KR20080109353A

KR20080109353A - 엔진

Info

Publication number: KR20080109353A
Application number: KR1020070057554A
Authority: KR
Inventors: 안정오
Original assignee: 안정오
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-12-17

Abstract

본 발명은 실린더내의 연소시 발생되는 NO, SO, CO 등의 가스를 완전 푸라즈마로 연소케 하여 매연을 감소시키는 엔진을 얻기 위한 것인 바,

흡기구와 배기구가 형성된 실린더를 구비한 엔진에 있어서,

실린더의 상부에 플라즈마장치부를 구성하고, 상기 플라즈마장치부는 12V나 24V의 자동차 배터리(또는 제네레이터) 전원을 고전압 승압트랜스로 25,000V~55,000V까지 승압한 다음 방전전극으로 공급하여 아크방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 실린더내에서 배출되는 배기가스를 분해 정화시켜 정화효율을 최대한으로 높일 수 있는 특징이 잇다.

플라즈마, 매연, 배기가스, 실린더, 정화장치

Description

엔진{engine}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 엔진을 도시한 상태도.

도 2는 본 발명의 프라즈마발생장치부를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 프라즈마발생장치부의 사시도.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1 : 외부케이스 2 : 전기공급선

3 : 세라믹

10,10'10" : 방전전극 90 : 플라즈마발생장치부

100 : 실린더

본 발명은 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진내의 연소시 발생되는 NO, SO, CO 등의 가스를 완전 푸라즈마로 연소케 하여 매연을 감소시키는 엔진에 관한 것이다.

현재 선진국의 대도시나 공장 밀집 지역에서는 질소 산화물인 NO와 NO2와 같은 NOx의 발생량이 증가하고 있으므로 대기오염에 대한 규제가 점차 강화되고 있 다. NOx의 주 발생원인은 날마다 증가하는 자동차, 쓰레기 소각로, 화력발전소, 디젤 기관차, 선박, 각종 보일러 및 난방용 버너 등을 들 수 있으며, 이 가운데 자동차의 매연이 대기오염에 차지하는 비중은 75%에 달하고 있다.

디젤 자동차는 가솔린 자동차에 비하여 열효율이 좋고 높은 출력을 낼 수 있으며, 비교적 공연비가 높은 영역에서 연소가 일어나고 있으므로 일산화탄소와 탄화수소의 배출량이 낮아 휘발유 자동차의 배출가스 규제가 엄격하지 않았을 때는 오염물질의 배출이 상대적으로 낮은 비교적 깨끗한 자동차로 알려졌었다.

삼원 촉매가 부착된 저공해 휘발유 자동차가 공급됨으로써 인체에 유독한 NOx 및 입자상 물질들이 많이 배출되는 디젤 자동차가 큰 오염 배출원으로 등장하게 되었다. 따라서 디젤 자동차에서와 같이 배기가스 오염물질을 후처리하는 배기가스정화 기술을 개발하고 있으며, 현재 개발되었거나 개발중인 디젤 자동차 매연 후처리 장치는 경유 버너식 : 매연을 포집한 후 별도의 경우 버너를 사용하여 재연소 시키는 장치. 연료 첨가제식 : 연료에 암모니아, 우레아, 하이드라진 등의 첨가제를 주입하고 매연을 세라믹 필터로 포집한 후 전자장치로 재연소시키는 장치. 트랩-머플러식 : 머플러에 부착된 필터에 매연을 포집한 후 머플러에서 재연소시키는 장치.촉매식 : 촉매트랩을 설치하여 매연을 정화시키는 장치가 있다.

이들 가운데 경유 버너식은 엔진에서 연결시켜 부착하여야 하므로 엔진실에 별도의 공간이 필요하고, 연료 첨가제식은 머플로 앞에 별도의 전자장치와 세라믹 필터를 부착해야 하므로 역시 별도의 공간이 필요한 단점을 지니고 있다.

트랩-머플러식은 현재 사용하고 있는 기존의 머플러를 제거하고 트랩머플러 로 교체해야 하는 단점을 지니고 있으며, 촉매식은 미반응 탄화수소나 SOx에 의한 촉매독의 제거가 용이하지 못하여 정화효율이 떨어지는 단점을 지니고 있다.

이와 같은 디젤 자동차 정화장치들은 앞에서 언급한 바와 같이 각각의 뚜렷한 단점 외에도 모두 400만원대 이상의 고가 장비라는 공통의 단점을 지니고 있을 뿐 아니라, 자동차 시동 초기에는 정화장치의 온도가 낮아서 배기가스 정화가 거의 이루어지지 않는다는 근본적인 단점을 지니고 있다.

종래의 디젤 자동차 배기가스 프라즈마 정화장치의 방전전극 구조는 도전성 원판에 원추 형상의 전극을 복수개 돌출시켜 양전극과 음전극을 구성하였으므로 매연가스의 배출저항을 줄일 수는 있으나 방전전극이 원판의 표면에만 짧은 길이로 돌출 형성되므로 방전전극의 수명이 짧고 배기 정화효율도 낮은 문제점이 있었다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 본 발명은 배기가스의 정화효율이 높은 플라즈마식 정화장치를 디젤 자동차의 실린더내에 설치하여 정화하도록 하되 내산성, 내마모성과 전기 도전성이 우수한 금속이나 금속합금, 백금 등을 구성하여 정화효율을 크게 높이도록 달성하였다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 흡기구와 배기구가 형성된 4행정 실린더를 구비한 엔진에 있어서, 실린더의 상부에 플라즈마발생장치부를 구성하고, 상기 플라즈마발생장치부는 12V나 24V의 자동차 배터리(또는 제네레이터) 전원을 고전압 승압트랜스로 25,000V~55,000V까지 승압한 다음 방전전극으로 공급하여 아크방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 실린더내에서 배출되는 배기가스를 분해 정화시켜 정화효율을 최대한으로 높일 수 있도록 달성하였다.

이하, 발명의 바람직한 실시예의 엔진을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1내지 도 3에 도시한 본 발명의 엔진은 흡기구와 배기구가 형성된 실린더를 구비한 엔진에 있어서, 실린더(100)의 상부에 플라즈마발생장치부(90)를 구성하고, 상기 플라즈마발생장치부는 12V나 24V의 자동차 배터리(또는 제네레이터) 전원을 고전압 승압트랜스로 25,000V~55,000V까지 승압한 다음 방전전극(10,10',10")으로 공급하여 아크방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 실린더내에서 배출되는 배기가스를 분해정화시켜 정화효율을 최대한으로 높일 수 있는 특징이 있다.

상기 실린더(100)는 압축 연료분사에 프러그 점화로 폭발력을 이용하는 가솔린 엔진이나 압축공기에 경유를 분사하여 폭발력을 이용하는 디젤엔진에 적용이 가능하다.

12V나 24V 밧데리나 제네라이터 전원으로 트렌스를 이용해 3000V~5500V로 고압 승압한 것을 외부케이스(1)의 내부면에 세라믹(3)에 전기공급선(2)(2)'을 인서트구조하고, 이 전기공급선(2)(2)’을 방전 플라즈마발생장치(90,90)'의 엔진(100)이 연료접촉부에 백금이나 금 재질의 방전전극(10,10',10")과 연결케하여 엔진(100)이 압축 폭발과 동시 또는 폭발후 피스톤이 완전 내려가기 전까지 고압전기 를 공급하여 방전 플라즈마발생장치부(90)에서 방전시켜 완전연소가 이루어지도록 구성한 특징이 있다.

실린더(100)내의 연소시 발생되는 특히 디젤엔진의 NO,SO,CO 등 7가스를 완전 푸라즈마발생장치부로 연소케하여 매연을 감소하도록 구성한 것이다.

디젤엔진나 가솔린 엔진에 다수의 방전 푸라즈마발생장치를 실린더(100)에 구성하여 12V나 24V 또는 제네 라이터 전원으로 3000V~5500V로 승압한 전기를 세라믹(3)에 인서트 구조된 전기공급선(2)(2)‘를 통해 연료 폭팔과 통시 또는 폭발후 피스톤이 완전 내려가기 전까지 방전 플라즈마가 발생케 한 것이다. 또 폭발에서 피스톤이 완전 내려갈 때까지 1회 또는 연속이나 다수 방전 플라즈마발생장치부(90)를 발생케 구성한 특징이 있다.

본 발명의 플라즈마발생장치부는 12V나 24V의 자동차 배터리(또는 제네레이터) 전원을 고전압 승압트랜스로 3,000V~55,000V까지 승압한 다음 방전전극으로 공급하여 아크방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 디젤 자동차의 배기가스를 분해 정화시키는 원리를 이용하고 있으며, 자동차 시동 초기부터 정화효율을 최대한으로 높일 수 있는 장점을 지니고 있다.

상기에서 승압시킨 전원이 25,000V~40,000V일 경우에는 플라즈마의 색깔이 붉은 색을 띄고 있으나, 40,000V~55,000V의 고전압에서는 푸른색의 플라즈마가 발생되고 배기가스의 정화효율은 더욱 높아진다. 배출되는 배기가스는 실린더내에서 플라즈마가 발생되어 배출되므로 배기가스 및 매연의 정화효율이 매우 우수하다.

이런 방전전극을 2개 이상의 복수개로 설치하여 정화효율을 극대화시킬 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 디젤엔진, 가솔린엔진 등에 사용되며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상기한 본 발명의 엔진을 환경오염의 주범인 자동차의 매연을 줄일 수 있도로 실린더내에 플라스마발생장치부를 구성한 뛰어난 효과가 있으므로 배기사스발생저감장치산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

흡기구와 배기구가 형성된 4행정 실린더를 구비한 엔진에 있어서,

실린더의 상부에 플라즈마발생장치부를 구성하고,

상기 플라즈마발생장치부는 12V나 24V의 자동차 배터리(또는 제네레이터) 전원을 고전압 승압트랜스로 25,000V~55,000V까지 승압한 다음 방전전극으로 공급하여 아크방전에 의한 플라즈마를 발생시켜 실린더내에서 배출되는 배기가스를 분해 정화시켜 정화효율을 최대한으로 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진.
제 1항에 있어서, 상기 플라즈마발생장치부는

외부케이스내에 세락믹을 구성하고, 상기 세라믹내에 백금 또는 금 전극을 간격을 두고 다수개 배열하여 구성한 것을 특징으로 하는 엔진.
제 1항에 있어서, 상기 플라즈마장치부는

실린더의 헤드부분에 2개이상 설치한 것을 특징으로 하는 엔진.
제 1항에 있어서, 상기 플라즈마장치부를

가솔린엔진 또는 디젤엔진에 장착한 것을 특징으로 하는 엔진.