KR20000064808A - 연료 주입밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 연료 주입밸브는 고정 밸브 시트를 가진 밸브 시트체(16)에, 특히 그의 하류 정면(17)에 그의 구멍형상이 밸브 시트체에 의해 한정된 구멍판(23)이 배치되어 있고, 그리하여 구멍판((23) 내에서의 흐름관계가 밸브 시트체(16)에 의해 영향받는다. 밸브 시트체(16)는 적어도 구멍판(23)의 하류 배출구멍(39)이 덮히도록 구멍판(23)의 상부 유입영역(40)을 덮는다.

연료 주입밸브는 특히 혼합 농축 외부점화식 내연기관의 연료 주입시설에 사용하기에 적합하다.

Description

연료 주입밸브

DE-OS 41 21 310로부터, 이미 밸브 시트체를 갖고 그 밸브 몸체에는 고정된 밸브 시트가 형성되어 있는 연료 주입밸브가 공지되어 있다. 밸브 시트체에 형성된 이 밸브 시트와는 주입밸브내에서 축방향으로 가동적인 밸브 시트몸체가 공동 작동한다. 밸브 시트체에는 하류방향으로 평평한 분사 방향판이 이어져 있고 그 방향판에는 밸브 시트쪽에 H 형 요부가 유입부로서 형성되어있다. H 형 유입부에는 하류방향으로 4개의 분출 구멍이 이어져 있어, 분출될 연료가 유입부를 통해 분출 구멍에까지 배분될 수 있다. 거기에서는 밸브 시트체에 의해 분사 방향판에 있어 흐름형상이 영향받지 않는다. 오히려 밸브 시트체의 밸브 시트 하류에서의 유동 통과는 밸브 몸체가 분사방향판의 구멍형상에 영향을 미치지 않도록 행해진다.

연료 주입밸브에 배치된 구멍판의 구멍형상에 대한 밸브 시트체의 악영향에 관한 상기 주장은 미국 특허 제 4,699,323호 또는 유럽특허 제 0 310 819호로부터 알려진 연료주입 밸브에도 적용된다. 또한 여기서도 구멍판은 상이한 구멍형상을 가진 기능평면을 갖고 있으나, 구멍판에 있어 분사구멍의 유입영역이 밸브 시트체에 의해 덮히는 것에 관해서는 결코 허용되지도 않는다.

독일 공개공보 제 196 07 277호로부터 구멍판을 가진 연료 주입밸브가 이미 공지되어 있는데, 이 밸브는 다수의 상이한 구멍형상을 가진 기능평면을 갖는다. 구멍판의 각 기능평면은 전해 금속퇴적(다층 전해)으로 형성된다. 그러나 이 주입밸브에서도 밸브 시트체는 구멍판의 상부 평면에 있는 유입영역을 결코 한정하거나 덮고있지 않다.

본 발명은 연료 주입밸브에 관한 것이다.

도 1은 밸브 시트체의 하류에 제 1 구멍판을 가진 부분적으로 도시된 주입밸브의 도면,

도 2는 도 1에 의한 구멍판의 평면도,

도 3은 밸브 시트체의 하류에 제 2 구멍판을 가진 부분적으로 도시된 주입밸브의 도면,

도 4는 도 2에 의한 구멍판의 평면도,

도 5는 제 3 구멍판의 평면도,

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 구멍판의 단면도,

도 7은 제 4 구멍판의 평면도,

도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 구멍판의 단면도,

도 9는 제 5 구멍판의 평면도,

도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 구멍판의 단면도,

도 11은 제 6 구멍판의 평면도,

도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ에 따른 구멍판의 단면도.

청구범위 독립항의 특징부의 특징을 지닌 본 발명에 의한 연료 주입밸브는, 간단한 방식 및 방법으로 연료의 균일한 미세분무화가 어떤 추가 에너지를 필요하지 않고 달성되어, 특히 높은 분무질 및 각각의 요구에 적합한 분사형태가 달성된다. 이것은, 밸브 시트 하류에 배치된 구멍판이, 고정된 밸브 시트를 둘러싸는 밸브 시트체에 의해 한정되는, 연료의 완전한 축방향 통과를 위한 구멍형상을 갖게 함으로써 바람직하게 달성된다. 그리하여 밸브 시트체는 구멍판내에 있어 흐름에 대한 영향기능을 담당하는 것으로, 이것이 이미 공지된 구멍판에서는 판의 상부층 또는 기능평면에 의해 달성될 수 있었던 것이다. 특히 유리한 방식에 있어 연료의 분무화를 개선시킬 수 있는 S 자 형태가 달성될 수 있는데, 그 이유는 밸브 시트체는 하부 정면으로 구멍판의 배출구멍을 덮고있기 때문이다.

밸브 시트체와 구멍판의 기하학적 배치에 의해 달성되는 흐름의 S 자 형태에 의해 분무화도가 높은 특이한 분사물 형상이 형성될 수 있다. 구멍판에 의해 한 줄기, 두 줄기 및 여러 줄기 스프레이를 위한 대응 형성 밸브 시트체와 함께 구멍판에 의해, 예를 들면 직사각형, 삼각형, 십자형, 타원과 같은 무수한 형태의 분사물 단면이 얻어질 수 있다. 그런 특별한 분사물 형상에 의해 주어진 기하형상에, 예를 들면 내연기관의 여러 흡인관 단면에 정확하고 최적하게 적합시킬 수 있다. 이로부터, 폐가스 감소적인, 균일분포된 혼합달성을 위한 이용가능한 횡단면의 형태 및 폐가스 피해적인 벽막부분의 흡인관 벽상 퇴적의 감소의 이점이 얻어진다. 그런 연료 주입밸브에 의해 결과적으로 내연기관의 폐가스 방출이 감소되고 연료의 소모가 감소될 수 있다.

청구범위의 종속항에 기재된 조치에 의해 독립항에 제시된 연료 주입밸브의 유리한 추가변형 및 개선형이 얻어질 수 있다.

전해적 금속퇴적에 의해 유리한 방식에 있어 구멍판은 재현가능한 방식으로 극히 정밀하고 비용이 저렴하여 극히 다량으로 동시에 제조될 수 있다. 그 외에 이 제조방법에 의해 극히 큰 형상 자유도가 허용될 수 있는데, 그 이유는 구멍판내 구멍의 윤곽이 자유로이 선택될 수 있기 때문이다. 특히, 결정축으로 인해 얻을 수 있는 윤곽이 엄격히 미리 정해지는 규소 구멍판에 비해, 융통성 있게 형태를 얻을 수 있어 대단히 유리하다. 금속 퇴적은 특히 규소판의 제조에 비하여 대단히 큰 재료 다양성의 이점을 갖는다. 상이한 자기적 성질과 경도를 가진 여러 금속이 구멍판 제조에 이용가능하다.

두 기능평면을 가진 구멍판을 설치하는 것이 특히 유리한데, 한 기능평면은 그의 축방향 두께를 통해 볼 때 구멍형상이 일정한 것이 특징이고 그 형상은 후속하는 기능평면의 구멍형상과는 대응적으로 상이하다. 밸브 시트체는 최종적으로 구멍판내 유입부 형상을 결정하기 때문에, 두 기능평면이면 이미 S 자형 흐름경로를 얻는데 충분하다. 다중 또는 다층으로 된 구멍판에 비해 간단하고 저렴하며 단시간에 제조가능한 이점이 얻어지는데, 그 이유는 한편으로는 적은 금속재료가 퇴적되어도 되고 다른 한편으로는 전해 개시층이 생략될 수 있기 때문이다. 그 외에도 포토레지스터는 훨씬 간단히 분리제거될 수 있다. 그 외에 구멍판 제작시의 정확도가 보다 양호하게 조절될 수 있는데 그 이유는 구멍판의 전체 구멍윤곽이 정면 외부로부터 들여볼 수 있기 때문이다.

아주 일반적인 것으로서 간단한 방식 및 방법으로 분사물을 변화시킬 수 있는 것은 본 발명에 의한 연료 주입밸브의 대단히 현저한 이점으로 주장할 수 있는 점이다. 그리하여 특히 간단히 평판형, 원추형, 다수의 개별제트를 포함하는 비대칭(일측으로 배향된)의 분사물 형태가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 간단히 표시되어 있는데, 이하의 기재에서 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 한 실시예로서 밸브가 혼합농축 외부점화식 내연기관의 연료주입시설용 주입밸브의 형태로 표시되어 있다. 주입밸브는 관형 밸브 시트 수용체(1)를 갖고, 그 수용체 내에는 밸브종축(2)에 동축적으로 종방향 구멍(3)이 형성되어있다. 종방향 구멍(3)내에는 예를 들면 관형 밸브봉(5)이 배치되어있고, 그 밸브봉은 그의 하류단부(6)에서 예를 들면 구형의 밸브 폐쇄체(7)와 견고히 연결되어 있는데 밸브폐쇄체의 주위는 예를 들면 연료를 안내통과시키기 위한 5개의 평탄부(8)를 갖고 있다.

주입밸브의 작동은 공지의 방법으로 예를 들면 전자기적으로 수행된다. 밸브봉(5)을 축방향으로 이동시키고 도시되지 않은 복원스프링의 탄성에 맞서 주입밸브를 개방 및 폐쇄하기 위해서는 자기코일(10), 앵커(11) 및 철심(12)을 가진 회로가 사용되고 있다. 앵커(11)는 예를 들면 레이저로 형성된 용접시임에 의해 밸브봉(5)의 밸브폐쇄체(7) 반대쪽 단부와 연결되어 있고 철심(12)과 정렬되어 있다.

축방향 이동중 밸브폐쇄체(7)를 안내하는데는 밸브 시트몸체(16)의 안내구멍(15)이 역할을 하는데, 그 밸브 시트몸체는, 밸브종축(2)에 동축으로 뻗은 종방향 구멍(3)내에서 밸브 시트 수용체(1)의 철심(12) 반대쪽 하류단부내로 용접에 의해 밀폐식으로 장착되어 있다. 밸브 시트체(16)는 밸브폐쇄체(7)로부터 떨어져 그의 하측 정면(17)에서 예를 들면 냄비모양의 구멍판 지지체(21)와 동심적으로 또한 강고히 연결되어있고, 그리하여 그 구멍판 지지체는 적어도 그의 외측 환형부(22)에 의해 밸브 시트체(16)에 직접 접하고 있다. 이때 구멍판 지지체(21)는 이미 공지된 냄비모양의 주입구멍판과 유사한 형태를 갖고, 구멍판 지지체(21)의 중앙부에는 배분기능은 갖지 않은 관통구멍(20)이 형성되어 있다.

구멍판(23)은 관통구멍(20)의 상류에 이 관통구멍(20)을 완전히 덮도록 배치되어있다. 구멍판(23)은 구멍판 지지체(21)내에 삽입 설치될 수 있는 삽입부재에 불과하다. 구멍판 지지체(21)에는 바닥부(24)와 지지테(26)가 형성되어 있다. 지지테(26)는 밸브 시트체(16)쪽으로부터 원격하는 축방향으로 뻗어 그 단부까지 원추형 외향으로 만곡되어있다. 바닥부(24)는 외측의 환형부(22)와 중앙의 관통구멍(20)으로 형성되어있다.

밸브 시트체(16)와 구멍판 지지체(21)의 연결은, 예를 들면 순환하고 밀폐적인, 레이저에 의해 형성된 제 1 용접시임(25)으로 이루어진다. 이런 방식의 장착에 의해 구멍판 지지체(21)가 관통구멍(20)과 그 상류에 배치된 구멍판(23)을 가진 그 중앙영역에서 불량하게 변형하는 것이 방지된다. 구멍판 지지체(21)는 또한 지지테(26)의 영역에서 순환하고 밀폐하는 제 2 용접시임(30)에 의해 밸브 시트 수용체(1)내의 종방향 구멍(3)의 벽과 연결되어있다.

구멍판 지지체(21)와 밸브 시트체(16) 사이의 원형 용접시임(25)내의 관통구멍(20)의 영역에 고정가능한 구멍판(23)은 그 상부 정면(28)에 의해 밸브 시트체(16)의 하부 정면(17)에 접하고, 그리하여 용접시임(25)내에서 구멍판 지지체(23)의 바닥부(24)는 정면(17)과 거리를 두고 격리 위치될 수 있다. 구멍판(23)은 예를 들면 두 개의 기능평면을 갖는다. 그런데 한 기능평면은 그의 축방향 길이에 걸쳐 대략 일정한 구멍윤곽을 갖고 따라서 바로 다음의 기능평면은 다른 구멍윤곽을 갖는다.

밸브 시트체(16), 냄비모양의 구멍판 지지체(21) 및 구멍판(23)으로 구성된 밸브 시트 부재가 종방향 구멍(3)내에 삽입하는 깊이가 밸브봉(5)의 행정의 크기를 결정하는데, 그 이유는 자기코일(10)이 여자되지 않았을 때 밸브봉(5)의 종점위치는 밸브폐쇄체(7)가 하류방향으로 원추형으로 가늘어지는 밸브 시트체(16)의 밸브 시트 면(29)에 접하는 것에 의해 결정되기 때문이다. 밸브봉(5)의 다른 종점위치는 자기코일(10)이 여자되었을 때 예를 들면 앵커(11)가 철심(12)에 접촉하는 것에 의해 결정된다. 밸브봉(5)의 양 종점위치 사이의 거리에 따른 행정을 나타낸다. 구형의 밸브폐쇄체(7)는 밸브 시트체(16)의 원추대형의 밸브 시트 면(29)과 공동작용하는데, 이 밸브 시트 면은 축방향으로 안내구멍(15)과 정면(17)까지 뻗는 밸브 시트체(16)의 하부 원통형 배출구(31) 사이에 형성되어있다.

구멍판(23)을 밸브 시트체(16)에 간접적으로 고정하도록 구멍판 지지체(21)를 적합하게 형성시킨 것은, 구멍판(23)을 직접 고정시 용접이나 납땜과정에 의해 경우에 따라 발생할 수 있는 온도에 기인한 변형이 방지될 수 있는 이점을 갖는다. 그러나, 구멍판 지지체(21)가 구멍판(23)을 고정하기 위한 전적인 조건이 되는 것은 결코 아니다. 그러나 고정 방법이 본 발명의 요부는 아니기 때문에, 여기서는 단순히 용접, 납땜 또는 접착과 같은 통상 공지의 부착 방법을 언급하게 될 것이다.

도 1 내지 12에 표시된 구멍판(23)은 전해적 퇴적에 의한 적어도 두 개의 금속 기능평면으로 만들어져 있다. 디프 리소그래피 방식의 전해기법으로 제조되기 때문에 윤곽형성에 있어서, 판 표면에 걸쳐 일정한 두께를 가진 기능평면과, 디프 리소그래피적 구조에 의한, 관통 공극을 형성하는 기능평면내 대체로 수직인 커트 부위(가장자리)(마무리 기술에 의해 정해지지만, 최적 수직벽에 대해 약 3°의 편차가 생길 수 있음)와, 개별적으로 구성된 금속층의 다층구조에 의해 커트 부위가 소망스럽게 후방 절단되고 복개되는 부분과, 대체로 축평행한 벽을 가진 임의의 횡단형태를 가진 커트 부위와, 각 금속퇴적이 서로 직접 발생하는 이유로 인한 구멍판의 일체적 형성을 포함하는 특징이 있다.

다음 절에서는 도 1 내지 12에 의한 구멍판(23)의 제조방법이 단지 간단히 설명될 것이다. 구멍판을 제조하기 위한 전해식 금속퇴적의 전체 공정단계는 독일 특허공개 공보 제 196 07 288호로부터 추출될 수 있다. 포토 리소그래피 단계(UV 디프 리소그래피)와 연속하는 마이크로 전해기법을 연속적으로 적용하는 공정의 특징은, 대규모 면적에서도 높은 정밀도의 구조조직이 보장될 수 있어 이 방법은 처리물의 수가 대단히 많은 대량 생산에 이상적으로 이용가능하다는 것이다. 한 웨이퍼에서 다수의 구멍판(23)이 동시에 제작될 수 있다.

공정의 출발점은 예를 들면 금속(티탄, 구리), 규소, 유리 또는 세라믹으로 구성된 평평하고 안정적인 지지판이다. 지지판 위에는 선택적으로 먼저 적어도 하나의 보조층이 전해 형성된다. 여기서 보조층이란, 예를 들면 나중의 마이크로 전해용 전기전도에 필요한 전해개시층(예를 들면 구리)이다. 전해개시층은, 나중에 에칭에 의해 구멍판 구조물을 간단히 분리할 수 있도록 하기 위한 층으로서의 역할을 할 수 있다. 보조층(보통 CrCu 또는 CrCuCr)의 형성은 예를 들면 스퍼터링 또는 무전류 금속 퇴적으로 행해진다. 지지판을 처리한 후 보조층 위에는 포토레지스트(포토 라커)가 전표면적으로 피복된다.

이 경우 포토레지스트의 두께는 나중의 전해과정에서 실시될 금속층의 두께, 따라서 구멍판(23)의 하부 기능평면의 두께와 일치한다. 실시할 금속구조는 포토 리소그래프 마스크에 의해 포토레지스트에 역으로 전사될 것이다. 다른 가능한 방법은 UV 조사에 의해 마스크를 통해 포토 마스크를 직접 조사하는 것이다(UV 디프 리소그래피).

마지막으로 포토레지스트에 생기는 나중의 금속판(23)의 기능평면을 위한 네가티브 구조는 전해적으로 금속(예를 들면 Ni, NiCo)으로 채워진다(금속퇴적). 금속은 전해에 의해 네가티브 구조의 윤곽에 면밀하게 연결부착되어 예정된 윤곽이 그 안에 형성된다. 구멍판(23)의 구조를 실현하기 위해서는, 선택적인 보조층의 형성 이하의 단계들이 소망하는 축방향으로 중첩될 구멍윤곽의 수에 대응하여 반복되는 것으로, 예를 들면 구멍판(23)의 두 기능평면(23)도 한 전해단계로 생성될 수 있는 것이다. 2 기능평면을 포함하는 구멍판(23) 구조의 경우 바람직한 방법에서는 추가의 전해단계가 필요하지 않는다. 끝으로 구멍판(23)의 분리가 행해진다. 그리고 희생층이 에칭제거되고 그럼으로써 구멍판(23)은 지지판으로부터 분리된다. 그런 후 잔류하는 포토레지스트를 금속 구조물로부터 용해제거된다.

도 2는 구멍판(23)의 제 1 실시예로서 도 1에 단면으로 표시된 구멍판(23)의 평면도를 보여준다. 구멍판(23)은 평평한 원형 부재로 구성되어 있고 그 부재는 적어도 두 개의 축방향으로 중첩된 기능평면을 갖고 있다. 하부의 첫 번째 퇴적된 기능평면(35)은 마이크로 전해(정밀 전해)에 의해 그 크기가 정해진 유출구멍(23)을 갖고, 한편 마이크로 전해식으로 제조된 상부 기능평면(36)의 구멍윤곽은 추가적으로 밸브 시트체(16)에 의해서 영향받거나 한정된다. 두 기능평면(35, 36)은 한 전해단계로 제조된다. 상부 기능평면(36)은 유입영역(40)을 갖고 있으며 그 영역은 직사각형 윤곽을 갖고 마지막으로 구멍판(23)의 저부를 이룬다. 유입영역(40)의 네 모서리 가까이에 배치되고 정사각형 단면으로 구성되어 있는 예를 들면 4개의 배출(출구)구멍(39)은, 유입영역(40)에서 시작하여 하부 기능평면(35)을 관통하여 구멍판(23)의 하부정면(38)까지 뻗어 있다(도 1).

밸브 시트체(16)는 그의 하부 유출구멍(31)에 의해, 밸브 시트체(16)의 하부 정면(17)이 부분적으로는 구멍판(23)의 상부 기능평면(36)의 유입영역(40)의 상부덮개를 이루고 구멍판(23)에 있어 연료의 주입표면을 결정하는 형상으로 되어있다. 도 1에 도시된 실시예의 경우에는 유출구멍(31)은 구멍판(23)의 배출구멍(39)이 위치하는 가상적인 원의 직경보다 작은 직경을 갖고 있다. 환언하면 구멍판(23)의 유입부를 결정하는 유출구멍(31)은 배출 구멍(39)과 완전히 벗어나 있다. 밸브 시트체(16)를 구멍판(23) 위에 투사하면 밸브 시트체(16)는 전체 배출구(39)를 덮는다. 배출구멍(39)이 유출구멍(39)에 대해 반경방향으로 어긋나 있기 때문에, 연료의 흐름경로는 S 자 형상이 된다. S 자 형상의 흐름경로는 밸브 시트체(16)가 구멍판(23)에 있는 모든 배출구(39)를 단지 부분적으로만 덮어도 달성된다.

구멍판(23)내에 있어 다수의 심한 유동전향부와의 소위 S 자 충돌에 의한 흐름에는 심한 분무촉진적 난류가 야기된다. 그럼으로써 흐름에 대해 횡방향으로 특히 심한 속도구배가 생긴다. 흐름방향에 대해 횡방향의 속도 변화는 현저하여 흐름 중심부의 속도는 벽 부근에서 보다 명백하게 크다. 속도차이에 기인하는 유체내의 상승된 전단압력으로 인해 배출구멍(39) 부근에 있어 미세한 방울로 부서지는 것이 촉진된다. 배출구를 통한 흐름은 야기된 반경방향 성분으로 인해 한쪽에서 분열되기 때문에, 흐름은 부족한 윤곽안내 때문에 흐름안정성을 갖지 못한다. 분열된 부위에서 유체는 극히 높은 속도를 갖는다. 분무촉진성 난류 및 전단압은 출구부에서도 없어지지 않는다.

난류에 의해 생기는 흐름 횡방향의 횡타격(횡충격)은 특히, 분출된 분무 내에 있어 액적분포밀도가 아주 균일해지게 된다. 그로 인해 액적이 응집할 가능성, 따라서 작은 액적들이 큰 액적으로 합쳐질 가능성은 저하된다. 분무 내 평균 입자직경의 감소는 비교적 균일한 분무분포를 가져온다. S 자 타격으로 인해 유체 내에 미세규모의(고주파수의) 난류가 발생하고, 그것은 분류를 구멍판(23)으로부터 직접 출구로 대응하는 작은 액적들로 붕괴된다.

도 3은 부분적으로 도시된 주입밸브의 제 2 실시예를 표시한다. 도 1에 도시된 실시예에 대해 같거나 유사작용의 부재는 같은 번호로 표시되어 있다. 도 3의 주입밸브는 도 1의 주입밸브와 실질적으로 일치하고, 이하에서는 단지 상이한 부분인 유출구멍(31), 구멍판(23) 및 구멍판 지지체(21)만 상세히 설명될 것이다. 이제 유출구멍(31)은 흐름방향으로 원추대형으로 가늘어지는 밸브 시트 면(29)의 연장부가 되어있고 그에 따라 역시 원추대 형상을 갖고 있다. 따라서 밸브 시트 면(29)은 하류방향으로 원통형 영역을 갖고있지 않다.

역시 두 개의 기능평면(35, 36)을 갖는 구멍판(23)은 이 실시예에서는 상부 기능평면(36)에 형성된 4개의 유입영역(40)을 갖고 이 유입영역은 구멍판(23)의 평면도인 도 4에서 명백히 볼 수 있다. 밸브 시트체(16)는 그의 하부 정면(17)으로, 유출구멍(31)과 하부 기능평면에 형성된 4개의 배출구멍(39)이 서로 완전히 어긋나도록, 4개의 배출구멍(39)을 덮고 있다. 4개의 유입영역(40)은 상부 기능평면(36)의 재료부에 의해 서로 분리되어 있고, 그 상부 기능평면은 하부 기능평면(35)으로부터 시작하여 추가의 마이크로 전해 퇴적에 의해 형성된 것이다. 구멍판 지지체(21)는 관통구멍(20) 가까이에 절곡되어 형성되어 있고, 따라서 지지체는 구멍판(23)과 그 판의 외부 테에서 형태가 정확하게 맞물릴 수 있고 밸브 시트체(16)의 정면(17)에 대해 누를 수 있다.

도 1 및 2에 따른 실시예에서 이미 설명된, 유출구멍(31)과 배출구멍(39)의 어긋난 위치 및 그에 의해 형성되는 유체흐름중의 S 자 형태의 모든 이점이, 도 3 및 4에 의한 실시예에서 비슷한 방식으로 얻어진다. 도 4는 4개의, 예를 들면 직사각형으로 형성된 유입영역(40)의 배치를 보여준다. 원형의 구멍판(23) 위에서 보면 유입영역(40)은 서로 90°로 배치되어 있고 서로 접촉되지는 않는데, 그 이유는 그것들은 상부 기능평면(36)의 전해퇴적 재료부에 의해 서로 분리되어 있기 때문이다. 이 경우 구멍판(23)의 중심부에는 거의 정사각형의 재료부가 형성되고 거기에서 시작하여 4개의 유입영역(40)이 반경방향 외측으로 뻗는다. 유입영역(40)의 반경방향 외측 부위에서 시작하여, 따라서 전체적으로 예를 들면 4개의 정사각형 단면을 가진 배출구멍(39)이, 축방향으로 하부 기능평면(35)을 관통하여 구멍판(23)의 하부 정면(38)까지 뻗는다. 도 4에서는 점선에 의해 밸브 시트체(16)의 유출구멍(31)이 하부 정면(17)의 부위에 있어, 배출구멍(39)에 대해 어긋남을 명시하기 위해, 상징적으로 표시되어 있다.

도 5 내지 12에는 두 기능평면(35, 36)을 가진 구멍판(23)의 추가 실시예가 도시되어 있는데, 여기서도 도 1 및 3과 유사하게 구멍판이 밸브 시트체(16)에 의해 흐름 영향을 받는다. 후속하는 구멍판(23)의 모든 실시예는, 판이 상부 기능평면(36)에 적어도 하나의 유입영역(40) 그리고 하부 기능평면(35)에 적어도 하나의 배출구멍(39)을 가졌고, 유입영역(40)은 모든 배출구멍(39)이 완전히 단일 흐름될 만큼 그 나비 또는 폭에 있어 충분히 크게 형성되어 있다는 공통점을 갖고 있다. 그리하여 유입영역(40)과 접경하는 어느 벽도 배출구멍(39)을 덮지 않는다는 의미이다. 그에 의해 유입영역(40)은 보통 유입영역으로부터 시작되는 배출구멍(39) 보다 더 큰 단면을 갖게된다.

도 5 및 6에 도시된 구멍판(23)에서는 유입영역(40)은 이중의 능형태로 되어있고, 두 능형태은 두 중앙 연결부(42)에 의해 연결되어 단일의 유입영역(40)이 존재되어 있다. 이중 능형태의 유입영역(40)에서 출발하여 예를 들면 4개의 정사각형 단면을 가진 배출구멍(39)이 하부 기능평면(35)을 관통하며, 그 배출구멍은 예를 들면 구멍판(23)의 중심으로부터 보아 유입영역(40)의 가장 원격한 지점에 형성되어 있다. 유입영역(40)의 능형태는 비교적 납작하고 길게 뻗어 형성되어 있기 때문에, 두 배출구멍 구멍판(23)의 다른 쪽에 있는 제 2 구멍으로부터 비교적 멀리 원격해 있는 한 구멍을 형성한다. 배출구멍이 그렇게 형성되어있기 때문에 구멍이 아주 멀리 격리되어있지 않은 경우에는 두 줄기분사 또는 평판형 분사줄기가 얻어질 수 있다. 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.

도 7 내지 12의 추가의 구멍판(23) 실시예는 도 5 및 6에 도시된 실시예에 비해 구멍형상이 상이한 유입영역(40) 및 배출영역(39)을 갖고있어, 아주 간단하면서도 상이한 분사형성체 및 분사형이 달성될 수 있다. 여러 줄기의 또는 평판형의 분사형성물의 발생 이외에(도 5), 유입영역(40)과 배출구멍(39)을 적당히 배치하고 형상화함으로써, 언제든 원추형 분출분사기(도 7 및 8), 비대칭 분사형성기(도 9 및 10) 및 뒤틀림 유발 분사형성기(도 11 및 12)가 달성될 수 있다. 도 7 및 8에 의한 구멍판(23)은 예를 들면 4개의 원형 유입영역(40)을 갖고 그 유입영역들은 대체로 균일하게 구멍판(23)의 중심 주위에 배치되고 같은 크기로 형성되어 있다. 도시된 실시예에서는 역시 정사각형 단면을 가진 배출구멍(39)이 원형의 유입영역(40)으로부터 출발하여 하부 기능평면(35)을 관통해 뻗는다. 정사각형이 아닌 다른 단면형태(예를 들면 원형, 난형, 다각형)도 소망하는 분사형에 따라 언제나 마이크로 전해 금속퇴적에 의해 형성될 수 있다. 배출구멍(39)은 예를 들면 유입영역(40)의 중심으로부터 시작하여 구멍판(23)의 하부 정면(38)까지 뻗는 것이 아니고, 구멍판(23)의 평면도에서 시계방향으로 유입영역(40)의 각 중심의 후방에 형성되어있다. 이것은 구멍판(23)을 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선 단면도로 나타낸 도 8에서 분명하다.

도 9 및 10에는 비대칭 분사물을 발생시킬 수 있는 구멍판(23)이 도시되어있다. 예를 들면 내연기관에 있어 주입밸브의 특별한 설치위치와 같은 특수한 이용 목적의 경우에는, 구멍판(23)으로부터 유출하는 원추형 분사물(제트) 또는 평판형 분사물이 바람직할 뿐 아니라 밸브종축(2)(도 1 및 3)에 대한 일정한 각도하에서 연료의 분무화도 바람직하다. 도 9 및 10에 의한 구멍판(23)에 있어서는 이것이 가능하다. 구멍판(23)은 상부 기능평면(36)에 3개의 타원형 또는 난형 유입영역(40) 및 예를 들면 정사각형으로 된 하부기능평면(35)에 형성된 3개의 배출구멍(39)을 갖고 있다. 각 유입영역(40)은 각 배출구멍(39)과 더불어 완전한 연료용 축방향 통공을 가진 기능유니트를 형성한다. 3개의 유입영역(40)은 구멍판 표면(23)에 걸쳐 삼각형의 형태로 비대칭적으로 분할되고 3개의 배출구멍(39)도 역시 유입영역(40)으로부터의 편심출구를 갖고 있다. 비대칭적으로 생성되는 분사물을 갖는 그런 구멍판(23)은 소위 경사분사밸브에도 사용될 수 있다. 그리하여 불리한 설치 조건하에서도 흡인관의 벽을 습윤시키는 일 없이 예를 들면 내연기관의 입구밸브에서 대단히 표면적인 분출이 보장될 수 있다. 도 10은 도 9의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도이다.

도 11 및 12는 구멍판(23)의 마지막 실시예를 나타내는데 도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ선 단면도를 나타낸다. 이 구멍판(23)의 경우에는 예를 들면 4개의 유입영역(40)이 이 영역을 통과하는 연료에 선회속도 성분이 야기되도록 형성되어 있다. 유입영역(40)은 고려방식에 따라 육각형 또는 구각형으로 형성되는데, 대략 원형으로 형성된 부위(43)로부터 나오는 접선 아암(44)은 대체로 시계방향으로 구멍판(23)의 중심쪽으로 또한 마지막으로는 밸브종축(2)으로 배향되어있다. 밸브 시트체(16)는 예를 들면, 유출구멍(31)으로부터 나오는 연료가 접선 아암내에 진입할 수 있도록, 유입영역(40)을 덮고, 연료는 접선 아암으로부터 유입영역(40)의 원형 영역(43)내로 유입하여 그 중심에 형성된 원형 단면을 가진 배출구멍(39)내로 진입한다. 선회성이 부여된 연료는 배출구멍(39)을 통해 구멍판(23)을 떠난다. 연료에 선회성(비틀림)을 부여하는 것은 연료의 분무화를 촉진시키는 특별한 방법이다. 육각형 또는 구각형 유입영역(40)과 유사하게 그 대신으로 다르게 형성된 와류생성 유입영역(40), 예를 들면 나선 모양, 낫 모양 또는 원호 모양으로 형성된 영역이 배치될 수 있다.

Claims (11)

1. 밸브종축을 구비하고, 고정된 밸브 시트를 가진 밸브 시트체를 구비하고, 밸브 시트와 협동작용하는 밸브 시트 폐쇄체를 구비하고, 상기 폐쇄체는 밸브종축을 따라 축방향으로 이동가능하고, 밸브 시트 하류에 배치된 구멍판을 구비하며, 상기 구멍판은 하나 이상의 유입영역과 하나 이상의 배출구멍을 갖고있으며, 하나 이상의 유입영역을 가진 상부 기능평면은 하나 이상의 배출구멍을 가진 하부 기능평면과는 상이한 단면상의 구멍형상을 갖는 내연기관의 연료주입용 연료 주입밸브에 있어서,

   둘 이상의 배출구멍(39)은 밸브 시트체(16)에 의해 위에서 덮히도록, 밸브 시트체(16)가 하부 정면(17)으로 구멍판(23)의 하나 이상의 유입영역(40)을 부분적으로는 직접 덮고 있는 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 구멍판(23)의 기능평면(35, 36)은 전해 금속 퇴적에 의해 차례로 중첩형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 구멍판(23)은 축방향으로 연속된 두 기능평면(35, 36)을 갖고, 그 기능평면은 단면의 구멍형상이 상이한 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
4. 제 1 항 또는 3 항에 있어서, 구멍판(23)의 하나 이상의 유입영역(40)은 각각의 배출구멍(39)보다 큰 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
5. 제 4 항에 있어서, 배출구멍(39)의 어느 것도 유입영역(40)의 벽에 의해 덮히지 않는 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 구멍판(23)내에는 다수의 배출구멍(39)이 연속되어 있는 유입영역(40)이 배치된 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
7. 제 1 항 내지 5 항중 어느 한 항에 있어서, 각 유입영역(40)으로부터 정확히 하나의 배출구멍(39)이 시작될 수 있도록, 구멍판(23)에는 다수의 유입영역(40) 및 같은 수의 배출구멍(39)이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 배출구멍(39)은 정사각형, 직사각형, 다각형, 원형 또는 타원형 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
9. 제 7 항에 있어서, 유입영역(40)은, 원추형, 평판형, 여러 줄기 또는 비대칭의 분사물이 생성될 수 있도록, 구멍판(23)의 표면에 걸쳐 배치된 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.
10. 제 7 항에 있어서, 유입영역(40)은 그 안으로 유입하는 연료가 선회(비틀림)되도록 형성된 것을 특징으로 연료 주입밸브.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 구멍판(23)은 구멍판 지지체(21)에 의해 밸브 시트체(16)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 연료 주입밸브.