KR200241942Y1 - Gas Engine Air / Fuel Mixer - Google Patents
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Abstract
연소실 내에서의 연소안정화를 위해서는 연료와 공기가 잘 혼합되어야 하는데 일정압력으로 공급되는 연료를 공기와 균질하게 혼합시키는 관점에서 십자형 연료튜브와 오리피스를 이용하고, 혼합기를 형성하기 위해 유체역학적 측면에서 흡입되는 공기유동의 변화를 주고 일정한 방향성을 갖도록 연료의 스월을 유도하여 최적의 혼합기를 얻을 수 있도록 하는 가스엔진용 공기/연료 혼합장치를 제공하는 것으로, 연료 혼합 파이프 내에 설치되고 연료 공급 구멍과 연결되는 환형의 대직경부와 연결되어 공기흐름에 순환영역을 형성하도록 되면서 다수의 스월유도 연료분사구멍을 갖춘 연료 오리피스와, 상기 연료 오리피스의 전,후에 십자형 또는 X자형으로 설치되고 환형의 대직경부와 연결되며 다수의 연료분사구멍이 각각 형성된 연료 튜브를 구성한 것을 특징으로 한다.In order to stabilize the combustion in the combustion chamber, the fuel and air must be well mixed. In order to homogeneously mix the fuel supplied at a constant pressure with the air, use a cross-shaped fuel tube and orifice, and intake from the hydrodynamic side to form a mixer. It provides an air / fuel mixture for a gas engine to change the air flow and induce a swirl of the fuel to have a constant direction, which is installed in the fuel mixing pipe and connected to the fuel supply hole It is connected to the annular large diameter portion to form a circulation area in the air flow, and the fuel orifice having a plurality of swirl induction fuel injection holes, and before or after the fuel orifice is installed in the cross or X shape and connected to the annular large diameter portion Consists of a fuel tube each formed with a plurality of fuel injection holes It is characterized by one.
Description
본 고안은 기체 연료(예로, 천연가스)를 사용하는 엔진에 있어 공기와 연료의 균질한 최적 혼합상태를 이룰 수 있도록 하여 연소효율을 향상시키고 동시에 정밀한 연소제어에 의한 배기가스규제 측면에 부응할 수 있도록 하는 가스 엔진용 공기/연료 혼합장치에 관한 것이다.The present invention improves combustion efficiency by achieving a homogeneous optimum mixing state of air and fuel in an engine using gaseous fuel (eg, natural gas), and at the same time, it can meet the exhaust gas regulation aspect by precise combustion control. To an air / fuel mixture for a gas engine.
차량에 있어 기체화 연료를 사용하는 엔진은, 연료를 연소실로 유입시키기 전에 흡기관으로 유입되는 공기를 연료와 혼합시켜 혼합기를 형성하여 연소실로 유입시키는 바, 이러한 혼합기의 형성은 공기가 미리 흡입되고 연소실로 연료를 분사시켜 혼합시키거나 또는 미리 연료와 공기를 혼합시켜 연소실로 유입시키게 된다.An engine using gasification fuel in a vehicle mixes the air flowing into the intake pipe with the fuel to form a mixer and introduces the fuel into the combustion chamber before the fuel is introduced into the combustion chamber. The fuel is injected into the combustion chamber to be mixed or the fuel and air are mixed in advance and introduced into the combustion chamber.
도 1은 종래 공기/연료 혼합장치를 도시한 것이다.1 illustrates a conventional air / fuel mixing device.
도면부호 50은 연료 혼합 파이프(50)로서, 이 연료 혼합 파이프(50)의 내경이 감소되어 형성된 벤츄리부(50a)에 연료 공급 튜브(52)를 설치하여 연료 공급 구멍(54)을 통해 일정한 압력을 갖고 공급되는 연료가 연료 공급 튜브(52)의 연료분사공(56)을 통해 분사시키는 것이다.Reference numeral 50 denotes a fuel mixing pipe 50. The fuel supply tube 52 is installed in the venturi portion 50a formed by reducing the inner diameter of the fuel mixing pipe 50, and the pressure is constant through the fuel supply hole 54. The fuel to be supplied is injected through the fuel injection hole 56 of the fuel supply tube 52.
이와 같이 기술은 연료 혼합 파이프(50)에 형성된 벤츄리부(50a)에서의 속도를 증가시켜 연료 공급 튜브(52)로 공급되는 연료를 혼합시키는 것인 바, 이는 연료 혼합 파이프(50)의 내경 감소로 인한 흡입부압을 발생시키게 되고 결과적으로 공기(100)의 흡입 량을 감소시켜 충전효율(充塡效率)을 떨어뜨리게 하는 원인이 되어 연소실로 유입되는 혼합기(200)의 혼합상태를 좋지 못하게 한다.As such, the technique is to increase the speed in the venturi portion 50a formed in the fuel mixing pipe 50 to mix the fuel supplied to the fuel supply tube 52, which reduces the inner diameter of the fuel mixing pipe 50. Due to the suction side pressure is generated, and as a result, the intake amount of the air 100 is reduced to cause a decrease in the charging efficiency (充 塡 效 率) to make the mixing state of the mixer 200 introduced into the combustion chamber not good.
도 2는 종래 또다른 공기/연료 혼합장치를 도시한 것이다.Figure 2 shows another conventional air / fuel mixing device.
도시된 바와 같이 연료 혼합 파이프(60)에 연료 분사 노즐(62)을 설치하여 파이프(60) 내에 연료를 분사시키는 것이다.As shown, a fuel injection nozzle 62 is installed in the fuel mixing pipe 60 to inject fuel into the pipe 60.
이와 같은 기술은 연료 분사 노즐(62)에 의해 단순히 연료를, 흡입되는 공기(200)에 흘려 보내는 방식이므로 연료 혼합 파이프(60)로 흡입되는 공기(100)의 속도에 비해 연료 분사 노즐(62) 근처에는 분사된 연료가 농후하게 되는 영역이 발생되고, 그 반대편에는 흡입공기의 과잉한 영역이 나타나게 되어 혼합기(200) 내에 영역 층이 생기게 된다. 이것은 연소안정화를 위한 최적의 혼합기 형성을 하지 못하게 되는 것이다.Since the fuel injection nozzle 62 simply flows fuel to the sucked air 200, the fuel injection nozzle 62 is compared with the speed of the air 100 sucked into the fuel mixing pipe 60. In the vicinity, a region in which the injected fuel is enriched is generated, and on the opposite side, an excessive region of the intake air appears, thereby creating a region layer in the mixer 200. This would result in the lack of optimum mixer formation for combustion stabilization.
본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 연소실 내에서의 연소안정화를 위해서는 연료와 공기가 잘 혼합되어야 하는데 일정압력으로 공급되는 연료를 공기와 균질하게 혼합시키는 관점에서 십자형 연료튜브와 오리피스를 이용하고, 혼합기를 형성하기 위해 유체역학적 측면에서 흡입되는 공기유동의 변화를 주고 일정한 방향성을 갖도록 연료의 스월을 유도하여 최적의 혼합기를 얻을 수 있도록 하는 가스엔진용 공기/연료 혼합장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems of the prior art, and in order to stabilize the combustion in the combustion chamber, fuel and air must be well mixed, but the cross shape in terms of homogeneously mixing the fuel supplied at a constant pressure with air. Air / fuel mixture for gas engine, using fuel tube and orifice, to change the air flow sucked from the hydrodynamic side to form the mixer, and to induce the swirl of the fuel to have a certain direction to obtain the optimum mixer The purpose is to provide a device.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안은 연료 혼합 파이프 내에 설치되고 연료 공급 구멍과 연결되는 환형의 대직경부와 연결되어 공기흐름에 순환영역을 형성하도록 되면서 다수의 스월유도 연료분사구멍을 갖춘 연료 오리피스와, 상기 연료 오리피스의 전,후에 십자형 또는 X자형으로 설치되고 환형의 대직경부와 연결되며 다수의 연료분사구멍이 각각 형성된 연료 튜브를 구성한것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel orifice having a plurality of swirl induction fuel injection holes while being formed in a fuel mixing pipe and connected to a large diameter portion of an annular portion connected to a fuel supply hole to form a circulation zone in the air flow. And, before and after the fuel orifice is provided in the cross-shaped or X-shape, connected to the large diameter portion of the annular, characterized in that the configuration of the fuel tube formed with a plurality of fuel injection holes, respectively.
도 1은 종래 공기/연료 혼합장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a conventional air / fuel mixing device.
도 2는 종래 또 다른 공기/연료 혼합장치의 개략도.2 is a schematic view of another conventional air / fuel mixing device.
도 3은 본 고안의 공기/연료 혼합장치의 정면도.Figure 3 is a front view of the air / fuel mixing device of the present invention.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 본 고안의 연료 오리피스의 단면도.5 is a cross-sectional view of the fuel orifice of the present invention.
도 6은 본 고안의 연료 튜브의 단면도.6 is a cross-sectional view of the fuel tube of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 연료 혼합 파이프 12 : 연료 공급 구멍10: fuel mixing pipe 12: fuel supply hole
14 : 환형의 대직경부 16 : 연료 오리피스14 large diameter portion of the annular 16 fuel orifice
16a : 연료 오리피스의 내경 16b, 18a, 20a : 스월유도 연료분사구멍16a: inner diameter of the fuel orifice 16b, 18a, 20a: swirl induction fuel injection hole
18, 20 : 연료 튜브 100 : 공기18, 20: fuel tube 100: air
200 : 혼합기200: mixer
이하에서 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.In the description of the present invention, the same or equivalent parts as in the prior art will be described with the same reference numerals.
도 3은 본 고안의 공기/연료 혼합장치의 정면도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 본 고안의 연료 오리피스의 단면도이고, 도 6은 본 고안의 연료 튜브의 단면도를 도시한 것이다.3 is a front view of the air / fuel mixing device of the present invention, FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view of the fuel orifice of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view of the fuel tube of the present invention. It is.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 연료 혼합 파이프(10)는 그 양 단부가 공기(100)를 공급하는 에어크리너 측과 혼합기(200)를 유입하여 연소실로 보내는 스로틀 보디 측과 연결된다.As shown in FIGS. 3 to 6, the fuel mixing pipe 10 is connected to an air cleaner side for supplying air 100 and a throttle body side for introducing the mixer 200 to the combustion chamber.
상기 연료 혼합 파이프(10)에는 일정한 압력을 갖고 공급되는 기체상의 연료를 유입시키는 연료 공급 구멍(12)이 형성되고, 상기 연료 혼합 파이프(10)의 내경보다 크게 형성된 환형의 대직경부(14)가 연료 공급 구멍(12)과 연통되게 형성된다.The fuel mixing pipe 10 is provided with a fuel supply hole 12 for introducing a gaseous fuel supplied at a constant pressure, and an annular large diameter portion 14 formed larger than an inner diameter of the fuel mixing pipe 10 is provided. It is formed in communication with the fuel supply hole 12.
그리고 상기 환형의 대직경부(14)에는 연료 혼합 파이프(10)의 내경을 감소시키는 연료 오리피스(16)가 설치되어 그 전후에서 흡입공기 흐름에 와류가 발생되는 순환영역을 만들고, 이 순환영역에는 연료를 분사할 수 있도록 연료 오리피스(16)의 전,후 에는 두개의 연료튜브(18)(20)가 십자형 또는 X자형으로 설치되어 상기 환형의 대직경부(14)와 연결된다.In addition, the annular large diameter portion 14 is provided with a fuel orifice 16 for reducing the inner diameter of the fuel mixing pipe 10 to create a circulation region in which vortices are generated in the intake air flow before and after, and in this circulation region, Before and after the fuel orifice 16, two fuel tubes 18, 20 are installed in a cross or X shape so as to inject the large diameter portion 14 of the annular shape.
상기 연료 오리피스(16)의 목(throat) 부위인 내경(16a)에는 흡입되는 공기흐름에 직각인 평면내에서 연료가 분사되도록 환형의 대직경부(14)와 관통되는 스월유도 연료분사구멍(16b)이 일정간격으로 다수 형성되며, 상기 스월유도 연료분사구멍(16b)은 분사 연료의 스월을 유도하기 위해 연료 오리피스(16)의 원통방향으로 30-45°도 각도로 경사지게 형성되어 있다.A swirl-induced fuel injection hole 16b penetrating into the annular large diameter portion 14 so that fuel is injected into a plane perpendicular to the intake air flow in the inner diameter 16a, which is a throat portion of the fuel orifice 16. The swirl-induced fuel injection holes 16b are inclined at an angle of 30-45 ° in the cylindrical direction of the fuel orifice 16 to induce swirling of the injected fuel.
또한 상기 연료 튜브(18)(20)에도 흡입되는 공기흐름에 직각인 평면내에서 연료가 분사되도록 스월유도 연료분사구멍(18a)(20a)이 일정간격으로 다수 형성되며, 상기 스월유도 연료분사구멍(18a)(20a)은 분사 연료의 스월을 유도하기 위해 연료 튜브(18)(20)의 직각방향으로 약 45도 각도로 경사지게 형성되어 있다.In addition, a plurality of swirl induction fuel injection holes 18a and 20a are formed at regular intervals so that fuel is injected in a plane perpendicular to the air flow sucked into the fuel tubes 18 and 20, and the swirl induction fuel injection holes are also provided. 18a and 20a are inclined at an angle of about 45 degrees in the direction perpendicular to the fuel tubes 18 and 20 to induce swirling of the injected fuel.
상기와 같이 연료 혼합 파이프(10)내에 구성된 공기/연료 혼합장치는 독립된 형태로 탈착 가능하게 부설되어 있다.As described above, the air / fuel mixing device configured in the fuel mixing pipe 10 is detachably installed in an independent form.
상기와 같이 구성된 본 고안에 의하면, 에어크리너를 통과한 공기(100)가 연료혼합 파이프(10)로 공급되고, 동시에 연료공급 통로를 통해 일정한 압력을 갖고 도입되는 연료가 연료공급구멍(12)을 지나 환형의 대직경부(14)로 유입되어 연료 오리피스(16)와 연료 튜브(18)(20)의 3방향으로 나누어 연료 혼합 파이프(10)로 공급/분사되는 바, 상기 연료 오리피스(16)의 목(throat) 부위인 내경(16a)에서의 유속이 증가되고, 이 내경(16a)의 전,후 부분에서는 흡입공기 흐름에 와류가 발생되는 순환영역이 형성되는 바, 이 순환영역에 연료를 분사하는 두개의 연료 튜브(18)(20)가 십자형 또는 X자 형으로 배치되어 있다.According to the present invention configured as described above, the air 100 passing through the air cleaner is supplied to the fuel mixing pipe 10, and at the same time, the fuel introduced at a constant pressure through the fuel supply passage opens the fuel supply hole 12. After passing through the annular large diameter portion 14 and divided into three directions of the fuel orifice 16 and the fuel tube 18, 20, it is supplied / injected into the fuel mixing pipe 10. The flow rate in the inner diameter 16a, which is the throat area, is increased, and a circulation zone in which vortices are generated in the intake air flow is formed in the front and rear portions of the inner diameter 16a. Two fuel tubes 18, 20 are arranged in a cross or X shape.
이에 따라 유입된 공기(100)가 연료 오리피스(16)를 지날 때 속도가 증가되고 내경(16a)에 형성된 스월유도 연료분사구멍(16b)을 통해 분사되는 연료에 회전유동이 발생되어 혼합기(200)가 형성되고, 동시에 순환영역에 설치된 연료 튜브(18)(20)는 공기(100)의 순환유동으로 이 부분의 혼합이 활성화되며 더욱이 공기(100)의 진행방향과 평행하게 형성된 스월유도 연료분사구멍(18a)(20a)에 의해 연료의 회전 유동이 더욱 가속화되어 최적의 혼합기(200)를 만들어 스로틀 보디를 통해 연소실로 공급되게 되는 것이다.Accordingly, when the inflow air 100 passes through the fuel orifice 16, the velocity is increased, and rotational flow is generated in the fuel injected through the swirl-induced fuel injection hole 16b formed in the inner diameter 16a, thereby causing the mixer 200 to be mixed. Is formed, and at the same time, the fuel tubes 18 and 20 installed in the circulation zone are activated by mixing of the portions by the circulating flow of the air 100, and moreover, the swirl-induced fuel injection holes formed in parallel with the traveling direction of the air 100. The rotational flow of fuel is further accelerated by (18a) and (20a) to make the optimum mixer 200 and to be supplied to the combustion chamber through the throttle body.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 연료 오리피스와 연료 튜브의 순환영역에서의 위치구성에 의하여 와류형성된 공기흐름에 3방향에서 연료를 그 공기흐름에 수직인 평면 내에서 스월되게 분사함으로서 흡입되는 공기와 연료의 균질한 혼합기를 형성시키게 되어 연소의 안정화를 가져와 연소효율을 크게 개선시키고, 동시에 정밀한 연소제어에 의해 배출가스에 포함되는 유해성분을 저감시켜 배기가스 규제 측면에 부응하는 효과를 갖는다.As described above, the present invention inhales air and fuel by swirling the fuel in three directions to the vortex-formed air flow by the position configuration in the circulation region of the fuel orifice and the fuel tube in a plane perpendicular to the air flow. It is possible to form a homogeneous mixer to stabilize the combustion, greatly improve the combustion efficiency, and at the same time, to reduce the harmful components contained in the exhaust gas by precise combustion control to meet the exhaust gas regulation aspects.
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- 1997-12-31 KR KR2019970045070U patent/KR200241942Y1/en not_active IP Right Cessation
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