KR940011853B1 - 고압연료 다기관의 분지관 접속구 - Google Patents

고압연료 다기관의 분지관 접속구 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

고압연료 다기관의 분지관 접속구
제1도는 고압연료 다기관에 사용되는 분지관 접속구의 수직 단면도.
제2도는 제1도에 도시한 밀봉부재의 단면도.
제3도는 밀봉부재의 확대 단면도.
제4a도 및 제4b도는 본 발명의 원리를 나타내는 도식도.
제5도 내지 제8도는 변형된 밀봉부재들을 도시하는 제3도와 유사한 도면.
제9도 및 제10도의 본 발명의 다른 실시예에 따른 분지관 접속구의 수직 단면도.
제11a도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분지관 접속구의 사시도.
제11b도는 제11a도에 도시한 분지관 접속구의 주요 부분을 나타내는 단면도.
제12도는 종래의 분지관 접속구의 부분 파단 단면도.
제13도는 제12도에 도시한 밀봉부재의 단면도.
제14도는 종래 기술에서의 문제점을 나타내는 도식도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주파이프 2 : 통로
3 : 압력지지면 3a : 관통공
4 : 조인트 5 : 분지관
6 : 압착두부 8 : 밀봉부재
8' : 밀봉부재 중심공 30 : 블럭
33,34 : 장착공
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 고압연료 라인 또는 고압연료 블럭과 같은 고압연료 다기관에 연결되는 분지관 또는 분지 접속구와 같은 분지요소의 연결부에 관한 것이며, 특히 연료를 가솔린 엔진에 분사하기 적합한 분지접속구 및 1000kgf/cm2이상의 압력하에 디젤 엔진으로 연료를 반송하는 분지 접속구에 관한 것이다.
[종래 기술의 설명]
종래의 분지 접속구가 제12도 및 제13도에 예시되어 있다. 주파이프(11)은 내측보어 또는 통로(12)를 갖는다. 주 파이프(11)의 원주벽에는 다수의 원추형 또는 호형의 압력수용면(13)이 형성된다. 분지관(15)는 원추형 또는 호형의 단부 또는 압착두부(16)을 갖는데, 압착두부는 주파이프(11)의 대응된 압력수용면(13)과 맞물려 있다. 밀봉부재(14)는 그릇(bowl)형상으로서, 압력수용면(13)과 압착두부(16) 사이에 위치된다. 밀봉부재(14)는 직선의 중심공(14') 및 이 중심공(14')로부터 내측으로 연장되는 만곡벽(14")를 갖는다. 분지관을 주파이프에 연결할때, 밀봉부재의 만곡벽(14"), 압력수용면(13)외주연부, 및 통로(12) 사이에 공간(17)이 형성된다.
이와 같이 연결될때, 밀봉부재(14)에는 1000kgf/cm2이상의 고압이 인가되어 2개의 성분 P1, P2를 형성한다. 성분 P2는 밀봉부재를 압력수용면(13)으로부터 분리시키려는 힘(유압×sinθ)이다. 성분 P2는 엔진의 진동과 함께 밀봉부재(14)와 압력수용면(13) 사이로 연료가 스며들게 하여 주파이프로부터 연료가 누설되게 한다.
[발명의 요약]
이와 같은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은 밀봉부재에 고압이 인가될때 발생되는 힘의 성분이 주파이프 압력수용면에 대해 밀봉부재를 가압하는 힘으로 사용되어 밀봉부재와 주파이프 사이로 유체가 스며들지 못하도록 하여, 진동과는 무관하게 주파이프로부터의 누설을 방지할 수 있는 접속구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 수행하기 위해, 고압의 연료가 축방향으로 관통하여 흐르는 통로와, 통로의 원주벽내에 형성되고 상기 통로로부터 반경방향으로 외측으로 테이퍼진 각각의 압력수용면들을 포함하는 다수의 관통공들을 구비하는 고압 연료 다기관용 분지 접속구가 제공되는데, 상기 분지 접속구는 연료통로와 연통되는 통로를 포함하는 분지요소와, 상기 분지요소를 연료 다기관에 나사식으로 고정하기 위하여 그 일단부에서 그릇 형상의 밀봉부재를 통하여 압력수용면과 맞물리는 압착두부를 포함하고, 상기 밀봉부재는 중심공을 가지며, 이 중심공은 최소한 그것의 내측 및 외측 둘레연부들이 압착두부의 단부면 및 연료 다기관내의 관통공의 압력수용면과 각각 맞물리고, 밀봉부재의 중심공의 둘레 연부면과 압력수용면 사이의 각은 90°미만이다.
또한, 중심공의 둘레 연부면과 단부면 사이의 각은 90° 미만이다. 밀봉부재는 금속으로 제조하며 최소한 그 표면은 은, 인듐, 구리, 황동, 또는 알루미늄과 같은 연질금속으로 제조된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 1000kgf/cm2이상의 고압이 가압되어 2종의 힘의 성분이 발생된다. 그 하나는 밀봉부재를 압착두부의 단부, 특히 압력수용면에 대해 밀봉재를 압착하는데 사용되어 그들 사이의 밀봉의 완전성을 향상시킨다. 따라서, 연료가 압착두부 및 압력수용면과 밀봉부재 사이로 유입되지 않도록 하여 장시간 사용시에도 누설을 방지한다.
[양호한 실시예의 설명]
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
제1도 내지 제8도에 있어서, 고압 주파이프(1)은 탄소강, 합금강 또는 스테인레스강으로 제조된다. 주파이프(1)은 약 20mm 정도의 비교적 작은 직경과, 약 6mm 정도의 두께를 갖는다. 주파이프(1)은 통로(2)를 포함한다. 주파이프(1)의 원부벽에 형성되는 다수의 원추형 관통공(3a)들을 대응하는 압력수용면(3)을 포함한다. 각각의 관통공(3a)들은 통로(2)와 연통된다. 각각의 관통공(3a)의 압력수용면과 동축으로 별도의 짧은 조인트(4)가 위치한다. 분지관(5)는 통로(20)을 포함하는 분지요소이다. 분지관은 그 일단부에서 절두원추형 압착두부(6)을 갖는다. 절두원추형 압착두부(6)은 조인트(4)를 통해 연장되며, 대응하는 압력수용면(3)과 맞물리는 압착면(60a)를 갖는다. 밀봉부재(8)은 그릇 형상으로서, 압착면(6a)와 압력수용면(3) 사이에 배치된다. 분지관(5) 둘레에 슬리브(28)을 매개로 너트(7)가 끼워맞춰진다. 너트(7)은 조인트(4)의 나사공(16)내에 고정된다.
밀봉부재(8)은 은, 인듐, 구리, 황동 또는 알루미늄과 같은 비교적 연질금속으로 제조하거나, 또는 상기 금속들을 도금하거나, 클래딩하여 제조한다. 밀봉부재(8)은 중심공(8')를 갖는다. 분지관을 주파이프에 연결할때, 중심공(8')의 내측 및 외측 둘레 연부들은 제3도에 도시한 바와 같이 압착두부(6)의 단부면(6')와 주파이프(1)의 압력수용면(3)과 마주하여 각각 위치한다. 중심공(8')와 압착두부(6)의 단부면(6') 사이에 형성되는 각 α는 90°미만으로 하는 것이 좋다.
상기 각을 위와 같이 설정하는 이유는 제4a도를 참조를 하여 설명한다. 1000kgf/cm2이상의 고압 P가 중심공(8')의 표면에 수직으로 가해져 2개의 성분 P1및 P2를 형성한다. 성분 P2는 밀봉부재(8)을 압력수용면(3)에 대해 P×sinα의 압력으로 압착시킨다. 상기 힘에 의해 밀봉부재(8)은 압력수용면(3)에 밀착되어, 밀봉의 완전성이 향상된다. 완전하게 밀봉하지 못하면, 연료가 밀봉부재(8)과 압력수용면(3) 사이로 유입되어 주파이프로부터 누설될 수 있다.
상기한 상태는 제4B도에 도시한 압착두부(6)의 단부면(6')과 밀봉부재(8)에 대해서도 동일하게 적용시킬 수가 있다. 이 경우에, 압착두부(6)의 단부면(6')는 P×sinβ의 압력하에서 밀봉부재(8)과 접촉된다.
상기 실시예에서, 중심공(8')는 그 둘레면과 압력수용면 사이의 각 α와 둘레면과 압착두부(6)의 단부면(6') 사이의 각 β는 90°미만인 평탄한 원추형 벽을 갖는다. 다른 실시예로서, 중심공(8')는 제5도 또는 6도에 도시한 바와 같이, 상호 각을 이루는 2개 또는 3개의 면들을 가질 수 있다. 이 경우에도 각 α 및 β는 90°미만이다.
또 다른 실시예로서, 중심공(8')는, 제7도에 도시한 바와 같이, 호형 표면을 가질 수 있다. 이 경우에, 밀봉부재(8)의 내측 둘레 연부와 압착두부(6)의 단부면(6') 사이의 연결점 X와 밀봉부재(8)의 외측 둘레 연부와 압력수용면(3) 사이의 연결점 Y사이를 연결하는 가상선과 압력수용면(3)과의 사이에 형성되는 각 α는 90°미만이다. 상기 가상선과 압착두부(6)의 단부면(6') 사이에 형성되는 각 β도 역시 90°미만이다.
제8도에서, 압착두부(6)과 압력수용면(3)은 호형으로 되어 있다. 이 경우에, 압착두부(6)의 외측 둘레와 압력수용면(6)의 내측 둘레 사이에 형성되는 각은 90°미만이다. 본 실시예도 역시 본 발명의 범위에 속한다.
제9도는 본 발명의 다른 실시예의 주요 부분을 나타내는 수직단면도이다. 본 실시예에서, 분지요소는 분지결속구(5')형태이다. 주파이프는 연료다기관기능을 한다. 분지접속구는 분지관이 큰 곡률로 만곡될때 다른 요소들과 간섭되는 것을 방지하는데 사용된다. 분지접속구는 엘보 조인트(elbow joint)형태이거나 또는 정압밸브, 댐핑밸브, 이송밸브 또는 방출밸브를 포함할 수 있다.
제9도에 도시한 실시예에서, 분지결속구(5')는 주파이프(1)에 연결된 분지요소역할을 한다. 분지결속구(5')는 전술한 실시예에서와 마찬가지로 그 일단부에 절두원추형의 압착두부를 갖는다. 분지결속구(5')는 조인트(4)의 나사공(16)과 나사 결합되는 나사 벽(25)를 갖는다. 따라서 분지결속구(5')는 밀봉부재(8)을 매개로 하여 주파이프(1)의 압력수용면(3')와 맞물린다. 분지결속구(5')의 타단부에는 슬리브(23)을 매개로 하여 체결 너트(24)가 체결된다.
상기 배열에 의해, 분지관(5")는 주파이프(1)의 종축과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
제10도는 본 발명의 또 다른 실시예의 주요 부분을 나타내는 수직 단면도이다. 본 실시예에서, 체결 너트(26)은 분지요소인 분지관(5)를 연료 다기관인 주파이프(1)에 연결하는데 사용된다. 체결너트(26)은 중심부로 더욱 연장되어 보스(27)을 형성한다. 체널너트(26)의 내측 둘레 연부는 나사(26')로 되어 있다. 조인트(4)의 외측 둘레 연부에는 대응하는 나사(16')를 구비한다. 채널너트의 나사(26')가 조인트의 나사(16')와 체결될때, 보스(27)은 환형 돌출부(21a)를 아래로 압압하여 압착면(6a)가 밀봉부재(8)을 매개로 압력수용면(3)과 맞물리게 한다.
제11a도 및 11b도는 주파이프 대신에 연료 다기관으로서의 연료블럭을 도시한 것이다. 두꺼운 블럭(30)은 1조의 통로(31) 및 (32)를 가지며, 이를 통해 고압연료가 흐르게 된다. 블럭(30)에 다수의 장착공(33a 내지 33d, 34a 내지 33d)를 형성하여 각각 통로(31) 및 (32)와 연통되도록 한다. 장착공(33a 내지 33d, 34a 내지 34d)는 전기한 실시예에서와 마찬가지로 각각 압력수용면(3)을 갖는다. 장착공(33a 내지 33d, 34a 내지 34d)는 또한 나사가 형성된 내측 둘레면을 갖는다.
연료블럭(30)을 연료 다기관으로 사용하는 경우, 채널너트(7)을 각각의 장착공의 나사가 형성된 내측 둘레면에 체결하여 분지요소를 블럭에 고정시킨다. 이에 의해 압착두부(6)의 압착면(6')는 밀봉부재(8)를 통해 압력수용면(3)과 맞물리게 된다.
상술한 본 발명의 분지접속구에서 밀봉재에 고압이 가하여져 2개의 성분을 형성한다. 그중 하나의 성분은 밀봉부재(8)의 중심공(8')의 형태에 기인하여 밀봉부재(8)을 압착두부 및 특히 압력수용면(3)에 대해 가압하고, 밀봉부재(8)의 내.외측 연부를 압착두부(6) 및 압력수용면(3)에 각각 접촉시킨다. 이에 의해 밀봉의 완전성이 상당히 향상되며, 따라서 고압 연료의 반복 흐름에 의해 진동이 발생되는 상태에서 장시간 동안 사용하여도 연료가 유입되거나 또는 누설되는 것을 방지한다. 따라서 분지요소를 주파이프 또는 연료블럭에 안전하게 연결할 수 있다.

Claims (3)

  1. 고압연료가 축방향으로 유동하는 통로(2,31,32)와, 그 통로(2,31,32)의 원주벽에 형성되고, 상기 통로로부터 반경방향 외측으로 테이퍼진 각각의 압력수용면(3)을 갖는 다수의 관통공(3a,33a~33d,33a~34d)들을 포함하는 고압연료 다기관(1,30)용의 분지접속구에 있어서, 연료 다기관(1,30)이 상기 통로(2,3,32)과 연통되는 통로(20)를 포함하는 분지 요소(5,5')를 구비하며, 상기 분지 요소(5,5')는 그릇 형상의 밀봉부재(8)를 매개로 상기 압력수용면(3)에 맞물려 상기 분지 요소(5,5')를 연료 다기관(1,30)에 나사 결합시키는 압착두부(6)을 그 일단부에 갖고 있으며, 상기 밀봉부재(8)은 중심공(8')를 갖고 있으며, 상기 밀봉부재(8)의 적어도 내.외측 둘레 연부는 상기 압착두부(6)의 단부면(6')와 상기 연료 다기관의 상기 관통공의 상기 압력수용면과 각기 맞물리며, 상기 밀봉부재의 중심공 둘레면과 상기 압력수용면 사이의 각(α)이 90°미만인 것을 특징으로 하는 분지접속구.
  2. 제1항에 있어서, 중심공의 둘레면과 단부면 사이의 각(β)가 90°미만인 것을 특징으로 하는 분지접속구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 밀봉부재(8)은 연질금속으로 제조되어, 적어도 그 표면은 은, 인듐, 구리, 황동 및 알루미늄으로 구성되는 군으로부터 선택된 연질 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분지접속구.
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