KR100943622B1 - 연료 절감기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소의 용적 내에서 최대의 성능을 발휘할 수 있도록 내부 파이프 내에서 연료가 채워지는 공간, 영구자석의 크기(부피), 극성 배열과 배치 및 내부 파이프 내부의 전체 자속의 상호 유기적인 관계를 정밀하게 설정함으로써 제품을 소형화시킬 뿐만 아니라 연소 효율을 극대화시켜서 연료 절감 및 매연 감소 성능을 극대화시킬 수 있도록 한 연료 절감기에 관한 것이다.

본 발명의 연료 절감기는 내부 파이프에 양측으로 개방되는 유로를 형성하고, 상기 내부 파이프의 외측에 자력 손실을 방지하는 외부 파이프를 삽입하여 연료 절감기의 본체를 구성하며, 상기 내부 파이프의 유로에 연료를 활성화시키는 다수의 영구자석을 적정 간격을 두고 배치하고, 상기 다수의 영구자석들 사이에 철심을 개재시킨 연료 절감기에 있어서, 상기 내부 파이프의 재질을 동 파이프로 하고, 상기 영구자석 이외에 상기 영구자석과 동일한 재질 및 사이즈로 된 무자력 자성체를 상기 내부 파이프 내부에 삽입하되, 상기 다수의 영구자석은 상면과 하면에 자극을 형성하며, 연료 유입구로부터 연료 유출구의 순서로 상기 무자력 자성체 -> 상기 철심 -> S극이 상면에 위치하는 상기 영구자석 -> 상기 철심 -> S극이 상면에 위치하는 상기 영구자석 -> 상기 철심 -> N극이 상면에 위치하는 상기 영구자석의 배열과 순서로 상기 무자력 자성체, 상기 철심 및 상기 영구자석을 배치한 것을 특징으로 한다.

내부 파이프, 외부 파이브, 영구자석, 내부 캡, 외부 캡, 연료 절감기, 간격 유지구, 금속 재질, 유로, 통공

Description

연료 절감기{Fuel Saving Apparatus}

본 발명은 연소 기관의 연료 공급 라인의 도중에 설치되는 연료 절감기에 관한 것으로, 특히 휘발유와 경유, 등유 또는 벙커C유 등을 사용하는 자동차, 선박 및 보일러 등의 연료 공급 라인의 도중에 설치되어 연소 효율을 향상시킴으로써 연료를 절감하고, 매연과 소음을 감소시키는 연료 절감기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차, 선박 또는 보일러 등에 사용되는 휘발유, 경유 또는 벙커C유 등의 연료는 분자의 집합체로 이루어져 있는바, 이 분자의 집합체인 연료는 음전하와 양전하의 상호간에 인력이 작용하기 때문에 세분화되지 않는 현상이 있어서 연소시 산소와의 혼합이 원활하지 못하여 불완전 연소되어 연료가 낭비될 뿐만 아니라 매연의 증가를 가져왔다.

한편, 이러한 연료의 불완전 연소를 개선하기 위해 연료 공급 라인의 내부에 자기장을 부여하면 연소가 촉진된다는 사실에 의거, 내부에 각종 자석이나 필터 등을 내장하여 연료의 필터링과 자석에 의한 연료의 분자 배열 정렬 등의 효과에 의하여 연료 절감과 매연 감소 효과를 내는 여러 구조의 연료 절감기들이 제안되어 있다.

도 1은 종래 연료 절감기를 보인 종단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래 연료 절감기는 양측으로 개방된 유로(11)를 구비하는 내부 파이프(10); 내부 파이프(10)의 외측에 끼워져 자력 손실을 방지하는 외부 파이프(20); 내부 파이프(10)의 유로(11)에 적정 간격을 두고 배치되어 연료를 활성화시키는 다수개의 영구자석(30); 영구자석(30)들 사이에 각각 부착되어 자석 밀도를 높이는 금속 재질의 간격 유지구(40); 내,외부 파이프(10),(20)의 양측에 각각 장착되어 암나사가 가공된 통공(51),(61)을 구비하는 내,외부 캡(50),(60); 양측 내,외부 캡(50),(60)의 통공(51),(61)에 각각 나사 결합으로 기밀하게 연결되는 유입구(70)와 유출구(80)를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 내부 파이프(10)와 외부 파이프(20)는 원통형으로 형성되어 연료 절감기의 본체를 구성하는바, 이와 같이 내부 파이프(10)와 외부 파이프(20)를 통해 이중 파이프 구조로 이루어지기 때문에 연료를 활성화시키는 영구자석(30)의 자력이 외부로 손실되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 한편, 내부 파이프(10)에는 양측으로 개방된 유로(11)가 형성되고, 내부 파이프(10)의 유로(11)에는 다수개의 영구자석(30)이 내장된다. 이러한 영구자석(30)은 내부 파이프(10)의 유로(11)에 적정 간격을 두고 다수개가 배치되는 것으로, 자력을 이용하여 연료를 연소되기 쉽게 활성화시킨다. 간격유지구(40)는 다수개의 영구자석(30)들 사이에 각각 부착되는 것으로, 이러한 간격 유지구(40)는 영구자석(30)과 영구자석(30) 사이로 자력이 지나가는 것을 차단하여 자석밀도를 높인다. 이때, 상기 간격유지구(40)는 영구자석(30)에 들러붙는 금속재질로 이루어지고, 이러한 간격 유지 구(40)에 의해 영구자석(30)의 자기장은 커지게 된다.

내부 캡(50)은 내부 파이프(10)의 양측에 각각 끼워져 기밀하게 조립되는 것으로, 이러한 양측 내부캡(50)의 중앙부에는 통공(51)이 각각 형성되고, 통공(51)에는 암나사가 가공된다. 이때, 일측 내부 캡(50)의 통공(51)에는 유입구(70)가 나

사결합으로 기밀하게 연결되고, 타측 내부 캡(50)의 통공(51)에는 유출구(80)가 나사결합으로 기밀하게 연결된다. 외부 캡(60)은 외부 파이프(20)의 양측에 각각 끼워져 기밀하게 조립되는 것으로, 이러한 양측 외부 캡(60)의 중앙부에는 통공(61)이 각각 형성되고, 통공(61)에는 암나사가 가공된다. 이때, 일측 외부 캡(60)의 통공(61)에는 유입구(70)가 나사결합으로 기밀하게 연결되고, 타측 외부 캡(60)의 통공(61)에는 유출구(80)가 나사결합으로 기밀하게 연결된다. 유입구(70)는 일측 내,외부 캡(50),(60)의 통공(51),(61)에 나사결합으로 연결되는 것으로, 이러한 유입구(70)는 연료를 공급하는 연료 탱크의 펌프측에 연결된다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 연료 절감기에 따르면, 내부 파이프 내에서 연료가 채워지는 공간, 영구자석의 크기(부피), 극성 배열과 배치 및 내부 파이프 내부의 전체 자속의 상호 유기적인 관계에 따라 연료의 정렬이나 양이온과 음이온 사이의 인력 상쇄, 즉 미립화 및 활성화 성능이 현저하게 달라짐에도 불구하고 이에 대한 언급이 전혀 없을 뿐만 아니라 암시조차 되어 있지 않아서 실용화가 어렵다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 최소의 용적 내에서 최대의 성능을 발휘할 수 있도록 내부 파이프 내에서 연료가 채워지는 공간, 영구자석의 크기(부피), 극성 배열과 배치 및 내부 파이프 내부의 전체 자속의 상호 유기적인 관계를 정밀하게 설정함으로써 제품을 소형화시킬 뿐만 아니라 연소 효율을 극대화시켜서 연료 절감 및 매연 감소 성능을 극대화시킬 수 있도록 한 연료 절감기를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연료 절감기는 내부 파이프에 양측으로 개방되는 유로를 형성하고, 상기 내부 파이프의 외측에 자력 손실을 방지하는 외부 파이프를 삽입하여 연료 절감기의 본체를 구성하며, 상기 내부 파이프의 유로에 연료를 활성화시키는 다수의 영구자석을 적정 간격을 두고 배치하고, 상기 다수의 영구자석들 사이에 철심을 개재시킨 연료 절감기에 있어서, 상기 내부 파이프의 재질을 동 파이프로 하고, 상기 영구자석 이외에 상기 영구자석과 동일한 재질 및 사이즈로 된 무자력 자성체를 상기 내부 파이프 내부에 삽입하되, 상기 다수의 영구자석은 상면과 하면에 자극을 형성하며, 연료 유입구로부터 연료 유출구의 순서로 상기 무자력 자성체 -> 상기 철심 -> S극이 상면에 위치하는 상기 영구자석 -> 상기 철심 -> S극이 상면에 위치하는 상기 영구자석 -> 상기 철심 -> 상기 N극이 상면에 위치하는 상기 영구자석의 배열과 순서로 상기 무자력 자성체, 상기 철심 및 상기 영구자석을 배치한 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에서, 상기 내부 파이프를 외경 24㎜, 내경 22㎜, 두께 1㎜ 및 길이 190㎜의 사이즈를 갖도록 형성하고, 각각의 상기 영구자석은 4,000가우스의 자력을 갖는 네요듐 재질로 구현하되, 가로 20㎜, 세로 40㎜ 및 두께 10㎜를 갖는 직육면체로 형성하며, 상기 철심은 가로 10㎜, 세로 20㎜, 두께 10㎜를 갖는 직육면체로 구현하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연료 절감기에 따르면, 연료 절감기의 내부 파이프 내에서 연료가 채워지는 공간, 영구자석의 크기(부피), 극성 배열과 배치 및 내부 파이프 내부의 전체 자속의 상호 유기적인 관계를 정밀하게 설정함으로써 제품을 소형화시킬 뿐만 아니라 연소 효율을 극대화시켜서 연료 절감 및 매연 감소 성능을 극대화시킬 수가 있다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 연료 절감기의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 연료 절감기의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 연료 절감기의 종단면도인바, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따르면 내부 파이프의 재질(10)을 자기력이 내부 파이프(10) 외부로 누설되지 않도록 비자성체 금속인 동 파이프로 하고, 그 사이즈를 영구자석(30)과 철심(40)이 점유하는 공간과 연료가 채워지는 비점유 공간 및 내부 파이프(10) 내에서 영구자석(30)의 전체적인 적정 자력을 고려하여 결정한다. 본 실시예에서 내부 파이프(10) 내부에 연 료가 채워질 수 있는 비점유 공간이, 예를 들어 45㎤고 가정할 때 내부 파이프(10)를 외경 24㎜, 내경 22㎜, 두께 1㎜ 및 길이 190㎜의 사이즈를 갖는 동 파이프로 구현하고 있다.

한편, 이렇게 규격화된 내부 파이프(10) 공간 내에 요구되는 자력보다 적은 자력이 제공되는 경우에는 이를 통과하는 연료의 정렬과 미립화 또는 활성화 효과가 약간 발휘되거나 전혀 발휘되지 못하는 반면에 요구되는 자력보다 많은 자력이 제공되는 경우에는 오히려 연료의 정렬을 방해하여 엔진의 연소에 장애를 일으키게 되고, 이에 따라 연료가 더 많이 소모될 뿐만 아니라 매연이 증가하는 역효과가 발생한다.

여기에서, 내부 파이프(10)의 구경을 더 크게 하거나 길게 함과 함께 자력을 증가시킨다고 해도 내부 파이프(10) 내의 비점유 공간과 적정 자력 상호간에 밸런스가 이루어지지 않아 효율의 증가를 이루지 못하게 된다.

한편, 본 발명에서는 내부 파이프(10)에 삽입되는 영구자석(30)의 갯수를 종래와 달리 3개로 한정하고 있을 뿐만 아니라 내부 파이프(10)의 내부 공간과 연료가 채워지는 비점유 공간과의 관계를 고려하여 무자력 자성체(45)를 추가로 삽입하고 있는바, 이에 따라 철심(40)의 갯수도 3개로 한정되게 된다. 뿐만 아니라 본 발명에서는 내부 파이프(10)를 소형화하기 위해 종래와 같은 스프링을 영구자석(30) 외부에 삽입함이 없이 내부 파이프(10)에 억지 끼워지는 형태로 삽입하게 되고, 결과적으로 내부 파이프(10)의 내면과 영구자석(30)의 모서리 사이의 마찰력에 의해 영구자석(30)이 내부 파이프(10)에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.

전술한 구성에서, 각각의 영구자석(30)과 무자력 자성체(45)는 동일 사이즈를 갖는 납작한 직육면체, 예를 들어 내부 파이프(10)의 사이즈를 상기한 경우로 가정할 때 가로 20㎜, 세로 40㎜ 및 두께 10㎜를 갖는 직육면체로 이루어질 수 있는데, 영구자석(30)의 재질로는 본 발명에서 요구하는 자력, 예를 들어 각각의 영구자석당 4,000 가우스(Gaus)씩 12,000가우스를 충분히 확보할 수 있도록 강자성체인 네오듐이 사용될 수 있는데, 이러한 네오듐(Nd)을 자화시켜서 영구자석(30)을 만들게 된다. 무자력 자성체 역시 영구자석(30)과 동일한 네오듐 재질로 구현할 수 있다. 더욱이 내부 파이프(20)를 통과하는 연료가 영구자석(30)의 자기장에 더 많은 영향을 받을 수 있도록 영구자석(30)의 상면과 하면에 자극을 형성시키는 것이 바람직하다.

철심(40)은 통상의 철재로 이루어질 수 있는데, 내부 파이프(10) 및 영구자석(30)과의 정합을 위해 그 크기를 가로 10㎜, 세로 20㎜, 두께 10㎜로 구현하는 것이 바람직하다. 이에 따라 영구자석(30)과 철심(40) 및 무자력 자성체(45)를 이어놓은 전체 길이는 내부 파이프(10)의 길이와 동일한 190㎜가 되게 된다. 한편, 영구자석(30)의 경우에는 내부 파이프(10)를 통과하는 연료가 자기장의 영향을 더 많이 받도록 하기 위해 그 자극 배열이 상하로 되어 있다. 더욱이, 자기장이 연료에 미치는 영향을 최적화 시키기 위해 유입구측에서 유출구측으로 무자력 자성체(45) -> 철심(40) -> S극이 상면에 위치하는 영구자석(30) -> 철심(40) -> S극이 상면에 위치하는 영구자석(30) -> 철심(40) -> N극이 상면에 위치하는 영구자석(30)의 배열과 순서로 무자력 자성체(45), 철심(40) 및 영구자석(30)을 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 액체 연료와 기체 연료는 분자 상태인 송이(Cluster) 모양이나 분자들이 꼬인 화합물 형태로 움직이는데 전술한 바와 같은 순서와 극성으로 배열된 무자력 자성체(45), 철심(40) 및 영구자석(30)에 의해 내부 파이프(10) 내부에 자기 공명 주파수가 형성되게 되어 분자송이 형태들의 액체 또는 기체 연료가 일렬로 정렬될 뿐만 아니라 미립화 또는 활성화되게 된다(인용 : [자기공명주파수] 1952년 하버드대학의 에드워드박사(E.Purcell)와 스탠포드 대학의 페릭스(P.Broch)박사가 공동 노벨물리학상을 수상).

한편, 외부 파이프(20)로는 외경 34㎜, 내경 28㎜, 두께 3㎜ 및 길이 235㎜인 철제 파이프가 사용될 수 있는데, 이에 따라 내부 파이프(10)는 외부 파이프(20) 내부에 1㎜의 간격을 형성한 채로 삽입되게 된다.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 연료 절감기를 각종 종류의 차량에 극성을 달리 하면서 장착한 경우와 그렇지 않은 경우 및 자력과 내부 파이프의 직경을 변화시켰을 때의 효율을 나타낸 그래프이다. 먼저 도 4a 내지 도 4e에 도시한 바와 같이, 본 발명의 연료 절감기를 그 자석의 극성 배열을 달리 하면서 각종 가솔린 또는 디젤 차량에 장착한 경우 모두에서 연료 절감기를 장착한 경우가 그렇지 아니한 경우보다 연비가 현저히 높아짐을 알 수가 있고, 장착한 경우에 있어서도 본 발명에서와 같이 연료 유입구(70)로부터 연료 유출구(80)의 순서로 무자력 자성체 -> S극이 상면이 영구자석 -> S극이 상면인 영구자석 -> 철심 -> N극이 상면이 영구자석을 배치한 경우가 무자석을 장착하지 아니한 경우나 극성을 달리 배열한 경우보다 연비가 현저하게 높음을 알 수가 있다.

한편, 도 4f에 도시한 바와 같이, 내부 파이프(10)의 내경을 22㎜로 한 상태에서 영구자석의 전체 자력을 12,000가우스로 유지시킨 경우가 그렇지 아니한 경우보다 연료 절감 효율이 월등히 높음을 알 수가 있다.

본 발명의 연료 절감기는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 연료 펌프에서 공급하는 연료의 량이 현저하게 증가하는 경우에는 내부 파이프의 직경이나 길이 및 자력을 적절하게 증감시킬 수가 있다. 이와는 달리 본 발명의 연료 절감기를 병렬로 2개 이상 연결하여 사용할 수도 있을 것이다.

도 1은 종래의 연료 절감기의 종단면도,

도 2는 본 발명의 연료 절감기의 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 연료 절감기의 종단면도.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 연료 절감기의 성능을 입증하기 위한 각종 그래프이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 내부 파이프, 11: 유로,

20: 외부 파이프, 30: 영구자석,

40: 철심, 45: 무자력 자성체,

50: 내부 캡, 60: 외부 캡,

70: 유입구, 80: 유출구

Claims (2)

1. 내부 파이프에 양측으로 개방되는 유로를 형성하고, 상기 내부 파이프의 외측에 자력 손실을 방지하는 외부 파이프를 삽입하여 연료 절감기의 본체를 구성하며, 상기 내부 파이프의 유로에 연료를 활성화시키는 다수의 영구자석을 철심을 개재시킨 채로 배치한 연료 절감기에 있어서,

   상기 내부 파이프의 재질을 동 파이프로 하고,

   상기 영구자석 이외에 상기 영구자석과 동일한 재질 및 사이즈로 된 무자력 자성체를 상기 내부 파이프 내부에 삽입하되, 상기 다수의 영구자석은 직육면체로 이루어져서 상면과 하면에 자극을 형성하며,

   연료 유입구로부터 연료 유출구의 순서로 상기 무자력 자성체 -> 상기 철심 -> S극이 상면에 위치하는 상기 영구자석 -> 상기 철심 -> S극이 상면에 위치하는 상기 영구자석 -> 상기 철심 -> N극이 상면에 위치하는 상기 영구자석의 배열과 순서로 상기 무자력 자성체, 상기 철심 및 상기 영구자석을 배치한 것을 특징으로 하는 연료 절감기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 파이프를 외경 24㎜, 내경 22㎜, 두께 1㎜ 및 길이 190㎜의 사이즈를 갖도록 형성하고,

   각각의 상기 영구자석은 4,000가우스의 자력을 갖는 네요듐 재질로 구현하되, 가로 20㎜, 세로 40㎜ 및 두께 10㎜를 갖는 직육면체로 형성하며,

   상기 철심은 가로 10㎜, 세로 20㎜, 두께 10㎜를 갖는 직육면체로 구현하는 것을 특징으로 하는 연료 절감기.

Images