KR200203351Y1 - 자동차 엔진에 산소를 공급하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치에 관한 것으로서, 내연기관을 가동하기 위해서는 필수적으로 연료와 산소가 공급되어야 하므로 그 중에 공기중에서 산소만을 분리하여 엔진에 공급하는 산소공급장치를 얻기 위한 것인 바,

산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재와, 상기 충진재를 충진한 충진재케이스와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 압력배출밸브와, 압력감지센서로 구성된 본체부와, 상기 본체부에 공기를 공급하도록 장착한 콤프레셔와, 상기 본체부에서 걸러진 산소를 흡기매니폴드에 공급되도록 장착된 파이프를 포함하여 구성함으로써,

자동차의 흡기매니폴드에 양질의 산소를 공급하여 엔진내에 불연소화 되어 배기가스에서 발생된 유해가스 발생을 줄이는 효과가 있다. 또한, 양질의 산소를 공급함으로 자동차의 연비를 대폭적으로 줄이는 뛰어난 효과가 있으므로 자동차 산업상 매우 유용한 고안인 것이다.

Description

자동차엔진에 산소를 공급하는 장치 {Device for supplying oxygen to automotive engine}

본 고안은 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내연기관을 가동하기 위해서는 필수적으로 연료와 산소가 공급되어야 하므로 그 중에 공기중에서 산소만을 분리하여 엔진에 공급하는 산소공급장치에 관한 것이다.

먼저, 현재 사용되고 있는 자동차엔진의 작동상태를 간단히 설명하면; 자동차의 엔진은 4기통일 경우 도 1에 도시된 바와 같이 4개의 실린더(23,24,25,26)를 갖춘 실린더블록(27)과, 상기 실린더(23,24,25,26)내에서 흡입-압축-폭발-배기의 각 행정에 따라 상하운동을 하는 다수개의 피스톤(19,20,21,22)과, 외부로부터 유입된 공기를 저장하는 서지탱크(2)와, 흡입행정시에 상기 흡기매니폴드 (서지탱크) (2)의 외부공기를 실린더(23,24,25,26)에 공급하도록 상기 서지탱크(2)와 실린더 (23,24,25,26)의 흡기밸브(11,12,13,14)를 연결하는 흡기매니폴드(2)와, 배기행정시에 실린더(23,24,25,26)내부의 연소가스를 외부로 배출하도록 상기 실린더 (23,24,25,26)의 배기밸브(15,16,17,18)에 연결된 배기매니폴드(10-1) 등으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 엔진의 작동을 설명하면, 에어크리너(1)에서 정화된 외부공기는 서지탱크(2)로부터 연료와 혼합되어 각 실린더(23,24,25,26)의 흡기밸브(11,12,13,14)로 유입된 후 압축되고 폭발되어 배기밸브(15,16,17,18)를 통하여 외부로 배출되는데, 4기통일 경우 4개의 실린더(23,24,25,26)가 작동되는 순서는 제1 실린더(23)-제3 실린더(25)-제4 실린더(26)-제2 실린더(24)의 순이고, 그에 따라 흡기밸브(11,12,13,14)가 열리는 순서도 제1 흡기밸브(11)-제3 흡기밸브 (13)-제4 흡기밸브(14)-제2 흡기밸브(12)의 순으로 작동되도록 자동차의 내연기관이 작동된다.

그러나, 이러한 종래의 흡기매니폴드(2)에 공기를 공급하는 장치는 피스톤이 상하방향으로 운동하면서 공기를 흡입하여 사용되고 있으나, 흡입되는 공기의 질이 지역과 계절에 따라 다르므로 양질의 산소를 얻기에는 불필요한 문제점이 있었다.

또한, 엔진 내부에서 혼합된 연료와 공기가 점화하여 동력을 얻고 있으나, 불연소되어 외부에 유해한 배기가스가 배출되어 대기환경오염에 치명적인 원인이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은 공기중에서 양질의 산소를 분리하여 자동차엔진의 흡기매니폴드에 산소를 공급하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 자동차엔진에 적정량의 산소를 공급하여 불연소되지 않도록 하여 대기오염방지를 위한 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 제오라이트(Zeolite) 충진(재)층을 거친 산소는 엔진부의 흡기매니폴드에 공급하고 통과하지 못한 질소를 배기매니폴드에 공급하도록 구성한 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 4기통 엔진을 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 본 고안의 바람직한 일실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 도시한 상태도,

도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치의 제1여과부가 작동되는 상태도,

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치의 제2여과부가 작동되는 상태도,

도 5는 본 고안을 자동차에 장착한 상태를 도시한 평면도,

도 6은 본 고안의 자동차의 실내에 공급되는 상태를 도시한 평면도,

도 7은 본 고안의 또 다른 실시예는 배기매니폴드에 질소를 공급하는 상태를 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 흡기매니폴드

11, 12, 13, 14 : 제1, 제2, 제3 및 제4 흡기밸브

23, 24, 25, 26 : 제1, 제2, 제3 및 제4 실린더

10 : 충진제 20 : 케이스

30, 30-1 : 전자밴트밸브 40 : 압력센서

50 : 제1전환밸브 60 : 제2전환밸브

70 ; 제1여과부 80 : 제2여과부

90 : 유로 관 100 : 본체부

110 : 콤프레셔 120 : 제어부

130 : 제어밸브

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 공기중에 산소만 투과시키고 질소를 걸러내는 제오라이트(Zeolite) 충진재(층)를 사용하여 산소를 자동차엔진에 공급하여 효율적인 연소가 일어나므로 연비가 작아지고, 배기가스배출을 줄여 달성하였다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예인 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 4기통 엔진을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 본 고안의 바람직한 일실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 도시한 상태도이고, 도 3은 본 고안의 바람직한 일실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치의 제1여과부가 작동되는 상태도이고, 도 4는 본 고안의 바람직한 실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치의 제2여과부가 작동되는 상태도이고, 도 5는 본 고안을 자동차에 장착한 상태를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 고안의 자동차의 실내에 공급되는 상태를 도시한 평면도이고, 도 7은 본 고안의 또 다른 실시예는 배기매니폴드에 질소를 공급하는 상태를 도시한 평면도이다.

먼저, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예인 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치는 산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재(10)와, 상기 충진재를 충진한 충진재케이스(20)와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 전자밴트밸브(30)와, 압력감지센서(40)로 구성된 본체부(100)와, 상기 본체부에 공기를 공급하도록 장착한 콤프레셔(110)와, 상기 본체부에서 걸러진 산소를 흡기매니폴드(2)에 공급되도록 장착된 유로 관(90-1)을 포함하여 구성된다.

상기 본 고안은 승용차의 후방 트렁크, 화물차의 적재함 등 필요한 공간에 설치가 가능하므로 본 고안의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 승용차에 장착한 것을 예로 설명한다.

먼저, 도 3 내지 도 5에 도시한 본 고안은 상기 본체부에 장착되는 제1,2 여과부(70,80)가 장착된 구조를 설명한다.

상기 본체부(100)는 그 본체부를 제1여과부(70)와 제2여과부(80)로 구성하고, 상기 제1여과부(70)에는 산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재(10)와, 상기 충진재를 충진한 충진재케이스(20)와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 전자밴트밸브(30)와, 압력감지센서(40)를 구성하고, 상기 제2여과부(80)는 산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재(10)와, 상기 충진재를 충진한 충진재케이스(20-1)와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 전자밴트밸브(30-1)와, 압력감지센서(40-1)를 구성하고, 상기 제1여과부(70)와 제2여과부(80)의 공기 공급관에 유로를 선택하도록 제1전환밸브(50)와, 상기 제1여과부와 제2여과부를 거쳐 발생된 산소를 엔진에 선택공급 되도록 장착된 제2전환밸브(60)로 구성하고, 상기 제1,2여과부에 공기를 공급하도록 콤프레셔(110)를 장착하고, 상기 유로를 선택하도록 장착된 제1,2전환밸브(50,60)와, 압력감지센서(40)와, 전자밴트밸브(40,40-1)와, 콤프레셔(110)의 작동을 제어 및 감지하여 제어하는 제어부(120)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 콤프레셔(110)에서 공기를 생성 압축하여 일정한 압력(세팅한 압력)으로 본체부(110)에 공급하도록 자동차의 후방트렁크에 장착하고 전원은 발전기에서 공급받도록 구성하였다.

다음에, 상기 콤프레셔에서 공기를 공급받아 공기 공급관에 공급되며 제어부 (120)에 의해서 선택된 제1전환밸브(50)가 제1여과부(70)에 공급하고 제2여과부 (80)는 차단하도록 밸브가 구성된다.

상기 제1여과부(70)에 공급된 공기는 미세한 구멍이 형성된 중간막을 통해 제오라이트 충진재(10)를 거치면서 공기중의 질소는 통과하지 못하고 산소만이 제오라이트 충진재를 통과함으로써, 양질의 산소가 출구쪽으로 토출되어 흡기매니폴드 (2)로 공급된다.

한편, 상기와 같이 토출된 산소를 자동차엔진의 흡기매니폴드(2)에 연결된 파이프를 통하여 공급된다. 이때 흡기매니폴드(2)에 적정량의 산소가 공급되도록 산소공급 제어밸브(130)가 장착되어 자동차의 엔진제어부(ECU)에서 산소 공급량을 제어하도록 장착된다. 또한 엑셀레이터에 의해 변화되는 드로틀밸브의 열림에 따라 산소의 공급량이 조절되도록 제어밸브(130)가 장착되고 그 또한 엔진제어부(ECU)에서 제어 하도록 구성하였다.

상기의 엔진제어부(ECU)에서 제어하는 기술은 기존의 엔진제어부에서 조절이 가능하므로 더 이상 기술하지 않았다.

다음. 제1여과부에서 여과후에 발생된 이 물질인 질소 등은 일정시간 후에 축적이 많아지므로 제1여과부(70) 내의 압력이 증가하게 되면, 여과의 효율이 떨어지는 현상이 발생하므로 그러한 현상이 발생되므로 압력센서에서 압력을 감지하여 전자밴트밸브(30)를 열어 이 물질을 배출하도록 한다. 이때 전환밸브는 제1여과부 (70)로 공급되는 관을 막고 제2여과부(80)로 공급되도록 유로를 연결한다.

한편, 제2여과부(80)에 유로가 형성되어 상기와 같이 여과한다. 상기의 출구부에 형성된 제2전환밸브(80)도 사용되는 여과부에 따라 전환밸브가 작동한다.

이에 상기 제어부(120)는 감지센서에서 압력을 감지하여 기입력된 제어치가 되면 제1,2전환밸브(50,60)를 작동하여 유로를 형성하여 양질의 산소를 끊임없이 공급되도록 하였다.

본 고안의 다른 실시예의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치를 작게 제작하여 엔진과 연계하여 콤프레셔를 구동하기 위하여 벨트로 연결하도록 장착하거나, 발전기에 전력을 얻어 콤프레셔를 구동하는 모터에 연결하여 사용이 가능하다. 또한, 상기 산소공급장치를 자동차의 모델에 따라 전방본네트 또는 후방트렁크부에 장착이 가능하다.

도 6에 본 고안의 또 다른 바람직한 실시예인 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치는 흡기매니폴드(2)에 산소를 공급하고 남은 산소는 실내의 흡기부에 연결하여 실내에 괘적한 산소를 공급하고 실내흡기밸브(130-1)는 자동차의 내의 실내흡기계통에 연결하여 제어하도록 구성된다.

도 7은 본 고안의 또 다른 실시예로 상기 제오라이트 충진층에서 걸러진 질소를 배출하는 전자밴트밸브(3)와 연결된 질소 공급관(90-2)을 통해 배기매니폴드 (10-1)에 연결 질소를 공급하도록 구성하였다.

예컨대, 상기 본 고안의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치는 공기 중에 산소를 추출하여 그 양질의 산소를 공급하는 장치로 현재의 승용차 뿐만 아니라, 승합차에 사용이 가능하므로 내연기관의 가솔린엔진, 디젤엔진 등에 장착하여 사용이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치는 자동차의 흡기매니폴드에 양질의 산소를 공급하여 엔진내에 불연소화 되어 배기가스에서 발생된 유해가스 발생을 줄이는 효과가 있다. 또한, 양질의 산소를 공급함으로 자동차의 연비를 대폭적으로 줄이는 뛰어난 효과가 있으므로 자동차 산업상 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (4)

1. 산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재(층)(10)와, 상기 충진재를 충진한 충진재케이스(20)와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 전자밴트밸브 (30)와, 압력감지센서(40)로 구성된 본체부(100)와,

   상기 본체부(100)에 공기를 공급하도록 장착한 콤프레셔(110)와, 상기 본체부에서 걸러진 산소를 흡기매니폴드(2)에 공급되도록 장착된 유로 관(90-1)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 본체부(100)는 그 본체부를 제1여과부(70)와 제2여과부(80)로 구성되고,

   상기 제1여과부(70)에는 산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재(10)와, 상기 충진재를 충진한 충진재 케이스(20)와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 전자밴트밸브(30)와, 압력감지센서(40)를 구성되고,

   상기 제2여과부(80)는 산소만을 통과시키고 질소는 걸러주는 제오라이트 충진재(10)와, 상기 충진재를 충진한 충진재케이스(20-1)와, 상기 충진재의 입구부에 설치된 전자밴트밸브(30-1)와, 압력감지센서(40-1)를 구성되고,

   상기 제1여과부(70)와 제2여과부(80)의 공기 공급관에 유로를 선택하도록 제1전환밸브(50)와, 상기 제1여과부와 제2여과부를 거쳐 발생된 산소를 유로관(90-1)을 통해 엔진의 흡기매니폴드(2)에 선택공급 되도록 장착된 제2전환밸브 (60)로 구성하고, 상기 제오라이트 충진재에서 걸러진 질소를 배출시키는 전자밴트밸브 (30,30-1)와 연결된 공급관(90-2)을 통해 배기매니폴드(10-1)에 공급되도록 구성되고,

   상기 제1,2여과부에 공기를 공급하도록 콤프레셔(110)를 장착하고,

   상기 유로를 선택하도록 장착된 제1,2전환밸브(50,60)와, 압력감지센서(40)와, 전자밴트밸브(30,30-1)와, 콤프레셔(110)의 작동을 제어 및 감지하여 제어하는 제어부(120)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흡기매니폴드(2)에 산소를 공급하도록 연결된 유로 관(90-1)은 그 일정한 지점에 산소공급량을 조절하도록 제어밸브(130)를 장착함을 특징으로 하는 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 산소공급장치는 자동차의 전방본네트 또는 후방 트렁크부에 장착함을 특징으로 하는 자동차엔진에 산소를 공급하는 장치.