KR100783825B1

KR100783825B1 - 기체 활성화 장치

Info

Publication number: KR100783825B1
Application number: KR1020060132400A
Authority: KR
Inventors: 김관진; 테츠야 미야자키; 히로시 시게노
Original assignee: 김관진; 테츠야 미야자키
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-12-10

Abstract

본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 코일(1, 2, 3)과 도체부(4, 5, 6, 7, 8, 9)을 포함하는 유닛을 복수개 연결하여 전자 에너지를 증폭시킴으로써 자동차 등의 내연 기관에서 공기의 통로에 설치한 도체부(14)로부터 발생하는 전자가 공기의 이온화를 촉진하고, 이로부터 석유 연료의 이온화가 촉진되어 반응성이 높아지기 때문에 연소 효율을 향상시킨다.

코일, 이온화, 연소 효율, 자동차, 내연 기관

Description

기체 활성화 장치{AIR ACTIVATING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 기체 활성화 장치를 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1~3, 10: 공명 코일 4~9: 수신용 도체부

1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b: 코일과 도체부의 접속부

11: 전선 12: 외곽 구조체 접지

13: 전선과 접지의 접속부 14: 전하 발생용 도체부

15: 공기 유입구 16: 저항

17: 퓨즈 18, 19: 외부 전원 단자

본 발명은 자동차나 석유 스토브 등의 내연 기관 및 일반적인 연소 장치의 연소 레벨을 완전 연소에 접근시켜서 연소 효율의 향상, 토오크(torque)의 향상, 배기 가스 저감 등의 제 기능을 향상시키기 위하여, 해당 내연 기관에 유입시켜 연소의 일방의 원료인 공기를 활성화하는 연소 보조 장치에 관한 것이다.

자동차 엔진 등으로 대표되는 내연 기관의 연소 효율 향상이나 배기 가스 저 감을 목적으로 하는 보조 장치에 대해서는 통상적으로 다음의 3개의 기술이 제안되어 왔다. 첫째, 연료 파이프에 촉매나 자석 등이 포함된 기기를 장착하는 것이다. 둘째, 연소의 원료 중 하나인 공기를 활성화 하자고 하는 것이며 그 방법은 첫째 방법과 동일하다. 셋째, 연소 후에 배출되는 배기 가스의 배출구에 귀금속계 촉매나 세라믹계 촉매, 자석 등을 필터 형태로 하여 작용시켜 배기 가스의 저감을 시도하는 것이었다.

그러나, 상술한 바와 같은 세라믹계 촉매, 귀금속계 촉매 및 자석에 의한 내연 기관의 연소 효율 향상이나 배기 가스 저감을 목적으로 하는 장치에서는 자동차등의 내연 기관의 운전 가동에 의한 열 진동 때문에 기능의 저하가 일어나는 문제점이 있다. 또한, 필터 등은 막힘에 의해 시간이 경과함에 따라 편차가 발생하고 목적하는 연소 효율 향상이나 배기 가스 저감 효과를 점차 얻을 수 없게 된다는 점이 문제점으로 많이 지적되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 연소 효율 향상이나 배기 가스 저감 효과에 있어서 실용적인 레벨의 효과를 발휘하여 편차를 작게 하면서 성능을 장기적으로 유지할 수 있는 장치를 제공하는 하는 기기를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 복수개의 단위부 - 상기 단위부는 도체로 이루어지고 그 축 중심에 원주상의 절연 체를 포함하는 제1 코일부, 상기 제1 코일부의 시단(始端)과 전기적으로 접속되는 제1 도체부 및 상기 제1 코일부의 종단(終端)과 전기적으로 접속되는 제2 도체부를 포함함 -, 상기 복수개의 단위부 중 최종 단위부와 전기적으로 접속되는 제2 코일부 및 상기 제2 코일부와 전기적으로 접속되는 제3 도체부를 포함하고, 서로 인접하는 두개의 단위부에 있어서 하나의 단위부에서의 코일부의 종단은 다른 단위부에서의 코일부의 시단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 상기 제1 코일부에서의 코일의 감는 방향은 축 중심에 대하여 상기 시단을 기준으로 하여 우 방향이고, 코일의 감는 수는 10 내지 20회의 범위인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제3 도체부는 내연 기관의 외부로부터 들어오는 공기의 통로에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

일반적으로 자동차 등의 내연 기관은 연료인 석유계 탄화 수소류의 엷은 분무 상태와 정화된 공기(예를 들어, 산소, 질소 등)의 폭발적 충돌과 플러그로부터의 발생하는 불꽃에 의해 작동하고 있지만, 석유계 탄화 수소류와 공기의 충돌이 얼마나 단시간에 많이 이루어지는가에 따라 연소의 효율이 좌우된다고 알려져 있었다. 이에 본 발명의 발명자는 공기에 포함되는 산소, 질소 분자의 이온화를 사전에 촉진할 수 있다면, 연소 장치 내에서 반응성이 높아질 수 있다는 사실에 착안해 본 발명에 이르게 된 것이다. 본 발명에 따른 기체 활성화 장치에 의하여 자동차 엔진 등의 연소실에 유입되는 산소, 질소 등의 이온화가 촉진되면 연소에 필요한 연료로서는 이상적인 형태가 되고, 연소 단계에서 단시간에 폭발적인 연소가 일어 나며, 엔진음으로서는 작은 소리가 되기 때문에, 연소 효율이나 발생하는 토오크(torque)는 높아지게 된다. 또한, 발생하는 배기가스도 저감된다.

먼저, 본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 귀금속계 촉매, 세라믹계 촉매, 자석 및 필터 등의 소재 그 자체가 접촉하는 다른 물질을 변화시키는 물질계 촉매나 촉매 기능을 나타내는 특수 소재를 전혀 사용하지 않는다.

본 발명에 따른 기체 활성화 장치의 기본 구성은 복수개의 단위부로서 1개의 단위부는 1개의 코일부와 2개의 도체부으로 구성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 3개의 단위부 각각은 모두 1개의 코일부와 2개의 도체부로 구성된다. 각 코일부의 코일은 도체로 이루어지며 코일부의 축 중심에는 원주상의 절연체가 설치된다. 코일부에서 코일의 감는 방향은 축 중심에 대하여 코일의 시단을 기준으로 하여 우측 방향이고, 코일의 감는 수는 10 내지 20회가 바람직하다. 각 도체부는 판 형상으로 제조되는 것이 바람직하다. 코일부(1)의 시단(始端)은 접속부(1a)에 의해 도체부(4)와 연결되고, 코일부(1)의 종단(終端)은 접속부(1b)에 의해 도체부(5)와 연결된다. 코일부(2)의 시단(始端)은 접속부(2a)에 의해 도체부(6)와 연결되고, 코일부(2)의 종단(終端)은 접속부(2b)에 의해 도체부(6)와 연결된다. 코일부(3)의 시단(始端)은 접속부(3a)에 의해 도체부(8)와 연결되고, 코일부(3)의 종단(終端)은 접속부(3b)에 의해 도체부(9)와 연결된다. 또한, 복수개의 단위부는 다음과 같이 전기적으로 연결되는데, 전기적 연결 방법은 예를 들어, 구리선(11)을 사용하는 것이 바람직하다. 코일부(1)의 종단은 코일부(2)의 시단과 연결되고, 코일부(2)의 종단은 코일부(3)의 시단과 연결되며, 코일부(3)의 종단은 상기 코일 부(1, 2, 3)와는 별도의 코일부(10)와 연결된다. 코일부(10)는 코일부(1, 2, 3)과는 달리 도체부와 연결되어 있지 않다. 즉, 코일부(10)는 1개의 단위부에 포함되지 않는 코일부이다.

본 발명에 따른 기체 활성화 장치의 전기 회로의 구성으로 설명하면 다음과 같다. 코일부(1)의 시단은 전기적 연결선(리드선, 11)에 의해 외부 전원의 마이너스극(19)과 연결된다. 기체 활성화 장치의 종단부에 해당하는 코일부(10)는 리드선(11)에 의해 접속부(13)를 통하여 연소 장치를 포함한 내연 기관(예를 들어, 자동차)의 외곽 구조체(예를 들어, 자동차의 바디)에 접지(12)되고, 리드선(11)에 의해 접속부(14a)를 통해 또 다른 도체부(14)와 연결된다. 도체부(14)는 일방의 연료에 해당하는 공기에 전자를 공급하기 위하여 외부로부터 내연 기관 내로 들어오는 공기의 가는 길을 좁게 하는 구조로 되어 있다. 도체부(14)는 리드선(11)에 의해 접속부(14b)를 통하여 저항(16) 및 퓨즈(17)에 연결되고, 퓨즈(17)는 리드선(11)에 의해 외부 전원의 플러스극(18)과 연결된다. 이와 같이, 본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 전체적으로 하나의 전기 회로 구조로 구성된다.

본 발명에 따른 기체 활성화 장치에서 코일부의 코일은 도체이면 되고 코일의 재질이나 굵기 등은 특별히 한정하지 않는다. 또한, 코일부의 축 중심의 절연체의 재질이나 크기 역시 특별하게 한정하지 않는다. 또한, 도체부는 도체이면 되고 도체부의 재질, 형상 및 두께 등은 역시 특별하게 한정하지 않는다. 또한, 코일부와 도체부로 구성되는 단위부의 개수도 특별하게 한정하지 않는다. 다만, 본 발명에 따른 기체 활성화 장치의 용도, 성능, 설치 작업의 용이성 및 경제성 등을 감안하여 적절한 재질, 형상, 크기, 굵기, 개수 등을 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 기체 활성화 장치에서 외부 전원의 마이너스극과 접속되어 있는 도체부는 안테나의 수신기의 역할을 하여 외부로부터 진동 에너지를 수신한다. 도체부에 의해 수신된 진동 에너지는 코일부의 코일 내를 흐르는 전자 에너지와 공명 작용을 일으켜 상기 전자 에너지가 증가한다. 이렇게 증가된 전자 에너지는 코일부와 도체부를 포함하는 복수개의 단위부가 연결되는 구성에 의해 더욱 증폭된다. 이렇게 증폭된 전자 에너지는 자동차 등의 공기 통로에 설치되어 있는 도체부로부터 발생하는 전자가 공기와 충돌할 때 공기의 이온화를 촉진시킨다. 이와 같은 공기의 이온화 촉진 현상에 의해 반응성이 높아져서 연소 효율이 향상된다. 또한, 본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 전체적으로 전기 회로의 구성을 채택하고 있기 때문에, 항상 안정적으로 작동할 수 있어 시간이 경과하여도 성능의 저하가 없게 된다.

(실시예1)

본 발명에 다른 기체 활성화 장치를 자동차에 적용한 것으로서 엔진의 연소 효율 향상에 의한 연비 효율 향상, 배기 가스인 탄산 가스의 저감을 목적으로 한다. 외부 전원으로는 엔진 룸의 배터리를 이용하고 상술한 바와 같은 메카니즘에 의해 도체부로부터 발생하는 전자에 의해 공기의 이온화가 촉진되어 연소 효율이 향상한다. 본 실시예에서의 기체 활성화 장치의 각 구성의 사양은 다음과 같다(도 1 참조). 코일부(1~3, 10)의 내경은 30~40mm, 코일의 굵기는 0.5~2.0mm, 코일의 감는 수는 10~20회, 코일을 이루는 도체선은 수지 등으로 피복되어 있다. 진동 에 너지 수신 도체판(4~9)은 평평하지 않아도 되지만, 두께는 0.1~2.0㎜, 크기는 대략 50mm x 50㎜ 정도의 면적을 갖는다. 접지(12)에는 Y형 단자를 사용하고, 접속부(13)에 적용되는 도체판은 3~4cm의 폭, 8~10cm의 길이, 0.1~2.0mm의 두께를 갖는다. 저항(16)은 200~500Ω, 퓨즈(17)는 5 A의 값을 갖는다. 이러한 사양의 기체 활성화 장치를 가솔린, LPG, 경유를 사용하는 자동차의 엔진 룸에 설치하여 개인용, 업무용에 관계없이 일상적인 주행 운전을 기본으로 한 주행 실험을 실시하였다.

표 1은 코일 및 도체판의 1 단위부가 3개 연결된 기체 활성화 장치를 배기량 2,000CC의 가솔린 연료를 사용하는 보통 승용차에 설치하여 시내 주행을 한 결과이다. 기체 활성화 장치를 설치하기 전의 연비는 7.4~7.6km/L이며, 설치 후에는 평균 10.5km/L로서 연비가 38.2~41.9% 상승하였다.

	출발	도착	주행거리	도착 후의 급유량	연비	연비 향상
	(km)	(km)	(km/日)	(L/日)	(km/L)	(%)
					7.4~7.6
1 일째	24,751	24,975	224	21.6	10.38
2 일째		25,127	152	13.5	11.25
3 일째		25,179	52	5.3	9.87
					평균 10.5	38.1~41.9

표 2는 코일 및 도체판의 1 단위부가 3개 연결된 기체 활성화 장치를 배기량 3,000CC의 가솔린 연료를 사용하는 보통 승용차에 설치하여 시내 주행을 한 결과이다. 기체 활성화 장치를 설치하기 전의 연비는 5.8~6.4km/L이며, 설치 후에는 평균 8.26km/L로서 연비가 29.1~42.4% 상승하였다.

	출발	도착	주행거리	도착 후의 급유량	연비	연비 향상
	(km)	(km)	(km/일)	(L/일)	(km/L)	(%)
					5.8~6.4
1 일째			124	15.0	8.26	29.1~42.4

표 3은 코일 및 도체판의 1 단위부가 3개 연결된 기체 활성화 장치를 배기량 2,000CC의 LPG 연료를 사용하는 보통 승용차에 설치하여 시내 주행을 한 결과이다. 기체 활성화 장치를 설치하기 전의 연비는 5.0km/L이며, 설치 후에는 평균 6.53km/L로서 연비가 30.6% 상승하였다.

	출발	도착	주행거리	도착 후의 급유량	연비	연비 향상
	(km)	(km)	(km/일)	(L/일)	(km/L)	(%)
					5.0
1 일째	140,138	140,268	130	24.77	5.25
2 일째		140,448	180	36.33	4.95
3 일째		140,639	191	26.55	7.19
4 일째		141,089	450	45.28	9.94
5 일째		141,395	306	42.93	7.13
6 일째		141,674	279	59.12	4.72
					평균 6.53	30.6

(실시예2)

실시예1과 같은 사양의 기체 활성화 장치를 가솔린을 사용하는 8,000CC 이하의 자동차의 엔진 룸에 설치하여 주행 실험을 실시하였다.

표 4는 코일 및 도체판의 1 단위부가 2개 연결된 기체 활성화 장치를 배기량 2,000CC의 가솔린 연료를 사용하는 보통 승용차에 설치하여 시내 주행을 한 결과이다. 기체 활성화 장치를 설치하기 전의 연비는 7.4~7.6km/L이며, 설치 후에는 평균 9.28km/L로서 연비가 22.1~25.4% 상승하였다.

	출발	도착	주행거리	도착 후의 급유량	연비	연비 상승
	(km)	(km)	(km/일)	(L/일)	(km/L)	(%)
					7.4~7.6
1 일째	24,211	24,424	213	23.1	9.22
2 일째		24,532	108	11.9	9.02
3 일째		24,620	88	9.2	9.60
					평균 9.28	22.1~25.4

표 5는 코일 및 도체판의 1 단위부가 2개 연결된 기체 활성화 장치를 배기량 3,000CC의 가솔린 연료를 사용하는 보통 승용차에 설치하여 시내 주행을 한 결과이다. 기체 활성화 장치를 설치하기 전의 연비는 5.8~6.4km/L이며, 설치 후에는 평균 7.82km/L로서 연비가 22.2~34.8% 상승하였다.

	출발	도착	주행거리	도착 후의 급유량	연비	연비 상승
	(km)	(km)	(km/일)	(L/일)	(km/L)	(%)
					5.8~6.4
1 일째			215	27.5	7.82	22.2~34.8

(실시예3)

실시예1과 같은 사양의 기체 활성화 장치 2대를 경유을 사용하는 8,000CC 이상의 트럭의 엔진 룸에 설치하여 주행 실험을 실시하였다.

표 6은 코일 및 도체판의 1 단위부가 3개 연결된 기체 활성화 장치 2대를 배기량 8,300CC의 경유를 사용하는 트럭에 설치하여 시내 및 고속도로 주행을 한 결과이다. 기체 활성화 장치를 설치하기 전의 연비는 3.2km/L이며, 설치 후에는 평균 3.91km/L로서 연비가 22.18% 상승하였다.

	출발	도착	주행거리	도착 후의 급유양	연비	연비 상승
	(km)	(km)	(km/일)	(L/일)	(km/L)	(%)
					3.2
1 일째	332,895	333,302	407	100	4.07
2 일째		333,673	371	87	4.26
3 일째		334,093	420	87	4,83
4 일째		334,506	413	166	2.48
					평균 3.91	22.18

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

본 발명에 따른 기체 활성화 장치는 자동차 등의 내연 기관에 설치되어 내연 기관의 일방의 연료에 해당하는 공기의 이온화를 촉진시킴으로써 연소 효율을 향상시키며, 전체적으로 전기 회로로 구성되기 때문에 항상 안정적으로 작동하고 시간이 경과하여도 성능의 저하가 없다는 효과가 있다.

Claims

복수개의 단위부 - 상기 단위부는 도체로 이루어지고 그 축 중심에 원주상의 절연체를 포함하는 제1 코일부, 상기 제1 코일부의 시단(始端)과 전기적으로 접속되는 제1 도체부 및 상기 제1 코일부의 종단(終端)과 전기적으로 접속되는 제2 도체부를 포함함 -;

상기 복수개의 단위부 중 최종 단위부와 전기적으로 접속되는 제2 코일부; 및

상기 제2 코일부와 전기적으로 접속되는 제3 도체부를 포함하는 기체 활성화 장치로서,

서로 인접하는 두개의 단위부에 있어서 하나의 단위부에서의 코일부의 종단은 다른 단위부에서의 코일부의 시단과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기체 활성화 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 코일부에서의 코일의 감는 방향은 축 중심에 대하여 상기 시단을 기준으로 하여 우 방향이고, 코일의 감는 수는 10 내지 20회의 범위인 것을 특징으로 하는 기체 활성화 장치.
제1항에 있어서,

상기 제3 도체부는 내연 기관의 외부로부터 들어오는 공기의 통로에 설치되는 것을 특징으로 하는 기체 활성화 장치.