KR830000214B1 - 조정 벤투리로 된 고리조정 하향 기화기(下向氣化器) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

조정 벤투리로 된 고리조정 하향 기화기(下向氣化器)

제1도는 본 발명에 의한 기화기의 일부분 절취 사시도.

제2도는 제1도의 2-2선 수직단면도.

제3도는 보다 분명히 도시하기 위해 틀의 외부를 제거한 본 기화기의 변경된 형태를보여주는 제2도의 3-3선 단면도.

제4도는 제3도와 유사한 것이나 조절고리가 본 위치로 돌아간 상태도.

본 발명은 내연기관(內然機關)의 기화기(氣化器)에 있어서 내연기관에 연료의 흐름을 조절하기 위해 조절 가능한 벤투리(benturi)관을 가지는 조정 벤투리로 된 고리고정 하향 기화기에 관한 것이다. 종래에도 조정 벤투리 기화기들이 이미 알려져 있는바 예를들면 콜린톤 알 그리이빌(Clinton R. Graybill)의 미합중국특허 제3,940,460, 3,970,730과 4,001,356은 고정 벤투리와 이동 벤투리를 가지며, 흐르는 연료의 양과 속도는이동 벤투리의 위치에 따라 변하는 기화기들이다.

예를들면, 차량의 내연기관에 사용될때 일어나는 여러 번위와 조건하에서 작동하는데 있어서는 지금까지 알려진 조정 벤투리 기화기가 고정 벤튜리 기화기보다 훨씬 효율적이고 효과적임을 판명됐다. 이전의 특허기술에서 보다시피, 현재 사용하고 있는 거의 모든 기화기는 고정벤튜리를 사용하여, 기화기의 흡입로가 진공이 되게하여 연료통으로부터 연료를 끌어 들였다.

이러한 종래의 고정 벤튜리는 작은 범위의 엔진 회전수에만 유효하기 때문에 다른 크기의 엔진에 대해서는 다른 크기의 벤튜리를 사용해야만 했다.

엔진은 계속 변하는 조건하에서 작동하기 때문에 이렇게 사용되는 벤튜리는 아주 만족스럽지는 않다.

그 결과로 오늘날의 엔진에 사용할 수 있도록 하기 위해 현존하는 벤튜리 기화기는 거듭 개조되어 왔다.

고정 벤튜리와 관련하여, 특이한 아이들 제트(idle jet), 가속연료 펌프, 복합 벤튜리관들 및 이들의 결합체들을사용해 왔으나, 이들은 사실로 효율적인것이 못되며 최적의 엔진 성능과 최적의 연료 경제성을 제공해 주지 못한다.

상기의 특허기술에 나타난 형태의 조정 벤튜리 기화기는, 공기와 연료의 정확한 혼합비율을 유지하면서 엔진의 전 작동범위 즉, 저속으로부터 전 속력에 이르기가지 효과적으로 기화기르 제공하는데 목적이 있다.

그러나 조정벤튜리에 있어서도 조절판의 작동에 따라 연료량이 변함에 따라, 엔진의 작동상태와 일관성 있게 공기와 연료가 항상 혼합되지는 않음이 밝혀 졌다.

이와 같은 결과로, 엔진의 작동상태에 따라 공기의 흡입량을 변화시켜 주는 장치가 필요하다.

과거에 각각 독립적으로 작용하며 조절되는 여러개의 연료 회선을 사용해 왔음은 이 때문이다.

상기한 사실들을 고려할때, 본 발명은 다음의 몇가지 목적들을 가진다.

본 발명의 제1의 목적은 변하는 엔진의 작동상태에 감응(感應)하는 장치를 제공하여 흡입연료와 섞이는 공기량을 조정해주므로써, 엔진의 전 작동중 공기와 연료가 적절히 혼합되도록 해주는에 있다.

본 발명의 제2목적은 엔진 조건이 감응되어 조절되는 공기는 조절관(metering stem)을 통해 벤튜리로 공급되는 연료와 혼합되어, 조절관에 있는 연료에 기포(氣泡)의 형태로 들어가, 기포는 파열되므로써 연료가 이동벤튜리를 통해 주입되는 공기에 들어갈때 연료와 균일하게 혼합되도록 해주는 조정벤튜리 기화기를 제공하는데 있다.

본 발명의 제3의 목적은 기화기를 통해 흐르는 공기와 거기 형성된 벤튜리가 조절관으로부터 공기와 연료의 혼합물을 균일하게 주입시켜 주는 조정벤튜리 기화기를 제공하는데 있다.

본 발명 제4의 목적은 기화기에서 형성된 공기와 연료의 혼합물의 연소온도를 적절히 유지하여 기화기의 등결을 위해 주입 공기를 가열해주는 장치를 포함하는 조정벤튜리 기화기를 제공해 주는데 있다.

본 발명의 주요 부품들로서는, 가솔린과 같은 연료를저장하기 위해 틀에 있는 이보다 작은 원주의 연료실, 연료실가지 뻗치는 조절관이 통하는 내부통등이 있다.

여기서 내부통은 중앙 고정벤튜리의 부분을 형성하는 안쪽으로 굽은 가장자리르 포함한다.

벤튜리관에 원하는 크기의 구멍을 형성할 수 있도록 틀에 환상동공고리를 끼워준다. 조절관의 윗끝 또는 유출끝은 통로에 의해 벤튜리관에 형성된 구멍에 연결되도록 해준다. 보다 자세히 설명하겠지만, 연료와 공기는 조절관을 통해 벤튜리관에 끌어 들여지며, 공기는 이를 통과한다. 틀에는 외부구멍이 있어 대기 및 조절관의 윗부분을 둘러싸는 공기와 서로 연결된다.

조절고리가 조절관을 둘러 싸고 있기 때문에 조절고리의 위치에 따라 공기실을 통하는 공기량을 조절할 수 있다. 조절고리는 또한 공기실에 생기는 진공을 조절하에 유입되는 연료량을 조절하므로써 변하는 엔진 요구 조건을 만족시켜 준다.

조절고리의 위치는 엔진의 온도와 조절고리에 연결되어 진공압력에 의해 움직이는 장치에 감응하여 바뀐다. 이동 벤튜리가 환상동공고리 및 내부통과 상호 작용하므로써 이들 사이에 벤튜리 작용이 생기도록 해준다.

이동 벤튜리부는 드로틀 조절 연결 장치에 의해 작동되어 아래로 움직이므로써 벤튜리관의 크기를 증대시켜주며, 조절관을 통해 연료가 엔진으로 계속 더 공급되도록 해준다. 받침장치를 사용하여 이동벤튜리부를 받혀 주므로써 받침장치와 이동벤튜리부의 사이의 스프링 장치는 이동벤튜리부가 가장 작은 벤튜리관이 형성되는곳까지 움직이도록 해준다.

기화기로 들어가는 공기 흡입구를 둘러싸는 통로는 가열된 엔진 액체를 받아들이므로써 기화기로 들어가는 공기를 공기와 연료 혼합물의 최적연소온도로 가열해 주며 주입 공기의 속도로 인해 기화기가 동결되는 것을 막아준다.

본 발명의 한 훌륭한 구체화 방법을 나타내 보여주기 위해 첨부도면과 함께 다음의 자세한 설명으로 부터 본 발명의 다른 목적 및 내용들도 분명해질 것이다.

첨부도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도시된 본 발명의 훌륭한 구체화 방법에 있어서는, 기화기(10)는 틀(11)의 양쪽에 연료저장통(12)(12a), 틀(11)의 내부에 내부관(13) 등을 포함한다.

내부관(13)은 환상등공고리(14)와 작용하여 고벤튜리부(15)를 형성한다. 틀(11)의 안쪽 원주에 형성되는 연료실(16)은 일정량을 유지하는 연료저장통(12)(12a)으로부터 액체 연료를 받아들인다.

조절관(17)들이 내부통(13) 둘레에 설치되어 연료실(16)로부터 공기실(18)을 통해 벤튜리관에 연결된 통로(19)까지 위로 뻗쳐 있다. 이동벤튜리부(20)는 지지구(21)에 대해 수직으로 왕복운동을 한다. 이동벤튜리부(20)는 드로틀 조절연결구(22)에 연결되어 있으며, 드로틀 조절연결구(22)는 차량의 가속 페달과 같이 통상의 방법으로 작동된다. 조절고리(23)는 내부통(13)의 공기실(18)을 둘러싸고 있어 연료와 함께 주입되는 공기가 조절관(17)으로 공급되도록 해주는 장치의 구실을 한다.

도시된 바와 같이 틀(11)은 두부분(11a)(11b)으로 구성된다. 아랫틀(11a)은 일반적으로 원통형이며, 윗틀(11b)은 아랫틀(11a)의 위에 단단히 볼트로 부착되어 있다.

윗틀(11b)에는 가장자리 내부에 포위통로(泡圍通路)(11c)가 있다. 포위통로(11c)는 유입구(11d)와 유출구(11e)를 가진다.

뜨거운 엔진수 또는 기름은 포위통로(11c)로 통하는 유입구(11d)로 들어가 유출구(11e)를 흘러나와 차량의 냉각장치 또는 주유장치로 순환된다.

자세히 설명하겠지만, 기화기로 들어가는 공기는 포위통로(11c)를 가지는 틀(11)을 거쳐 아래로 내려가므로써, 결과 생기는 공기와 연료의 혼합물이 엔진에서 가장 효율적으로 연소될 수 있는 최적온도로 가열된다.

윗틀(11b)에는 아랫틀(11a)에 부착되는 고리모양의 유출구(11e)를 가지며, 유출구(11e)에 대해 안쪽으로 굽어 위로 길게 뻗친 벽(11f)을 가진다.

내부통(13)의 돌출부(24)는 유출구(11e)와 서로 연결되는 오프셋부분과 벽(11f) 아래에 있으며, 환상동공고리(14)와 함께 작용한다.

여기서 환상동공고리(14)는 벽(11f)의 아랫부분에 끼워져 다음에 자세히 설명할 벤튜리관(26)과 통하는 흡입구(25)를 형성한다. 윗틀(11b) 둘레에 있는 보울트(27)들은 유출구(11e)를 아랫틀(11a)과 서로 연결시켜 준다. 흡입구(25)의 크기는벽(11f)내의 호나상동공고리(14)의 위치로 조절된다.

통로(19)는 내부통(13) 둘레에 있으며, 흡입구(25)로부터 비스듬히 뻗쳐통로(30)에 연결된다. 통로(30)는 내부통(13)을 통해 윌 ㅗ길게 뻗쳐 있다. 통로(30)에는 내부통(13)을 통해 아래로 연료실(16)가지 뻗치는조절관(17)이 있다. 조절관(17)의 윗끝은 통로(31a)에 단단히 부착되며, 꼭대기는 통로(19)로 열려 있다. 조절관(17)은 또한 공기실(18)과 통로(31b)를 통해 지나간다. 통로(31b)는 조절관(17)의 외부 직경보다 큰 직경을 가진다. 통로(31b)는 아랫끝이 연료실(16)로 열려 있으며, 연료실(16)과 공기실(18)을 서로 연결시켜 준다.

윗틀(11b)에 있는 통로(32)와 아랫틀(11a)에 있는 통로(33)를 통해 조절고리(23)에 대기중의 공기가 공급된다.

다음에 설명하겠지만, 조절고리(23)는 공기실(18)로 들어가는 공기의 흐름을 조절한다. 조절관(17)들은 각각 속이 비어 있으며, 아래로 통로(31b)를 통해 연료실(16)까지 뻗쳐 있다.

조절관(17)의 아래에 있는 통로(36)를 통해 연료실(16)로 부터 연료가 조절관(17)내로 끌어올려진다.

조절관(17)의 꼭대기에는 통로(37)가 있으며, 공기실(18)을 통하는 벽에는 보조통로(38a)(38b)가 벽을 관통하고 있다.

보조통로(38a)들은 조절관(17)의 둘레에 120°간격으로 떨어져 공기실(18)의 꼭대기 바로 아래 있는게 좋다. 보다 자세히 설명하겠지만, 보조통로(38b)들도 이와 비슷하게 조절관(17)의 둘레에 120°간격으로 떨어져 공기실(18)의 밑바닥 바로 위에 있는 게 좋다.

환상동공고리(14)의 내부끝, 내부통(13)의 내부 돌출부(24) 및 공기조정코운(come)(39)에 의해 벤튜리관926)이 형성된다. 공기조정코운(39)은 이동벤튜리부(20)를 형성한다. 공기조정코운(39)의 내부구멍(39a)에 있는 보울트(40a)는 코운(39)을 부착시켜 주며 캡(41)을 축(42)에 죄어 준다.

캡(41)의 벽(41a)은 지지부(21)의 스프링 지지고리(43)을 감싸며 아래로 뻗혀 있다. 스프링 지지고리(43)의 둘레에 형성된 홈에 있는 밑폐구(43a)는 캡(41a)의 내부면과 맞물려 사이에서 밀폐의 작용을 한다. 스프링(44)의 한쪽끈은 스프링 지지고리(43)에 형성된 고리모양의 홈(45)에 위치하며 다른 끝은 캡(41)에 형성된 고리모양의 홈(46)에 위치한다.

이렇게 하여 스프링(44)은 캡(41)과 코운(39)을 위로 밀어주는 역할을 하며, 드로틀 조절 연결구(22)로 인해 하향력은 작용하지 않는다. 스프링 지지고리(43)에는 축(42) 둘레에서 아래로 뻗쳐 있는 관모양의 밀페구(43a)와 내부통(13)내에 단단히 부착된 아랫부분(43b)을 포함한다.

0자 모양의 고리(47a)(47b)는 연료가 연료실(16)로부터 내부통(13)과 지지고리(43) 사이로 세는 것을 막아준다.

드로틀 조절 연결구(22)에는 아랫틀(11a) 아래 위치한 절연판(49)을 관통하여 설치된 축(48)과 이 축(48)과 이 축(48)에 부착된 링크(link)(50)가 있다.

여기서 링크(50)는 회전 가능하며 작동관의 아랫끝에 걸려 있기 때문에 도시되진 않았지만 재래적인 드로틀 연결구로 축(48)을 회전시키므로써 축(42)의 상하운동이 가능하다.

보울트(53)는 절연판(49)을 아랫틀(11a)에 부착시켜주며, 보울트(55)는 받침판(54)을 절연판(49)에 부착시켜 준다. 받침판(54)은 기화기(10)가 재래식 기화기를부착하도록 된 엔진에 부착되도록 해준다. 조절고리(23) 둘레에는 구멍(56)들이 있다.

구멍(56)들은 공기실(18)의 외부벽(58)을 통하는 구멍(57)들과 연합도리수도 분리될도 있다. 조절고리(23)는 외부벽(58) 둘레에 단단히 부착되어 있어 조절고리(23)가 회전하므로써 케이트 벨브(gage valve)로서 작용하기 때문에 구멍(56)(57)들이 서로 분리될때는 공기의 흐름이 차단되며, 부분적으로 연합될때는 공기의 흐름을 제한해준다.

조절고리(23)는 또한 연료실(16)로부터 벤튜리부(20)로 들어가 기화기로 주입되는 공기와 혼합되는 연료의 양을 조절해 주는 역할ㅇ르 한다. 구멍(560과 구멍(57)이 서로 완전히 연합되도록 조절고리(23)가 위치하면, 지나는 고익는 통로(38a)(38b)로 들어가 공기실(18)에는 정압(正壓)이 유지될 것이다.

조절고리(23)가 회전하면서 구멍(56)이 구멍(57)으로부터 분리됨에 따라, 벤튜리부(20)에 생긴 부압(負壓)은 조절관(31)과 통로(38a)(38b)를 통해 전달되기 때문에 공기실(18)의 압력은 변하게 된다. 고익실(18)에 부압이 생김에 따라 연료실(16)에 있는 연료는 통로(31b)를 거쳐 통로(38b)를 통해 조절관(31)으로 들어간다.

통로(38b)를 통해 조절관(31)으로 들어가는 연료는 통로(25)를 통해 벤튜리관(26)으로 들어가기전에 통로(38a)를 통해 조절관(31)으로 들어가는 공기와 혼합된다.

구멍(56)이 구멍(57)이세 약간 벗어났을때, 대기중의 공기가 공기실(18)을 들어갈 수 있다면 여기 생긴 부압(負壓)은 연료실(16)로 부터 나오는 연료가 공기실(18)을 가득 채워 통로(38a)(38b)를 통해 조절관(31)으로 들어가도록 해준다.

구멍(57)이 막혔을때 벤튜리관(26)으로 들어간 연료는 공기와 혼합되지 않으며, 벤튜리를 통해 주입되는 공기와 혼합될때는 많은 양의 연료와 공기의 혼합물이 생긴다.

제3도와 제4도에 도시된 바와 같이 (23')로 표시한 조절고리는 또한, 조절고리(23')의 위치가 바뀜에 따라 틀(11a)을 통해 조절관을 포함하는 공기실과 가는구멍(57')과 연합하는 구멍(56')의 수가 바뀌도록 개조될수도 있다.

이러한 구조의 조절장치에 있어서는 기화기를 통한 공기와 연료의 혼합물뿐 아니라 연료의 흐름을 조절하기 위해 보조조절장치를 해주어야 한다.

제3도에서는 2조의 구멍(56')(57')들이 부분적으로 연합된 반면, 제4도에서는 조절고리(23)의 위치가 바귀어 4조의 구멍(56')(57')들이 연합 혹은 부분적으로 연합되어 있다.

지금까지 알려진 바대로, 통로(38a)(38b)가 조절관(31)둘레에 120°로 균일하게 위치할때 이를 통하는 공기는 연료와 함께 통로(25)로 움직이는 기포를 효과적으로 형성하기 때문에 효율이 증대됨이 밝혀졌다.

통로(19)내의 압력 차이 때문에 기포는 통로(25)로 가는중 조절고리(23) 주위까지 뻗친다. 통로(25)의 크기를 적절히 해주면, 빨리 기포는 통로(25)의 입구에 닿기전에 터질 것이다.

이렇게 기포가 터지므로써 연료는 하향주입 공기에 분산되어, 기화기에 의해 엔진에 공급된 연료와공기의 혼합물을 효과적으로 연소시킬수 있다.

최대의 효율을 얻기 위해서는 조절관(31)으로 들어가는 공기에 의해 형성된기포의 지름은 0.050인치와 0.070인치사이, 특히 0.060인치가 적절하다. 가솔린에 있어서는 기포의 지름이 0.050인치 가량될때 기포를 둘러싸는 층의 두께가 가장 균일하게 된다.

형성된 기포의 지름이 0.050인치 보다 작거나 0.070인치보다 크면, 기포는 터지기전에 균일하게 뻗치지 않아 기화기의 효율이 떨어짐이 실험 결과 밝혀졌다.

구멍(56)(57)은 또ㅎ나 고도(高度)의 변화로 생기는 대기압의 변화에 따라 공기실(18)로 들어가는 공기량을 자동적으로 조절해 주는 역할도 한다.

이렇게 하여 구멍(57)(57)의 주어진 조건하에서 바다에서는 높은 밀도가 돌출한포우스트(61)를 끼울수 있다. 조절고리(23)는 보통 온도의 플런저(plunger)(62)에 연결되며, 진공 압력에 감응(感應)하는 조리개(63)는 플런저(62)의 온도에 감응하여 회전하도록 되어 있다.

작동중 스프링(44)는 통상 코운(39), 캡(41)과 축(42)을 제2도에 도시된 위치로 치우쳐 올려진다.

본 발명의 기화기와 함께 사용되는 내연기관을 시동함에 있어서는 가속페달을 눌러 주면 드로틀 조절연결구(22)로 작용하여 코운(39), 캡(41)과 축(42)을 내려 주므로써 엔진 점화 장치는 작동된다. 엔진이 시동되면, 틀(11)과 벤튜리관(26)을 통해 아래로 세차게 주입되는 공기는 낮은 압력을 형성하므로써 연료실(16)로부터 조절관(17)과 흡입구(25)를 통해 연료를 끌어들인다.

엔진이 냉각됐을 때는 조리개(63)가 스프링에 의해 한쪽으로 치우치게 하여 조절고리(23)을 움직여구멍(56)(57)이 서로 떨어지도록 해준다. 이렇게 하여 공기실(18)과 조절관(17)을 통하는 연료에 공기가 부가적으로 합쳐지지 않기 때문에 실제로 공기와 혼합되지 않은 연료가 벤튜리관(26)으로 끌어 들여져 기화기를 통해 세차게 내려오는 공기와 혼합된다.

엔진이 예정된 온도로 가열되면, 조리개(63)는 조절고리(23)를 회전시켜 공기가 구멍(56)(57)을 통해 조절관(17)으로 흐르도록 해준다. 이렇게 하여 주입되는 공기는 조절관(17)을 통해 오는 연료와 완전히 혼합하지만 만족치 못한 연료 혼합물으 형성하여 기화기틀을 통해 내려오는 공기의 혼합된는.

이렇게 하여, 조절관(17)에 있는 연료에 혼합되는 공기량은 조절고리(23)의 위치와 구멍(56)(57)의 연합상태에 의해 결정된다.

이때 조절고리(23)의 위치와 구멍(56)(57)의 연합상태는조리개(63)에 작용하는진공에 의해 결정된다.

엔진의 완속상태(緩速狀態) 중에는 엔진이 가열되면 엔진이 진공이 작용하여 조절고리(23)를 조정하므로써 엔징의 진공에 의해 결정되는 양의 공기가 조절관(17)을통하는 연료에 혼합된다. 엔진의 정상작동 중에도 이와 똑같은 조건이 일어난다.

그러나 엔진의 가동속도는 급히 증가시키기 위해 가속페달을 눌러주면, 그 결과 생기는 엔진 진공은 조리개에 작용하여 구멍(56)(57)을 통하는 공기량을 대폭 감소시키거나 차단하므로써 전술한바와 같이 조절관(17)의 하부와 통로(38a)(38b)에는 연료가 통해 흐를 것이다.

지금까지 본 발명의 한 구체화 방법을 설명했지만 본 명세서는 하나의 예에 지나지 않으며, 본 발명의 청구범위에 있는 내용으로 부터 벗어나지 않고 여러가지 변형된 형태가 가능함을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 아래로 길게 뻗치는 중앙통로를 가진 틀(11) 및 그속의 통로에 쇼울더와 고정벤튜리부(15)를 가진 조정 벤튜리로 된 기화기(10)에 있어서, 고정벤튜리부(15)의 쇼율더와 작용하여 벤튜리관(26)을 형성하는 이동벤튜리부(20), 벤튜리관(26)의 크개를 조절하기 위해 고정벤튜리부(15)에 대해 이동벤튜리부(20)를 움직여 주는 장치, 고정벤튜리부(15)를 통해 연료실(16)과 벤튜리관(26)을 연결시켜 주는 통로, 연료실(16)과 벤튜리관(26)을 연결시켜 주는 통로의 중간에 위치한 공기실(18) 및 공기실(18)로 흘러들어가는 대기중의 공기량을 조절하기 위한 장치를 가지는 조정벤튜리로 된 고리조정 하향 기화기.

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