KR101768646B1

KR101768646B1 - 연료 활성화 장치

Info

Publication number: KR101768646B1
Application number: KR1020160082858A
Authority: KR
Inventors: 서수봉
Original assignee: 서수봉
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2017-08-17

Abstract

본 발명은 연료펌프에 의해 압송되는 연료를 활성화시켜 연료의 연소효율을 크게 높여 연비 향상 및 배기가스 저감 등의 효과가 기대되는 연료 활성화 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 연료유입구가 상부에 형성된 상부케이스; 상기 상부케이스의 하부에 결합되고 연료토출구가 하부에 형성된 하부케이스; 상기 상부케이스의 내측 상부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 하부로 갈수록 직경이 확대되게 테이퍼진 복수 개의 상부원뿔스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 상부원뿔스크루유닛; 상기 상부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상하로 직경이 일정한 복수 개의 상부원통스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 상부원통스크루유닛; 상기 하부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상부로 갈수록 직경이 확대되게 테이퍼진 복수 개의 하부원뿔스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 하부원뿔스크루유닛; 상기 상부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상하로 직경이 일정한 복수 개의 하부원통스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 하부원통스크루유닛; 상기 상부원통스크루유닛과 하부원통스크루유닛의 사이에 설치된 복사활성부재; 상기 상부원통스크루유닛과 하부원통스크루유닛의 내측에 설치된 자력활성부재; 상기 상부원뿔스크루유닛과 상부원통스크루유닛의 사이 및 하부원통스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 사이에 각각 설치된 자력보조부재; 및 상기 상부원뿔스크루유닛과 상부원통스크루유닛의 사이 및 하부원통스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 사이에 각각 설치된 정류판;으로 구성된 연료 활성화 장치에 있어서, 상기 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 외주면은 계단 형상의 단차가 없는 경사면으로 형성되고, 상기 상부케이스와 하부케이스의 내측 상부 내주면은 상기 경사면과 대응되는 경사면으로 형성되어, 상기 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로가 단차 없이 연속적으로 연결되어 연료가 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로를 통과할 때 끊어짐 없이 연속적인 흐름으로 유동하게 되는 것을 특징으로 하는 연료 활성화 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

연료 활성화 장치{Apparatus for activating a fuel}

본 발명은 연료펌프에 의해 압송되는 연료를 활성화시켜 연료의 연소효율을 크게 높여 연비 향상 및 배기가스 저감 등의 효과가 기대되는 연료 활성화 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에서 엔진으로 흡입되는 공기와 연료는 그 중량비율이 14.7:1일때 이론상 완전 연소가 되는 것으로 알고 있다. 그러나 실제 자동차용 엔진은 연소효율이 100%가 되지 못하므로 엔진효율 및 출력을 높이기 위해 더욱 많은 연료를 공급하고 있다.

이때 엔진으로 공급된 연료 중에서 완전히 연소되지 않은 연료는 배기가스에 혼합되어 외부로 배출되면서 대기 오염의 주범으로 작용하게 된다. 즉, 연료는 연료대로 소비되면서 연료 소비가 많아지고 연소되지 않은 연료는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC) 및 산화질소(NOx) 등의 오염물질을 발생시키는 대기환경을 오염시키는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 본 출원인에 의해 연료를 활성화시켜 연료의 연소효율을 높이도록 한 연료의 효율을 향상시키는 연료 활성화 장치가 제시된 바가 있다.

상기 연료의 효율을 향상시키는 연료 활성화 장치는 연료탱크에 연결되는 상부케이스와, 상부케이스의 하부에 결합되고 연소실에 연결되는 하부케이스와, 상부케이스의 내측에 설치되는 복수 개의 상부원뿔스크루와, 하부케이스의 내측에 설치되는 하부원뿔스크루와, 상부원뿔스크루의 하부에 설치되는 상부원통스크루와, 하부원뿔스크루의 상부에 설치되는 하부원통스크루와, 상부원통스크루와 하부원통스크루의 사이에 설치되는 복사활성부재와, 상부원통스크루와 하부원통스크루의 내부에 설치되는 자력활성부재와, 상부원뿔스크루와 상부원통스크루의 사이 및 하부원뿔스크루와 하부원통스크루의 사이에 설치되는 자력보조부재로 구성되어 있다.

즉, 연료는 상부케이스로 유입되어 하부케이스로 유출되는 과정에서 상부원뿔스크루, 자력보조부재, 상부원뿔스크루, 자력활성부재, 하부원통스크루, 하부원뿔스크루를 통과하면서, 와류 및 변류됨과 동시에 운동에너지가 증가하여 활성화되고 화학적으로도 활성화됨과 동시에 미세 이온화되어 연료의 연소효율이 향상되게 된다.

여기서 상부원뿔스크루와 하부원뿔스크루는 각각 길이가 서로 다르고 상부가 평면인 원뿔 형상으로 이루어진 복수 개가 내외측으로 다단 삽입되어 결합되는 구조이다.

즉, 상부원뿔스크루와 하부원뿔스크루는 상부가 평면임에 따라 내외측 방향으로의 단과 단 사이에 단차가 형성되어 외측 가장자리가 계단 형태를 이루게 된다.

따라서 연료가 상부원뿔스크루와 하부원뿔스크루에 형성된 유로를 통과할 때 유로가 끊어지면서 통과 저항이 커져 제대로 와류 및 변류되지 않아 원하는 운동에너지를 얻지 못하는 구조적 한계가 있다.

이러한 구조적 한계를 극복하기 위해서는 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체가 결합될 때 와류 및 변류를 방해하고 운동에너지 증가를 막는 단차가 발생하지 않는 형태를 가진 구조로 보완해야 할 필요가 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0227785호, 2001.06.15.자 공고.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 상부원뿔스크루와 하부원뿔스크루의 결합에 의해 발생하여 연료의 원활할 흐름을 단절시키는 단차를 없애 연료의 활성화가 원활하게 이루어지게 함으로써 연소효율을 획기적으로 높여 높이고 연비를 더욱 향상시키고 대기오염을 크게 줄일 수 있는 줄일 수 있는 연료 활성화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 활성화 장치는 연료유입구가 상부에 형성된 상부케이스; 상기 상부케이스의 하부에 결합되고 연료토출구가 하부에 형성된 하부케이스; 상기 상부케이스의 내측 상부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 하부로 갈수록 직경이 확대되게 테이퍼진 복수 개의 상부원뿔스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 상부원뿔스크루유닛; 상기 상부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상하로 직경이 일정한 복수 개의 상부원통스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 상부원통스크루유닛; 상기 하부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상부로 갈수록 직경이 확대되게 테이퍼진 복수 개의 하부원뿔스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 하부원뿔스크루유닛; 상기 상부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상하로 직경이 일정한 복수 개의 하부원통스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 하부원통스크루유닛; 상기 상부원통스크루유닛과 하부원통스크루유닛의 사이에 설치된 복사활성부재; 상기 상부원통스크루유닛과 하부원통스크루유닛의 내측에 설치된 자력활성부재; 상기 상부원뿔스크루유닛과 상부원통스크루유닛의 사이 및 하부원통스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 사이에 각각 설치된 자력보조부재; 및 상기 상부원뿔스크루유닛과 상부원통스크루유닛의 사이 및 하부원통스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 사이에 각각 설치된 정류판;으로 구성된 연료 활성화 장치에 있어서, 상기 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 외주면은 계단 형상의 단차가 없는 경사면으로 형성되고, 상기 상부케이스와 하부케이스의 내측 상부 내주면은 상기 경사면과 대응되는 경사면으로 형성되어, 상기 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로가 단차 없이 연속적으로 연결되어 연료가 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로를 통과할 때 끊어짐 없이 연속적인 흐름으로 유동하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부원뿔스크루단위체 중에서 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체의 상부면은 평면으로 형성되고, 상기 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체를 제외한 상부원뿔스크루단위체의 상부면은 상기 경사면의 각도와 대응되는 경사면으로 형성되며, 상기 하부원뿔스크루단위체 중에서 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체의 하부면은 평면으로 형성되고, 상기 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체를 제외한 하부원뿔스크루단위체의 하부면은 상기 경사면의 각도와 대응되는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로는 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 중심을 수직으로 관통하는 수직선을 기준으로 40~45°의 각도로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부케이스의 하부에는 내주면에 암나사가 형성된 수용편이 구비되고, 상기 하부케이스의 상부에는 외주면에 상기 암나사와 대응되는 수나사가 형성된 삽입편이 구비되어, 수용편에 삽입편이 삽입되어 나사 결합되면서 상부케이스와 하부케이스 상하로 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 수용편과 상기 삽입편의 사이에는 밀폐링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛에 구비된 안내유로가 끊어짐 없이 연속적으로 연결됨에 따라 이를 통과하는 연료의 유동 흐름이 끊기지 않게 됨으로써 연료의 활성화가 원활하게 이루어지는 이점이 있다.

그리고 상부케이스와 하부케이스는 상하 나사식으로 결합 설치됨에 따라 상부케이스와 하부케이스 간의 분해 조립이 용이하고 신속하여 유지보수 관리가 매우 편리한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 연료 활성화 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 연료 활성화 장치를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 상부원뿔스크루유닛의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 상부원뿔스크루유닛의 조립 단면도.

본 발명은 연료탱크에서 엔진의 연소실로 공급되는 연료를 활성화시켜 연소효율을 높이고자 한 연료 활성화 장치에 관한 것입니다.

특히, 본 발명에 따른 연료 활성화 장치는 본 출원인에 의해 선출되어 공개된 연료의 효율을 향상시키는 연료 활성화 장치의 단점을 개선 보완하여 연료의 활성화를 더욱 원활하게 하여 연소효율을 극대화시킴으로써 연비 향상 및 배기가스 절감 등의 효과를 더욱 높인 것이 특징이다.

이러한 특징은 상부케이스의 내측 상부에 설치된 상부원뿔스크루유닛과 하부케이스의 내측 하부에 설치된 하부원뿔스크루유닛에 각각 형성되어 연료를 와류 및 변류시키고 운동에너지를 증가시켜 통과되도록 유도하는 안내유로가 끊어짐 없이 연속적으로 이어지도록 한 구조에 의해 달성된다.

즉, 본 출원인에 의해 선출된 종래 구조와 달리 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 외주면이 계단 모양의 단차가 없는 경사면으로 형성되어 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 외주면에 형성된 안내유로를 따라 통과하는 연료가 끊어짐 없이 유동하여 흐르는 구조에 의한 것이다.

따라서 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 안내유로에 의해 연료의 와를 원활하게 되고 연료의 유동에 따른 운동에너지도 더욱 증대되어 원료의 활성화를 더욱 강화함으로써 연소효율을 크게 높일 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료 활성화 장치의 구조를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료 활성화 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 상부케이스(10)와 하부케이스(20)와 상부원뿔스크루유닛(30)과 상부원통스크루유닛(40)과 복사활성부재(50)와 하부원통스크루유닛(60)과 하부원뿔스크루유닛(70)과 자력활성부재(80)와 자력보조부재(90) 및 정류판(100)으로 구성된다.

먼저, 상기 상부케이스(10)와 하부케이스(20)는 원통의 콘 형상으로 형성되고 상부 중심에 연료탱크(미도시)와 연결되어 연료가 유입되는 연료유입구(11)가 설치된다.

그리고 상부케이스(10)의 하부에는 가장자리단을 따라 수용편(12)이 돌출 형성되고, 수용편(12)의 내주면에는 후술할 하부케이스(20)의 상부와의 나사 체결을 위한 암나사(12a)가 형성된다.

다음으로, 상기 하부케이스(20)는 원통의 콘 형상으로 형성되고 하부 중심에 상부케이스(10)의 연료유입구(11)를 통해 주입된 연료를 엔진의 연소실(미도시)로 토출시키는 연료토출구(21)가 설치된다.

그리고 하부케이스(20)의 상부에는 가장자리단을 따라 상부케이스(10)의 수용편(12) 내측으로 삽입되는 삽입편(22)이 돌출 형성되고, 삽입편(22)의 외주면에는 수용편(12)의 암나사(12a)와 대응되는 수나사(22a)가 형성된다.

즉, 상부케이스(10)와 하부케이스(20)는 수용편(12)에 삽입편(22)이 삽입된 상태에서 암나사(12a)와 수나사(22a)의 나사 결합에 의해 상하로 상호 결합된 형태를 이루면서 연료탱크와 연소실의 사이에 연결 설치된다.

단, 수용편(12)과 삽입편(22)의 사이에는 상호 나사 체결에 따른 수용편(12)과 삽입편(22) 간의 유격에 차단하여 상부케이스(10)와 하부케이스(20)의 내부에서 유동하는 연료가 외부로 누출되지 않게 하는 링 형상의 밀폐링(110)이 압착된 상태로 둘러 설치된다.

다음으로, 상기 상부원뿔스크루유닛(30)은 상부케이스(10)의 내측 상부에 설치되고 복수 개의 상부원뿔스크루단위체(31)가 내측에서 외측으로 다단으로 결합 설치된 형태를 가진다.

즉, 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체(31)는 봉 형상을 가지고 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체(31)의 외측에 차례대로 결합되는 나머지 다른 상부원뿔스크루단위체(31)는 중공이 형성된 관 형상을 가진다. 그리고 상부원뿔스크루단위체(31)는 내외측 다단으로 결합 가능하도록 상부에서 하부로 갈수록 내외경이 확대되게 테이퍼진 형태를 가진다.

이때 각 상부원뿔스크루단위체(31)의 외주면에는 연료유입구(11)를 통해 상부케이스(10)의 내부로 유입된 연료가 와류 형태로 통과하도록 유도하는 안내유로(32)가 나선형으로 함몰 형성된다.

즉, 연료는 안내유로(32)의 작용에 의해 상부케이스(10)의 내주면과 가장 외측에 설치된 상부원뿔스크루단위체(31)의 사이와, 나머지 다른 상부원뿔스크루단위체(31)의 사이사이를 통과하면서 와류 형태로 유동하고 유동에 따른 운동에너지도 증가하게 된다.

여기서 상부원뿔스크루유닛(30)은 상기한 안내유로(32)가 끊어짐 없이 자연스럽게 이어지도록 외주면이 계단 모양의 단차가 없는 경사면(33)으로 형성된다. 그리고 상부케이스(10)의 내주면도 경사면(33)과 대응되는 경사면(13)으로 형성된다.

즉, 상부원뿔스크루유닛(30)을 구성하는 상부원뿔스크루단위체(31) 중에서 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체(31)의 상부면은 평면으로 형성되고, 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체(31)를 제외한 상부원뿔스크루단위체(31)의 상부면은 경사면(33)의 각도와 대응되는 경사면으로 형성된다.

따라서 상부원뿔스크루유닛(30)의 외주면은 경사면(33)을 이루게 되면서 각 상부원뿔스크루단위체(31)의 외주면에 형성된 안내유로(32)는 끊어짐 없이 연속적으로 이어짐으로써 연료의 유동 흐름이 단절되지 않아 원활한 와류를 보장하여 연료의 활성화 효과를 높일 수 있다.

이때 연료의 활성화 효과를 높이기 위해서는 각 상부원뿔스크루단위체(31)의 외주면에 형성된 안내유로(32)는 상부원뿔스크루유닛(30)의 중심을 수직으로 관통하는 수직선을 기준으로 하여 40~45°의 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 연료의 공급이 안정적으로 이루어질 수 있는 연료의 최대 유동 압력 이하에서 연료의 유동거리를 최대한 길게 연장시켜 연료의 와류 흐름을 더욱 강화시키기 위함이다.

따라서 안내유로(32)의 형성각도가 상기 각도 범위보다 작으면 유동거리가 상대적으로 짧아 연료의 활성화 효과가 미미하고 상기 각도 범위보다 크면 연료의 유동 압력이 크게 증가하여 연료의 공급이 안정적이지 못하므로 상기 각도 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 상부원통스크루유닛(40)은 상부케이스(10)의 내측 하부에 상부원뿔스크루유닛(30)과 소정 간격을 두고 설치되고 복수 개의 상부원통스크루단위체(41)가 내외측으로 다단 결합 설치된 형태를 가진다.

즉, 상부원통스크루유닛(40)은 내외경이 서로 다르고 중공이 형성된 복수 개의 상부원통스크루단위체(41)가 내측에서 외측으로 다단 결합 설치된 것이다. 단, 상부원통스크루단위체(41)는 상하로 직경이 일정한 관 형태를 가진다.

이때 각 상부원통스크루단위체(41)의 외주면에는 상부원뿔스크루유닛(30)의 안내유로(32)를 통과한 연료가 와류 형태를 그리면서 통과하도록 유도하는 안내유로(42)가 나선형으로 함몰 형성된다.

즉, 연료는 안내유로(42)의 작용에 의해 상부케이스(10)의 내주면과 가장 외측에 설치된 상부원통스크루단위체(41)의 사이와, 나머지 다른 상부원통스크루단위체(41)의 사이사이를 통과하면서 와류 형태로 유동하고 유동에 따른 운동에너지도 증가하게 된다.

다음으로, 상기 복사활성부재(50)는 상부케이스(10)와 하부케이스(20)의 내측에서 상부원통스크루유닛(40)과 후술할 하부원통스크루유닛(60)의 사이에 설치되고 소정 크기를 가진 복수 개의 세라믹볼(51)로 구성되고 세라믹볼(51)은 그물 형태의 정류망(52)으로 둘러싼 상태로 설치된다.

이때 세라믹볼(51)은 원적외선을 방출하도록 게르마늄, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 몰리브덴 중의 하나 이상이 혼합된 다공성 구조로 이루어진다. 그리고 세라믹볼(51)은 외부의 압력에 의해 탄력적으로 변형되도록 소정의 탄력성을 가진다.

따라서 상부원뿔스크루유닛(30)과 상부원통스크루유닛(40)을 차례대로 통과한 연료는 복사활성부재(50)를 이루는 세라믹볼(51)의 사이사이와 그 기공을 통과하는 과정에서 원적외선에 의해 활성화 상태로 변화하게 된다.

다음으로, 상기 하부원통스크루유닛(60)은 하부케이스(20)의 내측 상부에 설치되고 복수 개의 하부원통스크루단위체(61)가 내외측으로 다단 결합 설치된 형태를 가진다.

즉, 하부원통스크루유닛(60)은 내외경이 서로 다르고 중공이 형성된 복수 개의 하부원통스크루단위체(61)가 내측에서 외측으로 다단 결합 설치된 것이다. 단, 하부원통스크루단위체(61)는 상하로 직경이 일정한 관 형태를 가진다.

이때 각 하부원통스크루단위체(61)의 외주면에는 복사활성부재(50)를 통과한 연료가 다시 와류 형태를 그리면서 통과하도록 유도하는 안내유로(62)가 나선형으로 함몰 형성된다.

즉, 연료는 안내유로(62)의 작용에 의해 하부케이스(20)의 내주면과 가장 외측에 설치된 하부원통스크루단위체(61)의 사이와, 나머지 다른 하부원통스크루단위체(61)의 사이사이를 통과하면서 재차 와류 형태로 유동하고 유동에 따른 운동에너지도 증가하게 된다.

다음으로, 상기 하부원뿔스크루유닛(70)은 하부케이스(20)의 내측 하부에 하부원통스크루유닛(60)과 소정간격을 두고 설치되고 복수 개의 하부원뿔스크루단위체(71)가 내측에서 외측으로 다단으로 결합 설치된 형태를 가진다.

즉, 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체(71)는 봉 형태를 가지고 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체(71)의 외측에 차례대로 결합되는 나머지 다른 하부원뿔스크루단위체(71)는 중공이 형성된 관 형태를 가진다. 그리고 하부원뿔스크루단위체(71)는 내외측 다단으로 결합 가능하도록 하부에서 상부로 갈수록 내외경이 확대되게 테이퍼진 형태를 가진다.

이때 각 하부원뿔스크루단위체(71)의 외주면에는 하부원통스크루유닛(60)을 통과한 연료가 와류 형태로 통과하도록 유도하는 안내유로(72)가 나선형으로 함몰 형성된다.

즉, 연료는 안내유로(72)의 작용에 의해 하부케이스(20)의 내주면과 가장 외측에 설치된 하부원뿔스크루단위체(71)의 사이와, 나머지 다른 하부원뿔스크루단위체(71)의 사이사이를 통과하면서 와류 형태로 유동하고 유동에 따른 운동에너지도 증가하게 된다.

여기서 하부원뿔스크루유닛(70)은 안내유로(72)가 끊어짐 없이 자연스럽게 이어지도록 외주면이 계단 모양의 단차가 없는 경사면(73)으로 형성된다. 그리고 하부케이스(20)의 내주면도 경사면(73)과 대응되는 경사면(23)으로 형성된다.

즉, 하부원뿔스크루유닛(70)을 구성하는 하부원뿔스크루단위체(71) 중에서 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체(71)의 하부면은 평면으로 형성되고, 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체(71)를 제외한 하부원뿔스크루단위체(71)의 하부면은 경사면(73)의 각도와 대응되는 경사면으로 형성된다.

따라서 하부원뿔스크루유닛(70)의 외주면은 경사면(73)을 이루게 되면서 각 하부원뿔스크루단위체(71)의 외주면에 형성된 안내유로(73)는 끊어짐 없이 연속적으로 이어짐으로써 연료의 유동 흐름이 단절되지 않아 원활한 와류를 보장하여 연료의 활성화 효과를 높일 수 있다.

이때 연료의 활성화 효과를 높이기 위해서는 각 하부원뿔스크루단위체(71)의 외주면에 형성된 안내유로(73)는 하부원뿔스크루유닛(70)의 중심을 수직으로 관통하는 수직선을 기준으로 하여 40~45°의 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 연료의 공급이 안정적으로 이루어지는 연료의 최대 유동 압력 이하에서 연료의 유동거리를 최대한 길게 연장시켜 연료의 와류 흐름을 더욱 강화시키기 위함이다.

따라서 안내유로(72)의 형성각도가 상기 각도 범위보다 작으면 유동거리가 상대적으로 짧아 연료의 활성화 효과가 미미하고 상기 각도 범위보다 크면 연료의 유동 압력이 크게 증가하여 연료의 공급이 안정적이지 못하므로 상기 각도 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 자력활성부재(80)는 상부원통스크루유닛(40)과 하부원통스크루유닛(60)의 내측에 각각 설치되어 상부원통스크루유닛(40)과 하부원통스크루유닛(60)을 통과하는 연료를 자석의 인력 및 척력을 이용하여 활성화시킨다.

이때 자력활성부재(80)는 복수 개의 히토류 자석(81)과 자성체 세라믹(82)으로 구성된다.

상기 히토류 자석(81)은 상하면이 평평한 원판 형상을 가지고 외주면이 상부원통스크루유닛(40)과 하부원통스크루유닛(60)의 내측면에 접촉된 상태로 설치된다.

단, 상부원통스크루유닛(40)의 내측에 설치되는 히토류 자석들을 서로 인력이 작용하는 극성을 띄고 하부원통스크루유닛(60)의 내측에 설치되는 히토류 자석(81)들을 서로 인력이 작용하는 극성을 띄며 상부원통스크루유닛(40)의 내측에 설치되는 히토류 자석(81)들과 하부원통스크루유닛(60)의 내측에 설치되는 히토류 자석(81)들은 서로 척력이 작용하는 극성을 띄도록 설치된다.

상기 자성체 세라믹(82)은 히토류 자석(81)과 동일한 형상과 크기를 가지고 히토류 자석(81)의 사이사이에서 외주면이 상부원통스크루유닛(40)과 하부원통스크루유닛(60)의 내측면에 접촉된 상태로 설치된다.

이때 자성체 세라믹(82)은 히토류 자석(81)의 자력을 전달받아 자화되는 상자성체 물질로 구성되어 자화를 통해 히토류 자석(81)의 자력을 조절 및 분산하게 된다.

다음으로, 상기 자력보조부재(90)는 상부원뿔스크루유닛(30)과 상부원통스크루유닛(40)의 사이 공간 및 하부원통스크루유닛(60)과 하부원뿔스크루유닛(70)의 사이에 각각 둘러 설치되어 연료를 미세 이온화시킨다.

즉, 자력보조부재(90)는 링 형상을 가지고 자력에 의해 자화되는 상자성체 물질인 세라믹 재질로 구성된다.

따라서 자력보조부재(90)는 히토류 자석(91)의 자력을 전달받아 자화되면서 상부원뿔스크루유닛(30)과 상부원통스크루유닛(40)의 사이 및 하부원통스크루유닛(60)과 하부원뿔스크루유닛(70)의 사이를 각각 통과하는 연료의 분자입자를 세분화하여 산소 친화력이 향상된 미세 입자로 분할하게 된다.

마지막으로, 상기 정류판(100)은 상부원뿔스크루유닛(30)과 상부원통스크루유닛(40)의 사이 및 하부원통스크루유닛(60)과 하부원뿔스크루유닛(70)의 사이에 각각 설치되어 연료의 미세 분자가 재결합되지 않게 통과시킨다.

이때 정류판(100)은 박막형 원판 형태로 구성되고 연료의 미세 분자가 재결합되지 않게 통과시키는 미세 관통공이 상하 수직으로 관통 형성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연료 활성화 장치의 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연료탱크에 저장된 연료가 연료유입구(11)를 통해 상부케이스(10) 내측으로 유입된다. 그러면 연료는 상부원뿔스크루유닛(30)의 안내유로(32)를 따라 유동 흐름의 끊김 없이 와류 형태로 통과하게 된다.

그런 다음 연료는 상부원뿔스크루유닛(30)과 상부원통스크루유닛(40)의 사이에 설치된 정류판(100)의 미세 관통공을 통과한 후 상부원통스크루유닛(40)의 안내유로(42)를 따라 와류 형태로 통과하게 된다.

이때 연료는 자력보조부재(90)와 자력활성부재(80)의 자력을 전달받아 분자 입자가 세분화되는 과정을 거치게 되며 산소 친화력이 향상된 미세 입자로 분할되어 연소가 양호한 입자로 활성화되게 된다.

그리고 연료는 복사활성부재(50)를 통과하는 과정에서 원적외선 복사에너지를 흡수하여 분자 내부에서 공명 및 공진이 발생하면서 회전 및 진동운동이 활발하게 이루어지고 분자운동이 가속화되어 쉽게 기화될 수 있도록 활성화 상태로 변화하게 된다.

그런 다음 연료는 하부원통스크루유닛(60)의 안내유로(62)를 따라 재차 와류 형태로 통과하게 된다.

이때 연료는 자력보조부재(90)와 자력활성부재(80)의 자력을 전달받아 분자 입자가 세분화되는 과정을 재차 거치게 되며 산소 친화력이 향상된 미세 입자로 분할되어 연소가 양호한 입자로 활성화되게 된다.

그리고 하부원통스크루유닛(60)과 하부원뿔스크루유닛(70)의 사이에 설치된 정류판(100)의 미세 관통공을 재차 통과한 후 하부원뿔스크루유닛(70)의 안내유로(72)를 따라 유동 흐름의 끊김 없이 재차 와류 형태로 통과하게 된다.

그런 다음 활성화 과정을 마친 연료는 하부케이스(20)의 연료토출구(21)를 통해 엔진의 연소실로 토출되어 높은 효율로 연소되게 된다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 상부케이스
11: 연료유입구
12: 수용편
12a: 암나사
13: 경사면
20: 하부케이스
21: 연료토출구
22: 삽입편
22a: 수나사
23: 경사면
30: 상부원뿔스크루유닛
31: 상부원뿔스크루단위체
32: 안내유로
33: 경사면
40: 상부원통스크루유닛
41: 상부원통스크루단위체
42: 안내유로
50: 복사활성부재
51: 세라믹볼
52: 정류망
60: 하부원통스크루유닛
61: 하부원통스크루단위체
62: 안내유로
70: 하부원뿔스크루유닛
71: 하부원뿔스크루유닛
72: 안내유로
73: 경사면
80: 자력활성부재
81: 히토류 자석
82: 자성체 세라믹
90: 자력보조부재
100: 정류판
110: 밀폐링
200: 연료 활성화 장치

Claims

연료유입구가 상부에 형성된 상부케이스;
상기 상부케이스의 하부에 결합되고 연료토출구가 하부에 형성된 하부케이스;
상기 상부케이스의 내측 상부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 하부로 갈수록 직경이 확대되게 테이퍼진 복수 개의 상부원뿔스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 상부원뿔스크루유닛;
상기 상부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상하로 직경이 일정한 복수 개의 상부원통스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 상부원통스크루유닛;
상기 하부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상부로 갈수록 직경이 확대되게 테이퍼진 복수 개의 하부원뿔스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 하부원뿔스크루유닛;
상기 상부케이스의 내측 하부에 설치되고 외주면에 안내유로가 나선형으로 형성되고 상하로 직경이 일정한 복수 개의 하부원통스크루단위체가 내외측으로 다단 결합된 하부원통스크루유닛;
상기 상부원통스크루유닛과 하부원통스크루유닛의 사이에 설치된 복사활성부재;
상기 상부원통스크루유닛과 하부원통스크루유닛의 내측에 설치된 자력활성부재;
상기 상부원뿔스크루유닛과 상부원통스크루유닛의 사이 및 하부원통스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 사이에 각각 설치된 자력보조부재;
및 상기 상부원뿔스크루유닛과 상부원통스크루유닛의 사이 및 하부원통스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 사이에 각각 설치된 정류판;으로 구성되되,
상기 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 외주면은 계단 형상의 단차가 없는 경사면으로 형성되고 상기 상부케이스와 하부케이스의 내측 상부 내주면은 상기 경사면과 대응되는 경사면으로 형성되어, 상기 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로가 단차 없이 연속적으로 연결되어 연료가 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로를 통과할 때 끊어짐 없이 연속적인 흐름으로 유동하게 되고,
상기 상부원뿔스크루단위체 중에서 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체의 상부면은 평면으로 형성되고, 상기 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체를 제외한 상부원뿔스크루단위체의 상부면은 상기 경사면의 각도와 대응되는 경사면으로 형성되며 상기 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체는 봉 형상을 가지고 상기 가장 내측에 결합되는 상부원뿔스크루단위체의 외측에 차례대로 결합되는 나머지 다른 상부원뿔스크루단위체는 중공이 형성된 관 형상으로 형성되고,
상기 하부원뿔스크루단위체 중에서 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체의 하부면은 평면으로 형성되고, 상기 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체를 제외한 하부원뿔스크루단위체의 하부면은 상기 경사면의 각도와 대응되는 경사면으로 형성되며 상기 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체는 봉 형태를 가지고 상기 가장 내측에 결합되는 하부원뿔스크루단위체의 외측에 차례대로 결합되는 나머지 다른 하부원뿔스크루단위체는 중공이 형성된 관 형태를 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 활성화 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상부원뿔스크루단위체와 하부원뿔스크루단위체의 안내유로는 상부원뿔스크루유닛과 하부원뿔스크루유닛의 중심을 수직으로 관통하는 수직선을 기준으로 40~45°의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 활성화 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부케이스의 하부에는 내주면에 암나사가 형성된 수용편이 구비되고, 상기 하부케이스의 상부에는 외주면에 상기 암나사와 대응되는 수나사가 형성된 삽입편이 구비되어, 수용편에 삽입편이 삽입되어 나사 결합되면서 상부케이스와 하부케이스 상하로 결합되는 것을 특징으로 하는 연료 활성화 장치.
제4항에 있어서,
상기 수용편과 상기 삽입편의 사이에는 밀폐링이 설치되는 것을 특징으로 하는 연료 활성화 장치.