KR20050113791A - 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 가열에 의한 전기석 성분의 활성화를 위하여 전열선을 매니폴드에 도입할 경우 성형을 용이하게 하기 위하여 매니폴드가 다수의 조립체가 되도록 하여 각 조립체의 일부분 또는 모두에 전열선을 도입하고, 더 나아가 조립체 또한 대칭형의 두 분체가 결합되어 이루어지도록 하여 전기석 성분으로 인한 집진효과와 음이온발생을 통하여 연소효율을 향상시킬 수 있도록 한 흡기 매니폴드의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법은 (a) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계; (b) 금형에 전열선을 위치시킨 상태에서 상기 (a)단계의 합성수지를 이용하여 흡기 매니폴드를 성형하는 단계; (c) 상기 전열선의 양단을 전원과 연결하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 다른 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법은 (ⅰ) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계; (ⅱ) 흡기 매니폴드의 내주면에 전열선을 위치시키는 단계; (ⅲ) 상기 (ⅱ)의 흡기 매니폴드의 내주면에 상기 (ⅰ)의 혼합 합성수지를 상기 전열선을 덮을 정도로 코팅하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR INTAKE MANIFOLD MIXED WITH TOURMALINE}
본 발명은 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 가열에 의한 전기석 성분의 활성화를 위하여 전열선을 매니폴드에 도입할 경우 성형을 용이하게 하기 위하여 매니폴드가 다수의 조립체가 되도록 하여 각 조립체의 일부분 또는 모두에 전열선을 도입하고, 더 나아가 조립체 또한 대칭형의 두 분체가 결합되어 이루어지도록 하여 전기석 성분으로 인한 집진효과와 음이온발생을 통하여 연소효율을 향상시킬 수 있도록 한 흡기 매니폴드의 제조방법에 관한 것이다.
종래 내연기관의 연소효율 향상을 위하여 음이온 발생장치를 도입하는 것과 관련된 여러 기술이 있다.
이 중 대한민국 특허등록 제0224505호(1999.07.14) 『전자 음이온 산소 활성화 엔진 연소효율 향상 유도장치』가 있다. 상기 등록특허는 엔진에 흡입되는 공기 계통에 설치하여 전자적으로 음이온을 발생시키면서 흡입공기에 포함된 불순물을 집진하여 여과작용을 수행하고, 고전압의 방전으로 발생한 음이온과 오존을 함유한 신선한 공기를 연료와 혼합시켜서 연소시키기 때문에 엔진의 연소효율이 높아져서 내연기관 엔진을 비롯한 모든 열기관 장치들에 적용 설치하여 에너지의 이용효율을 향상시키는 전자 음이온 산소 활성화 엔진 연소효율 향상 유도장치에 관한 것이다.
그러나 상기 등록특허의 장치는 고압의 변압기를 포함하고 있어 엔진측에 고전압이 걸리므로 폭발이나 화재의 위험을 무시할 수 없고, 전자파로 인하여 차량의 각종 전자장치가 교란되는 문제점에 대한 해결방안이 마련되어 있지 않음과 아울러, 고전압 전원의 확보 또한 문제가 된다.
또 대한민국 실용신안등록 제0182913호(2000.03.10) 『내외연기관의 매연감소와 출력향상 방법 및 장치』는 이산화티탄의 광촉매 작용을 이용하여 연료의 분자 집합체를 잘게 절단시키고 영구자석과 전기석 토르말린의 온도상승을 저하시켜 그 성능을 유지하고자 열 반사판과 냉각장치가 구비되며 원적외선 또는 자외선 방출 물질과 산화티탄계 세라믹으로서 상호 상승적 효과로 연료를 활성화시키는 다수의 촉매 장치와 관련된 것이다.
그러나 상기 등록실용신안은 그 장치가 대형이어서 그만큼 많은 공간을 필요로 하고, 이에 따라 기존 내연기관의 설계변경을 요구하므로 이러한 추가비용이 비하여 등록실용신안 장치로 인한 내연기관의 출력향상 효과가 미미하다 할 것이어서 현실성이 떨어진다.
본 발명은 종래 내연기관의 연소효율 향상을 위한 음이온 발생장치의 비현실성을 해결하기 위하여 제안된 것이다.
이에 본 발명은 내연기관 중 흡기 매니폴드에 전기석성분을 도입하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 매니폴드에 전기석성분을 도입할 때 전기석성분을 열선으로 가열에 의하여 전기석을 활성화시키고자 할 경우 매니폴드에 열선을 쉽게 위치시키기 위하여 흡기 매니폴드를 조립체가 조립되는 형태로 하거나 분체가 결합되어 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법은 (a) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계; (b) 금형에 전열선을 위치시킨 상태에서 상기 (a)단계의 합성수지를 이용하여 흡기 매니폴드를 성형하는 단계; (c) 상기 전열선의 양단을 전원과 연결하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 다른 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법은 (ⅰ) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계; (ⅱ) 흡기 매니폴드의 내주면에 전열선을 위치시키는 단계; (ⅲ) 상기 (ⅱ)의 흡기 매니폴드의 내주면에 상기 (ⅰ)의 혼합 합성수지를 상기 전열선을 덮을 정도로 코팅하는 단계를 포함하여 이루어진다.
전기석은 토르말린(Tourmaline)이라고도 하며, 전기석에서 플러스 전극과 마이너스 전극은 반드시 평행을 취해 있는 것이 아니고 항상 불안정한 상태가 되어 마이너스 극으로부터 끊임없이 플러스극을 향하여 전자가 흐르고, 이로 인하여 직류 정전기를 계속 발생하는데, 이는 태양으로부터 전자가 끊임없이 들어오고 있기 때문이다. 이 전자에는 양이온과 음이온이 함께 있으나 플로톤이라 불리우는 양이온은 지구의 대기권을 통과하지 못하고 태양풍 중 음이온만 통과한다.
태양으로부터 온 음이온이 토르마린의 플러스 전극에 흡수되어 마이너스 극으로 운반된다. 자연적으로 마이너스 전극측에서 음이온 전자 하나가 밀려나게 되어 이것이 플러스전극의 전기력선을 따라 튀어나가서 영구적인 전기의 흐름이 되는 것이다.
전기석 원석이나 분말은 수분에 닿으면 순간적으로 수분에 방전을 한다. 이때 물은 전기분해되고 물분자(H2O)는 수소이온(H+)과 수산이온(OH-)으로 분리된다. 분리된 수소이온(H+)은 마이너스 전극에 끌려서 거기에서 방출되는 전자와 결합되어 중화되고 수소가스(H2)가 되어 증발한다. 즉 물이 알카리 이온화가 된다. 또 수산이온(OH-)은 주변의 물 분자와 결합하여 히드록실(H3O2 -) 음이온이라고 하는 계면활성물질이 된다.
또 전기석은 원적외선 방사를 한다. 일반적으로 적외선이란 빛의 영역에서 가시광선 범위 밖의 장파장을 말한다. 열에너지를 많이 함유하여 흔히 열선(熱線)이라고도 한다. 원적외선이란 5 ㎛ 이상의 장파장의 적외선으로 물질의 분자진동과 같은 파장대를 가지고 있어 물질에 흡수되어 나타나는 열효과가 뛰어나다. 토르마린의 원적외선 발생량은 경이적으로 높은 수치로 나타내며, 강력한 열효과와 높은 침투력으로 인체에 혈액순환촉진 및 혈전용해 효과가 있다.
전기석의 또 다른 특성 중 하나는 가열(약 100℃)될 경우 집진효과를 갖는다는 것이다.
본 발명의 발명자를 이러한 전기석의 특성에 착안하여 전기석을 흡기 매니폴드에 도입하여 흡입공기에 대한 집진기능을 얻고, 아울러 음이온을 통한 흡입공기의 이온화로 연료 효율이 증가될 수 있다는 발견에 근거하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 흡기 매니폴드 전체에 전기석 분말을 도입하고, 아울러 전열선 역시 매니폴드 전체에 도입한 것과 관련된 매니폴드의 사시도이다. 도 1의 매니폴드(M)에서 서지탱크(10)는 스로틀(throttle)바디와의 연결을 위한 플랜지(11)를 갖고, 서지탱크(10)의 하부에는 네 분리러너(21)(23)(25)(27)가 연결되어 있다. 각 분기러너에는 흡기측 플랜지(29)가 형성되어 있다. 이러한 구조를 갖는 매니폴드(M)에는 전열선(W1)이 매립되어 있다.
이러한 매니폴드 제조를 위한 방법은 다음과 같다.
우선 볼밀 등으로 분말화시킨 전기석 분말을 준비한다. 상기 전기석 분말은 예를 들어 0.1㎛ 정도인 것이 바람직한데, 이는 상기 크기의 전기석 분말의 결정 양단에 (+)극 및 (-)극이 나타나게 되어 영구전극으로 기능할 수 있기 때문이다.
먼저, (a) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합한다. 상기 합성수지는 각종 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있는데, 특히 내열성, 내화학성과 내마모성이 우수하여 기계부품으로 손색이 없는 종류의 것이 바람직하다. 상기 분산제는 전기석 분말이 골고루 합성수지와 섞이도록 하기 위한 것으로, 예를 들어 합성수지 에멀젼 또는 합성고무 라텍스일 수 있다.
다음으로 (b) 금형에 전열선을 위치시킨 상태에서 상기 (a)단계의 합성수지를 이용하여 흡기 매니폴드를 성형한 후, (c) 상기 전열선의 양단을 전원과 연결하는 단계를 거쳐 완성된다.
그러나 본 발명에서는 한 번에 전체 매니폴드를 제작할 경우 전열선을 정확하게 매립하는 어려움을 해소하기 위하여 흡기 매니폴드가 다수의 조립체가 조립되는 것을 고려하였다. 이 경우 조립체의 구분은 도 1에서, 서지탱크(10)와 분기러너(21)(23)(25)(27), 그리고 각 플랜지(11)(29)일 수 있다. 이때 각 조립체 모두에 전기석 혼합 합성수지가 사용되고 전열선이 배열될 수 있으나 필요한 조립체만 선택적으로 전기석 혼합 합성수지로 제조되고 전열선이 배열될 수도 있다. 또 전기석 혼합 합성수지로 일부 조립체가 제조될 경우, 다른 조립체는 금속(예:알루미늄)으로 성형될 수 있다. 각 조립체의 연결은 용접 또는 나사 결합방식일 수 있다.
더 나아가 흡기 매니폴드에 전열선 도입을 보다 쉽게 하기 위하여 매니폴드 전체 또는 각 조립체를 반으로 절개하여 얻어진 두 분체에 각각 전열선을 도입하는 것을 고려할 수 있다. 이때 얻어진 두 분체는 원통을 반으로 쪼갠 것과 유사한 형상을 가질 것이다. 두 분체의 조립은 용접 결합이나 나사 결합을 이용한 것일 수 있다.
이어서 본 발명의 다른 흡기 매니폴드의 제조방법은 매니폴드 내주면에 전기석 혼합 합성수지를 코팅한 것이다.
본 제조방법은 (ⅰ) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계; (ⅱ) 흡기 매니폴드의 내주면에 전열선을 위치시키는 단계; 및 (ⅲ) 상기 (ⅱ)의 흡기 매니폴드의 내주면에 상기 (ⅰ)의 혼합 합성수지를 상기 전열선을 덮을 정도로 코팅하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 전기석 분말의 크기 및 합성수지의 종류는 도 1과 관련하여 설명한 매니폴드 자체를 전기석 혼합 합성수지로 제조하는 것에 준한다.
또 상기 (ⅱ)단계의 흡기 매니폴드는 조립체 또는 대칭형의 두 분체가 결합되어 이루어진 것이 코팅과 전열선 배열 작업을 용이하게 하는데 큰 도움이 된다.
이러한 방법에 의하여 제조된 매니폴드는 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 매니폴드의 벽체, 예를 들어 서지탱크(110)의 벽체 내면에 코팅층(C)이 형성되어 있고, 이 코팅층에 전열선(W1)이 매립되어 있다.
상기 전열선(W1)의 양단은 전원선(W2)에 의하여 전원부(30)와 이어지는데, 상기 전원부(30)는 차량의 기존 배터리로부터 얻는 것일 수 있다.
한편 상기 전원선(W2)은 제어부(40)와 연결되어 있는데, 상기 제어부(40)는 매니폴드로 유입되는 흡기온도 및/또는 냉각수 온도를 감지하는 센서를 포함하는 온도센서부(43)와, 상기 온도센서부(43)로부터 감지된 온도를 기준값과 비교하여 과열로 판단될 경우 전열선(W1)으로 이어진 전원을 차단하는 전원차단부(41)로 이루어진다. 상기 전원차단부(41)는 또 차량의 시동 여부에 따라 전원을 ON/OFF할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 흡기 매니폴드의 제조방법은 매니폴드에 전기석 성분과 전열선을 도입하여 가열에 의하여 전기석을 활성화시켜 흡기공기에 대한 집진효과와 음이온 발생에 의한 연소효율 향상을 도모할 수 있다.
또한 본 발명은 매니폴드에 전기석성분을 도입할 때 전기석성분을 열선으로 가열에 의하여 전기석을 활성화시키고자 할 경우 매니폴드에 열선을 쉽게 위치시키기 위하여 흡기 매니폴드를 다수의 조립체 및/또는 다수의 대칭형 분체가 결합되는 형태로 하여 제작성을 높였다.
도 1은 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 흡기 매니폴드의 사시도,
도 2는 전기석 혼합 수지가 코팅된 흡기 매니폴드의 전열선과 전원 및 제어부의 연결관계를 나타낸 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 서지탱크 11: 스로틀 바디측 플랜지
21,23,25,27: 분기러너 29: 흡기측 플랜지
30: 전원부 40: 제어부
M: 흡기 매니폴드 W1: 전열선
W2: 전원선 C: 코팅층

Claims (6)

  1. (a) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계;
    (b) 금형에 전열선을 위치시킨 상태에서 상기 (a)단계의 합성수지를 이용하여 흡기 매니폴드를 성형하는 단계;
    (c) 상기 전열선의 양단을 전원과 연결하는 단계를 포함하여 이루어진 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기 매니폴드는 다수의 조립체가 조립된 것으로, 전기석분말 혼합 합성수지로 성형되고 전열선이 도입된 조립체는 분기러너인 것을 특징으로 하는 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기 매니폴드는 다수의 조립체가 조립된 것으로, 전기석분말 혼합 합성수지로 성형되고 전열선이 도입된 조립체는 서지탱크인 것을 특징으로 하는 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전열선이 도입된 상기 흡기 매니폴드의 부위는 대칭형의 두 분체에 각각 전열선을 도입한 후, 두 분체를 결합하여 제조한 것을 특징으로 하는 전기석을 이용한 흡기 매니폴드의 제조방법.
  5. (ⅰ) 전기석 분말 10 내지 40 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%를 잔량의 합성수지와 혼합하는 단계;
    (ⅱ) 흡기 매니폴드의 내주면에 전열선을 위치시키는 단계; 및
    (ⅲ) 상기 (ⅱ)의 흡기 매니폴드의 내주면에 상기 (ⅰ)의 혼합 합성수지를 상기 전열선을 덮을 정도로 코팅하는 단계를 포함하여 이루어지는 흡기 매니폴드의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 (ⅱ)단계의 흡기 매니폴드는 대칭형의 두 분체가 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡기 매니폴드의 제조방법.
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