KR20000036477A - 신축조절식 와류발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 및 내연기관 엔진에 흡기부의 다양한 구조 내에 간단히 설치되어 연소실로 유입되는 흡입 공기가 빠르고 강한 스웰기류로 변화 되어 연소실 안으로 소용돌이치는 와류가 발생 되도록 하여 공기의 밀도를 고밀도화 되도록 한다. 이로서 단위체적당 산소량이 증가됨으로서 연료의 주성분인 탄소와 수소의 결합도가 높아지게 되어 완전연소가 이루어져, 엔진의 고출력 저소음 실현과 유독한 배기가스를 줄이고 연비 향상을 위한 엔진성능개선에 그 목적이 있다.

그리고 이를 위한 특징적인 구성은, 원둘레의 크기를 달리하는 띠모양의 금속판상 여러장을 겹쳐 나선형으로 상호 감겨지게 하고, 흡기구 안에서 흔들리지 않도록 간격 유지를 위한 판스프링을 날개모양으로 달아 자연스럽게 지지하도록 리벳팅한 구조로 형성하였으며, 이구조는 신축성이 있어 약간의 길이와 굴곡이 360 °로 조절이 가능한 신축조절식 와류장치로서 다양한 형태의 흡기구내에 자유롭게 설치되도록 구성 하였다. 따라서 이 구조로 통과되는 공기는 자연스럽게 나선형 원둘레의 크기를 달리하는 여러장의 금속판상의 면과 사이로 지나면서 빠르고 강한 스웰기류가 형성되고 연소실 안으로 소용돌이치는 와류가 발생되어 공기의 밀도가 높게 공급 된다.

Description

신축조절식 와류발생장치{Extend Adjustor Swirl ( Whirl ) Device}

본 발명은 자동차 및 내연기관 엔진의 연소실로 공기를 유입하는데 있어서 빠르고 강한 스웰( Swirl )기류 형성과 회호리로 소용돌이치는 와류( Whirl ) 발생장치에 관한 것이다. 따라서 단위체적당 산소 밀도가 높아진 연소실 에서는 탄소와 수소가 산소와의 결합이 원활해져 폭팔력이 증대 되므로서 보다 높은 차원의 완전연소를 실현하게 된다. 다양한 구조의 흡기구에 신축조절식 와류장치가 간단히 장착됨 으로서, 고출력 저소음 매연감소 및 연비향상을 위한 엔진성능 개선장치인 것이다.

일반적으로 실린더 헤드의 연소실에 공기를 와류 또는 난기류로 유도하여 공급하게 되면 비교적 희박한 혼합공기를 안정 되게 연소 시킬수 있고, 또 이로 인해 HC, CO 및 NOx가 감소되는 효과를 얻을수 있으며, 무엇 보다도 압축 행정시 까지도 그힘이 남아 점화후의 화염 전파를 촉진 연소 시킬수있는 등 매우 유리한 것 으로서 이미 잘알려진 사실이다. 이분야의 배경 기술로는 와류식 엔진과 내연기관의 실린더 본체에 소용돌이 흡기구조와 배기구조를 채택한 실린더내의 수평와류 발생형인 DOHC엔진 등이다.

또한 각종의 동력회전식, 고정장치식의 공기 와류발생장치를 설치하여 엔진성능개선을 목적으로 이미 실용화 되었다. 그 예로서 각종의 터보와 터보챠져 및 유사한 종류가 사용되고있다.

[종래 기술의 문제점]

연소실로 흡입되는 와류 또는 난기류를 유발 시켜주기 위한 종래의 기술을 보면 흡기구조가 복잡 다양하여 흡기구내에 삽입 형태는 길이가 작고 구조상 취약성으로 흡입공기를 연소실로 충분히 와류 시키지 못하여, 엔진 성능개선의 효과가 극히 미비한 것이 그 단점 으로 지적 되어 왔다. 또한 동력회전식 과급장치인 터어보나 터보챠저의 형태는 엔진의 과열로 인한 냉각장치의 개발이 필수적 이어서 각종 쿨링시스템을 보안해야하는 등 구조의 복잡성, 시스템의 커짐, 다른 엔진에 장착하기 어려운 호완성이 없는 구조 및 고비용을 들여야 하며 작동시 소음 과다가 단점으로 지적 되어 왔다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안해 다양한 구조를 갖는 흡기부의 내부에 자연스럽게 장착 할수있고 다른 종류의 흡기구에 옮겨 장착할 수 있는 신축조절이 가능한 구조와 보다 강한 공기흐름인 스웰기류로 소용돌이치는 와류로 완전연소를 실현할 장치의 필요성이 제기되는바 신축조절식 와류장치를 흡입구내에 간단하게 장착시 여러장의 금속판상을 따라 공기가 보다 원활하고 빠르게 회전하면서 소용돌이 치는 강한 와류발생이 되는 것이다. 이는 엔진의 성능을 개선시키려는 기술적 과제를 해결함으로서 고출력 저소음 매연감소 연비향상을 위한 고성능 엔진이 실현되는 것이다.

제1도는 본 발명 신축조절식 와류장치 사시도

제2도는 판스프링과 리벳팅 및 와류장치 측면을 나타내는 설명도

제3도는 나선형 으로 원둘레의 크기를 달리하는 띠 금속판상의 설명도

제4도는 흡기구내에 본 발명 와류장치가 장착된 상태를 나타내는 개략적 설명도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 나선형 원둘레의 크기를 달리하는 여러장의 금속판상 2: 판스프링 3: 리벳 4: 판스프링 5:흡기부의 흡기구

그러므로 이를 위한 특징적인 구성은 원둘레의 크기를 달리하는 여러장의 띠형태의 금속판상(1)을 겹쳐서 나선식으로 상호 둥굴게 감겨지게 하고 흡기구의 내에서 흔들리지 않게 고정 하는 날개 모양의 판스프링(2)(4)을 겹쳐 리벳팅(3)하는 구조로 형성하였다. 다양한 형태의 흡기구조에 자유롭게 삽입 장착 할수 있도록 하기 위하여 길이와 구부림 정도가 360 °범위내에서 자유롭고 다양한 각도로 휘어져 장착 되도록 처음과 끝부분은 리벳(3) 처리하여 신축조절에 따른 축역활을 하도록한 와류장치로 공기가 원둘레의 크기를 달리하는 띠모양의 여러겹 금속판상(1) 사이로 나선면을 따라 자유로이 보다빠르고 강한 스웰기류가 흐르도록 하여 연소실로 강한 소용돌이치는 와류로 공기의 밀도를 높이도록 구성 하였다.

자동차 및 내연기관의 연소실로 유입되는 공기량의 극대화는 완전연소를 위한 필수조건이다. 빠르고 강한게 소용돌이치는 공기는 밀도가 높아지고 이는 단위체적당 산소량의 증가로 연료와 높은 혼합 비율로 혼합되어 실린더 연소실에서 빠른 반응속도로 폭발하므로 엔진의 연소성능의 개선과 출력에너지 향상의 효과를 얻게된다. 따라서 노킹 소리가 없어져 차가 정숙 해지고 속도 전구간 영역에서 저소음이 실현되며 강한출력으로 인하여 등판력이 좋아지고 악셀레터가 민감해지고 가볍게 터치해도 가속력이 붙어 운전상태가 즐거워진다. 에어콘 작동시에도 출력 저하를 느끼지 않는다. 매연 측정시 HC co NOx가 현저히 적어진다. 또한 짧은 시간안에 속도 증가로 기어 변속이 빨라지는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 자동차 및 내연기관엔진의 연소실에 희박연소를 위한 고밀도 공기를 유입시키는 신축조절식 와류발생장치로서 원둘레의 크기를 달리하는 띠형상의 금속판상 여러장을 겹쳐 나선형으로 상호 감겨지게 하고 흡입구내에 설치시 간격유지 및 흔들림을 방지를 위한 판스프링을 리벳팅하여 구성한 신축조절식 와류장치.
2. 제1항에 있어서, 흡입구의 구조와 내경의 크기에 따라 길이와 나선형 둘레의 크기 및 흡입구의 각도에 따라 360 °로 신축적으로 조절되는 신축조절식 와류장치.
3. 제2항에 있어서, 흡기구가 대형인 화물차의경우 신축조절식 와류장치를 3개∼4개를 조합하여 금속케이싱 이나 프라스틱으로 성형한 케이싱에 일체화시켜 리벳팅으로 고정하고 흡입구내에 진동방지를 위한 판스프링을 장착한 신축조절식와류장치.
4. 제1항에 있어서, 원둘레의 크기를 달리하는 띠모양(밴드) 금속판상과 판스프링 재료는 적정 탄성강도을 갖고 부식되지 않는 재료 인청동, 양백, 스텐레스 및 구리로 하며 두께 0.2∼1mm, 폭 10∼100mm 특징으로하는 신축조절식 와류장치
5. 제4항에 있어서, 나선식 금속판상을 하나로 하여 알미늄 다이케스팅 이나 고무 및 프라스틱으로 성형하여 케이싱 처리하거나 독립적 하는것을 특징으로하는 신축조절식 와류장치.
6. 제1항에 있어서, 신축조절 축으로 리벳을 활용하며 필요시 부싱을 삽입하여 축으로 하는 것을 특징으로 하는 신축조절식 와류장치