KR200147460Y1 - 내연기관의 스월 발생장치 - Google Patents

Abstract

연소실로 유입되는 혼합기의 혼합상태를 균일하게 함과 아울러 연료의 미립화와 함께 강력한 스웰을 유도하는 공기의 흐름이 이루어질 수 있도록 하기 위하여,서지탱크의 내측에 원통상의 휘어진 판재를 흡기통로와 각각 대응시켜 배치함으로서 입구측에서유입된 공기가 이들 스월발생수단으로 통과하면서 회전유동을 함과 아울러 회전 유동상태로 그대로 흡기관으로 흐를 수 있도록 한 내연기관의 스월발생장치.

Description

내연기관의 스월(SWIRL) 발생장치

제1도는 본 고안에 의한 서지탱크의 사시도.

제2도는 본 고안에 관련하는 스월발생수단의 사시도.

제3도는 본 고안에 의한 서지탱크의 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 서지탱크 4 : 입구측

6 : 출구측 8 : 커버체

10 : 흡기관 12 : 서지탱크 본체

14 : 신기분배통로 16, 18, 20, 22 : 통로

24 : 스월발생수단 26, 28, 30, 32 : 흡기 안내판

34, 36, 38, 40 : 유입구 42, 44, 46 : 흡기 유도판

50 : 판재

본 고안은 내연기관의 서지탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료 분사수단(인젝터)을 채용한 엔진이 각각 연소실로 공기를 균등분배하여 공급하는 서지탱크에서 강력한 스월을 일으킬 수 있도록 한 스월 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 연료분사방식을 채용하고 있는 엔진은 흡기계에서 공기만을 공급하고, 흡기포트 부근에서 연료를 분사하는 시스템을 갖는다.

이러한 방식은 서지탱크라 불리우는 곳에서 흡기를 일시적으로 저장하면서 유입과 동시에 각각의 연소실로 균등하게 분배하여 공급하게 된다.

이 서지탱크는 스로틀 바디와 연결되어 공기를 유입받게 되는데, 이 서지탱크의 출구측에는 각각의 연소실로 공기를 유도하는 흡기관들이 연결된다 .

이러한 흡기관을 통하여 연소실로 유입되는 공기는 흡기포트의 일측에 위치한 연료 인젝터로 부터 분사되는 공기와 혼합되는데, 이 경우 공기의 흐름영역을 원형으로볼때 일측에만 연료가 공급되기 때문에 흡기포트를 통하여 연소실로 유입되는 동안에 연료와 공기의 혼합이 균일하게 이루어질 수 없다.

흡기포트를 통하여 연소실로 유입된 혼합기는 곧바로 압측됨과 아울러 폭발되는데, 이때 점화속도와 연소상태등이 엔진의 출력과 배기가스등에 영향을 미치게 된다.

따라서 흡기포트를 통과하면서 공기와 연료의 혼합이 균일하게 될 필요가 있는데,지금까지 제안된 흡기계통은 흡기포트를 지나는 공기의 흐름이 직선적으로 이루어지기 때문에 공기내에 연료가 균일하게 분포될 수 없다.

따라서 연소실내의 혼합기는 부분적으로 진한 상태 또는 희박한 상태를 이루게 되므로 불완전 연소와 점화속도가 느려지는 문제점등이 있다.

이러한 것은 배기가스내에 유해물질(HC, NOX)을 다량 발생시키게 되며, 또 엔진의 출력을 저하시킴은 물론 연료 소비율을 증가시키게 된다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 서지탱크와 연소실을 연결하는 흡기관을 통과하는 공기가 강력한 스월을 일으키도록 하여 연소실로 유입되는 공기에 분사되는 연료가 미립화되어 균일하게 혼합될 수 있도록 하는 내연기관의 스웰발생장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 고안의 목적을 실현하기 위하여, 스로틀 바디로 부터 공급되는 공기를 유입받는 입구측 및 연소실로 공기를 공급하는 출구측을 보유하는 서지탱크 본체와, 상기한 출구측에 결합되며 각각의 연소실로 공기를 안내하는 복수개의 흡기관이 설치되는 커버체와, 상기한 탱크 본체의 내측에 각각의 흡기관과 대응하여 위치하는 통로를 보유하는 스월발생수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치를 제공한다.

상기한 스월발생 수단은 판재가 원통상으로 휘어져 이루어지는 각각의 통로들과, 이들 통로의 유입구 양측에 각각 형성되는 흡기 안내판 및 흡기 유도판으로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치를 제공한다.

상기한 흡기 안내판은 원통상으로 휘어진 판재로 부터 직선상으로 연장됨을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치이다.

또한 상기한 흡기 유도판은 유입구측으로 경사져 있음을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치를 제공한다.

상기한 서지탱크 본체에는 각각의 통로들로 균등한 양의 공기를 분배하기 위한 신기 분배통로가 제공됨을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치를 제공한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다 .

제1도는 본 고안에 의한 서지탱크와 흡기관의 분해 사시도로서, 서지탱크(2)는 스로틀 바디(미도시)와 연결되어 공기를 유입받는 입구측(4)과, 이 입구측(4)으로 부터 유입된 공기를 연소실(미도시)로 공급하는 출구측(6)을 갖는다.

상기한 출구측(6)에는 커버체(8)가 나사나 리벳등에 의해 결합될 수 있는 구조로 되어 있으며, 이 커버체에는 각각의 연소실로 공기를 공급하기 위한 흡기관들(10)이 일체로 설치되어 있다.

상기한 서지탱크(2)는 대체적으로 4각형상을 이루고 있는데, 이 탱크본채의 상부에는 입구측(4)과 연통하면서 본체(12)보다 상방향으로 돌출된 신기분배통로(14)가 형성되어 있다.

상기한 신기분배통로(14)는 본체(12)와 단차를 갖고 돌출되는데, 이 단차를 두는 이유는 각각의 흡기관(10)으로 유입되는 공기의 양을 균등하게 하기 위 한 것이다.

즉 단차를 제공함으로서 입구측(4)에서 가까운 흡기관과 먼 흡기관이 동일한 공기가 흐르게 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기한 서지탱크(2)의 내측 챔버에는 각각의 흡기관들(10)과 대응하는 위치에 통로들(16, 18, 20, 22)을 마련하고 있는 스월발생수단(24)이 설치된다.

이 스월발생수단(24)의 각각 통로들(16, 18, 20, 22)은, 입구측(4)에서 유입되는 공기를 흡기관으로 유도하기 위한 흡기 안내부(26, 28, 30, 32)를 각각 보유하고 있다.

이들 흡기 안내부(26, 28, 30, 32)는 원형으로 이루어지는 통로들(16, 18, 20, 22)에 대하여 접선방향으로 형성되며, 각각 유입구(34, 36, 38, 40)를 형성하고 있다.

상기한 첫번째 통로(16)의 흡기 안내부(26)는 두번째 통로(18)의 유입구(36)측과 흡기 유도판(42)에 의해 연결됨으로서 흡기를 유도할 수 있도록 하고 있다.

그리고 두번째 통로(18)의 흡기 안내부(28)는 세번째 통로(20)의 유입구(38)와 흡기 유도판(44)에 의해 연결됨으로서 흡기를 유도할 수 있도록 하고 있다.

또한 세번째 통로(20)의 흡기 안내부(30)는 네번째 통로(22)의 유입구(40)와 흡기 유도판(46)에 의해 연결됨으로서 흡기를 유도할 수 있도록 하고 있다.

상기한 흡기 유도판들(42, 44, 46)은 공기의 흐름방향에 대하여 후방으로 경사져 각각의 유입구(34, 36, 38, 40)로 공기가 원활히 흐르도록 하고 있다.

상기한 네번째 통로(22)의 흡기 안내부(32)는 신기 분배통로(14)의 단차부 경사면(48)와 직선상으로 이어지는 구조를 갖는다.(제3도 참조)

제2도는 본 고안에 의한 스월 발생수단(24)의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 첫번째 통로(16)만을 도시하고 있는데, 이것은 모든 통로의 구조와 작용이 동일하기 때문이다.

제2도에서 통로(16)는 원통상으로 휘어진 판재(50)에 의해 이루어지고 있음을도시하고 있으며, 이 판재(50)는 유입구(34)를 형성하기 위하여 일측이 열려진 형상으로 이루어진다.

이 유입구(34)에서 공기가 부딪칠 수 있는 위치에 형성되는 흡기 안내부(26)는판재(50)가 직선상으로 형성되어 원통상으로 부터 연장되는 구성을 갖는다 .

이와 같이 이루어지는 본 고안의 스월 발생장치는, 서지탱크(2)의 입구측(4)으로 공기가 흐르면서 탱크 내측으로 유입되는 공기는 신기분배통로(14)를 따라 탱크의 내부 상측을 지나게 된다.

이때 이 신기 분배통로(14)를 따라 흐르는 공기는, 각각 흡기 안내부(26, 28, 30, 32)에 부딪치면서 그 흐름방향이 바뀌게 된다. 이때 흐름 방향이 바뀌는 공기는 판재(50)의 곡면 내측을 따라 흐르게 되므로 일정한 방향성을 갖으며 스월을 일으키게 된다.

이러한 스월을 유도하는 공기는 각각의 통로(16, 18, 20, 22)에 모두 형성되는데, 이들 통로에는 엔진의 부압이 작용하게 되므로 이들 통로내의 공기는 각각의 흡기관(10)으로 빨려 나가게 된다. 이때 흡기관(10)으로 빨려 나가는 공기는 스윌 발생수단(24)외 통로내측에서 방향성을 갖는 흐름의 상태로 빨려 나가게 되므로 연소실로 유입되는 공기는 강력한 스월을 동반한 흐름의 공기가 된다.

따라서 흡기포트에 설치된 연료 인젝터로 부터 분사되는 연료는 이러한 공기속으로분사되므로 빠른 속도로, 그리고 균일하게 공기와 혼합되면서 미립화된다.

이러한 상태의 혼합기는 즉시로 연소실내로 유입되므로 연소효율을 증대시킬 수 있으며, 또 이러한 연소는 배기가스내의 유해물질량을 감소시키게 되고, 연비를 절막할 수 있으며, 출력을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 스로틀 바디로 부터 공급되는 공기를 유입받는 입구측(4) 및 연소실로 공기를 공급하는 출구측(6)을 보유하는 서지탱크 본체(12)와, 상기한 출구측(6)에 결합되며 각각의 연소실로 공기를 안내하는 복수개의 흡기관(10)이 설치되는 커버체(8)와, 상기한 탱크 본체(12)의 내측에 각각의 흡기관(10)과 대응하여 위치하는 통로(16, 18, 20, 22)를 보유하는 스월발생수단(24)으로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치.
2. 제1항에 있어서, 스월발생수단(24)은 판재(50)가 원통상으로 휘어져 이루어지는 각각의 통로(16, 18, 20, 22)와, 이들 통로의 유입구(34, 36, 38, 40) 양측에 각각 형성되는 흡기 안내판(26, 28, 30, 32) 및 흡기 유도판(42, 44, 46)으로 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치.
3. 제2항에 있어서, 흡기 안내판(26, 28, 30, 32)은 원통상으로 휘어진 판재(50)로 부터 직선상으로 연장됨을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치.
4. 제2항에 있어서, 흡기 유도판(42, 44, 46)은 유입구측으로 경사져 있음을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치.
5. 제1항에 있어서,서지탱크 본체(12)에는 각각의 통로(16, 18, 20, 22)들로 균등한 양의 공기를 분배하기 위한 신기 분배통로(14)가 제공됨을 특징으로 하는 내연기관의 스월발생장치.