KR20100043617A - 자동차 엔진세척장치 - Google Patents

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KR20100043617A KR1020080102716A KR20080102716A KR20100043617A KR 20100043617 A KR20100043617 A KR 20100043617A KR 1020080102716 A KR1020080102716 A KR 1020080102716A KR 20080102716 A KR20080102716 A KR 20080102716A KR 20100043617 A KR20100043617 A KR 20100043617A
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Abstract

본 발명은 자동차 엔진세척장치에 관한 것으로, 세척액과 린스액 및 0.002㎜~0.0002㎜ 크기의 마이크로 버블(micro bubble)을 엔진(디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진 또는 가스터빈 등) 내부로 소정 시간 순환시켜 엔진 내부에 고착화된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물, 금속분말 등을 보다 효율적으로 세척 및 제거시켜 엔진 성능을 신차(新車) 수준으로 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 40 ~ 60℃로 항온 유지되는 세척액과 린스액 및 마이크로 버블이 솔레노이드밸브에 의해 순환유로가 변경되며, 엔진 내부(연소실을 포함한다)로 이들이 순환하면서 세척과 린스가 이루어지며, 0.002㎜~0.0002㎜ 크기의 마이크로 버블이 파열할 때 발생하는 순간열과 폭발력(약 400㎞/h) 및 초음파와 캐비테이션 효과에 의해 엔진 내부에 고착화(또는 고형화)된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물, 금속분말 등이 쉽게 분리 제거되며, 세척 및 린스 후 엔진 내부에 잔류하는 수분(水分)은 주입되는 광유(윤활유)에 의해 제거된다.
본 발명에서 엔진 내부로 순환 공급되는 세척액 및 린스액의 수위(水位)는 연소실보다 높고 세척액과 린스액의 순환압력(0.2~2㎏/㎠)과 마이크로 버블의 작용에 의해 세척액과 린스액이 연소실로 상승 공급되어 연소실까지 깨끗이 세척되어 엔진 내부 전체가 세척된다.
엔진세척, 세척액, 린스액, 마이크로 버블, 파열, 세척조, 린스조, 연소실

Description

자동차 엔진세척장치{ENGINE CLEANING DEVICE OF CAR}
본 발명은 자동차 엔진세척장치에 관한 것으로, 각종 엔진(디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진, 가스터빈 등) 내부(연소실을 포함한다)로 세척액과 린스액 및 마이크로 버블(micro bubble)을 소정 시간 순환시키면서 엔진 내부에 응고되거나 고착화된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물, 금속분말 등을 보다 효율적으로 분해 제거시켜 엔진 성능을 신차(新車) 수준으로 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 자동차를 장시간 운행하면 엔진의 기계적인 마찰에 의해 금속분말 등이 생성되고, 연소열로 인해 각종 오일, 슬러지, 카본, 노폐물 등이 피스톤이나 캠샤프트 연소실 등의 엔진 내벽에 응고 및 고착화 됨에 따라 오일의 마찰계수가 높아지고 엔진소음이 증가하며, 엔진이 과열되고 엔진 가속력이 저하되는 문제점이 있으며, 엔진 내벽에 고착화된 이들 불순물들은 산화력이 높아 엔진수명이 짧아지고 연비가 떨어지며, 엔진오일을 자주 교체해야 하는 등의 문제점이 있다.
종래에는 엔진오일을 주기적으로 교환해주거나 엔진오일에 세정제를 첨가하 여 엔진 내부를 세척하였으나, 엔진내부에서 응고되거나 고착화된 불순물은 여전히 제거되지 않아 엔진의 성능과 수명을 저하시키는 문제점이 있다.
또한 연소실과 기화기에도 카본이 계속 누적 및 고착화되면서 스로틀 밸브(Throttle Valve)의 개폐성이 저하되어 기화기 본래의 기능이 떨어지고 연비가 저하되며, 엔진 수명이 단축되는 문제점이 있다.
또한, 엔진을 분해한 다음 산(酸)이 함유된 화공약품이나 유기용제에 침지시켜 브러쉬나 솔로 문지르는 방법으로 오염물질을 제거하는 경우, 세척효율이 떨어질 뿐 아니라 화공약품이나 유기용제에 의해 주변환경이 오염되고 시간과 인건비가 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진 또는 가스터빈 등의 세척 대상 엔진 내부(연소실을 포함한다)로 환경친화성 세척액 및 린스액과 마이크로 버블(micro bubble)을 소정 시간 순환시켜 세척 및 린스함으로써 엔진 내부에 고착화(또는 응고 및 고형화)된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물 및 금속분말 등을 보다 효율적으로 제거시켜 엔진 성능을 신차(新車) 수준으로 향상시킬 수 있는 자동차 엔진세척장치를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 친환경 식물에서 추출한 액상 혼합 세척제와 마이크로 버블을 이용하여 오염이 심한 엔진을 간편하게 세척하여 엔진의 소음과 진동, 공회전, 불안정 등을 없애고, 가속성이나 정확한 압축 폭발이 보장되고, 확실한 윤활에 의한 마찰저항 감소로 기계적인 회전운동이 부드러워져 엔진의 출력증가 및 연료절감과 배기가스가 크게 감소되어 신차(新車) 수준에 가깝거나 능가할 정도의 성능이 발휘될 수 있도록 하고, 아울러 친환경보호에 기여하도록 함에 그 특징이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 연소실까지 세척 및 린스되게 함을 특징으로 한다.
본 발명은 엔진을 구성하는 로크암ㆍ로크축ㆍ캠축ㆍ크랭크축ㆍ커넥팅 로드ㆍ실린더ㆍ피스톤ㆍ실린더 헤드ㆍ오일 스크린 등을 친환경적인 식물에서 추출한 액상 세척제와 초음파에 의한 마이크로 버블을 이용하여 오염이 심한 엔진을 간편하게 세척하여 전체적인 소음과 진동, 공회전, 불안정 등을 없애고, 가속성이나 정확한 압축 폭발이 보장되어 확실한 윤활에 의한 마찰 저항 감소로 기계적인 회전운동을 부드럽게 하여 엔진 출력증가 및 연료절감과 배기가스를 감소시켜 신차(新車) 수준에 가깝거나 능가할 정도의 성능이 발휘될 수 있도록 하고, 아울러 친환경보호에 기여하도록 함에 그 특징이 있다.
본 발명은 디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진 또는 가스터빈 엔진(내연기관)등에 적용할 수 있으며, 세척시기는 차량의 성능이 저하되는 출고 후 5년 이상 주행차량이나 주행거리 50,000㎞ ~ 100,000㎞ 이상 차량, 유사연료나 불량연료를 사용 하여 엔진 및 연소실등의 성능이 크게 저하된 차량, 매연이 다량으로 발생되는 차량 등이 포함된다.
본 발명은 엔진이 정지된 상태에서 세척액과 마이크로 버블을 소정시간 순환시키면서 각종 불순물들을 분해(유기분해) 제거한 다음 소정시간 린스액으로 헹굼시켜 잔류 분해물(불순물)들을 제거하고, 세척 및 린스 후에 잔류하는 수분은 오일주입구로 광유(오일)를 주입시켜 제거한다. 상기 광유는 잔류수분을 제거할 뿐 아니라 엔진 내부의 윤활작용을 하면서 자연스럽게 소모된다.
상기 마이크로 버블(micro bubble)은 0.002㎜~0.0002㎜의 크기이고, 모공(毛孔)은 0.02㎜~0.05㎜의 크기이다. 상기 마이크로 버블은 모공에 비해 1/10 정도로 크기가 작아 모공속으로 충분히 드나들 수 있는 매우 작은 크기이며, 음전하(-)의 성질을 띄기 때문에 양전하(+) 성질을 띄는 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등과 쉽게 결합하여 이들이 분해 및 분리 제거되며, 또한 마이크로 버블은 스스로 축소하는 성향을 가지면서 내부에 고온 고압을 형성하여 파열되면서 5,000℃의 순간열과 시속 약 400㎞의 초음파 진동파를 발생시킨다.
상기 마이크로 버블이 파열될 때 발생하는 순간열과 초음파 진동 및 캐비테이션 효과에 의해 엔진 내벽에 응고 및 고착화된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등이 쉽게 분해 제거되며, 연소실을 포함하여 엔진을 구성하는 로크암ㆍ로크축ㆍ캠축ㆍ크랭크축ㆍ커넥팅 로드ㆍ실린더ㆍ피스톤ㆍ실린더 헤드ㆍ오일스크린 등의 각 부분을 간편히 세척 및 린스함으로써 엔진 성능과 수명이 크게 향상된다.
본 발명은 소정시간 순환되는 세척액과 마이크로 버블(micro bubble)에 의해 각종 엔진(내연기관), 이를테면 디젤엔진ㆍ가솔린엔진ㆍ제트엔진ㆍ가스터빈 등의 엔진 내부(연소실을 포함한다)에 응고 및 고착화된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물 및 금속분말 등과 같은 각종 불순물이 효율적으로 깨끗하게 분해(세척) 제거되므로 엔진의 성능이 신차(新車) 수준이나 그 이상으로 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 음전하(-)의 성질을 띄는 마이크로 버블에 의해 양전하(+) 성질을 띄는 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등과 쉽게 결합하여 분해 및 분리 제거되며, 또한 마이크로 버블은 스스로 축소하는 성향을 가지면서 내부에 고온 고압을 형성하여 파열되면서 5,000℃의 순간열과 시속 약 400㎞의 초음파 진동파를 발생시키고 캐비테이션 효과에 의해 엔진 내벽에 응고 및 고착화된 상기 불순물들을 깨끗이 분해 및 분리 제거시켜 세척효율이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 세척액과 마이크로 버블을 순환시키면서 소정시간 분해 세척한 다음 린스액과 마이크로 버블로 소정시간 헹굼시켜 각종 불순물등을 거의 제거하고, 세척 및 린스 후 엔진 내부에 잔류하는 수분은 광유(오일)를 이용하여 제거하면 되므로 작업성이 간편하며, 연소실을 포함하여 엔진을 구성하는 로크암ㆍ로크축ㆍ캠축ㆍ크랭크축ㆍ커넥팅 로드ㆍ실린더ㆍ피스톤ㆍ실린더 헤드ㆍ오일스크린 등의 각 부분들이 깨끗하게 세척되므로 엔진의 성능과 수명이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 차량의 성능이 저하되는 출고 후 5년 이상 주행차량이나 주 행거리 50,000㎞ ~ 100,000㎞ 이상 차량, 유사연료나 불량연료를 사용하여 엔진 및 연소실등의 성능이 크게 저하된 차량, 매연이 다량으로 발생되는 차량을 포함하여 간편하게 세척할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 세척액 또는 린스액에 함유된 마이크로 버블이 파열될 때 농축된 산소가 물 속으로 공급되어 용존산소가 증가되며, 또한 마이크로 버블이 파열될 때 공기의 비타민으로 불리는 음이온이 다량으로 발생되면서 세척효과가 더욱 향상되고, 엔진의 소음과 매연 발생량이 크게 감소되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.
본 발명 엔진세척장치가 적용되는 차량으로는 휘발유, 경유, 가스 등의 연료를 사용하는 내연기관(엔진)에 적용할 수 있으며, 엔진 세척시기는 차량의 성능이 저하되는 출고 후 5년 이상 운행차량이나, 50,000㎞ ~ 100,000㎞ 이상 주행 차량, 유사연료나 불량연료를 사용하여 엔진 및 연소실등의 성능이 크게 저하된 차량, 매연이 다량으로 발생되는 차량이 포함되며, 연소실을 포함한 엔진 내부 전체가 깨끗 이 세척된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명 일 실시예로 도시한 자동차 엔진세척장치(1)의 구성도이다. 본 발명 자동차 엔진세척장치(1)는, 엔진(2) 상부에 형성된 오일주입구(3)에 유입관(4)이 체결되고, 상기 유입관(4)에는 유로를 개폐하는 밸브(5)(6)와, 세척액과 린스액을 순환시키고 또한 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 펌프(7)와, 세척액과 린스액 중의 불순물을 여과 제거시키는 필터(8)와, 제1 솔레노이드밸브(9)의 출구가 차례로 연결되고, 제1 솔레노이드밸브(9)의 일측 입구에는 세척조(10)가 연결되고, 제1 솔레노이드밸브(9)의 타측 입구에는 린스조(11)가 연결된다.
엔진(2) 하부에 형성된 오일배출구(12)에는 유출관(13)이 연결되고, 상기 유출관(13)에는 유로를 개폐하는 밸브(14)와 제3 솔레노이드밸브(15)의 입구가 차례로 연결되고, 제3 솔레노이드밸브(15)의 일측 출구에는 제2 솔레노이드밸브(16)의 입구가 연결되고, 제2 솔레노이드밸브(16)의 일측 출구에는 세척조(10)가 연결되고, 제2 솔레노이드밸브(16)의 타측 출구에는 린스조(11)가 연결되고, 제3 솔레노이드밸브(15)의 타측 출구에는 밸브(17)가 구비된 배출관(18)이 연결된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명 자동차 엔진세척장치(1)의 다른 실시예로 도시한 구성도로, 도 1 내지 도 3과 다른 점은 밸브(14)와 제3 솔레노이드밸브(15)의 입구 사이에 필터(24)와 순환펌프(25)가 차례로 연결되고, 밸브(6)와 필터(8) 사이에 위치하는 마이크로 버블 펌프(7) 대신 마이크로 버블 발생기(26)가 연결된다.
상기 마이크로 버블 발생기(26)에 의해 마이크로 버블이 발생되고, 순환펌프(25)에 의해 세척액 및 마이크로 버블 또는 린스액 및 마이크로 버블이 순환된다.
본 발명에서 마이크로 버블 펌프(7) 및 마이크로 버블 발생기(26)는 내부에 노즐과 가는 메쉬의 망체가 설치되어 있어서 상기 노즐을 통하여 고압(0.2~2㎏/㎠)으로 분사되는 세척액 또는 린스액이 망체에 충돌하면서 0.002㎜~0.0002㎜ 크기의 마이크로 버블이 다량으로 발생되며, 상기 마이크로 버블은 세척액 또는 린스액에 혼합되어 순환하게 된다.
본 발명에서 자동차 엔진세척장치(1)를 구성하는 각종 부품 및 엑츄에이터는 충분한 내압의 관체 또는 호스로 수밀유지되게 연결되며, 밸브(5)(6)(14)(17)는 수동으로 개폐되거나, 또는 제어기(19)에 의해 자동으로 개폐될 수 있게 구성된다.
세척액이 담긴 세척조(10)에는 제어기(19)의 제어를 받는 전열히터(20)가 설치되고, 린스액(헹굼액)이 담긴 린스조(11)에도 상기 제어기(19)의 제어를 받는 전열히터(21)가 설치된다. 상기 세척조(10)와 린스조(11)에는 온도센서(22)(23)가 각각 설치되어 세척액과 린스액의 온도를 검출(감지)하여 제어기(19)로 입력함으로써 제어기(19)에 미리 설정된 온도로 전열히터(20)(21)가 제어(on/off)되어 세척액과 린스액이 40℃ ~ 60℃ 중 특정 온도범위로 항온 유지되며, 린스액은 세척액을 1:5~1:10의 부피비로 희석시킨 것이다.
또한 상기 세척조(10)와 린스조(11)에는 제어기(19)에 접속된 레벨센서(액위센서)가 설치되어 자연증발 또는 소모에 의해 세척액 및/또는 린스액의 액위가 낮 아지는 경우 경보부로 경보되게 구성함으로써 사용자가 세척액 및 린스액을 보충 공급할 수 있어서 계속적인 엔진세척이 가능해진다.
상기 오일주입구(3)와 오일배출구(12)에는 관체 또는 호스가 체결캡으로 체결되어 유입관(4) 및 유출관(12)을 분리 및 결합할 수 있게 구성되며, 오일주입구(3)와 오일배출구(12)에 결합되는 유입관(4)과 유출관(12)은 상기 체결캡과 도시안된 패킹에 의해 체결부분의 완고한 수밀이 유지된다.
상기 마이크로 버블 펌프(7)와 순환펌프(25)의 분출압력, 또는 세척액과 린스액의 순환압력은, 예컨대 0.2~2㎏/㎠이며, 필터(8)는 촘촘한 메쉬의 기름종이필터 또는 금속필터가 바람직하다.
도 7은 본 발명 일 예로 도시한 제어기(19)의 회로 블럭도이다.
중앙처리장치(CPU), 피엘씨(PLC) 등으로 구성되는 제어부(C)의 입력에 설정부(S)가 접속되고, 제어부(C)의 또 다른 입력에 세척조(10)에 수용된 세척액과 린스조(11)에 수용된 린스액의 온도를 각각 검출(감지)하는 온도센서(22)(23)가 접속되고, 제어부(C)의 또 다른 입력에 세척조(10)와 린스조(11)의 액위(液位)를 각각 검출하는 레벨센서가 각각 접속된다.
상기 설정부(S)는 자동차 엔진세척장치(1)를 온(ON)/오프(OFF)하고, 세척액과 린스액의 항온유지온도를 설정하는 온도스위치와, 마이크로 버블 펌프(7), 마이크로 버블 발생기(26), 순환펌프(25)의 압력 및 버블 발생량과 진공펌프(28)의 진공도(또는 흡입력)를 설정하는 스위치와, 자동차 엔진세척장치(1)의 동작상태, 동작모드 등을 설정하는 키패드와 제어기의 이상시 초기화(Reset)시키는 리셋스위치 등으로 구성된다.
상기 제어부(C)의 출력에는 설정값(제어값)이나 현재값 등의 데이터와 동작상태등이 표시되는 표시부(D)와, 전열히터(20)(21)와, 마이크로 버블 펌프(7)와, 마이크로 버블 발생기(26)와, 솔레노이드밸브(9)(15)(16)와, 순환펌프(25)와, 진공펌프(28)가 각각 접속된다.
상기 제어부(C)의 출력에는 자동차 엔진세척장치(1)에 이상이 발생된 경우, 소리나 빛 또는 소리와 빛으로 경보를 발하는 경보부가 부가 접속된다.
상기 표시부(D)는 전원공급 상태를 표시하는 전원표시등과, 전열히터(20)(21)와, 마이크로 버블 펌프(7)와, 마이크로 버블 발생기(26)와, 솔레노이드밸브(9)(15)(16)와, 순환펌프(25)와, 진공펌프(28)가 동작중임을 표시하는 동작표시등과, 각종 이상 상태를 알리는 경보등과 각종 데이터 표시부분을 포함하며, 액정디스플레이(LCD) 또는 세븐 세그먼트 또는 발광다이오드 중 하나이거나 이들이 복합적으로 구성되며, 물론 상황여건에 따라 터치스크린으로 표시부를 구성하여 사용의 편의를 도모할 수도 있다.
본 발명 자동차 엔진세척장치(1)는 휘발유, 경유, 제트유, 가스 등의 연료를 사용하는 엔진(내연기관)에 적용할 수 있다. 엔진세척시기는 차량의 성능이 저하되는 출고 후 5년 이상 주행차량이나 주행거리 50,000㎞ ~ 100,000㎞ 이상 차량, 유사연료나 불량연료를 사용하여 엔진 및 연소실등의 성능이 크게 저하된 차량, 매연이 다량으로 발생되는 차량이 포함된다.
본 발명 자동차 엔진세척장치(1)는 엔진(2)이 정지된 상태에서 연소실을 포 함한 엔진(2) 내부 전체의 세척과 린스가 이루어지며, 세척 및 린스후 유입관(4)과 유출관(12)을 엔진(2)으로부터 분리한 다음, 오일주입구(3)로 광유(윤할유의 일종)를 주입하여 엔진(2) 내부나 내벽에 잔류하는 수용성 세척액이나 린스액을 제거하게되며, 피스톤 상부의 연소실로 유입된 세척액 및 린스액은 점화플러그 체결구(27)에 진공펌프(28)의 호스를 삽입시켜 엔진(2) 외부로 배출시키는 방법으로 제거하게되며, 연소실에 잔류하는 미량의 린스액은 엔진을 동작시키면 연소열에 의해 자연스럽게 제거된다.
본 발명은 엔진을 가동하는 상태(시동이 걸린 상태)에서 세척액과 마이크로 버블이 순환하면서 소정시간, 이를테면 수 분 내지 수 시간 세척된 다음 수 분 내지 수 시간 린스액을 헹굼시켜 각종 불순물등을 분해 제거하고, 세척 및 린스 후 잔류하는 수용성 세척액 및 린스액의 수분은 광유(오일)에 의해 제거되며, 상기 광유는 잔류수분 제거뿐 아니라 엔진 내부의 윤활작용을 하면서 자연스럽게 소모된다.
본 발명에서 도 4 내지 도 6에 의한 다른 실시예의 경우, 제어기(19)에 의해 제1, 제2 솔레노이드밸브(9)(16)의 스풀이 A포트로 이동한 상태에서 순환펌프(25)가 소정시간 동작하면, 순환펌프(25)의 흡입력에 의해 세척조(10)의 세척액이 제1 솔레노이드밸브(9)와, 필터(8)와, 마이크로 버블 발생기(26)와, 밸브(6)(5)와, 오일주입구(3)를 차례로 경유하여 엔진(2) 내부로 공급되는 방법으로 순환유로가 형성되어 세척액이 순환하며, 상기 마이크로 버블 발생기(26)에 의해 발생된 미세 크기의 마이크로 버블이 세척액 중에 포함되어 순환 및 분해 작용하게된다.
또한 도 4 내지 도 6에 의한 다른 실시예에서 린스액의 순환과정은, 제어기(19)에 의해 제1, 제2 솔레노이드밸브(9)(16)의 스풀이 B포트로 이동한 상태에서 순환펌프(25)가 소정시간 동작하면, 순환펌프(25)의 흡입력에 의해 린스조(11)의 린스액이 제1 솔레노이드밸브(9)와, 필터(8)와, 마이크로 버블 발생기(26)와, 밸브(6)(5)와, 오일주입구(3)를 차례로 경유하여 엔진(2) 내부로 공급되는 방법으로 순환유로가 형성되어 린스액이 순환되며, 상기 마이크로 버블 발생기(26)에 의해 발생된 미세 크기의 마이크로 버블이 린스액 중에 포함되어 순환 및 분해 작용된다.
도 1 내지 도 3의 경우 마이크로 버블 펌프(7)에 의해 마이크로 버블의 발생과 세척액의 순환을 겸하였으나, 도 4 내지 도 6에서는 순환펌프(25)에 의해 세척액 또는 린스액이 순환하고, 마이크로 버블 발생기(26)에 의해 마이크로 버블이 발생된다.
본 발명은 도 1과 같이 제어기(19)에 의해 제1, 2, 3 솔레노이드밸브(9)(16)(15)의 스풀이 A포트로 이동하면 마이크로 버블 펌프(7)에 의해 세척조(10)의 세척액이 엔진(2) 내부로 소정시간 순환하면서 세척 하게되며, 상기 세척액 속에는 마이크로 버블 펌프(7)에 의해 발생된 미세 크기의 마이크로 버블(micro bubble)이 다량으로 포함되어 있다.
상기 소정시간은 엔진(2)의 종류나 배기량 및 오염정도를 감안하여 제어기(19)의 설정부(S)로 미리 설정된 시간이 되며, 세척액이 엔진(2) 내부로 수 분 내지 수 시간 반복 순환하고 필터(8)에 의해 불순물들이 여과된다.
한편, 초음파는 20㎐ ~ 20,000㎐ 범위의 실제 가청 주파수를 벗어난 20,000㎐ 이상의 진동을 말하며, 초음파를 수중으로 조사하면 수를 헤아릴 수 없는 미세한 공진(Cavitation)이 발생하였다가 소멸하는 현상이 반복되는데 공진이 발생 될 때의 기포 진동은 마이크로 과류를 생성하여 물질 교반작용이 일어나며, 이 공진이 소멸할 때 에너지는 수 십만 배 ~ 수 백만 배로 확대되어 기포의 압력과 온도가 상승하여 마이크로(micro) 열작용과 분산작용을 통해 매질 내에서의 물리ㆍ화학적 반응을 촉진하게 되며, 액체의 경우 에너지 감소가 적어 액체 혼합, 가습, 초음파 의료기기 등에 이용되고 있으며, 또한 캐비테이션(Cavitation)의 기포 파괴시 발생하는 마이크로 열작용을 이용하여 건조, 용접, 초음파 실링 등에도 이용되고 있으며, 본 발명에서는 이러한 초음파의 작용(특히 분산작용)을 이용하여 보다 효과적인 엔진세척 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 초음파의 주파수 범위는 20,000㎐ ~ 40㎒까지의 범위이다. 상기 초음파의 주파수가 높을수록 기포가 작아지며, 보다 섬세하면서 효율적인 세척이 가능해진다.
본 발명에서 마이크로 버블(micro bubble)의 크기는 모공(毛孔) 크기(0.02㎜~0.05㎜)의 1/10 정도인 0.002㎜~0.0002㎜로 미세하여 모공속으로 충분히 드나들 수 있는 정도이다.
상기 마이크로 버블은 음전하(-)의 성질을 띄기 때문에 양전하(+) 성질을 띄는 엔진(2) 내부의 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등의 불순물과 쉽게 결합하여 이들 불순물이 분해 및 분리(응고 및 고착 상태의 와해, 탈리) 제거된다. 또한 마 이크로 버블은 스스로 축소하는 성향을 가지면서 내부에 고온 고압을 형성하다가 저절로 파열하거나 엔진 내벽에 충돌하여 파열하면서 5,000℃의 순간열과 시속 약 400㎞의 초음파 진동파를 발생시킨다.
상기 마이크로 버블이 파열될 때 발생하는 순간열과 초음파 진동(캐비테이션 효과)으로 연소실을 포함한 엔진(2) 내부나 내벽에 응고 및 고착화된(고착된) 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등이 쉽게 분해되어 분리 제거될 뿐 아니라, 마이크로 버블이 파열될 때 농축된 산소가 세척액 속으로 용존되어 용존산소량이 증가하며, 또한 마이크로 버블이 파열될 때 공기의 비타민으로 불리는 음이온이 다량으로 발생되면서 세척효율이 더욱 향상된다.
또한, 연소실의 경우, 엔진(2) 내부로 세척액 및 린스액을 공급하는 오일주입구(3)의 높이가 연소실보다 높은 위치이고 세척액 및 린스액이 공급되는 압력(0.2~2㎏/㎠)과 모공보다 작은 미세 크기의 마이크로 버블의 작용에 의해 세척액이 피스톤실의 내벽과 피스톤링 사이에 형성되는 미세틈을 통하여 연소실로 상승 유입되어 연소실이 세척되며, 세척후에 실시되는 린스시에도 상기 미세틈을 통하여 연소실로 린스액이 상승 유입되어 연소실이 깨끗이 세척되므로 엔진(2) 내부 전체가 세척되며, 엔진(2)으로부터 분해 및 분리 순환되는 불순물은 필터(8)에 의해 여과된다.
본 발명 자동차 엔진세척장치(1)는 세척액과 마이크로 버블(micro bubble)의 순환에 의해 내연기관(디젤엔진, 가솔린엔진, 제트엔진 또는 가스터빈)의 엔진(2) 내부와 연소실에 응고된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물 및 금속분말 등과 같은 불순물이 효율적으로 깨끗이 분해 세척되어 엔진(2)의 성능이 신차(新車) 수준으로 크게 향상된다.
한편, 본 발명에서 세척액을 엔진(2) 내부로 순환시켜 세척하는 과정은 다음과 같다. 엔진(2)이 정지된 상태에서, 엔진(2) 상부에 위치하는 오일주입구(3)의 체결캡(도시안됨)과 엔진(2) 하부에 위치하는 오일배출구(12)의 체결캡(도시안됨)을 각각 제거시켜 엔진(2) 내부에 충진되어 있는 엔진오일의 대부분을 배출시켜 제거한 다음 오일주입구(3)에 유입관(4)을 체결하고, 오일배출구(12)에 유출관(13)을 체결하고, 밸브(5)(6)(14)를 개방시킨 상태에서 제어기(19)로 제1, 제2, 제3 솔레노이드밸브(8)(11)(12)의 스풀을 A포트로 각각 이동시키면 세척액이 순환할 수 있는 유로(流路)가 형성된다.
세척액 순환유로가 형성된 상태에서, 제어기(19)로 마이크로 버블 펌프(7)를 가동시키면 40 ~ 60℃의 온도로 항온 유지되는 세척조(10)의 세척액이 제1 솔레노이드밸브(9)와 필터(8)와 마이크로 버블 펌프(7)와 밸브(6)(5)와 오일주입구(3)를 차례로 경유하여 엔진(2) 내부로 유입되어 엔진(2) 내부 구석구석으로 유입 및 침투되어 세척하게되며(세척액은 상기 마이크로 버블 펌프(7)를 지나면서 다량의 마이크로 버블이 생성된다), 오일배출구(12)에 연결된 유출관(13)을 통하여 제3 솔레노이드밸브(15) 및 제2 솔레노이드밸브(16)의 A포트를 차례로 경유하여 세척조(10)로 회수되며, 이러한 과정으로 세척액이 반복 순환하면서 엔진(2) 내부가 세척되며, 세척과정에서 발생된 불순물은 필터(8)에 의해 여과된다.
도 4의 경우 제어기(19)로 순환펌프(25)와 마이크로 버블 발생기(26)를 가동 시키면 40 ~ 60℃의 온도로 항온 유지되는 세척조(10)의 세척액이 제1 솔레노이드밸브(9)와 필터(8)와 마이크로 버블 발생기(26)와 밸브(6)(5)와 오일주입구(3)를 차례로 경유하여 엔진(2) 내부로 유입되어 엔진(2) 내부 구석구석으로 유입 및 침투되어 세척하게되며(세척액은 상기 마이크로 버블 발생기(26)를 지나면서 다량의 마이크로 버블이 생성된다), 오일배출구(12)에 연결된 유출관(13)을 통하여 밸브(14)와 필터(24)와 제3 솔레노이드밸브(15) 및 제2 솔레노이드밸브(16)의 A포트를 차례로 경유하여 세척조(10)로 회수되며, 이러한 과정으로 세척액이 반복 순환하면서 엔진(2) 내부가 세척, 세척과정에서 발생된 불순물은 필터(8)(24)에 의해 여과된다.
한편, 마이크로 버블 펌프(7)에 의해 발생된 마이크로 버블(Micro Bubble)은 펌핑압력에 의해 세척액을 따라 순환 이동하면서 엔진(2) 내벽이나 구석구석에 충돌 및 파열되면서 발생하는 순간적인 열과 폭발력 및 초음파 진동에 의해 엔진(2) 내벽에 고착화된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물 등의 불순물들이 쉽게 분해 및 분리 제거되며, 금속분말과 함께 필터(8) 또는 필터(8)(24)에 의해 여과 제거된다.
즉, 마이크로 버블(micro bubble)은 모공(毛孔) 크기(0.02㎜~0.05㎜)의 1/10 정도인 0.002㎜~0.0002㎜로 미세하여 엔진 내부의 구석 구석으로 침투하여 매우 효과적인 세척이 이루어진다.
또한 마이크로 버블은 음전하(-)의 성질을 띄기 때문에 양전하(+) 성질을 띄는 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등과 쉽게 결합하며, 또한 마이크로 버블은 스스로 축소하는 성향을 가지면서 내부에 고온 고압을 형성하다가 저절로 파열되거나 엔진(2) 내벽과 충돌하면서 파열(약 400㎞/h의 폭발력)되어 5,000℃의 순간열과 초음파 진동파(캐비테이션 효과)를 발생시켜 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물등이 분해 분리(탈리) 제거된다.
즉, 엔진 내부로 유입된 마이크로 버블 상태의 세척액은 고열 및 폭발력과 캐비테이션 효과에 의해 엔진(2) 내벽에 충돌하여 파괴되면서 내벽 표면에 고착화되어 있던 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물 등이 쉽게 분해되고 작은 크기로 분리되어 엔진(2) 내부 표면이 깨끗하게 세척되며, 분해 및 작은 크기로 분리된 상기 불순물들은 필터(8)에 의해 여과 제거되며, 상기 불순물들이 여과 제거된 세척액은 설정된 시간 동안 순환하면서 엔진(2)을 세척하게된다.
또한 마이크로 버블이 파열될 때 농축된 산소가 세척액 속으로 공급되어 용존산소가 증가할 뿐 아니라, 마이크로 버블이 파열될 때 공기의 비타민으로 불리는 음이온이 다량으로 발생되면서 세척효과가 더욱 향상된다.
엔진(2) 세척 시간이 완료되면 제어기(19)에 의해 도 1의 마이크로 버블 펌프(7)가 정지되거나 도 4의 순환펌프(25) 및 마이크로 버블 발생기(26)가 정지되며, 따라서 유입관(4)으로 공급되는 세척액 공급이 중단된다. 그리고 엔진(2) 내부의 세척액은 유출관(13)을 통하여 세척조(10)로 환수되거나, 또는 도 3과 같이 밸브(17)를 개방시킨 후, 제어기(19)로 제3 솔레노이드밸브(15)의 스풀을 B포트로 이동시키면, 엔진(2) 내부의 세척액이 유출관(13)과 제3 솔레노이드밸브(15)와 배출관(18)을 차례로 경유하여 엔진(2) 외부로 자연스럽게 배출된다.
도 6의 경우에도 밸브(17)를 개방시킨 후, 제어기(19)로 제3 솔레노이드밸 브(15)의 스풀을 B포트로 이동시키면, 엔진(2) 내부의 세척액이 유출관(13)과 밸브(14)와 필터(24)와 제3 솔레노이드밸브(15)와 배출관(18)을 차례로 경유하여 엔진(2) 외부로 자연스럽게 배출된다.
그리고, 연소실에 잔류하는 세척액은 점화플러그 체결구(27)에 진공펌프(28)가 연결된 흡입관(도시안됨)을 집어 넣은 다음 진공펌프(28)를 가동시키면 진공흡입력에 의해 연소실의 세척액이 엔진(2) 바깥으로 배출되며, 상기 배출이 완료되면 제어기(19)로 진공펌프(28)를 정지시키면 된다.
한편, 엔진(2) 세척과 세척액 배출이 완료되면, 린스액을 순환시켜 엔진(2) 내부에 잔류하는 세척액과 잔류 불순물을 제거하는 린스작업(헹굼작업)이 실시된다. 이때 제3 솔레노이드밸브(15)의 스풀은 제어기(19)에 의해 A포트로 이동되고, 제1, 제2 솔레노이드밸브(9)(15)의 스풀은 도 2, 도 5와 같이 B포트로 전환되고, 밸브(5)(6)(14)는 개방되어 린스액이 순환할 수 있는 유로(流路)가 형성된다.
린스액 순환유로가 형성된 상태에서, 제어기(19)로 도 2의 마이크로 버블 펌프(7) 또는 도 5의 순환펌프(25) 및 마이크로 버블 발생기(26)를 소정시간 가동시키면 40 ~ 60℃로 항온 유지되는 린스조(11)의 린스액이 엔진(2) 내부로 순환되면서 엔진(2) 내부에 잔류하는 세척액과 불순물들이 거의 전부 배출되면서 헹굼된다. 상기 린스액은 세척액을 약 1:5 ~ 1:10의 부피비로 희석시킨 상태이며, 린스액 순환과정에서 배출되는 불순물과 금속분말은 필터(8) 또는 필터(8)(24)에 의해 거의 대부분 여과된다.
상기 린스액도 마이크로 버블 펌프(7) 또는 마이크로 버블 발생기(26)에 의 해 0.002㎜~0.0002㎜ 크기의 마이크로 버블(Micro Bubble)이 발생되며, 상기 마이크로 버블이 린스액을 따라 순환하면서 마찬가지로 엔진(2) 내벽이나 구석구석에 충돌하거나 자체적으로 파열되는 마이크로 버블에 의해 발생되는 순간적인 열과 초음파 진동에 의해 엔진(2) 내부에 잔류하는 각종 불순물들이 쉽게 제거된다.
그리고, 연소실에 잔류하는 린스액은 점화플러그 체결구(27)에 진공펌프(28)가 연결된 흡입관을 집어 넣은 다음 진공펌프(28)를 가동시키면 진공흡입력에 의해 연소실의 린스액이 엔진(2) 바깥으로 배출되며, 상기 배출이 완료되면 제어기(19)로 진공펌프(28)를 정지시킨다.
본 발명에서 엔진(2)을 세척하고 린스할 때, 초음파로 엔진을 진동시키면 더욱 효과적이다. 이를테면, 엔진의 오일팬을 제거하고 그 자리에 탈/부착형 초음파진동자를 설치하여 세척 및 린스(헹굼)시에 엔진(2)을 진동시키면 불순물이 보다 효과적으로 분리 제거된다.
본 발명에서 엔진(2)을 세척 및 린스할 때, 엔진(2)의 오염정도와 배기량에 따라 상이하지만 30분 내지 3시간이면 완고하게 고착된 불순물의 거의 대부분이 제거되며, 린스 헹굼의 경우 5분 내지 50분이면 잔류하는 세척액이나 불순물들의 거의 대부분이 헹굼 제거된다.
또한, 세척액과 린스액은 40~60℃의 온도로 항온 유지되므로 균일한 세척과 린스가 달성되며, 계절 구분없이 사용할 수 있게된다.
본 발명에서 세척액 및 린스액은 환경친화적인 식물성으로, 일 예를 들면, 미합중국 마이크로 나이스 사(社)가 식물에서 추출하여 내연기관의 각종 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 세척제로 상품명은 CPS-E,2이며, 환경오염이 방지되는 식물성이서 환경친화적이다.
세척액 속의 마이크로 버블은 고속력(약 400㎞/h)과 캐비테이션 효과에 의해 엔진(2) 내벽면(연소실 내벽면을 포함한다)에 출동하여 파열되면서 엔진(2) 내벽면에 응고 및/또는 고착되어 있던 불순물들이 분해되고 작은 크기로 분리 제거되어 깨끗해지며, 작은 크기로 분리된 불순물들은 필터(8)에 의해 여과되며, 불순물이 여과된 세척액은 계속 순환한다.
본 발명 자동차 엔진세척장치(1)는 세척액과 린스액과 마이크로 버블에 의해 엔진 내부에 응고 및 고착화된 각종 오일, 카본, 슬러지, 노폐물 및 금속분말 등과 같은 불순물들이 효율적으로 세척 제거됨으로써 엔진(2) 성능이 향상되고, 소음이 격감되며, 연소시 발생되는 매연량이 신차(新車) 수준으로 격감된다.
이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
도 1 : 본 발명 일 실시예로 도시한 세척액 순환 구성도.
도 2 : 본 발명 일 실시예로 도시한 린스액 순환 구성도.
도 3 : 본 발명 일 실시예로 도시한 액 배출 구성도.
도 4 : 본 발명 다른 실시예로 도시한 세척액 순환 구성도.
도 5 : 본 발명 다른 실시예로 도시한 린스액 순환 구성도.
도 6 : 본 발명 다른 실시예로 도시한 액 배출 구성도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 제어기의 회로블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1)--자동차 엔진세척장치 (2)--엔진
(3)--오일주입구 (4)--유입관
(5)(6)(14)(17)--밸브 (7)--마이크로 버블 펌프
(8)(24)--필터 (9)(15)(16)--솔레노이드밸브
(10)--세척조 (11)--린스조
(12)--오일배출구 (13)--유출관
(18)--배출관 (19)--제어기
(20)(21)--전열히터 (22)(23)--온도센서
(25)--순환펌프 (26)--마이크로 버블 발생기
(27)--점화플러그 체결구 (28)--진공펌프

Claims (5)

  1. 엔진의 오일주입구에 체결되는 유입관에,
    유로를 개폐하는 밸브와, 세척액과 린스액을 순환시키고 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 펌프와, 세척액과 린스액 중의 불순물을 여과시키는 필터와, 제1 솔레노이드밸브의 출구가 차례로 연결되고,
    상기 제1 솔레노이드밸브의 일측 입구에 세척조가 연결되고,
    상기 제1 솔레노이드밸브의 타측 입구에 린스조가 연결되고,
    엔진의 오일배출구에 체결되는 유출관에,
    유로를 개폐하는 밸브와, 제3 솔레노이드밸브의 입구가 차례로 연결되고,
    상기 제3 솔레노이드밸브의 일측 출구에 제2 솔레노이드밸브의 입구가 연결되고,
    상기 제2 솔레노이드밸브의 일측 출구에 세척조가 연결되고,
    상기 제2 솔레노이드밸브의 타측 출구에 린스조가 연결되고,
    상기 제3 솔레노이드밸브의 타측 출구에 밸브가 구비된 배출관이 연결된 구성의 자동차 엔진세척장치.
  2. 엔진의 오일주입구에 체결되는 유입관에,
    유로를 개폐하는 밸브와, 마이크로 버블을 발생시키는 마이크로 버블 발생기 와, 세척액과 린스액 중의 불순물을 여과시키는 필터와, 제1 솔레노이드밸브의 출구가 차례로 연결되고,
    상기 제1 솔레노이드밸브의 일측 입구에 세척조가 연결되고,
    상기 제1 솔레노이드밸브의 타측 입구에 린스조가 연결되고,
    엔진의 오일배출구에 체결되는 유출관에,
    유로를 개폐하는 밸브와, 불순물을 여과시키는 필터와, 순환펌프와, 제3 솔레노이드밸브의 입구가 차례로 연결되고,
    상기 제3 솔레노이드밸브의 일측 출구에 제2 솔레노이드밸브의 입구가 연결되고,
    상기 제2 솔레노이드밸브의 일측 출구에 세척조가 연결되고,
    상기 제2 솔레노이드밸브의 타측 출구에 린스조가 연결되고,
    상기 제3 솔레노이드밸브의 타측 출구에 밸브가 구비된 배출관이 연결된 구성의 자동차 엔진세척장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
    세척조와 린스조에 제어기의 제어를 받는 전열히터가 각각 설치되고,
    상기 세척조와 린스조에 세척액과 린스액의 온도를 검출하여 제어기로 입력하는 온도센서가 각각 설치되어 세척액과 린스액이 항온 유지되도록 함을 특징으로 하는 자동차 엔진세척장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; 세척액과 린스액의 순환압력은 0.2~2㎏/㎠이고, 마이크로 버블의 크기는 0.002㎜~0.0002㎜임을 특징으로 하는 자동차 엔진세척장치.
  5. 청구항 3에 있어서; 제어기는, 제어부의 입력에 설정부와, 온도센서와, 레벨센서가 각각 접속되고, 상기 제어부의 출력에 표시부와 전열히터와 마이크로 버블 펌프와 마이크로 버블 발생기와 솔레노이드밸브와 순환펌프와 진공펌프가 각각 접속됨을 특징으로 하는 자동차 엔진세척장치.
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