KR100583428B1 - 연료 절감기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료필터와 엔진 사이에 장착되어 연료를 연소하기 쉬운 상태로 변환시키는 연료절감기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스 내에 다수개의 세라믹볼을 철심 주위로 내장하여 연료가 이 세라믹볼과 철심을 지날 때 활성화되어 연소하기 쉬운상태로 변환시키는 연료절감기에 관한 것이며, 연료공급노즐과 연료배출노즐이 형성되어 있는 연료절감기에 있어서, 내부가 빈 원통 형상의 케이스(1)와 케이스커버(5)의 연결부에 고무링(4)을 개재 결합하여 몸체를 형성하고, 상기 몸체의 내부 공간 중심에 철망형 또는 나선형의 철심을 위치시키고 그 주위에 다수개의 세라믹볼(7)을 적층하여 구성하며, 연료가 연료절감기(10)의 일측에 설치된 연료공급노즐(2)을 통하여 유입되어 난류를 형성하고 세라믹볼(7)에서 방사되는 원적외선에 의하여 활성화되어 연료배출노즐(3)을 통해 실린더로 공급되는 것을 특징으로 한다.

바이오 세라믹, 연료절감기, 백금 촉매, 유체저항

Description

연료 절감기{An apparatus for reducing fuel consumption}

도 1은 본 발명의 연료절감기의 외부 형상을 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 A-A 선을 도시한 단면도.

도 3은 도 1의 B-B 선을 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 나선심을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 나선심의 일측면도.

도 6은 본 발명의 철망을 펼쳐서 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

1 : 케이스 2 : 연료공급노즐

3 : 연료배출노즐 4 : 고무링

5 : 케이스커버 6 : 철망형 철심

7 : 세라믹볼 8 : 나선 철심

9 : 나선형홈 10 : 연료절감기

본 발명은 연료필터와 엔진 사이에 장착되어 연료를 연소하기 쉬운 상태로 변환시키는 연료절감기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이스 내에 다수개의 내장된 세라믹볼을 주변에 두고 연료공급노즐과 연료배출노즐을 직결시켜 설치한 철심을 설치하여 연료가 이 세라믹볼과 철심을 지날 때 활성화되어 연소하기 쉬운상태로 변환시키는 연료절감기에 관한 것이다.

본 발명은 자동차 등의 내연기관에서 연료의 연소를 촉진시키기 위해서 연료공급관에 장착하여 사용하는 내연기관용 연료절감기에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관의 연소방식은 연료로서 사용되는 기체상태, 액상의 탄화수소계 연료를 연료 펌프 등에 의하여 분사노즐을 통해 내연기관의 연소실 내로 강압 분사하여 미립화시켜 연소시키는 방식으로 되어 있으나, 이러한 방식에 의한 연소는 만족할만한 연소효율을 기대하기가 어려울 뿐만 아니라, 불완전 연소에 의하여 발생하는 미연소 탄소, 미연소 탄화수소 등의 오염물질이 배기가스내에 포함되어 있는 상태에서 대기로 배출됨으로써 대기오염을 유발시키게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래로부터 내연기관의 연료연소 촉진을 위한 많은 연구가 진행되어 왔다.

지금까지 제안된 연료연소 촉진방식의 하나로서 내연기관으로 공급되는 연료에 적당한 열을 가하여 연소실에 분사될 때에 열에 의해 연료를 기화시켜 실린더내의 압력을 상승시키고 연소촉진을 시켜주므로 연료의 공급을 줄여주고 폭발행정시에 산소와의 반응을 촉진시키는 방식이 제안되어 있었으나, 이러한 종래의 연료 연소 촉진방식은 내연기관으로 진입하는 연료 전체에 열을 가하는 문제와 공급열의 소모 전기량이 자동차 자체의 것이므로 여기에 에너지 소모가 크다는 단점을 안고 있으며 장치가 복잡하여 설치가 어려운 점이 많아 실제적으로는 실용적이지 못하고 있는 실정이다.

또 다른 종래의 연료연소 촉진방식으로서 영구자석을 이용하는 방식이 제안되어 있는 바, 이 방식은 내연기관에 연결된 연료공급관의 주위에 원형 영구자석이 설치되어 있는 기구를 장착하는 것으로, 이와 같은 방식은 공급되는 연료가 영구자석으로부터 형성되는 자장을 통과하도록 하여 즉, 연료통로의 외주에서 일정간격을 두고 대항하는 면끼리 동일 극성을 이루어 배열됨으로서 상호 멀어지려는 자계가 형성되도록 하여 연료분자 내의 전자를 편재화시켜 연소의 효율을 높이고자 하는 것이다.

이 방식에 의하는 경우, 장착 초기에는 연료의 연소촉진 효과를 거둘 수 있어 자동차 등의 사용자에게 상당한 호평을 받고 있으나, 장치에 장착되어 있는 영구자석이 내연기관으로부터 발생되는 진동과 전기장에 의하여 점차 그 능력을 상실하여 일정기간 사용후에는 그 효과를 발휘할 수 없게 되고, 아주 강한 자기력을 필요로 하기때문에 강한 자장을 얻는데 문제가 있어왔다.

이와 같이 연료 소비를 절감하고 매연 배출을 감소시키려면 사용되는 연료를 완전하게 연소시켜야 된다. 이를 위하여 연료 공급 호스를 파동 역학적으로 설계하여 연료 공급 속도를 조절하거나, 연료 공급 경로에 자석 망을 형성하여 연료를 통과시키거나, 에어 필터에 싸이크론 장치를 형성하여 공기 분사 속도를 조절하는 등으로 연료의 완전 연소를 촉진하는 여러가지 방법이 개발되었으나, 이러한 방법들은 연료 소비 절감 및 매연 감소의 효과가 기대에 미치지 못하는 것이었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 연료절감기를 거친 연료 분자가 원적외선에 의한 파장으로 활성화되어 완전연소를 촉진하는 연료절감 효과를 증대할 수 있도록 하고, 부품수가 적어 고장의 염려가 없고 보수가 용이하며 설치가 용이한 연료절감기를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 연료공급노즐과 연료배출노즐이 형성되어 있는 연료절감기에 있어서, 내부가 빈 원통 형상의 케이스와 케이스커버의 연결부에 고무링을 개재하여 결합하여 몸체를 형성하고, 상기 몸체의 내부 공간의 중심에 철심을 위치시키고 그 주위에 다수개의 세라믹볼을 적층하여 구성하며, 연료가 연료절감기의 일측에 설치된 연료공급노즐을 통하여 유입되어 난류를 형성하고 세라믹볼에서 방사되는 원적외선에 의하여 활성화되어 연료배출노즐을 통해 실린더로 공급되는 것을 특징으로 하며, 상기 철심은 표면에 다수개의 나선형 홈이 형성된 나선 철심으로 구성되거나, 철심은 철망을 감아서 형성하며, 상기 철망의 표면에 백금이 코팅되는 것을 특징으로 하는 연료절감기를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자동차의 연료필터와 인젝션 사이에 장착되는 연료절감기(10)에 관한 것으로, 도 1은 본 발명의 연료절감기의 외부 형상을 나타낸다. 상기 연료절감기(10)는 내부가 빈 원통 형상의 금속제 케이스(1)와 상기 케이스(1)의 개구부를 밀봉하는 케이스커버(5)로 구성된다.

상기 케이스(1)의 단부에는 나사산이 형성되고, 상기 나사산이 형성된 부분에 고무링(4)을 끼운다. 상기 케이스커버(5)에 상기 케이스(1)에 형성된 나사산과 맞물려 고정되는 나사산이 형성되어 케이스(1)와 케이스커버(5)는 고무링(4)을 사이에 두고 고정된다. 상기 고무링(4)은 실링효과를 위한 것이며, 그 외에 다른 실링재를 사용해도 무방하다.

상기 케이스(1)와 케이스커버(5)가 고정 결합된 상태에서 양측 단부에 각각 연료공급노즐(2)과 연료배출노즐(3)이 형성되며, 상기 연료공급노즐(2)과 연료배출노즐(3)은 위치가 서로 바뀌어 형성되어도 무방하다. 그리고 상기 연료공급노즐(2)과 연료배출노즐(3)은 서로 연통되어 일측에서 공급되는 연료가 타측으로 배출된다. 그리고 상기 연료공급노즐(2)과 연료배출노즐(3)의 외주면에는 연료 호스 고정을 위한 니플이 형성되어 있다.

도 2는 본 발명의 연료절감기(10)의 단면을 도시하였는데, 상기 케이스(1)의 내부의 빈 공간의 중심에는 철망형 철심(6)이 위치하게 되고, 상기 철망형 철심(6)의 주위에 세라믹볼(7)이 위치하게 된다. 그리고 일반적으로 연료의 불순물을 제거하기 위하여 사용하는 공지의 망필터(11)를 상기 케이스(1)의 내부 양 단부에 위치시키는 것이 바람직하다. 이러한 망필터(11)의 구성은 기존에 사용하는 기술로서 연료를 걸러 주는 역할을 한다.

상기 세라믹볼(7)은 규산염광물을 사용하여 규산염 합성체로 제조한 것으로서, 원적외선 방사체를 뜻하며 이러한 원적외선 방사체는 열에너지를 전자파로 변 환시키는 기능을 가진 재료이다. 통상 바이오 세라믹을 사용하여 볼 형태로 만든것이다.

적외선의 영역은 대체로 0.75㎛∼1000㎛의 파장대이며 적외선의 세분은 근적외선이 0.75㎛∼1.4㎛ 의 범위이고, 중적외선은 1.4㎛∼3㎛ 의 범위이며, 원적외선은 3㎛∼1000㎛ 의 범위로 구분하고 있다. 여기서 실제로 산업분야에 주로 이용되는 영역은 2㎛∼30㎛ 까지이다.

본 발명에서 사용되는 세라믹볼(7)은 상기 연료절감기 내부에 철심을 중심으로 다수개가 적층되어 있으므로 이를 통과하는 연료는 상기 세라믹볼(7)에서 발생하는 광열파가 연료의 내부에 침투하여 활성화된다.

연료절감기(10)의 내부의 공간 중앙에 위치하는 철망형 철심(6)은 철망을 말아서 형성하며, 이러한 말린 철망형 철심(6)은 완충역할과 연료의 유속저항을 발생시킨다. 그리고 상기 철망형 철심(6)은 백금코팅을 하며, 그 두께는 대략 0.2㎛정도가 바람직하다. 이러한 백금코팅층은 전자파 파장과 동일하게 발생되므로 전체적인 파장의 전도가 증가하여 효율이 증대하며, 촉매역할을 겸하므로 연료의 활성화 시간을 단축한다.

그리고 상기 철심의 또 다른 실시예로는 나선 철심을 사용할 수 있는데, 상기 나선 철심(8)은 원기둥 형상의 몸체의 주위로 나선형 홈(9)이 다수개 형성되어 있으며, 상기 나선형 홈(9)은 도 5에 도시되어 있듯이 4개의 홈을 대칭으로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 나선 철심(8)을 사용할 경우 상기 나선 철심(8) 주위로 세라믹 볼(7)이 다수개 적층되어 사용되며, 연료는 상기 세라믹볼(7) 사이와 나선 철심(8)의 나선형홈(9)을 따라 회전하여 유체저항이 발생한다.

자동차의 연료공급 과정은 정류유체인데, 본 발명은 이러한 정류유체를 난류유체(turbulence of flow)로 바꾸어 줘 본 발명의 연료절감기 내부에서 유체와의 마찰열이 발생하여 내연기관 내부로 흡입되면 엔탈피가 증가되어 저항으로 유실된 미세량의 유체역학적 에너지가 열역학적 에너지로 변환되어 연료효율이 높아진다.

이상과 같이 본 발명은 백금코팅된 철망형 또는 나선 철심에 의하여 활성화 시간이 단축되는 효과가 있으며, 연료절감기의 세라믹볼과 철심을 통과하면서 연료가 소용돌이 치면서 입자가 잘게 부서지며 통과하게 되며 이와 같이 활성화된 연료가 와류되어 실린더 내부로 유입되므로 실린더 내부에 고도로 미세화된 연료입자가 유입되므로 연소과정에서 폭발력이 증대된다. 그리고 위에서 설명한 바와 같이 저항으로 유실된 유체역학적 에너지가 열역학적 에너지로 변환되어 연료 효율이 증대되는 효과가 있다.

또한 연료절감기가 간단한 구조로 형성되므로 설치가 용이하고 고장의 염려가 없으며 설치가 용이한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 다수개의 세라믹볼을 구비하며, 연료가 일측의 연료공급노즐을 통하여 유입되어 세라믹볼에서 방사되는 원적외선에 의하여 활성화된 후 연료배출노즐을 통해 실린더로 공급되는 연료절감기에 있어서,

   케이스(1)와 케이스커버(5)의 연결부에 고무링(4)을 구비하고, 상기 케이스(1)와 케이스커버(5)의 내부 연료공급노즐(2)측과 연료배출노즐(3)측에 각각 설치된 망필터(11)와, 상기 망필터(11)의 사이에 세라믹볼(7)을 주변에 두고 연료공급노즐(2)과 연료배출노즐(3)을 직결하도록 공간 중심에 설치되는 철망형 철심(6)이 구성되는 것을 특징으로 하는 연료절감기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 철심은 외주 표면에 다수개의 나선형 홈(9)이 형성된 나선 철심(8)으로도 형성되는 것을 특징으로 하는 연료절감기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 철망형 철심(6)의 표면에 백금이 코팅되는 것을 특징으로 하는 연료절감기.

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