KR200424813Y1 - 자동차 엔진용 유입공기 와류기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 에어크리너를 통과한 공기가 엔진 실내로 유입될 때 와류 상태로 유입되도록 하여 연료의 완전연소를 꾀하며 이로 인해 매연감소, 출력증가, 연료절약의 효과를 얻는 자동차 엔진용 유입공기 와류기에 관한 것이다.

본 고안은 별도의 전원 공급 없이 자동차의 주행 속도에 따라 발생 되는 엔진의 공기흡입량에 따라 적정량의 공기를 회전시켜 와류 되는 형태로 엔진으로 공급되도록 하며, 자연적으로 엔진으로 유입되는 공기를 회전체로 회전시켜 와류 시킴과 동시에 가압 공급하여 공기의 양을 약간 증대시킴으로 이상적인 연료의 연소가 이루어지도록 하며 이로 인해 엔진출력증강, 매연감소, 연료절감 등의 효과 및 목적을 얻고자 개발된 것이다.

본 고안의 구성으로는

원통형 하우징과, 상기 원통형 하우징 중심에 다수개의 회전날개로 구성된 회전체를 가지며, 상기 회전체는 그 중심 지지축을 원통형 하우징 내측에 베어링과 함께 결합하는 자동차엔진용 와류 형성기에 있어서,

원통형 하우징(11)은 서로 결합하는 좌측 원통형 하우징(11A)과 우측 원통형 하우징(11B) 2개로 구성하며, 상기 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)의 내측에는 3~6개의 회전날개(22)를 갖는 회전체(21)를 가지며, 상기, 좌·우 원통형 하우징(11A)(11B) 양측면 중앙에는 축지지공(12A)(12B)이 내측으로 형성된 회전체지지구(13A)(13B)를 가지며, 상기 회전체지지구(13A)(13B)는 각각의 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)과 3~5개의 경사진 고정날개(14A)(14B)로 연결되며,

상기 좌, 우측 회전체지지구(13A)(13B)의 축지지공(12A)(12B)에는, 상기 3~6개의 회전날개(22)로 구성된 회전체(21)의 중앙 축공에 결합 고정되는 지지축(25)의 양단부가, 베어링(27)과 함께 끼워 결합 되며, 상기 회전체(21)의 회전날개(22)의 형상은 사다리꼴(

) 형상으로 형성되도록 한 것이다.

자동차 엔진 유입공기 와류 형성기, 완전연소 촉진기, 자동차 매연감소기

Description

자동차 엔진용 유입공기 와류기{Air eddy apparatus for Automobile Engine}

도1 본 고안의 사시도.

도2 본 고안의 부분 분해 사시도.

도3 본 고안의 단면도.

도4 본 고안의 측면도.

도5 본 고안의 분해 단면도

도6 본 고안의 타 실시 예의 분해 단면도.

도7 본 고안의 회전체의 정면도.

도8 본 고안의 사용상태 예시도.

본 고안은 자동차의 에어크리너를 통과한 공기가 엔진 실내로 유입될 때 와류 상태로 유입되도록 하여 연료의 완전연소를 꾀하며 이로 인해 매연감소, 출력증가, 연료절약의 효과를 얻는 자동차 엔진용 유입공기 와류기에 관한 것이다.

자동차 엔진 연소실로 유입되는 공기를 와류 시켜 줄 경우에는 공기의 밀도가 높아지며, 분사되는 연료와 혼합될 때, 연료입자와 공기의 입자가 골고루 섞임 으로 인해 완전 연소를 촉진하여 이로 인해 매연 발생감소와 엔진 출력 증대와 연료 소비량 감소의 효과를 기대하게 된다.

이와 같은 자동차 엔진으로 유입되는 공기를 와류 시켜 주는 기술 문헌으로는 미국특허 2,017,043호 미국특허 3,887,907호, 일본 공개 특허 공보 소 58-13122호 국내 실용신안 공고번호 76-1369호 등을 볼 수 있다.

또한, 특허 공고 번호 91-444호(특허 제41142호)에 있어서는 종래의 공기 와류 장치가 카브레이터에서 분사된 연료입자와 공기를 충분히 혼합된 조건으로 엔진의 연소실로 신속하며, 강하게 공급하여 완전연소를 촉진하여 완전 연소 폭발에 의한 엔진출력의 증대 효과를 제공하며,

이로 인해 연료의 절감 효과와, 엔진실로 유입되는 공기가 회전 관성에 의해 흡기시 간섭 발생과 배기시 간섭 발생을 줄여 흡기 및 배기를 촉진하며, 완전연소를 도움으로 인해 불연소에 의한 카본 발생량이 적어 엔진 실린더 내벽에 불완전 연소에 의한 불순물이 퇴적되는 것을 방지하여 엔진의 수명을 연장하는 효과를 갖는다는 것을 확인할 수 있다.

이러한 종래의 자동차엔진용 연료 과급기 또는 유입공기 와류발생기는 연소실로 유입되는 공기가 회전되면서 진행하도록 하는 다수개의 고정 날개를 갖는 형태임을 볼 수 있다.

이와 같이 종래의 엔진실로 유입되는 공기가 회전되도록 하는 다수개의 고정 날개를 갖는 것에 있어서는, 공기를 회전시켜 와류 시켜주나, 엔진실로 유입되는 공기의 양을 증가시키지 못하며, 공기를 가압시키지 못함으로 인해 엔진의 실린더 안으로 유입되는 공기의 양을 증가할 수 없는 문제점을 갖게 된다.

이를 해결하기 위한 기술로는 특허출원 92-10868호의 특허를 볼 수 있다.

상기 특허는 자동차엔진과 흡기 메니 홀더 사이에 자동차의 전기를 이용하여 회전하는 회전 익을 구비한 것으로, 이는 자동차가 시동중에는 항시 회전하여 엔진에 가압공기를 불어 넣어 주게 되나, 자동차의 정지시, 저속시, 고속시 등 자동차의 주행 상태와 관계없이 강제로 공기를 엔진으로 공급하여 주는 문제점을 갖는 것을 볼 수 있다.

이를 감안하여 자동차의 주행상태에 따라 비례 되는 공기량을 실린더 내의 연소실로 강제공급 되도록 함을 목적으로 하는 자동차 엔진용과 급기가 개발되었으며 이는 실용신안출원번호 제92-19823호(실용신안 등록 제87991호)로 출원 등록된 것을 볼 수 있다.

(상기 실용신안 등록 제87991호의 최초 등록권자는 박춘근, 김정환이었으나, 최근 본 고안의 출원인에게 그 명의가 변경된 바 있다.)

본 고안은 본 출원인의 상기 선등록 고안의 문제점을 개량 발전시킨 것이다.

실용신안등록 제87991호에서 볼 수 있는 본 출원인의 선등록 고안은,

"자동차의 공기청정기와 흡기 메니 홀더 사이에 설치되어 흡입되는 공기를 와류 되는 상태로 실린더의 연소실로 삽입되도록 한 과급기에 있어서, 과급기의(원통 형상) 하우징 내경 중심 좌우에 구름마찰요소(베어링)와 압축코일 스프링을 구비하는 보스 축을 형성하고, 통상의 회전 익을 일체로 갖는 회전익체의 수장 홀은 상기 보스 축 외경에 삽입되는 직경과 길이로 형성하여 상기 수장 홀 중심에 형성 한 회전축을 좌우 보스 축의 구름마찰요소(베어링)에 삽입 관통시킨 상태에서 조립링 부재로 고정하여 보스 축의 걸림 턱 환에 캡을 씌워 고정하도록 구성한 자동차 엔진용 과급기"에 관한 것으로,

이와 같은 선등록된 본 출원인은 고안은,

엔진의 흡기력에 의해 원통형 하우징 가운데에 축으로 지지되며 베어링으로 회전이 자재한 회전익이 회전되어 엔진으로 유입되는 공기를 회전시켜 와류를 형성하게 되나, 회전익이 너무 커서 유입되는 공기의 흐름을 방해하는 방해요소로 작용 되었으며, 회전익과 원통형 하우징이 밀접한 관계로 회전익이 원통형 하우징 내경과 마찰 되어 회전익이 쉬 상하는 문제점을 가지며, 엔진의 공기 흡입력에 의해 회전익이 고속으로 장시간 회전하게 될 시 마찰을 제거하는 베어링이 쉬 망가져, 제 기능을 발휘하지 못하는 문제점을 가지며, 베어링이 망가져 회전 익을 회전시키지 못할 경우 엔진으로 유입되는 공기의 흐름을 방해하거나, 유입공기 양을 줄여 오히려 엔진의 출력 저하를 유발하는 문제점을 갖게 된다.

또한, 종래에 있어서는 회전 익을 플라스틱 재질로 제조하였으나, 플라스틱 재질의 회전 인은 장시간 고속 회전되면서 끝이 마모되어 부러지는 경우가 빈번하게 발생 되었으며, 설치되는 위치가 엔진 근처임으로 엔진으로부터 전달되는 고온으로 인해 원통형 하우징이 변형되거나, 플라스틱으로 된 회전익이 엔진 열에 의해 산화 내지 분해가 촉진되어 쉽게 부러지거나, 파손되는 일이 많았으며, 파손된 회전익 조각이 엔진 내측으로 유입될 경우, 엔진을 손상시키는 경우가 발생 되었다.

이와 같이 종래의 자동차 엔진용 과급기는 많은 문제점을 가지는바 본 고안 은 이를 해결하고자 안출 개발된 것이다.

본 고안은 앞에서 언급한 종래 자동차엔진용 과급기가 갖는 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로,

별도의 전원 공급 없이 자동차의 주행 속도에 따라 발생 되는 엔진의 공기흡입량에 따라 적정량의 공기를 회전시켜 와류 되는 형태로 엔진으로 공급되도록 하며, 자연적으로 엔진으로 유입되는 공기를 회전체로 회전시켜 와류 시킴과 동시에 가압 공급하여 공기의 양을 약간 증대시킴으로 이상적인 연료의 연소가 이루어지도록 하며 이로 인해 엔진출력증강, 매연감소, 연료절감 등의 효과 및 목적을 얻고자 개발된 것이다.

이를 위한 본 고안은, 원통형 하우징 내측에 공기를 회전시키는 회전체를 설치하되 회전체가 공기의 흐름을 방해하지 않도록 회전체의 날개면적을 축소하며, 원통형 하우징 앞뒤에 진행하는 공기가 직선상태로 유동 되지 않고 회전되면서 유동하여 와류를 유발하는 다수개의 고정 날개를 형성토록 한 것이다.

이와 같은 본 고안을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

원통형 하우징과, 상기 원통형 하우징 중심에 다수개의 회전날개로 구성된 회전체를 가지며, 상기 회전체는 그 중심 지지축을 원통형 하우징 내측에 베어링과 함께 결합하는 자동차엔진용 와류 형성기에 있어서,

원통형 하우징(11)은 서로 결합하는 좌측 원통형 하우징(11A)과 우측 원통형 하우징(11B) 2개로 구성하며, 상기 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)의 내측에는 3~6개의 회전날개(22)를 갖는 회전체(21)를 가지며, 상기, 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B) 양측면 중앙에는 축지지공(12A)(12B)이 내측으로 형성된 회전체지지구(13A)(13B)를 가지며, 상기 회전체지지구(13A)(13B)는 각각의 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)과 3~5개의 경사진 고정날개(14A)(14B)로 연결되며,

상기 좌, 우측 회전체지지구(13A)(13B)의 축지지공(12A)(12B)에는, 상기 3~6개의 회전날개(22)로 구성된 회전체(21)의 중앙 축공에 결합 고정되는 지지축(25)의 양단부가, 베어링(27)과 함께 끼워 결합 되며, 상기 회전체(21)의 회전날개(22)의 형상은 사다리꼴(

) 형상으로 형성되도록 한 것이다.

또한, 상기 좌우 원통형 하우징(11A)(11B)을 일체로 결합하는 구성으로,

일측의 원통형 하우징 외주면(11B)에 숫나사산(17)을 형성하고 타측의 원통형 하우징(11A) 내측에 암나사산(18)을 형성하여 나사식으로 결합 되도록 하거나,

좌우 원통형하우징(11A)(11B)의 결합단부에 환턱(19)과, 환홈(20)을 형성하고 환턱(19)과, 환홈(20)이 서로 끼움으로, 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B)을 결합 되도록 본 고안을 구성토록 한 것이다.

또한, 상기 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B)의 재질과, 회전체(21)의 재질은 금속재(알루미늄재질)로 이를 형성토록 한 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안을 보다 상세히 설명함과 동시에 그 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같이 자동차의 엔진과 에어크리너 사이에 설치하여 공기를 와류 시켜 엔진으로 분사되는 연료와 충분히 혼합되도록 하는 것이다.

주지된 바와 같이 자동차 엔진으로 공급되는 공기는 에어클리너에 의해 이물질을 제거한 청정의 공기를 공급하게 되며, 엔진의 흡입력에 의해 공기는 엔진으로 빨려들어 가게 된다.

관을 통해 유입되는 물이나 공기 등의 유체는 직선상태 이동 시보다 회전 상태 이동 시에 유속이 증가하게 되어 회전 이동시 유량이 많아 지게 되는 것은 주지된 사실이다.

본 고안은, 엔진으로 공급되는 공기를 회전시켜 와류 시킴과 동시에 유속을 증가시켜 엔진으로 공급되는 공기의 양을 증가시켜 주는 역할을 충분히 하도록 개량 고안된 것이다.

본 고안의 외통체에 해당하는 원통형하우징(11)은 에어크리너와 엔진을 연결하는 고무호스 내측에 삽입 고정되며, 고무호스 외측에서 원통형 하우징을 잡아 고정하는 형태로 고무호스 내측에 설치되어 진다.

본 고안의 원통형 하우징(11)은 서로 결합 되는 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)로 구성되며,

그 내측에는 3-6개의 회전날개(22)를 갖는 회전체(21)가 회전 자재 하게 설치되어 진다.

즉, 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B)의 양측 중앙에는, 각각의 축지지공(12A)(12B)을 갖는 회전체지지구(13A)(13B)를 가지며,

상기 회전체지지구(13A)(13B)의 축지지공(12A)(12B)에 회전체(21)의 중앙 축공에 결합 고정되는 지지축(25)의 양단부가 베어링(27)과 함께 끼워 결합 되어 회전체(21)가 원통형 하우징(11) 내측에서 회전 자재 하게 결합되어 지며,

상기 회전체(21)의 중앙 축공에 결합된 지지축(25) 및 베어링(27)이 결합되는 축지지공(12A)(12B)을 갖는 회전체 지지구(13A)(13B)는 각각의 좌, 우 원통형 하우징(11A)(11B) 내벽과 3~5개의 경사진 고정날개(14A)(14B)로 고정되어 지게 된다.

이와 같이 좌우 양측의 회전체 지지구(13A)(13B)의 축 지지공(12A)(12B)에 지지축(25)에 의해 결합 되는 회전체(21)는 원통형 하우징(11) 내측을 통과하는 공기 흐름에 의해 회전되어, 공기를 가압하여 공기 통과량을 증가시키며, 공기를 회전시켜 와류를 증진시키는 역할을 하게 된다.

원통형 하우징(11)을 구성하는 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)의 양측에는 각각 3~5개의 고정날개(14A)(14B)를 형성하므로, 원통형하우징(11) 즉, 좌, 우의 원통형 하우징(11A)(11B)로 유입되는 공기는 일측의 고정날개(입구측 고정날개)에 의해 와류 즉 회전되면서 유입되어, 회전체(21)를 회전시키고 회전체(21)에 의해 분산 및 회전된 후 동시 다른 원통형 하우징의 고정 날개(출구측 고정 날개)에 의해 회전되면서 배출되어 지므로 인해, 종래의 것보다 공기의 회전상태가 증가되어 지며, 회전체(21)는 공기의 흐름을 가속하여 공기 흐름량을 증가시키게 된다.

상기 회전체(21)는 엔진의 출력 상태에 따라 그 회전량이 가속 내지 감속되어, 적정의 공기를 엔진으로 공급하게 된다.

이와 같이 3~6개의 회전날개(22)를 갖는 회전체(21)는 좌우 원통형 하우징(11A)(11B) 각각의 고정날개(14A)(14B)에 의해, 보호되어 원통형 하우징(11) 밖으로 이탈이 없게 견고히 결합 되는 구성을 갖게 된다.

본 고안과 같은 자동차용 과급기 또는 와류 형성기는, 언급한 바와 같이 엔진에 근접하여 설치됨으로 인해 엔진으로부터 발생 되는 고온에 의해 가열되어 자동차 운행 중에는 항시 고온 상태를 유지하게 된다.

특히 종래의 것에 있어서는 원통형 하우징 및 회전체를 플라스틱 재질로 이를 제작한 것을 볼 수 있으나, 플라스틱 재질의 원통형 하우징 및 회전체는 고온에 의해, 뒤틀리는 변형을 초래하게 되며, 산화 및 노화가 촉진되어, 부러지거나 부서지는 문제점을 갖게 되며, 부서진 조각이 엔진으로 유입될 시 기화기나 엔진의 고장 발생원인을 제공하게 되는 것을 볼 수 있으나, 이를 해결하기 위하여 본 고안은 원통형 하우징(11)은 물론이거니와 회전체(21)를 금속재를 더욱 구체적으로는 알루미늄 재질로 이를 형성하여, 고온에 의해 노화나 산화되어 부러지거나 부서지는 일이 없게 하였다.

또한, 회전체(21)의 회전날개(22)의 수는 3~6개가 적당하며, 그 단면의 형상이 끝은 좁고 중앙부는 넓고 사다리꼴 형상(

)으로 하여, 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B)내측벽에 각각 형성되는 3~5개의 고정날개(14A)(14B)와 간섭됨이 없게 하였으며, 회전체(21)의 회전날개(22)가 단면 형상을 사다리꼴 형상(

) 으로 함으로 말미암아 경사진 고정날개(14A)(14B)의 면적을 키울 수 있게 되며, 이로 인해, 각각 다수개의 고정날개(14A)(14B)를 통과하는 공기는 부드럽게 회전되면서 이송되어 지게 된다.

좌우 원통형 하우징(11A)(11B)는 나사식으로 결합하거나, 끼워 결합 되는 단부에 환턱(19) 및 환홈(20)을 형성하여, 일체로 결합하는 구조를 갖게 되며, 서로 결합되는 좌우 원통형 하우징(11A)(11B) 내측에 결합 되는 회전체(21)는 그 중심을 특별히 맞추지 않아도 좌우 원통형 하우징(11A)(11B)의 결합으로 중심이 맞게 되어, 미세한 공기 흐름에도 반응하여 회전되어 지며, 미세한 공기라도 회전체(21)를 회전시켜 와류 시켜주는 역할을 수행하며, 좌우 베어링(27)에 의해 부드럽게 회전 되어 지게 되는 것이다.

이와 같은 본 고안은, 휘발유 엔진은 물론이거니와 디젤 엔진에 장착하여 운행할 때 연료의 완전 연소를 촉진하여 매연 발생을 감소하며, 출력을 증감시키고, 연료 소비를 절약하게 되는 것이다.

자동차용 엔진에 연소를 위해 공급하는 공기를 와류 시켜 공급하게 되면 연료와의 혼합상태가 양호하게 되어, 완전연소가 되는 것을 주지된 사실이다.

이에 근거하여 최초의 제품은 단순히 경사진 고정날개를 갖는 구성을 갖는 것을 볼 수 있으며, 그 후, 공기를 와류 시킴과 동시에 가속시키기 위해, 회전체(익)을 내장한 한 구성을 갖는 것을 볼 수 있으나, 날개가 너무 커서 회전체가 오히려 공기의 흐름을 방해하는 것을 볼 수 있으며, 고속으로 장시간 회전되는 회전 체는 쉽게 날개가 손상되어 지며, 손상된 닐개 조각이 엔진으로 유입될 시 엔진의 고장원인을 제공하는 문제점을 갖는 것을 볼 수 있었다.

이와 같은 문제점을 본 고안은 모두 해결한 것으로, 원통형 하우징 내측에 장착되는 회전체를 작게 함으로 인해 진행되는 공기의 흐름을 방해하지 않고 공기를 가속하도록 하며, 원통형 하우징, 앞뒤로 다수개의 고정날개를 각각 형성함으로 말미암아, 진행되는 공기가 자연스럽게 회전되어 이동되도록 하며, 또한 회전체는 앞뒤의 고정날개에 의해 보호됨과 동시에 고정날개 중앙에 형성되는 앞뒤 회전체 지지구의 축 지지공에 끼움 결합함으로 간단히 조립하는 조립 상의 편리성을 갖게 된다.

이와 같은 본 고안은 자동차의 엔진과 에어크리어를 연결하는 호스 내측에 장착하여, 연료와 공기를 미세한 입자 단위로 서로 혼합시켜 완전 연소를 꾀하여 엔진 출력 증대와, 매연감소, 연료 소비의 절감을 제공하는 유용한 고안인 것이다.

Claims (4)

1. 원통형 하우징과, 상기 원통형 하우징 중심에 다수개의 회전날개로 구성된 회전체를 가지며, 상기 회전체는 그 중심 지지축을 원통형 하우징 내측에 베어링과 함께 결합하는 자동차엔진용 와류 형성기에 있어서,

   원통형 하우징(11)은 서로 결합하는 좌측 원통형 하우징(11A)과 우측 원통형 하우징(11B) 2개로 구성하며, 상기 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)의 내측에는 3~6개의 회전날개(22)를 갖는 회전체(21)를 가지며, 상기, 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B) 양측면 중앙에는 축지지공(12A)(12B)이 내측으로 형성된 회전체지지구(13A)(13B)를 가지며, 상기 회전체지지구(13A)(13B)는 각각의 좌, 우측 원통형 하우징(11A)(11B)과 3~5개의 경사진 고정날개(14A)(14B)로 연결되며,

   상기 좌, 우측 회전체지지구(13A)(13B)의 축지지공(12A)(12B)에는, 상기 3~6개의 회전날개(22)로 구성된 회전체(21)의 중앙 축공에 결합 고정되는 지지축(25)의 양단부가, 베어링(27)과 함께 끼워 결합 되며, 상기 회전체(21)의 회전날개(22)의 형상은 사다리꼴(

   

   ) 형상으로 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 유입공기 와류기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 좌우원통형 하우징(11A)(11B)을 일체로 결합하는 구성으로는 좌우 원통형하우징(11A)(11B)의 결합단부에 환턱(19)과, 환홈(20)을 형성 하여 끼움식으로, 좌,우 원통형 하우징을 결합하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 유입공기 와류기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 좌우원통형 하우징(11A)(11B)을 일체로 결합하는 구성으로는, 일측의 원통형 하우징 외주면에 숫나사산(17)을 형성하고 타측의 원통형 하우징 내측에 암나사산(18)을 형성하며 나사식으로 결합하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 유입공기 와류기.
4. 제 1 항에 있어서, 좌,우 원통형 하우징(11A)(11B)의 재질과, 회전체(21)의 재질은 알루미늄재질로 형성토록 한 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 유입공기 와류기.

Images