KR200273431Y1 - 압축점화 엔진의 연료 혼합기 - Google Patents

Abstract

본 고안은공기와 혼합되는 연료가 효율적으로 혼합될수 있도록 하여 연소효율을 향상시켜 줌은 물론, 진동,소음을 줄여줄수 있도록 한 압축점화엔진의 연료 혼합기에 관한 것으로서, 이는 공기와 연료가 흐를수 있도록 하는 각각의 유로(10a)(11a)를 형성한 관체(10)(11) 사이에 위치시켜 유체가 흐를수 있는 혼합관(21)내의 후단측에 유입되는 유체가 외주연으로 분산될수 있도록 원추형의 형상을 갖고 후단측에 배출구(23)를 형성한 믹서부(30)와; 상기의 믹서부 전면부에 혼합관(21)내로 유입되는 유체의 유동방향과 동일 방향을 갖고 배출구(23)로 흐를수 있도록 하는 제1유통공(31)과; 믹서부(30)의 외주연 선단측에 일측 방향으로 향하여 일정한 간격과 경사각을 갖도록 하여 유체가 배출구내로 선회하면서 유입될수 있도록 하는 제2유통공(32)과; 믹서부의 중심부를 향해 직선 방향으로 배출구내로 유입될수 있도록 하는 제3유통공(33)과; 상기 제3유통공의 후단측에 위치하여 제2유통공과는 반대의 경사각을 갖도록 하여 반대의 방향으로 배출구내로 선회하면서 유입될수 있도록 하는 제4유통공(34)으로 형성하여 배출구내로 유입되는 유체가 서로 충돌 및 확산작용에 의해 혼합될수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

압축점화 엔진의 연료 혼합기{fuel mixing for an engine compression lighting}

본 고안은 압축점화엔진의 연료 혼합기에 관한 것으로, 특히 공기와 혼합되는 연료가 효율적으로 혼합될수 있도록 하여 연소효율을 향상시켜 줌은 물론, 진동,소음을 줄여줄수 있도록 한 압축점화엔진의 연료 혼합기에 관한 것이다.

일반적으로 기화기 등을 사용해서 공기와 연료를 공급시켜 주는 엔진은 기화기에서 실린더에 분배되어 연소되는 시간이 순간적(예를들어 2000(rpm)회전속도에서 약30(ms))으로 이루어지므로 이 시간에 공기와 연료를 균질하게 예혼합을 생성시켜 주어야 연소효율이 향상되어 엔진의 출력을 높여주어 매연의 배출량을 최소한으로 줄여 배기가스에 의한 환경오염을 줄여줄수 있게되는 것이고, 엔진 자체의 진동 및 소음을 줄여줄수 있게되는 것이다.

상기와 같은 엔진은 여러종류의 연료 즉, 가솔린과 같은 액체의 연료와, 경유, 그리고 천연가스(LPG)등의 연료를 사용하게 되는데, 상기와 같은 연료에서 가솔린등의 액체는 연료를 공기와 혼합시켜 준 상태에서 기화시켜 주게 되는데, 이러한 연료를 혼합시켜 주는 종래의 혼합상태는 흡기가열에 의한 혼합수단과, 흡입스월을 발생시키는 등의 수단을 채택 사용하고 있으나, 전자의 경우 전열부에 접촉하는 액체연료의 증발에는 효과가 있으나, 충분한 균진 예혼합기를 얻기에는 충분하지 못하게되는 단점이 있는 것이고, 후자의 경우 혼합기의 유동 방향과 같기 때문에 충분한 예혼합을 얻을수 없었던 것이다.

상기와 같은 종래의 단점을 해소시켜 주기 위하여 안출된 일본특허공개공보 평4-16222호가 소개된바 있다.

이러한 종래의 기술은 관체의 유로내에 믹싱 앨레먼트를 수납하고, 이 믹싱 앨레먼트에 의해 유로내를 흐르는 유체를 혼합시켜 주는 믹서에 있어, 앨레먼트를 그 외주연에 상류측으로 연통하는 입구실을 형성하고, 또 내주부에 하류측으로 연통하는 출구실을 각각 이루며, 그 주벽부에는 축방향으로 간격을 형성해서 입구실과 출구실을 연통하는 연통공을 이루고, 각열의 연통공과 내부 상류측의 제1연통공은 제1방향의 선회력을 유체에 부여하도록 하며, 하류측의 제2연통공은 제1방향의 선회력과 각가 역방향의 제2방향으로 선회력을 부여할수 있도록 한 것으로서, 관체의 일측으로부터 유로내로 연료가 공급되면 공급되는 연료는 선단에 형성된 원추형에 부딪혀 입구실의 전면으로 분산 이동하게 되는 것이고, 분산되어 입구실로 이동한 분산연료는 믹싱앨레먼트의 외주연에 형성되어 출구실과 연통된 각각의 연통공을 통해 출구실내로 분산되는 회류력에 의해 혼합이 이루어지도록 유체의 흐름방향이 면 흐름에 의한 직교하는 평면에 의한 혼합으로 불충분한 혼합이 이루어지게 되는 단점이 있는 것이다.

따라서, 본 고안의 목적은 혼합기내로 함께 이송되는 공기와 연료가 분산과 좌,우 충돌 및 확산 그리고 교반작용에 의하여 공기와 연료가 원활히 혼합되도록 함과 아울러, 혼합 연료의 입자가 일률적인 상태로 하여 기화가 이루어질수 있도록 하므로서, 최적한 연소효율을 이루도록 하여 연소효율을 높여줄수 있게됨은 물론, 엔진의 출력을 향상시켜 배기가스의 농도를 낮추어 환경오염을 예방할수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 엔진의 출력을 높여 주므로서, 엔진자체의 진동 및 소음을 줄여줄수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1 은 본 고안의 구성을 나타내기 위한 결합상태 측단면도.

도 2 는 도1중 A-A선 단면도.

도 3 은 도1중 B-B선 단면도.

도 4 는 도1중 C-C선 단면도.

도 5 는 도1중 D-D선 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호설명

10,11:관체 20:혼합기

22:혼합관 30:믹서부

31:제1유통공 32:제2유통공

33:제3유통공 34:제4유통공

이하, 첨부된 도면에 의해 본 고안 실시예의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안의 구성을 나타내기 위한 혼합기의 결합상태를 보인 측단면도로서, 공기와 연료가 흐를수 있도록 하는 각각의 유로(10a)(11a)를 형성한 관체(10)(11)와, 상기의 관체 사이에 위치하도록 체결 고정시켜 이송되는 공기와 연료를 혼합시켜 주는 혼합기(20)를 형성한다.

이때, 관체(10)(11)의 일측과 혼합기(20)의 양측면에 각각의 플랜지(13)(21)를 형성하여 관체의 플랜지(13)와 혼합기의 플랜지(21)를 체결볼트에 의해 체결 고정되도록 한다.

또한, 상기의 혼합기(20)는 관체(10)를 통해 공기와 연료가 혼합된 유체가 유입될수 있는 혼합관(22)을 형성하고, 상기 혼합관의 내부 후단측에 일체로 하여 유입되는 유체가 원추형의 형상을 갖는 전면부와 외주연을 통해 유입되면서 회류와 충돌에 의해 일률적으로 믹서시켜 배출구(23)를 통해 배출될수 있도록 하는 믹서부(30)를 형성하게 되는데, 상기 믹서부(30)는 원추형상을 갖고있는 전면으로부터 배출구(23)와 연통시켜 혼합관(22)내로 유입되는 유체가 유동방향과 동일 방향으로 흐를수 있도록 하는 제1유통공(31)을 형성하고, 믹서부(30)의 외주연부에는 순차적으로 유체가 유입될수 있도록 하는 제2,3,4유통공(32)(33)(34)을 형성하여 준다.

이때, 상기의 제1유통공(31)은 직선 또는 곡선으로 형성할수도 있는 것으로서, 유체의 유동방향과 동일한 유동이 이루어질수 있도록 할수도 있고 곡선각에 의해 수평상태에서 회류되면서 유동이 이루어질수 있도록 할수도 있는 것이다.

또한, 상기의 제2유통공(32)은 믹서부(30)의 외주연 선단측에 형성되도록 하고, 배출구로 유입되는 유체가 우측 방향을 향하여 선회하면서 유입될수 있도록 우측으로 경사지게 형성하고, 제3유통공(33)은 제2유통공의 후단측에 위치하도록 하여 믹서부의 중심을 향하여 수직으로 유입될수 있도록 하여 제1유통공(31)을 통해 유입되는 수평상의 유체흐름과 제2유통공(32)을 통해 우측 방향으로 선회하는 유체의 스월에 의해 양자의 교반과 확산작용을 생성하게 되는 것이다.

그리고, 상기 제4유통공(34)은 제3유통공의 후단측에 위치하여 제2유통공과는 반대의 방향인 좌측 방향의 경사각을 갖도록 하여 제1,2,3유통공(31)(32)(33)을 통해 유입되는 유체의 유동과 충돌, 확산작용이 생성되도록 하는 것이다.

상기와 같은 구성으로 하는 본 고안은 입자가 서로 다른 공기와 연료가 혼합되어 있는 유체가 관체(10)내의 유로(10a)를 통해 이동하여 이의 후단에 체결고정 되어있는 혼합관(21)내로 이송된다.

상기와 같이 혼합관(21)내로 유입되는 유체는 내부 후단측에 일체로 형성된 믹서부(30)의 제1,2,3,4유통공(31)(32)(33)(34)을 거치면서 입자가 다른 공기와 연료가 혼합된 유체가 수평과 수직 그리고 좌,우선회 하면서 서로 충돌, 확산 작용에 의해 동일한 입자로 생성된 유체가 배출구(23)를 통해 혼합관(21) 후단부에 체결 고정되어 있는 관체(11)내로 빠져나가게 되는 것이다.

즉, 혼합관(21)의 통해 믹서부(30)로 이송하던 유체는 원추형의 믹서부(30) 전면에 형성된 제1유통공(31)을 통과하게 되는데, 이때 상기의 제1유통공을 통과하게 되는 유체를 유체의 유동 방향과 동일한 방향인 수평상태를 유지하면서배출구(23)내로 유입이 이루어지게 되는 것이고, 원추형 부분에 의해 외주연부로 확산 이동하게 되는 유체는 믹서부(30)의 외주연부에 순차적으로 형성된 유통공 즉, 제2유통공(32)을 통과하게 되는 유체는 상기의 제2유통공이 우측 방향을 향하여 경사각을 갖고있어 배출구(23)내로 유입되는 유체가 경사각인 우측방향으로 향하여 선회하면서 유입되는 것이고, 수직 상태를 유지하고 있는 제3유통공(33)을 통과하는 유체는 수직상태 그리고, 제2유통공과는 반대의 방향으로 형성되어 있는 제4유통공(34)을 통과하는 유체는 좌측 방향으로 선회하면서 배출구(23)내로 유입이 이루어지게 되는데, 수평과 수직 그리고 좌,우로 선회하는 유체가 서로 부딪히면서 발생되는 충돌과 이로인해 발생되는 확산 작용에 의해 공기와 연료의 입자가 일정한 상태를 유지한 상태에서 혼합관의 후단측에 체결고정된 관체(11)의 유로(11a)를 통해 배출이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 하는 본 고안의 제1,2,3,4유통공의 직경이나 개수등은 연료의 종류(가솔린, 천연가스 등)나 혼합기의 크기에 따라 임의적으로 변형이 가능한 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 관체내로 서로 다른 입자를 갖고있는 공기와 연료가 혼합된 유체가 혼합관내의 믹서부에 형성되어 있는 제1유통공을 통해 유체의 유동방향과 동일한 방향으로 하여 배출구내로 분사된 상태에서 통과하게 되는 것이고, 믹서부의 전면 원추형 형상에 의해 외주연측으로 분산 유동되는 유체가 외주연 선단측에 일측방향(오른쪽)으로 형성된 제2유통공을 통과하면서 일측방향으로 선회하면서 배출구내로 유입됨에 따라 제1유통공을 통과한 직선의 유체와 부딪히는 충돌현상이 있고, 믹서부의 중심을 향하여 직선으로 형성된 제3유통공을 통해 직선으로 유입되는 유체는 제1,2유통공을 통과하여 서로 부딪힌 유체와 재차 충돌이 이루어지게 되는 것이며, 제2유통공과는 반대의 방향으로 경사각을 갖고있는 제4유통공을 통해 좌측방향으로 선회하면서 유입되는 유체는 제1,2,3유통공을 통과하면서 서로 부딪힘과 충돌이 이루어진 유체와 다시 한번 충돌이 이루어져 입자가 서로 다른 공기와 연료가 배출구를 통과 할 때에는 일률적인 미세한 크기를 갖는 유체로 하여 배출이 이루어진 상태에서 엔진내로 공급이 이루어져 연료의 연소효율을 높여주어 연료의 사용량을 최소화시켜 연비의 높여주게 되는 효과가 있고, 또한 매연의 발생을 줄여 매연에 의한 환경오염을 최소로 줄여줄수 있게되는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 공기와 연료가 흐를수 있도록 하는 각각의 유로(10a)(11a)를 형성한 관체(10)(11)와; 상기의 관체 사이에 위치시켜 체결고정된 상태에서 유체가 흐를수 있는 혼합관(21)내의 후단측에 일체로 하여 유입되는 유체가 외주연으로 분산될수 있도록 원추형의 형상을 갖고 후단측에 배출구(23)를 형성한 믹서부(30)와; 상기의 믹서부 전면부에 혼합관(21)내로 유입되는 유체의 유동방향과 동일 방향을 갖고 배출구(23)로 흐를수 있도록 하는 제1유통공(31)과; 믹서부(30)의 외주연 선단측에 일측 방향으로 향하여 일정한 간격과 경사각을 갖도록 하여 유체가 배출구내로 선회하면서 유입될수 있도록 하는 제2유통공(32)과; 상기 제2유통공의 후단측에 위치하여 믹서부의 중심부를 향해 직선 방향으로 배출구내로 유입될수 있도록 하는 제3유통공(33)과; 상기 제3유통공의 후단측에 위치하여 제2유통공과는 반대의 경사각을 갖도록 하여 반대의 방향으로 배출구내로 선회하면서 유입될수 있도록 하는 제4유통공(34)으로 형성하여 배출구내로 유입되는 유체가 서로 충돌 및 확산작용에 의해 혼합될수 있도록 함을 특징으로 하는 압축점화 엔진의 연료 혼합기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 믹서부(30)의 전면부에 형성된 제1유통공(31)은 직선이나 배출구내로 회류되면서 유동할수 있는 곡선으로 형성하여 됨을 특징으로 하는 압축점화 엔진의 연료 혼합기.