KR20010101751A - 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료, 물 및 유화제로 구성된, 내연 기관용 연료 혼합물을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법에 따르면, 연료 회로(68) 내에 위치되는 혼합 펌프(14)는 내연 기관(24)에 의해 사용되는 소정 체적의 연료 혼합물이 항상 동일한 체적의 연료, 물 및 유화제로 대체될 수 있게 해준다. 혼합물에 첨가되는 물과 유화제의 양과 그 결과로 발생하는 연료 혼합물 속의 구성성분비는 혼합물 펌프에 의해 연료 탱크(12)로부터 흡인되고 계량 장치(38)에 의해 측정되는 연료의 체적 유량에 따라 결정된다. 그러므로 본 발명은 결함이 없는 운전을 보장하며, 내연 기관용의 기존의 어떠한 제어 장치의 개입도 필요로 하지 않는다. 상기 방법을 수행하기 위한 장치는 기존의 연료 회로에 보조 장비 세트를 장착함으로써 간단하게 구성될 수 있다.

Description

연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A FUEL MIXTURE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

연료 소비량을 감소시키고 보다 적게 오염시키는 배기 오염 물질을 만들기 위해서 연소 기관용 유기 연료, 특히 디젤 연료에 물을 첨가하는 기술은 오랫동안 공지되어 있다. 물과 연료의 혼화성을 향상시키기 위해, 물방울과 연료방울사이에서 계면 장력을 감소시키는 유화제가 첨가될 수 있다.

미국 특허 제 5 904 121 호에는 연료 펌프에 의해 디젤 탱크 및 물 탱크로부터 디젤 연료와 물을 흡인해서 혼합기에서 서로 혼합시키는 디젤 연료 및 물의 혼합물 제조 방법이 개시되어 있다. 연료 혼합물이 연료 회로 내에 도달되면, 연료 수집기는 혼합물의 일부를 빼내어 이를 연소 기관에 공급한다. 혼합물의 나머지부분은 연료 수집기 후방에 설치되는 잉여 용기 내에 일시적으로 저장된다. 제어 장치는 속도나 엔진 온도 등의 복수의 엔진 매개 변수에 따라 물 탱크로 이르는 흡입 라인에 배치된 차단 밸브 또는 연료 펌프를 제어한다. 디젤 연료와 물간의 혼합비는 혼합기의 기하학적 형상에 의해 결정된다. 그러나, 균일한 혼합물을 형성하기 위한 두 구성성분의 실제 혼합은 연료 회로 내에 배치된 연료 펌프 이전에는 발생되지 않는다.

국제 공개번호 제 WO 98/13596 호에는 물을 첨가함으로써 탱크에 저장된 연료와 물의 혼합물중 물의 비율을 증가시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서, 펌프는 혼합물을 탱크에서 연료 회로 내로 운반한다. 운반된 혼합물은 혼합기에서 다시 혼합된 다음에, 연료 회로에서 요구되는 연료 혼합물의 양만큼을 제거해서 연소 기관에 공급한다. 물 탱크로부터는 연료 회로로 이르는 연료 라인으로 부가적인 물이 공급된다. 그러한 방식으로 첨가되는 물의 양은 소정의 엔진 매개 변수 또는 펌프의 출력에 따라 계산된다.

본 발명은 연료, 물 및 유화제로 구성되는, 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연료, 물 및 유화제로 구성되는 연료 혼합물을 생성시키는 추가 세트(add-on set)에 관한 것으로서, 이 추가 세트는 연소 기관의 기존의 연료 회로 내에 추후에 설치하기에 적합하다.

도 1은 하부에 개략적으로 도시된 공통 연료 회로 내로 삽입하기 전의 본 발명에 따른 추가 세트를 도시한 도면;

도 2는 추가 세트를 삽입한 후의 도 1의 연료 회로를 도시한 도면;

도 3은 분사 사이클의 횟수와 로터리 피스톤 계량기에 의해 발생된 충격 누계 횟수간의 관계를 도시한 그래프;

도 4는 본 발명의 혼합기를 간단히 도시한 수직 단면도;

도 5a는 본 발명에 따른 보상 저장소를 간단히 도시한 수직 단면도;

도 5b는 보다 높은 충전수위를 갖는 도 5a의 보상 저장소를 도시한 도면; 및

도 6은 본 발명에 따른 장치의 일부인 공급 라인의 개략 단면도이다.

본 발명의 목적은 구성 및 제어 면에서 용이하게 실현 가능한, 연료, 물 및 유화제로 구성되는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 연료, 물 및 유화제로 구성되는 연료 혼합물을 생성하고 연소 기관의 기존의 연료 회로에서 추후에 설치하기에 적합한 추가 세트를 제공하는데 있으며, 여기서 연료 펌프는 연료 회로 내에서 연료를 순환시키기 위해일정한 연료 체적 유량을 발생시키도록 배치되며, 태핑 수단은 연료 회로로부터 연료를 빼내고 그와 같이 빼낸 연료를 컨수머(consumer)에 공급하도록 배열된다. 또한, 추가 세트는 간단한 방식으로 구성된다. 또한, 추가 세트는 물과 유화제가 첨가되는 경우에도 연소 기관이 고장 없이 작동하는 것을 보장한다.

상기 방법에 비추어 볼 때, 본 발명의 목적은 바람직하게는 일정한 연료 혼합물 체적 유량을 발생시키는 연료 펌프에 의해 연료 회로 내에서 연료 혼합물을 순환시킴으로써 달성될 수 있다. 태핑 수단에서는, 연료 혼합물이 연료 회로 밖으로 빼내어져서 컨수머에 공급된다. 연료 혼합물의 태핑으로 발생하는 진공으로 인해, 태핑 수단의 하류와 연료 펌프의 상류 사이에 배치된 공급 라인에서 연료는 공급 라인에 연결된 연료 탱크로부터 흡인되어 연료 회로에 공급된다. 연료 탱크로부터 흡인되어 연료 회로에 공급되는 체적 유량은 계량 수단에 의해 계량된다. 계량 수단에 의해 계량된 연료 체적 유량에 따라, 물과 유화제는 공급된 연료 또는 연료 회로 내에서 순환하는 연료 혼합물에 첨가된다.

상기 장치에 비추어 볼 때, 본 발명의 목적은 하기와 같이:

- 연료 회로 내에 연료 혼합물을 순환시키기 위해 바람직하게는 일정한 연

료 혼합물 유량을 발생시키는 연료 펌프;

- 상기 연료 회로로부터 연료 혼합물을 빼내고 상기 연료 혼합물을 컨수

머에 공급하는 태핑 수단;

- 상기 태핑 수단에 대해서는 하류에 배치되고 상기 연료 펌프에 대해서는

상류에 배치되어 공급 라인과 연결된 연료 탱크로부터 상기 연료 회로 내

로 연료를 공급하기 위한 공급 라인;

- 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 회로에 공급되는 연료의 체적 유량을 계

량하는 계량 수단;

- 물과 유화제를 혼합하기 위한 혼합기;

- 상기 혼합기 내에서 혼합된 물과 유화제의 양을 상기 계량 수단에 의해

계량되는 연료 체적 유량에 따라 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 연료 혼합물용 연료 회로를 제공함으로써 달성된다.

상기 추가 세트에 비추어 본 발명의 목적은 하기와 같이:

- 연료, 물 및 유화제를 혼합하기 위한 혼합기;

- 상기 혼합기 내로 물을 공급할 수 있는 물 탱크;

- 상기 혼합기 내로 유화제를 공급할 수 있는 유화제 탱크;

- 상기 태핑 수단에 대해서는 하류에 배치되고 상기 연료 펌프에 대해서는

상류에 배치되어 상기 공급 라인에 연결될 연료 탱크로부터 상기 연료

회로 내로 연료를 공급하기 위한 공급 라인;

- 상기 연료 탱크로부터 상기 연료 회로 내로 공급되는 상기 연료의 체적

유량을 계량하기 위한 계량 수단;

- 상기 계량 수단에 의해 계량되는 상기 연료 체적 유량에 따라 상기 혼합

기 내에서 혼합되는 물과 유화제의 양을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 방법은 연료, 물 및 유화제의 양이 태핑 수단에서 빼내는 연료 혼합물의 양과 동일해질 수 있게 해준다. 이러한 보상은 자체적으로, 즉 외부 제어 없이도 실행될 수 있다. 즉, 빼내어졌던 연료 혼합물의 일부만이 대체되었다면, 연료 회로는 점차적으로 완전히 비워지게 될 것이다. 그러나, 이것은 일정한 연료 혼합물 체적 유량을 생성하는 연료 펌프에서는 가능하지 않다.

공급된 연료의 계량된 체적 유량에 따라, 물과 유화제 첨가를 제어함으로써매우 간단한 방법으로 연료, 물 및 유화제의 첨가를 항상 소정의 혼합비로 실행하는 것이 확보된다.

그러므로, 결국, 공급된 혼합물의 전체 양은 흡입측에서 생성된 진공으로 인해 자동 조절되는 동시에, 계량 수단과 상호 작동하는 제어 장치는 공급된 혼합물의 소정의 혼합비를 유지하기만 하면 된다.

본 발명의 방법은 추가 세트를 삽입함으로써 변형되는 기존의 연료 회로를 기초로 하여 달성할 수 있는 장점을 갖는다. 추가 세트의 삽입 시에, 기존의 연료 회로는 단지 세개의 지점에서만 절개 개방되며, 이들 지점에서 추가 세트의 적절한 연결부에 연결된다. 추가 세트의 제어 장치는 적어도 일정한 혼합비가 요구되는 경우에는 기존의 연료 회로의 제어 장치 또는 연소 기관의 중앙 제어 장치로부터 데이터를 필요로 하지 않는다. 이로 인해 기존의 제어 시스템 내로 복잡하고 고장 나기 쉬운 장치를 개재할 필요가 없다.

또한, 본 발명의 방법은 이 방법이 추가 세트에 의해 향상된 연료 회로에 의해 달성되지 않고, 처음부터 본 발명에 따라 연료 회로를 설계 및 구성하는 경우에 아주 유리하다. 그때 제어 장치는 연소 기관의 중앙 제어 장치의 일부가 될 수 있다. 연료 회로에 실제로 공급되었던 연료를 계량하기 때문에, 연료 혼합물의 소정 혼합비를 얻기 위해 첨가되어야 하는 유화제 및 물의 양은 특히 간단한 방법으로 공제가능하다. 그러나, 그러한 종류의 공지된 방법에서는 첨가되는 물의 양이 복수의 매개변수를 기초로 해서, 예컨대 연료 펌프의 성능 또는 속도, 온도 등의 연소 기관의 특정 작동 매개 변수를 기초로 해서 결정된다. 이것은 보다 많은 노력이 필요할 뿐만 아니라 정확성도 떨어지므로, 소정의 혼합비를 유지할 수 없게 한다.

그러나, 본 발명의 방법은 다른 매개 변수의 함수로서 혼합비를 수정하는 것을 배제하지 않는다. 예를 들면, 제어 장치에 온도 센서를 제공하는 것이 가능하다. 그러한 방식에서는, 혼합비가 연소 기관의 주위 온도에 따라 수정될 수 있으며, 이것은 예를 들어 연소 기관의 저온 기동 시에 적합할 수 있다. 특히, 제어 장치가 연소 기관의 중앙 제어 장치의 일부인 경우에, 통상적으로 상기 목적을 위한 기초로서 측정되는 냉각수 온도를 이용하는 것은 명백한 사실이다. 더욱이, 혼합비의 온도 의존성 이외의 다른 의존성도 문제없이 고려될 수 있다.

본 발명의 방법과 본 발명의 장치는 약 50 체적%까지 물을 첨가하더라도 연소 기관의 고장이 없는 운전을 허용하며, 여기서 실제로 약 30체적%의 물을 첨가한 경우에 동력 저하가 발생하지 않는다.

본 발명의 양호한 실시예에서는, 단위 시간당 첨가되는 물의 체적과 유화제의 체적은 계량되는 연료 체적 유량에 비례하며, 이로써 연료, 물 및 유화제의 비율은 상기 연료 회로 내에서 일정하다. 물과 유화제의 그러한 비례 혼합은 제어장치를 간단하게 설계할 수 있도록 하고, 기존의 제어 시스템에서의 관련 장치가 완전히 생략될 수 있게 해준다. 실험에 의하면, 일정한 혼합비는 연소 기관의 부하와는 상당히 독립적이며, 그 결과 소비 및 배기 가스의 양호한 값을 얻을 수 있음을 보여주었다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 공급되는 연료의 단위 체적당 약 0.2 내지 0.4 단위 체적의 물과 약 0.005 내지 0.015 단위 체적의 유화제가 첨가된다. 이들 값에 의해서, 공통적으로 사용되는 연소 기관에서 특히 낮은 소비값과 양호한 배기 가스 특성을 갖는 고장이 없는 운전에 도달될 수 있는 것으로 나타났다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 물과 유화제의 첨가는 분사 밸브를 통해 각각 수행되며, 적어도 각각의 분사 작동시에 최소 온도를 초과한 후에는, 소정의 단일 액체 체적이 혼합기 내로 분사된다. 이 첨가 방법은 연속 첨가와 비교하여 복잡한 아날로그 값 제어 대신에 간단한 사이클 제어를 사용할 수 있다는 장점을 가진다. 최소 온도 아래에서, 물과 유화제의 점성은 온도 의존도가 상이하기 때문에 분사된 액체 체적이 서로 다를 수 있다.

양호한 실시예에서, 각 분사 작동시에 분사된 액체 체적은 약 0.4ml 내지 0.8ml이다. 이러한 범위의 분사 체적에서는 충분히 튼튼한 분사 밸브의 적용이 가능하며, 그럼에도 불구하고 충분히 미세한 1회 분사량에 도달될 수 있는 것으로 나타났다.

분사 밸브의 적용 시에 계량된 연료 체적 유량에 비례해서 단위 시간당 분사 작동의 횟수를 유지하는 것이 바람직하다. 그러한 비례 제어는 연료 회로 내에서연료, 물 및 유화제의 비율이 일정해지는 결과를 가져오고, 이는 제어 면에서 실현하기가 매우 용이하다.

바람직하게는, 물과 유화제는 일정 압력을 발생시키는 펌프를 거쳐서 상기 물 및 유화제용 분사 밸브에 각각 공급된다. 압력이 일정하기 때문에 실제로 분사 밸브의 각각의 개방 시에 동일한 양의 액체가 분사되는 것이 확보된다.

실험에 따르면 상기 물 및 유화제용 펌프에 의해 각각 발생되는 압력이 최소한 1.5bar이고, 바람직하게는 약 7 내지 9bar 사이인 경우에 특히 양호한 분사 거동에 도달될 수 있는 것으로 나타났다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 물 및 유화제용 펌프중 적어도 하나는 두 분사 작동들간의 기간이 소정 임계역을 초과하는 경우에 오프된다. 그러한 방식으로 하면, 펌프는 불필요하게 압력을 발생시키지는 않으며, 또 그와 같이 할 시에는 가능한 한 고온 운전되는 것이 확보된다. 펌프 및 분사 밸브의 제어는 새로운 분사 작동전에 각 펌프가 시간내에 재기동해서 필요한 압력을 발생시키는 방식으로 구성되어야 한다.

본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 연료 회로 내에 수용되는 연료 혼합물 양의 변동은 태핑 수단에 대해서는 하류에 그리고 공급 라인에 대해서는 상류에 배치된 보상 저장소 내에서의 연료 혼합물의 임시 저장에 의해 보상된다. 그러한 연료 혼합물 양의 변동은 예를 들어 압력 조절중의 지연으로 인해 야기될 수 있다.

본 실시예의 유리한 개선예에 따르면, 보상 저장소 내의 연료 혼합물은 배기되며, 이로써 상기 보상 저장소로부터 유출된 혼합물과 상기 연료 펌프간의 압력 연결이 차단된다. 그러므로, 이러한 방식으로 하면, 배기 이외에서 소정의 압력 기준점이 결정되고, 이것은 이미 존재하는 연료 회로 내의 상태와 독립적이 되게 한다.

또 다른 개선예에 따르면, 보상 저장소에는 상기 보상 저장소로부터 유출되는 연료 혼합물의 양을 제어함으로써 상기 보상 저장소 내의 확정가능한 연료 혼합물 체적을 조절하는 제어 장치가 제공될 수 있다. 그러한 제어는 한편으로는 항상 충분한 양의 액체가 저장되어 언제나 바닥에 대한 변동을 보상하고, 다른 한편으로는 보상 용기가 완전히 충전되는 것을 방지함으로써, 상부에 대한 변동이 불가능하게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 혼합기는 공급 라인과 연료 펌프 사이에 배치된다. 연료 회로 내에서의 그러한 배치는 순환하는 연료 혼합물이 혼합기내에서 반복해서 혼합됨으로써, 연료와 물 혼합물의 점차적인 분리를 방지하는 것이 확보된다.

본 발명의 또 다른 개선예에 따르면, 상기 혼합기는 중공형 실린더의 형상을 지니며, 상기 실린더 내에서는 서로 전후로 배치된 2개의 혼합 챔버가 유동 저항체에 의해 서로 분리된다. 각각의 혼합 챔버에는 분사 밸브가 각각 할당되며, 상기 분사 밸브를 통해 물 또는 유화제가 각각의 혼합 챔버 내로 방사상 방향으로 분사될 수 있다. 이 작동에서, 유화제 혼합 챔버는 물 혼합 챔버전의 하류에 배치된다. 그러한 두개의 혼합 챔버의 배치에 의해서, 물에 의한 연료의 특히 양호하고지속적이며 철저한 혼합을 이끌어 낼 수 있다는 것으로 나타났다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서는, 상기 연료 회로에 공급되는 연료의 체적 유량을 계량하기 위한 계량 수단은 로터리 피스톤 계량기로 구성된다. 그 자체는 이미 공지된 그러한 로터리 피스톤 계량기는 그러한 방식으로 간단한 회로에 의해 분사 밸브용의 대응 사이클 충격으로 직접 전환될 수 있는 충격 누계가 발생되는 장점을 갖는다. 또한, 이러한 로터리 피스톤은 유동에 대한 낮은 저항 상태에서 매우 정확한 측정을 허용한다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서는, 상기 공급 라인은 유입 단부와 유출 단부를 갖는 관통 도관으로서 구성되고, 이 도관 내로 소켓이 측면에서 90°각도보다 작은 각도로 도입된다. 이 방법에서, 상기 유입 단부는 상기 계량 수단에 연결되고, 상기 유출 단부는 상기 연료 탱크의 흡입측에 연결되며, 상기 소켓은 상기 연료 펌프의 압력부에 연결된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 가열 장치가 제공되며, 이 가열 장치에 의해 상기 연료 회로의 적어도 일부 또는 물과 유화제의 저장을 위해 제공되는 탱크가 가열될 수 있다. 가열 장치는 연소 기관의 기동 전에 이미, 낮은 주위 온도에서 연료 회로 또는 탱크를 예열함으로써, 고장이 없는 작동과 저온 기동을 가능하게 한다. 가열 장치는 연료 회로의 작동 온도가 최적에 도달될 때까지 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징 및 장점은 도면을 참조하여 하기에서 기술되는 양호한 실시예로부터 알 수 있다.

도 1은 그 하반부에 전체적으로 도면 부호 "10"으로 표시된 내연 기관용 공통 연료 회로를 도시하고 있다. 연료 탱크(12) 안에는 연료가 수용되어있는데, 이 연료는 예를 들어 디젤 연료 또는 가솔린일 수 있다. 연료는 연료 펌프(14)에 의해 연료 탱크(12)에서 나와 연료 파이프(16)를 통해 펌핑되고 연료 필터(18)를 거쳐서 태핑 수단(20) 내로 공급된다.

태핑 수단(20)은 연료 회로(10)로부터 순환 연료의 일부를 빼내어(taking-off) 이를 컨수머(consumer)(22)에 공급한다. 태핑 수단(20)은 단순한 T자형 부품일 수 있지만, 연료 필터(18)와 단일체로 결합될 수도 있다. 연소 기관(24)의 유형에 따라서 컨수머(22)는 예를 들어 캬부레타(carburetor) 또는 분사 펌프로서 구성될 수 있다. 태핑 수단(20)에서 빼낸 후에도 여전히 남아있는 연료는 귀환 경로를 통해 연료 탱크(12) 내로 도로 안내된다. 빼내어진 연료의 체적 유량과 연료 탱크(12) 내로 도로 안내된 연료의 체적 유량간의 관계는 내연 기관(24)의 현재의 소비량에 좌우된다.

연료 펌프(14)는 통상적으로 일정한 연료 혼합물 체적 유동을 발생시키는 방식으로 구성된다. 그러한 방식에서는, 부하 증가로 인해 연소 기관(24)의 연료 소비량이 단기간에 최대값까지 증가하는 경우에도 컨수머(22)는 지체없이 처리 상태에 따라 충분한 연료를 갖는다. 부하가 낮은 경우에, 특히 연소 기관의 공전 운전 중에는 소량의 연료만이 태핑 수단(20)에 의해 연료 회로(10)로부터 빼내어진다. 그러면 귀환 경로(26)를 통한 체적 유량도 대략 연료 파이프(16)를 통한 체적 유량만큼 높다.

도 1에서 도면 부호 "30"으로 도시된 추가(add-on) 세트는 3개의 연결부(32, 34, 36)를 포함하는데, 이들 연결부는 예를 들어 파이프 단편의 단부일 수 있다. 연결부(32)는 연료 회로(18)의 연료 파이프(16)에 연결되도록 제공된다. 연결부(32)에는 체적 유량을 계량하기 위한 계량 수단(38)이 연접하는데, 이 계량 수단은 예를 들어 공지된 유형의 로터리 피스톤 계량기일 수 있다. 계량 수단(38)은 공급 라인(40)을 거쳐서 혼합기(42)에 연결되며, 이 혼합기의 출구는 연결부(36)에 연결된다.

그 구조가 이하에서 보다 상세하게 설명될 혼합기(42)는 2개의 혼합 챔버를 가지며, 이 혼합 챔버 내에는 유화제와 물이 분사될 수 있다. 이러한 목적으로 유화제 탱크(44)가 제공되며, 이 탱크는 유화제 펌프(46)를 거쳐서 유화제 분사 밸브(48)에 연결된다. 유화제 분사 밸브(48)에 의해 정확히 한정가능한 양의 유화제가 하류 혼합기(42)의 제 1 챔버 내로 분사될 수 있다. 물의 저장을 위해서 물 탱크(50)가 제공되는데, 이 물 탱크는 물 펌프(52)를 거쳐서 물 분사 밸브(54)에 연결된다. 물 분사 밸브(54)에 의해 물은 혼합기(42)의 제 2 혼합 챔버 내로 분사될 수 있다. 2개의 분사 밸브(48,54)와 펌프(46,52)는 각각 제어 라인(56)을 거쳐서 제어 장치(58)에 연결된다. 더욱이, 추가 제어 라인(60)을 거쳐서 계량 수단(38)으로부터의 계량 신호가 제어 장치(58)에 공급될 수 있다.

연결부(34)는 이하에서 그 구성 및 기능이 보다 상세하게 설명될 보상 저장소(62)를 거쳐서 공급 라인(40)에 연결된다. 공급 라인은 가장 간단한 경우에는 단순한 T자형 부품이며, 이 T자형 부품에서는 연결부(32,34)로부터 흘러나온 체적 유량이 90°각도로 합쳐서 유동한다. 그러나, 도 6에 따른 관통 도관(64)으로 공급 라인(40)을 구성하는 것이 바람직한데, 이 공급 라인의 유입 단부(65)는 계량 수단(38)으로부터 나온 파이프에 연결되고 유출 단부(66)는 혼합기(42)에 연결되며, 그 측면은 바람직하게는 90°보다 작고 예를 들어 60° 내지 89°의 범위 내에 있을 수 있는 각도 α를 이루면서 보상 저장소(62)로부터 나온 파이프에 개방된다. 측면에서 개방된 소켓과 관통 도관 양자 모두는 동일한 내경을 갖는 것이 바람직하다.

추가 세트(30)를 기존의 연료 회로(18) 내에 삽입하면 연료 파이프(16)는 무엇보다도 먼저 연료 펌프(14)의 짧은 거리에서 절개되어 개방된다. 연료 탱크(12)에 연결된 연료 파이프(16)의 개방 단부는 추가 세트의 연결부(32)에 연결되며, 이로써 연료 탱크(12)는 이제, 계량 수단(38)에 연결된다. 연료 펌프(14)에 연결되어 있는 연료 파이프(16)의 다른 단부는 연결부(36)에 연결된다. 더욱이, 귀환 경로(26)는 차단되며 태핑 수단(20)에 연결되어 있는 개방 단부는 연결부(34)에 연결된다.

이러한 조치에 의해 연료 탱크(12)가 연료 회로(18)로부터 제외되는 한편, 혼합기(42)뿐만 아니라 보상 저장소(62), 공급 라인(40)이 이제 연료 회로의 일부가 된다. 그러한 방식으로 변형된 연료 회로는 이하에서 도면 부호 "68"로 표시되고 도 2에 도시되고 있다.

이제, 연료 회로(68)가 연료, 물 및 유화제의 혼합물[초기 상태에서 연료 회로 내에는 순수 연료로부터 진행될 수 있음]을 이미 수용하고 있다고 가정하고 본 발명에 따른 방법의 기능을 설명하기로 한다.

이하에서 혼합물 펌프를 가리키는 연료 펌프(14)는 연료 회로(68) 내에서 연료 혼합물을 순환시킨다. 이 과정에서 혼합물 펌프(14)는 앞서 설명한 연료 회로(18)에서와 같이 일정한 연료 혼합물 체적 유량을 발생시킨다. 혼합물 펌프(14)는 연료 혼합물을 연료 필터(18)를 통해 펌핑시키는데, 이 연료 필터는 바람직하게는 금속 필터이어야 하며 그 이유는 종이 필터는 혼합물 속에서의 물의 존재로 인해 부풀려져서 더이상 사용될 수 없기 때문이다. 그러므로 이전의 연료 회로(18)에서 종이 필터가 사용되었더라도 추가 세트(30)를 삽입하는 경우에는 금속 필터로 교환되어야 한다.

이전 연료 회로(18)에서와 정확하게 동일하게 태핑 수단(20)에서는 컨수머(22)에 의해 요구되는 연료 혼합물 체적 유량이 연료 회로(68)로부터 빼내어져야 한다. 이 체적 유량은 통상적으로 속도, 기관 온도 등과 같은 복수의 엔진 매개 변수에 좌우되며 제어 장치(58)에는 알려져 있지 않다. 나머지 체적 유량, 즉 태핑 수단(20)으로부터 빼내어지지 않은 체적 유량은 연결부(34)를 거쳐서 공급 라인(40)에 도달하는데, 여기서는 간략함을 위해 본 발명의 방법의 기본적인 원리 에서는 필수적인 아닌 보상 저장소(62)가 직선의 호스 단편으로 대체될 수 있는 것으로 간주된다.

연료 혼합물은 태핑 수단(20)에서 빼내어졌기 때문에, 혼합물 펌프(14)의 흡입측으로 공급되었던 양과 동일한 양의 연료 혼합물을 공급 라인(40)에서는 더이상 이용할 수 없다. 그러나, 혼합물 펌프(14)는 일정한 연료 혼합물 체적 유동을 발생시키려고 하기 때문에 연료 회로(68) 내의 혼합 펌프(14)의 흡입측에는 진공이 발생된다. 이 진공은 연료를 연료 탱크(12)로부터 연료 파이프(16) 및 계량 수단(38)을 거쳐서 흡인해서, 공급 라인(40)을 거쳐서 연료 회로(68) 내에 도달하게 한다. 이 과정에서 계량 수단(38)은 이 계량 수단을 통과하는 연료 체적 유량을 측정한다.

계량 수단(38)에 의해 발생되는 계량 신호는 제어 라인(60)을 거쳐서 제어 장치(58)에 도달한다. 이제, 제어 장치(58)는 밸브(48,54)를 조정하며, 이로써 유화제와 물이 혼합기(42)의 혼합 챔버들 내에 도달한다. 이 과정에서, 연료 회로(68)에 공급되는 연료의 양과, 분사된 유화제의 양 및 분사된 물의 양간의 비율은 연료 회로 내에서의 3개의 구성성분의 소망하는 혼합비와 동일하다. 이 비율은 통상적으로 불변적으로 결정되며, 이로써 제어 장치는 단순히, 실제로 공급되는 연료의 양을 알아내어 첨가될 유화제와 물의 양을 결정하기만 하면 된다.

각각의 분사 운전 시에 분사되는 액량의 체적이 일정하기 때문에 밸브(48,54)의 조정은 사이클마다 수행될 수 있다. 이러한 목적으로 제어 장치(58)에서는 소정의 연료 체적 유량을 위해서 물 및/또는 연료에 대한 분사 횟수가 얼마나 많이 요구되는지를 결정하는 것만이 필요하다.

도 3은 그래프를 도시하고 있으며, 이 그래프는 분사 사이클의 횟수와 연료 체적 유량을 계량하는 로터리 피스톤 계량기에 의해 발생되는 충격 누계 횟수간의 관계를 도시하고 있다. 로터리 피스톤 계량기가 이산 누계 충격을 발생시키면 사이클 횟수에 대한 단계 함수가 발생된다. 상기 그래프는 사이클 횟수간의 관계가 비례한다는 사실, 즉 충격 누계의 증가는 항상 대응하는 사이클 횟수의 증가를 가져온다는 사실을 점선으로 나타내고 있다. 여기서, 연료 혼합물 속의 물과 유화제간의 혼합비는 점선의 기울기의 비에 대응하며, 그 비례성으로 인해 충격 누계 횟수와는 독립적으로 그리고 공급된 연료량과는 독립적으로 설명될 것이다.

공급 라인(40)에서의 연료 공급에 의해 그리고 혼합기(42)에서의 유화제 및 물의 공급에 의해 혼합물 펌프(14)의 흡입측에서의 압력 감소는 감소된다. 이 과정에서 분사된 유화제 및 물과 더불어, 태핑 수단(20)으로부터 이전에 빼내어졌던연료 혼합물의 양에 정확하게 상당하는 양의 연료가 자동 제어 방식으로 연료 탱크(12)로부터 빼내어진다.

보다 나은 설명을 위해서 상호 영향을 미치는 일련의 단일 단계에서 그 기능들을 상술하였다. 그러나, 장치의 실제 운전시에는 이들 과정들이 거의 동시에 발생하므로, 태핑 수단으로부터 빼내어지는 체적 유량의 변동이 존재하는 경우에도 항상 그즉시 상당량의 연료, 유화제 및 물이 외부 제어장치에 대한 필요없이 연료 회로에 첨가된다. 일정한 연료 혼합물 체적 유량이 연료 회로(68) 내의 혼합 펌프(14)에 의해 발생되기 때문에 연료 회로에는 빼내어진 연료 혼합물이 보상되는 양만큼의 연료, 유화제 및 물이 항상 첨가되어야 한다. 본 발명에 따르면, 상기 과정에서 첨가되는 연료, 유화제, 및 물의 적절한 비율은 첨가되는 연료의 양을 계량함으로써 그리고 첨가되는 유화제 및 물의 양을 선택적으로 조정함으로써 결정된다.

낮은 주위 온도에도 고장이 없는 기능을 보장하기 위해서 부가적인 가열 장치가 제공되는데, 이 가열 장치는 수개의 히터(69)로 구성되며, 이들 히터는 예를 들어 유화제 탱크(44) 근방과, 물 탱크(50) 근방, 및 연료 회로(68) 내에 배열될 수 있다. 히터(69)는 도 2에 도시되지 않은 제어 라인을 거쳐서 제어 장치(58)에 연결되며, 이 제어 장치(58)는 주위 온도 또는 연료 혼합물의 온도에 따라 연료(69)를 제어한다.

도 4는 혼합기(42)의 구성을 단순화된 개략적 단면도로 도시하고 있다. 혼합기(42)는 사실상 중공 실린더 형태를 취하며, 서로 대면하는 종방향쪽에는 연결소켓(70)이 제공되며, 이 소켓을 거쳐서 혼합기(42)는 대응하는 호스 또는 파이프 라인(72)에 연결될 수 있다. 혼합기(42)의 내부에는 종방향에 대해 수직으로 분할벽(74)이 배치되는데, 이 분할벽은 중공 실린더의 내부를 2개의 혼합 챔버(76,78)로 분할한다. 분할벽(74)은 수개의 개구들을 구비하며, 이러한 방식으로 도 4에서 화살표로 표시된 액체 유동에 대한 유동 저항체로서 작용한다. 실험에 따르면 혼합 챔버(76,78)는 가능한 한 작은 체적을 가져야 하며, 그래야만 특히 균질한 혼합물에 도달될 수 있음을 보여주었다. 한편, 혼합 챔버(76,78)는 양 혼합 챔버(76,78)의 실린더벽 상에 배치된 분사 밸브(80,82)에 의해 혼합 챔버(76,78) 내로 분사되는 유화제 및 물의 양을 수용하기에 충분한 정도의 크기이어야 한다.

양 분사 밸브(80,82)는 서로 분리되어, 제어 라인(88,99)을 거쳐 조종될 수 있는데, 액체가 공급 라인(84,86)을 거쳐서 일정한 압력으로 밸브에 공급되는 경우에 있어서, 상기 분사 밸브는 각각의 분사 작동 시에 각각의 혼합 챔버(76,78) 내로 분사되는 액체와 동일한 양만큼의 액체를 각각 분사하는 방식으로 구성된다.

양 분사 밸브(80,82)에 대해 소정의 일정 압력을 발생시키는 펌프(46,52)가 압력을 발생시키도록 부가된다. 이 과정에서 각각의 분사 작동 전에 각각의 펌프는 단시간에 기동해서 소정의 압력을 형성하는 것만으로 충분하다. 분사 작동 후에 각각의 펌프는 즉시 오프될 수 있다. 펌프를 온 또는 오프시킴으로써 펌프가 가열 운전되어 얼마후에 손상을 받게되는 것을 방지할 수 있다.

펌프는 방금 설명한 바와 같이 각각의 분사 작동 중에 펌프가 온 또는 오프되는 방식으로 온 또는 오프될 수 있다. 이것은 분사 작동의 신속한 계승을 위해서 많은 횟수의 온 또는 오프 사이클을 초래하게 된다. 이를 방지하기 위해서 양 펌프는 연속 작동 상태로 작동될 수 있는데, 이 상태에서는 펌프는 두 분사 작동간의 시간 길이가 소정의 임계역을 초과할때에만 오프된다. 그러한 방식으로 하면, 적어도 연료 혼합물을 빼내는 일이 거의 없을 때, 즉 연소 기관의 공전 운전시에 펌프가 적어도 주로 오프되는 것이 확보된다.

보상 저장소(62)는 소정의 연료 혼합물의 저장과 단기간의 압력 변동의 보상을 허용한다. 연료 혼합물은 거의 일정하고 비교적 높은 압력을 갖는 보상 저장소로부터 빠져나오므로, 그와 같이 빠져나온 혼합물은 연료 탱크로부터 나온 연료와 더불어 공급 라인(40)을 통해서 합쳐질 수 있다. 혼합기(42)의 입구에 작용하는 낮은 압력은 그 일정한 압력으로 인해, 연결부(40)에서, 비례적으로 첨가되는 물 및 유화제와 더불어 컨수머(22)에 의해 빼내어진 체적에 상당하는 양과 정확하게 동일한 양의 연료 분량이 탱크로부터 공급되게 해준다.

보상 저장소에 대한 가능한 구성이 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다. 보상 저장소(62)는 주로, 방사상 외향 돌출된 소켓(100)이 상부측에 제공된 원통형 실린더로 구성된다. 태핑 수단(100)으로부터 나온 연료 혼합물은 소켓(100)을 거쳐서 보상 저장소(62) 내로 유동한다. 보상 저장소(62)의 바닥 공간의 중앙에서는 유출구(102)가 개방되며, 이 유출구 위에는 연료가 보상 저장소로부터 공급 라인(40)으로 유출할 수 있다.

보상 저장소(62) 내에는 부표(104)가 배치되며, 이 부표는 상기 저장소 용기 내의 액체 수위와 더불어 떠오르거나 가라앉는다. 저장소 용기의 내면과 부표 사이에는 슬롯이 존재함으로써 연료 혼합물이 부표를 통과할 수 있다. 부표(104)의 바닥쪽에는 돌출부(106)가 제공되며, 이 돌출부는 그 단부에서 봉(108)으로 천이되며, 이 봉의 직경은 유출구(102)의 내경보다 현저하게 작다.

도 5a에 도시된 제 1 부상 위치에서 돌출부(106)는 유출구(104) 내로 돌출해서 유출구를 거의 완벽하게 폐쇄시킨다. 그러므로, 소켓(100)을 거쳐 첨가된 연료 혼합물은 실제로 유출구(102)를 통한 유동이 차단될 수 있으므로, 보상 저장소(62) 내에 수집된다. 보상 저장소(62) 내의 액체 수위가 증가하면 부표(104)는 최종적으로 돌출부(106)가 유출구(102)를 개방시킬 때까지 상승된다. 이 제 2 부상 위치에서 여전히 유출구(102) 내로 돌출한 봉(108)은 부표(104)가 저장소 용기 내에서 기울수 없게 하거나 또는 아주 약간만 기울어질 수 있게 한다. 이제, 연료 혼합물은 유출구(102)로부터 유출될 수 있으며, 여기서 부표(104)는 제 1 부상 위치로 되돌아가서 유출구(102)를 폐쇄시킬 때까지 다시 조금씩 하강된다.

보상 저장소(62)의 상단부에는 배기구(110)가 제공되는데, 이 배기구는 도 2에 표시된 바와 같이 연료 탱크(12) 내로 다시 인도될 수 있다. 연료 혼합물의 순환류 속에 형성된 기포가 배기구(110)를 거쳐서 주위로 도달할 수 있다. 더욱이, 배기구(110)에 의해서 압력 조정이 생성되므로 유출구(102)를 통해 유출된 연료 혼합물은 보상 저장소(62) 내에 형성된 정압의 영향만을 겪을 뿐이다.

그러한 방법은 보상 저장소(62)에 의해 손상받지 않는다. 예를 들어 부표(104)가 제 2 부상 위치에 있는 경우, 즉 유출구(102)가 개방된 경우에, 연료 혼합물은 부표(104)가 최종적으로 제 1 부상 위치로 되돌아가서 유출구(102)를 폐쇄시킬 때까지의 기간동안 저장소 용기로부터 흡출될 것이다. 그때에서야 상술한 진공이 공급 라인에서 형성되고 그로인해 연료가 연료 탱크(12)로부터 흡출될 것이다.

본 발명에 따른 장치는 초창기에 자동차의 디젤 엔진에 순수 디젤 연료를 공급했던 기존의 연료 회로를 기초로 해서 실현되었다. 연료 회로(10)의 연료 펌프(14)는 300㎖/분의 연료 체적 유량을 발생시킨다. 추가 세트(30)를 삽입한 후에 그 제어 장치(58)는 공급되는 연료의 단위 체적당 약 0.3 단위 체적의 물과 약 0.001 단위 체적의 유화제가 혼합 챔버(42) 내에 첨가되는 방식으로 조절된다. 그러므로, 연료 회로(68) 내에서 순환되는 연료 혼합물은 약 69％의 디젤 연료, 30％의 물, 및 1％의 유화제로 구성된다. 유화제는 60 체적％의 디스포닐(Disponil) 286과 40체적％의 릴란트(Rilant) GMO로 구성된다. 디스포닐 286과 릴란트 GMO 양자 모두는 독일 뒤셀도르프 헨켈슈트라쎄 67 소재의 코그니스(COGNIS)사로부터 입수가능하다. 완전성을 기하기 위해 엔진에서는 양 구성성분의 역혼합비가 선호된다는 사실을 언급해둔다.

0.6㎖의 고정된 분사 체적으로 인해, 상술한 혼합비에 도달하기 위해서는 결과적으로 물 분사 밸브(54)가 유화제 분사 밸브(48)보다 30배이상까지 자주 가동된다. 사용된 혼합기(42)의 혼합 챔버(76,78)는 각각 30㎖의 체적을 갖는다. 분사 밸브에 첨가되는 유화제 펌프(46)와 물 펌프(52)는 각각 9bar의 압력을 생성시킨다. 특히 연료 필터(18)에 의해 생성되는 유동 저항으로 인해 연료 혼합물은 연료 회로(68) 내에서 약 50℃까지 가열된다. 디젤 엔진의 전부하 시에 계량 수단(38)에의해 계량되는 최대 연료 체적 유동은 150㎖/분이며, 디젤 엔진의 공전 운전 시에 상기 체적 유동은 50㎖/분까지 감소된다.

다이머-벤쯔 190 D 타입의 시험 차량에서는 그러한 추가 세트를 장착하고서 복수의 조건 하에서 만오천 킬로미터이상이 주행되었으며, 여기서는 완전히 고장이 없는 운전에 도달하였으며 실제적으로 성능 저감이 목격되지 않았다.

장기간의 운전중지 후에도 완벽한 기동 운전이 달성된다. 이것은 특히 연료 회로 내에서 순환 연료 혼합물에 대한 매우 강한 혼합이 수행된다는 사실에 기인한다. 그러나, 특히 장기간의 운전 중단후 유화제의 첨가에도 불구하고 혼합물에 대한 소정의 분리가 발생하는 경우에도 혼합기(42) 및 연료 필터(18)에 의한 충분한 혼합이 기동 과정에서 이미 보장되므로 장기간의 운전 중단후에도 신뢰성있는 기동이 가능하다.

상술한 실시예들은 많은 방식으로 변형가능함을 이해하여야 한다. 예를 들면, 보상 저장소(62)는 연료 회로(68) 내의 다른 장소에 배치될 수 있거나 또는 가능하다면 완전히 생략될 수 있다. 공급 라인(40)과 혼합 펌프(14)의 프라이밍(priming)측 사이에 혼합기(42)를 배치하는 것이 바람직하지만, 혼합기(40)는 통상적으로 다른 장소, 예컨대 혼합 펌프(14)와 연료 필터(18) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 계량 수단(38)과 공급 라인(40) 사이에 혼합기(42)를 배치하는 것도 가능하다. 그러나, 연료 회로(68) 내에서의 혼합기(42)의 배치는 연료 회로 내에서 순환되는 연료 혼합물이 항상 반복해서 혼합되므로 혼합물의 분리가 방지된다는 장점을 갖는다.

통상적으로, 혼합기(42)는 또한 연료 필터(18)와 단일체로 결합될 수 있다. 또한, 유화제와 물의 분사는 반드시 혼합기(42) 내에서 수행될 필요는 없으며, 연료 회로(68) 내의 다른 장소에서 수행될 수도 있다. 또한, 예를 들어 태핑 수단(20)과 컨수머(22) 사이에 물과 유화제를 공급하는 것도 가능하다. 그러나, 상술한 대안들중 대부분은 기존의 연료 회로가 추가 세트에 의해 거대화되는 경우에도 문제없이 실현될 수 있다. 그러나, 본 발명은 기존의 연료 회로의 추가품으로 제한되지는 않으며, 도 2에 도시된 장치는 즉석 장착 유닛으로 제작되어 예를 들어 자동차 내에 삽입될 수 있다.

Claims (32)

1. 연료 혼합물이 연료, 물 및 유화제로 구성되는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법으로서, 상기 방법은 이하의 단계:

   a) 바람직하게는 일정한 연료 혼합물 유량을 발생시키는 연료 펌프(14)를

   사용해서 연료 회로(68) 내에서 연료 혼합물을 순환시키는 단계;

   b) 태핑 수단(20)에서 상기 연료 회로(18)로부터 연료 혼합물을 빼내어서

   컨수머(22)에 공급하는 단계;

   c) 연료 혼합물의 태핑으로 발생하는 진공으로 인해, 공급 라인(40)의 태핑

   수단(20) 하류와 상기 연료 펌프(14) 상류에 배치되어, 상기 공급 라인(40)

   에 연결된 연료 탱크(16)로부터 연료를 흡인해서 연료 회로(68)에 공급하는

   단계;

   d) 연료 탱크(12)로부터 흡인되어 상기 연료 회로(68)에 공급된 연료의 체

   적 유량을 계량 수단(38)에 의해 계량하는 단계;

   e) 상기 계량 수단(38)에 의해 계량된 연료 체적 유량에 따라 상기 연료 회

   로(68) 내에서 순환되는 연료 혼합물 또는 공급된 연료에 대해 혼합기(42)

   내에서 물과 유화제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   단위 시간당 첨가되는 물의 체적과 유화제의 체적은 계량되는 연료 체적 유량에 비례하며, 이로써 연료, 물 및 유화제의 비율은 상기 연료 회로(68) 내에서 일정한 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   공급되는 연료의 단위 체적당 약 0.2 내지 0.4 단위 체적의 물과 약 0.005 내지 0.015 단위 체적의 유화제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
4. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

   물과 유화제의 첨가는 분사 밸브(48,54)를 통해 각각 수행되며, 적어도 각각의 분사 작동시에 최소 온도를 초과한 후에는, 소정의 단일 액체 체적이혼합기(42) 내로 분사되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   각각의 분사 작동시에 분사되는 액체 체적은 약 0.4㎖ 내지 0.8㎖인 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
6. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항과 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   단위 시간당 분사 작동의 횟수는 계량된 연료 체적 유량에 비례하는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   물과 유화제는 일정 압력을 발생시키는 펌프(46,52)를 거쳐서 상기 물 및 유화제용 분사 밸브(46,52)에 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 물 및 유화제용 펌프(46,52)에 의해 각각 발생되는 압력은 최소한 1.5bar이고, 바람직하게는 약 7 내지 9bar 사이인 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
9. 제 7 항 또는 제 8항에 있어서,

   상기 물 및 유화제용 펌프(46,52)중 적어도 하나는 두 분사 작동들간의 기간이 소정 임계역을 초과하는 경우에 오프되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,

    연료 회로(68) 내에 수용되는 연료 혼합물 양의 변동은 태핑 수단(20)에 대해서는 하류에 그리고 공급 라인(40)에 대해서는 상류에 배치된 보상 저장소(62) 내에서의 연료 혼합물의 임시 저장에 의해 보상되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    보상 저장소(62) 내의 연료 혼합물은 배기되며, 이로써 상기 보상 저장소(62)로부터 유출된 혼합물과 상기 연료 펌프(14)간의 압력 연결이 차단되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

    보상 저장소(62)용 제어 장치(102,104,106)가 상기 보상 저장소(62)로부터 유출되는 연료 혼합물의 양을 제어함으로써 상기 보상 저장소(62) 내의 확정가능한 연료 혼합물 체적을 조절하는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
13. 전술한 항들중 어느 한 항에 있어서,

    상기 혼합기(42)는 상기 공급 라인(40) 하류와 상기 연료 펌프(14) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 방법.
14. 연료 혼합물이 연료, 물 및 유화제로 구성되는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치로서,

    상기 연소 기관은 연료 혼합물용 연료 회로(68)를 구비하며, 상기 연료 회로 내에는

    a) 연료 회로(68) 내에 연료 혼합물을 순환시키기 위해 바람직하게는 일정

    한 연료 혼합물 유량을 발생시키는 연료 펌프(14);

    b) 상기 연료 회로(68)로부터 연료 혼합물을 빼내어서 상기 연료 혼합물을

    컨수머(22)에 공급하는 태핑 수단(20);

    c) 상기 태핑 수단(20)에 대해서는 하류에 배치되고 상기 연료 펌프(14)에

    대해서는 상류에 배치되어 공급 라인(40)과 연결된 연료 탱크(16)로부터 상

    기 연료 회로(68) 내로 공급하기 위한 공급 라인(40);

    d) 상기 연료 탱크(12)로부터 상기 연료 회로(68)에 공급되는 연료의 체적

    유량을 계량하는 계량 수단(38)을 포함하고,

    상기 장치는

    e) 물과 유화제를 혼합하기 위한 혼합기(42);

    f) 상기 혼합기 내에서 혼합된 물과 유화제의 양을 상기 계량 수단(38)에

    의해 계량되는 연료 체적 유량에 따라 제어하기 위한 제어 장치(58)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제어 장치(58)는 단위 시간당 첨가되는 물의 체적과 유화제의 체적이 계량되는 연료 체적 유량에 비례하도록 구성되며, 이로써 상기 연료 회로(68) 내의 연료, 물 및 유화제의 비율은 일정한 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 제어 장치(58)는 공급되는 연료의 단위 체적당 약 0.2 내지 0.4 단위 체적의 물과 약 0.005 내지 0.015 단위 체적의 유화제가 첨가되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
17. 제 14 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서,

    물과 유화제를 첨가하기 위해, 상기 제어 장치(58)에 의해 구동가능한 분사 밸브(48,54)가 제공되고, 이 분사 밸브에 의해 각각의 분사 작동 시에 소정의 액체체적이 상기 혼합기(42) 내로 분사가능한 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    각각의 분사 작동 시에 분사가능한 액체 체적은 약 0.4㎖ 내지 0.8㎖인 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
19. 제 15 항 또는 제 16 항 중 어느 한 항과 제 17 항 또는 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어 장치(58)는 연료 체적 유량에 비례하여 단위 시간당 분사 작동 횟수를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

    일정 압력을 생성시키는 펌프(46,54)가 물 및 유화제용의 각각의 분사 밸브(48,54) 전에 각각 삽입되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 물 및 유화제용 펌프(46,54)에 의해 각각 발생가능한 압력은 최소한 1.5bar이고, 바람직하게는 약 7 내지 9bar 사이인 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,

    상기 제어 장치(58)는 두 분사 작동들간의 기간이 소정 임계역을 초과하는 경우에 상기 물 및 유화제용 펌프(46,52)를 각각 오프시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
23. 제 14 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,

    보상 저장소(62)가 상기 연료 회로(68) 내에서 상기 태핑 수단(20)에 대해서는 하류에 그리고 상기 공급 라인(40)에 대해서는 상류에 배치되어 상기 연료 회로 내에 수용된 연료 혼합물량의 변동을 보상하는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 보상 저장소(62)에는 상기 연료 탱크(12) 내로 도로 인도되는 배기구(110)가 제공되며, 이로써 상기 보상 저장소(62)로부터 유출된 연료 혼합물과 상기 연료 펌프(14)간에 압력 연결이 차단되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,

    상기 보상 저장소(62)로부터 유출된 연료 혼합물의 양을 제어함으로써 상기 보상 저장소(62) 내의 소정의 연료 혼합물 체적을 조절하는, 보상 저장소(62)용 제어 장치(102,104,106)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
26. 제 14 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 혼합기(42)는 상기 연료 회로(68) 내에서 상기 공급 라인(40) 하류와 상기 연료 펌프(14) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 혼합기(42)는 중공형 실린더의 형상을 지니며, 상기 실린더 내에서는 서로 전후로 배치된 2개의 혼합 챔버(76,78)가 유동 저항체에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
28. 제 17 항 내지 제 22 항 및 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,

    각각의 혼합 챔버(76,78)에는 분사 밸브(80,82)가 각각 할당되며, 상기 분사 밸브는 물 또는 유화제가 각각의 혼합 챔버(76,78) 내로 방사상 방향으로 분사될 수 있게 해주는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
29. 제 14 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 연료 회로에 공급되는 연료의 체적 유량을 계량하기 위한 계량 수단(38)은 로터리 피스톤 계량기로 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
30. 제 14 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 공급 라인(40)은 유입 단부(65)와 유출 단부(66)를 갖는 관통 도관(64)으로서 구성되고, 소켓(67)이 측면에서 90°각도보다 작은 각도로 상기 관통 도관 내로 도입되며, 상기 유입 단부(65)는 상기 계량 수단(38)에 연결되고, 상기 유출 단부(66)는 상기 연료 탱크의 흡입측에 연결되며, 상기 소켓(67)은 상기 연료 펌프(14)의 압력부에 연결되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
31. 제 14 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,

    가열 장치(69)가 상기 연료 회로(68)의 적어도 일부 또는 물과 유화제의 저장을 위해 제공되는 탱크를 가열하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 연소 기관용 연료 혼합물의 생성 장치.
32. 연료, 물 및 유화제로 구성되는 연료 혼합물을 생성시키기 위한 추가 세트(30)로서, 이 추가 세트는 연소 기관(24)의 기존의 연료 회로(10) 내에 후속 설치되도록 되어 있고, 연료 펌프(14)와 태핑 수단(20)이 연료를 연료 회로(10) 내에서 순환시키기 위해 바람직하게는 일정한 연료 체적 유량을 발생시키고, 연료 회로(10)로부터 연료를 빼내며, 그리고 이 연료를 컨수머(22)에 공급하도록 배치되는 연료 혼합물 생성용 추가 세트에 있어서,

    상기 추가 세트(30)는,

    a) 연료, 물 및 유화제를 혼합하기 위한 혼합기(42);

    b) 상기 혼합기(42) 내로 물을 공급할 수 있는 물 탱크(50);

    c) 상기 혼합기(42) 내로 유화제를 공급할 수 있는 유화제 탱크(44);

    d) 상기 태핑 수단(20)에 대해서는 하류에 배치되고 상기 연료 펌프(14)에

    대해서는 상류에 배치되어 상기 공급 라인(40)에 연결될 연료 탱크(12)로부

    터 상기 연료 회로(68) 내로 연료를 공급하기 위한 공급 라인(40)

    e) 상기 연료 탱크(12)로부터 상기 연료 회로(68) 내로 공급되는 상기 연료

    의 체적 유량을 계량하기 위한 계량 수단(38);

    f) 상기 계량 수단(38)에 의해 계량되는 상기 연료 체적 유량에 따라 상기

    혼합기(42) 내에서 혼합되는 물과 유화제의 양을 제어하기 위한 제어 장치(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 혼합물 생성용 추가 세트.