KR101965577B1

KR101965577B1 - Apparatus for atomization of liquid

Info

Publication number: KR101965577B1
Application number: KR1020170079675A
Authority: KR
Inventors: 조영민; 최상인; 서호석
Original assignee: 경희대학교 산학협력단; 주식회사 이지파워텍
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-04-04
Also published as: KR20190000542A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액체 미립화 장치는, 유입부와 연결되는 제1 미립화 유닛, 상기 제1 미립화 유닛과 연결되는 제2 미립화 유닛 및 일측이 상기 제2 미립화 유닛과 연결되고, 타측이 유출부와 연결되는 제3 미립화 유닛을 포함하고, 상기 제1 미립화 유닛은 원통형 형상을 가지는 제1 몸체, 상기 제1 몸체의 측면에 형성된 복수개의 돌기부 및 상기 돌기부들 사이에 마련된 유동 홈을 포함하고, 상기 복수개의 돌기부는 상기 제1 몸체의 측면에 2이상의 영역으로 구분되어 형성되고, 상기 복수개의 영역에 각각 형성된 돌기부들은 서로 마주하지 않도록 엇갈리게 배치된다.A liquid atomization apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first atomizing unit connected to an inlet unit, a second atomizing unit connected to the first atomizing unit, and a second atomizing unit connected to one end of the second atomizing unit, Wherein the first atomizing unit includes a first body having a cylindrical shape, a plurality of protrusions formed on a side surface of the first body, and a flow groove provided between the protrusions, The plurality of protrusions are divided into at least two regions on the side of the first body, and the protrusions formed in the plurality of regions are staggered so as not to face each other.

Description

Apparatus for atomization of liquid

아래의 실시예들은 액체 미립화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상연료의 연소효율을 향상시킬 수 있는 액체 미립화 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a liquid atomization apparatus, and more particularly to a liquid atomization apparatus capable of improving the combustion efficiency of a liquid fuel.

최근 미세먼지로 인한 공기의 질을 개선하는 방안 중 하나로서, 경유차량 또는 철도 열차의 연료소비량을 감소시키고, 엔진 효율을 향상시킬 수 있는 기술에 대하여 연구가 계속되고 있다. Recently, as one of measures to improve the air quality due to fine dust, researches on a technology that can reduce the fuel consumption of a diesel or railroad train and improve the engine efficiency have been continued.

이를 위해 연료유의 공동화현상(cavitation)을 유도한 장치들이 개발되어 있으나, 액적의 크기감소 비율이 낮아 연소효율 상승효과가 적은 편이다. For this purpose, devices that induce cavitation of fuel oil have been developed, but the reduction effect of the droplet size is low and the effect of increasing the combustion efficiency is small.

등록 특허공보 제 10-0827430호에서는 연료의 미립화 과정을 수행할 수 있는 차량용 연료절감기를 제시하고 있다. 상술한 등록특허는 나선형 유로구조에서 기포에너지는 액적을 파괴하는 에너지원이 되고, 분사압은 공급되는 공기량과 비례하는 관계를 활용하는 기술이다. 그러나 상기와 같은 구조의 연료절감기는 고압이 작용하거나 외부와의 간섭에 노출될 경우, 그 연결부가 분리될 수 있어서 제품의 신뢰성이 저하되고, 고압의 유체공급시 부분적인 누설이 발생할 수 있으므로, 사용되는 연료의 절감효과를 가져올 수 없게 되어 정확한 분급 효과를 구현하는데 어려움이 있을 수 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0827430 discloses a fuel saving device for a vehicle capable of performing a fuel atomization process. In the above-mentioned patent, the bubble energy in the helical flow path structure is an energy source for destroying the droplet, and the injection pressure is a technique utilizing the relation proportional to the amount of air to be supplied. However, in the fuel saving device having the above-described structure, when the high pressure is applied or when it is exposed to the interference with the outside, the connection part can be separated, so that the reliability of the product is lowered. It is difficult to realize a precise classification effect because the fuel saving effect can not be obtained.

대한민국 등록특허 제10-0827430호(2008.04.28)Korean Patent No. 10-0827430 (Apr. 28, 2008)

본 발명의 실시예들은 연료의 연소 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 구성을 가지는 액체 미립화 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a liquid atomization apparatus having an improved configuration for improving the combustion efficiency of fuel.

본 발명의 실시예들은 이송되는 연료의 난류 흐름을 유도하고, 공동화현상을 유도하여 연료를 미립화하고 이를 통해 연소 반응 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 구성을 가지는 액체 미립화 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a liquid atomization apparatus having an improved structure for inducing a turbulent flow of fuel to be transferred, inducing cavitation phenomenon, atomizing the fuel, and improving the combustion reaction efficiency through the atomization.

본 발명의 실시예들은 연료의 연소 효율을 향상을 통해 연료 소비량을 감소시키고 배출 가스량을 감소시킬 수 있도록 개선된 구성을 가지는 액체 미립화 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a liquid atomization apparatus having an improved configuration so as to reduce the amount of fuel consumption and the amount of exhaust gas by improving the combustion efficiency of the fuel.

상기 제1 미립화 유닛은 상기 복수개의 제1 돌기부가 형성되고, 상기 유입부와 마주하는 제1 영역과, 상기 복수개의 제2 돌기부가 형성되고, 상기 제1 영역과 마주하는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 돌기부는 액체가 유동하는 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 구성되고, 상기 제2 돌기부는 액체가 유동하는 방향으로 갈수록 폭이 넓어지도록 구성될 수 있다.Wherein the first atomizing unit includes a first region formed with the plurality of first protrusions and facing the inflow portion and a second region formed with the plurality of second protrusions and facing the first region, The first protrusions are configured to have a narrower width in a direction in which the liquid flows, and the second protrusions can be configured to have a wider width in a direction in which the liquid flows.

상기 제1 돌기부는 상기 제2 돌기부와 서로 마주하지 않도록 배치될 수 있다.The first protrusions may be disposed so as not to face the second protrusions.

상기 제2 미립화 유닛은 원통형 형상을 가지는 제2 몸체, 상기 제2 몸체에서 상기 액체가 유동하는 방향으로 형성된 적어도 하나의 제1 유동부를 포함할 수 있다.The second atomizing unit may include a second body having a cylindrical shape, and at least one first flow portion formed in a direction in which the liquid flows in the second body.

상기 제1 유동부는 그 직경이 상기 유입부의 직경보다 작게 형성될 수 있다.The first flow portion may have a diameter smaller than a diameter of the inflow portion.

상기 제1 유동부가 형성된 상기 제2 몸체의 측면은 각각 내측으로 오목한 형상으로 마련될 수 있다.The side surfaces of the second body on which the first flow portion is formed may be each formed with a concave shape inward.

상기 제3 미립화 유닛은 원통형상을 가지는 제3 몸체 및 상기 제3 몸체를 둘러싸는 적어도 하나의 링을 포함하고, 상기 링과 상기 몸체 사이에 액체가 이동될 수 있는 제2 유동부가 마련될 수 있다.The third atomizing unit may include a third body having a cylindrical shape and at least one ring surrounding the third body, and a second flow portion capable of moving liquid between the ring and the body may be provided .

상기 링은 상기 제3 몸체를 둘러싸는 제1 링과, 상기 제1 링을 둘러싸는 제2 링을 포함하고, 상기 제2 유동부는 상기 제3 몸체와 제1 링 사이 공간과, 상기 제1 링을 둘러싸는 제2 링 사이의 공간에 각각 형성될 수 있다.Wherein the ring includes a first ring surrounding the third body and a second ring surrounding the first ring and the second flow portion includes a space between the third body and the first ring, Respectively, in the space between the first and second rings.

상기 제3 몸체는 상기 제2 미립화 유닛과 마주하는 제1 측면이 상기 제2 미립화 유닛 방향으로 돌출된 원뿔 형상으로 마련될 수 있다.The third body may have a conical shape with a first side facing the second atomizing unit protruding in the direction of the second atomizing unit.

상기 제3 몸체는 내부에 액체가 이동될 수 있도록 제3 유동부가 형성될 수 있다.The third body may be formed with a third flow portion to allow the liquid to move therein.

상기 제3 몸체는 상기 제2 유동부와 상기 제3 유동부에 수직방향으로 연장되어 상기 제2 유동부와 상기 제3 유동부를 상기 제3 몸체 외부와 연통시키는 제4 유동부가 형성될 수 있다.The third body may include a fourth flow portion extending in a direction perpendicular to the second fluid portion and the third fluid portion and communicating the second fluid portion and the third fluid portion with the outside of the third body.

내부 공간에 상기 제1 미립화 유닛과 상기 제2 미립화 유닛이 배치되는 제1 챔버와, 내부 공간에 상기 제3 미립화 유닛이 배치되는 제2 챔버 및 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 연결부를 더 포함하고, 상기 연결부는 상기 유입부와 직경이 동일하게 형성될 수 있다.A first chamber in which the first atomizing unit and the second atomizing unit are disposed in an inner space, a second chamber in which the third atomizing unit is disposed in the inner space, and a connection portion connecting the first chamber and the second chamber, And the connecting portion may be formed to have the same diameter as the inflow portion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 미립화 장치는, 유입부와 연결되는 제1 미립화 유닛, 상기 제1 미립화 유닛과 연결되는 제2 미립화 유닛 및 일측이 상기 제2 미립화 유닛과 연결되고, 타측이 유출부와 연결되는 제3 미립화 유닛을 포함하고, 상기 제3 미립화 유닛은 원통형상을 가지는 제3 몸체, 상기 제3 몸체를 둘러싸는 제1 링 및 상기 제1 링을 둘러싸는 제2 링을 포함하고, 상기 제3 몸체와 상기 제1 링 사이와, 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이에는 액체가 이동될 수 있는 제2 유동부가 마련된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid atomization apparatus including a first atomizing unit connected to an inlet, a second atomizing unit connected to the first atomizing unit, and a second atomizing unit connected to the second atomizing unit, Wherein the third atomizing unit comprises a third body having a cylindrical shape, a first ring surrounding the third body, and a second ring surrounding the first ring, A second flow portion capable of moving the liquid is provided between the third body and the first ring and between the first ring and the second ring.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액체 미립화 장치는, 유입부와 연결되고, 복수개의 돌기부를 포함하는 제1 미립화 유닛, 상기 제1 미립화 유닛과 연결되는 제2 미립화 유닛 및 일측이 상기 제2 미립화 유닛과 연결되고, 타측이 유출부와 연결되는 제3 미립화 유닛을 포함하고, 상기 제1 미립화 유닛은 상기 복수개의 돌기부가 서로 마주하지 않도록 엇갈리게 배치되고, 상기 제2 미립화 유닛은 상기 유입부 및 상기 제1 미립화 유닛의 유로보다 작은 직경을 가지는 제1 유동부가 적어도 하나 형성되고, 상기 제3 미립화 유닛은 제3 몸체와, 상기 제3 몸체를 복수로 둘러싸는 링, 그리고 상기 제3 몸체와 상기 복수개의 링 사이에 액체가 이동되도록 마련된 제2 유동부가 형성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid atomization apparatus including a first atomizing unit connected to an inlet unit and including a plurality of protrusions, a second atomizing unit connected to the first atomizing unit, And a third atomizing unit connected to the other end and connected to the outlet, wherein the first atomizing unit is staggered so that the plurality of the protrusions do not face each other, and the second atomizing unit has the inlet and the outlet, At least one first flow portion having a diameter smaller than that of the flow path of the first atomizing unit is formed, and the third atomizing unit includes a third body, a ring surrounding a plurality of the third bodies, A second flow portion provided to move the liquid between the two rings is formed.

본 발명의 실시예들에 따른 액체 미립화 장치는 연료를 미립화시켜 연료의 연소 효율을 향상시킬 수 있다.The liquid atomization apparatus according to the embodiments of the present invention can improve the combustion efficiency of the fuel by atomizing the fuel.

본 발명의 실시예들에 따른 액체 미립화 장치는 연료의 난류 흐름을 유도하고, 공동화현상을 유도하여 연료를 미립화하고 이를 통해 연소 반응 효율을 향상시킬 수 있다.The liquid atomization apparatus according to embodiments of the present invention can induce a turbulent flow of fuel and induce cavitation phenomenon to atomize the fuel, thereby improving the combustion reaction efficiency.

본 발명의 실시예들에 따른 액체 미립화 장치는 연료의 연소 효율을 향상을 통해 연료 소비량을 감소시키고 배출 가스량을 감소시킬 수 있다.The liquid atomization apparatus according to the embodiments of the present invention can reduce the fuel consumption amount and the exhaust gas amount by improving the combustion efficiency of the fuel.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 미립화 장치의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 미립화 유닛의 외관을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 미립화 유닛을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 제2 미립화 유닛의 외관을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 선 A-A'에서 바라본 제2 미립화 유닛의 단면을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 제3 미립화 유닛의 외관을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 선 B-B'에서 바라본 제3 미립화 유닛의 단면을 보여주는 도면이다.
도 8은 제1 미립화 유닛에서 액체의 속도 분포를 보여주는 도면이다.
도 9는 제3 미립화 유닛에서 액체의 속도 분포를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 1의 액체 미립화 장치에서 액체의 속도 분포를 보여주는 도면이다.
도 11은 액체 미립화 장치를 통과한 후, 유출부에서 발생되는 공동현상을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 유출부의 직경이 0.193 mm 인 노즐에서 분사된 연료유 액적 크기를 비교한 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 유출부의 직경이 0.283 mm 인 노즐에서 분사된 연료유 액적 크기를 비교한 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 현장시험을 통해 배출되는 입자상 오염 물질 개수를 비교한 그래프이다.
도 15는 본 발명에 따른 현장시험을 통해 배출되는 가스상 오열 물질(CO, NOx)의 농도를 비교한 그래프이다.
도 16은 본 발명에 따른 현장시험을 통해 시험차량 RPM 및 연료 소비량을 비교한 그래프이다.1 is a perspective view showing an appearance of a liquid atomization apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing an appearance of the first atomizing unit of Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is an enlarged view of the first atomizing unit of FIG. 2. FIG.
Fig. 4 is a view showing the appearance of the second atomizing unit of Fig. 1. Fig.
5 is a cross-sectional view of the second atomizing unit taken along the line A-A 'in FIG.
Fig. 6 is a view showing the appearance of the third atomizing unit of Fig. 1. Fig.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the third atomizing unit taken along line B-B 'of FIG. 6; FIG.
8 is a view showing the velocity distribution of the liquid in the first atomizing unit.
9 is a view showing the velocity distribution of the liquid in the third atomizing unit.
Fig. 10 is a view showing the velocity distribution of the liquid in the liquid atomization apparatus of Fig. 1; Fig.
11 is a view showing a cavitation phenomenon occurring in the outflow portion after passing through the liquid atomization device.
12 is a graph comparing fuel droplet sizes injected from nozzles having an outlet diameter of 0.193 mm according to the present invention.
13 is a graph comparing fuel droplet sizes injected from nozzles having an outlet diameter of 0.283 mm according to the present invention.
FIG. 14 is a graph comparing the number of particulate pollutants discharged through a field test according to the present invention. FIG.
15 is a graph comparing the concentrations of gaseous odorous substances (CO, NOx) discharged through field tests according to the present invention.
16 is a graph comparing RPM and fuel consumption of a test vehicle through a field test according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described may be modified in various forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 미립화 장치의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 제1 미립화 유닛의 외관을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 제1 미립화 유닛을 확대하여 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 제2 미립화 유닛의 외관을 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4의 선 A-A'에서 바라본 제2 미립화 유닛의 단면을 보여주는 도면이고, 도 6은 도 1의 제3 미립화 유닛의 외관을 보여주는 도면이고, 도 7은 도 6의 선 B-B'에서 바라본 제3 미립화 유닛의 단면을 보여주는 도면이다. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a liquid atomization apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing the appearance of the first atomizing unit of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is a view showing the appearance of the second atomizing unit of FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view of the second atomizing unit taken along the line A-A 'of FIG. 4, FIG. 7 is a view showing a cross section of the third atomizing unit viewed from the line B-B 'of FIG. 6; FIG.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 미립화 장치(1)는 유입부(10), 제1 미립화 유닛(30), 제2 미립화 유닛(40), 제3 미립화 유닛(70), 그리고 유출부(80)을 포함한다.1 to 7, a liquid atomization apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes an inlet 10, a first atomizing unit 30, a second atomizing unit 40, a third atomizing unit 40, (70), and an outlet (80).

액체 미립화 장치(1)는 액체가 제1 미립화 유닛(30), 제2 미립화 유닛(40) 그리고 제3 미립화 유닛(70)을 차례로 통과되면서 미립화되고, 액체의 유동이 난류흐름으로 유도되며, 공동화현상(cavitation)이 일어날 수 있도록 마련될 수 있다. The liquid atomizer 1 is atomized while the liquid passes through the first atomizing unit 30, the second atomizing unit 40 and the third atomizing unit 70 in order, the flow of the liquid is led to the turbulent flow, So that cavitation can occur.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 미립화 장치(1)에서 사용된 액체를 전열매체 중 액체 연료를 예를 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 미립화 장치(1)는 액체 연료를 포함하는 모든 액상을 가지는 전열매체에 적용될 수 있다.Hereinafter, for convenience of explanation, the liquid used in the liquid atomization apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described as a liquid fuel in the heat transfer medium. However, the liquid atomization apparatus 1 according to an embodiment of the present invention can be applied to a heat transfer medium having all liquid phases including a liquid fuel.

제1 미립화 유닛(30)은 제1 몸체(31), 돌기부(33), 그리고 유동 홈(35)을 포함할 수 있다.The first atomizing unit 30 may include a first body 31, a protrusion 33, and a flow groove 35.

제1 몸체(31)는 원통형 형상으로 마련될 수 있다. 제1 몸체(31)는 밑면 중 하나가 유입부(10)에 마주하고, 밑면 중 다른 하나가 제2 미립화 유닛(40)에 마주하도록 구성될 수 있다. 제1 몸체(31)는 옆면에 돌기부(33)와 유동 홈(35)이 형성될 수 있다. 제1 미립화 유닛(30)은 이동되는 액체가 제1 몸체(31)의 옆면에 생성된 유동 홈(35)을 따라 제2 미립화 유닛(40) 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다.The first body 31 may have a cylindrical shape. The first body 31 may be configured such that one of the bottom surfaces faces the inlet 10 and the other of the bottom surfaces faces the second atomizing unit 40. The protrusion 33 and the flow groove 35 may be formed on the side surface of the first body 31. The first atomizing unit 30 can be configured to move the liquid to be moved in the direction of the second atomizing unit 40 along the flow groove 35 created on the side surface of the first body 31. [

돌기부(33)는 제1 몸체(31)의 옆면에 복수개 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 돌기부(33)는 제1 몸체(31)의 제1 영역(31a)에 형성된 제1 돌기부(33a), 제1 몸체(31)의 제2 영역(31b)에 형성된 제2 돌기부(33b), 제1 몸체(31)의 제3 영역(31c)에 형성된 제3 돌기부(33c), 제1 몸체(31)의 제4 영역(31d)에 형성된 제4 돌기부(33d)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 몸체(31)의 제1 영역(31a)은 유입부(10)와 마주하는 위치에 배치되고, 제1 몸체(31)의 제1 영역(31a)으로부터 제4 영역(31d)까지 유입부(10)에서 유출부(80) 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다.A plurality of protrusions 33 may be formed on the side surface of the first body 31. 2, the protrusion 33 includes a first protrusion 33a formed in the first region 31a of the first body 31, a second protrusion 33b formed in the second region 31b of the first body 31, A third protrusion 33c formed on the third area 31c of the first body 31 and a fourth protrusion 33d formed on the fourth area 31d of the first body 31. The second protrusion 33b, . &Lt; / RTI > The first region 31a of the first body 31 is disposed at a position facing the inlet 10 and extends from the first region 31a of the first body 31 to the fourth region 31d Can be sequentially arranged in the direction from the inflow section (10) to the outflow section (80).

이와 달리, 돌기부(33)는 제1 돌기부(33a)와 제2 돌기부(33b)만을 포함할 수도 있다. 또한, 돌기부(33)는 제1 몸체(31)를 5개 이상의 영역으로 분할하여 각각 돌기부를 형성할 수도 있다.Alternatively, the protrusions 33 may include only the first protrusions 33a and the second protrusions 33b. The protrusion 33 may divide the first body 31 into five or more regions to form protrusions, respectively.

제1 몸체(31)의 각 영역에 형성된 복수개의 돌기부(33)는 서로간에 마주하지 않도록 엇갈린 형상으로 배치될 수 있다. 이를 통해 복수개의 돌기부(33) 사이에 형성되는 유동 홈(35)도 지그재그 형상으로 연결될 수 있다. 유동 홈(35)은 유체가 이동되는 유로 역할을 하므로, 제1 미립화 유닛(30)에서 이동되는 유체는 돌기부(33)와 유동 홈(35)으로 인하여 난류흐름이 유도될 수 있다. 또한, 유체 내부에서 공동화 현상이 유도될 수도 있다.The plurality of protrusions 33 formed in the respective regions of the first body 31 may be arranged in a staggered shape so as not to face each other. The flow grooves 35 formed between the plurality of protrusions 33 may be connected in a zigzag fashion. The fluid flowing in the first atomizing unit 30 can be guided to the turbulent flow due to the protrusions 33 and the flow grooves 35 since the fluid groove 35 serves as a flow path through which the fluid moves. Also, cavitation may be induced in the fluid.

일 예에 의하면, 돌기부(33)는 유입부(10)에서 유출부(80) 방향으로 연장된 형상을 가진다. 돌기부(33)는 도 3에 도시된 바와 같이 유입부(10)에서 유출부(80) 방향으로 갈수록 상이한 폭을 가지도록 제공될 수 있다.According to one example, the protruding portion 33 has a shape extending from the inflow portion 10 toward the outflow portion 80. The protrusions 33 may be provided so as to have different widths from the inlet 10 to the outlet 80 as shown in FIG.

일 예에 의하면, 제1 돌기부(33a)는 유입부(10)와 마주하는 부분의 폭(d11)이 제2 영역(31b)과 마주하는 부분의 폭(d12) 보다 크게 제공될 수 있다. 제2 돌기부(33b)는 제1 영역(31a)과 마주하는 부분의 폭(d21)이 제3 영역(31c)과 마주하는 부분의 폭(d22)보다 작게 제공될 수 있다. 이와 같이, 제1 미립화 유닛(30)은 돌기부(33)를 엇갈리게 배치하고, 돌기부(33)의 형상을 영역마다 상이하게 하여 유체의 난류흐름이 유도될 수 있다. 또한, 유체 내부에서 공동화 현상이 유도될 수도 있다.The first protruding portion 33a can be provided with a width d11 of a portion facing the inlet portion 10 larger than a width d12 of a portion facing the second region 31b. The second projection 33b may be provided such that the width d21 of the portion facing the first region 31a is smaller than the width d22 of the portion facing the third region 31c. Thus, the first atomizing unit 30 can arrange the protrusions 33 in a staggered manner, and the shape of the protrusions 33 can be different for each region, so that turbulent flow of the fluid can be induced. Also, cavitation may be induced in the fluid.

돌기부(33)는 각 영역에 형성된 돌기부(33)의 수가 상이하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(31a)에 형성된 제1 돌기부(33a)는 10개 또는 12개로 제공될 수 있다. 또한, 제1 돌기부(33a)는 유입부(10)와 마주하는 부분의 폭(d11)이 2.61mm 이고 제2 영역(31b)과 마주하는 부분의 폭(d12)이 1.62mm로 제공될 수 있다. 이와 달리, 제1 돌기부(33a)는 유입부(10)와 마주하는 부분의 폭(d11)이 2.81mm 이고 제2 영역(31b)과 마주하는 부분의 폭(d12)이 2.12mm로 제공될 수 있다. 제1 돌기부(33a)의 길이(d13)과 제2 돌기부(33b)의 길이(d23)는 동일하게 7mm 로 제공될 수 있다. 상술한 구체적인 수치들은 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서 변경될 수 있다.The projecting portions 33 may be provided with different numbers of the projecting portions 33 formed in the respective regions. For example, the number of first protrusions 33a formed in the first region 31a may be 10 or 12. The first projection 33a may be provided with a width d11 of the portion facing the inlet 10 and a width d12 of the portion facing the second region 31b of 1.62 mm . Alternatively, the first protruding portion 33a may have a width d11 of 2.81 mm and a width d12 of the portion facing the second region 31b, which face the inlet portion 10, may be provided at 2.12 mm have. The length d13 of the first protrusion 33a and the length d23 of the second protrusion 33b may be equally 7 mm. The above-described specific values may be changed according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 미립화 유닛(40)은 제2 몸체(41) 그리고 제1 유동부(43)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 4 and 5, the second atomizing unit 40 may include a second body 41 and a first fluid section 43.

제2 몸체(41)는 원통 형상을 가질 수 있다. 제2 몸체(41)는 유입부(10)로부터 유출부(80)가 연결되는 방향으로 형성된 적어도 하나의 제1 유동부(43)를 포함할 수 있다. 제1 유동부(43)는 복수개 형성될 수 있다.The second body 41 may have a cylindrical shape. The second body 41 may include at least one first fluid portion 43 formed in a direction in which the outflow portion 80 is connected from the inflow portion 10. A plurality of the first flow portions 43 may be formed.

제1 유동부(43)는 유입부(10)보다 작은 직경을 가지도록 마련될 수 있다. 이로 인하여, 제1 유동부(43)를 통과하는 유체는 유속이 증가된다. 유속이 증가된 유체는 난류효과가 증가될 수 있고, 배출되는 유체의 흐름에 공동현상이 발생될 수 있다.The first fluid portion 43 may be provided to have a diameter smaller than that of the inflow portion 10. As a result, the flow rate of the fluid passing through the first flow portion 43 is increased. A fluid with an increased flow rate can increase the turbulence effect and cavitation can occur in the flow of the discharged fluid.

제2 몸체(41)는 양 밑면(41a, 41b)이 내측으로 오목한 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 이로 인하여 제2 몸체(41)는 양 밑면(41a, 41b)에 공간(42)이 형성될 수 있다. 제2 몸체(41)에 형성된 공간(42)은 제2 몸체(41)의 제1 유동부(43)를 통과하는 유체가 제1 유동부(43)의 작은 직경으로 인하여 역류되는 것을 방지할 수 있다.The second body 41 may be configured such that both bottom surfaces 41a and 41b have a concave shape inward. Accordingly, the second body 41 may have a space 42 formed on both bottom surfaces 41a and 41b. The space 42 formed in the second body 41 can prevent the fluid passing through the first fluid portion 43 of the second body 41 from flowing back due to the small diameter of the first fluid portion 43 have.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 미립화 유닛(30)와 제2 미립화 유닛(40)는 제1 챔버(20)의 내부공간에 함께 배치될 수 있다. 유입부(10)는 제1 챔버(20)에서 제1 미립화 유닛(30)과 마주하는 공간에 결합되고, 연결부(50)는 제1 챔버(20)에서 제2 미립화 유닛(40)과 마주하는 공간에 결합되도록 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the first atomizing unit 30 and the second atomizing unit 40 may be disposed together in the inner space of the first chamber 20. The inlet 10 is coupled to a space facing the first atomizing unit 30 in the first chamber 20 and the connection 50 is connected to the second atomizing unit 40 in the first chamber 20, Space. &Lt; / RTI >

도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제3 미립화 유닛(70)은 제3 몸체(71)와 적어도 하나의 링(73)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1, 6 and 7, the third atomizing unit 70 may include a third body 71 and at least one ring 73.

제3 몸체(71)는 원통형 형상으로 마련될 수 있다. 제3 몸체(71)는 제3 미립화 유닛(70)의 중앙부에 배치될 수 있다. 제3 몸체(71)는 제2 미립화 유닛(40)과 마주하는 밑면(71a)이 외측으로 돌출된 원뿔 형상으로 마련될 수 있다. 이로 인하여, 제2 미립화 유닛(40)으로부터 이동되는 유체가 제2 미립화 유닛(40)을 통과하면서 손실된 유속을 최소화 할 수 있다.The third body 71 may be provided in a cylindrical shape. The third body 71 may be disposed at the center of the third atomizing unit 70. The third body 71 may be provided in a conical shape in which a bottom surface 71a facing the second atomizing unit 40 protrudes outward. As a result, the fluid flowing from the second atomizing unit 40 can be passed through the second atomizing unit 40 to minimize the lost flow rate.

제3 몸체(71)는 유체가 이동될 수 있도록 내부에 제3 유동부(71b)가 형성될 수 있다. 제3 유동부(71b)는 유체의 역류가 방지될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 제3 유동부(71b)는 그 직경을 유출부(80)의 직경보다 크게 하여 노즐로 배출되는 유체의 유속을 증가시킬 수 있다.The third body 71 may have a third fluid part 71b formed therein to allow the fluid to move. And the third fluid unit 71b can prevent the back flow of the fluid. Further, the diameter of the third fluid portion 71b may be made larger than the diameter of the outlet portion 80 to increase the flow rate of the fluid discharged to the nozzle.

링(73)은 제3 몸체(71)를 둘러싸는 형상으로 제공될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 링(73)은 제1 링(73a), 제2 링(73b), 제3 링(73c), 제4 링(73d)을 포함하고, 제1 링(73a)은 제3 몸체(71)를 둘러싸고, 제2 링(73b)은 제1 링(73a)을 둘러싸고, 제3 링(73c)은 제2 링(73b)을 둘러싸고, 제4 링(73d)은 제3 링(73c)을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 제공되는 링(73)의 수는 줄어들거나 늘어날 수 있다. The ring 73 may be provided in a shape surrounding the third body 71. 6, the ring 73 includes a first ring 73a, a second ring 73b, a third ring 73c, and a fourth ring 73d, and the first ring 73a, The third ring 73c surrounds the second ring 73b and the fourth ring 73d surrounds the second ring 73b and the second ring 73b surrounds the third body 71. The third ring 73c surrounds the second ring 73b, 3 ring 73c. The number of rings 73 provided may be reduced or increased.

제3 몸체(71)와 복수개의 링(73) 사이에는 제2 유동부(75)가 형성될 수 있다. 제2 유동부(75)는 제3 몸체(71)와 복수개의 링(73) 사이로 각각 유체가 이동되는 통로로서 이용될 수 있다. 제2 유동부(75)는 제3 몸체(71)와 제1 링(73a) 사이 공간과, 제1 링(73a)과 제2 링(73b) 사이 공간, 제2 링(73b)과 제3 링(73c) 사이 공간, 제3 링(73c)과 제4 링(73d) 사이 공간에 형성될 수 있다. 제2 유동부(75)는 유체가 제2 유동부(75) 내부로 이동되면서 뭉쳐있는 유체를 분쇄시켜주는 역할을 한다. A second fluid portion 75 may be formed between the third body 71 and the plurality of rings 73. The second fluid unit 75 may be used as a passage through which the fluid moves between the third body 71 and the plurality of rings 73, respectively. The second fluid portion 75 is disposed between the space between the third body 71 and the first ring 73a and between the first ring 73a and the second ring 73b and between the second ring 73b and the third ring 73b, A space between the rings 73c, and a space between the third ring 73c and the fourth ring 73d. The second fluid unit 75 serves to pulverize the fluid as the fluid moves into the second fluid unit 75.

제3 미립화 유닛(70)은 제3 몸체(71) 내부에서 제2 유동부(75)와 제3 유동부(71b)의 수직방향으로 연장되는 제4 유동부(77)를 더 포함할 수 있다. 제4 유동부(77)는 제3 몸체(71) 내부로부터 제3 몸체(71)의 옆면까지 연장되도록 구성될 수 있다. 제4 유동부(77)는 제3 몸체(71) 내부와 외부를 연통시켜 유체가 이동될 수 있도록 제공될 수 있다. 제4 유동부(77)는 복수개가 형성될 수 있다. 제4 유동부(77)는 난류효과를 증가시키기 위하여 제2 유동부(75) 사이에서 발생되는 압력손실을 감소시켜주는 동시에 역류현상을 방지할 수 있다.The third atomizing unit 70 may further include a fourth fluid portion 77 extending in the vertical direction of the second fluid portion 75 and the third fluid portion 71b in the third body 71 . The fourth fluid part 77 may extend from the inside of the third body 71 to the side of the third body 71. The fourth fluid unit 77 may be provided so that the fluid can be moved by communicating the inside of the third body 71 with the outside. A plurality of the fourth fluid portion 77 may be formed. The fourth fluid portion 77 can reduce the pressure loss generated between the second fluid portions 75 to increase the turbulence effect and prevent the backflow phenomenon.

제3 미립화 유닛(70)은 제2 챔버(60)의 내부에 마련될 수 있다. 제2 챔버(60)는 일측이 연결부(50)에 의해 제1 챔버(20)와 연결되고, 타측이 유출부(80)와 연결되도록 구성될 수 있다.The third atomizing unit 70 may be provided inside the second chamber 60. One side of the second chamber 60 may be connected to the first chamber 20 by the connecting portion 50 and the other side may be connected to the outlet portion 80.

상술한 구성에 의하여, 본 발명에 의한 액체 미립화 장치는 일체형 외관(10, 20, 50, 60, 80) 내부에 제1 미립화 유닛(30), 제2 미립화 유닛(40), 제3 미립화 유닛(70)을 설치하여 난류효과를 극대화 시키는 동시에 압력 손실을 최소화 할 수 있도록 구성되어, 고압에서 발생되는 유체 누설 및 역류를 방지할 수 있다.The liquid atomization apparatus according to the present invention has the first atomizing unit 30, the second atomizing unit 40, and the third atomizing unit (not shown) in the integrated outer casing 10, 20, 50, 60, 70) to maximize the turbulence effect and minimize the pressure loss, thereby preventing leakage of fluid and reverse flow generated at a high pressure.

도 8은 제1 미립화 유닛에서 액체의 속도 분포를 보여주는 도면이고, 도 9는 제3 미립화 유닛에서 액체의 속도 분포를 보여주는 도면이고, 도 10은 도 1의 액체 미립화 장치에서 액체의 속도 분포를 보여주는 도면이고, 도 11은 액체 미립화 장치를 통과한 후, 유출부에서 발생되는 공동현상을 보여주는 도면이다.Fig. 8 is a view showing the velocity distribution of the liquid in the first atomizing unit, Fig. 9 is a view showing the velocity distribution of the liquid in the third atomizing unit, and Fig. 10 is a view showing the velocity distribution of the liquid in the liquid atomizing apparatus of Fig. And FIG. 11 is a view showing cavitation generated in the outflow portion after passing through the liquid atomization device.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 액체 미립화 장치에서 연료유의 유입 압력에 따른 각 액체 미립화 장치 내부의 유속분포와 공동현상을 실험한 결과를 나타내는 도면이다. 8 to 11 are graphs showing experimental results of flow velocity distribution and cavitation inside each liquid atomization apparatus according to the inflow pressure of fuel oil in a liquid atomization apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8의 경우, 제1 미립화 유닛(30)의 각 돌기부(33)마다 발생된 유속흐름을 압력에 따라 관찰하였다. 제1 미립화 유닛(30)의 돌기부(33)를 통과하게 되면서 유속의 흐름이 점점 증가하는 양상이 보이는 것을 확인할 수 있다. 또한, 유입부(10)에서 연료유가 제1 미립화 유닛(30)을 통과할 때 처음 통과하는 돌기부(33)의 경우 외부 벽면에서 속도가 가장 높은 분포가 보이는 것으로 관찰되지만 제1 미립화 유닛(30)을 통과할수록 돌기부(33) 내의 속도가 가장 큰 영역이 가운데에서 점차 넓어지는 현상이 관찰되는 것으로 보아, 난류효과가 잘 일어나고 있는 것으로 확인되었다.In the case of Fig. 8, the flow velocity of each protrusion 33 of the first atomizing unit 30 was observed according to the pressure. It can be seen that the flow of the flow rate gradually increases as it passes through the projection 33 of the first atomizing unit 30. In the case of the protruding portion 33 that first passes when the fuel oil passes through the first atomizing unit 30 in the inflow portion 10, it is observed that the highest velocity distribution is seen from the outer wall surface, but the first atomizing unit 30, The region with the greatest velocity in the protrusion 33 gradually widens in the center, and it is confirmed that the turbulence effect is occurring well.

도 9를 참조하면, 제3 미립화 유닛(70)에서 수직방향으로 유입되는 연료유의 속도분포를 확인할 수 있었다. 유속은 도 8에서 관찰된 제1 미립화 유닛(30)을 통과할 때 유속보다 증가된 결과를 보여준다. 이는 제1 미립화 유닛(30)과 제2 미립화 유닛(40)을 통과하게 되면서 난류효과가 충분히 발생한 것으로 확인된다. 벽면을 따라 유속의 크기가 증가된 연료유는 내부가 비어있는 제3 몸체(71)의 제3 유동부(71b)로 모여 유출부(80)로 나가는 것으로 알 수 있다.Referring to FIG. 9, the velocity distribution of the fuel oil flowing in the vertical direction in the third atomizing unit 70 can be confirmed. The flow rate shows an increase in the flow rate as it passes through the first atomizing unit 30 observed in Fig. It is confirmed that the turbulence effect sufficiently occurs as it passes through the first atomizing unit 30 and the second atomizing unit 40. It can be understood that the fuel oil having increased flow velocity along the wall surface is collected in the third flow portion 71b of the third body 71 in which the inside is empty and flows out to the outlet portion 80. [

도 10은 액체 미립화 장치의 전체 단면도에서 보이는 연료유의 속도분포를 나타내었다. 제2 미립화 유닛(40)을 통과할 때 직경 감소로 인한 속도가 증가하는 현상을 확인할 수 있었고, 그 결과 두 개의 제1 미립화 유닛(30)과 제2 미립화 유닛(40)을 지난 연료유는 1차적으로 유입부(10)때의 속도보다 2 ~ 2.5배 속도가 증가된 것으로 관찰되었다. 10 shows the velocity distribution of the fuel oil as seen in the entire sectional view of the liquid atomization apparatus. As a result, the fuel oil passing through the two first atomizing units 30 and the second atomizing unit 40 is reduced to 1 It was observed that the speed was increased 2 to 2.5 times faster than the speed at the inlet 10.

이후, 연료유는 제3 미립화 유닛(70)을 통과하게 되면서 수직으로 통과할 때는 다시 속도가 잠시 감소되는 현상을 보였으나 최종적으로 유출부(80)에서 나오는 속도는 제2 미립화 유닛(40)을 통과했을 때의 속도와 비슷한 속도를 보였다. 유출부(80)에서 확인되는 연료유의 최고 속도 분포 범위가 이전보다 확장된 결과값을 보이는 바, 이는 액체 미립화 장치를 통과함에 따라 난류효과가 증대된 것으로 확인되었다.When the fuel oil passes vertically through the third atomizing unit 70, the velocity of the fuel oil is temporarily reduced. However, the velocity of the fuel oil finally flowing out of the outflow unit 80 is lower than that of the second atomizing unit 40 The speed was similar to the speed at which it passed. The range of the maximum velocity distribution of the fuel oil which is confirmed by the outlet portion 80 is larger than that before, and it is confirmed that the turbulence effect is increased as it passes through the liquid atomization apparatus.

도 11을 참조하면, 액체 미립화 장치를 통과함에 따라 유출부(80)에서 발생되는 공동현상을 확인할 수 있었다. 연료의 경우 30 bar 이상부터 벽면에서 공동현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 공동현상은 정압이 유체의 포화 증기압보다 낮아짐에 따라, 액체가 기체로 전환되면서 상대적인 밀도차에 의해 기체가 분포되어 있는 곳은 빈 공간으로 여겨지고, 나머지 공간에서 유체가 이동함에 따라 유체의 속도 증가로 이루어지는 현상을 야기한다. 실제 차량에서의 펌프 압력은 100~150 bar 사이로 유출하기 때문에 액체 미립화 장치를 통과 시 유출부(80)에서 공동현상이 활발히 발생하는 것으로 확인되었다. Referring to FIG. 11, cavitation generated in the outflow portion 80 can be confirmed as it passes through the liquid atomization apparatus. In the case of fuel, it was confirmed that cavitation occurred on the wall from 30 bar or more. As the static pressure becomes lower than the saturated vapor pressure of the fluid, cavitation is considered as an empty space where the gas is distributed due to the relative density difference as the liquid is converted to gas, and as the fluid moves in the remaining space, . Since the pump pressure in the actual vehicle flows out between 100 and 150 bar, it has been confirmed that cavitation occurs actively in the outflow portion 80 when passing through the liquid atomization device.

도 12는 본 발명에 따른 유출부의 직경이 0.193 mm 인 노즐에서 분사된 연료유 액적 크기를 비교한 그래프이고, 도 13은 본 발명에 따른 유출부의 직경이 0.283 mm 인 노즐에서 분사된 연료유 액적 크기를 비교한 그래프이다.FIG. 12 is a graph comparing fuel droplet sizes injected from nozzles having a diameter of 0.193 mm according to the present invention, and FIG. 13 is a graph comparing the sizes of fuel droplets ejected from nozzles having a diameter of 0.283 mm, .

도 12 및 도 13은 분사 시 발생되는 연료유의 액적 직경을 확인하여 미립화의 정도를 평가하기 위해 Lab-scale 규모로 저압상태(6 bar)에서 실험을 진행하였으며 정확한 비교 분석하기 위해 직경이 다른 두 노즐에서 분사되었을 때의 액적 크기를 비교한 그래프이다. 12 and 13 show experimental results of a low-pressure state (6 bar) on a Lab-scale scale in order to evaluate the degree of atomization by checking the droplet diameter of the fuel oil generated at the time of injection. FIG. 4 is a graph comparing the droplet size when the droplet is ejected from the nozzle.

도 12는 직경이 0.193 mm 인 노즐 H7N을 사용하여 분사 지점으로부터 7cm, 9cm, 11cm 되는 지점마다의 연료유 액적 크기를 측정하여 액체 미립화 장치 효능을 평가하였다. 그 결과 누적 부피 분율이 50%가 되는 지점은 9cm 일 때, 액체 미립화 장치 사용의 경우 49.8μm, 액체 미립화 장치를 사용하지 않는 경우 53.2μm로서 액체 미립화 장치에서 분사되는 연료유의 액적크기가 더 작은 것을 확인할 수 있었고, 7cm, 11cm 역시 액체 미립화 장치를 사용 시에 액적크기가 더 작은 것을 확인하였다. Fig. 12 shows the effect of the liquid atomizer using the nozzle H7N having a diameter of 0.193 mm by measuring the fuel fluid droplet size at each of 7 cm, 9 cm, and 11 cm from the injection point. As a result, it was found that the point where the cumulative volume fraction was 50% was 9 cm, 49.8 μm when using the liquid atomizer, and 53.2 μm when the liquid atomizer was not used and the droplet size of the fuel oil injected from the liquid atomizer It was confirmed that the droplet size was smaller when the liquid atomization apparatus was used at 7 cm and 11 cm.

도 13은 도 8에서 사용된 노즐의 직경보다 큰 0.293 mm인 노즐 DM-1을 사용하여 평가하였다. 도 8에서 사용된 H7N보다 직경이 크기 때문에 누적 부피 분율이 50%가 되는 지점에서의 액적 크기는 더 컸지만 9cm일 때, 액체 미립화 장치 사용 시 59.5μm, 액체 미립화 장치 사용하지 않는 경우 68.2μm의 크기를 보이면서 액체 미립화 장치를 적용하였을 때 더 높은 난류효과를 지니게 되면서 분사시 미립화 형성에 도움을 주는 것으로 확인하였다. 13 was evaluated using a nozzle DM-1 having a diameter of 0.293 mm which is larger than the diameter of the nozzle used in Fig. 8, the size of the droplet at the point where the cumulative volume fraction was 50% was larger than that of H7N used in FIG. 8, but it was 59.5 μm when using the liquid atomizer and 68.2 μm when not using the liquid atomizer It is confirmed that the liquid atomization apparatus has a higher turbulence effect when the liquid atomizer is applied, which helps to form atomization during injection.

도 14는 본 발명에 따른 현장시험을 통해 배출되는 입자상 오염 물질 개수를 비교한 그래프이고, 도 15는 본 발명에 따른 현장시험을 통해 배출되는 가스상 오열 물질(CO, NOx)의 농도를 비교한 그래프이고, 도 16은 본 발명에 따른 현장시험을 통해 시험차량 RPM 및 연료 소비량을 비교한 그래프이다.FIG. 14 is a graph comparing the number of particulate pollutants discharged through a field test according to the present invention, FIG. 15 is a graph comparing the concentrations of gaseous odorous substances (CO, NOx) discharged through a field test according to the present invention And FIG. 16 is a graph comparing the RPM of the test vehicle and the fuel consumption amount through the field test according to the present invention.

도 14 내지 도 16은 실제 노후 연료 차량에 액체 미립화 장치를 적용하여 배출물질(PM, CO, NOx,)과 연료 효율을 현장에서 직접 측정하였다. 측정 결과의 신뢰성 및 정확도를 확보하기 위해 도로 교통 안전공단에서 인증한 자동차 검사소에서 배출가스 정밀검사를 실시하였다. FIGS. 14-16 show the direct measurement of emissions (PM, CO, NOx) and fuel efficiency in situ by applying a liquid atomization device to an actual aging fuel vehicle. In order to ensure the reliability and accuracy of the measurement results, exhaust gas inspection was conducted at the Automobile Inspection Center certified by the Road Traffic Safety Corporation.

자동차 검사소에서 시행하는 일반적인 배출가스 정밀검사 방법 이용하였고, 부하에 따른 효율평가를 위해 공회전, 30km/h, 60km/h, 80km/h, 100km/h의 조건에서 실험을 진행하였다. In order to evaluate the efficiency according to the load, the experiment was carried out under the condition of idling, 30km / h, 60km / h, 80km / h and 100km / h.

1 ton 트럭에 액체 미립화 장치를 장착한 전·후의 미세먼지 및 배출가스 농도 비교분석하였고, 배출가스 정밀검사는 경유 측정모드로 실험하였다.1 ton truck was compared with the concentration of fine dust and exhaust gas before and after mounting the liquid atomizer, and the exhaust gas inspection was performed in the light oil measurement mode.

도 14는 속도에 따른 입자상 오염물질(PM; Particulate Matter)의 개수를 미립화장치를 사용하지 않았을 때(without)와 장착하였을때(with)를 비교한 결과이다. 차량 엔진에서 배출되는 미세먼지의 대부분은 불완전 연소로 인해 발생되는 물질로서, 배출되는 매연입자의 감소는 연소효율의 증가로 확인되는 요소 중 하나이다. 액체 미립화 장치 사용 시 3단 80km일 때 약 41% 감소율로서 가장 큰 효과를 보였으며, 2단 30km일 때 약 6%로서 가장 작은 감소효과를 보였다. 도 14를 통해 차량에서 배출되는 입자상 오염물질들은 0.3μm이하 size 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 작은 크기 형태의 미세입자들은 쉽게 응집 또는 다른 물질들과 쉽게 반응을 하여 2차 오염물질을 생성하는 특성을 지니고 있어 입경이 큰 다른 입자들보다 더 규제와 관리를 필요로 한다. 위와 같은 특성들로 인해 액체 미립화 장치 사용 시 80~100nm 부근의 미세입자 생성을 억제하고, 배출되는 폐가스에 이러한 초미세먼지입자의 함량을 줄임으로써 공기질 개선에 긍정적인 효과를 주는 것으로 나타났다. FIG. 14 shows the results of comparing the number of particulate matter (PM) with the speed with and without the atomizer (without). Most of the fine dust emitted from the vehicle engine is a material generated by incomplete combustion, and the reduction of the soot particles discharged is one of the factors confirmed by the increase of the combustion efficiency. In the case of liquid atomizer, it showed the greatest effect with 41% reduction rate at the third stage of 80 km and the least effect of 6% at the second stage 30 km. 14, it was confirmed that the particulate pollutants discharged from the vehicle exist in a size of 0.3 μm or less in size. These small sized particles easily regulate and manage more particles than other large particles because they easily aggregate or react easily with other materials and generate secondary pollutants. Due to the above characteristics, it has been shown that the use of the liquid atomization apparatus has a positive effect on the air quality improvement by suppressing the generation of fine particles in the vicinity of 80 to 100 nm and reducing the content of the ultrafine dust particles in the discharged waste gas.

도 15는 속도에 따른 가스상 오염물질, 그 중에서도 NOx와 CO의 배출 농도를 비교한 그래프이다. CO의 경우 공회전시, 3단 80km, 5단 100km인 경우에는 검출되지 않았다. 가장 많은 농도를 보인 구간은 2단 30km일 때 900ppm으로서 CO의 배출량이 가장 높았다. CO의 경우 액체 미립화 장치 장착 시 배출되는 농도는 장착 전에 대비 약 50% 감소 효율을 보이면서 배출되는 CO 농도에 많은 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. FIG. 15 is a graph comparing the exhaust concentrations of NOx and CO with gaseous pollutants according to the velocity. FIG. CO was not detected when idling, third stage 80km, fifth stage 100km. The highest concentration of CO was emitted at 900 ppm at the second stage of 30 km. In the case of CO, it was confirmed that the concentration discharged when the liquid atomizer was installed had a reduction efficiency of about 50% compared with that before mounting, and had a large effect on the CO concentration discharged.

NOx의 경우 CO와 다르게 전 구간에서 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 액체 미립화 장치 장착 시 NOx의 저감율은 최대 13.4%이었으며 실험적 오류라고 판단되는 2단 30km (오히려 질소산화물이 증가되는 양상을 보임)를 제외하고, 나머지 구간들 또한, 저감되는 것을 확인할 수 있었으나 저감율이 10% 이내로서 액체 미립화 장치를 통한 NOx 저감효과는 다른 배출물질에 비해 적은 것으로 판단되었다. 그 이유로는 NOx의 다양한 생성요인들 중 연료내의 질소성분을 함유함에 따라 발생되는 NOx(fuel NOx), 연소시 연소실 내부의 온도가 증가함에 따라 공기의 78% 차지하는 질소가 분해되어 생성되는 NOx(Thermal Nox)등이 배출되는 NOx 원인에 대부분을 차지함에 따라 저감효과가 다른 오염물질들에 비해 미미함을 보이는 것으로 판단된다.In the case of NOx, it was confirmed that the exhaust gas was emitted from the whole area differently from CO. When the liquid atomizer was installed, the reduction rate of NOx was 13.4% at maximum and it was confirmed that the remaining sections were also reduced except for the second stage 30km (rather, the increase of nitrogen oxides), which is considered to be an experimental error. %, It was judged that the NOx reduction effect through the liquid atomization device was less than that of the other emission materials. The reason for this is that NOx (fuel NOx) generated due to the nitrogen component contained in the fuel among the various factors generating NOx, NOx generated by the decomposition of nitrogen, which occupies 78% of the air as the temperature inside the combustion chamber increases, Nox) and so on, it is considered that the reduction effect is insignificant compared to other pollutants.

도 16은 차량엔진의 회전수(RPM) 및 연료소모량을 비교한 결과 값이다. RPM의 경우 액체 미립화 장치 사용 전, 후 값의 변화가 미미함을 알 수 있다. 즉, 액체 미립화 장치를 사용한다고 해서 출력효율이 떨어지지 않는다는 의미로서 각 구간에서 측정된 연료소모량 값을 그대로 해석해도 무방한 것으로 확인하였다. 액체 미립화 장치 사용 시 연료유의 소모율이 감소됨을 확인할 수 있다. 효율이 가장 좋은 공회전시 약 26%의 연료가 절감되는 것을 확인할 수 있었으며, 나머지 구간에서는 2단 30km/h인 경우 약 18%, 3단 60, 80km, 4단 80km/h인 경우 약 4~5%, 5단 100km/h구간에서는 약 3% 감소됨을 확인하였다16 is a result of comparison between the revolution speed (RPM) of the vehicle engine and the fuel consumption amount. In the case of RPM, the change in the values before and after the use of the liquid atomization apparatus is small. That is, the use of the liquid atomization device does not deteriorate the output efficiency, and the fuel consumption value measured in each section can be interpreted as it is. It can be confirmed that the consumption rate of the fuel oil is reduced when the liquid atomizer is used. It is confirmed that the fuel efficiency is reduced by about 26% during the idling with the best efficiency. In the remaining section, about 18% for the second 30km / h, about 4 ~ 60km for the third 60km, 80km, %, And 5% for 100 km / h.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

1 : 액체 미립화 장치
10 : 유입부
20 : 제1 챔버
30 : 제1 미립화 유닛
40 : 제2 미립화 유닛
50 : 연결부
60 : 제2 챔버
70 : 제3 미립화 유닛
80 : 유출부1: liquid atomization device
10:
20: First chamber
30: First atomizing unit
40: Second atomizing unit
50: Connection
60: Second chamber
70: Third atomizing unit
80:

Claims

A first atomizing unit connected to the inflow section;
A second atomizing unit connected to the first atomizing unit; And
And a third atomizing unit having one side connected to the second atomizing unit and the other side connected to the outlet,
The first atomizing unit
A first body having a cylindrical shape;
A plurality of protrusions formed on a side surface of the first body; And
And a flow groove provided between the protrusions,
Wherein the plurality of protrusions are divided into at least two regions on a side surface of the first body, the protrusions formed in the plurality of regions are staggered so as not to face each other,
Wherein the flow grooves formed between the plurality of protrusions are connected in a zigzag shape,
The first atomizing unit
A first region in which a plurality of first protrusions are formed, the first region facing the inflow portion,
A plurality of second protrusions are formed and include a second region facing the first region,
The first protrusions are configured to have a narrower width in a direction in which the liquid flows,
And the second protruding portion is configured to be wider in a direction in which the liquid flows.

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The method according to claim 1,
And the first protrusion is disposed so as not to face the second protrusion.

The method according to claim 1,
The second atomizing unit
A second body having a cylindrical shape;
And at least one first flow portion formed in a direction in which the liquid flows in the second body.

5. The method of claim 4,
Wherein the first flow portion has a diameter smaller than a diameter of the inflow portion.

5. The method of claim 4,
And the side surfaces of the second body having the first flow portion are each formed in a concave shape inwardly.

The method according to claim 1,
The third atomizing unit
A third body having a cylindrical shape; And
And at least one ring surrounding the third body,
And a second flow portion capable of moving the liquid between the ring and the body is provided.

8. The method of claim 7,
The ring including a first ring surrounding the third body and a second ring surrounding the first ring,
And the second flow portion is formed in a space between the third body and the first ring and a space between the third ring and the second ring surrounding the first ring, respectively.

8. The method of claim 7,
Wherein the third body is provided in a conical shape with a first side facing the second atomizing unit protruding in the direction of the second atomizing unit.

8. The method of claim 7,
Wherein the third body has a third flow portion for allowing liquid to move therein.

11. The method of claim 10,
And the third body has a fourth flow portion extending in a direction perpendicular to the second fluid portion and the third fluid portion and communicating the second fluid portion and the third fluid portion with the outside of the third body.

The method according to claim 1,
A first chamber in which the first atomizing unit and the second atomizing unit are disposed in an inner space;
A second chamber in which the third atomizing unit is disposed in an inner space; And
And a connection part connecting the first chamber and the second chamber,
Wherein the connecting portion is formed to have the same diameter as the inflow portion.

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