KR20150041263A - 내연기관의 매연저감 효율증가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 매연저감 효율증가장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 다수개의 공기통로(16a)가 관통 형성된 회로기판(16); 상기 회로기판(16)의 상기 공기통로(16a)에 위치되어 솔더링되며 전원공급부(22)의 전원에 의해 발열하는 다수개의 저항소자(18); 상기 저항소자(18)와 상기 전원공급부(22) 사이에 연결된 음이온 흡수 소자(34)를 포함하며, 상기 복수개의 저항소자(18)가 솔더링된 상기 회로기판(16)에는 전원공급부(22)에 접속되는 제1전원코드(17)가 연결되어, 상기 저항소자(18)와 상기 회로기판(16) 및 상기 제1전원코드(17)가 공기예열유닛(20)을 구성하고, 상기 공기예열유닛(20)의 상기 저항소자(18)에는 상기 회로기판(16)과 상기 제1전원코드(17)와 제2전원코드(37)를 매개로 상기 음이온 흡수 소자(34)가 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

내연기관의 매연저감 효율증가장치{A motor efficiency increase apparatus}

본 발명은 내연기관의 매연저감 효율증가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입하는 외부 공기를 저항소자의 발열에 의해 예열하여 내연 기관에 공급함으로써 겨울철과 같이 기온이 낮거나 엔진 시동 초기에 엔진 효율을 높일 수 있으므로, 자동차의 경우 연비가 향상되고, 소음과 떨림이 저감되며, 매연이 줄어들 수 있고, 구조가 간단하여 제조 단가가 절감됨과 동시에 설치시에도 비교적 용이하며, 내연 기관 자체가 음이온에 의한 부식으로 인하여 쉽게 소손되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 새로운 내연기관의 매연저감 효율증가장치에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 연료탱크에서 연료공급펌프와 필터를 지나 연료분사펌프에서 분사노즐 또는 인젝터로 이송하여 실린더에서 흡입, 압축, 폭발, 배기의 순서로 작동하여 동력에너지로 전환된다.

이와 같이 내연기관에서 자동차나 각종 기계장치의 엔진을 작동하기 위해서는 실린더 안에 혼합기를 흡입하고, 혼합기가 연소한 후 연소가스를 분배하는 흡배기 장치가 설치된다. 이때 사용되는 공기흡입장치는 흡기매니폴드와 에어필터 등으로 구성되어, 흡입하는 공기 속의 이물질을 에어필터로 제거하고, 흡기매니폴드는 기화기에서 만든 혼합기를 각 실린더로 분배하여 연소 되도록 한다.

그런데, 이러한 공기흡입장치의 경우, 외부 공기를 직접 흡입하여 기화기로 전달하기 때문에, 겨울철과 같이 기온이 낮을 때나 습기가 많을 때에는 엔진의 효과적인 연소가 이루어지지 않아 엔진 효율이 저하되는 문제점이 있으며, 또한, 엔진 시동을 건 직후에는 예열시간이 많이 필요하며, 이로 인해 예열시간만큼 출력이 저하되어 연비가 저하되는 문제점이 있다.

이를 감안하여, 별도로 흡입공기 예열장치를 장착한 것도 있으나, 종래의 흡입공기 예열장치는 구조가 복잡하고 제조 단가가 높은 등의 단점이 있으며, 설치시에도 다소 번거로움이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본원 출원인의 국내특허 제10-0672837호의 내연 기관용 효율 증가장치가 개시되어 있으나, 이는 저항소자의 발열에 의해 흡입하는 공기를 예열하도록만 되어 있어 공기 속에 포함되어 있는 수증기, 먼지 등의 온도를 상승시켜 실린더 내부의 에너지를 증가시키는 효과가 있어 에너지를 절감하는 효과를 얻을 수 있었으나 연료의 효율을 보다 증대시키는 방법이 절실하게 필요하게 되었다. 이에 상기 국내특허 제10-0672837호에 더하여 음이온 장치를 설치하여 내연 기관 내부로 공기 입자를 음이온화시켜서 공급함으로써 연소 효율을 보다 높인 발명이 개발된 바 있는데, 이러한 공기 입자를 음이온화시켜서 내연 기관 내부로 공급하면 음이온 입자(즉, 음이온화된 공기 입자, 산소, 질소 등의 입자)가 분산이 잘 됨은 물론 내연 기관 내부로 투입된 연료와 음이온 입자가 서로 부착이 잘 되어서 연소 효율이 보다 높아지는 장점이 있다. 즉, 음이온화된 입자들이 전체적으로 분산이 잘 되니까 연료와 산소 입자 등의 결합이 보다 원활하게 이루어지면서 연소 효율이 더욱더 증가하는 것이다.

그런데, 음이온화된 공기 입자를 내연 기관 내부로 투입할 때의 단점은 내연 기관의 산화(부식) 현상을 유발하여 내연 기관 자체의 소산이 빨리 초래된다는 것이다. 즉, 내연 기관으로 투입된 음이온 입자들이 연료와 결합할 때에 음이온 입자가 남게 되고, 이렇게 남은 음이온 입자들이 내연 기관 내부에서 금속과 쉽게 결합하게 되어 산화를 촉진시키게 되므로, 내연 기관 자체의 부식(산화)이 보다 빨리 일어나게 되는 것이다. 내연 기관의 주요 부품인 배기 밸브, 흡기 밸브 등의 부품이 알루미늄으로 만들어지는데, 상기 내연 기관 내부에 연소되지 않고 잔류한 음이온 입자가 알루미늄 배기 밸브, 흡기 밸브와 반응하여 산화를 촉진하게 되며, 이처럼 내연 기관의 주요 부품인 배기 밸브, 흡기 밸브 등이 산화가 빨리 일어나면 내연 기관의 수명이 많이 단축되는 것과 같은 문제에 직면하게 되는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내연 기관 자체가 음이온에 의한 부식으로 인하여 쉽게 소손되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 것을 주요 특징으로 하며, 외부 공기를 저항소자의 발열에 의해 예열하여 내연 기관에 공급함으로써 겨울철과 같이 기온이 낮거나 엔진 시동 초기에 엔진 효율을 높일 수 있으므로, 자동차의 경우 연비가 향상되고, 소음과 떨림이 저감되며, 매연이 줄어들 수 있는 등의 바람직한 결과를 기대할 수 있는 새로운 내연 기과의 연소효율 증가장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 다수개의 공기통로가 관통 형성된 회로기판; 상기 회로기판의 상기 공기통로에 위치되어 솔더링되며 전원공급부의 전원에 의해 발열하는 다수개의 저항소자; 상기 저항소자와 상기 전원공급부 사이에 연결된 음이온 흡수 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치가 제공된다.

상기 복수개의 저항소자가 솔더링된 상기 회로기판에는 전원공급부에 접속되는 전원코드가 연결되어, 상기 저항소자와 상기 회로기판 및 상기 전원코드가 공기예열유닛을 구성하고, 상기 공기예열유닛의 상기 저항소자에는 상기 회로기판과 상기 전원코드를 매개로 상기 음이온 흡수 소자가 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 전원코드는 상기 공기예열유닛의 상기 회로기판에 연결된 제1전원코드와, 상기 음이온 흡수 소자측에 연결된 제2전원코드를 포함하며, 상기 제2전원코드와 상기 제2전원코드는 커넥터를 매개로 상호 착탈 가능하게 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 공기예열유닛의 상기 회로기판과 상기 저항소자는 양면으로 복수개의 공기유통홀이 구비된 케이스에 내장되고, 상기 음이온 흡수 소자는 별체로 된 다른 케이스에 내장되며, 상기 제1전원코드는 상기 케이스의 외부로 인출되고 상기 제2전원코드는 상기 다른 케이스의 외부로 인출되어 상기 커넥터를 매개로 상호 착탈 가능하게 접속된다.

상기 음이온 흡수 소자는 상기 회로기판에 솔더링된 상기 저항소자에 전기적으로 연결된 마그네슘으로 구성된다.

상기 마그네슘은 적어도 두 개로 이루어져 상기 저항소자에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 마그네슘에는 퓨즈가 전기적으로 연결되어 케이스에 내장되고, 상기 마그네슘과 상기 퓨즈에 연결된 제2전원코드는 상기 케이스의 외부로 인출된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 자동차의 시동을 건 상태가 되면 저항소자의 발열에 의해 흡입하는 공기를 예열하여 흡기매니폴드를 통해 엔진의 각 실린더실로 분배하고, 상기 음이온 발생기에 의해서 생성되는 음이온도 엔진의 각 실린더로 함께 분배되어 연료 입자, 산소 입자 등과 음이온화된 공기 입자가 서로 혼합되므로 엔진 연소 효율을 높이게 되는데, 전원공급부의 전원이 저항소자로 공급되어 발열할 때에 음이온 발생기에 생성되어 연료 입자 등과 미처 결합하지 못하고 잔류하는 음이온이 생기는데, 본 발명에서 음이온 흡수 소자(예를 들어, 마그네슘)는 전원공급부의 전원이 도통할 때에 내연 기관 엔진의 각 실린더 내부에 잔류하는 음이온을 먼저 흡수하기 때문에 내연 기관의 엔진 내부에 잔류하는 음이온에 의해 엔진 자체나 엔진의 주요 부품인 흡기 밸브, 배기 밸브 등이 산화(부식)되는 현상을 방지하는 효과가 있으며, 이처럼 엔진 내부 잔류 음이온에 의해 엔진 등의 빠른 부식을 방지하므로 엔진 수명을 현저히 늘려주는 효과가 있다. 본 발명은 음이온에 의해 엔진 내부의 연료 연소 효율을 증가시키고 이에 더하여 잔류 음이온에 의한 엔진의 소손을 방지하며 엔진의 수명을 향상시키는 등의 여러 가지 상승 효과를 가진다는 점에서 의미가 큰 발명이라 하겠다.

도 1은 본 발명에 의한 내연기관의 매연저감 효율증가장치의 주요부인 공기예열유닛의 외관 사시도
도 2는 도 1에 도시된 공기예열유닛의 주요부인 회로기판과 저항소자의 구조를 보여주는 외관 사시도
도 3은 본 발명의 다른 주요부인 음이온 흡수 유닛의 커버를 분리한 상태를 보여주는 사시도
도 4는 도 2에 도시된 공기예열유닛과 도 3에 도시된 음이온 흡수 유닛의 접속된 상태를 보여주는 외관 사시도
도 5는 본 발명에 의한 내연기관의 매연저감 효율증가장치의 회로도
도 6은 본 발명에 채용된 음이온 발생기의 구조를 보여주는 회로도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다

또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 내연기관의 매연저감 효율증가장치를 구성하는 케이스(12)는 비도전성의 합성수지에 의해 장방형 또는 원형과 같이 다양한 형상으로 구성된다. 이때, 케이스(12)는 하부 케이스부(12A)와 상부 케이스부(12B)가 결합된 구조를 취할 수 있는데, 하부 케이스부(12A)와 상부 케이스부(12B)에는 다수개의 공기유통홀(14)이 구비되어 있다.

상기 케이스(12)의 내부에는 다수개의 공기통로(16a)가 관통 형성되는 회로기판(16)이 설치되고, 상기 회로기판(16)에는 공기통로(16a)에 위치되어 솔더링되는 다수개의 저항소자(18)가 구비된다. 또한, 상기 회로기판(16)과 외부의 전원공급부(22) 사이에는 전원코드가 접속되도록 구성된다. 본 발명에서는 후술할 음이온 흡수 소자(34)를 통하여 전원공급부(22)에 전원코드가 연결된 구조를 가진다. 바람직하게, 음이온 흡수 소자(34)는 음이온 흡수 유닛(30)의 내부(제2케이스(32)의 내부)에 내장되어 상기 전원코드를 통해 전원공급부(22)에 연결된 구조를 가지도록 한다. 이때, 상기 전원공급부(22)는 전원코드에 연결된 자동차 배터리 또는 별도의 직류전원장치와 같이 전원을 회로기판(16)을 통하여 저항소자(18)게 공급할 수 있는 구성이면 모두 채용 가능하다.

상기 음이온 흡수 소자(34)는 회로기판(16)에 솔더링되어 있는 다수개의 저항소자(18)와 전원공급부(22) 사이에 연결되어 저항소자(18) 발열시 음이온을 흡수하는 기능을 하게 된다. 이때, 상기 복수개의 저항소자(18)가 솔더링된 회로기판(16)에는 전원공급부(22)에 접속되는 전원코드가 연결되어, 상기 저항소자(18)와 회로기판(16) 및 제1전원코드(17)가 공기예열유닛(20)을 구성하고, 상기 공기예열유닛(20)의 저항소자(18)에는 회로기판(16)과 제1전원코드(17)와 제2전원코드(37) 및 커넥터(27)를 매개로 음이온 흡수 소자(34)가 연결된다.

상기 공기예열유닛(20)은 복수개의 공기통로(16a)가 관통 형성된 회로기판(16)과, 이 회로기판(16)의 각 공기통로(16a)에 솔더링 된 복수개의 저항소자(18)와, 상기 회로기판(16)에 일단이 접속되고 타단은 전원공급부(22)에 접속되는 제1전원코드(17)로 구성된다. 또한, 상기 제1전원코드(17)는 제어부(20)를 매개로 전원공급부(22)에 연결된다. 회로도를 참조하면, 회로기판(16)에 솔더링된 저항소자(18)에 전기적으로 연결되도록 제1전원코드(17)의 일단이 접속된다. 또한, 제1전원코드(17)의 타단은 후술할 음이온 흡수 모듈의 주요부인 음이온 흡수 소자(34)에 통전 가능하게 접속된다. 본 발명은 주로 자동차의 엔진 연소효율을 증가시키는 효율증가장치로 사용되는 것으로, 제1전원코드(17)의 타단에 연결되는 전원공급부(22)는 자동차 배터리가 될 수 있다. 또한, 상기 제1전원코드(17)와 전원공급부(22) 사이에는 릴레이(23)가 구비된다. 부호 24는 집적회로로서, 이 집적회로(24)는 제1전원코드(17)와 릴레이(23) 사이에 연결된다. 또한, 상기 제어부(20)에는 전압체크부(25)가 더 구비된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 전압체크부(25)는 집적회로(64)와 릴레이(23) 사이에 직렬 연결된 트랜지스터이다.

본 발명에서 전원코드는 공기예열유닛(20)의 회로기판(16)에 연결된 제1전원코드(17)와, 상기 음이온 흡수 소자(34)측에 연결된 제2전원코드(37)를 포함하며, 상기 제2전원코드(37)와 제2전원코드(37)는 커넥터(27)를 매개로 상호 착탈 가능하게 접속된다.

이때, 음이온 흡수 유닛(30)은 음이온 흡수 소자(34)에 의해 음이온을 흡수하는 부분이다. 즉, 상기 공기예열유닛(20)의 회로기판(16)과 저항소자(18)는 양면으로 복수개의 공기유통홀(14)이 구비된 케이스(12)에 내장되는 한편, 상기 음이온 흡수 소자(34)는 별체로 된 다른 케이스(32)에 내장되며, 상기 제1전원코드(17)는 케이스(12)(이하, 편의상 제1케이스라 함)의 외부로 인출되고 제2전원코드(37)는 다른 케이스(32)(이하, 편의상 제2케이스라 함)의 외부로 인출되어 커넥터(27)를 매개로 상호 착탈 가능하게 접속된다. 공기예열유닛(20)은 제1케이스(12)와 회로기판(16)과 저항소자(18)와 제1전원코드(17)를 포함하고, 음이온 흡수 유닛(30)은 제2케이스(32)와 음이온 흡수 소자(34)와 제2전원코드(37)를 포함한다. 음이온 흡수 유닛(30)은 음이온 흡수 소자(34)와 전기적으로 연결되어 제2케이스(32) 외부로 인출되어 있는 양극 코드(38) 및 음극 코드(39)를 포함할 수 있다. 이때, 제1전원코드(17)에 구비된 제1커넥터(27A)는 내부에 통전성 핀이 구비된 숫커넥터 또는 암커넥터가 될 수 있고, 제2전원코드(37)에 구비된 제2커넥터(27B)는 반대로 암커넥서 또는 숫커넥터가 될 수 있어서, 상기 제1커넥터(27A)와 제2커넥터(27B)가 서로 통전 가능하게 연결됨으로써 공기예열유닛(20)의 회로기판(16)과 저항소자(18)를 음이온 흡수 유닛(30)의 주요부인 음이온 흡수 소자(34)와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 제1커넥터(27A)와 제2커넥터(27B)가 저항소자(18)와 음이온 흡수 소자(34)를 전기적으로 연결하는 매개체인 커넥터(27)가 된다.

본 발명에서 음이온 흡수 소자(34)는 상기 회로기판(16)에 솔더링된 저항소자(18)에 전기적으로 연결되는 마그네슘으로 구성된다. 본 발명을 채용하는 내연기관의 엔진의 주요부는 알루미늄으로 구성된다. 주로 내연기관 엔진의 흡기밸브와 배기밸브, 엔진 슬리브 등의 주요 부품이 알루미늄으로 구성되는데, 본 발명에서는 알루미늄보다 상대적으로 이온화 경향이 더 큰 마그네슘으로 구성된 것이다. 물론, 마그네슘 이외에 이온화 경향이 알루미늄보다 더 큰 금속이면 음이온 흡수 소자(34)로 채용할 수 있다. 금속의 이온화 경향을 보면 K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni 등과 같이 알루미늄에 비하여 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘이 이온화 경향이 상대적으로 더 큰데, 상기 음이온 흡수 소자(34)를 마그네슘 이외에 나트륨, 칼슘, 칼륨 중의 어느 하나를 채용할 수 있다. 즉, 내연기관의 엔진의 주요 부품이 알루미늄으로 이루어져서 본 발명에서는 알루미늄보다 이온화 경향이 더 큰 마그네슘 등의 금속을 음이온 흡수 소자(34)(sacrifice material)로 채용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에서 마그네슘은 적어도 두 개로 이루어져 저항소자(18)에 전기적으로 연결된다. 상기와 같이 공기예열유닛(20)과 음이온 흡수 유닛(30)을 커넥터(27)를 매개로 연결하면, 상기 공기예열유닛(20)의 주요부인 저항소자(18)에 음이온 흡수 유닛(30)의 주요부인 두 개의 마그네슘(즉, 음이온 흡수 소자(34))이 상호 전기적으로 연결되는 것이다. 이때, 상기 마그네슘에는 퓨즈(35)가 전기적으로 연결되어 제2케이스(32)에 내장되고, 상기 마그네슘과 퓨즈(35)에 연결된 제2전원코드(37)는 제2케이스(32)의 외부로 인출된다. 따라서, 전술한 바와 같이, 커넥터(27)를 매개로 공기예열유닛(20)의 저항소자(18)와 음이온 흡수 유닛(30)의 주요부인 마그네슘을 전기적으로 연결할 때에 퓨즈(35)도 이들 회로상에 연결된다.

한편, 본 발명에서 음이온 발생기는 내연기관의 엔진 내부로 음이온을 공급하도록 구성된다. 이때, 음이온 발생기는 전원공급부(22)인 자동차 배터리에 연결되어 음이온을 흡기 매니폴드에서 내연기관의 엔진으로 공급하도록 구성될 수 있다. 자동차 내연 기관이 구동하도록 자동차 시동을 건 상태에서 음이온 발생기가 작동하여 음이온 발생기에서 발생하는 음이온이 내연 기관의 엔진 내부로 공급되도록 할 수 있는 것이다.

본 발명에서 음이온 발생기는 발진부(120), 트랜스(TRANS), 음이온 출력부(130), 음이온 발생칩(140) 및 접지부(150)로 구성될 수 있다. 케이스에 발진부(120), 트랜스(TRANS), 음이온 출력부(130)가 내장되고, 음이온 발생칩(140)과 전원코드(17)는 케이스(12)의 외부로 노출된 구성을 가질 수 있다.

상기 발진부(120)는 전원코드를 통해 전원공급부(예를 들어, 자동차 배터리 등)에 연결된 트랜지스터(TR1)와, 상기 트랜지스터(TR1)의 콜렉터와 이미터 사이에 연결된 다이오드(D1)와, 상기 트랜스(TRANS)의 1차측과 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결된 콘덴서(C3)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 다이오드(D1)는 트랜지스터(TR1)의 이미터에 연결됨과 동시에 바이어스 저항(R1,R2)에 연결된다. 다이오드(D1)에 연결된 집적회로(REG-IC)와 코일은 전압안전회로를 구성한다. 또한, 상기 전원공급부(15)와 트랜지스터(TR1)의 베이스 사이에는 전압 안정 콘덴서(C2)가 연결되어, 이 전압 안정 콘덴서(C2)에 의해 전압이 순간적으로 과도하기 인가되는 것을 방지하여 안정적인 전압을 공급하게 된다.

상기 트랜스(TRANS)의 2차측에 연결된 음이온 출력부(30)는 고배압 회로소자를 가지며, 고배압 회로소자는 트랜스(TRANS)의 2차측과 음이온 발생칩(140) 사이에 연결된 다이오드(D2,D3)와, 이 다이오드(D2,D3) 사이에 연결된 콘덴서(C4,C5)로 구성된다.

상기 접지부(50)는 전원공급부(15)에 연결됨과 동시에 트랜지스터(TR1)의 베이스에 연결된 바이어스 저항(R1,R2)과 트랜지스터(TR1)의 이미터 및 트랜스(TRANS)의 1차측에 연결된다. 상기 음이온 발생기는 특허출원 제10-2006-0108828호의 구조와 동일 유사하다.

상기 음이온 발생기는 내연 기관의 엔진에 연결된 흡기 매니폴드 등에 설치되어 내연 기관의 연료 연소실로 음이온을 공급하도록 구성될 수 있는데, 이러한 음이온 발생기의 작동에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.

먼저, 전원공급부(15)에서 15V의 직류 전압이 인가되면, 트랜지스터(TR1)의 베이스 전류가 이미터 방향으로 인가되고 트랜스(TRANS)의 1차측으로 인가된 전류가 트랜지스터(TR1)의 콜렉터에서 이미터 방향으로 인가되어 발진 증폭된다. 동시에 콘덴서에 충전이 완료되면 저항(R3)를 거쳐 바이어스 저항(R1,R2)에 의해 트랜지스터(TR1)의 베이스에 바이어스된다. 이와 같이, 트랜지스터(TR1)를 통해 발진 증폭된 전류가 콘덴서에 충전 및 방전을 반복하여 승압되며, 이렇게 승압된 전류가 트랜스(TRANS)의 2차측으로 출력된다.

결국, 트랜스(TRANS)의 1차측에는 발진부(20)에 의해 항상 전압이 ON/OFF되면서 발진되면서 증폭되고, 이 증폭된 전압이 트랜스(TRANS)에 인가되며, 트랜스(TRANS)는 증폭된 전압을 설정된 전압변환비에 따라 승압하여 2차측으로 출력하게 된다.

음이온이 안정적으로 음이온 발생칩(140)에서 발생하는 작동관계를 구체적으로 설명하면, 트랜스(TRANS)의 5번 회로에 + 전하가 걸리면 C4의 콘덴서를 거쳐 저항 R5를 지나 음이온 발생칩(140)에 걸리고, 또한 다이오드 D3 를 거쳐 C5에 걸려서 접지(50)로 흘러 들어가게 되는 것으로, 양전하가 걸릴 경우 전류는 버려지게 되는 것이다. 이때에 C4의 콘덴서를 거쳐 저항 R5를 지나 음이온 발생칩(140)에 걸리는 전하는 대기중에 노출되어 있는 것으로 상대적으로 저항이 크기 때문에 양전하는 다이오드 D3 를 거쳐 C5로 흐르게 된다.

트랜스(TRANS)의 5번 회로에 - 전하가 걸리면 C4의 콘덴서에 전하를 충진시키고 C4를 거쳐 저항 R5를 지나 음이온 발생칩(140)에 걸려 음이온을 공기중에 방출하게 되며, 또한 다이오드 D2을 거쳐 C5에 걸리고 접지단자(38)에 음이온을 방출하게 되며, 혹시라도 트랜스(TRANS)의 5번 회로에 + 전하가 걸렸을 경우 방출된 양전하를 중화시키며, 정전기를 접지(50)로 전류를 소멸시킨다.

접지부(150)(어스)를 사용하는 효과는 음이온이 공기 중으로 방사가 되므로 먼지 입자들이 음이온으로 대전되어 남아있는 정전기에 달라붙게 되어 먼지들로 인하여 고전압이 새게되어 순수한 음이온이 아닌 오존을 발생시키는 중대한 원인이 되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이러한 트랜스(TRANS)에 의해 승압된 전압은 2차측의 음이온 출력부(130)에 유기된다. 음이온 출력부(130)는 고배압 회로소자를 가지며, 고배압 회로소자는 트랜스(TRANS)의 2차측과 음이온 발생칩(140) 사이에 직렬 연결된 다이오드(D2,D3)와, 이 다이오드(D2,D3) 사이에 병렬 연결된 콘덴서(C4,C5)로 구성되어, 2차측에 유기된 전압을 다시 고배압(바람직하게 2배압)으로 승압시켜 고압을 발생시킴으로써, 음이온이 발생된다.

또한, 상기 접지부(150)와 전원공급부(15) 사이에 연결된 콘덴서(EC1)는 음이온 발생기의 전원공급부(15)를 외부의 전원에 잘못 연결한 경우에 순간적으로 과압을 외부로 접지시켜 빼기 때문에, 전원공급부(15)를 착오로 잘못 연결한 경우에 대비할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 음이온 출력부(130)의 출력단과 음이온 발생칩(140) 사이에는 부하저항(R5)이 더 연결되며, 이 부하저항(R5)은 음이온 출력부(130)의 출력단에서 규정 전압 이상의 전압이 출력되더라도 음이온 발생칩(140)에 출력되는 과압을 방지하기 때문에, 음이온 발생칩(140)에서 순간적인 과압에 의해 오존이 발생되는 것을 미연에 방지한다.

한편, 상기 음이온 발생칩(140)은 케이스(12)에 구비된 음이온 공급홀(IH)에 구비되어 음이온이 내연 기관의 연소실 내부로 공급될 수 있다. 음이온 공급홀(IH)은 필요에 따라 늘리거나 줄일 수 있음은 당연하다.

또한, 본 발명에서 음이온 흡수 유닛(30)은 자동차 배터리에 연결됨으로써 음이온 발생기와 회로적으로 연결되고, 음이온 발생기에서 내연 기관의 엔진으로 공급된 잔류 음이온을 음이온 흡수 유닛(30)의 음이온 흡수 소자(34)(마그네슘)가 흡수하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 음이온 흡수 유닛(30)의 제2케이스(32)에는 음이온 흡수 소자(34)인 마그네슘에 전기적으로 연결된 음극 코드(38)와 양극 코드(39)가 인출되어, 상기 양극 코드(39)와 음극 코드(38)를 전원공급부(22)인 자동차 배터리에 전기적으로 연결함으로써 상기 음이온 흡수 유닛(30)의 주요부인 마그네슘과 공기예열유닛(20)의 주요부인 저항소자(18)를 자동차 배터리에 회로적으로 접속되도록 할 수 있으며, 상기 자동차 배터리의 저항소자(18)측으로의 전원 공급은 자동차의 엔진 시동을 건 상태에서 스위치의 회로적인 접속에 의해 이루어지도록 할 수 있다. 사용자가 스위치를 키는 방식으로 자동차 배터리의 전원이 저항소자(18)측으로 공급되는 구성을 취할 수도 있다. 물론, 상기 음이온 흡수 소자(34)인 마그네슘과 저항소자(18)는 회로적으로 통전 가능하게 연결되어 있어서, 전원공급부(22)이 자동차 배터리의 전원이 마그네슘과 저항소자(18) 사이의 폐회로에서 유통(플로우)된다. 제2케이스(32) 내부에는 마그네슘과 퓨즈(35)에 회로적으로 연결된 엘이디(36)가 구비되어, 엘이디(36)의 점멸에 따라 음이온 흡수 유닛(30)의 작동 상태를 확인할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명에 대해 설명하면, 자동차의 엔진 시동을 걸게 되면, 전원공급부(22)와 전원코드(58) 및 회로기판(16)을 통해 공급되는 전원에 의해 회로기판(16)의 공기통로(16a)에 솔더링 된 저항소자(18)가 발열한다. 그러면, 저항소자(18)의 발열에 의해 흡입하는 공기(즉, 흡기구(10)로 흡입되는 공기)를 예열하여 흡기매니폴드(30)를 통해 엔진의 각 실린더실로 분배한다. 또한, 상기 음이온 발생기에 의해서 생성되는 음이온도 엔진의 각 실린더로 함께 분배되어 연료 입자, 산소 입자 등과 음이온화된 공기 입자가 서로 혼합되므로 엔진 연소 효율을 높이게 된다.

이때, 전원공급부(22)의 전원이 저항소자(18)로 공급되어 발열할 때에 음이온 발생기에 생성되어 연료 입자 등과 미처 결합하지 못하고 잔류하는 음이온이 생기는데, 본 발명에서 음이온 흡수 소자(34)(이하, 편의상 마그네슘이라 함)는 전원공급부(22)의 전원이 도통할 때(전류가 흐를 때)에 내연 기관 엔진의 각 실린더 내부에 잔류하는 음이온을 먼저 흡수하기 때문에 내연 기관의 엔진 내부에 잔류하는 음이온에 의해 엔진 자체나 엔진의 주요 부품인 흡기 밸브, 배기 밸브 등이 산화(부식)되는 현상을 방지하는 효과가 있다. 내연기관 엔진의 주요부인 흡기 밸브, 배기 밸브 등은 알루미늄으로 이루어지는데, 본 발명에서 마그네슘은 알루미늄보다 이온화 경향이 상대적으로 더 크기 때문에 내연 기관 엔진 내부에 잔류하는 음이온은 먼저 뺏어 먹게 되고, 이로 인하여 엔진 내부에 잔류하는 음이온 때문에 엔진 자체가 쉽게 부식되는 현상을 방지하는 것이다. 본 발명에서 마그네슘은 먼저 음이온을 흡수하여 알루미늄보다 먼저 산화 현상이 일어나는 물질(sacrifice material)로서의 기능을 하게 된다. 내연기관 엔진의 주요부인 흡기 밸브, 배기 밸브 등이 음이온에 의해 완전히 산화되기 전까지 마그네슘이 음이온을 먼저 흡수해서 소멸시켜버리는 기능을 함으로써 잔류 음이온에 의한 부식 현상을 완전히 차단한다는 점에서 상당히 중요하다. 이때, 상기 음이온 흡수 유닛(30)을 구성하는 제2케이스(32) 내부에는 마그네슘과 퓨즈(35) 등의 주요 부품이 내장되는데, 제2케이스(32) 내부에는 마그네슘과 퓨즈(35) 등의 부품을 보호하기 위한 절연 및 불투수성 필러(33)를 충전한다. 제2케이스(32)는 상측 개구부가 커버(31)에 의해 개폐되도록 구성된다. 한편, 마그네슘은 필러(33)에 의해 완전 커버되기 보다는 마그네슘의 일부가 외부로 노출되도록 하는 것이 바람직하다. 그러면, 마그네슘이 엔진 내부의 잔류 음이온을 흡수하는 기능이 더 높아져서 좋다.

본 발명에서 중요한 것은 내연 기관의 주요 부품인 배기 밸브, 흡기 밸브 등의 부품이 알루미늄으로 만들어지는데, 상기 내연 기관 내부에 연소되지 않고 잔류한 음이온 입자가 마그네슘에 의해 더 빨리 흡수되어 알루미늄 배기 밸브, 흡기 밸브와 반응하여 산화를 촉진하는 경우를 미연에 방지하고, 이처럼 내연 기관의 주요 부품인 배기 밸브, 흡기 밸브 등이 산화가 빨리 일어나는 것을 방지하여 내연 기관의 수명이 많이 단축되는 것과 같은 여러 문제를 완전히 차단한다는 것이다.

또한, 본 발명에서는 적어도 두 개의 마그네슘이 병렬 연결되어 있어서 두 개의 마그네슘에 의해 균일하게 음이온을 흡수하면서도 음이온 흡수 용량을 보다 높일 수 있으므로, 엔진 내부의 잔류 음이온의 제거 효율에 있어서 더욱 향상된 기능을 발휘할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서 주요부인 공기예열유닛(20)과 음이온 흡수 유닛(30)은 커넥터(27)에 의해 상호 착탈 가능하게 접속될 수 있으므로, 사용시 편리성 등을 보다 높이는 효과도 가지게 된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

10. 공기예열유닛 12. 케이스
12A. 하부 케이스부 12B. 상부 케이스부
14. 공기유통홀 16. 회로기판
16a. 공기통로 17. 제1전원코드
18. 저항소자 20. 제어부
22. 전원공급부 23. 릴레이
24. 집적회로 25. 전압 체크부
27. 커넥터 27A. 제1커넥터
27B. 제2커넥터 30. 음이온 흡수 유닛
31. 커버 32. 제2케이스
33. 필러 34. 음이온 흡수 소자
35. 퓨즈 36. 엘이디
37. 제2전원코드 38. 음극 코드
39. 양극 코드

Claims (8)

1. 다수개의 공기통로(16a)가 관통 형성된 회로기판(16);
   상기 회로기판(16)의 상기 공기통로(16a)에 위치되어 솔더링되며 전원공급부(22)의 전원에 의해 발열하는 다수개의 저항소자(18);
   상기 저항소자(18)와 상기 전원공급부(22) 사이에 연결된 음이온 흡수 소자(34);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 저항소자(18)가 솔더링된 상기 회로기판(16)에는 전원공급부(22)에 접속되는 제1전원코드(17)가 연결되어, 상기 저항소자(18)와 상기 회로기판(16) 및 상기 제1전원코드(17)가 공기예열유닛(20)을 구성하고, 상기 공기예열유닛(20)의 상기 저항소자(18)에는 상기 회로기판(16)과 상기 제1전원코드(17)와 제2전원코드(37)를 매개로 상기 음이온 흡수 소자(34)가 연결된 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 전원코드는 상기 공기예열유닛(20)의 상기 회로기판(16)에 연결된 제1전원코드(17)와, 상기 음이온 흡수 소자(34)측에 연결된 제2전원코드(37)를 포함하며, 상기 제2전원코드(37)와 상기 제2전원코드(37)는 커넥터(27)를 매개로 상호 착탈 가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 공기예열유닛(20)의 상기 회로기판(16)과 상기 저항소자(18)는 양면으로 복수개의 공기유통홀(14)이 구비된 케이스(12)에 내장되고, 상기 음이온 흡수 소자(34)는 별체로 된 다른 케이스(12)에 내장되며, 상기 제1전원코드(17)는 상기 케이스(12)의 외부로 인출되고 상기 제2전원코드(37)는 상기 다른 케이스(32)의 외부로 인출되어 상기 커넥터(27)를 매개로 상호 착탈 가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 음이온 흡수 소자(34)는 상기 회로기판(16)에 솔더링된 상기 저항소자(18)에 전기적으로 연결된 마그네슘으로 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 마그네슘은 적어도 두 개로 이루어져 상기 저항소자(18)에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 마그네슘에는 퓨즈(35)가 전기적으로 연결되어 케이스(32)에 내장되고, 상기 마그네슘과 상기 퓨즈(35)에 연결된 제2전원코드(37)는 상기 케이스(32)의 외부로 인출된 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 케이스(32)에는 상기 마그네슘에 전기적으로 연결된 양극 코드(38)와 음극 코드(39)가 인출된 것을 특징으로 하는 내연기관의 매연저감 효율증가장치.
   

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