KR20200103759A - 피스톤 엔진의 시동 공기 시스템을 위한 파이프 요소 및 연결 요소 - Google Patents

피스톤 엔진의 시동 공기 시스템을 위한 파이프 요소 및 연결 요소 Download PDF

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Abstract

피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15) 는, 가압 공기를 운반하기 위한 중심 도관 (14) 으로서, 파이프 요소 (15) 의 원통형 외부 표면을 중심 도관 (14) 에 연결하기 위한 분지부 (14a) 를 포함하는 중심 도관 (14); 제어 공기용 일 그룹의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 로서, 모든 이송 도관들이 동일한 직경을 가지며 파이프 요소 (15) 의 외부 표면으로부터 동일한 반경방향 거리에 배치되는, 상기 일 그룹의 이송 도관들; 및 제어 공기용 종방향 연결 도관 (12.11) 으로서, 파이프 요소 (15) 의 원통형 외부 표면을 연결 도관 (12.11) 에 연결하기 위한 분지부 (12.11a) 를 포함하는 연결 도관 (12.11) 을 포함한다.

Description

피스톤 엔진의 시동 공기 시스템을 위한 파이프 요소 및 연결 요소
본 발명은 청구항 1 에 따른 피스톤 엔진의 시동 공기 시스템을 위한 파이프 요소에 관한 것이다. 본 발명은 또한 다른 독립 청구항에서 규정된 바와 같은 2 개의 파이프 요소들과 협력작동하기 위한 연결 요소에 관한 것이다.
선박 엔진과 같은 대형 내연 엔진은 일반적으로 가압 공기를 사용하여 시동된다. 일부 엔진에서는 공압 시동 모터가 사용된다. 다른 옵션은 피스톤을 이동시키고 크랭크샤프트를 회전시키기 위해 적절한 순서로 엔진의 실린더에 가압 공기를 도입하는 것이다. 따라서, 엔진의 각각의 실린더에는 시동 밸브가 제공되며, 이는 실린더로의 가압 공기의 유입을 제어한다. 시동 밸브는 공압식으로 제어될 수 있다. 공압 제어식 시동 밸브는 제어 공기 파이프에 연결된다. 각 제어 공기 파이프는 타이밍 장비에 연결되며, 이는 각 시동 밸브의 제어 공기 유동을 제어한다. 각 엔진은 연속적인 실린더들 사이의 상이한 거리로 인해 고유 엔진별 파이핑을 필요로 한다. 특정 엔진 유형의 상이한 실린더 구성은 상이한 점화 (firing) 순서로 인해 특정 파이핑 배열체를 필요로 한다. 따라서, 상이한 엔진의 시동 공기 시스템을 구성하기 위해 다수의 상이한 구성요소가 필요하다.
본 발명의 목적은 피스톤 엔진의 시동 공기 시스템을 위한 개선된 파이프 요소를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 파이프 요소의 특징적 구성은 청구항 1 에 주어진다. 본 발명의 다른 목적은 2 개의 파이프 요소들과 협력작동하기 위한 연결 요소를 제공하는 것이다. 연결 요소의 특징적 구성은 다른 독립 청구항에 주어진다.
본 발명에 따른 파이프 요소는 원통형 외부 표면, 파이프 요소의 제 1 단부에 있는 제 1 단부 표면 및 파이프 요소의 제 2 단부에 있는 제 2 단부 표면을 갖는다. 파이프 요소는, 가압 공기를 운반하기 위한 중심 도관으로서, 중심 도관은 파이프 요소의 제 1 단부 표면으로부터 제 2 단부 표면까지 연장되고, 파이프 요소의 원통형 외부 표면을 중심 도관에 연결하기 위한 분지부를 포함하는, 상기 중심 도관; 제어 공기용 일 그룹의 이송 도관들로서, 각 이송 도관은 파이프 요소의 제 1 단부 표면으로부터 제 2 단부 표면까지 연장되고, 모든 이송 도관들은 동일한 직경을 가지며 파이프 요소의 외부 표면으로부터 동일한 반경방향 거리에 배치되는, 상기 일 그룹의 이송 도관들; 및 제어 공기용 연결 도관으로서, 연결 도관은 파이프 요소의 제 1 단부 표면으로부터 제 2 단부 표면까지 연장되고, 연결 도관은 이송 도관들과 동일한 직경을 가지며, 연결 도관은 파이프 요소의 외부 표면으로부터 이송 도관들과 동일한 반경방향 거리에 배치되고 파이프 요소의 원통형 외부 표면을 연결 도관에 연결하기 위한 분지부를 포함하는, 상기 연결 도관을 포함한다.
본 발명에 따른 파이프 요소에 의해, 피스톤 엔진의 시동 공기 시스템이 모듈식 요소들을 사용하여 구성될 수 있으며, 모든 제어 공기 파이프들이 단일 요소에 통합된다. 중심 도관은 작동 유체를 위한 채널로서 사용될 수 있다. 각각의 파이프 요소는 하나의 실린더를 위한 제어 공기 출구 및 예를 들어 시동 공기 시스템의 작동 유체 또는 다른 목적을 위한 추가적인 출구를 포함한다. 다른 엔진들의 시동 공기 시스템에 동일한 파이프 요소들이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 연결 요소는 원통형 공동을 갖는 보디를 포함하고, 이 공동은 두 파이프 요소들이 동심으로 위치되고 두 파이프 요소들의 단부 표면들이 서로 대면하도록 하나의 파이프 요소의 일 단부 및 또 다른 똑같은 파이프 요소의 대향 단부를 수용하도록 구성되고, 보디는, 파이프 요소들 중의 하나의 파이프 요소의 중심 도관의 분지부와의 유체 연통을 위해 연결 요소의 외부 표면으로부터 원통형 공동 내로 연장되는 제 1 드릴링, 및 파이프 요소들 중의 하나의 파이프 요소의 연결 도관의 분지부와의 유체 연통을 위해 연결 요소의 외부 표면으로부터 원통형 공동 내로 연장되는 제 2 드릴링을 포함한다.
본 발명에 따른 연결 요소에 의해, 2 개의 파이프 요소들이 서로 연결될 수 있다. 연결 요소는 제어 공기를 위한 출구 및 예를 들어 작동 유체를 위한 추가적인 출구를 포함한다. 동일한 연결 요소들이 다른 엔진들의 시동 공기 시스템들에 사용될 수 있으며, 연결 요소는 제어 공기 파이프 및 작동 유체용 채널이 엔진의 실린더와 연결된 시동 밸브에 연결될 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이송 도관들은 파이프 요소의 제 1 단부 표면 및 제 2 단부 표면에만 개구들을 갖는다. 중심 도관은 단일 분지부를 통해서만 파이프 요소의 원통형 외부 표면에 연결된다. 또한 연결 도관은 단일 분지부를 통해서만 파이프 요소의 원통형 외부 표면에 연결된다. 따라서, 각각의 파이프 요소는 외부 표면에 단지 2 개의 출구를 포함하고, 따라서 엔진의 단일 실린더를 위한 연결부들을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 중심 도관은 파이프 요소의 종방향 중심 축과 동심으로 배치된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이송 도관들 및 연결 도관은 중심 도관을 둘러싼다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 이송 도관들 및 연결 도관은 각각의 이송 도관 또는 연결 도관이 선행 도관으로부터 동일한 각도상 거리에 있도록 원형 경로를 따라 파이프 요소 내에 분포된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 파이프 요소는 하나의 연결 도관 및 적어도 8 개의 이송 도관들을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 중심 도관은 이송 도관들보다 더 큰 직경을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 중심 도관의 분지부는 파이프 요소의 제 2 단부에 가깝게 배치된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 연결 도관의 분지부는 파이프 요소의 제 2 단부에 가깝게 배치된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 중심 도관의 분지부 및 연결 도관의 분지부는 파이프 요소의 종방향에서 서로 거리를 두고 배치된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 파이프 요소는 압출된 알루미늄 프로파일이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 연결 요소는 파이프 요소의 중심 도관의 분지부와 연결 요소의 제 1 드릴링 사이에 유체 연통을 수립하기 위해 연결 요소의 원통형 공동에 배치된 제 1 그루브, 및 파이프 요소의 연결 도관의 분지부와 연결 요소의 제 2 드릴링 사이에 유체 연통을 수립하기 위해 연결 요소의 원통형 공동에 배치된 제 2 그루브를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 그루브 및 제 2 그루브는 연결 요소의 원주 방향으로 연장된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 그루브 및 제 2 그루브는 연결 요소의 전체 내주에 걸쳐 연장된다.
본 발명에 따른 시동 공기 시스템은 엔진의 각각의 실린더를 위한 위에서 규정된 하나의 파이프 요소를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시동 공기 시스템은 시동 공기 시스템의 임의의 두 연이은 파이프 요소들 사이에 위에서 규정된 연결 요소를 더 포함한다.
본 발명에 따른 피스톤 엔진은 위에서 규정된 시동 공기 시스템을 포함한다.
아래에서 본 발명의 실시형태들이 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1 은 피스톤 엔진의 시동 공기 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 파이프 요소의 부분을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 요소를 도시한다.
도 4 는 도 1 의 파이프 요소의 단면도를 도시한다.
도 5 는 도 3 의 연결 요소의 단면도를 도시한다.
도 6 은 파이프 요소 및 연결 요소의 단면도를 도시한다.
도 7 은 연결 요소에 연결된 2 개의 파이프 요소들을 도시한다.
도 8 은 도 7 의 어셈블리의 단면도를 도시한다.
도 9 는 시동 공기 시스템의 단부 피스를 도시한다.
도 10 은 단부 피스와 파이프 요소의 단면도를 도시한다.
도 11 은 6 기통 직렬 엔진의 파이프 요소 어셈블리를 도시한다.
도 12 는 6 기통 직렬 엔진의 파이프 요소 및 연결 요소의 단면도를 도시한다.
도 1 은 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 개략적으로 도시한다. 엔진 (20) 은 선박의 주 또는 보조 엔진 또는 전기를 생산하기 위해 발전소에서 사용되는 엔진과 같은 대형 내연 엔진이다. 엔진 (20) 의 실린더 직경은 적어도 150 mm 이다. 엔진의 정격 출력은 적어도 150 kW/실린더이다. 도 1 의 실시형태에서, 엔진 (20) 은 6 개의 실린더들 (3) 을 포함하는 직렬 엔진이다. 엔진 (20) 은 임의의 합당한 개수의 실린더 (3) 를 포함할 수 있다. 실린더들 (3) 은 또한 V-구성으로 배열될 수 있다. 시동 공기 시스템 (1) 은 엔진 (20) 이 연소 시작에 충분한 회전 속도에 도달할 때까지 피스톤을 이동시키고 엔진 (20) 의 크랭크샤프트를 회전시키기 위해 엔진 (20) 의 실린더들 (3) 내로 가압 공기를 도입하도록 구성된다. 시동 공기는 엔진 (20) 의 모든 실린더 (3) 내로 도입될 수 있다. 그러나, 특히 V-엔진에서는 시동 공기가 일부 실린더 (3) 에만 도입될 수 있다.
시동 공기 시스템 (1) 은 압축 공기 소스 (2) 를 포함한다. 압축 공기 소스 (2) 는 압축 공기 네트워크, 압축기 또는 공기 탱크일 수 있다. 압축 공기는 파이프 시스템 (4) 을 경유하여 마스터 시동 밸브 (5) 를 통해 엔진 (20) 의 실린더들 (3) 로 유도되고, 추가로 화염 방지기 (6) 를 통해 각 실린더 (3) 로 유도된다. 압축 공기의 공급은 각 실린더 (3) 와 함께 시동 밸브 (7) 에 의해 제어된다. 각 시동 밸브 (7) 의 작동은 제어 공기를 사용하여 타이밍 장비 (10) 에 의해 제어된다.
또한 마스터 시동 밸브 (5) 는 제어 공기에 의해 공압식으로 제어된다. 제어 공기는 전기 제어 솔레노이드 밸브 (9) 를 통해 압축 공기 저장부 (8) 로부터 수용된다. 실린더들 (3) 로의 압축 공기의 분배는 밸브들 (7) 을 공압식으로 제어하는 타이밍 장비 (10) 에 의해 수행된다. 압축 공기는 파이프 (13) 를 통해 타이밍 장비 (10) 로 유도된다. 타이밍 장비 (10) 에 의해, 압축 공기는 특정 시동 밸브 (7) 에 공급되며, 이 특정 시동 밸브의 개방은 그 특별한 경우에 요구된다. 따라서, 시동 밸브들 (7) 의 작동은 타이밍 장비 (10) 에 의해 엔진 (20) 의 작업 사이클과 동기화된다. 타이밍 장비 (10) 로부터 도관 (12) 이 제각기 각 시동 밸브 (7) 로 이어진다. 파이프 시스템 (4) 에는, 예를 들어 엔진 기어가 온인 경우 엔진이 시동될 수 없도록 하는 차단 밸브 (11) 가 또한 제공된다. 타이밍 장비 (10) 는 캠샤프트와 같은 엔진 (20) 의 회전 부분과 기계적으로 커플링될 수 있으며, 이에 의해 엔진의 회전 부분과 직접 연결되어 각 실린더 (3) 에 압축 공기를 시기적절하게 공급할 수 있다.
제어 공기가 엔진 (20) 의 각 시동 밸브 (7) 에 공급될 필요가 있으므로, 각 시동 밸브 (7) 는 타이밍 장비 (10) 에 연결될 필요가 있다. 타이밍 장비 (10) 로부터 각각의 시동 밸브 (7) 까지의 거리는 상이하며, 이는 시동 밸브들 (7) 과 타이밍 장비 (10) 사이의 도관들 (12) 이 길이가 다르다는 것을 의미한다. 예를 들어 4, 6 또는 8 기통 직렬 엔진 및 다른 V-엔진과 같이 다른 실린더 구성으로 특정 엔진 유형이 제공될 수 있다. 예를 들어 6 기통 엔진의 점화 순서가 8 기통 엔진의 점화 순서와 다르기 때문에, 2 개의 연속 실린더들 사이의 거리가 동일한 경우에도 상이한 엔진을 위해 상이한 제어 공기 파이핑이 필요하다. 따라서, 상이한 엔진을 위한 제어 공기 파이프 배열체를 구성하는 데 필요한 상이한 구성요소의 수가 중요할 수 있다.
본 발명에 따른 파이프 요소 및 연결 요소는 동일한 구성요소들이 상이한 엔진의 공기 분사 시스템에 사용될 수 있게 하는 모듈식 솔루션을 제공한다. 본 발명에 따른 파이프 요소는 제어 공기를 위한 공기 도관들 (12) 을 단일 구성요소로 통합한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 파이프 요소 (15) 의 부분을 도시한다. 다른 관점에서 바라본 파이프 요소 (15) 가 도 4, 6-8 및 10-12 에 도시되어있다. 파이프 요소 (15) 는 세장형 (elongated) 원통형 부분이다. 파이프 요소 (15) 의 길이는 엔진 (20) 의 2 개의 실린더들 (3) 사이의 거리에 해당한다. 파이프 요소 (15) 는 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 파이프 요소 (15) 는 예를 들어 압출에 의해 제조될 수 있다. 파이프 요소 (15) 는 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부에 제 1 단부 표면 (15a) (도 2 에 도시되지 않음) 및 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부에 제 2 단부 표면 (15b) 을 갖는다. 파이프 요소 (15) 는 가압 공기를 운반하기 위한 중심 도관 (14) 을 포함한다. 중심 도관 (14) 은 엔진 (20) 을 시동하기 위해 엔진 (20) 의 실린더들 (3) 내로 도입되는 공기를 운반하는데 사용될 수 있다. 따라서, 중심 도관 (14) 은 시동 공기 시스템의 작동 유체를 위한 채널로서 기능할 수 있고, 시동 공기 시스템의 파이핑의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 중심 도관 (14) 은 화염 방지기 (6) 로부터 하류의 파이프의 일부를 형성할 수 있다. 따라서, 중심 도관 (14) 은 출발 공기 밸브 (7) 로부터 바로 상류에 배치될 수 있다. 대안적으로, 중심 도관은 몇몇 다른 목적을 위해 사용될 수 있다.
따라서, 중심 도관 (14) 은 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부 표면 (15a) 으로부터 제 2 단부 표면 (15b) 까지 연장된다. 중심 도관 (14) 은 파이프 요소 (15) 의 종방향 중심 축과 동심으로 배치된다. 중심 도관 (14) 은 파이프 요소 (15) 의 원통형 외부 표면을 중심 도관 (14) 에 연결하기 위한 분지부 (14a) 를 포함한다. 따라서, 분지부 (14a) 는 중심 도관 (14) 을 위한 공기 출구를 형성한다. 분지부 (14a) 는 중심 도관 (14) 이 예를 들어 시동 공기 밸브 (7) 에 연결될 수 있게 한다. 분지부 (14a) 는 중심 도관 (14) 으로부터 바깥쪽으로 파이프 요소 (15) 의 반경 방향으로 연장된다. 분지부 (14a) 는 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부에 가깝게 배치된다.
파이프 요소 (15) 는 제어 공기를 위한 일 그룹의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 을 더 포함한다. 각각의 이송 도관 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 1 2.8, 12.9, 12.10) 은 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부 표면 (15a) 으로부터 제 2 단부 표면 (15b) 까지 연장된다. 파이프 요소 (15) 의 단부 표면 (15a, 15b) 의 개구 이외에, 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 은 다른 개구를 포함하지 않는다. 모든 이송 도관은 동일한 직경을 가지며, 파이프 요소 (15) 의 외부 표면으로부터 동일한 반경방향 거리에 배치된다. 파이프 요소 (15) 의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 은 타이밍 장비 (10) 와 시동 밸브들 (7) 사이의 도관들 (12) 의 적어도 일부를 형성한다. 따라서, 이송 도관들은 시동 공기 밸브들 (7) 의 개방을 제어하기 위해 타이밍 장비 (10) 로부터 시동 공기 밸브들 (7) 까지 제어 공기를 이송하는 데 사용된다.
파이프 요소 (15) 는 제어 공기를 위한 연결 도관 (12.11) 을 더 포함한다. 연결 도관 (12.11) 은 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부 표면 (15a) 으로부터 제 2 단부 표면 (15b) 까지 연장되며, 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 과 동일한 직경을 갖는다. 연결 도관 (12.11) 은 또한 파이프 요소 (15) 의 외부 표면으로부터 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 과 동일한 반경방향 거리에 배치된다. 연결 도관 (12.11) 은 파이프 요소 (15) 의 원통형 외부 표면을 연결 도관 (12.11) 에 연결하기 위한 분지부 (12.11a) 를 포함한다. 따라서, 분지부 (12.11a) 는 연결 도관 (12.11) 을 위한 공기 출구를 형성한다. 분지부 (12.11a) 는 연결 도관 (12.11a) 으로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장된다. 분지부 (12.11a) 는 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부에 가깝게 배치된다. 파이프 요소 (15) 의 종방향에서, 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 는 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 로부터 이격되어 배치된다. 도면들의 실시형태에서, 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 와 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 는 파이프 요소 (15) 의 반대 측에 배치된다. 분지부 (12.11a) 를 제외하면, 연결 도관 (12.11) 은 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 과 동일하다. 따라서, 연결 도관 (12.11) 은 분지부 (12.11a) 와 파이프 요소 (15) 의 단부 표면 (15a, 15b) 의 개구 이외의 다른 개구를 포함하지 않는다.
도면들의 실시형태에서, 파이프 요소 (15) 는 10 개의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 을 포함한다. 각각의 이송 도관은 인접한 이송 도관으로부터 동일한 각도상 거리에 배치된다. 도면들의 실시형태에서, 2 개의 인접한 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 사이의 각도는 30 도이다. 그러나, 최종 이송 도관 (12.10) 과 제 1 이송 도관 (12.1) 은 예외이며, 이 도관들 사이의 각도상 거리는 상이하고, 도면들의 실시형태에서는 30 도 초과이다. 한 쌍의 이송 도관들 (12.10, 12.1) 사이의 더 큰 각도상 거리는 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 의 수용을 돕는다. 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 및 연결 도관 (12.11) 쌍방은 중심 도관 (14) 을 둘러싼다. 이송 도관들 및 연결 도관은 원형 경로를 따라 분포되고, 각 도관은 경로를 따라 제 1 도관 (12.1) 을 제외하고는 선행 도관으로부터 동일한 각도상 거리에 있다. 도면들의 실시형태에서, 연결 도관 (12.11) 은 11 개 도관들의 한가운데에 있다. 중심 도관 (14) 은 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 및 연결 도관 (12.11) 보다 큰 직경을 갖는다.
복수의 파이프 요소들 (15) 이 제어 공기를 위한 도관들 (12) 및 예를 들어 엔진 (20) 을 시동하기 위해 엔진 (20) 의 실린더들 (3) 내로 가압 공기를 도입하기 위한 추가적인 공기 도관 (14) 을 형성하기 위해 연속적으로 연결될 수 있다. 엔진 (20) 의 각각의 실린더 (3) 에 대해 하나의 파이프 요소 (15) 가 제공된다.
각각의 파이프 요소 (15) 에 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a), 및 분지부 (12.11a) 를 포함하는 하나의 연결 도관 (12.11) 이 제공되므로, 제어 공기 및 작동 유체 쌍방이 파이프 요소들 (15) 중 하나를 통해 각각의 시동 공기 밸브 (7) 로 운반된다. 파이프 요소들 (15) 은 예를 들어 도 3 에 도시된 연결 요소 (16) 에 의해 서로 연결될 수 있다. 파이프 요소 (15) 의 외부 표면에 정렬 마크 (27) 가 제공되며, 이는 각각의 파이프 요소 (15) 에 대한 정확한 각도상 위치를 선택하는 데 사용될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 연결 요소 (16) 를 도시한다. 도 5-8 및 도 10-12 는 다른 관점에서 바라본 연결 요소 (16) 를 도시한다. 연결 요소 (16) 는 2 개의 파이프 요소들 (15) 사이에 사용될 수 있다. 연결 요소 (16) 는 2 개의 파이프 요소들 (15) 과 협력작동하도록 구성된다. 연결 요소 (16) 는 원통형 공동 (17) 을 갖는 보디를 포함한다. 공동 (17) 은 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부 및 다른 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부를 수용하도록 구성된다. 파이프 요소들 (15) 은 도 8 에 도시된 바와 같이 공동 (17) 에 동심으로 삽입될 수 있다. 파이프 요소들 (15) 중 하나의 파이프 요소의 제 2 단부는 다른 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부와 대면한다. 연결 요소 (16) 는 제 1 드릴링 (18) 및 제 2 드릴링 (19) 을 포함한다. 제 1 드릴링 (18) 및 제 2 드릴링 (19) 은 연결 요소 (16) 의 외부 표면으로부터 공동 (17) 까지 연장된다. 제 1 드릴링 (18) 및 제 2 드릴링 (19) 은 공동 (17) 의 종방향에서 서로 거리를 두고 배치된다. 제 1 드릴링 (18) 은 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 와 유체 연통하도록 배치될 수 있다. 제 2 드릴링 (19) 은 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 와 유체 연통하도록 배치될 수 있다. 제 1 드릴링 (18) 과 제 2 드릴링 (19) 사이의 거리는 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 와 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 사이의 거리에 해당한다. 공동 (17) 에는 제 1 그루브 (21) 가 제공된다. 제 1 그루브 (21) 는 연결 요소 (16) 의 내주 전체에 걸쳐 연결 요소 (16) 의 원주 방향으로 연장된다. 제 1 드릴링 (18) 은 제 1 그루브 (21) 내로 열려 있다. 제 1 그루브 (21) 는 공동 (17) 내의 파이프 요소 (15) 의 각도상 위치에 관계없이 제 1 드릴링 (18) 을 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 에 연결한다. 그러나, 제 1 그루브 (21) 가 필요하지 않지만, 또한 파이프 요소 (15) 의 외부 표면에는 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 와 연결 요소 (16) 의 제 1 드릴링 (18) 사이에 유체 연통을 수립하기 위한 그루브가 제공될 수 있다. 공동 (17) 에는 제 2 그루브 (22) 가 또한 제공된다. 제 2 그루브 (22) 는 연결 요소 (16) 의 내주 전체에 걸쳐 연결 요소 (16) 의 원주 방향으로 연장된다. 제 2 드릴링 (19) 은 제 2 그루브 (22) 내로 열려 있다. 제 2 그루브 (22) 는 제 2 드릴링 (19) 을 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 에 연결한다. 제 2 그루브 (22) 는 또한 파이프 요소 (15) 의 외부 표면 상에 배치될 수 있다. 제 1 그루브 (21) 와 제 2 그루브 (22) 사이의 거리는 파이프 요소 (15) 의 외부 표면상의 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 와 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 의 개구들 사이의 거리에 해당한다.
도 7 은 연결 요소 (16) 에 연결된 2 개의 파이프 요소들 (15) 을 도시한다. 도 8 은 도 7 의 어셈블리의 단면도를 도시한다. 두 파이프 요소들 (15) 은 연결 요소 (16) 의 공동 (17) 에 삽입된다. 파이프 요소들 (15) 중 하나의 파이프 요소의 제 1 단부 표면 (15a) 은 다른 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부 표면 (15b) 과 대면한다. 단부 표면들 (15a, 15b) 사이에 시일 (26) 이 배치된다. 공동 (17) 의 종방향에서 공동 (17) 의 제 1 그루브 (21) 및 제 2 그루브 (22) 의 양측에 시일들 (23, 24, 25) 이 또한 배치된다. 시일 (23, 24, 25) 은 예컨대 O링일 수 있다. 도면들의 실시형태에서, 하나의 환형 시일 (24) 이 그루브들 (21, 22) 사이에 배치되고, 하나의 환형 시일 (23, 25) 이 공동 (17) 의 종방향에서 각각의 그루브 (21, 22) 로부터 바깥쪽으로 배치된다. 파이프 요소들 (15) 은 파이프 요소들 (15) 중 하나의 파이프 요소의 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 가 공동 (17) 의 종방향에서 연결 요소 (16) 의 제 1 그루브 (21) 와 정렬되도록 배치된다. 유사하게, 동일한 파이프 요소 (15) 의 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 는 공동 (17) 의 종방향에서 연결 요소 (16) 의 제 2 그루브 (22) 와 정렬된다. 따라서, 중심 도관 (14) 은 연결 요소 (16) 의 제 1 드릴링 (18) 과 유체 연통하고, 연결 도관 (12.11) 은 연결 요소 (16) 의 제 2 드릴링 (19) 과 유체 연통한다. 파이프 요소들 (15) 은 커팅 링 피팅에 의해 연결 요소 (16) 에 부착된다. 커팅 링 피팅은 커팅 링 (28) 및 너트 (29) 를 포함한다.
도 11 및 도 12 는 6 기통 엔진의 파이프 요소들 (15) 을 도시한다. 엔진의 각각의 실린더에는 파이프 요소 (15) 가 제공된다. 각각의 2 개의 파이프 요소들 (15) 사이에 연결 요소 (16) 가 배치된다. 파이프 요소들 (15) 에 의해 형성된 도관들의 일 단부에는 단부 피스 (30) 가 배치된다. 각각의 파이프 요소 (15) 는 하나의 실린더 (3) 의 시동 공기 밸브 (7) 에 제어 공기를 공급한다. 각각의 파이프 요소 (15) 를 적절한 각도상 위치에 배치함으로써, 시동 공기 시스템의 타이밍 장비 (10) 로부터의 제어 공기가 정확한 타이밍으로 각각의 시동 공기 밸브 (7) 에 공급된다. 연속적인 파이프 요소들 (15) 의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 은 제어 공기를 위한 연속 도관들을 형성한다. 제어 공기가 타이밍 장비 (10) 로부터 이송 도관들 중 하나에 공급될 때, 제어 공기는 파이프 요소들 (15) 중 하나의 파이프 요소의 연결 도관 (12.11) 에 도달할 때까지 도관에서 더 흐른다. 연결 도관 (12.11) 을 통해, 제어 공기는 제어 공기의 압력에 의해 작동되는 시동 공기 밸브 (7) 로 운반된다.
도 12 의 예에서 엔진의 점화 순서는 1-2-4-6-5-3 이다. 파이프 요소들 (15) 의 제로 위치에서, 정렬 마크 (27) 및 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 는 아래쪽으로 향한다. 실린더 (1) 의 파이프 요소 (15) 는 제로 위치에 비해 30°회전된다. 점화 순서에서 제 2 실린더인 실린더 (2) 의 파이프 요소 (15) 는 60°의 회전 위치를 갖는다. 실린더 (4) 의 파이프 요소 (15) 는 90°, 실린더 (6) 의 파이프 요소 (15) 는 120°, 실린더 (5) 의 파이프 요소 (15) 는 150°, 그리고 실린더 (3) 의 파이프 요소 (15) 는 180°의 회전 위치를 갖는다. 따라서, 각각의 파이프 요소 (15) 를 미리 결정된 각도상 위치에 배치함으로써, 정확한 제어 공기 도관이 각각의 시동 공기 밸브 (7) 에 연결될 수 있다.
도 9 및 도 10 은 파이프 요소들 (5) 중 하나를 타이밍 장비 (10) 에 연결하기 위한 단부 피스 (30) 를 도시한다. 파이프 요소 (15) 는 커팅 링 (28) 및 너트 (29) 를 포함하는 커팅 링 피팅에 의해 연결 요소와 동일한 방식으로 단부 피스 (30) 에 부착된다.
본 발명이 전술한 실시형태들로 제한되지 않으며 첨부된 청구항들의 범위 내에서 달라질 수 있다는 것을 본 기술분야의 통상의 기술자는 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15) 로서,
    상기 파이프 요소 (15) 는 원통형 외부 표면, 상기 파이프 요소 (15) 의 제 1 단부에 있는 제 1 단부 표면 (15a), 및 상기 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부에 있는 제 2 단부 표면 (15b) 을 갖고, 상기 파이프 요소 (15) 는
    - 가압 공기를 운반하기 위한 중심 도관 (14) 으로서, 상기 중심 도관 (14) 은 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 제 1 단부 표면 (15a) 으로부터 상기 제 2 단부 표면 (15b) 까지 연장되고, 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 원통형 외부 표면을 상기 중심 도관 (14) 에 연결하기 위한 분지부 (14a) 를 포함하는, 상기 중심 도관 (14),
    - 제어 공기용 일 그룹의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 로서, 각 이송 도관은 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 제 1 단부 표면 (15a) 으로부터 상기 제 2 단부 표면 (15b) 까지 연장되고, 모든 이송 도관들은 동일한 직경을 가지며 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 외부 표면으로부터 동일한 반경방향 거리에 배치되는, 상기 일 그룹의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10),
    - 제어 공기용 연결 도관 (12.11) 으로서, 상기 연결 도관 (12.11) 은 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 제 1 단부 표면 (15a) 으로부터 상기 제 2 단부 표면 (15b) 까지 연장되고, 상기 연결 도관 (12.11) 은 상기 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 과 동일한 직경을 가지며, 상기 연결 도관 (12.11) 은 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 외부 표면으로부터 상기 이송 도관들과 동일한 반경방향 거리에 배치되고 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 원통형 외부 표면을 상기 연결 도관 (12.11) 에 연결하기 위한 분지부 (12.11a) 를 포함하는, 상기 연결 도관 (12.11)
    을 포함하는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 은 단지 파이프 요소 (15) 의 상기 제 1 단부 표면 (15a) 및 상기 제 2 단부 표면 (15b) 상에 개구들을 갖는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중심 도관 (14) 은 단지 단일 분지부 (14a) 를 통해 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 원통형 외부 표면에 연결되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 도관 (12.11) 은 단지 단일 분지부 (12.11a) 를 통해 상기 파이프 요소 (15) 의 상기 원통형 외부 표면에 연결되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 도관 (14) 은 상기 파이프 요소 (15) 의 종방향 중심 축과 동심으로 배치되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 및 상기 연결 도관 (12.11) 은 상기 중심 도관 (14) 을 둘러싸는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 및 상기 연결 도관 (12.11) 은 각각의 이송 도관 또는 상기 연결 도관이 선행 도관 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10, 12.11) 으로부터 동일한 각도상 거리에 있도록 원형 경로를 따라 상기 파이프 요소 (15) 내에 분포되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파이프 요소 (15) 는 하나의 연결 도관 (12.11) 및 적어도 8 개의 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 을 포함하는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 도관 (14) 은 상기 이송 도관들 (12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5, 12.6, 12.7, 12.8, 12.9, 12.10) 보다 더 큰 직경을 갖는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 는 상기 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부에 가깝게 배치되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 는 상기 파이프 요소 (15) 의 제 2 단부에 가깝게 배치되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 및 상기 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 는 상기 파이프 요소 (15) 의 종방향에서 서로 거리를 두고 배치되는, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파이프 요소 (15) 는 압출된 알루미늄 프로파일인, 피스톤 엔진 (20) 의 시동 공기 시스템 (1) 을 위한 파이프 요소 (15).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 2 개의 파이프 요소들 (15) 과의 협력작동을 위한 연결 요소 (16) 로서,
    상기 연결 요소 (16) 는 원통형 공동 (17) 을 갖는 보디를 포함하고, 상기 공동 (17) 은 두 파이프 요소들 (15) 이 동심으로 위치되고 상기 두 파이프 요소들 (15) 의 단부 표면들 (15a, 15b) 이 서로 대면하도록 하나의 파이프 요소 (15) 의 일 단부 및 또 다른 똑같은 파이프 요소 (15) 의 대향 단부를 수용하도록 구성되고,
    상기 보디는, 상기 파이프 요소들 (15) 중의 하나의 파이프 요소의 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 와의 유체 연통을 위해 상기 연결 요소 (16) 의 외부 표면으로부터 상기 원통형 공동 (17) 내로 연장되는 제 1 드릴링 (18), 및 상기 파이프 요소들 (15) 중의 하나의 파이프 요소의 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 와의 유체 연통을 위해 상기 연결 요소 (16) 의 외부 표면으로부터 상기 원통형 공동 (17) 내로 연장되는 제 2 드릴링 (19) 을 포함하는, 연결 요소 (16).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연결 요소 (16) 는, 상기 파이프 요소 (15) 의 중심 도관 (14) 의 분지부 (14a) 와 상기 연결 요소 (16) 의 제 1 드릴링 (18) 사이에 유체 연통을 수립하기 위해 상기 연결 요소 (16) 의 원통형 공동 (17) 에 배치된 제 1 그루브 (21), 및 상기 파이프 요소 (15) 의 연결 도관 (12.11) 의 분지부 (12.11a) 와 상기 연결 요소 (16) 의 제 2 드릴링 (19) 사이에 유체 연통을 수립하기 위해 상기 연결 요소 (16) 의 원통형 공동 (17) 에 배치된 제 2 그루브 (22) 를 포함하는, 연결 요소 (16).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브 (21) 및 상기 제 2 그루브 (22) 는 상기 연결 요소 (16) 의 원주 방향으로 연장되는, 연결 요소 (16).
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 그루브 (21) 및 상기 제 2 그루브 (22) 는 상기 연결 요소 (16) 의 전체 내주에 걸쳐 연장되는, 연결 요소 (16).
  18. 피스톤 엔진 (20) 을 위한 시동 공기 시스템 (1) 으로서,
    상기 시동 공기 시스템 (1) 은 상기 엔진 (20) 의 각각의 실린더 (3) 를 위한 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 하나의 파이프 요소 (15) 를 포함하는, 시동 공기 시스템 (1).
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 시동 공기 시스템 (1) 의 임의의 두 연이은 파이프 요소들 (15) 사이에 제 14 항 또는 제 17 항에 따른 연결 요소 (16) 를 더 포함하는, 시동 공기 시스템 (1).
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 따른 시동 공기 시스템 (1) 을 포함하는 피스톤 엔진 (20).
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