KR102125599B1 - 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관의 효율을 향상시키는 장치에 관한 것으로, 전원단자가 input연결되고, 송신단자가 output연결되며, 상기 전원단자에 연결되어 하기 주파수발생부에 전원을 공급하는 전원부와, 공급 전원에 의해 구동되어 주파수를 생성하는 주파수발생부와, 상기 주파수발생부에 의해 생성된 주파수의 파형을 성형하는 파형성형부와, 상기 파형성형부를 통해 성형된 주파수를 증폭시키는 전력증폭부로 이루어저 상기 송신단자를 통해 출력파를 송출하는 출력파증폭발생기와; 내연기관의 흡입관로에 설치되며, 상기 출력파증폭발생기의 송신단자에 연결되어 출력파를 상기 흡입관로 내에 송출하여 흡입관로를 통해 흡입되는 공기 중에 수분을 진동시켜 산소와 수소로 분리하는 코일 형상의 송출기와; 상기 송신단자와 송출기의 사이에 연결 구비되어 사용자의 요구에 따라 상기 출력파증폭발생기의 출력파를 조절하는 조절기를 포함하여 구성되는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치를 제공함으로써, 흡입관로 내에 흡입되는 흡입공기의 수분을 산소와 수소로 분리하여 완전연소를 유도함에 따라 기존에 비해 연료의 소비효율인 연비절감 및 출력증가를 극대화시킬 수 있으며, 물 분리를 통해 공기 중 수분 제거함에 따라 내연기관의 부식을 방지하여 노화 및 수명단축을 미리 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치{Device to reduce fuel consumption and increase output of internal combustion engine by using electric power wave}
본 발명은 내연기관의 효율을 향상시키는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연료에 혼합되기 전 흡입공기의 수분을 산소와 수소로 분리하고, 진동공기는 완전연소를 유도함에 따라 기존에 비해 연료의 소비효율을 극대화시키는 것은 물론, 수분 제거를 통해 내연기관의 부식에 따른 수명단축을 미리 예방할 수 있는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차, 비행기, 선박 등에 동력을 발생시키는 내연기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기 행정을 통해 연료와 공기의 연소반응으로 동작하게 되는 것이며, 단위 시간 동안 사용되는 연료와 공기의 연소반응이 얼마나 많이 이루어지는가에 따라 효율이 좌우되는 것으로 알려져 있다.
다시 말해, 내연기관에 사용되는 연료를 절감하기 위한 방법으로는 완전연소에 가까운 연소 효율의 향상과 더불어, 동력향상 및 배기가스 저감을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 연료파이프에 촉매나 자석을 장착하거나 연소에 필요한 공기를 활성화시키는 수단이 이용되고 있다.
이와 같이, 공기를 활성화시키는 수단으로 특허문헌 1, 2와 같이 미세전류를 사용하여 도체판 1단위의 코일부 양단에 제1동판과 제2동판과 도체판 1단위 수개가 연결된 증폭기 속의 도체판 진동에 의해 내연기관으로 유입되는 공기의 이온화를 촉진시킴으로써 연소효율을 향상시키고 연료기관과 배관에 붙어있는 카본이나 스케일을 제거시키므로 열 순환과 열 전달이 원활하게 되므로 연료를 절감하게 된다.
그러나, 종래 연소 효율 절감방법의 기구를 이용하여 공기를 강제 주입하거나 연료첨가제 등을 더 사용하여 연소효율을 증진시켰지만, 열 전달을 원활히 하기 위하여 물리적인 방법으로 카본이나 스케일을 제거해야 하는 번거로움이 있었다.
또한, 특허문헌 3에는 진동이 심한 AM 주파수를 수신 증폭하고 기체활성강화기기 전류회로에 혼합하여 기체 활성화 도체판을 진동시켜 공기 중 원자의 전자와 공진 공명시켜 연료의 연소효율을 올리게 됨으로써 연비를 절감시킬 수 있는 연료연소 강화장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 연료연소 강화장치에서는 AM 주파수를 수신 증폭하여 기체활성강화기기 전류회로에 혼합하므로, 외부로부터의 소음에 영향을 받는다는 점과, 기기의 개별적인 특성에 맞는 주파수를 선택하기 어렵다는 문제점이 있었다.
한편, 화석연료의 고갈로 인해 고갈될 염려가 없는 청정에너지로 수소에너지가 각광을 받고 있는 현재 수소는 물이나 석탄, 석유, 천연가스, 나무 등 원소들과 결합한 형태로 존재하기 때문에 어렵지만 이들을 분리시켜 수소를 얻을 수 있지만, 석탄, 석유, 천연가스, 나무 등에서 수소를 생산할 경우　수소생성 과정에서 온실가스의 원인인 CO2, 연소가스 등이 생산되어 또 다른 공해 문제에 봉착되는 문제가 있다.
따라서, 선진국에 경우 수소를 생산하는 여러 가지 방법 중 물을 분리하는 방법이 가장 좋은 것으로 판단하였지만, 물(H2O)은 수소(H) 2개와 산소(O) 1개가 단단한 화학구조로 연결되어 있기 때문에 그 고리가 잘 끊어지지 않는다.
한편, 근래에는 기존의 전선으로 전력을 전송하여 기기를 충전하는 방식 대신 전력을 대기를 통해 무선으로 전송하여 기기를 충전하는 방식을 무선충전이라 하며, 이러한 무선충전 방식은 자기유도방식, 자기공명방식으로 크게 두 가지로 나뉜다.
자기유도(inductive charging)방식은 송신코일부에서 자기장을 발생시키면 이 자기장이 수신코일부에 유도되어 전류를 공급하는 전자기 유도 원리를 이용한 기술로 코일부가 근접거리에 위치해야 가능한 방식이다.
이러한, 자기유도방식은 전력 전송 효율이 90% 이상으로 매우 높은 장점이 있지만, 수 cm 이상 떨어지거나 송신코일부와 수신코일부의 중심이 정확히 일치하지 않으면 전력이 거의 전송되지 않을 정도로 효율이 거리에 따라 급격히 저하된다는 문제점이 있으므로 콘센트에 꼽지만 않았을 뿐 유선충전기와 별반 차이가 없다.
그리고, 자기공명(resonant inductive coupling)방식은 송신부에서 공진주파수로 생성하고, 동일한 공진주파수로 설계된 수신부에만 에너지가 집중적으로 전달되도록 하는 것이 공진유도방식의 원리로 수 MHz에서 수십 MHz 대역의 주파수를 사용하여 자기적 공명을 이루어 전력을 전송하는 기술이다.
이러한, 두 가지 방식 중 공진유도방식의 원리를 이용해 수 MHz에서 수십 MHz 대역의 주파수(이하, 출력파로 칭함.)를 통해 내연기관의 흡입관로에 적용하여 흡입되는 흡입공기를 진동시켜 효과적인 물 분리를 하여 공기중의 수분에서 분리된 산소와 수소를 내연기관에 공급하고자 합니다.
KR 10-0783825 B1 KR 10-2010-0093936 A KR 10-1334421 B1
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 출력파증폭발생기와 내연기관의 흡입관로에 설치되는 송출기를 통해 흡입관로 내에 흡입되는 흡입공기의 수분을 산소와 수소로 분리하여 완전연소를 유도함에 따라 기존에 비해 연료의 소비효율인 연비절감 및 출력증가를 극대화시킬 수 있으며, 물 분리를 통해 공기 중 수분 제거함에 따라 내연기관의 부식을 방지하여 노화 및 수명단축을 미리 예방할 수 있는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전원단자가 input연결되고, 송신단자가 output연결되며, 상기 전원단자에 연결되어 하기 주파수발생부에 전원을 공급하는 전원부와, 공급 전원에 의해 구동되어 주파수를 생성하는 주파수발생부와, 상기 주파수발생부에 의해 생성된 주파수의 파형을 성형하는 파형성형부와, 상기 파형성형부를 통해 성형된 주파수를 증폭시키는 전력증폭부로 이루어저 상기 송신단자를 통해 출력파를 송출하는 출력파증폭발생기와; 내연기관의 흡입관로에 설치되며, 상기 출력파증폭발생기의 송신단자에 연결되어 출력파를 상기 흡입관로 내에 송출하여 흡입관로를 통해 흡입되는 공기 중에 수분을 진동시켜 산소와 수소로 분리하는 코일 형상의 송출기와; 상기 송신단자와 송출기의 사이에 연결 구비되어 사용자의 요구에 따라 상기 출력파증폭발생기의 출력파를 조절하는 조절기를 포함하여 구성되는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치를 제공한다.
여기서, 상기 조절기와 송출기의 사이에는 송출기로 전달되는 출력파의 파장을 더욱 증폭시키는 증폭기가 더 구비되거나, 상기 조절기와 송출기의 사이에는 상기 흡입관로의 길이방향을 따라 설치되는 다수의 송출기에 출력파를 분배하는 분배기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 흡입관로를 통해 흡입되는 공기에 수분을 더 공급하여 상기 출력파증폭발생기에 연결된 송출기의 물 분리작용을 통해 산소와 수소를 더욱 증가 공급할 수 있도록 가습기가 더 구비되거나, 상기 송출기는 다수 권취된 코일부로 이루어지며, 원형 형상의 고리형 또는 막대 형상의 스틱형 중 어느 한가지로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 흡입관로 내에 흡입되는 흡입공기의 수분을 산소와 수소로 분리하여 완전연소를 유도함에 따라 기존에 비해 연료의 소비효율인 연비절감 및 출력증가를 극대화시킬 수 있으며, 물 분리를 통해 공기 중 수분 제거함에 따라 내연기관의 부식을 방지하여 노화 및 수명단축을 미리 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 기본 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 장치에서 출력파증폭발생기의 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 장치에서 조절기의 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 장치의 제1실시예 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 제2실시예 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 제3실시예 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 장치에서 송출기의 예시도.
이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기본적으로 츨력파를 생성하는 출력파증폭발생기(100)와 이 출력파증폭발생기(100)에 연결되어 내연기관(700)의 흡입관로(710)에 출력파를 송출하는 송출기(200)로 구성된다.
여기서, 상기 출력파증폭발생기(100)는 외부 전원을 공급하는 전원단자(110)가 input연결되고, 출력파를 송출기(200)로 전달하도록 송신단자(160)가 output연결된다.
그리고, 상기 전원단자(110)와 송신단자(160)의 사이에 전원부(120), 주파수발생부(130), 파형성형부(140), 전력증폭부(150)가 순차적으로 구성되어 주파수를 생성, 성형, 증폭시켜 출력하므로 이를 출력파라 한다.
결국, 출력파는 주파수의 일종으로 수 kHz ~ 수 MHz로 가청대에서 대역대로 변경이 가능하며, 특히 공기 중 수분을 진동시켜 산소와 수소로 분리 가능한 주파수로 공진성이 뛰어난 정형파로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 전원부(120)는 상기 전원단자(110)를 통해 공급되는 외부 전원을
상기 주파수발생부(130)가 구동할 수 있는 적절한 상용 전원으로 변환시켜 주파수발생부(130)에 공급 제공한다.
그러면, 상기 주파수발생부(130)는 전원부(120)에서 공급되는 상용 전원으로 구동되어 파형을 갖는 주파수를 생성한다.
다음에 파형성형부(140)는 상기 주파수발생부(130)에 의해 생성된 주파수의 파형을 성형한다.
예를 들어, 파형성형부(140)를 통해 AM 주파수의 길이를 조절하여 FM 주파수에 가까운 정형파로 성형한다.
상기 전력증폭부(150)는 상기 파형성형부(140)를 통해 성형된 주파수의 파장을 증폭시켜 상기 송신단자(160)의 output으로 라인 연결된 송출기(200)를 통해 출력파를 구현하게 된다.
이때, 상기 출력파증폭발생기(100)는 전원단자(110)부터 송신단자(160)까지 PCB를 통해 일체로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 송출기(200)는 상기 출력파증폭발생기(100)의 송신단자(160)에 연결되어 출력파를 상기 흡입관로(710) 내에 송출하여 흡입관로(710)를 통해 흡입되는 공기 중에 수분을 진동시켜 산소와 수소로 분리시킬 수 있게 내연기관(700)에 외부 공기를 흡입/공급하는 흡입관로(710)에 관통하여 끼움 설치되며, 내측에는 다수에 권선된 코일부(220)를 갖는 것이 바람직하다.
이때, 상기 송출기(200)는 보편적으로 코일부(220)를 통해 출력파가 송출 가능하며, 이 코일부(220)의 양단에 각각 도체판(210)이 연결되는 구성으로 상기 송신단자(160)에 라인 연결되어 양측에 각 도체판(210)에 연결하여 공진성을 갖는 출력파를 송출한다.
결국, 내연기관(700)의 연료 공급라인을 통해 연료가스를 내연기관(700) 내로 공급되면서, 반대로 흡입관로(710)를 통해 외부 공기를 공급하되 상기 송출기(200)를 통해 출력파증폭발생기(100)의 출력파를 송출하여 그 주파수에 의해 공기 내의 수분을 진동시켜 산소와 수소를 분리하여 내연기관(700)에 공급하여 연료가스와 함께 완전연소가 가능하게 된다.
그리고, 상기 송신단자(160)와 송출기(200)의 사이에는 사용자의 요구에 따라 상기 출력파증폭발생기(100)의 출력파를 조절하는 조절기(300)가 연결 구비된다.
이때, 상기 조절기(300)는 통상적으로 각종 색상에 따라 주파수 대역을 확인 할 수 있는 LED램프 또는 디스플레이가 제공되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 흡입관로(710)를 통해 흡입되는 공기에 수분을 더 공급하여 상기 출력파증폭발생기(100)에 연결된 송출기(200)의 물 분리작용을 통해 산소와 수소를 더욱 증가 공급할 수 있도록 가습기(600)가 더 구비될 수 있다.
이는 출력파를 통해 수분을 산소와 수로로 분해할 때 그 분해 량의 증가를 위해 수분을 더 공급하여 산소와 수소의 공급을 극대화 할 수 있다.
상기한 구성에서 각 실시예에 따라 그 기능적인 측면에서 다양한 방식으로 구동이 가능하다.
<제1실시예>
도 4에 의하면, 상기 조절기(300)와 송출기(200)의 사이에는 송출기(200)로 전달되는 출력파의 파장을 더욱 증폭시키는 증폭기(400)가 더 구비된다.
이는 초기에 출력파증폭발생기(100)로부터 출력되는 출력파가 미비할 경우 상기 조절기(300)를 통해 증폭기(400)를 부가적으로 가동시켜 송출기(200)로 전달되는 출력파이 출력을 증가시킬 수 있다.
<제2실시예>
도 5에 의하면, 상기 조절기(300)와 송출기(200)의 사이에는 상기 흡입관로(710)의 길이방향을 따라 설치되는 다수의 송출기(200)에 출력파를 분배하는 분배기(500)가 더 구비된다.
즉, 상기 송출기(200)의 개수를 늘려 공기 중 수분의 분리를 용이하게 하기 위해 상기 분배기(500)를 통해 상기 송출기(200)에 각각 동일한 크기의 출력파를 배분하게 된다.
<제3실시예>
도 6에 의하면, 상기 조절기(300)와 송출기(200)의 사이에는 상기 흡입관로(710)의 길이방향을 따라 설치되는 다수의 송출기(200)에 출력파를 분배하는 분배기(500)와, 송출기(200)로 전달되는 출력파의 파장을 더욱 증폭시키는 증폭기(400)가 순차적으로 더 구비된다.
따라서, 상기 제1실시예와 제2실시예보다 분배기(500)를 통해 송출기(200)에 배분하며, 증폭기(400)를 통해 출력을 증가시켜 더욱 더 물부리효과를 증대시킬 수 있다.
한편, 도 7에 의하면, 상기 송출기(200)는 권취된 코일부(220)와 도체판(210)으로 이루어지며, 상기 코일부(220)를 상기 흡입관로(710)에 배치된 상태에서 효율적으로 설치되며, 적극적으로 물 분리 작업을 수행할 수 있는 형상으로 원형 형상의 고리형과, 막대 형상의 스틱형으로 제공되는 것이 바람직하다.
특히, (a) 원형 형상의 고리형에 경우 코일부(220)를 'C'형상으로 밴드하여 양단에 도체판(210)을 연결하여 방식이고, (b) 막대 형상의 스틱형에 경우 상기 도체판(210)이 상기 흡입관로(710)에 용이하게 삽입되도록 막대 형상으로 길게 형성되고, 서로 마주보는 도체판(210)을 상기 코일부(220)가 이음 연결되어 구비된다.
또한, 도 8에 의하면, (a) 기존과 동일하게 절곡된 두 개의 마주보는 도체판(210)과 이 사이를 연결하는 코일부(220)를 갖는 송출기(200)를 형성할 수 있으며, (b) 상기 도체판(210)의 일면에 복수의 핀(230)을 더 돌출시켜 도체판(210)의 발열면적을 넓게 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 흡입관로 내에 흡입되는 흡입공기의 수분을 산소와 수소로 분리하여 완전연소를 유도함에 따라 기존에 비해 연료의 소비효율인 연비절감 및 출력증가를 극대화시킬 수 있으며, 물 분리를 통해 공기 중 수분 제거함에 따라 내연기관의 부식을 방지하여 노화 및 수명단축을 미리 예방할 수 있는 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100: 출력파증폭발생기
110: 전원단자
120: 전원부
130: 주파수발생부
140: 파형성형부
150: 전력증폭부
160: 송신단자
200: 송출기
210: 도체판
220: 코일부
300: 조절기
400: 증폭기
500: 분배기
600: 가습기
700: 내연기관
710: 흡입관로

Claims (6)

  1. 전원단자(110)가 input연결되고, 송신단자(160)가 output연결되며, 상기 전원단자(110)에 연결되어 하기 주파수발생부(130)에 전원을 공급하는 전원부(120)와, 공급 전원에 의해 구동되어 주파수를 생성하는 주파수발생부(130)와, 상기 주파수발생부(130)에 의해 생성된 주파수의 파형을 성형하는 파형성형부(140)와, 상기 파형성형부(140)를 통해 성형된 주파수를 증폭시키는 전력증폭부(150)로 이루어저 상기 송신단자(160)를 통해 출력파를 송출하는 출력파증폭발생기(100)와;
    내연기관(700)의 흡입관로(710)에 설치되며, 상기 출력파증폭발생기(100)의 송신단자(160)에 연결되어 출력파를 상기 흡입관로(710) 내에 송출하여 흡입관로(710)를 통해 흡입되는 공기 중에 수분을 진동시켜 산소와 수소로 분리하는 코일 형상의 송출기(200)와;
    상기 송신단자(160)와 송출기(200)의 사이에 연결 구비되어 사용자의 요구에 따라 상기 출력파증폭발생기(100)의 출력파를 조절하는 조절기(300)를 포함하여 구성되는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절기(300)와 송출기(200)의 사이에는 송출기(200)로 전달되는 출력파의 파장을 더욱 증폭시키는 증폭기(400)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절기(300)와 송출기(200)의 사이에는 상기 흡입관로(710)의 길이방향을 따라 설치되는 다수의 송출기(200)에 출력파를 분배하는 분배기(500)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조절기(300)와 송출기(200)의 사이에는 상기 흡입관로(710)의 길이방향을 따라 설치되는 다수의 송출기(200)에 출력파를 분배하는 분배기(500)와, 송출기(200)로 전달되는 출력파의 파장을 더욱 증폭시키는 증폭기(400)가 순차적으로 더 구비되는 것을 특징으로 하는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    흡입관로(710)를 통해 흡입되는 공기에 수분을 더 공급하여 상기 출력파증폭발생기(100)에 연결된 송출기(200)의 물 분리작용을 통해 산소와 수소를 더욱 증가 공급할 수 있도록 가습기(600)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치.
  6. 청구항 1에 있어서
    상기 송출기(200)는 다수 권취된 코일부(220)로 이루어지며, 원형 형상의 고리형 또는 막대 형상의 스틱형 중 어느 한가지로 이루어진 것을 특징으로 하는 출력파를 이용한 내연기관의 연비절감 및 출력증가 장치.
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