KR20060007818A - 디젤엔진의 연소실에 설치되는 점화링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤엔진의 연소실에 설치되는 프레임링(Flame Ring)에 관한 것이며, 그 목적은 연료분사밸브를 통해 분무되는 혼합가스를 프레임링 이라는 점화링에 접촉 시 신속, 정확하게 연소되게 함으로써 엔진의 연소 작용을 촉진하고, 안전하고 정숙한 폭발을 유도하는 디젤엔진의 연소실에 설치되는 프레임링을 제공함에 있다.

본 발명은 중공원통 형상의 본체부와 상기 본체부와 일체형으로 상기 본체부의 일단부에 굴곡부 및 평면부가 연속적으로 형성되어 구성하여, 실린더라이너와 피스톤 및 실린더 헤드로 구성된 디젤엔진에 있어서, 상기 실린더라이너의 일단 내부에 층을 형성하고, 상기 형성된 층 위에 본 발명의 프레임링(Flame Ring)을 설치하여 연료분사밸브를 통해 분무되는 혼합가스가 프레임링에 의하여 연소하도록 한 것을 그 기술적 요지로 한다.

디젤엔진, 실린더라이너, 점화링, 피스톤, 연료분사밸브, 실린더 해드, 분사노즐

Description

디젤엔진의 연소실에 설치되는 점화링{The flame ring installed in the combustion chamber of the Diesel Engine}

도 1 은 종래에 사용되었던 프레임링과 기존에 특허 출원한 프레임링을 실린더라이너에 설치한 단면도이고,

도 2 는 종래에 사용되었던 피스톤과 프레임링을 나타내는 사진이며,

도 3 는 본 발명에 따른 프레임링을 설치한 디젤엔진 단면도이고,

도 4 은 본 발명에 따른 프레임링을 설치한 실린더라이너 및 피스톤의 확대도이며,

도 5 는 본 발명에 따른 프레임링의 설치위치와 프레임링의 단면도 및 정면도 확대도로이고,

도 6 은 본 발명에 따른 프레임링을 설치한 디젤엔진의 사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 프레임 링 (2) : 실린더 라이너

(3) : 피스톤 (4) : 실린더 해드

(5) : 연료 분사 노즐 (6) : 프레임링 본체부

(7) : 프레임링 굴곡부 (8) : 프레임링 평면부

본 발명은 디젤엔진에 사용되는 프레임링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린더 라이너 일단부에 설치되어 연료분사밸브를 통해 분무되는 혼합가스를 신속, 정확하게 연소되게 함으로써 엔진의 연소 작용을 촉진하고, 안전하고 정숙한 폭발을 유도하며, 연소실패 및 2차 연소로 인한 연료 소비의 증가 억제 및 매연의 감소를 통해 친 환경적인 기능을 구비한 프레임링에 관한 것이다.

종래에는 디젤엔진 구동 시 프레임링을 사용하지 않고 초기 운전 시에 고압의 압축공기를 이용해 엔진을 구동시키고 일단 구동되면 고온, 고압을 이용해 연소가스를 연속적으로 폭발 시켰다. 종래에는 MOD와 같은 양질의 연료를 사용하여 자체의 고온 고압만으로도 연소 가스가 순조롭게 폭발하여 불완전연소나 연소실패 사례가 적었다. 그러나 최근에는 원가절감 차원에서 더 이상 양질의 고가 연료 사용을 기대할 수 없어지면서, 동일 연소실의 압력 조건에서 발화점이 높아진 질이 좋지 않은 HFO등과 같은 연료를 사용하게 되었다. 상기와 같이 조악한 연료를 사용할 경우 불완전 연소 및 연소실패로 연료의 낭비와 매연이 증가하는 문제점이 발생하 였다.

또한, 도 1 은 종래 및 특허 출원한 프레임링을 실린더라이너에 설치한 단면도이고, 도 2 는 종래에 사용되었던 피스톤과 프레임링을 나타내는 사진으로서, 종래에 사용되었던 프레임링은 원통형의 링 형상을 가진 것(현 사용품)과 원통형의 링의 일단부에 프렌지를 형성한 것(특허 출원한 형상)이 있는데, 상기 원통형 링 형상의 프레임 링은 연소 가스의 열기를 제대로 흡수 하지 못하는 단점이 있었고, 상기 프렌지를 형성한 프레임 링은 카본이 플렌지부에 퇴적되어 피스톤과 마찰을 일으키거나 국부적인 과열로 인한 강도 저하로 안정적으로 디젤엔진을 운전할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 연료분사밸브를 통해 분무되는 혼합가스를 프레임링에 접촉할 때 신속하고 정확하게 연소되게 함으로써 엔진의 연소 작용을 촉진하고, 안전하고 정숙한 폭발을 유도하는 디젤엔진의 연소실에 설치되는 프레임링을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 중공원통 형상의 본체부와 상기 본체부와 일체형으로 상기 본체부의 일단부에 굴곡부 및 평면부가 연속적으로 형성되어 구성된 것을 특징으로 한 다.

상기와 같이 구성된 프레임링은 실린더라이너 내부에 피스톤이 삽입되고 상기 실린더라이너 상부에 설치되는 실린더 헤드와, 상기 실린더 헤드 중심부에 설치되는 연료분사노즐로 구성되는 디젤엔진에 있어서, 상기 실린더 라이너 일단 부에 층형상의 단차를 형성하고 상기 단차위에 실린더 라이너의 내부 원주를 따라 설치한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 는 본 발명에 따른 프레임링을 설치한 디젤엔진 단면도이고, 도 4 은 본 발명에 따른 프레임링을 설치한 실린더라이너 및 피스톤의 확대도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 프레임링의 설치위치와 프레임링의 단면도 및 정면도 확대도로이로서, 본 발명은 중공원통 형상의 본체부(6)와 상기 본체부(6)와 일체형으로 상기 본체부(6)의 일단부에 굴곡부(7) 및 평면부(8)가 연속적으로 형성되어 구성된다.

상기 프레임링(1)은 실린더라이너(2) 내부에 피스톤(3)이 삽입되고 상기 실린더라이너(2) 상부에 설치되는 실린더 헤드(4)와, 상기 실린더 헤드(4) 중심부에 설치되는 연료분사노즐(5)로 구성되는 디젤엔진에 있어서, 상기 실린더 라이너(2) 일단 부에 층형상의 단차를 형성하고 상기 단차위에 실린더 라이너(2)의 내부 원주를 따라 설치한다.

상기 프레임링(1)은 스테인리스강이나 내열강등과 같이 강도가 Hrc40~50정도 인 금속을 사용함으로서 연소실로부터 발산되는 열에너지를 흡수하고 상기 열에너지에의한 변형을 최대한 방지한다. 또한, 상기와 같은 금속을 사용함으로써 프레임링의 부식을 방지한다.

상기 프레임링(1)은 흡기 행정이나 라이너의 냉각으로 인한 프레임링의 온도하강을 막고, 일정 온도를 유지하기 위해 도 6에서 보는바와 같이 실린더 라이너(2)와 일정 간극을 유지할 필요가 있다.

상기 프레임링(1)에 형성된 굴곡부(7)는 모서리를 라운드 처리하여 운전중 프레임링 굴곡부에 열집중으로 인한 크랙예방과 모서리부의 카본 퇴적현상을 줄임으로서 상기 프레임링의 효율을 높였다.

상기 프레임링 굴곡부의 형상으로 연소가스와의 열 접촉 면적이 증대하여 굴곡부가 쉽게 고온으로 상승되어 혼합가스의 연소 효율을 높였다.

상기 굴곡부(7)에 형성되는 함몰부로 연소가스가 흐르면서 타 부위보다 항상 고온으로 유지되어 다음 연소를 용이하게 한다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 디젤엔진의 실린더 라이너 내부 원주를 따라 형성된 층위에 본 발명의 프레임링을 설치한다. 상기 프레임링은 연소실에서 폭발 시 발생하는 연소가스에 의한 열기를 여과 없이 직접 흡수 및 유지하고, 연료 분사 노즐로부터 분사된 압축 연소가스의 발화점보다 높게 유지함으로써 상기 분사된 압축연소가스가 상기 프레임링의 일측면에 부딪히게 되면 상기 프레임링의 온도에 의해 연소하게 됨으로써 다음 행정의 연료 분사 시 실패 없이 폭발을 유도하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 실린더라이너와 피스톤의 조립구조에 의해 실린더 상부에 운전중 항상 고온으로 유지하는 개선된 형상의 점화링을 설치하여 연료분사노즐로부터 분사되는 고압의 압축연료가 공기와 혼합하여 점화링에 도달, 접촉하여 신속하고 균일한 연소작용을 도와 그 결과 엔진의 성능을 향상하고, 연료를 절감하며 또한 매연을 감소할 뿐만 아니라, 완전연소로 인한 후연소를 방지하여 녹스(Nox)저감에도 이바지 할 수 있는 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 중공원통 형상의 본체부와 상기 본체부와 일체형으로 상기 본체부의 일단부에 굴곡부 및 평면부가 연속적으로 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연소실에 설치되는 프레임링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 프레임링은 스테인리스강이나 내열강등과 같이 경도가 Hrc40~50인 금속인 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 연소실에 설치되는 프레임링.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 굴곡부의 모서리는 라운드를 주어 곡면을 형성한 것은 특징으로 하는 디젤엔진의 연소실에 설치되는 프레임링.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 프레임링을 실린더 라이너에 설치시 프레임링의 굴곡부는 피스톤 정면부의 가스통로부와 일치 시키며, 피스톤의 밸브비킴자리 위치에는 프레임링의 평면 부가 일치하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 디젤연소실에 설치되는 프레임링.

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