KR19990009683A - 배기열을 이용한 자동차 엔진 연소촉진구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배기열을 이용한 엔진 연소촉진구에 관한 것으로서, 종래에는 엔진의 배기 다기관측에서 발생하는 고온의 배기열을 연료펌프를 경유한 액상 연료에 가함으로서 액상 연료가 기화가스로 전환된후 캬브레터에 제공될수 있도록 함으로서 엔진의 완전연소를 도모하기 위한 수단이 알려져 있으나, 이는 배기 다기관에 직접 이중관들을 결합시켜 액상연료가 이들 이중관들을 경유하도록 하고 있어 그 구조가 복잡하고 이미 자동차에 설치된 엔진에 용이하게 적용할수 없는 것이기 때문에 이러한 장치의 실용화에 문제가 있는 것이었다.
본 발명은 종래의 이러한 문제점을 개선할수 있도록 엔진의 배기관(33)의 삼원촉매장치(34)에 중첩하여 결합될수 있도록 열교환통(12)측에 형성한 일정 직경의 중앙 통공(11)과, 유체(流體)가 유체 유입관(13)으로 부터 유체 유출관(14)으로 일방으로 통과 될 수 있도록 차단벽(15)과 함께 유체통로(16)가 형성 되어져 있는 열교환통(12)과, 이 열교환통(12)에 제각기 형성 되어져 있는 유체 유입관(13) 및 유체 유출관(14) 등을 포함하는 구성의 배기열을 이용한 엔진 연소촉진구를 제공 하는데 있다.

Description

배기열을 이용한 자동차 엔진 연소촉진구
본 발명은 자동차 엔진의 연소효율을 촉진 시킬수 있도록한 배기열을 이용한 자동차 엔진 연소촉진구에 관한 것으로서, 이는 특히 자동차 엔진의 배기관측에 결합되어 배기관에서 발생하는 고열을 엔진오일측에서 흡기매니폴드로 순환되는 재연소 가스(브로바이 가스)를 열교환 시킴으로서 엔진의 흡기매니폴드로 제공되는 재연소 가스가 고온 가스화 됨으로서 엔진의 연소 효율증진 및 매연감소, 연료절감 등의 효과를 기대할수 있도록 한 것이다.
자동차 엔진의 배기열을 이용한 난방장치/냉방장치/연소촉진장치 등 다수의 기술이 알려져 있으며, 이중에서 연소촉진 장치로는 대한민국 실용신안 공보 제 1922 호 (공고번호 제 94-2806 호) 자동차 배기열을 이용한 기화기 장치가 소개 되고 있다.
여기서는 다수의 배기 다기관에 이중으로 관체를 제각기 결합하고 이들 이중으로된 관체를 상호 연결관에 의하여 연결 시킨후 연료펌프에서 제공되는 연료를 다수의 관체→연결관→캬브레터측으로 제공할수 있도록 되어있다.
또, 상기 캬브레터는 배기 다기관측에서 제각기 발생되는 고열을 액상 연료와 열교환 시킴으로서 캬브레터에 제공되는 연료는 고온 가스로 제공할수 있도록 함으로서 엔진 연소시에 고온 연료 가스 주입으로 말미암아 완전연소 촉진을 기대할수 있도록 된 것이다.
그러나, 이러한 종래 기술은 배기 다기관에 제각기 배기 다기관에 중첩된 관체를 결합 시키고 다시 이들 다수의 관체를 상호 연결관으로 연결 시키도록 하는 구성을 갖고 있기 때문에 이러한 장치의 구조가 복잡한 것이었고, 이미 출시된 자동차에는 엔진 구조를 개조하지 않는한 용이하게 적용하기 어려운 것이었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결할수 있도록 개발한 것으로서, 이는 자동차 엔진의 배기 다기관과 이어지는 배기관에 용이하게 장착하여 흡기매니폴드로 가해지는 재연소 가스를 열교환에 의하여 고온가스로 제공할수 있는 간단한 연소촉진구를 제공함으로서 이러한 장치의 단순화 및 엔진의 출력증강/매연감소/연료절약 등을 성취할수 있도록 한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 연소촉진구에는 물탱크로 부터 제공되는 물이 재연소 가스와 함께 연소촉진구를 경유하여 고온 습증기로 된후 흡기매니폴드로 제공 됨으로서 엔진내에는 고온 습증기가 열분해 됨으로서 발생되는 수소와 산소가 엔진 폭발에 도움을 주게 되어 엔진 성능을 극대화 할수 있도록 한 것이다.
본 발명은 특히 상기예의 목적을 구현할수 있도록 엔진의 배기관에 중첩하여 결합될수 있도록 열교환통측에 형성한 일정 직경의 중앙통공과, 유체(流體)가 유체 유입관으로 부터 유체 유출관으로 일방으로 통과 될 수 있도록 차단벽과 함께 유체통로가 형성 되어져 있는 열교환통과, 이 열교환통에 제각기 형성 되어져 있는 유체 유입관 및 유체 유출관 등을 포함하는 구성의 배기열을 이용한 엔진 연소촉진구를 특징으로 하는 것이다.
이하에서 이를 첨부된 도면과 함께 좀더 구체적으로 설명하여 봄으로서 본 발명의 보다 상세한 특징들이 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 연소 촉진구를 나타낸 일부파단 참고 사시도
도 2는 본 발명의 참고 사시도
도 3은 본 발명의 연소촉진구를 엔진측에 설치한 상태를 나타낸 참고도
도 4는 본 발명의 연소촉진구 설치 상태의 또다른 제 2 실시예도
도 5는 본 발명을 엔진측에 또다르게 설치한 제 3 실시예도
도 6은 본 발명을 엔진측에 또다르게 설치한 제 4 실시예도
＊＊ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ＊＊
1,1A. 연소촉진구 11. 중앙통공
12. 열교환통 13. 유체유입관
14. 유체 유출관 15. 차단벽
16. 유체통로 17. 체결수단
본 발명에 의한 배기열을 이용한 엔진 연소촉진구(1)는 그 형태를 도 2와 같이 나타내었다.
여기서는 엔진의 배기다기관으로 부터 이어져 있는 배기관(33)에 중첩하여 결합될수 있도록 열교환통(12)측에 일정 직경의 중앙 통공(11)이 형성 되어져 있으며, 열교환통(12)은 외부에서 공급되는 유체(流體)가 유체 유입관(13)으로 부터 유체 유출관(14)으로 일방으로 통과 될 수 있도록 한 유체통로(16)가 차단벽(15)과 함께 형성 되어져 있고, 이 열교환통(12)에는 외부의 유체가 유입될수 있도록 연결되는 유체 유입관(13)과 상기 열교환통(12)의 유체통로(16)를 경유하여 바깥으로 유출되는 유체 유출관(14)이 제각기 형성 되어져 있고, 열교환통(11) 본체의 양측에는 삼원촉매장치(34)에 용이하게 부착할수 있도록한 체결수단(17)이 구비 되어져 있다.
한편, 상기 연소촉진구(1)의 유체 유입관(13) 및 유체 유출관(14)들은 제각기 도 3과 같은 배기관(33)측의 삼원촉매장치(34) 및 재연소가스가 출구되는 피시브이(PCV) 밸브(39), 흡기매니폴드(38)등과 관련하여 설치 되어져 있다.
여기서는 엔진의 피시브이 밸브(39)를 통하여 유출된 재연소 가스는 연소촉진구(1)의 유체유입관(13)→연소촉진구(1)의 유체통로(16)→연소촉진구(1)의 유체유출관(14)→흡입매니폴드(38)의 경로로 연결 되어져 있다.
또, 상기 연소촉진구(1)는 도 4의 제 2 실시예와 같이 설치할수도 있다.
여기서는 자동차에 구비시킨 물탱크(22)의 물공급펌프(23) 및 피시브이 밸브(39)측의 출구→혼합밸브(21)→연소촉진구(1)의 유체유입관(13)→연소촉진구(1)의 유체통로(16)→연소촉진구(1)의 유체유출관(14)→흡입매니폴드(38)의 경로로 연결 되어져 있다.
또, 상기 연소촉진구(1)는 도 5의 제 3 실시예와 같이 여과기(37),캬브레터(31)등과 관련하여 설치 할수도 있다.
여기서는 연료펌프(36)에서 제공되는 액상연료는 여과기(37)를 거쳐 연소촉진구(1)의 유체유입관(13)→연소촉진구(1)의 유체통로(16)→연소촉진구(1)의 유체유출관(14)→캬브레터(31)의 경로로 연결 되어져 있다.
또, 상기 연소촉진구(1)는 도 6의 제 4 실시예와 같이 또다르게 설치할수도 있다.
여기서는 자동차에 구비시킨 물탱크(22)의 물공급펌프(또는 가습장치;23)→연소촉진구(1)의 유체유입관(13)→연소촉진구(1)의 유체통로(16)→연소촉진구(1)의 유체유출관(14)→혼합밸브(21)→캬브레터(31)의 경로로 연결 되어져 있다.
또, 상기에서 미설명 부호 30은 엔진, 35는 연료탱크이다.
이러한 구성의 본 발명은 도 1 및 도 2와 같은 연소촉진구(1)를 도 3과 같은 삼원촉매장치(34)의 본체에 체결수단(17)을 이용하여 결합시키고, 연소촉진구(1)의 유체유입관(13)측은 피시브이 밸브(39)의 출구측과 연결하며, 유체유출관(14)측은 흡입매니폴드(38)의 재연소 가스 입구측에 연결한다.
이러한 상태에서 엔진(30)이 동작하게 되면 배기 다기관(32)측으로 배출되는 배기가스가 배기관(33)으로 배출되는 것이며, 한편, 삼원촉매장치(34)를 통해서는 소음이 죽으면서 배기가스 촉매에 의하여 배기가스중 공해유발 원소들을 제거하게 되는 것이다.
이때, 상기 배기관(33)의 삼원촉매장치(38)측의 파이프 온도는 엔진(30)이 무부하 상태에서 동작을 할 때 약 800℃∼850℃ 정도 까지 고온을 유지하게 되는 것이며, 이러한 고온은 연소촉진구(1)의 열교환통(12)에 직접 가해지고, 열교환통(12)은 열전달이 우수한 금속재로 이뤄져 있기 때문에 피시브이 밸브(39)로 부터 제공되는 재연소 가스는 연소촉진구(1)의 유체유입관(13)→연소촉진구(1)의 유체통로(16)→연소촉진구(1)의 유체유출관(14)으로 흐르게 되는 것이다.
그러므로, 피시브이 밸브(39)의 출구측에서 유출되는 약 80℃ 정도의 재연소 가스가 약 800℃ 정도의 연소촉진구(1)에 의하여 고온으로 열교환되며 이것은 다시 흡입매니폴드(38)측으로 제공되기 때문에 실린더 내에는 고온의 가스가 가해져서 캬브레터(31)측에서 제공되는 기상 연료와 혼입하여 연소 및 폭발 작용을 하게 되는 것이다.
그러므로, 엔진(30)의 실린더내에서는 고온의 재연소 가스로 인하여 기상 연료가 1차 고온 가열된후 점화 및 폭발하게 됨으로서 그 점화 특성 및 연소 효율이이 우수하게 되는 것이다.
한편, 도 4와 같이 피시브이 밸브(39)에서 출구된 재연소 가스는 혼합밸브(21)를 통하여 물탱크(22) 및 물공급펌프(23) 또는 가습장치로 부터 제공되는 물 또는 기상 증기가 혼합되며 이것은 다시 연소촉진구(1)의 고온에 의하여 물은 고열 증기가 되고, 이것은 다시 흡입매니폴드(38)로 제공 되는 것이다.
그러므로, 이때는 고온의 증기와 고온의 재연소 가스/캬브레터(31)측의 무화 연료등이 실린더내에 가해져서 점화 및 폭발 하게 되는 것이고, 이과정에서 물분자는 고온에 의해 수소와 산소로 분리되어 실린더내의 연소 작용을 돕게 되므로 엔진(30) 성능을 월등 향상 시킬수 있고, 연소 효율을 양호히 증가 시키게 되는 것이다.
한편, 도 5와 같은 제 3 실시예의 설치 상태에서는 여과기(37)에서 유출된 액상 연료는 연소촉진구(1)의 유체유입관(13)→연소촉진구(1)의 유체통로(16)→연소촉진구(1)의 유체유출관(14)→캬브레터(31)으로 흐르게 되는 것이다.
그러므로, 여과기(37)의 출구측에서 유출되는 낮은 온도의 액상 연료가 약 800℃ 정도의 연소촉진구(1)에 의하여 고온으로 열교환되며 이것은 다시 캬브레터(31)측으로 제공되기 때문에 실린더 내에는 고온의 기상 연료 가스가 공기와 함께 가해져서 연소 및 폭발 작용을 하게 되는 것이다.
그러므로, 엔진(30)의 실린더내에서는 고온의 기상 연료 가스로 인하여 점화 및 폭발하게 됨으로서 그 점화 특성 및 연소 효율이이 우수하게 되는 것이다.
한편, 도 6과 같이 여과기(37)에서 출구된 액상 연료는 물탱크(22) 및 물공급펌프(23) 또는 가습장치로 부터 제공되는 물 또는 기상 증기가 연소촉진구(1)에 의하여 고온이 된 고열 증기와 혼합밸브(21)를 통해 혼합된후 고온 기화 되고, 이것은 다시 캬브레터(31)로 제공 되는 것이다.
그러므로, 이때는 고온의 증기와 고온의 연료 가스가 공기와 함께 실린더내에 가해져서 점화 및 폭발 하게 되는 것이고, 이과정에서 물분자는 고온에 의해 수소와 산소로 분리되어 실린더내의 연소 작용을 돕게 되므로 엔진(30) 성능을 월등 향상 시킬수 있고, 연소 효율을 양호히 증가 시키게 되는 것이다. 또, 상기와 같은 연소 촉진구는 엔진의 연료 종류가 휘발유/디젤/엘피지(LPG) 등의 다양한 유형에 공통적으로 적용할수 있음도 물론이다.
이러한 본 발명의 연소촉진구는 자동차 배기관의 삼원촉매장치 등에 간단히 설치되어 배기관측의 고온을 연료공급 계통에 연결 시키게 되면 배기관측의 고열이 재연소 가스나 액상 연료의 열교환 작용으로 고온의 기화가스로 변환 시켜 엔진측에 제공하게 됨으로서 이러한 엔진의 완전연소 및 연료 절약을 도모할수 있고 이에따른 공해유발을 적극적으로 억제할수 있는 것이다.
또, 상기 연소촉진구는 분기 경로로 물탱크로 부터 공급되는 증발 가스를 재연소 가스나 액상 또는 가스상 연료와 혼합하여 엔진측에 제공하게 되면 물 분자의 수소 및 산소로 인한 폭발 성능을 배가시켜 엔진 효율을 높일뿐만 아니라 더욱 완전연소를 돕게 되고 엔진의 출력증강/매연감소/연료절약 등의 효과를 얻을수 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 엔진의 배기다기관으로 부터 이어져 있는 배기관(33)에 중첩하여 결합될수 있도록 열교환통(12)측에 형성한 일정 직경의 중앙 통공(11)과, 유체(流體)가 유체 유입관(13)으로 부터 유체유출관(14)으로 일방으로 통과 될 수 있도록 차단벽(15)과 함께 유체통로(16)가 형성 되어져 있는 열교환통(12)과, 이 열교환통(12)에 제각기 형성 되어져 있는 유체유입관(13) 및 유체유출관(14) 등을 포함하는 구성을 특징으로 하는 배기열을 이용한 엔진 연소촉진구
  2. 제 1항에 있어서, 열교환통(12)의 유체 유입관(13)은 피시브이 밸브(39)의 재연소 가스 출구와 연결 되어져 있고, 유체 유출관(14)은 흡입매니폴드(38) 재연소 가스 입구측과 연결 되어져 있는 것을 특징으로 하는 배기열을 이용한 연소촉진구
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열교환통(12)의 유체유입구(13)는 피시브이 밸브(39)의 재연소 가스 출구와 물탱크(22)의 물공급펌프(또는 가습장치;23) 출구에 연결 되어져 있는 것을 특징으로 하는 배기열을 이용한 연소촉진구
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