KR100871420B1 - 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치에 관한 것으로, 직경이 작은 펠렛 형으로된 네오디뮴(Nd)계 영구 자석을 스테인레스(stainless)관 속에 자석의 동일한 극이 상호 마주 보도록 하고 N극과 S극이 교차되도록 상·하 적층 및 배치시킨 자석봉을 구성하고, 다수개의 자석봉을 서로 가까운 거리에 방사상 또는 정삼각형상으로 배치하여 균일한 자기장을 형성하도록 함으로써, 연료의 난류를 유도하여 연료를 더욱 효율적으로 활성화시킬 수 있는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 다수개의 자석봉과, 자석봉의 상·하측 단부에 결합되는 상·하부 판으로 이루어지는 자석 다발; 상기 상·하부 판에는 연료가 분사되어 빠르게 흐를 수 있도록 크기가 서로 다른 작은 유공이 형성되어 있고, 상기 자석 다발이 수용되기 위한 내부공간을 갖는 원통형상체로서 연료 인입부인 상측이 개방되고, 연료 도출부인 하측이 유로를 갖되 연료의 난반사가 일어나 와류가 형성될 수 있도록 반구형상으로 형성되는 하우징; 상측이 유로를 갖는 원판형상으로 형성되는 덮개; 및 상·하측 단부에는 내연기관의 엔진 및 기름 탱크를 연결하는 호스 또는 관과 직접 연결할 수 있는 니플;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
내연 기관, 배기가스 저감, 연료 절감, 자화 활성수, 자석봉, 자석다발, 영구자석, 자기장

Description

내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치{Reduction of exhaust gas and fuel saving devices for an internal combustion engine}
본 발명은 자동차 등의 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직경이 작고 두께가 얇은 펠렛(pellet)형으로된 네오디뮴(Nd)계 영구자석을 스테인레스(stainless)관 속에 동일한 극이 서로 마주 보도록 하며 N극과 S극이 서로 교차되도록 상·하 적층 및 배치시켜 자석봉을 구성하고, 다수개의 자석봉을 서로 가까운 거리에 방사상 또는 정삼각형상으로 배치하여 균일한 자기장을 형성함으로써, 연료를 보다 효율적으로 활성화시켜 미세화할 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 등의 내연기관에 사용되는 연료는 연료분자들 간의 자기 회합(self association) 즉, 인력에 의한 분자의 집합체(cluster)로 이루어져 쉽게 미세화되지 않아 연소시 산소와의 혼합이 원활하지 못하며 결과적으로 불완전 연소가 발생하여 그로 인한 연료의 낭비 및 배기 가스 중의 매연, 예를 들면 연소되지 않은 하이드로카본(HC), 일산화탄소(CO) 등이 대기로 배출되어 환경오염의 주범이 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 연료를 미세화하여 분사할 수 있는 연료 인젝터(injector)나 카뷰레터(carburetor)의 구조적 개선, 연료와 산소의 적정비율을 조절할 수 있는 자동제어 장치, 엔진 플러그에 고열을 공급할 수 있는 시스템, 자동화 시스템의 안정적인 구동을 위한 일정한 전압유지 등 효율적인 엔진개발에 자동차 업체들은 역점을 두고 있다.
또한, 연소효율을 높이기 위한 부차적인 종래의 기술로서는 연료가 엔진에 유입되기 전에 별도의 연료 예열장치를 연료공급호스에 설치하는 방법이 알려져 있으나 안전상의 문제와 그 장착에 불편한 점이 있어 근본적인 해결책이 되지 못하고 있다.
그리고, 연료에 자력을 가하여 연비향상 및 매연을 감소시키는 다양한 구조의 연료 절감장치들이 개발되었다.
예를 들면, 대한 민국 특허 제0115830호, 제0098484호, 제0696373호에 개시된 바와 같이, 장치 내부에 각종 자석, 필터 등이 내장되어 연료의 정제, 자력에 의한 연료분자 물질들의 재배열 등의 효과에 의한 것들이 알려져 있다.
그러나, 영구자석을 이용한 종래의 연료절감 장치들은 실제 사용 시 요구되는 성능 및 효과가 제대로 달성되지 못하는 구조적인 문제점들이 있었다.
즉, 한 가지 장치 내에 상기 여러 가지 기능을 가진 구성 요소들을 함께 내설 및 내장함으로써, 오히려 연료의 유동이 원활치 못하고, 연료에 가해지는 자석의 밀도가 낮고 연료의 흐름 방향과 자력이 수직으로 만나지 못하여 연료의 활성화 에 기여하지 못하는 근본적인 문제점이 있고 컴팩트한 구조의 장치에 대한 제작에 어려움이 있다.
또한, 연료호스 외부에 영구자석을 장착한 장치는 미국특허 제4995425호에 개시된 바와 같이, 강하고 균일한 자기장을 가하기에는 역부족이지만 장착의 편리성도 있어 아직도 미국 외 여러 국가에서 사용되고 있기도 하다.
그리고, 배기가스를 저감시키기 위한 배기가스 저감화 장치로서 가장 널리 사용되고 있는 촉매 전환장치(catalytic converter)는 내연기관으로부터 배출된 배기가스를 고온 상태의 촉매와 접촉시켜 화학적 반응을 통해 유해한 가스를 줄여주는 장치이다.
또한, 최근에는 600℃ 정도의 고온의 플라즈마(plasma)를 이용한 매연 여과장치(diesel particulate filter trap)가 한국기계연구원에서 개발되어 상용화를 앞두고 있기도 하다.
그러나, 이러한 장치들은 배기가스와 같은 매연을 저감시키는 능력은 탁월하지만 연료 절감이나 엔진의 파워 향상과는 무관한 기술이다.
본 발명자는 선행기술로서 대한민국 특허 제 10-0722302호에 기술된 바와 같이 기술의 핵심인 균일한 자기장이 원활하게 형성되도록 하여 물(H2O)의 효율적인 활성화를 기할 수 있는 자화 활성수 제조 장치는 영구 자석을 동극끼리 마주보게 배치한 자석봉과 다수개의 자석봉이 방사형으로 배열한 자석 다발로 구성되어 있으나 내연기관의 배기가스 저감화 및 연료절감용으로 사용하기에는 장치가 너무 커서 보다 컴팩트한 구조로 제작이 가능하며, 연료호스와의 결합 및 장착이 용이하도록 실용성을 높이며 인젝터(injector) 또는 카뷰레터(carburetor) 등의 연료주입기로 연료가 들어가기 전에 연료가 활성화되어 더욱 미세화되고 와류를 형성할 수 있도록 장치를 개선할 필요성이 대두 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 직경이 작고 두께가 얇은 펠 렛형이면서 지금까지 상용화된 것 중에서 자속밀도가 가장 높은 (8000~10000G) 네오디뮴(Nd)계 영구자석을 스테인레스(stainless)로 된 관 속에 자석의 N과 S극중 동일한 극이 서로 마주보도록 하고 N극과 S극이 교차되도록 적층 및 배치시킨 자석봉을 구성하고, 다수개의 자석봉을 정삼각형상 또는 방사상으로 배치시켜 자력이 자석봉 둘레를 중심으로 하여 균일하게 방출됨에 따라 각 자석봉 사이로 흐르는 연료의 흐름과 직교할 수 있도록 하여 효율적인 연료의 활성화 즉, 자기공명(magnetic resonance)에 의한 분자수준에서의 연료를 활성화 및 미세화를 달성할 수 있는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 물리적으로 연료를 미세화할 수 있도록 자석봉의 지지체인 상·하부 판에 다수개의 작은 유공을 관통형성하여 자석봉 사이로 연료가 균일하게 분사되어 흐를 수 있도록 하였으며, 이러한 다수개의 자석봉들로 이루어진 자석 다발을 내장할 수 있는 원통형상의 하우징(housing)의 하단부는 반구형상으로 구성되어 있어 자기장을 통과한 연료가 엔진방향으로 들어가기 전에 최종적으로 반구형의 반사면과 부딪치도록 하였으며, 하우징의 상·하측 단부에 연료의 인입용 및 배출용 호스니플(hose nipple)을 구비하여 연료호스와의 장착이 용이하고 연료의 누출을 방지할 수 잇는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한 다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수개의 자석봉과, 이들 상·하측 단부에 결합되는 상·하부판과, 이들 자석봉들과 판들로 이루어진 자석 다발, 자석다발이 수용되기 위한 내부공간을 갖는 원통형상체로 형성되되, 그 상측을 개방되고, 그 하 측은 유로를 갖는 반구형상으로 형성되는 하우징. 및 상기 하우징의 상부에는 유로를 갖 는 원판형상으로 형성되는 덮개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
자석봉은 스테인레스(stainless) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
자석봉은 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
자석봉은 그 내부에 동일한 극이 마주보도록 상호 대칭되는 펠렛(pellet) 형태의 영구자석이 다수개 적층 배열되는 것을 특징으로 한다.
영구자석이 알루미늄계 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
영구자석이 코발트계로 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
영구자석이 네오디뮴(Nd)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
각 영구자석 사이에 소정의 두께를 갖되 각 영구 자석 사이의 간격을 최소한의 간격으로 일정하게 유지시키기 위한 자석 간격판이 개재되는 것을 특징으로 한다.
자석봉은 봉상체 형상으로 형성되되, 자석봉 상·하측 단부에는 상·하부 봉 단마개가 기밀 용접에 의한 용접부에 의해 접합구비되는 것을 특징으로 한다.
자석봉의 상부 봉단마개에는 상부 키가 돌출 형성되되, 상부판에는 상부 키와 대응되는 형상의 키 홀이 관통형성되어 상부 키와 키 홀은 상호 관통결합가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
자석봉의 하부 봉단마개에는 하부 키가 돌출 형성되되, 하부판에는 하부 키와 대응되는 형상의 키 홀이 관통형성되어 하부 키와 키 홀은 상호 관통결합가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상부 덮개에는 상부 키와 대응되는 형상의 덮개 키홈이 형성되되, 상부 키와 덮개 키 홀은 상호 결합가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 규칙적으로 더 관통형성되되, 각 유공의 직경은 상호 동일하지 않으며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 규칙적으로 더 관통형성되되, 각 유공의 직경은 상호 동일하게 이루어지며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 불규칙적으로 더 관통형성되되, 각 유공의 직경은 상호 동일하지 않으며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 불규칙적으로 더 관통형성되되, 각 유공의 직경은 상호 동일하게 이루어지며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지 는 것을 특징으로 한다.
하우징은 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
하우징은 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상부 덮개는 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상부 덮개는 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
하우징과 상부 덮개는 기밀 용접에 의한 용접부에 의해 접합구비되는 것을 특징으로 한다.
하우징의 하부 하우징의 하단부, 그리고 상부 덮개에는 연료호스와 연결될 수 있는 호스 니플(hose nipple)이 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
자석봉을 서로 가까운 거리에서 정삼각형상으로 배치하는 것을 특징으로 한다.
자석봉을 서로 가까운 거리에서 방사상으로 배치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치는, 직경이 작고 두께가 얇은 펠렛 형으로 된 네오디뮴(Nd)계 영구자석을 스테인레스로 된 관속에 동일한 극이 상호 마주보도록 하고 N극과 S극이 차례로 교차되도록 적층 배치시킨 자석봉을 구성하고, 다수개의 자석봉을 삼각형, 또는 방사상으로 배치하여 균일한 자기장과 연료의 접촉면적을 향상시킴으로서 자기공명에 의한 분자수준에서 연료를 미세화 하여 활성화시키고, 자석 다발의 상·하부 판에 핀홀과 같은 작은 유공을 내어 연료가 흘러 들어갈 때 물리적으로 미세화 되어 시너지 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치는 기밀용접 되어 있고 양 끝에 연료호스에 맞는 호스니플이 연결되어 있어 기존의 연료호스에 대한 장·탈착이 용이하다.
발명에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 통과한 연료는 효율적으로 활성화 및 미세화되어 최종적으로 자동차의 카뷰레터(carburetor)나 인젝터(injector)를 통해 엔진 내부로 분사될 때 공기와의 혼합이 잘 되고, 이들 연료분사 장치에 쌓이는 탄화 물질을 잘 녹여 줌으로써 결과적으로 연소효율이 향상됨과 동시에 출력향상, 배기가스의 저감화 및 연료절약이 가능하며 엔진의 수명 연장과 더불어 대기 오염을 근원적으로 줄일 수 있다
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 자석봉을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 "Aa"의 단면도이고, 도 4는 도 1의 "Bb"의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부판을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부판을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장 치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7의 자석봉을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부판을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부판을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관의 배기가스 및 연료의 저감장치(1)는 자석 다발(6)과 하우징(10) 및 덮개(9)로 구성된다.
상기 자석 다발(6)은 그 내부에 펠렛(pellet) 형태로 이루어지는 다수개의 영구자석(2)을 상호 동일한 극이 마주보도록 대칭되게 적층시켜 배열하는 다수개의 자석봉(3)을 고정시키기 위하여 그 상·하측에 각각 구비되는 상·하부판(7,8)으로 이루어진다.
여기서, 상기 자석봉(3)은 그 내부에 소정의 공간을 갖는 봉상체형상으로 형성되고, 그 상·하측 단부에는 상·하부 봉단마개(4,5)가 접합구비된다.
한편, 상기 상·하부 봉단마개(4,5)는 상기 각 자석봉(3) 내에 유체가 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 각 자석봉(3) 단부에 기밀 용접되는 용접부(4a,5a)가 각각 형성된다.
그리고, 상기 자석봉(3)의 상측 단부에 접합 구비되는 상기 상부 봉단마개(4)에는 상부 키(4b)가 돌출 형성되되, 상기 상부판(8)에는 상기 상부 키(4b)와 대응되는 형상의 키 홀(key hole,8a)이 관통형성되어 상기 상부 키(4b)와 상기 키 홀(8a)은 상호 관통결합 가능하도록 이루어진다.
이때, 상기 자석봉(3) 내에 적층되어 배열되는 상기 영구자석(2)은 대략 10 개 이상으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 영구자석(2)은 네오디뮴(8000~10000G)계열 또는 알루미늄/코발트계열로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 각 영구자석(2)의 맞닿는 틈새 부분(N-N 및 S-S극)에서 방출되는 높은 자기장 영역을 상기 자석봉(3)의 길이당 많게 하기 위하여 상기 영구자석(2)의 두께가 가능한 한 얇은 (5mm~10mm)것을 사용하되, 여러 개(10개~20개) 장착하도록 한다.
한편, 상기 자석봉(3) 내에 적층 배열되는 상기 각 영구자석(2) 사이에는 동일 극이 맞닿은 틈새의 간격을 최소화하고 일정하게 유지하기 위하여 자석 간격 판(2a)이 개재된다.
여기서 상기 다수개의 자석봉(3)을 상·하측 단부에 원판형상체로 형성된 상기 상·하부판(7,8)에는 상기 자석봉(3)이 결합되어 고정되기 위한 키 홀(7a,8a) 및 연료가 통과하기 위한 유공(7b,8b)이 규칙적으로 다수개 관통형성 된다.
한편, 상기 자석봉(3)을 상기 상부판(8)에 고정시키기 위하여 상기 상부 키(4b)를 상기 키 홀(8a)에 끼운 다음 용접에 의하여 형성된 용접부(4a)에 의해 접합된다.
본 발명의 일 실시예에서는 다수개로 관통형성되는 각 유공(8b,7b)의 직경의 크기가 상호 동일하지 않도록 도면에 나타내었으나, 상기 각 유공(8b,7b)의 직경의 크기가 상호 동일하게 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 가능한 한 상기 각 유공(8b,7b)을 핀홀(pin hole)처럼 작게 형성함으로써, 연료가 상기 각 유공(8b,7b)을 통과시 미세하게 분사될 수 있도록 하였다.
상기한 바와 같이 상기 각 자석봉(3)이 상·하부판(8,7)에 의하여 서로 나란히 배열하고 가능한 한 조밀하게 조립되며, 상기 각 자석봉(3) 사이로 연료가 통과할 때 균일하고 강한 자력을 받게 되어 연료의 활성화가 효율적으로 일어날 수 있다.
상기 하우징(10)은 상기 자석 다발(6)을 수용하기 위하여 그 내부에 소정의 공간을 갖는 원통 형상체로서, 상측이 개방되게 형성되되, 개구부 내구면에 상부 덮개(9)를 끼울 수 있는 덮개 밀착부(10c)가 원주방향으로 단턱지게 형성되고, 개방형성된 상기 하우징(10)의 상부와 상부덮개(9)는 상기 자석다발(6)을 내장한 다음 기밀 용접에 의하여 형성된 덮개 용접부(9c)에 의하여 접합된다.
한편, 원판 형상체인 상기 상부덮개(9)의 하측면에는 상기 자석봉(3)의 상부 봉단마개(4)의 돌출된 상기 상부 키(4b)를 수용할 수 있는 키 홀(9d)이 관통형성되어 있어 상기 자석 다발(6)이 안착되어 다양한 종류의 진동에도 견딜 수 있는 견고성을 갖는다.
상기 하우징(10)의 하부 하우징(10b)은 반구형으로 형성되어 있어 내곡면에는 연료에 대한 반사면(10c)을 갖게 된다.
따라서, 연료가 최상측의 인입유로(9b)를 거쳐 상기 상부판(8)의 다수의 유공(8b)에서 1차적으로 미세화되어 분사된 다음, 상기 자석 다발(6)을 통과할 때, 2차적으로 연료가 분자 수준에서 더욱 미세화된다.
그리고, 상기 하부판(7)의 다수의 유공(7b)을 통과한 다음, 3차적으로 상기 하부 하우징(10b)의 상기 반사면(10c)과 부딪치게 되는데, 연료가 상기 반사 면(10c)과 부딪침에 따라 난류에 의한 와류를 형성한 후, 빠르게 배출유로(11a)를 거쳐 내연기관의 엔진으로 들어가 효율적인 연소가 일어날 수 있다.
여기서, 상기 자석 다발(6) 내에 형성되는 상기 각 유공(8b,7b)의 총 면적은 상기 상부 덮개(9)의 단부에 형성되는 인입유로(9b)의 면적보다 10%정도 넓도록 상기 하우징(10) 내부에 수용되는 상기 자석 다발(6)의 상기 자석봉(3)의 개수를 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 자석봉(3) 내에 적층배열되는 상기 각 영구자석(2)들을 동일한 극끼리 최대한 근접시킴으로써, 동일한 극 사이의 근접된 영역에서부터 방출되는 반발력에 의한 자기장의 세기를 증가시키고 연료의 흐름과 자력선이 직교를 이루게 되면 상기 자석봉(3)의 길이 방향에 따라 상기 각 영구자석(2)의 N극과 S극이 교차 반복됨으로써, 자기공명이 효율적으로 일어나 연료를 보다 활성화시킬 수 잇다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관용 배기가스 저감 및 연료절감장치(1)는 소·중·대형 자동차를 비롯하여 선박엔진에도 적용이 가능하도록 상기 자석봉(3) 및 자석 다발(6)의 크기를 다양한 크기로 조절하여 제작할 수 있다.
그리고, 상기 인입유로(9b) 및 배출유로(11a)의 외측에 구비된 호스니플(9a,11b)의 크기를 각종 다양한 크기의 연료호스와 결합가능하게 제작함으로써, 연료의 누유를 방지할 수 있다. 물론 니플은 연료호스 뿐만 아니라 다양한 형태에 맞게 변경될 수 있음은 물론이다.
또한, 연료호스와의 이탈을 방지하도록 상기 호스 니플(9a,11b)의 외측은 원 주 방향으로 스플라인(spline) 형상으로 형성함으로써, 안전성과 편리성을 함께 추구하였다.
여기서, 도 1에서처럼, 상기 자석봉(3)의 배열은 소,·중형 자동차의 경우에는 본 발명의 명세서에서처럼 3개의 자석봉(3)들을 정삼각형 형태로 배열하고, 도 7에서처럼, 대형 자동차의 경우에는 원판 형상체의 상·하부판(8,7)의 중심에 1개의 자석봉(3)을, 그 주위에 방사상으로 6개의 자석봉(3) 즉, 총 7개의 자석봉(3)을 배열하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치(1)에 대해 실시한 실시예들을 첨부된 표를 통해 설명하면 다음과 같다.
<실시 예1>
95년형 그랜져(배기량 3000cc, 오토미션, 휘발유, 28만km 주행) 차량에 본 발명의 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 자동차 1급 정비소에서 장착 전과 후의 상태에서 배기가스의 성분을 분석하였다.
No 구분 단위 검사합격기준 장착전 장착후(1차) 장착후(2차) 평균 감소율(%)
1) HC ppm 150 35(100%) 19 18 18.5 47.1%
2) CO % 0.9 0.3(100%) 0.2 0.1 0.15 50.0%
3) NOX ppm 1080 439(100%) 328 310 319 27.3%
4) CO2 % 14.3(100%) 14.3 14.4 14.35 0%
5) O2 % 0.39(100%) 0.34 0.27 0.305 23%
6) 공기과잉율 1.01 1.01 1.01
<실시 예2>
2000년형 카니발(배기량 2950cc, 디젤, 오토미션, 19만km 주행)에 적용하여 장착전후의 매연테스트를 수행하였다.
No 구분 조건 장착전 장착후 감소율(%)
1) 제 1 mode 평지운행시 65% 36% 44.6%
2) 제 2 mode 약간오르막운행시 52% 26% 50.5%
3) 제 3 mode 오르막운행시 31% 21% 32.3%
4) 엔진출력(ps) 73ps 75ps
*참고: 매연 100%의 정의: Diesel Engine에서 Muffler 및 배기관 등의 청소가 되지않은 상태에서 테스트를 실행하였다.
<실시 예3>
상기 그랜져 차량에 본 발명에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 장착한 후, 3회에 걸쳐 시내 주행에서 50ℓ를 주유한 후 연료탱크의 연료부족 경고등이 점등할 때를 기준으로 한 주행거리를 계산한 결과 장착 전에 비하여 장착 후의 연비는 평균 10%증가하였다.
<실시 예4>
실시예1의 차량을 대상으로 하여 5,000km 추가 주행하여 배기가스의 성분을 분석하였다.
NO 구분 단위 검사합격기준 장착전 장착후(5000km추가주행) 감소율(%)
1) HC ppm 150 35(100%) 15 57.1
2) CO % 0.9 0.3(100%) 0.2 33.3
3) NOX ppm 1,080 439(100%) 320 27.1
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발 명의 특허청구 범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 2는 도 1의 자석봉을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 3은 도 1의 "Aa"의 단면도,
도 4는 도 1의 "Bb"의 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부판을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부판을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 8은 도 7의 자석봉을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부판을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부판을 개략적으로 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1: 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치 2: 영구자석
2a: 자석 간격판 3: 자석봉
4: 상부 봉단마개 4a: 봉단마개 용접부
4b: 상부 키 5: 하부 봉단마개
5a: 봉단마개 용접부 5b: 하부 키
6: 자석 다발 7: 하부판
7a: 키 홀 7b: 유공
8: 상부판 8a: 키 홀
8b: 유공 9: 상부덮개
9a: 호스니플 9b: 인입유로
9c: 덮개 용접부 9d: 덮개 키 홀
10: 하우징 10a: 상부 하우징
10b: 하부 하우징 10c: 반사면
11a: 배출유로 11b: 호스니플

Claims (24)

  1. 다수개의 자석봉과, 자석봉의 상·하측 단부에 결합되는 상·하부 판으로 이루어지는 자석 다발;
    상기 상·하부 판에는 연료가 분사되어 빠르게 흐를 수 있도록 크기가 서로 다른 작은 유공이 형성되어 있고, 상기 자석 다발이 수용되기 위한 내부공간을 갖는 원통형상체로서 연료 인입부인 상측이 개방되고, 연료 도출부인 하측이 유로를 갖되 연료의 난반사가 일어나 와류가 형성될 수 있도록 반구형상으로 형성되는 하우징; 및
    상측이 유로를 갖는 원판형상으로 형성되는 상부 덮개; 및
    상기 하우징의 하단부와 상기 상부 덮개에 각각 구비되어, 내연기관의 엔진 및 기름 탱크를 연결하는 호스 또는 관과 직접 연결되는 호스 니플;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자석봉은 스테인레스(stainless) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자석봉은 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자석봉은 그 내부에 동일한 극이 마주보도록 상호 대칭되는 펠렛(pellet) 형태의 영구자석이 다수개 적층 배열되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영구자석이 사마륨계(Sm) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 영구자석이 코발트계(Co) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 영구자석이 네오디뮴(Nd)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 각 영구자석 사이에 소정의 두께를 갖되 상기 각 영구 자석 사이의 간격을 최소한의 간격으로 일정하게 유지시키기 위한 자석 간격판이 개재되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자석봉은 봉상체 형상으로 형성되되, 상기 자석봉 상·하측 단부에는 상·하부 봉단마개가 기밀 용접에 의한 용접부에 의해 접합구비되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자석봉의 상기 상부 봉단마개에는 상부 키가 돌출 형성되되, 상기 상부판에는 상기 상부 키와 대응되는 형상의 키 홀이 관통형성되어 상기 상부 키와 상기 키 홀은 상호 관통결합가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 자석봉의 상기 하부 봉단마개에는 하부 키가 돌출 형성되되, 상기 하부판에는 상기 하부 키와 대응되는 형상의 키 홀이 관통형성되어 상기 하부 키와 상기 키 홀은 상호 관통결합가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 상부 덮개에는 상기 상부 키와 대응되는 형상의 덮개 키 홀이 형성되되, 상기 상부 키와 상기 덮개 키 홀은 상호 결합가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 규칙적으로 더 관통형성되되, 상기 각 유공의 직경은 상호 동일하지 않으며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 규칙적으로 더 관통형성되되, 상기 각 유공의 직경은 상호 동일하게 이루어지며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 불규칙적으로 더 관통형성되되, 상기 각 유공의 직경은 상호 동일하지 않으며, 상호 대칭적인 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 상·하부판은 원판형상체로서, 다수개의 유공이 불규칙적으로 더 관통형성되되, 상기 각 유공의 직경은 상호 동일하게 이루어지며, 상호 대칭적인 구조 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 상부 덮개는 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 상부 덮개는 합성수지 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내연기관 용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 상부 덮개는 기밀 용접에 의한 용접부에 의해 접합구비되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  22. 삭제
  23. 제1항에 있어서,
    상기 자석봉을 서로 가까운 거리에서 정삼각형으로 배치하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 자석봉을 서로 가까운 거리에서 방사형으로 배치하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 배기가스 및 연료의 저감장치.
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