KR19990088618A - 연료분사노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명의 디젤엔진용 연료분사노즐, 특히 2행정 대형 디젤엔진은 노즐보디(nozzle body; 2)의 내부에서 노즐헤드(nozzle head; 3)의 길이방향 보어(longitudinal bore; 32)로 연장되고 그 단부(73, 73a)가 밸브시트(valve seat; 6, 6a)에서 노즐구멍(31)의 통로를 개폐하는 방식으로 노즐헤드(3)내에 제공되어 있는 밸브시트(6, 6a)와 함께 작용하도록 장착된 노즐니들(nozzle needle; 7)을 포함하며, 또한 노즐보디(2), 및 이 노즐보디(2)에 결합되고 길이방향의 보어(32)와 적어도 한 개 이상의 노즐구멍(31)을 가지며 이 길이방향의 보어(32)에서 시작하여 노즐구멍(31)을 통과하여 연료가 연소실 내부로 들어갈 수 있도록 하는 노즐헤드(3)를 포함한다. 노즐헤드(3)는 분리 가능하게 노즐보디(2)에 결합된다.

Description

연료분사노즐 {FUEL INJECTION NOZZLE}

본 발명은 디젤엔진용 연료분사노즐에 관한 것으로써, 구체적으로는 예를 들어 선박의 추진(propulsion)과 같은 곳에 사용되는 2행정 대형 디젤엔진용 연료분사노즐에 관한 것이다.

선박용 엔진과 같이 2행정 원리로 작동하는 대형 디젤엔진의 연료분사노즐은 일반적으로 노즐보디와 노즐헤드를 갖는 것이 사용된다. 노즐구멍은 연료가 실린더의 연소실 내부로 분사되도록 노즐헤드에 배열되어 있다. 분사과정을 개시하거나 종료하기 위해 분사노즐에는 노즐 구멍의 통로를 개폐하는 방식으로 밸브시트와 함께 작용하는 이동 가능한 노즐니들이 장착되어 있다.

2행정 대형 디젤엔진의 실린더헤드는 일반적으로 매우 두껍게 설계되어 있고, 연소실에 매우 근접하여 위치한 노즐헤드는 작동 중에 상당한 고온에 노출되므로 보다 장시간 냉각되기가 어렵다.

밸브시트가 노즐헤드에 위치하게 되면 노즐헤드는 높은 분사압력으로부터 기인되는 고압응력을 수용할 수 있어야 하므로 충분히 견고하게 지지되어야 한다. 그 이유는 일반적으로 각 실린더마다 복수의 분사노즐들이 제공되어도, 노즐헤드를 충분히 견고하게 설계하기 위해서는 흔히 공간적인 어려움이 있기 때문이다. 그러므로 노즐헤드는 고압응력을 노즐보디에 전달할 수 있도록 하기 위하여 노즐보디에 기계적으로 매우 안정한 상태로 결합되어야 한다.

노즐헤드는 고온, 부식 그리고 기계적 응력의 결과로 특히 자연적인 마모가 커서 시간이 지나면 신품으로 교체해 주어야 한다. 이 교체작업은 노동 및 비용의 부담이 매우 크다. 예를 들어, 노즐헤드가 노즐보디로 밀려들어가면 노즐헤드를 노즐보디로부터 분리하기 위해 작업량이 많고 고도로 숙련된 작업방식이 요구된다. 새로운 노즐헤드를 노즐보디에 끼워 넣는 것과 같은 설치작업도 소정의 비용과 복잡성을 수반한다.

따라서 본 발명의 목적은 복잡하지 않으면서 많은 비용을 부담하지 않고 간단한 방식으로 노즐헤드를 교체하고 특히 교체 후에도 계속 신뢰성 있게 작동되는 노즐헤드를 갖는 연료분사노즐을 제안하는 것이다.

도 1은 필수 요소들을 갖는 본 발명에 따른 연료분사노즐의 제1 실시예를 예시하는 단면도.

도 2는 필수 요소들을 갖는 본 발명에 따른 연료분사노즐의 제2 실시예를 예시하는 단면도.

도 3은 필수 요소들을 갖는 본 발명에 따른 연료분사노즐의 제3 실시예의 하부 영역을 예시하는 단면도.

도 4내지 도 6은 본 발명에 따른 연료분사노즐의 노즐헤드의 설계에 대한 변형을 예시하는 도면.

본 발명의 목적을 만족하는 연료분사노즐은 본 발명의 특성에 기술되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 따른 연료분사노즐은 노즐보디, 및 이 노즐보디에 결합되고 길이방향의 보어와 적어도 하나의 노즐구멍을 가지며 이 길이방향의 보어에서 시작하여 노즐구멍을 통과하여 연료가 연소실 내부로 들어갈 수 있도록 하는 노즐헤드를 갖는 디젤엔진, 특히 2행정 대형 디젤엔진용으로 제안된다. 노즐보디의 내부에는 노즐헤드의 길이방향의 보어로 연장되고 그 단부가 노즐구멍의 통로를 개방하거나 폐쇄하는 방식으로 노즐헤드에 있는 밸브시트와 함께 작용하는 노즐니들이 장착되어 있다. 노즐헤드는 분리 가능하게 노즐보디에 결합된다.

예를 들어, 노즐헤드를 스크루(screw) 결합과 같은 방식으로 분리 가능하게 노즐보디에 결합하는 본 발명에 따른 방식은 노즐헤드를 교체하는데 있어서 비용은 물론 복잡성을 감소시키고 상당한 단순화를 가져다준다. 단단히 끼워져 있는 노즐헤드를 격렬하게 두들겨서 빼내고 새로운 노즐을 위해 필수적으로 수반되는 후속 기계작업이나 끼워 넣기와 같은 복잡한 작업단계는 더 이상 필요하지 않다.

노즐헤드는 노즐니들의 폐쇄방향으로 노즐보디에서 분리될 수 있도록 하는 방식으로 노즐보디에 결합하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 노즐헤드를 교체하면 노즐헤드의 내부에 함께 장착되어 있는 다른 부품들을 분리할 필요가 없으므로 노즐헤드의 교체가 더욱 간단해진다. 교체되어야 할 노즐헤드는 스크루 결합을 풀어주는 것과 같은 단순한 방식에 의해 분리되며, 노즐헤드의 내부공간을 통하여 분리되는 것과 같은 일은 필요하지 않다.

바람직한 실시예에서, 밸브시트와 함께 작용하는 노즐니들의 단부는 대체로 반구(hemisphere)형의 구형곡선(spherically curved)으로 설계되도록 한다. 이러한 방식은 연료분사노즐이 신뢰성을 갖도록 하는 부담없이 노즐헤드를 기계가공하는 비용과 복잡성을 현저히 절감해 줄 수 있게 해준다. 이것은 노즐헤드를 교체해야 할 경우에 특별히 중요하다. 노즐니들의 말단을 구형으로 설계함으로써 노즐헤드를 제작할 때 정밀도가 보다 낮아도 된다. 노즐니들이 자신의 종축과 노즐헤드 구멍의 종축이 서로 정확하게 정렬되지 않게 장착되는 경우에도, 두 축간의 변위는 노즐니들 말단의 구형 곡선에 의하여 보정되어 밸브시트의 기밀(sealing)은 신뢰할 만큼 확보되므로 연료분사노즐의 기능에는 부정적인 영향이 없다. 따라서 노즐헤드를 교체한 이후에 분사노즐의 나머지 구성부품들은 아무런 문제없이 조화롭게 작동된다.

또 다른 바람직한 유사한 실시예에 따르면, 밸브시트와 함께 작용하는 노즐니들의 단부는 원뿔형으로 설계되고, 밸브시트도 폐쇄된 위치에서 밀봉면이 형성되는 방식으로 노즐니들의 원뿔형 단부와 대응하는 원뿔형으로 설계된다. 이에 의해 매우 양호하며 특히 내구성이 좋은 밀봉 기능이 실현될 수 있다.

보다 바람직한 방식은 밸브시트를 노즐구멍에 가까이 설치하는 것이다. 이렇게 함으로써 밸브시트의 후단과 노즐구멍 사이의 공간이 특별히 작아지게 되고 밸브시트의 통로가 폐쇄되었을 때 이 공간에 남아 있다가 불완전하게 분무된 연료가 연소실 내부로 들어가 배기가스를 추가적으로 오염시키고, 연소되지 않은 연료가 연소실내 각 부분과 배기가스를 안내하는 구성부품들에 침적(deposit)되는 경우 없이 분사과정이 신속하게 종료된다.

본 발명에 따른 연료분사노즐은 예를 들어 선박의 건조(shipbuilding)에 사용되는 디젤엔진, 특히 2행정 대형 디젤엔진에 적합하다.

본 발명에 따른 연료분사노즐의 보다 유익한 수단과 바람직한 실시예는 특허청구범위의 종속항들에 따른다.

본 발명은 다음의 첨부도면과 예시적인 실시예에서 보다 상세히 기술되는데, 도시되는 개략적인 도면은 축적이 적용되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 연료분사노즐의 제1 예시적 실시예의 각 부분들을 도시하는데, 참조부호(1)로 본 발명을 본질적으로 이해하도록 전체를 표시해주고 있다. 상기 도시예는 특허청구범위의 제1 항의 전제부에서 기술되는 바와 같이 알려진 대로 연료분사노즐의 다른 요소들에 대한 예시를 명확하게 제공해준다. 연료분사노즐(1)은 선박엔진과 같은 2행정 대형 디젤엔진의 실린더헤드에 장착되도록 설계되어 있다. 조립된 상태에서, 연료분사노즐(1)의 하부 단부는 디젤엔진의 실린더의 연소실 내부로 돌출 되어 있다.

다음에 사용되는 "위로(up), 아래로(down), 위에(above), 아래에(below)"같은 위치지정은 항상 도면의 예시와 관련되나, 단지 예시적이며 한정적이 아닌 특성을 갖는 것으로 이해하여야 한다.

연료분사노즐(1)은 노즐보디(2)와 노즐보디(2)에 결합된 길이방향의 보어(32)가 갖추어진 노즐헤드(3)로 구성된다. 노즐헤드(3)의 하단 영역은 적어도 하나의 노즐구멍(31)을 갖는데, 일반적으로 다섯 개의 노즐구멍(31)을 가지며, 각자의 경우에 연료는 길이방향의 보어(32)에서 시작하여 이 노즐구멍(31)을 통과하여 연소실 내부로 주입될 수 있다. 노즐보디(2)의 내부에는 연료분사노즐의 종축 A에 대체로 평행하게 연장되는 노즐니들(7)이 장착되어 있다. 노즐니들(7)은 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32) 속까지 도달하며, 그것의 하부 단부(73)는 밸브시트(6)에 있는 노즐구멍(31)의 통로를 개폐하는 방식으로 노즐헤드(3)에 있는 밸브시트(6)와 함께 작용한다. 밸브시트(6)와 함께 작용하는 노즐니들(7)의 단부(73)는 구형의 일부, 특히 반구형으로 설계되어 있다.

밸브시트(6)는 노즐헤드(3)에 매우 근접하여 최상부의 노즐구멍(31) 위에 짧은 거리가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 밸브시트로부터 흘러내리는 폐쇄공(blind hole)의 체적(20)은 무시해도 될 만큼 적어서, 밸브시트(6)의 통로가 폐쇄될 때 연소실 내부로 추가적인 연료가 새어 들어갈 가능성 없이 분사과정은 대체로 즉시 종료될 수 있다.

노즐니들(7)은 대응되는 노즐보디(2) 내의 대응되는 칫수를 갖는 축 상의 보어를 통하여 가이드되는 상부의 보다 두꺼운 영역(71)과 노즐헤드(3) 내의 길이방향의 보어(32) 속으로 연장되는 하부의 보다 가는 영역(72)을 갖는다. 보다 가는 영역(72)의 직경은 길이방향의 보어(32)의 직경보다 작아서 노즐니들(7)은 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32) 내부에서 가이드되지 않는다. 노즐니들(7)의 보다 굵은 영역(71)과 보다 가는 영역(72)의 사이는 테이퍼(taper)를 이루고 있다. 노즐니들(7)은 그 자체의 알려진 방식인 압축스프링(13)에 의해 스프링력을 받는 태핏(tappet; 11)과 태핏플레이트(tappet plate; 12)에 의해 밸브시트(6)쪽으로 치우쳐(biased) 있다.

노즐니들(7)의 테이퍼 부분에는 노즐니들(7)을 감싸는 노즐보디(2)의 내부에 압력실(8)이 갖추어져 있다. 연료공급라인(9)은 압력실(8) 내부로 개방된다.

본 발명의 예시적 실시예에서 노즐보디(2)에 노즐헤드(3)를 결합하는 것은 스크루캡(screw cap; 5)으로 설계된 스크루 결합과 홀더슬리브(holder sleeve; 4)에 의해 이루어진다. 홀더슬리브(4)는 그 하부 단부에서 연료분사노즐(1)의 종축 A를 향하는 방향으로 테이퍼를 이루어 쇼울더(shoulder; 41)를 갖는다. 노즐헤드(3)는 이 쇼울더(41)에 지지된다. 홀더슬리브(4)의 상부 단부는 노즐보디(2)에 돌려 끼워지는 스크루캡(5)에 의해 잡아 당겨진다. 노즐보디(2)에 노즐헤드(3)를 장착하는 것을 용이하게 하기 위해서 홀더슬리브(4)와 스크루캡(5) 사이에 스냅링(snap ring)과 같은 링 모양의 탄성부재(14)가 제공되며, 이 것은 노즐헤드(3)를 장착하거나 분리할 때에 각각 홀더슬리브(4)가 스크루캡(5)으로부터 미끄러져 빠지는 것을 방지해 준다.

조립상태에서 연료분사노즐(1)은 자신의 쇼울더(41)로 실린더 커버의 상부 혹은 내부에 지지되어 노즐헤드(3)에 작용하는 고압응력은 상기 쇼울더(41)를 통하여 실린더 커버 혹은 노즐보디(2)로 흡수된다. 이에 의해 노즐헤드(3)와 노즐보디(2)간의 결합이 기계적으로 견고하게 되고, 노즐헤드(3)가 충분히 안정적으로 고정되는 것이 보장된다. 기계적으로 견고하게 결합되는 결과로 더 이상 노즐헤드(3)를 노즐보디(2)에 가압삽입 할 필요가 없으며, 이 것은 노즐헤드(3)를 장착하거나 분리하는 것을 상당히 간편하게 해준다. 노즐헤드(3)를 노즐보디(2)로부터 분리하기 위해 단지 스크루캡(5)을 풀어주는 것이 추가로 필요할 뿐이다.

특히 유리한 것은 노즐헤드(3)가 노즐보디(2)로부터 노즐니들(7)의 폐쇄방향 즉, 도면에서 아래쪽 방향으로 분리될 수 있다는 사실이다. 폐쇄방향이란, 폐쇄과정에서 노즐니들(7)이 이동하는 방향을 의미한다. 노즐헤드(3)를 교체할 때에 스크루캡(5)은 단지 돌려서 풀어주는 것이 필요할 뿐이고 추가적으로 연료분사노즐을 분해하는 작업은 필요하지 않다. 이것은 작업량이 현저하게 감소한 것을 의미한다. 결과적으로, 연료분사노즐(1)에서 노즐헤드(3)는 간단히 교체할 수 있는 부품임을 말해준다.

제1 예시적 실시예에서 밸브시트(6)와 함께 작용하는 노즐니들(7)의 단부(73)는 대체로 구형 곡선으로 설계되어 있다. 밸브시트(6)는 원추형 혹은 원추대 형태로 되어 있는 원추형시트로 설계되는 것이 바람직하다. 노즐니들(7)의 단부(73)를 특히 반구모양을 하는 구의 일부 형태로 설계함으로써, 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32)의 축이 연료분사노즐(1)의 종축 A와 정확하게 일치하지 않도록 정렬되는 경우에도 문제없이 기능을 보장해 주는데, 이는 두 축간에 약간의 변위가 발생하여도 구형 곡선의 노즐니들(7)의 단부(73)는 여전히 밸브시트(6)를 적절하게 밀봉해주기 때문이다. 그러므로 노즐헤드(3)나 그것의 길이방향의 보어(32)를 가공할 경우에 각각 엄격한 공차가 상당히 완화되는 것을 알 수 있으며, 이것은 노즐헤드(3)를상당히 단순하게 제조할 수 있도록 해준다.

도 1은 폐쇄상태의 연료분사노즐(1)을 도시하는데, 이것은 압축스프링(13)이 노즐니들(7)의 단부(73)가 밸브시트(6)를 밀봉하도록 눌러주는 것을 의미한다. 작동상태에서 연료분사노즐(1)은 다음과 같이 유압식으로 작동한다. 연료는 이를테면, 분사펌프(예시되지 않음)에 의하여 공급라인(9)을 통해 압력실(8)로 보내지고 거기에서 노즐니들(7)에 압력을 가한다. 압력실(8)내의 연료압력이 압축스프링(13)에 의해 생성된 바이어스(bias)보다 큰 경우(개방압력), 노즐니들(7)이 상승되고 밸브시트(6)에 있는 노즐구멍(31)으로의 통로가 개방되어 분사과정이 시작되는데, 이것은 노즐구멍(31)을 통하여 실린더의 연소실 내로 연료가 들어가는 것을 의미한다. 분사가 끝나면 압력실(8) 내의 압력은 줄어든다. 이 압력이 압축스프링(13)에 의해 생성된 바이어스보다 작아지는 순간(폐쇄압력), 노즐니들(7)은 밸브시트(6)로 눌려 들어간다. 이러한 방식으로 노즐구멍(31)으로의 통로는 밸브시트(6)에서 폐쇄되고 분사과정은 종료된다. 밸브시트(6)로부터 흘러내리는 폐쇄공(blind hole)의 체적(20)은 무시해도 될 만큼 적어서, 분사과정이 종료된 후에 대체로 더 이상의 연료가 연소실 내부로 유입되지 않는다.

도 2는 제1 예시적 실시예와 마찬가지로 동일하거나 참조부호가 같고 대등한 기능을 가진 부품들과 함께 본 발명에 따른 연료분사노즐(1)의 제2 예시적 실시예를 도시한다. 도 1에 따른 제1 예시적 실시예와는 대조적으로, 도 2에 따른 제2 예시적 실시예는 노즐헤드(3)를 냉각시키는 것을 도시한다.

홀더슬리브(4a)와 노즐헤드(3)의 사이에 노즐헤드(3)를 둘러싸는 추가슬리브(additional sleeve; 42)가 장착되는데, 이것은 추가슬리브(42)의 내벽과 노즐헤드(3)의 외벽 사이에 링 모양의 냉각실(43)을 형성한 방식이다. 추가슬리브(42)는 홀더슬리브(4a)의 쇼울더(41a) 내에 지지된다. 노즐헤드(3)는 추가슬리브(42) 내에 지지된다. 한편의 각각의 추가슬리브(42)나 노즐헤드(3)를 다른 한편의 노즐보디(2)에 결합하는 것은 예를 들면 상기에 기술한대로 스크루캡(5)에 의해 이루어진다.

또한, 냉각라인(44)이 냉각실(43) 내부로 개방되어 연결되는데 이곳을 통해 물이나 냉각유 같은 냉각액이 냉각실(43) 내부로 인입될 수 있다. 냉각라인(44)은 보어로 이루어지는 것이 바람직하다. 냉각액은 제2 냉각라인(도 2에 도시되지 않음)을 통해 냉각실(43) 내부로 인입될 수 있으며, 이 라인도 마찬가지로 보어로 이루어지는 것이 바람직하며, 냉각실(43) 내부로 개방된다. 이렇게 함으로써 작동상태에서 가장 높은 열응력을 받기 쉬운 노즐헤드(3)는 효과적으로 냉각될 수 있으며, 수명이 연장될 수 있다.

본 발명의 제2 예시적 실시예에서는 또한 노즐보디에 있는 스크루캡(5)이 해제되면서 노즐헤드(3)가 노즐보디(2)로부터 추가슬리브(42), 홀더슬리브(4a), 및 스크루캡(5)과 함께 노즐니들(7)의 폐쇄방향 즉, 아래방향으로 빠져 나오는 매우 간단한 방식으로 분리될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 노즐헤드를 갖는 연료분사노즐(1)의 제3 예시적 실시예의 하부 영역에 대한 단면도를 도시한다. 이하에서는 단지 처음의 두 예시적 실시예와의 상이점들이 보다 상세히 기술될 것이며; 그렇지 않다해도 제1 및 제2 예시적 실시예에 대한 설명이 제3 예시적 실시예에서도 유사한 방식으로 유효하다. 각 부품들은 각각 제1, 혹은 제2 예시적 실시예에서와 같이 동일한 참조부호를 가지며, 동일하거나 대등한 기능을 갖는다.

제3 예시적 실시예에서, 밸브시트(6a)와 함께 작용하는 노즐니들(7)의 단부(73a)는 대체로 원추형이 되도록 설계되며 밸브시트(6a)는 원추형시트로 설계되어 노즐니들(7)의 원추형 단부(73a)와 일치하는데, 이러한 방식으로 도 3에 예시되는 바와 같이 폐쇄 위치에서 노즐니들(7)의 원추형 단부(73a)와 밸브시트(6a) 사이에 밀봉면(67)이 나타난다. 노즐니들(7)과 밸브시트(6a) 사이의 이러한 표면접촉은 밸브시트(6a)에서 특별히 신뢰성과 내구성이 있는 밀봉을 형성한다. 밸브시트(6a)는 랩핑(lapping)하여 노즐니들(7)과 밸브시트(6a) 사이에서 가능한 양호한 표면접촉이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

제2 예시적 실시예와 관련하여 설명된 바와 마찬가지로 제3 예시적 실시예도 이와 유사한 노즐헤드(3)를 냉각하는 수단을 가질 수 있다는 것은 명백하다.

세 가지 모든 실시예에 적합한 노즐헤드(3)의 설계에 대한 변형이 도 4 내지 도 6에 예시되어 있다.

도 4에 따른 변형에서 노즐헤드(3)는 자신의 외부 표면의 적어도 일부에 방열층(heat protection layer)을 갖는데, 이것은 열전도계수가 낮은 산화지르콘(zircon oxide)과 같은 세라믹 소재로 제조되는 것이 바람직하다. 노즐헤드(3)는 또한 높은 열응력에 대하여 이러한 방식으로 보호될 수 있다. 도 4에 도시되는 변형에서 방열층(33)은 노즐헤드(3)의 전체 둘레를 따라 둘러싼다. 축방향에서 보면, 방열층(33)은 대략 노즐헤드(3)가 홀더슬리브(4)로부터 출현하는 높이에서 시작하여 노즐구멍(31) 위에서 끝난다. 축방향에서 보면 방열층(33)이 홀더슬리브(4)의 바깥 쪽에 위치하는 노즐헤드(3)의 대략 외부 표면부의 전체 길이에 연장되도록 설계하는 것도 물론 또한 가능하다. 노즐헤드(3)의 외주방향에서 보면, 방열층(33)은 노즐헤드(3)의 예를 들어 절반 부분과 같이된 노즐구멍(31)과 이격되어 면하는 노즐헤드(3)의 측면상에 놓인 단지 외주면의 일부에 걸쳐 연장되는 것이 바람직하다.

도 5에 따른 변형에서 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32)는 적어도 그것의 길이방향 연장부의 일부에 걸치도록 열전도계수가 낮은 세라믹 소재로 제조된 방열층(34)으로 감싸져 있다. 이 방열층(34)은 예를 들면, 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32) 안으로 삽입되는 슬리브로 설계될 수 있다. 이러한 방식으로 노즐니들(7)의 보다 가는 영역(72)의 열응력이 현저히 줄어들고, 수명을 보다 연장시켜 주게 된다.

도 6에 따른 변형에서는 노즐헤드(3)의 벽에 냉각보어(35)들이 제공되어, 노즐헤드(3)를 냉각시키기 위해 작동상태에서 냉각보어를 통하여 물이나 냉각유같은 냉각액(coolant)이 인입되고 이에 의해 자신의 수명을 연장시킨다.

도 4 내지 도 6에서 기술된 변형은 서로간의 조합도 가능하다는 것이 명백하다. 따라서 노즐헤드(3)는 예를 들어 두 개의 방열층을 가질 수 있는데 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 노즐헤드(3)의 외부 표면에 있는 방열층(33)과 도 5에 도시된 바와 같이 길이방향의 보어(32) 내부 표면을 입히는 방열층(34)의 양자 모두이다. 방열층에 추가하여, 도 6과 관련하여 기술된 바와 같이 노즐헤드(3)의 벽에 냉각보어(35)를 마련하는 것 또한 가능하다.

긴 수명과 관련하여 노즐헤드(3)는 연소실에 바로 근접함으로써 기인되는 높은 열응력을 견딜 수 있는 열저항성 소재로 구성된다. 적절한 소재는 예를 들면 니켈기초합금(nickel-basis alloys)이나 코발트경질합금(cobalt hard alloys) 같은 것들이다.

다른 방안으로, 노즐헤드 전체를 산화지르콘과 같은 소정의 세라믹으로 제조하는 것 또한 가능하다.

노즐헤드를 스크루 결합과 같은 방식으로 분리 가능하도록 노즐보디에 결합하는 본 발명에 따른 방식은 노즐헤드를 교체하는데 있어서 비용은 물론 복잡성을 감소시키고 상당한 단순화를 제공해준다. 또한, 노즐헤드에 냉각실을 두어 연결배관을 통해 물이나 냉각유 같은 냉각액이 냉각실 내부로 인입되게 하거나, 노즐헤드의 외부표면 및 길이방향의 보어 내부 표면을 세라믹 같은 소재로 된 방열층으로 감싸줌으로써 작동상태에서 고온의 열응력을 받은 노즐헤드가 효과적으로 냉각되거나 열응력을 덜 받도록 할 수 있으므로 노즐헤드의 수명이 연장될 수 있다.

Claims (11)

1. 디젤엔진용, 특히 2행정 대형 디젤엔진용 연료분사노즐에 있어서,

   노즐보디(2),

   상기 노즐보디(2)에 결합되고, 길이방향의 보어(32)가 제공되며 상기 길이방향의 보어(32)에서 시작하는 적어도 하나의 노즐구멍(31)―여기서 노즐구멍(31)은 연료가 자신을 통과하여 연소실 내부로 들어갈 수 있도록 함―을 구비하는 노즐헤드(3), 및

   노즐보디(2)의 내부에 장착되고, 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32) 내로 연장되며, 단부(73, 73a)가 밸브시트(6, 6a)―여기서 밸브시트(6, 6a)는 노즐구멍(31)으로의 통로를 개폐하는 방식으로 노즐헤드(3) 내에 제공됨―와 함께 작용하는 노즐니들(7)

   을 포함하고,

   상기 노즐헤드(3)는 상기 노즐보디(2)에 분리 가능하게 결합되는

   디젤엔진용 연료분사노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐헤드(3)가 특히 스크루 결합을 사용하여 노즐니들(7)의 폐쇄방향으로 노즐보디(2)로부터 분리될 수 있는 방식으로 노즐보디(2)에 결합되는 디젤엔진용 연료분사노즐.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 노즐니들(7)이 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32) 내부에서 가이드되지 않은 디젤엔진용 연료분사노즐.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브시트(6, 6a)가 노즐구멍(31)에 근접하여 설치되어 있는 디젤엔진용 연료분사노즐.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브시트(6)와 함께 작용하는 상기 노즐니들(7)의 단부(73)가 대체로 구형 곡선, 특히 반구형태로 설계되는 디젤엔진용 연료분사노즐.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브시트(6a)와 함께 작용하는 상기 노즐니들(7)의 단부(73a)는 원추형으로 설계되고, 상기 밸브시트(6a)는 폐쇄 위치에서 밀봉면(67)이 존재하는 방식으로 노즐니들(7)의 원추형 단부(73a)와 일치하는 원추형 시트로 설계되는 디젤엔진용 연료분사노즐.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐헤드(3)를 냉각시키는 수단이 제공되는 디젤엔진용 연료분사노즐.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐헤드(3)가 자신의 외부 표면의 적어도 일부에 특히 세라믹 소재의 방열층(33)을 갖는 디젤엔진용 연료분사노즐.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐헤드(3)의 길이방향의 보어(32)가 자신의 길이 방향의 연장부의 적어도 일부에 걸쳐(over) 특히 세라믹 소재로 된 방열층(34)으로 감싸진 디젤엔진용 연료분사노즐.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐헤드(3)가 세라믹으로 이루어지는 디젤엔진용 연료분사노즐.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 연료분사노즐을 포함하는 디젤엔진, 특히 2행정 대형 디젤엔진.