KR20040025031A

KR20040025031A - 연료절감 및 매연감소장치

Info

Publication number: KR20040025031A
Application number: KR1020020056821A
Authority: KR
Inventors: 이종봉
Original assignee: 이종봉
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-03-24

Abstract

본 발명은 자석 등을 이용하여 엔진으로 공급되는 연료의 연소성을 향상시켜 엔진의 연료효율을 높이고, 연료의 완전연소를 유도하여 엔진에서의 연료절감과 매연감소를 이룰 수 있도록 하기 위한 연료절감 및 매연감소장치에 관한 것으로, 연료가 연소되는 장치로 공급되는 연료의 이동로 상에 자기장을 형성하여 연료의 분자들을 배향시키기 위한 연료분자 배향수단, 연료의 이동로 상에 LPM 파동을 제공하여 연료의 분자 덩어리를 미립화하기 위한 연료분자덩어리 미립화수단 및 연료분자 배향수단과 연료분자덩어리 미립화수단을 수용하여 보호하기 위한 케이스를 포함하는 구성으로 되어 있으며, 엔진 등에 소요되는 연료의 절감 및 차량의 매연감소에 의한 대기오염방지 등의 효과를 제공한다.

Description

연료절감 및 매연감소장치{Apparatus for reduction of fuel consumption and of exhaust gas generation}

본 발명은 자석 등을 이용하여 엔진으로 공급되는 연료의 연소성을 향상시켜 엔진의 연료효율을 높이고, 연료의 완전연소를 유도하여 엔진에서의 연료절감과 매연감소를 이룰 수 있도록 하기 위한 연료절감 및 매연감소장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 등에 사용되는 휘발유나 경유 등의 연료는 분자의 집합체로 이루어져 있으며, 이 분자의 집합체인 연료는 상호간에 인력이 작용하므로 세분화되지 않는 현상이 있어 연소 시 산소와의 혼합이 원활하지 못하여 불완전 연소되어 연료의 낭비 및 배기가스의 매연 증가를 가져 왔다.

이러한 연료의 불완전 연소를 개선하기 위해 자성체에 의한 연료의 활성화 또는 이온화를 통해 연소효율을 높여 연료절감 및 매연을 감소시키는 다양한 구조의 연료절감기들이 개발되어 사용되고 있다.

그러나, 자석을 이용하여 연료를 연소되기 쉽게 활성화시키는 방식은 연료가 자기력을 받게 되는 시간이 너무 짧아 그 효과가 미미하다는 문제점을 가지고 있다.

그 외에 연료의 연소효율을 높이기 위해 연료를 예열시키는 방식의 것도 있으나, 이는 부수적인 예열장치를 추가로 설치하여야 한다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 연료의 연소성을 더욱 향상시켜 엔진 등에 소비되는 연료를 절감할 수 있도록 해주고, 또 연료가 완전연소에 가까운 상태로 연소될 수 있도록 하여 매연을 줄임으로써 대기오염을 줄일 수 있도록 해주는 연료절감 및 매연감소장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치의 설치상태를 설명하기 위한 개념도,

도 2a는 도 1 연료절감 및 매연감소장치의 평면도, 도 2b는 그 측면도, 도 2c는 그 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 연료탱크20 : 연료연소장치

30 : 연료공급관40 : 연료분자

100 : 연료절감 및 매연감소장치110 : 연료분자 배향수단

112 : 자기장120 : 연료분자덩어리 미립화수단

122 : LPM 파동

본 발명의 목적은 연료의 연소성을 향상시켜 엔진 등 연료가 연소되는 장치에서의 연료절감과 매연감소를 이룰 수 있도록 하기 위한 연료절감 및 매연감소장치에 있어서, 연료가 연소되는 장치로 공급되는 연료의 이동로 상에 자기장을 형성하여 연료의 분자들을 배향시키기 위한 연료분자 배향수단, 연료의 이동로 상에 파동을 제공하여 연료의 분자 덩어리를 미립화하기 위한 연료분자덩어리 미립화수단 및 연료분자 배향수단과 연료분자덩어리 미립화수단을 수용하여 보호하기 위한 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감 및 매연감소장치에 의해 달성 가능하다.

위 연료분자 배향수단은 케이스 내부에 간격을 두고 복수 개 설치되고 자기력선속밀도가 2500 가우스 이상인 영구자석들을 이용하는 것이 바람직하다.

연료분자덩어리 미립화수단은 Ca, K, Zn, Cu, Mn, Fe, Si, Al, Ni, Y, Zr, Sr, Ce, Ti, Th, Na, Ba, Pr, La, Rb의 각 원소를 최소 0.1중량%이상 함유한다.

위 연료분자덩어리 미립화수단은 Ca, K, Zn, Cu, Mn, Fe, Si, Al, Ni, Y, Zr, Sr, Ce, Ti, Th, Na, Ba, Pr, La, Rb의 합이 5∼30중량%, 세라믹 분말 5∼40중량% 및 폴리머 컴파운드 30∼90중량%를 혼합하여 합이 100중량%로 하는 것이 좋고, 더욱 바람직하기로는 앞에서의 순서대로 15:15:70의 중량비로 하는 것이 바람직하다.

세라믹 분말이나 폴리머 컴파운드 대신 다른 무기질재료를 이용할 수 있음은 물론이다. 세라믹 분말로는 세라믹 재료로 사용될 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 가능하며, 폴리머 컴파운드의 재료로는 HIPS수지, PS수지, ABS수지, A/U수지, Epoxy수지, Melamine수지, PE수지, PP수지 등의 것을 이용하면 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치는 차량용 외에도 산업용, 농업용, 가정용 등 여러 분야에 적용되어 환경개선, 유류절감 등에 따른 효과도 얻을 수 있도록 해준다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치의 설치상태를 설명하기 위한 개념도, 도 2a는 도 1 연료절감 및 매연감소장치의 평면도, 도 2b는 그 측면도, 도 2c는 사시도이다.

도 1에는 연료탱크(10)와 연료연소장치(20)가 도시되어 있다. 연료탱크(10)는 연료를 저장하였다가 필요할 때 공급하기 위한 것이고, 연료연소장치(20)는 자동차의 엔진, 보일러 등 연료를 연소시켜 필요한 동력이나 열을 얻기 위한 것이다.

연료탱크(10)와 연료연소장치(20) 사이에는 연료공급관(30)이 설치되어 있다. 이 연료공급관(30)은 연료탱크(10)에 있던 연료를 연료연소장치(20)로 공급할 수 있도록 하기 위한 것으로, 연료의 이동로를 제공한다.

도시된 바와 같이 연료공급관(30)의 일측에는 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치(100)가 설치되어 있다. 이 연료절감 및 매연감소장치(100)는 연료탱크(10)에서 공급되는 연료의 연료분자(40)의 큰 덩어리들을 작은 덩어리들로 미립화 함과 동시에 연료분자(40)들을 배향시키기 위한 것이다.

도 2a∼도 2c에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치(100)는 연료분자 배향수단(110)을 구비하고 있다. 이 연료분자 배향수단(110)은 연료분자(40)들이 같은 방향을 향하도록 하여 연료의 연소성을 1차로 향상시켜준다. 이 연료분자 배향수단(110)으로는 자기력선속밀도가 3000 가우스 이상, 바람직하기로는 3500 가우스 정도의 자석을 간격을 두고 배치하여 구성하는 것이 좋다. 이 경우 연료분자 배향수단(110)은 연료의 이동로 상에 자기장(112)을 형성하여 연료분자(40)들을 배향시킨다.

본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치(100)는 연료분자덩어리 미립화수단(120)을 구비하고 있다. 이 연료분자덩어리 미립화수단(120)은 연료의 큰 연료분자덩어리들을 작은 연료분자덩어리들로 미립화하기 위한 것이다. 이 연료분자덩어리 미립화수단()은 연료분자덩어리에 물질의 파동에너지를 공급하여 연료분자덩어리를 미립화하기 위한 것이다. 이 연료분자덩어리 미립화수단(120)으로는 Ca, K, Zn, Cu, Mn, Fe, Si, Al, Ni, Y, Zr, Sr, Ce, Ti, Th, Na, Ba, Pr, La, Rb를 혼합하여서 된 것[일명, LPM(Lord prepared material)이라함.]을 분말상태, 미립자상태 또는 소결상태로 된 것을 사용하면 된다.

경우에 따라서는 LPM에 세라믹 분말(Ceramic Powder), 폴리머 컴파운드(Polymer Compound)를 첨가하여서 구성하여도 되며, 각 원소는 최소 0.1중량% 이상 함유되어있어야 하고, 30중량%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

위에서 설명한 연료분자 배향수단(110)과 연료분자덩어리 미립화수단(120)은 케이스(130) 내부에 수용되어 있다. 케이스(130)로는 스테인레스 스틸이 적당하다. 이 케이스(130)의 형상은 다양하게 변경될 수 있지만, 연료에 많은 영향을 미칠 수 있도록 하기 위해서 연료공급관(30)의 길이방향으로 길게 만드는 것이 좋으며, 연료공급관(30)의 전체 둘레를 둘러싸는 방식으로 만들면 더욱 좋다. 케이스(130)는 용접으로 연료공급관(30)에 부착할 수 있으며, 금속밴드나 기타 다른 결속도구를 이용하여도 된다.

일반 승용차에 적용하고자 하는 경우의 일 예를 들면, 케이스(130)는 길이 173㎜, 폭 30㎜, 높이 11㎜의 것을 이용하고, 배향수단(110)은 직경 20㎜, 높이 2㎜의 것 4개 정도를 간격을 두고 배치하여 구성하면 된다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 연료탱크(10)에 저장되어 있던 연료는 연료분자(40)들이 큰 덩어리로 뭉쳐진 상태로 연료공급관(30)으로 공급된다. 이 때 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치(100)의 연료분자덩어리 미립화수단(120)은 연료공급관(30) 내부의 연료의 이동로 상으로 LPM 파동(122)을 보낸다. LPM 파동(122)은 LPM에서 방출되는 일종의 파동으로서, 그 실체가 완벽하게 규명되지는 않았지만 여러 가지의 실험을 통하여 그 존재를 확인할 수 있는데 이와 관련하여서는 뒤에서 더 자세히 설명한다. LPM 파동(122)에 의해 큰 덩어리로 뭉쳐져 있던 연료분자(40)의 덩어리들은 작게 쪼개어져 점점 미립화 되어 연소성이 2차로 향상된다.

또, 한편으로 연료분자 배향수단(110)은 연료의 이동로 상으로 자기장(112)을 형성한다. 이에 따라 미립화된 연료분자(40)들은 배향되어 모두 같은 방향으로 향하게 된다. 즉, 연료연소장치(20)쪽으로는 연료분자덩어리가 미립화되고 배향된 상태의 연료가 공급되어 연료의 연소성이 향상되게 된다.

이하에서는 유류분자의 미립화 및 배향에 대하여 설명한다.

1). 유류분자의 미립화

유류분자들은 수십 수천 개의 분자 덩어리를 형성하고 있어서, 실린더 내에서 착화된 후 완전연소가 어렵다. 그러나 이 분자 덩어리에 어떤 에너지(LPM 파동)를 전사하면 덩어리 상태의 분자들이 미립화되고 활성화에너지를 갖게 된다.

앞에서 언급한 바와 같이 LPM 파동은 그 실체가 완전히 규명되지 않은 것으로 일종의 웨이브 에너지(wave energy)로서 유류분자의 미립화에 매우 큰 영향을 주고 있음은 다음의 측정에서 알 수 있다.

표1.

구분	청맥반석	뽕나무 숯	황토	게르마늄석	LPM 분말	운모
면역지수	6	10	4	7	17	6
산소(0)	-4	-11	-4	-4	-20	-5
수소(H)	-5	-9	-4	-5	-20	-5

위 표1.에서 나타내는 수치는 자기공명분석기로 측정된 수치이다. 자기공명분석기(판매기종 : MRA, BI, LFT, QRS, MIRS)는 현재 의료분야에서 많이 사용되는 기기인 MRI(자기공명영상기)와 동일한 원리로 인체의 장기(간, 폐, 위 등)의 고유한 진동수를 찾아내어 인체의 면역기능과 관련이 있는 것으로 알려진 코드화되어 있는 공진정도를 조사하여 그 사람의 건강도를 측정하는 기기이다. 위 표1.의 측정에는 MIRS(일본)를 사용하였다.

측정된 결과는 +21에서 -21까지 범위에서 숫자로 나타내며, 여기에서는 면역지수로 표현하였다. 이 면역지수는 퍼스널 코드(personal code)라고도 부르며, -21∼-16은 최악의 건강상태, -15∼-10은 중증의 건강상태, -9∼-5는 주의요망의 건강상태, -4∼+4는 관심요망의 건강상태, +5∼+9는 보통의 건강상태, +10∼+15는 매우 좋은 건강상태, +16∼+21은 최고의 건강상태를 나타낸다.

또한, 산소(O)나 수소(H) 등 각 원소들의 분자들에 대한 공진정도는 분자덩어리의 미립화 정도를 나타내는데, 음(-)의 절대값이 클수록 분자덩어리가 미립화되었음을 나타낸다.

원소배합에 따른 측정치를 살펴보면 표2.와 같다.

표2.

구분	A	B	C(LPM 분말)	D
면역지수	5	4	17	6
산소(O)	-2	-3	-20	-3
수소(H)	-3	-5	-21이상	-6

여기에서,

A : Al, Zn, Cu, Mg, Ni, Fe, Na, Mn, Ba

B : Si, Mg, Al, Na, Fe

C : Ca, K, Zn, Cu, Mn, Fe, Si, Al, Ni, Y, Zr, Sr, Ce, Ti, Th, Na, Ba, Pr, La, Rb

D : Si, Al, Ti, K

위에서 알 수 있는 바와 같이 “C”군에 표시한 원소들로 된 것을 혼합하여서된 분말이 다른 것에 비해 그 면역지수가 월등히 높고, 또 산소(O) 및 수소(H) 분자의 미립화 능력이 월등하다.

위와 같은 측정은 전자나 원자핵에 자기장을 가했을 때 이것에 대응하여 전자기파를 흡수 또는 방출하는 자기공명 원리를 이용한 것으로, 자기공명 원리를 이용하는 경우 물질의 원자와 핵의 성질도 분석할 수 있다.

2). 유류분자의 배향(재배열)

미립화된 유류분자가 서로 엉키지 않고 전기적으로나 물리적으로 균일한 재배열을 이루게 하는 것이 매우 중요하며 이를 위하여 자석에서 발생되는 자기장 에너지를 이용하면 된다. 자기 모멘트를 가지는 분자, 원자, 원자핵이 자기장 속에 놓일 때, 그 방향이 일치하게 되는 것은 이미 널리 알려진 사실이다. 도 1∼도 2c를 통해 설명한 연료절감 및 매연감소장치에서 자기장의 변화에 따른 연료절감효과는 다음과 같다.

표3.

구분	2500가우스	3000가우스	3500가우스
연료절감	30%	35%	35%

위 실험결과에서 자석의 자기력선속밀도가 3000가우스 이상일 때 가장 효과가 크다는 것을 알 수 있었다. 하지만, 경우에 따라 2500가우스의 자석이 이용될 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 연료절감 및 매연감소장치는 연료의 연소성을 향상시켜 연료를 절감할 수 있도록 하여 차량의 연비를 향상시켜주고, 연료의 완전연소를 유도하여 차량 등에 의한 매연을 대폭적으로 줄일 수 있도록 해주고, 엔진의 수명도 연장시켜준다.

본 발명품의 실차 실험 결과 승용차, 화물트럭, 버스 등 가솔린이나 경유를사용하는 차량에서 연료절감, 매연감소, 출력증강, 소음감소의 효과가 있었고, LPG를 연료로 사용하는 차량을 제외한 모든 차량에서 연료비를 30% 이상 절감할 수 있었다.

또, 불완전연소 시 발생하는 매연과 CO가스가 현저히 줄어들었고, 발차 시나 언덕길을 오를 때 출력이 증가로 인하여 매우 자연스럽고 부드럽게 주행할 수 있었다.

또, 중고차량이나 디젤차량에서 많이 발생되는 소음은 현저히 줄어들었으며, 엔진 내부에 흡착되어 있는 찌꺼기들이 활성화된 미세분자들로 인하여 세정되어 배출되기 때문에 엔진의 수명을 연장하는 효과도 기대할 수 있다.

Claims

연료의 연소성을 향상시켜 엔진 등 연료가 연소되는 장치에서의 연료절감과 매연감소를 이룰 수 있도록 하기 위한 연료절감 및 매연감소장치에 있어서,

상기 연료가 연소되는 장치로 공급되는 상기 연료의 이동로 상에 자기장을 형성하여 상기 연료의 분자들을 배향시키기 위한 연료분자 배향수단;

상기 연료의 이동로 상에 파동을 제공하여 상기 연료의 분자 덩어리를 미립화하기 위한 연료분자덩어리 미립화수단; 및

상기 연료분자 배향수단과 상기 연료분자덩어리 미립화수단을 수용하여 보호하기 위한 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료절감 및 매연감소장치.
제 1항에 있어서, 상기 연료분자 배향수단은 상기 케이스 내부에 간격을 두고 복수 개 설치되고 자기력선속밀도가 2500 가우스 이상인 영구자석들인 것을 특징으로 하는 연료절감 및 매연감소장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연료분자덩어리 미립화수단은 Ca, K, Zn, Cu, Mn, Fe, Si, Al, Ni, Y, Zr, Sr, Ce, Ti, Th, Na, Ba, Pr, La, Rb의 각 원소를 최소 0.1중량%이상 함유하는 것을 특징으로 하는 연료절감 및 매연감소장치.
제 3항에 있어서, 상기 연료분자덩어리 미립화수단은 Ca, K, Zn, Cu, Mn,Fe, Si, Al, Ni, Y, Zr, Sr, Ce, Ti, Th, Na, Ba, Pr, La, Rb의 합이 5∼30중량%, 세라믹 분말 5∼40중량% 및 폴리머 컴파운드 30∼90중량%를 혼합하여 합이 100중량%로 된 것을 특징으로 하는 연료절감 및 매연감소장치.