KR200210546Y1 - 엔진 보조연료용 알콜 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 압축공기에 의한 기포를 이용해 알콜을 증기화하여 엔진의 흡기 다기관에 공급하여 줌으로서, 주원료인 가솔린이나 디젤의 완전 연소를 촉진시켜 수 있도록 하는 엔진 보조연료용 알콜 공급장치에 관한 것으로,

압축 공기가 수용되어 있는 에어탱크와; 알콜이 수용되는 알콜 저장탱크와; 알콜 저장탱크를 하부의 알콜 저장실과 상부의 증기 포집실로 구획하며, 알콜증기 유통공이 형성되어 있는 기액 차단판과; 일 단부는 에어 탱크와 연결되며, 타 단부는 알콜 저장실의 하부에 배치되는 압축공기 공급관과; 일단부는 증기 포집실에 연결되고 타 단부는 엔진의 흡기 다기관에 연결되는 알콜증기 공급관;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진 보조연료용 알콜 공급장치{Alcohol Supplying Device for Auxiliary Fuel of Engine}

본 고안은, 알콜을 보조 연료로 혼합하여 사용하는 엔진에 사용되는 알콜 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 압축공기에 의한 기포를 이용해 알콜을 증기화하여 엔진의 흡기 다기관에 공급하여 줌으로서, 주원료인 가솔린이나 디젤의 완전 연소를 촉진시켜 수 있도록 하는 엔진 보조연료용 알콜 공급장치에 관한 것이다.

가솔린이나 디젤 엔진은 연소실 내에서 연료와 공기의 혼합물을 점화 또는 압축 착화시켜 폭발시킴으로서 동력을 얻게되는 것으로, 현재 대부분의 차량에 적용되고 있다.

그러나, 상기 종래 엔진은, 가솔린이나 경유의 특성상 짧은 폭발행정 중에 연료가 완벽하게 연소되지 못하고 불완전 연소되어 대기중으로 방출되기 쉬웠으며, 이는 곧 대기 오염 및 에너지 손실의 주 원인이 되어 왔다.

따라서, 이를 개선하고자 알콜과 같은 인화성이 높은 연료를 차량의 주 연료 또는 보조 연료로 사용하고자 하는 시도가 있어 왔으나, 그 효과가 미비하여 아직까지 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

알콜을 보조 연료로 사용하는 엔진의 경우, 일반적으로 연료 탱크에 가솔린과 알콜을 일정 비율로 혼합하여 주입하는 방식이 가장 간단하고 기존의 엔진을 그대로 사용할 수 있어 가장 선호되어 왔으나, 알콜은 가솔린이나 경유에 비해 인화성은 높으나 기화 잠열이 크기 때문에 양 연료를 단순히 혼합하여 공급해서는 연료의 완전 연소라는 소기의 목적을 달성하기 어려웠으며, 또한 연료 주입시 양자를 적정한 비율로 일정하게 주입하기가 곤란하였고, 차량이 정지해 있는 경우에는 비중의 차이로 인해 가솔린이 알콜 위에 분리되어 있게 되어 초기 시동이 곤란하다는 문제점에 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 증기상태의 알콜을 흡기 다기관에 공급하여 흡입공기와 혼합되어 연소실에 공급되게 함으로서 연소 촉진 작용을 극대화 시킬 수 있는 엔진 보조 연료용 알콜 공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 엔진을 크게 개조하지 않고 기존 엔진에 간단히 부착하여 사용함으로서, 현재 운행되고 있는 차량에 손쉽게 적용되어 대기 오염 방지 및 에너지 절감에 획기적으로 기여할 수 있는 엔진 보조연료용 알콜 공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 엔진 보조연료용 알콜 공급장치의 구성을 설명하기 위한 블럭도.

도 2는 본 고안에 따른 엔진 보조연료용 알콜 공급장치의 일부 절개 사시도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연료 저장 탱크 11 : 기액 차단판

13 : 알콜 저장실 14 : 증기 포집실

20 : 에어 탱크 21 : 압축 공기 공급관

31 : 알콜증기 공급관 12 : 요동 방지판

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 엔진 보조연료용 알콜 공급장치는, 압축 공기가 수용되어 있는 에어탱크와; 알콜이 수용되는 알콜 저장탱크와; 알콜 저장탱크를 하부의 알콜 저장실과 상부의 증기 포집실로 구획하며, 알콜증기 유통공이 형성되어 있는 기액 차단판과; 일 단부는 에어 탱크와 연결되며, 타 단부는 알콜 저장실의 하부에 배치되는 압축공기 공급관과; 일단부는 증기 포집실에 연결되고 타 단부는 엔진의 흡기 다기관에 연결되는 알콜증기 공급관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 바, 알콜 저장실 하부로부터 방출되는 압축공기의 기포가 액상의 알콜을 통과한 후 증기 포집실로 방출될 때의 팽창 작용에 의해 알콜의 기화가 촉진되며, 이와 같이 형성된 알콜증기는 압축공기 공급에 따른 알콜 저장탱크 내부의 높은 압력과 흡기 다기관 내부 유동 공기와의 압력차에 의해 별도의 동력 없이 흡기 다기관에 공급되어 연소실 내로 주입되게 되므로, 기존의 엔진에 간단한 구성을 부가하는 것만으로 증기 상태의 알콜이 연소실에 부가적으로 공급되어 연료의 불완전 연소를 확실하게 방지하여 주게 된다.

알콜 저장실에는, 복수개의 연료 유동공이 형성되어 있는 요동 방지판을 설치하여 줌으로서 차량 운행에 따른 알콜의 요동을 방지하여 주는 것이 바람직하다.

알콜 저장실의 하부에 배치되는 상기 압축공기 공급관의 단부에는 다공질의 기포발생구를 설치하여 줌으로서 기포 발생량을 증가시키는 것이 바람직하며, 그에 따라 알콜의 증기화를 더욱 촉진시킬 수 있게 된다.

알콜은 인화성이 높으므로, 차량 사고시 폭발 가능성을 미연에 방지하기 위해, 알콜 저장탱크는 내통과 외통으로 구성하여 그 내부에 단열재를 배치하는 것이 바람직 하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 고안에 따른 엔진 보조 연료용 알콜 공급장치의 구성을 설명하기 위한 블럭도를 도 2는 알콜 공급장치의 주요부를 일부 절개하여 도시한 사시도를 나타낸다.

도1에 도시되어 있는 바와같이, 주연료탱크(41)에 저장되어 있는 연료는, 연료 공급펌프(42)에 의해 일정 압력으로 가압되어 연료 분사펌프로(43)로 공급되며, 연료 분사펌프는 연료 공급펌프로 부터 공급받은 연료를 고압으로 압축하여 엔진 본체(47)의 상부에 설치되어 있는 인젝터(45)를 통해 분사 순서에 따라 실린더(미도시) 내부로 분사되며, 실린더의 상부에 형성되어 있는 연소실에는 상기와 같이 연료가 분사됨과 동시에, 흡기 다기관 및 흡기 밸브를 통해 공기가 공급되어 폭발행정이 수행됨은 종래와 같다.

본 고안에 따른 알콜 공급장치는, 흡기 다기관을 통해 연소실에 공급되는 공기중에 증기상태의 알콜을 공급하여 줌으로서 연소실내에서 연소되는 연료의 연소효율을 향상시켜 주는 것으로, 고압 공기가 수용되어 있는 에어탱크(41)와, 알콜이 수용되는 알콜 저장탱크(10)와, 에어 탱크 내부의 압축공기를 알콜 저장탱크의 하부 즉 액상 알콜 내부에 공급해서 기포를 발생시키기 위한 압축 공기 공급관(21)과, 알콜 저장탱크에서 발생된 알콜 증기를 압축 공기와 함께 흡기 다기관의 공기 통로상에 공급 시켜 주는 알콜증기 공급관(31)으로 구성된다.

알콜 저장탱크(10)의 내부 공간은, 기액 차단판(11)에 의해 상하 두개의 공간으로 구획되는 바, 하부 공간은 알콜 저장실(13)로서, 액체상태의 알콜이 저장되며, 상부 공간은 알콜 저장실의 액상 알콜로부터 기화되는 기체상태의 알콜이 압축 공기와 함께 고압으로 포집되는 증기 포집실(14)을 형성하게 되어, 액상 알콜이 기상 알콜과 섞여 흡기 다기관(46)으로 공급되는 것이 방지된다.

상기한 바와 같이, 기액 차단판(11)은 알콜 저장실과 증기 포집실을 구획하여 격리시키는 역할을 하지만, 양 공간의 일부를 연통시키는 알콜증기 유통공(21a)이 형성되어 있어 알콜저장실부터 발생되는 알콜증기가 증기 포집실에 모일 수 있도록 되어 있다. 알콜증기 유통공(21a)은, 도시된 바와 같이, 기액 차단판의 일측에 원형으로 한개 또는 여러개 설치할 수도 있으며, 장방형으로 길게 형성할 수도 있다.

알콜 저장실(13)에 저장되어 있는 액상의 알콜은 차량이 운행함에 따라 요동하게 되므로, 이를 방지하기 위해 연료 유통공(11a)이 다수 형성되어 있는 요동 방지판(12)이 알콜 저장실의 내부에 설치된다.

에어탱크(41)는 컴프레서에 의해 고압으로 압축된 공기가 저장되는 곳으로, 화물 트럭이나 버스의 경우에는 별도로 설치할 필요 없이 기 설치되어 있는 에어 탱크를 사용한다.

에어탱크에 저장되어 있는 고압의 공기는 압축공기 공급관(21)을 통해 알콜 저장실(13)의 하부로 공급되는 바, 압축공기 공급관(21)의 일 단부는 알콜 저장 탱크(10)를 관통하여 알콜 저장실(13)의 하부까지 연장되게 설치되며, 그 단부에는 다공질의 기포발생구(23)가 결합되어 있어 기포 발생을 촉진시키게 되며, 알콜증기가 에어 탱크로 역류되지 않도록 체크 밸브(22)가 설치되어 있고, 엔진의 상태에 따라 압축 공기의 공급량을 조절하기 위해 ECU(Engine Control Unit)에 의해 그 개도가 조절되는 제어밸브(24)가 설치된다.

한편, 증기 포집실(14)에 포집되어 있는 알콜증기 및 공기는 알콜증기 공급관(31)을 통해 흡기 다기관(46)으로 공급되는 바, 알콜증기 공급관(31)의 일 단부는 흡기 다기관을 관통하여 그 내부까지 연장 설치되고, 그 타단은 체크 밸브(32)를 매개로 증기 포집실(14)과 연통되게 설치 된다. 각 실린더에 분배되는 알콜이 어느 한 실린더에 편중되지 않도록 알콜증기 공급관(31)은 흡기 다기관(47)의 분기점 이전 중앙부에 설치하는 것이 바람직하다.

알콜은 인화성이 높으므로, 차량 사고시 폭발 가능성을 미연에 방지하기 위해 알콜 저장탱크(10)는 스테인레스와 같은 내부식성 재질로 내통(10a)과 외통(10b)을 구성하여, 그 사이에 유리섬유나 석면과 같은 단열재를 배치하는 것이 바람직 하다.

미설명 부호 15는 알콜을 주입하기 위한 주입캡을 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 엔진 보조연료용 알콜 공급장치는, 고압 공기에 의한 기포를 이용해 알콜을 증기화하여 엔진의 흡기 다기관에 공급하여 줌으로서, 주원료인 가솔린이나 디젤의 완전 연소를 촉진시킬 수 있으며, 그에 따라 연료의 불완전 연소에 따른 공해 물질의 배출을 최소화하여 대기 오염을 방지할 수 있게 되며, 보조 연료로 사용되는 알콜증기는 주 연료에 비해 아주 미량이 사용되더라도 연소효율을 크게 향상시키게 되므로, 차량의 연비를 향상시켜 에너지를 크게 절감시킬 수 있게 된다.

또한, 간단한 구조이며, 엔진을 크게 변경하지 않고도 기존의 차량에 쉽게 장착하여 사용할 수 있으므로, 이제까지 실용화되지 못했던 알콜보조연료 차량을 현실적으로 가능하게 하여 준다는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축 공기가 수용되어 있는 에어탱크와;

   알콜이 수용되는 알콜 저장탱크와;

   상기 알콜 저장탱크를 하부의 알콜 저장실과 상부의 증기 포집실로 구획하며, 알콜증기 유통공이 형성되어 있는 기액 차단판과;

   일 단부는 상기 에어 탱크와 연결되며, 타 단부는 상기 알콜 저장실의 하부에 배치되는 압축공기 공급관과;

   일단부는 상기 증기 포집실에 연결되고 타 단부는 엔진의 흡기 다기관에 연결되는 알콜증기 공급관;을 구비하는 것을 특징으로 하는 엔진 보조연료용 알콜 공급장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 알콜 저장실은, 복수개의 연료 유동공이 형성되어 있는 요동 방지판에 의해 복수개의 구획으로 구분되는 것을 특징으로 하는 엔진 보조연료용 알콜 공급장치.
3. 제 1 항에 있어서, 알콜 저장실의 하부에 배치되는 상기 압축공기 공급관의 단부에는 다공질의 기포발생구가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 엔진 보조연료 용 알콜 공급장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 알콜 저장탱크는 내통과 외통으로 구성되어 그 사이에 단열재가 배치되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 엔진 보조연료용 알콜 공급장치.