KR920005733B1 - 다단분사 노즐 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다단분사 노즐

제1도-제3도는 제1실시예로서

제1도는 분사정지시의 상태를 나타낸 단면도.

제2도는 주분사시의 상태를 나타낸 단면도.

제3도는 보조분사시의 상태를 나타낸 단면도.

제4도는 제2실시예를 나타낸 단면도.

제5도는 제3실시예를 나타낸 단면도.

제6도는 제4실시예를 나타낸 단면도.

제7도는 제5실시예를 나타낸 단면도.

제8도는 제6실시예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노즐본체 3 : 주연료유류실

6 : 분사구멍 7 : 주분사통로

9 : 플로우트밸브 11 : 첵밸브배실구멍

12 : 밸브시이트 15 : 보조연료유류실

17 : 스프링받이 16,18,19 : 제1-제3연통구멍

20 : 보조분사통로 21 : 첵밸브

본 발명은 예컨데, 디이젤엔진에 있어서, 실린더에 동종 또는 이종의 유체를 다단분사시키기 위하여 사용할 수 있는 노즐에 관한 것이다.

종래에는, 예컨대 일본국 특개소 50-119130호 공보에 개재되어 있는 바와 같이 주분사의 직후에 물등의 보조연료를 분사시켜 실린더에 있어서의 과농도혼합기체를 완전연소시켜서 실린더내의 열발생효율을 높이도록한 연료분사장치는 잘 알려져 있다.

이것은 연료분사펌프에서 보내진 주연료의 압력으로 분배기의 플런저를 구동하고, 이 플런저로 주연료와 보조연료을 2개의 분사노즐에 타이밍을 약간 달리하여 실린더에 2단으로 분사시킨다. 그러나, 종래에 있어서는 상술한 바와 같이 하나의 실린더에 대하여 2개의 분사노즐을 사용하고 있으므로 그 실린더헤드에 2개의 분사노즐을 장착하지 않으면 않되며, 이와 같이 하나의 실린더헤드에 2개의 분사노즐을 장착하는 것은, 공간으로도 어려우며, 가장 적합한 분사위치, 분사방향을 선택함에 있어서도 어려움이 생겨 장치상의 곤란성을 수반한다고하는 문제점이 있었다.

그래서, 본 발명은 하나의 분사노즐에 다단분사기구를 일체적으로 갖게하여 상술한 바 장치상의 곤란성을 해소하는 것을 과제로 하고 있다. 그런데, 본 발명의 요지로 하는 바는 주분사통로를 개폐하는 플로우트밸트를 마련하고, 이 플로우트밸브를 통하여 이 플로우트밸브의 선단에서 주분사통로에 접속되는 보조분사통로를 형성함과 동시에, 주분사통로로부터 보조분사통로에 유체가 역류되는 것을 저지하는 첵밸브를 설치하려는 것이다.

첵밸브는 플로우트밸브안에 설치하여도 좋으며, 플로우트밸트의 선단에 설치하여도 좋다. 따라서 주분사 통로의 유체의 압력을 상승시키면 플로우트밸브가 리프트하여 주분사통로가 열려서 제1단의 분사가 이루어지며, 이 때 첵밸브를 사용하여 주분사통로로부터 보조분사통로에 흐르는 역류를 저지하고, 다음에 보조분사 통로의 유체의 압력을 상승시키면 첵밸브가 리프트하여 보조분사통로가 열려서 제2단의 분사가 이루어지므로 하나의 분사노즐에 다단분사기구를 지니게 할 수 있으므로, 상술한 과제를 달성할 수 있는 것이다.

다음에, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

제1도-제3도에서 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것으로 실린더헤드에 장착되는 노즐본체(1)에는 주입구구멍(2)이 형성되었으며, 이 주입구구멍(2)의 일단이 노즐본체(1)의 상부면에 개구하여 이 주입구 구멍(2)에 연료분사펌프로 가압된 주연료가 공급되도록 되어있고, 이 주입구구멍(2)의 타단은 마찬가지로 노즐본체(1)에 형성된 주연료유류실(3)에 접속되어 있다.

이 주연료유류실(3)은 그 하부에 주시이트면(4)이 위쪽으로 열리도록 형성되어 있다. 나아서 노즐본체(1)에는 주시이트면(4)에 이어지는 출구실(5)과 이 출구실(5)에서 노즐본체(1)의 선단에서 일정각도를 지니고 개구한 여러개의 분사구멍(6)이 형성되어 있으며, 주입구구멍(2), 주연료유류실(3), 출구실(5) 및 분사구멍(6)으로부터 주분사통로(7)과 구성되어 있다.

또, 노즐본체(1)의 중심축방향에는 중심구멍(8)이 노즐본체(1)의 상단에서 주연료분류실(3)까지 형성되었고, 이 중심구멍(8)의 선단측에 플로우트밸브(9)가 접동이 자유롭도록 삽입되어 있다.

이 플로우트밸브(9)는 그 선단 바깥단부가 주시이트면(4)에 대응하여 테이퍼형상으로 형성되어서 주시이트면(4)에 맞닿거나, 이탈하여 주분사통로(7)를 개폐하도록되어 있다. 또, 이 플로우트밸브(9)의 주연료유류실(3)에 대면하는 부분에는 테이퍼형상의 압력지지부(10)가 형성되었는데, 이 압력지지부(10)에서 주연료유류실(3)내의 연료압을 받아서 플로우트밸브(9)가 위쪽으로 가압된다.

나아가서 이 플로우트밸브(9)의 상부에 형성된 첵밸브배설구멍(11)에는 밸브시이트(12)의 하부가 감합되었으며, 이 밸브시이트(12)의 플랜지형상의 상부를 삽입한 형태로, 중심구멍(8)의 상부에 접동이 자유롭도록 삽입된 연결봉(13)이 맞닿고 있다.

이 연결통(13)은 노즐본체(1)의 상방에 장착하게 되는 호울더내에 마련된 가압스프링에 의하여 하방으로의 가압력을 받으며, 이에 따라 플로우트밸브(9)를 주시이트면(4)에 힘껏 누르도록 되어 있다.

보조입구구멍(14)은 그 일단이 주입구구멍(2)과 마찬가지로 노즐본체(1)의 상부면에 개구하여 연료분사펌프에서 가압된 물등의 보조연료가 공급되도록 되어 있으며, 이 보조입구구멍(14)의 타단은 중심구멍(8)의 대략중앙에 형성된 보조연류유류실(15)에 통하고 있다.

이 보조연료유류실(15)내에는 밸브시이트(12)의 상부가 수납되어 있다. 또, 이 밸브시이트(12)에는 첵밸브배설구멍(11)과 보조연료 유류부(15)와를 연통하는 제1연통구멍(16)이 형성되어 있다.

첵밸브배설구멍(11)의 하부에는 스프링받침(17)이 끼워져 있으며, 이 스프링받침(17)의 일단에 첵밸브배설구멍(11)내에 통하는 제2연통구멍(18)이 형성되어 있다.

나아가서 플로우트밸브(9)의 중심축방향에는 출구실(5)과 제2연통구멍(18)을 연통하는 제3연통구멍(19)이 형성되어 있으며, 보조입구구멍(14), 보조연료유류실(15), 제1-제3의 연통구멍(16), (18), (19) 및 첵밸브배설구멍(11)으로부터 보조분사통로(20)가 구성되어 있으며, 이 보조분사통로(20)는 플로우트밸브(9)를 통하여 플로우트밸브(9)의 선단에서 전술한 주분사통로(7)에 접속되어 있다.

첵밸브(21)는 예컨대 구면상으로 밸브시이트(12)의 하단에 형성된 보조시이트면(22)에 스프링(23)으로 가압되어서 착좌하여, 주분사통로(7)에서 보조분사통로(20)에의 역류를 저지하도록 되어 있다.

전술한 스프링(23)은 그 타단이 스프링받침(17)에 형성된 단부(24)에 받쳐져 있다. 또 스프링받침(17)의 상부에는 스토퍼(25)가 첵밸브(21)에 대면하여 형성되었으며, 이 스토퍼(25)에 의하여 첵밸브(21)의 최대리프트위치가 규제되어 있다.

상기와 같은 구성에서 먼저 주연료의 분사에 대하여 설명하면 제2도에서도 같이 도시에 없는 연료분사펌프에서 주입구멍(2)에 공급되는 주연료의 압력이 상승하면 주연료유류실(3)의 압력도 상승하므로 플로우트밸브(9)에는 압력지지부(10)를 개재하여 상방으로의 힘이 작용하며, 이 플로우터밸브(9)가 도시에 없는 호울더내의 가압스프링에 저항하여 상방으로 이동한다. 이에 따라 플로우트밸브(9)의 선단 바깥단부가 주시이트면(4)에서 떨어져서 이 주시이트면(4)과 플로우트밸브(9)의 사이에 오리피스(orifice)가 형성되었고, 이 오리피스를 개재하여 주연료유류실(3)과 출구실(5)이 연통하여 주분사통로(7)가 열려서 주연료가 출구실(5)에서 분사구멍(6)을 개재하여 도시에 없는 엔진의 실린더에 분사된다.

더우기 이때 첵밸브(21)는 보조시이트면(22)에 맞닿아 있으며, 주분사통로(7)로부터 보조분사통로(20)에로 흐르는 주연료의 역류가 지지되어 있다.

그런다음 주입구구멍(2)에 공급되는 주연료의 압력이 하강하면 주분사시와는 반대로 플로우트밸브(9)가 주이시트면(4)에 맞닿아서 주분사통로(7)를 닫고, 주분사가 종료한다. 다음에 보조연료의 분사에 대하여 설명하면 제3도에서와 같이 도시에 없는 연료분사펌프로부터 보조입구구멍(14)에 공급되는 보조연료의 압력이 상승하면 보조연료유류실(15) 및 제1연통구멍(16)의 압력도 상승하므로 첵밸브(21)가 스프링(23)에 저항하여 하방으로 이동한다.

이에 따라 첵밸브(21)가 보조시이트면(22)으로부터 떨어져서 첵밸브(21)와 보조시이트면(22) 사이에 오리피스가 형성되고, 이 오리피스를 개재하여 제1연통구멍(16)과 첵밸브배설구멍(11)이 연통하여, 보조분사통로(20)가 열려서 출구실(5)에서 분사구멍(6)을 개재하여 주분사와 마찬가지로 보조연료가 실린더에 분사된다. 그런다음, 보조입구구멍(14)에 공급되는 보조연료의 압력이 하강하면 첵밸브(21)가 보조시이트면(22)에 맞닿아서 보조분사통로(20)를 닫고 보조분사가 종료한다.

주분사와 보조분사와의 타이밍은, 연료분사펌프측에서 설정되어 주분사의 직후에 보조분사가 이루어지며, 실린더에 있어서는 주분사연료의 아직 착화하지 않은 부분에 보조분사연료가 닿아서 착화하게되고 실린더의 열발생효율을 높여서 양호한 연소특성을 얻을 수 있는 것이다.

더우기, 본 발명에 관한 분사노즐은, 제1실시예 외에도 제4도-제8도에서 각기 나타낸 바와 같은 변형한 구조라도 좋다. 즉 제4도에서와 같은 제2실시예는 제1실시예에 있어서의 노즐본체(1)를 제1노즐본체(1a)와 제2노즐본체(2b)의 2개로 분할하여 용이하게 제조할 수 있도록 도모한 것으로 이에 대응하여 주입구구멍(2)이 제1주입구구멍(2a)과 제2주입구구멍(2b)으로 분할접속되어 있다.

제5도에 나타낸 제3실시예는, 제1실시예와 비교하여 첵밸브(21)를 마련하는 위치를 달리하여 첵밸브(21)가 플로우트밸브(9)의 선단에 마련되어 있다. 즉, 주시이트면(4)과 출구실(5)의 사이에 첵밸브배설구멍(11)이 형성되었는데 이 첵밸브배설구멍(11)에 스프링받침(17), 첵밸브(21) 및 스프링(23)이 배치되었으며, 첵밸브(21)는 플로우트밸브(9)의 선단내연에 형성된 보조시이트면(22)에 맞닿아 있다.

이 경우, 주분사통로(7)는, 주입구구멍(2), 주연료유류실(3), 첵밸브배설구멍(11), 스프링받침(17)의 제2연통구멍(18), 출구실(5) 및 분사구멍(6)으로 구성되어 있다. 또 제1실시예에 있어서의 밸브시이트(12)가 생략되었으며, 보조분사통로(20)는, 보조입구구멍(14), 보조연료유류실(15) 및 플로우트밸브(9)의 제3연통구멍(19) 등으로 구성되어 있다.

제6도에 나타낸 제4실시예는, 제3실시예에 있어서의 노즐본체(1)를 제1노즐본체(1a)와 제2노즐본체(1b)로 분할하였으므로 다른점은 제2실시예와 마찬가지이다.

제7도에 나타낸 제5실시예는 제4실시예와 대략 마찬가지이고 첵밸브(21)를 포핏형으로 한 점이 다르다.

제8도에 나타낸 제6실시예는 제2실시예와 대략 마찬가지이고, 제5실시예와 마찬가지로 첵밸브(21)를 포핏형으로 한 점이 다르다.

더우기 어느 실시예에 있어서도 동일부분은 도면에서 동일번호를 부쳐서 그 설명을 생략하였다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 보조분사통로와 첵밸브를 마련하여 하나의 분사노즐에 다단분사기구를 구비하도록 하였으므로 다단분사함에 있어서 하나의 실린더 헤드에는 하나의 분사노즐을 장착하면 충분하며, 실린더헤드둘레를 콤팩트하게 알 수 있고, 또 주분사와 보조분사에 공통한 분사구멍을 이용하므로 분사위치나 분사방향으로 선정을 용이하게 할 수 있다.

또, 보조분사통로는 플로우트밸브를 형성하였으므로 분사노즐자체도 콤팩트하게 할 수 있으며, 다단분사에 의한 연소특성의 개선에 소용되게 할 수 있다.

Claims (3)

1. 주분사통로(7)를 개폐하는 플로우트밸브(9)가 설치되었는데, 이 플로우트밸브(9)를 통하여 이 플로우트밸브의 선단에서 주반사통로(7)에 접속하는 보조분사통로(20)를 형성함과 동시에 주분사통로(7)로부터 보조분사통로에로 유체가 역류함을 저지하는 책밸브(21)를 설치한 것을 특징으로 하는 다단분사노즐.
2. 제1항에 있어서, 첵밸브(21)는 플로우트밸브(9)내에 설치한 것을 특징으로 하는 다단분사노즐.
3. 제1항에 있어서, 첵밸브(21)는 플로우트밸브(9)의 선단에 설치한 것을 특징으로 하는 다단분사노즐.

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