KR200150845Y1

KR200150845Y1 - 내연기관 엔진의 가압송풍기 설치 및 부속장치 운용 시스템

Info

Publication number: KR200150845Y1
Application number: KR2019960058491U
Authority: KR
Inventors: 홍순무
Original assignee: 홍순무
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR19980045351U

Abstract

내연 기판 엔진(1)의 전면부에 가압 송풍기(2)를 설치하고 크랭크축풀리(13)와 연결하여 V벨트(12)로 전달되는 동력으로 가압송풍기(2)를 구동 송풍하되 B흡기관(7)내의 압축하여 엔진(1)실린더에 공급하고 직선공기 파이프(21)를 통하여 B흡기관(7)내의 저압과 고압상태의 공기를 엔진(1)의 회전 속도에 따라 응변될수 있도록 흡입밸브(4)(4')와 환원밸브(3)(3')가 개폐되면서 B흡기관(7)내의 공기를 직접공급과 원상환원 되도록 하고 그물망필터(5)와 비상밸브(6) 그리고 배출 가스관(11)을 구성설치하여 최소의 연료로서 최상의 연비와 출력을 얻도록 도모하고 엔진(1)의 복잡한 설계를 간단하게하고 선박, 발전기, 중장비, 자동차 등 내연 기관 엔진(1)의 용도와 특성에 따라 본 고안 필수요지의 부품을 제외한 부붐은 설치를 생략할수 있는 특징이 있는 내연기관엔진(1)의 가압송풍기(2)설치 및 부속장치 운용 시스템이다.

Description

내연기관 엔진의 가압송풍기 설치 및 부속 장치 운용 시스템

제1도는 본 고안에 따른 요지의 예시 평면도.

제2도는 V벨트에의해 구동되도록 엔진전면에 설치된 가압송풍기의 일실시 예시도.

제3도는 본 고안에 따른 그물망 필터의 구성예시단면도.

제4도는 제2도의 A-A' 선 가압송풍기의 일실시예시 단면도.

제5도는 가압송풍기 팬구조의 일실시예시 평면도.

제6도는 제2도의 B-B' 선 가압송풍기의 일실시 예시 단면도.

제7도는 본 고안에 따른 흡입과 환원밸브의 일실시 예시 단면도.

제8도는 본 고안에 따른 환원밸브의 열린상태를 나타낸 일실시 예시 단면도.

제9도는 본 고안에 따른 흡입밸브의 열린상태를 나타낸 일실시 예시 단면도.

제10도는 본 고안에 따른 요지를 V엔진에 적용하여 나타낸 예시 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 가압송풍기

3 : 환원밸브 닫힌 상태 3' : 환원밸브 열린 상태

4 : 흡입밸브 닫힌 상태 4' : 흡입밸브 열린 상태

4 : 스프링 5 : 그물망 필터

6 : 비상밸브 7 : 가압송풍기 통과후의 B흡기관

7' : 가압송풍기 통과전의 A흡기관 8 : 배기관

9 : 인터 룰러 10 : 에어크리너

11.배출가스팬 12 : V벨트

13 : 크랭크축풀리 14 : 가압송풍기축풀리

15 : 가압 송풍기축 16 : 가압송풍기 팬

17 : 볼베어링 18 : 가압송풍기케이스

19 : 가압송풍기팬 고정키 20 : 흡기엔진브럭 실린더

20' : 배기 엔진브럭 실린더 21 : 직선공기파이프

: 공기흐름 방향 화살표

본 고안은 내연기관을 사용하는 엔진(이하 엔진 이라고 약칭함) 크랭크축의 동력을 이용하여 V벨트에 의해 구동되도록 엔진전면부에 설치한 가압송풍기를 통하여 흡기관내에 엔진 흡입공기 가압송풍 및 직선 공기파이프를 통한 흡입과 원상환원과 부속장치운용 시스템에 관한것이다.

산업의 발전으로 엔진을 사용하는 수많은 장비와 자동차등이 증가되어 그에따른 공해와 자원고갈을 우려할 시점에 이르렀다.

이에 본 출원인은 엔진에 본 고안을 적용시켜 최소 연료로 최대의 연비와 출력을 얻고 완전연소를 도모하고자 한다.

종래 일반엔진은 높은 힘을 얻기위해 엔진이크고 연료를 많이 사용하여 원하는 출력을 얻었으나 많은 연료의 소비에 비하여 충분한 연비를 얻지 못하고 또한 터보차저 엔진은 출력과 연비는 좋으나 엔진에서 연소된 배기가스에 의해 배기터빈을 구동시켜 반대편 흡입터빈에서 공기를 흡입하는 구조로 되어 있어서 배기가스에서 전달되는 고열이 터보차저에 영향을 많이주고 엔진오일의 연소와 설치의 제한성과 V엔진의 경우 두개를 설치해야하고 엔진에서 터보차저 윤활계통 등의 복잡한 설계와 엔진브럭 사용시 터빈휠의 추력에 의한 과부하가 연계계통에 영향을 주며 터보파손시 파편이 엔진흡입계통으로 빨려들어가는 피해등 내구성의 문제와 경제적 부담으로 장점에도 불구하고 널리 확산되어 사용되고 있지 못한 것이다.

이에 본 출원인은 상기 문제점을 보완하고 설계 장착이 용이하고 다양하며 내구성 있는 가압송풍기(2)를 엔진크랭크축의 동력을 이용하여 V벨트에 의해 구동되도록 엔진전면에 설치하고 공기를 가압시켜서 실린더에 공급하는 시스템을 고안하고 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

내연 기판을 사용하는 엔진(1)의 크랭크축풀리(13)에의해 V벨트(12)로 전달되는 동력을 이용하여 구동되는 가압송풍기(2)를 엔진(1)전면부에 설치하고 송풍해서 B흡기관(7)내의 공기를 압축하여 엔진(1)실린더로 공급하고 흡입밸브(4)와 환원밸브(3)를 설치하되 엔진(1)의 회전 상태에 따라서 가압송풍기(2)를 통과하여 송풍되는 공기가 B흡기관(7)내에서 엔진(1)실린더에서 필요한 공기 요구량에 미달되는 저압상태에서는 흡입밸브(4')가 열리면서 미달분의 공기가 가압송풍기(2)통과전의 A흡기관(7')에서 직선공기파이프(21)를 통하여 B흡기관(7)으로 직접 흡입되고 또 가압송풍기(2)를 통과하여 송풍되는 공기가 B흡기관(7)내에서 일정한 압력보다 초과하는 고압상태에서는 환원밸브(31 )가 열리면서 초과분의 공기가 B흡기관(7)내에서 직선공기파이프(21)를 통하여 가압송풍기(2)통과전의 A흡기관(7')으로 원상환원되도록 하고 그물함 필터(5)와 비상밸브(6)를 설치하고 독립된 배출가스팬(11)을 설치하여 구성됨을 특징으로한 시스템인 것이다.

상기에서 가압송풍기(2)의 설계, 제작, 구조 및 설치의 일실시예로서 제1도 제2도 제4도 제5도 제6도에서 참조되는 바와 같이 본 고안이 잘적용되도록 신설계 배열 제작된 엔진(1)전면부에 가압송풍기(2)를 설치하되 엔진(1)크랭크축풀리(13)하고 V벨트(12)로 연결구동되는 가압송풍기 축풀리(14)는 회전속도가 정비례하므로 엔진(1)회전속도의 증감에 따라서 가압송풍기(2)의 송풍의 양이 증감되며 크랭크축풀리(13)의 직경이크고 가압송풍기축 풀리(14)의 직경을 작게 설계 하므로서 크랭크축 풀리(13)보다 가압송풍기 축 풀리(14)가 더고속회전 하면서 정비례하기 때문에 송풍의 효과가 높아서 가압송풍기(2)의 소형화가 용이하고 구조가 간단하며 제4도 가-가' 선을 중심으로 하여 제5도에서 나타낸 바와 같이 송풍기팬(16)의 설계를 사선으로구성하여 공기의 입,출구를 반분하므로서 송풍의 효과를 높힌다 또 가압송풍기(2)크기의 대소장단(大, 小, 長, 短)과 공기의 입,출구를 상하좌우로 대칭또는 비대칭으로 해서 엔진(1)의 특성과 설치공간확보 지점에 따라서 용이하게 설계제작 설치 할수 있다.

또 대, 중, 소형 엔진(1)의 특성에 따라서 B흡기관(7) 용적률과 브레이크 시스템등에 공급되는 공기압축기의 공기 소모량과 B흡기관(7)내의 압축공기가 엔진(1)의 실린더로 공급되어 최상의 효율을 얻을수 있는 B흡기관(7)내의 표준 압축공기측정 치를 일정한 압력이라고 정의(이하 일정한압력 이라고 약칭함)하고 일정한압력의 가압송풍을 위하여 가압송풍기(2)를 단수, 또는 복수로도 설치할수 있다. 또 V벨트(12)에 의해 연계구동되는 발전기 에어컨, 워터펌프 등과는 다른별도의 V벨트(12)라인을 신설하여 전용설치 할 수도 있으며 엔진(1)배기가스로 구동되는 종래터보차저와는 달리 엔진(1)의 전면부에 가압송풍기(2)가 설치되므로서 특별한 고온의 영향을 받지 않기 때문에 가압송풍기축(15)에 연계된 볼베아링(17)의 주기적인 윤활그리스주입으로 관리가 용이하고 가압송풍기팬(16)의 소재가 다양해서 경량화가 용이하고 내구성이 좋은 것이다.

또한 제7도에서 참조되는 바와 같이 본 고안 흡입밸브(4)와 환원핼브(3)설치의 일실시예로서 수직으로 설치하되 흡입밸브(4)와 환원밸브(3)가 모두 닫힌 상태는 각엔진(1)의 특성에 따른 B흡기관(7)내의 일정한압력이 알맞는 상태를 나타낸것이 며 제9도 제10도에서 참조되는 바와 같이 가압송풍기(2)에서 송풍되는 공기량이 B흡기관(7)내에서의 엔진(1)실린더에서 필요한 공기요구량에 미달되는 저압상태에서는 엔진(1)흡인력에 의해서 흡입밸브(4')가 열리면서 제1도 제10도에저 참조되는 바와 같이 미달분의 공기가 가압송풍기(2)통과전의 A흡기환(7')에서 직선 공기파이프(21)를 통하여 B흡기관(7)으로 직접 흡입 되는것이다. 상기에서 B흡기관(7)내의 저압상태라고 하는것은 엔진(1)회전의 급가속과 공회전 그리고 V벨트(15)의 절단에 의한 가압송풍기(2)의 작동중지와 차량 충돌에 의한 파편침입으로 제3도에서 나타낸 그물망필터(5)가 막혔을때등 가압송풍기(2)로 부터 일시적으로 송풍이 부족하거나 중단되었을때를 말하는 것이며 흡입밸브(4)의 구조는 흡입밸브 스프링(4 )에서 기본 스프링 추력으로 밀어주고 B흡기관(7)내의 일정한 압력에 의하여 닫히게 되며 A흡기관(7')으로 공기의 원상환원은 불가능하며 오직 엔진(1)의 흡인력에 의해서만 흡입밸브(4')가 열리도록 설계하되 V벨트(12)의 절단시와 그에 준하는 상황에서 정상적인 엔진(1)의 컨디션과 차별됨을 운전자가 쉽게 감지하여 응급조치 할수 있도록 설계한다.

또 제8도에서 참조되는바와 같이 가압송풍기(2)를 통과한 공기가 B흡기관(7)내에서 일정한 압력보다 초과된 고압상태에서는 환원밸브(3')가 열리면서 제1도 제10도에서 참조되는 바와 같이 초과분의 압축공기가 직선공기파이프(21)를 통하여 가압송풍기(2) 통과전 A흡기관(7')지점으로 원상환원 되는것이다. 상기에서 B흡기환(7)내에서 고압 상태라고 하는것은 차량의 급브레이크 사용으로 인한 엔진(1)회전속도의 급 감속으로 관성의 법칙에 따른 공기의 압력부하와 차량의 엔진브럭 사용시 B흡기관(7)내의 흡기엔진 브럭 실린더(20)에서는 엔진(1)실린더에 흡입되는 공기의 흡입을 억제제어시키고 배기관(8)에 장착된 배기엔진브럭실린더(20')에서는 엔진(1)에서 연소된 배기가스의 배출을 억제제어시킬때 등에서 엔진브럭사용등의 순간적 대처에 능동적이지 못한 엔진(1)의 추력에 대한 보완과 가압송풍기(2)에서 송풍되는 공기 압력처리와 가압송풍기풀리(14)와 V벨트(12)에서의 공회전과 가압송풍기(2)에 걸리는 부하 방지를 위하여 환원밸브(3')가 열리면서 직선공기파이프(21)를 통하여서 이미 가압송풍기(2)를 통과한 B흡기관 (7)내에서의 알정한 압력을 초과한 압축된공기를 가압송풍기(2)통과전의 A흡기관(7') 지점으로 원상환원 시키므로서 엔진(1)연계계통의 무리를 감소하고 A홉기판(7')에서 B흡기관(7)내로 공기흡입은 불가능하다 또 환원밸브(3)설계 설치에 있어서 변동폭이 큰 차량의 운전상황에서 최단시간 내에 임기 응변되도록 용량을 크게 설계하고 이때 에어 크리너(10)밖에서의 외부공기 유입은 상기 예시상황이 끝날때 까지 최소의 공기만이 흡입되며 상기 예시상황이 종료되면 환원밸브(3)가 닫혀서 B흡기관(7)내의 일정한 압력을 유지케 하는 것이다.

또한 비상밸브(6)의 구성에 있어서도 환원밸브(3)의 이론과 동일하되 적용대상은 환원밸브(3')에서 원상환원된 고압의 공기와 가압송풍기(2)통과전의 A흡기관(7')내의 일정한 압력의 초과분을 A흡기관(7')의 외부로 배출시킨다. 이때 환원밸브(3)보다 비상밸브(6)는 한단계 낮은 내압으로 설계하여 상기와 그밖의 비상대처를 빠르게 하고 A흡기관(7')내로 외부공기의 흡입은 불가능 하도록 하여 구성된 환원밸브(3)와 비상 밸브(6)의 이중안전 장치 인것이다. 또 제3도에서 참조되는바와 같이 그물망 필터(5)의 설치는 차량의 전면부 충돌과 같은 경우에서 충돌 파편 조각이 엔진(1) 내부로 흡입되는것을 방지코자 하는것으로 튼튼한 그물 망부터 배열하고 다시 튼튼한 그물 방으로 견고하게 구성한것으로서 흡입밸브(4)설치전에 장착하여 상기 상황시에 흡입밸브(4')가 열리면서 B흡기관(7)내로 공기유입을 방해하지 않도록 한다.

또한 제10도는 본 고안을 V엔진(1)에 적용시킨 일실시예로서 제10도에 참조되는 바와같이 기존터보차저 와는 달리 엔진(1)으로 부터 가압송풍기(2)의 윤활작용라인을 설치할 필요가 없고 종래의 복잡한 구조를 간단하게 할수 있으며 특히 흡,배기엔진 브럭실린더(20)(20') 후방에 배출가스팬(11)을 한개로 하여 독자적 설치를 하거나 설치생략할 수 있기 때문에 엔진브럭사용시나 급감속 등에서 엔진(1)의 연계계통의 기능을 보호하고 기존터보차저와는 달리 가압송풍기(2)가 특별한 고열의 영향을 받지 않기 때문에 인터룰러(9)의 설치는 엔진(1)의 용도특성에 따라 생략할수 있다. 따라서 독립된 가압 송풍기(1) 배출가스괜(11)등 각개체로 독립설치할수 있으므로 선박, 발전기, 중장비, 자동차, 등 내연기관 엔진(1)의 용도와 특성에 따라 본 고안의 필수 요지의 부품을 제외한 부품은 설치를 생략할수 있는 특징이 있으며 열대, 한대지방 등의 기후특성에 따라 적용하여 효율을 극대화 할수 있으며 대, 중, 소형 엔진(1)의 특성에 따라 설계제작 설치가 용이하고 경제성이 높아 광범위 하게 적용확산될수 있는 것이다.

Claims

내연기관 엔진(1)의 전면부에 가압송풍기(2)를 설치하고 크랭크축풀리(13)와 연결하여 V벨트(12)로 전달되는 동력으로 가압송풍기(2)를 구동송풍하여 B흡기관(7) 내의공기를 압축하여 엔진(1)실린더에 공급하고 흡입밸브(4)와 환원밸브(3)를 설치하되 엔진(1)의 회전상태에 따라서 가압송풍기(2)를 통과하여 송풍되는 B흡기관(7)내의 공기가 엔진(1)실린더에 필요한 요구량에 미달되는 저압상태에서는 엔진(1)의 흡인력에 의해서 흡입밸브(4')가 열리면서 미달분의 흡입공기가 직선 공기파이프(21)를 통하여 가압송풍기(2)를 통과하지 않은 A흡기관(7')의 공기가 엔진(1)실린더에 직접공급되고 또 가압송풍기(2)를 통과하여 송풍되는 B흡기판(7)내의 공기가 일정한 압력을 초과하는 고압상태에서는 환원밸브(3')가 열리면서 초과분의 압축공기가 직선공기파이프(21)를 통하여 가압송풍기(2)통과전의 A흡기관(7')지점으로 원상환원되도록 하고 그물망 필터(5)와 비상밸브(6) 그리고 독립된 배출가스팬(11)을 설치하는 것으로 구성됨을 특징으로 한 내연기관엔진(1)의 가압송풍기(2)설치 및 부속장치 운용 시스템.
제1항에 있어서, 본 고안에 따른 내연기관 엔진(1)에 적용한 가압 송풍기(2).
제1항에 있어서, 본 고안에 따른 내연기관 엔진(1)에 적용한 흡입밸브(4) 환원밸브(3) 비상밸브(6).
제1항에 있어서, 본 고안에 따른 내연기관 엔진(1)에 적용한 그물망 필터(5).
제1항에 있어서, 본 고안에 따른 내연기관 엔진(1)에 적용한 배기 가스 배출팬(11).