KR20150121116A - 내연 기관의 연소실에 연료를 분사하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20150121116A
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Abstract

내연 기관의 연소실에 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치의 연료 분사 밸브(10)의 하우징(18)은 원추형 실링 면(44)을 갖는 고압 유입구(34)를 포함한다. 고압 챔버(36)가 고압 유입구(34)로부터 하우징(18)에 배치된다. 카트리지-형의, 독립적인 구성요소(56)가 고압 챔버(36)에 삽입된다. 상기 구성요소는 밸브 지지체(46), 비-복귀 밸브(48), 유지 부재(50), 및 바람직하게는 필터 몸체(52')를 포함한다. 밸브 지지체(46)에는 원추형 외측 실링 면(69)이 제공되고, 상기 실링 면에 의해 상기 밸브 지지체가 원추형 실링 면(44)에 대해 놓인다. 고정 부재(74)가 공급 라인(16)을 밸브 지지체(46)에 대해 가압한다.

Description

내연 기관의 연소실에 연료를 분사하기 위한 장치{Device for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine}
본 발명은 청구항 1에 따른, 내연 기관의 연소실(또는 연소 챔버)에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치에 관한 것이다.
내연 기관의 연소실에 연료를 분사하기 위한 분사 밸브를 구비한 장치가 선 출원 국제공개번호 WO 2013/117311 A의 특허문헌에 개시되어 있다. 상기 장치의 분사 밸브는, 연결 몸체를 갖는 밸브 하우징, 상기 연결 몸체에 인접하고 개별 저장 챔버를 구비한 저장 몸체, 이 결과 상기 저장 몸체와 인접하고 상기 저장 몸체에 전기 제어식 엑츄에이터 장치가 수용되는 중간 몸체, 및 상기 중간 몸체를 인접하고 있는 밸브 몸체를 구비한다. 자유 단부에서, 밸브 몸체가 연료를 내연 기관의 연소실로 분사하기 위한 노즐 개구 및 분사 밸브 시트를 구비한 노즐 몸체를 지지한다. 분사 밸브 시트와 상호작용하는 것은 바늘의 형태로 설계된 분사 밸브 부재이며, 상기 분사 밸브 부재는 상기 분사 밸브 시트로부터 먼 측에서 피스톤의 형태로 설계된다. 분사 밸브 부재 상에 폐쇄 스프링이 지지되고, 상기 폐쇄 스프링이 분사 밸브 부재에 분사 밸브 시트를 향한 방향으로 나아가는 폐쇄력을 가한다. 다른 단부에서, 폐쇄 스프링은 유압식 제어 장치의 가이드 슬리브 상에서 지지된다. 피스톤 및 가이드 슬리브는 엑츄에이터에 의해 기동된 빠이롯트 밸브와 연결된 제어 챔버의 경계를 형성한다. 분사 공정을 개시하기 위하여, 빠이롯트 밸브가 개방되어, 제어 챔버 외측으로 연료가 유동할 수 있고 이에 따라 폐쇄 스프링의 힘에 반하여, 분사 밸브 시트로부터 분사 밸브 부재를 상승시킨다. 분사 공정을 종료하기 위하여, 빠이롯트 밸브는 엑츄에이터 장치에 의해 폐쇄되고, 이 후 제어 챔버가 연료로 재충전되고 분사 밸브 부재가 분사 밸브 시트에 놓이게 된다.
동일한 설계의 2개의 유체적으로 상호연결된 고압 연결부가 연결 몸체에 위치하고, 이들 연결부 중 하나의 연결부가 분사 밸브에 연료를 공급하기 위한 공급 라인과의 연결을 위해 사용된다. 연결 라인은 다른 분사 밸브에 연료를 공급하기 위하여 다른 고압 연결부와 연결될 수 있다.
저장 몸체는 개별 저장 챔버를 형성하도록 비교적 큰 직경의 보어를 갖는다. 연결 몸체에 인접한 단부 세그먼트에서, 블라인드 보어는 체크 밸브의 밸브 지지체(valve carrier)를 지지하기 위한 쇼울더를 형성하도록 비교적 큰 직경을 갖는다. 체크 밸브 시트는 연결 몸체상에 형성되고, 그리고 중앙 관통 제한 보어를 갖는 플레이트-형상의 설계품의 체크 밸브 몸체가 위치하여, 상기 연결 몸체와 상호작용한다. 체크 밸브 몸체는, 다른 단부에서 밸브 지지체에 지지된 압축 스프링으로 설계된 폐쇄 스프링에 의해, 체크 밸브의 폐쇄 위치 쪽을 향한 폐쇄력을 받게 된다.
한 통로가 밸브 지지체를 통해 중앙으로 뻗어있고, 그리고 상기 밸브 지지체가 폐쇄 몸체 쪽 축선 방향으로 저장 챔버를 폐쇄한다. 제한 장치를 형성하는 체크 밸브는 고압 연결부로부터의 연료의 유동이 저장 챔버로 적어도 대략적으로 저지되지 않을 수 있게 하고 그리고 반대 방향으로의 유동을 제한한다. 밸브 지지체는 더욱이 상기 밸브 지지체로부터 저장 챔버의 내부로 돌출하는 컵 형상의 구멍 필터를 지지하고 그리고 상기 구멍 필터로 상기 밸브 지지체를 통한 통로가 개방된다.
내연 기관의 연소실로 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 다른 한 장치가 특허문헌 WO 2007/009279 A에 알려져 있다. 이러한 장치의 각각의 분사 밸브가 개별 저장 챔버에 할당되고, 여기서 평행하게 연결된 제한기를 구비한 체크 밸브가 공급 라인과 저장 챔버 사이에서 작동한다. 상기 CH 및 WO 특허문헌에 개시된 종류의 복수의 이러한 연료 분사 밸브나 또는 복수의 분사 밸브가 서로 연결되고 고압 연료 공급 펌프에 연결된다면, 체크 밸브의 제한 효과는, 고압 연료가 여러 다른 연료 분사 밸브의 개별 저장 챔버로부터, 고압 연료 라인으로부터, 그리고 분사 공정 동안의 고압 연료 공급 펌프로부터, 각각의 연료 분사 밸브로 유동하는 방식으로, 설계된다. 이러한 작동 모드가 특허문헌 WO 2007/009279 A 및 WO 2009/033304 A에 상세하게 기재되어 있다.
본 발명과 관련하여, 저장 챔버의 치수화, 체크 밸브의 작용, 및 제한 작용과 관련하여 명시적인 상기 언급된 특허문헌을 참조하기 바란다.
더욱이, 내연 기관의 연소실에 연료를 분사하기 위한 장치가 특허문헌 EP 2 188 516 B1 및 CH 702 496 B1로부터 알려져 있다.
본 발명의 목적은 보다 용이하게 만들어져 조립될 수 있는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치를 개발하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제1항의 특징부를 구비한 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 장치는 연료 분사 밸브, 바람직하게는 동일한 설계의 복수의 연료 분사 밸브를 구비하고, 상기 연료 분사 밸브는 고압 유입구, 리세스 및 상기 고압 유입구와 연결된 고압 공간을 갖는 하우징을 구비하고 있다. 리세스는 바람직하게는 고압 공간의 부분을 적어도 형성한다. 연료 분사 밸브는 체크 밸브와, 연료 통로를 구비한 밸브 지지체에 할당된다. 체크 밸브는 바람직하게는 밸브 지지체에 배치된다. 연료를 연료 분사 밸브에 공급하기 위한 공급 라인이 고정 부재에 의해 고압 유입구 쪽 방향으로 설치(load)되고 상기 고압 유입구와 유체연통하게 연결된다.
고압 유입구는 하우징의 내부로부터 외측 쪽으로 넓어지는 원추형 실링 표면을 구비한다. 즉, 원추형 실링 표면은 내측 콘을 형성한다. 밸브 지지체는 외측 원주방향 표면상에 원추형 외측 실링 표면을 구비하며, 상기 실링 표면은 고압 유입구의 원추형 실링 표면 상에 실링되게 위치한다. 고정 부재는 공급 라인을 밸브 지지체에 대해 가압하고, 그리고 상기 밸브 지지체를 고압 유입구에 대해 가압한다.
더욱이 밸브 지지체는 바람직하게는 유입구 단부에서 내측 콘을 구비하며, 상기 내측 콘은 이와 같이 실링 표면을 형성한다. 연료 밸브에 인접한 그 단부 구역에서, 공급 라인은 외측 콘을 구비하며, 상기 외측 콘은 밸브 지지체의 내측 콘 상에 실링되게 위치하는 실링 표면을 형성한다.
밸브 지지체는 공급 라인과 하우징 사이에서 클램프됨에 따라 유지된다. 한편으로, 고압 시일을 형성하기 위한, 밸브 지지체와 하우징 사이의 접촉과, 다른 한편으로 공급 라인과 밸브 지지체 사이의 접촉은 고정 부재 예를 들면, 유니언 너트(union nut)가 고압 유입구 쪽 방향으로 공급 라인을 설치한다는 사실에 의해 달성된다.
공급 라인이 오직 연료 분사 밸브와 제 위치에 연결된다면, 밸브 지지체를 하우징에 고정시키는데 유리할 수 있다. 그러나, 이러한 고정은 비록 힘을 가할 수 있을지라도, 고압 유입구의 원추형 실링 표면상에 실링되게 밸브 지지체가 놓이는 이러한 힘을 가할 필요가 없다.
바람직하게는, 밸브 지지체는 깔때기-형상의 단부 플랜지를 구비하고, 상기 단부 플랜지 상에서 원추형 외측 실링 표면 및 내측 콘 모두가 형성된다. 이러한 구성은 공간-절감 실시예를 유도하고 그리고 깔때기-형상의 단부 플랜지에서 고압 유입구의 원추형 실링 표면과 공급 라인의 외측 콘 사이의 최적의 압력 및 스트레스 분배를 가능하게 하여, 신뢰가능한 고압 시일을 간단한 방식으로 달성할 수 있게 한다.
고압 유입구의 원추형 실링 표면은 리세스의 세그먼트처럼, 하우징 자체에 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 구성은 특히 간단한 그리고 공간-절감 실시예를 야기한다.
한편으로, 밸브 지지체의 원추형 외측 실링 표면과 고압 유입구의 원추형 실링 표면 사이의 실링 효과, 및 다른 한편으로, 밸브 지지체의 내측 콘과 공급 라인의 외측 콘 사이의 실링 효과는, 각각의 경우에 0.5° 내지 2°의 콘 각도 차이가 있다면, 즉 2개의 상호작용 콘이 반경 방향에서 외측으로 개방하는 대응하는 각도를 포위한다면, 특히 효과적인 방식으로 달성될 수 있다. 이에 따라 환형 실링 표면은 각각의 경우에 대응하는 테이퍼 사이의 상호작용의 가장 작은 직경에 형성된다.
밸브 지지체는 바람직하게는 체크 밸브 및 유지 부재와 함께 자동-수용식, 카트리지 타입의 모듈식 유닛으로서 형성되고, 상기 모듈식 유닛은 상기 밸브 지지체 상에 고정되고 바람직하게는 다른 연료 통로를 구비한다. 이러한 사전조립된 모듈식 유닛은 이후 연료 분사 밸브의 하우징의 고압 공간이나 리세스로 이처럼 삽입될 수 있거나, 또는 이처럼 삽입된다.
이러한 구성은 하우징의 설계를 간략하게 할 수 있고, 특히, - 모듈식 유닛 외에도 - 전체 연료 분사 밸브를 사전조립할 수 있게 하고, 이후에는 단지 상기 모듈식 유닛을 상기 하우징에 장착할 수 있게 한다.
이러한 모듈식 유닛이 이처럼 별도로 테스트될 수 있고, 더욱이, 체크 밸브의 간단한 교체가 가능하게 된다는 장점을 더 갖는다.
바람직한 실시예에 있어서, 모듈식 유닛은 바람직하게는 유지 부재에 의해 지지되어 상기 유지 부재에 고정되는, 연료용 필터를 구비한다.
이러한 경우에, 모듈식 유닛은 밸브 지지체, 체크 밸브, 유지 부재 및 필터에 의해 형성된다.
바람직한 실시예에 있어서, 필터는 컵 형상의 필터 몸체를 구비하고, 여기서 다른 연료 통로가 상기 필터 몸체에 의해 경계가 형성된 공동으로 개방된다.
특히, 필터 몸체에는 많은 수의, 예를 들면 적어도 2000개의 미세구멍이 제공된다.
환형 체크 밸브 시트는 바람직하게는 밸브 지지체 상에 형성되고, 상기 시트는 상기 밸브 지지체와 유지 부재 사이에 배치되는 체크 밸브 부재와 상호작용한다.
더욱 바람직한 선택으로서, 체크 밸브 부재는 밸브 플레이트로 설계되고, 그리고 상기 밸브 플레이트에는 바람직하게는 중앙에 제한기 통로가 제공된다. 상기 통로는 체크 밸브가 폐쇄될 때에서도, 연료 통로 및 이에 따른 공급 라인과 유체 연통하게 연결된다.
더욱 바람직한 선택으로서, 밸브 플레이트가 폐쇄 방향으로 작용하는 힘을 받게 하는 압축 스프링이, 바람직하게는 밸브 플레이트와 유지 부재 사이에서 작용한다. 그러나, 이러한 힘은 작고 단지 압력의 균형이 맞을 때 밸브 플레이트가 체크 밸브 시트 상에 놓이는 것을 보장한다.
밸브 플레이트는 바람직하게는 길이방향 축선의 방향으로 통과하고 반경방향 외측으로의 적어도 하나의 개구를 - 바람직하게는, 원주 방향으로 분배된 3개의 (또는 3개보다 많은) 이러한 개구를 구비한다. 이러한 구성은 개방 위치에 위치된 밸브 플레이트와, 상기 플레이트를 둘러싸는 유지 부재나 밸브 지지체 사이에서 낮은 저항의 제한되지 않는 연료의 유동을 가능하게 한다. 개구는 체크 밸브 시트의 외측으로 반경방향으로 위치된다.
밸브 플레이트에 인접한 단부 구역에서, 유지 부재는 반경 방향으로 통과하고 상기 밸브 플레이트 쪽 방향으로 개방된 적어도 하나의 홈을 - 바람직하게는, 원주 방향으로 분배된 3개의(또는 3개보다 많은) 이와 같은 홈을 구비한다. 이러한 구성은 체크 밸브가 개방될 때, 연료의 유동이 가능한 작은 저항을 갖게 한다.
특히 바람직한 선택으로서, 분사 밸브에서의 고압 공간이 연료 저장용 개별 저장 챔버를 구비한다. 이러한 종류의 개별 저장 챔버의 설계와 상기 체크 밸브와의 상호작용 및 제한이 특허문헌 WO 2007/009279 A에 및 특허문헌 WO 2009/033304 A에도 상세하게 기술되어 있다. 명시적인 이들 특허문헌을 참조하기 바란다.
상기 언급된 모듈식 유닛은 바람직하게는, 특히 필터에 의해, 개별 저장 챔버로 돌출한다.
바람직한 실시예에 있어서, 연료 분사 밸브의 하우징이 고압 공간과 연결된 노즐 몸체를 지지하고 그리고 상기 노즐 몸체에 분사 밸브가 형성된다. 길이방향 축선의 방향으로 조정가능한 방식으로 배치된 분사 밸브 부재가 상기 분사 밸브와 상호작용한다. 바람직하게는 압축 스프링으로 설계된 폐쇄 스프링이 분사 밸브 부재에서 지지되고 그리고 상기 분사 밸브 부재에 분사 밸브 시트 쪽 방향으로 나아가게 되는 폐쇄력을 가한다. 더욱이, 연료를 분사하기 위하여, 압축 스프링의 폐쇄력에 대해 분사 밸브 시트로부터 분사 밸브 부재를 상승시키기 위한 목적의 유압식 제어 장치가 하우징에 위치한다. 유압식 제어 장치는 이와 같이 하우징에 배치된 전기 제어식 엑츄에이터에 의하여 알려진 방식으로 제어된다.
엑츄에이터 및 유압식 제어 장치는 여하튼, 특히 상기 언급된 스위스 특허 출원번호 제2012 0174/12호, 및 특허문헌 WO 2007/009279, WO 2010/088781 A1, WO 2008/046238 A, WO 2006/108309 A, WO 2006/058444 A, WO 2005/080785 A, WO 2005/019637 A, WO 2005/003550 A 또는 WO 2004/099603 A에 개시된 방식으로 설계될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하우징은 한편으로, 밸브 하우징을 구비하고, 상기 밸브 하우징은 노즐 몸체를 지지하고 상기 밸브 하우징에 분사 밸브 부재, 폐쇄 스프링, 엑츄에이터 및 제어 장치가 배치되고, 상기 밸브 하우징에 실링 표면으로서 작용하는 원추형 접촉 압력 표면이 형성된다. 이러한 실링 표면으로부터 연료용 고압 공간이 밸브 하우징에서 뻗어있다. 다른 한편으로, 하우징은 압력 연결 부분을 구비하고, 상기 압력 연결 부분의 연결 부분 하우징에 고압 유입구가 형성되고, 상기 압력 연결 부분의 길이방향 축선이 바람직하게는 밸브 하우징의 길이 방향 축선에 직각으로 횡단하여 뻗어있다. 연결 부분 하우징이 고압 유입구로부터 먼 단부 구역에서, 실링 표면을 이처럼 형성하는 원추형 짝맞춤 접촉 압력 표면을 구비한다. 짝맞춤 접촉 압력 표면이 접촉 압력 표면에 실링되게 놓이고, 그리고 개별 저장 챔버나 상기 개별 저장 챔버의 부품이 존재한다면, 연결 부분 하우징에 형성된다. 연료가 압력 연결 부분을 통해 고압 공간으로 공급된다.
또한 이러한 실시예에 있어서, 밸브 지지체는 그 원추형 외측 실링 표면에 의하여 바람직하게는 압력 연결 부분 하우징 상에 형성된 원추형 실링 표면상에 놓인다. 공급 라인의 외측 콘은 더욱이 바람직하게는 밸브 지지체의 내측 콘 상에 놓이고, 그리고 상기 공급 라인이 고정 부재에 의해, 고압 유입구 쪽 방향으로, 즉 연결 부분 하우징 쪽으로 설치된다.
압력 연결 부분을 구비한 분사 밸브의 실시예와 관련하여, 특허문헌 WO 2009/033304 A을 참조하기 바라며, 이러한 특허문헌은 참조를 위해 본 명세서에 통합되어 있다.
하우징이나 또는 연결 부분 하우징이 바람직하게는 고압 유출구를 구비하고, 상기 고압 유출구는 상기 고압 유출구와 연결된 고압 연결 라인을 통해 다른 분사 밸브에 연료를 공급하기 위하여, 고압 유입구와 바람직하게는 제한이나 장애 없이 유체연통하게 연결되고 그리고 상기 고압 유입구 다음에 배치된다. 이러한 실시예의 작동 모드는 특허문헌 WO 2007/009279 A 및 또한 WO 2009/033304 A에 개시되어 있다.
고압 유출구는 바람직하게는 하우징 또는 연결 부분 하우징 상에 형성되고 연결 라인의 외측 콘이 실링되게 놓이는 내측 콘을 구비한다.
밸브 지지체는 바람직하게는, 내측 콘과 체크 밸브 사이에서 반경방향 유출구를 구비하고, 상기 반경방향 유출구는 연료 통로로부터 시작하고 그리고 하우징 또는 연결 부분 하우징에서 연결 라인을 통해 고압 유출구와 유체연통하게 연결된다. 공급 라인은 이에 따라 연결 라인과 거의 저항 없이 그리고 제한 없이 연결된다.
하우징 또는 연결 부분 하우징과 함께 밸브 지지체는 바람직하게는 분사 밸브에서 연료의 유동 방향으로 보았을 경우, 반경방향 유출구의 하류의 협폭의 갭의 경계를 형성한다. 고압 공간 또는 개별 저장 챔버는 이에 따라, 적어도 과도 공정(transient processes)을 위해 연결 라인과 유압식으로 분리된다.
일 실시예에 있어서, 내연 기관의 연소실로 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치에는, 고압 유입구, 리세스 및 고압 공간을 갖는 하우징을 구비한 연료 분사 밸브와, 연료 통로를 구비한 밸브 지지체와, 상기 고압 유입구로부터 상기 연료 통로를 통해 상기 고압 공간으로 가능한 한 장애 없이 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브와, 상기 연료 분사 밸브에 연료를 공급하기 위한 공급 라인과, 그리고 상기 고압 유입구 쪽 방향으로 상기 공급 라인을 설치하는 고정 부재가 제공된다. 고압 유입구는 하우징의 길이방향 축선에 바람직하게는 직각으로 펼쳐져 있는 실링 표면에 위치된 환형 실링 표면을 구비하고, 그리고 상기 밸브 지지체는 실링 평면에 위치되고 고압 유입구의 환형 실링 표면상에서 실링되게 놓이는, 단차식으로 폭이 좁아지는, 환형 외측 실링 표면을 구비한다. 고정 부재는 공급 라인을 밸브 지지체에 대해 가압하고 그리고 상기 밸브 지지체를 고압 유입구에 대해 가압하거나, 또는 상기 고정 부재가 연료용 관통 공급 보어를 구비한 중간 연결 부분에 대해 공급 라인을 가압하고, 그리고 상기 연결 부분이 밸브 지지체를 고압 유입구에 대해 가압한다.
이러한 실시예에 있어서, 본 장치에는 바람직하게는 청구항 2의 특징이 제공된다.
환형 실링 표면이 테이퍼의 접촉 표면의 가장 작은 직경에 형성된 결과로서, 더욱 바람직하게는 공급 라인의 외측 콘과 중간 연결 부분의 또는 밸브 지지체의 내측 콘 사이에 0.5° 내지 2°의 콘 각도 차이(α; β)가 있다.
환형 실링 표면이 바람직하게는 하우징 상에 형성된다.
선행 4개의 단락에 따른 본 장치에는 바람직하게는 청구항 6 내지 청구항 18 중 어느 한 청구항의 특징이 제공되며, 이에 따라 이들 청구항의 인용 관계가 적용된다.
일 실시예에 있어서, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치에는, 고압 유입구, 리세스 및 고압 공간을 갖는 하우징을 구비한 연료 분사 밸브와, 연료 통로를 구비한 밸브 지지체와, 가능한 한 장애가 없이 고압 유입구로부터 연료 통로를 통해 고압 공간으로 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브와, 연료를 연료 분사 밸브에 공급하기 위한 공급 라인과, 그리고 상기 고압 유입구 쪽 방향으로 상기 공급 라인을 설치하는 고정 부재가 제공된다. 고압 유입구는 원추형 실링 표면을 구비하고, 그리고 밸브 지지체가 외측 원주방향 표면에서 원추형 외측 실링 표면을 구비하고, 상기 실링 표면은 고압 유입구의 원추형 실링 표면에 실링되게 놓인다. 고정 부재는 하우징에 고정되고 연료용 관통 공급 보어를 구비한 중간 연결 부분에 대해 공급 라인을 가압하고, 그리고 상기 연결 부분은 그 원추형 외측 실링 표면에 의하여 고압 유입구에 대해 밸브 지지체를 가압한다.
이러한 실시예에 있어서, 중간 연결 부분에는 바람직하게는 외측 나사산부가 제공되고 그리고 상기 중간 연결 부분은 연결 세그먼트에서 하우징의 대응하는 짝맞춤 나사산부로 나사식 결합된다.
중간 연결 부분은 바람직하게는 하우징에 완전하게 배치되고 그리고 고정 부재는 외측 나사산부에 의해 짝맞춤 나사산부에 나사식 결합된다.
유입구 단부에, 중간 연결 부분은 바람직하게는 실링 표면을 형성하고 공급 보어에 의해 인접된 내측 콘을 구비하며, 이 경우 공급 라인이 연료 분사 밸브에 인접한 단부 구역에서, 외측 콘을 구비하며, 상기 외측 콘은 실링 표면을 형성하고 중간 연결 부분의 내측 콘에 실링되게 놓인다.
유입구 단부에, 밸브 지지체는 바람직하게는 내측 콘을 구비하고, 상기 내측 콘은 실링 표면을 형성하고 연료 통로에 의해 인접되며, 여기서 중간 연결 부분은 연료 분사 밸브에 인접한 그 단부 구역에서, 외측 콘을 구비하고, 상기 외측 콘은 실링 표면을 형성하고 상기 밸브 지지체의 내측 콘에 실링되게 놓인다.
더 바람직한 선택으로서, 원추형 외측 실링 표면 및 내측 콘은 밸브 지지체의 깔때기-형상의 단부 플랜지 상에 형성된다.
환형 실링 표면이 각각의 경우에 개별 테이퍼 사이의 접촉 표면의 가장 작은 직경에 형성되는 결과로서, 각각의 경우에 바람직하게는 고압 유입구의 원추형 실링 표면과 밸브 지지체의 원추형 외측 실링 표면 사이에, 상기 밸브 지지체의 내측 콘과 중간 연결 부분의 외측 콘 사이에, 그리고 중간 연결 부분의 내측 콘과 공급 라인의 외측 콘 사이에, 0.5° 내지 2°의 콘 각도 차이(α; β)가 있다.
선행 7개의 단락에 따른 장치에는 바람직하게는 청구항 6 내지 청구항 18 중 하나 이상의 청구항의 특징이 제공되며, 이에 따라 이들 청구항의 인용 관계가 적용된다.
일 실시예에 있어서, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치에는, 고압 유입구, 리세스 및 고압 공간을 구비한 하우징을 갖는 연료 분사 밸브와, 연료 통로를 구비한 밸브 지지체와, 가능한 한 장애가 없으면서 고압 유입구로부터 연료 통로를 통해 고압 공간으로 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브와, 상기 연료 분사 밸브로 연료를 공급하기 위한 공급 라인과, 그리고 상기 고압 유입구 쪽 방향으로 상기 공급 라인을 설치하는 고정 부재가 제공된다. 고압 유입구가 원추형 실링 표면을 구비하고, 그리고 밸브 지지체가 외측 원주방향 표면에서, 원추형 외측 실링 표면 및 나사산부를 구비한다. 밸브 지지체는, 원추형 외측 실링 표면이 고압 유입구의 원추형 실링 표면 상에 실링되게 놓이는 방식으로, 하우징의 짝맞춤 나사산부로의 상기 밸브 지지체의 나사산부에 의해 나사식 결합된다. 고정 부재가 밸브 지지체에 대해 공급 라인을 가압한다.
모든 실시예에 있어서, 체크 밸브가 밸브 지지체에 할당되고; 상기 밸브 지지체에 의해 지지된다.
이러한 경우에, 고정 부재가 바람직하게는 나사로서 설계되고 그리고 이와 같이 짝맞춤 나사산부로 나사결합된다.
선행 2개의 단락에 따른 장치에는 바람직하게는 청구항 2 및 청구항 4 내지 청구항 18 중 하나 이상의 청구항의 특징이 제공되며, 이에 따라 이들 청구항의 인용 관계가 적용된다.
본 발명은 단지 개략적인 방식으로 도시된 도면에 나타내어진 실시예에 의해 상세하게 설명된다.
도 1은 내연 기관의 연소실로 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한, 본 발명에 따른 제 1 실시예의 장치의 길이방향 단면도로서, 여기서 분사 밸브 및 상기 분사 밸브에 할당된 공급 라인이 도시되어 있고; 물론, 상기 장치가 복수의 분사 밸브를 구비할 수 있고 그리고 이들 분사 밸브 중 각각의 분사 밸브가 공급 라인을 구비할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 일부의 확대도이다.
도 3은 도 2와 관련된 확대도로서 도 1 및 도 2에 도시된 장치의 부분의 도면이다.
도 4는 밸브 지지체 및 요구된다면, 필터와 함께, 자동-수용식, 카트리지 타입의 모듈식 유닛을 형성하는, 밸브 플레이트로 설계된 체크 밸브 부재 및 유지 부재의 사시도이다.
도 5는 하우징이 한편으로, 측방향 원추형 접촉 압력 표면을 갖는 밸브 하우징과, 다른 한편으로, 고압 유입구가 형성되는 압력 연결 부분을 구비하고 있는, 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 압력 연결 부분 및 이와 연결된 공급 라인의 부분의 길이방향 단면도이다.
도 7은 고압 유입구 다음에 고압 유출구가 압력 연결 부분의 또는 분사 밸브의 하우징에 제공되는 다른 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예 부분의 확대도이다.
도 9는 밸브 지지체, 유지 부재 및 상기 밸브 지지체에 의해 지지된 필터를 구비한 자동-수용식, 카트리지 타입의 모듈식 유닛의 사시도로서, 여기서 체크 밸브가 상기 밸브 지지체에 배치된다.
도 10은 유지 부재 및 로드-타입의 필터의 측면도로서, 이들 두 개의 부분이 서로 일체로 형성된다.
도 11은 도 10에서의 화살표 XI 방향의 유지 부재 및 로드-타입의 측면도이다.
도 12는 도 10에서의 화살표 XII 방향의 유지 부재 및 로드-타입의 측면도이다.
도 13은 도 11의 선 XIII-XIII에 따른 길이방향 단면도로서, 도 10에 따른 로드-타입의 필터를 구비한 유지 부재의 도면이다.
도 14는 밸브 지지체의 외측 실링 표면과 하우징의 관련 실링 표면이 한 평면에 놓인 실시예를 나타내고 있는, 도 6에 대응하는 길이방향 단면도이다.
도 15는 밸브 지지체의 내측 콘과 상호작용하는 외측 콘을 구비한 실시예를 나타내고 있는, 도 6에 대응하는 길이방향 단면도이다.
도 16은 도 6에 대응하는 길이방향 단면도로서, 비록 중간 연결 부분이 보다 짧게 나타내어져 있을지라도, 일 실시예에 따른 중간 연결 부분을 나타낸 도면이다.
도 17은 도 6에 대응하는 길이방향 단면도로서, 일 실시예에 따라 밸브 지지체 자체가 고정용 나사산부를 구비하고 있는 것을 나타낸 도면이다.
모든 도면에 있어서, 동일한 부재번호는 대응되는 부분에 대해 사용되었다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 장치의, 내연 기관(14)의 연소실(12)로의 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 연료 분사 밸브(10), 및 상기 연료 분사 밸브(10)와 연결된 공급 라인(16)을 나타낸 도면이다. 물론, 본 장치는 복수의 연료 분사 밸브(10)를 구비할 수 있으며, 상기 연료 분사 밸브는 상기 연료 분사 밸브에 할당된 공급 라인(16)을 구비한다.
다른 단부에서, 공급 라인(16)은 고압 이송 장치, 특히 예를 들면, WO 2007/009279 A에 알려진 타입의 고압 펌프와 연결된다. 이와 관련하여, 명시적인 상기 특허문헌에 개시된 사항을 참조하기 바란다.
연료 분사 밸브(10)는 연결 세그먼트(22) 및 저장 세그먼트(24)가 일체로, 즉 하나의 부분으로 형성되는, 저장 몸체(20)를 구비한 하우징(18)을 구비하고 있다.
하우징(18)은, 연료 분사 밸브(10)의 길이방향 축선(28)의 방향에서 보았을 경우에, 연결 세그먼트(22)로부터 먼 쪽에서 저장 세그먼트(24) 상에 놓이는 중간 몸체(26)를 더 구비한다.
하우징(18)은 더욱이, 유니언 너트(32)에 의해 상기 하우징(18)에 고정되고 저장 몸체(20)로부터 먼 상기 중간 몸체(26)의 외측에 놓이는, 노즐 몸체(30)를 지지한다. 도시되고 설명된 실시예에 있어서, 중간 몸체(26)는 유니언 너트(32) 내에 배치되고, 그리고 이러한 너트는 노즐 몸체(30)가 중간 몸체(26)에 실링되게 놓이고 그리고 상기 중간 몸체가 저장 몸체(20)에 놓이는 방식으로 저장 몸체(22)에 나사식 결합된다.
고압 유입구(34)는 하우징(18) 상의 연결 세그먼트(22)에 형성되고, 그리고 연료 분사 밸브(10)의 고압 공간(36)과 연결된다.
이러한 고압 공간(36)은 저장 몸체(20)에서 개별 저장 챔버(38)를 구비한다. 이러한 종류의 저장 챔버(38)의 작동 모드 및 이러한 설계가 특허문헌 WO 2007/009279 A로부터 알려져 있고, 상기 특허문헌은 본 명세서에 참조를 위해 통합되어 있다.
블라인드 구멍 형태의 리세스(40)가 길이방향 축선(28)에 대해 회전방향으로 대칭이고, 상기 길이방향 축선(28)의 방향으로 세장형 형태를 취하며, 개별 저장 챔버(38)의 경계를 형성하고, 그리고 베이스로부터 상기 길이방향 축선(28)에 경사져 뻗어있는 도관 덕트 세그먼트(42)가 중간 몸체(26)로 뻗어있어 연료를 노즐 몸체(30)로 공급하고, 상기 저장 몸체의 연결 측 단부로부터 상기 저장 몸체(20)로 뻗어있다.
고압 유입구(34)의 원추형 실링 표면(44)(도 2 참조)이 형성되는 결과로서, 리세스(40)는 길이방향 축선(28)의 방향으로 저장 몸체(2)의 자유 단부 쪽으로 보았을 경우에 광폭이 되는 방식으로 연결 세그먼트(22)에 형성된다. 이러한 원추형 실링 표면(44)의 개방 각도(α)(도 3 참조)는 도시되고 설명된 실시예에서 대략 60°이다. 원추형 실링 표면(44)은 저장 몸체(20)에 그리고 이에 따라 하우징(18)에 내측 콘을 형성한다.
연료 분사 밸브(18)는 밸브 지지체(46) 및 체크 밸브(48)를 그 내부에서 더 구비한다. 유지 부재(50)가 밸브 지지체(46)에 고정되고, 상기 유지 부재가 이 부분에 대해, 본 경우에, 미세구멍(54)을 구비한 컵-타입의 필터 몸체(52')로 설계된 연료용 필터(52)를 지지한다. 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 직경을 갖는 적어도 2000개의 이러한 미세구멍(54)이 바람직하게 존재한다. 그러나, 필터(52)는 또한 도 10 내지 도 13에 도시되고 아래 기재된 바와 같이, 로드-타입의 필터(53)로 설계될 수 있다.
도시되고 설명된 실시예에 있어서, 체크 밸브(48), 유지 부재(50) 및 필터(52)와 함께 밸브 지지체(46)는 도 9에 도시된 모듈식 유닛과 유사한, 자동-수용식, 카트리지 타입의 모듈식 유닛(56)으로 설계된다.
모듈식 유닛(56)은 이처럼 개별 저장 챔버(38)의 경계를 형성하는 리세스(40)로 그리고 이에 따라서 고압 공간(36)으로 삽입된다.
외측 원주방향 표면(58)에서, 길이방향 축선(28)과 관련하여 회전방향으로 대칭이 되도록 설계된 밸브 지지체(46)는 원추형 외측 실링 표면(60)을 구비하고, 상기 원추형 외측 실링 표면은 도시되고 설명된 실시예에 있어서, 상기 밸브 지지체(46)의 깔때기-형상의, 유입구-측 단부 플랜지(62)에 형성된다. 밸브 지지체(46)는 외측 콘을 형성하는, 외측 실링 표면(60)에 의해 실링 표면(44) 상에 실링되게 놓이며, 여기서 원추형 외측 실링 표면(60)의 각도(β)가 각도(α)보다 더 작게 설계되고 그리고 이러한 콘 각도 차이가 바람직하게는 0.5° 내지 2°이며, 이 결과, 특히 우수한 누출방지는, 테이퍼의 공통의 접촉 표면이 가장 작은 직경에서 환형 실링 표면(64)을 형성하기 때문에(도 3), 달성된다.
유입구 단부(66)에, 밸브 지지체(46)는 더욱이 내측 콘(68)을 구비하고, 상기 내측 콘은 실링 표면을 형성하고 그리고, 이와 같이 도시되고 설명된 실시예에 있어서, 단부 플랜지(62) 상에 형성된다. 이러한 내측 콘(68)의 개방 각도가 다시 한번 대략 60°이다.
고려되어 설명된 실시예에 있어서, 공급 라인(16)은 해양 분야에 특히 종종 요구되는 바와 같은, 연료의 임의의 누출을 모니터링 하기 위한 이중-벽부의 설계를 취한다. 내측 튜브(70)는 매우 높은 압력 하에 있는 연료를 이송하기 위한 것이다. 두 개의 단부 구역 중 각각의 단부 구역에서, 상기 단부가 외측 콘(72)을 구비하고, 상기 단부는 실링 표면과 내측 튜브(70)의 단부쪽으로 테이퍼를 형성한다.
연료 분사 밸브(10)에 인접한 단부 구역에서 외측 콘(72)에 의해, 내측 튜브(70)가 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68) 상에 실링되게 놓인다.
원추형 실링 표면(44) 및 외측 실링 표면(60)과 관련하여 설명된 방식에 있어서, 내측 튜브(70)의 외측 콘(72)의 각도가 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)의 각도보다 작게, 바람직하게는 테이퍼의 접촉 표면의 가장 작은 직경에서 환형 실링 표면을 일단 다시 형성하도록, 0.5° 내지 2°의 콘 각도 차이로 설계된다.
공급 라인(16)은 연결 너트(74')로 설계된 고정 부재(74)에 의해 저장 몸체(20)에 고정되고 그리고, 특히, 내측 튜브(70)가 이에 따라 연료 분사 밸브(10) 쪽 방향으로 설치된다. 이 결과, 내측 튜브(70)는 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)에서 외측 콘(72)에 의해 실링되게 놓이고, 그리고 상기 밸브 지지체가 연료 분사 밸브(10)의 실링 표면(44)에서 그 외측 실링 표면(60)에 의해 놓인다. 따라서, 밸브 지지체(46)와 이에 따른 모듈식 유닛(56)이 공급 라인(16)과 연료 분사 밸브(10)의 하우징(18) 사이에서 직접적으로 고정 유지된다.
길이방향 축선(28)과 관련하여 회전방향으로 적어도 대략적으로 대칭이도록 설계된 밸브 지지체(46)가 연료 통로(76)를 구비하고, 상기 연료 통로는 외측 콘(72)으로부터, 길이방향 축선(28)과 관련하여 중앙으로 체크 밸브 공간(78)으로 나아간다. 상기 밸브 공간은 한편으로, 밸브 지지체(46)에 의하여 그리고 다른 한편으로, 유지 부재(50)에 의하여 경계가 형성되고, 내측 콘(68)으로부터 먼 단부로부터 상기 밸브 지지체(46)로 나사식 결합된다.
평탄한 환형 체크 밸브 시트(80)가 체크 밸브 공간(78)으로의 연료 통로(76)의 개구에서 밸브 지지체(46) 상에 형성되고, 연료 통로(76)의 개구를 둘러싼다. 도시되고 설명된 실시예에 있어서, 밸브 지지체(46)는 체크 밸브 시트(80)를 둘러싸는 포위 언더컷(82)을 더 구비한다.
체크 밸브(48)는 더욱이 체크 밸브 부재(84)(도 4 참조)를 구비하고, 상기 체크 밸브 부재는 체크 밸브 공간(78)에 배치되고, 도시되고 설명된 실시예에 있어서, 밸브 플레이트(84')로 설계된다. 체크 밸브(48)가 폐쇄될 때, 체크 밸브 부재(84) 또는 밸브 플레이트(84')가 체크 밸브 시트(80)에 실링되게 놓인다.
체크 밸브 부재(84)에는 제한기 통로(86)가 제공되고, 상기 통로는 도시되고 설명된 실시예에서 밸브 플레이트(84')를 통한 중앙 관통 보어로 설계된다. 이러한 제한기 통로(86)에 의해, 고압 공간(36) 또는 개별 저장 챔버(38)는, 체크 밸브(48)가 폐쇄될 때에서도, 고압 유입구(34)와 유체연통하게 연결된다(제한된 방식으로).
압축 스프링(88)이 연료 통로(76)로부터 먼 체크 밸브 부재(84)의 면에서 일 단부에 의해 지지되고, 유지 부재(50)에서 다른 단부에 의해 지지된다. 압축 스프링(88)은 체크 밸브(48)용 폐쇄 스프링으로서 작동하고 그리고 체크 밸브 부재(84)가 균형이 맞춰진 압력에서 체크 밸브 시트(80)에 놓인다는 것을 보장한다.
길이방향 축선(28)과 관련하여 중앙에, 유지 부재(50)는 다른 연료 통로(90)를 구비하며, 상기 다른 연료 통로는 체크 밸브 공간(78)으로부터 유지 부재(50)의 자유 단부까지 나아간다. 이러한 다른 연료 통로(90)의 단면은 연료 통로(76)의 단면보다 더 크거나 동일하다.
체크 밸브 공간(78)에 인접한 단부 구역에서, 다른 연료 통로(90)가 단차식으로 광폭부를 구비하고, 상기 단차식으로 광폭부로 압축 스프링(88)이 끼워맞춰지고 상기 단차식으로 광폭부의 단차부에서 상기 압축 스프링(88)이 이러한 단부에서 지지된다.
체크 밸브 쪽에 있는 유지 부재(50)의 상기 단부는, 상기 유지 부재(50)가 개방 위치에서 밸브 플레이트(84')용 정지부를 형성하고 그리고 이러한 위치에서, 체크 밸브 시트(80) 및 밸브 플레이트(84')에 의해 경계가 형성된 통과 유동 단면이 연료 통로(76)의 단면과 적어도 동일하거나 또는 바람직하게는 상기 단면보다 더 큰 방식으로, 상기 체크 밸브 시트(80)로부터 더욱 이격된다.
공간-절감 구성을 달성하면서 고압 유입구(74)로부터 고압 공간(36)으로 가능한 저-손실 연료의 유동을 가능한 한 보장하기 위하여, 도시되고 설명된 실시예에서의 밸브 플레이트(84')가 -또한 도 4 참조- 원주 방향으로 균일하게 분포된 3개의 개구(92)를 구비하고, 반경방향 외측 방향으로 개방되며, 그리고 길이방향 축선(28)의 방향으로 통과한다. 개구(92) 사이에, 밸브 플레이트(84')의 반경방향 외측 림(rim)이 길이방향 축선(28)과 관련하여 원형이다. 유지 부재(50)의 벽부와 밸브 플레이트(84') 사이의 충분하게 큰 통로가 이에 따라 밸브 플레이트(84')의 측방향 위치와 회전 위치와 무관하게, 만들어진다.
도 4로부터 특히 더욱 명확한 바와 같이, 유지 부재(50)는 체크 밸브 공간(78) 근방이고 나사산부(94)에 인접하는 단부 구역에서 감소된 외측 직경을 가져서, 유동 면에서 충분하게 큰 환형 공간을, 유지 부재(50)의 벽부와 상기 직경 사이에 형성한다. 이러한 구역에 있어서, 유지 부재(50)는 더욱이 3개의 홈(96)을 구비하고, 상기 홈은 원주 방향으로 분배되고, 반경 방향으로 통과하며, 그리고 밸브 플레이트(84') 쪽 방향으로 개방된다. 이들은, 밸브 플레이트(84')의 측방향 위치 및 회전 위치와 무관하게, 체크 밸브 공간(78)으로부터 다른 연료 통로(90)로의 충분하게 큰 통과 유동 단면을 보장한다.
단지 완벽을 기하기 위하여, 밸브 지지체(46)의 대응하는 내측 나사산부로 나사식 결합되는 나사산부(94)와 자유 단부 구역 사이에서, 유지 부재(50)가 공구에 의해 상기 밸브 지지체(46)에서 조여질 수 있도록, 상기 유지 부재(50)가 다각형, 특히 육각형으로 설계된다는 것을 알 수 있을 것이다. 나사산부(94)와 다각형 사이의 단차부(98)가 밸브 지지체(46)에서 정지부로 사용되고 그리고 조립된 상태에서 관련 축선 방향 위치를 형성한다.
필터(52)는 유지 부재(50)의 원통형 자유 단부 구역에 장착된다. 이러한 구역은 미세구멍(54)을 갖는 컵-타입의 필터 몸체(52')를 갖는다. 필터 몸체(52')는 바람직하게는 유지 부재(50)에 용접된다.
단부 플랜지(62)에 인접하여, 유지 부재(50)에 인접한 단부에 가능한 멀리, 밸브 지지체(46)는 대략적으로 중간에서 단차부를 갖는, 외측에서 반경방향으로 원형-원통형 형상을 갖는다. 단차부까지의, 단부 플랜지(62)에 인접한 세그먼트에서의 외측 직경은 연료 분사 밸브(10)의 내부를 향한 방향에서 보았을 경우, 상기 단차부 다음의 세그먼트에서, 가이드 세그먼트(100)보다 더 작다. 이러한 가이드 세그먼트와 하우징(18)이나 저장 몸체(20) 사이에 협폭의 갭(102)이 존재한다. 조립 동안에, 가이드 세그먼트(100)는 고압 공간(36)이나 리세스(40) 및 저장 챔버(38)로의 모듈식 유닛(56)의 도입을 용이하게 하고 상기 모듈식 유닛을 정렬한다. 또한 가이드 세그먼트(100)가 이 경우에 없을 수도 있다.
완벽을 기하기 위하여, 하우징(18)에 나사식 결합된 나사(104)는, 공급 라인(16)이 연료 분사 밸브(10)와 연결되지 않을 때, 모듈식 유닛(56)을 그 헤드에 의해 상기 하우징(18)에서 제 위치에 유지시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 연료 분사 밸브(10)는 브래킷(106)에 의하여 알려진 방식으로 내연 기관(4)의 실린더 헤드에 신속하게 유지된다.
전기 연결부(108)는 하우징(18)에, 도시되고 설명된 실시예에 있어서 저장 몸체(20)에 더 배치되고, 상기 연결부로부터 덕트(110)가 중간 몸체(26)에 인접한 단부까지 저장 챔버(38) 경계를 형성하는 벽부를 통한 길이방향 축선(28)에 평행하게 뻗어있다. 제어 라인(112)은 전기 연결부(108)로부터 덕트(110)를 통과하고, 상기 제어 라인은 다른 단부에서 연결 접촉부(114)를 지지한다.
완벽을 기하기 위하여, 이러한 측에서, 저장 몸체(20)가 중간 몸체(26) 쪽으로 개방된 블라인드 구멍의 형태를 취한 중앙 리세스를 구비하고 그리고 상기 블라인드 구멍에 압축 스프링(116)이 배치된다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 연결 접촉부(114)와 연결되고 중간 몸체(26)에서의 대응하는 리세스에 수용되는, 전기 제어식 엑츄에이터 장치(118)를 신속하게 유지하도록 사용된다.
이러한 종류의 엑츄에이터 장치(118)가 폭넓게 알려져 있고, 본 경우에, 특허문헌 WO 2008/046238 A의 도 5에 도시된 방식으로 설계되고 본 명세서에 상세하게 기재되어 있다. 구성 및 작동 모드와 관련하여, 이러한 특허문헌을 참조하기 바란다. 그러나, 상이하게 설계된 엑츄에이터 장치가 사용될 수 있다.
도관 덕트 세그먼트(42)와 유체 연통하게 연결되고, 다른 단부에서, 노즐 몸체(30)에 의해 경계가 형성된 고압 공간(36)의 부분으로 개방되는 다른 도관 덕트 세그먼트(42')가, 길이방향 축선(28)에 평행하게, 엑츄에이터 장치(118)용 리세스 옆 중간 몸체(26)를 통해 뻗어있다.
알려진 방식으로 노즐 몸체(30) 상에 형성된 분사 밸브 시트(122)와 상호작용하는 바늘-타입의 설계의 분사 밸브 부재(120)가, 길이방향 축선(28)의 방향으로 이동가능한 방식으로 상기 부분에 배치된다. 휴지 상태에서, 분사 밸브 부재(120)가 분사 밸브 시트(122) 상에 놓이고 이에 따라 연료가 고압 공간(36)으로부터 연소실(12)로 빠져나오는 것이 방지된다. 분사를 위하여, 분사 밸브 부재(120)는 분사 밸브 시트(122)로부터 간단하게 상승되고, 이에 따라 연료가 노즐 몸체(30)에 알려진 방식으로 형성된 분사 노즐을 통해 연소실(12)로 분사된다.
분사 밸브 시트(122)에서 먼 단부 구역에서, 분사 밸브 부재(120)는 억지 미끄럼 끼워맞춤(tight sliding fit)과 같은 가이드 슬리브(126)에서 가이드 되는 피스톤(124)을 형성한다. 압축 스프링으로 설계된 폐쇄 스프링(128)이 가이드 슬리브(126) 상에 지지되고, 다른 한 단부에서는 분사 밸브 부재(120) 상에 지지되며 그리고 상기 분사 밸브 부재가 분사 밸브 시트(122) 쪽 방향으로 나아가게 되는 스프링 력을 받는다.
다른 단부에서, 가이드 슬리브(126)가 폐쇄 스프링(128)에 의해 중간 플레이트에 대해 실링되게 가압된다. 피스톤(124), 가이드 슬리브(126) 및 중간 플레이트가 제어 공간(130) 경계를 형성한다.
축선 방향에서의 분사 밸브 부재(120)의 이동을 제어하기 위하여, 제어 공간에서의 압력이 유압식 제어 장치(132)에 의해 조정된다. 이를 위하여, 제어 장치(132)가 중간 밸브 부재를 갖춘 중간 밸브(134)를 구비하며, 상기 중간 밸브는 개방 위치에 있어서, 중간 플레이트 상에 형성되고 고압 공간(36)으로부터 제어 공간(130)으로 나아가는 고압 통로를 노출시키고, 그리고 폐쇄 위치에 있어서, 상기 제어 공간(130)을 상기 고압 공간(36)과 분리하기 위해 상기 제어 공간을 폐쇄한다.
중간 밸브 부재는 더욱이 제한기 통로를 제외하고는, 제어 공간(130)과 밸브 공간(136)을 영구적으로 분리시키고, 상기 제한기 통로를 통해 제어 공간(130)이 작은 유동 단면을 통해 밸브 공간(136)과 연속적으로 연결된다.
엑츄에이터 장치(118)는 제어 라인(112)과 연결되고 제어 스템(stem)(140)을 기동시키는 전자석(138)을 구비한다. 휴지 상태에 있어서, 제어 스템(140)은 밸브 공간(136)으로부터 저압 유출구를 폐쇄한다. 전자석(138)의 기동된 상태에 있어서, 달리 말하자면 분사를 위해, 제어 스템(140)은 저압 유출구를 노출시키고; 상기 유출구를 통해 밸브 공간(136) 외측으로 나아가는 연료가 저압 복귀 라인을 통해 알려진 방식으로 저압 연료 탱크로 이송된다.
도 1에 도시된 바와 같은 연료 분사 밸브(10)의 작동 모드 및 상세한 구성이 예를 들면, 특허문헌 WO 2007/098621 A 및 WO 2008/046238 A에 상세하게 기재되어 있다. 이들 특허문헌에 기재된 다른 알려진 실시예와 다른 실시예가 이와 같이 고려되어 연료 분사 밸브(10)에 사용될 수 있다.
이중 쉘로 구체화된, 공급 라인(16)의 작동 모드 및 구성이 종래 기술에 해당되고 도시되어 있으며 예를 들면, 선 국제출원 공개번호 WO　2013/117311 A의 특허문헌에 상세하게 기재되어 있다.
연료의 누출 여부가 모니터될 수 있도록, 공급 라인(16)이 이중-벽부의 설계로 만들어진다. 내측 튜브(70)가 매우 고 압력 상태에 있는 연료를 이송하기 위한 것이다. 상기 내측 튜브가 (얇은 벽부의) 외측 튜브(142) 내에서 뻗어있고, 이 경우 상기 외측 튜브와 내측 튜브(70) 사이에 누출 복귀 갭(144)이 있으며; 특히 도 2를 참조바람.
그 두 개의 단부 중 각각의 단부에서, 공급 라인(16)이 연결 너트(74 및 75)를 개별적으로 구비하고, 이 경우 고정 부재(74)를 형성하는, 연료 분사 밸브와 동일 측의 연결 너트(74')가 하우징(18) 또는 저장 몸체(20)에서의 대응하는 외측 나사산부에 나사식 결합하기 위한 내측 나사산부를 구비하고, 그리고 연결 너트(75)가 예를 들면, 특허문헌 WO 2007/009279 A에서 알려진 타입의 분배기 부재나 분배기 블럭으로의 나사식 결합을 위한 외측 나사산부를 구비하며; 이에 따라서 연결 나사(75)라는 용어가 또한 사용될 수 있다.
연료 분사 밸브(10)에 할당된 연결 너트(74')는 반경 방향 내측으로 개방되고 O-링(146)이 삽입되는 원주방향 홈을 더 구비하며, 상기 O-링은 조립된 상태에서 나사산부를 통한 연료의 탈출을 피하기 위하여 하우징(18)이나 저장 몸체(20)에서의 대응하는 실링 표면과 상호작용한다. 대응하는 방식으로, 다른 연결 너트(75)가 외측으로 개방된 원주방향 홈을 구비하고 O-링(146')이 상기 홈에 삽입된다.
너트 통로(148)가 연결 너트(74')를 통과하고, 상기 너트 통로를 통해 내측 튜브(70)가 뻗어있어, 갭을 형성한다. 양 단부에서의 축선방향 단부 구역에서, 너트 통로(148)가 보다 큰 직경으로 설계된다. 외측 튜브(142)는 연료 분사 밸브(10)로부터 먼 너트 통로(148)의 단부 구역으로 억지 끼워 맞춰지고, 여기서 연결 너트(74')와 외측 튜브(142) 사이에서 작용하는 또 다른 O-링(146'')이 너트 통로(148)로부터 주변 환경으로의 연료의 탈출을 방지한다(도 2).
연료 분사 밸브(10)에 인접한 너트 통로(148)의 단부 구역에서, 고정 슬리브(150)가 외측 콘(72)에 인접한 내측 튜브(70)의 단부 구역에서 중앙 세그먼트에 의해 나사식 결합된다. 공급 라인(16)의 자유 단부로부터 먼 단부 구역에서, 고정 슬리브(150)가 4개의 홈-형상의 누출 리세스(152)를 구비하며, 상기 누출 리세스는 십자형으로 서로 마주하여 놓여 있고 그리고 반경 방향으로 통과한다. 여기서, 고정 슬리브(150)가 연결 너트(74')에서의 대응하는 원추형 표면과 상호작용하는 협폭의 테이퍼를 갖는 외측에 제공된다.
조립된 상태에서, 내측 튜브(70)의 외측 콘(72)이 밸브 지지체(46)의 내측 테이퍼(68) 상에 누출밀봉되게 유지되고, 그리고 상기 지지체의 외측 실링 표면(60)이 고정 슬리브(150)를 통해 연결 너트(74')에 의하여, 저장 몸체(20) 또는 하우징(18)의 원추형 실린 표면(44)에 누출밀봉되게 유지된다. 이들 시일 중 하나 또는 양자의 시일이 누출된다면, 누출 연료가 너트 통로(148)를 통해 누출 복귀 갭(144)으로 유동하고 그리고, 상기 누출 복귀 갭으로부터, 바람직하게는 저압 연료 탱크에서, 알려진 방식으로 누출 모니터링 센서로 복귀(back) 유동한다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 실시예가 도 5 및 도 6에 개시되어 있고, 여기서 연료 분사 밸브(10)의 하우징(18)이 압력 연결 부분(158)의 연결 부분 하우징(156)과 밸브 하우징(154)을 구비한다. 이러한 종류의 밸브 하우징(154) 및 압력 연결 부분(158)을 갖는 연료 분사 밸브(10)가 특허문헌 WO 2009/033304 A에 개시되어 있다. 연료 분사 밸브(10)의 구성 및 작동 모드가 상기 특허문헌에 상세하게 기술되어 있고, 그리고 상기 특허문헌의 내용은 본 명세서에 참조를 위해 통합되어 있다.
상기 기재되고 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 비교하여, 연결 부분 하우징(156)은 본 경우에 개별 저장 챔버(38)를 구비하고 있지만, 전기 연결부(108), 덕트(110), 제어 라인(112), 연결 접촉부(114) 및 압축 스프링(116)용 리세스를 구비하고 있지 않은 저장 몸체(20)에 의해 형성된다.
따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예의 밸브 하우징(154)이 저장 몸체(20) 대신에, 연결 몸체(160)를 구비하고, 노즐 몸체(30)(도 1에 도시된 바와 같음)에 인접한 상기 저장 몸체의 단부에서, 엑츄에이터 장치(118)를 구비한 상기 중간 몸체(26)가 놓여져 장착된다. 이러한 중간 몸체는 유니언 너트(32) 내에 배치되고, 상기 기재되고 도 1에 도시된 유사한 방식으로, 상기 유니언 너트는 일 단부에서 노즐 몸체(30)에 지지되고 다른 단부에서 연결 몸체(160)에 나사결합된다.
전기 연결부(108)는 더욱이 연결 몸체(160) 상에 장착된다. 여러 관점에서, 도 5에 도시된 밸브 하우징(154)의 내부는 도 1과 유사한 방식으로 설계될 수 있다.
실링 표면처럼 설계된 측방향 원추형 접촉 압력 표면(162)은 더욱이 연결 몸체(160) 상에 형성된다. 공급 라인(16)으로부터 밸브 하우징(154)으로의 유압식 고압 연결이 압력 연결 부분(158)에 의해 실행된다.
압력 연결 부분(158)의 길이방향 축선(158')이 밸브 하우징(154)의 길이방향 축선(28)에 직각으로 뻗어있다. 길이방향 축선(158') 또한 접촉 압력 표면(162)에 대한 회전 축선을 형성한다.
밸브 하우징(154)에 인접한 단부 구역에서, 연결 부분 하우징(156)이 원추형 짝맞춤 접촉 압력 표면(164)으로 형성되며, 상기 원추형 짝맞춤 접촉 압력 표면은 이와 같이 실링 표면처럼 작동하고 접촉 압력 표면(162)에 실링되게 놓인다.
연결 부분 하우징(156)의 내부에서, 리세스(40)가 개별 저장 챔버(38)로 형성되거나 또는 상기 개별 저장 챔버(38)의 적어도 2개의 부품으로 형성되고, 이로부터 도관 덕트 세그먼트가 자유 단부 쪽으로 뻗어있고 밸브 하우징(154)의 내부에서 고압 공간에 연결된다. 도 1에 도시된 실시예와 유사한 방식으로, 개별 저장 챔버(38)의 제 2 부품이 밸브 하우징(154)에 위치할 수 있다.
완벽을 기하기 위하여, 두 개의 관통 구멍(168)을 구비한 고정 플랜지(166)는 연결 부분 하우징(156)으로부터 돌출한다는 것을 알 수 있을 것이다. 이들 구멍은 클램핑 나사를 수용하기 위한 것이며, 상기 클램핑 나사는 고정 플랜지(166)에서 상기 클램핑 나사의 헤드에 의해 지지되고 그리고 밸브 하우징(154)과 누출밀봉 접촉된 상태로 압력 연결 부분(158)을 유지하도록 실린더 헤드에 나사식 결합된다.
도 6에 따라 그리고 도 1 내지 도 3(특히 도 3 참조)에 도시된 실시예와 유사한 방식으로, 길이방향 축선(158')의 방향으로 뻗어있고 또한 개별 저장 챔버(38)의 부분을 적어도 형성하는, 연결 부분 하우징(156)에서의 리세스(40)가 연결 세그먼트(22)에서의 연결 측에서 원추형 실링 표면(44)을 구비한다. 자동-수용식 모듈식 유닛(56)이 대응하는 방식으로 리세스(40)에 삽입되고, 상기 모듈식 유닛은 정확하게 동일하게 설계되고 그리고 상기 기재된 바와 같이 그리고 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 실링 방식으로 유지된다. 밸브 지지체(46)가 원추형 실링 표면(44)에서 외측 실링 표면(60)에 의해 놓인다. 조립된 상태에서, 공급 라인(16)의 내측 튜브(70)가 이와 같이 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)에서 외측 콘(72)에 의해 결합되고 실링되게 놓인다.
연결 부분 하우징(156)에서 고정된 방식으로 밸브 지지체(46)와 이에 따른 모듈식 유닛(56)을 유지하기 위하여, 공급 라인(16)이 연결되지 않을 때조차도, 나사(104)가 상기 하우징에 나사식 결합되어, 상기 연결 부분 하우징(156)에 대해 유지 링(170)을 끌어당기며, 상기 링이 상기 밸브 지지체(46)의 단부에서 지지된다. 이러한 해결책은 모든 실시예와 사용될 수 있다.
공급 라인(16)이 연결 부분 하우징(156)과 연결되는 구역에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 관련하여 유일한 차이점은 내측 나사산부가 연결 부분 하우징(156)의 연결 리세스에 형성되고, 상기 연결 리세스로 나사산부 고정 부재(74)를 형성하는 연결 나사(74'')가 연결 너트(74') 대신에 외측 나사산부에 의해 나사식 결합된다는 것이고, 그 외에는 상기 나사가 연결 너트(74')에 대한 설계와 동일하다. 즉, 공급 라인(16)의 연결 구역이 연료 분사 밸브(10)로부터 먼, 도 1 내지 도 3에 개시된 바와 같은 실시예에 따른 공급 라인(16)의 단부에서의 연결 구역처럼 설계된다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 장치의 다른 일 실시예의 연결 부분 하우징(156)의 또는 저장 몸체(20)의 또는 하우징(18)의 연결 세그먼트(22)를 나타내고 있으며, 여기서 연료 분사 밸브(10)가 연결 세그먼트(22)를 제외하고는, 도 1 내지 도 3과 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 그리고 이에 대응하여 기재된 바와 같이 설계될 수 있다.
고압 부재(34)는 도 6에 도시되고 상기 기재된 바와 같이, 길이방향 축선(28)(또는 부재번호 158')과 관련하여 중앙에 고압 유입구(34)의 하우징(18)에 형성된다. 그러나, 고려된 실시예에 있어서, 밸브 지지체(46)는, 공급 라인(16)이 연결되지 않을 때, 유지 링(170) 없이, 나사(104)의 헤드에 의해 리세스(40)에 유지된다.
고압 유출구(172)는 고압 유입구(34)에 평행하고 상기 고압 유입구와 관련하여 측방향으로 오프셋된 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)에 형성된다. 대응하는 방식으로, 하우징(18)이 연결 세그먼트(22)에서 헤드-형으로 설계되고, 그리고 측방향 연장부를 구비한다.
고압 유출구(172)의 외형(geometry)이 고압 유입구(34)의 외형과 유사하다. 고압 유출구(172)의 하부로부터 시작하여 원추형, 테이퍼진 실링 표면(174)이 존재하며, 이러한 실링 표면은 밸브 지지체(46)에서의 내측 콘(68)과 동일한 외형을 갖는다. 이는 공급 라인(16)과 동일한 설계의 연결 라인(176)에서 외측 콘(72)과 상호작용하도록 사용된다. 이러한 연결 라인은 다른 연료 분사 밸브(10)를 제공하도록 사용되며 그리고 단지 개략적으로 나타내어져 있다.
유압식 연결부(177)는 실링 표면(174)으로부터 리세스(40)까지 하우징(18)에서 뻗어있다. 길이방향 축선(28 또는 158')의 방향에서 보았을 경우, 리세스(40)로의 개구는 밸브 지지체(46)에 배치되거나, 감소된 외측 직경에 배치되거나, 또는 단부 플랜지(62)나 외측 실링 표면(60)과 가이드 세그먼트(100) 사이에 배치되며; 또한 도 3을 참조하기 바란다.
도시되고 설명된 실시예에 있어서, 연결부(177)는 리세스(40)로 개방된 반경방향 보어(178) 및 길이방향 보어(178')를 포함하고, 그리고 상기 길이방향 보어는 원추형 실링 표면(174)의 단부로부터 시작하고, 상기 반경방향 보어로 개방되며, 고압 유출구(172)의 연결 축선(172')에 대해 중앙에 위치한다. 하우징(18)의 측방향 외측 표면을 인접하는 단부 구역에서, 횡단 보어(178)가 보다 큰 단면을 가지며, 이러한 구역에서, 단차부의 형태로 내측으로 협폭이 되는 방식으로 설계된다. 실링 볼(180)이 이러한 단부 구역의 내측 단부에 배치되고, 상기 실링 볼은, 반경방향 보어(178)가 고 압력과 관련하여 시일되게 시일되는 접촉 압력 플러그(182)에 의한 방식으로, 유지된다. 이를 위하여, 반경방향 보어(178)는, 실링 볼(180)이 가압되는, 단부 구역과 인접하는 원추형으로 테이퍼진 실링 표면을 구비할 수 있다.
고압 유출구(172)의 하부로 나아가는 길이방향 누출 보어(184)가 연결 축선(172')에 평행하게 그리고 접촉 압력 플러그(182)에 마주한 측에서 실링 볼(180) 주위에서 뻗어있는 환형 공간으로부터 뻗어있고, 여기서, 반경 방향에서 보았을 경우, 실링 표면(174) 외측 고압 유출구(172)용 하우징(18)에서의 리세스로 개방되고 그리고 누출 모니터링 개구를 형성한다.
서로 개방된 기울어진 누출 보어(186)가 하우징(18)에서의 리세스의 하부로부터 더욱 뻗어있고, 이는 상호 마주한 측으로부터 고압 유입구(34) 및 고압 유출구(172)를 형성한다. 완벽을 기하기 위하여, 기울어진 누출 보어(186)의 개구가 원추형 실링 표면(44)이나 실링 표면(174)의 외측으로 반경 방향으로 위치되고 그리고 이와 같이 누출 모니터링 개구를 형성한다는 것을 알 수 있을 것이다.
물론, 길이방향 누출 보어(184) 및 기울어진 누출 보어(186)와 같은 누출 보어가 누출 모니터링이 없다면 필요하지 않다. 이러한 경우에, 공급 라인(16) 및 연결 라인(176)이 이중-벽부의 설계를 반드시 갖지 않을 수 있고, 또한 외측 튜브(142)를 구비하지 않는다.
임의의 시일 또는 내측 튜브(70)가 누출된다면, 누출 연료가 누출 복귀 갭(144)을 통해 누출 모니터링 장치로 통과된다. 이와 관련하여, 국제 공개번호 WO 2013/117311 A의 특허문헌을 참조하기 바란다.
도 1 내지 도 6에 도시된 실시예와 달리, 고려된 실시예에서의 밸브 지지체(46)가 한편으로, 적어도 하나의 반경방향 유출구(190)를, 도시되고 설명된 실시예에서 단부 플랜지(62)나 외측 실링 표면(60)과 내측 콘(68) 사이에서, 교차하여 뻗어있는 4개의 반경방향 유출구(190)를 구비하고, 그리고 다른 한편으로, 길이방향 축선(28)의 방향(도 8)으로 가이드 세그먼트(100)를 구비한다. 상기 반경방향 유출구가 이에 따라 내측 콘(68)과 체크 밸브(48) 사이에 이와 같이 배치되고, 그리고 바람직하게는 연료 통로(76)와 이에 따른 공급 라인(16)과 고압 유출구(172)나 연결 라인(176) 사이에 제한이 없는 연결부가 만들어질 수 있다.
이러한 실시예에 있어서, 연료 밸브(10)로의 유동 방향에서 반경방향 유출구(190)의 하류에 위치하는, 밸브 지지체(46)의 가이드 세그먼트(100)는 바람직하게는 상기 기재된 실시예에서 보다 길게 설계되고, 그리고 갭(102)의 폭이 더 좁다. 이들 측정에 의해, 밸브 지지체(46)나 모듈식 유닛(56)의 문제없는 장착과, 개별 저장 챔버(38)와 연결 라인(176) 사이의 유압식 분리가 적어도 과도 공정 동안에, 간단한 방식으로 행해질 수 있다.
여러 관점에서, 모듈식 유닛(56)이 연료 분사 밸브(10)의 여러 실시예에서와 정확하게 동일하게 설계된다.
도 9는 도 7 및 도 8의 사시도에 따른 실시예의 모듈식 유닛(56)을 나타낸 도면이다. 상기 기재된 바와 같이, 이러한 모듈식 유닛은 밸브 지지체(46)와, 상기 밸브 지지체에 존재하는 체크 밸브(48)와, 상기 밸브 지지체(46)에 나사식 결합된 유지 부재(50)와, 그리고 상기 유지 부재(50)에 의해 지지되는 필터(52)로 이루어진다.
가이드 세그먼트(100)의 구역에서, 두 개의 상호 마주한 챔퍼(192)가 밸브 지지체(46) 상에 형성되어, 개방 단부식 렌치의 결합에 사용되고 이에 따라 유지 부재(50)가 조여질 수 있게 된다.
도 1 내지 도 6에 따른 실시예에서의 모듈식 유닛(56)은, 밸브 지지체(46)가 반경방향 유출구(190)를 구비하지 않고 그리고 가이드 세그먼트(100)의 길이가 더욱 작아질 수 있을지라도, 정확하게 동일하게 설계된다.
이러한 사전조립된, 자동-수용식 모듈식 유닛(56)이 밸브 지지체(46)의 외측 실링 표면(60)에 의해 하우징(18)의 원추형 실링 표면(44)에 놓일 때까지 리세스(40)에 아무 문제없이 안내될 수 있다.
미세구멍(54)을 갖는 필터 몸체(52') 대신에, 로드-타입의 필터(53)가 또한 여러 실시예에서와 같이 필터(52)로 제공될 수 있다. 도 10 내지 도 13에 도시된 실시예에 있어서, 로드-타입의 필터(53) 및 유지 부재(50)가 서로 일체로, 즉 단일품으로 형성된다. 이 결과, 로드-타입의 필터(53)가 또한 모듈식 유닛(56)의 부분이고 그리고 이에 따라 고압 유입구(34)의 방향으로부터 밸브 지지체(36) 및 체크 밸브(48)와 함께 리세스(40)로 삽입된다. 그러나, 자동-수용식 구성요소로서 로드-타입의 필터(53)가 설계되고, 그리고 특허문헌 EP 2 188 516에 기재되고 이 특허문헌의 도 7(부재번호 72 및 72' 참조)에 도시된 바와 같이, 리세스(40)에서의 억지 끼워맞춤에 의해 상기 필터가 유지되는 설계가 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 모듈식 유닛(56)은 밸브 지지체(46), 체크 밸브(48) 및 다른 연료 통로(90)를 구비한 유지 부재(50)를 포함한다.
도 10 내지 도 13에 도시된 실시예에 있어서, 다른 연료 통로(90)를 갖는 유지 부재(50), 나사산부(94), 개방 홈(96) 및 다각형 프로파일을 갖는 단차부(98)가 도 1 내지 도 3 그리고 특히, 도 4 내지 도 7과 관련하여 기재되고 도시된 바와 같이 동일하게 설계된다. 여기에 기재된 단부에 일체로 인접하여, 축선 방향에서 블라인드 구멍과 같은 방식으로 다른 연료 통로(90)를 폐쇄하는 로드-타입의 필터(53)가 현재 존재한다. 대신에, 여기서 3개의 반경방향 통로(194)가 다른 연료 통로(90)로부터, 유지 부재(50)와 하우징(18)이나 상기 하우징의 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 사이의 환형 공간으로 뻗어있어, 상기 통로는 연료의 유동 방향으로 경사진다.
도 13에 있어서, 도 13에서 지시된 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 또는 연결 부분 하우징(156)이 더욱 명확하게 나타내기 위하여, 효과적으로 나타낸 경우보다도 로드-타입의 필터(53)로부터 보다 긴 거리로 나타내어져 있음을 알 수 있을 것이다.
로드-타입의 필터(53)는 원통형으로 설계되고, 이 원주부에서 길이방향 홈(196, 196')을 구비하며, 상기 홈은 원주 방향으로 분배되고 고압 공간(36) 및 반경방향 통로(194)에 교호로 개방되지만, 다른 단부에서, 폐쇄된 것으로 보이며 축선 방향에서 측정된 바와 같이, 로드-타입의 필터(53)의 길이의 상당한 부분에서 서로 겹쳐진다. 이러한 오버랩의 구역에서, 로드-타입의 필터(53)의 외측 직경은 길이방향 홈(196 및 196')을 시각적으로 폐쇄하는 두 개의 축선방향 단부 구역(198 및 198')보다 더 작게 설계된다. 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)과 함께 오버랩의 구역에서의 감소된 직경은, 연료가 길이방향 홈(196')으로부터 길이방향 홈(196)으로 유동할 수 있지만 고체 파티클을 보유할 수 있는 필터 갭(200)의 경계를 형성한다.
두 개의 단부 구역(198 및 198')에 있어서, 로드-타입의 필터(53)와 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 사이의 간격(A)은 각각의 경우에 개방되어 있는, 길이방향 홈(196, 196')의 구역 외측에서 대략 5 micrometer 내지 10 micrometer이다. 로드-타입의 필터(53)와 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 사이의 필터 갭(200)의 폭은 바람직하게는 대략 30 내지 40 micrometer이고, 특히 대략 35 micrometer이다.
도 1 내지 도 3 및 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예보다도 더욱 작은 외측 직경을 갖고, 그리고 압력 상태가 이를 요구한다면(시각적으로 항상 보여지는 경우), 또한 보다 작은 내측 직경을 갖는(또한 도 15, 도 16 및 도 17 참조 바람) 내측 튜브(70)나 공급 라인(16)의 설계가 가능하다. 이러한 경우에, 개별 저장 챔버(38)의 볼륨이 바람직하게는 대응하게 크거나 또는 보다 크게 설계된다.
또한 이러한 경우에, 내측 튜브(70) 또는 공급 라인(16)의 외측 콘(72)이 고정 부재(74)에 의해 단부 플랜지(62)나 또는 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)에 대해 실링되게 가압된다. 단부 플랜지(62)나 또는 밸브 지지체(46)의 원추형 외측 실링 표면(60)이 또한 이에 따라 하우징(18)의 원추형 실링 표면(44)에 대해 가압된다.
그러나, 저장 챔버(38)에서의 압력에 대해 신뢰가능한 실링 방식으로 하우징(18)에 대해 밸브 지지체(46)를 가압하기에는 너무 약한 경우가 가능하기 때문에, 도 6에 도시된 유지 링(170)은 예를 들면, 대응하게 더욱 강성으로 만들어질 수 있고 대응하게 더욱 안정된 방식으로 하우징(18)에 고정될 수 있어, 이에 따라 압력 서지(surge)의 경우에서도, 외측 실링 표면(60)과 원추형 실링 표면(44) 사이의 누출방지를 보장한다.
도 14는 도 6과 관련하여 기술되고 도시된 설계와 동일하게 본 장치가 설계되는 실시예를 나타내고 있으며, 밸브 지지체(46)의 단부 플랜지(62)가 반경방향으로 외측으로 원형-원통형으로 설계되고 유입구 측으로부터 먼 단부에서, 길이방향 축선(28 또는 158')에 직각으로 뻗어있는 실링 표면에 놓인 외측 실링 표면(60')이 단부 플랜지(62)에서 단차식으로 폭이 좁아지는 환형 실링 표면으로 설계되고, 그리고 대응하는 방식으로, 연결 부분 하우징(156)이나 저장 몸체(20)나 하우징(18)의 연결 세그먼트(22)가 실링 표면에 위치된 환형 실링 표면(44')을 형성하도록 단차식으로 폭이 좁아지는 단부 플랜지(62)를 수용하도록 리세스(40)의 원형-원통형 세그먼트를 구비한다는 점에 차이가 있다. 또한 여기서, 밸브 지지체(46)가 유입구 단부(66)에서 실링 표면을 형성하는 내측 콘(68)을 구비하며, 상기 내측 콘은 상기 기재된 바와 같이, 내측 튜브(70)의 또는 공급 라인(16)의 외측 콘(72)과 실링되게 상호작용한다.
외측 나사산부를 갖는 연결 나사(74'')로 다시 한번 이 경우에 설계된 고정 부재(74)가 밸브 지지체(46)에 대해 내측 튜브(70)나 또는 공급 라인(16)을 가압하고, 그리고 환형 실링 표면(44')에 대해 상기 밸브 지지체를 가압한다. 또한 연결 세그먼트(22)의 적당한 구성에 주어진 이러한 경우에, 고정 부재(74)는 또한 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 연결 너트(74')로 설계될 수 있다.
여러 관점에서, 도 14에 도시된 장치가 여러 도면에 도시된 바와 같은 그리고 상기 도면에 대응하여 기재된 바와 동일한 방식으로 설계될 수 있다.
또한 여기서, 유지 링(170) 및 나사(104)는, 공급 라인(16)이 제거될 때, 모듈식 유닛(56)을 제 위치에 유지시키기 위해서뿐만 아니라 단부 플랜지(62)의 외측 실링 표면(60')이 실링 표면(44')에 대해 가압되게 하는 접촉 압력 힘을 증대시키기 위해서, 대응하게 더욱 강성으로 설계될 수 있다.
도 15 및 도 16은 두 개의 실시예를 나타내고 있으며, 상기 실시예에서 밸브 지지체(46)의 원추형 외측 실링 표면(60)이 중간 연결 부분(202)에 의해 고압 유입구(34)의 원추형 실링 표면(44)에 대해 실링되게 가압된다. 이들 실시예는, 이중-벽부의 설계의 공급 라인(16)의 내측 튜브(70)나 또는 공급 라인(16)(이중-벽부의 설계가 아닐 경우)이 비교적 작은 직경으로 설계될 때, 사용되는 것이 바람직하다(이와 관련하여, 보다 큰 직경을 갖는, 도 1 내지 도 3 및 도 6 내지 도 8에서의 공급 라인(16)을 참조). 여기서, 내측 튜브(70)의 또는 공급 라인(16)의 외측 직경이 원통형 구역에서 (원추형 연결 세그먼트 외측) 리세스(40)의 직경보다 더 크다. 그러나, 여기서, 내측 튜브(70)의 또는 공급 라인(16)의 외측 직경이 원통형 구역에서 리세스(40)의 직경보다 더 작다.
연료 분사 밸브(10), 특히 밸브 지지체(46)를 구비한 모듈식 유닛(56)은 여러 도면에 도시되고 상기 기재된 설계와 동일하게 설계된다.
연결 세그먼트(22)에서, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)에서의 리세스(40)가 원추형 실링 표면(44)을 구비하고, 상기 원추형 실링 표면에서 밸브 지지체(46)가 상기 기재된 바와 같이, 원추형 외측 실링 표면(60)에 의해 실링되게 놓인다.
그러나, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 및 밸브 지지체(46)가 또한 도 14에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
실링 표면(44)에 인접하여, 하우징이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)이 연결 세그먼트(22)에서의 자유 단부 쪽으로 내측 나사산부를 구비하며, 상기 나사산부로 중간 연결 부분(202)이 대응하는 외측 나사산부에 의해 나사식 결합되며; 도 15에서 이러한 구성은 도 7, 도 8 및 도 14의 실시예에서의 연결 나사(74'')와 유사하다.
연료 분사 밸브(10)에 인접한 이에 따라 밸브 지지체(46)에 인접한 단부 구역에서, 외측 콘(72)이 중간 연결 부분(202) 상에 형성되고, 상기 외측 콘이 상기 기재된 바와 같이, 특히 도 1 내지 도 3 및 도 6 내지 도 8과 관련하여, 상기 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)과 실링되게 상호작용한다. 여기서, 대응하는 외측 콘(72)이 공급 라인(16) 상에 형성되거나 또는 내측 튜브(70) 상에 형성된다.
외측 콘(72)으로부터 먼 단부에서, 공급 라인(16)의 내측 튜브(70)가 상기 외측 콘(72)에 의해 실링되게 놓이는 내측으로 테이퍼진 실링 표면(204)이 단일품으로 설계된 중간 연결 부분(202) 상에 형성된다.
길이방향 축선(28 또는 158')에 대해 중앙으로, 중간 연결 부분(202)을 통해 뻗어있는, 공급 라인(16)으로부터 연료 분사 밸브(10)까지, 달리 말하자면 모듈식 유닛(56)까지 연료를 공급하기 위한 공급 보어(208)가 존재한다.
도 15에 도시된 실시예에 있어서, 중간 연결 부분(202)이 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 상에 돌출한다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 그리고 이에 대응하게 기재된 바와 같이, 고정 슬리브(150)에 의해 내측으로 테이퍼진 실링 표면(204)에 대해 내측 튜브(70)를 가압하는 연결 너트(74')는 중간 연결 부분(202)의 대응하는 외측 나사산부에 나사식 결합된다.
하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)과 연결 너트(74') 사이의 중간 연결 부분(202) 상에 외측 비드(206)가 형성되고, 상기 외측 비드는 연결 너트(76)를 넘어 이 측에서 하우징(18)의 단부 구역을 넘어 반경 방향으로 돌출하고 그리고 공구용 적용 표면에서, 예를 들면 육각형이 개방-단부식 렌치의 적용을 위해 형성된다.
따라서 중간 연결 부분(202)은 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)에 간단한 방식으로 충분한 힘으로 나사식 결합될 수 있다.
누출 연료를 복귀시키기 위해, 공급 라인(16)이 내측 튜브(70) 및 외측 튜브(142)를 갖는 이중-벽부로 설계된다면, 반경방향 외측으로 개방된 대응하는 원주방향 홈으로 삽입된 두 개의 O-링(146)이 중간 연결 부분(202)에 제공되며, 상기 O-링은 중간 연결 부분(202)과, 한편으로, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 사이에 그리고, 다른 한편으로, 연결 너트(74') 사이에 시일을 형성한다. 이러한 경우에, 누출 보어(210)가 중간 연결 부분(202)에 형성되고, 상기 보어가 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156), 밸브 지지체(46) 및 중간 연결 부분(202)에 의해 경계가 형성된 갭의 형태로, 누출 복귀 갭(144)을 너트 통로(148)를 통해 누출 공간(212)과 연결한다.
이러한 측에서 고압 공간(36)으로부터 빠져나오는 임의의 연료가 이에 따라 상기 기재된 바와 같이, 공급 라인(16)으로 다시 그리고 누출 복귀 갭(144)을 통해 이송된다.
도 16에 도시된 실시예에 있어서, 중간 연결 부분(202)은 도 15에 도시된 실시예에서보다 축선 방향으로 보다 짧게 설계되고 그리고 연결 세그먼트(22)에서, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 내에 배치된다.
중간 연결 부분(202)의 외측 나사산부와 내측으로 테이퍼진 실링 표면(204) 사이에서, 그 단부가 평탄하게 설계된다. 3개의 블라인드 구멍(214)이 이러한 단부로부터 내측으로 테이퍼진 실링 표면(204)과 외측 나사산부 사이의 반경 방향에서 대략적으로 중앙에 그리고 길이방향 축선(28 또는 158')에 평행하게 뻗어있고, 상기 블라인드 구멍은 원주 방향으로 분배된다. 이들 보어는 대응하는 핀-타입의 소켓 렌치와의 결합을 위해 사용되고, 상기 핀은, 중간 연결 부분(202)의 외측 콘(72)이 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68) 상에 실링되게 놓이고 그리고 상기 밸브 지지체(46)가 그 외측 실링 표면(60)에 의하여 원추형 실링 표면(44) 상에 실링되게 놓이는 방식으로, 상기 중간 연결 부분(202)을 조이도록 블라인드 구멍(214)에서 결합할 수 있다.
고정 부재(74)는 도 6 내지 도 8 및 도 14에 도시된 실시예와 동일하게 설계되며, 고정 슬리브(150)를 통해 중간 연결 부분(202)의 내측으로 테이퍼진 실링 표면(204)에 대해 공급 라인(16)의 내측 튜브(70)의 외측 콘(72)을 실링되게 가압하는, 고정 나사(74'')로 설계된다.
도 15 및 도 16에 도시된 실시예에 있어서, 그리고 도 7 및 도 8과 관련하여 도시되고 설명된 바와 같이, 반경방향 유출구(190)가 밸브 지지체(46)에 제공되어, 연료를 연결 라인(176)을 통해 다른 연료 분사 밸브(10)에 공급한다. 그러나, 이와 같이 공급될 다른 연료 분사 밸브(10)가 없다면, 밸브 지지체(46)는 도 1 내지 도 3, 도 6, 및 도 14에 도시된 바와 같이, 반경방향 유출구(190) 없이 형성될 수 있다.
지금, 또한 도 15 및 도 16에 도시된 실시예에 있어서, 밸브 지지체(46) 및 하우징(18)이나 저장 몸체(22)나 연결 부분 하우징(156)이 길이방향 축선(28, 158')에 직각으로 뻗어있는 평면에 배치된 실링 표면(60', 44')으로써, 이에 따라 도 14에 도시된 실시예에 대응하게 설계될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
다른 연료 분사 밸브(10)를 공급하기 위하여, 연결 부분 하우징(156)이나 저장 몸체(20)나 하우징(18)의 연결 세그먼트(22)가 상기 기재되고 그리고 도 7에 도시된 설계와 동일하게 설계될 수 있는데, 이는 즉, 고압 유출구(178)를 갖는다는 것이다.
도 15 및 도 16은 다른 연료 분사 밸브(10)의 공급에 대한 대안적인 해결책을 나타내고 있으며, 이 경우 상기와 같은 해결책은 또한 다른 실시예에서 사용될 수 있다.
길이방향 축선(28 또는 156')의 방향에서 보았을 경우에, 적어도 대략적으로 밸브 지지체(46)의 반경방향 통로(190)의 레벨에서, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)의 벽부를 통해 리세스(40)로부터 뻗어있는 유압식 연결부(177)를 형성한 반경방향 보어(178)가 있다. 반경 방향에서의 외측 단부 구역이 원추형 실링 표면(174)으로서 설계되며, 상기 원추형 실링 표면에서 연결 라인(176)의 내측 튜브(70)가 외측 콘(72)에 의해 실링되게 놓인다.
하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)은, 반경방향 통로(218)가 반경방향 보어(178)와 정렬되는 방식으로 배치되는, 클램프(216)에 의해 둘러싸인다.
반경방향 통로(218)의 구역에서, 클램프(216)에는 내측 나사산부가 제공되고, 상기 내측 나사산부 내로 연결 나사(74'')로 설계된 고정 부재(74)가 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)에 대해 내측 튜브를 실링되게 가압하도록 나사식 결합된다.
클램프(216)를 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156) 상에 부가적으로 고정시키기 위하여, 상기 구성요소는 상기 나사산부로, 반경방향 통로(218)로부터 반대측에서, 나사산부를 갖는 보어를 구비할 수 있고, 바람직하게는 실링, 나사(220)가 삽입되고, 상기 나사의 둔한 팁(blunt tip)이 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)에서의 대응하는 오목부의 스텝의 자유 단부에서 결합된다.
공급 라인(16) 및 연결 라인(176)이 임의의 누출 연료가 복귀될 수 있게 하는 이중-벽부로 설계되는 경우에, 반경방향 보어(178) 및 반경방향 통로(218) 상하의 O-링(146)이 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)과 클램프(216) 사이에 시일을 형성하여 누출 연료의 탈출을 피한다.
이러한 경우에, 중간 연결 부분(202)에는 누출 보어(210)가 더 제공되고, 그리고 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)에는 도 16에서도 도시된 실시예에서의 누출 통로가 제공되어, 도 15에 이미 도시된 바와 같이, 누출 공간(212)을 통해 공급 라인(16)의 누출 복귀 갭(144)과 연결 라인(176) 사이의 누출 연결을 만든다.
완벽을 기하기 위하여, 도 16에 도시된 실시예에 있어서, 연결 나사(74'')로 설계되는, 공급 라인(16)의 고정 부재(74) 및 중간 연결 부분(202)이 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)의 연결 세그먼트(22)에서의 동일한 나사산부로 나사식 결합된다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 17에 도시된 실시예에 있어서, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)은 도 16에 도시되고 이와 관련하여 기술된 바와 동일하게 설계된다.
밸브 지지체(46)는 또한 도 16에 도시된 중간 연결 부분(202)과 일체형으로, 즉 단일품으로 형성된다는 점을 제외하고는, 동일하게 설계된다.
따라서, 밸브 지지체(46)는, 외측 실링 표면(60)에 인접하여, 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)의 원추형 실링 표면(44) 상의 원추형 외측 실링 표면(60)에 의하여 실링되게 놓이는 방식으로 상기 하우징(18)이나 상기 저장 몸체(20)나 상기 연결 부분 하우징(156)의 연결 세그먼트(22)에서 대응하는 내측 나사산부로 나사식 결합되는, 외측 나사산부를 구비한 원통형 세그먼트(222)를 구비하고 있다.
더욱이, 상기 기재된 실시예와 달리, 연결 라인(176)의 그리고 공급 라인(16)의 내측 튜브(70) 및 대응하는 고정 부재(74)가 상이하게 설계된다. 내측 튜브(70)의 자유 단부 구역에서의 플라스틱 변형에 의해, 한편으로, 반경 방향으로 돌출하는 포위 접촉 압력 링(224) 및 상기 자유 단부에서 가능한 멀리 상기 링에 인접하여, 외측 콘(72)이 상기 튜브 상에 형성된다.
여기서 연결 나사(74'')로 설계된 고정 부재(74)는 또한, 연결 너트(74')로 설계될 수 있을지라도, 내측 튜브(70)가 하우징(18)이나 저장 몸체(20)나 연결 부분 하우징(156)과 실링 접촉을 유지하게 하기 위하여 접촉 압력 링(224)을 갖는, 형성된 환형 접촉 압력 표면(226)에 의하여, 대응하는 방식으로 직접적으로 상호작용한다.
완벽을 기하기 위하여, 도 16에 따른 중간 연결 부분(202) 상에 형성된 블라인드 구멍(214)이 밸브 지지체(46) 자체에 현재 형성되어 상기 밸브 지지체가 조여질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
또한 도 17에 따른 이러한 실시예에 있어서, 공급 라인(16)이 도시된 바와 같이 연료를 이송하는 내측 튜브(70)와 외측 튜브(142)를 갖는 이중-벽부로 설계될 수 있어, 임의의 누출 연료를 복귀시킨다. 상기 기재된 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 누출 보어(210)가 이에 따라 상기 경우에 제공된다.
그러나, 또한 본 발명에서 공급 라인이 구체화될 수 있고, 필요하다면, 단일의 벽부를 갖는 연결 라인(176)이, 이러한 경우에 공급 라인(16)이 설계상 내측 튜브(70)에 대응한다. 본 발명은 또한 아래 기재된 바와 같은 실시예에 관한 것이다:
A. 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치로서, 고압 유입구(34), 리세스(40) 및 고압 공간(36)을 갖는 하우징(18)을 구비한 연료 분사 밸브(10)와, 연료 통로(76)를 구비한 밸브 지지체(46)와, 상기 고압 유입구(34)로부터 상기 연료 통로(76)를 통해 상기 고압 공간(36)으로 가능한 한 장애 없이 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브(48)와, 상기 연료 분사 밸브(10)에 연료를 공급하기 위한 공급 라인(16)과, 그리고 상기 고압 유입구 쪽 방향(34)으로 공급 라인(16)을 설치하는 고정 부재(74)를 구비하고 있고, 여기서 상기 밸브 지지체(46)가 밸브 지지체(46)에 고정된 유지 부재(50) 및 체크 밸브(48)와 함께 자동-수용식, 카트리지 타입의 모듈식 유닛(56)으로 형성되고 그리고 상기 하우징(18)의 상기 리세스(40)로 이처럼 삽입된다.
B. 실시예 A에 따른 장치에 있어서, 모듈식 유닛(56)은 고압 유입구(34)의 방향으로부터 리세스(40)로 삽입된다.
C. 실시예 A 또는 B에 따른 장치에 있어서, 유지 부재(50)는 다른 연료 통로(90)를 구비한다.
D. 실시예 A 내지 C 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 모듈식 유닛(56)은 연료용 필터(52), 특히 유지 부재(50)에 의해 지지되고 그리고, 필요하다면 다른 연료 통로(90)를 통해 연료가 유동하는, 미세구멍(54)을 갖는 컵 형상의 필터 몸체(52')를 구비한다.
E. 실시예 A 내지 D 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 리세스(40)는 고압 공간(36)의 부분을 적어도 형성하고, 그리고 모듈식 유닛(56)은 상기 고압 공간(36)에 삽입된다.
F. 실시예 A 내지 E 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 체크 밸브(48)의 환형 체크 밸브 시트(80)는 상기 밸브 지지체(46) 상에 형성되고, 그리고 제한기 통로(86)가 제공되고 바람직하게는 밸브 플레이트(84')로 설계된, 체크 밸브 시트(48)와 상호작용하는 체크 밸브 부재(84)가 상기 밸브 지지체(46)와 유지 부재(50) 사이에 배치된다.
G. 실시예 F에 따른 장치에 있어서, 밸브 플레이트(84')로 설계된 체크 밸브 부재(84)가 길이방향 축선(28)의 방향으로 통과하고 반경방향 외측 방향으로 개방된 적어도 하나의 개구(92)(바람직하게는 원주 방향으로 분배된 3개의 이러한 개구(92))를 구비하고, 그리고 상기 유지 부재(50)가, 상기 밸브 플레이트(84')에 인접한 그 단부 구역에서, 반경 방향을 통과하고 상기 밴드 플레이트(84') 쪽 방향으로 개방된 적어도 하나의 홈(96)(바람직하게는 원주 방향으로 분배된 3개의 이러한 홈(96))을 구비하여, 체크 밸브(48)가 개방될 때, 가능한 한 장애가 없이 연료가 유동할 수 있다.
H. 실시예 A 내지 G 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 고압 유입구(34)는 원추형 실링 표면(44)을 구비하고, 밸브 지지체(46)가 외측 원주방향 표면(58) 상에서 원추형 외측 실링 표면(60)을 구비하고, 상기 실링 표면은 고압 유입구(34)의 원추형 실링 표면(44) 상에 실링되게 놓이고, 상기 밸브 지지체(46)는 유입구 단부(66)에서 내측 콘(68)을 구비하고, 상기 내측 콘이 실링 표면을 형성하고 연료 통로(76)에 의해 인접되며, 상기 공급 라인(16)이 상기 연료 분사 밸브(10)에 인접한 단부 구역에서 외측 콘(72)을 구비하고, 상기 외측 콘은 상기 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68) 상에 실링되게 놓이는 실링 표면을 형성하고, 그리고 상기 고정 부재(74)는 상기 밸브 지지체(46)에 대해 공급 라인(16)을 가압하고 상기 밸브 지지체를 고압 유입구(34)에 대해 가압한다.
I. 실시예 H에 따른 장치에 있어서, 원추형 외측 실링 표면(60) 및 내측 콘(68)이 밸브 지지체(46)의 깔때기-형상의 단부 플랜지(62) 상에 형성된다.
J. 실시예 H 또는 I에 따른 장치에 있어서, 고압 유입구(34)의 원추형 실링 표면(44)은 하우징(18)에 형성된다.
K. 실시예 H 내지 J 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 한편으로, 고압 유입구(34)의 원추형 실링 표면(44)과 밸브 지지체(46)의 원추형 외측 실링 표면(60) 사이에, 그리고 다른 한편으로, 상기 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)과 공급 라인(16)의 외측 콘(72) 사이에, 환형 실링 표면(64)이 각각의 경우에 개별 테이퍼(44, 60; 68, 72) 사이의 접촉 표면의 가장 작은 직경에 형성되는 결과로서, 0.5° 내지 2°의 콘 각도 차이(α; β)가 있다.
L. 실시예 A 내지 K 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 고압 공간(36)은 연료 저장을 위한 개별 저장 챔버(38)를 구비하고, 그리고 모듈식 유닛(56)은 바람직하게는 이러한 저장 챔버(38)로 돌출한다.
M. 실시예 A 내지 L 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 연료 분사 밸브(10)의 하우징(18)이 고압 공간(36)과 연결되는, 분사 밸브 시트(122)를 구비한 노즐 몸체(30)를 지지하고 이로써 길이방향 축선(28)의 방향으로 조정될 수 있는 방식으로 배치된 분사 밸브 부재(120)가 상호작용하며, 여기서 폐쇄 스프링(128)이 분사 밸브 부재(120) 상에서 지지되고 그리고 상기 분사 밸브 부재(120)에 분사 밸브 시트(122) 쪽 방향으로 나아가게 되는 폐쇄력을 가하고, 그리고 연료를 분사하기 위하여 상기 폐쇄 스프링(128)의 폐쇄력에 대해 분사 밸브 시트(122)로부터 분사 밸브 부재(120)를 상승시키기 위한 목적으로서, 전기 제어식 엑츄에이터(118)에 의해 제어된 유압식 제어 장치(132)가 상기 하우징(18)에 존재한다.
N. 실시예 M에 따른 장치에 있어서, 하우징(18)은 한편으로, 노즐 몸체(30)를 지지하는 밸브 하우징(154)을 구비하고, 분사 밸브 부재(120), 폐쇄 스프링(128), 엑츄에이터(118) 및 제어 장치(132)가 상기 하우징(18)에 배치되고, 실링 표면으로 작용하는 원추형 접촉 압력 표면(162)이 상기 밸브 하우징에 형성되고, 그리고, 다른 한편으로, 상기 하우징(18)은 압력 연결 부분(158)을 구비하고, 상기 압력 연결 부분의 연결 부분 하우징(156) 상에 고압 유입구(34)가 형성되고 길이방향 축선(158')이 밸브 하우징(154)의 길이방향 축선(28)에 대해 바람직하게는 직각으로 횡단하여 뻗어있고, 상기 연결 부분 하우징(156)이 상기 고압 유입구(34)로부터 먼 단부 구역에서, 접촉 압력 표면(162) 상에 실링되게 놓인 원추형 짝맞춤 접촉 압력 표면(164)을 구비하고 그리고, 필요하다면, 모듈식 유닛은 연결 부분 하우징(156)에 삽입되고 그리고 필요하다면, 개별 저장 챔버(20)는 연결 부분 하우징(156)에 적어도 부분적으로 형성된다.
O. 실시예 A 내지 N 중 어느 한 실시예에 따른 장치에 있어서, 하우징(18) 또는 연결 부분 하우징(156)이 고압 유출구(172)를 구비하고, 상기 고압 유출구는 상기 고압 유출구(172)와 연결된 고압 연결 라인(176)을 통해 다른 분사 밸브(10)에 연료를 공급하기 위하여, 상기 고압 유입구(34)와 바람직하게는 제한 없이 유체연통하게 연결되고 상기 고압 유입구(34) 다음에 배치된다.
P. 실시예 O에 따른 장치에 있어서, 밸브 지지체(46)는 내측 콘(68)과 체크 밸브(48) 사이에 반경방향 유출구(190)를 구비하고, 상기 반경방향 유출구는 연료 통로(76)로부터 시작하고 그리고 연결 부분 하우징(156)이나 하우징(18)에서의 연결 라인(176)을 통해 고압 유출구(34)와 유체연통하게 연결된다.
Q. 실시예 P에 따른 장치에 있어서, 하우징(18) 또는 연결 부분 하우징(156)과 함께 밸브 지지체(46)는 고압 공간(36) 쪽 방향으로, 반경방향 유출구(190) 하류의 협폭의 갭(102)의 경계를 형성하여, 적어도 과도 공정을 위해, 연결 라인(176)과 고압 공간(36)을 또는 필요하다면 개별 저장 챔버(38)를 유압식으로 분리한다.

Claims (22)

  1. 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치로서,
    고압 유입구(34), 리세스(40) 및 고압 공간(36)을 갖는 하우징(18)을 구비한 연료 분사 밸브(10)와, 연료 통로(76)를 구비한 밸브 지지체(46)와, 상기 고압 유입구(34)로부터 상기 연료 통로(76)를 통해 상기 고압 공간(36)으로 가능한 장애 없이 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로의 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브(48)와, 상기 연료 분사 밸브(10)에 연료를 공급하기 위한 공급 라인(16)과, 그리고 상기 고압 유입구(34) 쪽 방향으로 상기 공급 라인(16)을 설치하는 고정 부재(74)를 구비하고 있고,
    상기 고압 유입구(34)가 원추형 실링 표면(44)을 구비하고, 상기 밸브 지지체(46)가 외측 원주방향 표면(58) 상의 원추형 외측 실링 표면(60)을 구비하고, 상기 실링 표면은 상기 고압 유입구(34)의 상기 원추형 실링 표면(44)에 실링되게 놓이고, 상기 고정 부재(74)가 상기 밸브 지지체(46)에 대해 상기 공급 라인(16)을 가압하고, 그리고 상기 밸브 지지체를 상기 고압 유입구(34)에 대해 가압하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 지지체(46)는 유입구 단부(66)에서 내측 콘(68)을 구비하고, 상기 내측 콘은 상기 연료 통로(76) 옆에 인접되고 실링 표면을 형성하고, 그리고 상기 공급 라인(16)은 상기 연료 분사 밸브(10)에 인접한 단부 구역에서 외측 콘(72)을 구비하며, 상기 외측 콘은 상기 밸브 지지체(46)의 상기 내측 콘(68)에 실링되게 놓이는 실링 표면을 형성하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 원추형 외측 실링 표면(60) 및 상기 내측 콘(68)은 상기 밸브 지지체(46)의 깔때기-형상의 단부 플랜지(62)에 형성되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    환형 실링 표면(64)이 각각의 경우에 개별 콘(44, 60; 68, 72) 사이의 접촉 표면의 가장 작은 직경부에 형성되는 결과로서, 한편으로 상기 고압 유입구(34)의 원추형 실링 표면(44)과 상기 밸브 지지체(46)의 원추형 외측 실링 표면(60) 사이에, 그리고 다른 한편으로, 상기 밸브 지지체(46)의 내측 콘(68)과 상기 공급 라인(16)의 외측 콘(72) 사이에 0.5° 내지 2°의 콘 각도 차이(α; β)가 있는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고압 유입구(34)의 상기 원추형 실링 표면(44)은 상기 하우징(18)에 형성되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 지지체(46)는 상기 밸브 지지체(46)에 고정된 유지 부재(50) 및 상기 체크 밸브(48)와 함께 자동-수용식, 카트리지 타입의 모듈식 유닛(56)으로서 형성되고, 그리고 이처럼 상기 하우징(18)의 상기 리세스(40)로 삽입되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 모듈식 유닛(56)은 상기 고압 유입구(34)의 방향으로부터 상기 리세스(40)로 삽입되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
    상기 유지 부재(50)는 다른 연료 통로(90)를 구비하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  9. 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈식 유닛(56)은 유지 부재(50)에 의해 지지되는, 연료용 필터(52), 특히 미세구멍(54)을 구비한 컵 형상의 필터 몸체(52') 또는 로드-타입의 필터(52'')를 구비하고, 그리고 상기 필터로 필요하다면, 다른 연료 통로(90)를 통해 연료가 유동하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  10. 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리세스(40)는 상기 고압 공간(36)의 부분을 적어도 형성하고, 그리고 상기 모듈식 유닛(56)이 상기 고압 공간(36)에 삽입되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  11. 청구항 6 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체크 밸브(48)의 환형 체크 밸브 시트(80)가 밸브 지지체(46)에 형성되고, 그리고 바람직하게는 밸브 플레이트(84')로 설계되고 제한기 통로(86)가 제공된, 체크 밸브 시트(48)와 상호작용하는 체크 밸브 부재(84)가 상기 밸브 지지체(46)와 상기 유지 부재(50) 사이에 배치되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    밸브 플레이트(84')로서 설계된 상기 체크 밸브 부재(84)가 길이방향 축선(28)의 방향으로 통과하고 반경방향 외측을 향한 방향으로 개방된 적어도 하나의 개구(92)를, 바람직하게는 원주 방향으로 분배된 3개의 이러한 개구(92)를 구비하고, 그리고 상기 유지 부재(50)가 상기 밸브 플레이트(84')에 인접한 단부 구역에서, 반경 방향으로 통과하고 상기 밸브 플레이트(84') 쪽 방향으로 개방된 적어도 하나의 홈(96)을, 바람직하게는 원주 방향으로 분배된 3개의 이러한 홈(96)을 구비하여, 상기 체크 밸브(48)가 개방될 때, 가능한 장애가 없는 연료의 유동을 허용하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고압 공간(36)은 연료 저장용 개별 저장 챔버(38)를 구비하고, 그리고 모듈식 유닛(56)은 바람직하게는 이러한 저장 챔버(38)로 돌출하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료 분사 밸브(10)의 상기 하우징(18)은 고압 공간(36)과 연결되는, 분사 밸브 시트(122)를 구비한 노즐 몸체(30)를 지지하고 그리고 이로써 길이방향 축선(28)의 방향으로 조정가능한 방식으로 배치된 분사 밸브 부재(120)가 상호작용하며, 여기서 폐쇄 스프링(128)이 상기 분사 밸브 부재(120)에서 지지되고 상기 분사 밸브 부재가 상기 분사 밸브 시트(122)를 향한 방향으로 나아가는 폐쇄력을 받게 되고, 그리고 연료를 분사하기 위하여 상기 폐쇄 스프링(128)의 폐쇄력에 대해 상기 분사 밸브 시트(122)로부터 상기 분사 밸브 부재(120)를 상승시키기 위한 목적으로서 전기 제어식 엑츄에이터(118)에 의해 제어되는 유압식 제어 장치(132)가 상기 하우징(18)에 위치하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 하우징(18)은 한편으로, 노즐 몸체(30)를 지지하는 밸브 하우징(154)을 구비하고, 상기 밸브 하우징에 상기 분사 밸브 부재(120), 상기 폐쇄 스프링(128), 상기 엑츄에이터(118) 및 상기 제어 장치(132)가 배치되고, 상기 밸브 하우징에 실링 표면으로서 작용하는 원추형 접촉 압력 표면(162)이 형성되고, 그리고 상기 하우징(18)은 다른 한편으로, 압력 연결 부분(158)을 구비하고, 상기 압력 연결 부분의 상기 연결 부분 하우징(156)에 상기 고압 유입구(34)가 형성되고 상기 길이방향 축선(158')은 상기 밸브 하우징(154)의 상기 길이방향 축선(28)에 바람직하게는 직각으로 횡단하여 뻗어있고, 상기 연결 부분 하우징(156)이, 상기 고압 유입구(34)로부터 먼 단부 구역에서, 상기 접촉 압력 표면(162)에 실링되게 놓이는 원추형 짝맞춤 접촉 압력 표면(164)을 구비하고, 그리고, 필요하다면, 모듈식 유닛(56)이 상기 연결 부분 하우징(156)으로 삽입되고, 그리고 필요하다면, 개별 저장 챔버(20)가 상기 연결 부분 하우징(156)에서 적어도 부분적으로 형성되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(18) 또는 연결 부분 하우징(156)이 고압 유출구(172)를 구비하고, 상기 고압 유출구는, 상기 고압 유출구(172)와 연결된 고압 연결 라인(176)을 통해 다른 분사 밸브(10)에 연료를 공급하기 위하여, 상기 고압 유입구(34)와 바람직하게는 제한 없이 유체연통하게 연결되고 상기 고압 유입구(34) 다음에 배치되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  17. 청구항 2 또는 16에 있어서,
    상기 밸브 지지체(46)는 상기 내측 콘(68)과 상기 체크 밸브(48) 사이에서, 반경방향 유출구(190)를 구비하고, 상기 반경방향 유출구는 상기 연료 통로(76)로부터 시작하고 상기 하우징(18) 또는 연결 부분 하우징(156)에서 연결 라인(176)을 통해 상기 고압 유출구(34)와 유체 연통하게 연결되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 하우징(18)이나 또는 상기 연결 부분 하우징(156)과 함께 상기 밸브 지지체(46)는, 적어도 과도 공정을 위해, 상기 연결 라인(176)과 상기 고압 공간(36) 또는 필요하다면, 개별 저장 챔버(38)를 유압식으로 분리하기 위하여, 상기 고압 공간(36) 쪽 방향으로, 상기 반경방향 유출구(19) 하류의 협폭의 갭(102)의 경계를 형성하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  19. 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치로서,
    고압 유입구(34), 리세스(40) 및 고압 공간(36)을 갖는 하우징(18)을 구비한 연료 분사 밸브(10)와, 연료 통로(76)를 구비한 밸브 지지체(46)와, 상기 고압 유입구(34)로부터 상기 연료 통로(76)를 통해 상기 고압 공간(36)으로 가능한 장애 없이 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로의 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브(48)와, 상기 연료 분사 밸브(10)로 연료를 공급하기 위한 공급 라인(16)과, 그리고 상기 고압 유입구(34) 쪽 방향으로 상기 공급 라인(16)을 설치하는 고정 부재(74)를 구비하고,
    상기 고압 유입구(34)가 실링 표면에 위치된 환형 실링 표면(44')을 구비하고, 상기 밸브 지지체(46)는, 단차식으로 폭이 좁아지는, 실링 평면에 위치하고 상기 고압 유입구(34)의 상기 환형 실링 표면(44')에 실링되게 놓이는, 환형 외측 실링 표면(60')을 구비하고, 그리고 상기 고정 부재(74)가 상기 공급 라인(16)을 상기 밸브 지지체(46)에 대해 가압하고 상기 밸브 지지체를 상기 고압 유입구(34)에 대해 가압하거나, 또는 상기 고정 부재(74)가 연료용 관통 공급 보어(208)를 구비한 중간 연결 부분(202)에 대해 상기 공급 라인(16)을 가압하고, 그리고 상기 연결 부분이 상기 밸브 지지체(46)를 상기 고압 유입구(34)에 대해 가압하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  20. 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치로서,
    고압 유입구(34), 리세스(40) 및 고압 공간(36)을 갖는 하우징(18)을 구비한 연료 분사 밸브(10)와, 연료 통로(76)를 구비한 밸브 지지체(46)와, 상기 고압 유입구(34)로부터 상기 연료 통로(76)를 통해 상기 고압 공간(36)으로 가능한 한 장애 없이 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로의 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브(48)와, 상기 연료 분사 밸브(10)에 연료를 공급하기 위한 공급 라인(16)과, 그리고 상기 고압 유입구(34) 쪽 방향으로 상기 공급 라인(16)을 설치하는 고정 부재(74)를 구비하고 있고,
    상기 고압 유입구(34)가 원추형 실링 표면(44)을 구비하고, 상기 밸브 지지체(46)가 외측 원주방향 표면(58)에서 원추형 외측 실링 표면(60)을 구비하고, 상기 실링 표면은 상기 고압 유입구(34)의 상기 원추형 실링 표면(44)에 실링되게 놓이고, 상기 고정 부재(74)가 상기 하우징(18)에 고정되고 연료용 관통 공급 보어(208)를 구비한 중간 연결 부분(202)에 대해 상기 공급 라인(16)을 가압하고, 그리고 상기 연결 부분이 상기 밸브 지지체(46)를 상기 고압 유입구(34)에 대해 가압하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하기 위한 장치.
  21. 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하는 장치로서,
    고압 유입구(34), 리세스(40) 및 고압 공간(36)을 갖는 하우징(18)을 구비한 연료 분사 밸브(10)와, 연료 통로(76)를 구비한 밸브 지지체(46)와, 상기 고압 유입구(34)로부터 상기 연료 통로(76)를 통해 상기 고압 공간(36)으로 가능한 한 장애 없이 연료의 유동을 가능하게 하고 반대 방향으로의 상기 유동을 적어도 제한하는 체크 밸브(48)와, 상기 연료 분사 밸브(10)에 연료를 공급하기 위한 공급 라인(16)과, 그리고 상기 고압 유입구(34) 쪽 방향으로 상기 공급 라인(16)을 설치하는 고정 부재(74)를 구비하고 있고,
    상기 고압 유입구(34)가 원추형 실링 표면(44)을 구비하고, 상기 밸브 지지체(46)는 외측 원주방향 표면(58)에서, 원추형 외측 실링 표면(60) 및 나사산부를 구비하고, 상기 밸브 지지체(46)가 그 나사산부에 의해 상기 하우징(18)의 짝맞춤 나사산부와 나사식 결합되고, 이 결과 상기 원추형 외측 실링 표면(60)은 상기 고압 유입구(34)의 상기 원추형 실링 표면(44)에 실링되게 놓이고, 그리고 상기 고정 부재(74)는 상기 공급 라인(16)을 상기 밸브 지지체(46)에 대해 가압하는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하는 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 고정 부재(74)는 나사로서 설계되고 상기 짝맞춤 나사산부에 나사식 결합되는, 내연 기관의 연소실에 고압 연료를 단속적으로 분사하는 장치.
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