KR20010010088A - 기름의 완전연소를 위한 세라믹 촉매제의 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기름(OIL)의 완전연소를 위한 세라믹 촉매제의 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘발유,경유,중유,등유등의 완전연소를 위한 세라믹 촉매제로 게르마늄(Ge), 희토류,제3인산칼슘,원적외선 방사체 세라믹, 사문석 등의 세라믹을 분쇄, 분말화 하여 특성에 따라서 조성비를 결정하여 혼합, 성형, 열처리한 것으로서 기름(OIL)의 연료 입자를 분자 레벨로 미세화 하기 때문에 기화를 촉진하고 공기와의 혼합을 빨리 하여 물리적인 착화 지연을 해소 합니다.
본 발명의 조성물을 기름과의 접촉시 반응하여 발생하는 인산이온에 의한 청정효과로 부착된 카본슬러지 등을 제거 할수 있기 때문에 완전 연소를 유도하고 또한 본 조성물에서 발생하는 미약전류(微弱電流),전계형성(電界形成)으로 기름(OIL)를 전기적 분해하여 기름분자를 조밀하게 하므로서 완전연소로 유도하게 되어 매연의 감소 및 연료를 절감 할수 있는 것에 그 특징이 있는 세라믹 촉매제의 조성물 및 그의 제조 방법에 관 것입니다.

Description

기름의 완전연소를 위한 세라믹 촉매제의 조성물 및 그의 제조방법
본 발명은 기름(OIL)의 완전 연소를 위한 세라믹 촉매제의 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘발유,경유,중유,등유 등의 입자를 분자 레벨로 미세화하고 이온화하여 완전연소 및 매연의 발생을 최소화하기 위한 세라믹 촉매제의 조성물로서 전기석(電氣石)(tourmaline), 게르마늄(Ge), 제3인산칼슘(Ca3(PO4)2), 천매암(千枚岩)(PHYLITE), 자철광, 희토류 광물을 325메쉬 의 입자로 분쇄한 후 각 광물의 특성에 따라 조성비율의 배합비율을 정하여 원적외선 방사체 세라믹(발명특허 제 118633호) 와 혼합하여 원형 및 타원형의 금형(MOLD)에 분말로 주입하여 프레스 성형 한 것을 건조 후 섭씨 800-1,200℃의 온도로 열처리하여 만든 것을 기름(OILL) 연료통에 투입하면 광물이 갖는 특성때문에 기름(OILL)의 입자를 조밀하게 분자화 하고,본 발명의 세라믹에서 발생하는 미약 에너지로 인하여 전기분해 하며, 본 발명의 조성물의 성분이 이온 교환 작용에 의하여 기름(OILL)을 이온화 한 결과로 연료의 연소 시 발생하는 매연의 감소와 연료를 절감 할 수 있는 결과를 나타낸 것은 연료를 완전 연소화 한다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 목적은 미약 에너지발생, 원적외선방사,자장발생,이온교환등의 특징을 갖는 광물질을 적정한 배합비로 조성하여 성형,열처리 공정을 거쳐 완성된 세라믹 조성물로 기름(OILL)의 입자를 조밀하게,이온화,전기적 분해로 변화시켜서 연소시 완전 연소로 유도하여 매연을 감소시키고,연료절감을 목적으로 만들어 진 것입니다.
본 발명은 종래의 연료를 절감하고 매연을 감소 하고자 개발된 제품과는 확연히 다른 차원의 원리로 만들어 진 것으로서 종래의 것은 연료호스에 연결하여 연료의 속도를 조절하는 파동 역학적인 방법, 금속의 자석을 이용하여 연료를 통과시킨 것, 엔진내부의 공기분사를 조절하여 발화 시키는 플러그에 공기의 조절로 연료의 완전연소를 유도하는 기구, 에어필터에 삽입하여 공기의 속도를 조절하는 싸이크론 장치 등 많은 개발품이 시중에 판매되고 있지만 공공기관에서 실험 결과 매연감소 및 연료절감이 전혀 없는 것으로 판명이 났다.
본 발명은 기존의 개발품 과는 전혀 새로운 원리를 이용하여 기름(OILL)의 성분을 완전 연소화로 유도하고자 하는 것이다.
본 발명에 사용한 특징은 광물질의 성질을 이용하고자 하는데 있다.
천매암(千枚岩)(phylite)의 특징은 광물자체의 특이한 구조 및 성분들에 의하여 열처리 하기전 에는 철분의 성분이 자석에 붙지 않으나 열처리후에는 성분의 화학 구조식이 변하여 미약 전류의 발생으로 자장이 16 가우스(GAUSS), 80.30 맥스웰(MAXWELL)이상으로 발생하는 특징을 이용하였고, 전기석(電氣石)(tourmaline) 또한 천매암과 비슷한 특징의 성질을 이용 하였고, 게르마늄(ge), 제3인산칼슘의 인산이온 및 칼슘 이온의 이온 교환으로 인한 이온화의 이용, 자철과,희토류,원적외선방사체 세라믹의 원적외선을 이용한 기름(oill)성질의 변화를 이용한 것으로서, 이들의 광물을 325 메쉬로 분쇄하여 이들 광물들의 특징을 활용한 기술적인 배합의 조성비율과 열처리 온도의 기술적인 과제의 해결로서 중요한 기술적인 분야로 뒤에서 설명하는 배합비와 열처리 온도를 구체적인 실시예를 들어서 상세히 설명 하겠고 여기서 말하는 기술적인 분야는 광물의 특징을 파확하고 분석하여 그 특징을 활용한 기술 이라 하겠다.
본 발명에서 사용한 광물의 성분을 상세히 예를 들어서 설명하고 화학적,구조와 특징을 분석하여 그 원리를 밝힘으로서 기름(oill)의 입자를 변화시켜 연료를 연소시 매연의 감소와 연료의 절감이 왜 되는지 그 원리를 상세히 설명하면 다음과 같다.
천매암(千枚岩)(phylite)은 제오라이트 와 같은 비표면적이 넓은 공극구조로 이루어져 있다 그 공간구조는 섭씨 1,100℃의 온도로 열처리시에만 나타나는 구조로서 특이한 구조를 뛰고 있으며 섭씨 800℃에서 1,300℃ 차례로 6번에 걸쳐서 100℃차이로 열처리 결과 최고 이상적인 공강구조가 1,100℃로 나타났으며 그 이상의 온도에서는 즉 1,200℃에서는 성분이 녹아서 결정질로 형성 되었고 1,200℃ 이상에서는 발포되는 형상이 나타나여 결정구조가 깨어져 버렸고 전류의 흐름이 나타나지 않아 자계(磁界)의 형성이 일어나지 않았다.
본 발명에서 중요하게 사용되는 천매암의 광물은 발굴되는 지역의 암석의 종류에 따라서 약간의 차이는 있으나 큰 차이의 성분의 변화는 없었다. 천매암의 성분으로서 Al2O3; 21.27 중량 %, SiO2;54.87 중량 %, Fe2O3;8.68 중량 %, CaO ;0.09 중량 %, MgO ;3.48 중량 %, K2O ;4.98 중량 %, SO3;0.07 중량 %, FeO ;2.5 중량 %, TiO2;0.3중량 %, 그외는 Ig-LOSS(LOSS OF IGITION)으로서 섭씨 1,100℃에서 10시간 열처리시 구조가 변화되어 Fe3와 e-의 작용으로 전자의 이동이 이루어져 Fe2로 전환되어 e-Eo(mV)771 산화환원(酸化還元)과 그 전위(電位)에 의하여 전하(電河)의 움직임이 전류(電流)의 외부(外部)로 자력선(磁力線)을 방출하여 물(H2O)이나 기름(OILL)을 전기적인 분해로 분자 레벨로 미세화 하기 때문에 기름 또는 물분자의 입자가 큰 것 보다도 물의 맛이 좋거나 연료의 연소가 완전 연소로 이루어져 매연의 감소 및 연료가 절약 됩니다.
전기석(電氣石)(tourmaline)의 광물은 영구전극을 갖는 광물로서 조성성분의 효과로 인하여 직류미약전류(直流微弱電流)를 발생시켜 기름(oill)의 클러스터(기름의 분자크기)가 조밀하게 변화되고 하이드록실이온(H3O2)_의 생성으로 액체분자간에 인력을 약화 시켜는 작용으로 연료의 연소가 원활하게 진행되어 집니다.
전기석(電氣石)의 성분으로서는 다음과 같다.
화학식은 (Na,Ca)(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3(Al,Mg,Fe3+)6(Si6O18)(BO3)3(O,OH)3(OH,F)으로 SIO2;37.55 중량%, Al2O3;26.32 중량%, Fe2O3;9.76 중량%, TiO2;0.67 중량%, MnO ;0.04 중량%, CaO ;2.57중량%, MgO ;7.89 중량%, K2O ;0.09 중량%, Na2O ;1.47 중량%, P2O5;O.23 중량%, Li ;1.32 중량%, B ;0.35중량% 로서 나머지는 L.O.S(LOSS OF IGNITION)로 조성 되어있다.
본 발명의 중요 성분중에 하나인 제3인산칼슘 또는 H.A.P(hydroxy apatite)로서 H.A.P의 화학 조성식은 Ca10(PO4)6(OH)2로 제조방법은 다음과 같다 소석회(消石灰)(Ca(OH)2)는 생석회(生石灰)(CaO)즉 산화칼슘을 물(H2O)와 반응시켜 수산화 칼슘(Ca(OH)2)화 한 것을 사용해H.A.P를 만들려면 먼저 3중 전기히팅 교반기를 사용해 전기 히팅(HEATING)기를 섭씨 50℃로 고정하여 인산(燐酸)(H3PO4)을 물과 혼합하여 인산 25 %용액으로 조정후 소석회(消石灰)를 서서히 첨가 하면서 계속적인 교반을 하면 화학 반응이 일어나면서 백색 침전물이 발생하여 결정화 하면서 이온교환에 의하여 계속적인 반응이 일어나면 PH를 약알카리 8.5로 조정하여 계속적인 교반에 의하여 최소한 10시간 이상 숙성하여 백색의 결정성 침전물을 얻는다. 바로 이것이 건조후 본 발명의 조성시 사용하면 이온교환 작용에 의하여 인(P) 과 칼슘이온의 작용에 의하여 금속의 부식을 방지 하고 연료의 연소시 발생하는 카본의 형성을 제거 하고 청정하게 하여 매연의 감소 로 인하여 상대적으로 연료의 절감을 갖게 하여 주는 것이 실험에 의하여 증명 되었다.
또한 자철광,희토류 광물과 원적외선 방사체 세라믹 (발명특허 제 118633호) 원적외선 방사체 세라믹의 성분은 다음과 같다.
SIO2;59.82 중량%, Al2O3;29.90 중량%, Fe2O3;2.47 중량%, TiO2;2.5 중량%, CaO ; 3.5 중량%, MgO ;2.25 중량% 조성물로서 섭씨 36.5℃에서 원적외선방사율 95%이상의 백색도 97%의 입도가 5㎛의 분말로서 기름(OILL)분자의 클러스터(분자의 크기)를 조밀하게 하여 주는 역할이며, 이들의 광물질을 이상적인 조성비로 배합하여 알맞은 온도로 열처리를 하는데 그 기술적인 어려움 으로 수십 차례의 걸쳐서 조성비와 열처리 온도를 달리 하면서 제일 이상적인 본 발명의 세라믹 촉매제를 만드는데 있어서 최적의 온도는 섭씨 800℃-1,200℃의 온도로서 조성비는 전기석(電氣石);10 중량%, 천매암(千枚岩);30 중량%, H.A.P(hydroxy apatite);30 중량%, 게르마늄(Ge);5 중량%, 희토석;5중량%, 자철광;10중량%, 원적외선방사체 세라믹;10 중량% 배합비로서의 특징이 있다.
본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
전기석(電氣石);10중량%, 천매암(千枚岩);30중량%, 제3인산칼슘 및 H.A.P(hydroxy apatite);30중량%, 게르마늄(Ge);5중량%, 희토석;5중량%, 자철광;10중량%, 원적외선방사체 세라믹;10중량% 325메쉬의 입도로 분쇄된 분말을 수분을 위의 조성물의 중량비에 5-10중량% 첨가하고 경유5중량%에 1의 비율로 올레인산을 첨가한 것을 수분의 중량비에 1-3중량%로 첨가하여 교반기에서 충분히 교반하여 직경 2- 10mm의 원형 및 직경2-10mm 길이 1cm-5cm로 타원형의 금형에 분말을 투입하여 1-6톤의 세라믹 분말 성형 프레스 기계로 성형 수분을 충분히 건조한 후 열처리 소결로에서 섭씨 800℃-1,200℃의 온도로 11시간 소결 하여 완성하였다.
발명의 효과에 있어서 상세히 설명하면 다음과 같다.
터보엔진을 똑같은 조건의 기계를 2개 제조하여 보일러에서 연료를 연소하는 것과 같은 조건으로 연료통을 투명한 플라스틱 통으로 만들어 1리터의 휘발유를 똑같이 넣고서 똑같은 시간에 점화하여 1개의 기계에는 위의 조성물로 만들어진 기름(oill) 의 촉매제 세라믹을 13개를 투입하고 나머지 기계에는 투입하지 않고서 실험 하였다 약 1시간 정도 연소하여 촉매제를 투입하지 않은 기계가 멈춰 서는 순간 촉매제를 투입한 기계를 정지 시키고 남은 기름을 점검 하니 촉매제를 투입한 기계는 180cc 의 연료가 남아 약 18%의 연료 절감 효과를 보았다.
5년된 1톤 트럭의 연료통에 (2,500cc) 직경 10mm 길이 40mm의 촉매제를 6개 투입한 후 1시간 뒤에 매연을 점검 한 결과 매연감소 8.98%,20시간 뒤에 점검결과 98%의 매연 감소 결과를 보였다.
연료통에 등유를 1말을 넣고서 실내온도 유지 보턴을 20℃에 고정후 촉매제 직경 10mm 원형 촉매를 13개 투입후 실험 결과 촉매제 투입 전에는 8시간에 1말을 연소 하였는데 16시간에 1말을 연소 하였다.

Claims (2)

  1. 전기석(電氣石);10중량%, 천매암(千枚岩);30중량%, 제3인산칼슘 또는 H.A.P(hydroxy apatite);30중량%, 게르마늄(Ge);5중량%, 희토석;5중량%; 자철광;10중량%, 원적외선방사체 세라믹;10중량% 의 조성물에 그 특징이 있는 기름(oill)의 완전 연소를 위한 세라믹 촉매제의 조성물.
  2. 1항에 있어서, 각 조성물의 입도 가 325 메쉬 이상으로서 수분을 각 조성물의 전체 중량비에 5-10중량% 첨가하고, 경유5;올레인산1의 비율로 혼합 한 것을 수분의 중량비 에 1-3중량% 첨가하여 교반기로 충분히 교반 후 세라믹분말 성형 프레스로 직경 2-10mm 원형 및 직경 2-10mm 길이 10mm-50mm의 금형에서 성형 후 충분히 건조 한 것을 섭씨 800℃-1,200℃의 온도로 11시간 이상 열처리 한 것에 그 특징이 있는 기름(oill)의 완전 연소를 위한 세라믹 촉매제의 제조방법.
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