KR200233266Y1 - 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치에 관한 것으로, 내부에 산소 또는 물이 충진된 탱크(2)와; 연료파이프(1) 내에 설치되고 공기관(3)에 의해 상기 탱크(2)에 연결설치되어 엔진측으로 공급되는 연료에 산소 또는 물을 공급하는 미세노즐(4)과; 미세노즐(4)과 탱크(2) 사이의 공기관(3) 상에 연결설치되어 역류되는 연료는 차단되고 탱크(2) 측의 기체가 미세노즐(4)로 공급될시 오픈되는 역류방지밸브(5)와; 역류방지밸브(5)와 탱크(2) 사이의 공기관(3) 상에 설치되어 탱크(2) 측의 물을 미세노즐(4) 측으로 압송시키는 압송장치(6)와; 압송장치(6) 및 탱크(2) 사이의 공기관(3) 상에 설치되어 탱크(2) 측의 물을 미세노즐(4) 측으로 강제공급하는 모터(7)로 이루어진 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치를 구비하였다.

그러므로, 연료가 연료파이프(1)를 통과할때 본 고안 미세노즐(4)에 의해 연료속으로 적당량의 산소 또는 물이 유입되고, 연료가 분사노즐에 도달하기 전에 유입된 산소나 물이 연료와 충분히 혼합되어 분사노즐을 통해 연소실내로 분사된며, 가솔린기관의 경우 연료를 산소와 혼합시켜 분사하면 분무연료를 미립화시큼과 동시에 분무중심의 산소부족을 해소하여 연소효율을 높여서 배출가스를 상당수준 저감시킬 수 있을 뿐 아니라, 80㎞/h 이상고속주행시 연료유입량은 많은데 비해 상대적으로 산소 유입이 적은 경우에 특히 완전 연소효과를 기대할 수 있으며, 디젤기관이나 산업용 버너의 경우는 경유 등 연소가 잘 되지 않는 저급유를 사용하므로써불완전 연소로인한 매연이나 배출가스를 많이 배출하는데, 기존의 이러한 연료에 전술한 기술을 이용하여 물이 연료파이프 속으로 적당량 유입되게 하면 연소기관의 디젤기관은 플런저 속에서 압축되면서 한번더 연료와 물이 골고루 섞여서 고압분사되므로 연소실에서 효과적으로 연소될 수 있는 물 에멀션(emulsion) 연료를 용이하게 만들 수 있다.

Description

연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치{oxygen and water supply device for combustion engine}

본 고안은 산소 및 물공급장치에 관한 것으로, 특히 연소기관이나 버너등 연소기관에 물 또는 산소를 공급하여 효과적인 연소를 도모하기 위한 장치에 관한 것이다.

내연기관 연소시 노즐에서 분사되는 분무 중심에는 언제나 산소가 부족하게 되어 불완전연소의 원인이 되는데, 여기에 산소를 공급하여 이상적인 연소를 도모할 수 있고, 디젤기관이나 버너에 주로 사용되는 점도가 높고 연소가 잘 되지 않는 경유나 이소옥탄 등은 기존 기술로는 불완전연소가 많아서 다량의 유해가스가 발생되는데, 이런 연료(경우나 이소옥탄 등)에 물을 섞어서 디젤기관이나 버너로 공급하면 물 에멀션(emulsion) 연료를 효과적으로 만들어서 연소시키므로 NOx나 매연을 상단 수준 저감시킬 수 있다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 연료에 산소 또는 물 에멀션(emulsion) 연료를 적절히 공급할 수 있고, 연소기관에 산소 및 물을 효과적으로 공급할 수 있도록 한 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치는, 연소기관으로 공급되는 연료에 산소 및 물을 공급하기 위한 장치에 있어서, 내부에 산소 또는 물이 충진된 탱크와; 연료파이프 내에 설치되고 공기관에 의해 상기 탱크에 연결설치되어 엔진측으로 공급되는 연료에 산소 또는 물을 공급하는 미세노즐과; 미세노즐과 탱크 사이의 공기관 상에 연결설치되어 탱크 측의 기체가 미세노즐로 공급될시 오픈되는 역류방지밸브와; 역류방지밸브와 탱크 사이의 공기관 상에 설치되어 탱크 측의 물을 미세노즐 측으로 압송시키는 압송장치와; 압송장치 및 탱크 사이의 공기관 상에 설치되어 탱크 측의 물을 미세노즐 측으로강제공급하는 모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 연료가 연료파이프를 통과할때 본 고안 미세노즐에 의해 연료속으로 적당량의 산소 또는 물이 유입되고, 연료가 분사노즐에 도달하기 전에 유입된 산소나 물이 연료와 충분히 혼합되어 분사노즐을 통해 연소실내로 분사된며, 가솔린기관의 경우 연료를 산소와 혼합시켜 분사하면 분무연료를 미립화시큼과 동시에 분무중심의 산소부족을 해소하여 연소효율을 높여서 배출가스를 상당수준 저감시킬 수 있을 뿐 아니라, 80㎞/h 이상고속주행시 연료유입량은 많은데 비해 상대적으로 산소 유입이 적은 경우에 특히 환전 연소효과를 기대할 수 있다.

또한 디젤기관이나 산업용 버너의 경우는 경유 등 연소가 잘 되지 않는 저급유를 사용하므로써 불완전 연소로인한 매연이나 배출가스를 많이 배출하는데, 기존의 이러한 연료에 전술한 기술을 이용하여 물이 연료파이프 속으로 적당량 유입되게 하면 연소기관의 디젤기관은 플런저 속에서 압축되면서 한번더 연료와 물이 골고루 섞여서 고압분사되므로 연소실에서 효과적으로 연소될 수 있는 물 에멀션(emulsion) 연료를 용이하게 만들 수 있다.

도1은 본 고안 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치의 일실시예를 보이는 개략적 측면도

도2는 역류방지밸브를 보이는 부분 확대 단면도

도3은 공기관의 착탈구조를 보이는 개략적 부분 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 ; 연료파이프 2 ; 탱크

3 ; 공기관 4 ; 미세노즐

5 ; 역류방지밸브 6 ; 압송장치

7 ; 모터 8 ; 니플

본 고안의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도1은 본 고안 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치의 일실시예를 보이는 개략적 측면도이고, 도2는 역류방지밸브를 보이는 부분 확대 단면도이며, 도3은 공기관에 설치된 니플(8)을 보이는 개략적 부분 단면도로써, 연소기관에는엔진측으로 연료를 공급하도록 연료파이프(1)가 설치되어 있다.

이 연료파이프(1)에는 공기관(3)에 의해 탱크(2)가 연결되어 있는바, 이 탱크(2)에는 산소가 충진되거나 물이 충진되어 있어 필요에 따라 적정량을 연료파이프(1)에 공급하게 된다.

이 연료파이프(1) 내에는 탱크(2)로부터 공급된 산소나 물이 분사되도록 미세노즐(4)이 설치되어 있으며, 미세노즐(4)과 탱크(2) 사이의 공기관(3)에는 역류방지밸브(5)가 설치되어서 탱크(2) 측의 산소 또는 물이 미세노즐(4) 측으로 공급될시 오픈되며 연료파이프(1) 내의 연료가 탱크(2)로 역류되는 것을 차단하게 된다.

그리고 역류방지밸브(5)와 탱크(2) 사이의 공기관(3)에는 압송장치(6)가 설치되어 있어 탱크(2) 내의 물을 미세노즐(4) 측으로 강제 압송시키게 되고, 압송장치(6) 일측의 공기관(3)는 모터(7)가 설치되어 있어 물이 미세노즐(4) 측으로 원활히 이송되도록 한다.

한편 탱크(2) 일측의 공기관(3)에는 니플(8)이 설치되어 있어 필요에 따라 공기관(3)을 분리할 수 있도록 되어 있으며, 따라서 탱크(2)를 공기관(3)에 연결 및 분리할 수 있다.

이러한 구성의 본 고안 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치는, 연료탱크 내의 연료가 연료파이프(1)를 지나 엔진측으로 공급되면 압송장치(6) 및 모터(7)가 구동되어 탱크(2) 내의 산소 또는물으 미세노즐(4)측으로 강제 공급하게 된다.

미세노즐(4)측으로 공급된 산소 또는 물은 미세하게 분사되면서 연료와 혼합되고 이러한 상태에서 엔진에 공급된다.

산소가 전혀 존재하지 않는 탄화물인 연료가 공기속의 산소를 만나면 격렬하게 산소를 빨아들여서 분화가 촉진되므로 부피가 급격히 팽창되고 흡입력에 비례해서 동일한 압력하에서 연료량의 변화없이도 유체의 속력은 2배이상 증가한다.

이렇게 부피가 순간적으로 커지면 연료는 연료분자의 공간에너지가 확대되며 산소를 함유한 상태로 연소실에 도달하여 이상적인 연소를 실현할 수 있다.

한편 탱크(2) 내에 산소 대신에 물을 저장하고 연소기관의 구동시 연료에 물을 혼합시킬 수 있는데, 물이 연료파이프(1) 속으로 공급되면 물과 연료가 섞이면서 물 에멀션(emulsion) 연료가 되어 노즐을 통해 연소실 내로 분사되면 연소실의 고열에 의해 물 입자가 부풀어 터지면서 미세 폭발을 일으켜서 효과적인 연소를 도모할 수 있다.

여기서 탱크(2) 내의 산소 또는 물은 연료파이프(1)를 지나는 연료에 의해 미세노즐(4) 단부에 흡입력이 발생되지 않으므로 탱크(2) 내의 산소나 물을 효과적으로 흡입할 수 없다.

따라서, 공기관(3)에 연결설치된 압송장치(6) 및 모터(7)가 탱크(2)내의 산소 또는 물을 확실하게 흡입하여서 미세노즐(4)측으로 공급하므로, 산소 또는 물의 공급을 원활히 하게 된다.

이와 같이 압송장치(6) 및 모터(7)에 의해 강제 공급되는 산소 또는 물은 역류방지밸브(5)를 오픈시킨 후 미세노즐(4)로 공급되지만, 연료의 공급이 중단되면압송장치(6) 및 모터(7)의 구동이 정지되어 역류방지밸브(5)가 닫히도록 조성한다.

따라서 연소기관이 구동되지 않을시 역류방지밸브(5)는 유출되는 연료의 압력으로 닫히게 되며, 이에 따라 연료파이프(1) 내의 연료가 공기관(3)으로 역류되는 것을 방지시키게 된다.

도3과 같이 탱크(2)에 근접한 공기관(3)에 니플(8)을 설치한다면 공기관(3)으로부터 탱크(2)를 용이하게 착탈시킬 수 있게 되며, 이에 따라 산소가 충진된 탱크와 물이 충진된 탱크 중, 필요한 탱크로 용도에 따라 교체할 수 있게 된다.

여기서, 내연기관의 경우 가솔린과 디젤기관으로 나누어지는데, 가솔린기관용으로는 산소 탱크를 장착하여서 산소(또는 공기)가 유입되게 하고, 디젤기관은 물공급을 위한 물 탱크를 장착하여서 물이 유입되게 할수 있도록 하며, 산업용 버너의 경우도 물 에멀션 연료를 공급하기 위한 목적으로 물을 공급할 수 있는 물 탱크를 적용한다.

가솔린 기관의 경우에는 정지상태(공회전 상태)에서는 연료파이프(1) 내에 부하가 많이 발생되어 내압이 높아지므로 상대적으로 많은 압력으로 공기를 압송되며, 주행중에는 유속이 빨라져서 저항이 줄어들면 연료파이프(1) 내압이 상대적으로 낮아지기 때문에 연료파이프(1) 내부압력에 비례하여 압축되는 공기압도 자동 조절되도록 별도의 센서를 부착하여 연료파이프(1) 내의 미세노즐(4)에 가해지는 압력에 따라 압송장치(6)가 조절되어 동작되도록 구성할 수도 있다.

따라서 가솔린 연료속으로 공기(또는 산소)가 유입되면 연료가 격렬하게 산소를 빨아들여 부피가 급격히 팽창하면서 가속도가 붙어 미세노즐(4)로 분사되므로미세분무를 유도함과 동시에 분무 중심의 산소 부족을 해소하여 완전 연소를 유도할 수 있다.

그리고 디젤기관이나 버너의 경우는 상기 가솔린 기관과 마찬가지 방식으로 적용하지만 마지막에 부착된 물탱크의 물을 모터(7)가 강제로 이송시켜서 압송장치(6)로 밀어 넣어서 연료파이프(1) 속으로 물을 공급하여 물 에멀션 연료(액전 연료)를 용이하게 만들어서 연소실 내로 고압분사할 수 있는데, 플런저와 연료 필터 사이에 본 장치를 설치하여 물이 공급되면 연료파이프(1) 내에서 1차로 물과 연료가 섞이고, 플런저 내에서 압축되어 분사되는 과정에서 2차로 물과 연료가 골고루 섞여서 분사되어 연소되므로 이상적인 액전연료를 얻을 수 있게 된다.

이상에서와 같은 본 고안에 따른 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치에 의하면, 연료가 연료파이프(1)를 통과할때 본 고안 미세노즐(4)에 의해 연료속으로 적당량의 산소 또는 물이 유입되고, 연료가 분사노즐에 도달하기 전에 유입된 산소나 물이 연료와 충분히 혼합되어 분사노즐을 통해 연소실내로 분사된며, 가솔린기관의 경우 연료를 산소와 혼합시켜 분사하면 분무연료를 미립화시큼과 동시에 분무중심의 산소부족을 해소하여 연소효율을 높여서 배출가스를 상당수준 저감시킬 수 있을 뿐 아니라, 80㎞/h 이상고속주행시 연료유입량은 많은데 비해 상대적으로 산소 유입이 적은 경우에 특히 환전 연소효과를 기대할 수 있으며, 디젤기관이나 산업용 버너의 경우는 경유 등 연소가 잘 되지 않는 저급유를 사용하므로써 불완전 연소로인한 매연이나 배출가스를 많이 배출하는데, 기존의 이러한 연료에전술한 기술을 이용하여 물이 연료파이프 속으로 적당량 유입되게 하면 연소기관의 디젤기관은 플런저 속에서 압축되면서 한번더 연료와 물이 골고루 섞여서 고압분사되므로 연소실에서 효과적으로 연소될 수 있는 물 에멀션(emulsion) 연료를 용이하게 만들 수 있다.

Claims (2)

1. 연소기관으로 공급되는 연료에 산소 및 물을 공급하기 위한 장치에 있어서,

   내부에 산소 또는 물이 충진된 탱크(2)와;

   연료파이프(1) 내에 설치되고 공기관(3)에 의해 상기 탱크(2)에 연결설치되어 엔진측으로 공급되는 연료에 산소 또는 물을 공급하는 미세노즐(4)과;

   상기 미세노즐(4)과 탱크(2) 사이의 공기관(3) 상에 연결설치되어 탱크(2) 측의 기체가 미세노즐(4)로 공급될시 오픈되는 역류방지밸브(5)와;

   상기 역류방지밸브(5)와 탱크(2) 사이의 공기관(3) 상에 설치되어 탱크(2) 측의 물을 미세노즐(4) 측으로 압송시키는 압송장치(6)와;

   상기 압송장치(6) 및 탱크(2) 사이의 공기관(3) 상에 설치되어 탱크(2) 측의 물을 미세노즐(4) 측으로 강제공급하는 모터(7)로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공기관(3)으로부터 탱크(2)를 선택적으로 분리할 수 있도록 모터(7)와 탱크(2) 사이의 공기관(3)에, 니플(8)이 구비되는 것을 특징으로 하는 연소기관용 연료파이프의 산소 및 물공급장치.