KR100942058B1 - 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치에 관한 것으로, 그 목적은, 연소실 내로 공급되는 산소량을 극대화하여 연료 소비를 최소화함과 아울러 불완전 연소를 최소화하여 공해물질의 배출을 낮추도록 하여 환경오염을 최소화하도록 하는 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치를 제공함에 있다. 이는 인젝션 노즐과 연결된 오일 유입구 및 상기 오일 유입구로 유입된 오일을 엔진 측으로 배출되도록 하는 오일 배출구가 형성된 오일탱크와, 초음파를 발생시키는 초음파 발진기 및 상기 초음파 발진기로 부터 입력받은 초음파에 따라 진동하며, 상기 오일탱크의 내부에 충진된 오일에 초음파를 가하는 초음파 진동자로 이루어진 초음파 발생기와, 상기 초음파 진동자에서 초음파가 가해진 오일이 상기 오일 배출구로 배출되기 전에 통과되도록 오일탱크 내부에 충진되어진 복수의 바이오 세라믹을 포함하며, 상기 오일탱크의 가로방향 중앙에 복수의 관통공이 형성된 판부재 설치되어 상부에 상기 바이오 세라믹이 충진되도록 하는 것이다.

오일탱크, 초음파 발생기, 바이오 세라믹

Description

내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치{Fuel retrenchment and the sooty smoke decrease device for the internal-combustion engine}

본 발명은 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연소실 내로 공급되는 산소량을 극대화하여 연료 소비를 최소화함과 아울러 불완전 연소를 최소화하여 공해물질의 배출을 낮추도록 하여 환경오염을 최소화하도록 하는 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 연료는 엔진으로부터 연소되어 배기가스로 배출될 때 일산화탄소, 미연소 탄화수소 등의 유해물질이 발생되며, 상기 유해물질은 입자상 물질이라고도 하는데, 대기오염을 발생시키는 가장 주된 원인으로 규명되고 있고 인체에도 많은 해를 입히는 것으로 알려져 있다.

차량의 배기가스 중에 포함되어 대기로 배출된 입자상 물질은 설페이트와 고비점 탄화수소와 같은 오염 물질을 포함하는 평균 직경 0.3㎛ 정도의 탄소입자로서 디젤엔진 내에서의 연료의 불완전 연소에 기인한다.

이러한 배기가스에서 배출되는 입자상 물질은 시각적 불쾌감과 악취로 체감 대기오염도를 높일 뿐만 아니라 천식 및 폐암의 발병 원인으로 유해성이 큰 물질이 다.

따라서, 차량에서 배출되는 입자상 물질에 대한 환경 규제가 날로 강화되고 있는 추세이나, 아직 이를 만족시키는 경제성 있는 기술이 상용화되지 못하여 연료 절감 및 매연저감에 관한 기술개발이 다양한 형태로 개발 진행되고 있다.

이에 대해 근래에는 디젤차량의 배출기준 강화에 대응하여 수리기술로 연료, 매연 등 입자상 물질과 CO, HC등을 줄이기 위한 매연여과장치(DPF)와 산화촉매장치(DOC)가 실용화된바 있으나 이 제품들은 엔진 쪽에 무리를 주는 문제점이 있다.

또한, 엔진의 배기측에서 매연을 저감하기 위한 기술들도 제안되고 있지만 엔진에서 배기되는 탄화수소, 황산화물, 일산화탄소 등의 양이 많을 경우에는 후처리 장치 만으로 모든 유해가스를 정화하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 연소성능 개선에 의한 입자상 물질 저감 방법은 현재의 엔진기술 수준으로는 만족할 만한 효과를 얻지 못하고 있고, 연료 첨가제의 사용은 경제성 측면과 연료 첨가제의 성분에 의해 2차 오염 유발 등의 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 연소실 내로 공급되는 산소량을 극대화하여 연료 소비를 최소화함과 아울러 불완전 연소를 최소화하여 공해물질의 배출을 낮추도록 하여 환경오염을 최소화하도록 하는 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치를 제공함에 있다.

본 발명을 달성하기 위한 기술적 사상으로 본 발명의 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치는, 인젝션 노즐과 연결된 오일 유입구 및 상기 오일 유입구로 유입된 오일을 엔진 측으로 배출되도록 하는 오일 배출구가 형성된 오일탱크와, 초음파를 발생시키는 초음파 발진기 및 상기 초음파 발진기로 부터 입력받은 초음파에 따라 진동하며, 상기 오일탱크의 내부에 충진된 오일에 초음파를 가하는 초음파 진동자로 이루어진 초음파 발생기와, 상기 초음파 진동자에서 초음파가 가해진 오일이 상기 오일 배출구로 배출되기 전에 통과되도록 오일탱크 내부에 충진되어진 복수의 바이오 세라믹을 포함하며, 상기 오일탱크의 가로방향 중앙에 복수의 관통공이 형성된 판부재 설치되어 상부에 상기 바이오 세라믹이 충진되도록 하는 것이다.

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또한, 상기 오일 유입구 및 오일 배출구에는 벤튜리가 설치되어진 것이다.

또한, 상기 오일 유입구는 상기 오일탱크 내부에 연장관으로 연결되어진 것이다.

본 발명에 따른 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치는, 인젝션 노즐과 엔진 사이에 오일탱크를 위치시키고, 상기 오일탱크 내부를 통과하는 오일에 초음파를 가함과 아울러 바이오 세라믹을 통과하도록 함으로서, 연소실 내로 공급되는 산소량을 극대화하여 연료 소비를 최소화함과 아울러 불완전 연소를 최소화하여 공해물질의 배출을 낮추도록 하여 환경오염을 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 절감 및 매연 저감장치의 내부를 나타낸 절결사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 연료 절감 및 매연 저감장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 연료 절감 및 매연 저감장치(100)는, 오일탱크(10), 초음파 발생기(20) 및 바이오 세라믹(30)으로 크게 구성되어 있다.

상기 오일탱크(10)는, 인젝션 노즐(200)과 연결된 오일 유입구(11) 및 상기 오일 유입구(11)로 유입된 오일을 엔진(300) 측으로 배출되도록 하는 오일 배출구(12)가 형성된다.

또한, 상기 오일 유입구(11)는 상기 오일탱크(10) 내부에 연장관(13)으로 연결되도록 하여 오일이 오일 유입구(11)를 통해 오일탱크(10) 하부에 용이하게 유입되도록 하는 것이다.

또한, 상기 오일 유입구(11) 및 오일 배출구(12)에는 벤튜리(V)가 설치되도록 하여 오일탱크(10)에서 오일 유입구(11)로 유입되는 오일에 초음파를 가했을 경우 연료 입자가 용이하게 쪼개지도록 하고, 오일탱크(10)에서 오일 배출구(12)를 통해 배출되는 오일은 연소실(미도시)에서 무화가 잘 이루어지도록 하도록 하는 것이다.

상기 초음파 발생기(20)는, 초음파를 발생시키는 초음파 발진기(21) 및 상기 초음파 발진기(21)로 부터 입력받은 초음파에 따라 진동하며, 상기 오일탱크(10)의 내부에 충진된 오일에 초음파를 가하는 초음파 진동자(22)로 이루어진다.

또한, 상기 초음파 발진기(21)에 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 인버터(미도시)가 더 설치되도록 하여 차량에서 공급되는 12V ~ 24V의 직류전원을 110 V ~ 220V로 변환하여 초음파 발진기(21)를 구동시키도록 하는 것이다.

상기 바이오 세라믹(30)은, 상기 초음파 진동자(22)에서 초음파가 가해진 오일이 상기 오일 배출구(12)로 배출되기 전에 통과되도록 오일탱크(10) 내부에 충진되며, 상기 오일탱크(10)의 가로방향 중앙에 복수의 관통공(41)이 형성된 판부재(40)가 설치되어 상부에 상기 바이오 세라믹(30)이 충진되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바이오 세라믹(30)은 소성 발포된 다공질의 경량 세라믹으로 생체 친화성 여재이며, 오일 등의 정화에 사용된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치(100)는, 인젝션 노즐(200)과 엔진(300) 사이에 오일탱크(10)를 설치하고, 상기 오일탱크(10)의 오일 유입구(11)와 인젝션 노즐(200)을 연통함과 아울러 오일 배출구(12)와 엔진(300)을 연통시키게 된다.

이와 같은 상태에서 인젝션 노즐(200)에서 오일이 오일 유입구(11)를 통해 유입되면 오일 유입구(11)에 형성된 벤튜리(V)에 의해 오일의 속도는 빠르면서 압력이 낮아지면서 오일탱크(10) 내부의 연장관(13)을 통해 오일탱크(10)의 내부에 유입된다.

상기 오일탱크(10)의 내부에 유입된 오일은 초음파 발진기(21)에서 발생되는 초음파를 입력받아 진동되는 초음파 진동자(22)에 의해 미립자 형태로 잘게 쪼개지게 되면서 산소가 많이 늘어가게 된다.

상기 초음파 진동자(22)에 의해 미립자 형태로 잘게 쪼개진 오일은 오일탱크(10)의 가로방향 중앙에 설치된 판부재(40)의 관통공(41)을 통해 상부측으로 이동되고, 상기 오일탱크(10)의 상부에 충진된 복수의 바이오 세라믹(30)에 의해 오일을 정화시켜 준다.

상기 바이오 세라믹(30)을 통과한 오일은 오일 배출구(12)의 벤튜리(V)를 통과하면서 무화가 용이한 상태로 이루어져 엔진(300)으로 공급되고, 상기 엔진(300)로 공급된 오일은 연소실에서 연소되어지는 것이다.

상기와 같이 엔진의 연소실에서 연소되는 오일은 초음파와 바이오 세라믹을 통과하면서 완전연소되어 배기가스 중의 유해가스와 입자상 물질을 완전히 제거할 수 있게 되어 완전연소에 따른 연료 절감 및 매연이 저감되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치는 다양한 곳에 적용할 수 있으며, 특히, 자동차, 선박, 보일러 등에 적용할 수 있고, 연료의 종류도 경유, 휘발유, 등유 등 어떠한 오일도 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 연료 절감 및 매연 저감장치의 내부를 나타낸 절결사시도.

도 2는 본 발명에 따른 연료 절감 및 매연 저감장치의 단면도.

(도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100: 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치

10: 오일탱크 11: 오일 유입구

12: 오일 배출구 13: 연장관

20: 초음파 발생기 21: 초음파 발진기

22: 초음파 진동자 30: 바이오 세라믹

200: 인젝션 노즐 300: 엔진

Claims (4)

1. 인젝션 노즐과 연결된 오일 유입구 및 상기 오일 유입구로 유입된 오일을 엔진 측으로 배출되도록 하는 오일 배출구가 형성된 오일탱크와,

   초음파를 발생시키는 초음파 발진기 및 상기 초음파 발진기로 부터 입력받은 초음파에 따라 진동하며, 상기 오일탱크의 내부에 충진된 오일에 초음파를 가하는 초음파 진동자로 이루어진 초음파 발생기와,

   상기 초음파 진동자에서 초음파가 가해진 오일이 상기 오일 배출구로 배출되기 전에 통과되도록 오일탱크 내부에 충진되어진 복수의 바이오 세라믹을 포함하며,

   상기 오일탱크의 가로방향 중앙에 복수의 관통공이 형성된 판부재 설치되어 상부에 상기 바이오 세라믹이 충진되도록 하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치.
2. 삭제
3. 청구항 1항에 있어서,

   상기 오일 유입구 및 오일 배출구에는 벤튜리가 설치되어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치.
4. 청구항 1항에 있어서,

   상기 오일 유입구는 상기 오일탱크 내부에 연장관으로 연결되어진 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료 절감 및 매연 저감장치.

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