KR200277093Y1 - 연료와 에어의 혼합을 위한 자동차용 에어 스월링 유닛 - Google Patents
연료와 에어의 혼합을 위한 자동차용 에어 스월링 유닛 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안에 따른 에어 스월링 유닛은 자동차의 공기 클리너와 흡기매니폴드 사이의 공기흡입관(주름관) 내부에 고정되도록 원통형의 구조를 갖고 복수개의 지지대(12)를 구비하는 하우징(1), 상기 하우징에 대하여 상대적으로 회전할 수 있는 고정 축(7), 상기 하우징의 안쪽에 회전할 수 있도록 조립되며 베어링(8)이 삽입되기 위한 구멍이 상기 고정 축과 일 축으로 형성되고 복수개의 외부날개(3)가 축 방향으로 나선형상으로 형성되는 외부회전체(2), 상기 외부회전체의 내부에서 상기 고정 축과 일체로 결합되고 복수개의 내부날개(6)가 상기 고정 축 방향으로 나선형상으로 형성되는 중앙회전체(3), 상기 외부회전체 및 상기 고정 축과의 원활한 회전을 위한 베어링(8), 및 상기 하우징과 상기 고정 축을 결합하는 고정 캡(4)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
고안의 분야
본 고안은 자동차에서 공기와 연료를 잘 혼합하기 위하여 엔진 속으로 유입되는 공기를 스월링(swirling)하기 위한 에어 스월링 유닛에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 고안은 자동차용 공기클리너와 흡기 매니폴드 사이의 공기 흡입관(Air Intake House) 내부에 설치되는 것으로서 공기클리너를 나온 공기가 흡기 매니폴드로 유입되기 전에 소용돌이치도록 함으로써 공기와 연료의 혼합을 더욱 원활하게 하고 이를 통하여 연소효율을 상승시키기 위한 에어 스월링 유닛에 관한 것이다.
고안의 배경
자동차는 연료를 연소시킨 에너지에 의하여 구동된다. 자동차의 연소율을 증가시켜 연료를 절감하고, 연비를 향상시키며 나아가 매연을 감소시키고자 하는 노력은 자동차가 개발된 이래로 오늘날까지 지속되고 있다. 이러한 목적을 위하여 가장 중요하고 기본적인 문제는 연료가 엔진 내에서 연소하기 전에 연료와 공기가 잘 혼합되어야 한다는 점이다. 잘 혼합된 연료와 공기가 엔진의 실린더 내부로 유입되면 내연기관의 4사이클 과정의 하나인 폭발과정에서 그 만큼 연소율은 향상된다.
공기는 통상 공기 클리너를 통하여 공기내에 함유되었던 이물질이나 불순물을 여과하고, 여과된 공기와 연료가 매니폴드(manifold)에서 혼합된다. 연료는 분사기에 의하여 액체상태에서 기체상태로 변하여 공기와 혼합된 후 엔진의 실린더 내부로 유입된다. 이때 연료와 혼합되는 공기를 소용돌이 치게 하면 연료는 공기와보다 양호하게 혼합되어 연소율을 증가시킨다.
엔진의 연소율을 높이기 위해서는 매니폴드 즉 엔진의 실린더 내부로 공기가 유입되기 전에 스월링을 시켜주는 것이 가장 바람직하다.
우리나라 특허 제1992-010868호에는 공기 클리너와 매니폴드 사이의 공기 흡입관 내부에 장착되는 자동차용 에어 스월링 유닛을 개시하고 있다. 본 고안자들은 상기 특허의 에어 스월링 유닛보다도 스월링 효과를 더 높일 수 있는 본 고안에 따른 에어 스월링 유닛을 개발하기에 이른 것이다.
본 고안의 목적은 연료와 공기가 잘 혼합하도록 스월링 효과를 나타내는 자동차용 에어 스월링 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 다른 목적은 실린더에 별도의 동력원이 없이 스월링된 공기를 공급할 수 있는 자동차용 에어 스월링 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 공기를 스월링시킴으로써 연료의 연소율을 높이고 나아가 매연을 감소시키는 자동차용 에어 스월링 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 자동차의 공기 클리너와 흡기 매니폴드 사이의 공기흡입관 내부에 간편하게 장착되는 자동차용 에어 스월링 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 자동차의 공기 클리너와 매니폴드 사이의 공기흡입관 내부에 거의 반영구적으로 사용할 수 있도록 설치되는 자동차용 에어 스월링유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 고안에 의하여 모두 달성될 수 있다.
제1도는 본 발명에 따른 자동차용 에어 스월링 유닛의 한 구체예에 대한 사시도이다.
제2(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 정면도이고, 제2(B)도는 그 단면도이고, 그리고 제2(C)도는 그 배면도이다.
제3도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛이 조립되는 상태를 도시한 조립도이다.
제4(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 중앙회전체의 정면도이고, 제4(B)도는 그 단면도이다.
제5(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 외부회전체의 정면도이고, 제5(B)도는 그 단면도이고, 그리고 제5(C)도는 그 배면도이다.
제6도는 제5(B)도에 있어서의 외부회전체를 A-A'선을 따라 절단하여 절개한 전개도이다.
제7도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 고정 축과 고정 링의 구성도이다.
제8(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛에 있어서 하우징 지지대가 4개로 형성되는 하우징의 정면도이고, 제8(B)도는 하우징 지지대가 3개로 형성되는 하우징의 정면도이다.
제9(A)도는 본 발명에 따른 자동차용 에어 스월링 유닛에 있어서 외부날개와 내부날개의 굴곡방향이 동일한 방향으로 형성된 경우의 스월링 효과를 개략적으로 도시한 것이고, 제9(B)도는 반대방향으로 형성된 경우의 스월링 효과를 개략적으로 도시한 그림이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *
1 : 하우징 2 : 외부회전체
3 : 외부날개 4 : 고정 캡
5 : 중앙회전체 6 : 내부날개
7 : 고정 축 8 : 베어링
10 : 고정 링 11 : 고정나사
12 : 하우징 지지대 13 : 외부회전체 지지대
301 : 외부날개 시작점 302 : 외부날개 종점
고안의 요약
본 고안에 따른 에어 스월링 유닛은 자동차의 공기 클리너와 흡기매니폴드 사이의 공기흡입관(주름관) 내부에 고정되도록 원통형의 구조를 갖고 복수개의 지지대(12)를 구비하는 하우징(1), 상기 하우징에 대하여 상대적으로 회전할 수 있는 고정 축(7), 상기 하우징의 안쪽에 회전할 수 있도록 조립되며 베어링(8)이 삽입되기 위한 구멍이 상기 고정 축과 일 축으로 형성되고 복수개의 외부날개(3)가 축 방향으로 나선형상으로 형성되는 외부회전체(2), 상기 외부회전체의 내부에서 상기 고정 축과 일체로 결합되고 복수개의 내부날개(6)가 상기 고정 축 방향으로 나선형상으로 형성되는 중앙회전체(3), 상기 외부회전체 및 상기 고정 축과의 원활한 회전을 위한 베어링(8), 및 상기 하우징과 상기 고정 축을 결합하는 고정 캡(4)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 외부날개 및 내부날개는 서로 같은 방향으로 굴곡되거나 또는 서로 반대방향으로 굴곡됨으로써 다양한 형태의 스월링을 얻을 수 있다.
고안의 상세한 설명
제1도는 본 발명에 따른 자동차용 에어 스월링 유닛의 한 구체예에 대한 사시도이다. 제2(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 정면도이고, 제2(B)도는 그 단면도이고, 그리고 제2(C)도는 그 배면도이다. 본 고안에 따른 자동차용 에어 스월링 유닛(이하에서는 "유닛"이라 함)의 하우징(1)은 복수개의 지지대(12)로서 그 기본적인 형태를 유지하며, 그 중앙부에는 고정 축(7)이 형성된다.
상기 하우징(1)은 빠른 유속과 고온·고압에 견디어야 하기 때문에 일반적으로 주물, 철재, 또는 스테인레스 강으로 제작되는 것이 바람직하다. 또한 하우징은 자동차의 공기클리너와 흡기 매니폴드 사이의 공기 흡입관 내부에 삽입되어 고정되어야 하므로 원통형의 구조를 갖는다. 제1도의 유닛이 조립되는 상태를 도시한 조립도인 제3도를 참조하면, 상기 유닛은 하우징(1), 고정 축(7), 외부회전체(2), 중앙회전체(5), 베어링(8), 및 고정 캡(4)으로 이루어진다. 상기 고정 축(7)에는 중앙회전체(5)가 일체로 결합되어 상기 하우징(1)에 대하여 상대적으로 회전한다. 상기 외부회전체(2)는 상기 고정 축(7) 및 상기 하우징에 대하여 각각 상대적으로 회전 가능하다.
제4(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 중앙회전체의 정면도이고, 제4(B)도는 그 단면도이다. 상기 중앙회전체(5)에는 복수개의 내부날개(6)가 형성되어 있고 이를 통하여 공기가 통과할 때 바람개비가 회전하듯이 회전하게 된다. 이를 위하여 상기 내부날개(6)는 축 방향을 기준으로 하여 틀어져서 나선형상으로 형성되고 이를 따라 공기가 지나가면 바람개비가 회전하듯이 회전하게 된다. 이때 내부날개(6)의 회전에 의하여 공기를 스월링하는 효과를 발생시키며, 이러한 효과는 하기에서 설명할 외부회전체(2)의 내부에 고정된 복수개의 외부날개(3)에 의하여 더욱 배가된다.
내부날개(6)는 별도의 동력없이도 이를 통과하는 공기에 의하여 잘 회전되어야 하고 그럼으로써 양호한 스월링 효과를 나타내어야 하기 때문에 축 방향을 따라 비스듬히 나선형상으로 굴곡된다. 또한 본 도에서는 중앙회전체(5)의 내부날개(6)가 5개로 도시되어 있지만 반드시 이에 한정되지는 않는다. 중앙회전체는 고속회전 및 고온·고압에 견디어야 하므로 일반적으로 고강도 플라스틱 소재, 듀랄루민, 티타늄 등과 같은 가볍고 단단한 소재로 제작되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 중앙회전체(5)를 상기 고정 축(7)에 고정시키기 위한 고정 나사(11)를 더 포함하여 구현할 수도 있다.
제5(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 외부회전체의 정면도이고, 제5(B)도는 그 단면도이고, 그리고 제5(C)도는 그 배면도이다. 본 고안에 따른 유닛에 있어서 외부회전체(2)에는 베어링(8)이 삽입되기 위한 구멍이 상기 중앙회전체(5)와 일축으로 형성되고, 복수개의 외부날개(3)가 축 방향으로 비스듬히 나선형상으로 형성된다. 따라서 상기 외부회전체(2)는 베어링을 통하여 상기 하우징(1)에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 결합하며, 마찬가지로 또 다른 베어링을 통하여 상기 중앙회전체(5)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있도록 상기 고정 축(5)에 결합된다. 그리고 고정 캡(4)이 상기 하우징(1), 외부회전체(2), 및 고정 축(7)을 결합한다.
본 고안에 따른 유닛을 통과하는 공기는 상기 중앙회전체(5)가 회전하면서내부날개(6)에 의해 한쪽 방향으로 소용돌이를 형성하고, 상기 외부회전체(2)를 통과하는 바깥쪽 공기는 상기 중앙회전체에 의해 형성된 소용돌이의 방향과 반대방향으로 소용돌이가 형성된다. 이를 위하여 상기 외부회전체(2)의 외부날개(3)는 상기 중앙회전체(5)의 내부날개(6)와는 반대방향으로 휘어지도록 형성된다.
중앙회전체(5)와 마찬가지로 외부회전체(2) 및 고정 캡(4)은 고온 고압에 견뎌야 하고 빠르게 회전하여야 하므로 고강도 플라스틱 소재, 듀랄루민, 티타늄 등과 같은 가벼우면서 단단한 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 외부회전체(2)를 회전축의 역할을 하는 고정 축(7) 주위로 연결하여 지지하는 외부회전체 지지대(13)가 그 필요에 따라 3개 또는 4개와 같이 적당한 개수로 형성될 수 있다.
제6도는 재5(B)도에 있어서의 외부회전체를 A-A'선을 따라 절단하여 절개한 전개도이다. 본 그림은 외부회전체(2)의 내부벽에 외부날개가 형성되는 상태를 설명하기 위한 것으로서, 제5(B)도의 외부회전체를 A-A'선을 따라 절단하고 펼친 것을 정면에서 바라본 것이다. 외부날개(3) 각각의 날개는 길쭉한 직사각형 모양의 것을 내부벽에 부착시킨 것으로서 본 그림에서는 사선으로 도시되어 있다. 상기 각각의 날개는 그 시작점(301)과 종점(302)이 고정 축(7)을 기준하여 서로 어긋나도록 형성됨에 따라 상기 절단선 A-A'을 다시 결합하면 외부날개(3)는 전체적으로 나선형상이 된다. 상기 각각의 외부날개는 고정 축(7)을 기준으로 어긋난 직선의 형태만이 아니라 라운드(round) 형상으로 어긋나도록 하여 나선형상이 더욱 뚜렷하게 할 수도 있다.
상기 하우징의 외부날개가 중앙회전체(5)의 내부날개(6)와 반대방향으로 휘어진 형태로 구현함에 따라 내부날개와 외부날개를 통과하는 공기의 소용돌이 방향이 서로 반대가 되고 이에 의해 혼합기 내부에서의 연료와의 혼합이 더욱 원활하게 이루어진다.
제7도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛의 고정 축과 고정 링의 구성도이다. 본 고안에 있어서 유닛의 고정 축(7)은 하우징(1)에 대하여 상대적으로 회전함으로써 중앙회전체를 회전시키는 것으로서 이는 상기 고정 축의 주위로 형성된 베어링(8)에 의해서 구현된다. 고정 링(10)은 상기 베어링을 고정 축에서의 이동을 방지하기 위한 것으로서 고정 축에 삽입된 베어링을 고정시키도록 장착되며, 이는 본 고안의 기술분야에서 용이하게 사용되는 기술이다.
제8(A)도는 제1도의 자동차용 에어 스월링 유닛에 있어서 하우징 지지대가 4개로 형성되는 하우징의 정면도이고, 제8(B)도는 하우징 지지대가 3개로 형성되는 하우징의 정면도이다. 본 고안에 따른 유닛의 기본적인 형태를 유지하는 하우징을 회전축의 역할을 하는 고정 축 주위로 연결하여 지지하는 하우징 지지대(8)는 그 필요에 따라 3개 또는 4개와 같이 적당한 개수로 형성될 수 있다.
본 고안에 따른 유닛은 자동차의 공기클리너와 흡기 매니폴드(또는 트로틀 바디) 사이에 위치하는 공기흡입관(또는 주름관) 내부에 설치된다. 에어 스월링 유닛의 외부 직경을 공기 흡입관의 내경과 거의 일치시킴으로써, 본 고안에 따른 유닛이 공기흡입관 내부에 견고하게 고정되도록 한다. 바람직하게는 본 고안에 따른 유닛을 공기흡입관 내부에 삽입시킨 후 상기 공기흡입관 외부에서 밴드를 이용하여더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
제9(A)도는 본 고안에 따른 외부날개가 내부날개와 같은 방향으로 굴곡된 경우의 스월링 효과를 도시한 그림이고, 제9(B)도는 반대 방향으로 굴곡된 경우의 스월링 효과를 도시한 그림이다. 제9(A)도에 따르면, 외부날개가 내부날개와 동일한 방향으로 굴곡된 경우에는 본 발명에 따른 스월링 유닛을 통과하는 공기는 전체적으로 동일한 방향으로 회전하게 되어 혼합기에 공급된다. 이러한 경우는 본 고안의 또 다른 태양으로 제시한 실용신안등록출원 제2001-19228호의 고안의 중앙회전체와 하우징으로 구성된 경우와 비슷한 스월링 효과를 갖느다. 이와는 반대로 외부날개와 내부날개가 반대방향으로 굴곡된 경우에는 제9(B)도에 도시된 바와 같이 외부날개를 통과하는 공기의 회전방향과 내부날개를 통과하는 공기의 회전 방향이 서로 반대방향으로 형성되고, 또한 상기 외부날개와 내부날개 사이를 통과는 공기는 서로 반대방향으로 회전하는 양측의 공기에 의해 또 다른 제3의 스월링을 형성하는 효과를 갖는다. 이에 의하여 본 발명에 따른 스월링 유닛을 통과한 공기는 혼합기 내부에 서로 다른 방향으로 스월링된 상태로 공급되고 이로 이하여 전체적으로 훨씬 용이하게 연료와 혼합되는 효과를 갖는다.
본 고안에 따른 자동차용 에어 스월링 유닛은 연료와 공기가 잘 혼합하도록 공기를 효과적으로 스월링함으로써 공기의 공급을 원활히 하고 연소율을 높이며, 나아가 매연을 감소시킬 뿐 만 아니라 아울러 자동차의 공기 클리너와 매니폴드 사이의 공기 흡입관 내부에 간편하게 장착되면서도 거의 반영구적으로 사용할 수 있는 자동차용 에어 스월링 유닛을 제공하는 효과를 갖는다.
본 고안의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 고안의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (4)
- 자동차의 공기클리너와 흡기매니폴드 사이의 공기흡입관 내부에 고정되도록 원통형의 구조를 갖고 복수개의 지지대(12)를 구비하고, 베어링(8)이 삽입되기 위한 구멍이 형성된 하우징(1);상기 하우징에 대하여 상대적으로 회전할 수 있는 고정 축;상기 하우징의 안쪽에 회전할 수 있도록 조립되며 베어링(8)이 삽입되기 위한 구멍이 상기 고정 축과 일축으로 형성되고, 복수개의 외부날개(3)가 축 방향으로 나선형상으로 형성되는 외부회전체(2);상기 외부회전체(2)의 내부에서 상기 고정 축과 일체로 결합되고, 복수개의 내부날개(6)가 상기 고정 축 방향으로 나선형상으로 형성되는 중앙회전체(3);상기 외부회전체 및 상기 고정 축의 원활한 회전을 위한 베어링(8); 및상기 하우징과 상기 고정 축을 결합하는 고정 캡(4);으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어 스월링 유닛.
- 제1항에 있어서, 상기 회부회전체(2)의 외부날개(3)는 각각의 시작점(301)과 종점(302)이 상기 고정 축(4) 방향을 기준으로 서로 이격된 나선형상으로 형성되고, 상기 중앙회전체(5)의 내부날개(6)와 반대방향으로 휘어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어 스월링 유닛.
- 제1항에 있어서, 상기 하우징은 4개의 지지대(12)가 등분되어 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어 스월링 유닛.
- 제1항에 있어서, 상기 고정 축에 삽입되는 상기 베어링의 이동을 방지하기 위한 고정 링(10)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어 스월링 유닛.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020020005266U KR200277093Y1 (ko) | 2002-02-22 | 2002-02-22 | 연료와 에어의 혼합을 위한 자동차용 에어 스월링 유닛 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2020020005266U KR200277093Y1 (ko) | 2002-02-22 | 2002-02-22 | 연료와 에어의 혼합을 위한 자동차용 에어 스월링 유닛 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010023958A Division KR20010074255A (ko) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | 연료와 에어의 혼합효과를 위한 자동차용 에어 스월링유닛 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=73118047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR2020020005266U KR200277093Y1 (ko) | 2002-02-22 | 2002-02-22 | 연료와 에어의 혼합을 위한 자동차용 에어 스월링 유닛 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200277093Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100622367B1 (ko) * | 2002-10-07 | 2006-09-13 | 박한문 | 자동차용 공기 공급장치 |
-
2002
- 2002-02-22 KR KR2020020005266U patent/KR200277093Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100622367B1 (ko) * | 2002-10-07 | 2006-09-13 | 박한문 | 자동차용 공기 공급장치 |
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