KR100317791B1 - 자성체를 이용한 연료활성화장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 연료의 이온분리가 자력에 의하여 이루어짐에 있어서 자성체 전,후에 형성된 공간에서도 가능하게 하는 자성체를 이용한 연료활성화장치를 제공하려는 것임.

상기 연료활성화장치는,

연료유입구와 유출구를 갖는 중공형 원통형 몸체(10); 이 몸체(10)의 연료유동로(21)를 중심으로 자기유도부재(22)와 차폐부재(23)를 중첩형성하여 증가된 자기력을 전,후단부측 공간을 향하여 발산되게 하는 자성체(20); 상기 몸체(10)의 내주면과의 사이에 연료통로(32)를 형성하는 연료 분산용 격판(30); 상기 자성체(20)의 연료유동로(21) 내부에 위치한 연료안내부재(40); 및 상기 자성체(20)의 측면자력에 의하여 상기 격판(30)과 상기 몸체(10)내부 사이에서 자력이 유도되게하는 자기유도부재를 포함한다.

따라서 연료가 자성체의 중심통로는 물론 자성체 전,후단부의 유입,유출부분에서도 이온분리가 가능함에 의하여 연료의 이온분리가 극대화시켜 초미립자상으로 연료를 공급하게 되었다.

Description

자성체를 이용한 연료활성화장치{A fuel activation apparatus for use of magnetic material}

본 발명은 자성체의 연료유동로로 이동하기 전의 연료에 자력이 골고루 미치도록 하여 자성체중심부의 통로상에서의 이온분리는 물론 자성체 전,후방에서도 연료가 이온분리되도록 하여 연료의 이온분리 효과를 배가한 자성체를 이용한 연료활성화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 내연기관용 액상 또는 기상의 연료는 분자의 집합체로 이루어져 있다. 이 분자의 집합체인 연료는 음전하와 양전하의 상호간의 인력작용으로 연료가 연소되므로 적합한 미립자상태로 세분화되지 않기 때문에 연소시 산소와의 혼합이 원활하지 못하여 불완전연소가 발생된다. 연료의 불완전연소를 개선하기 위하여 자성체에 의한 연료의 이온화 기술이 알려져 왔다.

자성체에 의한 연료의 이온화에 대한 선행기술들로는 미국특허 제456,891호와 제4,933.151호의 연료이온화장치가 있다. 이들은 수개의 자석이 연료관을 감싸고 있거나 수개의 자석중앙부에 뚫린 작은 공간부를 통하여 연료가 흐르도록 되어 있다. 특히, 전자의 경우 연료호스의 내경보다 큰 내경의 관체 외면에 수개의 자석을 배치함에 의해 많은 량의 자력이 인가되게 하고 있다. 그러나, 자성체의 비효율적인 배치구조와 연료의 선형이동궤적을 통한 이동으로 인해 자력으로 인한 이온분리에 의한 초미립자화를 효과적으로 달성하지 못하는 결점이 있다.

후자의 경우 대형의 자석 중앙부에 구멍만 뚫어 여러개 배열하고, 그 공간으로 연료가 통과되게 하고 있으나, 이 역시 공간적으로 적절한 자력이 인가되지 않아 연소효율이 저하되는 문제점이 있다.

위의 선행기술들은 공통적으로 자성체로부터 발생되는 자력을 적절하게 활용하지 못하고, 그 자력의 중심부에서만 연료에 직접적으로 인가되게 함으로써 짧은 범위에서만 자력에 의한 이온분리가 이루어져 효과적으로 초미립자화를 달성하지 못하는 단점이 있었다.

자성체에 의한 보다 효과적인 연료의 이온화기술은 본 출원인에 의하여 특허제105638호로 제안된 바 있다. 상기 출원특허는 자력이 미치는 범위를 보다 넓게 형성하여 자성체를 통과하는 연료가 효과적으로 이온분리가 이루어지도록 하였다.

본 발명은 상기한 본 출원인의 특허가 갖는 통과연료에 대한 자성체의 자력이 미치는 범위를 보완함과 동시에 자성체의 중첩구조를 제공하고자 한다

즉, 자성체로 부터 직접 자력을 받으면서 와선흐름을 유지하는 연료유동로를 중심으로 그 전,후 이동과정에서도 이온분리가 이루어지도록 함으로써 자성체 중심에서 연료의 이온화는 물론 자성체 앞,뒤에서도 연료의 이온화가 이루어지도록 하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명은 연료활성화장치의 자성체 중심부상으로 유도되는 자력이 단순한 자석구조가 아니라 차폐수단과 원통형자성체를 중첩시켜 자성체 설계에 편리한 연료이온화에 필요한 자성체를 구조를 새롭게 하는 데에도 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자성체를 이용한 연료활성화장치 실시예의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 자성체를 이용한 연료활성화장치의 실시예의 단면도.

도 3a는 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 3b는 도 2의 B-B선 단면도이다.

도 4는 본 발명의 자성체를 이용한 연료활성화장치의 연료 이온화를 설명하는 설명도.

도 5는 본 발명 자성체를 이용한 연료활성화장치의 다른 실시예의 단면도.

도 6a는 도 5의 A-A선 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B선 단면도이다.

도 7은 본 발명 자성체를 이용한 연료활성화장치의 자기유도부재의 일예를 나타내는 발췌도면.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 몸체 11 : 유입구

12 : 유출구 20 : 자성체

21 : 연료유동로 22 : 자력조절부재

23 : 차폐부재 24 : 유도코일

30 : 격판 31 : 고정각

32 : 연료관통로 40 : 연료안내부재

41 : 자석 50 : 자기유도부재

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명 자성체를 이용한 연료활성화장치는,

전후단에 소직경의 유입구와 유출구를 연장형성하여 내부 대구경의 공간부와 연통하는 원통상의 몸체; 중심부에 연료유동로를 형성하고, 이 연료유동로를 중심으로 자력조절부재와 차폐부재를 원통상으로 직경을 달리하여 중첩형성하여 연료유동로에 소정의 자력이 집속되게 함과 동시에 전,후측 공간을 향하여 자장이 형성되게 한 자성체; 상기 자성체의 연료유동로에 설치되며, 판상면이 비틀려 나선을 이루는 나선형 망체의 연료안내부재; 및 상기 전,후방 공간부에 설치되어 연료의 분산이동이 이루어지도록 판상 외연부측에 연료통로를 형성한 격판을 포함하는 연료활성화장치로서 달성된다.

본 발명 상기 격판은 자성체의 전,후부에 상기 몸체의 내주면에 연료통로를 형성하기 위하여 고정각을 형성한다. 연료통로의 형성은 여러가지 수단이 제공될 수 있다.

본 발명 자성체는 상기 연료유동로를 중심으로 자력을 집중유도되게 함과 동시에 그 전,후방향으로도 자장을 미치도록 하기 위하여 자력조절부재와 차폐부재를 중첩함이 바람직하다.

본 발명은 상기 자성체의 측면자력이 발산되는 범위내에 상기 유동연료가 적절히 확산되도록 설치한 상기 격판외에 상기 자성체의 전,후부에 마련된 공간에서도 자력이 유도되는 자기유도부재를 설치한 특징이 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

첨부 도면중 도 1은 본 발명 자성체를 이용한 연료활성화장치의 일실시예의일부 절개사시도이고, 도 2는 도 1의 본 발명 일실시예의 연료활성화장치의 단면도이며, 도 3a는 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 3b는 도 2의 B-B선 단면도이다.

상기 도면들에 따른 본 발명의 구조에 대해 상세히 살펴본다.

본 발명은 크게 양단에 유입구(11)와 유출구(12)를 형성한 중공형통체로 이루어진 몸체(10)와, 이 몸체(10)내부에 형성된 자성체(20)와, 이 자성체(20)와 함께 그 전후 공간에 형성된 격판(30) 및 상기 자성체(20)의 연료유동로(21) 내부에 위치하는 연료안내부재(40)로 이루어진다.

상기 몸체(10)는 본 출원인의 한국 특허제105638호의 연료안내관과 커버가 결합된 구조를 나타낸다. 이 몸체(10)는 알려진 대로 소직경의 유입,유출구와, 이에 일체로 연결된 합성수지재의 대직경 원통체로 이루어진다. 따라서 몸체(10)는 유입구(11)와 유출구(12)사이에 소정의 연료유동공간을 형성한 원통체를 이룬다.

자성체(20)는 상기 몸체(10)내부의 대략 중간부위에 내접하여 고정되어 있고, 그 중심부에는 축선방향으로 관통하는 연료유동로(21)가 형성되어 있다. 이 자성체(20)는 연료유동로(21)를 중심선으로 적어도 한 개 이상의 차폐부재(23)와 자력조절부재(22)로 이루어진다. 이 자력조절부재(22)와 차폐부재(23)는 반경을 달리하여 원통형으로 반복되며, 유도코일(24)이 권취되기도 한다. 몸체(10)외측에는 외부로의 자력퍼짐을 차단하기 위한 보다 강한 자력차폐구조를 형성한다. 이와같은 반복적인 자력조절부재(22)의 주된 기능은 자성체 설계에 유리한 자력의 조절이 그 중첩되는 자력조절부재에 의하여 결정되도록 한다.

즉, 중심축선상의 자석(41)을 1차측이라고 가정하면, 이로부터 유도자력을 얻는 자력조절부재(22)는 2차측이 된다. 따라서 1차측에서 유도되는 2차측 자력은 그 자력조절부재(22)의 두께와 중첩수에 비례한다.

본 발명의 자력은 중첩하는 자력조절부재(22)의 수에 비례하여 증가되므로 자력조절부재(22)를 줄이거나 늘림에 의하여 연료유동로 및 전후 공간부에 미치는 자력의 조절이 가능하다.

자성체(20)의 중심선상에는 연료유동로(21)가 있다. 이 연료유동로(21)내에는 나선형 망체의 연료안내부재(40)가 위치한다. 이 연료안내부재(40)의 망체형을 이루는 나선면을 따라 적어도 하나 이상의 박상 자석(41)이 부착되어 있다.따라서 연료유동로(21)의 내부에 설치된 연료안내부재(40)를 따라 연료가 유동되면서 취부된 자석(41)과 상기 자성체(20)의 작용에 의한 자력으로 연료의 이온분리에 따른 초미립자 상태를 이루게 된다. 이때, 연료는 와선상의 연료안내부재(40)를 따라 이동하므로 균일한 자력을 받을 수 있다.

이와같은 자성체(20)앞,뒤에는 격판(30)이 위치함으로써 이 격판(30)을 포함한 그 자력이 미치는 범위(자장)에서 연료가 연료유동로(21)로 곧바로 이동하지 않고 확산되어 자력에 의한 이온분리가 이루어지기도 한다.상기 격판(30)은 반자성체로 그 연부를 따라 수개의 고정각(31)을 형성하고, 그 중심부는 외측으로 돌출부를 형성한다. 이 격판(30)은 상기 몸체(10)내주면에 고정됨으로써 몸체(10)내부과의 사이에 연료통로(32)를 형성하게 된다. 첨부 도면 도 3a에서 도시하는 바와같이 몸체(10)내부에 고정된 격판(30)은 4개의 고정각(31)들로 몸체(10)내벽에 고정되며, 이 고정각(31)들과 몸체(10)내벽과의 사이에 4개의 연료통로(32)가 형성된다.

따라서 유입구(11)를 통해 몸체(10)내로 유입된 연료는 몸체(10)내부의 공간을 막고 있는 격판(30)과 충돌하면서 돌출면에서 격판(30)의 외주방향으로 확산이동한다. 확산이동하는 연료는 초기와 말기에서의 이온분리작용을 하면서 연료유동로(21)내의 연료안내부재(40)로 이동한다.

첨부도면중 도 4는 이와같은 본 발명 연료활성화장치의 연료가 이온화되는 과정을 나타낸다. 즉, 유입구(11)를 통해 몸체(10)내로 유입된 연료는 격판(30)과 충돌하면서 격판(30)의 외주방향으로 확산이동한 뒤 연료통로(32)로 안내된다.이후 자성체(20)의 중심축선상에 형성된 연료유동로(21)로 유입된 연료는 그 내부에 설치된 연료안내부재(40)에 의해 와류상으로 흐르면서 강한 자기장내를 흘러 미립자상태의 이온분리작용이 본격적으로 이루어진다.이와같이 연료유동로(21)를 통과한 활성연료는 유출과정에서 다시한번 격판(30)에 부딪쳐 이동말기에 다시한번 부분적인 이온분리작용을 하게 된다.

첨부 도면중 도 5는 본 발명 자성체를 이용한 연료활성화장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 6a는 도 5의 A-A선 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B선 단면도이다. 이 도면들에 따르는 본 발명 연료활성화장치를 설명한다.

상기 도면들에서 도시하는 바와같이 본 발명 연료활성화장치는 연료 유입구(11)와 유출구(12)를 형성한 원통체로서, 소정의 연료유동공간을 형성하는 몸체(10)로 이루어진다. 이 몸체(10)의 대략 중간부에서 연료유동로(21)를 형성하는 자성체(20)가 위치하며, 이 자성체(20)의 전,후에 상기 몸체(10)의 내주면과의 사이에 연료통로(32)를 형성하는 한쌍의 격판(30)이 위치한다. 상기 자성체(20)의 연료유동로(21) 내부에는 전술한 바와같이 유동연료의 흐름이 와류방향으로 이동가능하게 하는 연료안내부재(40)가 위치하며, 상기 자성체(20)의 양측면 자장이 형성된 공간에는 자기유도부재(50)를 배치한다.

본 발명 상기 격판(30)은 자성체(20)의 전,후에 위치하고, 상기 몸체(10)의 내주면과의 사이에 수개의 고정각(31)에 의하여 설치되며, 연료통로(32)를 형성한다. 자성체(20)는 그 중심부에 축선방향으로 관통하는 연료유동로(21)가 형성되고, 상기 몸체(10)내부의 중간부위에 내접하여 고정된다. 보다 구체적으로 자성체(20)는 상기 연료유동로(21)를 중심으로 자장이 유도되는 자력조절부재(22)와 소정의 차폐도를 갖는 차폐부재(23)를 교호로 적층한다. 결국 연료유동로(21)를 중심으로 방사상으로 퍼지는 자력을 최종몸체(10)로서 차단하며, 자성체(20)를 기준으로 전후방향으로 소정의 상승된 자력이 미치도록 하게 된다. 이때 자기유도코일(24)에 의하여 나머지 누설자속을 유도한다.본 발명은 이와 같이 전,후방으로 투자되는 자력이 상기한 자기유도부재(50)에 유도되어 이를 통과하는 이온분리된 연료의 이온화상태를 강화하거나 미립자상태를 유지하는 효과를 갖는다.

본 발명 상기 자기유도부재(50)는 상기 자성체(20)의 측면자력이 발산되는 범위내에 상기 연료의 이온분리가 적절히 이루어지도록 상기 격판(30)과 상기 몸체(10)의 입,출구 내주면과의 사이에 연속 연결상태로 설치된다. 이 자기유도부재(50)는 보다 균일한 연료의 이온화작용을 하게 된다.

이와같은 본 발명 다른 실시예의 연료활성화장치는 첨부 도면 도 5 내지 도 7에서 도시하는 바와같이 상기한 몸체(10)와, 이 몸체(10)내부에 형성된 자성체(20)와, 이 자성체(20)와 함께 그 전후 공간에 형성된 격판(30) 및 격판(30)외측의 공간상에 수용되는 자기유도부재(50)로 이루어지므로 일실시예의 빈 공간을 자기유도부재(50)가 채워지게 된다. 자기유도부재(50)는 여러가지 형태의 연속 연결되고 중첩구조를 갖는다.

따라서 유입구(11)를 통하여 유입된 연료는 자기유도부재(50)에 의하여 정상흐름을 방해받아 이동중의 이온분리효과를 극대화하게 되며, 동시에 자기유도부재(50)에 형성된 자장을 지나 격판(30)의 연료통로(32)로 흐르므로 충분한 1차 이온분리작용을 하게 된다. 1차 이온분리작용의 연료는 자성체(20)내에서 전술한 바와같은 강자장내에서 2차 이온분리작용을 한 뒤 격판(30)을 지나 다시한번 자기유도부재(50)의 자장영역에서 3차 이온분리작용을 하면서 유출된다.첨부 도면 도 7은 본 발명 자성체를 이용한 연료활성화장치의 자기유도부재(50)의 일예를 나타낸다.

본 발명은 상기 실시예들에서 설명된 자성체(20)를 두개 이상으로 실시함이 가능하다. 이 중첩된 복수의 자성체 간격 및 자기유도부재 설치공간등에 대하여는 주어진 자석의 자력에 비례하여 실시된다.

본 발명은 유입,유출구측에 격판을 설치하여 내부로 유입되는 연료의 분산을 달성하여 연료안내부재를 통과한 연료의 이온분리작용외에 전,후 2차에 걸친 연료의 이온화를 더하여 연료의 초미립자화가 극대화되는 효과를 갖는다.

특히, 본 발명은 이와같은 연료안내부재를 통한 이온분리작용이 자성체와 차폐수단을 통한 자력발생의 설계가 연료 통과용량에 비례한 자력으로 조절함이 가능한 자성체의 설계적 편리성도 얻게 된다.이와같은 연료용량에 정확하게 대응하는 자성체의 설계가 가능하고, 3차에 걸친 이온분리작용이 가능한 초미립자상의 연료로서 엔진의 연소효율은 물론 자동차의 출력도 상승되며, 이로 인한 연료절감, 매연감소 및 환경오염 방지효과를 거두게 된다.

Claims (6)

1. 자성체를 이용한 연료활성화장치에 있어서,

   전후단에 소직경의 유입구와 유출구를 연장형성하여 내부 대구경의 공간부와 연통하는 원통상의 몸체;

   상기 대구경의 몸체중간에 대칭적으로 설치되며, 그 중심에는 연료유동로를 형성하고, 이 연료유동로를 중심으로 자력조절부재와 차폐부재를 직경을 달리하여 원통형으로 중첩시킴과 동시에 전,후측 공간을 향하여 자장이 형성되게 한 자성체;

   상기 자성체의 연료유동로에 설치되며, 판면이 비틀려 나선형상을 이루는 나선형 망체로 이루어진 연료안내부재; 및

   상기 전,후방 공간부에 설치되어 연료의 분산이동이 이루어지도록 판상 외연부측에 연료통로를 형성한 격판을 포함하는 자성체를 이용한 연료활성화장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 격판의 연료통로는 주연부를 따라 소정간격 형성된 고정각에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자성체를 이용한 연료활성화장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 자성체의 측면자력이 미치는 범위에 형성된 전,후 격판외측과, 상기 몸체의 유입,유출구 내벽과의 사이에 다층의 수직면이 연속연결상태로 된 자기유도부재를 더 포함하는 자성체를 이용한 연료활성화장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 자성체의 외주와 몸체 내벽과의 사이에 유도코일을 더 포함하는 자성체를 이용한 연료활성화장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 연료안내부재의 나선면을 따라 적어도 1개이상의 박상의 자석이 취부되어 있는 것을 특징으로 하는 자성체를 이용한 연료활성화장치.
6. 청구항6는 삭제 되었습니다.