KR19990028139A - 유체연료활성화장치와 그 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체(流體)를 연료로 사용하는 내연기관 또는 버어너 등에 연료공급관을 통해 공급되는 연료에 강력한 핵자기장을 가하여 연료입자를 미세하게 분쇄시키므로써, 연료의 완전연소를 유도하는 유체연료활성화장치와 그 설치방법에 관한 것으로, 연소장치에 연결된 연료공급관에 7000 가우스 이상의 강력한 핵자기장을 발생시키는 영구자석 한쌍을 유체연료공급관의 바깥에서 직경방향을 따라 그 극성이 서로 반대가 되도록 마주보게 설치하여, 이 한쌍의 영구자석에서 서로 반대방향으로 교차되는 강력한 핵자기장의 핵자기공명효과에 의해 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 탄소연료의 입자가 탄소와 수소로 분해되게 하므로써, 연료의 입자에 대한 공기의 접촉면적이 증대되도록하여 연소효율을 증대시키도록 한 것이다. 본 발명에서 사용되는 영구자석은 네오디뮴(Nd) 또는 프라세오디뮴(Pr)과 같이 원소주기율표의 Ⅲ_A에 속하는 희귀토류원소와 천이금속 및 붕소(B : Boron)의 혼합으로 이루어진 고보자력의 희귀토류마그네틱합금으로 만들어진 것으로서, 이러한 고보자력의 마그네틱합금으로 만들어진 영구자석을 사용하므로써 연소장치의 연료공급관을 손상시키거나 연료공급관에 전원을 인가하는 등과 같은 위험이 없어 안전을 기할 수 있고, 무엇보다도 연료를 거의 완전연소시킬 수가 있게 되는 것이다.

Description

유체연료활성화장치와 그 설치방법(AN APPARATUS FOR ENENGING FLUID FUEL AND METHOD OF MOUNTING IT)

본 발명은 유체연료(流體然料)를 사용하는 연소기에 공급되는 연료가 완전연소될 수 있도록 활성화시켜 주는 유체연료활성화기구에 관한 것으로, 희귀토류금속(rare earth iron)으로 만들어진 영구자석을 사용하여, 이 영구자석에서 발생되는 강력한 핵자기장이 유체연료공급관을 따라 공급되는 유체연료를 핵자기 공명효과에 의해 미세한 입자의 크기로 세분화시키도록 하므로써, 연료와 공기의 접촉면적이 증대되도록하여 연료가 거의 완전연소되도록한 유체연료활성화기구에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관이나 외연기관 또는 버어너 등에 사용되는 연료는 대부분 액체 또는 기체상태의 유체(流體)로 되어 있고, 이 유체상태의 연료를 연소시켜 필요한 열에너지를 얻도록 되어 있다.

그러나, 현재까지 개발된 내연기관이나 버어너 등은 대부분 그 열효율이 50% 이내로 나타나고 있는 바, 이는 연료가 연소되면서 발생되는 열량이 충분하게 기관이나 피가열물에 전달되지 못하는 이유 때문인 것이 주된 이유이고, 또 한편으로는 연료가 완전하게 연소되지 못하고 불완전연소되기 때문인 이유도 있다 할 것이다.

유체 연료, 특히 액체상태의 연료가 연소되기 위해서는 필연적으로 공기와 혼합되어 기체상태로 되어야 하는 바, 일반적으로 자동차에서 사용하는 내연기관등에서는 액체상태의 연료를 엔진으로 유입하기 직전에 공기와 혼합시킨 혼합기(混合氣)를 만들어 유체연료의 연소를 돕도록 하고 있다.

그러나, 일반적으로 액체상태의 연료가 공기와 혼합되는 과정에서 액체연료가 공기와 충분하게 혼합되지 못하기 때문에 연소가 불완전하게 되어, 액체연료가 갖고 있던 고유의 열량이 완전하게 발휘되지 못하게 된다.

특히, 자동차등에서 사용하는 내연기관에서는 액체연료가 공기와 혼합되는 과정에서 공기와 충분하게 혼합되도록 하기 위해 빠른 공기의 흐름속으로 액체연료를 분사주입시키므로써, 액체연료가 기체화되도록 하여 공기와 액체연료가 충분하게 혼합되도록 하는 강제적인 혼합수단을 사용하고 있고, 또한 혼합기가 내연기관의 연소실에서 고르게 확산되도록하여 연소상태를 향상시키도록 한 방법이 있기는 하나, 상기한 바와 같이 강제적인 혼합수단을 사용하거나 연소실에서 고르게 확산되도록 하는 수단을 사용하여도, 근본적으로 액체연료의 분자가 완전연소를 위한 상태로 공기와 충분하게 혼합되지 못하기 때문에 대부분의 내연기관등에서는 약 60 ∼ 70 % 정도에 불과한 정도로 불완전 연소되게 된다.

이미 물리학에서 알려져 있는 바와 같이, 모든 물체를 이루는 각각의 원자는 그 원자구조의 최외각에 배치된 전자의 배열상태에 따라 고유의 전자기력을 가지고 있고, 이 전자기력의 크기에 따라 원자상호간 및 분자상호간의 결속 상태를 결정지우는 인력(引力)이 달라지게 되고, 이 인력의 세기에 따라 해당하는 물체가 고체, 액체 또는 기체의 상태로 구분되게 된다.

따라서, 이러한 원자 및 분자사이의 인력으로 인해 유체연료를 강제분사시켜도 그 입자가 완전하게 분자상태로 분쇄되지 못하게 되고, 여러개의 연료분자가 뭉쳐져 있는 연료입자덩이를 공기가 둘러싸고 있는 형태로 혼합되게 되어, 개개의 연료분자에 공기분자가 완전하게 접촉하지 못하게 된다. 그 결과 연료가 연소할 때 공기에 직접 접촉하고 있지 못한 연료는 연소되지 않게 되므로, 대개의 유체연료를 사용하는 연소장치에서는 연료가 불완전연소하게 되며, 이러한 현상은 상기한 바와 같이 연료와 공기의 강제적인 혼합수단을 사용하여도 근본적으로 해소시켜 주지 못하는 것이다.

이와 같이 내연기관등에서 사용하는 유체연료가 불완전연소되기 때문에, 특히 동력발생수단으로서 엔진을 사용하는 운송수단과 버어너를 사용하는 보일러에서는 연료의 사용량에 비해 충분한 에너지를 발생시킬 수가 없고, 또한 연료의 불완전연소로 인해 이산화질소나 일산화탄소와 같은 공해물질을 과다하게 배출시켜 공해의 주범이 되기도 하며, 충분한 동력을 얻기 위해 큰 엔진을 사용하여야 하므로 연료소모가 많아지게 되는 한편, 특히 엔진을 사용하는 운송수단에서는 불완전연소로 인해 이상진동이 발생하여 차체에 좋지 아니한 영향을 미치에 되는 등의 문제가 있게 된다.

한편, 기체연료를 사용하는 내연기관등에서도 이러한 문제가 발생할 수 있는 바, 통상 기체연료라 칭하여지는 LPG나 LNG의 경우에도 저장탱크에는 고압액체상태로 저장하고 있다가 연소기로 공급되면서 고압의 상태를 해제시키므로써, 액체가 기화되도록하여 연소시키도록 되어 있다.

그러나, 고압의 상태로부터 해제시키는 과정만으로 액체상태에서 분자상태로 완전하게 기화되지 못하기 때문에, 상기의 액체연료에서와 같은 이유로 인한 불완전연소의 문제를 그대로 안고 있는 것이다.

따라서, 이와 같이 액체상태의 연료와 기체상태의 연료가 공기와 충분하게 혼합되지 못함으로 인하여 불완전연소가 이루어지는 문제를 해결하기 위해, 그 동안 여러 가지의 해결책이 제시되어 왔으나, 현재까지 이들은 모두 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

예컨대, 국내 특허공보에 게재되어 있는 특허 공고 제 96-9209호의 내연기관의 공기흡입기는 내부를 통해 공기와 연료가 혼합된 혼합기(混合氣)가 통과할 수 있도록 별도의 부재로 만들어진 축관의 내부에 베인(vane)이 끼워진 회전자가 설치되고, 상기 축관의 길이방향을 따라 그 내부에 다수개의 수직날개가 설치된 구조로 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 상기 발명의 공기흡입기는 상기 수직날개가 혼합기의 흐름을 난류화시켜 주고, 그 다음 상기 베인이 구비된 회전자가 혼합기의 공기의 흐름을 촉진시킴과 더불어 와류로 만들면서 혼합기를 미립화시켜 주도록하여 완전연소를 유도하도록 되어 있다.

이러한 구조의 상기 공기흡입기는 연료를 미립화시켜 연료가 공기와 충분하게 접촉되게 하므로써, 연료의 완전연소를 도모한다는 이론적인 면에서 긍정적일 수가 있기는 하지만, 다음과 같은 측면에서 여러 가지 문제점이 있어 실용화가 되고 있지 못한 것이라 판단되는 바, 여기서 문제점이란, 우선 첫째로 이 발명의 공기흡입기는 내연기관이나 버어너 등과 같은 유체연료연소기에 연결되어 있는 기존의 연료주입관을 잘라 분리시킨 다음, 이 잘라진 연료주입관에 공기흡입기의 양쪽을 연결시키도록 되어 있기 때문에, 기존의 연료주입관을 자른다는 점에서 큰 문제점의 발생소지를 안고 있는 것이다.

예컨대, 차량의 동력발생수단인 엔진에 연결되어 있는 연료주입관은 엔진이 가동될 때 연료와 공기가 혼합된 혼합기가 계속하여 흐르는 곳인 바, 이와 같이 연료주입관을 자르면 만약의 경우에 연결부위가 잘못되거나 또는 사고 등에 의해 연결수단이 해제되는 경우에는 지속적으로 유입되는 연료의 혼합기가 뜨거운 엔진에 의해 연소되면서 화재가 발생할 수 있는 문제점이 있는 것이다.

그리고, 무엇보다도 차량이 제조회사에서 출고된 상태를 개변하는 것은 안전적인 측면에서 바람직하지 않고, 또한 이로 인한 문제점이 발생된 경우에는 차량의 제조회사로부터 보증을 받을 수가 없음은 물론, 차량을 개변함으로 인해 보험의 보상적용이 가능한가에 대한 보증이 없다는 심각한 문제의 소지가 있는 것이다.

한편, 상기 발명의 공기혼합기는 엔진이 가동될 때 발생되는 강한 부압(負壓)에 의한 흡입력으로 흡입되는 연료의 혼합기가, 공기혼합기의 내부에 설치된 회전자와 수직날개 등에 의해 유동저항을 받게 되기 때문에 오히려 연료혼합기가 엔진속으로 주입되는 상태를 악화시킬 염려가 있어 엔진의 가동상태가 나빠지게 될 가능성이 있는 것이다.

또한, 이 발명의 공기혼합기에서와 같이 베인이 구비된 회전자를 연료의 혼합기 흐름속에서 가동시킨다고 해서, 연료의 입자가 원하는 바대로 미립화될 수가 있느냐 하는 근본적인 문제가 있다. 즉, 이러한 회전자의 가동으로 인하여 연료와 공기가 혼합된 혼합기가 완전연소를 유도할 수 있는 상태의 미세한 입자로 분쇄되지 않는다는 것이다.

이와는 다른 발명으로서 정태영씨 외 2 인이 발명하여 공고된 특허공고 제 95 - 11695 호 및 제 96 - 9208 호의 자성체를 이용한 연료활성화장치가 있는 바, 이 장치는 연료혼합기가 통과할 수 있도록 튜브 형상으로 형성된 연료안내관의 내부에 연료활성부재가 길이방향을 따라 삽입설치되고, 이 연료안내관의 링형상의 훼라이트로 만들어진 자화부재와 자장조절판 및 자성체가 설치된 구조로 이루어져, 엔진의 연료공급관 중간에 끼워 설치하도록 되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 상기 발명의 장치들은, 연료안내관을 따라 유동하는 연료혼합기가 자화부재와 자장조절판 및 자성체가 발휘하는 자기장에 의해 자화 및 이온화되게 하고, 연료안내관의 내부에 길이방향을 따라 설치된 연료활성화부재가 이온화된 연료의 흐름을 난류화시키므로써 연료입자가 이온분해되어 미세하게 쪼개져 연소를 돕게 한다고 설명하고 있다.

그러나, 이 발명의 장치 역시 앞서 설명한 공기흡입기와 마찬가지로 엔진 또는 버어너 등에 연결되어 있는 본래의 연료공급관을 자르고, 잘라진 연료공급관을 상기 장치의 양쪽 선단에 각각 연결하도록 되어 있는 점에서 상기한 바의 공기흡입기에서 지적한 바와 같은 심각한 문제점을 안고 있다.

그리고, 이들 장치에서 연료안내관을 통과하는 연료가 이 연료안내관의 주변에 설치된 자화부재 및 자성체가 연료혼합기를 자력으로 이온화시키고, 스크류모양으로 된 연료활성화부재가 이온화된 연료를 회전유동시키므로써, 연료의 원자를 구성하는 전자의 운동속도를 빠르게 함과 더불어 궤도의 면적을 증대시키고 자력범위를 오래동안 통과되게 하여 연료의 자화를 극대화시키도록 되어 있는 바, 즉 연료안내관의 주변에 설치된 자화부재 및 자성체만으로는 연료가 충분하게 미세화되지 못하기 때문에 이러한 연료활성화부재를 부가적으로 사용하여 연료의 미세입자화를 도우도록 시도하고 있는 것이다.

그런데, 이 연료활성화장치는 이론상에 문제가 있는 바, 즉 연료의 입자를 자력(자기장)으로 미세화시키는데 있어서는 연료의 원자를 구성하는 전자의 운동을 빠르게하여 이루어지는 것도 아니고, 또한 연료가 자력(자기장)에 오래동안 노출된다고하여 미세화되어지는 것도 아닌 것이다.

따라서, 상기 발명에서와 같이 자화부재를 사용하기는 하지만 이 자화부재만으로는 완전연소를 이룰 수 있는 정도로 충분하게 연료를 미세화시킬 수가 없기 때문에, 이 자화부재에 부가하여 연료가 통과하는 경로의 중간에 길이방향을 따라 별도로 스크류모양의 연료활성화부재를 소정 길이만큼 추가 설치하고 있는 바, 이 연료활성화부재가 설치되어 있으므로 인하여 엔진에서 발생되는 강한 흡입력에 의해 주입되는 연료의 유동에 저항을 주게 되어 엔진의 가동상태를 정상적으로 유지하지 못하게 된다는 문제점이 있는 것이다.

한편, 상기한 바와 같이 영구자석으로 만들어진 자성체만으로 충분하게 연료를 이온화하여 미립화시킬 수가 없는 이유는, 통상의 훼라이트 영구자석은 그 최대 자기력이 대개 약 1300 ∼1500 가우스(Gauss) 정도이고, 그 효력이 미치는 범위가 대개 약 2 ∼ 3 ㎜ 정도이기 때문에, 이러한 세기의 자기력으로는 직경이 10 ㎜ 이상인 연료공급관의 내부를 통과하는 연료를 충분하게 이온화시켜 완전연소를 이룰 수 있는 정도로 세분화시킬 수가 없기 때문인 것이다.

이러한 이유로 인하여, 연료안내관을 통과하는 연료에 좀더 강한 자기장을 가할 수 있게 하기 위해 전자석(솔레노이드코일)을 사용한 연료활성화장치가 특허공개 제 96 - 18200호 등으로 공개된 것이 있다.

이 전자석을 이용한 연료활성화장치는, 금속으로 만들어진 연료안내관의 주위에 코일을 감아 자력을 발생시킬 수 있는 솔레노이드를 만들고, 이 솔레노이드에 필요한 전원은 외부에서 별도로 공급하도록 되어 있다.

이러한 전자석을 이용한 연료활성화장치는 엔진이나 버어너와 같은 연소장치에 연료를 공급하도록 연결되어 있는 연료공급관에 직접 솔레노이드를 형성시켜 줄 수가 없기 때문에 별도의 금속으로 만들어진 연료안내관을 사용하여야 하여야 하므로, 이 연료안내관을 연료공급관에 연결시키기 위해서는, 상기의 종래기술에서 설명한 바와 같이 자동차 등에 미리 갖추어져 있는 연료공급관을 잘라 연결시켜야 한다.

따라서, 연료공급관의 절단으로 인해 발생될 수 있는 문제점을 그대로 갖고 있고, 또한 솔레노이드에 전류를 공급하기 위한 별도의 전원이 구비되어야 한다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 차량등에서 자체에 구비되어 있는 밧데리를 사용한다고 하여도 연료가 흐르고 있는 연료공급관에 방전을 일으킬 수 있는 전류를 공급한다는 것은 바람직하지 못하다는 문제점이 있다.

또한, 솔레노이드를 사용하여 연료의 완전연소를 유도할 수 있을 정도로 연료를 세분화시킬 수 있는 강력한 자기장을 발생시킬 수 있도록 하기 위해서는 솔레노이드의 부피가 엄청나게 커야 할 것이고 무게도 많이 나가게 될 것이므로, 이렇게 부피가 큰 솔레노이드는 예컨대 자동차의 엔진과 연결된 연료공급관에 설치하기 위해서는 공간적인 제약이 있게 됨은 물론, 통상 외경이 25 ㎜ 이하인 연료공급관이 무거운 솔레노이드의 무게를 지탱하게 되면 연료공급관이 쳐지면서 이 연료공급관과 엔진 및 기타 다른 부품을 연결시키는 연결부위의 연결상태에 문제를 발생시키게 된다.

한편, 솔레노이드는 전류가 인가되면 자기장을 발생시킬 뿐만 아니라 많은 량의 열을 발생시키게 되므로, 이 솔레노이드가 설치된 연료안내관이 솔레노이드에서 발생한 열에 의해 가열되면서 이 연료안내관을 통과하는 연료를 데워주는 역할을 하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 연료안내관의 주변에 솔레노이드를 설치한 구조의 장치는, 이 솔레노이드에서 발생되는 자기장의 효과와 솔레노이드가 가동될 때 발생하는 열에 의한 가열(연료의 예열)효과로 인하여 연료의 연소효율을 증대시킬 수가 있기는 하지만, 그 효과에 비하여 상기에서 지적한 바와 같은 문제점이 더 커므로 경제적인 기대치가 적어 문제점이 많은 장치라 할 것이다.

그리고, 이러한 솔레노이드를 사용한 장치에 있어서는 필연적으로 전기스파크와 열로 인해 인화성이 강한 연료의 폭발 염려가 있으므로, 방폭수단이 구비되어 있어야 한다는 문제도 있다.

이상에서 열거한 종래의 연료활성화장치에 대한 문제점을 종합하면 다음과 같은 몇가지로 정리되어질 수 있다.

1. 연료공급관을 따라 흐르고 있는 연료를 자기장으로 분쇄시키기 위해 자석부재를 사용하고 있기는 하나, 상기에서 자세히 설명하였던 바와 같이, 종래의 장치에서 사용하는 훼라이트 재질로 만들어진 영구자석은 그 최대 자기력이 대개 약 1300 ∼1500 가우스(Gauss) 정도이고, 그 효력이 미치는 범위가 대개 약 2 ∼ 3 ㎜ 정도이기 때문에, 이러한 세기의 자기력으로는 직경이 10 ㎜ 이상인 연료공급관의 내부를 통과하는 연료를 충분하게 이온화시켜 완전연소를 이룰 수 있는 정도로 세분화시킬 수가 없는 것이다.

즉, 종래의 연료활성화장치에서 자기장을 사용하여 연료의 입자를 세분화시키고자 하는 의도는 좋으나, 실제적으로는 채택된 영구자석에서 발생하는 자기력에 의해서는 연료에 자기장의 영향을 거의 미칠수가 없다는 것이다.

그리고, 이러한 문제는 솔레노이드를 이용한 전자석을 채택한 경우에도 마찬가지라 할 것이다.

2. 이와 같이 훼라이트 영구자석을 사용하여서는 연료공급관의 내부를 통과하는 연료를 충분하게 세분화시킬 수가 없기 때문에, 연료의 활성화를 돕기 위해 연료공급관의 내부에 별도의 활성화부재를 설치하고 있는 바, 이 연료공급관의 내부에 설치되는 활성화부재로 인해 연료의 유동에 저항을 주게 되어 엔진의 가동상태에 따른 정상적인 연료의 공급이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

3. 또한, 연료활성화장치를 설치하기 위해 본래의 연료공급관을 절단하여야 하므로, 유체연료를 연소시키는 연소기가 구비된 차량이나 보일러 등에 문제가 발생한 경우에 A/S를 받을 수 없음은 물론이고 사고가 발생하였을 때 보증이 되지 않고, 특히 본래의 장치를 개변함으로 인해 보험의 혜택에 관한 보장이 없다.

4. 솔레노이드를 사용한 장치에 있어서는, 이 솔레노이드를 작동시키기 위해 인화성이 강한 연료가 흐르고 있는 연료공급관의 주변에 전류를 공급하여야 하므로, 전기스파크에 의한 화재의 위험이 있다.

5. 한편, 솔레노이드를 사용하여 연료를 완전연소시킬 수 있을 정도로 충분히 미세화시킬 수 있는 자기력을 얻기 위해서는 그 부피와 무게가 커야 하는 바, 통상 좁은 곳에 배치된 연료공급관에 설치하기가 곤란하고, 연료공급관에 솔레노이드를 고정설치하는 경우 이 연료공급관에 솔레노이드의 무게가 지속적으로 가해지게되어 연료공급관에 무리가 가게 되고, 특히 차량에서와 같이 주행에 의한 진동이 발생하는 경우에는 이 무거운 솔레노이드가 설치되는 연료공급관의 연결부위에 이상이 발생할 수 있게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해, 자기장이 10 ∼ 30 ㎜ 의 외경을 갖는 연료공급관 내부를 따라 흐르는 연료에 미치는 영향에 대한 관계를 연구한 결과, 그에 따른 유기적인 함수관계를 찾아 내고, 이를 토대로하여 연료공급관을 자르거나 연료공급관의 내부에 별도의 보조부재를 삽입설치하지 않고서 간단하게 연료공급관의 외부에 설치함으로써, 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 연료를 거의 완전하게 연소시킬 수 있도록 세분화시키는 유체연료활성화장치와 그 설치 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이미 알려져 있는 물리학의 원리인 핵자기 공명론을 이용한 것으로서, 자기장과 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 유체연료에 대한 관계를 연구한 결과, 연료공급관을 따라 흐르는 연료가 핵자기 공명효과에 의해 완전연소될 수 있는 정도로 세분화되기 위해서는, 연료공급관의 내부에 약 3000 가우스(Gauss)정도의 핵자기장이 전달되어야 한다는 것을 알았다.

그리고, 이러한 세기의 자기력이 한쪽 방향에서만 전달되는 것보다 연료공급관의 직경방향을 따라 대칭방향의 양쪽에서 전달되도록 하여, 양쪽에서 전달되는 자기장에 의해 연료의 분자사이에 핵자기 공명현상을 일으키도록 함으로써 연료를 효과적으로 세분화시킬 수가 있고, 또한 상기한 바와 같은 약 3000가우스의 세기를 갖는 자기장이 연료공급관의 내부에 전달되도록 하기 위해서는 양쪽에서 대칭적으로 전달되어 서로 상승효과를 일으키도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 바와 같은 약 3000가우스정도의 세기인 자기장을 얻기 위한 수단으로, 본 발명에서는 영구자석을 사용하고 있는 바, 그 이유는 유체연료 연소장치에 설치되어 있는 본래의 연료공급관을 자르지 않고 간단하게 연료공급관의 외부에 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 외부 전원 등과 같은 보조수단이 필요치 않게 되며, 그 부피를 소형으로 할 수가 있으면서 무게를 줄일 수가 있다는 장점이 있기 때문인 것이다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 효과를 발휘할 수 있는 영구자석으로서, 네오디뮴(Ne : Neodymium) 또는 프라세오디뮴(Pr : Prasedymium)과 같은 원소주기율표의 Ⅲ_A에 속하는 희귀토류원소와 천이금속(transfer metal) 및 붕소(B : Boron)를 소정비율로 균질상태를 이루도록 섞어 용융시킨 후 급냉시켜 만든 고보자력(高保磁力)의 마그네틱합금으로 만들어진 영구자석을 사용한다.

이 마그네틱합금은 보자력이 높기 때문에 현재까지 개발된 최대의 자기장 발생장치를 사용하면, 일반적인 훼라이트(ferrite) 재질로 만들어진 영구자석으로는 엄두도 낼 수 없는 최대 일만(10000) 가우스(Gauss)의 강력한 핵자기장을 발생하는 강력한 영구자석을 만들 수가 있다.

따라서, 이 강력한 영구자석을 설치하고자 하는 연료공급관의 직경 크기에 알맞는 정도로 만들어, 간단하게 연료공급관의 외부에 설치하기만 하면, 이 연료공급관의 내부를 따라 통과하는 연료가 영구자석에서 발생되는 강력한 핵자기공명효과에 의해 세분화되고, 이 세분화된 연료의 개개 입자에 공기가 접촉하게 되므로 연료가 충분하게 공기와 접촉하게 되어 완전연소할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 상기한 바와 같은 재질로 만들어진 영구자석을 연료공급관에 간단하게 설치할 수 있게 하기 위해, 영구자석을 삽입하여 지지할 수 있도록 된 마그네틱지지구를 사용하여 대체로 둥근 파이프형태로 되어 있는 연료공급관에 간단하게 설치할 수 있도록 하고 있다.

그리고, 이 영구자석에 의한 영향이 연료 연소기에 효과적으로 작용하도록 하기 위해 그 설치지점을 조절해 줄 필요가 있는 바, 예컨대 금속으로 노출된 연료공급관에 설치하는 것이 바람직하고, 연료공급관의 길이가 긴 경우에는 연소기의 가장 가까운 지점의 연료공급관에 설치하며, 필요에 따라 여러개를 설치하는 경우에는 약 10cm 정도의 간격을 두고 설치하는 것이 좋다.

그리고, 내연기관의 종류에 따라 각각 그 설치지점을 달리하는 것이 바람직한 바, 예컨대 개솔린엔진에 있어서는 연료공급관에만 설치하여도 충분하게 그 효과를 얻을 수가 있고, 디젤엔진의 경우에 있어서는 주연료공급관에 자기장이 센 영구자석을 설치하고, 개개의 실린더에 설치된 인젝터의 선단부에 상대적으로 자기장의 세기가 약한 영구자석을 설치해 주는 것이 바람직하다.

이와 같이 연료공급관의 외부에 설치된 본 발명의 영구자석은, 강력한 핵자기장을 연료공급관의 내부에 전달하므로써, 연료의 입자사이에 공명효과에 의한 진동이 발생되어 그 입자의 크기가 미세하게 분쇄되게 된다. 따라서, 미세하게 분쇄된 개개의 연료입자의 주위에 충분한 공기가 둘러 싸여지게 되어 연료가 완전연소할 수 있게 유도해 주게 되는 것이다.

그리고, 연료가 완전연소함에 따라 연소기, 내연기관에 있어서는 그 출력이 증강되어 연료의 소모가 적어지게 되고, 연료의 불완전연소로 인한 매연과 인체에 유해한 공해물질의 발생을 저감시킬 수가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에서 사용하는 강핵자기장을 발생할 수 있는 영구자석을 구리도관에 통과시킬 때 구리관의 벽면과 영구자석사이에 일어나는 공기의 공명현상을 설명하기 위한 단면도,

도 2 의 (a)는 본 발명에서 사용하는 강 핵자기장의 영구자석의 표면에서부터 거리에 따라 미치는 자기장의 세기를 나타내는 그래프,

(b)는 본 발명에서 사용하는 강 핵자기장의 영구자석을 연료공급관의 양쪽에 설치한 경우에 연료공급관의 내부에 미치는 현상을 설명하기 위한 개략단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 영구자석이 연료공급관의 주변에 설치되어 연료 공급관의 내부를 통과하는 연료에 미치는 영향을 가시적으로 나타낸 단면도,

도 4 은 본 발명에 따른 제 1 실시예로서 강핵작기장의 영구자석을 연료공급관에 설치하기에 용이하도록 마그네틱 지기구에 삽입고정시키는 상태를 나타낸 마그네틱지지구의 사시도,

도 5 는 도 4 에 도시된 마그네틱 지지구의 한쌍이 연료공급관에 설치된 상 태를 도시한 사시도,

도 6 은 본 발명에 따른 제 2 실시예에 따른 마그네틱지지구의 사시도,

도 7 는 도 6 에 도시한 제 2 실시예의 마그네틱지지구를 사용하여 영구자석 을 연료공급관에 설치한 상태를 도시한 사시도,

도 8 는 영구자석을 플라스틱모울드를 성형할 때 내부에 넣어 일체를 이루도 록 성형시킨 마그네틱지지구를 연료공급관에 설치한 상태를 도시한 사시도,

도 9 은 본 발명에 따라 채택하는 영구자석을 연료공급관의 벽체속에 일체로 성형시켜 내장한 상태를 나타낸 단면도,

도 10 은 본 발명에 따른 영구자석을 디젤기관에 설치할 때 최적의 효과를 얻을 수 있는 상태의 배치를 설명하기 위한 개략적 구성도,

도 11 은 본 발명에 따른 영구자석을 가스버너의 연료공급관에 설치할 때 최적의 효과를 얻을 수 있는 상태의 배치구조를 설명하기 위한 개략적 구성도,

도 12 는 본 발명에 따른 영구자석을 방카 C 유 버너의 연료공급관에 설치할 때 최적의 효과를 얻을 수 있는 상태의 배치구조를 설명하기 위한 개략적 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 - 영구자석 12 - 구리도관 14 - 공간

16 - 연료공급관 18 - 마그네틱지지구 20 - 지지홀

22 - 고정끈 24 - 연결대 26 - 받침판

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

본 발명은 핵자기공명효과를 이용하여 액체연료나 기체연료를 사용하는 연소기로 공급되는 연료의 입자를 세분화(細分化)시키므로서 연소효율을 높이도록 한 것으로서, 여기서 필요한 핵자기장은 영구자석을 사용하여 얻도록 하는 바, 이는 내연기관이나 버어너등과 같은 연소기에 연료를 공급하는 본래의 연료공급관을 자르거나 기타 다른 방법으로 훼손시키지 않고, 이 연료공급관의 외부에 간단히 설치할 수 있게 하기 위해서인 것이다.

한편, 자기장과 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 유체연료사이의 관계를 연구한 결과, 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 연료가 핵자기 공명효과에 의해 완전연소될 수 있을 정도로 미세하게 분쇄되도록 하기 위해서는, 연료공급관의 내부를 통과하는 연료에 약 3000가우스(Gauss)정도의 강력한 자기장이 필요하였다.

한편, 일반적인 훼라이트재질로 만들어진 영구자석은 최대 약 1200가우스정도만을 발생시킬 수가 있으므로, 이러한 영구자석을 사용하여서는 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 유체연료(流體燃料)에 핵자기공명효과를 얻을 수가 없었다.

그리고, 연료공급관의 외부표면에서부터 연료공급관의 내부를 따라 흐르는 연료에 3000가우스 정도의 강력한 자기장을 전달하기 위해서는 연료공급관의 직경에 따라 약간씩 다르기는 하지만, 대개 7000 ∼　10000 가우스가 필요하였다.

즉, 일반적으로 내연기관이나 버어너 등과 같은 연소기에 연결되어 있는 연료공급관의 직경은 대개 약 10mm에서 약 30mm 정도로 되어 있는 바, 이러한 직경을갖는 연료공급관의 외부에 설치된 영구자석으로부터 연료공급관의 내부에 3000가우스 이상의 자기력이 전달되도록 하기 위해서는 상기한 바와 같이 7000가우스 이상의 충분한 자기력이 필요한 것이다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 강력한 자기력을 발생시킬 수 있는 영구자석으로서, 미국 특허 제 4,802,931호과 제 4,496,395호로 등록된 고에너지(고항자력)를 발휘하는 희귀토류 마그네틱 합금(rare earth magnetic alloy)을 사용하는데, 일반적으로 희귀토류원소와 철의 합금으로 만든 마그네틱합금은 상온(常溫)에서 대개 약 200 에스테드(Oersteds) 정도의 보자력(保磁力)을 갖는데 비해, 상기 미국특허에 따른 합금은 상온에서 대개 1000 에스테드 이상의 높은 보자력을 갖고, 그 제조공정과 합금의 비율을 조정함에 따라 5000 에스테드 이상의 보자력을 갖게 할 수가 있는 것이다.

여기서 사용하고자 하는 미국특허의 마그네틱합금은, RE_1-x(TM_1-yB_y)_x라는 기본식으로 표현되어지고, 여기서 RE는 원소주기율표의 ⅢA 군에 속하는 희귀토류금속중의 하나를 나타내는 것이며, TM은 철(Fe) 또는 철에 코발트, 니켈, 크롬 또는 망간등과 같은 금속이 소량 함유된 천이금속(transfer metal)을, B는 붕소(Boron)를 각각 나타내는 것이다.

또한, x는 이 합금에 존재하는 천이금속과 보론의 원자비를 나타내는 것으로서, 통상 0.5x0.9 의 값을 갖고, 바람직하기로는 0.8x0.9 사이의 값을 갖게 하는 것이 적당하며, y는 보론과 천이금속이 존재하는 조건하에서 이 합금에 존재하는 보론의 원자비를 나타내는 것이다.

한편, 상기 희귀토류금속중에서 가장 바람직한 것은 네오디뮴(Ne : Neodymium) 또는 프라세오디뮴(Pr : Prasedymium)이다.

상기 미국 특허에 따른 마그네틱합금은 이들 희토류금속과 천이금속 및 붕소(B)를 소정비율로 균질상태를 이루도록 섞어 용융시킨 후 급냉시켜 만든 것으로서, 급냉의 온도와 조건에 따라 보자력이 달라지게 되는데, 이 미국 특허에 따른 마그네틱합금에서는 붕소를 첨가시키므로써, 그 급냉의 조건을 완화시켜 비교적 쉽고 간단하게 보자력이 높은 마그네틱합금을 제조할 수 있게 한 것이다.

그리고, 이러한 보자력을 갖는 합금을 사용하여, 현재까지 개발된 자기력발생장치를 사용하여서는 약 13000가우스정도의 자기장을 발생시키는 영구자석을 만들수가 있는 바, 이 자기력발생장치의 설비가 엄청나고 그 설치비용이 적지아니 하므로, 현재까지는 이 정도로까지만 개발되어 있는 실정이고, 그 개발정도에 따라 더 큰 자기장을 발생시키는 영구자석을 만들 수도 있을 것이다.

한편, 참고할 사항으로서 상기한 바와 같이 훼라이트 재질로 만들어진 영구자석이 그 보자력이 근본적으로 낮기 때문에, 최대 1200가우스정도의 자기장을 발생시킬 수밖에 없으므로, 이 보다 더 높은 자기장을 산업상의 필요로 인해 많은 연구결과 희귀토류원소를 이용한 마그네틱 합금이 많이 개발되어 있기는 하나, 이 러한 종래의 일반적인 희귀토류원소를 이용한 마그네틱합금은 대개 상온(常溫)에서 대개 약 200 에스테드(Oersteds) 정도의 보자력을 갖는 정도에 불과한 것으로서, 본 발명에서 사용하고자 하는 미국특허에 따른 마그네틱합금의 약 1/5 이하에 그치는 것이다.

따라서, 이러한 정도의 보자력을 갖는 마그네틱 합금으로는 7000가우스 이상의 자기장을 발생시킬 수 있는 영구자석을 만들 수가 없고, 이보다 낮은 자기장으로는 본 발명에서의 목적을 실현시킬 수 없는 것이다. 즉, 7000가우스 이하의 자기장 세기를 갖는 영구자석으로는 연료공급관의 내부를 통과하는 연료를 핵자기공명효과에 의해 그 입자를 완전연소시킬 수 있도록 세분화시킬 수가 없는 것이다.

이를 도면 1을 참조하여 설명하자면, 이 도면은 영구자석(10)을 자기력의 영향을 받지 않는 구리도관(12)의 상부에서부터 아래로 떨어지는 과정을 나타낸 그림으로서, 이와 같이 영구자석을 구리도관(12)의 내부 상단에서 놓으면, 일반적인 훼라이트 재질로 만든 영구자석 또는 일반 희귀토류원소로 만든 마그네틱합금으로 이루어진 영구자석의 경우에 있어서는 자기력을 갖지 않는 일반적인 물체와 마찬가지로 그냥 그대로 위쪽에서부터 아래쪽으로 자유낙하하게 된다.

즉, 구리도관(12)의 위쪽에 일반적인 영구자석(10)을 놓으면 그대로 구리도관(12)의 내벽면을 타고 아래쪽으로 미끌어져 내려오게 된다.

그러나, 본 발명에서 채택하고 있는 상기 미국특허에 따른 마그네틱 합금을 사용하여 만든 약 7000가우스의 자기장을 발생시키는 영구자석(10)을 동일한 방식으로 구리도관(12)의 상부에서부터 내부를 통과시키면, 영구자석(10)에서 발생되는 강력한 핵자기장이 구리도관(12)의 내벽면사이에서 공명을 일으켜 영구자석(10)을 구리도관(12)의 벽면에서부터 일정한 간격을 유지한 상태로 통과하게 하면서, 영구자석(10)과 구리도관(12)사이에 형성되는 공간(14)을 통과하는 공기가 핵자기공명효과의 영향으로 인해 강력한 와류현상을 일으키면서 통과하게 된다.

이러한 와류현상과 공명효과로 인해 상기 영구자석(10)이 구리도관(12)의 내부를 통과할 때, 웅 - 하는 공명소리가 발생하면서, 그냥 그대로 자유낙하하는 것이 아니고 그 떨어지는 속도에 지연현상이 발생하게 된다. 즉, 일반적인 영구자석에 비해 천천히 떨어지게 되는 것이다.

이와 같이 영구자석을 포함한 마그네틱에서 발생되는 핵자기장의 영향은 그 효과가 대단한 것으로서, 이러한 현상은 7000가우스 이상의 강력한 핵자기장을 발생시키지 않는 마그네틱에서는 거의 기대할 수가 없는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같이 7000가우스 이상의 강력한 핵자기장을 갖는 영구자석을 간단하게 만들기 위해 본 발명에서는 상기 미국특허에 따른 마그네틱합금을 사용한 것이다.

한편, 도면 2(a)는 본 발명에서 채택하는 영구자석(10)에서 발생되는 핵자기장의 영향과 거리의 관계를 도시한 그래프로서, 영구자석(10)의 표면에서는 약 7200가우스의 자기장이 발생하고, 이 영구자석(10)에서부터 거리가 멀어지면 첨차 그 자기장의 세기가 약해지게 되는 현상을 나타내는 것이다. 이 그래프에 따르면 상기 영구자석(10)의 표면으로부터 거리가 10mm 떨어진 지점에서는 약 2000가우스의 자기장이 미치고, 20mm 떨어진 지점에서느 약 700가우스의 자기장이 미친다는 것을 알 수가 있다.

따라서, 도면 2 의 (b)에 도시한 바와 같이 지름이 약 10mm 인 연료공급관(16)의 바깥쪽에 영구자석(10)을 설치한 경우에, 이 영구자석(10)에서부터 연료공급관(16)의 내부중심점(O)까지의 거리가 5mm 이고, 도면 2 (a)의 그래프에서 영구자석(10)에서부터 5mm 지점의 거리에 미치는 자기장의 세기는 약 3500가우스가 되므로, 상기한 바와 같이 직경이 10mm인 연료공급관(10)에서는 약 7000가우스의 자기장을 발생시키는 영구자석(10)을 사용하면 되는 것이다.

한편, 통상적인 연소기에 연결된 연료공급관(10)의 직경은 대개 약 10 ∼ 30mm 정도의 범위내에 있으므로, 상기 영구자석(10)을 직경이 10mm 이상인 연료공급관(10)에 설치하고자 하는 경우에는, 자기장의 세기가 7000가우스 이상인 것을 사용하여야 하는 바, 연료공급관(10)의 직경이 25mm인 정도인 경우에는 약 10000가우스의 자기장을 발생시킬 수 있는 정도이어야 한다.

참고로, 본 발명에서 연료공급관을 통과하는 연료를 미세화시키는데 이용하고 있는 핵자기공명효과라는 것은, 모든 물체의 분자들은 그 물체를 이루은 전자기력에 의해 결합되어 있고, 이러한 자기력에 의해 분자들끼리 결합되어 있으면서도, 분자자체가 갖는 작은 자기력으로 인해 이 분자들은 미세한 고유진동을 갖고 있는데, 이 원리를 이용하여 석유를 원료로 하여 만들어진 유체연료에 강력한 핵자기장을 가하면 유류의 탄화수소분자가 갖는 고유진동이 핵자기장에 의해 공명을 일으키면서 그 진동의 폭이 증폭되게 되고, 이러한 진동의 증폭은 마침내 탄화수소의 분자를 탄소와 수소로 분리시키게 되는 현상을 말하는 것이다.

따라서, 연료가 연소되기 위해 공기와 혼합되는 과정에서 상기와 같이 탄소와 수소로 분리된 연료입자의 주변에 공기가 둘러싸게 되고(도면 3 참조), 이 상태에서 연료가 연소되면 거의 완전한 연소를 이룰 수 있게 되므로, 연료효율이 높아지게 되고 매연으로 인한 문제가 발생하지 않게 될 뿐만 아니라, 기타 불완전연소시 발생하는 인체에 유해한 물질이 발생하지 않게 되는 것이다.

그리고, 상기한 바와 같이 연료공급관(16)의 바깥쪽에 설치한 영구자석(10)에서 발생되는 강력한 핵자기장에 의해 연료공급관(16)의 내부를 따라 흐르는 연료에 핵자기공명현상을 일으켜, 연료가 효과적으로 완전연소되도록 하기 위해서는 상기 영구자석(10)을 연료공급관(16)의 한쪽에만 설치하지 않고, 도면 2 의 (b)에 도시한 바와 같이 직경방향을 따라 양쪽에 설치하는 것이 바람직한데, 이때 양쪽의 영구자석(10)은 그 극성이 서로 마주보도록, 즉 N극과 S이 서로 마주보도록 배치하여 양쪽 영구자석에서 발생된 핵자기장이 교류하도록 하므로써, 도면 3에서 도시한 바와 같이 한쪽의 영구자석에서 발생되는 자기장이 연료공급관(16)을 통과한 다음 반대쪽의 영구자석으로 전달되도록 하여, 양쪽의 영구자석에서 발생되는 자기장이 연료공급관(16)의 내부에 있는 연료에 동시에 영향을 미칠 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 상기 연료공급관(10)의 직경방향을 따른 양쪽에 대칭적으로 배치된 영구자석은 가능한 서로 정확하게 평형을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 연료공급관(16)의 외부에 대칭적으로 한쌍의 영구자석(10)을 통과한 연료는 도면 3 에 도시한 바와 같이, 연료입자가 탄소와 수소의 형태의 미세하게 분해되어 연소가 용이하게 되는 상태로 됨과 더불어, 전체적으로 연료와 공기가 접촉하는 면적이 넓어지게 되어 완전연소를 유도할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 상기의 영구자석(10)을 연료공급관(16)의 바깥쪽에 대칭적으로 간단하게 설치하기 위해 마그네틱지지구(18)를 사용하도록 하고 있는 바, 이 마그네틱지지구(18)는 예컨대 도면 4 에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 영구자석지지홀(20)를 갖춘 구조로 할 수가 있고, 이 지지홀(20)에 영구자석(20)이 삽입된 마그네틱지지구(18)를 도면 5 에 도시한 바와 같이, 연료공급관(16)의 바깥쪽에서 직경방향을 따라 대칭을 이루도록 배치한 후 고정끈(22)을 사용하여 고정시키므로써 간단하게 영구자석(1)을 연료공급관(4)에 설치할 수가 있는 것이다.

이렇게 함으로써, 영구자석(10)을 연료공급관(16)에 정확한 위치와 방향으로 간단하게 설치해 줄 수가 있고, 연소기에서 발생되는 열로부터 영구자석(10)을 보호해 줄 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 마그네틱지지구(18)의 2 실시예로서, 도면 6 에 도시된 바와 같이, 영구자석(10)을 끼워 설치할 수 있는 지지홀(20)을 각각 갖춘 2 개의 마그네틱지지구(18)가 연결대(24)를 통하여 연결되어 있고, 상기 지지홀(20)에 영구자석(10)을 삽입한 후, 이 지지홀(20)의 두껑 역할을 함과 더불어 연료공급관(18)에 밀착될 때 안정되게 위치를 고정시켜 주는 받침판(26)이 끼워진 구조로 할 수가 있다.

여기서, 상기 받침판(26)에는 자기장이 쉽게 통과하도록 하기 위해 그 중앙부에 구멍(28)을 형성시키는 것이 바람직하다.

이러한 구조로 되어 있는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마그네틱지지구(18)를 사용하여 영구자석(10)을 연료공급관(16)에 설치한 상태가 도면 7에 도시되어 있는 바, 이 경우에도 고정끈(22)를 사용하여 한쪽 선단을 묶어주는 것이 바람직하다.

한편, 도면 4 와 5 에 도시한 제 1 실시예 또는 도면 6 과 7 에 도시한 제 2 실시예는 영구자석(10)과 마그네틱지지구(18)가 서로 분리되어 있는 상태에서 영구자석(10)을 마그네틱지지구(18)에 끼워 결합시키는 구조로 되어 있지만, 도면 5 에 도시한 본 발명의 제 3 실시예에서와 같이, 마그네틱지지구(18)를 제작할 때 영구자석(10)을 미리 금형속에 넣고 사출성형하여 마그네틱지지구(18)와 영구자석(10)이 일체를 이루게 할 수도 있다.

한편, 상기의 제 3 실시예에 따른 마그네틱지지구(18)는 연료공급관(16)을 따라 흐르는 연료의 량이 많은 것일 경우에, 2 개 이상의 영구자석(10)을 동시에 하나의 사출물에 고정시킬 수가 있기 때문에 대용량인 경우에 적합할 수가 있다.

이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 마그네틱지지구(18)를 사용하면, 기존의 일반적인 연료공급관(16)에 영구자석(10)을 필요에 따라 간단하게 고정설치할 수 있게 되고, 또한 연료공급관(4)의 크기와 연소기의 용량에 따라 각기 영구자석(10)의 자기장 세기가 다른 것을 선택적으로 사용할 수 있어 효과적이며, 또한 이 영구자석(10)을 설치하기 위한 공간의 제약에 따라 마그네틱(10)을 지지하는 마그네틱지지구(18)도 제 1 실시예의 것과 제 2 실시예의 것을 선택적으로 사용할 수가 있다.

그리고, 상기 마그네틱지지구(18)의 재질은 필요에 따라 고무나 플라스틱 등으로 간단하게 성형시킬 수 있는 것으로 하면 된다.

한편, 도면 9 에서 단면도로 도시한 바와 같이, 연료공급관(16)을 제작할 때 이 연료공급관(16)의 직경방향을 따라 대칭되는 위치의 벽면에 영구자석(10)를 일체로 내장시켜 형성시킬 수도 있다.

이와 같이 연료공급관(16)에 본 발명에서 사용하는 영구자석(10)이 일체로 설치된 경우에는, 별도로 연료공급관(16)에 영구자석(10)을 추가로 설치하기 위한 작업이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 내연기관을 이용하여 차량을 제작하는 회사나 버어너를 이용하여 열발생기구를 제작하는 회사에서 영구자석(10)이 구비된 연료공급관(16)을 사용하므로써, 연료의 효율을 근본적으로 높일 수가 있게 되는 것이다.

한편, 상기 영구자석(10)을 연료공급관(16)에 설치할 때 가능한 연료를 엔진의 연소실 또는 버어너의 분사노즐 가까운 곳에 설치하는 것이 바람직하고, 가능한 금속으로 된 연료공급관(16)위에 설치하는 것이 더 효과적이다.

물론 연료공급관(16)의 노출부분이 금속관부분으로 되어 있지 않은 경우에는 고무나 플라스틱재질로 된 부분에 설치하여도 전혀 효과를 발휘할 수 가 없는 것은 아니고, 그 정도의 차이가 있기는 하나 큰 문제가 되지는 않는다.

그리고, 상기 영구자석(10)의 설치효율을 높이기 위해서는 내연기관의 종류와 연소기의 종류에 따라 그 설치위치를 달리해 주는 것이 바람직한 바, 예컨대 개솔린엔진에 있어서는 하나 또는 2 개의 영구자석을 연료공급관(16)의 연소실선단부에 설치하면 되고, 효과를 높이기 위해 2 개이상 설치하는 경우에는 영구자석(10)사이의 간격이 10cm 정도가 되게 하는 것이 바람직하다.

한편, 디젤엔진에 설치하고자 하는 경우에는 도면 10에 도시한 바와 같이, 주연료공급관(16)에 자기장의 발생 용량이 큰 영구자석(10)을 설치하고, 각 실린더에 설치된 인젝터(30)의 선단에 상대적으로 자기장의 발생 용량이 적은 보조 영구자석(32)을 하나씩 설치해 주는 것이 효과적이다.

한편, 개스버너와 벙커 C 유를 사용하는 버어너(34)의 연료공급관(16)에 본 발명의 영구자석을 설치하고자 하는 경우에는, 도면 11 과 12 에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 버어너(34)의 가장 가까운지점의 연료공급관(16)에 영구자석(10)을 하나 설치하고, 연료공급관(16)의 중간지점에 하나씩 설치해 주는 것이 바람직하다.

특히, 벙커 C 유를 사용하는 경우에 있어서는 주연료탱크(36)와 연결된 연료공급관은 물론 보조연료탱크(38)와 연결된 연료공급관에도 설치해 주는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 장치는, 7000가우스 이상의 강력한 핵자기장을 발휘하는 영구자석을 유체연료의 연료공급관에 설치함으로써, 상기 영구자석에서 발생되는 강력한 핵자기장이 연료공급관의 내부를 따라 유동하는 연료를 핵자기공명효과에 의해 활성화시켜 연소를 완전연소시킬 수 있게 되므로 연료의 연소효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연소기의 성능을 향상시킬 수가 있게 되는 것이다.

그리고, 무엇보다도 연료공급관을 절개하거나 연료의 활성화를 위해 별도의 전원등과 같은 보조수단을 필요로 하지 않으므로 자동차등에서 안전하게 사용할 수가 있고, 또한 탄화수소로 이루어진 연료의 불완전연소로 인한 매연의 발생을 줄일 수가 있으며, 공해물질을 배출시키지 않게 되는 이점이 있어 도시스모그현상을 줄일 수 있는 큰 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 엔진의 배기량이 많은 차량에 본 발명의 장치를 적용시키면 엔진의 가동상태가 더욱 부드럽게 되어 차량에 진동발생이 적으며, 엔진 배기량이 적은 소형차에 적용하면 차체에 비해 충분한 동력을 발생시킬 수가 있기 때문에, 차량이 언덕길을 올라갈때에도 등판가속력이 좋아지게 되고, 특히 소형차에서 여름에 에어콘을 가동시킬 때 부족하게 되는 엔진의 출력으로 인해 자동차의 조작이 힘들게 되는 불편함과 언덕길을 주행할 때 일시적으로 에어콘을 오프시켜야 하는 불편함을 해소시킬 수 있게 되며, 또한 엔진의 가동시에 발생되는 연료의 불완전연소로 인한 진동 및 차체에 비해 동력의 발생이 낮으므로 인한 진동을 저감시켜줄 수가 있어,차체의 이상 진동으로 인해 부품에 고장이 발생하거나 결합상태가 느슨하게 되는 문제를 발생시키지 않게 하는 효과를 얻을 수가 있다.

Claims (12)

1. 자기장의 세기가 7000가우스 이상인 한쌍의 영구자석(10)이 유체연료를 연소시켜 에너지를 발생시키는 연소기의 연료공급관(16)에 직경방향을 따라 N극과 S극이 서로 마주 보도록 대칭적으로 설치되어, 상기 영구자석(10)에서 발생되는 강력한 핵자기장이 연료공급관을 통과하는 연료의 입자를 세분화시키도록 한 유체연료활성화장치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석(10)이 RE_1-x(TM_1-yB_y)_x라는 기본식으로 표현되어지고, 여기서 RE는 원소주기율표의 ⅢA 군에 속하는 희귀토류금속중의 하나를 나타내는 것이며, TM은 철(Fe) 또는 철에 코발트, 니켈, 크롬 또는 망간등과 같은 금속이 소량 함유된 천이금속을, B는 붕소(Boron)를 각각 나타내는 한편, x는 이 합금에 존재하는 천이금속과 보론의 원자비를 나타내는 것으로서, 통상 0.5x0.9 의 값을 갖고, y는 보론과 천이금속이 존재하는 조건하에서 이 합금에 존재하는 보론의 원자비를 나타내는 강자기장을 발휘하는 희귀토류금속의 마그네트 합금으로 만들어진 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
3. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 영구자석(10)이 연료공급관(16)을 중심으로하여 대칭적으로 배치되어 있으면서 서로 평형을 이루도록 대칭설치된 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
4. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석(10)이 연료공급관(16)의 바깥면에 설치하기가 용이하게 하기 위한 마그네틱지지구(18)에 의해 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
5. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네틱지지구(18)가 한 개의 영구자석지지용 지지홀(20)를 구비한 구조로 이루어져, 상기 지지홀(20)에 영구자석이 삽입된 2 개의 마그네틱지지구(18)를 연료공급관(16)의 양쪽에서 서로 마주보게 세팅시키도록 된 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
6. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네틱지지구(18)가 연결대(24)를 통하여 하나로 연결되어 있고, 이 마그네틱지지구(18)에 구비되어 있는 지지홀(20)에 삽입되나 영구자석(10)위에 연료공급관(18)에 밀착될 때 안정되게 위치를 고정시켜 주는 받침판(26)이 끼워진 구조로 된 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
7. 제 6 항에 있어서, 상기 받침판(26)에 자기장이 방해를 받지 않고 통과할 수 있게 하는 구멍(28)이 뚫린 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
8. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석(3)이 마그네틱지지구(18)와 일체를 이루도록 삽입성형된 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
9. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석(3)이 연료공급관(16)의 벽면에 일체로 성형된 된 것을 특징으로 하는 유체연료활성화장치
10. 자기장의 세기가 7000가우스 이상인 한쌍의 영구자석(10)을 연소기의 가장 가까운 곳의 연료공급관(16)에 직경방향을 따라 N극과 S극이 서로 마주 보도록 대칭적으로 설치하여, 상기 영구자석(10)에서 발생되는 강력한 핵자기장이 연료공급관을 통과하는 연료의 입자를 세분화시키도록 하는 유체연료의 활성화방법
11. 자기장의 세기가 7000가우스 이상인 두쌍의 영구자석(10)중 한쌍은 연소기의 가장 가까운 곳의 연료공급관(16)에 직경방향을 따라 N극과 S극이 서로 마주 보도록 대칭적으로 설치하고, 나머지 한쌍은 이미 설치된 한쌍의 영구자석에서부터 약 10cm 지점에 설치하는 유체연료의 활성화방법
12. 자기장의 세기가 7000가우스 이상인 다수쌍의 영구자석(10)중 한쌍을 주연료공급관(16)에 직경방향을 따라 N극과 S극이 서로 마주 보도록 대칭적으로 설치하고, 나머지의 보조영구자석(32)은 내연기관의 각 실린더로 연료를 분사하는 인젝터(30)의 상단에 각각 하나싹 설치하여 연료의 활성화효과를 높이도록 한 유체연료의 활성화방법