KR102620176B1 - 디젤 내연기관용 연료저감 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 관한 것으로, 나노크기로 분쇄된 나노물질을 포함하고, 윤활성 향상제를 사용하여 충분한 분산이 이루어지도록 하여 연소실 내부의 세척은 물론 완전연소를 유도함으로써 출력을 높일 수 있으면서 연료를 절감할 수 있도록 한 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 의하면 나노물질의 크기를 제한하여 연소에는 방해를 주지 않으면서 연소실 내부를 원활히 세척할 수 있고, 나노물질의 분산을 위해서 계면활성제를 사용하지 않고, 윤활성 향상제를 사용하여 분산이 원활히 되도록 하면서도 엔진의 연소실을 보호함과 동시에 완전연소를 유도할 수 있으며, 나노물질이 그 크기의 제한 및 윤활성 향상제에 의해서 서로 부착되지 않으므로 연소가 원활하게 되어 완전연소를 유도할 수 있는 등의 효과가 발생한다.

Description

디젤 내연기관용 연료저감 조성물{Fuel reduction composition for disel internal combustion engines}
본 발명은 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 관한 것으로, 나노크기로 분쇄된 나노물질을 포함하고, 윤활성 향상제를 사용하여 충분한 분산이 이루어지도록 하여 연소실 내부의 세척은 물론 완전연소를 유도함으로써 출력을 높일 수 있으면서 연료를 절감할 수 있도록 한 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 관한 것이다.
내연기관은 연료와 공기를 연소실에서 연소시켜 에너지를 얻는 기관으로 이러한 내연기관은 연료를 연소하여 크랭크축의 토크를 이용하여 여러가지 일을 할 수 있도록 하는 기관이다.
상기 내연기관은 실린더의 내부에 상하왕복운동하는 피스톤의 하단에 캠을 이용하여 회전력을 얻어서 크랭크축에 토크를 발생시킨다.
좀더 상세하게 설명하면 내연기관은 실린더헤드와 피스톤헤드의 상단에 형성되는 연소실에서 연료와 공기가 스파크에 의해서 폭발이 발생하고, 이러한 힘을 회전운동으로 바꿀 수 있도록 된 것이다.
연료첨가제는 연료에 첨가되어 내연기관의 성능을 향상시키거나 오염물질을 감소시키는 역할을 하는데, 예를 들어서 산화방지제는 연료의 산화를 방지하고 안정성을 높여준다.
또한, 연료첨가제 중에 세정제는 엔진 내부의 코크스나 카본 등의 이물질을 제거하고 분사구멍이나 밸브 등을 깨끗하게 유지해주게 된다.
상기 연료첨가제 중에 촉매제는 연소반응을 촉진시켜 연비와 출력을 높여주는 역할을 할 수 있도록 해주게 된다.
상기 연료첨가제를 조금 더 설명하면, 엔진의 성능을 향상시키거나 배기 가스를 줄이기 위해 엔진에서 사용하는 연료에 첨가되는 화합물로, 첨가제는 휘발유, 디젤 또는 기타 유형의 연료와 함께 작동하도록 설계되었으며 자동차, 트럭 및 보트 및 비행기에 이르기까지 광범위한 차량에 사용할 수 있다.
종래의 연료첨가제의 예로는 옥탄 부스터, 연료 시스템 세정제, 윤활성 첨가제, 겔화 방지제, 배출간소제 등이 존재한다.
상기 옥탄 부스터는 가솔린의 옥탄가를 높여 엔진 성능을 개선하고 노킹이나 핑을 방지할 수 있도록 설계된다.
상기 연료 시스템 세정제는 연료 시스템에서 침전물 및 기타 오염 물질을 제거하는 데 사용되어 연비를 개선하고 배출 가스를 줄이는 데 도움이 된다.
상기 윤활성 첨가제는 디젤 연료의 윤활 특성을 개선하여 엔진 마모를 방지하고 배출 가스를 줄이는 데 도움이 되도록 설계된다.
상기 겔화 방지제는 추운 기후에서 엔진 문제를 일으킬 수 있는 디젤 연료의 겔화 또는 왁싱을 방지하는 데 사용된다.
상기 배출 감소제는 질소 산화물(NOx), 미립자 물질(PM) 및 일산화탄소(CO)와 같은 내연 기관의 유해한 배출물을 줄이는 데 사용된다.
상기 연료 첨가제를 사용하면 전반적으로 내연기관의 성능과 효율이 개선되는 동시에 배기가스가 줄어들고, 엔진 수명이 연장하는 데 도움이 된다.
대한민국 특허청 공개특허공보 제2015-0076541호에는 '나노소자를 이용한 선박용 벙커-A유용 연료절감 조성물'이 개시된 바있다.
종래의 연료절감 조성물은 나노크기의 광물파티클을 포함하여 완전연소를 촉진시켜서 연료를 절감할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
또한, 종래의 대한민국 특허청 등록특허공보 제2496061호에는 '내연기관의 매연저감을 위한 연료첨가제 조성물'에 관한 기술이 개시된 바있다.
상기 연료첨가제 조성물은 내연기관의 성능개선효과, 엔진세정, 부식방지 및 매연 등의 배출가스 저감효과를 나타낼 수 있는 조성물이다.
종래의 연료첨가제 조성물은 토오일 및 음이온계 계면향상제를 포함하는 내연기관의 매연저감을 위한 연료첨가제 조성물이고, 케로신, 수지산, 톨오일 및 음이온계 계면향상제를 혼합하는 단계, 교반단계로 구성되되, 수지산은 팔루스트르산을 사용하고, 음이온계 계면향상제는 알킬벤젠 술포네이트, 알킬톨루엔, 알킬자일렌, 알킬나프탈렌으로 구성되며, 연료첨가제 조성물은 연료와 2000:1의 중량비율로 혼합하여 사용하도록 형성된다.
그러나, 종래의 연료첨가제 조성물은 다음과 같은 문제점이 있었고, 본 발명은 이러한 문제점을 극복하기 위해서 발명된 것이다.
(1) 윤활활성제로 사용된 물질들이 입자끼리 서로 달라붙어 큰 입자로 변형되어 오히려 완전연소를 방해하는 물질로 작용하여 유해물질의 배출을 증가시킨다.
(2) 포함되는 계면활성제에 의해서 연료의 완전연소가 방해를 받아서 엔진 출력이 떨어진다.
(3) 나노물질이 사용 중 서로 부착되어 큰 파티클로 변해서 연소실 내부에서 오히려 이물질로 작용하여 완전연소가 이루어지지 않는다.
경유(디젤유)는 탄화수소를 주성분으로 하는 탄화수소혼합물로 약간의 점성을 가지므로, 사용시 주성분인 탄화수소의 입자들이 서로 달라부터 큰 입자로 변형되어 완전연소를 방해하기 때문에 위 달라붙는 입자의 분산을 조작하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명은 분산작용기능이 뛰어난 광물질들을 나노미터 단위로 분쇄하여 일정한 량으로 섞어 놓은 혼합물(이하, '나노물질'이라 한다)을 초산뷰틸 용제에 혼합하여 연료 저감 조성제를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로는 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘 다이트, 카르폴 다이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제 2중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예로는 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘 다이트, 카르폴 다이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제와 세탄개선제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시예로는 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘 다이트, 카르폴 다이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제, 세탄개선제, 항산화제 및 소포제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.
(1) 나노물질의 크기를 제한하여 연소에는 방해를 주지 않으면서 연소실 내부를 원활히 세척할 수 있다.
(2) 나노물질의 분산을 위해서 계면활성제를 사용하지 않고, 윤활성 향상제를 사용하여 분산이 원활히 되도록 하면서도 엔진의 연소실을 보호함과 동시에 완전연소를 유도할 수 있다.
(3) 나노물질이 그 크기의 제한 및 윤활성 향상제에 의해서 서로 부착되지 않으므로 연소가 원활하게 되어 완전연소를 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물의 시험결과를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물의 시험결과를 나타낸 다른 사진.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물의 시험결과를 나타낸 또다른 사진.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물의 시험결과를 나타낸 또다른 사진.
본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기에 앞서, 본 명세서에 도시된 도면은 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 그 구성요소의 크기나 형상 등을 다소 과장되거나 단순화시켜 표현할 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상과는 관계없는 부분의 설명은 생략하였고, 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여서 설명하였다.
본 발명에서 정의된 용어 및 부호들은 사용자, 운용자 및 작성자에 의해서 임의로 정의되거나, 선택적으로 사용된 용어이기 때문에, 이러한 용어들은 본 명세서의 전체적인 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 하고, 용어자체의 의미로 한정하여서는 안된다.
본 발명의 바람직한 실시예로는 본 발명의 바람직한 실시예로는 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘 다이트, 카르폴 다이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제 2중량%를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예로는 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘 다이트, 카르폴 다이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제와 세탄개선제를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예로는 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘 다이트, 카르폴 다이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제, 세탄개선제, 항산화제 및 소포제를 포함한다.
상기 용제인 초산뷰틸(아세트산뷰틸(Butyl acetate))은 화학식 CH₃(CH₂)₃O₂CCH₃의 유기 화합물로 무색의 가연성 액체이다.
상기 초산뷰틸은 n-부탄올과 아세트산에서 파생된 에스테르로 다양한 종류의 과일에서 발견되며 독특한 맛을 내고 바나나나 사과의 달콤한 냄새가 나는 것으로 산업용제로 많이 사용된다.
상기 나노물질의 중량%를 5~7중량%로 수치한정한 이유는, 나노물질을 5중량% 미만으로 투여할 경우에 실린더내부의 세척이 미미하고, 디젤 연료의 분산에 큰 효과를 주지 않아서 완전연소를 유도하는데 부족하고,
나노물질이 7중량%를 초과할 경우에는 실린더 내부의 세척은 잘 되지만, 오히려 나노물질끼리 달라붙어서 완전연소를 방해하는 문제가 있으므로, 최적의 효과를 위한 수치한정을 하였다.
상기 나노물질은 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트로 구성되는데, 각 나노물질의 입자의 크기는 40~80nm로 하는 것이 적당하다.
상기 나노물질의 입자의 크기가 40nm미만일 경우에는 세척의 효과가 떨어지게되고, 80nm초과일 경우에는 정전기력의 증가로 인해서 서로 엉겨붙어서 입자가 커지는 현상이 발생하고, 연소실 내부에 상처를 입히게 된다.
상기 나노물질 총 7중량%중 셀라도나이트는 2중량%, 버네사이트는 1중량%, 리잘다이트는 2중량%, 카리폴라이트 2중량%로 각각 구성되는 것이 적당하다.
상기 셀라도나이트(Celadonite)는 운모 그룹 광물, 칼륨의 필로실리케이트, 두 산화 상태의 철, 알루미늄 및 화학식 K[Si를 갖는 수산화물로 일반적으로 프리즘 결정체의 거대한 응집체 또는 둔한 점토 덩어리를 형성하게 된다.
상기 버네사이트(Birnessite)는 이산화망간 광물로, 지구 표면의 주요 망간 광물 종이며 일반적으로 토양, 퇴적물, 곡물 및 암석 코팅, 해양 철망간 단괴 및 지각에서 미세하고 잘 결정되지 않은 집합체로 형성된다.
상기 리잘라이트(Lizardite)는 공식이 Mg₃(OH)₄인 사문석 하위 그룹의 광물이며 하위 그룹에서 가장 일반적인 유형의 광물이다.
상기 카르폴라이트(carpholite)는 Mn2+Al₂Si₂O6(OH)₄식의 망간 규산염 광물로 가느다란 프리즘 또는 바늘의 노란색 클러스터로 발생하며, 사방정계에서 결정화된다.
상기 나노물질은 각 망간, 규산, 칼륨 등을 함유하고 있고, 나노크기로 용제에 녹아서 연료첨가제를 포함하는 연료가 분사될 때 함께 들어가서 연소실 내부를 청소하면서 전체적인 연료의 확산을 유도하여 완전연소를 유도한다.
상기 윤활성 향상제는 지방산 메틸 에스테르(FAME), PAG(Polyalkylene Glycols), DGME(Diethylene Glycol Monoethyl Ether) 또는 에틸렌디아민 중에 하나는 사용하거나 혼합하여 사용하는 것이 적당하다.
상기 지방산 메틸 에스테르(FAME)는 일종의 지방산 에스테르이고, 상기 PAG(Polyalkylene Glycols)는 알코올기반이고, 상기 DGME(Diethylene Glycol Monoethyl Ether)는 에테르 기반이다.
상기 세탄개선제는 2-EHN(2-Ethylhexyl Nitrate), DTBP(Di-tert-butyl Peroxide), EHN(Ethyl Hexyl Nitrate), Tetraethyl Lead(TEL), 지방산 에스테르 또는 고분자 질소 함유화합물 중에 하나가 적당하다.
상기 항산화제는 Butylated Hydroxytoluene(BHT), Butylated Hydroxyanisole(BHA), 힌더드 페놀(Hindered Phenols) 또는 Alkylated Diphenylamines을 사용하는 것이 적당하다.
상기 Butylated Hydroxytoluene(BHT)는 페놀계 산화 방지제이고, 상기 Butylated Hydroxyanisole(BHA) 및 힌더드 페놀(Hindered Phenols)은 페놀계 항산화제 그룹이며, 상기 Alkylated Diphenylamines은 아민 기반 항산화제입니다.
상기 소포제는 연료의 완전연소를 위해서 거품을 감소시키기 위해서 형성되는 것으로, 실록산(Polysiloxanes), 폴리에테르 중합체 또는 광유기반 소포제 중에 하나로 구성된다.
상기 실록산은 실리콘 기반이고, 광유기반 소포제는 트리부틸 포스페이트 및 트리부틸 시트레이트와 같은 화합물이 포함된다.
<실시예 1>
초산뷰틸용제 1리터당 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트 나노물질 총 6중량%와 지방산 메틸 에스테르 2중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히석하여 형성하되,
상기 나노물질은 셀라도나이트 28중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴다이트 24중량%로 구성하였다.
<실시예 2>
초산뷰틸용제 1리터당 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트 나노물질 총 7중량%와 에틸렌디아민 1중량% 및 지방산 에스테르 0.3중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 히석하여 형성하되,
상기 나노물질은 셀라도나이트 27중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴다이트 25중량%로 구성하였다.
<실시예 3>
초산뷰틸용제 1리터당 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트 나노물질 총 7중량%와 에틸렌디아민 1중량%, 지방산 에스테르 0.3중량% 및 실록산 0.1중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 히석하여 형성하되,
상기 나노물질은 셀라도나이트 25중량%, 버네사이트 25중량%, 리잘다이트 25중량%, 카르폴다이트 25중량%로 구성하였다.
<실시예 4>
초산뷰틸용제 1리터당 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트 나노물질 총 7중량%와 지방산 메틸 에스테르 2중량%, 2-EHN(2-Ethylhexyl Nitrate) 0.1중량% 및 실록산 0.05중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 히석하여 형성하되,
상기 나노물질은 셀라도나이트 24중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴다이트 28중량%로 구성하였다.
<실시예 5>
초산뷰틸용제 1리터당 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트 나노물질 총 7중량%와 지방산 메틸 에스테르 2중량%, 2-Ethylhexyl Nitrate 0.3중량% 및 실록산 0.05중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 히석하여 형성하되,
상기 나노물질은 셀라도나이트 24중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴다이트 28중량%로 구성하였다.
<실시예 6>
초산뷰틸용제 1리터당 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴다이트 나노물질 총 7중량%와 힌더드 페놀 1.5중량%, 지방산에스테르 1중량% 및 폴리에테르 중합체 0.5중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 히석하여 형성하되,
상기 나노물질은 셀라도나이트 27중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 26중량%, 카르폴다이트 26중량%로 구성하였다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물의 성능을 알아보기 위해서 위 실시예 1 내지 6을 조성하여 종래의 B사와 H사의 연료첨가제와 대비하여 시험하였다.
< 시험 1 > 연료절감율 시험
연료 : 고유황 경유
시험엔진 : Caterpillar 50ps (육상발전기) 총 8대
첨가제 : 실시예1 내지 실시예6의 연료저감조성물, B사, H사 연료첨가제
측정장치 : Flow meter tank level(오차 3.71L)
<시험방법 >
1) 시험엔진 1대를 사용하여 사용전 연료 50리터를 넣은 상태에서 1시간 동안 2000rpm의 회전을 유지하여 동작시킨 후 남은 연료의 양을 측정하여 사용전소모량을 선정 - 총 33리터 소모
2) 첨가제들을 각각 2000:1로 희석하여 50리터를 넣은 상태에서 1시간 동안 2000rpm의 회전을 유지하여 동작시킨 후 남은 연료의 양을 측정하여 사용후소모량을 각각 측정함.
< 시험결과 >
상기 실험결과를 살펴보면, 사용전소모량이 33리터인데 반해, 실시예1 내지 실시예 6은 거의 24 ~ 25리터만을 사용한 사실을 확인할 수 있다.
특히, 연료첨가제로서 B사와 H사는 연료절감이 거의 되지 않는 것으로 확인되었다.
즉, 본 발명의 실시예1 내지 실시예6은 25~30%의 연료절감율을 나타내었고, B사는 9%, H사는 2% 정도의 열료절감율을 나타내었다.
따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6은 높은 열료절감율을 나타내는 것으로 확인 되었다.
< 시험 2 > 매연발생정도 측정
도면 1 내지 도면 4은 본 발명의 바람직한 실시예 중 성능이 가장 뛰어난 실시예2를 가지고, 오래된 디젤차량의 엔진에 디젤과 혼합하여 사용한 후 매연을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
시험에 사용된 자동차 4대 모두 적게는 11만Km 에서 22만Km를 운행한 노후 차량으로 최초에는 매연의 발생이 심하여 검사를 통과하지 못하였으나, 연료에 본 발명의 실시예2의 연료저감 조성물을 첨가하여 5Km가량 주행한 후에 다시 측정했을 때 도면1 내지 도면4의 결과와 같이 모두 합격하게 되었다.
상기한 시험2에 따르면 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 의하면 매연의 발생을 현저히 줄일 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로 형성되는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물에 의하면 나노물질의 크기를 제한하여 연소에는 방해를 주지 않으면서 연소실 내부를 원활히 세척할 수 있고, 나노물질의 분산을 위해서 계면활성제를 사용하지 않고, 윤활성 향상제를 사용하여 분산이 원활히 되도록 하면서도 엔진의 연소실을 보호함과 동시에 완전연소를 유도할 수 있으며, 나노물질이 그 크기의 제한 및 윤활성 향상제에 의해서 서로 부착되지 않으므로 연소가 원활하게 되어 완전연소를 유도할 수 있는 등의 효과가 발생한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (7)

  1. 초산뷰틸용제에 셀라도나이트, 버네사이트, 리잘다이트, 카르폴라이트로 구성되는 나노물질 5~7중량%를 투입하고, 윤활성 향상제 2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 초산뷰틸용제 1리터당 나노물질 총 6중량%와, 상기 윤활성 향상제로 지방산 메틸 에스테르 2중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 희석하여 형성하되,
    상기 나노물질은 셀라도나이트 28중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴라이트 24중량%로 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초산뷰틸용제 1리터당 나노물질 총 7중량%와, 윤활성 향상제로 에틸렌디아민 1중량% 및 지방산 메틸 에스테르 0.3중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 희석하여 형성하되,
    상기 나노물질은 셀라도나이트 27중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴라이트 25중량%로 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 초산뷰틸용제 1리터당 나노물질 총 7중량%와, 윤활성 향상제로 에틸렌디아민 1중량% 및 지방산 메틸 에스테르 0.3중량%와, 소포제로 실록산 0.1중량%를 더 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 희석하여 형성하되,
    상기 나노물질은 셀라도나이트 25중량%, 버네사이트 25중량%, 리잘다이트 25중량%, 카르폴라이트 25중량%로 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 초산뷰틸용제 1리터당 나노물질 총 7중량%와, 윤활성 향상제로 지방산 메틸 에스테르 2중량%과, 세탄개선제로 2-EHN(2-Ethylhexyl Nitrate) 0.1중량%과, 소포제로 실록산 0.05중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 희석하여 형성하되,
    상기 나노물질은 셀라도나이트 24중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴라이트 28중량%로 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 초산뷰틸용제 1리터당 나노물질 총 7중량%와, 윤활성 향상제로 지방산 메틸 에스테르 2중량%, 세탄개선제로 2-Ethylhexyl Nitrate 0.3중량% 및 소포제로 실록산 0.05중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 희석하여 형성하되,
    상기 나노물질은 셀라도나이트 24중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 28중량%, 카르폴라이트 28중량%로 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 초산뷰틸용제 1리터당 나노물질 총 7중량%와, 항산화제로 힌더드 페놀 1.5중량%와, 윤활성 향상제로 지방산 메틸 에스테르 1중량% 및 소포제로 폴리에테르 중합체 0.5중량%를 포함하여 초산뷰틸용제에 완전히 희석하여 형성하되,
    상기 나노물질은 셀라도나이트 27중량%, 버네사이트 20중량%, 리잘다이트 26중량%, 카르폴라이트 26중량%로 형성하는 것을 특징으로 하는 디젤 내연기관용 연료저감 조성물.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080066375A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Roos Joseph W Diesel fuel additives containing cerium or manganese and detergents
KR20080066843A (ko) * 2005-11-10 2008-07-16 더루우브리졸코오포레이션 연료 연소 유래의 부산물 또는 오염물질을 조절하는 방법
KR20140093489A (ko) * 2013-01-18 2014-07-28 강재홍 나노소자를 이용한 디젤용 연료절감 조성물
KR20150076542A (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 동하그린주식회사 나노소자를 이용한 선박용 디젤용 연료절감 조성물
KR20190119422A (ko) * 2018-04-12 2019-10-22 강정남 나노소자를 활용한 경유용 연료첨가제
KR20200141281A (ko) * 2019-06-10 2020-12-18 한국기계연구원 디젤 엔진용 바이오연료 조성물

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080066843A (ko) * 2005-11-10 2008-07-16 더루우브리졸코오포레이션 연료 연소 유래의 부산물 또는 오염물질을 조절하는 방법
US20080066375A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Roos Joseph W Diesel fuel additives containing cerium or manganese and detergents
KR20140093489A (ko) * 2013-01-18 2014-07-28 강재홍 나노소자를 이용한 디젤용 연료절감 조성물
KR20150076542A (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 동하그린주식회사 나노소자를 이용한 선박용 디젤용 연료절감 조성물
KR20190119422A (ko) * 2018-04-12 2019-10-22 강정남 나노소자를 활용한 경유용 연료첨가제
KR20200141281A (ko) * 2019-06-10 2020-12-18 한국기계연구원 디젤 엔진용 바이오연료 조성물

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