KR200346823Y1

KR200346823Y1 - 오존발생관이 장착된 자동차용 에어클리너박스

Info

Publication number: KR200346823Y1
Application number: KR20-2004-0000318U
Authority: KR
Inventors: 하치국
Original assignee: 하치국
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2004-04-06

Abstract

본 고안은 자동차용 엔진의 메니폴더에 오존이 포함된 정화된 공기를 유입시키기 위한 에어클리너박스에 관한 것으로 특히, 에어클리너박스의 적절한 위치에 오존발생관을 형성함으로서 에어클리너를 통과하여 유입되는 공기에 오존을 포함시켜 엔진의 연소효율을 극대화시키기 위한 오존발생관이 장착된 자동차용 에어클리너박스이다.

따라서 본 고안은 오존화되어 활성화율이 높은 공기를 메니폴더 내부에 입사시킬 수 있어, 완전연소를 촉진하게 되므로 가솔린엔진, 특히 디젤차량의 경우 획기적으로 배기가스의 매연을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 완전연소를 통해 엔진출력을 향상시킬 수 있는 유용한 고안이다.

또한 LPG를 연료로 사용하는 엔진에 본 고안을 적용할 경우 역화 (Back Fire)를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

오존발생관이 장착된 자동차용 에어클리너박스{The air cleaner box connected a ozone generator pipe in car}

일반적으로 자동차에서 사용하는 엔진에는 정화된 공기를 불어넣어 엔진의 폭발에 필요한 산소를 공급하고 있다.

그러나 이러한 자동차 엔진의 경우, 그 투입되는 연료가 완전 연소하지 못하고 불완전 연소함으로서 배기가스에 일산화탄소 및 탄화수소 등의 오염물질이 배출될 뿐만 아니라 질소산화물 등의 유독물질을 배출하고 있는 현실이다.

즉, 기존의 일반적인 엔진의 열효율은 연소효율이 약 70%이내이며, 나머지 30%의 연료는 엔진의 폭발행정에 전혀 도움이 되지 못하는 불연소의 상태로 대기 중에 배출되는 실정이다.

또한 이렇게 불연소된 미립자 상태로 대기 중에 배출되는 연료는 대기 오염을 가중시키기에 부가되는 문제점이 발생되기도 한다.

따라서 종래에 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연소효율을 증대시키고 배기가스를 줄이고자 하는 노력들이 많이 이루어져 왔는데, 그중에서도 연료의 인화성을 증대시키는 방법과 투입되는 산소량을 충분히 공급하는 방법, 연료를 미립자화하여 공급하는 방법 등이 대표적인 연료효율 증대방법으로 사용되고 있다.

그 일 예로는 자석을 이용한 연료활성화 장치가 있는데, 그 방식을 살펴보면 인화물질인 연료의 이동통로에 영구자석을 비치하고, 그 영구자석의 자장을 이용하여 연료를 분자 정렬시키는 방법으로 연료를 활성화시키는 방법을 채용하고 있다.

그러나 이러한 연료의 활성화 방법은 영구자석의 자력에 의해 집진된 불순물이 연료공급의 호스의 내부에 응집되어 연료의 공급이 중단될 수도 있는 더 큰 문제점을 양산시키기도 한다.

다음으로 후자인 산소량을 충분히 공급하는 방법이 사용되는데, 그 이유를 살펴보면 다음과 같다.

즉, 엔진 내에서 발생되는 폭발력의 증대를 위해서는 연료의 많은 분사가 필수적이지만, 연료만을 많이 분사한다해도 그 폭발력은 연료의 투입량과 비례하여 증대되지 못한다. 즉, 연료가 폭발하여 연소하기 위해서는 산소분자(O₂)가 연료의 투입량과 비례하여 반드시 필요하기 때문이다.

그러나 현 지구상의 대기상태는 주로 2가지의 기체분자로 이루어져 있다. 가장 많은 기체는 질소분자이며, 그 다음으로 산소분자가 많다. 물론 아주 소수의 비율로 아르곤과 이산화탄소도 존재하지만 그 양은 아주 적은 수치이다.

이들을 부피의 비로 수치화 한다면, 질소는 약 78%, 산소는 21%, 아르곤은 약 0.9%이고 이산화탄소가 0.03%이다.

또한 질소는 아주 안정한 기체여서 웬만한 화학변화에는 그 물리적, 화학적 성질이 변하지 않기에 연료의 연소에 도움이 되지 못하고 산소만이 연료의 폭발에 도움을 주는 것이다.

그런데 대기중의 공기를 그대로 끌어다 엔진룸에 투입하게 되면, 산소의 함량은 질소의 함량에 비해 적어 연료가 충분히 연소할 수 있을 정도로 투입되지 못하는 것이다.

이를 극복하기 위한 또하나의 방법으로 흡입공기의 양을 증대시킴으로서 결과적으로 투입되는 산소의 양을 증대시키는 방법이 사용되기도 하고, 에어클리너의 필터를 오픈형 등으로 개조하여 공기저항을 최소화함으로서 엔진룸안에 유입되는 공기의 양을 최대화하고 유속을 빠르게 하는 방법 등이 사용되기도 하지만, 이는 연소효율을 높이고 배기가스를 줄이는 하나의 방법에 불과할 뿐이고, 특히 오픈형 에어필터 등을 사용할 경우 소음을 유발하는 문제가 있어 쾌적한 운전환경을 방해할 뿐만 아니라 이러한 방법 모두 근본적인 문제해결의 수단이 되지는 못한다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것으로 자동차용 엔진의 메니폴더에 오존이 포함된 정화된 공기를 유입시키기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 연소효율이 높은 오존이 포함된 공기를 공급함으로서 엔진의 연소효율을 높여 엔진의 출력을 증대시키는 것에 있다.

본 고안의 또다른 목적은 엔진의 연소효율을 높여 대기중으로 배출되는 유해 배기가스를 줄이는 것에 있다.

도 1은 본 고안의 오존발생관이 장착된 에어클리너 박스를 도시한 사용상태도,

도 2는 본 고안의 에어클리너의 제 1실시예를 도시한 단면도,

도 3은 본 고안의 에어클리너의 제 2실시예를 도시한 단면도,

도 4는 본 고안의 에어클리너박스에 부착된 오존발생관의 작동방식을 설명한 전체 구성도,

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 에어클리너박스에 부착된 오존발생관의 자외선 램프 구동부이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은

에어클리너 박스의 적절한 위치에 오존발생관을 형성함으로서 에어클리너를 통과하여 엔진 내부로 유입되는 공기에 오존을 포함시키는 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 고안은 에어덕트와 상기 에어덕트로부터 유입된 공기가 유입되는 흡입구와, 상기 흡입구로부터 유입된 공기를 정화시키는 에어클리너 필터와 상기 필터로부터 정화된 공기에 오존발생방전관을 지나면서 상기 오존발생방전관에서 방전되는 자외선 램프의 불빛에 의해 발생되는 오존을 함유시킨 공기를 토출구를 통해 배출하게 되면, 상기 공기가 흡기관을 통해 엔진내부로 유입되게 되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안을 도시된 도면과 함께 상세히 설명한다.

먼저 본 고안의 설명에 보다 이해를 돕기 위해 오존이란 기체와 그 발생원인 및 그 물리 화학적 성질을 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 오존(OZONE)이란 산소 원자 3개로 구성되어 O₃라 표시되는 분자로 기체상태에서는 무색이며, 액상으로는 짙은 갈색을 가지는 산소와 동소체이다.

이러한 오존은 자외선에 의해 생성되며, 매우 불안정한 상태이기에 쉽게 자기 분해되어 산소분자(O₂)와 산소원자(O)로 변환된다.

그 실예를 지구의 대기권중 성층권에 존재하는 오존층을 통해 보면 그 생성의 단계가 보다 명확한데, 대기 중에 떠있는 산소분자들은 강렬한 태양빛 중 고진동수를 가진 자외선을 흡수하게 되면, 그 분자의 형태가 해리 되어 산소원자의 형태가 된다.

또한 이 산소원자의 형태는 불완전한 기체이기에 항상 분자의 형태로 변환하려하여 산소분자(O2)와 결합하고, 산소원자(O)와도 결합하여 오존(O3)과 산소원자(O2)로 재결합된다.

따라서 산소분자란 자외선을 쐬게 되면 오존을 생성시키는 것이 자명한 이치이다.

그러나 전술한 것처럼, 이 오존은 아주 불안전한 기체이기에 쉽게 분해되는데, 이러한 분해속도는 온도, 농도, 압력 등에 비례하여 증가되기에 만일 고온 고압의 엔진 내부에 투입된다면, 아주 빠른 속도로 분해될 것으로 추측된다.

그럼 여기서 도시된 도면과 함께 본 고안을 상세히 설명한다.

도 1에서 처럼, 에어덕트(11)를 통과하여, 흡입구(12)로 공기가 들어오는 제1에어클리너박스(10)가 형성되고, 상기 제1에어클리너박스(10)를 포개 덮어지며 공기 토출구(21)를 가진 제2에어클리너박스(20)가 긴밀하게 부착된다.

또한 상기 제1에어클리너박스(10)와 제2에어클리너박스(20)의 중심부에서 먼지나 분진을 걸러 주는 에어클리너필터(30)가 삽입되어 밀려들어온 공기를 통과시켜 정화시키게 된다.

즉, 상기 제1에어클리너박스(도 2에 도시; 10)와 제2에어클리너박스(20)를 그 모서리부에서 일체로 결합시켜 흡입구(12)로 부터 들어온 공기를 중심부의 에어클리너필터가 정화시켜 공기 토출구(21)로 내보내는 과정을 수행하는데, 이 각각의 구성요소(건)들을 본 고안에서는 에어클리너부(40)라 명명한다.

더불어 도시된 도 5와 6에는 오존발생관이 도시되어 있는데, 전원과 연결되어 발진을 행하는 발진트랜스(T1)가 위치하고, 상기 발진트랜스(T1)의 1차측 코일(N1)과 전원 사이에 설치된 트랜지스터(TR)가 형성된다.

상기 발진트랜스(T1)의 2차측 코일(N2)과 자외선램프(60) 사이에 설치된 콘덴서(C)로 형성된 자외선램프 구동회로부(50)와, 전극(2A,2B)을 단일 전극으로 형성한 자외선램프(60)들로 이루어진 오존발생관이 있다.

그 작동을 설명하면, 자외선 램프구동회로부에 전원이 인가되면 전원의 (+) 전압은 발진 트랜스(T1)의 1차측코일(N2)을 통하여 베이스 저항(R1)-트랜지스터(TR)의 베이스에 인가되어, 트랜지스터가 도통되고, 이에 따라 발진 트랜스(T1)의 1차측코일(N1)측을 통해 트랜지스터(TR)의 콜렉터-에미터측으로 전류가 흐르게 된다.

여기서 자외선램프구동회로부에 공급되는 전기는 차량용 DC 12V인 것이 바람직하며, 그 전기의 발원지는 자동차용 배터리 선으로부터 직접 공급받을 수 있고, 퓨즈 등을 거쳐서도 공급받을 수 있는 것이 합당하다.

따라서 상기 제2에어클리너박스(20)의 공기 토출구(21)와 연통되어 배출되는 정화된 공기를 자외선램프 가 비추어 자외선을 발생시키게 된다면, 산소분자는 해리 되고, 다시 오존(O₃)으로 변환시키는 과정을 지나게 되는데, 이들을 수행하는 모든 구성요건(소)들을 본 발명은 오존발생관(70)이라 구획한다.

이렇게 정화되고 오존화된 공기가 흡기호스를 타고 메니폴더 내로 공급되면,자기분해가 쉬운 오존은 산소로 쉽게 변화하고, 연료를 연소시키기 충분한 산소를 공급하기에 본 고안의 에어클리너박스(100)가 장착된 엔진은 그 효율이 증대되는 것이다.

더불어 본 고안은 전술된 에어클리너박스에 대한 다른 실시예도 포함하는데, 전술된 제 1실시예와의 차이는 에어클리너박스(100)에 형성시키는 흡기구와 공기 토출구의 위치만을 변형시킨 것이다.

즉, 전술된 제 1실시예에서는 제1에어클리너박스(10)에 흡입구(12)를 형성하고, 제2에어클리너박스(20)에 공기 토출구(21)를 형성시켰지만, 후술할 제 2실시예에서는 제1에어클리너박스(20A)에 공기 토출구(21A)를 형성하고, 제2에어클리너박스(10A)에 흡기구(12A)를 형성시킨 것이다.

이들은 모두 동일한 목적을 달성할 수 있으며, 그 작동의 방식은 동일하기에 그 구성만 설명한다.

에어덕트(11)를 통과하여, 흡입구(12A)로 공기가 들어오는 제2에어클리너박스(10A)가 형성되고, 상기 제2에어클리너박스(10A)를 포개 덮어진 공기 토출구(21A)를 가진 제1에어클리너박스(20A)가 도시된 도 4와 같이 결합된다.

또한 상기 제1에어클리너박스(20A)와 제2에어클리너박스(10A)의 중심부에서 먼지나 분진을 걸러 주는 에어클리너필터(30)와, 상기 제1에어클리너박스(20A)와 제2에어클리너박스(10A)를 그 모서리부에서 일체로 결합시켜 흡입구(12A)로 부터 들어온 공기를 정화시켜 공기 토출구(21A)로 내보내는 에어클리너부(40)가 형성된다.

물론 제 1실시예와 동일하게 전원과 연결되어 발진을 행하는 발진트랜스(T1)와, 상기 발진트랜스(T1)의 1차측 코일(N1)과 전원 사이에 설치된 트랜지스터(TR)와, 상기 발진트랜스(T1)의 2차측 코일(N2)과 자외선램프 사이에 설치된 콘덴서(C)로 형성된 자외선램프 구동회로부(50)가 비치된다.

더불어 전극(2A,2B)을 단일 전극으로 형성한 자외선램프(60)들로 이루어져 상기 제1에어클리너박스의 공기 토출구와 연통 되어 배출되는 정화된 공기를 오존(O3)으로 변환시키는 오존발생관(70)이 형성되어 오존을 발생시킨다.

여기서 상기 제 1실시예와 제 2실시예의 오존발생관(70)은 오존발생관 내부에 자외선램프(60)가 장착되고, 트랜지스터(TR), 코일(N1,N2), 콘덴서(C)등의 구동회로부(50)는 오존발생관(70) 외부에 장착되는 것이 바람직한데 그 이유는 유동하는 공기의 흡기 저항을 최소화 할 수 있기에 그렇다.

따라서 본 발명의 에어클리너박스가 차량에 부착되어 사용된다면, 에어클리너부(40)를 지나며 정화된 공기가 자외선램프(60)가 형성된 오존발생관(70)을 지나며 오존으로 변환하고, 흡기호스를 타고 메니폴더를 통과해 고온고압의 엔진 내부에 투입되면 충분한 산소로 활성화되어 연료가 충분히 연소될 수 있게 도와주기에 엔진 효율이 높다.

이상의 실시예에서는 직접방전점등방식을 설치한 것을 예로 들어 설명하였으나 반드시 직접방전점등방식이 아니라 하더라도 예열점등방식도 가능하다.

본 고안은 오존화되어 활성화 율이 높은 공기를 메니폴더 내부에 입사시키기에, 적은 연료로 엔진효율을 증대시킬 수 있는 유용한 고안이다.

또한 본 고안은 그 연소율이 높기에 매연의 발생비율을 현저히 감소시킨 고안이다.

따라서 차량의 이용자는 연료비의 절감시킬 수 있기에 경제적이다.

Claims

자동차의 엔진에 정화된 공기를 넣기 위해 먼지나 분진을 걸러주는 자동차용 에어클리너부에 있어서,

에어덕트를 통과하여, 흡입구로 공기가 들어오는 제1 에어클리너박스와, 상기 에어클리너박스를 포개 덮어지며 공기 토출구를 가진 제2 에어클리너박스와, 상기 제1에어클리너박스(10)와 제2에어클리너박스(20)의 중심부에서 먼지나 분진을 걸러 주는 에어클리너필터(30)와, 상기 제1에어클리너박스(10)와 제2에어클리너박스(20)를 그 모서리부에서 일체로 결합시켜 흡입구(12)로 부터 들어온 공기를 정화시켜 공기 토출구(21)로 내보내는 에어클리너부(40)와;

상기 제2 에어클리너 박스의 공기 토출구 앞쪽에 설치되는 오존발생관과;

상기 오존발생관을 점등시키는 자외선램프 구동회로부와;

상기 구동회로부에 전기를 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존발생관이 장착된 자동차용 에어클리너박스.
자동차의 엔진에 정화된 공기를 넣기 위해 먼지나 분진을 걸러주는 자동차용 에어클리너부에 있어서,

에어덕트를 통과하여, 흡입구로 공기가 들어오는 제1 에어클리너박스와, 상기 에어클리너박스를 포개 덮어지며 공기 토출구를 가진 제2 에어클리너박스와,상기 제1에어클리너박스(10)와 제2에어클리너박스(20)의 중심부에서 먼지나 분진을 걸러 주는 에어클리너필터(30)와, 상기 제1에어클리너박스(10)와 제2에어클리너박스(20)를 그 모서리부에서 일체로 결합시켜 흡입구(12)로 부터 들어온 공기를 정화시켜 공기 토출구(21)로 내보내는 에어클리너부(40)와;

상기 제1 에어클리너 박스의 공기 흡입구에 설치되는 오존발생관과;

상기 오존발생관을 점등시키는 자외선램프 구동회로부와;

상기 구동회로부에 전기를 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존발생관이 장착된 자동차용 에어클리너박스.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 오존발생관(70)은,

오존발생관 내부에 자외선램프(60)가 장착되고; 트랜지스터(TR), 코일(N1,N2), 콘덴서(C)등의 구동회로부(50)는 오존발생관(70) 외부에 장착되어 흡기 저항을 최소화 한 것에 특징이 있는 오존발생관이 장착된 자동차용 에어클리너박스.