KR101037062B1 - 연소촉진 및 매연저감제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소촉진 및 매연저감제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차나 선박의 내연기관 중 에어클리너와 연료탱크 내에 투입되어, 에어클리너를 통해 내연기관으로 들어오는 공기는 원적외선의 방사 및 오존의 함유량을 늘여줌으로써 연소를 촉진시키고, 연료탱크 내의 연료는 산소 이온의 방출로 내연기관 내의 오존의 함유량을 늘여 연소를 촉진시킴으로써 연소효율을 높임과 동시에 매연을 저감시킬 수 있는 액체연료의 연소촉진 및 매연저감제이다.
연옥

Description

연소촉진 및 매연저감제{Combustion promoting and pollution reducing material}
본 발명은 연소촉진 및 매연저감제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차나 선박의 내연기관 중 에어클리너와 연료탱크 내에 투입되어, 에어클리너를 통해 내연기관으로 들어오는 공기는 원적외선의 방사 및 오존의 함유량을 늘여줌으로써 연소를 촉진시키고, 연료탱크 내의 연료는 산소 이온의 방출로 내연기관 내의 오존의 함유량을 늘여 연소를 촉진시킴으로써 연소효율을 높임과 동시에 매연을 저감시킬 수 있는 액체연료의 연소촉진 및 매연저감제이다.
연소촉진 및 매연저감제에 관해서는 많은 연구가 이루어지고 있으며, 그 중 실리카(SiO2)와 알루미나(AL2O3)를 주성분으로 하는 세라믹 혼합물을 고형체로 형성하여 이를 액체 연료속에 투입하여 사용하는 것으로서는 대한민국 특허등록 제94-5199호와 같은 것이 있다.
이런 종래의 연소촉진제는 실리카(SiO2)와 알루미나(AL2O3) 이외에도 산화토륨(ThO2), 산화우라늄(U3O3), 전 희토류 산화물(REO) 및 산화티타늄(TiO2) 등이 포함되어 있는데 실리카 및 알루미나는 일반적인 광물에 많이 포함되어 있음으로 용이하게 구할 수 있으나 나머지 산화토륨, 산화우라늄, 전 희토류 산화물 등은 구하기도 어려울 뿐만 아니라 가격도 고가여서 연소촉진제의 제조가 어렵고 가격이 비싸게 되는 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인이 선출원한 특허 제0690553호에는 연소촉진 및 매연저감 조설물이 개시되어 있고, 특허출원 제10-2007-0073301호에는 고체형 연소촉진제가 개시되어 있다.
상술한 발명들에는 모두 토르마린이 2~12wt%씩 들어가는데, 상기 토르마린은 (-)이온을 발생시키고 원적외선을 방사하는 역할을 하지만 가격이 비교적 고가이고 가격에 비해 효능이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 토르마린 대신 국내에서 많은 양의 생산이 이루어지고 있는 포졸라나와 음이온복합광물에 연옥을 조성하여 제조원가를 낮추면서 효능을 높일 수 있는 액체연료의 연소촉진 및 매연저감제를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 액체연료의 연소촉진 및 매연저감제를 자동차의 내연기관에 사용하게 되면 상당량의 매연이 감소되고 최대출력이 증가되며 엔진회전수 또한 증가된다.
본 발명은 연소촉진 및 매연저감제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차나 선박의 내연기관 중 에어클리너와 연료탱크 내에 투입되어, 에어클리너를 통해 내연기관으로 들어오는 공기는 원적외선의 방사 및 오존의 함유량을 늘여줌으로써 연소를 촉진시키고, 연료탱크 내의 연료는 산소 이온의 방출로 내연기관 내의 오존의 함유량을 늘여 연소를 촉진시킴으로써 연소효율을 높임과 동시에 매연을 저감시킬 수 있는 액체연료의 연소촉진 및 매연저감제이다.
본 발명을 구성성분으로 살펴보면, 이산화규소(SiO2) 71.44 wt%, 산화알루미나(Al2O3) 18.25 wt%, 산화철(FeO3) 5.95 wt%, 산화마그네슘(MgO) 1.6 wt%, 산화칼륨(K2O) 1.72wt%, 산화칼슘(CaO) 0.37wt%, 산화티타늄(TiO2) 0.64 wt%, 산화망간(MnO) 0.03wt%로 조성된 포졸라나 60~90 wt%;
칼슘(Ca) 40.7 wt%, 망간(Mn) 0.4 wt%, 마그네슘(Mg) 8.7 wt%, 철(Fe) 0.8 wt%, 알루미늄(Al) 14.63 wt%, 규소(Si) 33.4 wt%, 황(S) 1.37 wt%로 조성된 음이온복합광물 8~28wt%;
연옥 2~7wt%;로 조성된다.
상기 연옥은 산화마그네슘(MgO) 48.6wt%, 이산화규소(SiO2) 48.8wt%, 산화철(FeO) 0.24wt%, 산화알루미나(Al2O3) 0.36wt%, 산화나트륨(Na2O) 1.13wt%, 산화칼륨(K2O) 0.09wt%, 산화칼슘(CaO) 0.29wt%, 희티탄석 0.49wt%로 조성되어 있다.
상술한 성분은 본 발명에 사용되는 포졸라나, 음이온복합광물, 연옥에 대한 성분조사 결과로 나온 것으로서 채광되는 지역과 품질에 따라 그 성분이 달라질 수 있다.
상기한 포졸라나, 음이온복합광물 및 연옥은 약 300~350메쉬로 분쇄한 뒤 소 성공정을 거쳐 일정한 형태를 가지게 되며, 내연기관의 에어클리너와 연료탱크에 고정클립 등에 의해 부착되어 사용되는 것이 바람직하다.
즉, 에어클리너에 투입된 연소촉진 및 매연저감제는 포졸라나 및 연옥에서 발생되는 원적외선과 음이온에 의해 들어오는 공기에 포함되어 있던 산소의 결합이 깨어져 O2인 산소가 O1과 O1으로 분리되어 가까운 곳에 있는 다른 산소(O2)와 결합하여 오존(O3)을 생성한다.
이때 포졸라나 및 연옥에서 발생되는 음이온으로는 오존(O3)의 생성이 원하는 만큼 발생되지 않으므로 음이온복합광물을 통하여 음이온의 방사를 높이게 되고 이로 인해 보다 많은 양의 오존을 생성한다.
따라서, 이렇게 생성된 오존(O3)은 일반 산소보다 엔진의 연소를 촉진시켜 연료의 연소효율을 높이는 동시에 매연을 저감시키는 작용을 하며, 아울러 계속 사용하였을 시 실린더와 실린더벽 사이에 강력한 산화막으로 코팅하여 유격을 최소화함으로서 실린더 내의 압축력이 높아져 더욱 강력한 폭발이 일어나 연소효율을 높이게 된다.
또한, 포졸라나에서 발생되는 원적외선 방사에너지가 직접적이고 순간적인 열전달을 빠르게 하여 산소와 연료의 친화력을 더욱 높일 수 있다.
연료탱크에 투입되는 경우 포졸라나의 성분 중 이산화규소(SiO2) 및 산화알 루미나(Al2O3)에 포함되어 있는 산소와, 연옥에 포함되어 있는 산화마그네슘(MgO) 및 이산화규소(SiO2)에 포함되어 있는 산소가 이온화되어 내연기관 내에 들어온 공기의 오존함유량을 더욱 높여줌으로써 상술한 효과를 배가시키게 된다.
본 발명의 또 다른 사용방법은 자동차의 라디에이터 냉각수 저장탱크에 본 발명에 의한 연소촉진 및 매연저감제를 넣어서 사용하는 것으로서, 포졸라나 및 연옥에서 방사되는 원적외선에 의해 냉각수 온도의 급상승을 방지하여 엔진의 냉각효율을 높여 결국 연료의 연소효율을 더욱 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다.
<실시예1>
실험차량은 2000년 1월식(등록일 기준), 배기량 2902cc, 정격출력/회전수 135/3800, 경유차량인 기아자동차 카니발으로서, 차대번호는 KNHUP7513YS836857이고 본 발명의 장착전과 장착 후 30분간 도로를 주행한 뒤에 각각 측정하였다.
[장착 전]

구분
속도
(km/h)		 토크
(kgf m)		 보정
출력
(ps)		 엔진
회전수
(rpm)		 보정
계수		 대기압(KPa) 대기
온도
(℃)		 매연
농도
(%)		 매연
판정		 마력
판정		 RPM
판정

1모드
80.8
30.7
75
3790
0.887
101.0
8.4
68		 부
적합
적합
적합

2모드
72.9
33.3
73
3490
0.888
101.0
8.5
61		 부
적합

3모드
63.6
36.2
70
3120
0.887
101.0
8.4
51
적합

규제값
135
3800
60
위 표에서 나타나듯이 상기 차량의 매연농도는 1,2,3모드에서 68%,61%,51%로서 규제값인 60%를 1모드 및 2모드에서 모두 넘어 부적합으로 판정이 났다.
[장착 후]

구분
속도
(km/h)		 토크
(kgf m)		 보정
출력
(ps)		 엔진
회전수
(rpm)		 보정
계수		 대기압(KPa) 대기
온도
(℃)		 매연
농도
(%)		 매연
판정		 마력
판정		 RPM
판정

1모드
80.9
30.8
75
3790
0.888
101.0
8.5
52
적합
적합
적합

2모드
73.0
33.2
73
3490
0.888
101.0
8.5
33
적합

3모드
63.7
36.3
70
3120
0.887
101.0
8.4
25
적합

규제값
135
3800
60
장착 후의 매연농도는 1모드 52%, 2모드 33%, 3모드 25%로서 장착 전에 비해 매연농도가 급격히 감소했음을 알 수 있다.
상술한 실시예는 단기간에 대한 측정치이므로 부정확할 수 있어 약 3개월에 걸쳐 본 발명의 장착전과 장착 후에 대한 검사를 실시하였다.
<실시예2>
실험방법은 Lug-Down 3모드(부하검사방법 : 차대동력계 상에서 자동차의 가속페달을 최대로 밟은 상태에서 최대출력의 정격회전수에서 1모드, 엔진정격회전수의 90%에서 2모드, 엔진정격회전수의 80%에서 3모드로 주행하면서 매연농도, 엔진회전수, 엔진최대출력을 측정하는 방법)로 매연검사를 하였다.
실험차량은 2000년 4월식, 배기량 2,476cc이고, 측정전 주행거리가 74,743km, 경유차량인 현대자동차 리베로슈퍼캡초장축 차량으로서, 차대번호가 KMFYKS7HPYU002943이고 장착 후 약 3개월 동안 일반적인 도로를 주행한 뒤 측정하였다.

구분
매연

최대출력

엔진회전수

허용 기준


장착 전
검사일
(2007.10.24)
1모드
52



65PS



3790rpm

2모드
46

3모드
37


장착 후
검사일
(2008.1.14)
1모드
26



68PS



3820rpm

2모드
29

3모드
27
위 표에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 연소촉진 및 매연저감제는 에어클리너나 연료통에 투입하여 약 3개월 동안 사용한 결과 장착 전의 1모드 52%, 2모드 46%, 3모드 37%의 매연농도가 장착 후에는 1모드 26%, 2모드 29%, 3모드 27%로 약 10~26%의 매연이 감소됨을 알 수 있다.
또한, 최대출력이 65ps이던 것이 장착 후 68ps로 약 3ps가 상승되고, 엔진회전수 또한 3790rpm에서 3820rpm으로 약 30rpm이 상승되었음을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 이산화규소(SiO2) 71.44 wt%, 산화알루미나(Al2O3) 18.25 wt%, 산화철(FeO3) 5.95 wt%, 산화마그네슘(MgO) 1.6 wt%, 산화칼륨(K2O) 1.72wt%, 산화칼슘(CaO) 0.37wt%, 산화티타늄(TiO2) 0.64 wt%, 산화망간(MnO) 0.03wt%로 조성된 포졸라나 60~90 wt%;
    칼슘(Ca) 40.7 wt%, 망간(Mn) 0.4 wt%, 마그네슘(Mg) 8.7 wt%, 철(Fe) 0.8 wt%, 알루미늄(Al) 14.63 wt%, 규소(Si) 33.4 wt%, 황(S) 1.37 wt%로 조성된 음이온복합광물 8~28wt%;
    연옥 2~7wt%;로 조성되어 있는 것이 특징인 연소촉진 및 매연저감제
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연옥은 산화마그네슘(MgO) 48.6wt%, 이산화규소(SiO2) 48.8wt%, 산화철(FeO) 0.24wt%, 산화알루미나(Al2O3) 0.36wt%, 산화나트륨(Na2O) 1.13wt%, 산화칼륨(K2O) 0.09wt%, 산화칼슘(CaO) 0.29wt%, 희티탄석 0.49wt%로 조성되어 있는 것이 특징인 연소촉진 및 매연저감제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연소촉진 및 매연저감제는 소정의 크기로 형성되어 내연기관의 에어클리너나 연료탱크에 투입되어 사용되는 것이 특징인 연소촉진 및 매연저감제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연소촉진 및 매연저감제는 소정의 크기로 형성되어 자동차의 라디에이터 냉각수 저장탱크에 투입되어 사용되는 것이 특징인 연소촉진 및 매연저감제
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