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KR101960550B1 - 내연기관 - Google Patents

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Abstract

가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 비교적 희박한 연료 혼합물을 연소하기 위한 내연기관, 즉 오토-가스 엔진으로서, 적어도 하나의 실린더(10)를 포함하고, 하나 또는 모든 실린더(10)는 연소실(11)을 규정하고, 연소실의 한 측면은 행정 운동 가능하게 지지된, 실린더의 피스톤(12)에 의해 제한되고, 대향 배치된 측면은 화염 후드(13)에 의해 제한되고, 화염 후드(13) 내에 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 연료 혼합물을 위한 적어도 하나의 유입 밸브(15, 16) 및 배기 가스를 위한 적어도 하나의 배출 밸브(17, 18)가 제공되고, 화염 후드(13)에 걸쳐 다수의 점화 장치들(21)이 분포 배치되고, 상기 점화 장치들은 각각의 실린더(10)의 연소실(11) 내에서 직접 연료 혼합물을 점화하는데 이용된다.

Description

내연기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 내연기관, 즉 오토(otto)-가스 엔진에 관한 것이다.
가스 엔진은 주로 가스 형태의 연료에 의해 구동되는 내연기관이다. 가스 엔진은 기본적으로 점화 장치, 특히 점화 플러그에 의해 연료 혼합물의 점화가 이루어지는 오토-가스 엔진과 분사된 점화 오일의 자기 점화에 의해 연료 혼합물의 점화가 이루어지는 디젤 가스 엔진으로 구분된다. 본 발명의 대상은 가스 엔진이다.
DE 10 2008 018 482 A1호에는 오토-가스 엔진으로서 형성된 내연기관이 공지되어 있고, 상기 내연기관의 경우에 연료 혼합물의 점화는 내연기관의 각각의 실린더의 예비 챔버에서 이루어지고, 이 경우 각각의 예비 챔버는 각 실린더의 각각의 연소실에 연결된다.
이러한 예비 챔버를 포함하는 오토-가스 엔진은 구조적으로 복잡하기 때문에, 오토-가스 엔진은 예비 챔버를 포함하지 않아야 한다.
특히 오토-가스 엔진이 비교적 희박한 연료 혼합물이 점화되고 연소되는 대형 가스 엔진인 경우에, 지금까지는 오토-가스 엔진의 실린더의 연소실 내에서 직접 가스 형태의 연료 혼합물의 점화가 이루어진다.
본 발명은 대형 엔진으로 구현시 비교적 희박한 연료 혼합물이 안전하고 확실하게 내연기관의 실린더의 연소실 내에서 직접 점화될 수 있는 오토-가스 엔진을 제안하므로, 예비 챔버가 생략될 수 있다.
본 발명의 과제는 새로운 방식의 내연기관을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1 항에 따른 내연기관에 의해 해결된다.
본 발명에 따라 각각의 실린더의 화염 후드에 걸쳐 다수의 점화 장치들이 분포 배치되고, 상기 점화 장치는 각각의 실린더의 연소실 내에서 직접 연료 혼합물을 점화하는 데 이용된다. 화염 후드에 걸쳐 다수의 점화 장치들이 분포 배치됨으로써, 대형 가스 엔진으로서 형성된 오토-가스 엔진에서 비교적 희박한 연료 혼합물이 점화되는 경우에도 연료 혼합물의 점화는 각각의 실린더의 연소실 내에서 직접 안전하고 확실하게 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 내연기관은 연료 혼합물의 신속하고 조절된 연소를 특징으로 하고, 이로써 소위 노킹 위험이 낮아질 수 있다. 기존의 필수 예비 챔버가 생략됨으로써 제조 비용 및 유지 관리 비용이 감소될 수 있다. 내연기관은 NOx-방출의 감소 하에 열역학적으로 효율적으로 작동될 수 있다.
바람직하게 화염 후드 내에 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 연료 혼합물을 위한 2개의 유입 밸브 및 배기 가스를 위한 2개의 배출 밸브들이 제공되고, 이 경우 각각의 유입 밸브와 배출 밸브들은 각각 화염 후드의 개별 사분원들 내에 배치되고, 다수의 점화 장치들은 화염 후드의 사분원들의 가상의 분리선을 따라 배치된다. 화염 후드를 따라 유입 밸브와 배출 밸브에 대한 점화 장치의 이러한 배치가 특히 바람직하다.
본 발명의 바람직한 개선예에 따라 화염 후드 내에 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 연료 혼합물을 위한 2개의 유입 밸브와 배기 가스를 위한 2개의 배출 밸브들이 제공되고, 이 경우 각각의 유입 밸브와 배출 밸브는 각각의 밸브들의 중심점을 통해 연장된 축을 따라 배치되고, 이 경우 다수의 점화 장치들은 상기 축을 따라 배치된다. 화염 후드를 따라 유입 밸브와 배출 밸브에 대한 점화 장치들의 이러한 배치가 특히 바람직하다.
바람직하게 다수의 점화 장치들은 피스톤의 행정축에 대해서 회전 대칭으로 화염 후드에 걸쳐 분배된다. 피스톤의 행정축과 관련해서 유입 밸브와 배출 밸브에 대한 점화 장치들의 회전 대칭 배치는 희박 연료 혼합물의 특히 바람직한 점화를 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 개선예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예들은 이에 제한되지 않으며, 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관의 실린더의 개략도.
도 2는 도 1에 따른 실린더의의 확대도.
본 발명은 내연기관, 즉 바람직하게 대형 가스 엔진인 오토-가스 엔진에 관한 것으로, 상기 가스 엔진에서 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 비교적 희박한 연료 혼합물이 연소된다.
내연기관은 적어도 하나의 실린더(10)를 포함하고, 이 경우에 도 1은 실린더(10)의 개략적인 횡단면을 도시한다. 실린더(10)는 연료 혼합물의 연소를 위한 연소실(11)을 포함하고, 이 경우 연소실(11)의 제 1 측면은 행정 운동 가능하게 지지된, 실린더(10)의 피스톤(12)에 의해 제한되고, 대향 배치된 제 2 측면은 실린더(10)의 화염 후드(13)에 의해 제한된다.
피스톤(12)은 실린더(10)의 하우징(14) 내에서 행정 운동 가능하게 배치된다.
도 2는 화염 후드(13)의 평면도를 도시하고, 이 경우 본 발명의 도시된 바람직한 실시예에서 화염 후드(13) 내에 점화되고 연소될 연료 혼합물을 위한 2개의 유입 밸브(15, 16)와 배기 가스를 위한 2개의 배출 밸브들(17, 18)이 제공된다.
화염 후드(13)에 의해 제공되고 밸브들(15, 16, 17, 18)을 수용하기 위한 면은 가상의 분리선(19)에 의해 4개의 사분원으로 세분되고, 이 경우 각각의 사분원에 밸브들(15, 16, 17 또는 18) 중 하나의 밸브가 배치된다.
각각의 배출 밸브와 유입 밸브, 즉 도 2에서 유입 밸브(15)와 배출 밸브(18) 및 유입 밸브(16)와 배출 밸브(17)는 축(20)을 따라 배치되고, 상기 축은 각각의 밸브(15, 18 또는 16, 17)의 중심점을 지나 연장된다.
본 발명에 따라 내연기관의 각각의 실린더(10)의 화염 후드(13)에 걸쳐 각각의 실린더(10)의 연소실(11)에서 직접 연료 혼합물의 점화를 위한 다수의 점화 장치들(21)이 분포 배치된다.
이러한 점화 장치(21)는 특히 전기 및/또는 광 점화 장치이고, 상기 점화 장치는 각각의 실린더(10)의 연소실(11) 내에서 직접 연료 혼합물의 점화를 위해 전기 불꽃 점화, 코로나 점화 또는 레이저 점화를 이용한다.
본 발명의 바람직한 개선예에 따라 점화 장치들(21)은 화염 후드(13)의 사분원의 분리선(19)을 따라 배치된다. 도 2는 점화 장치들(21)의 바람직한 가능한 위치들을 도시한다.
추가로 또는 대안으로서, 밸브들(15, 18 및 16, 17)의 중심점을 지나 연장된 축(20)을 따라 다수의 점화 장치들(21)이 배치될 수 있다. 이 경우에도 도 2는 점화 장치(21)를 위한 가능한 위치들을 도시한다.
바람직하게 다수의 점화 장치들(21)은 피스톤(12)의 행정축에 대해서 회전 대칭으로 화염 후드(13)에 걸쳐 분포 배치된다.
가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 비교적 희박한 연료 혼합물의 점화가 각각의 실린더(10)의 연소실(11) 내에서 직접 이루어지도록 하기 위해, 다수의 점화 장치들(21)은 동시에 및/또는 서로 시간 오프셋되어 점화될 수 있다.
본 발명에 의해 대형 가스 엔진에서, 즉 오토-가스 엔진에서 각각의 실린더(10)의 연소실(11) 내에서 비교적 희박한 연료 혼합물이 확실하고 안전하게 점화될 수 있다. 따라서 연료 혼합물의 점화를 위한 예비 챔버는 생략될 수 있다.
10 실린더
11 연소실
12 피스톤
13 화염 후드
14 실린더 하우징
15 유입 밸브
16 유입 밸브
17 배출 밸브
18 배출 밸브
19 분리선
20 축
21 점화 장치

Claims (5)

  1. 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 비교적 희박한 연료 혼합물을 연소하기 위한 내연기관, 즉 오토-가스 엔진으로서, 적어도 하나의 실린더(10)를 포함하고, 하나 또는 각각의 실린더(10)는 연소실(11)을 규정하고, 상기 연소실의 한 측면은 행정 운동 가능하게 지지된, 실린더의 피스톤(12)에 의해 제한되고, 대향 배치된 측면은 화염 후드(13)에 의해 제한되고, 상기 화염 후드(13) 내에 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 연료 혼합물을 위한 적어도 하나의 유입 밸브(15, 16) 및 배기 가스를 위한 적어도 하나의 배출 밸브(17, 18)가 제공되는 내연기관에 있어서,
    상기 화염 후드(13)에 걸쳐 다수의 점화 장치들(21)이 분포 배치되고, 상기 점화 장치들은 각각의 실린더(10)의 연소실(11) 내에서 직접 연료 혼합물을 점화하는 데 이용되고,
    상기 화염 후드(13) 내에 가스 형태 연료와 공기로 이루어진 연료 혼합물을 위한 2개의 유입 밸브들(15, 16) 및 배기 가스를 위한 2개의 배출 밸브들(17, 18)이 제공되고, 각각의 유입 밸브와 배출 밸브는 각각의 밸브들의 중심점을 지나 연장되는 축(20)을 따라 배치되고, 상기 다수의 점화 장치들(21)은 상기 축(20)을 따라 유입 밸브들(15, 16) 및 배출 밸브들(17, 18)의 반경방향 내측 및 반경방향 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화염 후드(13) 내에 가스 형태의 연료와 공기로 이루어진 연료 혼합물을 위한 2개의 유입 밸브들(15, 16) 및 배기 가스를 위한 2개의 배출 밸브들(17, 18)이 제공되고, 각각의 유입 밸브들(15, 16)과 배출 밸브들(17, 18)은 각각 분리선(19)에 의해 형성된 화염 후드(13)의 사분원들 내에 배치되고, 다수의 점화 장치들(21)은 상기 화염 후드(13)의 사분원의 상기 분리선(19)을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 점화 장치들(21)은 상기 피스톤(12)의 행정축에 대해서 회전 대칭으로 화염 후드(13)에 걸쳐 분포되는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 점화 장치들(21)은 동시에 또는 시간 오프셋되어 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 내연기관.
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