KR101041590B1 - 내연기관의 연소효율증가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 연소효율증가장치에 관한 것으로, 다수개의 공기흡입공이 관통 형성되는 하부판 및 다수개의 공기배출공이 관통 형성되는 상부판으로 이루어지는 합성수지재 케이스와, 다수개의 공기통로가 관통 형성되어 상기 케이스에 내장되는 회로기판과, 상기 회로기판의 공기통로에 위치되어 솔더링되는 다수개의 저항소자와, 상기 회로기판에 일단이 접속되고 타단은 전원공급부에 접속되는 전원코드를 포함하여 구성된 것에 있어서, 상기 케이스의 상부판에 공기배출공 바깥측으로 다수개의 자석결합공이 상호 대칭되는 위치에 관통 형성되고, 상기 자석결합공이 관통 형성된 케이스 상부판의 저면에 상기 자석결합공을 연결하는 금속선이 고정되며, 상기 자석결합공에 대응되게 영구자석이 케이스 상부판의 내,외부로 노출되게 삽입되어 상기 금속선에 착탈가능하게 부착되는 구성을 특징으로 하여, 흡입하는 외부 공기를 저항소자의 발열에 의해 예열하며, 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 입자를 영구자석을 이용한 강력한 자기장으로 자화시켜 실린더실 내부에서 순간적으로 분사되는 연료와 결합하여 자화되게 하고 자화된 연료가 실린더실 내부에 균일하게 분산되어 연료의 연소를 효과적으로 연소되는 상태로 만들어 줌과 동시에 매연의 발생량을 줄여 대기 오염 물질의 배출을 줄일 수 있도록 한 것이다.

케이스, 영구자석, 회로기판, 저항소자, 자기장

Description

내연기관의 연소효율증가장치{A motor combustion efficiency increased apparatus}

본 발명은 내연기관의 연소효율증가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입하는 외부 공기를 저항소자의 발열에 의해 예열한 후 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 이물질 분자 덩어리를 영구자석을 이용한 강력한 자기장으로 미세하게 쪼개어 연료의 연소효율을 증가시켜 효과적인 연소가 되도록 만들어 줌과 동시에 매연의 발생량을 줄여 대기 오염 물질의 배출을 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적으로 내연기관은 연료탱크에서 연료공급펌프와 필터를 지나 연료분사펌프에서 분사노즐 또는 인젝터로 이송하여 실린더에서 흡입, 압축, 폭발, 배기의 순서로 작동하여 동력에너지로 전환된다.

이와 같이 내연기관에서 자동차나 각종 기계장치의 엔진을 작동하기 위해서는 실린더 안에 혼합기를 흡입하고, 혼합기가 연소한 후 연소가스를 분배하는 흡배 기 장치가 설치된다. 이때 사용되는 공기흡입장치는 흡기매니폴드와 에어필터 등으로 구성되어, 흡입하는 공기 속의 이물질을 에어필터로 제거하고, 흡기매니폴드는 기화기에서 만든 혼합기를 각 실린더로 분배하여 연소 되도록 한다.

그런데, 이러한 공기흡입장치의 경우, 외부 공기를 직접 흡입하여 기화기로 전달하기 때문에, 겨울철과 같이 기온이 낮을 때나 습기가 많을 때에는 엔진의 효과적인 연소가 이루어지지 않아 엔진 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 또한, 엔진 시동을 건 직후에는 예열시간이 많이 필요하며, 이로 인해 예열시간만큼 출력이 저하되어 연비가 저하되는 문제점이 있다.

이를 감안하여, 별도로 흡입공기 예열장치를 장착한 것도 있으나, 종래의 흡입공기 예열장치는 구조가 복잡하고 제조 단가가 높은 등의 단점이 있으며, 설치시에도 다소 번거로움이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본원 출원인이 선등록한 국내특허 제10-0672837호의 효율증가장치가 개시되어 있으나, 이는 저항소자의 발열에 의해 흡입하는 공기를 예열하도록만 되어 있어 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 온도를 상승시켜 실린더 내부의 에너지를 증가시키는 효과가 있어 에너지를 절감하는 효과를 얻을 수 있었으나 보다 연료의 효율을 증대시키는 방법이 절실하게 필요하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로, 외부 공기를 흡입하는 흡기구와 흡기매니폴드 사이에 설치되는 에어필터의 후단에 설치하여 흡입하는 외부 공기를 저항소자의 발열에 의해 예열한 후 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 입자를 영구자석을 이용한 강력한 자기장으로 자화시켜 실린더 내부에서 순간적으로 분사되는 연료 입자와 결합하여, 실린더 내부에서 연료가 균일하게 분산되도록 하여 산소 분자와 결합을 용이하게 하여 액체 및 액화 석유가스 연료의 연소효율이 한층 더 증가할 수 있도록 하여, 효과적인 연소가 되도록 만들어 주고, 매연의 발생량을 줄여 대기 오염 물질의 배출을 줄일 수 있도록 하는 내연기관의 연소효율증가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하고, 제조 단가가 비교적 낮으며, 설치하기도 비교적 용이한 내연기관의 연소효율증가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 다수개의 공기흡입공이 관통 형성되는 하부판 및 다수개의 공기배출공이 관통 형성되는 상부판으로 이루어지는 합성수지재 케이스와, 다수개의 공기통로가 관통 형성되어 상기 케이스에 내장되는 회로기판과, 상기 회로기판의 공기통로에 위치되어 솔더링되는 다수개의 저항소자와, 상기 회로기판에 일단이 접속되고 타단은 전원공급부에 접속되는 전원코드를 포함하여 구성된 것에 있어서, 상기 케이스의 상부판에 공기배출공 바깥측으로 다수개의 자석결합공이 상호 대칭되는 위치에 관통 형성되고, 상기 자석결합공이 관통 형성된 케이스 상부판의 저면에 상기 자석결합공을 연결하는 금속선이 고정되며, 상기 자석결합공에 대응되게 영구자석이 케이스 상부판의 내,외부로 노출되게 삽입되어 상기 금속선에 착탈가능하게 부착되는 구성을 특징으로 한다.

상기 영구자석은 상부 케이스의 중앙을 중심으로 수량의 절반씩을 상호 대응되게 나누어 위치시키되, 상기 절반씩 나누어진 위치의 영구자석 저면이 각각 하나씩의 상기 금속선으로 연결 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 영구자석은 저면이 하나의 상기 금속선으로 연결 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속선은 스틸화이버인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 내연기관의 연소효율증가장치에 의하면, 엔진의 각 실린더 내부에 분배되는 혼합기를 만들기 위해 흡입하는 공기를 예열하며, 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 입자를 영구자석을 이용한 강력한 자기장으로 자화시켜, 실린더 내부에서 순간적으로 분사되는 연료와 결합하여 자화되게 하고 자화된 연료가 실린더 내부에 균일하게 분산되어 연료의 연소를 효과적으로 연소되도록 만들어 줌과 동시에 매연의 발생량을 줄여 대기 오염 물질의 배출을 줄일 수 있다.

따라서, 연소효율을 증가시켜 효과적으로 연소되는 상태로 만들어 주게 되므로, 한냉시나 엔진 시동 초기에 엔진 효율을 높일 수 있어, 자동차의 연비가 향상되고, 소음과 떨림이 저감되며, 매연의 발생량을 줄여 대기 오염 물질의 배출을 줄일 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 구조가 매우 간단하고, 제조 단가가 비교적 낮으며, 설치하고자 하는 개소에 비교적 용이하게 설치할 수 있는 효과가 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기의 실시예는 설명을 위한 것이며, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

또한 본 발명의 요지를 불필요하게 할 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략되며, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 설치상태를 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 내부 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2의 케이스 상부판과 금속선의 결합상태를 나타낸 저면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 분리 사시도이 고, 도 6은 도 5의 케이스 상부판과 금속선의 결합상태를 나타낸 저면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 분리 사시도이고, 도 8은 도 7의 케이스 상부판과 금속선의 결합상태를 나타낸 확대 저면도이다.

본 발명은 내연기관의 연소효율 증가장치는, 도 2 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 비자성체인 합성수지로 되어 장방형 또는 원형으로 형성되는 케이스(10)는 하부판(12)과 상부판(14)으로 이루어져 있으며, 상기 하부판(12)과 상부판(14)에는 다수개의 공기흡입공(11)과 공기배출공(13)이 각각 관통 형성되어 있다. 상기 케이스(10)의 내부에는 다수개의 공기통로(21)가 관통 형성되는 회로기판(20)이 설치되고, 상기 회로기판(20)에는 공기통로(21)에 위치되어 솔더링되는 다수개의 저항소자(30)와, 상기 회로기판(20)에 일단이 접속되고 타단은 전원공급부(도시생략)에 접속되는 전원코드(40)로 구성되어 있다. 이때, 상기 전원공급부는 자동차 배터리 또는 별도의 직류전원장치가 구비되어 자동차 시거 잭을 이용하여 전원을 공급할 수 있다.

또한 다른 실시예로, 상기 케이스(10)는 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이 상부판(14)을 평판으로 형성하였을 경우 하부판(12)과 상부판(14) 사이에 측부로 링 형상의 측벽판(15)을 별도로 구비하여 구성할 수 있다.

상기 케이스(10)의 상부판(14)에는 공기배출공(13) 바깥측으로 다수개의 자석결합공(16)이 상호 대칭되는 위치에 관통 형성되어 있고, 상기 자석결합공(16)이 관통 형성된 케이스(10) 상부판(14)의 저면에는 상기 자석결합공(16)을 연결하는 금속선(50)이 고정되어 있다. 이때, 상기 금속선(50)은 내구성이 우수한 스틸화이 버(steel fiber)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 금속선(50)은 융착 또는 접착제로 케이스(10)의 상부판(14)에 고정되어 있다.

상기 자석결합공(16)에는 이와 대응되게 형성되는 영구자석(60)이 케이스(10) 상부판(14)의 내,외부로 노출되게 삽입되어 상기 금속선(50)에 착탈가능하게 부착되어 있다. 이때, 상기 영구자석(60)은 도면에서 원형으로 도시하였으나, 링형, 사각 또는 오각 이상의 다각형 등의 영구자석으로 구성할 수 있음은 당연하다.

또한 상기 영구자석(60)은 Nd-Fe-B ,즉 네오디뮴-철-붕소로 이루어져 자석의 세기가 매우 강한 네오디뮴 자석(neodymium magnet)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 영구자석(60)은 수량의 절반씩이 상호 대응되게 나누어 위치되어 있으며, 상기 절반씩 나누어진 위치의 영구자석(60) 저면이 각각 하나씩의 상기 금속선(50)으로 연결 부착되도록 구성할 수 있고, 또한 상기 영구자석(60) 저면이 하나의 상기 금속선으로 연결 부착되도록 구성할 수 있다.

도면 중 미설명 부호 71은 회로기판(20)에 솔더링되어 전원이 규정 전압 이하로 공급될 때 단락시키는 릴레이이고, 72는 회로기판(20)에 전기적으로 연결되어 상기 릴레이(71)와 후술하는 온도감지센서(73)가 규정 전압 이하 및 규정 온도이상일 때 상기 릴레이(71)를 단락시키도록 제어하는 집적회로이며, 73은 공기예열부(200)에 장착되는 온도감지센서이다. 이때, 상기 릴레이(71)와 집적회로(72)는 도시는 하지 않았지만 상기 회로기판(20)에 직접 전기적으로 연결하지 않고, 별도의 회로기판에 전기적으로 연결하여 구성할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 외부 공기를 흡입하는 흡기구(100)와 흡기매니폴드(300) 사이의 공기예열부(200)에 내장되는 에어필터(400)의 후단에 설치하여 사용하는 것으로, 자동차의 엔진 시동을 걸게 되면, 자동차 배터리 또는 별도의 직류전원장치가 구비되어 자동차 시거 잭을 이용한 전원공급부(도시생략)와 전원코드(40) 및 회로기판(20)을 통해 공급되는 전원에 의해 상기 회로기판(20)의 공기통로(21)에 솔더링 된 저항소자(30)가 발열하고, 흡기구(100)를 통하여 흡입되어 에어필터(400)를 통해 정화된 외부 공기가 케이스(10)의 하부판(12)에 관통 형성되어 있는 공기흡입공(11)으로 흡입되고, 상기 케이스(10)의 내부로 흡입된 공기를 회로기판(20)의 공기통로(21)에 솔더링 된 저항소자(30)의 발열(발열량을 증가시키기 위해 도 7에 도시한 바와 같이 공기통로(21)에 저항소자(30)가 솔더링 된 회로기판(20)을 적층하여 구성할 수도 있음)에 의해 예열하여 상기 케이스(10)의 상부판(14)에 관통 형성되어 있는 공기배출공(13)을 통해 배출된다. 이때, 상기 케이스(10) 상부판(14)의 공기배출공(13)을 통해 배출되는 공기는 케이스(10) 상부판(14)의 공기배출공(13) 바깥측으로 부착되어 있는 영구자석(60)의 강력한 자기장 속을 통과하면서 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 이물질 분자 덩어리가 자화되어 미세하게 쪼개어지게 된다. 이를 구체적으로 설명하면, 상기 영구자석(60)은 일정한 방향으로 흐르는 강력한 자기장이 존재하게 된다. 상기 저항소자(30)의 발열에 의해 예열한 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 이물질 분자 덩어리가 상기 영구자석(60)의 강력한 자기장 속을 통과하면서 자화되어 N-S S-N N-S S-N으로 놓기게 되는 이물질 분자의 반발에 의해 초미립자형태로 미세하게 쪼개어지게 된다. 상기와 같이 초미립자 형태로 미세하게 쪼개어진 이물질은 자화의 반발력에 의해 분산하여 액체 및 액화 석유가스 연료의 연소효율을 증가시켜 효과적인 연소가 되도록 만들어주게 된다.

상기한 영구자석(5)의 극은 상기 케이스(10) 상부판(14)의 자석결합공(16) 바깥측과 내부측에, 어떤 영구자석(60)은 N극 혹은 S극이 되도록 하고, 어떤 영구자석(60)은 S극 혹은 N극이 되도록 다르게 배열하여도 내연기관의 연소효율증가장치의 효과는 비슷하게 나타나므로 특별히 한정하지 않는다. 이때, 자석의 세기는 자동차의 엔진 출력에 따라 각기 다르게 적용되며, 자석의 세기를 더욱 강하게 하기 위하여 영구자석(60)의 상면에 같은 영구자석(60)을 붙여서 사용할 수도 있다.

상기 금속선(50)은 영구자석(60)이 자석결합공(16)으로부터 이탈되는 것을 방지하고, 자석결합공(16)에 삽입된 영구자석(60) 끼리를 연결하여 영구자석(60)의 세기를 더욱 강하게 하여 자속밀도를 높일 수 있는 효과가 있으며, 또한 케이스(10) 상부판(14)의 구조에 따라 하나의 금속선(50) 또는 두 개의 금속선(50)으로 상기 자석결합공(16)을 연결되게 고정하여 사용하게 된다.

이상과 같이 저항소자(30)의 발열에 의해 예열한 후 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 이물질 분자 덩어리가 영구자석(60)을 이용한 강력한 자기장으로 자화되어 미세하게 쪼개어진 후 분산되어 흡기매니폴드(300)를 통해 엔진의 각 실린더실로 분배한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 엔진의 각 실린더실에 분배되는 혼합기를 만들기 위해 흡입하는 외부 공기를 발열하는 다수개의 저항소자(30)의 열에 의해 예열할 수 있고, 상기 저항소자(30)의 발열에 의해 예열한 후 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 이물질 분자 덩어리가 영구자석(60)에 의한 강력한 자기장으로 자화되어 흡입하는 공기의 압력에 의해 분산된 상태로 예열한 공기 속에 포함되어 엔진의 각 실린더실로 분배하게 되므로, 자화된 공기입자와 수증기 등의 이물질 입자들이 액체 및 액화 석유가스 연료의 입자들과 결합하여 실린더 내부에서 균등하게 분산이되므로 연소효율이 한층 더 증가할 수 있도록 하여, 효과적인 연소가 되도록 만들어 주고, 매연의 발생량을 줄여 대기 오염 물질의 배출을 줄일 수 있도록 하며, 한냉 시나 엔진 시동 초기에 엔진 효율을 높일 수 있으므로 인해 자동차의 연비가 향상된다. 또한, 연소효율을 높일 수 있으므로, 소음이 저감되고 RPM이 개선되어 자동차의 진동도 저감된다. 그리고, 본 발명은 흡입하는 공기 속의 습기를 발열하는 저항소자(30)에 의해 온도가 상승됨으로 인하여 흡입되는 공기 중에 포화 증기량이 증가하여 수증기의 결로가 형성되지 아니하고 엔진의 실린더실에 과도한 습기가 유입되는 것을 방지하므로 배기가스의 오염도를 낮출 수 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 흡입하는 공기를 예열하는 내연기관의 연소효율증가장치의 구조가 매우 간단하고, 제조 단가가 비교적 낮으며, 설치하고자 하는 개소에 비교적 용이하게 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 설치상태를 보여주는 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 나타낸 사시도,

도 3은 도 2의 내부 구성을 나타낸 사시도,

도 4는 도 2의 케이스 상부판과 금속선의 결합상태를 나타낸 저면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 분리 사시도,

도 6은 도 5의 케이스 상부판과 금속선의 결합상태를 나타낸 저면도,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 분리 사시도,

도 8은 도 7의 케이스 상부판과 금속선의 결합상태를 나타낸 확대 저면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 케이스 11 : 공기흡입공

12 : 하부판 13 : 공기배출공

14 : 상부판 15 : 측벽판

16 : 자석결합공 20 : 회로기판

21 : 공기통로 30 : 저항소자

40 : 전원코드 50 : 금속선

60 : 영구자석 100 : 흡기구

200 : 공기예열부 300 : 흡기매니폴드

400 : 에어필터

Claims (4)

1. 다수개의 공기흡입공(11)이 관통 형성되는 하부판(12) 및 다수개의 공기배출공(13)이 관통 형성되는 상부판(14)으로 이루어지는 합성수지재 케이스(10)와, 다수개의 공기통로(21)가 관통 형성되어 상기 케이스(10)에 내장되는 회로기판(20)과, 상기 회로기판(20)의 공기통로(21)에 위치되어 솔더링되는 다수개의 저항소자(30)와, 상기 회로기판(20)에 일단이 접속되고 타단은 전원공급부에 접속되는 전원코드(40)를 포함하여 구성된 것에 있어서,

   상기 케이스(10)의 상부판(14)에 공기배출공(13) 바깥측으로 다수개의 자석결합공(16)이 상호 대칭되는 위치에 관통 형성되고, 상기 자석결합공(16)이 관통 형성된 케이스(10) 상부판(14)의 저면에 상기 자석결합공(16)을 연결하는 금속선(50)이 고정되며, 상기 자석결합공(16)에 대응되게 영구자석(60)이 케이스(10) 상부판(14)의 내,외부로 노출되게 삽입되어 상기 금속선(50)에 착탈가능하게 부착되는 구성을 특징으로 하는 내연기관의 연소효율증가장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 영구자석(60)은 수량의 절반씩을 상호 대응되게 나누어 위치시키되, 상기 절반씩 나누어진 위치의 영구자석(60) 저면이 각각 하나씩의 상기 금속선(50)으로 연결 부착되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소효율증가장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 영구자석(60)은 저면이 하나의 상기 금속선(50)으로 연결 부착되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소효율증가장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속선은 스틸화이버인 것을 특징으로 하는 내연기관의 연소효율증가장치.

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