KR20040097123A

KR20040097123A - 액체연료 개질장치

Info

Publication number: KR20040097123A
Application number: KR10-2004-7011932A
Authority: KR
Inventors: 유조 호소다; 와이치 수기야마
Original assignee: 호소다 일렉트릭 코., 엘티디.
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-11-17
Also published as: CN1306161C; HK1068072A1; CN1551948A; WO2003083279A1; EP1445467B1; EP1445467A1; US7527024B2; ES2242168T3; AU2003258302A1; US20050103284A1; EP1445467A4; JPWO2003083279A1; CA2451512A1; CA2451512C; KR100778195B1; DE60300979D1; JP4162235B2; DE60300979T2; ATE299237T1

Abstract

차량의 배기가스의 유해물질을 제거하기 위해, 경량소형이며 저렴한 본 발명의 액체연료 개질장치는 이방성 자기체(7, 7')를 각각 수용하는 자석 지지케이스(3, 3')를 포함한다. 자석 지지케이스(3')와 자석 지지케이스(3)는 각각의 맞춤눈(3a, 3a')에서 서로 자기흡착되어 있으며, 액체연료가 유동하는 비자성체로 이루어진 접속관(24)을 협지하고 있다. 이방성 자기체(7)와 이방성 자기체(7')로 형성되는 자계는 접속관에 대해 직교하고 있다. 접속관은 비철금속으로 이루어진 외측 도관체(24A)와, 상기 외측 도관체(24A)의 재질과는 상이한 비철금속으로 이루어진 내측 도관체(24B)를 포함한다. 2종류의 비철금속은 외측 도관체(24A)와 내측 도관체(24B) 사이에 전위차가 발생하도록 선택된다.

Description

액체연료 개질장치{LIQUID FUEL MODIFYING DEVICE}

자동차 등의 배기가스중에 포함되는 일산화탄소(CO), 액화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 유해물질을 제거하기 위해서는, 엔진으로부터 머플러에 이르는 배기계에 촉매 컨버터를 설치하는 것이 널리 실행되고 있다. 현재로서는 백금, 팔라듐, 로듐, 제오라이트 등을 촉매 재료로 이용한 3원 촉매 컨버터가 일반적이다. 상기 3원 촉매 컨버터는 이러한 재료에 의해 벌집 형태로 형성되어 있다. 이들을 사용할 때는 상기 벌집 형태로 형성된 개구부에 약 800°로 배기가스를 통과시켜 유해물질과의 산화 및 환원 반응을 발생시키고 있다. 유해한 일산화탄소와 탄화수소는 각각 산화되어 무해한 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 변환되고, 유해한 질소산화물(NOx)은 환원되어 무해한 질소(N₂)와 산소(O₂)로 변환된다. 이것이 3원 촉매 컨버터의 작동원리이다. 이러한 3원 촉매 컨버터의 형상은 편평한 타원기둥으로서, 길이방향의 길이가 약 20㎝ 내지 50㎝이며, 두께가 약 10㎝ 내지 20㎝이다.그 중량은 부속품을 합해 1개당 10kg 내지 20kg 이다.

한편, 디젤엔진의 경우, 연소실내의 압축에 의해 혼합가스가 자연착화되어 배기가스가 배기측으로부터 배출된다. 이와 같은 작동원리에 의해, 혼합가스가 완전연소되는 것은 불가능하다. 따라서, 디젤엔진의 경우, 불완전연소에 따라 흑연의 배출을 저지하기가 어렵다. 이러한 흑연은 대기오염을 유발할 뿐만 아니라 염소 등과 화합하여 맹독성인 다이옥신 등으로 되거나 암발생 물질로 된다. 현재, 디젤엔진으로부터의 흑연을 제거하기 위해, 배기측에 재연소장치와 교환식 필터로 이루어진 디젤 미립자 제거장치(DPF: Diesel Particulate Filter)의 설치가 실행되고 있다.

근래 배기가스의 규제강화에 따라, 가솔린엔진 차량의 배기계에는 2개 또는 3개의 촉매 컨버터를 구비해야만 한다. 도 1은 자동차에 3개의 촉매 컨버터가 구비된 상태를 도시하고 있다. 3개의 3원 촉매 컨버터(1)는 엔진(5)으로부터 머플러(4)에 이르는 배기계에서, 배출 매니폴드(2)와 머플러(4) 사이에 직렬로 설치되어 있다. 상술한 바와 같이 3원 촉매 컨버터는 상당한 크기를 갖고 있기 때문에, 2개 또는 3개의 3원 촉매 컨버터 설치장소를 확보하는 것이 곤란하다는 문제가 있다. 촉매 컨버터는 적어도 10㎝의 두께를 갖고 있기 때문에, 촉매 컨버터를 자동차의 뼈대에 설치하는 경우에는 자동차의 뼈대를 높여야 하며, 이것은 차내공간을 감소시킨다는 문제를 유발시킨다.

이와 함께, 촉매 컨버터는 1개의 중량이 10kg 내지 20kg 이므로, 3개의 촉매 컨버터를 설치하는 것은 자동차에 대해 수십kg의 중량을 증가시키게 된다. 또한,디젤 미립자 제거장치(DPF)는 1대당 100kg 정도의 중량을 갖고 있기 때문에, 디젤엔진 차량의 경우, 중량증가의 문제는 가솔린엔진 차량의 경우 보다 심각하다. 이와 같은 중량증가는 차량의 연비를 악화시킨다는 문제를 발생시킨다. 또한, 촉매 컨버터 및 디젤 미립자 제거장치(DPF)는 고가이기 때문에, 이들을 차량에 장착하기 위해서는 상당한 부담비용이 발생한다는 문제도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 차량 배기가스의 유해물질을 제거하기 위한 경량소형의 저렴한 액체연료 개질장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 차량이 배출하는 배기가스중의 일산화탄소(CO), 액화수소(HC), 질소산화물(NOx), 흑연 등의 원인이 되는 가솔린엔진 및 디젤엔진 등의 액체연료중에 포함되는 물질을 처리하기 위한, 액체연료 개질장치에 관한 것이다.

도 1은 촉매 컨버터가 설치된 자동차를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 액체연료 개질장치의 사시도.

도 3은 본 발명의 액체연료 개질장치에 대한 자기 지지케이스의 정면도.

도 4는 자기 지지케이스의 중앙부의 단면도.

도 5는 자기 지지케이스의 일부를 생략한 사시도.

도 6은 자동차의 가솔린엔진의 연료공급장치의 구성을 설명한 도면.

도 7은 본 발명의 액체연료 개질장치에 대한 접속관과 가솔린엔진의 연료공급장치의 연료 보스와의 접속을 설명한 도면.

도 8은 3원 촉매 컨버터를 장착시킨 자동차 엔진의 회전수와 토오크 관계의 측정결과를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 실시예1의 측정결과를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 실시예2의 측정결과를 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 실시예3의 측정결과를 도시한 도면.

도 12는 자동차의 디젤엔진의 연료공급장치의 구성을 설명한 도면.

도 13은 본 발명의 액체연료 개질장치에 대한 접속관과 디젤엔진의 연료공급장치의 연료 보스와의 접속을 설명한 도면.

상기 목적은 이방성 자기체를 수용하는 자성체로 이루어진 자석 지지케이스와, 또 다른 이방성 자기체를 수용하는 자성체로 이루어진 자석 지지케이스를 포함하며; 상기 자석 지지케이스와 자석 지지케이스가 각각의 맞춤눈에서 자기유도회로의 일부를 구성하도록 서로 자기흡착되며, 또한 액체연료가 유동하는 비자성체로 이루어진 접속관을 협지하며, 상기 이방성 자기체에 의해 형성되는 자계는 접속관에 대해 직교하는 액체연료 개질장치에 있어서, 상기 접속관은 비철금속으로 이루어진 외측 도관체와, 상기 외측 도관체의 내부에 수용되며 상기 외측 도관체와는 상이한 비철금속으로 이루어진 내측 도관체를 포함하며, 상기 내측 도관체와 외측 도관체의 내벽부 사이에, 접속관의 입구측으로부터 출구측으로 형성된 유로를 포함하며, 상기 외측 도관체와 내측 도관체 사이에 전위차가 발생하도록, 상기 2종류의 비철금속을 선택하는 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치에 의해 달성된다.

자계가 수직으로 인가되는 접속관내의 액체연료내에 존재하는 금속원소에는정전기가 발생한다. 이러한 금속원소는 로렌쯔힘의 작동에 의해 액체연료로부터 제거된다. 그 결과, 개질후의 액체연료가 흑연, 다이옥신 등을 발생시키지 않는다.

한편, 접속관을 흐르는 액체연료에 자계가 인가되므로써, 액체연료에 기전력이 발생하지만, 이것은 액체연료내의 탄화수소 화합물의 연쇄결합을 세분화시킨다. 탄화수소 화합물의 연쇄결합이 세분화되면, 연료의 표면적이 증대되고, 그 결과 액체연료의 연소밀도가 저하된다. 연소밀도가 저하되면, 질소산화물(NOx) 및 흑연이 생성되지 않아 연소속도가 촉진되고, 완전연소에 의해 흑연이 삭감되고, 연소효율도 향상된다.

외측 도관체와 내측 도관체를 구성하는 2종류의 비철금속 사이에는 각각의 전위(H = 0 볼트인 경우의 기준의 표준전위)의 전위차가 존재한다. 즉, 외측 도관체와 내측 도관체 사이에 전지가 형성된다. 이러한 전위차도 상기 자계에 의한 기전력과 마찬가지로 내외측 유로를 흐르는 액체연료의 탄수화합물의 연쇄결합을 세분화하는 작용을 한다. 따라서, 이러한 양자의 작용에 의해, 효율적으로 탄화수소 화합물의 연쇄결합이 세분화된다. 이것이 본 발명의 액체연료 개질장치에 의해 배기가스내의 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 및 흑연을 격감시킬 수 있는 이유이다.

본 발명의 액체연료 개질장치는 상기 외측 도관체가 플러스의 단극전위를 발생시키는 비철금속으로 형성되고, 상기 내측 도관체가 마이너스의 단극전위를 발생시키는 비철금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

외측 도관체는 산화 및 부식이 어렵고, 이온화 경향이 적으며, 단극전위가 플러스 전위로서 1가, 2가 및 3가의 물리화학적 성질을 갖는 비철금속, 구체적으로는 금, 은, 동 또는 플래티나를 이용하는 것이 바람직하다.

내측 도관체는 이온화 경향이 크고, 단극전위가 마이너스 단위로서 1가의 물리화학적 성질을 갖는 비철금속, 구체적으로는 티탄, 텅스텐 또는 알루미늄 등을 이용하는 것이 바람직하다.

이방성 자기체가 상면이 장방형인 직방체인 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치는 상면이 장방형 이외의 형상(예를 들어 원형)인 개질장치에 비해, 자장의 강도가 세다.

자석 지지케이스의 모서리부에 굴곡각도가 56°이상의 R을 형성한 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치는 자기누설이 없는 강력한 자기유도 폐회로를 실현한다. 자기유도 폐회로란 자계가 지지케이스의 외부에 존재하지 않는 회로를 의미한다.

본 발명에 있어서, 액체연료는 가솔린, 경유, 등유, 중유, 에탄올 등과 같이 탄화수소(CH)를 포함하는 액체의 연료를 의미한다.

본 발명에 있어서, 차량은 가솔린엔진 또는 디젤엔진을 사용하는 자동차, 트럭, 버스, 디젤카, 쇼벨카, 오토바이, 스노우보드 등 전체의 육상 이동수단을 의미한다. 본 발명의 액체연료 개질장치를 탑재한 가솔린엔진 및 디젤엔진은 모터보드 및 선박 등의 수상/수중 이동수단에도 사용될 수 있다.

본 발명의 액체연료 개질장치의 작동원리는 제트엔진에도 적용된다. 따라서, 제트엔진에 대해서도 본 발명의 액체연료 개질장치에 의해 개질된 액체연료를 공급하므로써, 그 배기가스로부터 유해성분을 제거할 수 있다.

본 발명의 액체연료 개질장치를 탑재한 제트엔진은 항공기에 사용될 수 있다.

본 발명의 액체연료 개질장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 한쪽의 지지케이스(3)와, 다른쪽 지지케이스(3')와, 접속관(24)으로 구성되어 있다.

상기 지지케이스(3)와 다른쪽 지지케이스(3')는 구성이 완전히 동일하기 때문에, 한쪽 지지케이스(3)에 대해서만 설명하기로 한다. 상기 지지케이스(3)는 연철재료로 구성되며, 박스형상을 취하고 있다. 도 2에 도시된 자기 지지케이스(3, 3')의 길이(1)는 40㎜이다. 상기 자석 지지케이스(3)는 저면부(3A)와, 좌우면부(3B, 3C)와, 전후면부(3D, 3E)를 포함한다. 상기 전후면부(3D, 3E)의 엣지부에는 반원형의 홈부(6)가 형성되어 있다. 자석 지지케이스(3)의 저면부(3A)의 내면에는 상면이 장방형(20㎜ ×25㎜)인 각형 직방체(두께: 10㎜)의 영구자석(7)이 고착되어 있다. 이러한 영구자석(7)은 이방성 자기체이다. 자석 지지케이스(3)의 내부에는 비자성 재료인 합성수지, 예를 들어 에폭시수지로 이루어진 충진재(8)가 자석을 고정하기 위해 충진되어 있다. 상기 충진재(8)의 중앙에는 영구자석(7)이 표출되어 있다. 자기누설을 방지하기 위해, 자석 지지케이스(23)의 모서리부에는 56°이상의 굴곡각도를 갖는 R이 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이 자기 지지케이스(3)와 자기 지지케이스(3')는 상호의 자력에 의해 합체되고, 홈부(6, 6')에 의해 접속관(24)이 삽입되는 개구를 형성하고 있다. 접속관(24)은 비자성체로 형성되어 있고, 외측 도관체(24A)와 내측 도관체(24B)로 구성되어 있다. 접속관(24)의 외측 도관체(24A)는 그 내경이 5㎜ 내지 6㎜이고, 외경은 7㎜ 내지 8㎜이며; 내측 도관체(24B)는 그 내경이 3㎜ 정도이고, 외경은 4㎜ 정도이다. 외측 도관체(24A)의 길이는 115㎜, 내측 도관체(24B)의 길이는 24㎜이며, 양자의 합계중량은 250g 이다. 외측 도관체(24a)는 산화 및 부식이 어려운 이온화 경향이 적은 비철금속으로 형성된다. 이온화경향이 적은 비철금속으로는 동(Cu), 금(Au), 은(Ag), 플래티나(Pt) 등이 있다.

상기 외측 도관체(24A)의 양측부에는 8㎜ 호스용 조인트부(9)와, 9㎜ 호스용 조인트부(10)가 각각 설치된다. 8㎜ 호스용 조인트부(9)는 팽창부(11)와 인출걸림부(12)를 포함하며, 9㎜ 호스용 조인트부(10)는 팽창부(13)와 인출걸림부(14)를 포함한다.

내측 도관체(24B)의 재료로는 이온화경향이 크고 단극전위가 마이너스 전위이고 1가의 물리화학적 성질을 갖는 티탄(Ti), 텅스텐(W), 및 알루미늄(Al) 등이 사용된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 압궤부(30)는 외측 도관체(24A)내에 내측 도관체(24B)를 동심으로 수용한 상태로 외측 도관체(24A)의 중앙부에서, 서로 대향하는 부위를 압궤하므로써, 형성되어 있다. 내측 도관체(24B)는 압궤부(30)에 의해 외측 도관체(24A)와 동심으로 외측 도관체(24A)에 고정수용되어 있다. 내측 도관체(24B)와 외측 도관체(24A) 사이에는 압궤부(30)를 제외하고 외측 유로(31)가 형성되어 있다.

자기 지지케이스(3)와 자기 지지케이스(3')는 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 맞춤눈(가장자리로)(3a, 3a')에서 맞추어지고, 반원형의 홈부(6, 6')(도 5참조)에 의해 형성되는 원형 구멍을 접속관(24)이 관통하고 있다. 영구자석(7)과 영구자석(7')은 접속관(24)을 협지하여 대향하는 상태로 형성된다. 상기 영구자석(7)의 대향단부(7a)는 S극이며, 영구자석(7')의 대향단부(7a')는 N극 이다.

도 4에 도시된 바와 같이 자석 지지케이스(3, 3')는 합체되어 연속한 프레임을 구성한다. 이러한 프레임은 자기유도 폐회로를 구성한다. 도시되어 있는 단면의 크기는 40㎜ ×40㎜ 이며, 자석 지지케이스(3. 3')의 중량은 200g이다. 상기 프레임은 이른바 자기회로의 일부를 형성한다. 자기 지지케이스(3)의 영구자석(7)의 대향단부(S극)(7a)로부터 영구자석(7')의 대향단부(N극)(7a')를 향하여 자속밀도가 높은(6000 내지 8000 가우스) 자장이 형성된다. 자력선(F)은 접속관(24)을 관통하고, 프레임의 중심부(10)를 관통하여 영구자석(7)에 수용된다. 이러한 자력선(F)에 의해, 자기회로(유도 자기회로)가 구성되어 있다. 자석 지지케이스(3, 3')의 모서리부에, 굴곡각도가 56°이상인 R을 형성하므로써, 자기누설이 없는 자기유도회로가 실현된다.

내외측 유로(31, 32)를 흐르는 액체연료의 유속을 초당 1.2m 내지 1.6m 으로 하고, 액체연료의 연료압력을 2kg 내지 3kg 으로 하고, 액체연료의 토출량을 시간당 60리터 내지 110리터로 하였다.

액체연료중에는 미량의 금속원소(칼슘, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 알루미늄, 철, 티탄)가 존재한다. 이러한 금속원소 자체는 유해하지는 않지만, 이들 금속원소가 액체연료의 연소중에 염소, 질소, 유황 등과 화합하여 염화물, 질화물, 유화물로 될 가능성이 있다. 이러한 염화물, 질화물, 유화물은 흑연, 다이옥신 등의유해물질의 생성에 관여하는 것으로 여겨지기 때문에, 액체연료중에 포함되어 있는 이러한 금속원소는 화합물로부터 제거하는 것이 바람직하다.

6000 내지 8000 가우스의 자계가 수직으로 인가되는 접속관(24)내의 액체연료중에 존재하는 금속원소에는 정전기(유속밀도 1.2m에서는 0.06mA, 유속밀도 1.6m에서는 0.08mA의 정전전류)가 발생한다. 이러한 금속원소는 로렌쯔힘의 작용에 의해, 액체연료중으로부터 제거된다. 이것이 본 발명의 액체연료 개질장치에 의해 액체연료중의 미량의 금속원소의 자유전자가 제거되고 그 결과 액체연료가 연소되어도 흑연, 다이옥신 등이 발생하지 않게 되는 원리이다.

한편 6000 내지 8000 가우스의 자계가 접속관(24)내를 흐르는 액체연료에 인가되므로써, 액체연료에 기전력이 발생되지만, 이것은 액체연료중의 탄화수소 화합물의 연쇄결합을 세분화시킨다. 탄화수소 화합물의 연쇄결합이 세분화되면, 연료의 표면적이 증대되고, 그 결과 액체연료의 연소밀도가 저하된다. 연소밀도가 저하되면, 질소산화물(NOx)이 발생되지 않고, 연소효율도 향상된다. 연료의 연쇄결합을 세분화하므로써, 연료의 표면적이 증대되고, 연소속도가 촉진되며, 완전연소에 의해 흑연이 삭감된다.

외측 도관체(24A)와 내측 도관체(24B)를 구성하는 2종류의 비철금속 사이에는 전위(H = 0 볼트로 한 경우의 기준 표준전위)의 전위차가 각각 존재한다. 즉, 외측 도관체와 내측 도관체 사이에 전지가 형성된다. 예를 들어 외측 도관체(24A)를 단극전위가 플러스 전위의 1가 및 2가의 물리화학적 성질을 갖는 금(금의 단극전위는 1.7)으로 형성하고, 내측 도관체(24B)를 단극전위가 마이너스 전위로서 1가의 물리화학적 성질을 갖는 티탄(티탄의 단극전위는 1.75)으로 형성한 경우, 외측 도관체(24A)와 내측 도관체(24B) 사이에는 3.45V의 전위차가 발생한다. 이러한 전위차도 상기 자계에 의한 기전력과 마찬가지로 내외측 유로(31, 32)를 흐르는 액체연료의 탄수화합물의 연쇄결합을 세분화시키는 작용을 한다. 따라서, 본 발명의 액체연료 개질장치는 이러한 양자의 작용에 의해 효율적으로, 탄화수소 화합물의 연쇄결합을 세분화한다. 이것이 본 발명의 액체연료 개질장치에 의해 배기가스중의 질소산화물(NOx) 및 흑연을 격감시킬 수 있는 이유이다.

외측 도관체(24A)와 내측 도관체(24B)의 조합은 상술한 금(Au)과 티탄(Ti)으로 한정되지 않는다. 금(Au)과 알루미늄(Al), 플래티나(Pt)와 티탄(Ti), 플래티나(Pt)와 알루미늄(Al), 은(Ag)과 티탄(Ti), 동(Cu)과 티탄(Ti)을 각각 외측 도관체(24A)와 내측 도관체(24B)에 사용한 경우에도 양자 사이에 전위차가 발생한다.

본 발명의 액체연료 개질장치를 자동차의 가솔린엔진의 연료공급장치에 장착한 실시예를 도 6 및 도 7을 참조로 설명한다.

자동차의 가솔린엔진의 연료공급장치는 연료를 공기와 혼합하여 실린더에 공급하기 위한 장치이다. 이러한 연료공급장치는 도 6에 도시된 바와 같이 연료탱크(21)와, 상기 연료탱크(21)내에 수납된 연료공급펌프(23)와, 상기 연료공급펌프(23)의 토출측에 연료호스(22)를 거쳐 접속된 연료필터(23A)와, 상기 연료필터(23A)에 연료호스(27)를 거쳐 접속되고 흡입 매니폴드(26A)측에 장착된 인젝터(25)를 포함한다. 액체연료인 가솔린은 연료공급관로 즉, 연료탱크(21)내에서 연료공급펌프(23)에 펌프(23)에 흡인되고 이러한 연료공급펌프(23)로부터 토출된 가솔린은 필터(23A)에서 통과된 후에 인젝터(25)로 이송되고, 안개형태로 기화되어 실린더에 공급된다. 또한 25A는 압축기ㆍ제어기 이다.

연료공급펌프(23)의 토출측에는 합성수지로 이루어진 8㎜ 직경의 연료호스(27)가 접속되어 있다. 이러한 연료호스(27)의 단부(27a)에는 개질장치(A)의 접속관(24)의 한쪽이 상기 8㎜ 호스용 조인트부(9)를 이용하여 접속된다. 개질장치(A)의 접속관(24)의 다른쪽에는 8㎜ 호스용 조인트부(9)를 이용하여 다른 연료호스(28)의 단부(28a)가 접속되어 있으며, 상기 연료호스(28)는 인젝터(25)에 접속된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 액체연료 개질장치는 자석 지지케이스(3, 3')가 40㎜의 직방체이고, 접속관의 길이가 115㎜이며, 그 중량이 250g에 불과하기 때문에, 매우 경량소형인 장치이다. 따라서, 본 장치는 상술한 바와 같이 엔진과 연료탱크를 결합하는 연료호스에 직접 설치될 수 있다. 또한, 엔진의 배기가스를 처리하는 종래의 촉매 컨버터와는 상이하며, 본 발명의 액체연료 개질장치는 엔진에 공급되는 액체연료에 대한 유해물질을 제거하기 때문에, 엔진에는 매우 청정한 액체연료가 공급된다. 그 결과, 엔진의 배기가스에 포함되는 유해물질이 격감되고, 이에 따라 종래의 촉매 컨버터에 의한 유해물질의 제거효과 보다 매우 우수하다. 이에 대해 종래의 촉매 컨버터가 50㎝ ×10㎝ ×10㎝의 크기를 갖고 10kg의 중량을 갖고 있기 때문에, 그 설치장소 및 설치에 따른 중량증가에 대한 심각한 문제가 있다는 것을 고려하면, 본 발명의 액체연료 개질장치가 중량비에서 종래 촉매 컨버터의 1/200 이하이며, 또한 종래장치 보다 우수한 유해물질 제거효과를 나타내는 것은 본 발명의 장치의 기술적 효과가 매우 크다는 것을 의미한다.

외측 도관체(24A)에 금을 이용하고, 내측 도관체(24B)에 티탄을 이용한 본 발명의 액체연료 개질장치를 배기량 2400cc의 닷산에 장착시킨 경우와 장착하지 않은 경우에 대해, 공연비를 일정하게 한 상태에서 그 배기가스를 호리바 제작소의 배기가스 측정기 MEXA-554J로 측정하였다. 그 결과, 본 발명의 장치를 장착하지 않은 경우에는 CO의 배출량이 0.10중량%, HC의 배출량이 31중량ppm인 것에 비해, 본 발명의 장치를 장착시킨 경우에는 CO의 배출량은 0.01중량%, HC의 배출량은 -2중량ppm 이었다. CO의 배출량은 1/10로 격감하였고, HC의 배출량도 31중량ppm으로부터 측정불가능한 값으로 격감하고 있다.

하기에 종래의 3원 촉매 컨버터를 장착시킨 자동차와, 본 발명의 액체연료 개질장치를 장착시킨 자동차에 대해 그 효과에 대해 실측 데이터를 표시한다.

비교예

3원 촉매 컨버터를 장착시킨, 최고속도 240km/h의 FR 구동 오토차량에 대해, 엔진의 회전수를 변화시켜 그 토오크 변화를 측정하였다. 그 결과가 도 8에 도시되어 있다. 도 8과 도 9 내지 도 11에 있어서, 종축은 엔진의 토오크(단위: Nm)이고, 횡축은 엔진의 회전수(rpm)이다. 도 8에 따르면, 3차원 촉매 컨버터를 장착시킨 자동차 엔진의 경우, 회전수가 0 내지 3200 으로 회전하고, 토오크는 50Nm 정도 밖에 되지 않았다.

실시예 1

외측 도관체(24A)에 금, 내측 도관체(24B)에 티탄을 사용하고, 6500G의 자장을 발생시킨 본 발명의 개질장치를 장착시킨 최고속도 200km/h의 FR 구동 오토차량에 대해, 엔진의 회전수를 변화시켜 그 토오크 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 9에 도시하였다. 도 9를 도 8과 비교하면, 전체 회전수에서는 실시예1의 경우, 토오크가 향상되어 있다. 특히 4000회전 이하에서 그 토오크의 향상이 현저하였다.

실시예 2

외측 도관체(24A)에 티탄, 내측 도관체(24B)에 알루미늄을 사용하고, 6500G의 자장을 발생시킨 본 발명의 개질장치를 장착시킨 최고속도 200km/h의 FR 구동 오토차량에 대해, 엔진의 회전수를 변화시켜 그 토오크 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 10에 도시하였다. 도 10을 도 8과 비교하면, 0 내지 4200 회전에서는 실시예1의 경우 토오크가 현격하게 향상되었다. 예를 들어, 3000 회전에서 실시예2의 경우 그 토오크는 비교예의 4배에 달하고 있다.

실시예 3

외측 도관체(24A)에 금, 내측 도관체(24B)에 티탄을 사용하고, 6500G의 자장을 발생시킨 본 발명의 개질장치를 장착시킨 최고속도 200km/h의 FR 구동 오토차량에 대해, 엔진의 회전수를 변화시켜 그 토오크 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 11에 도시하였다. 도 11을 도 8과 비교하면, 전체 회전수에서는 실시예3의 경우, 토오크가 향상되어 있다. 특히 4000 회전 이하에서 그 토오크의 향상이 현저하였다.

본 발명의 액체연료 개질장치(A)를 자동차의 디젤엔진의 연료공급장치에 장착시킨 예를 도 12 및 도 13을 이용하여 설명한다.

자동차의 디젤엔진의 연료공급장치는 연료탱크(40)와, 상기 연료탱크(40)내에 수납된 연료공급펌프(42)와, 상기 연료공급펌프(42)의 토출측에 연료필터(48)를 거쳐 연료호스(41)에 의해 접속된 분배기(45)와, 상기 분배기(45)에 분사관(46)을 거쳐 접속된 분사노즐(47)을 포함한다.

연료필터(48)의 출구측에는 합성수지제의 9㎜ 직경의 연료호스(50)가 접속되어 있고, 상기 연료호스(50)의 후단부(50a)에는 액체연료 개질장치(A)의 접속관(24)의 한쪽이, 상기 9㎜ 호스용 조인트부(10)를 이용하여 접속되어 잇다. 또한 액체연료 개질장치(A)의 접속관(24)의 다른쪽에는 상기 9㎜ 호스용 조인트부(10)를 이용하여 다른 연료호스(51)의 단부(51a)가 접속되어 있고, 상기 연료호스(51)는 분배기(45)에 접속된다.

또한, 액체연료 개질장치는 연료 필터(48)의 입구측에 설치되어도 무방하다. 이 경우, 액체연료 개질장치는 필터(48)의 출구측에는 설치되지 않는다.

이상 가솔린엔진 및 디젤엔진에 본 발명의 액체연료 개질장치를 적용시킨 실시예에 대해 서술하였지만, 본 발명의 액체연료 개질장치의 작동원리는 제트엔진에도 적용된다. 따라서, 제트엔진에 대해서도 본 발명의 액체연료 개질장치에 의해 개지된 액체연료를 공급하므로써, 제트엔진의 배기가스로부터 유해성분을 제거할 수 있다.

본 발명의 액체연료 개질장치는 가솔린엔진 및 디젤엔진의 배기가스의 유해성분을 제거하는 장치에 적용할 수 있으며, 종래의 3원 촉매 컨버터 및 디젤 미립자 제거장치(DPF)를 대체한다. 또한, 본 발명의 액체연료 개질장치는 제트엔진의 배기가스의 유해성분을 제거하는 장치에도 적용된다.

Claims

이방성 자기체(7)를 수용하는 자성체로 이루어진 자석 지지케이스(3)와, 또 다른 이방성 자기체(7')를 수용하는 자성체로 이루어진 자석 지지케이스(3')를 포함하며; 상기 자석 지지케이스(3')와 자석 지지케이스(3)가 각각의 맞춤눈(3a, 3a')에서 자기유도회로의 일부를 구성하도록 서로 자기흡착되며, 또한 액체연료가 유동하는 비자성체로 이루어진 접속관(24)을 협지하며, 상기 이방성 자기체(7, 7')에 의해 형성되는 자계는 접속관에 대해 직교하는 액체연료 개질장치에 있어서,

상기 접속관은 비철금속으로 이루어진 외측 도관체(24A)와, 상기 외측 도관체의 내부에 수용되며 상기 외측 도관체와는 상이한 비철금속으로 이루어진 내측 도관체(24B)를 포함하며,

상기 내측 도관체와 외측 도관체의 내벽부 사이에, 접속관의 입구측으로부터 출구측으로 형성된 유로를 포함하며,

상기 외측 도관체와 내측 도관체 사이에 전위차가 발생하도록, 상기 2종류의 비철금속을 선택하는 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치.
제 1항에 있어서, 상기 외측 도관체는 플러스의 단극전위를 발생시키는 비철금속으로 형성되어 있고, 상기 내측 도관체는 마이너스의 단극전위를 발생시키는 비철금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치.
제2항에 있어서, 상기 외측 도관체가 금, 은, 동 또는 플래티나 등의 비철금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 내측 도관체는 티탄, 텅스텐, 또는 알루미늄 등의 비철금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치.
상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 이방성 자기체(7, 7')는 상면이 장방형인 직방체인 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치.
상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 자석 지지케이스(3, 3')의 모서리부에 굴곡각도가 56°이상인 R을 형성한 것을 특징으로 하는 액체연료 개질장치.
상술한 항중 어느 한 항에 따른 액체연료 개질장치를 엔진과 액체연료 탱크 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 가솔린엔진.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 따른 액체연료 개질장치를 엔진과 액체연료 탱크 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진.
제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 따른 액체연료 개질장치를 엔진과 액체연료 탱크 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 제트엔진.
제 6항 또는 제 7항에 기재된 엔진을 탑재하는 것을 특징으로 하는 차량.
제 6항 또는 제 7항에 기재된 엔진을 탑재하는 것을 특징으로 하는 선박.
제 9항에 기재된 제트엔진을 탑재한 것을 특징으로 하는 항공기