KR940000170B1 - 배압콘덴서 및 배압콘덴서에 의한 배압 감소방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

배압콘덴서 및 배압콘덴서에 의한 배압 감소방법

제1도에는 본원 발명에 따른 배기압 밸런서의 사시도.

제2도에는 본원 발명에 따른 배기압 밸런서의 단면도.

제3도에는 본원 발명에 따른 배기압 배런서 배기장치에 취부한 개념도.

제4도에는 본원 발명에 따른 흡배기압 밸런서 1개를 다기통 배기장치에 취부한 실시예도.

제5도에는 본원 발명에 다른 배기압 밸런서를 배기장치의 매니폴드 분배부에 각각 1개씩 취부한 실시예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 저장탱크 2 : 바이패스관

6 : 콕 7 : 물 공급관

본 발명은 자동차나 중장비 차량등의 동력원(動力源)으로 사용되는 내연기관 (內燃機關)에 있어, 실린더 안에서 팽창(Explosion)하는 연소가스 (Combustion gas)를 외부로 배출하는 배기장치(Exhaust system)에 연결 사용하는 배기압 밸런서(Balancer) 및 배기압 저항 감소 방법에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관(internal combustion Engine)의 작동사이클로서, 기화기식(carburetor) 내연기관에서는 실린더 안에 공기와 연료의 혼합기, 그리고 분사식(injection) 내연기관에서는 실린더나 흡기매니 폴드 안에 공기를 흡입하고(흡입행정 ; intake stroke), 흡입된 혼합기 또는 공기(이하 "흡입기"라함)를 압축하며(압축행정 ; compression stroke), 압축행정이 끝날무렵 적당한 시기에 압축된 혼합기에 전기점화시키거나 또는 압축된 공기에 연료를 분사하면 연료가 착화하여 연소하면서 순간적으로 폭발한다(폭발행정, Explosion stroke). 이렇게 연료가 순간적으로 연소 폭발하게 되면 실린더 안의 흡입기(吸入氣)는 급팽창하며 급팽창되는 연소가스가 피스톤(piston)을 움직여 열에너지를 기계적 에너지로 변환시키며 팽창행정의 끝나는 지점에서 배기변(Exhaust Valve)이 열리면서 실린더 안에 있는 가스를 배기 매니폴드와 배기파이프를 경유하여 외부로 배출시키고(배기행정, Exhaust stroke), 다음의 흡입행정으로 옮기는 사이클을 반복하게 된다.

위와같이 행하여지는 내연기관의 작동 사이클중 배기행정중에서 배기장치로 배출되는 배기가스는 고온고압으로 연소압력의 변동과 유량변동에 따른 배기 가스의 급격한 팽창에 의한 진동이 심하게 되므로 이와 같은 배기가스의 급격한 과팽창에 의한 진동을 줄이기 위하여 종래에는 배기통로의 저항을 적게하여 배기가스가 완만한 팽창을 하게 하면서 펌프손실(흡기손실+배기손실)을 줄이도록 하고 또 소음기(muffler)를 장착하여 소음을 줄이도록 하여었다.

그러나 위와같은 배기장치의 개선에도 불구하고 배기 매니폴드 및 배기파이프의 굽음과 배기 파이프의 지지현가계(支持懸架系)의 진동 문제로 기관으로부터 오는 진동과 로면(路面)으로 부터 오는 진동등으로 큰 소음을 발생시키고 기관출력이 저하되는 문제점이 개선되지 않았었다.

본원 발명의 목적은 배기가스의 배기압 저항을 감소하고자 하는 배기압 밸런서 및 배기압 저항을 감소하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본원 발명에 따른 배기압 밸런서는 배기장치에서 발생하는 과팽창가스를 일시 저장하는 저장 탱크를 형성하고, 과팽창 가스를 저장탱크 안으로 흡입유도하며 또 저장탱크 안에 저장된 팽창가스를 배출 유도하는 바이패스관(By pass pipe)을 형성하여 이 바이패스관의 한쪽 끝 단부는 저장탱크에 고정하며 바이패스관의 다른 한쪽 끝단부는 배기장치에 연결할 수 있도록 연결부를 가공하여 되는 것이다.

위와 같이 구성되는 배기압 밸런서는 배기장치의 배기매니폴드 또는 배기 파이프에 연결하여 기관의 배기 행정시 배출되는 급격히 팽창하는 배기가스(과팽창가스)를 유입하여 일시 저장하였다가 배기가스의 배출압력이 적어진 상태에서 다시 배기장치로 완만한 팽창을 하면서 배출되도록 하므로서 배기압 저항을 감소시키도록 하는 것이다.

이하 본원 발명의 실시예를 도면에 따라 설명하기로 한다.

제1도에 도시된 배기압 밸런서는 배기장치에서 과팽창하는 배기가스를 바이패스시켜 일시저장하였다가 다시 배출하는 저장탱크(1)를 형성하고, 저장탱크(1)에 까지 흡입기 또는 배기가스를 유도하는 바이패스관(2)을 형성하여 바이패스관(2)의 한쪽 끝단부는 저장탱크(1)에 연결고정하고 다른 한쪼 끝단부는 배기장치에 연결할 수 있도록 한다.

그리고 저장탱크(1)와 바이패스관(2)은 각각 별도로 형성하여 이들을 접합고정하거나 또는 주물이나 사출 방법과 같은 방법으로 일체로 성형할수도 있는 것이다.

제2도에 도시되는 배기압 밸런서는 제1도에 도시된 배기압 밸런서를 단면도로 도시하고 있는 것으로, 저장탱크(1)에 벤딩 가공된 바이패스관(2)을 접합고정하고 있으며, 저장탱크(1)에는 물을 공급할 수 있도록 콕(6)을 장치한 물공급관(7)을 부착한 것으로 물공급관(7)을 부착한 배기압 밸런서는 배기장치에 장착사용하게 되는 것으로 배기장치의 배기파이프에 연결하여 필요에 따라 물공급관(7)을 통하여 물을 공급하므로서 배기압 밸런서와 배기파이프 및 소음기 내부를 청소할 수 있도록 하고자 한 것이다

위와 같이 구성되는 배기압 밸런서를 배기장치에 설치하여배기압을 감소하는 작용 및 방법을 도면과 함께 설명한다.

본원 발명에 따른 흡배기압 밸런서를 배기장치에 설치하는 취부위치와 설치수량은 배기 매니폴드의 수량과 규격, 배기파이프의 형상과 규격, 그리고 배기가스량과 배기압력, 배기가스의 집합성, 각 실린더 사이의 배기간섭(排氣干涉)등을 고려하여 배기가스의 배기저항을 최소화 하도록 설계되거나 실험결과로 얻어진 사양서(仕樣書)에 의해서 정하여야 할 것이며, 이와 같은 설계자료에 따라서 1개 또는 2개 이상의 배기압 밸런서를 흡기장치 또는 배기장치에 직열 또는 병열로 연결하는 것이다.

위와 같이 취부위치와 설치 개수(個數)가 정하여지면 이렇게 정하여진 배기장치의 취부위치에는 배기압 밸런서의 바이패스관(2)을 고정하기 위한 결합구멍을 가공하고 이 결합구멍에 배기압 밸런서의 결합부를 접합하는 것으로 이때에 배기압 밸런서의 취부방향은 배기장치에서는 배기행정이 이루어지면서 실린더에서 배출하는 배기가스를 유입하는 방향으로 맞춰 취부하므로서 과팽창가스의 유입을 보다 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

제3도에 다기통 실린더 기관에 있어 배기장치의 배기파이프(12)에 1개의 밸런서(3)만을 취부하고 있는 것을 도시하고, 제4도에는 다기통 실린더 기고나에 잇엇 배기장치의 배기파이프(12)에 1개의 밸런서(3)를 취부하고 배기 파이프(12)의 끝단부에는 소음기(13)를 장착하고 있는 것을 도시하고 있는 것으로 이경우에는 소음기(13)를 물로 청소할 수 있도록 하기 위하여 밸런서에 물공급관(7)을 구비하고 있다.

위와 같이 배기장치에 배기압 밸런서를 취부하고 기관을 시동하면 작동사이클이 반복하여 연속적으로 이루어지게 되는 것이며, 작동사이클중 흡입행정과 압축행정 및 폭발행정이 끝나고 배기행정시에는 실린더 안에서 연속된 연소가스 정상 운전시에는 배기매니폴드(10)와 배기파이프(12)를 통하여 소음기(13)를 거쳐 외부로 배출되는 것이며, 엔진시동시에나 운전시, 엔진의 무부함 치 부하 운전시, 배기장치의 진동시등 기관외적 또는 내적요인이 발생하여 연소압력과 유량의 변동으로 배기가스가 급격한 팽창을 할때에는 이 과팽창가스의 일부는 흡배기압 밸런스(3)의 바이패스관(2)을 통하여 저장탱크(1)안으로 유입되고 과팽창가스의 팽창충격과 진동을 흡수하는 것이며, 배기장치로 배출되는 배기가스의 압력이 감소될때에는 저장탱크(1)안에 일시 저장되 있던 저장가스가 바이패스관(2)을 통하여 다시 배기 파이프로 환원되어 배출되는 것으로 이와 같이 과팽창가스의 흐름을 일시 저장하여 배기압을 줄인 다음 완만하게 배출되도록 하므로서 엔진의 출력손실을 방지하며 또한 과팽창폭발 진동을 흡수하므로서 소음을 줄이는 효과가 있는 것이다.

제5도에는 배기압 밸런서 취부방법의 다른 실시예로서 다(多)기통 실린더 기관에 잇어 배기장치의 4개의 매니폴드 분배부(9A)(9B)(9C)(9D)부에 각각 한개씩의 밸런서(3)를 취부하고 4개의 밸런서(3) 사이는 서로 연통하도록 밸런서 파이프(14)를 연결한 것을 도시하고 있는 것으로 이렇게 각 밸런서(3) 사이가 연통하도록 밸런스 파이프(14)를 연결하므로서 밸런서(3) 사이의 압력을 다시 균등하게 분배하는 작용을 하도록 하고 있는 것으로 이와 같은 밸런서(3)의 취부 구조는 다기통 실린더 기관에서 각 실린더마다 다른 시간차로 작동사이클이 이루어지는 것을 고려하여 각 실린더로 통하는 배기압을 균등하게 분배하므로서 엔진출력을 향상시키도록 하는 것이다.

Claims (4)

1. 배출가스를 일시 저장하는 저장탱크를 형성하며, 저장탱크안으로 배기가스를 흡입유도하고 또 저장탱크 안에 저장된 배기가스를 배출유도하는 바이패스관을 형성하여 바이패스관의 한쪽 끝단부는 저장탱크에 고정하며 바이패스관의 다른 한쪽 끝단부는 배기장치에 취부할 수 있도록 구성하여, 내연기관의 배기장치에 취부하면 실린더에서 배출하는 과팽창 가스를 저장탱크에 일시 저장하였다가 다시 배기장치 쪽으로 배출할 수 있도록 하여 되는 것을 특징으로 배기압 밸런서.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡배기관 밸런서의 저장탱크에는 콕을 구비한 물공급관을 부착하여 되는 것을 특징으로 하는 배기압 밸런서.
3. 제1항에 있어서 다기통 내연기관 흡배장치의 배기 매니폴드의 분배부마다 상기 배기압 밸런서를 각각 취부하고 각각의 배기압 밸런서의 사이는 상호 연통하도록 밸런스 파이프로 연결하여 되는 것을 특징으로하는 배기압 밸런서.
4. 내연기관의 배기행정시 배기장치로 배출되는 과팽창가스를 배기압 밸런서의 바이패스관으로 바이패스시켜 일시 저장탱크에 저장하고 있다가 배출압력이 낮아질때에 다시 배기장치쪽으로 배출되도록 하여 배기압 저항을 감소시키도록 하는 것을 특징으로 하는 배기압 저항 감소 방법.

Images