 같이, 연료 호스로부터 연료분배관을 향하여 분사되고 인젝터로 공급되는 연료의 양은 본 실시예에서 한정되고 제한된다.

도 4내지 도 9는 본 발명에 따른 실시예를 도시한 것으로서, 도 4는 본 발명에 따른 린번 시스템의 연료 공급조절장치의 분해 사시도이고, 도 5은 본 발명에 따른 린번 시스템의 연료 압력을 조절하기 위한 바이패스용 밸브의 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 연료 공급조절장치의 종단면도이다.

본 발명의 린번 시스템은 연료 필터와 인젝터 사이의 라인상에 설치되는 연료공급조절장치(10)와, 이 연료공급조절장치(10)에 발생하게 되는 초과 압력을 해제시키도록 한 압력해제수단 및 점화 플러그(230)로 이루어진다.

상기 연료공급조절장치(10)는 통형 하우징(10a)의 내측으로 공간부를 가지도록 하고, 그 공간부를 통과하는 연료를 활성화시키도록 하는 활성화 수단을 구비한다.

또한, 활성화 수단을 통과하는 연료의 량을 제한하도록 양단에 유입 파이프(13')와, 토출 파이프(13)를 구비한다.

상기 활성화 수단은 유입 파이프(13')의 끝단부와 토출 파이프(13)의 흡입측에 제 1,2마그틱(11,11')을 설치하여 연료에 강한 자기력을 가하도록 함으로써, 일정 성분에 대해 활성화시켜 연료의 공연비를 극대화하게 한다.

유입 파이프(13')와 토출 파이프(13)에 고정된 제 1,2마그네틱(11',11)의 자력이 외측으로 누출되는 것을 방지하기 위해 제 1,2차폐판(12,12a)이 설치되어 있다.

상기 마그네틱(11',11)은 자력의 세기(밀도)가 4500가우스 이상의 것으로 하고, 그 재질은 ND-Fe로 하는 것이 연료를 활성화하는데 가장 적합하다.

상기 통형 하우징(10a)의 양측에는 각각 체결용 수나사(10b,10c)가 형성되어 있으며, 제 1,2마그네틱(11',11)의 중앙에 관통공(11a,11a')가 구비되어 있다.

상기 제 1,2차폐판(12,12')에는 삽입용 구멍(12a,12a')가 형성되어 유입 파이프(13')와 토출 파이프(13)의 외측에 삽입된다.

상기 유입,토출파이프(13',13)의 중앙에는 방사형으로 다수개 구멍(13b',13b'-1 ,13b'-2,13b,13b-1,13b-2)을 형성한다.

상기 통형 하우징(10)의 양측으로 중앙에 구멍(16b,16b')과 그 외측으로 암나사부(16a,16a')를 형성한 커버(16'16)를 구비한다.

그리고, 양 차폐판(12',12)사이의 공간 부위에 원적외선을 발생토록 한 다수개의 세라믹볼(17,17a)을 구비한다.

상기 세라믹볼은 SiO₂(22.6∼30),Fe₂O₃(1.14∼1.18),TiO₂(1.89∼1.93), Al₂O₃(61.8∼62.2),CaO(10.5∼10.8),MgO(0.24∼0.29),K₂O(0.70∼0.74),Na₂O(0.16∼0.19),MnO(0.2∼0.24),강열감량(0.05)으로 이루어지도록 한다.

상기 토출 파이프(13)의 단부에는 통형 하우징(10)내를 통과하면서 활성화된 연료의 량을 제한토록 통공(15a)이 형성된 노즐(15)을 삽입한다.

상기 압력해제수단은 연료공급조절장치(10)에 작용하는 압력이 과도하게 증가되는 것을 방지하기 위한 것으로 유입 파이프와 연료 필터를 연결하는 연료 라인에 삽입된 3방향 커넥터(40)와, 이 3방향 커넥터(40)에 바이패스 파이프(30)로 연결된 역류 방지용 밸브(20)로 구성된다.

상기 역류 방지용 밸브(20)는 연료의 압력이 탄성체의 탄성력보다 크게 되면서 개방되도록 한 것으로, 이 개방구를 통해 소정의 연료를 연료 탱크로 리턴되도록하여 과도한 압력을 일정 압력 이하로 낮추도록 한 것이다.

즉, 내측에 암나사부(20c-1)가 형성된 가이드공(20c)과 연결되는 유입공(20b)을 형성하고, 그 외측 양단에 바이패스 파이프(30)와 연결된 후 되빠지는 것을 방지하기 위한 이탈방지부(20d,20d')가 일체로 형성된 밸브 몸체(20a)를 구비한다.

패킹(22)의 구멍(22a)에 삽입되는 핀(24c)과 이를 밀착시키는 지지부(24b) 및 제 1가이더(24a)를 일체로 형성한 패킹 고정부(24)를 상기 가이드공(20c)에 삽입한다.

이 가이더(20c)의 외측으로 패킹 고정부(24)를 유입공(20b)에 밀착시키도록 한 스프링(26)을 삽입한다.

그리고, 상기 패킹 고정부(24)에 작용하는 탄성력의 세기, 즉 연료의 한도 압력을 조절토록 한 가변압력조절구(28a)를 가이드공(20c)의 암나사부(20c-1)를 통해 체결한다.

상기 가변압력조절구(28)는 중앙에 토출공(28c)을 형성하여 유입공(20b)을 통해 유입되는 연료를 연료 탱크로 보내도록 하고, 스프링(26)의 이탈을 방지토록 하는 제 2가이더(28d)와, 스프링(26)의 탄성력을 조절토록 한 수나사(28a)를 회전시키도록 하는 홈(28e)으로 이루어진다.

한편, 연소실의 상부에는 본 실시예에 의해 개량된 스파크 플러그(230)가 설치된다.

이것은 연료공급 조절장치(10)와 연료분배관 및 인젝터를 통하여 분무화된 연료가 공기와 함께 혼합되어 연소실로 공급된 상태에서, 그 혼합기를 실제적으로 완전하게 점화 및 폭발되게 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스파크 발생장치 즉, 점화 플러그(230)는 전원이 공급되는 중축(318)이 터미널(312)로 이어져 중심전극(314)까지 연결되고, 그 중축(318)의 외주에 결합된 인슐레이터(310)와 기밀을 유지하게 설치된 구조로 이루어진다.

인슐레이터(310)의 둘레에는 금속 쉘(shell)(311)이 결합되는데, 이것은 나선이 형성된 바디(313)를 가지며, 그 바디(313))에서 아래쪽으로 연장되어 접지전극(315)이 설치된다.

접지전극(315)과 중심 전극(314)은 소정의 스파크 갭에 의해 서로 이격된다.

스파크 갭은 대략 1.8∼2.2㎜의 범위로 형성된다.

또한 대략 2.0∼2.4㎜의 범위의 직경을 갖는 중심전극(314)은 그 단부로부터 내측방향으로 소정 길이까지 40°∼50°의 경사각을 갖는 경사부(319)가 형성된 구조로 이루어진다.

이 경우 원뿔상의 경사부(319)는 중축(314)의 단부로 압착 및 결합된 상태로 결합될 수 있으며, 또한 중축(314)과 일체로 형성될 수도 있다.

종래 스파크 플러그의 경우 중심전극의 직경은 대략 2.3㎜로 형성되거나 혹은 중심전극보다 대략 1.52배에서 2.83배가 더 큰 직경을 갖는 확장부로 형성된다.

여기서, 중심전극(314)은 재질에 한정되지 않지만, 본 실시예의 바람직한 효과를 얻기 위해 백금 혹은 니켈 합금으로 제조되는 것이 유리하다.

그리고 접지전극(315)은 'L'자 모양으로 형성되며, 중심전극(314)의 경사부(319)로부터 소정의 갭으로 이격된 단부에 상형하광의 관통공(317)을 갖는 확장부(316)가 형성되어 있다.

여기서, 확장부(316)는 대략 5.5∼7.5㎜의 범위를 갖는 직경 또는 폭으로 형성되고, 이 확장부(316)에 천공된 관통공(317)의 상측내경은 2.2∼3.0㎜의 범위를 갖으며, 하측내경은 3.5∼4.5㎜의 범위를 갖는다.

본 실시예의 스파크 플러그(230)는 연소실의 정상에 중심전극과 접지전극이 위치되게 설치된다.

점화 플러그(230)는 미세하게 기화된 연료와 공기의 혼합기를 폭발적으로 점화시키기 위해, 스파크 갭의 수평방향으로 스파크를 발생함과 동시에 관통공을 통해서 스파크를 만들며, 이것에 의해 폭발 행정에 의해 다운 동작되는 피스톤을 구동되게 한다.

이 경우 본 실시예에 의해 생성되는 스파크는 종래의 스파크 보다 대략 15에서 25배 더 큰 용량으로 발생된다.

따라서, 공기와 연료의 혼합기는 확장된 스파크의 접촉면적 및 용량에 의해 실제적으로 빠르게 점화 및 확산된다.

결과적으로, 확장된 스파크는 혼합기의 효율적인 연소와 연소 확산을 제공하여, 상기 혼합기의 100%가 폭발적으로 점화되게 한다.

다시 말해 본 발명자가 기출원한 연료공급 조절장치(10)에 의해 제한되고 한정된 연료는 본 실시예의 점화 플러그(230)에 의해 거의 완전하게 연소된다.

혼합기의 빠르고, 폭발적인 연소는 충분한 힘으로 다운 동작되는 피스톤을 구동한다.

따라서, 연료의 공급이 극히 제한적으로 공급되는 것에도 불구하고, 엔진의 출력은 오히려 증대될 수 있다.

또한, 제한된 연료의 양에 의해 본 실시예의 엔진은 종래보다 현저하게 낮은 온도에서 작동된다.

이상에서 설명된 것에 의거하여 연료공급 조절장치(10)와 역류방지용 밸브(20) 및 스파크 발생장치(230)를 갖는 내연기관의 린번 시스템의 작용은 다음과 같이 설명될 수 있다.

엔진을 가동시킴과 동시에 연료 펌프(250)의 구동에 의해 발생된 흡입력에 의해 연료 탱크(240)내의 연료는 연료 라인과 사이렌서(250a) 및 연료 필터(210)를 경유하면서 이 물질이 제거된 상태로 연결 호스(220)를 통해 연료공급조절장치(10)내로 유입이 된다.

이때, 그 일측에 연료 탱크(240)와 연결되어 있는 파이패스 파이프(30)내로 동일한 연료의 압력이 작용하게 된다.

연료공급조절장치(10)의 유입 파이프(13')를 통해 통형 하우징(10a)내로 유입되는 연료는 그 일측에 형성되어 있는 다수개의 구멍(13b',13b'-1,13b-2)을 통과하고, 제 1차폐판(12)의 외측을 경유하면서 다수개의 세라믹볼(17,17a)사이를 통과하게 된다.

이때, 유입 파이프(13') 외측에 고정되어 있는 제 1마그네틱(11)의 자력이 연료에 영향을 주어 활성화를 시키게 된다.

활성화된 연료는 세라믹볼(17,17a)사이를 통과하면서 원적외선의 영향을 받아 그 활성화를 촉진시킨 상태로 토출 파이프(13)쪽으로 이동하게 된다.

토출 파이프(13)로 이동한 활성화된 연료는 제 2마그네틱(14)을 통과하면서 활성화 상태를 유지하게 되고, 이 상태에서 토출 파이프(13)에 형성된 구멍(13b,13b-1,13b-2)과, 부시(14)의 부시공(14a) 및 구멍(15a)이 형성된 노즐(15)을 통해 각각의 인젝터(230)로 공급되어 실린더 내로 분사된다.

한편, 연료공급조절장치(10)의 유입 파이프(13')쪽에 압력이 상승하게 됨과 동시에 그 압력은 3방향 커넥터(40)와 연결되어 있는 바이패스 파이프(30)를 통해 역류 방지용 밸브(20)에 작용하게 된다.

이 압력은 밸브 몸체(20a)의 유입공(20b)을 통해 그 내부에 스프링(26)에 의해 밀착되어 있는 패킹(22)과 패킹 고정부(24)에 작용한다.

압력의 상승으로 스프링(26)의 탄성력을 초과하게 되면, 이 스프링(26)은 압축이 되면서 패킹 고정부(24)에 의해 밀착되어 있는 패킹(22)이 유입공(20b)의 측면으로부터 이격이 되면서 연료가 유입공(20b)을 통해 가이드공(20c)으로 들어오게 된다.

가이드공(20c)으로 유입된 연료는 가변압력조절구(28)의 중앙에 형성되어 있는 토출공(28c)을 통해 연료탱크내로 유입이 됨으로써, 연료공급조절장치(10)에 작용하는 압력이 낮아지게 된다.

한편, 압력을 조절하기 위해서는 밸브 몸체(20)의 암나사부(20c-1)에 삽입되어 있는 가변 압력조절구(28)를 회전시켜 스프링(26)의 길이를 조절함으로써, 연료공급조절장치(10)에 작용하는 압력을 조절할 수 있게 된다.

미세하게 분무화된 연료는 공기와 함께 대략 90∼240:1의 범위, 바람직하게는 150:1의 공연비로서 혼합되며, 피스톤의 하강 동작시 발생되는 부압에 의해 연소실로 공급된다.

이때, 본 실시예에 의해 용량이 증대된 스파크 플러그(230)는 정해진 시간동안 확장된 스파크를 발생시킨다.

따라서, 상기 혼합기는 폭발적이고 완전하게 점화된다.

이상에서와 같이 본 발명은 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소한다.

즉, 본 발명은 엔진의 각 실린더로 보내지는 연료량을 극히 제한적으로 조절하고, 연료를 활성화시켜 초희박한 공연비를 갖는 혼합기가 충분히 점화 및 폭발되어 완전 연소되도록 함으로써, 실제적으로 연소 효율 및 연비가 향상되고, 연료 소모율이 저감되는 효과를 얻을 수 있으며, 또한 엔진의 출력이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 연료가 통과되는 유입 파이프와 토출 파이프로 이루어지고, 하우징에 링형상의 영구자석 및 링형상의 촉매원판을 형성하여 공연비가 커지도록 하는 활성화 수단을 구비한 연료공급장치에 있어서,

   유입파이프(13')의 단부는 다수개의 구멍(13b',13b'-1 ,13b'-2,)을 방사형으로 형성하며;

   토출파이프(13)의 단부는 작은 통공(15a)이 형성된 노즐(15)과 다수개의 구멍(13b,13b-1,13b-2)을 형성하고;

   상기 하우징(10a)내부에는 유입 파이프(13')와 토출파이프(13)의 양단에 통형으로된 제 1,2마그네틱(11',11)을 구비하고;

   상기 제 1,2마그네틱(11',11)의 좌우 단부에 제 1,2차폐판(11',11)을 설치하며;

   상기 제 1,2마그네틱(11',11)의 외측과 제 1,2차폐판(12',12) 및 하우징(10a)내측이 이루는 공간에는 세라믹볼(17,17a)로 구성된 것을 특징으로 하는 내연 기관의 린번 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 세라믹볼은 SiO₂(22.6∼30),Fe₂O₃(1.14∼1.18),TiO₂(1.89∼1.93), Al₂O₃(61.8∼62.2),CaO(10.5∼10.8),MgO(0.24∼0.29),K₂O(0.70∼0.74),Na₂O(0.16∼0.19),MnO(0.2∼0.24),강열감량(0.05)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연 기관의 린번 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 통형으로된 제 1,2마그네틱(11',11)은 ND-Fe로 구성되며, 4500가우스 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 린번 시스템.
4. 연료 라인에 설치되어 연료공급장치에 발생하게 되는 초과압력을 해제시키도록 하는 압력해제수단으로 이루어진 내연기관의 린번 시스템에 있어서,

   상기 압력해제수단은 유입파이프(13')와 연료필터(210)를 연결하는 연료라인에 삽입된 3방향 커넥터(40)와;

   3방향 커넥터(40)와 연료탱크(240)를 연통하는 바이패스 파이프(30)와;

   바이패스 파이프(30)중간에 설치된 역류방지용 밸브(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 린번 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 역류방지용 밸브(20)는 암나사부(20c-1)가 형성된 가이드공(20c)과;

   이 가이드공(20c)의 단부에 연속되는 유입공(20b)을 내측에 형성하고, 그 외측 양단에 이탈방지부(20d,20d')를 일체로 형성한 밸브 몸체(20a)와;

   구멍(22a)이 형성된 패킹(22)과;

   구멍(22a)에 삽입되는 핀(24c)과, 패킹을 밀착시키는 지지부(24b) 및 제 1가이더(24a)를 일체로 형성한 패킹 고정부(24)와;

   가이더(24a)의 외측으로 삽입되는 스프링(26)과;

   토출공(28c)과 그 외측으로 상기 암나사부에 결합되는 수나사(28a) 및 제 2가이더(28d)를 일체로 형성한 가변압력조절구(28)로 이루어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 린번 시스템.
6. 연료라인의 내경을 축소시켜 인젝터를 통하여 공기와 연료의 혼합공간으로 분사되는 연료량을 제한하도록 하는 연료공급 조절장치(10)와;

   상기 연료공급 조절장치(10)에 작용하게 되는 압력을 조절하도록 연료라인의 일측에 바이패스 파이프(30)로 연결된 역류방지용 밸브(20)와;

   인슐레이터(310)를 개재하여 중심전극(314)과 절연된 금속쉘(311)에서 아래쪽으로 연장되면서 소정의 간격을 가지도록 절곡되며, 원형의 확장부(316)에는 상협하광의 관통공(317)이 천공되어 있는 접지전극(315)으로 구성되어짐을 특징으로 하는 내연기관의 린번 시스템.