KR200154397Y1 - 자동차엔진용 과급장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야

본 고안은 자동차의 엔진연소시 에어크리너를 통과한 공기가 와류되는 상태로 엔진실내로 유입되도록 하는 것이다.

2. 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제

종래의 엔진과급장치는 공기를 실린더 연소실로 유입함에 있어 완전한 와류의 상태로 공급을 행할 수 없고, 또한 그 공급량이 크지 않은 단점이 있었다.

3. 고안의 해결방법의 요지

유입하우징에서 공기의 와류화와 가속을 선택적으로 취하게 하고 이에의해 회전팬이 설치되는 원통형 하우징에서 빠른 회전력에 의해 공기의 흡입을 증대시킴과 동시에 배출하우징에서는 또다시 와류화하고 선택적으로 유속의 증대에 의해 빠르게 배출시켜 줌으로써 결국 배출력을 향상시켜 배출되는 공기는 와류된 상태로 빠른 유속으로 원활하게 엔진의 연소실로 와류형의 공기의 공급이 이루어지게 한다.

4. 고안의 중요한 용도

최적의 상태로 자동차 엔진의 연소실내에 공기의 공급.

Description

자동차 엔진용 과급장치

본 고안은 자동차의 엔진연소시 에어크리너를 통과한 공기가 와류되는 상태로 엔진실내로 유입되도록 하는 것으로, 특히 자동차의 진행속도와 비례하여 공기를 와류로 형성하되 그 유입속도가 가감되도록 하는 자동차 엔진용 과급장치에 관한 것이다.

종래에도 자동차의 엔진내로 유입되는 공기가 와류되는 상태로 이동하게 하는 와류기구는 통상적으로 에어크리너와 엔진기의 흡기메니홀드 사이에 설치되어 유입되는 공기가 와류기구를 통과할 때 와류기구내에 고정한 안내판에 의해 와류를 일으켜 실린더내에 고속유입되도록 하는 기술로 알려져 있고, 이러한 과급기 또는 흡입공기 와류장치는 특허 공고번호 91-444호, 미국특허 제4,962,642호와 특허공고 91-444(등록 제41142호)에 자세히 열거되어 있음을 확인할 수 있다.

이러한 여러 가지 구성들이 알려진바 있는 과급기 또는 흡기 와류기구는 공통적으로 흡입되는 공기가 접촉되어 와류를 형성케하는 안내판은 고정되어 있는 상태이다.

안내판이 고정된 상태에서는, 흡입되는 공기를 일정방향(와류시키기 위한 방향)으로 안내하는 역할만을 이루는 것이어서 공기청정기의 흡입밸브 통로에서 혼합가스가 더 잘 섞일 수 있으나 그 자체에서 공기 흡입력이 없이 실린더 피스톤의 왕복에 의해서 공기가 흡입되므로 실린더의 압력은 더 높일 수 없으며, 같은 량의 공기가 와류기구를 통과할때 와류기구의 체적에 의해 단면적이 적어진 부분에서의 유속은 빨라지나 와류기구를 통과한 유속은 이전속도와 같아지고 단지 와류기구에 부딪히면서 계속 유입되는 공기압에 밀려 실린더로 유입되는 것이다.

그러나 이때 고정된 와류기구와 마찬가지로 에너지를 감안하면 실린더속으로 유입되는 공기량은 증가할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 선특허의 문제점을 해결하기 위하여 공기청정기와 엔진의 흡기메너홀드사이에 자동차의 자체전기력에 의해 구동되는 회전익을 구비한 과급기를 설치한 구성을 특허 공고 제94-3524호가 제안된바 있다.

이는 자동차의 주행상태에 관계없이 자동차의 엔진에 시동을 걸어준 상태에서는 과급기내의 동력발생부재에 인가되는 전원에 의해 회전익체가 강제적으로 회전하기 때문에 공기의 와류역할외에 공기강제흡입 역할을 동시에 이루어 실린더내의 혼합기체의 압력을 높힐 수 있으나 자동차의 정지, 저속, 고속 등의 주행상태와 구분없이 강제로 공급흡입 와류공급을 이루는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 실용신안공고 제95-333호에서는 현재의 자동차 주행상태에 따라 비례되는 공기량을 실린더내의 연소실에 강제공급하도록함을 목적으로, 자동차의 공기청정기의 흡입메니홀드 사이의 공기 이동경로에 회전익체의 축을 구름마찰부재로 지지하되 별도의 동력발생부재와 연결하지 않은 독립적인 설치구성을 갖춘 하우징을 설치하는 구성을 제공하여 자동차의 주행속도에 비례하여 공기흡입력이 변화되도록 하며 변화된 흡입력으로 유입되는 공기가 와류상태로 실린더내에 연소실에 공급되게 하는 것이었다.

그러나 이는 공기를 실린더 연소실로 유입함에 있어 완전한 와류의 상태로 공급을 행할 수 없고, 또한 그 공급량이 크지 않은 단점이 있었다.

본 고안은 상기 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로써, 특히 공기의 유입과 동시에 유입된 공기의 흐름을 유도하여 회전익체의 회전을 원활히 하여 와류의 형상을 유도하게 하고, 이렇게 유입된 공기는 강제로 와류화한 상태에서 유입속도를 증대시키는 것에 의해 공기흡입력을 극대히 하여 실린더내의 연소실에 공급되도록 하므로써, 연소실의 불완전연소를 해소하여 엔진의 출력상승을 기대할 수 있었다.

제1도는 본 고안의 참고사시도.

제2도는 본 고안의 분해상태의 단면구성도.

제3도는 본 고안의 결합상태의 단면도.

제4도는 본 고안에 적용된 회전익체 구성도.

제5도는 본 고안의 원뿔캡의 평면구성도.

제6도는 본 고안에 적용된 케이싱의 다른실시예.

제7도는 본 고안의 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 원통형하우징 13 : 유입유도판

20 : 보조가이드판 37 : 캡

본 고안을 첨부한 도면 제1도 내지 제4도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

회전축(1)에 방사상으로 설치한 수개의 회전익체(2)를 설치하여 상기 회전익체(2)는 원통형회전케이싱(3)에 고정시킨 회전팬(4)을 원통형하우징(5)내에 설치하여 상기 회전팬(4)이 원통형하우징(5)내에서 회전되도록 함에 있어서, 공기가 유입되는 방향의 상기 회전익체(2)일면에 회전팬(4)의 회전방향으로 일정한 높이를 가진 호형의 가이드판(10)을 적어도 1개소 이상 설치하되 상기 회전익체(2)의 이면에는 상기 가이드판(10)이 형성된 반대방향으로 일지점으로 모여지는 적어도 1개이상의 일정한 높이를 가진 직선형의 배출가이드판(11)을 형성하고, 상기 원통형하우징(5)을 구성하는 축받이보조간(32)은 유입되는 공기흐름을 와류화함과 동시에 상기 회전익체(2)와 회전익체(2)에 형성된 가이드판(10)에 직접적으로 유입된 공기가 미칠 수 있도록 회전팬(4)의 회전방향으로 기울어지도록 형성하고, 상기 원통형하우징(5)의 후방에는 내측면에 회전팬(4)의 회전방향으로 호형의 가이드판(34)이 형성된 배출하우징(35)을 구성하여 기와류화된 와류공기를 다시한번 와류화되도록 하여 가속배출되도록 한 구조로 이루어져 있다.

또한 상기 원통형하우징(5)의 전방에는 유입되는 공기흐름을 강제로 와류화하기 위해 유입하우징(30)을 설치하되 상기 유입하우징(30)의 내측에는 상기 회전팬(4)의 회전방향으로 호형의 가이드판(29)을 형성하고, 상기 유입하우징(30)의 끝단내측에는 유입하우징(30)의 직경을 작게하는 내측돌기(31)를 유입하우징(30)의 내측면 원주를 따라 형성시켜 유입되는 공기의 유속을 증가시킬 수 있도록한다.

한편 제5도에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(1)의 일끝단은 원뿔형 캡(37)을 형성하되 공기가 유입되는 방향인 회전축(1)의 회전방향으로 일정한 높이를 가진 호형의 유입유도판(13)을 형성하여 유입하우징(30)으로 유입된 공기의 흐름을 와류화되도록 보조할 수 있게되어 있다.

또한 상기의 원통하우징(5)의 후방에 설치되는 배출하우징(35)의 끝단을 좁게 형성하여 와류화된 공기가 이를 지나면서 공기의 가속이 이루어질 수 있도록 한다.

미설명부호 8은 베어링으로서, 회전축(1)이 원통형 하우징(5)의 일측상에 형성된 지지공(6)내에 설치되어 회전되는 것임을 알 수 있다.

이러한 본 고안의 장치는 자동차의 엔진(E)에 가장 가까운 곳에 설치한다.

즉, 제7도에서 도시한 바와 같이 상기 공기공급관로(EP)의 경로에 설치한 상태에서 엔진구동시 엔진자체에서 발생하는 공기흡입력으로 흡입되는 공기 또는 자동차의 주행속도에 따라 자연적으로 유입되는 공기가 원통형하우징(5)에 유입되면서 원통형 하우징(5)에 형성된 축받이보조간(32)이 회전팬(4)의 회전방향으로 기울어져 있기 때문에 여기에 미친 공기는 자연스럽게 다시 와류화됨과 동시에 유입된 공기의 흐름을 회전팬(4)의 회전익체(2)에 자연스럽게 유도하게 하여 회전팬(4)의 회전력을 크게 한다.

다시말해 상기에서 유도된 공기는 축받이보조간(32)의 기울기를 따라 유도되어 회전익체(2)에 형성된 가이드판(10)에 직접적으로 미치게 하여 회전팬(4)의 회전력을 가속화 할 수 있게 하여 결국 공기의 유입량과 그 유속을 증대할 수 있게 되는 것이다.

특히나 상기한 원통형하우징(5)의 전방에 유입하우징(30)을 설치한 경우에는 그 내측에 형성된 호형의 가이드판(29)에 의해 공기가 1차로 와류화되어 유입하우징(30)을 통하여 원통하우징(5)에 유입된다.

이렇게 1차로 와류화된 공기는 다시 유입하우징(30)을 통과하여 원통형하우징(5)에 유입되기전에 유입하우징(30)의 끝단내측에 형성된 내측돌기(31)에 의해 유속이 증가되게 된다. 이는 내측돌기(31)가 유입하우징(30)의 직경을 좁게하고 있는 것이므로 당연하다.

이러한 본고안의 경우에 있어 유입하우징(30)은 공기의 유입량을 크게하기 때문에 특히 많은 공기를 필요로하는 엔진의 경우에 사용하는것이 적합하기 때문에 선택적 사용이 필요하다.

이렇게하여 회전익체(2)에 부딪히게 되는 공기와 함께 회전익체(2)의 전면, 즉 일정한 높이를 가진 가이드판(10)에 부딪힌 공기는 회전익체(2)에 보다 큰 저항력에 의해 그만큼 회전팬(4)을 가속시키게 된다. 또한 상기한 가이드판(10)은 회전팬(4)의 회전방향으로 호형으로 형성되어 있기 때문에 유입되는 공기를 자연스럽게 와류로 변형시켜 주게 되므로 결국, 유입되는 공기의 량은 그만큼 많아짐과 동시에 와류의 형성을 용이하게 할 수 있게 된다.

이렇게 와류로 유입된 공기는 다시 회전팬(4)의 이면에 형성된 직선형으로 배출가이드판(11)의 유도에 의해 일지점으로 향해지도록 모아지기 때문에 이에 의해 발생된 저항에 의해 형성된 공기의 와류를 더욱더 와류화 함과 동시에 회전팬(4)의 회전력을 더욱더 가속화 할 수 있게 된다.

한편 상기한 바와 같이 와류화된 공기는 원통형하우징(5)를 통과하여 배출하우징(35)를 통과하게 되는데, 이때에도 배출하우징(35)의 내측면에 형성된 호형의 가이드판(34)을 따라 그 공기의 흐름이 다시 와류화되어 공급되고, 필요에 따라 그 끝단을 좁게 형성하였기 때문에 이를통해 배출될때에는 유속이 증대된 상태로 연소실로 공급되게 되는 것이다.

결국 이러한 것에 의해 회전팬(4)은 엔진의 구동상태 또는 주행속도에 의해 비례적인 관계를 이루는 공기흡입량에 관계하여 비례적으로 회전구동을 이루는 것이여서 와류량과 흡입공기량이 자동차의 상태에 따라 가장 효율적으로 공기를 연소실에 충분히 공급시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 고안의 장치는 첨부한 도면 제6도에 도시한 바와 같이 원통형하우징(5)의 내면에 회전팬(4)의 회전방향으로 수개의 호형의 보조가이드판(20)을 새로이 형성하여 주어서 유입되는 공기의 흐름을 와류화하는데 보조역할을 하게 할 수도 있을 것이다.

또한 본 고안의 장치가 설치되는 공기공급관로(EP)내에 회전팬(4)의 회전방향으로 원통형하우징(5)의 내측면에 설치되는 보조가이드판(20)과 동일한 형상의 보조가이드판을 형성하여 줌으로써 유입되는 공기의 흐름을 와류화 할 수 있도록 하는 보조기능을 도모할 수 있을 것이다.

한편, 회전축(1)의 일끝단을 원뿔형캡(37)을 씌워 구성하여 공기의 유입이 최대한으로 방해되지 않도록 한다. 이때에도 상기 원뿔형캡(37)에 회전축(1)의 회전방향으로 호형의 유입유도판(13)을 형성하여 줌으로써, 유입하우징(30)으로 유입된 공기가 원통형하우징(5)으로 유입될 때 와류화될 수 있도록 보조역할을 할 수 있게 한다.

상기한 바와 같이 본 고안은 유입하우징에서 공기의 와류화와 가속, 이에의해 회전팬이 설치되는 원통형 하우징에서 빠른 회전력에 의해 공기의 흡입을 증대시킴과 동시에 배출하우징에서는 유속의 증대에 의해 빠르게 배출시켜 줌으로써 결국 배출력을 향상시켜 배출되는 공기는 와류된 상태로 빠른 유속으로 원활하게 엔진의 연소실로 와류형의 공기의 공급이 이루어지게 되는 것임을 알 수 있다.

이러한 것은 유입되는 공기흐름에 의하여 회전팬이 회전을 시작하기 이전에 유입되는 공기를 먼저 와류화로 유도하게 하고, 또한 이에 의해 회전팬의 회전력을 증대시킴과 동시에 배출력을 증대시키게 되는 것이다.

이상 상기한 바와 같이 본 고안의 장치는 공기의 흐름을 자연스럽게 와류화 할 수 있게 하되 충분히 와류화되는 공기를 가속화 하여 최적의 상태로 실린더의 연소실내에 공기를 공급하고, 또한 저속과 고속에 구분없이 엔진의 출력과 연료의 완전연소를 이룰 수 있게 하되 엔진에 의해 흡입되는 것에 의해 회전팬의 회전을 유도함으로써 별도의 전원장치가 필요없는 매우 유용한 고안임이 명백하다.

Claims (4)

1. 회전축(1)에 방사상으로 설치한 수개의 회전익체(2)를 설치하여 상기 회전익체(2)는 원통형회전케이싱(3)에 고정시킨 회전팬(4)을 원통형하우징(5)내에 설치하여 상기 회전팬(4)이 원통형하우징(5)내에서 회전되도록 함에 있어서, 공기가 유입되는 방향의 상기 회전익체(2)일면에 회전팬(4)의 회전방향으로 일정한 높이를 가진 호형의 가이드판(10)을 적어도 1개소 이상 설치하되 상기 회전익체(2)의 이면에는 상기 가이드판(10)이 형성된 반대방향으로 일지점으로 모여지는 적어도 2개이상의 일정한 높이를 가진 직선형의 배출가이드판(11)을 형성하고, 상기 원통형하우징(5)을 구성하는 축받이보조간(32)은 회전익체(2)와 회전익체(2)에 형성된 가이드판(10)에 직접적으로 유입된 공기가 미칠 수 있도록 회전팬(4)의 회전방향으로 기울어지도록 형성하고, 상기 원통형 하우징(5)의 후방에는 끝단이 좁게 형성되고 내측면에는 회전팬(4)의 회전방향으로 기울어지도록 형성하고, 상기 원통형하우징(5)의 후방에는 내측면에 회전팬(4)의 회전방향으로 호형의 가이드판(34)이 형성된 배출하우징(35)을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차엔진용 과급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 원통형하우징(5)의 전방에는 유입하우징(30)을 설치하되 상기 유입하우징(30)의 내측에는 상기 회전팬(4)의 회전방향으로 호형의 가이드판(29)을 형성하고, 상기 유입하우징(30)의 끝단내측에는 유입하우징(30)의 직경을 작게하는 내측돌기(31)를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차엔진용 과급장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 배출하우징(35)의 끝단을 좁게형성하는 것을 특징으로 하는 자동차엔진용 과급장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전축(1)의 일끝단은 원뿔형 캡(37)을 씌우되 공기가 유입되는 방향인 회전축(1)의 회전방향으로 일정한 높이를 가진 호형의 유입유도판(13)을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차엔진용 과급장치.