KR20020039209A - 연료의 효율을 향상시키는 연료 활성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료 활성장치에 관한 것으로, 상부케이스(100)의 상부 내부면에 설치되고, 안내유로(125)가 구비되어 상부 케이스(100)의 연료 유입구(100)로 유입된 연료를 와류, 변류시켜 하측으로 유동시키는 상부 원뿔 스크류(120)와; 상기 상부 원뿔 스크류(120) 하부면에 소정 간격 이격되어 설치되고, 안내유로(125)가 구비되어 연료를 미세 활성화시키는 상부 원통 스크류(130)와; 상기 상부 원통 스크류(130)의 하측에 소정 이격되어 설치되고, 미세 활성화 연료분자의 진동 및 회전을 활성화시키는 복사 활성부재(170)와; 상기 복사 활성부재(170)의 하측에 소정 이격되어 형성되고, 안내유로(125)가 형성된 하부 원통 스크류(140)와; 상기 하부 원통 스크류(140)와 소정 이격되어 설치되고, 안내유로(125)가 구비된 다수개의 하부 원뿔 스크류(150)와; 자석의 인력 및 척력을 이용하여 연료를 활성화시키는 자력활성부재; 그리고, 상기 자력활성부재의 자력을 전달받아 연료를 활성화시키는 자력보조부재(180);를 포함하여 구성되는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치를 기술적 요지로 한다. 따라서 연료를 미세 활성화시킴에 의해 연료의 연소효율이 획기적으로 향상되는 이점이 있다.

Description

연료의 효율을 향상시키는 연료 활성장치{apparatus for activating a fuel}

본 발명은 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동차의 연료탱크에서 유입된 연료를 와류 및 변류 형태로 유동시켜 물리적으로 활성화시키고, 자력을 이용하여 화학적으로 활성화시킴과 동시에 원적외선 복사에너지를 이용하여 연료에 포함된 탄화수소 화합물 중에서 탄소와 수소와의 결합구조를 활성화시킨 상태로 연소실에 유입시킴에 의해, 연소효율이 향상되고, 유해 배기가스의 발생량을 감소시키는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에서 엔진으로 흡입되는 공기와 연료는 그 중량비율이 14.7:1일때 이론상 완전 연소가 되는 것으로 알려져 있다. 그러나 실제의 자동차용 엔진에서는 연소효율이 100%가 되지 못하므로 시동성이나 엔진효율을 떨어뜨리지 않기 위해서 더 많은 연료를 투입한다. 따라서 필요이상으로 투입된 연료는 무의미한 연소를 일으키거나 배기가스에 섞여서 그대로 대기중으로 방출되어 대기 오염의 주범이 된다. 즉 연료는 연료대로 소비되고 불완전 연소시 배출되는 일산화탄소 (CO), 탄화수소(HC) 그리고 산화질소(NOx)가 과대하게 생성된다는 문제점이 있다.

따라서 상기의 문제점들을 해결하기 위한 종래의 시도가 있어왔다.

종래 기술은 도1에 도시된 바와 같이, 연료공급관(1) 외주면에 영구자석(2)이 구비된다. 그리고 상기 연료공급관(1)과 영구자석(2) 사이에는 상기 연료공급관(1)에 자력이 고르게 작용하도록 자력확산부(3)가 형성된다. 또한 상기 연료공급관(1)의 내부에는 망사형의 원형판체로 이루어진 작용판(4)이 등간격으로 다수개 구비된다. 상기 작용판(4)은 상기 작용판(4)의 중앙부에 구비된 지지대(5)에 의하여 상호 결합된다. 상기 영구자석(2)의 외측에는 자력차단부(6)가 구비되어 상기 영구자석(2)의 자력이 연료공급관(1)에만 미치도록 구성된다.

상기의 구성에 의하여, 연료공급관(1)에 유입된 연료가 상기 영구자석(2)의 자력에 의해 화학적으로 활성화되어 연소가 용이하게 되고 이에 따라 매연의 배출량이 감소하게 된다.

그러나 상기의 종래 기술은 후술하는 문제점을 내포한다.

첫째, 상기 영구자석의 자력이 연료에 직접 전달되지 못하고 연료 공급관을 통하여 간접 전달됨에 의해 연료의 화학적 활성화 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

둘째, 연료의 미세 활성화를 영구 자석을 이용한 방법에만 의존함에 의해 연료의 연소효율이 낮아지는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본인은 연료의 효율을 향상시키는 연료 활성장치라는 제목으로 특허등록출원 및 실용신안등록 출원을 하였으며, 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 10-1999-73555 및 등록실용신안공보 등록번호 20-165204호에 소개되었다.

상기 종래 기술은 도2에 도시된 바와 같이, 연료탱크와 연소실 사이에 형성되고, 케이스 형상으로 구성되어 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치로써, 원뿔형상으로 구성되어 상기 케이스(10)(11) 상부 내주면에 밀착됨과 동시에 서로간에 접촉설치되는 제1, 제2스크류(21)(22)와, 상기 제1,제2스크류(21)(22) 하부면에 소정 간격 이격되어 상하로 설치되는 원통형상의 제1,제2원통 스크류(25)(26)와, 원뿔형상으로 구성되고 상기 케이스(10)(11) 하부 내주면에 밀착됨과 동시에 서로간에 접촉 설치되는 제3,제4스크류(23)(24)로 구성되어, 외주면에 스크류 형상의 안내유로가 구비되어 연료를 와류,변류시켜 안내함에 의해 유동속도를 증가시켜 연료를 활성화시키는 물리적 활성부재와; 상기 케이스(10)(11) 내부에 설치되고, 활성화된 연료를 자석의 척력 및 인력을 이용하여 미세 이온화시키고, 화학적으로 활성화시키는 자력 활성부재와; 상기 케이스(10)(11) 내부에 설치되고, 상기 미세 활성화 연료에 원적외선 복사에너지를 방출시킴에 의해 연료분자의 진동 및 회전을 활성화시키는 복사 활성부재(16); 그리고, 상기 케이스(10)(11) 내부에 설치되고 , 상기 미세 활성화된 연료의 응집을 방지하는 미세 관통공이 구비된 다수개의 정류판으로 구성되어; 유입 연료를 물리적, 화학적, 복사력으로 활성화시켜 연소실로 방출하도록 구성된다.

여기서, 상기 자력 활성부재는, 상기 제1원통 스크류(25)와 제2원통 스크류(26)의 외주면을 감싸도록 다수개 설치되어 자력을 발생시키는 링형상의 흑연자석(14a)과; 상기 제1원통 스크류(25)와 제2원통 스크류(26)의 외주면을 감싸도록 다수개 설치되어 상기 흑연자석(14a)의 자력을 분산 전달하는 링형상의 흑연 세라믹(14b)과; 상기 흑연자석(14a) 및 흑연 세라믹(14b)과 소정공간 이격되어 환형상으로 형성된 희토류 면코일(14c); 그리고, 상기 흑연자석(14a) 및 흑연 세라믹(14b)과 희토류 면코일(14c)사이의 소정 공간에 충진된 이온 세라믹 입자(14d);로 구성된다.

따라서, 물리적 활성부재, 자력 활성부재 그리고 복사 활성부재를 이용하여 연료탱크에서 유입된 연료를 미세 활성화 시킨후, 연소실로 공급함에 의해 연료의 연소 효율이 향상되어 연료도 절감되고 매연발생량도 감소되는 효과가 있다.

그러나 효율면에서 후술하는 문제점이 있음이 판명되었다.

첫째, 자력활성부재인 흑연자석 및 흑연세라믹이 연료가 유동되는 유동로에 위치함에 의해, 자력에 의해 연료를 활성화시키기는 하나, 오히려 연료의 유동을 방해함에 의해 연료의 와류, 변류를 방해시키는 요인으로 작용하여 연료입자의 활성화 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고 이온세라믹 입자가 이온세라믹 입자측으로 유입되는 연료는 미세 이온화 되며, 산소친화력이 향상된 미세 입자화 되기는 하나, 연료입자가 이온 세라믹 입자에 충돌되는 과정에서 연료입자의 운동에너지를 일부 잃어버리게 됨과 동시에 연료의 와류, 변류를 방해하는 요인으로 작용되어 연료입자의 활성화 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차의 연료탱크에서 유입된 연료를 안내유로를 따라 와류 및 변류 형태로 유동시켜 물리적으로 활성화시키고, 자력을 이용하여 화학적으로 활성화시킴과 동시에 원적외선 복사에너지를 이용하여 연료에 포함된 탄화수소 화합물 중에서 탄소와 수소와의 결합구조를 활성화시킨 상태로 연소실에 유입시킴에 의해, 연소효율이 향상된 연료의 연소효율을 향상시키는 연료활성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 연료의 연료효율이 향상됨에 의해 연료의 소비량을 감소시키고 유해 배기가스의 발생량을 감소시키는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치를 제공하는 것을 또한 목적으로 한다.

도1 - 종래의 연료 활성화 장치를 보인 단면도.

도2 - 또 다른 종래 기술에 따른 연료 활성장치를 보인 단면도.

도3 - 본 발명에 의한 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치의 사시도.

도4 - 본 발명에 따른 연료 활성장치의 요부 종단면도.

도5 - 상부 원뿔 스크류의 구성을 나타낸 분해 사시도.

도6 - 상부 원통 스크류의 구성을 나타낸 분해 사시도.

도7 - 도4의 점선부분의 확대도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 상부케이스 101 : 연료유입구

102 : 돌출돌기 110 : 하부케이스

111 : 연료유출구 113 : 밀폐링

120 : 상부원뿔스크류 121 : 제1스크류

122 : 제2스크류 123 : 제3스크류

124 : 제4스크류 125 : 안내유로

130 : 상부원통스크류 131 : 제1원통스크류

132 : 제2원통스크류 133 : 제3원통스크류

134 : 제4원통스크류 140 : 하부원통스크류

141 : 제5원통스크류 142 : 제6원통스크류

143 : 제7원통스크류 144 : 제8원통스크류

150 : 하부원뿔스크류 151 : 제5스크류

152 : 제6스크류 153 : 제7스크류

154 : 제8스크류 161 : 흑연자석

162 : 자성체세라믹 170 : 복사활성부재

180 : 자력활성부재 191 : 제1정류판

192 : 제2정류판 193 : 정류망

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연료탱크와 연결되어 연료가 유입되는 연료 유입구가 형성된 상부 케이스와; 연소실과 연결되어 연료를 연소실로 이송시키는 연료 유출구가 하부에 형성된 하부 케이스와; 원뿔대형상으로 구성되고 상기 상부케이스의 상부 내부면에 다단형태로 설치되고, 외주면에 스크류 형상의안내유로가 구비되어 상부 케이스의 연료 유입구로 유입된 연료를 와류, 변류시켜 하측으로 유동시키는 다수개의 상부 원뿔 스크류와; 상기 상부 원뿔 스크류 하부면에 소정 간격 이격되어 동심원상으로 다수개 설치되고, 각각의 외주면에 스크류형상의 안내유로가 구비되어 상기 상부 원뿔 스크류의 안내유로를 거친 연료를 재차 와류, 변류시켜 연료를 미세 활성화시키는 상부 원통 스크류와; 상기 상부 원통 스크류의 하측에 소정 이격되어 설치되고, 미세 활성화 연료에 원적외선 복사에너지를 방출시킴에 의해 연료분자의 진동 및 회전을 활성화시키는 복사 활성부재와; 상기 복사 활성부재의 하측에 소정 이격되어 동심원상으로 다수개 형성되고, 각각의 외주면에 스크류 형상의 안내유로가 형성된 하부 원통 스크류와; 상기 하부 원통 스크류와 소정 이격되어 다단형태로 설치되고, 외주면에 스크류 형상의 안내유로가 구비된 다수개의 하부 원뿔 스크류; 상기 상,하부 원통 스크류의 내부에 설치되어 활성화된 연료를 자석의 인력 및 척력을 이용하여 활성화시키는 자력활성부재; 그리고, 상기 상부 원뿔 스크류와 상부 원통스크류의 이격 공간부 및 상기 하부 원통 스크류와 하부 원뿔 스크류의 이격 공간부에 설치되어 상기 자력활성부재의 자력을 전달받아 연료를 활성화시키는 자력보조부재;를 포함하여 구성되는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치를 기술적 요지로 한다.

여기서, 바람직 하기로는, 상기 자력 활성부재는 상기 상,하부 원통스크류 중 제일 내측 원통 스크류의 내주면에 밀착 설치되어 자력을 발생시키는 다수개의 흑연자석과; 상기 흑연자석과 흑연자석 사이에 다수개 설치되어 상기 흑연자석의 자력을 분산 전달하는 자성체 세라믹;을 포함하여 구성되는 것이다.

그리고, 상기 복사 활성부재는, 상기 상부 원통 스크류와 하부 원통 스크류 사이에 충전된 원적외선 세라믹 입자로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상,하부 케이스는, 미세관통공이 형성되어, 활성화된 연료가 통과함에 의해 상기 활성화 연료의 재결합을 차단하는 정류판을 더 포함하여 구성되고, 자력보조부재는 링형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 연료가 스크류 형상의 안내유로를 따라 유동되면서 와류,변류됨과 동시에 운동에너지도 증가되고, 자력활성부재 및 복사활성부재에 의해 운동에너지의 감소 없이 미세 이온으로 활성화된 후 연소실로 유입됨에 의해 연소효율이 향상되어 연료도 절감되고 매연 발생량도 감소되는 이점이 있다.

이하에서는, 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 유입된 연료가 스크류 형상의 안내유로가 구비된 상,하부 원뿔 스크류와, 상,하부 원통 스크류를 유동함에 의해 와류, 변류됨과 동시에 운동에너지가 증가되어 활성화되고, 자력 활성부재 및 복사 활성부재의 영향으로 화학적으로 활성화됨과 동시에 미세 이온화되어 연료의 연소효율이 향상되는 것이다.

이하 첨부한 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치의 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 연료 활성장치의 요부 종단면도이고, 도5는 상부 원뿔 스크류의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도6은 상부 원통 스크류의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도7은 도4의 점선부분의 확대도이다.

도시된 바와 같이, 연료 활성장치는 크게 상,하부 케이스(100)(110), 상부 원뿔 스크류(120)와, 상부 원통 스크류(130)와, 하부 원통 스크류(140)와, 하부 원뿔 스크류(150)와, 자력 활성부재, 복사 활성부재(170)와, 자력보조부재(180) 그리고 정류판으로 구성된다.

먼저, 상부 케이스(100)에 대해 설명하기로 한다. 상기 상부 케이스(100)는 두랄루민 재질로 구성되고, 대략 원통콘 형상의 모양을 가진다. 그리고 상기 상부케이스(100)의 상부 중앙부에는 연료탱크의 연료가 유입되는 연료 유입구(101)가 구비되고, 하단부에는 하단부를 따라 내측으로 돌출된 형상의 돌출돌기(102)가 형성되어 후술하는 하부 케이스(110)의 결합홈부와 결합한다.

하부 케이스(110)는 상기 상부 케이스(100)와 동일한 형상 및 재질로 구성되고, 상기 하부 케이스(110)의 하부 중앙부에는 연소실로 연료를 방출하는 연료 유출구(111)가 구비된다. 그리고 상기 하부 케이스(110)의 상부 외주면에는 외주면을 따라 함몰된 형상으로 구성된 결합홈부가 구비되어, 상부 케이스(100)에 형성된 돌출돌기(102)와 결합함에 의해 상,하부 케이스(100)(110)가 결합된다. 그리고 상기 결합홈부의 상측에 소정 이격되어 외주면을 따라 형성된 밀폐링 결합부가 형성되어, 상기 밀폐링 결합부에 밀폐링(113)이 결합되고 상기 상,하부 케이스(100)(110)가 결합됨에 의해 케이스 내부의 연료가 외부로 무단 누출되는 것을 방지시킨다. 여기서 상기 상,하부 케이스(100)(110)가 결합한 경우 상기 연료 활성장치는 대략 대칭형상으로 구성된다.

상기 상부 원뿔 스크류는 크게 제1(121), 제2(122), 제3(123), 제4스크류(124)로 구성되며, 각각의 외주면에 연료를 안내하는 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어 상기 상부 케이스(100)의 상부 내주면에 밀착 설치된다.

상기 제1스크류(121)는 중앙부가 개구된 대략 원뿔대 형상으로 구성되며 상기 제1스크류(121)의 외주면이 상기 상부케이스(100)의 상부 내주면에 밀착 설치된다. 그리고 상기 제1스크류(121)의 외주면에는 상부에서 하부방향으로 형성되고, 스크류 형상을 가지는 안내유로(125)가 구비되어 상기 상부 케이스(100)의 연료 유입구(101)로 유입된 연료가 상기 안내유로(125)를 따라 와류 되어 흐르게 된다.

제2스크류(122)는 상기 제1스크류(121)와 동일하게 중앙부가 개구된 대략 원뿔대 형상으로 구성되며 상기 제2스크류(122)의 외주면이 상기 제1스크류(121)의 개구부에 삽입되어 상기 제1스크류(121)의 내주면에 결합 설치된다. 그리고 상기 제2스크류(122)는 제1스크류(121)에 비해 상측으로 소정 돌출되도록 구성되며 외주면에는 상부에서 하부 방향으로 연결 형성되고, 스크류 형상을 가지는 안내유로(125)가 구비되어 연료가 상기 안내유로(125)를 따라 와류 되게 흐른다.

제3스크류(123)는 상기 제1스크류(121)와 동일하게 중앙부가 개구된 대략 원뿔대 형상으로 구성되며 상기 제3스크류(123)의 외주면이 상기 제2스크류(122)의 개구부에 삽입되어 상기 제2스크류(122)의 내주면에 결합 설치된다. 그리고 상기 제3스크류(123)는 제2스크류(122)에 비해 상측으로 소정 돌출되도록 구성되며 외주면에는 상부에서 하부 방향으로 연결 형성되고, 스크류 형상을 가지는 안내유로(125)가 구비되어 연료가 상기 안내유로(125)를 따라 와류 되게 흐른다.

제4스크류(124)는 대략 원뿔대 형상으로 구성되며 상기 제4스크류(124)의 외주면이 상기 제3스크류(123)의 개구부에 삽입되어 상기 제3스크류(123)의 내주면에 결합 설치된다. 그리고 상기 제4스크류(124)는 제3스크류(123)에 비해 상측으로 소정 돌출되도록 구성되며 외주면에는 상부에서 하부 방향으로 연결 형성되고, 스크류 형상을 가지는 안내유로(125)가 구비되어 상기 상부 케이스의 연료 유입구(101)를 통하여 유입된 연료가 상기 안내유로(125)를 따라 와류 되게 흐른다. 여기서 상기 제1, 제2 제3, 제4스크류는 전체적으로 계단형상으로 형성된다.

상기 상부 원통 스크류(130)는 크게 제1, 제2, 제3, 제4원통 스크류로 구성되어 상기 상부 원뿔 스크류(120)의 하측에 소정 이격되어 설치된다. 이때 상기 상부 원뿔 스크류(120)와 상부 원통 스크류(130) 사이의 이격 공간에는 후술하는 제1정류판(191)이 설치된다.

상기 제1원통 스크류(131)는 중앙부가 개구된 원통형상으로 구성되어 상기 제1원통 스크류(131)의 외주면이 상부케이스(100)의 내주면에 밀착 설치된다. 그리고 상기 제1원통 스크류(131)의 외주면에는 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어, 제1정류판(191)을 통과한 연료를 와류형상으로 흐르게 함에 의해 연료의 유동 속도를 증가시킨다.

상기 제2원통 스크류(132)는 상기 제1원통 스크류(131)와 동일하게 중앙부가 개구된 원통형상으로 구성되어 상기 제2원통 스크류(132)의 외주면이 상기 제1원통 스크류(131)의 내주면에 밀착 설치된다. 그리고 상기 제2원통 스크류(132)는 상기 제1원통 스크류(131) 및 후술하는 제3원통 스크류(133) 보다 상측의 길이가 조금짧도록 형성되어 제1정류판(191)과 상기 제2원통 스크류(132)의 상단부 사이에는 링 형상의 이격 공간부가 형성되며, 상기 이격 공간부에 후술하는 링 형상의 자력보조부재(180)가 설치된다.

또한, 상기 제2원통 스크류(132)의 외주면에도 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어, 제1정류판(191)을 통과한 연료를 와류형상으로 흐르게 함에 의해 연료의 유동 속도를 증가시킨다.

상기 제3원통 스크류(133)도 중앙부가 개구된 원통형상으로 구성되어 상기 제3원통 스크류(133)의 외주면이 제2원통 스크류(132)의 내주면에 밀착 설치된다. 그리고 상기 제3원통 스크류(133)의 외주면에도 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어, 제1정류판(191)을 통과한 연료를 와류형상으로 흐르게 함에 의해 연료의 유동 속도를 증가시킨다.

상기 제4원통 스크류(134)도 중앙부가 개구된 원통형상으로 구성되어 상기 제4원통 스크류(134)의 외주면이 제3원통 스크류(133)의 내주면에 밀착 설치된다. 그리고 상기 제4원통 스크류(134)의 외주면에도 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어, 제1정류판(191)을 통과한 연료를 와류형상으로 흐르게 함에 의해 연료의 유동 속도를 증가시킨다. 여기서 상기 제4원통 스크류(134)의 개구부에는 후술하는 자력활성부재가 설치된다.

상기 하부 원통 스크류(140)는 후술하는 복사활성부재(170)를 중심으로 상기 상부 원통 스크류(130)와 상하 대칭 되도록 상기 하부케이스(110)의 내부에 설치된다.

상기 하부 원통 스크류(140)은 크게 제5, 제6, 제7, 제8원통 스크류로 구성된다.

상기 제5원통 스크류(141)는 상기 제1원통 스크류(131)와 동일한 형상으로 구성되어 제5원통 스크류(141)의 외주면이 상기 하부케이스(110)의 내주면에 밀착 설치되며, 제6원통 스크류(142)는 상기 제2원통 스크류(132)와 동일한 형상으로 구성되어 제6원통 스크류(142)의 외주면이 제5원통 스크류(141)의 내주면에 밀착 설치된다. 그리고 제7원통 스크류(143)는 상기 제3원통 스크류(133)와 동일한 형상으로 구성되어 외주면이 상기 제6원통 스크류(142)의 내주면에 밀착 설치되며, 제8원통 스크류(144)는 상기 제4원통 스크류(134)와 동일한 형상으로 구성되어 외주면이 상기 제7원통 스크류(143)의 내주면에 밀착 설치되고 상기 제8원통 스크류(144)의 내주면에는 후술하는 자력활성부재가 설치된다.

여기서 상기 제6원통 스크류(142)는 하측의 길이가 제5, 제7원통 스크류(141)(143)보다 조금 짧게 구성되어 제6원통 스크류(142)가 설치되는 경우, 상기 제6원통 스크류(142)의 하단부와 후술하는 제2정류판(192) 사이에는 링형상의 이격 공간부가 형성되어 상기 이격 공간부에 후술하는 링 형상의 자력보조부재(180)가 설치된다.

또한 상기 제5, 제6, 제7,제8원통 스크류의 외주면에도 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어 연료를 와류형상으로 흐르게 함에 의해 연료의 유동 속도를 증가시킨다.

상기 하부 원통 스크류(140)의 하측에 소정 이격되어 하부 원뿔 스크류(150)가 설치되는 바, 상기 하부 원통 스크류(140)와 하부 원뿔 스크류(150) 사이에는 후술하는 제2정류판(192)이 설치된다.

상기 하부 원뿔 스크류(150)는 크게 제5, 제6, 제7, 제8스크류로 구성되어, 복사활성부재(170)를 중심으로 상기 상부 원뿔 스크류(120)와 상하 대칭 되도록 상기 하부 케이스(110)의 하부 내주면에 밀착 설치된다.

상기 제5스크류(151)는 상기 제1스크류(121)와 동일한 형상으로 구성되며 제5스크류(151)의 외주면이 상기 하부케이스(110)의 내주면에 밀착되게 하부케이스 (110)내부에 설치되고, 상기 제6스크류(152)는 상기 제2스크류(122)와 동일한 형상으로 구성되며 외주면이 상기 제5스크류(151)의 내주면에 밀착되게 설치된다. 여기서 상기 제6스크류(152)의 하단부는 상기 제5스크류(151)의 하단부 보다 하측으로 소정 돌출된다.

제7스크류(153)는 제3스크류(123)와 동일한 형상으로 구성되고 외주면이 상기 제6스크류(152)의 내주면에 밀착되게 설치되며, 제7스크류(153)의 하단부가 제6스크류(152)의 하단부 보다 하측으로 돌출되게 형성된다.

그리고 제8스크류(154)는 제4스크류(124)와 동일한 형상으로 구성되고 외주면이 상기 제7스크류(153)의 내주면에 밀착되게 설치되며, 역시 제8스크류(154)의 하단부가 제7스크류(153)의 하단부 보다 하측으로 소정 돌출되게 구성된다. 여기서 상기 제5, 제6, 제7, 제8스크류의 하단부는 계단형상으로 형성된다.

또한 상기 제5, 제6, 제7, 제8스크류의 외주면에는 스크류 형상의 안내유로(125)가 형성되어 하부 원통 스크류(150)를 통과한 미세 활성화된 연료 입자를 와류, 변류시켜 재차 활성화시킴과 동시에 유동속도를 증가시켜 하부케이스(110)에 형성된 연료 유출구(111)로 안내한다.

상기 자력 활성부재는 크게 흑연자석(161)과 자성체 세라믹(162)으로 구성된다.

상기 흑연자석(161)은 상면과 하면이 평평한 원판형상으로 구성된다. 그리고 상기 흑연자석(161)은 흑연자석(161)의 외주면이 상기 제4원통 스크류(134)와 제8원통 스크류(144)의 내주면에 접촉되는 형태로 제4원통 스크류(134)의 내부 및 제8원통 스크류(144)의 내부에 밀착되어 다수개 설치된다. 여기서 상기 흑연자석(161)의 배열은 제4원통 스크류(134)에 설치된 각 흑연자석(161)들 간에는 상호 인력이 작용하도록 자극이 배열된다. 마찬가지로 제8원통 스크류(144)에 설치된 흑연자석(161)들 간에도 인력이 작용하도록 자극이 배열된다. 그러나 상기 제4원통 스크류(134)와 제8원통 스크류(144)에 설치된 흑연자석(161)들 간에는 척력이 작용하도록 자극이 배열된다.

상기 자성체 세라믹은(162)은 상기 흑연자석(161)과 동일한 형상과 크기로 구성되어, 상기 제4(134),제8원통 스크류(144)의 내주면에 밀착 설치된다. 상기 자성체 세라믹(162)은 상기 흑연자석(161)의 자력을 전달받아 스스로 자화되는 상자성체 물질로 구성되며, 자성체 세라믹(162)이 자화됨에 의해 흑연자석(161)의 자력을 조절/분산하는 역할을 하므로 흑연자석(161)과 흑연자석(161) 사이에 구비되거나, 흑연자석(161)의 단부에 형성시켜도 무방하다.

상기 복사활성부재(170)는 소정크기를 가지는 다수개의 볼 형태로 구성되며그물모양의 격자형 통공이 형성된 정류망(193)에 둘러싸여진 형태로 구성된다. 그리고 상기 복사활성부재(170)는 정류망(193)에 쌓여진 채로 상기 상부 원통 스크류(130)와 하부 원통 스크류(140)의 사이에 설치된다. 여기서 상기 복사활성부재(170)는 원적외선을 방출하는 재질의 세라믹으로 구성된다. 즉, 상기 복사활성부재(170)는 게르마늄, 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 지르코니아(ZrO₂), 몰리브덴 (Mo₂O₂) 등의 물질 및 상기 물질들의 혼합물로 형성된 다공 원적외선 세라믹 볼로 구성된다. 그리고 상기 복사 활성부재(170)에는 내부 및 외부에 다수개의 기공이 형성되고, 소정부분 탄력을 가지도록 구성되어 외부의 압력에 의해 탄력적으로 대응된다. 따라서 상기 원적외선 세라믹 볼의 사이와 사이 및 기공을 통하여 연료가 자유롭게 이동된다.

상기 자력보조부재(180)는 대략 링 형상의 세라믹으로 구성되어 상기 상부 원뿔 스크류(120)와 제2원통 스크류(132) 사이의 이격 공간부 및 상기 제6원통 스크류(142)와 하부 원뿔 스크류(150)의 이격 공간부에 설치된다. 그리고 상기 자력보조부재(180)도 자력에 의해 자화되는 상자성체 물질로 구성되어 흑연자석(161)의 자력을 전달받아 자력을 조절/분산하여 연료입자를 미세 이온화시킨다.

상기 정류판은 크게 제1정류판(191)과 제2정류판(192)으로 구성된다.

제1정류판(191)은 박막형 원판 형태로 구성되고, 외주면은 상기 상부 케이스 (100)의 내주면에 밀착되고, 상면은 상부 원뿔 스크류(120)의 하면에 밀착된다. 그리고 상기 제1정류판(191)의 하면은 상기 상부 원통 스크류(130)의 상단부에 밀착된다. 그리고 미세 관통공이 형성되어 연료의 유동이 자유롭다.

제2정류판(192)은 제1정류판(191)과 동일한 형상으로 구성되고, 외주면이 상기 하부 케이스(110)의 내주면에 밀착되고, 하면은 하부 원뿔 스크류(150)의 상면에 밀착된다. 그리고 상기 제2정류판(192)의 상면은 하부 원통 스크류(140)의 하면에 밀착되고 역시 미세 관통공이 구비된다.

여기서 상기 정류판에 형성된 미세 관통공은 미세 활성화된 입자가 상기 미세 관통공을 통과함으로써 미세 분자의 재결합이 방지된다.

상기의 구성에 의한 작동 효과를 설명하면 후술하는 바와 같다.

연료탱크에 저장된 연료가 상기 상부 케이스(100) 상부에 형성된 연료 유입구(101)를 통하여 상부 케이스(100)로 유입된다. 상기 연료중 일부는 제4스크류 (124)의 외주면에 형성된 안내유로(125)를 따라 하부로 흘러내림에 의해, 고정 펌프의 고정압력으로 유동되는 연료의 안정적 흐름을 갑자기 와류 형태로 변형시킴에 의해 상기 연료의 유동력을 증가시킴과 동시에 운동 에너지를 극대화시켜, 연료 자체를 활성화시킨다. 상기 현상은 배수구에서 배출되는 배수의 모습에서 연상되듯이, 배수되는 물의 형상은 자연스런 소용돌이를 형성하면서 배수된다. 유체인 경우 회오리 형상으로 배수되는 것이 가장 이상적이며 배수속도도 빠르다. 즉 유체가 나선형의 안내유로(125)를 따라 유동하게 되면 직선상의 안내유로를 흐르는 것보다 빠른 속도로 흐르게 된다.

또한 상기 유입 연료 중 일부는 제4스크류(124)의 상면에서 흘러넘쳐 제3, 제2, 제1스크류(123)(122)(121)의 상부면으로 전달된다. 제3스크류(123) 상부면으로 이동된 연료는 제3스크류(123)의 외주면에 형성된 안내유로(125)를 따라 하부로 흘러내림에 의해 속도가 증가하고, 운동 에너지도 증가하여 연료 자체가 활성화된다. 마찬가지로 제2, 제1스크류(122)(121)의 상부면으로 이동된 연료는 상기 제1,제2스크류의 외주면에 형성된 안내유로(125)를 따라 하측으로 유동되며 운동에너지도 증가함과 동시에 연료 자체가 활성화된다.

상기 제1,제2, 제3, 제4 스크류의 안내유로(125)를 따라 유동된 활성 연료는 1차적으로 제1정류판(191)에 도착된다.

제1정류판(191)에 도착한 활성 연료는 제1정류판(191)에 형성된 미세 관통공을 통과하여 상기 상부 원통 스크류(130)측으로 유입된다. 이 과정에서 상기 연료입자는 상기 자력보조부재(180)의 자력을 전달받아 자력에 의해 분자 입자가 세분화되는 과정을 거치게 되며 산소 친화력이 향상된 미세 입자로 분할되어 연소가 양호한 입자로 활성화된다.

그리고 상부 원통 스크류(130)측으로 유입된 연료의 일부는 제4원통 스크류(134)의 내주면으로 유입되며, 일부는 제1,제2, 제3, 제4원통 스크류의 외주면에 형성된 안내유로(125)를 따라 하측으로 유동된다. 여기서 상기 제4원통 스크류(134)의 내주면으로 유입되는 연료의 양은 극히 소량이며 대부분이 상부 원통스크류(130)의 안내유로(125)를 따라 하측으로 유동된다.

상기 제4원통 스크류(134)의 내주면으로 유입된 연료는 직접 전달되는 흑연자석(161)및 자성체 세라믹(162)의 자력에 의해 분자 입자가 세분화되는 과정을 거치게 되며 산소 친화력이 향상된 미세 입자로 분할되어 연소가 양호한 입자로 활성화된다.

그리고 상기 상부 원통 스크류(130)의 안내유로(125)측으로 유입된 연료는 스크류 형상으로 구성된 안내유로(125)를 따라 흐름에 의해 유동력이 증가되고 운동 에너지가 증가하여 물리적으로 활성화됨과 동시에 제4원통 스크류(134)의 내주면에 밀착 설치된 흑연자석(161) 및 자성체 세라믹(162)의 자력을 간접 전달받음에 의해, 분자 입자가 세분화되고, 산소친화력이 향상된 미세 입자로 분할되어 연소가 양호한 입자로 활성화된다.

상기 상부 원통 스크류(130)를 통과한 미세 활성연료는 정류망(193)에 쌓여진 복사활성부재(170)에 도착한다. 그런 다음, 복사 활성부재(170)인 원적외선 세라믹 볼과 볼 사이 또는 세라믹 볼에 형성된 기공을 통하여 유출되어 하측으로 이동된다.

하측으로 유동된 미세 활성연료는 하부 케이스(110)에 형성된 하부 원통 스크류(140)의 안내유로(125) 및 제8원통 스크류(144)의 내주면을 통과하여 하측으로 유동되어 상기 상부 케이스(100)에서와 동일한 형상의 연료 미세 활성화 과정을 거치게 된다.

여기서, 상기 미세 활성연료가 상기 정류망(193)에 쌓여진 복사 활성부재(170)를 통과하는 동안, 상기 복사 활성부재(170)에서 연속적으로 발생되는 원적외선 복사에너지를 흡수함에 의해, 연료 분자 내부에서 공명 및 공진이 발생하여 회전 및 진동운동이 활발해지고, 분자운동이 가속화되어 쉽게 기화될 수 있도록 활성화된다.

그리고 연료의 구성요소인 탄소화합물 즉, C-H, C-C, C=C 등의 결합구조가 상기 원적외선 복사 에너지를 흡수하여 공명 및 공진 현상에 의해 분자구조 자체가 활성화되어, 산소와 결합하기 쉬운 상태로 됨과 동시에 분자 체적이 증가하여 연소가 용이한 연료로 변환된다.

또한 상기 상부 케이스(100)의 단부의 흑연자석(161) 자극과 상기 하부 케이스(110)의 단부의 흑연자석(161)의 자극이 동일하므로, 복사 활성부재(170) 근처로 유입된 미세 활성연료는 척력이 작용하는 흑연자석(161)사이에 끼이게 된다. 따라서 상기 미세 활성연료는 상기 흑연자석(161)의 척력을 전달받아 더욱 미세한 입자로 분리된다.

상기 하부 원통 스크류(140)를 통과한 미세 활성화 연료는 제2정류판(192)에 도달하여 미세 관통공을 통하여 하부 원뿔 스크류(150)에 형성된 안내유로(125)를 따라 흐름에 의해 상기 상부 원뿔 스크류(120)에서와 동일 한 연료 활성화 과정을 거친 후, 미세 활성연료는 하부 케이스(110)에 형성된 연료 유출구(111)를 통하여 연소실로 유입된다.

여기서 상기 연료의 미세 활성화 과정이 진행되는 동안 대부분의 연료는 상,하부 원통 스크류(130)(140) 및 상,하부 원뿔 스크류(120)(150)에 형성된 안내유로(125)를 따라 흐르게 되어 연료의 유동성 및 와류,변류는 방해받지 않는 상태에서 자력활성부재 및 복사활성부재(170)에 의한 활성화 과정을 거치게 되므로 연료의 활성화 효율이 획기적으로 증가된다.

상기의 구성에 의한 본 발명은 연료탱크에서 유입된 연료를 미세 활성화 시킨후, 연소실로 공급함에 의해 연료의 연소 효율이 향상되어 연료도 절감되고 매연 발생량도 감소되는 효과가 있다.

그리고, 시동성이나 엔진효율을 향상시킴과 동시에 연료를 거의 완전 연소시켜 불완전 연소 시 배출되는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 그리고 산화질소(NOx) 등을 획기적으로 감소시켜 환경오염을 해소하며 환경 친화적이라는 효과가 또한 있다.

Claims (5)

1. 연료탱크와 연결되어 연료가 유입되는 연료 유입구가 형성된 상부 케이스와;

   연소실과 연결되어 연료를 연소실로 이송시키는 연료 유출구가 하부에 형성된 하부 케이스와;

   원뿔대형상으로 구성되고 상기 상부케이스의 상부 내부면에 다단형태로 설치되고, 외주면에 스크류 형상의 안내유로가 구비되어 상부 케이스의 연료 유입구로 유입된 연료를 와류, 변류시켜 하측으로 유동시키는 다수개의 상부 원뿔 스크류와;

   상기 상부 원뿔 스크류 하부면에 소정 간격 이격되어 동심원상으로 다수개 설치되고, 각각의 외주면에 스크류형상의 안내유로가 구비되어 상기 상부 원뿔 스크류의 안내유로를 거친 연료를 재차 와류, 변류시켜 연료를 미세 활성화시키는 상부 원통 스크류와;

   상기 상부 원통 스크류의 하측에 소정 이격되어 설치되고, 미세 활성화 연료에 원적외선 복사에너지를 방출시킴에 의해 연료분자의 진동 및 회전을 활성화시키는 복사 활성부재와;

   상기 복사 활성부재의 하측에 소정 이격되어 동심원상으로 다수개 형성되고, 각각의 외주면에 스크류 형상의 안내유로가 형성된 하부 원통 스크류와;

   상기 하부 원통 스크류와 소정 이격되어 다단형태로 설치되고, 외주면에 스크류 형상의 안내유로가 구비된 다수개의 하부 원뿔 스크류와;

   상기 상,하부 원통 스크류의 내부에 설치되어 활성화된 연료를 자석의 인력및 척력을 이용하여 활성화시키는 자력활성부재; 그리고,

   상기 상부 원뿔 스크류와 상부 원통스크류의 이격 공간부 및 상기 하부 원통 스크류와 하부 원뿔 스크류의 이격 공간부에 설치되어 상기 자력활성부재의 자력을 전달받아 연료를 활성화시키는 자력보조부재;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 자력 활성부재는,

   상기 상,하부 원통스크류 중 제일 내측 원통 스크류의 내주면에 밀착 설치되어 자력을 발생시키는 다수개의 흑연자석과;

   상기 흑연자석과 흑연자석 사이에 다수개 설치되어 상기 흑연자석의 자력을 분산 전달하는 자성체 세라믹;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복사 활성부재는, 상기 상부 원통 스크류와 하부 원통 스크류 사이에 충전된 원적외선 세라믹 입자로 구성됨을 특징으로 하는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상,하부 케이스는, 미세관통공이 형성되어, 활성화된 연료가 통과함에 의해 상기 활성화 연료의 재결합을 차단하는 정류판을 더 포함하여 구성되는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료활성장치.
5. 제1항 내지 제3항 중, 어느 하나의 항에 있어서, 상기 자력보조부재는 링형상으로 구성됨을 특징으로 하는 연료의 연소효율을 향상시키는 연료 활성장치.