KR100599049B1

KR100599049B1 - 연료절감장치

Info

Publication number: KR100599049B1
Application number: KR1020040060167A
Authority: KR
Inventors: 한효재
Original assignee: 한효재
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-07-12
Also published as: KR20060011356A

Abstract

본 발명은 자동차 엔진으로 연료를 공급하도록 된 연료공급관에 설치되는 연료절감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 소정크기의 지름을 가지는 내통관에 N극과 S극이 교번적으로 배열되도록 원판형으로 성형된 다수개의 마그네틱을 삽입하되, 마그네틱과 마그네틱 사이에 원판형 요크가 삽입되는 제1마그네틱부와; 상기 내통관에 외삽되며 내통관으로부터 소정거리 이격되도록 내통관의 외경보다 비교적 큰 내경을 가지는 외통관과; 상기 연료공급관의 양단에 접속하고, 연료공급관과의 접속부 반대측 내부 유로에 결합홈을 형성하여 내통관과 이 내통관에 외삽되는 외통관의 양단을 고정결합시키는 니플과; 상기 내통관의 제1마그네틱부의 마그네틱과 요크에 대응되도록 외통관에는 중공된 도넛츠 형태의 마그네틱과 요크를 외삽시켜, 제1마그네틱부의 마그네틱과 극성이 반대되게 배치되도록 하며, 어느 하나의 자기력선은 내통관에서 외통관방향으로 자기회로가 형성되게 하고, 인접한 자기력선은 외통관에서 내통관방향으로 자기회로가 형성되게 하는 제2마그네틱부와; 양단의 니플 플랜지에 외감되는 케이싱을 포함한다.

따라서, 흐름을 갖는 유체(내연기관으로 공급되는 연료)에 일정한 자기력을 부여하되, 내, 외통관 사이로 형성되는 자기력선의 방향이 내측관에서 외측관으로, 외측관에서 내측관으로 교번형성되도록 함으로써, 반자성체인 탄화수소군이 전자의 스핀운동에 의하여 유도자장의 반대방향으로 자화되어 분자와 분자간의 연결이 끊어져 액체연료입자가 미립자화되어 내연 기관에 사용되는 연료를 최상의 활성상태로 유도하여 연소율을 높이게 하는 연료절감장치를 제공한다.

Description

연료절감장치{FUEL REDUTION EQUIPEMENT}

도 1은 본 발명의 연료절감장치 외관을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 연료절감장치 구조를 도시한 분해사시도.

도 3은 본 발명의 내통관, 제1마그네틱부, 회류가이드 및 유체안내부를 상세도시한 일부 절결사시도.

도 4는 본 발명의 연료절감장치 구조를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 제1마그네틱부와 제2마그네틱부의 자기력선 및 회류되는 연료의 작용상태를 도시한 도면.

도 6은 전하의 각운동과 자기 모멘트를 도시한 도면.

도 7은 전자의 공전 회전축에 대한 세차운동을 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 연료절감장치 102 : 연료공급관

103 : 내통관 104 : 제1마그네틱부

105 : 회류가이드 106 : 외통관

107 : 제2마그네틱부 108 : 니플

109 : 플랜지 110 : 케이싱

111 : 에폭시층 112 : 유체안내부

113 : 날개부 114 : 제1통공

115 : 심부 116 : 제2통공

117 : 고정볼트 118 : 너트

119 : 나사공 120 : 제3통공

121 : 고정나사

본 발명은 연료절감장치에 관한 것으로, 특히, 흐름을 갖는 유체(내연기관으로 공급되는 연료)에 일정한 자기력을 부여하되, 내, 외통관 사이로 형성되는 자기회로의 자기력선 방향이 내측관에서 외측관으로, 외측관에서 내측관으로 교번형성되도록 함으로써, 반자성체인 탄화수소군이 전자의 스핀운동에 의하여 유도자장의 반대방향으로 자화되어 분자와 분자간의 연결이 끊어져 액체연료입자가 미립자화되어 내연 기관에 사용되는 연료를 최상의 활성상태로 유도하여 연소율을 높이게 하는 연료절감장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차나 각종 산업용 및 가정용 보일러에 사용되는 연료를 클러스터화 시켜서 연소효율을 높임으로써 공해를 저감시키고 연료가 절감되도록 하는 구조 및 장치는 다양하게 제안되어 왔다.

일본 특개소62-121855(1987.6.3)에 기술된 연료절감장치는 오일탱크의 연료배출구에 자석으로 감싸여진 케이싱이 부착되고, 이 케이싱의 오일통로로 연료를 송입하여 자석의 반발자장으로 연료를 미립화하는 기술이지만, 일반적으로 1000~4000가우스 정도의 일반 영구자석을 이용하여 연료를 미립화하는 것은 엔진에서 연료의 연소효과를 크게 개선하지 못하며 연료의 흐름이 간섭되는 단점이 있다.

그리고, 일본 특개평 3-31568호(1991.2.12)에는 연료탱크의 외부에 별도의 음전자 발생장치를 장착하여 연료와 함께 음전자를 엔진에 공급함으로써, 연료의 연소 효율을 높이고자 하였으나, 상기한 음전자 발생장치를 설치하기 위해서는 연료탱크를 값비싼 절연재료로 설정해야하기 때문에 비용이 상승하며 연료의 흐름이 간섭되는 단점도 있다.

아울러, 대한민국 특허출원 제95-29057호(1995.9.5)는 연료촉매 변환기가 연료탱크내에 장착되어 연료를 활성화시키는 것으로, 급유 파이프 부근에 위치한 연료촉매 변환기에 의해 연료가 활성화되는 것이므로 활성화된 연료과 활성화되지 않은 연료와 혼합하는 수단이 없어 연료촉매 변환기 부근의 연료만이 활성되는 단점을 가지며, 이에 따라, 엔진으로 실공급되는 연료가 활성화되는 것을 보장하지는 못한다.

상기한 바와 같은 연료절감장치 등은 자기장을 형성하기 위한 구조 및 엔진으로 공급되는 연료가 활성화되도록 하기 위한 제반구조가 복잡할 뿐만 아니라 부품수가 많아 조립 및 제작공수가 증가하고, 그에 따라 코스트가 상승하며 구조가 복잡한 만큼 고장률이 높으며, 이에 따른 유지보수에 많은 노력이 소요되는 문제점 등이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 자기력이 연료에 흐름에 직각방향으로 항상 작용하도록 하면서 연료가 회류될 수 있도록 하고, 자기의 극성이 여러번 변화되어 로렌쯔의 힘이 연료에 교번적으로 작용하도록 함으로써, 연료의 탄화수소군 고리가 쉽게 분리되도록 하여 연료가 활성화된 상태에서 내연기관(엔진)에 공급되게 하여 연소율을 상승시키고 소음감소와 불완전연소에 의해 발생하는 매연 등 각종 유해가스를 저감시키며 기관의 출력을 향상시켜 연비의 향상 및 연료절감을 도모하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 자동차 엔진으로 연료를 공급하도록 된 연료공급관(102)에 설치되는 연료절감장치에 있어서, 소정크기의 지름을 가지는 내통관(103)에 N극과 S극이 교번적으로 배열되도록 원판형으로 성형된 다수개의 마그네틱(104a)을 삽입하되, 마그네틱(104a)과 마그네틱(104a) 사이에 원판형 요크(104b)가 삽입되는 제1마그네틱부(104)와; 상기 내통관(103)에 외삽되며 내통관(103)으로부터 소정거리 이격되도록 내통관(103)의 외경보다 비교적 큰 내경을 가지는 외통관(106)과; 상기 연료공급관(102)의 양단에 접속하고, 연료공급관(102)과의 접속부 반대측 내부 유로에 결합홈(109a)을 형성하여 내통관(103)과 이 내통관(103)에 외삽되는 외통관(106)의 양단을 고정결합시키는 니플(108)과; 상기 내통관(103)의 제1마그네틱부(104)의 마그네틱(104a)과 요크(104b)에 대응되도록 외통관(106)에는 중공된 도넛츠 형태의 마그네틱과 요크를 외삽시켜, 제1마그네틱부(104)의 마그네틱(104a)과 극성이 반대되게 배치되도록 하며, 어느 하나의 자기력선은 내통관(103)에서 외통관방향으로 자기회로가 형성되게 하고, 인접한 자기력선은 외통관(106)에서 내통관(103)방향으로 자기회로가 형성되게 하는 제2마그네틱부(107)와; 상기 양단의 니플(108) 플랜지(109)에 외감되는 케이싱(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치(101)에 의해 달성된다.

여기서, 상기 내통관(103)과 외통관(106) 사이를 통과하는 유체가 회류되면서 통과되도록 내통관(103) 외경면과 외통관(106) 내경면 중 어느 하나에 길이방향을 따라 나선형으로 연계결합되는 회류가이드(105)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2마그네틱부(107) 외경과 양단의 니플(108) 플랜지(109) 사이에 소정두께로 에폭시를 발포충진하여 경화시킨 에폭시층(111)을 더 포함하며, 상기 내통관(103)의 양단에 각각 삽입부(112a)가 삽결되어 외통관(106) 일단의 내부로 유입되는 유체를 내, 외통관(103)(106) 사이의 회류가이드(105)로 안내하고, 회류가이드(105)에 안내되어 외통관(106) 타단으로 배출되는 유체의 와류를 방지하는 원추형 유체안내부(112)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내통관(103) 양단에 결합된 유체안내부(112)의 원추형 경사면에서 원주방향으로 다수개 형성되어 외통관(106) 끝단까지 내경면에 밀착되는 날개부(113)를 더 포함하거나, 상기 유체안내부(112)의 삽입부(112a)가 삽입된 양단 내통관(103)의 외경면에 관통형성되는 제1통공(114)과; 상기 제1통공(114)에 삽입되어 'ㄷ'자로 절곡되며 끝단이 니플(108) 플랜지(109)의 결합홈(109a) 끝단에 지지되어 외통관(106) 내부에서 내통관(103)이 위치고정되도록 하는 심부(115)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 양측 니플(108)의 플랜지(109)에 원주방향으로 형성된 다수개의 제2통공(116)과; 상기 제2통공(116)에 체결되는 고정볼트(117) 및 너트(118)를 더 포함하며, 상기 양측 니플(108)의 플랜지(109)의 외경면에 형성된 다수개의 나사공(119)과; 상기 나사공(119)에 대응되게 플랜지(109)에 외감되는 케이싱(110)에 형성된 제3통공(120)으로 삽입되어 나사공(119)에 체결되는 고정나사(121)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 내통관(103), 회류가이드(105), 외통관(106), 니플(108), 케이싱(110)은 자기력에 유기되지 않는 비자성체로 구성하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명 연료절감장치(101)의 구성을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 본 발명 연료절감장치(101)가 연료공급관(102)에 결합된 상태의 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명 연료절감장치(101)의 구조를 도시한 분해사시도이며, 도 3은 도 2의 내통관(103)과 회류가이드(105)의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명 연료절감장치(101)의 구조를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 제1마그네틱부(104)와 제2마그네틱부(107)에 의한 자기력선의 방향 및 상태와 연료의 회류상태를 도시한 도면이다.

도 2, 도 3에 도시된 바와 같이 내통관(103)에는 마그네틱(104a)을 N극과 S극이 교번적으로 배열되도록 삽입하되, 어느 하나의 마그네틱(104a)과 인접한 마그네틱(104a) 사이에는 요크(104b)를 삽입하여 자로가 형성되도록 함과 동시에 자기력선이 보강될 수 있도록 하는 제1마그네틱부(104)가 형성된다.

그리고, 상기 내통관(103)의 양단에는 원추형 유체안내부(112)의 삽입부(112a)가 삽결되며, 내통관(103)의 외경면에는 외경면을 따라 흐르는 유체가 외경면을 따라 회류되면서 통과할 수 있도록 내통관(103)의 길이방향을 따라 소정길이로 형성된 나선형 회류가이드(105)가 결합된다.

여기서, 상기 회류가이드(105)는 탄성 스프링과 같은 나선형태를 가지는 별개체로 도시하였으나, 내통관(103)의 외경면에 소정 높이로 돌설되되 내통관(103) 외경면 일단으로부터 타단에 이르기까지 나선형태가 형성되도록 하는 일체형일 수도 있는 것으로 본 발명은 이를 한정하지 않지만, 본 발명에 의한 회류가이드(105)는 외경면을 따라 흐르는 유체가 회류가이드(105)에 안내되어 회류할 수 있도록 함으로써 내통관(103) 외경면으로 흐르는 유체의 경로를 연장 및 회류시키는 역할만 할 수 있게 하면 되고, 이러한 일체형 또는 별개체의 회류가이드(105)는 제작과정에서 제작자의 의도에 따라 선택적으로 채택할 수 있다.

한편, 상기 내통관(103)의 외경으로는 내통관(103)과 이 내통관(103)에 결합된 유체안내부(112)와 동일한 길이를 가지는 외통관(106)이 억지끼움식으로 외삽되는 바, 상기 내통관(103)의 외경에 형성된 회류가이드(105)는 외통관(106)이 억지끼움식으로 외삽되기 때문에 외통관(106)의 내경에 밀착되며, 이에 따라, 내통관(103)과 외통관(106)의 사이에는 회류가이드(105)에 의해 도 4와 같이 나선형의 유로가 형성되는 구조를 가지게 된다.

그리고, 내연기관(엔진)으로 연결되어 연료를 공급하도록 된 연료공급관(102)에 접속하는 한 쌍의 니플(108)에는 각각 플랜지(109)가 형성되며, 이 한 쌍 의 니플(108)이 마주보는 내측에는 결합홈(109a)이 각각 형성된다.

따라서, 상기한 바와 같이 내통관(103)에 외삽된 외통관(106)의 양단은 니플(108) 플랜지(109)의 결합홈(109a)에 각각 삽입되는 바, 여기서, 상기 외통관(106)에는 내통관(103)을 향하여 S극과 N극이 교번적으로 배열되도록 도너츠형 마그네틱(107a)을 다수개 외삽시켜 제2마그네틱부(107)를 형성하되, 어느 하나의 마그네틱(107a)과 인접한 다른 마그네틱(107a)의 사이에는 요크(107b)가 삽입되도록 하여 자로가 형성됨은 물론 자기력선이 보강되도록 한다.

즉, 일측 니플(108) 플랜지(109)의 결합홈(109a)에 외통관(106)의 일단을 삽입시킨 후, 이 외통관(106)에 제2마그네틱부(107)를 구성하고, 외통관(106)의 타단에 타측 니플(108) 플랜지(109)의 결합홈(109a)을 외삽시킨다.

여기서, 상기 제1마그네틱부(104)의 첫번째 요크(104b) 및 마그네틱(104a)과 제2마그네틱부(107)의 첫번째 요크(107b) 및 마그네틱(107a)은 서로 동심원상에 배치되도록 하고, 이때, 제1마그네틱부(104)의 첫번째 마그네틱(104a)은 외측으로 N극의 극성이 배치되며, 외통관(106)에 외삽된 제2마그네틱부(107)의 첫번째 마그네틱(107a)은 내통관(103)을 향하여(제1마그네틱부(104)의 첫번째 마그네틱(104a)을 향하여) S극의 극성이 배치되도록 함으로써, 제1, 제2마그네틱부(104)(107)의 첫번째 마그네틱(104a)(107a)의 자기력선은 내통관(103)에서 외통관(106)을 향하여 형성된다.

그리고, 제1, 제2마그네틱부(104)(107)의 두번째 요크(104b)(107b)에 인접배치된 두번째 마그네틱(104a)(107a)은 자기력선 방향이 첫번째 마그네틱 (104a)(107a)과 반대방향으로 형성되는 바, 제1마그네틱부(104)의 두번째 마그네틱(104a)은 외측으로 S극의 극성이 배치되며, 제2마그네틱부(107)의 두번째 마그네틱(107a)은 내통관(103)을 향하여 N극의 극성이 배치되게 됨으로써, 제1, 제2마그네틱부(104)(107)의 두번째 마그네틱(104a)(107a)의 자기력선 방향은 외통관(106)에서 내통관(103)을 항하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 제1마그네틱부(104)와 제2마그네틱부(107)의 마그네틱(104a)(107a)은 서로 동심원상에 배치되게 하되, 극성이 서로 반대되게 하여 자로가 형성될 수 있도록 함과 동시에 내통관(103)과 외통관(106)에 형성되는 제1, 제2마그네틱부(104)(107)에는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 다수개의 마그네틱(104a)(107a)이 길이방향을 따라 극성이 반대되게(제1마그네틱부(104) : 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크)(제2마그네틱부(107) : 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크)형성된다.

본 발명에 의한 제1마그네틱부(104)와 제2마그네틱부(107)의 마그네틱(104a)(107a) 배열은 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 예시에 불과하며, 제1마그네틱부(104)의 극성배열은 '요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크...'일 수도 있으며, '요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크, N, 요크, S, 요크...'로 배열될 수도 있는 것으로 이를 한정하지는 않는다.

따라서, 상기 제1마그네틱(104)의 배열패턴에 따라 제2마그네틱부(107)의 배열패턴도 바뀌어져야 할 것이며, 이들 마그네틱(104a)(107a)의 배열패턴 어떤 형태 로 결정되더라도 본 발명의 목적은 충분히 달성될 수 있는 것이다.

한편, 상기 내통관(103) 양단에 결합되는 유체안내부(112)의 원추형 경사면에는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 원주방향을 따라 다수개의 날개부(113)가 돌설되도록 하되, 이 날개부(113)는 외통관(106)의 내경면에 밀착되게 하여 외통관(106) 내부에서 내통관(103)이 견고한 결합상태를 갖도록 할 수 있으며, 단지, 원추형 경사면에 돌설시켜 양측 니플(108)의 결합홈(109a) 끝단까지 삽입되게 함으로써 외통관(106) 내부에서 내통관(103)이 흔들리지 않는 고정상태를 유지할 수 있게 할 수도 있는 것으로 본 발명은 이를 한정하지는 않는다.

아울러, 상기 도 4에 도시된 바와 같이 원추형 경사면에 날개부(113)를 형성하지 않을 경우에는 유체안내부(112)의 삽입부(112a)와 내통관(103)에 제1통공(114)을 도시된 바와 같이 형성하고, 내통관(103)에 삽입된 삽입부(112a)의 제1통공(114)들로 소정길이의 심부(115)를 삽입시킨 후, 'ㄷ'자로 절곡하여 이 심부(115)의 끝단이 양측 니플(108)의 결합홈(109a) 끝단까지 삽입되어 지지되게 함으로써, 외통관(106) 내부에서 내통관(103)이 고정된 상태를 갖도록 한다.

따라서, 고압으로 공급되는 유체에 의해 내통관(103)이 양측방으로 밀리거나 이동되지 않게 되어 니플(108)로 공급되는 유체를 안정되게 내, 외통관(103)(106) 사이로 안내하고, 안내된 유체는 회류가이드(105)를 따라 회류되면서 내, 외통관(103)(106)을 통과하게 되는 것이다.

그리고, 상기 플랜지(109)에는 원주방향을 따라 다수개의 제2통공(116)이 형성되며, 이들 양측 플랜지(109)의 제2통공(116)을 관통하는 고정볼트(117)의 끝단 에 너트(118)를 체결하여 내, 외통관(103)(106)을 양단의 니플(108)이 가압고정하여 유체(연료)가 누수되는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 양단의 니플(108)에 의해 고정결합되는 내, 외통관(103)(106) 및 제1마그네틱부(104)의 외경으로는 소정두께로 에폭시를 발포충진시켜 에폭시층(111)을 형성함으로써 기밀유지 및 누수의 방지는 물론 제2마그네틱부(107)가 외통관(106)과 니플(108) 사이에서 견고한 결합상태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 내, 외통관(103)(106)의 양단에 니플(108)이 결합되고 고정볼트(117) 및 너트(118)에 의해 니플(108)이 내, 외통관(103)(106)을 견고하게 고정한 후, 에폭시층(111)이 형성되면, 상기 니플(108)의 플랜지(109) 외경으로 케이싱(110)을 도 1, 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이 외감시키고, 이 케이싱(110)에 형성된 제3통공(120)으로 고정나사(121)를 관통시켜 플랜지(109)에 형성된 나사공(119)에 체결시킴으로써 케이싱(110)이 플랜지(109)에 결합되게 함으로써, 니플(108) 사이에 결합된 내, 외통관(103)(106) 및 에폭시층(111)이 외부에 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명 연료절감장치(101)의 작용을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 도시된 바와 같이 연료공급관(102)으로 공급되는 유체(연료)는 일단의 니플(108)의 유로를 통해 고압으로 유입되며, 유입된 유체는 원추형 유체안내부(112)에 의해 결합홈(109a)에 삽결된 내, 외통관(103)(106) 사이로 안내된다.

그리고, 상기 내, 외통관(103)(106) 사이로 안내된 유체는 회류가이드(105) 및 내통관(103)의 외경면을 따라 회류되면서 내, 외통관(103)(106) 사이를 통과하 여 내통관(103) 타단의 유체안내부(112)에 의해 타단 니플(108)의 유로를 통과하고, 이 타단 니플(108)에 연결된 연료공급관(102)을 따라 내연기관(엔진)으로 공급된다.

여기서, 상기 내, 외통관(103)(106) 사이를 통과하는 연료(유체)는 내통관(103)의 제1마그네틱부(104)와 외통관(106)에 외삽된 제2마그네틱부(107)가 형성하는 자기력선에 대하여 수직방향으로 통과하게 되는데, 이때, 유체에는 로렌쯔의 힘이 작용한다.

즉, 자기 유체역학(MHD: Magneto-Hydro Dynamics)을 기초로 하여 모든 액체연료 유체의 구성분자를 강력한 자장속으로 자장대에 직각으로 유체가 지나게 하면 유체의 제타(Zeta)전위에 변화를 주게 됨으로써 로렌츠의 힘(Lorentz Force)에 영향을 받게 된다.

이때, 각종 물질의 구성 분자들이 갖고 있는 고유의 총 전하(양전하와 음전하로 대전된 구성)의 자기 작용에 외부 자기 증폭을 가해짐으로써 유체는 단일 구성 분자로 재구성, 균일한 분자배열대에 놓이게 되는 것이다.

즉, 각 유체분자의 크라스타(H2O-NMR) 수치가 낮아지면서 분자에너지를 활성화 시키는 지능성유체로 변하게 된다는 것이며, 핵 주위를 회전하는 전자의 운동은 전류가 흐르는 작은 원으로 간주될 수 있다. 이것은 주위에 자기장을 일으키는 자기 쌍극자의 역할을 한다. 임의의 축 주위를 회전하는 전자의 자기 모멘트(moment)의 크기는 전자가 반지름 r인 원궤도 위를 초당 회전수 f로 돌고 있다고 가정할때 수학식 1과 같다.

μ = 전류수직 × 단면적 = -ef × πr² (Am²)

이때 자기 모멘트(moment)의 방향은 도 6에 도시된 바와 같이 오른손 법칙에 의해 회전축 방향을 향한다.

또 이것의 각운동량은 수학식 2와 같고 방향은 상기한 바와 같이 회전축 방향이다.

L = mvr = m × 2πr × r (kg m²/sec)

이 두 수학식 1과 2로부터 전자의 자기 모멘트(moment) μ는 수학식 3으로 유도된다.

e/M(전자의 비전하) = 1.7588(C/kg) L : 전자의 각운동량

이때 자기장 B가 z축 방향을 향해서 작용하고 있다면 자기 에너지 V는 자기 모멘트가 μ인 쌍극자는 자기장 B안에서 μ·B의 토크(TORQUE)를 받으므로 수학식 4로 주어진다.

V = - μ·B = ·

수학식 4를 다르게 써 보면 수학식 5와 같다.

V = m_lμ_BB

m_{l :}자기 양자수 B : 자기장의 세기

μ_B=

= 9.274 ×10^-24(J/T)[ħ는 전자1개의 자기 모멘트를 나타내는 상수]로도 쓸수 있다. 여기서 자기 양자수란 자기 에너지를 양자화시키는 양이고, μ_B는 Bohr magneton이라고도 한다.

원자핵의 운동에서 양성자와 중성자로 이루어지는 원자핵은 전체적으로 자전하고 있으므로, 양성자도 궤도 각운동량과 스핀(spin)을 갖는다. 따라서 이들 각운동량을 합성한 핵전체도 스핀(spin)I (여기서 핵 스핀(spin)의 양자수는 1/2이고, I의 Z축 방향 성분의 고유치는 +ħ/2,-ħ/2이다.)를 갖고 자기 모멘트

를 갖는다.

이때 g는 gyrometric ratio라는 상수이다. 그리고 양성자의 g는 5.5855 , 중성자의 g는 -3.8263으로 알려져 있다. 또, μ_n은 nuclear magnetic이라는 상수로

μ_n = eħ/2m_p = 5.054×10^-27 (J/T)로 나타난다. (mp는 양성자의 질량이다 )

자기 모멘트 μ를 지니는 원자핵에 외부로부터의 자기장 B를 z축 방향으로 주면 μ는 B방향을 축으로 하여 그 주위를 세차운동을 하게 된다.

세차운동은 전자가 원자핵 주변을 공전하지만, 여기에 자기장을 가해 주면 시간이 지남에 따라 회전축의 방향이 바뀐다. 이런 회전축의 방향 변화는 도 7에 도시된 바와 같이 주기를 가지고 변화한다.

결론적으로 흐름을 갖는 유체에 일정한 자기력을 부여하면 반자성체인 탄화수소군이 전자의 스핀운동에 의하여 유도자장의 반대방향으로 자화되어 분자와 분자간의 연결이 끊어져 액체연료입자가 미립자화되어 내연 기관에 사용되는 연료를 최상의 활성상태로 유도하여 연소율을 높이게 되는 것이다.

특히, 본발명에서는 언제나 자기력선이 연료의 흐름에 대하여 직각방향으로 작용한다. 다시 말하면, 연료의 흐름은 자기력선에 대하여 직각방향을 갖는다.

또한, 연료의 흐름이 나선형 회류가이드(105)에 의하여 와류되도록 함으로써 연료가 활성화되기 쉽고, 자기의 극성이 여러번 변하게 하여 자기력선의 방향이 내통관(103)에서 외통관(106)으로 외통관(106)에서 내통관(103)으로 향할 수 있도록 하여 탄화수소군고리가 잘 깨진 상태에서 내연기관에 연료과 공급되어 지는 것이다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 니플, 플랜지 및 케이싱 등은 일체로 성형될 수도 있으며, 조립 및 제작공정상의 이유로 각각이 분리조립될 수 있는 별개체일 수도 있다.

또한, 본 발명 연료절감장치(101)은 방향성이 없는 것으로 어느 니플(108)을 통하여 연료가 공급되더라도 내, 외통관(103)(106) 사이의 유로로 연료가 통과할 때는 회류가이드(105)에 의해 회류하며 자기력선에 의한 로렌쯔의 힘은 언제나 작 용하여 연료가 활성화 된다는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 자기력선의 방향과 연료의 흐름방향이 수직(직각)의 방향이 되도록 하여 로렌쯔의 힘이 연료에 작용되도록 하되, 제1, 제2마그네틱부의 극성을 여러번 변화시켜 줌으로써 자기력선의 방향이 상부방향에서 하부방향으로 또는 하부방향에서 상부방향으로 급반전함과 동시에 회류가이드는 연료가 활성화 되기 쉽게 연료를 와류 또는 회류시키고, 내, 외통관 사이의 유로를 통과하는 시간을 지연시켜 자기력선의 영향하에 오랫동안 노출되게 함으로써 연료의 연소장치 내부에서의 연소율을 높여주고, 이에 따라 소음감소와 불완전연소에 의해 발생하는 매연 등 각종 유해가스 발생을 감소시키고 기관의 출력을 높여 연비의 향상과 유류비 절감시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.

Claims

자동차 엔진으로 연료를 공급하도록 된 연료공급관에 설치되는 연료절감장치에 있어서,

소정크기의 지름을 가지는 내통관에 N극과 S극이 교번적으로 배열되도록 원판형으로 성형된 다수개의 마그네틱을 삽입하되, 마그네틱과 마그네틱 사이에 원판형 요크가 삽입되는 제1마그네틱부와;

상기 내통관에 외삽되며 내통관으로부터 소정거리 이격되도록 내통관의 외경보다 비교적 큰 내경을 가지는 외통관과;

상기 연료공급관의 양단에 접속하고, 연료공급관과의 접속부 반대측 내부 유로에 결합홈을 형성하여 내통관과 이 내통관에 외삽되는 외통관의 양단을 고정결합시키는 니플과;

상기 내통관의 제1마그네틱부의 마그네틱과 요크에 대응되도록 외통관에는 중공된 도넛츠 형태의 마그네틱과 요크를 외삽시켜, 제1마그네틱부의 마그네틱과 극성이 반대되게 배치되도록 하며, 어느 하나의 자기력선은 내통관에서 외통관방향으로 자기회로가 형성되게 하고, 인접한 자기력선은 외통관에서 내통관방향으로 자기회로가 형성되게 하는 제2마그네틱부와;

상기 양단의 니플 플랜지에 외감되는 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제1항에 있어서,

상기 내통관과 외통관 사이를 통과하는 유체가 회류되면서 통과되도록 내통관 외경면과 외통관 내경면 중 어느 하나에 길이방향을 따라 나선형으로 연계결합되는 회류가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제1항에 있어서,

상기 제2마그네틱부 외경과 양단의 니플 플랜지 사이에 소정두께로 에폭시를 발포충진하여 경화시킨 에폭시층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제1항에 있어서,

상기 내통관의 양단에 각각 삽입부가 삽결되어 외통관 일단의 내부로 유입되는 유체를 내, 외통관 사이의 회류가이드로 안내하고, 회류가이드에 안내되어 외통관 타단으로 배출되는 유체의 와류를 방지하는 원추형 유체안내부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제4항에 있어서,

상기 내통관 양단에 결합된 유체안내부의 원추형 경사면에서 원주방향으로 다수개 형성되어 외통관 끝단까지 내경면에 밀착되는 날개부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제4항에 있어서,

상기 유체안내부의 삽입부가 삽입된 양단 내통관의 외경면에 관통형성되는 제1통공과;

상기 제1통공에 삽입되어 'ㄷ'자로 절곡되며 끝단이 니플 플랜지의 결합홈 끝단에 간섭되어 외통관 내부에서 내통관이 위치고정되도록 하는 심부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제1항에 있어서,

상기 양측 니플의 플랜지에 원주방향으로 형성된 다수개의 제2통공과;

상기 제2통공에 체결되는 고정볼트 및 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제1항에 있어서,

상기 양측 니플의 플랜지의 외경면에 형성된 다수개의 나사공과;

상기 나사공에 대응되게 플랜지에 외감되는 케이싱에 형성된 제3통공으로 삽입되어 나사공에 체결되는 고정나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
제1항에 있어서,

상기 내통관, 회류가이드, 외통관, 니플, 케이싱은 자기력에 유기되지 않는 비자성체임을 특징으로 하는 연료절감장치.