KR20040015780A

KR20040015780A - An engine equipped with gas separation membrane

Info

Publication number: KR20040015780A
Application number: KR1020040005531A
Authority: KR
Inventors: 박종윤; 이명재
Original assignee: 박종윤; 이명재
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2004-02-19

Abstract

PURPOSE: An engine is provided to increase an engine output and reduce emission of smoke gas by completely burning the fuel. CONSTITUTION: An engine comprises a gas separating membrane(1) mounted in front of an intake port(4) of an engine(5). The gas separating membrane separates oxygen and nitrogen from air by using the difference of diffusion speed, to thereby permit the cylinder of the engine to be provided with a high density oxygen. The air which is sucked by a turbo charger(2) is compressed by the air separating membrane, and the nitrogen of the air is reduced to the atmosphere.

Description

An engine equipped with gas separation membrane

본 발명은 기체분리막을 장착한 엔진에 관한 것으로, 특히 엔진의 실린더내로 흡입되는 공기중에 산소함유량을 높여 완전 연소가 되도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine equipped with a gas separation membrane, and in particular, to increase the oxygen content in the air sucked into the cylinder of the engine to achieve complete combustion.

일반적으로 자동차의 출력을 높이는 방법에는 여러가지가 있다. 그 중의 하나는 가장 손쉬운 방법으로 배기량을 늘려주는 일이다. 상기 배기량이라는 것은 각 실린더의 용적을 합한 것인데 배기량이 클수록 그 만큼 많은 공기와 연료를 받아들여 연소시키므로 폭팔력이 커지기때문에 출력이 증가하게 된다. 하지만 배기량을 늘리기 위해서는 실린더 수를 늘려야 하므로 엔진의 부피가 커지고, 차량 중량이증가하게 되므로 원가 상승으로 인한 차량의 구입가격이 비싸고, 또한 연료의 소비가 많아 유지비도 많이 들게 되는 폐단이 있었다.In general, there are many ways to increase the output of a car. One of them is to increase the displacement in the easiest way. The displacement is a sum of the volumes of each cylinder, and the larger the displacement, the larger the amount of air and fuel is taken in and burned. However, in order to increase the displacement, the number of cylinders must be increased, so the volume of the engine increases and the weight of the vehicle increases, so the purchase price of the vehicle due to the cost increase is expensive, and the fuel consumption is high, and the maintenance cost is high.

우리가 일상적으로 계산하고 있는 배기량은 실린더 안에서 그대로 적용되는 것은 아니다. 흡입, 압축, 폭팔, 배기 등의 과정이 너무도 짧은 순간속에 연속적으로 일어나기 때문에 실질적으로는 실린더 용적의 80% 정도 수준으로 폭팔이 발생하고 만다. 그래서 이 흡기 효율을 100% 가까이 끓어올리기 위해서는 밸브구멍을 크게 만들거나 구멍 수를 늘리는 방법 등이 사용되는데 이것 역시 실린더의 크기가 제한되어 있기때문에 한계가 있다.The displacement we routinely calculate does not apply in-cylinder. The process of inhalation, compression, exploding, and exhausting takes place in such a short time that the explosion occurs at about 80% of the volume of the cylinder. Therefore, in order to boil this intake efficiency close to 100%, a method of making a large valve hole or increasing the number of holes is used, which also has a limitation because the size of the cylinder is limited.

그래서 이러한 문제점을 해결하기 위해 실린더 안에 혼합연료를 강제적으로 밀어넣는 방법이 사용되는데 이것이 바로 터빈을 이용한 터보차져와 펌프식 수퍼차져이다. 이러한 방법은 저속에서 토크향상 및 출력증가를 기대할 수 있지만 완전한 100% 연소를 기대할 수는 없었다.Therefore, in order to solve this problem, a method of forcing a mixed fuel into a cylinder is used, which is a turbocharger and a pump supercharger using a turbine. This method can be expected to increase torque and increase power at low speeds, but not fully 100% combustion.

따라서 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 창출한 것으로, 엔진의 흡기관 부분에 기체분리막을 장착하여 흡입되는 산소량을 증대시킴으로써 완전한 연소를 실행할 수 있도록 하고자 함을 목적으로 하는 기체분리막을 장착한 엔진을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an engine equipped with a gas separation membrane for the purpose of performing a complete combustion by mounting a gas separation membrane in the intake pipe portion of the engine to increase the amount of oxygen sucked. To provide.

도 1은 본 발명의 기체분리막을 엔진에 장착한 상태를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which a gas separation membrane of the present invention is mounted on an engine.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1. 기체분리막 2. 터보차져1. Gas separation membrane 2. Turbocharger

3. 배기구 4. 흡기구3. Exhaust vent 4. Intake vent

5. 엔진5. Engine

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같은 것이다.The configuration of the present invention having the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도 1에 나타내는 바와같이, 통상적인 엔진에 있어서, 산소 또는 질소를 분리할 수 있는 기체분리막(1)을 엔진(5)의 흡기구(4) 전방에 설치하여 상기 엔진(5)의 실린더 내로 고 농도의 산소를 공급할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 기체분리막을 장착한 엔진을 제공하는 것이다.As shown in FIG. 1, in the conventional engine, the gas separation membrane 1 capable of separating oxygen or nitrogen is provided in front of the inlet port 4 of the engine 5, and the cylinder of the engine 5 is shown. It is to provide an engine equipped with a gas separation membrane, characterized in that configured to supply a high concentration of oxygen into.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용효과를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같은 것이다.When explaining the operation and effect of the present invention having the above configuration in more detail as follows.

본 발명은 도 1에 나타내는 바와같이, 기체분리막(1)은 확산속도의 차이를 이용하여 공기중의 산소와 질소를 막을 통해 분리할 수 있으며, 상기와 같이 분리된 산소를 흡기구(4)에 공급함으로써 공기중의 산소함유량을 20%이상 높혀줌으로써 흡입되는 연료의 완전연소를 시행함으로써 출력을 증대시키고 매연가스의 저감을 실현할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 1, the gas separation membrane 1 may separate oxygen and nitrogen in air through a membrane by using a difference in diffusion rate, and supply the separated oxygen to the intake port 4 as described above. By increasing the oxygen content in the air by 20% or more, the complete combustion of the sucked fuel can be performed to increase the output and to reduce the soot gas.

상기 기체분리막(1)을 엔진(5)의 흡기구(4) 전방에 설치하고, 상기 기체분리막(1)의 질소를 투과하는 막의 특성을 이용하는 경우에는 엔진(5)의 배기구(3)로부터 배출되는 배기가스를 이용하여 터버차져(2)에 의해 흡입되는 공기를 흡기구(4) 전방에 설치된 기체분리막(1)에 압축되고, 통과하는 공기중에 질소는 대기로 환원됨으로써, 상기 기체분리막(1)에 남아있는 공기중 산소의 양은 비율적으로 20%가 넘게 되며 이렇게 분리된 산소량이 많은 공기는 가솔린과 함께 흡기구(4)를 통하여 실린더 내로 공급된다.When the gas separation membrane 1 is installed in front of the inlet port 4 of the engine 5 and the characteristics of the membrane which permeate nitrogen of the gas separation membrane 1 are used, the gas separation membrane 1 is discharged from the exhaust port 3 of the engine 5. The air sucked by the turbocharger 2 using the exhaust gas is compressed to the gas separation membrane 1 provided in front of the intake port 4, and nitrogen in the passing air is reduced to the atmosphere, thereby providing the gas separation membrane 1 to the gas separation membrane 1. The amount of oxygen remaining in the air is more than 20% in proportion, and the separated oxygen-rich air is supplied into the cylinder through the intake port 4 together with gasoline.

상기 공급된 혼합공기는 실린더내에서 피스톤에 의해 압축되어 폭팔하는 경우 충분한 산소량으로 인해 완전 연소가 이루어지게 되는 것이다. 그리고 상기 설명하는 엔진은 가솔린의 경우이며 디젤엔진의 경우도 같다. 디젤엔진의 경우 상기와 같은 방법과 장치로 인해 공급되는 공기는 엔진(5)의 흡기구(4)를 통하여 실린더 내로 공급되며 피스톤의 압축에 의해 압축된 후 분사되는 연료에 의해 자기착화방법으로 폭팔하게 되는데, 이때 분사되는 연료의 량이 많아도 상기 기체분리막(1)을 통하여 공급된 공기는 충분한 산소를 가지고 있기 때문에 완전연소가 가능하게 되는 것이다.When the supplied mixed air is compressed by the piston in the cylinder and exploded, complete combustion is achieved due to the sufficient amount of oxygen. The engine described above is for gasoline and the same for diesel engine. In the case of a diesel engine, the air supplied by the above method and apparatus is supplied into the cylinder through the intake port 4 of the engine 5 and exploded by the self-ignition method by the fuel injected after being compressed by the compression of the piston. In this case, even if the amount of fuel injected is large, since the air supplied through the gas separation membrane 1 has sufficient oxygen, complete combustion is possible.

본 발명에서는 질소가 투과하는 기체분리막(1)을 이용하는 방법에 대해 설명하였으나, 산소가 투과되는 기체분리막(1)을 이용하는 경우 공기를 압축시켜 분리된 산소를 포함하는 공기를 엔진의 흡기구(4)로 공급하면 그 효과는 같아지게 된다.In the present invention, a method of using the gas separation membrane 1 through which nitrogen is permeated has been described. However, when using the gas separation membrane 1 through which oxygen is permeated, air containing oxygen separated by compressing air is compressed into the intake port 4 of the engine. If supplied to the effect will be the same.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명의 기체분리막(1)은 확산속도의 차이를 이용하여 공기중의 산소와 질소를 막을 통해 분리할 수 있으며, 분리된 산소를 흡기구(4)를 통하여 실린더내로 공급함으로써 공기중의 산소함유량을 20% 이상 높여주어 흡입되는 연료의 완전연소를 꾀함으로써 출력을 증대시키고 매연가스의 저감을 실현할 수 있는 것이다.As described above, the gas separation membrane 1 of the present invention can separate the oxygen and nitrogen in the air through the membrane by using the difference in diffusion rate, and by supplying the separated oxygen into the cylinder through the inlet port (4) By increasing the oxygen content in the air by 20% or more to achieve complete combustion of the inhaled fuel, it is possible to increase the output and to reduce the soot gas.

Claims

In the engine,

A gas separation membrane (1) capable of separating oxygen or nitrogen in front of the inlet (4) of the engine (5), characterized in that configured to supply a high concentration of oxygen into the cylinder of the engine (5) Engine with gas separation membrane.