KR20010111465A - Fuel saving device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석유계 탄화수소류를 연료로 이용하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과 원통내부에 압입결속된 절연원통이 구비된 본체와, 상기 본체에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치와, 상기 본체에 내삽되어 외부전원으로 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치와, 상기 본체에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel saving device of an internal combustion engine using petroleum hydrocarbons as fuel, and more particularly, is inserted between an engine cylinder air intake port and a fuel supply device of an internal combustion engine, and has a cylindrical shape. A main body having a coupling means coupled to a fuel supply device and an insulating cylinder press-bonded to the inside of the cylinder, an ion generating device which ionizes by applying negative charge to the fuel inserted into the main body and sucked from the air inlet, and interpolating into the main body And a heating device for applying heat to the fuel sucked into the external power source, and a metal catalyst device for inducing a chemical reaction of the fuel sucked into the main body and inhaling the fuel.
이에 의해, 내연기관의 카브레이터와 실린더 사이에 삽입되어 실린더에 흡입되는 공기혼합연료를 연소효율이 높은 연료상태로 가공시켜 내연기관의 실린더 내부에서 완전연소에 가까운 연소가 일어나도록 함으로써 소모되는 연료를 절감시키는 이점이 있다.As a result, the air mixed fuel inserted between the carburetor and the cylinder of the internal combustion engine and sucked into the cylinder is processed into a fuel having high combustion efficiency, so that combustion close to complete combustion occurs inside the cylinder of the internal combustion engine. There is an advantage to saving.
또한 완전연소에 의하여 일산화탄소나 탄화수소등의 유해가스의 발생을 감소시키는 이점이 있다.In addition, there is an advantage of reducing the generation of harmful gases such as carbon monoxide or hydrocarbons by the complete combustion.
Description
본 발명은 석유계 탄화수소류를 연료로 이용하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고, 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과, 원통내부에 압입결속된 절연원통이 구비된 본체와, 상기 본체에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치와, 상기 본체에 내삽되어 외부전원으로 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치와, 상기 본체에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel saving device of an internal combustion engine using petroleum hydrocarbons as fuel, and more particularly, is inserted between an engine cylinder air intake port and a fuel supply device of an internal combustion engine, and has a cylindrical shape so as to have the air intake at both ends. And a main body having a coupling means coupled to the fuel supply device, an insulated cylinder press-bonded to the inside of the cylinder, an ion generating device which ionizes by applying negative charge to the fuel inserted into the main body and sucked from the air inlet, and the main body; And a heating device for heating the fuel sucked into the external power source and inserted into the main body, and a metal catalyst device for inducing a chemical reaction of the fuel inserted and inserted into the main body. .
일반적으로 소형 차량이나 발전기등에 적용되고 가솔린을 연료로 이용하는 점화폭발방식의 가솔린엔진은 카브레이터 장치 또는 전자식 연료분사장치를 엔진의 연료공급방식으로 채용하고 있으며, 중·대형 차량이나 발전기 또는 선박등에 적용되고 경유를 연료로 이용하는 압축착화 폭발방식의 디젤엔진은 기계식 또는 전자식 연료분사장치를 엔진의 연료공급방식으로 채용하고 있다.Generally, ignition explosion type gasoline engine which is applied to small vehicles or generators, and uses gasoline as fuel, adopts a carburettor device or an electronic fuel injection device as an engine fuel supply method, and applies to medium and large vehicles, generators or ships. The diesel engine of the compression ignition explosion type which uses light oil as a fuel employs a mechanical or electronic fuel injection device as an engine fuel supply method.
그러나 이들 연료공급장치들은 연료를 연소효율이 높은 기체상태로 공급하기 보다는 액체상태로 공급하며 연소에 필요한 공기의 혼합이 제대로 이루어지지 않아 연소효율이 낮고 불완전연소의 원인이 된다.However, these fuel supply devices supply fuel in a liquid state rather than in a gaseous state with high combustion efficiency, and are not properly mixed with air for combustion, resulting in low combustion efficiency and incomplete combustion.
예를들어, 가솔린은 끓는점이 약 섭씨 30도에서 220도 사이에서 증류된 수백가지의 탄화수소물질과 세척제, 거품방지제, 부동액등의 여러가지 첨가제들의 혼합상태로 상기 연료공급장치들에 의해 실린더 내부에 주입되어 점화되는 데, 연료 속의 모든물질들이 실린더 내부에서 동시에 연소되지 않고 엔진의 배기구를 통해 배기통으로 나가면서 계속적으로 연소된다.For example, gasoline is injected into the cylinder by the fuel supply devices with a mixture of hundreds of hydrocarbon substances with boiling points distilled between about 30 and 220 degrees Celsius and various additives such as detergents, antifoams and antifreezes. It is then ignited, and all of the material in the fuel is not burned simultaneously inside the cylinder, but continues to burn as it exits through the engine exhaust into the exhaust.
따라서 실질적으로 피스톤의 운동에너지로 전환되는 연료의 효율은 전체 연료의 약 30%에 불과한 문제점이 있다.Therefore, the efficiency of the fuel that is substantially converted to the kinetic energy of the piston has a problem of only about 30% of the total fuel.
이러한 문제점을 해소하기위하여 근래에는 가솔린엔진이나 디젤엔진을 개조하여 연소효율이 높은 기체상태의 액화석유가스나 천연가스를 연료로 이용하는 기술이 개발되어 상용화되고 있으며, 다종의 연료를 한 엔진에 이용하는 기술 또한 개발되어 상용화되고 있다.In order to solve this problem, in recent years, gasoline engines or diesel engines have been retrofitted and commercialized, using gaseous liquefied petroleum gas or natural gas as fuel, and commercialized. It is also developed and commercialized.
종래에 상기 문제점을 해소하는 기술방식을 예로들면 자기력을 지닌 금속류를 연료공급호스에 장착하거나, 금속촉매제를 연료공급호스에 장착하는 것, 공기와 연료의 혼합을 돕는 장치를 공기 및 연료의 흡입구에 장착시키는 것, 배기 산소량이나 엔진의 회전수 또는 아이들 상태를 감지하여 전자식으로 연료분사장치를 조절하는 것등이 있다.For example, the conventional method of solving the above problem is to mount a metal having magnetic force on the fuel supply hose, or to attach a metal catalyst to the fuel supply hose, and to install an air and fuel mixing device in the air and fuel inlet. It can be installed, electronically adjust fuel injection value by detecting exhaust oxygen, engine speed or idle state.
그러나 상기 방식을 이용하여도 연료절감에 있어서 괄목할만한 성과가 나타나지 않아 계속적인 개선의 여지가 남는 문제점이 있다.However, there is a problem in that there is no room for continuous improvement even when the above method does not show remarkable results in fuel saving.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 내연기관의 실린더 내부에서 연료의 연소효율을 높이기 위하여, 공기와 혼합된 연료의 상태를 변화시키는 내연기관의 연료절감장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a fuel saving device of an internal combustion engine that changes the state of fuel mixed with air, in order to improve the combustion efficiency of fuel in a cylinder of an internal combustion engine. have.
즉, 긴 탄화수소고리의 연료상태가 연소효율이 높은 이온화되고 분해된 짧은 탄화수소고리의 연료상태로 변화되도록 유도시키는 내연기관의 연료절감장치를 제공하는데 목적이 있다.That is, an object of the present invention is to provide a fuel saving device of an internal combustion engine that induces the fuel state of a long hydrocarbon ring to be changed into a fuel state of an ionized and decomposed short hydrocarbon ring having high combustion efficiency.
도1은 본 발명에 따른 내연기관의 연료절감장치의 블럭도와 모식도1 is a block diagram and a schematic diagram of a fuel saving device of an internal combustion engine according to the present invention;
도2는 본 발명에 따른 내연기관의 연료절감장치의 분해사시도2 is an exploded perspective view of a fuel saving device of an internal combustion engine according to the present invention;
도3은 본 발명의 내부결합구조가 도시된 종단면도Figure 3 is a longitudinal sectional view showing the internal coupling structure of the present invention
도4는 본 발명의 이온발생장치가 구성된 부분의 횡단면도Figure 4 is a cross-sectional view of a portion of the ion generating device of the present invention is configured
도5는 본 발명의 전기접속상태가 도시된 종단면도와 등가회로도Figure 5 is a longitudinal sectional view and an equivalent circuit diagram showing an electrical connection state of the present invention
*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명** Explanation of symbols on main parts of drawings *
40 : 직류전원공급장치 50 : 고압직류 전원공급장치40: DC power supply 50: high voltage DC power supply
100 : 금속촉매장치 200 : 발열장치100: metal catalyst device 200: heat generating device
220 : 발열디스크 210 : 고정디스크환220: heating disk 210: fixed disk ring
211 : 고정용통공 215 : 디스크고정나사211: fixing hole 215: disk fixing screw
230 : 지지디스크환 251 : 전극통공230: support disk ring 251: electrode hole
300 : 이온발생장치 310 : 전자발생부300: ion generator 310: electron generator
320 : 절연관 400 : 본체320: insulated tube 400: main body
430 : 절연원통430: insulated cylinder
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고, 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과, 원통내부에 압입결속된 절연원통이 구비된 본체와, 상기 본체에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치와, 상기 본체에 내삽되어 외부전원으로 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치와, 상기 본체에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감 장치를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is inserted between the engine cylinder air intake port and the fuel supply device of the internal combustion engine, the cylindrical means is coupled to the both ends and the air inlet and the fuel supply device coupled to the both ends, the cylinder A main body provided with an insulating cylinder, an ion generating device for negatively ionizing and injecting negative fuel into the fuel inserted into the main body and sucked from the air inlet, a heat generating device for heating the fuel inserted into the main body and sucked into the external power source; A fuel saving device of an internal combustion engine is characterized in that it comprises a metal catalyst device for inducing a chemical reaction of the fuel sucked into the main body.
또한 상기 본체에 통공을 형성하고 상기 통공을 통하여 본체내부로 삽입되며 절연관이 외삽되어 본체와는 절연이 유지되는 니들과, 상기 니들에는 음극이 인가되고 상기 본체에는 양극이 인가되며 상기 양극은 접지되도록 결선시켜 고압의 직류를 인가시키는 전원공급장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치로 되는 것이 바람직 하다.In addition, a needle forming a through hole in the main body and inserted into the main body through the through hole and the insulation tube is extrapolated to maintain insulation with the main body, a negative electrode is applied to the needle, and a positive electrode is applied to the main body, and the positive electrode is grounded. It is preferable to be a fuel saving device of an internal combustion engine, characterized in that it is configured as a power supply device for applying high pressure direct current by connecting as possible.
그리고 상기 발열장치는 복수갯수로 상기 본체의 내부에 적층되며, 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 벌집형통공 구조체의 발열디스크와, 상기 발열디스크의 양단에 삽입되어 상기 발열디스크를 지지시키는 환형구조의 도체로써 환체의 내주면 중간부에 환형돌설된 지지체가 상기 발열디스크 외주변을 지지시키고 상기 발열디스크 양단의 환체 상호간은 접촉되지 않으며 상기 환체에는 2개의 전극통공과 다수개의 고정용 통공이 형성되고 상기 환체의 외주면에서는 상기 전극통공중 1개와 관통연결되고 암나사가 형성된 전극접속용 통공이 형성된 고정디스크환과, 상기 고정디스크환과 발열디스크의 적층구조의 일측단부에 위치되는 환형구조체로 환체에 암나사로 된 결합통공이 형성된 지지디스크환과, 절연파이프에 내삽되고 외주면에 수나사산이 형성된 봉으로써, 일측단부는 상기 고정디스크환의 고정용통공들을 통과하여 상기 지지디스크환 결합통공의 암나사와 체결되고, 타측단부에는 절연와셔와 스프링이 외삽되고 너트에 의해 조임결합되어 상기 고정디스크환과 발열디스크에 결합력을 제공시키는 디스크 고정나사와, 도체전선으로써, 상기 고정디스크환들의 일측 전극통공으로 내삽되며 전극접속용 통공에 체결되는 나사에 의하여 고정디스크환들과 교번하여 결합되고 결합되지 않는 고정디스크환들에는 전극통공에 절연튜브를 내삽시켜 절연되는 양전극과, 상기 고정디스크환들의 타측 전극통공에 내삽되어 상기 고정디스크환들중 양전극이 접속되지 않은 고정디스크환들과 교번하여 접속되고 접속튜브에 의하여 양전극과 접속된 고정디스크환들과는 절연되는 음전극으로 된 전기접속수단과, 상기 전기접속수단에 직류를 공급하는 직류전원공급장치로 구성되어, 상기 전기접속수단을 통하여 각 발열디스크의 양단에 위치된 고정디스크로 전원을 인가시켜 상기 발열디스크를 발열시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치로 되는 것이 바람직 하다.The heating device is stacked in the main body in plural numbers, the heating disc of the honeycomb through-hole structure made of Verium (Ba) or Titanium (Ti) or an alloy thereof, and inserted into both ends of the heating disc. An annular conductor supporting the heating disc. The support of the annular protrusion in the middle of the inner circumferential surface of the annular body supports the outer periphery of the heating disc, and the annular ends of the heating disc are not in contact with each other. A fixed disk ring is formed and the outer peripheral surface of the annular structure is formed on the outer peripheral surface of the through-hole and the electrode connecting hole formed with a female threaded through-hole, the annular structure located at one end of the laminated structure of the fixed disk ring and the heating disk The support disk ring is formed with a coupling hole of female thread in the ring body, and is inserted into the insulating pipe. A male thread is formed on the main surface, one end of which passes through the fixing hole of the fixed disk ring and is fastened to the female screw of the supporting disk ring coupling hole, and the other end of the insulating washer and the spring are extrapolated and tightened by a nut. A disk fixing screw which provides a coupling force to the fixed disk ring and the heating disk, and a conductor wire, which is inserted into the electrode hole of one side of the fixed disk ring and is alternately coupled to the fixed disk ring by a screw fastened to the electrode connecting hole. Fixed disk rings that are not coupled to the positive electrode insulated by inserting an insulating tube into the electrode hole, and inserted into the other electrode hole of the fixed disk ring alternately with the fixed disk ring of the fixed disk ring is not connected to the positive electrode Insulated from fixed disk rings connected to the positive electrode by a connecting tube And a DC power supply for supplying a direct current to the electrical connecting means, and applying power to the fixed disks located at each end of each heating disk through the electrical connecting means. It is desirable to be a fuel saving device of an internal combustion engine, characterized by generating heat.
또한 상기 금속촉매장치는 루쓰니움(Ru), 로디움(Rh), 팰라디움(Pd), 오쓰미움(Os), 플라티늄(Pt)의 개별 금속 또는 이들의 합금으로 도금처리된 금속을 망사형 또는 미세한 통기구조의 벌집형 스펀지 디스크로 구성되어 상기 본체에 내삽되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치로 되는 것이 바람직 하다.In addition, the metal catalyst device is meshed with metals plated with ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), platinum (Pt), or individual metals or alloys thereof. Or a fuel-saving device of an internal combustion engine, characterized by being composed of a honeycomb sponge disk having a fine ventilation structure and inserted into the main body.
이하 도면과 함께 본 고안의 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 따른 내연기관의 연료절감장치의 위치와 작용을 보여주는 블럭도와 모식도이고, 도2는 본 발명의 분해사시도이며, 도3은 본 발명의 내부결합구조가 도시된 종단면도이고 도4는 본 발명의 이온발생장치가 구성된 부분의 횡단면도이며, 도5는 본 발명의 전기접속상태가 도시된 종단면도와 등가회로도이다.Figure 1 is a block diagram and a schematic diagram showing the position and action of the fuel saving device of the internal combustion engine according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the present invention, Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing the internal coupling structure of the present invention. 4 is a cross-sectional view of a portion of the ion generating device of the present invention, and FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view and an equivalent circuit diagram showing the electrical connection state of the present invention.
도1에 도시된 바와 같이 본 발명은 내연기관의 실린더(10)와 연료공급장치(20) 사이에 위치되어 연료공급장치(20)에서 공기와 혼합된 연료를 에너지 효율이 높도록 가공시키는 것이다.As shown in FIG. 1, the present invention is located between the cylinder 10 of the internal combustion engine and the fuel supply device 20 to process fuel mixed with air in the fuel supply device 20 to have high energy efficiency.
도1a는 본 발명의 적용구조를 모식적으로 도시한 모식도이며, 도1b는 본 발명의 위치 및 구성요소를 보여주는 블럭도이다.Figure 1a is a schematic diagram showing the application structure of the present invention, Figure 1b is a block diagram showing the position and components of the present invention.
도1에서 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 이온발생장치(300)와 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the present invention is largely composed of an ion generating device 300, a heat generating device 200, and a metal catalyst device 100.
상기 이온발생장치(300)는 공기혼합연료에 음전하를 가하는 장치이고, 상기 발열장치(200)는 외부전원에 의해 발열시키는 장치이고, 상기 금속촉매장치(100)는 본 발명의 내부 화학반응속도를 증가시키기 위한 금속촉매를 내삽시키는 장치이다.The ion generator 300 is a device for applying a negative charge to the air mixed fuel, the heat generating device 200 is a device for generating heat by an external power source, the metal catalyst device 100 is the internal chemical reaction rate of the present invention It is an apparatus that interpolates a metal catalyst for increasing.
도2는 본 발명의 구체적인 구조가 도시된 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view showing a specific structure of the present invention.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 원통형 본체(400) 내측에 상기 이온발생장치(300)와 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)가 수용된다.As shown in FIG. 2, in the present invention, the ion generating device 300, the heat generating device 200, and the metal catalyst device 100 are accommodated inside the cylindrical body 400.
상기 본체(400)는 절연성과 내열성이 높은 세라믹이나 특수 플라스틱 재질로 구성될 수도 있으며, 도2와 같이 전도성과 내열성이 높은 금속으로 구성되어 내측에 절연원통(430)을 압입밀착시켜 절연시킨 구조체로도 될 수도 있다.The main body 400 may be made of a ceramic or a special plastic material having high insulation and heat resistance, and is made of a metal having high conductivity and heat resistance as shown in FIG. 2 to insulate the insulating cylinder 430 by pressing and insulating the inside thereof. It may also be.
상기 본체(400)의 내부에는 디스크형 또는 환형구조물인 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)가 내삽되는데 상기 내삽후 결합 및 수용의 편리를 위하여 원통의 단부를 내향플랜지로 형성하고 실린더(10)와 연료공급장치(20)와 결합시키는 결합수단을 형성시키는 것이 바람직하다.Inside the main body 400, the heating device 200 and the metal catalyst device 100, which is a disk-shaped or annular structure, are interpolated. The end of the cylinder is formed with an inward flange for the convenience of coupling and accommodation after the interpolation. 10) it is preferable to form a coupling means for coupling with the fuel supply device (20).
상기 결합수단은 도면상에 자세히 도시되어 있지 않으나 외주면에 나사산을 형성시켜 나사결합되도록 하는 것이 일반적이다.Although the coupling means is not shown in detail in the drawings, it is common to form a screw thread on the outer circumferential surface to be screwed.
또한 본체(400)는 본체(400)와 나사결합되는 뚜껑(420)이 결합되는 구조로 구성되어 내부장치의 수용, 결합이 편리하게 하는 것도 바람직하다.In addition, the main body 400 has a structure in which the lid 420 which is screwed to the main body 400 is coupled to the main body 400, so that the accommodation and coupling of the internal device can be facilitated.
상기 이온발생장치(300)는 상기 본체에 관통형성된 통공(330, 333)을 통하여 본체내부로 삽입되는 니들형 전자발생부(310)와 상기 전자발생부(310)에 외삽되어 본체(400)와 절연원통(430)의 통공(330,333)에 삽입되며 본체(400)와 전자발생부(310)를 절연시키는 절연관(320)과 상기 전자발생부(310)에 음극이 입력되고 상기 본체(400)와 양극을 연결하여 접지되도록 결선시켜 고압의 직류를 인가시키는 고압직류전원 공급장치(50)로 구성된다.The ion generating device 300 is extrapolated to the needle-type electron generating portion 310 and the electron generating portion 310 is inserted into the main body through the through holes 330, 333 formed through the main body and the main body 400 and The cathode is inserted into the through holes 330 and 333 of the insulating cylinder 430 to insulate the main body 400 from the electron generating part 310 and the cathode is input to the electron generating part 310, and the main body 400. And a high voltage direct current power supply 50 for connecting a positive pole and a ground to apply a high voltage direct current.
본 발명의 설명을 위하여 도시된 도2 및 도4에는 상기 이온발생장치(300)의 전자발생부(310)로 니들이 이용되는 것이 도시되어 있으나, 본 발명의 기술적 요지는 이에 한정되는 것은 아니며 공기혼합연료의 통로상에 음전하를 공급시키기 위하여 전자발생부를 디스크형 철망으로 형성시켜 본체에 내삽시키고 전원을 인가하는 것도 바람직 하다.2 and 4 illustrate the use of the needle as the electron generating unit 310 of the ion generating device 300. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto. In order to supply negative charge on the fuel passage, it is also preferable to form an electron generating unit with a disk-shaped wire mesh to interpolate the main body and to apply power.
상기 고압직류전원 공급장치(50)는 차량의 배터리 전원을 변압시켜 사용하는 것이 바람직한데 이에 이용되는 고압직류변압기는 이미 공지된 기술내용으로써 상용화 되고 있으며 본 발명의 요지가 아니므로 생략하기로 한다.The high-pressure DC power supply device 50 is preferably used by transforming the battery power of the vehicle. The high-pressure DC transformer used therein is commercially available as already known technology and will not be omitted since it is not the gist of the present invention.
상기 고압직류전원 공급장치(50)의 출력은 5000볼트에서 100,000볼트 정도가 되는 것이 바람직 하다.The output of the high voltage DC power supply device 50 is preferably 5,000 to 100,000 volts.
본 발명에서는 상기 전자발생부(310)를 니들형으로 구성한 것을 실시예로 설명하기로 하며, 상기 니들형 전자발생부(310)는 산화가 잘 되지 않고 전도성이 높은 재질로 되는 것이 바람직한데, 절연관(320)에 의하여 본체(400)와는 절연된 상태로 본체(400)내부에 삽입되어 공기 혼합연료의 흐름과 직각을 이루도록 설치된다.In the present invention, the configuration of the electron generating unit 310 in the form of a needle will be described as an embodiment, and the needle-type electron generating unit 310 is preferably made of a material having high conductivity without oxidation, Inserted into the main body 400 in an insulated state from the main body 400 by the associating 320 is installed to be perpendicular to the flow of the air mixed fuel.
상기 이온발생장치(300)에서는 본체(400)의 양극을 접지하고 전자발생부(310)의 음극과 절연시킴으로써, 전자발생부(310)에서 발생되는 전자들이 공기혼합연료들과 결합되도록 유도시킨다.In the ion generator 300, the anode of the main body 400 is grounded and insulated from the cathode of the electron generator 310, thereby inducing electrons generated in the electron generator 310 to be combined with the air mixed fuels.
즉, 이와같은 구성에서 상기 이온발생장치(300)에 고압의 직류전원을 인가시키면 자연방전(번개)과 같은 방전이 생기고 방전현상은 주변공기와 연료를 이온화시키게 된다.That is, in such a configuration, when a high-voltage DC power source is applied to the ion generating device 300, a discharge such as a natural discharge (lightning) occurs, and the discharge phenomenon ionizes ambient air and fuel.
이러한 방전현상에 의한 공기의 이온화는 공기청정기등에 사용되는 음이온발생기와 동일한 원리이다.The ionization of air by this discharge phenomenon is the same principle as the negative ion generator used in the air cleaner.
다음 상기 발열장치(200)에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.Next, the heating device 200 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2 도3에 도시된 바와 같이 상기 발열장치(200)는 발열디스크(220)와 고정디스크환(210)과 지지디스크환(230)과 전기접속수단(250) 및 직류전원공급장치(40)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the heating device 200 includes a heating disk 220, a fixed disk ring 210, a supporting disk ring 230, electrical connection means 250, and a DC power supply device 40. It consists of.
상기 발열디스크(220)는 복수갯수로 상기 본체의 내부에 적층되며, 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 벌집형통공 구조체이다.The heating disk 220 is a plurality of stacked in the interior of the main body, and is a honeycomb through structure made of berium (Ba) or titanium (Ti) or alloys thereof.
상기 발열디스크(220)가 벌집형통공 구조체인 이유는 본체의 흡입구쪽에서 들어오는 공기혼합연료가 쉽게 통과되도록 하기 위함이다.The reason why the heating disc 220 is a honeycomb through structure is to allow the air mixed fuel coming from the suction port of the main body to easily pass.
상기 고정디스크환(210)은 본체(400)내에서 상기 발열디스크(220)들의 사이에 삽입되며, 발열디스크(220)의 양단에서 상기 발열디스크(220)를 지지시키는 환형구조의 금속도체이다.The fixed disk ring 210 is inserted between the heating disks 220 in the main body 400 and is an annular metal conductor supporting the heating disk 220 at both ends of the heating disk 220.
고정디스크환(210)의 환체 내주면에는 중간부에 환형돌설된 지지체(213)가 형성되어 凸형단면구조를 이룬다.On the inner circumferential surface of the fixed disk ring 210, a support 213 annularly protruded is formed in an intermediate portion, thereby forming an X-shaped cross-sectional structure.
상기 고정디스크환(210)과 상기 발열디스크(220)는 교번적층되는데, 교번적층이란 상기 발열디스크(220)들의 사이사이에 상기 고정디스크환(210)이 삽입되어 적층되는 구조를 의미한다.The fixed disk ring 210 and the heating disk 220 are alternately stacked, and the alternating stacking means a structure in which the fixed disk ring 210 is inserted and stacked between the heating disks 220.
상기 발열디스크(220)는 상기 고정디스크환(210)의 내주면에 외주면이 수용되고, 상기 발열디스크(220) 양단의 고정디스크환(210)이 상호 접촉되지 않는 두께를 가지며, 상기 고정디스크환(210)의 환형돌설된 지지체(213)에 외주변이 지지되어 양단의 발열디스크(220) 상호간은 접촉되지 않도록 구성된다.The heating disk 220 has an outer circumferential surface is accommodated on the inner circumferential surface of the fixed disk ring 210, the fixed disk ring 210 of both ends of the heating disk 220 has a thickness that does not contact each other, the fixed disk ring ( The outer periphery of the annular support body 213 of the 210 is supported so that the heating disks 220 at both ends are not in contact with each other.
상기 고정디스크환(210)의 환체에는 2개의 전극통공(251)과 다수개의 고정용 통공(211)이 형성되고 상기 환체의 외주면에서는 상기 전극통공(251)중 1개와 관통된 암나사인 전극접속용 통공(254)이 형성된다.Two electrode through holes 251 and a plurality of fixing through holes 211 are formed in the ring of the fixed disk ring 210, and the outer circumferential surface of the ring is a female screw penetrated with one of the electrode through holes 251. A through hole 254 is formed.
지지디스크환(230)은 상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 교번적층구조의 일측단부에 위치되는 환형구조체이다.The support disk ring 230 is an annular structure located at one end of the alternating stacked structure of the fixed disk ring 210 and the heating disk 220.
상기 지지디스크환(230)의 환체에는 상기 고정디스크환의 고정용통공(211)과 연속선상에 암나사(231)가 형성되어 있다.A female screw 231 is formed in the ring of the support disk ring 230 on a continuous line with the fixing hole 211 of the fixed disk ring.
상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 교번적층구조의 결합은 상기 지지디스크환(230)과 디스크 고정나사(215)에 의하여 이루어진다.The alternating stacking structure of the fixed disk ring 210 and the heating disk 220 is made by the supporting disk ring 230 and the disk fixing screw 215.
상기 디스크 고정나사(215)는 외주변에 수나사산이 형성된 봉(215-b)의 일측단부가 상기 고정디스크환(210)의 고정용통공(211)들을 통과하여 상기 지지디스크환(230)의 암나사(231)와 체결되고, 상기 고정디스크환(210)에 삽입된 부분은 절연파이프(215-a)를 외삽시켜 고정디스크환(210)과 절연되며, 타측단부에는 상기 고정디스크환(210)과 절연되도록 절연와셔등을 외삽시킨 후 스프링(215-c)과 너트(215-d)를 외삽시킨 것이다.The disc fixing screw 215 has one end of a rod 215-b having a male screw thread formed on an outer periphery of the disc fixing screw 215 and passes through the fixing hole 211 of the fixed disk ring 210. Fastened with the female screw 231, the portion inserted into the fixed disk ring 210 is insulated from the fixed disk ring 210 by extrapolating the insulating pipe 215-a, the fixed disk ring 210 at the other end After the extra insulation washer to be insulated from the spring 215-c and the nut (215-d) is extrapolated.
상기 디스크 고정나사(215)와 지지디스크환에 의하여, 상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 교번적층구조는 조임 결합된다.By the disk fixing screw 215 and the support disk ring, the alternating lamination structure of the fixed disk ring 210 and the heating disk 220 is tightened.
상기 스프링(215-c)은 상기 교번적층구조가 발열에 의하여 팽창될 때, 열팽창스트레스를 흡수하면서 일정한 결합력을 제공되게 한다.The spring 215-c provides a constant bonding force while absorbing thermal expansion stress when the alternating laminated structure is expanded by heat generation.
상기 고정디스크환(210)들에는 전기접속수단(250)에 의하여 서로 다른 극성을 가지는 전원이 교번하여 인가된다.Powers having different polarities are alternately applied to the fixed disk rings 210 by the electrical connection means 250.
상기 전기접속수단(250)은, 상기 고정디스크환(210)의 전극통공(251)으로 삽입되며, 각 전선은 상기 고정디스크환(210)을 관통하면서 고정디스크환(210)과 교번하여 접속된다.The electrical connection means 250 is inserted into the electrode through hole 251 of the fixed disk ring 210, each wire is connected to the fixed disk ring 210 alternately while passing through the fixed disk ring 210. .
도2와 도5에는 상기 고정디스크환(210)들의 일측 전극통공(251- a)으로 내삽되며 전극접속용 통공(254)에 체결되는 나사(255)에 의하여 고정디스크환(210-a, 210-c)들과 교번하여 결합되고, 결합되지 않는 고정디스크환(210-b, 210-d)들에는 전극통공에 절연튜브(253)를 내삽시켜 절연되는 양전극(250-a)과, 상기 고정디스크환(210)들의 타측 전극통공(251-b)에 내삽되어 상기 고정디스크환들중 양전극이 접속되지 않은 고정디스크환(210-b, 210-d)들과 교번하여 접속되고 접속튜브(253)에 의하여 양전극과 접속된 고정디스크환(210-a, 210-c)들과는 절연되는 음전극(250-b)으로 된 전기접속수단이 구체적으로 도시되어 있다.2 and 5, the fixed disk rings 210-a and 210 are interpolated into one side electrode through holes 251-a of the fixed disk rings 210 and are screwed to the electrode connecting holes 254. In the fixed disk rings 210-b and 210-d, which are alternately coupled with each other and not coupled, the positive electrode 250-a insulated by inserting the insulating tube 253 into the electrode through hole, Interpolated into the other electrode through holes 251-b of the disk rings 210 and alternately connected to the fixed disk rings 210-b and 210-d of the fixed disk rings, in which both electrodes are not connected, and the connection tube 253. The electrical connection means of the negative electrode 250-b which is insulated from the fixed disk rings 210-a and 210-c connected to the positive electrode is illustrated in detail.
도2와 도5에 도시된 바와 같이 상기 전기접속수단(250)과 고정디스크환(210)과의 결합은 상기 고정디스크환(210)의 상기 전극접속용 통공(254)에 나사(255)를 조임결합시킴으로써 이루어진다.As shown in FIGS. 2 and 5, the coupling between the electrical connecting means 250 and the fixed disk ring 210 may include a screw 255 in the electrode connection hole 254 of the fixed disk ring 210. By tightening.
즉, 상기 전기접속수단(250)과 고정디스크환(210)의 결합은 양극이 접속되는 고정디스크환(210-a, 210-c)과, 음극이 접속되는 고정디스크환(210-b, 210-d)으로구분되어 발열디스크를 사이에 두고 각각 교번하여 배치되도록 결합된다.That is, the coupling between the electrical connection means 250 and the fixed disk ring 210 is fixed disk rings 210-a and 210-c to which the positive electrode is connected, and fixed disk rings 210-b and 210 to which the negative electrode is connected. -d) are combined so that they are alternately arranged with the heating disks interposed therebetween.
따라서 상기 전기접속수단(250)에 서로 다른 극성의 직류전원을 인가시키면 상기 고정디스크환(210)은 서로 다른 극성의 전원을 상기 발열디스크(220)의 양단에 인가시키게 된다.Accordingly, when DC power of different polarities is applied to the electrical connection means 250, the fixed disk ring 210 applies power of different polarities to both ends of the heating disk 220.
도5는 상기 발열디스크(220)에 인가되는 전기접속수단(250)과 고정디스크환(210)의 결합이 도시된 단면도와 등가회로도이다.FIG. 5 is a sectional view and an equivalent circuit diagram showing the coupling between the electrical connecting means 250 and the fixed disk ring 210 applied to the heating disk 220. As shown in FIG.
도5에 도시된 바와 같이 상기 발열디스크(220)는 3개의 병렬결합된 저항으로 등가되며 인가전원(40)에 의하여 주울열이 발생된다.As shown in FIG. 5, the heating disk 220 is equivalent to three parallel coupled resistors, and Joule heat is generated by the applied power source 40.
상기 발생되는 주울열의 열량은 발열디스크(220)의 재질에 의하여 결정되는데, 본 발명의 경우에는 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 금속체로 형성된다.The amount of heat generated in the joule heat is determined by the material of the heating disk 220. In the present invention, the caloric heat is formed of a metal body made of barium (Ba) or titanium (Ti) or an alloy thereof.
이에따라 발열디스크(220)에서는 자동차용 배터리를 직류전원공급장치(40)로 이용할 경우, 370℃에서 480℃ 사이의 열이 발생된다.Accordingly, in the heating disc 220, when the car battery is used as the DC power supply 40, heat is generated between 370 ° C and 480 ° C.
이상의 발열장치(200)를 통과하는 공기혼합연료는 엔진의 실린더에 의하여 본체내에서 저압상태가 되고 빠른 공급속도에 의해 본체내부에서는 폭발하지 않는다.The air mixed fuel passing through the heat generator 200 is lowered in the main body by the cylinder of the engine and does not explode in the main body due to the high supply speed.
도5에 도시된 본 실시예에서는 3개의 발열디스크로 구성되는 발열장치가 등가회로와 함께 도시되어 있으나 본 발명의 요지는 실시예의 발열디스크 갯수에 한정되지 않으며, 내연기관의 용량등에 따라 발열디스크 및 고정디스크환의 수는 조정될 수 있다.In the present embodiment shown in Figure 5 is shown a heating device consisting of three heating disks with an equivalent circuit, but the gist of the present invention is not limited to the number of heating disks of the embodiment, the heating disk and the like depending on the capacity of the internal combustion engine, etc. The number of fixed disk rings can be adjusted.
다음 상기 금속촉매장치(100)는 루쓰니움(Ru), 로디움(Rh), 팰라디움(Pd), 오쓰미움(Os), 플라티늄(Pt)의 개별 금속 또는 이들의 합금으로 도금처리된 금속을 망사형 또는 미세한 통기구조의 벌집형 스펀지 디스크로 구성시킨 것이다.Next, the metal catalyst device 100 is a metal plated with ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), platinum (Pt), or individual metals or alloys thereof It is composed of a mesh or finely ventilated honeycomb sponge disk.
상기 금속촉매장치(100)는 상기 본체의 내부에 내삽되는데 본 실시예에서는 상기 발열장치의 고정디스크환(210)과 지지디스크환(230) 사이에 삽입되어 있으나 본 발명의 요지가 이 삽입순서에 한정되는 것은 아니다.The metal catalyst device 100 is interpolated inside the main body. In this embodiment, the metal catalyst device 100 is inserted between the fixed disk ring 210 and the support disk ring 230 of the heat generating device. It is not limited.
본 실시예에서는 상기 금속촉매장치(100)는 고정디스크환(210)과 같은 외경을 가지는 벌집형 스펀지 디스크로 형성시키고, 디스크면에 고정디스크환(210)의 환체에 형성된 고정용통공(211)과 일직선상에 있는 통공(411)을 형성시켜 상기 디스크 고정용 나사(215)가 관통하여 후단의 지지디스크환(230)과 결합되도록 한다.In the present embodiment, the metal catalyst device 100 is formed of a honeycomb sponge disk having the same outer diameter as that of the fixed disk ring 210, and fixed through-hole 211 formed in the ring of the fixed disk ring 210 on the disk surface The through hole 411 is formed in a straight line so that the disk fixing screw 215 penetrates and engages the support disk ring 230 at the rear end.
상기 금속촉매장치(100)는 통과하는 기체연료가 적어도 섭씨 300도가 되면 촉매작용을 개시하게 되는데 상기 온도는 상기 발열디스크(220)에 의하여 제공되므로 상기 발열장치(200)와 이온발생장치(300)를 통과하는 공기혼합연료들은 상기 금속촉매에 의하여 화학반응이 유도되어 실린더 내로 흡입될 때, 전기화학적 반응효율이 증가하게 된다.The metal catalyst device 100 starts the catalytic action when the gaseous fuel passing through is at least 300 degrees Celsius, and the temperature is provided by the heat generating disk 220, so that the heat generating device 200 and the ion generating device 300 are used. When the air mixture fuel passing through the chemical reaction is induced by the metal catalyst and sucked into the cylinder, the electrochemical reaction efficiency increases.
상기 이온발생장치(300)와 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)를 본체(400)내에 내삽시키면 지지디스크환(230)이 본체의 내향플랜지부와 전기접속될 수 있으므로, 본체를 내향플랜지된 원통으로 구성할 경우에는 절연디스크환(240)을 본체와 지지디스크환(230) 사이에 삽입시켜 절연시키는 것이 바람직하다.When the ion generating device 300, the heat generating device 200, and the metal catalyst device 100 are inserted into the main body 400, the support disc ring 230 may be electrically connected to the inward flange portion of the main body. In the case of a flanged cylinder, it is preferable to insert the insulating disk ring 240 between the main body and the supporting disk ring 230 to insulate it.
이상 본 발명에 따른 내연기관의 연료절감장치 구조에 관하여 설명하였다.The fuel saving device structure of the internal combustion engine according to the present invention has been described above.
이하 본 발명의 기능 및 작용에 관하여 상세한 설명을 하기로 한다.Hereinafter will be described in detail with respect to the function and operation of the present invention.
내연기관의 연료로 사용되는 가솔린이나 경유는 수많은 물질들의 혼합체로써, 모든 화학변화를 다 설명하기는 불가능하므로 본 발명에서 발생되는 대표적인 화학반응에 대해서만 설명하기로 한다.Gasoline or diesel used as a fuel of an internal combustion engine is a mixture of many substances, and thus, it is impossible to explain all chemical changes. Therefore, only representative chemical reactions occurring in the present invention will be described.
상기 이온발생장치는 일종의 자연번개와 같은 현상으로써 엔진의 실린더로 흡입되는 공기혼합연료에 음전자를 가해주어 공기혼합연료를 이온화시키거나 화학반응을 유도시킨다.The ion generating device is a kind of natural lightning, and applies negative electrons to the air mixed fuel sucked into the cylinder of the engine to ionize the air mixed fuel or induce a chemical reaction.
특히 이 과정에서 발생되는 오존(O₃)은 산소(O₂)보다 훨씬 산화율이 높기 때문에 연소에 중요한 역활을 하게 된다.In particular, ozone (O₃) generated in this process is much higher in oxidation rate than oxygen (O₂) and thus plays an important role in combustion.
대표적인 화학반응식은 다음과 같다.Representative chemical reactions are as follows.
O2+ O2+ O2→O3+ O3 O 2 + O 2 + O 2 → O 3 + O 3
O2→(O2)- O 2 → (O 2 ) -
CnH2n+2→(CnH2n+2)- C n H 2n + 2 → (C n H 2n + 2 ) -
H2O →(H2O)- H 2 O → (H 2 O) -
상기 발열장치는 일종의 정유과정으로써 긴고리의 탄화수소류의 물질들을 메탄, 에탄, 프로판, 부탄계통의 짧은 고리의 탄화수소류의 물질들로 열분해시킨다.The heating device is a kind of oil refining process that thermally decomposes long-chain hydrocarbons into methane, ethane, propane, butane-based short-chain hydrocarbons.
뿐만 아니라, 일종의 연소 예비과정으로써 상기 탄화수소류는 산화에 의해 알데히드(R-CHO), 알콜(R-OH), 키톤(R-CO-R), 산화탄소(CO), 알킬기(R-)등으로 변화된다.In addition, as a kind of combustion preliminary process, the hydrocarbons are oxidized by aldehyde (R-CHO), alcohol (R-OH), ketone (R-CO-R), carbon oxide (CO), alkyl group (R-), etc. Is changed.
대표적인 화학반응식은 다음과 같다.Representative chemical reactions are as follows.
CnH2n+2--------→ 2Cn/2H(2n+2)/2 C n H 2n + 2 -------- → 2C n / 2 H (2n + 2) / 2
CnH2n+2--------→ CnH(2+2)-x+ XHC n H 2n + 2 -------- → C n H (2 + 2) -x + XH
CnH2n+2--------→ Cn-xH(2n+2) -3x+ XCH3C n H 2n + 2 -------- → C nx H (2n + 2) -3x + XCH3
CnH2n+2+ O2---CnH2n+ H2O2 C n H 2n + 2 + O 2 --- C n H 2n + H 2 O 2
CnH2n+2+ O ----→ CnH2n+1+ OHC n H 2n + 2 + O ---- → C n H 2n + 1 + OH
상기 금속촉매장치는 본 발명의 내부화학반응의 활성화에너지를 낮추어 주는 역활을 하는데, 특히 플라티늄(Pt)계의 금속촉매제는 선택적으로 물질(특히 수소)을 흡수, 배출하면서 합성되는 물질의 구조를 변경시켜 산화또는 수소화시키는 특징을 가지고 있다.The metal catalyst device plays a role of lowering the activation energy of the internal chemical reaction of the present invention. In particular, the platinum (Pt) -based metal catalyst selectively changes the structure of the material synthesized while absorbing and discharging the material (especially hydrogen). To be oxidized or hydrogenated.
특히 금속촉매제는 사이크로알케인, 알킨(C = C), 또는 알카인(C ≡C) 계통의 탄화수소류의 반응을 촉진시켜 알케인(C - C) 계 탄화수소류로 변화시킨다.In particular, the metal catalyst promotes the reaction of cycloalkane, alkyne (C = C), or alkane (C≡C) -based hydrocarbons and converts them into alkanes (C-C) hydrocarbons.
대표적인 화학식은 다음과 같다.Representative chemical formulas are as follows.
CnH2n+ H2--→CnH2n+2 C n H 2n + H 2- → C n H 2n + 2
HC ≡CH + 2H2→C2H6 HC ≡CH + 2H 2 → C 2 H 6
CO + O →CO2 CO + O → CO 2
따라서 본 발명을 통과하여 엔진의 실린더로 주입되어지는 공기혼합연료는 복합적인 화학반응을 거쳐서 생성되는 산소류(O, O-, O2, O2 -, O3등), 수소류(H, H-, H2), 산화탄소류(CO, CO-, CO2), 산화수소류(OH, OH-등) 및 알콜류(R-OH),그리고 짧은 고리의 탄소류(C, CX) 및 탄화수소류(CHx, C2Hx, C3Hx, C4Hx 등)등의 옥탄가가 높은 복합적인 혼합물질로써 일종의 합성천연가스로 변화되고, 특히 이들 과정에서 생성되는 오존(O3), 수소(H2), 그리고 알콜(R-OH)은 연소의 효율을 높이는 중요한 역할을 한다.Accordingly, the present invention air-fuel mixture being injected into the engine cylinder through the composite oxygen flow is generated through the chemical reaction (O, O -, O 2 , O 2 -, O 3 , etc.), it can soryu (H, H -, H 2), carbon dioxide flow (CO, CO -, CO 2 ), the oxidation number soryu (OH, OH -, etc.) and alcohols (R-OH), and short carbons (C, C X of the ring), and It is a complex mixture of high octane number such as hydrocarbons (CHx, C 2 Hx, C 3 Hx, C 4 Hx, etc.), which is converted into a kind of synthetic natural gas. In particular, ozone (O 3 ), hydrogen ( H 2 ) and alcohol (R-OH) play an important role in increasing combustion efficiency.
이상 설명한 본 발명에 의하면, 내연기관의 카브레이터와 실린더 사이에 삽입되어 실린더에 흡입되는 공기혼합연료를 연소효율이 높은 연료상태로 가공시켜 내연기관의 실린더 내부에서 완전연소에 가까운 연소가 일어나도록 함으로써 소모되는 연료를 절감시키는 이점이 있다.According to the present invention described above, by processing the air-mixed fuel inserted between the carburetor and the cylinder of the internal combustion engine and sucked into the cylinder in a state of high combustion efficiency, the combustion close to complete combustion occurs inside the cylinder of the internal combustion engine. There is an advantage in saving the fuel consumed.
또한 완전연소에 의하여 일산화탄소나 탄화수소등의 유해가스의 발생을 감소시키는 이점이 있다.In addition, there is an advantage of reducing the generation of harmful gases such as carbon monoxide or hydrocarbons by the complete combustion.
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