KR200391239Y1 - 내연기관 연소촉진 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모든 내연기관의 연소효율을 높여 엔진의 열효율을 증가시킴으로써 출력을 증강시키고 매연 감소 등 자동차 운행 시 요구되는 제반 사항을 충족시켜주는 연소 촉진 장치에 관한 것이다. 연료의 주성분인 탄화수소의 연소 시 세라믹 볼(3)에 의해 발생되는 광열파가 연료분자들의 더 많은 진동을 유발시켜 산소와의 결합이 강해지며 미세화 되고 활성화 되어 열에너지를 방사함으로써 연료의 연소가 더욱 활발하게 되며, 여섯 개의 홈을 가진 중심 나서 축(4)이 연료이 와류를 도음으로써 완전 연소를 유도함을 특징으로 한다. 또한 본 고안의 몸체에 강철밴드의 연결 홈을 통하여 내연기관 내의 설치와 고정이 간편함을 또다른 특징으로 한다.

Description

내연기관 연소촉진 장치 {Combustion enhancing apparatus for an internal-combustion engine}

본 고안은 연료 필터와 엔진 사이에 위치하여 자동차 등의 내연기관에서 그 연료의 연소를 촉진시키는 내연기관 연소촉진 장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관의 연소방식은 주로 전동 연료 펌프의 펌핑 작업에 의하여 연료 탱크에 저장된 연료를 연료 파이프를 통해 연소실 내로 분사시키는 방식으로 되어 있으나. 이러한 방식의 연소는 만족할 만한 연소율을 얻지 못 하였을 뿐 아니라, 불완전 연소에 의해 발생하는 대기오염을 발생시키는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해서 종래로부터 내연기관의 연소 촉진 장치의 개발이 진행되어 왔다.

지금까지 제안된 연소 촉진 방식의 한 예로, 영구 자석을 이용하여 자석의 반발 자장으로 연료의 미립화를 시도하거나, 차량의 연료 파이프에 접속되는 원통형의 관체 내부를 통과하는 나선홈들에 의해 연료를 와류 시킴으로써, 실린더로 공급되는 연료의 체적 팽창 효율과 산소 함유량을 증대시키고 공기와의 혼합을 원할하게 하는 장치들이 선보였다.

그러나 영구 자석을 통한 연소 촉진은 영구자석이 내연기관으로부터 발생하는 진동과 전기장에 의하여 그 능력이 떨어지게 되며, 연료의 흐름이 간섭되는 단점이 있다. 그리고 연료의 와류를 통한 연소 촉진은 그 결과가 기대에 비치지 못한다.

또한 연소 촉진 장치의 설치에 있어서도 설치가 간편하고, 내연 기관 내에서도 고정 될 수 있는 장치에 대한 개발이 미흡하였다.

본 고안은 친환경적 신소재인 세라믹 볼에서 발생하는 광열파(7~20㎛)와 6개 이상의 홈을 가진 연료 분산 부재에 의한 와류를 통하여 연료의 진동수를 증가시킴으로써 연료의 완전 연소를 유도하는 장치이다. 화석연료의 주성분은 hydrocarbon인데, 세라믹에서 발생하는 광열파가 연료 분자들에 공진, 공명운동을 발생시켜 본래 탄화수소의 진동수를 배가시켜 완전연소를 이룰 수 있다. 그로 인해 모든 내연기관의 연소효율을 높여 엔진의 열효율을 증가시킴으로써 출력을 증강시키고 매연감소등 자동차 운행시 요구되는 제반 사항을 충족시켜주는 연소촉진 장치를 제공하는데 있다. 또한 그 설치를 간편하게 하고 내연기관 내부에 단단하게 고정 할 수 있는 장치를 부착함으로써 내연기관의 안정된 내부구조를 제공하는 데 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 연소 촉진 장치(8)는 케이스(1)와 케이스커버(2)로 이루어져 있으며, 케이스(1)의 나사산과 케이스 커버(2)의 나사산이 맞물려 고정되는 나사산이 형성되면서 그 몸체가 고정된다. 연료 공급 노즐(5)과 연료 배출 노즐(6)의 외주면에는 연료 호스 고정을 위한 니플이 형성되어 있다. 연료 필터와 엔진의 인젝션(경유 차량은 플런져, LPG차량은 베이퍼라이져와 쓰로틀바디) 사이에 설치할 공간을 정하여 인젝션 가깝게 연료 호스를 절단하고 연료 공급 노즐(5)을 연료 필터에 연결하고, 연료 배출 노즐(6)을 인젝션방향에 연결한다. 연결 후 강철 밴드(9)를 가지고 연소 촉진 장치의 홈(7)을 감싸서 조임 나사(10)로 조인 후 고정 나사(11)로 내연기관 내부에 연결시킴으로써 본 고안을 내연기관 내부에 고정시킨다.

연소 촉진 장치 내부(8)는 광열파 발생부인 세라믹 볼(3)과 그 중심에 여섯개의 홈을 가진 연료 분산 부재(4)로 구성되어 있다.

본 고안의 핵심 소재인 세라믹 볼(3)는 천연 규산염 광물에서 추출한 원적외건의 일종인 광열파(7~20㎛)를 복사하는 소재를 분말도가 300mesh에 이르게끔 분쇄해 질화물(nitrite), 산화물(oxide),탄화물(carbide) 그리고 금강사외 3종류의 물질과 미생물에서 배양된 천연 항산화 물질을 혼합, 가공해 1000℃의 고열로 구워 만든 친환경적 신소재 특수물질이다. 여기서 항산화 물질이란 고등식물에서 발견되는 phenol성 화합물질로써 대표적으로 flavonoid등이 있다. 세라믹 볼(3)은 94% 광열파 방사율을 가지며, 광열파의 파장 진동이 연료 입자의 관성을 해체시켜 미분화 함으로써 산소와의 결합을 더욱 증대시켜 완전 연소를 유도한다.

연료 분산 부재(4)는 6개 이상의 홈을 가지고 있는 철심으로 이 홈들이 연소 촉진 기관 내부에서 연료를 와류시킴으로써 연료의 체적 팽창 효율을 증대시키고 연료에 함유된 산소의 양이 증가되며, 광열파에 의해 증가된 진동수를 가진 탄화수소의 연소를 돕는다.

연료 공급 노즐(5)로 공급된 연료는 연료 배출 노즐(6)로 배출 되기 전에 연소 촉진 장치 내부(8)의 친환경적 신소재인 세라믹 볼(3)에서 발생하는 광열파(7~20㎛)와 연료 분산 부재(4)에 의한 연료의 와류를 통하여 연료의 완전 연소를 유도한다. 화석연료의 주성분인 hydrocarbon은 세라믹에서 발생하는 광열파에 의해 공진, 공명운동함으로써 본래 탄화수소의 진동수가 배가되어 완전연소를 이룰 수 있다.

본 고안은 내연기관 연소를 촉진 시켜 연료를 절감할 뿐만 아니라 자체 실험 결과 기존의 80%에 불과한 연소율을 95%대 이상으로 향상시켜 출력이 증강하므로 연료 감소는 물론 매연을 최소화한다. 이는 서울시 매연단속과에서 행하여진 실험에서(2003년 2월 25일 시행) 본 고안의 장착 전 매연 측정치(31.0%)와 장착 후 매연 측정치(20.3%-장착 후 5일 기준)를 비교하여 보면 10% 이상 낮아진 매연 발생률을 확인 할 수 있다.

또한 불완전 연소로 인해 배기가스를 빠져 나가던 연료가 완전 연소 됨으로 엔진의 자연 출력이 증강 되며, 같은 양의 연료로 더 많은 거리를 운행할 수 있다. 그리고 불연성분을 연소 성분으로 바꾸어 완전 연소를 유도함으로써 배기가스 중의 유해물질을 현저히 감소시키며(8~20%), 엔진의 기계적인 소음이 감소되고 노킹 현상도 줄어든다. 완전 연소로 인한 엔진 내부에 쌓이는 슬러지가 미약하기 때문에, 불완전 연소로 인해 발생되는 탄화수소에 인한 오일의 청정도와 점도를 떨어드리는 현상이 감소함으로 엔진 오일 교환 시기도 길어진다.

또한, 본 고안은 간단한 구조로 이루어지기 때문에 그 설치가 간편하며, 본 고안의 또하나의 특징인 강철 밴드를 통한 연소 촉진 장치의 고정은 내연기관 내부의 안정한 구조를 형성하게 한다.

도 1은 본 고안의 내연기관 연소 촉진 장치의 외부 형상을 도시한 사시도.

도 2는 도 1의 A-A 선을 도시한 단면도.

도 3은 도 1의 B-B 선을 도시한 단면도.

도 4는 본 고안의 사용상태도.

도 5는 본 고안의 연료 분산 부재의 일측 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명*

1: 케이스 2: 케이스커버

3: 세라믹 볼 4: 여섯개의 홈을 가진 연료 분산 부재

5: 연료 공급 노즐 6: 열료 배출 노즐

7: 강철 밴드 홈 8: 연소 촉진 장치

9: 강철 밴드 10: 조임 나사

11: 고정 나사

Claims (3)

1. 양단에 연료 공급 노즐(5)과 연료 배출 노즐(6)이 형성되어 있는 내연기관 연소 촉진 장치로써, 내부가 빈 원통 형상의 케이스(1)와 케이스 커버(2)가 나사산으로 맞물려 몸체를 형성하고, 상기 몸체의 내부 공간 중심에 축설되고, 외측에 스크류 형식의 홈이 적어도 6개 이상이 존재하여 연료를 와류시키는 연료 분산 부재(4)가 위치하며, 그 주변으로 원적외선 발생부인 다수의 세라믹 볼(3)이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 연소 촉진 장치.
2. 제 1항에 있어서, 케이스(1)의 표면에 강철 밴드(9)의 연결 부위인 홈(7)이 한 개 이상 파여져 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 연소 촉진 장치.
3. 양단에 연료 공급 노즐(5)과 연료 배출 노즐(6)이 형성되어 있는 내연기관 연소 촉진 장치로써, 내부가 빈 원통 형상의 케이스(1)와 케이스 커버(2)가 나사산으로 맞물려 몸체를 형성하고, 상기 몸체의 내부 공간 중심에 축설되고, 외측에 스크류 형식의 홈이 적어도 6개 이상이 존재하여 연료를 와류시키는 연료 분산 부재(4)가 위치하며, 그 주변으로 원적외선 발생부인 다수의 세라믹 볼(3)이 적층되어 있으며, 상기 케이스(1)의 표면에 강철 밴드(9)의 연결 부위인 홈(7)이 한 개 이상 파여져 있는 것을 특징으로 하는 내연기관 연소 촉진 장치.