KR200265482Y1 - 내연기관의 연료절감장치 - Google Patents

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KR200265482Y1 KR2020010034636U KR20010034636U KR200265482Y1 KR 200265482 Y1 KR200265482 Y1 KR 200265482Y1 KR 2020010034636 U KR2020010034636 U KR 2020010034636U KR 20010034636 U KR20010034636 U KR 20010034636U KR 200265482 Y1 KR200265482 Y1 KR 200265482Y1
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폴 노벌
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김정민
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Abstract

본 고안은 석유계 탄화수소류를 연료로 이용하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과 원통내부에 압입결속된 절연원통이 구비된 본체와, 상기 본체에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치와, 상기 본체에 내삽되어 외부전원으로 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치와, 상기 본체에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것이다.
이에 의해, 내연기관의 카브레이터와 실린더 사이에 삽입되어 실린더에 흡입되는 공기혼합연료를 연소효율이 높은 연료상태로 가공시켜 내연기관의 실린더 내부에서 완전연소에 가까운 연소가 일어나도록 함으로써 소모되는 연료를 절감시키는 이점이 있다.
또한 완전연소에 의하여 일산화탄소나 탄화수소등의 유해가스의 발생을 감소시키는 이점이 있다.

Description

내연기관의 연료절감장치{Fuel saving device for internal combustion engine}
본 고안은 석유계 탄화수소류를 연료로 이용하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고, 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과, 원통내부에 압입결속된 절연원통이 구비된 본체와, 상기 본체에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치와, 상기 본체에 내삽되어 외부전원으로 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치와, 상기 본체에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치에 관한 것이다.
일반적으로 소형 차량이나 발전기등에 적용되고 가솔린을 연료로 이용하는 점화폭발방식의 가솔린엔진은 카브레이터 장치 또는 전자식 연료분사장치를 엔진의 연료공급방식으로 채용하고 있으며, 중·대형 차량이나 발전기 또는 선박등에 적용되고 경유를 연료로 이용하는 압축착화 폭발방식의 디젤엔진은 기계식 또는 전자식 연료분사장치를 엔진의 연료공급방식으로 채용하고 있다.
그러나 이들 연료공급장치들은 연료를 연소효율이 높은 기체상태로 공급하기 보다는 액체상태로 공급하며 연소에 필요한 공기의 혼합이 제대로 이루어지지 않아 연소효율이 낮고 불완전연소의 원인이 된다.
예를들어, 가솔린은 끓는점이 약 섭씨 30도에서 220도 사이에서 증류된 수백가지의 탄화수소물질과 세척제, 거품방지제, 부동액등의 여러가지 첨가제들의 혼합상태로 상기 연료공급장치들에 의해 실린더 내부에 주입되어 점화되는 데, 연료 속의 모든물질들이 실린더 내부에서 동시에 연소되지 않고 엔진의 배기구를 통해 배기통으로 나가면서 계속적으로 연소된다.
따라서 실질적으로 피스톤의 운동에너지로 전환되는 연료의 효율은 전체 연료의 약 30%에 불과한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기위하여 근래에는 가솔린엔진이나 디젤엔진을 개조하여 연소효율이 높은 기체상태의 액화석유가스나 천연가스를 연료로 이용하는 기술이 개발되어 상용화되고 있으며, 다종의 연료를 한 엔진에 이용하는 기술 또한 개발되어 상용화되고 있다.
종래에 상기 문제점을 해소하는 기술방식을 예로들면 자기력을 지닌 금속류를 연료공급호스에 장착하거나, 금속촉매제를 연료공급호스에 장착하는 것, 공기와 연료의 혼합을 돕는 장치를 공기 및 연료의 흡입구에 장착시키는 것, 배기 산소량이나 엔진의 회전수 또는 아이들 상태를 감지하여 전자식으로 연료분사장치를 조절하는 것등이 있다.
그러나 상기 방식을 이용하여도 연료절감에 있어서 괄목할만한 성과가 나타나지 않아 계속적인 개선의 여지가 남는 문제점이 있다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 내연기관의 실린더 내부에서 연료의 연소효율을 높이기 위하여, 공기와 혼합된 연료의 상태를 변화시키는 내연기관의 연료절감장치를 제공하는데 목적이 있다.
즉, 긴 탄화수소고리의 연료상태가 연소효율이 높은 이온화되고 분해된 짧은 탄화수소고리의 연료상태로 변화되도록 유도시키는 내연기관의 연료절감장치를 제공하는데 목적이 있다.
도1은 본 고안에 따른 내연기관의 연료절감장치의 블럭도와 모식도
도2는 본 고안에 따른 내연기관의 연료절감장치의 분해사시도
도3은 본 고안의 내부결합구조가 도시된 종단면도
도4는 본 고안의 이온발생장치가 구성된 부분의 횡단면도
도5는 본 고안의 전기접속상태가 도시된 종단면도와 등가회로도
*도면의 주요부분에 관한 부호의 설명*
40 : 직류전원공급장치 50 : 고압직류 전원공급장치
100 : 금속촉매장치 200 : 발열장치
220 : 발열디스크 210 : 고정디스크환
211 : 고정용통공 215 : 디스크고정나사
230 : 지지디스크환 251 : 전극통공
300 : 이온발생장치 310 : 전자발생부
320 : 절연관 400 : 본체
430 : 절연원통
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고, 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과, 원통내부에 압입결속된 절연원통이 구비된 본체와, 상기 본체에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치와, 상기 본체에 내삽되어 외부전원으로 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치와, 상기 본체에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감 장치를 기술적 요지로 한다.
또한 상기 본체에 통공을 형성하고 상기 통공을 통하여 본체내부로 삽입되며 절연관이 외삽되어 본체와는 절연이 유지되는 니들과, 상기 니들에는 음극이 인가되고 상기 본체에는 양극이 인가되며 상기 양극은 접지되도록 결선시켜 고압의 직류를 인가시키는 전원공급장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치로 되는 것이 바람직 하다.
그리고 상기 발열장치는 복수갯수로 상기 본체의 내부에 적층되며, 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 벌집형통공 구조체의 발열디스크와, 상기 발열디스크의 양단에 삽입되어 상기 발열디스크를 지지시키는 환형구조의 도체로써 환체의 내주면 중간부에 환형돌설된 지지체가 상기 발열디스크 외주변을 지지시키고 상기 발열디스크 양단의 환체 상호간은 접촉되지 않으며 상기 환체에는 2개의 전극통공과 다수개의 고정용 통공이 형성되고 상기 환체의 외주면에서는 상기 전극통공중 1개와 관통연결되고 암나사가 형성된 전극접속용 통공이 형성된 고정디스크환과, 상기 고정디스크환과 발열디스크의 적층구조의 일측단부에 위치되는 환형구조체로 환체에 암나사로 된 결합통공이 형성된 지지디스크환과, 절연파이프에 내삽되고 외주면에 수나사산이 형성된 봉으로써, 일측단부는 상기 고정디스크환의 고정용통공들을 통과하여 상기 지지디스크환 결합통공의 암나사와 체결되고, 타측단부에는 절연와셔와 스프링이 외삽되고 너트에 의해 조임결합되어 상기 고정디스크환과 발열디스크에 결합력을 제공시키는 디스크 고정나사와, 도체전선으로써, 상기 고정디스크환들의 일측 전극통공으로 내삽되며 전극접속용 통공에 체결되는 나사에 의하여 고정디스크환들과 교번하여 결합되고 결합되지 않는 고정디스크환들에는 전극통공에 절연튜브를 내삽시켜 절연되는 양전극과, 상기 고정디스크환들의 타측 전극통공에 내삽되어 상기 고정디스크환들중 양전극이 접속되지 않은 고정디스크환들과 교번하여 접속되고 접속튜브에 의하여 양전극과 접속된 고정디스크환들과는 절연되는 음전극으로 된 전기접속수단과, 상기 전기접속수단에 직류를 공급하는 직류전원공급장치로 구성되어, 상기 전기접속수단을 통하여 각 발열디스크의 양단에 위치된 고정디스크로 전원을 인가시켜 상기 발열디스크를 발열시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치로 되는 것이 바람직 하다.
또한 상기 금속촉매장치는 루쓰니움(Ru), 로디움(Rh), 팰라디움(Pd), 오쓰미움(Os), 플라티늄(Pt)의 개별 금속 또는 이들의 합금으로 도금처리된 금속을 망사형 또는 미세한 통기구조의 벌집형 스펀지 디스크로 구성되어 상기 본체에 내삽되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치로 되는 것이 바람직 하다.
이하 도면과 함께 본 고안의 상세한 설명을 하기로 한다.
도1은 본 고안에 따른 내연기관의 연료절감장치의 위치와 작용을 보여주는 블럭도와 모식도이고, 도2는 본 고안의 분해사시도이며, 도3은 본 고안의 내부결합구조가 도시된 종단면도이고 도4는 본 고안의 이온발생장치가 구성된 부분의 횡단면도이며, 도5는 본 고안의 전기접속상태가 도시된 종단면도와 등가회로도이다.
도1에 도시된 바와 같이 본 고안은 내연기관의 실린더(10)와 연료공급장치(20) 사이에 위치되어 연료공급장치(20)에서 공기와 혼합된 연료를 에너지 효율이 높도록 가공시키는 것이다.
도1a는 본 고안의 적용구조를 모식적으로 도시한 모식도이며, 도1b는 본 고안의 위치 및 구성요소를 보여주는 블럭도이다.
도1에서 도시된 바와 같이 본 고안은 크게 이온발생장치(300)와 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)로 구성된다.
상기 이온발생장치(300)는 공기혼합연료에 음전하를 가하는 장치이고, 상기 발열장치(200)는 외부전원에 의해 발열시키는 장치이고, 상기 금속촉매장치(100)는 본 고안의 내부 화학반응속도를 증가시키기 위한 금속촉매를 내삽시키는 장치이다.
도2는 본 고안의 구체적인 구조가 도시된 분해사시도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 고안은 원통형 본체(400) 내측에 상기 이온발생장치(300)와 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)가 수용된다.
상기 본체(400)는 절연성과 내열성이 높은 세라믹이나 특수 플라스틱 재질로 구성될 수도 있으며, 도2와 같이 전도성과 내열성이 높은 금속으로 구성되어 내측에 절연원통(430)을 압입밀착시켜 절연시킨 구조체로도 될 수도 있다.
상기 본체(400)의 내부에는 디스크형 또는 환형구조물인 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)가 내삽되는데 상기 내삽후 결합 및 수용의 편리를 위하여 원통의 단부를 내향플랜지로 형성하고 실린더(10)와 연료공급장치(20)와 결합시키는 결합수단을 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 결합수단은 도면상에 자세히 도시되어 있지 않으나 외주면에 나사산을 형성시켜 나사결합되도록 하는 것이 일반적이다.
또한 본체(400)는 본체(400)와 나사결합되는 뚜껑(420)이 결합되는 구조로 구성되어 내부장치의 수용, 결합이 편리하게 하는 것도 바람직하다.
상기 이온발생장치(300)는 상기 본체에 관통형성된 통공(330, 333)을 통하여 본체내부로 삽입되는 니들형 전자발생부(310)와 상기 전자발생부(310)에 외삽되어 본체(400)와 절연원통(430)의 통공(330,333)에 삽입되며 본체(400)와 전자발생부(310)를 절연시키는 절연관(320)과 상기 전자발생부(310)에 음극이 입력되고 상기 본체(400)와 양극을 연결하여 접지되도록 결선시켜 고압의 직류를 인가시키는 고압직류전원 공급장치(50)로 구성된다.
본 고안의 설명을 위하여 도시된 도2 및 도4에는 상기 이온발생장치(300)의 전자발생부(310)로 니들이 이용되는 것이 도시되어 있으나, 본 고안의 기술적 요지는 이에 한정되는 것은 아니며 공기혼합연료의 통로상에 음전하를 공급시키기 위하여 전자발생부를 디스크형 철망으로 형성시켜 본체에 내삽시키고 전원을 인가하는 것도 바람직 하다.
상기 고압직류전원 공급장치(50)는 차량의 배터리 전원을 변압시켜 사용하는 것이 바람직한데 이에 이용되는 고압직류변압기는 이미 공지된 기술내용으로써 상용화 되고 있으며 본 고안의 요지가 아니므로 생략하기로 한다.
상기 고압직류전원 공급장치(50)의 출력은 5000볼트에서 100,000볼트 정도가 되는 것이 바람직 하다.
본 고안에서는 상기 전자발생부(310)를 니들형으로 구성한 것을 실시예로 설명하기로 하며, 상기 니들형 전자발생부(310)는 산화가 잘 되지 않고 전도성이 높은 재질로 되는 것이 바람직한데, 절연관(320)에 의하여 본체(400)와는 절연된 상태로 본체(400)내부에 삽입되어 공기 혼합연료의 흐름과 직각을 이루도록 설치된다.
상기 이온발생장치(300)에서는 본체(400)의 양극을 접지하고 전자발생부(310)의 음극과 절연시킴으로써, 전자발생부(310)에서 발생되는 전자들이 공기혼합연료들과 결합되도록 유도시킨다.
즉, 이와같은 구성에서 상기 이온발생장치(300)에 고압의 직류전원을 인가시키면 자연방전(번개)과 같은 방전이 생기고 방전현상은 주변공기와 연료를 이온화시키게 된다.
이러한 방전현상에 의한 공기의 이온화는 공기청정기등에 사용되는 음이온발생기와 동일한 원리이다.
다음 상기 발열장치(200)에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
도2 도3에 도시된 바와 같이 상기 발열장치(200)는 발열디스크(220)와 고정디스크환(210)과 지지디스크환(230)과 전기접속수단(250) 및 직류전원공급장치(40)로 구성된다.
상기 발열디스크(220)는 복수갯수로 상기 본체의 내부에 적층되며, 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 벌집형통공 구조체이다.
상기 발열디스크(220)가 벌집형통공 구조체인 이유는 본체의 흡입구쪽에서 들어오는 공기혼합연료가 쉽게 통과되도록 하기 위함이다.
상기 고정디스크환(210)은 본체(400)내에서 상기 발열디스크(220)들의 사이에 삽입되며, 발열디스크(220)의 양단에서 상기 발열디스크(220)를 지지시키는 환형구조의 금속도체이다.
고정디스크환(210)의 환체 내주면에는 중간부에 환형돌설된 지지체(213)가 형성되어 凸형단면구조를 이룬다.
상기 고정디스크환(210)과 상기 발열디스크(220)는 교번적층되는데, 교번적층이란 상기 발열디스크(220)들의 사이사이에 상기 고정디스크환(210)이 삽입되어 적층되는 구조를 의미한다.
상기 발열디스크(220)는 상기 고정디스크환(210)의 내주면에 외주면이 수용되고, 상기 발열디스크(220) 양단의 고정디스크환(210)이 상호 접촉되지 않는 두께를 가지며, 상기 고정디스크환(210)의 환형돌설된 지지체(213)에 외주변이 지지되어 양단의 발열디스크(220) 상호간은 접촉되지 않도록 구성된다.
상기 고정디스크환(210)의 환체에는 2개의 전극통공(251)과 다수개의 고정용 통공(211)이 형성되고 상기 환체의 외주면에서는 상기 전극통공(251)중 1개와 관통된 암나사인 전극접속용 통공(254)이 형성된다.
지지디스크환(230)은 상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 교번적층구조의 일측단부에 위치되는 환형구조체이다.
상기 지지디스크환(230)의 환체에는 상기 고정디스크환의 고정용통공(211)과 연속선상에 암나사(231)가 형성되어 있다.
상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 교번적층구조의 결합은 상기 지지디스크환(230)과 디스크 고정나사(215)에 의하여 이루어진다.
상기 디스크 고정나사(215)는 외주변에 수나사산이 형성된 봉(215-b)의 일측단부가 상기 고정디스크환(210)의 고정용통공(211)들을 통과하여 상기 지지디스크환(230)의 암나사(231)와 체결되고, 상기 고정디스크환(210)에 삽입된 부분은 절연파이프(215-a)를 외삽시켜 고정디스크환(210)과 절연되며, 타측단부에는 상기 고정디스크환(210)과 절연되도록 절연와셔등을 외삽시킨 후 스프링(215-c)과 너트(215-d)를 외삽시킨 것이다.
상기 디스크 고정나사(215)와 지지디스크환에 의하여, 상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 교번적층구조는 조임 결합된다.
상기 스프링(215-c)은 상기 교번적층구조가 발열에 의하여 팽창될 때, 열팽창스트레스를 흡수하면서 일정한 결합력을 제공되게 한다.
상기 고정디스크환(210)들에는 전기접속수단(250)에 의하여 서로 다른 극성을 가지는 전원이 교번하여 인가된다.
상기 전기접속수단(250)은, 상기 고정디스크환(210)의 전극통공(251)으로 삽입되며, 각 전선은 상기 고정디스크환(210)을 관통하면서 고정디스크환(210)과 교번하여 접속된다.
도2와 도5에는 상기 고정디스크환(210)들의 일측 전극통공(251- a)으로 내삽되며 전극접속용 통공(254)에 체결되는 나사(255)에 의하여 고정디스크환(210-a, 210-c)들과 교번하여 결합되고, 결합되지 않는 고정디스크환(210-b, 210-d)들에는 전극통공에 절연튜브(253)를 내삽시켜 절연되는 양전극(250-a)과, 상기 고정디스크환(210)들의 타측 전극통공(251-b)에 내삽되어 상기 고정디스크환들중 양전극이 접속되지 않은 고정디스크환(210-b, 210-d)들과 교번하여 접속되고 접속튜브(253)에 의하여 양전극과 접속된 고정디스크환(210-a, 210-c)들과는 절연되는 음전극(250-b)으로 된 전기접속수단이 구체적으로 도시되어 있다.
도2와 도5에 도시된 바와 같이 상기 전기접속수단(250)과 고정디스크환(210)과의 결합은 상기 고정디스크환(210)의 상기 전극접속용 통공(254)에 나사(255)를 조임결합시킴으로써 이루어진다.
즉, 상기 전기접속수단(250)과 고정디스크환(210)의 결합은 양극이 접속되는 고정디스크환(210-a, 210-c)과, 음극이 접속되는 고정디스크환(210-b, 210-d)으로구분되어 발열디스크를 사이에 두고 각각 교번하여 배치되도록 결합된다.
따라서 상기 전기접속수단(250)에 서로 다른 극성의 직류전원을 인가시키면 상기 고정디스크환(210)은 서로 다른 극성의 전원을 상기 발열디스크(220)의 양단에 인가시키게 된다.
도5는 상기 발열디스크(220)에 인가되는 전기접속수단(250)과 고정디스크환(210)의 결합이 도시된 단면도와 등가회로도이다.
도5에 도시된 바와 같이 상기 발열디스크(220)는 3개의 병렬결합된 저항으로 등가되며 인가전원(40)에 의하여 주울열이 발생된다.
상기 발생되는 주울열의 열량은 발열디스크(220)의 재질에 의하여 결정되는데, 본 고안의 경우에는 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 금속체로 형성된다.
이에따라 발열디스크(220)에서는 자동차용 배터리를 직류전원공급장치(40)로 이용할 경우, 370℃에서 480℃ 사이의 열이 발생된다.
이상의 발열장치(200)를 통과하는 공기혼합연료는 엔진의 실린더에 의하여 본체내에서 저압상태가 되고 빠른 공급속도에 의해 본체내부에서는 폭발하지 않는다.
도5에 도시된 본 실시예에서는 3개의 발열디스크로 구성되는 발열장치가 등가회로와 함께 도시되어 있으나 본 고안의 요지는 실시예의 발열디스크 갯수에 한정되지 않으며, 내연기관의 용량등에 따라 발열디스크 및 고정디스크환의 수는 조정될 수 있다.
다음 상기 금속촉매장치(100)는 루쓰니움(Ru), 로디움(Rh), 팰라디움(Pd), 오쓰미움(Os), 플라티늄(Pt)의 개별 금속 또는 이들의 합금으로 도금처리된 금속을 망사형 또는 미세한 통기구조의 벌집형 스펀지 디스크로 구성시킨 것이다.
상기 금속촉매장치(100)는 상기 본체의 내부에 내삽되는데 본 실시예에서는 상기 발열장치의 고정디스크환(210)과 지지디스크환(230) 사이에 삽입되어 있으나 본 고안의 요지가 이 삽입순서에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 상기 금속촉매장치(100)는 고정디스크환(210)과 같은 외경을 가지는 벌집형 스펀지 디스크로 형성시키고, 디스크면에 고정디스크환(210)의 환체에 형성된 고정용통공(211)과 일직선상에 있는 통공(411)을 형성시켜 상기 디스크 고정용 나사(215)가 관통하여 후단의 지지디스크환(230)과 결합되도록 한다.
상기 금속촉매장치(100)는 통과하는 기체연료가 적어도 섭씨 300도가 되면 촉매작용을 개시하게 되는데 상기 온도는 상기 발열디스크(220)에 의하여 제공되므로 상기 발열장치(200)와 이온발생장치(300)를 통과하는 공기혼합연료들은 상기 금속촉매에 의하여 화학반응이 유도되어 실린더 내로 흡입될 때, 전기화학적 반응효율이 증가하게 된다.
상기 이온발생장치(300)와 발열장치(200)와 금속촉매장치(100)를 본체(400)내에 내삽시키면 지지디스크환(230)이 본체의 내향플랜지부와 전기접속될 수 있으므로, 본체를 내향플랜지된 원통으로 구성할 경우에는 절연디스크환(240)을 본체와 지지디스크환(230) 사이에 삽입시켜 절연시키는 것이 바람직하다.
이상 본 고안에 따른 내연기관의 연료절감장치 구조에 관하여 설명하였다.
이하 본 고안의 기능 및 작용에 관하여 상세한 설명을 하기로 한다.
내연기관의 연료로 사용되는 가솔린이나 경유는 수많은 물질들의 혼합체로써, 모든 화학변화를 다 설명하기는 불가능하므로 본 고안에서 발생되는 대표적인 화학반응에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 이온발생장치는 일종의 자연번개와 같은 현상으로써 엔진의 실린더로 흡입되는 공기혼합연료에 음전자를 가해주어 공기혼합연료를 이온화시키거나 화학반응을 유도시킨다.
특히 이 과정에서 발생되는 오존(O₃)은 산소(O₂)보다 훨씬 산화율이 높기 때문에 연소에 중요한 역활을 하게 된다.
대표적인 화학반응식은 다음과 같다.
O2+ O2+ O2→O3+ O3
O2→(O2)-
CnH2n+2→(CnH2n+2)-
H2O →(H2O)-
상기 발열장치는 일종의 정유과정으로써 긴고리의 탄화수소류의 물질들을 메탄, 에탄, 프로판, 부탄계통의 짧은 고리의 탄화수소류의 물질들로 열분해시킨다.
뿐만 아니라, 일종의 연소 예비과정으로써 상기 탄화수소류는 산화에 의해 알데히드(R-CHO), 알콜(R-OH), 키톤(R-CO-R), 산화탄소(CO), 알킬기(R-)등으로 변화된다.
대표적인 화학반응식은 다음과 같다.
CnH2n+2--------→ 2Cn/2H(2n+2)/2
CnH2n+2--------→ CnH(2+2)-x+ XH
CnH2n+2--------→ Cn-xH(2n+2) -3x+ XCH3
CnH2n+2+ O2---CnH2n+ H2O2
CnH2n+2+ O ----→ CnH2n+1+ OH
상기 금속촉매장치는 본 고안의 내부화학반응의 활성화에너지를 낮추어 주는 역활을 하는데, 특히 플라티늄(Pt)계의 금속촉매제는 선택적으로 물질(특히 수소)을 흡수, 배출하면서 합성되는 물질의 구조를 변경시켜 산화또는 수소화시키는 특징을 가지고 있다.
특히 금속촉매제는 사이크로알케인, 알킨(C = C), 또는 알카인(C ≡C) 계통의 탄화수소류의 반응을 촉진시켜 알케인(C - C) 계 탄화수소류로 변화시킨다.
대표적인 화학식은 다음과 같다.
CnH2n+ H2--→CnH2n+2
HC ≡CH + 2H2→C2H6
CO + O →CO2
따라서 본 고안을 통과하여 엔진의 실린더로 주입되어지는 공기혼합연료는 복합적인 화학반응을 거쳐서 생성되는 산소류(O, O-, O2, O2 -, O3등), 수소류(H, H-, H2), 산화탄소류(CO, CO-, CO2), 산화수소류(OH, OH-등) 및 알콜류(R-OH),그리고 짧은 고리의 탄소류(C, CX) 및 탄화수소류(CHx, C2Hx, C3Hx, C4Hx 등)등의 옥탄가가 높은 복합적인 혼합물질로써 일종의 합성천연가스로 변화되고, 특히 이들 과정에서 생성되는 오존(O3), 수소(H2), 그리고 알콜(R-OH)은 연소의 효율을 높이는 중요한 역할을 한다.
이상 설명한 본 고안에 의하면, 내연기관의 카브레이터와 실린더 사이에 삽입되어 실린더에 흡입되는 공기혼합연료를 연소효율이 높은 연료상태로 가공시켜 내연기관의 실린더 내부에서 완전연소에 가까운 연소가 일어나도록 함으로써 소모되는 연료를 절감시키는 이점이 있다.
또한 완전연소에 의하여 일산화탄소나 탄화수소등의 유해가스의 발생을 감소시키는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 내연기관의 엔진실린더 공기흡입구와 연료공급장치 사이에 삽설되고, 원통형으로 되어 양단에 상기 공기흡입구와 연료공급장치와 결합되는 결합수단과, 원통내부에 압입결속된 절연원통(430)이 구비된 본체(400)와;
    상기 본체(400)에 내삽되어 공기흡입구측에서 흡입되는 연료에 음전하를 가하여 이온화시키는 이온발생장치(300)와;
    상기 본체(400)에 내삽되어 외부전원에 의하여 흡입되는 연료에 열을 가하는 발열장치(200)와;
    상기 본체(400)에 내삽되어 흡입되는 연료의 화학반응을 유도시키는 금속촉매장치(100)로;
    구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감 장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 이온발생장치(300)는
    상기 본체(400)에 통공(330)을 형성하고, 상기 통공(330)을 통하여 본체내부로 삽입되며, 절연관(320)이 외삽되어 본체(400)와는 절연이 유지되는 니들(310)과;
    상기 니들(310)에는 음극이 인가되고 상기 본체(400)에는 양극이 인가되며 상기 양극은 접지되도록 결선시켜 고압의 직류를 인가시키는 전원공급장치(50)로; 구성되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치.
  3. 제1항에 있어서 상기 발열장치는
    복수갯수로 상기 본체(400)의 내부에 적층되며, 베리움(Ba)또는 티타니움(Ti)이나 이들의 합금으로 된 벌집형통공 구조체의 발열디스크(220)와;
    상기 발열디스크(220)의 양단에 삽입되어 상기 발열디스크(220)를 지지시키는 환형구조의 도체로써, 환체의 내주면 중간부에 환형돌설된 지지체(213)가 상기 발열디스크(220) 외주변을 지지시키고 상기 발열디스크(220) 양단의 환체 상호간은 접촉되지 않으며, 상기 환체에는 2개의 전극통공(251)과 다수개의 고정용 통공(211)이 형성되고, 상기 환체의 외주면에서는 상기 전극통공(251)중 1개와 관통연결되고 암나사가 형성된 전극접속용 통공(254)이 형성된 고정디스크환(210)과;
    상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)의 적층구조의 일측단부에 위치되는 환형구조체로 환체에 암나사로 된 결합통공(231)이 형성된 지지디스크환(230)과;
    절연파이프(215-a)에 내삽되고 외주면에 수나사산이 형성된 봉으로써, 일측단부는 상기 고정디스크환(210)의 고정용통공(211)들을 통과하여 상기 지지디스크환 결합통공(231)의 암나사와 체결되고, 타측단부에는 절연와셔(미도시)와 스프링(215-c)이 외삽되고 너트(215-d)에 의해 조임결합되어 상기 고정디스크환(210)과 발열디스크(220)에 결합력을 제공시키는 디스크 고정나사(215)와;
    도체전선으로써, 상기 고정디스크환(210)들의 일측 전극통공으로 내삽되며전극접속용 통공(254)에 체결되는 나사(255)에 의하여 고정디스크환(210-a, 210-c)들과 교번하여 결합되고, 결합되지 않는 고정디스크환(210-b, 210-d)들에는 전극통공(251)에 절연튜브(253)를 내삽시켜 절연되는 양전극(250-a)과, 상기 고정디스크환(210)들의 타측 전극통공(251)에 내삽되어 상기 고정디스크환들중 양전극이 접속되지 않은 고정디스크환(210-b, 210-d)들과 교번하여 접속되고 접속튜브에 의하여 양전극과 접속된 고정디스크환(210-a, 210-c)들과는 절연되는 음전극(250-b)으로 된 전기접속수단(250)과;
    상기 전기접속수단(250)에 직류를 공급하는 직류전원공급장치(40)로; 구성되어
    상기 전기접속수단(250)을 통하여 각 발열디스크의 양단에 위치된 고정디스크환으로 전원을 인가시켜 상기 발열디스크(220)를 발열시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치.
  4. 제1항에 있어서 상기 금속촉매장치(100)는
    루쓰니움(Ru), 로디움(Rh), 팰라디움(Pd), 오쓰미움(Os), 플라티늄(Pt)의 개별 금속 또는 이들의 합금으로 도금처리된 금속을 망사형 또는 미세한 통기구조의 벌집형 스펀지 디스크로 구성되어 상기 본체내의 고정디스크환(210)과 지지디스크환(230) 사이에 내삽되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 연료절감장치.
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