KR20070100632A - 연료 소기식 피스톤 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 커먼 레일 연료 분사 장치용 피스톤 펌프에 관한 것이다. 피스톤 펌프는 펌프 하우징(1)을 구비하고, 상기 펌프 하우징 내에는 하나 이상의 펌프 실린더(12)가 형성된다. 펌프 피스톤(2)은 상기 펌프 실린더 내에 축 향으로 움직일 수 있게 배치된다. 침전하려는 경향을 가진 연료가 상기 펌프 피스톤 내의 리세스(5a)를 통해 축방향으로 송출됨으로써, 펌프 피스톤의 소기(掃氣)가 이루어진다. 따라서, 상기 펌프 실린더(12)와 펌프 피스톤(2) 사이의 갭 내에서의 침전이 효과적으로 방지된다.

Description

연료 소기식 피스톤 펌프{FUEL-SCAVENGED PISTON PUMP}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 피스톤 펌프의 개략도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 피스톤 펌프의 개략도.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 피스톤 펌프의 개략도.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 피스톤 펌프의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 펌프 하우징 2: 펌프 피스톤

3: 공급 링 홈 4: 공급구

5a, 5b, 5c: 리세스 6, 11: 배출 링 홈

7: 수집 링 홈 8, 10: 배출구

9: 수집구 12: 펌프 실린더

13: 행정 체적 14: 간격

본 발명은 연료 소기식(掃氣式) 피스톤 펌프, 특히 선박 기관용 내연기관의 커먼 레일 연료 분사 시스템에 사용하기 위한 연료 소기식 피스톤 펌프에 관한 것 이다.

선행 기술에는 커먼 레일 시스템에 사용하기 위한 고압 펌프가 공지되어 있다. 상기 펌프는 일반적으로 특히 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 홈 밀봉으로 인해 낮은 누설 손실을 특징을 하는 피스톤 펌프 또는 행정 변위기이다. 펌프 피스톤 운동은 펌프 피스톤 또는 피스톤 로드에서, 예컨대 캠 구동 장치와 같은 캠 메커니즘에 의해 발생된다.

선행 기술에 공지된 펌프를 농경용 차량에 사용하는 경우, 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 낮은 누설 손실은 긍정적으로 평가된다. 그러나, 내연기관이 예컨대 선박 기관에서와 같이 중유(HFO)로 작동되면, 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이에 누설 연료로서 퍼진 펌핑될 연료가 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 안내면 상에 침전된다. 상기 안내면 상에 중유가 침전되는 것을 "래커링"이라 한다.

본 발명의 과제는 사용되는 연료에 의해 야기되는, 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 래커링을 방지하는 피스톤 펌프를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구항 1에 의해 해결된다. 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다.

본 발명에 따라 하나 이상의 펌프 실린더가 형성된 펌프 하우징을 포함하는 피스톤 펌프가 제공된다. 펌프 실린더 내에서 펌프 피스톤은 축방향으로 왕복 안내된다. 펌프 피스톤은 캠 메커니즘 또는 캠 디스크, 예컨대 편심으로 지지된 디 스크 또는 캠에 의해 구동된다. 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이에는 챔버, 소위 작동 챔버 또는 행정 체적이 형성된다. 본 발명에 따른 펌프는 하나 이상의 피스톤을 가진 레이디얼 피스톤 펌프(radial piston pump) 또는 액시얼 피스톤 펌프(axial piston pump)일 수 있다. 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이에는 하나 이상의 리세스가 제공되며, 상기 리세스 내에서 연료가 축방향으로 송출된다.

펌프 실린더 벽과 펌프 피스톤 사이의 챔버 내의 연료를 축 방향으로, 즉 펌프 피스톤의 운동 방향으로 안내할 수 있는, 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 리세스의 제공에 의해, 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 안내면 또는 안내 영역이 연료로 소기된다. 중유와 같은 연료로 안내면을 소기함으로써, 안내면의 영역에서 침전이 일어나지 않을 수 있고 래커링이 효과적으로 방지된다. 소기를 위해 사용되는 연료의 송출 방향은 피스톤 펌프의 행정 체적으로부터 떨어져 펌프 피스톤 로드를 향하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 피스톤 펌프는 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 갭 내에 침전하는 경향이 있는 모든 연료에 적합하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 피스톤 펌프로부터 송출될 연료가 안내면의 소기를 위해 또는 펌프 피스톤의 소기를 위해 사용되는 것이 아니라, 소기를 위한 별도의 연료가 공급구를 통해 제공되며, 상기 별도의 연료는 다시 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 영역으로부터 배출구를 통해 배출될 수 있다. 공급구와 배출구는 각각 펌프 실린더 내의 링 홈 및 펌프 하우징 내의 보어로 이루어진다. 배출구를 통해 흘러나가지 않은 연료는 수집구를 통해 유도될 수 있다. 수집구는 바람직하게는 소기를 위해 사용되는 연료의 흐름 방향으로 볼 때 배출구 후방에 배 치되고, 마찬가지로 펌프 실린더 내의 링 홈과 펌프 하우징 내의 홀로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 펌프 피스톤 내에 리세스가 제공됨으로써, 낮은 제조 비용이 실현될 수 있다. 이 실시예에 따라, 펌프 피스톤 내에 리세스가 제공됨에도 불구하고, 본 발명에 따라 펌프 피스톤과 펌프 실린더 내의 리세스와의 조합도 실현될 수 있다. 리세스들은 조합될 수도 있는 상이한 형태로 피스톤에 형성될 수 있다. 예컨대, 종방향 홈, 횡방향 홈 또는 나선형 홈이 펌프 피스톤의 종방향으로 제공될 수 있다. 또한, 펌프 피스톤 상에 형성된 홈에 의해, 안내면을 따라 연료를 송출하는 송출 컵이 형성될 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 피스톤 펌프의 제1 실시예를 도시한다. 이 실시예에서는 종방향 홈이 펌프 피스톤의 외주면에 형성되어 있다. 캠 메커니즘, 여기서는 타원형 캠에 의해 펌프 피스톤(2)이 펌프 하우징(1) 내에서, 즉 펌프 실린더(12) 내에서 상하로 움직인다. 펌프 실린더(12)와 펌프 피스톤(2)은 펌프 하우징(1) 내에서 행정 체적(13)을 형성한다. 연료는 공급구(4)를 통해, 펌프 실린더 내에 링형으로 형성된 공급 링 홈(3)에 공급된다. 상기 공급된 연료는 리세스(5a)를 통해 배출 링 홈(6)에 도달한 다음, 상기 배출 링 홈(6)을 통해 펌프 하우징(1) 내에 형성된 배출구(8)에 도달한다. 공급부 및 귀환부는 바람직하게는 압력차를 갖는다. 연료는 배출구(8)를 통해 연료로서의 후속 사용을 위해 또는 펌프 피스톤의 소기를 용기 내로 안내될 수 있다. 또한, 별도의 용기 내에 넣어두지 않고 바로 후속 사용하는 것도 가능하다. 펌프 피스톤의 소기를 위해, 예컨대 중유와 같은 펌핑될 연료 대신에 다른 적합한 유체가 사용될 수 있는데, 이 경우 상기 유체는 펌프 피스톤과 펌프 실린더 사이의 래커링을 방지할 수 있어야 한다.

배출 링 홈(6) 하부에 수집 링 홈(7)이 형성되고, 상기 수집 링 홈(7)은 수집구(9)와 유체가 통하도록 연결된다. 배출구(6, 8)를 통해 흘러나가지 않은 초과량의 연료는 수집구(7, 9)를 통해 수집됨으로써, 윤활유 영역에 이르지 않는다.

도 2는 실질적으로 도 1의 실시예에 상응하는 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 이하에서는 차이점만이 설명된다. 본 발명의 제2 실시예에서는 공급 링 홈(3)과 배출 링 홈(6) 사이의 간격이 확대되기 때문에, 펌프 피스톤(2)과 펌프 실린더(12) 사이의 안내면의 큰 영역이 소기된다. 또한, 펌프 피스톤(2) 둘레에 나선형 링 홈(5b) 형태의 리세스가 형성된다. 나선형으로 형성된 링 홈(5b)을 통해서도 연료가 축 방향으로 송출되는데, 그 이유는 상하 운동에 의해 횡방향으로 연장하는 링 홈에서도 연료가 축 방향으로 송출될 것이기 때문이다.

본 발명의 제3 실시예가 도 3에 도시된다. 제3 실시예는 리세스로서 펌프 피스톤 내의 넓은 링 홈(5c)을 도시한다. 또한, 배출구(8)와 배출구(9)가 펌프 실린더(12) 내의 배출 링 홈(7)을 통해 서로 연결됨으로써, 실린더 하우징 밖으로 안내되는 단 하나의 홀이 여전히 필요하다. 도면 부호 14는 공급 링 홈의 하부 에지로부터 넓은 링 홈(5c)의 상부 에지까지의 간격(14)을 도시한다. 상기 넓은 링 홈(5c)이 배출구(6, 8, 7, 9)와 유체가 통하도록 연결되는 경우, 상기 간격은 공급 링 홈(3)에 대해 형성되는 밀봉면이다.

본 발명의 제4 실시예는 도 4에 도시된다. 도 4는 리세스가 종방향 홈(5a) 과 횡방향 홈(5c)의 조합된 형태로 이루어진다는 점에서 제3 실시예와 다르다. 또한, 제4 실시예는 제1 및 제2 실시예와 같이 수집구(7, 9)를 갖는다. 수집구(7, 9)는 수집 링 홈(7)과 수집구(9)로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 사용되는 연료에 의해 야기되는, 펌프 실린더와 펌프 피스톤 사이의 래커링을 방지하는 피스톤 펌프를 제공된다.

Claims (12)

1. 펌프 하우징(1)을 구비한 공통의 압력관을 포함하는 시스템에서 연료를 송출하기 위한 내연기관의 연료 분사 장치용 피스톤 펌프로서,

   상기 펌프 하우징(1) 내에 펌프 피스톤(2)이 배치되며, 상기 펌프 피스톤은 안내 영역을 따라 축 방향으로 움직일 수 있고 펌프 실린더(12)를 가진 펌프 피스톤(2)의 실린더측 단부에는 행정 체적(13)이 형성된, 연료 분사 장치용 피스톤 펌프에 있어서,

   상기 펌프 실린더(12)와 상기 펌프 피스톤(2) 사이의 상기 안내 영역 내에 하나 이상의 리세스(5a, 5b, 5c)가 제공되고, 상기 리세스 내에서 연료가 축 방향으로 이송되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
2. 제1항에 있어서, 상기 연료는 축 방향으로 상기 행정 체적(13)으로부터 멀어지는 방향으로 송출되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연료는 상기 펌프 실린더(12) 내의 공급구(3, 4)를 통해 상기 리세스(5a, 5b, 5c)에 공급되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스(5a, 5b, 5c)로부터 흘러들어가는 연료는 상기 펌프 실린더(12) 내의 배출구(6, 8, 10, 11)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 행정 체적(13)으로부터 먼, 상기 펌프 실린더(12)의 측면에 수집구(7, 9)가 제공되고, 상기 수집구는 초과량의 연료를 배출하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스(5a, 5b, 5c)는 상기 펌프 피스톤(2)과 상기 펌프 실린더(12) 중 어느 하나 또는 이들 양자 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
7. 제6항에 있어서, 상기 리세스(5a)는 적어도 부분적으로 종방향 홈(5a)의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 리세스(5b)는 적어도 부분적으로 원주 방향(5b)으로 홈의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
9. 제6항, 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리세스(5c)는 적어도 부분적으로 나선형 홈(5c)의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장 치용 피스톤 펌프.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 펌프는 고압 영역에 사용하기 위한 레이디얼 피스톤 펌프(radial piston pump) 또는 액시얼 피스톤 펌프(axial piston pump)인 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연 기관은 중유로 작동되는 선박 기관인 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치용 피스톤 펌프.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 피스톤 펌프를 구비한 내연 기관.

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