KR20110107269A - 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브 - Google Patents

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만 디젤 앤 터보 에스이
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Abstract

연료를 연료 공급 시스템의 제1 구역으로부터 연료 공급 시스템의 제2 구역으로 안내할 수 있는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브, 즉 연료 밸브로서, 밸브 시트(5)와 연동하는 밸브체(4)를 구비하되, 밸브의 폐쇄 상태에서 스프링 요소(6)에 의해 제공되는 스프링력이 밸브체(4)를 밸브 시트(5)에 맞대어 누르고, 밸브의 개방 상태에서 밸브체(4)가 스프링 요소(6)의 스프링력에 반하여 밸브 시트(5)로부터 떼어지며, 밸브체(4)가 밸브의 개방 상태에서 연료가 통과하여 흐르는 연료실(9)을 적어도 부분적으로 한정하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브를 개시하는바, 밸브체(4)와 연동하는 스프링 요소(6)는 적어도 하나의 리세스(12, 13)를 통해 연료실(9)과 커플링되는 스프링 공간(11)에 위치하고, 적어도 하나의 리세스(12, 13)의 최대 크기는 스프링 요소의 스프링 와이어의 지름의 절반에 해당한다.

Description

내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브{VALVE OF FUEL SUPPLY SYSTEM OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브, 특히 흡입 밸브 또는 급송 밸브로서 형성된 연료 밸브에 관한 것이다.
DE 10 2004 060 003 A1은 다수의 실린더들을 구비하고, 각각의 실린더에 커먼 레일 연료 공급 시스템의 인젝터(injector)가 부속된 내연 엔진, 즉 중유로 구동되는 선박 디젤 내연 엔진을 개시하고 있다. DE 10 2004 960 003 A1에 따른 커먼 레일 연료 공급 시스템은 다수의 고압 펌프들을 구비하여 연료를 커먼 레일 연료 공급 시스템의 저압 구역으로부터 커먼 레일 연료공급 시스템의 고압 구역으로 급송하는 펌프 장치를 포함하는데, 펌프 장치와 인젝터들 사이의 고압 구역에는 상시적으로 고압 상태에 있는 축압 시스템이 마련된다. DE 10 2004 060 003 A1에 따르면, 커먼 레일로서도 지칭되는 그러한 상시적으로 고압 상태에 있는 축압 시스템은 다수의 축압 유닛들을 구비하고, 역시 상시적으로 고압 상태에 있는 고압 연료 라인들을 통해 펌프 장치와 연결된다. 또한, 그러한 축압 시스템은 분사 행정에 의존하여 잠정적으로 고압 상태에 있게 되는 고압 연료 라인을 통해 인젝터들과 연결된다. DE 10 2004 060 003 A1에 따른 커먼 레일 연료 공급 시스템에서는, 각각의 고압 펌프에 흡입 밸브 및 급송 밸브가 각각 부속되는데, 각각의 흡입 밸브를 통해 연료가 저압 구역으로부터 각각의 고압 펌프의 펌프실로 흡입될 수 있고, 각각의 급송 밸브를 통해 연료가 각각의 고압 펌프의 펌프실로부터 축압 시스템 쪽으로, 그에 따라 커먼 레일 연료 공급 시스템의 고압 구역 쪽으로 급송될 수 있다.
그러한 연료 공급 시스템의 흡입 밸브 및 급송 밸브는 밸브 시트 및 밸브체를 각각 구비하는데, 밸브의 폐쇄 상태에서는 밸브체가 밸브 시트 상에 안착되고, 밸브의 개방 사태에서는 밸브체가 밸브 시트로부터 떨어진다. 밸브체는 그러한 밸브의 폐쇄를 위해 스프링 요소에 의해 밸브 시트에 맞대어 눌려지고, 밸브의 개방을 위해 스프링 요소에 의해 제공되는 스프링력에 반하여 밸브 시트로부터 떨어진다.
여기서, 그러한 밸브의 스프링 요소는 선행 기술에 따르면 밸브의 개방 시에 연료가 통과하여 흐르는 연료실에 위치한다. 스프링 요소가 예컨대 재료의 피로 형상으로 인해 파손될 경우, 스프링 요소의 파편이 연료에 의해 휩쓸려가 연료 공급 시스템의 다른 부품을 손상시킬 위험이 존재한다. 그것은 불리한 단점이다.
그로부터 출발한 본 발명의 과제는 그러한 단점을 회피하는 연료 공급 시스템의 신규의 밸브를 제공하는 것이다.
그러한 과제는 청구항 1에 따른 밸브에 의해 해결된다. 본 발명에 따르면, 밸브체와 연동하는 스프링 요소는 적어도 하나의 리세스를 통해 연료실과 커플링되는 스프링 요소 공간에 위치하고, 적어도 하나의 리세스의 최대 크기는 스프링 요소의 스프링 와이어의 지름의 절반에 해당한다.
본 발명에 따른 밸브에서는, 밸브의 개방 시에 연료가 통과하여 흐르는 연료실과 기본적으로 분리되어 있지만 적어도 하나의 리세스를 통해 연료실과 커플링되는 스프링 요소 공간에 스프링 요소가 위치한다. 따라서, 밸브의 개방을 위해 밸브체가 이동할 때에, 스프링 요소 공간에 있는 연료가 배출될 수 있게 된다.
그러나, 스프링 요소의 파손 시에 그 스프링 요소의 파편이 연료에 의해 휩쓸려가 연료 공급 시스템의 다른 유닛들의 구역에 도달하여 그 유닛들을 손상시킬 위험은 존재하지 않는다.
본 발명에 따른 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브에서는, 밸브체와 연동하는 스프링 요소가 밸브의 개방 시에 연료가 통과하여 흐르는 연료실과 기본적으로 분리되어 있지만 적어도 하나의 리세스를 통해 연료실과 커플링되는 스프링 요소 공간에 스프링 요소가 위치한다. 따라서, 밸브의 개방을 위해 밸브체가 이동할 때에, 스프링 요소 공간에 있는 연료가 배출될 수 있으면서도, 스프링 요소의 파손 시에 그 스프링 요소의 파편이 연료에 의해 휩쓸려가 연료 공급 시스템의 다른 유닛들의 구역에 도달하여 그 유닛들을 손상시킬 위험이 존재하지 않게 된다.
종속 청구항들 및 이후의 상세한 설명으로부터 본 발명의 바람직한 개선된 구성들이 명확히 드러날 것이다. 이하, 본 발명의 실시예들을 그에 본 발명을 한정시킴이 없이 첨부 도면들에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 급송 밸브로서 형성된 본 발명에 따른 밸브의 구역에서의 커먼 레일 연료 공급시스템의 일부를 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 밸브의 횡단면도.
본 발명은 내연 엔진의 연료 공급 시스템, 특히 선박 디젤 내연 엔진의 커먼 레일 연료 공급 시스템의 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 밸브는 특히 흡입 밸브 또는 급송 밸브로서 형성된 연료 밸브로서, 그 연료 밸브를 통해 연료가 연료 공급 시스템의 제1 구역으로부터 연료 공급 시스템의 제2 구역으로 안내될 수 있다.
커먼 레일 연료 공급 시스템은 저압 구역 및 고압 구역을 구비한다. 고압 구역은 적어도 하나의 고압 펌프를 구비한 펌프 장치 및 적어도 하나의 축압 유닛을 구비한 축압 시스템을 포함하는데, 펌프 장치의 고압 펌프 또는 각각의 고압 펌프는 연료를 흡입 밸브를 통해 저압 구역으로부터 고압 구역으로 흡입하여 급송 밸브를 통해 축압 시스템에 공급한다. 연료는 축압 시스템으로부터 출발하여 인젝터들을 통해 실린더로 분사될 수 있다.
도 1 및 도 2는 급송 밸브로서 형성된 본 발명에 따른 밸브(1)의 구역에서의 연료 공급 시스템의 일부를 나타낸 것으로, 밸브(1)는 밸브 하우징(3)의 리세스(2) 내에 위치한 밸브체(4)를 포함하고, 밸브체(4)는 밸브 하우징(3)에 의해 제공되는 밸브 시트(5)와 연동한다. 밸브(1)가 폐쇄될 경우, 밸브체(4)가 밸브 시트(5)에 접하고, 그를 위해 밸브체(4)는 스프링 요소(6)에 의해 밸브 시트(5)에 맞대어 눌러진다. 밸브(1)가 개방될 경우, 밸브체(4)가 스프링 요소(6)에 의해 제공되는 스프링력에 반하여 밸브 시트(5)로부터 떨어진다. 스프링 요소(6)는 밸브체(4) 및 밸브 디스크(14)에 지지된다.
이미 설명된 바와 같이, 도 1에 도시된 밸브(1)는 연료 공급 시스템의 급송 밸브로서, 그 급송 밸브를 통해 연료가 고압 펌프의 펌프실로부터 출발하여 축압 시스템 쪽으로 급송될 수 있다. 그를 위해, 급송 밸브(1)가 위치하는 리세스(2)는 연료 라인(7)을 통해 고압 펌프의 펌프실과 연결되고, 연료 라인(8)을 통해 축압 시스템과 연결되어 있다.
도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 밸브(1)의 밸브체(4)에는 밸브(1)의 개방 상태에서 연료가 통과하여 흐르는 연료실(9)이 반경 방향의 안쪽에 마련되는데, 밸브(1)의 개방 시에 연료는 리세스들(10)을 통해 밸브체(4)의 반경 방향의 안쪽의 연료실(9)로 유입되어 연료실(9)을 통해 연료 라인(8) 쪽으로 흐를 수 있다.
밸브체(4)는 밸브(1)의 개방 상태에서 연료가 통과하여 흐르는 연료실(9)을 적어도 부분적으로 한정하거나 형성한다.
밸브체(4)에 스프링력을 인가하는 스프링 요소(6)는 그 연료실(9) 내부에 위치하는 것이 아니라, 도시된 실시예에서는 오히려 반경 방향의 바깥쪽에서 밸브체(4)에 연접된 별개의 스프링 공간(11)에 위치한다. 밸브체(4)는 스프링 공간(11)을 적어도 부분적으로 한정하거나 형성한다.
스프링 요소(6)를 수납하는 역할을 하는 그러한 스프링 공간(11)은 적어도 하나의 리세스(12, 13)를 통해 연료실(9)과 커플링되고, 그에 따라 특히 밸브(1)의 개방 시에 밸브체(4)가 이동할 경우 스프링 공간(11)에 있는 연료가 스프링 공간(11)으로부터 배출될 수 있게 된다.
스프링 공간(11)과 연료실(9)의 커플링을 매개하는 리세스 또는 각각의 리세스(12, 13)는 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 절반에 해당하는 최대 크기를 갖는다.
스프링 공간(11)과 연료실(9)의 커플링을 매개하는 리세스 또는 각각의 리세스(12, 13)의 최대 크기는 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 1/3에 해당하는 것이 바람직하다.
도 2의 실시예에서는, 스프링 공간(11)과 연료실(9)의 커플링을 매개하는 2개의 상이한 유형의 리세스들(12, 13), 즉 채널들로서 형성된 리세스들(12) 및 구멍들로서 형성된 리세스들(13)이 마련된다.
채널들로서 형성된 리세스들(12)은 바깥쪽에서 밸브체(4)의 길이 방향을 따라 밸브체(4)에 연장되고, 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 절반, 바람직하게는 1/3에 해당하는 최대 폭 및/또는 깊이를 갖는다.
구멍들로서 형성된 리세스들(13)은 밸브체(4)의 길이 방향을 가로질러 연장되고, 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 절반, 바람직하게는 1/3에 해당하는 최대 지름을 갖는다.
그와는 달리, 채널들로서 형성된 리세스들(12)만이 또는 구멍들로서 형성된 리세스들(13)만이 마련되는 것도 가능하다.
본 발명은 연료 공급 시스템의 흡입 밸브에도 역시 유사한 방식으로 적용될 수 있다. 흡입 밸브에서의 유일한 차이점은 흡입 밸브가 고압 펌프의 펌프실로부터 출발하여 축압 시스템 쪽으로 연료를 급송하는 역할을 하는 것이 아니라, 저압 구역으로부터 고압 펌프의 펌프실로 연료를 흡입하여 급송하는 역할을 한다는 것이다. 그러나, 밸브의 구성에 있어서는 전술된 설명을 그대로 참조하면 된다.
1: 밸브 2: 리세스
3: 밸브 하우징 4: 밸브체
5: 밸브 시트 6: 스프링 요소
7: 연료 라인 8: 연료 라인
9: 연료실 10: 리세스
11: 스프링 공간 12: 리세스
13: 리세스 14: 밸브 디스크

Claims (9)

  1. 연료를 연료 공급 시스템의 제1 구역으로부터 연료 공급 시스템의 제2 구역으로 안내할 수 있는 내연 엔진의 연료 공급 시스템, 특히 선박 디젤 내연 엔진의 커먼 레일 연료 공급 시스템의 밸브, 즉 특히 흡입 밸브 또는 급송 밸브로서 형성된 연료 밸브로서, 밸브 시트와 연동하는 밸브체를 구비하되, 밸브의 폐쇄 상태에서 스프링 요소에 의해 제공되는 스프링력이 밸브체를 밸브 시트에 맞대어 누르고, 밸브의 개방 상태에서 밸브체가 스프링 요소의 스프링력에 반하여 밸브 시트로부터 떨어지며, 밸브체가 밸브의 개방 상태에서 연료가 통과하여 흐르는 연료실을 적어도 부분적으로 한정하거나 형성하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브에 있어서,
    밸브체(4)와 연동하는 스프링 요소(6)는 적어도 하나의 리세스(12, 13)를 통해 연료실(9)과 커플링되는 스프링 공간(11)에 위치하고, 적어도 하나의 리세스(12, 13)의 최대 크기는 스프링 요소의 스프링 와이어의 지름의 절반에 해당하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 스프링 공간(11)과 연료실(9)의 커플링을 매개하는 리세스 또는 각각의 리세스(12, 13)의 크기는 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 1/3에 해당하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연료가 통과하여 흐르는 연료실(9)은 반경 방향의 안쪽에서 밸브체(4) 내에 형성되고, 스프링 공간(11)은 반경 방향의 바깥쪽에서 밸브체(4)에 연접하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 스프링 공간(11)과 연료실(9)의 커플링을 매개하는 리세스 또는 각각의 리세스(12)는 채널들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 채널들은 바깥쪽에서 밸브체(4)의 길이 방향으로 밸브체(4)에 연장되는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 채널 또는 각각의 채널의 최대 폭 및/또는 깊이는 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 절반, 특히 1/3에 해당하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 스프링 공간(11)과 연료실(9)의 커플링을 매개하는 리세스 또는 각각의 리세스(13)는 구멍들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  8. 제7항에 있어서, 구멍 또는 각각의 구멍은 밸브체(4)의 길이 방향을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 구멍 또는 각각의 구멍의 최대 지름은 스프링 요소(6)의 스프링 와이어의 지름의 절반, 특히 1/3에 해당하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 연료 공급 시스템의 밸브.
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