KR101167111B1 - Emulsification apparatus for mechanical-emulsion fuel of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료와 물을 유화시켜 에멀젼 연료를 제조하는 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치를 개시한다. 본 발명은 연료와 물을 혼합하기 위한 혼합실을 갖는 혼합탱크와, 혼합탱크에 연료와 물을 각각 도입하는 노즐들과, 혼합실로부터 도입되는 연료와 물의 혼합물을 교반하여 유화시킬 수 있도록 혼합실과 연결되어 있는 교반실을 갖는 밀폐형 교반탱크와, 혼합물의 교반을 위하여 교반실에 회전할 수 있도록 장착되어 있는 애지테이터와, 교반탱크의 일측에 교반탱크와 독립적으로 설치되어 있으며 애지테이터의 회전을 위한 구동력을 제공하는 모터와, 모터의 구동력을 애지테이터에 전달하는 토크전동장치로 구성된다. 토크전동장치는 모터에 회전할 수 있도록 연결되어 있는 구동자석과, 구동자석과의 상호자력작용에 의하여 회전력을 발생할 수 있도록 애지테이터에 장착되어 있는 종동자석으로 구성된다. 제1 및 제2 베어링은 애지테이터의 축을 지지하도록 교반실에 장착된다. 교반실은 제1 베어링의 장착에 의하여 종동자석이 장착되는 구동실로 구획된다. 본 발명에 의하면, 유화제의 사용 없이 연료와 물이 혼합장치에서 혼합된 후 교반장치에 공급되어 균질화 및 분산미립화되어 연료의 유화 효율을 크게 향상시킬 수 있어, 연료의 사용량을 약 15% 절감할 수 있다. 밀폐형 교반탱크에 의하여 유지보수가 전혀 필요 없기 때문에 유지비가 절감되는 효과가 있다. 또한, 유화 효율이 높으면서도 혼합장치와 교반장치의 소형 및 경량화에 의하여 내연기관 차량에 매우 유용하게 적용할 수 있다.
The present invention discloses a mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine for emulsifying fuel and water to produce an emulsion fuel. The present invention provides a mixing tank having a mixing chamber for mixing fuel and water, nozzles for introducing fuel and water into the mixing tank, and a mixing chamber for agitating and emulsifying a mixture of fuel and water introduced from the mixing chamber. A closed stirring tank having a stirring chamber connected to it, an agitator mounted to rotate in the stirring chamber for stirring the mixture, and an agitator mounted on one side of the stirring tank independently of the stirring tank for rotating the agitator. It is composed of a motor for providing a driving force and a torque transmission device for transmitting the driving force of the motor to the agitator. The torque transmission device is composed of a driving magnet which is connected to the motor to rotate, and a driven magnet which is mounted to the agitator so as to generate rotational force by mutual magnetic action with the driving magnet. The first and second bearings are mounted to the stirring chamber so as to support the axes of the agitators. The stirring chamber is partitioned into a drive chamber in which the driven magnet is mounted by mounting the first bearing. According to the present invention, fuel and water are mixed in a mixing apparatus without using an emulsifier and then supplied to a stirring apparatus to homogenize and disperse fine particles, thereby greatly improving the emulsification efficiency of the fuel, thereby reducing the amount of fuel used by about 15%. have. The maintenance type is reduced because there is no maintenance required by the sealed stirring tank. In addition, due to the high emulsification efficiency and the compactness and weight reduction of the mixing device and the stirring device, it can be very usefully applied to an internal combustion engine vehicle.
Description
본 발명은 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연료와 물을 유화시켜 에멀젼 연료를 제조하는 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanical emulsion fuel emulsifier for an internal combustion engine, and more particularly, to a mechanical emulsion fuel emulsifier for an internal combustion engine to emulsify fuel and water to produce an emulsion fuel.
내연기관은 실린더 속으로 분사된 연료가 점화되기에 충분한 온도까지 공기를 압축하여 연소와 팽창으로 피스톤을 작동시키며, 연소 속도가 느린 경유, 중유, 벙커씨유(Bunker-C oil) 등을 원료로 사용하고 있다. 내연기관의 연료는 연료분사장치에 의하여 실린더 속에 분사되면서 최대한 빠른 시간에 공기와 혼합되어 완전 연소되는 것이 이상적이나, 실린더 속에서 연료와 공기가 혼합되지 않는 공간이 존재하여 연료의 불완전 연소가 발생되고 있다. 내연기관의 불완전 연소에 의하여 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 입자상물질(Particulate Matter), 일산화탄소(CO) 등 인체에 치명적인 대기오염물질이 발생되고 있다.The internal combustion engine compresses the air to a temperature sufficient to ignite the fuel injected into the cylinder to operate the piston by combustion and expansion, and uses low-burning fuel oil, heavy oil, and bunker-C oil as raw materials. I use it. Ideally, the fuel of the internal combustion engine is injected into the cylinder by the fuel injector and mixed with the air as soon as possible, so that the fuel is completely combusted. have. Due to incomplete combustion of internal combustion engines, air pollutants such as nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), particulate matter (Particulate Matter) and carbon monoxide (CO) are generated.
내연기관의 불완전 연소를 해소하고, 연비를 높이며, 대기오염물질을 줄이기 위한 에멀젼 연료의 개발이 활발히 진행되고 있다. 에멀젼 연료는 정제유, 중질연 료 등에 혼화되지 않는 물, 유화제(계면활성제) 등 다른 액체를 혼합하여 유화시킨 연료를 의미한다. 에멀젼 연료는 연료 중의 물 입자가 고열에 의하여 급팽창하면서 미세 폭발(Micro Explosion)을 일으켜 주위의 연료 입자를 미립화(Atomization)시키고, 화염 중에서 산소와의 접촉면적을 증대시킴으로써 완전 연소를 촉진한다. 이와 같이 에멀젼 연료는 연소 효율이 높아 대기오염물질의 배출을 억제할 수 있고, 연료를 절감할 수 있다. The development of emulsion fuels to solve incomplete combustion of internal combustion engines, increase fuel economy, and reduce air pollutants is being actively conducted. The emulsion fuel refers to a fuel that is emulsified by mixing other liquids such as water, emulsifiers (surfactants) that are not mixed with refined oil, heavy fuel, and the like. The emulsion fuel promotes complete combustion by causing micro-explosion by atomizing the water particles in the fuel by high heat, atomizing the surrounding fuel particles, and increasing the contact area with oxygen in the flame. Thus, the emulsion fuel has a high combustion efficiency, can suppress the emission of air pollutants, and can save fuel.
한편, 물을 포함하는 연료 연소방법에는 주로 연료와 물을 엔진의 실린더에 직접 분사하는 직접물분사(Direct Water Injection)와, 엔진의 흡기매니폴드(Intake manifold)를 통하여 물을 간접적으로 분사하는 간접물분사(Indirect Water Injection)와, 연료, 물과 유화제를 화학적으로 혼합하는 화학적 마이크로에멀젼법(Chemical Microemulsion Method)이 있다. On the other hand, a fuel combustion method including water mainly includes direct water injection for directly injecting fuel and water into a cylinder of an engine, and indirectly for injecting water through an intake manifold of the engine. Indirect Water Injection and Chemical Microemulsion Method for chemically mixing fuel, water and emulsifier.
첫 번째의 직접물분사는 엔진의 구동이 원활하고, 질소산화물, 황산화물, 입자상물질이 저감되는 특징이 있다. 그러나 직접물분사는 연료와 물이 엔진의 실린더에 독립적으로 분사되기 때문에 연료와 물이 따로 뭉쳐져 엔진의 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 물의 분사를 위하여 엔진의 실린더에 분무장치를 장착해야 하기 때문에 내연기관의 구조가 복잡해지고, 내연기관의 부식을 발생시키는 원인이 되는 단점이 있다. The first direct water injection is characterized by smooth operation of the engine and reduction of nitrogen oxides, sulfur oxides and particulate matter. However, direct water injection has a disadvantage in that the fuel and water are injected into the cylinder of the engine independently so that the fuel and water are agglomerated separately and the efficiency of the engine is lowered. In addition, since the spray device must be mounted on the cylinder of the engine for the injection of water, the structure of the internal combustion engine is complicated, and there is a disadvantage that causes corrosion of the internal combustion engine.
두 번째의 간접물분사는 차량의 주행환경에 따라 전자제어장치의 제어에 의하여 분무장치를 작동시켜 흡기매니폴드에 물을 분사하여 연료와 혼합한다. 간접물분사는 질소산화물을 줄일 수 있으나, 흡기매니폴더에 분사되는 물이 연료와 공기 의 혼합기(Mixture)와 혼합된 후 엔진의 실린더 속에 공급되기 때문에 물 분자의 분산성이 낮고, 혼합 및 분무 특성을 제어하기 곤란한 단점이 있다. 특히, 연료와 물이 균일하게 혼합되지 않거나 물의 함유량이 지나치게 높으면 오히려 연소 장애의 발생에 의하여 일산화탄소와 입자상물질이 발생되고, 내연기관의 효율이 떨어지는 문제가 있다. The second indirect water spray is sprayed by injecting water into the intake manifold under the control of the electronic control device according to the driving environment of the vehicle and mixed with fuel. Indirect water injection can reduce nitrogen oxides, but the water injected into the intake manifold is mixed with the fuel and air mixer and then supplied into the cylinder of the engine, resulting in low dispersibility of water molecules. There is a disadvantage that is difficult to control. In particular, when fuel and water are not uniformly mixed or the water content is too high, carbon monoxide and particulate matter are generated due to the occurrence of combustion disturbance, and the efficiency of the internal combustion engine is inferior.
세 번째의 화학적 마이크로에멀젼법은 엔진의 구동이 원활하고, 질소산화물, 황산화물, 입자상물질이 저감되는 특징이 있다. 화학적 마이크로에멀젼법은 유화제에 의하여 물 입자를 미세하게 만들어 연소 효율을 높아지게 하고 있으나, 대기오염물질을 발생시키는 또 다른 요인이 될 수도 있다. 또한, 고가의 유화제 비용이 추가되어 연료의 가격이 상승되며, 화학적 에멀젼 연료는 장기간 보존 시 시간과 온도의 변화에 따라 연료와 물이 다시 분리되어 그 효율이 저하되는 단점을 수반하고 있다. 또한, 화학적 에멀젼 연료의 유통을 위하여 주유소 등 기반시설(Infrastructure)에 많은 투자가 이루어져야 한다. The third chemical microemulsion method is characterized by smooth operation of the engine and reduction of nitrogen oxides, sulfur oxides and particulate matter. The chemical microemulsion method increases the combustion efficiency by making water particles fine by an emulsifier, but may be another factor of generating air pollutants. In addition, the cost of fuel is increased due to the addition of expensive emulsifier cost, and the chemical emulsion fuel has a disadvantage in that the efficiency of the fuel and water is separated again according to the change of time and temperature during long-term storage. In addition, a lot of investment must be made in infrastructure such as gas stations for the distribution of chemical emulsion fuel.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유화제의 사용 없이 연료와 물을 혼합한 후 기계적인 교반에 의하여 유화할 수 있는 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is a mechanical emulsion for an internal combustion engine that can be emulsified by mechanical stirring after mixing fuel and water without using an emulsifier A fuel emulsifier is provided.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구성에 의하여 연료의 유화 효율을 크게 향상 시켜 연료를 절감할 수 있는 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine that can greatly improve fuel emulsification efficiency by saving a fuel.
본 발명의 또 다른 목적은 밀봉 구조가 채용되지 않는 밀폐형 교반탱크에 의하여 유지보수가 전혀 필요없어 유지비를 절감할 수 있는 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine, which can reduce maintenance costs by requiring no maintenance at all by a sealed stirring tank in which a sealing structure is not employed.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 연료와 물을 혼합하기 위한 혼합실을 갖는 혼합탱크와; 혼합탱크에 연료를 분사하여 도입하는 노즐을 갖는 연료공급수단과; 혼합탱크에 연료와 혼합되도록 물을 분사하여 도입하는 노즐을 갖는 물공급수단과; 혼합실로부터 도입되는 연료와 물의 혼합물을 교반하여 유화시킬 수 있도록 혼합실과 연결되어 있는 교반실을 갖는 밀폐형 교반탱크와; 혼합물의 교반을 위하여 교반실에 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 축과 축의 외면에 장착되어 있는 교반날개를 갖는 애지테이터와; 교반실에 축의 일단과 근접하는 외면을 지지하도록 장착되어 있으며, 교반실이 구동실을 갖도록 교반실을 구획하는 제1 베어링과; 교반실에 축의 타단 외면을 지지하도록 장착되어 있는 제2 베어링과; 교반탱크의 일측에 교반탱크와 독립적으로 설치되어 있으며, 애지테이터의 회전을 위한 구동력을 제공하는 모터와; 모터에 회전할 수 있도록 연결되어 있는 구동자석과, 구동자석과의 상호자력작용에 의하여 회전력을 발생할 수 있도록 축의 일단에 장착되어 있고 구동실에 배치되어 있는 종동자석을 갖는 토크전동수단으로 이루어지는 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a mixing tank having a mixing chamber for mixing fuel and water; Fuel supply means having a nozzle for injecting fuel into the mixing tank; Water supply means having a nozzle for injecting and introducing water into the mixing tank so as to be mixed with fuel; A sealed stirring tank having a stirring chamber connected to the mixing chamber so as to stir and emulsify the mixture of fuel and water introduced from the mixing chamber; An agitator mounted to the stirring chamber for stirring the mixture, the agitator having a stirring blade mounted on the shaft and an outer surface of the shaft; A first bearing mounted to the stirring chamber so as to support an outer surface proximate one end of the shaft, the first bearing partitioning the stirring chamber such that the stirring chamber has a drive chamber; A second bearing mounted to the stirring chamber to support the other end outer surface of the shaft; A motor provided on one side of the stirring tank independently of the stirring tank and providing a driving force for rotation of the agitator; For an internal combustion engine comprising a drive magnet connected to rotate to a motor and a torque transmission means having a driven magnet mounted on one end of the shaft and arranged in the drive chamber so as to generate a rotational force by mutual magnetic action with the drive magnet. Mechanical emulsion fuel emulsifier.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치는 내연기관용 연료, 예를 들어 경유와 물을 에멀젼 연료로 혼합하는 혼합장치(10)를 구비한다. 혼합장치(10)는 혼합탱크(20), 연료공급수단(30)과 물공급수단(40)으로 구성되어 있다.First, referring to FIG. 1, the mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention includes a
혼합탱크(20)는 연료와 물을 혼합하기 위한 혼합실(22)을 가지며, 혼합실(22)의 하류측에 연료와 물이 혼합되어 배출되는 배출구(24)가 연결되어 있다. 연료공급수단(30)은 혼합실(22)에 연료를 공급할 수 있도록 혼합실(22)의 상류측에 장착되어 있는 노즐(32)로 구성되어 있다. 노즐(32)은 연료를 저장 및 공급하는 연료공급장치와 파이프라인(Pipeline)에 의하여 연결되어 있다. 연료공급장치는 연료탱크, 펌프, 전자제어밸브 등으로 구성될 수 있다. 이러한 연료공급장치의 구성 및 작용은 잘 알려진 것이므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. The
물공급수단(40)은 혼합실(22)에 물을 도입할 수 있도록 혼합실(22)의 일측에 장착되어 있는 노즐(42)로 구성되어 있다. 노즐(42)은 물탱크(44)에 저장되어 있는 물을 펌핑(Pumping)하여 공급하는 펌프(46)와 연결되어 있다. 노즐(42)과 펌프(46) 사이를 연결하는 파이프라인에 유량을 제어하는 전자제어밸브가 장착될 수 있다. 연료공급수단(30)의 노즐(32)과 물공급수단(40)의 노즐(42) 각각은 유체를 분사하는 오리피스(Orifice), 포트(Port), 모세관(Capillary tube) 등으로 구성될 수 있다. 또한, 연료공급수단(30)과 물공급수단(40)은 정량의 연료와 물을 액체 상태로 혼합실(22)에 도입할 수 있는 도입구로 구성될 수도 있다.The water supply means 40 is comprised with the
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치는 혼합탱크(20)와 연결되어 있는 교반장치(50)를 구비한다. 교반장치(50)는 에멀젼 연료의 교반을 위하여 밀폐형 교반탱크(60), 애지테이터(Agitator: 70), 모터(80)와 토크전동장치(Torque gearing: 90)로 구성되어 있다.1 and 2, the mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention includes a
밀폐형 교반탱크(60)는 혼합실(22)로부터 공급되는 에멀젼 연료를 교반하는 교반실(62)을 갖는다. 교반실(62)의 상류와 근접하는 교반탱크(60)의 외면에 혼합실(22)의 배출구(24)와 연결되는 도입구(64)가 연결되어 있고, 교반실(62)의 하류와 근접하는 교반탱크(60)의 외면에 배출구(66)가 형성되어 있다. 교반탱크(60)의 도입구(64)는 에멀젼 연료 또는 연료와 물의 혼합유를 교반실(62)에 분사하는 노즐, 오리피스 등으로 구성될 수 있다. 교반탱크(60)의 배출구(66)는 에멀젼 연료의 공급을 위하여 엔진(2) 또는 엔진에 연결되어 있는 흡기매니폴드와 연결될 수 있다. The closed
애지테이터(70)는 교반실(62)에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 애지테이터(70)는 축(72)과 축(72)의 외면에 장착되어 있는 복수의 교반날개(Mixing blade: 74)들로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서 교반날개(74)들은 에멀젼 연료를 교반 및 이송할 수 있도록 축(72)의 길이 방향을 따라 나선형으로 구성될 수 있다. 또한, 교반날개(74)들은 하나 이상의 임펠러(Impeller)로 구성될 수도 있다.The
축(72)은 교반실(62)의 중앙에 교반실(62)의 길이 방향을 따라 장착되어 있다. 교반실(62)의 양측에 축(72)의 일단과 근접하는 외면과 타단 외면을 지지하는 제1 베어링(76a)과 제2 베어링(76b)이 각각 장착되어 있다. 제1 베어링(76a)은 도입구(64)보다 교반실(62)의 상류에 장착되어 있다. 교반탱크(60)는 제1 베어링(76a)의 장착에 의하여 교반실(62)의 상류에 교반실(62)과 구획되는 구동실(68)을 갖는다. 교반실(62)의 내면에 축(72)의 일단을 지지하는 제3 베어링(76c)이 장착되어 있다. 축(72)은 고속 회전시 제1 내지 제3 베어링(76a~76c)의 지지에 의하여 안정적으로 회전된다. 제1 및 제2 베어링(76a, 76b)은 슬리브 베어링(Sleeve bearing)으로 구성되고, 제3 베어링(76c)은 스러스트 베어링(Thrust bearing)으로 구성될 수 있다. The
모터(80)는 구동력의 제공을 위하여 교반탱크(60)의 일측에 교반탱크(60)와 독립적으로 설치되어 있다. 따라서 교반탱크(60)와 독립적으로 설치되는 모터(80)의 축(82)은 애지테이터(70)의 축(72)과 직접 연결되지 않는다. 모터(80)는 3,500~3,600rpm의 고속으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. The
모터(80)의 구동력은 토크전동장치(90)에 의하여 애지테이터(70)에 전달된다. 토크전동장치(90)는 회전드럼(Rotation drum: 92), 구동자석(94)과 종동자석(96)으로 구성되어 있다. 회전드럼(92)은 모터(80)의 구동에 의하여 회전할 수 있도록 모터(80)의 축(82)에 연결되어 있다. 회전드럼(92)의 내측에 교반탱크(60)의 일측이 수용되어 있다. 구동자석(94)은 회전드럼(92)의 내면에 장착되어 교반탱크(60)를 둘러싸는 환상으로 구성되어 있다. 구동자석(94)은 그 내면이 교반탱크(60)의 외면과 간격(Gap)을 형성하도록 장착되어 있다. The driving force of the
종동자석(96)은 제1 베어링(76a)을 관통하여 구동실(68)에 위치하는 축(72) 의 외면에 장착되어 있고, 구동자석(94)과의 상호자력작용에 의하여 축(72)의 회전력을 발생한다. 종동자석(96)은 스페이스링(Space ring: 98)을 매개로 축(72)의 외면에 구동자석(94)과 동심을 이루도록 장착되어 있다. 종동자석(96)은 교반탱크(60)의 교반실(62)에 배치될 수 있다. 구동자석(94)과 종동자석(96) 각각은 환상의 영구자석으로 구성될 수 있다.The driven
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치에 대한 작용을 설명한다.The operation of the mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention having such a configuration will now be described.
도 1과 도 3을 참조하면, 연료는 노즐(32)을 통하여 혼합실(22)에 분사되고, 물은 노즐(42)을 통하여 혼합실(22)에 분사된다. 분사되는 연료와 물은 혼합실(22)에서 미립화되어 혼합되면서 에멀젼 연료로 된다. 에멀젼 연료는 혼합실(22)로부터 혼합탱크(20)의 배출구(24)와 교반탱크(60)의 도입구(64)를 통하여 교반실(62)의 상류에 공급된다. 1 and 3, fuel is injected into the mixing
모터(80)의 구동에 의하여 회전드럼(92)과 구동자석(94)이 함께 회전된다. 구동자석(94)이 회전되면, 구동자석(94)과 종동자석(96)의 상호자력작용에 의하여 종동자석(96)에 회전력이 발생되고, 종동자석(96)과 애지테이터(70)가 함께 회전된다. 회전되는 애지테이터(70)의 교반날개(74)들은 교반실(62)에 도입되는 에멀젼 연료를 교반하여 균질화 및 분산미립화시킨다. By the driving of the
이와 같이 애지테이터(70)의 축(72)은 모터(80)의 축(82)과 직접 연결되지 않고 모터(80)의 구동력을 전달하는 토크전동장치(90)의 작동에 의하여 회전되는 구조로 교반실(62)에 설치되기 때문에 축(72)이 교반탱크(60)를 관통하여 모터(80) 와 직접 연결되는 구조에 비하여 에멀젼 연료의 누출을 원천적으로 차단할 수 있다. 또한, 축(72)이 교반탱크(60)를 관통하여 모터(80)에 연결될 때 교반탱크(60)와 축(72) 사이의 밀봉을 위한 실(Seal), 스터핑박스(Stuffing box) 등 밀봉 구조가 채용되지 않아 신뢰성이 향상되고, 교반탱크(60)의 유지보수가 전혀 필요 없어 유지비가 절감된다. 종동자석(96)은 제1 베어링(76a)에 의하여 교반실(62)과 격리되어 있는 구동실(68)에 배치되어 에멀젼 연료의 영향에 의한 변질이 방지되어 수명이 보장된다.As such, the
한편, 연료공급수단(30)과 물공급수단(40)의 작동에 의하여 연료와 물이 혼합장치(10)의 혼합실(22)에 액체 상태로 도입되어 혼합물로 되는 경우, 이 혼합물은 교반탱크(60)의 도입구(64)를 통하여 교반실(62)의 상류에 공급된다. 애지테이터(70)의 교반날개(74)들은 교반실(62)에 도입되는 연료와 물의 혼합물을 교반하여 균질화 및 분산미립화시켜 기계적 에멀젼 연료로 만든다. 기계적 에멀젼 연료는 교반날개(74)들의 회전에 의하여 교반탱크(60)의 교반실(62)로부터 배출구(66)를 통하여 배출된 후 엔진(2)에 공급된다. 따라서 연료의 사용이 약 15% 절감되는 효과가 있다.On the other hand, when the fuel and water are introduced into the mixing
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치에 의하면, 유화제의 사용 없이 연료와 물이 혼합장치에서 혼합된 후 교반장치에 공급되어 균질화 및 분산미립화되어 연료의 유화 효율을 크게 향상시킬 수 있고, 연료의 사용을 약 15% 절감할 수 있는 효과가 있다. 밀폐형 교반탱크의 내측에서 회전되는 애지테이터와 교반탱크와 독립적으로 설치되는 모터가 직접 연결되지 않으므로, 교반탱크에 밀봉 구조가 채용되지 않아 신뢰성이 향상되고, 교반탱크의 유지보수가 전혀 필요 없기 때문에 유지비가 절감되는 효과가 있다. 또한, 연료와 물의 유화 효율이 높으면서도 혼합장치와 교반장치의 소형 및 경량화가 용이하여 내연기관용 차량에 매우 유용하게 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, fuel and water are mixed in a mixing apparatus without using an emulsifier, and then supplied to a stirring apparatus to homogenize and disperse fine particles, thereby greatly improving fuel emulsification efficiency. This can reduce the use of fuel by about 15%. Since the agitator rotated inside the sealed stirring tank and the motor installed independently of the stirring tank are not directly connected, the sealing structure is not adopted in the stirring tank, so the reliability is improved and maintenance of the stirring tank is not necessary at all. Has the effect of reducing. In addition, high emulsification efficiency of the fuel and water, yet easy to compact and light weight of the mixing device and the stirring device has an effect that can be very usefully applied to the vehicle for the internal combustion engine.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치의 구성을 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing the configuration of a mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1;
도 3은 본 발명에 따른 내연기관용 기계적 에멀젼 연료 유화장치의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view for explaining the operation of the mechanical emulsion fuel emulsifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing
2: 엔진 10: 혼합장치2: engine 10: mixer
20: 혼합탱크 22: 혼합실20: mixing tank 22: mixing chamber
30: 원료공급수단 32: 노즐30: raw material supply means 32: nozzle
40: 물공급수단 42: 노즐40: water supply means 42: nozzle
50: 교반장치 60: 교반탱크50: stirring device 60: stirring tank
62: 교반실 68: 구동실62: stirring chamber 68: driving chamber
70: 애지테이터 72: 축70: agitator 72: axis
74: 교반날개 76a: 제1 베어링74: stirring
76b: 제2 베어링 80: 모터76b: second bearing 80: motor
90: 토크전동장치 92: 회전드럼90: torque transmission device 92: rotary drum
94: 구동자석 96: 종동자석94: driving magnet 96: driven magnet
98: 스페이스링98: space ring
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