KR200254641Y1 - 연료절감장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다수개의 필터를 사용하여 엔진에 공급되는 연료를 연소하기 쉬운 상태로 변환시키는 연료절감장치에 관한 것으로 , 연료필터와 인젝션 사이에 장착되는 연료절감장치에 있어서, 케이싱내에 좌우 대칭적으로 망필터, 촉매필터를 장착하고, 가운데 규산염, 산화알루미늄, 산화철을 소성 성형한 규산염 필터를 밀폐 내장되게 구성한 후, 상기 연료필터의 출력단에 상기 케이싱의 연료공급노즐이 서로 연이어 통하게 연결하고, 상기 케이싱의 연료배출노즐은 인젝션에 연이어 통하게 한 것이다.

Description

연료절감장치{Apparatus for reducing fuel consumption}

본 고안은 연료필터와 엔진 사이에 장착되어 연료를 연소하기 쉬운 상태로 변환시키는 연료절감장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 케이싱내에 다수개의 필터를 내장하여 이 필터를 통하는 동안 공급되는 연료가 활성화되도록 함으로써 각종 엔진에 사용되는 연료를 연소하기 쉬운 상태로 변환시키는 연료절감장치에 관한 것이다.

현재 자동자 제작사에서는 배기가스 규제 때문에 완성차량에 후처리방식 세라믹이나 금속단체에 PT(pelatium), PD(palladium), Rh(rhodium)등의 귀금속과 도금 (wash coat)물질을 도포하여 자동차 배기가스에서 나오는 HC와 CO의 성분은 산화시키고 , NOx 는 환원시켜 무해한 가스인 CO2, NOx 로 변환시키는 노력을 경주하고 있다.

그 예로서 일본특개소62-121855(1987.6.3)에 기술된 연료절감장치의 경우에는 오일탱크의 연료배출구에 자석으로 감싸여진 케이싱이 부착되고, 상기 케이싱의 오일통로로 연료를 송입하여 자석의 반발자장으로 연료를 미립화하였다. 그러나 1000∼4000 가우스 정도의 일반 영구자석을 이용하여 연료를 미립화하는 것은 엔진에서 연료의 연소 효과를 크게 개선하지 못하며 연료의 흐름이 간섭되는 단점이 있어 현재 산업적으로 이용되고 있지 않다.

또한 일본 특개평 3-31568호(1991.2.12)에는 연료탱크의 외부에 별도의 음전자 발생장치를 장착하여 연료와 함께 음전자를 엔진에 공급하므로서 연료의 연소 효율을 높이는 것이 기술되어 있다. 그러나 이와 같이 별도의 음전자 발생장치를 설치하기 위해서는 연료탱크를 값비싼 절연재료로 설정해야 하며 연료의 흐름이 간섭되는 단점이 있다.

그리고 일본특개평5-157220호(1993.6.22)에 기술된 연료절감장치는 일반 영구자석과 원적외선 방사 섬유필터를 이용하여 연료를 활성화하는 것이나, 위에서설명한 바와 같이 일반 영구자석을 이용할 경우 연료의 활성화 효과가 크지 않으며, 여기에 사용된 원적외선 방사 섬유필터는 연료를 활성화시키기 위한 것이 아니라 연료의 불순물을 섬유에 흡착시키기 위한 것이다.

또한 일본 특개평6-346805호(1994.12.20)에 기술된 연료절감장치는 양단이 밀폐된 중공통 내부에 세라믹과 자석이 교대로 배치되고, 중공통과 세라믹 사이의 공간부와 중공통과 자석의 공간부 사이로 연료가 흘러갈 때 세라믹의 원적외선이 연료를 연소하기 쉬운 상태로 변환시킨다. 그러나, 이와 같은 구성은 엔진 작동 초반에만 연료가 엔진으로 정상적으로 공급되고, 작동시간이 경과하면 공간부가 막히게 되는 현상이 발생하여 현재 산업적으로 이용되지 않고 있다. 그리고, 원적외선 세라믹은 그 종류가 다양하고 원적외선 방출량이 각기 다르다고 알려져 있으나, 일본 특허 특개평6-346805호에는 원적외선 세라믹에 대한 구체적인 내용이 설명되어 있지 않기 때문에 원료의 활성화 작용 및 효과에 의문이 있다.

실용신안등록출원 제93-9459호(1993.6.2)의 연료가스 기화촉진장치는 연료탱크의 연료 유입구에 세라믹 볼을 내장시켜 연료탱크 내에서 연료를 기화하기 쉬운 분자구조로 변환시킨다. 그러나, 여기에 사용된 자석은 일반 영구자석으로 자장의 세기가 약하여 세라믹의 원적외선을 충분히 유도하지 못하고, 본체부에 의해 세라믹볼, 전자파볼 및 다이오드가 커버되어 세라믹볼 및 전자파볼의 원적외선 및 전자파가 본체부를 통과하여 연료로 전달되기 때문에 연료로 전달되는 원적외선 및 전자파의 세기가 약한 단점이 있다.

특허출원 제 95-29057호(1995.9.5)는 연료촉매 변환기가 연료탱크내에 장착되어 연료를 활성화시킨다. 그러나, 이것은 급유 파이프 부근에 위치한 연료촉매 변환기에 의해 연료가 활성화되는 것으로 활성화된 연료가 활성화되지 않은 연료와 혼합하는 수단이 없어 연료촉매 변환기 부근의 연료만이 활성화되며 , 엔진으로 공급되는 연료가 활성화되는 것을 보장하지 못한다.

따라서, 본 고안의 목적은 연료 흐름을 간섭하는 종래의 단점을 극복하기 위해 연료필터에서 여과된 연료가 엔진으로 공급되기 전에 충분히 활성화시켜 연소하기 쉬운 상태가 되도록 연료절감장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 연료절감장치의 일례는,

연료필터와 인젝션 사이에 장착되는 연료절감장치에 있어서, 케이싱내에 좌우 대칭적으로 망필터, 촉매필터를 장착하고, 가운데 규산염, 산화알루미늄, 산화철을 소성 성형한 규산염 필터를 밀폐 내장되게 구성한 후, 상기 연료필터의 출력단에 상기 케이싱의 입력단이 서로 연이어 통하게 연결하고, 상기 케이싱의 출력단이 인젝션에 연이어 통하게 구성시켜 달성될 수 있다.

상기 상기 규산염 필터는 규산염, 산화알루미늄, 산화철을 7:2:1의 비율로 혼합가공 성형한 후 1차로 500-700도에서 2차로 1000-1200도로 가열처리하여 만든 것을 특징으로 하고, 상기 규산염필터는 광열파에서 나오는 파장이 7-20 ㎛인 것을 특징으로 하고 있다.

도 1은 본 고안의 연료절감장치의 장착위치를 나타낸 블럭도,

도 2는 본 고안에 따른 연료절감장치를 도시한 분해 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 연료절감장치의 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1 : 연료탱크 2 : 인젝션

3 : 연료필터 4 : 연료절감장치

5 : 케이싱 6 : 연료공급노즐

7 : 연료배출노즐 11, 12 : 망필터

13, 14 : 촉매필터 15 : 규산염필터

이하 이를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 연료절감장치의 장착위치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 고안에 따른 연료절감장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 연료절감 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 연료절감장치는 엔진부 앞에 장착되어 투입되는 연료의 활성화 에너지를 상승시켜 같은 량의 연료로서 고효률을 얻게 하여 연료의 절감을 기할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 고안의 연료절감장치 (4)는 연료필터 (3)와 엔진과 연결되는 인젝션 (2) 사이에 장착된다.

또한 도 2와 같이 연료절감장치 (4)는 케이싱 (5)내에 순차적으로 망필터 (11), 촉매필터 (13), 규산염필터 (15), 촉매필터 (14), 망필터 (12)의 순으로 결합되고, 상기 케이싱 (5)은 나사 (7)를 통하여 나사맞춤되어 있다.

망필터 (11),(12)는 연료에 포함된 불순물을 여과하는 작용을 하고, 촉매필터 (13),(14)는 일반적인 연료절감장치에서 사용되고 있는 필터와 동일한 필터로서 백금이 도금된 필터로서 연료의 활성화시 촉매로 역할을 한다.

특히, 본 고안은 이와 같은 망필터 (11),(12) 및 촉매필터 (13),(14)사이에 규산염필터 (15)를 장착시켜 연료의 통과시 연료가 활성화될 수 있도록 하고 있다.

이 규산염 필터 (15)는 규산염, 산화알루미늄, 산화철을 7:2:1의 비율로 혼합가공 성형한 후 1차로 500-700도에서 가열처리하여 대기에서 방치 후 2차로 1000-1200도로 가열처리하여 만든다.

이와 같은 규산염필터 (15)는 7-20 ㎛인 파장의 광열파를 발산하게된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 연료절감장치는 다음과 같이 작동한다.

연료필터 (3)쪽에 연결된 일측의 연료공급노즐 (6)을 통해 케이싱(3)으로 유입되면, 먼저 망필터 (11),(12)에 의하여 불순물을 제거시킨 연료가 촉매필터 (13),(14)을 통하여 유도된 후 규산염필터 (15)을 통할 때 규산염필터에서 발생하는 광열파가 연료의 내부까지 깊게 침투하게 되어 연료가 활성화 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 활성화된 연료분자들은 광열파에서 나오는 7-20 ㎛인 파장이 열전달을 하는 동시에 공진, 공명운동을 일으켜 엔진내부에 카본이 쌓이지 않게 하므로 엔진의 소음과 진동을 방지할 수 있게된다.

여기서 공진, 공명운동이라 함은 진동계에 가해지는 주기적인 진동수가 고유 진동수에 가까워지면서 진폭이 급격하게 증가되는 현상을 말하고, 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 연료절감필터 (4)는 광 에너지를 발산하기 때문에 각종 유기물질 분자에 진동을 가하고, 특히 7 - 20㎛ 파장대의 진동 에너지를 가지므로 이 영역의 에너지 (원 적외선)를 흡수하게 된다.

따라서 흡수된 에너지는 열 에너지화 되어 작용하게 되므로 공급되는 연료를 활성화 상태 (고에너지화)로 유지하게 된다.

특히 원적외선 방사체는 용도에 입각하여 재료의 선정, 배합, 소성방법, 등이 중요한 역할을 하는 것으로 본 고안에서는 규산염 광물 (silicate)에서 추출한 규산염 합성체를 사용하고 있으며, 이 원적외선 방사체는 열에너지를 전자파로 변환시키는 기능을 가지게 된다.

규산염필터 (15)는 전이원소 산화물(MnO2 , Co3O4 , Fe2O3, CuO )등을 가압성형하여 고온으로 1차 및 2차로 소결시켜 원적외선 방사율이 우수하고 내열 및 내구성이 양호한 특징을 가진다.

이와 같이 활성화된 연료를 공급할 때에 촉매필터 (13),(14)는 이때 백금으로 도금되어 있어 촉매역할도 겸하므로 더욱 연료의 활성화 시간을 단축하게된다.

이와 같이 촉매필터 (13),(14)에 의하여 활성화 시간을 단축함과 동시에 연료절감필터 (4)를 통과하여 연료에 활성화 시켜 공급하고, 케이싱내 빠른 유속에 의하여 통과한 연료는 소용돌이치며 연료입자가 잘게 부서져 흡입관 중앙과 내부에 골고루 일정하게 흐르게 된다.

이와 같이 활성화된 연료가 와류 되어 실린더 내부에 유입되므로 실린더 내부에 고도로 미세화된 연료 입자가 유입되므로 연소과정에서 종래 보다 폭발력이 증대되고, 연소효율이 증가함으로, 공해방지에 기여도가 클뿐 아니라 연비 또한 절감되는 것으로 다음의 효과를 기대할 수가 있다.

1 엔진 출력 증강

2 가속성능 향상 (최고속도 10km/h 증가)

3 엔진소음, 진동감소(방음장치로는 근본적인 엔진소음 감소는 불가)

4 매연 현저히 감소

5 연비 향상(20 - 30%)

6 반영구적인 효과 ( 15년 )

이와 같이 본 고안에 따른 연료절감장치는 연료의 흐름이 간섭되지 않으며, 연료가 활성화되어 연소되기 쉬운 상태로 변함으로서 연료의 소비를 줄일 수 있으며, 공해물질의 배출을 줄일 수 있는 효과가 있다.

위의 설명한 본 고안에 따른 연료절감장치의 실시예는 본 고안의 사상을 설명하기 위한 것으로서, 본 고안은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않는다. 이 분야에 기술을 가진 자라면, 위에서 설명한 실시예외에도 여러 가지 형태로 변형할 수 있을 것이며, 첨부한 실용신안등록청구범위에 벗어남 없이 본 고안에 따른 연료절감장치를 변형할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 연료필터와 인젝션 사이에 장착되는 연료절감장치에 있어서,

   케이싱 (5)내에 좌우 대칭적으로 망필터 (11),(12), 촉매필터 (13),(14)를 장착하고, 가운데 규산염 (SiO2), 산화알루미늄 (Al2O3), 산화철 (Fe2O3)을 소성 성형한 규산염 필터 (15)를 밀폐 내장되게 구성한 후, 상기 연료필터 (3)의 출력단에 상기 케이싱 (5)의 연료공급노즐 (6)이 서로 연이어 통하게 연결하고, 상기 케이싱 (5)의 연료배출노즐 (7)은 인젝션 (2)에 연이어 통하게 구성시킨 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 규산염 필터 (15)는 규산염, 산화알루미늄, 산화철을 7:2:1의 비율로 혼합가공 성형한 후 1차로 500-700도에서 2차로 1000-1200도로 가열처리하여 만든 것을 특징으로 하는 연료절감장치.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 규산염필터 (15)는 광열파에서 나오는 파장이 7-20 ㎛인 것을 특징으로 하는 연료절감장치.