KR101270966B1 - System for improving fuel efficiency of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

본원발명의 내연기관 연비향상 시스템은 외부공기를 엔진에 제공하도록 하는 흡기공급부; 상기 흡기공급부를 통해 유입되는 공기를 냉각하는 것과 동시에 엔진에 산소를 공급하기 위해 설치되는 액체산소공급부; 상기 흡기공급부를 통해 유입되는 공기와, 상기 액체산소공급부를 통해 공급되는 액체산소를 열교환하도록 설치되는 열교환기; 및 상기 열교환기를 통해 기화된 기체상태의 산소를 저장하는 산소탱크:를 포함하여 형성된다.The internal combustion engine fuel economy improvement system of the present invention includes an intake supply unit for providing external air to the engine; A liquid oxygen supply unit installed to supply oxygen to the engine while cooling the air introduced through the intake supply unit; A heat exchanger installed to exchange heat between the air introduced through the intake supply unit and the liquid oxygen supplied through the liquid oxygen supply unit; And an oxygen tank for storing gaseous oxygen evaporated through the heat exchanger.

Description

내연기관 연비향상 시스템{SYSTEM FOR IMPROVING FUEL EFFICIENCY OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}Fuel economy improvement system of internal combustion engine {SYSTEM FOR IMPROVING FUEL EFFICIENCY OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관의 연비향상 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소를 엔진에 공급하는 것과 동시에 엔진에 공급되는 공기를 냉각하는 것에 의해 내연기관의 연비를 향상하도록 하는 내연기관의 연비향상 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel economy improvement system of an internal combustion engine, and more particularly, to an fuel economy improvement system of an internal combustion engine that improves fuel efficiency of an internal combustion engine by simultaneously supplying oxygen to the engine and cooling the air supplied to the engine. It is about.

내연기관의 연비를 향상시키도록 하는 것과 동시에 내연기관으로부터 발생되는 유해성분의 배출량을 줄이는 방법으로 산소를 엔진에 추가로 공급하는 방안은 일반적으로 알려져 있으며, 현재까지도 많은 다양한 장치 및 방법을 통하여 산소를 사용하여 내연기관의 연비향상 및 배기가스의 배출량을 감소시키는 방안이 연구되고 있다.
In order to improve the fuel efficiency of the internal combustion engine and at the same time reduce the amount of harmful components generated from the internal combustion engine, it is generally known to supply oxygen to the engine. To reduce fuel consumption and reduce emissions of internal combustion engines.

이와 관련하여 국내에서도 한국등록특허 제0675496호는 산소를 이용한 엔진의 연소장치에 관한 기술을 개시하고 있으며, 한국등록특허 제0843447호는 고농도의 산소에 의한 내연기관의 출력증강장치에 관한 기술을 개시하고 있는 바와 같이, 산소를 이용하여 내연기관의 효율을 증강하도록 하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
In this regard, Korean Patent No. 0675496 discloses a technology related to a combustion apparatus of an engine using oxygen, and Korean Patent No. 0843447 discloses a technology related to an output augmentation apparatus of an internal combustion engine using high concentration of oxygen. As is being done, various studies have been conducted to enhance the efficiency of internal combustion engines using oxygen.

또한, 내연기관의 효율을 향상시키는 방법으로, 엔진으로 공급되는 외부의 공기를 냉각하는 방법이 있다. 일반적으로 엔진으로 고온의 공기가 공급되는 경우에는 이상연소에 의해 엔진출력이 급격히 저하되는 문제가 발생하며, 또한 연비의 손실로 이어져 배기가스 중의 Nox, PM 및 매연이 증가하여 환경오염을 유발하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 현재에는 공기 냉각장치로 인터쿨러를 사용하여 이러한 냉각을 행하도록 하는 것에 의해 상술한 바와 같은 문제를 해결하고 있다.
In addition, as a method of improving the efficiency of the internal combustion engine, there is a method of cooling the outside air supplied to the engine. In general, when high temperature air is supplied to the engine, the engine output is suddenly lowered due to abnormal combustion, and fuel consumption is also lost, leading to environmental pollution by increasing Nox, PM and soot in the exhaust gas. Problems will arise. Therefore, at present, the above-mentioned problem is solved by making such cooling use an intercooler as an air cooling apparatus.

한편, 상술한 방법들은 모두 개별적인 장치 및 방법으로 형성되어 있는 바, 일반적으로 내연기관에서 엔진에 산소를 공급하기 위한 장치와 공기를 냉각하기 위한 냉각장치는 별도의 장치로 연구되고 있다.
On the other hand, the above-described methods are all formed by a separate device and method, in general, a device for supplying oxygen to the engine and a cooling device for cooling the air in the internal combustion engine has been studied as a separate device.

한편, 내연기관에서 효율을 향상시키려는 노력과 함께, 전체 시스템을 보다 단순하게 설계하기 위한 기술도 중요한 이슈가 되고 있다. 전체 시스템의 단순화는 시스템 자체의 내구성을 강화시키는 것과 동시에 단가의 절감을 가져올 수 있다는 장점이 있다.
On the other hand, along with efforts to improve efficiency in internal combustion engines, technology for designing the entire system more simply becomes an important issue. Simplification of the entire system has the advantage of increasing the durability of the system itself and reducing the cost.

이에, 본 발명의 출원인은 상술한 바와 같이 엔진에 산소를 공급하는 구성과 함께, 공기를 냉각하는 구성을 통합할 수 있는 시스템을 강구하게 되었다.
Accordingly, the applicant of the present invention has devised a system capable of integrating the configuration of cooling the air together with the configuration of supplying oxygen to the engine as described above.

본원발명의 실시예들은 엔진에 산소를 공급하도록 하는 것과 동시에 엔진으로 공급되는 공기를 냉각할 수 있는 시스템을 제공하도록 하는 것을 기술적 목적으로 한다.
Embodiments of the present invention are intended to provide a system capable of cooling oxygen supplied to the engine while at the same time supplying oxygen to the engine.

본원발명의 일 실시예는 외부공기를 엔진에 제공하도록 하는 흡기공급부; 상기 흡기공급부를 통해 유입되는 공기를 냉각하는 것과 동시에 엔진에 산소를 공급하기 위해 설치되는 액체산소공급부; 상기 흡기공급부를 통해 유입되는 공기와, 상기 액체산소공급부를 통해 공급되는 액체산소를 열교환하도록 설치되는 열교환기; 및 상기 열교환기를 통해 기화된 기체상태의 산소를 저장하는 산소탱크:를 포함할 수 있다.
One embodiment of the present invention provides an intake air supply unit for providing external air to the engine; A liquid oxygen supply unit installed to supply oxygen to the engine while cooling the air introduced through the intake supply unit; A heat exchanger installed to exchange heat between the air introduced through the intake supply unit and the liquid oxygen supplied through the liquid oxygen supply unit; And an oxygen tank for storing gaseous oxygen evaporated through the heat exchanger.

본원발명의 실시예의 상기 흡기공급부는 상기 외부공기를 필터링하는 필터부와 상기 필터링된 공기를 압축하는 제1압축기로 구성될 수 있다.
The intake air supply unit of the embodiment of the present invention may be composed of a filter unit for filtering the external air and a first compressor for compressing the filtered air.

본원발명의 실시예의 상기 산소탱크에 저장된 기체상태의 산소는 제3산소라인을 통해 상기 엔진에 공급될 수 있다.
The gaseous oxygen stored in the oxygen tank of the embodiment of the present invention may be supplied to the engine through a third oxygen line.

본원발명의 실시예의 상기 액체산소공급부로부터 상기 산소탱크에 산소를 공급하는 제4산소라인이 형성되되, 상기 제4산소라인은 액체산소를 기체산소로 기화시키기 위해 히터를 포함할 수 있다.
A fourth oxygen line for supplying oxygen to the oxygen tank from the liquid oxygen supply of the embodiment of the present invention is formed, the fourth oxygen line may include a heater to vaporize the liquid oxygen with gaseous oxygen.

본원발명의 실시예의 상기 액체산소공급부(500)로부터 상기 열교환기(300)에 산소를 공급하는 제1산소라인(510)과, 상기 열교환기(300)로부터 상기 산소탱크(400)에 산소를 공급하는 제2산소라인 상에 펌프(130)와 압력센서(150)에 의해 동작하는 밸브(140)가 설치될 수 있다.First oxygen line 510 for supplying oxygen to the heat exchanger 300 from the liquid oxygen supply unit 500 of the embodiment of the present invention, and supplies oxygen to the oxygen tank 400 from the heat exchanger 300 A valve 140 operated by the pump 130 and the pressure sensor 150 may be installed on the second oxygen line.

본원발명의 실시예의 상기 흡기공급부와 상기 열교환기 사이의 제1흡기라인에 분기라인을 설치하고, 상기 분기라인 상에 ASU(Air Separation Unit)를 설치하여 상기 외부공기로부터 산소를 분리하도록 한 후, 분리된 산소를 산소라인을 통하여 상기 산소탱크로 공급할 수 있다.
After installing a branch line in the first intake line between the intake supply unit and the heat exchanger according to an embodiment of the present invention, by installing an air separation unit (ASU) on the branch line to separate oxygen from the outside air, The separated oxygen may be supplied to the oxygen tank through an oxygen line.

상술한 본원발명의 목적은 이 기술분야에서 숙련된 당업자에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
The above object of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings, by those skilled in the art.

본원발명의 내연기관 연비향상 시스템은 엔진의 효율향상을 위해 산소를 공급하기 위한 장치를 설치하고, 상기 장치를 활용하여 엔진으로 공급되는 공기를 냉각하게 함으로써, 전체 내연기관 시스템의 연비를 향상시키도록 하는 것과 동시에 유해가스의 배출량을 감소시키도록 한 기술적 장점이 있다.
The internal combustion engine fuel efficiency improvement system of the present invention is to improve the fuel efficiency of the entire internal combustion engine system by installing a device for supplying oxygen to improve the efficiency of the engine, and by utilizing the device to cool the air supplied to the engine. At the same time, there is a technical advantage to reduce the emission of harmful gases.

또한, 본원발명은 엔진에 산소를 공급하기 위한 장치를 사용하여 공기를 냉각할 수 있도록 하는 것과 동시에 액체산소를 기화하도록 함으로써, 전체 시스템을 보다 단순하게 형성할 수 있다는 기술적 장점이 있으며, 이로 인하여 전체 시스템의 내구성의 강화 및 단가의 절감을 가져올 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the technical advantage that by using a device for supplying oxygen to the engine to cool the air and at the same time to vaporize the liquid oxygen, it is possible to form the whole system more simply, thereby There is an effect that can increase the durability of the system and reduce the cost.

또한, 본원발명에 따른 내연기관 시스템은 공간상 여유가 있는 장소에 설치를 행하는 것이 가능하다는 점에서 선박과 같이 공간상 여유가 있는 장소에 설치하는 경우, 상당한 연비향상의 효율을 가져올 수 있다.
In addition, since the internal combustion engine system according to the present invention can be installed in a place having a space in space, when installed in a place having a space in space, such as a ship, it can bring about significant fuel efficiency improvement.

도 1은 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제2실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제3실시예를 도시한다.1 is a schematic diagram of an internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention.
Figure 2 shows a second embodiment of the internal combustion engine fuel economy improvement system according to the present invention.
Figure 3 shows a third embodiment of the internal combustion engine fuel economy improvement system according to the present invention.

본 실시예에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 구체적인 구성을 도면을 참조하여 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다. A detailed configuration of the internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 개략도를 도시하고, 도 2는 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제2실시예를 도시하며, 도 3은 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제3실시예를 도시한다.
1 shows a schematic diagram of an internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention, FIG. 2 shows a second embodiment of an internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention, and FIG. 3 shows an internal combustion engine fuel efficiency improvement according to the present invention. A third embodiment of the system is shown.

본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템은 액체산소를 사용하여 엔진에 제공되는 공기를 열교환에 의해 냉각하도록 하는 것과 동시에, 상기 액체산소는 기화하도록 형성하여 엔진에 제공하도록 함으로써, 보다 간단한 구성을 가지면서 내연기관의 연비향상을 가져올 수 있도록 한 내연기관 연비향상 시스템을 제공하는 것을 그 특징으로 하는 바, 이하에서 도면을 참고하여 보다 구체적으로 본 발명을 설명하도록 한다.
The internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention uses liquid oxygen to cool the air provided to the engine by heat exchange, and at the same time, the liquid oxygen is formed to vaporize and provided to the engine, thereby having a simpler configuration. It is characterized by providing an internal combustion engine fuel economy improvement system to bring the fuel economy improvement of the internal combustion engine, it will be described below in more detail with reference to the drawings.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제1실시예는 외부공기를 엔진(200)에 제공하도록 하는 흡기공급부(100), 상기 흡기공급부(100)를 통해 유입되는 공기를 냉각하는 것과 동시에 엔진(200)에 산소를 공급하기 위해 설치되는 액체산소공급부(500), 상기 흡기공급부(100)를 통해 유입되는 공기와, 상기 액체산소공급부(500)를 통해 공급되는 액체산소를 열교환하도록 설치되는 열교환기(300) 및 상기 열교환기(300)를 통해 기화된 기체상태의 산소를 저장하는 산소탱크(400)를 포함하여 형성될 수 있다.
Referring to Figure 1, the first embodiment of the internal combustion engine fuel economy improvement system according to the present invention is the intake air supply unit 100, the air introduced through the intake air supply unit 100 to provide external air to the engine 200 The liquid oxygen supply unit 500, which is installed to supply oxygen to the engine 200 at the same time as cooling, the air introduced through the intake supply unit 100, and the liquid oxygen supply unit through the liquid oxygen supply unit 500 It may be formed including a heat exchanger 300 that is installed to exchange heat and an oxygen tank 400 for storing oxygen in the gaseous state vaporized through the heat exchanger (300).

상기 흡기공급부(100)는 엔진(200)에 공기를 공급하기 위한 구성으로 내연기관 시스템 내로 유입되는 외부공기를 필터링하는 필터부와 상기 필터링된 공기를 압축하는 제1압축기로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제1압축기에서 압축된 공기는 제1흡기라인(310)을 따라 열교환기(300)로 공급된다.
The intake supply unit 100 may be configured to supply air to the engine 200, and may include a filter unit for filtering external air introduced into the internal combustion engine system and a first compressor for compressing the filtered air. Meanwhile, the air compressed by the first compressor is supplied to the heat exchanger 300 along the first intake line 310.

상기 액체산소공급부(500)는 엔진(200)에 산소를 공급하는 것과 동시에 상기 흡기공급부(100)로부터 엔진(200)으로 제공되는 공기를 냉각하기 위해 설치되며, 제1산소라인(510)을 통해 열교환기(300)로 액체산소를 공급할 수 있도록 구성된다.
The liquid oxygen supply unit 500 is installed to supply oxygen to the engine 200 and to cool the air provided from the intake supply unit 100 to the engine 200, and through the first oxygen line 510. It is configured to supply liquid oxygen to the heat exchanger (300).

상기 열교환기(300)는 흡기공급부(100)와와 엔진(200) 사이에 설치되며, 제1흡기라인(310)을 통해 공급되는 공기를 제1산소라인(510)을 통해 액체산소공급부(500)로부터 공급되는 액체산소에 의해 냉각하는 것과 동시에, 상기 액체산소는 상기 공기와의 열교환에 의해 기화되도록 형성된다. 한편, 상기 열교환기(300)를 통해 기화된 기체상태의 산소는 제2산소라인(520)을 통해 산소탱크(400)에 공급되어 저장될 수 있다.
The heat exchanger 300 is installed between the intake supply unit 100 and the engine 200, the liquid oxygen supply unit 500 to the air supplied through the first intake line 310 through the first oxygen line 510 At the same time as cooling by the liquid oxygen supplied from the liquid oxygen, the liquid oxygen is formed to be vaporized by heat exchange with the air. Meanwhile, the gaseous oxygen vaporized through the heat exchanger 300 may be supplied to and stored in the oxygen tank 400 through the second oxygen line 520.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제1실시예는 흡기공급부(100)와 엔진(200) 사이의 제1흡기라인(310)에 열교환기(300)를 설치하여, 상기 흡기공급부(100)로부터 공급되는 공기를 액체산소공급부(500)로부터 제공되는 액체산소를 사용하여 냉각하는 것에 의해 일정부분 냉각된 공기를 엔진(200)에 공급할 수 있도록 할 수 있다. 또한 상기 열교환기(300)를 통한 열교환에 의하여 상기 액체산소는 기체상태로 상태변화 하며, 이렇게 기화된 기체상태의 산소를 산소탱크(400)에 저장하고 있다가 필요에 따라 엔진(200)에 공급할 수 있도록 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템은 상술한 바와 같이 단순한 구성을 사용하도록 하는 것에 의해, 엔진(200)에 냉각된 공기와 함께 산소를 추가적으로 공급하는 것이 가능하게 됨에 따라 엔진(200)의 연비향상과 함께 외부로 배출되는 유해가스의 배출량을 감소시킬 수 있다는 기술적 장점이 있다.
As described above, the first embodiment of the internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention by installing a heat exchanger 300 in the first intake line 310 between the intake air supply unit 100 and the engine 200, By cooling the air supplied from the intake supply unit 100 using the liquid oxygen provided from the liquid oxygen supply unit 500, it is possible to supply the cooled air to the engine 200. In addition, the liquid oxygen is changed to a gas state by heat exchange through the heat exchanger 300, and thus, the oxygen in the vaporized gas state is stored in the oxygen tank 400 and supplied to the engine 200 as necessary. It can be formed to be. Therefore, the internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention, by using a simple configuration as described above, it is possible to additionally supply oxygen with the cooled air to the engine 200 of the engine 200 In addition to improving fuel economy, there is a technical advantage that can reduce the emissions of harmful gases emitted to the outside.

도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제1실시예의 구체적인 기능을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. Referring to Figure 1, it will be described in more detail the specific function of the first embodiment of the internal combustion engine fuel economy improvement system according to the present invention.

외부로부터 유입되는 외부공기는 흡기공급부(100)의 필터부를 통해 필터링 된 후, 흡기공급부(100)에 구비된 제1압축기를 통해 압축될 수 있다. 이렇게 압축된 공기는 제1흡기라인(310)을 통해 열교환기(300)로 공급될 수 있으며, 상기 열교환기(300)에서 액체산소공급부(500)로부터 공급되는 액체산소와 열교환에 의해 공기는 냉각된 후, 제2흡기라인(320)을 통해 엔진(200)으로 공급되도록 형성될 수 있다. 상기 엔진(200)은 연료를 공급받아 출력을 발생시키며 외부로는 배기가스를 배출하도록 구성된다.
The external air introduced from the outside may be filtered through the filter unit of the intake air supply unit 100 and then compressed through the first compressor provided in the intake air supply unit 100. The compressed air may be supplied to the heat exchanger 300 through the first intake line 310, and the air is cooled by heat exchange with liquid oxygen supplied from the liquid oxygen supply unit 500 in the heat exchanger 300. Then, it may be formed to be supplied to the engine 200 through the second intake line 320. The engine 200 is configured to generate output by receiving fuel and discharge exhaust gas to the outside.

액체산소공급부(500)에 저장되어 있는 액체산소는 제1산소라인(510) 상에 설치된 펌프(130)에 의해 제1산소라인(510)을 따라 열교환기(300)로 공급되도록 구성되며, 상기 제1산소라인(510) 상에는 압력센서(150)에 의해 동작하는 밸브(140)가 설치될 수 있다. 상기 열교환기(300)에서 공기와 열교환에 의해 상기 액체산소는 기체상태의 산소로 상태변화 하며, 상기 기체상태의 산소는 제2산소라인(520)을 따라 산소탱크(400)에 저장되도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 제2산소라인(520) 상에는 펌프(130), 압력센서(150)에 의해 동작하는 밸브(140)가 설치될 수 있다. 상기 압력센서(150)에 의해 동작하는 밸브(140)는 상기 액체산소공급부(500)와 열교환기(300)에 연결되는 제1,2산소라인(510, 520)의 압력을 측정하여, 상기 액체산소공급부(500)와 열교환기(300)의 압력이 높은 경우에는 상기 밸브(140)를 통해 유체를 바이패스하여 흐르도록 하는 기능을 수행하도록 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1,2산소라인(510, 520)의 압력이 낮은 경우에는 펌프(130)를 통해 유체를 끌어올리도록 할 수 있다.
The liquid oxygen stored in the liquid oxygen supply unit 500 is configured to be supplied to the heat exchanger 300 along the first oxygen line 510 by a pump 130 installed on the first oxygen line 510. The valve 140 operated by the pressure sensor 150 may be installed on the first oxygen line 510. The liquid oxygen is changed into a gaseous state by heat exchange with air in the heat exchanger 300, and the gaseous state is configured to be stored in the oxygen tank 400 along the second oxygen line 520. Can be. Meanwhile, a valve 140 operated by the pump 130 and the pressure sensor 150 may be installed on the second oxygen line 520. The valve 140 operated by the pressure sensor 150 measures the pressure of the first and second oxygen lines 510 and 520 connected to the liquid oxygen supply unit 500 and the heat exchanger 300, and thus the liquid. When the pressure of the oxygen supply unit 500 and the heat exchanger 300 is high, the oxygen supply unit 500 may be formed to perform a function of bypassing the fluid through the valve 140. Meanwhile, when the pressure of the first and second oxygen lines 510 and 520 is low, the fluid may be pulled up through the pump 130.

한편, 상기 산소탱크(400)에 저장된 기체상태의 산소는 제3산소라인(530)을 따라 제2흡기라인(320)을 통해 공급되어 엔진(200)에 제공되도록 구성될 수 있다. 상기 산소탱크(400)에는 약 5bar 상태의 기체상태의 산소가 저장되므로, 제3산소라인(530) 상에는 압력센서(150)에 의해 동작하는 밸브(140) 만을 사용하여 유체의 흐름을 제어할 수 있다. 그러나, 필요에 따라 펌프를 추가로 설치하는 것도 가능하다.
Meanwhile, the gaseous oxygen stored in the oxygen tank 400 may be supplied through the second intake line 320 along the third oxygen line 530 to be provided to the engine 200. Since the oxygen tank 400 is stored in the gaseous state of about 5 bar state, the flow of the fluid can be controlled using only the valve 140 operated by the pressure sensor 150 on the third oxygen line 530. have. However, it is also possible to install additional pumps as needed.

따라서, 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제1실시예는 열교환기(300)를 통해 냉각된 공기를 엔진(200)에 공급할 수 있으며, 또한 열교환기(300)를 통해 기체상태의 산소를 엔진(200)에 공급할 수 있도록 구성된다는 점에서, 단순한 구성으로 내연기관의 연비향상의 효과를 가져 올 수 있다는 기술적 장점이 있다. 또한, 이렇게 흡기공기를 냉각하여 엔진(200)에 공급하는 것과 동시에 산소를 공급할 수 있도록 함으로써, 엔진(200)에서의 완전연소를 가능하게 하는 것에 의해 외부로 배출되는 Nox, PM 및 매연과 같은 유해가스 배출량을 현저히 감소시킬 수 있다는 기술적 장점이 있다.
Therefore, the first embodiment of the internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention can supply the air cooled by the heat exchanger 300 to the engine 200, and also provides oxygen in the gas state through the heat exchanger 300. In that it is configured to supply to the engine 200, there is a technical advantage that the simple configuration can bring the effect of improving the fuel economy of the internal combustion engine. In addition, by cooling the intake air and supplying the oxygen to the engine 200 at the same time, it is possible to supply oxygen, thereby enabling harmful combustion such as Nox, PM and soot discharged to the outside by enabling complete combustion in the engine 200. The technical advantage is that it can significantly reduce gas emissions.

도 2에는 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제2실시예가 도시되어 있다. 상기 제2실시예에 개시된 구성 중, 본 발명의 제1실시예와 구성이 동일한 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
Figure 2 shows a second embodiment of the internal combustion engine fuel economy improvement system according to the present invention. In the configuration disclosed in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment of the present invention will be omitted.

제2실시예는 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예에 액체산소공급부(500)로부터 직접 엔진(200)으로 산소를 공급할 수 있는 구성을 추가한 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로 이를 설명하면, 액체산소공급부(500)로부터 산소탱크(400)로 산소를 공급할 수 있는 제4산소라인(540)을 추가로 설치할 수 있도록 한다.
The second embodiment is characterized by adding a configuration capable of supplying oxygen directly to the engine 200 from the liquid oxygen supply unit 500 to the first embodiment of the present invention shown in FIG. In more detail, the fourth oxygen line 540 capable of supplying oxygen from the liquid oxygen supply unit 500 to the oxygen tank 400 may be additionally installed.

이때, 상기 액체산소공급부(500)로부터 공급되는 산소는 액체산소라는 점에서, 상기 제4산소라인(540) 상에 상기 액체산소를 기체상태의 산소로 상태변화시키기 위해 히터를 추가로 설치하는 것이 가능하다. 또한, 상기 제4산소라인(540) 상에 제2압축기(170)를 추가로 설치하도록 하여, 상기 산소탱크(400)에 들어가는 산소의 압력을 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 제4산소라인(540) 상에는 압력센서(150)에 의해 구동되는 밸브(140)가 설치될 수 있다.
At this time, since the oxygen supplied from the liquid oxygen supply unit 500 is liquid oxygen, the heater is additionally installed on the fourth oxygen line 540 to change the state of the liquid oxygen into gaseous oxygen. It is possible. In addition, by installing a second compressor 170 on the fourth oxygen line 540, it is possible to control the pressure of oxygen entering the oxygen tank 400. Therefore, the valve 140 driven by the pressure sensor 150 may be installed on the fourth oxygen line 540.

한편, 상술한 바와 같이, 산소탱크(400)에 저장된 기체상태의 산소는 제3산소라인(530)을 따라 제2흡기라인(320)에 공급되어 엔진(200)에 산소를 공급하는 것이 가능하며, 또는 상기 제3산소라인(530)을 통해 엔진(200)에 직접 산소를 공급하는 것이 가능하다.
Meanwhile, as described above, the gaseous oxygen stored in the oxygen tank 400 is supplied to the second intake line 320 along the third oxygen line 530 to supply oxygen to the engine 200. Alternatively, the oxygen may be directly supplied to the engine 200 through the third oxygen line 530.

도 3에는 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템의 제3실시예가 도시되어 있다. 상기 제3실시예에 개시된 구성 중, 이미 설명된 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예와 구성이 동일한 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
3 shows a third embodiment of the internal combustion engine fuel efficiency improvement system according to the present invention. In the configuration disclosed in the third embodiment, the same configuration as that of the first and second embodiments of the present invention described above will be omitted.

제3실시예는 도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예에 ASU(air separation unit,600)를 추가로 설치한 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로 이를 설명하면, 흡기공급부(100)로부터 제공되는 공기를 공급하는 제1흡기라인(310) 상에 분기라인(610)을 설치하는 것에 의해 공기를 분기하여 ASU(600)로 공급하도록 한 후, 상기 ASU(600)에서 산소를 분리하도록 하고, 이렇게 분리된 산소는 산소라인(620)을 통해 산소탱크(400)에 저장할 수 있도록 구성될 수 있다.
The third embodiment is characterized in that the air separation unit 600 (ASU) in addition to the second embodiment of the present invention shown in FIG. In more detail, the branching line 610 is installed on the first intake line 310 for supplying air provided from the intake supply unit 100 to branch the air to supply the ASU 600. Then, to separate the oxygen in the ASU 600, this separated oxygen may be configured to be stored in the oxygen tank 400 through the oxygen line 620.

한편, 상술한 바와 같이, 산소탱크(400)에 저장된 기체상태의 산소는 제3산소라인(530)을 따라 제2흡기라인(320)에 공급되어 엔진(200)에 산소를 공급하는 것이 가능하며, 또는 상기 제3산소라인(530)을 통해 엔진(200)에 직접 산소를 공급하는 것이 가능하다.
Meanwhile, as described above, the gaseous oxygen stored in the oxygen tank 400 is supplied to the second intake line 320 along the third oxygen line 530 to supply oxygen to the engine 200. Alternatively, the oxygen may be directly supplied to the engine 200 through the third oxygen line 530.

상기 제2실시예 및 제3실시예에 개시되어 있는 바와 같이, 엔진(200)에 산소를 공급할 수 있는 구성은 다양하게 형성할 수 있으며, 본 발명의 상술한 바와 같은 설명에 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에는 산소를 공급할 수 있는 다양한 실시예를 추가하는 것이 가능하다.
As disclosed in the second and third embodiments, a configuration capable of supplying oxygen to the engine 200 may be variously formed, and the technical scope of the present invention is described in the above description of the present invention. Is not limited. That is, it is possible to add various embodiments to the present invention that can supply oxygen.

한편, 본 발명의 실시예들은 다양한 장소에 설치를 행하는 것이 가능하다. 그러나, 실제 본 발명의 실시예를 설치하기 위해서는 별도의 액체산소공급부 및 열교환기가 필요로 하다는 점에서, 어느 정도 공간적 여유가 필요하다. 따라서, 본 발명에 따른 내연기관 연비향상 시스템은 선박과 같이 엔진룸의 공간이 충분히 확보할 수 있는 장소에 설치를 행하는 것이 가능하다. 선박의 경우 상당히 많은 연료를 소모한다는 점에서, 본 발명에 따른 내연기관 시스템을 설치하는 경우 상당히 많은 연료소비를 절감할 수 있는 것과 동시에 Nox, PM 및 매연과 같은 유해가스 배출량을 상당한 정도로 감소시킬 수 있다는 기술적 장점이 있다.
On the other hand, embodiments of the present invention can be installed in various places. However, in order to actually install an embodiment of the present invention, a separate liquid oxygen supply unit and a heat exchanger are required, so that a certain amount of space is required. Therefore, the internal combustion engine fuel efficiency improvement system which concerns on this invention can be installed in the place which can fully secure the space of an engine room like a ship. In the case of ships consume a lot of fuel, the installation of the internal combustion engine system according to the present invention can significantly reduce the fuel consumption, and at the same time can significantly reduce the emissions of harmful gases such as Nox, PM and soot. It has a technical advantage.

이상에서의 서술은 특정의 실시예와 관련한 것으로, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

100: 흡기공급부 130: 펌프
140: 밸브 150: 압력센서
170: 제2압축기 200: 엔진
300: 열교환기 310: 제1흡기라인
320: 제2흡기라인 400: 산소탱크
500: 액체산소공급부 510: 제1산소라인
520: 제2산소라인 600: ASU100: intake air supply 130: pump
140: valve 150: pressure sensor
170: second compressor 200: engine
300: heat exchanger 310: first intake line
320: second intake line 400: oxygen tank
500: liquid oxygen supply unit 510: the first oxygen line
520: second oxygen line 600: ASU

Claims (6)

외부공기를 엔진(200)에 제공하도록 하는 흡기공급부(100);
상기 흡기공급부(100)를 통해 유입되는 공기를 냉각하는 것과 동시에 엔진(200)에 산소를 공급하기 위해 설치되는 액체산소공급부(500);
상기 흡기공급부(100)를 통해 유입되는 공기와, 상기 액체산소공급부(500)를 통해 공급되는 액체산소를 열교환하도록 설치되는 열교환기(300); 및
상기 열교환기(300)를 통해 기화된 기체상태의 산소를 저장하는 산소탱크(400):를 포함하는 내연기관 연비향상 시스템.
An intake air supply unit 100 for providing external air to the engine 200;
A liquid oxygen supply unit 500 installed to cool the air introduced through the intake supply unit 100 and supply oxygen to the engine 200;
A heat exchanger (300) installed to exchange heat between the air introduced through the intake supply unit (100) and the liquid oxygen supplied through the liquid oxygen supply unit (500); And
An internal combustion engine fuel efficiency improvement system comprising: an oxygen tank (400) for storing gaseous oxygen vaporized through the heat exchanger (300).
청구항 1에 있어서,
상기 흡기공급부(100)는 상기 외부공기를 필터링하는 필터부와 상기 필터링된 공기를 압축하는 제1압축기로 구성되는 내연기관 연비향상 시스템.
The method according to claim 1,
The intake air supply unit (100) is an internal combustion engine fuel efficiency improvement system comprising a filter unit for filtering the external air and the first compressor for compressing the filtered air.
청구항 1에 있어서,
상기 산소탱크(400)에 저장된 기체상태의 산소는 제3산소라인(530)을 통해 상기 엔진(200)에 공급되는 내연기관 연비향상 시스템.
The method according to claim 1,
The gaseous oxygen stored in the oxygen tank 400 is supplied to the engine 200 through the third oxygen line (530) fuel economy improvement system.
청구항 1에 있어서,
상기 액체산소공급부(500)로부터 상기 산소탱크(400)에 산소를 공급하는 제4산소라인(540)이 형성되되, 상기 제4산소라인(540)은 액체산소를 기체산소로 기화시키기 위해 히터를 포함하는 내연기관 연비향상 시스템.
The method according to claim 1,
A fourth oxygen line 540 is formed to supply oxygen to the oxygen tank 400 from the liquid oxygen supply unit 500. The fourth oxygen line 540 uses a heater to vaporize liquid oxygen into gaseous oxygen. Internal combustion engine fuel economy improvement system.
청구항 1에 있어서,
상기 액체산소공급부(500)로부터 상기 열교환기(300)에 산소를 공급하는 제1산소라인(510)과, 상기 열교환기(300)로부터 상기 산소탱크(400)에 산소를 공급하는 제2산소라인(520) 상에 펌프(130)와 압력센서(150)에 의해 동작하는 밸브(140)가 설치되는 내연기관 연비향상 시스템.
The method according to claim 1,
A first oxygen line 510 for supplying oxygen to the heat exchanger 300 from the liquid oxygen supply unit 500, and a second oxygen line for supplying oxygen to the oxygen tank 400 from the heat exchanger 300. The internal combustion engine fuel efficiency improvement system is installed on the valve (140) operated by the pump 130 and the pressure sensor (150).
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡기공급부(100)와 상기 열교환기(300) 사이의 제1흡기라인(310)에 분기라인(610)을 설치하고,
상기 분기라인(610) 상에 ASU(Air Separation Unit, 600)를 설치하여 상기 외부공기로부터 산소를 분리하도록 한 후, 분리된 산소를 산소라인(620)을 통하여 상기 산소탱크(400)로 공급하는 내연기관 연비향상 시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
The branch line 610 is installed in the first intake line 310 between the intake supply unit 100 and the heat exchanger 300,
An ASU (Air Separation Unit, 600) is installed on the branch line 610 to separate oxygen from the outside air, and the separated oxygen is supplied to the oxygen tank 400 through the oxygen line 620. Internal combustion engine fuel economy improvement system.
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