KR200188338Y1

KR200188338Y1 - 연소촉매 시스템에 의한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치

Info

Publication number: KR200188338Y1
Application number: KR2020000002101U
Authority: KR
Inventors: 남윤덕
Original assignee: 남윤덕
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2000-07-15

Abstract

본 고안은 연소 촉매 시스템에 의한 매연 저감 및 연료절감 장치로써, 장치내에 여러 가지 시스템이 내장된 스텐레스 스틸의 캔 형태로 양쪽 입구 캡을 완전히 용접한 장치(캔)인 연소촉매 시스템을 이용한 매연저감 및 연료절감 장치에 관한 것으로서, 연료가 장치를 통과하면서 연료의 입자가 미세해지고 장치 내부 시스템의 연마작용에 의해 생성된 합금콘의 미세한 미립자(0.1~0.5마이크론)가 분산된 연료는 엔진내의 연료 분사장치를 통해 연소실로 공급되며 연소실내에서 연료가 공기와 혼합되어 연소될 때 미립자들은 촉매반응을 생성 촉진시키며 이러한 촉매작용에 의해 보다 완전하고도 조정된 연소가 가능해지며, 미세한 미립자들은 연소와 동시에 산화된다. 이러한 촉매작용은 또한 엔진스파크시 강력한 폭팔작용을 가능하게 하며, 이로인한 연료의 보다 완전하고도 깨끗한 연소를 가능하게 하여 엔진의 효율을 증대시키고 완전연소에 의해 차량에서 배출되는 유해가스의 저감과 연료의 소비를 절감시키는 것을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치에 관한 것이다.

Description

연소 촉매 시스템에 의한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치 {Reduction device of fuel consumption and exhaust emission by system of combustion catalyst}

본 고안은 연소 촉매 시스템에 의한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치에 관한 것이다. 상세히 설명하면, 본 연료 절감 장치는 주석합금 콘(원추형 덩어리), 육각형으로 구멍 뚫린 금속판, 팔랑개비 형태의 소용돌이 금속판, 그리고 육각형으로 구멍 뚫린 금속판의 받침대 및 자석판 등이 내장된 스텐레스 스틸의 캔 형태로써 양쪽 입구 캡을 완전히 용접한 연소 촉매 시스템을 이용하여 내연기관 엔진의 분사장치에 공급되는 연료를 처리하여 자동차 매연저감 및 연료 절감장치에 관한 것이다.

본 고안은 환경적인 측면으로는 대기오염의 주범인 일산화탄소(SOx), 질소산화물(NOx) 등의 매연을 제거시켜 대기오염을 방지해서 환경문제 해결에 기여할 수 있고, 에너지 측면으로는 각종 차량 엔진의 연료소비를 절감시킴으로서 에너지 문제 해결에 의한 국가경제 발전에 기여할 수 있다고 본다.

본 고안의 기술로 제작된 연료 절감 장치는 각종 수송용 차량, 중장비 및 엔진이 장착된 각종 장비, 선박 등에 사용할 경우 연료 절감으로 인한 에너지 비용을 대폭 절감할 수 있고 또한 오염물질의 배출 저감으로 대기오염 및 환경개선에 크게 기여할 수 있다.

국내공개실용신안공보 공개번호 제98-26961호는 엔진의 연료분사장치로 공급되는 연료에 섞여 있는 불순물을 걸러내고 연료의 입자를 더욱 미세하게 분쇄하여 연소의 효율성과 엔진의 출력을 향상시키는 연료 공급관에 설치되는 차량의 저공해 장치이며,

국내공개특허공보 공개번호 제98-35048호는 연료절감 장치 내에 T자 형태의 지지대에 여러 가지 금속으로 구성된 코아가 2개씩 부착되어 있고, 내부 코아는 연료 흐름 방향으로 수직으로 뻗어진 여러 개의 지지벽을 포함하고 있으며, 장치 내부 지지벽에 배열된 쐐기(V)형태의 요소들이 연료와 부딪치면서 촉매작용을 일으키고, 엔진내부 연소를 촉진해서 연료 소비를 줄인다는 장치에 관한 것으로써 지금까지 개발된 기술들은 실제 사용상 효과가 입증되지 않아 거의 대부분 기술이 사장된 상태다.

그러나 본 고안에 의해 개발된 장치는 지금까지 시도된 적이 없는 새로운 기술로써 환경개선 및 에너지 절감을 가져오는 새로운 기술이라고 본다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 장치내에 주석합금 콘(원추형 및 원형 주물 형태), 육각형으로 구멍 뚫린 금속판, 팔랑개비 형태의 소용돌이 금속판, 그리고 육각형으로 구멍 뚫린 금속판의 받침대 및 자석판 등이 내장된 스텐레스 스틸의 캔 형태로써 양쪽 입구 캡을 완전히 용접하여 구성된 연소 촉매 시스템처리 장치로서, 연료의 입자를 미세하게 하고, 장치내부의 연마작용에 의해 합금 콘의 미세한 미립자가 분산된 연료를 엔진의 분사장치에 공급하므로써 촉매작용에 의해 연료의 완전연소가 가능하게 되는 연소 촉매 시스템에 의한 자동차 매연 저감 및 연료 절감장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

도 1 본 고안의 연료 절감장치 캔의 내부 전체 공정도

도 2 본 고안의 연료 절감장치 캔의 외형도

A: 측면도, B: 정면도 , C: 사시도

도 3 본 고안의 연료 절감장치 캔 양쪽 끝 부분 캡 도면

D: 정면도, E: 평면도, F: 측면도

도 4 본 고안의 연료 절감장치 콘과 콘 사이의 육각형으로 구멍 뚫린 격리판

(G, I)

H: 반 육각형의 구멍 뚫린 격리판의 측면도

도 5 본 고안의 연료 절감장치의 자석 및 자석 지지대 측면도(J)

K, M: 지지대, L: 자석

도 6 본 고안의 연료 절감장치의 합금콘 원추형(타원형)의 평면도(N) 및

측면도(O-1)와 베아링형의 평면도(O-2)

도 7 본 고안의 연료 절감장치의 연료 흡입구 쪽의 팔랑개비 형태의

소용돌이 금속판 평면도

P: 소용돌이 금속판, Q: 구멍 뚫린 격리판 받침대

도 8 본 고안의 연료 절감장치의 캡 꼭지 및 격리판 받침대 평면도

R:캔 양쪽 끝 부분 캡 꼭지, S: 엔진 부위 부착용 걸고리대 도면

＜도면의 부호 설명>

(1)캔(장치) (2)연료배출밸브꼭지(FUEL OUTPUT VALVE TAP) (2`)연료흡입밸브꼭지(FUEL INPUT VALVE TAP) (3)연료배출파이프라인(FUEL PIPE LINE TO ENGINE) (3`)연료유입파이프라인(FUEL PIPE LINE FROM FUEL TANK) (4)캔의 출입구 캡(ENTRY END CAP OF CANISTER) (5)소용돌이 금속판(SWIRL METALLIC PLATE) (6)육각형으로 구멍 뚫린 격리금속판(HOLLED SEXANGLE SEPARATOR METALLIC PLATE) (7)격리판 받침대(WALL OF HOLLED SEPARATOR PLATE) (8)주석합금콘(TIN ALLOY CONE) (9)남극자석 (MAGNETS＜SOUTH>) (9`)북극자석 (MAGNETS＜NORTH>) (10)자석 남극 지지대 (WALL OF MAGNETS＜SOUTH>) (10`)자석 북극지지대 (WALL OF MAGNETS＜NORTH>) (11)캔 부착용 걸고리개(FITTING SET OF CANISTER)

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하고자, 연료분사기에 주입되는 연료주입관에 설치되는 장치로서, 주석65~95%, 안티몬 3~28% 납 1.5~6%, 백금 0.25~0.5%, 티타늄 0.25~0.5%의 비율로 해서 타원형(원추형)의 콘을 주물형태로 제조하며, 합금콘의 크기는 하부 직경이 18㎜, 상부 직경이 15㎜, 높이가 9㎜로 된 타원형의 원추형이거나 직경이 9㎜로 된 원형(베아링 형)으로 된 두 가지 형태를 제작한 다음, 상기 주석합금 콘을 연소촉매로 사용하기 위해 장치(캔)의 내부에 구멍 뚫린 격리 금속판과 금속판 받침대 사이에 배열시키며, 합금콘의 배열수량은 엔진의 크기(용량)에 따라 캔(장치) 내부에 5개부터 250개까지 또는 그 이상으로 증감해서 내장, 배열시키고, 상기와 같이 장치(캔)내부에 배열된 주석합금 콘과 다른 부품들인 팔랑개비 형태의 소용돌이 금속판, 육각형 형태로 구멍 뚫린 격리 금속판 및 받침대 등과의 연마작용에 의해 생성된 미세한 미립자(0.1∼0.5 마이크론)들이 연료에 혼합되게 되고 공기와 혼합되어 연소실 내에서 연소될 때 촉매작용에 의해 완전연소가 가능하게 되고 이러한 완전연소는 차량의 매연을 저감시키고 연료의 소비를 절감시킬 수 있는 장치의 제조에 관한 것이다.

본 고안의 제1원리는 주석합금 콘이 장치(캔)내에 육각형으로 구멍 뚫린 격리판과 격리판 지지대 사이에 배열되며, 육각형으로 구멍 뚫린 격리판들과 부딪치고 부벼지고, 합금 콘끼리 서로 부딪치며, 문질러지고 닳게 하는 연마작용을 하여 주석합금 콘으로부터 미세한 미립자(0.1∼0.5 마이크론)를 생성시키게 되고 이러한 미립자들은 연료 안에 흘러 들어가 혼합되어 서로 저항하고 튀기게 된다. 이러한 움직임으로 미립자들이 연료 속에서 아교질 같은 부유물을 형성하게 되는 것이다.

기본의 제2원리는 장치 내부와 외부의 파동과 진동에 의해서 주석합금 콘의 미세한 미립자(0.1∼0.5 마이크론)들이 생성되는 것이다. 육각형으로 구멍이 뚫린 격리 금속판 상부의 돌출갈퀴와 팔랑개비형태의 소용돌이 금속판을 통과한 연료의 파동에 의해서 서로 부딪치고 비벼주는 소와류 형의 파동으로 다양한 크기(0.1∼0.5 마이크론)로 만들어지고 또한 캔(장치)의 외부 진동(바이브레이션)에 의해서 미립자 생성이 촉진되는 것이다.

상기와 같은 연마작용을 원활하게 하기 위해서 합금 콘을 장치의 용량에 따라 장치 내에 느슨하게 1줄부터 37줄(회)까지 또는 그 이상으로 증감 배열시키며, 이러한 연마작용은 캔(장치)외부의 바이브레이션(떨림)작용에 의해서 촉진되어지며, 차량이 실제 도로에서 주행시에는 자연스럽게 적절한 바이브레이션(떨림)작용이 이루어지게 되며 이러한 연료의 내부파동과 외부의 진동작용은 합금 콘의 연마 마찰활동을 원활하게 해주며 연마작용을 촉진하는 것이다.

따라서 본 장치의 작동에 있어 적당한 바이브레이션(떨림)작용은 상당히 중요한 역할을 하게 된다. 이러한 장치(캔)의 바이브레이션(떨림)작용 없이 실험실 실험이나 연구실 실험 등에서 실험할 경우 부정확하고 잘못된 결과가 나올 수 있다.

연료에 혼합된 합금 콘의 미세한 미립자들은 장치(캔)를 통과한 다음 연소분쇄기(인젝터)또는 캬브레타의 연료 줄기 속으로 수송되어지고 연소 분사기(인젝터)또는 캬브레타를 통해서 연소실로 들어가 연소실내에서 미립자들은 연료가 공기와 혼합되어 연소되는 동안 촉매작용을 하게 되고 탄화수소(하이드로카본)의 산화와 동시에 주석산화물로 전화되어져서 촉매반응 생성을 더욱 촉진시킨다.

주석산화물은 또한 윤기가 없는 배기 밸브 표면을 코팅해 줌으로서, 밸브를 보호해주며 엔진내부의 갈라진 틈새나, 피스톤크라운, 밸브 및 밸브시트등 각부위에 축적되게 되며 연속적인 산화과정을 통해 제거하기 어려운 부위에 있는 끄을음(카본)의 찌꺼기(잔재)들을 제거시키는 것을 촉진시킨다. 이러한 현상은 휘발유 첨가제인 데트라에틸납과 거의 유사한 형태로 작용된다. 이러한 연소 촉매작용은 엔진스파크시 강력한 폭팔작용을 가능케 하며 연료의 완전연소를 촉진시키게 된다. 이러한 완전연소는 차량에서 배출되는 유해 배기가스의 배출을 저감시키고 연료의 소비를 절감시키는 효과를 가져오게 하는 장치를 제시하는 것이다.

이하 실시예를 통하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

실시예 1(본 고안의 케이스 캔의 제조 1)

일반 자동차용으로 사용하기 위해서는 고품질의 스텐레스 스틸재료로 캔(장치)의 몸통이 제작한다. 캔(장치)의 양쪽 끝 부분의 CAP(덮개)들은 10㎜ 두께로 된 스텐레스 스틸재질이며 캡들을 캔(장치)몸통에 부착한 후 알곤으로 용접하며, 인입밸브 볼트를 연결하기 위한 너트의 구멍은 직접 CAP에 뚫으며, 너무 꽉 조이면 연료가 샐 수 있으므로 이러한 것은 방지하기 위해 O형의 고무 바킹을 사용하여 제작하는 것이다. 너트의 사이즈는 3/8' BSP이다. 8㎜ 연료 라인에 맞추기 위한 인입밸브볼트는 기성품을 사용한다. 본 장치는 소형, 중소형, 중대형 및 대형 이상 엔진 등 4사이즈로 제작된다. 4가지 유니트는 콘을 14, 21, 28 및 35개를 또는 그 이상으로 증감해서 내장한다. 본 장치는 장착시킬 때 수직 또는 수평으로 사용해도 상관없으며, 이러한 장치(캔)는 직경이 63㎜의 규격이고 장치(캔) 벽면의 스텐레스의 두께는 1.5㎜이다. 장치(캔)의 외부 기장은 80㎜에서 110㎜까지로 선별된다.

실시예 2(본 고안의 케이스 캔의 제조 2)

트럭, 버스, 중장비 및 기름을 사용하는 각종 보일러 및 버너 등 대형 디젤엔진에 사용하기 위해서는 필요량보다도 더 많은 연료가 엔진 사용을 위해서 연료라인을 통해서 펌핑 되기 때문에 장치(캔)는 그 규격을 대용량으로 변화시켜야 한다.

이것은 주로 인젝터를 냉각시키기 위한 목적이기도 한다. 연료가 본 장치를 통과해서 합금 콘의 미립자들과 섞여서 처리된 상태로 상당한 시간 머무를 때, 이러한 처리된 연료가 연료 탱크로 역류할 가능성은 언제든지 상존할 수 있으나, 이때 합금 콘의 미세한 미립자들은 연소실로 되돌려 운반되지는 않는다. 이러한 이유로 해서 각 모델의 용량은 엔진의 용량이나 연료 소비 비율보다는 연료가 흘러 들어가는 비율에 따라 제작되는 것이 바람직하다.

대형 용량의 차량용 장치들은 직경이 80㎜이고 스텐레스 판의 두께는 6㎜이며 캔의 외부기장은 100㎜에서 270㎜이며 합금콘의 크기는 자동차용과 같으며 장치(캔)내에 합금콘을 45개에서 250개까지 또는 그 이상으로 증감해서 내장시키며, 상기 모델들은 압력에 관한 가장 엄격한 시험의 필요 조건 등을 맞추기 위해서 최대한의 강도를 유지하여 제작하는 것이다. 너트의 사이즈는 3/4' BSP이다.

본 장치의 설치는 수직 또는 수직에 가깝게 해서 연료공급 라인으로부터 공기가 흡입되는 것이 용이하게끔 설치하는 것이 좋다.

실시예 3(본 고안의 케이스 캔의 제조 3)

스쿠터 모터용 등으로 사용하기 위해서는 제작된 소형 탱크용은 연료 탱크 안에 직접 설치해서 사용할 수 있도록 소형화해야 한다. 소형 모터 싸이클(250cc 이내)엔진이나, 소형 모터볼트(20마력 이내) 및 건물 내에 장치된 소형엔진(20마력 이내)등의 휘발유나 디젤 엔진에 관계없이 사용할 수 있다. 본 장치는 소형 연료 필터 내에 넣어서 사용할 수 있게끔 규격을 최소화하며, 장치의 작동은 주석 합금 콘으로부터 형성된 합금 콘의 미립자들이 연료 탱크 안에 적당히 용해돼서 흘러 들어가게끔 중력에 의해 공급되는 시스템을 이용해서 제작되는 것이다. 규격은 스텐레스 스틸재료로 직경이 22㎜, 캔의 길이는 50-60㎜로 합금콘은 5개에서 10개를 또는 그 이상으로 증감해서 내장 배열한다.

실시예 4(본 고안의 케이스 캔의 제조 4)

모터 싸이클용(1500cc 이내)으로 사용하기 위해서는 장치(캔)를 연료 라인에 설치되며 자동차용과 같이 제작되며 합금콘은 7개에서 12개까지 또는 그 이상으로 증감해서 배열시키며, 규격은 전장이 70㎜이고 25㎜의 직경이며, 너트 사이즈는 1/4' BSP이다. 기성품의 볼트 꼭지를 연결 사용이 가능하고, 특별히 명시되지 않으면 5/16'의 연료라인에 맞춰서 공급되게 제작하는 것이다.

실시예 5(합금 콘의 제조)

합금 콘의 구성비율을 주석 81%, 안티몬 12.5%, 납 6%, 백금 0.25%, 티타늄 0.25%의 비율로 혼합하여 타원형(원추형) 및 원형(베아링형)의 콘을 주물형태로 제조한다. 합금콘의 크기는 하부 직경이 18㎜, 상부 직경이 15㎜, 높이가 9㎜로 된 타원형의 원추형이거나 직경이 9㎜로 된 원형(베아링 형)으로 된 두 가지 형태를 제작한다.

실시예 6(합금 콘의 제조)

합금 콘의 구성비율을 주석 65%, 안티몬 28%, 납 6%, 백금 0.5%, 티타늄 0.5%의 비율로 혼합하여 타원형(원추형) 및 원형(베아링형)의 콘을 주물형태로 제조한다. 합금콘의 크기는 하부 직경이 18㎜, 상부 직경이 15㎜, 높이가 9㎜로 된 타원형의 원추형이거나 직경이 9㎜로 된 원형(베아링 형)으로 된 두 가지 형태를 제작한다.

실시예 7(합금콘의 제조)

합금 콘의 구성비율을 주석 95%, 안티몬 3.0%, 납 1.5%, 백금 0.25%, 티타늄 0.25%의 비율로 혼합하여 타원형(원추형) 및 원형(베아링형)의 콘을 주물형태로 제조한다. 합금콘의 크기는 하부 직경이 18㎜, 상부 직경이 15㎜, 높이가 9㎜로 된 타원형의 원추형이거나 직경이 9㎜로 된 원형(베아링 형)으로 된 두 가지 형태를 제작한다.

실시예 8(격리금속판의 제조)

격리 금속판(6)의 구멍은 두 가지 형태로 제작된다. 하나는 육각형의 구멍을 그대로 다 뚫은 상태로 사용할 수 있고, 또 하나는 주석 합금콘들이 쉽게 연마될 수 있게끔 육각형 구멍(홀)의 1/2정도를 뚫어서 2½의 면적이 쌍방으로 22.5°의 경사를 유지하면서 비스듬히 서 있는 형태가 될 수 있으며, 격리 금속판의 직경은 58㎜와 75㎜, 22㎜, 25㎜로 조정되어진다. 침식방지를 위해서 아연 도금된 1㎜ 두께의 철판을 사용한다.

육각형으로 구멍 뚫린 격리판의 구멍의 규격은 6.5㎜로 하는 것이 가장 이상적이다. 엔진의 규격에 따라 장치(캔) 내부에 장치되는 수량이 달라진다.

실시예 9(본 고안을 이용한 연료의 처리)

도1과 같이 연료가 연료 탱크로부터 연료라인(3`)을 통해서 장치(캔)가 연료 흡입 밸브꼭지(2`)를 경유하고, 캔(장치)의 입구 끝의 캡(4`)을 통해서 캔(장치)안으로 들어가게 된다. 캔(장치)의 입구에 설치돼 있는 연료 소용돌이 금속판(5)을 통해서 연료가 파동을 일으키며 육각형으로 구멍 뚫린 격리 금속판(6)을 통과해서 격리판 받침대(7)안에 내장된 주석 합금콘(8)이 육각형으로 구멍 뚫린 격리 금속판(6)과 격리판받침대(7) 사이에서 서로 부딪치며 마찰에 의한 연마 활동들을 촉진시켜, 아주 미세한 합금 콘의 미립자가 생성되어 연료 안에 흘러 들어가 서로 저항하고 튀기게되며 이러한 움직임에 의해 미세한 미립자(0.1∼0.5 마이크론)들은 연료 속에서 아교질같은 부유물을 형성하게되며, (이때 본 장치는 실제 운행로드에서와 같은 적당한 떨림(바이브레이션)이 장치의 작동효과에 있어서 중요한 역할을 하게 된다)

상기공정을 캔(1)내부에 반복되어 설치된 상기장치들을 통과시켜 엔진의 용량(크기)에 따라 1∼37회 또는 그 이상으로 증감 반복해서 처리한 연료를, 캔(장치)의 출구 끝에 설치된 자석(9,9`) 및 자석 지지대(10,10`)을 통과하면서 육각형의 구멍 뚫린 격리판(6) 및 받침대(7), 소용돌이 금속판(5) 등에서 묻어 나올 수 있는 각종 미세한 철분들을 제거하고,

자석(9,9`)을 통과한 장치(캔)에서 처리된 연료는 장치(캔)출구 끝 부분(4)을 경유해서 캔(장치)외부로 공급되어 연료분사장치로 공급되는 연소 촉매 시스템을 이용한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치를 이용한 연료처리방법에 관한 것이다.

이와 같이 처리된 연료는 엔진의 연료분사장치를 통하여, 다시 연료 배출 밸브꼭지(2)를 통해서 배출돼서 연료 파이프라인(3)을 통해서 연료분사기(INFECTOR)또는 캬브레타로 운반되어지고, 엔진 내의 연소실로 운반되어진다. 이렇게 연료와 뒤섞인 합금콘의 미세한 미립자들은 연소실내로 아교질의 부유물 형태로 운반되어지고 연소실 내에서 연료가 연소하는 동안 미립자들은 공기와 혼합되어 촉매 작용하게 된다. 이러한 촉매작용은 연료의 보다 더 완전하고 완벽한 연소상태를 유지하게 된다.

이하 도면을 참고하여 본 고안의 장치를 설명하기로 한다.

도1은 본 고안의 연료 절감장치 캔의 내부 전체 공정도, 도2는 본 고안의 연료 절감장치 캔의 외형도, A: 측면도, B: 정면도 , C: 사시도, 도3은 본 고안의 연료 절감장치 캔 양쪽 끝 부분 캡, D: 정면도 E: 평면도, F: 측면도, 도4는 본 고안의 연료 절감장치 콘과 콘 사이의 육각형으로 구멍 뚫린 격리판 (G, I), H: 육각형의 반 구멍 뚫린 격자판의 측면도, 도5는 본 고안의 연료 절감장치의 자석 및 자석 지지대 측면도(J), K, M: 지지대, L: 자석, 도6은 본 고안의 연료 절감장치의 합금콘 원추형(타원형)의 평면도(N) 및 측면도(O-1) 및 원형의 평면도(O-2), 도7은 본 고안의 연료 절감장치의 연료 흡입구 쪽의 소용돌이 금속판 평면도, P: 소용돌이 금속판, Q: 육각형으로 구멍 뚫린 격리판 받침대 및 도8은 본 고안의 연료 절감장치의 캡 꼭지 및 격리판 받침대 평면도, R:캔 양쪽 끝 부분 캡 꼭지, S: 엔진 부위 부착용 걸고리대를 도시하였으며, 캔(1), 연료배출밸브꼭지(FUEL OUTPUT VALVE TAP)(2), 연료흡입밸브꼭지(FUEL INPUT VALVE TAP)(2`), 연료배출파이프라인 (FUEL PIPE LINE TO ENGINE)(3), 연료유입파이프라인(FUEL PIPE LINE FROM FUEL TANK)(3`), 캔의 출입구 캡(ENTRY END CAP OF CANISTER)(4,4`), 소용돌이 금속판 (SWIRL METALLIC PLATE)(5), 육각형으로 구멍 뚫린 격리금속판(HOLLED SEXANGLE SEPARATOR METALLIC PLATE)(6), 육각형으로 구멍 뚫린 격리판 받침대WALL OF HOLLED SEPARATOR PLATE)(7), 주석합금콘(TIN ALLOY CONE)(8), 남극자석(MAGNETS ＜SOUTH>)(9), 북극자석(MAGNETS ＜NORTH>)(9`), 자석남극지지대(WALL OF MAGNETS ＜SOUTH>)(10), 자석북극지지대(WALL OF MAGNETS＜NORTH>)(10`), 캔부착용 걸고리개 (FITTING SET OF CANISTER) (11)을 나타낸 것임을 알 수 있다.

도 1의 연료 절감장치 전체 공정도는 연료가 연료 탱크로부터 연료흡입라인 (3`)을 통해서 주입되고, 장치(캔)(1)가 연료 흡입 밸브꼭지(2`)를 경유하고, 캔(장치)의 입구 끝의 캔의 입구캡(4`)에, 소용돌이 금속판(5), 육각형으로 구멍 뚫린 격리금속판(6), 구멍 뚫린 격리판 받침대(7)가 감싸고 있는 여러 개의 주석합금콘 (8)이 엔진의 용량(크기)에 따라 1∼37회 또는 그 이상으로 증감 반복해서 구성되어 있으며, 자석 남, 북극지지대(10,10`)가 감싸고 있는 남, 북극자석(9,9`)가 내장되어 있으며, 캔의 출구 캡(4)으로 밀봉되어 있으며, 상기 캔의 출구 캡(4)위에 연료배출밸브꼭지(2`)가 형성되어 있고, 연료배출파이프라인(3`)으로 연료가 엔진의 분사장치로 이송되도록 구성된 캔(장치)으로서 상기 캔을 부착하는 부착용 걸고리개(11)로 구성된 연소 촉매합금 콘을 이용한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치인 것이다.

도 2는 연료 절감장치 캔(1)의 평면 및 측면도로서 캔의 양쪽 끝에 연료 인입 밸브꼭지를 연결해서 사용하며 인입 밸브 연결시 기름이 새는 것을 방지하기 위해 ??링(고무)을 사용해서 밀착해서 조이게 된다. 캔(장치)은 스텐레스 스틸로 제작되었으며 내부 압력을 견디기 위해 양쪽 끝 캡을 캔(장치) 몸통에 강력하게 알곤 용접하게 되며 엔진의 용량에 따라 규격을 스텐레스 스틸판의 두께는 1.5mm-6mm, 캔(장치)의 직경은 63mm-80mm로 외부기장은 50mm에서 270mm로 조정해서 제작된다.

도3은 본 고안의 연료 절감장치 캔(1) 양쪽 끝 부분 캡, D: 정면도 E: 평면도, F: 측면도에 관한 것이고,

도4는 캔(장치) 내부의 육각형으로 구멍 뚫린 격리 금속판(6)으로서 연료가 격리판의 구멍을 통해서 흘러 들어오게 되고 격리 금속판(6)은 주석 합금콘(8)이 육각형으로 구멍 뚫린 격리 금속판(6)과 부딪치면서 연마작용을 하게끔 도와주며 격리판 받침대(7)에 의해 균형이 이루어지게 된다. 육각형으로 구멍 뚫린 격리금속판의 직경은 22mm, 25mm, 58mm, 75mm 등으로 캔(장치)의 용량에 따라 조정된다. 침식방지를 위해서 아연도금된 1mm 두께의 철판을 사용한다.

도5는 장치(캔)의 상부에 내장된 자석(9, 9')과 자석 지지대(10, 10')로써 자석의 양극(N, S)은 연료 분사를 미세하게 해줌으로써 연료의 완전 연소를 도와주며, 또한 연료 내에 섞여있는 각종 철분을 제거해서 엔진 내부의 부품들이 철분으로 하여금 손상되지 않게끔 도와준다. 자석은 둘(N, S)로 나눠져서 각각의 받침 지지대(10, 10')로써 균형을 잡게 해서 장치의 맨 끝 부분에 배치되게 한다. 자석 지지대(10, 10')는 침식 방지용 아연 도금된 3㎜ 두께의 철판을 사용하며 넓이는 11㎜이다. 자석(9, 9')은 두께가 6㎜과 높이 9㎜를 가진 직사각형으로 제작된다.

도6은 장치의 내부에 내장된 주석합금콘(8)으로서, 육각형으로 구멍 뚫린 격리판과 격리판 받침대(7) 사이에 내장되며 진동(바이브레이션)에 의해서 부딪쳐지고 부벼져서 닳게 되는 연마작용을 원활하게 하기 위해서 느슨한 간격으로 배열된다. 본 주석합금콘(8)은 적절한 진동에 의해서 연마 작용이 이루어지고 연마 작용에 있어 미립자가 생성되어져서 연료에 혼합되게 된다. 본 장치의 작용에 있어 주석합금콘(8)의 미세한 미립자는 중요한 핵심 역할을 한다고 본다. 주석합금콘(8)의 내장(배열)숫자는 차량 엔진의 크기에 따라 조정되는 캔(1)의 규격에 따라 그 내장 개수는 5개부터 250개까지 또는 그 이상으로 증감해서 다양하게 조정 배열된다. 주석합금 콘의 크기는 하부직경이 10mm∼25mm, 상부직경이 8mm∼22mm, 높이는 5mm∼15mm로 장치의 용량에 따라 크기가 조정된 타원형의 원추형과 원형(베아링형)으로써 직경을 5mm∼15mm로 크기를 조정해서 제작 배열한다.

도7의 (P)는 장치(캔)의 맨 앞부분에 내장된 소용돌이 금속판(5)으로써 연료가 캔(장치)입구로 투입돼서 본 소용돌이 금속판(5)을 통과할 때 심한 파동을 이룬 다음, 격리판을 통과해서 주석합금콘(8)이 외부 진동과 함께 연마 작용을 원활하게 하는 데 도움을 주며, 연료가 일정하게 주입되도록 조절하는 역할을 하기도 한다.

소용돌이 금속판(5)은 침식 방지용 아연 도금이 1㎜ 두께의 철판으로 엔진의 규격에 따라 직경이 58㎜∼80㎜까지 조정해서 제작 사용하며 원형 철판을 4등분해서 부분 분할해서 약간씩 간격을 띄워서 팔랑개비형태를 이루도록 제작되어서 사용된다.

도7의 (Q)는 육각형으로 구멍 뚫린 격리판받침대(7)로써 육각형으로 구멍 뚫린 격리금속판(6) 사이에서 간격을 유지하면서 지지대 역할을 하며 주석합금콘(8)들을 보호하는 한편, 마찰활동을 일으키는 것을 돕는 역할을 한다.

침식 방지용 아연 도금된 철판을 사용하며 두께는 1㎜이고 넓이는 10㎜에서 20㎜까지 조정되어서 제작 사용되며 직경은 59㎜에서 79㎜까지 또는 그 이상으로 증감해서 엔진의 규격에 따라 크기가 조정되어질 수 있으며 캔(1) 내부에 설치되는 숫자는 주석합금콘(8)의 내장되는 숫자에 따라 금속판 받침대의 수량이 증감되어진다.

도8의 (R)은 장치의 연료 흡입, 배출밸브꼭지(2, 2')로서 캔(1)의 상, 하부의 캡에 연결되어서 사용하며 꼭지와 캡이 접촉하는 부위에 고무바킹(??링)이 들어갈 수 있게끔 홈을 파서 캡의 너트에 연결됐을 때 연료가 새어나오지 않도록 완벽한 조임을 하도록 도와준다. 부식 방지용 아연 도금된 꼭지를 사용한다. 꼭지의 구멍(홀) 직경은 16㎜이고 기장은 40㎜로 제작되어 사용된다.

도8의 (S)는 엔진 부위 부착용 걸고리대로써 캔(장치)을 감싸서 볼트로 조인 다음, 엔진 옆에 부착할 때 사용되며 외부의 충격에도 역할을 받지 않게끔 볼트, 너트를 사용해서 단단하게 조임을 한다. 외부의 충격으로 캔(장치)이 손상 받지 않게끔 보호해주는 역할도 하며 장기간 주행에도 캔(장치)이 움직이지 않게끔 안전띠(벨트)역할을 한다. 침식 방지용 아연도금 철판에 고무를 코팅해서 충격 흡수가 용이하게끔 제작된다.

본 장치의 연소 촉매 시스템 작용이 엔진의 녹킹을 감소하게 하고 엔진 출력을 개선(6∼8%)시키며, 연료 소비의 개선을 가져온다. 또한 본 장치(캔)는 모든 차량에 적용할 수 있으며, 휘발유, 디젤유 및 가스가 장착된 차량에 같은 조건으로 설치할 수 있고, 디젤유나 가스 차량에서도 휘발유 차량과 동일한 효과가 나타난다.

특히 유연 휘발유(96옥탄)로 제작된 모든 구형차량이 본 장치를 설치했을 때 무연 휘발유(91옥탄)를 사용해도 아무런 문제가 발생되지 않으며, 엔진 출력의 저하나, 녹킹 없이 정상적으로 운행이 가능하며 엔진 스파크시 발생되는 엔진 푸러그의 카본 등에 의한 오염 없이 만족할 만한 운행이 가능한 것으로 시험결과 나타났다.

장치(캔)를 통과한 연료들은 캬브레타나 인젝터 시스템에 흘러 들어간다. 장치는 바이브레이션(진동)이 되어야 하며 이 진동 작용에 의해 합금 콘의 미세한 미립자들은 연료와 혼합되게 되고, 연료와 공기가 혼합돼서 연소되는 과정에서 산화되거나 태워져 없어진다. 그러한 과정에서 촉매반응이 생성되고 이 촉매 작용에 의해 완전하고도 깨끗한 연소를 가능하게 한다. 장치는 보다 더 완전하고 깨끗한 연소를 가능하게 하며, 이에 의해 엔진의 효율을 증대시킨다고 본다.

상기와 같이 본 고안은 차량의 출력이 강화되며, 연료 절감이 뛰어나고, 저옥탄 사용이 가능하며, 엔진의 청결 상태가 유지되고, 배기가스(유해가스)의 배출이 저감되며, 엔진의 녹킹이 줄어들며, 배출가스의 온도가 저하된다. 또한, 유연 휘발유 엔진이 무연 휘발유로도 주행이 가능하며, 장치로부터 생성된 주석합금 콘의 미세한 미립자들은 촉매반응을 촉진시키며, 연소과정을 통해 주석산화물로 전환되어지고, 산화물들은 침식된 배기 밸브 표면을 용해되지 않게끔 코팅을 해서 보호하므로써 차량의 엔진 밸브표면이 마모되는 것을 방지하고 밸브의 손상을 막아주며, 이러한 촉매작용은 또한 엔진 스파크시 강력한 폭팔이 이루어 지며 이로인해 완전연소가 가능하게 되어 그을음을 줄이며 배기가스 배출을 감소시킨다.

또한 촉매작용에 의한 완벽한 연소는 연소실 표면을 깨끗하게 해준다. 이러한 현상은 본 장치 설치후 1500-2000Km 주행후 엔진오일을 교환해보면 엔진오일의 색깔이 잉크블랙으로 변한 것을 알수 있다. 이러한 현상은 엔진의 피스톤, 밸브, 실린더벽 등의 모든 불순물인 카본(탄소)퇴적물이 전부 제거돼서 엔진오일에 섞이기 때문이다. 그리고 보다 나은 연소는 폐물의 배출이 적어진다는 것을 의미하며, 완전연소에 의해 엔진 스파크 푸러그가 오염되는 것을 방지하고 엔진 스파크 푸러그의 수명을 연장시키는 작용을 하게된다. 이런 작용에 의해 상당량의 HC's, CO's, NOx와 VOC's의 감소와 함께 연료소비를 상당량(승용차 및 경차량에는 10-15%, 중형 상용차량(트럭) 등은 6-8% 중공업 엔진은 5%정도) 절감시키는 효과를 가져온다.

Claims

연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치에 있어서, 연료가 연료 탱크로부터 주입되는 연료라인(3`)과, 상기 연료라인과 연결되어 있는 연료 흡입 밸브꼭지(2`)와, 캔(장치)(1)의 입구 끝의 캔의 입구캡(4`)와, 상기 캔의 입구에 형성되어 있으며, 연료를 소용돌이치게 하는 소용돌이 금속판(5)과, 소용돌이 금속판과 밀착해서 배열된 육각형으로 구멍 뚫린 격리금속판(6)과, 격리판 받침대(7)안에 감싸여 있는 여러 개의 합금콘(8)과, 상기 배열((6),(7),(8))들이 엔진의 용량(크기)에 따라 1∼37줄(회)까지 또는 그 이상으로 반복해서 배열되는 것을 특징으로 하여 구성되어 있으며, 자석 남, 북극지지대(10,10`)가 감싸고 있는 남, 북극자석(9,9`)과, 상기 장치들이 내장되어 있으며, 양쪽 캔(장치)의 출입구는 캡(4,4`)이 용접에 의해 밀봉되어 있으며, 상기 캔(장치)의 출구 캡(4)위에 연료배출밸브꼭지(2)가 형성되어 있고, 연료배출파이프라인(3)으로부터 연료가 캬부레타나 인젝터 등 엔진의 연료 분사장치로 이송되도록 구성된 캔(장치)(1)과, 상기 캔(1)을 부착하는 부착용 걸고리개(11)로 구성된 연소 촉매 시스템에 의한 자동차 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항에 있어서, 상기 합금콘의 구성비율이 주석 65~95%, 안티몬 3~28%, 납 1.5~6%, 백금 0.25~0.5%, 티타늄 0.25~0.5%의 비율로 조성된 합금콘을 특징으로 하고 형태는 타원형(원추형)으로된 타원형의 원추형태이거나 원형(베아링형태)으로 두 가지 형태를 장치내부에 배열하는 것을 특징으로 하여 제작되는 연소촉매시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항 및 제2항에 있어서, 상기 합금 콘(원추형 및 원형(베아링형) 주물 형태)(8)의 구성비율이 주석 81%, 안티몬 12.5%, 납 6%, 백금 0.25%, 티타늄 0.25%의 비율로 조성된 합금콘을 특징으로 하고 합금콘의 형태는 타원형(원추형)으로된 타원형의 원추형태이거나, 원형(베아링 형태)으로 된 두 가지 형태를 특징으로 하여 제작한 것으로써, 상기와 같이 제조된 합금콘(8)을 장치(캔)(1)내부에 육각형으로 구멍 뚫린 격리 금속판(6)과 육각형으로 구멍 뚫린 격리판 받침대(7) 사이에 배열시키고, 본 합금 콘의 배열 수량은 차량 엔진의 크기(용량)에 따라 증감 조절되며, 소형스쿠터모터용으로는 5개에서 10개를 배열하고 모터싸이클(1500cc이내)용으로 사용하기 위해서는 7개에서 12개까지를 배열하고 소형, 중소형, 중대형 및 대형이상의 승용차 엔진 등에 사용하기 위해서는 14, 21, 28 및 35개를 배열 내장시키고 트럭, 버스, 중장비 및 대형 디젤엔진 및 각종 보일러 및 버너 등에 사용하기 위해서는 45개-250개까지 배열 내장시키는 등 캔(장치)내부에 5개부터 250개까지 또는 그 이상으로 증감해서 배열 내장시킴을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항에 있어서, 팔랑개비 형태의 소용돌이 금속판(5)은 침식 방지용 아연 도금된 철판으로 엔진의 규격에 따라 크기를 조정해서 사용하며 원형 철판을 4등분 해서 부분 분할해서 약간씩 간격을 띄워서 팔랑개비형태를 이루어짐을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항에 있어서, 상기 육각형으로 구멍 뚫린 격리 금속판(6)은 상기 육각형으로 구멍 뚫린 금속판(6)과 격리판 받침대(7) 사이에 상기 합금콘(8)을 배열시키며, 육각형으로 구멍 뚫린 격리판 받침대(7)에 의해 배열 균형을 이루며, 아연 도금된 격리판의 육각형 및 반 육각형의 구멍을 통해서 연료가 흘러 들어오며, 상기 합금콘(8)의 배열 수량은 차량 엔진의 크기(용량)에 따라 캔(장치)내부에 5개부터 250개까지 증감해서 내장 배열시킴을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항에 있어서, 육각형으로 구멍 뚫린 격리판의 받침대(7)는 침식 방지용으로 아연 도금된 철판을 사용하며 엔진의 규격에 따라 크기가 조정되어질 수 있음을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항에 있어서, 상기 자석(9,9`)과 자석 받침대(10,10`)로써 자석(9,9`)은 둘(N, S)로 나눠져서 각각의 받침 지지대로써 균형을 잡게 해서 장치의 맨 끝 부분에 배치되게 한다. 자석 지지대(10,10`)는 침식 방지용 아연 도금된 철판을 사용하며, 자석(9,9`)은 직사각형 구성됨을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.
제1항에 있어서, 장치의 연료 흡입, 배출밸브꼭지(2,2`)로서 캔의 상, 하부의 캡에 연결되어서 사용하며 꼭지(2,2`)와 캡(1)이 접촉하는 부위에 고무바킹(??링)이 들어갈 수 있게끔 홈을 파서 캡의 너트에 연결됐을 때 연료가 새어나오지 않도록 하였고, 부식 방지용 아연 도금된 것으로 구성됨을 특징으로 하는 연소 촉매 시스템에 의한 차량의 매연저감 및 연료 절감장치.