KR20020082027A - 물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법 - Google Patents

물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20020082027A
KR20020082027A KR1020010021771A KR20010021771A KR20020082027A KR 20020082027 A KR20020082027 A KR 20020082027A KR 1020010021771 A KR1020010021771 A KR 1020010021771A KR 20010021771 A KR20010021771 A KR 20010021771A KR 20020082027 A KR20020082027 A KR 20020082027A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
fuel
water
fine particles
engine
Prior art date
Application number
KR1020010021771A
Other languages
English (en)
Inventor
김명환
Original Assignee
김명환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김명환 filed Critical 김명환
Priority to KR1020010021771A priority Critical patent/KR20020082027A/ko
Publication of KR20020082027A publication Critical patent/KR20020082027A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F02M25/03—Adding water into the cylinder or the pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0227—Control aspects; Arrangement of sensors; Diagnostics; Actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

본 발명은 에진내에 공기와 함께 미세하게 분사된 H2O의 미립자를 공급하여 엔진의 출력을 증강시키기 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 물을 고주파 발생장치를 이용하여 거의 분자처럼 작은 형태인 H2O의 미립자를 발생시키고, 이 미립자를 가열하여 온도가 상승한 미립자를 기화기 또는 흡기관을 통해 엔진내로 공기와 함께 불어넣어 엔진의 출력을 증강시키기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래에 생산되고 있는 자동차의 경우 등판시 엔진내에 투입되는 공기의 양이 연료의 양에 비하여 적기에 완전연소가 되지못하고, 그냥 배출되는 경우가 발생될 수 밖에 없었다.
따라서 본 발명은 고주파 발생장치에 의해 미립자가 된 H2O를 공기와 함께 엔진내에 분사시켜 연료의 완전연소에 최대한 접근하고자 한다.
이러한 방법 발명을 토대로 제작된 엔진은 그 효율이 높아 연료비는 절감하되, 엔진출력은 배가 될 수 있는 유용한 발명이다.

Description

물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법{Method t enforce engine power making use of water particles}
본 발명은 에진내에 공기와 함께 미세하게 분사된 H2O의 미립자를 공급하여 엔진의 출력을 증강시키기 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 물을 고주파 발생장치를 이용하여 거의 분자처럼 작은 형태인 H2O의 미립자를 발생시키고, 이 미립자를 가열하여 온도가 상승한 미립자를 기화기 또는 흡기관을 통해 엔진내로 공기와 함께 불어넣어 엔진의 출력을 증강시키기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 현대의 모든 자동차나 운반체에는 그 운동의 동력원으로 주로 엔진을 사용하고 있다.
그런데 이러한 엔진은 엔진내부에 실린더를 구성하고, 그 실린더 내부에서 발생되는 연료의 폭발력을 이용하여 소기의 목적을 달성하기 위한 장치이다.
종래의 이러한 엔진들은 그 출력을 증강시키기 위해 많은 발전이 이루어 지고 있는데, 특히 실린더 내부에서 발생되는 폭발에 의해 연료의 완전연소를 달성하고자 하는 노력이 가장 보편적이고, 효과적이라 관측되어 이 방향으로 많은 노력이 있어왔다.
여기서 완전연소란 불가능하지만, 완전연소에 가까운 최대의 효율을 얻기 위해 가장 절실히 필요한 것은 연료와 공기와의 적절한 혼합비이다.
현행 실험에 의한 수치로 밝혀진 엔진의 경우, 공기와 연료의 가장 이상적인 혼합비는 연료 1㎏에 공기 14.5㎏ 이 가장 안정된 상태로 나타났다.
즉, 가솔린 1㎏에 대해 중량을 15배 체적으로 약 8500배의 공기가 필요하다.
참고로 현행 가솔린 연소실의 구조상 가솔린 1㎏에 공기가 11~13배 정도 밖에 흡입되지 못하므로 열효율저하, 실린더 온도상승, 윤활유 변질, 흡입온도의 상승, 흡입효율 저하의 원인을 야기한다.
대부분의 엔진의 경우 대부분이 바로 이 O2부족 때문에 최대의 효율을 발휘하지 못한다는 결론이다.
또한 최상의 효율을 위하여 공기과잉율 (0.9-1) 사이에서 최대동력을 얻을 수 있고, 1.1정도에서 최대의 연비효과가 있는 것으로 밝혀졌다.
그럼 종래의 엔진에 있어서, 연료의 연소가 충분하지 못할 경우에는 많은 문제점들이 발생되는데 그중 심각한 몇가지의 예를 들어본다.
첫째, 엔진출력이 미비하여 자동차의 힘이 떨어진다.
이러한 점은 대체로 연료가 충분한 공기를 만나지 못하면, 연소되지 못하는 연료가 있어 자동차의 구동에 아무런 영향을 주지 못하고 버려지는 연료가 발생된다.
둘째, 완전연소가 되지 않아 배기가스로 NOX3, HC, CO등으로 유출되어 인체에 유해한 물질을 배출한다.
본 발명은 고주파 발생장치에 의해 미립자가 된 H2O를 공기와 함께 엔진내에 분사시켜 연료의 완전연소에 최대한 접근하고자 한다.
또한 완전연소를 최대한 접근함에 자동차의 출력을 증강시키고, 매연의 감소를 달성하고자 한다.
도 1은 본 발명의 시스템도
우선 본 발명의 방법에 대해 이해를 돕기 위하여 본 발명의 (1)개발배경과 (2)엔진의 출력에 대해 그동안 실험에 의해 공지된 사항들을 설명한다.
(1)개발배경
본 발명을 하게된 출원인은 안개가 자욱한 도로 주행시 연료가 절감되는 것(실험에 의해 공지된 사실)에 착안하여 엔진내에 미세한 물분자를 공기와 함께 투여 한다면 동일한 효과를 얻을 수 있으리라 가정하고 개발을 시작하였다.
물론 이렇게 엔진내에 투입되는 공기와 연료에 H2O 미립자를 첨가하여 혼합하는 방식은 항공기 엔진에서는 그동안 많이 사용되어 온 방식으로 특히, 이륙시고출력을 요하는 경우에 노킹(불완전 연소)을 방지하고 최대의 출력을 얻어 내기 위해 사용되어 왔다.
(2)엔진의 출력에 대해 그동안 실험에 의해 공지된 사항들
가솔린 엔진의 경우 1g의 연료를 가장 완전연소에 가깝게 연소시키기 위에 필요한 공기는 15g이다.
즉, 공기와 가솔린의 중량비로 15:1, 용적비는 50:1이라고 한다.
물론 이것은 이론적인 공기와 연료의 혼합비이며, 실제로 운전중 엔진이 요구하는 혼합비는 운전상태에 따라 달라진다.
이들의 혼합비를 하기에 도시된 표를 통해 보면, 고속.가속.등판운전시 투입되는 연료의 량이 증가된다고 보면 된다.
운행의 상황 공기와 연료의 혼합비 (공기: 연료)
시동시(자동차의 시동을 켤때) 0.7~1 : 1
무부하(아이들) 8~12 : 1
저속운전(균일하게 저속으로 운행중) 12~14 : 1
경부하 운전(부하가 적은 상태의 운행상황) 15~17 : 1
중부하 운전(등판이나 가속시 부하가 많이 걸리는 경우의 운행상황) 11~13 : 1
각설하고 본 방법의 발명을 설명한다.
엔진내에 불어넣는 공기와 연료 및 H2O 미립자의 적정한 혼합비를 조절하여 엔진의 출력을 높히는 다음의 단계를 포함하는 방법.
제 1단계 : 물통(1)속의 물을 끌어당겨 탱크 속에서 고주파 발생장치에 의해거의 분자처럼 작은 형태의 H2O 미립자를 생성하는 단계
제 2단계 : H2O 미립자 열손실을 방지하며 관을 통해 이송시키며 히팅장치(4)를 이용하여 약 90 ℃ 까지 상승시키는 단계
도 3단계 : 온도가 상승된 H2O 미립자를 기화기 또는 흡기관을 통해 실린더내로 주입시켜 공기, 연료, H2O 미립자가 적정비율로 고루 섞이게 하는 단계
도 4단계 : 3단계에서 고루 섞인 연료가 폭발하여 피스톤의 왕복운동이 되는 단계
이상의 단계에서 가장 특징이 있는 것은 제 3단계에 있다.
자동차가 필요한 출력강도에 따라 실린더 내로 주입되는 H2O 미립자의 량이 자동조절될 수 있다.
상기 본 방법발명의 단계를 개략적으로 서술 하였고, 하기 본 방법 발명의 단계를 서술된 순서에 의해 도시된 도면을 참고로 상세히 설명한다.
제 1단계 : 물통속의 물을 끌어당겨 탱크 속에서 고주파 발생장치에 의해 거의 분자처럼 작은 형태의 H 2 O 미립자를 생성하는 단계
차체내에 구성된 물통(1)속의 물을 끌어당겨 적당량 탱크(2)속에 저장한다.
이때 탱크(2) 내에는 제어기에 의해 제어되는 고주파 발생기가 내제되어 있기에 운행중의 상태에 따라 조절된 고주파를 발생시킨다.
이렇게 고주파가 발생되면 탱크(2)내의 물은 많은 진동이 발생되어 물 분자간의 거리를 넓혀 H2O 미립자를 형성시킨다.
도시된 도 1에서 얇은 일점쇄선으로 블럭처리된 H2O 미립자는 거의 분자의 형태로 미세할 수록 본 발명의 목적에 부합할 수 있다.
제 2단계 : H 2 O 미립자 열손실을 방지하며 관을 통해 이송시키며 히팅장치를 이용하여 약 90 ℃ 까지 상승시키는 단계
제 1단계에서 미립자가 된 H2O는 많은 진동에 의해 미열이 발생되어 약간의 온도가 발생되어 있다.
이때 관을 통해 이 미립자를 이동시키게 되는데, 물분자의 특성상 H2O 미립자들은 서로 결합하려는 성질이 있다.
즉 물 분자의 쌍극자의 성질로 물분자는 서로 결합하여 액체화 되기위해 스스로 작용한다 하겠다.
이를 예방하기 위해 관들은 열손실을 방지하기 위해 단열처리됨이 합당하다.
더불어 미립자간의 거리를 더욱 넓혀 주기 위해 히터(4)를 이용하여 약 90℃가 될때까지 가열시킨다.
여기서 히터(4)는 배기관의 열을 이용할 수도 있고, 별도의 히터(4)를 설치할 수도 있겠다.
도 3단계 : 온도가 상승된 H 2 O 미립자를 기화기 또는 흡기관을 통해 실린더 내로 주입시켜 공기, 연료, H 2 O 미립자가 적정비율로 고루 섞이게 하는 단계
기화기 또는 흡기관을 통해 실린더 내부로 주입되는 고온의 H2O 미립자는 같이 공급된 공기, 연료와 함께 섞이게 된다.
따라서 실린더 내로 분사된 연료 입자에 H2O 미립자가 결합하여 완전연소를 이루게 한다.
즉, 그 이유는 현 엔진(10)내에서 연료가 폭발하기 위해 필요한 02의 양이 있는데, 그동안은 공기의 투입을 실린더내의 진공 상태가 외부의 공기를 빨아들여 필요한 산소를 공급 받아 왔다.
따라서 경사길의 등판시나 고출력이 필요할 경우, 빨려오는 02의 양이 부족하여 완전연소는 불가능 하였다.
이 02의 양이 부족한 이유는 공기중에는 많은 기체들이 포함되어 있는데, 그중 약 80%를 차지하고 있는 기체가 질소이고, 약 20%를 차지하고 있는 것이 바로 산소(02)이기에 빨려온 공기중 약 20% 정도만 연소에 사용되기에 그렇다.
그런데 본 발명의 H2O 미립자는 공기에 비해 단위체적당 많은 산소를 포함하고 있기에 완전연소에 필요한 량 만큼의 산소를 적절하게 공급할 수 있게 된다.
여기서 투입된 물(H2O)에서 수소(H)와 산소(O)가 분해가 되는지에 대해서는 후술되는 배기가스를 검사한 기록들에 의해 확인될 수 있겠다.
또한 이 단계에서 가장 중요한 점은 자동차가 필요한 출력강도에 따라 실린더 내로 주입되는 H2O 미립자의 량이 자동조절될 수 있다.
도시된 도 1에서 처럼 관의 끝단에 자동조절이 가능한 벨브등의 조절수단에 의해 상황에 따라 최적의 혼합비를 이룰 수 있도록 미립자의 량을 조절한다.
도 4단계 : 3단계에서 고루 섞인 연료가 폭발하여 피스톤의 왕복운동이 되는 단계
이 단계에서는 현행 사용되어 온 엔진의 작용과 동일하게 연료, 공기, H2O 미립자가 적당량 혼합된 상태에서 폭발이 이루어 진다.
이 폭발은 완전연소에 가장 가까운 형태의 폭발이기에 엔진 출력을 최대화 시킬 수 있다.
물론 완전연소에 가까운 폭발에 의해 배기되는 배출가스의 량도 현저히 줄며, 그 유해성도 현저히 떨어진다.
그럼 본 출원인의 실험에 의해 본 발명의 방법을 실시한 자동차가 배출하는 배출가스를 분석한 결과를 하기의 표에 기재한다.
이 표를 이혜하기 쉽기 위해 약간의 설명을 가하면, 실험을 위해 본 출원인은 본인의 차량에 본 방법의 발명을 실시한 장치를 장착하기 전에 배기가스를 수차례 검출하여 분석하였다.
또한 본 방법의 발명을 실시한 장치를 장착한 후 배기가스를 수차례 검출하여 분석하였다.
이 여러차례의 검출실험은 다수번 공인된 자동차 검사소에 의뢰하여 실시 되었으나 하기의 표에는 미장착시의 경우 2번, 장착시의 경우 4번의 실험치를 기재해 놓았다.
더불어 하기 표에서 표준시란 현행 자동차 생산시 정부에서 인정된 허용수치를 기재해 놓은 것이다.
CO HC CO2
표 준 1.2% 이하 220 PPM
미 장착시 0.7% 149 PPM 14%
0.5% 192 PPM 13.8%
장착시 0.0% 6 PPM 14.6%
0.0% 1 PPM 14.7%
0.0% 3 PPM 14.8%
0.0% 0 PPM 14.9%
상기의 표에서 보이듯, 장착후 CO와 HC는 배출량이 현저히 떨어졌다.
그러나 배출되는 CO2의 량은 대체적으로 증가하는 추세이다.
이 이유는 연료에 섞인 H2O 미립자에 의해 공급되는 산소의 양이 증가하고, 서로 이온화 되어 배출되는 유해물질인 일산화 탄소(CO)에 산소 이온이 달라붙어 이산화 탄소(CO2)가 되기에 그 양이 증가된다는 가정이 성립된다.
이러한 방법 발명을 토대로 제작된 엔진은 그 효율이 높아 연료비는 절감하되, 엔진출력은 배가 될 수 있는 유용한 발명이다.
또한 연소률이 높기에 배기되는 배기가스에 유해물질이 포함될 가능성을 최소화 시킨 방법이다.

Claims (2)

  1. 엔진내에 불어넣는 공기와 연료 및 H2O 미립자의 적정한 혼합비를 조절하여 엔진의 출력을 높히는 다음의 단계를 포함하는 방법.
    제 1단계 : 물통(1)속의 물을 끌어당겨 탱크 속에서 고주파 발생장치에 의해 거의 분자처럼 작은 형태의 H2O 미립자를 생성하는 단계
    제 2단계 : H2O 미립자 열손실을 방지하며 관을 통해 이송시키며 히팅장치(4)를 이용하여 약 90 ℃ 까지 상승시키는 단계
    도 3단계 : 온도가 상승된 H2O 미립자를 기화기 또는 흡기관을 통해 실린더내로 주입시켜 공기, 연료, H2O 미립자가 적정비율로 고루 섞이게 하는 단계
    도 4단계 : 3단계에서 고루 섞인 연료가 폭발하여 피스톤의 왕복운동이 되는 단계
  2. 제 1항에 있어서,
    제 3단계에서 실린더 내로 주입되는 미립자는,
    자동차가 필요한 출력강도에 H2O 미립자의 량이 자동조절될 수 있는 것에 특징이 있는 H2O 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법
KR1020010021771A 2001-04-23 2001-04-23 물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법 KR20020082027A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010021771A KR20020082027A (ko) 2001-04-23 2001-04-23 물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010021771A KR20020082027A (ko) 2001-04-23 2001-04-23 물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020082027A true KR20020082027A (ko) 2002-10-30

Family

ID=27702170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010021771A KR20020082027A (ko) 2001-04-23 2001-04-23 물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020082027A (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55160151A (en) * 1979-05-31 1980-12-12 Nissan Motor Co Ltd Intake device for internal combustion engine
JPS5780647U (ko) * 1980-11-01 1982-05-18
JPS57180144U (ko) * 1981-05-11 1982-11-15
JPS6166853A (ja) * 1984-09-07 1986-04-05 Nippon Kankyo Denso:Kk キヤブレタ−装置
KR19980027962U (ko) * 1996-11-20 1998-08-05 원백희 자동차용 디이젤 및 가솔린 엔진의 연료 절감 장치
JPH11141404A (ja) * 1997-11-09 1999-05-25 Hirofumi Kimura 内燃機関の公害を削減するために水分を供給する装置
KR200211810Y1 (ko) * 2000-08-14 2001-01-15 박성훈 초음파 물분사 엔진.
KR100318362B1 (ko) * 1998-06-09 2002-04-22 송정헌 내연기관의흡기장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55160151A (en) * 1979-05-31 1980-12-12 Nissan Motor Co Ltd Intake device for internal combustion engine
JPS5780647U (ko) * 1980-11-01 1982-05-18
JPS57180144U (ko) * 1981-05-11 1982-11-15
JPS6166853A (ja) * 1984-09-07 1986-04-05 Nippon Kankyo Denso:Kk キヤブレタ−装置
KR19980027962U (ko) * 1996-11-20 1998-08-05 원백희 자동차용 디이젤 및 가솔린 엔진의 연료 절감 장치
JPH11141404A (ja) * 1997-11-09 1999-05-25 Hirofumi Kimura 内燃機関の公害を削減するために水分を供給する装置
KR100318362B1 (ko) * 1998-06-09 2002-04-22 송정헌 내연기관의흡기장치
KR200211810Y1 (ko) * 2000-08-14 2001-01-15 박성훈 초음파 물분사 엔진.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5178119A (en) Combustion process and fuel supply system for engines
KR101063175B1 (ko) 내연 기관으로부터 질소산화물의 방출물을 저감시키는 배기가스 재순환 방법 및 장치
CN103161585B (zh) 点火可变的汽柴油双燃料动力发动机、系统及其控制方法
CN1046569C (zh) 内燃机
CN104081021B (zh) 在旋转柴油发动机中的燃料反应性分层
US4004413A (en) Combustible mixture supply system
CN102251897A (zh) 内燃机多燃料预混合燃烧系统
CN103748334A (zh) 内燃式两冲程发动机、运转内燃式两冲程发动机的方法以及转换两冲程发动机的方法
CN1084838C (zh) 减少柴油机燃料中有毒废物的装置
US6912977B2 (en) Hydrogen assisted combustion
CN109736936A (zh) 可控压升率的零氮烃类燃料点燃式转子机及其控制方法
CN1082664A (zh) 内燃机
CN109681318A (zh) 以氧气为氧化剂的烃类燃料点燃式零氮转子机及其控制方法
CN1768194A (zh) 用于涡轮增压器的燃烧装置
KR20020082027A (ko) 물 미립자를 이용하여 엔진의 출력을 증강시키는 방법
CN106536889A (zh) 燃烧方法
KR200413137Y1 (ko) 자동차 엔진의 공기 공급장치
JP2747988B2 (ja) 内燃機関の燃焼制御方法及び装置
CN107701299A (zh) 一种驱动车辆发动机启动或/和运行的方法及发动机
CN100371581C (zh) 一种加氧式内燃机
JP2001355472A (ja) 燃焼装置および内燃機関
CN107664071A (zh) 一种废气再循环控制系统及汽车
RU2416726C1 (ru) Роторный двигатель
SU1138049A3 (ru) Способ работы двигател внутреннего сгорани и двигатель внутреннего сгорани
CN100376769C (zh) 一种液体燃料均质压燃燃烧方式的混合气形成方法与装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application