KR20150090168A

KR20150090168A - 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치

Info

Publication number: KR20150090168A
Application number: KR1020157016797A
Authority: KR
Inventors: 마리아 미햐엘라 바릴리츠-굽타
Original assignee: 마리아 미햐엘라 바릴리츠-굽타
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-08-05
Also published as: AT513642B1; WO2014082107A1; ES2593202T3; EP2925996B1; JP2015537152A; PL2925996T3; EP2925996A1; US20150314303A1; AT513642A1; CN104870798A

Abstract

본 발명은 유체의 관류를 위한 도관(2)과, 자장이 도관의 내부를 침투하는, 서로 전후로 연속 배열되어 세 쌍을 형성하는 6개의 자석(3)을 포함하는 탄화수소 함유 유체의 자기 처리를 위한 장치(1)에 관한 것이며, 자석은 실제로 원통형으로 형성되고 도관의 외부에 배열되며, 한 쌍의 두 개의 자석은 서로 정렬되어, 대향하여 놓인 도관 벽의 측면에 배열되며 각각 자석의 전방 면(4)은 도관을 향하며, 각각의 자석은 유체의 유동 방향에 대해 수직으로 배향된 교호식 자석 극의 선형 패턴을 포함한다.

Description

탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치{DEVICE FOR THE MAGNETIC TREATMENT OF A HYDROCARBON-CONTAINING FLUID}

본 발명은 탄화수소 함유 유체의 자기 처리(magnetic treatment)를 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 유체의 관류를 위한 도관과, 자장이 도관의 내부를 침투하는, 서로 전후로 연속 배열되어 세 쌍을 형성하는 6개의 자석을 포함한다.

자장을 통한 차량 엔진용 화석 연료의 처리는 종래 기술에 공지되어 있다. US 6,456,178 B1, KR 10-2009-0011385 A, US 5,348,050, WO 97/29279 및 AT 010455 U1은 몇몇 영구 자석의 단순한 배열을 이용하여 연소 엔진용 연료가 연소실 내로 분사되기 직전에 처리하는 다양한 장치를 교시한다. 이때, 연료가 불균일 자장을 종 방향 또는 횡 방향으로 통과시킴으로써, 탄소 원자가 여기되어야 한다.

US 2007/0138077 A1, WO 02/101224 A1 및 EP 0399 801 A1은 연료의 자기 활성화를 위한 유사한 장치를 나타내나, 상기 장치는 더 복잡한 구조를 포함한다. 복수의 자석이 유동 다이어프램 또는 가열 요소와 같은 다른 장치와 함께 연료가 관류하는 용기 내에 배열됨으로써, 연료가 다양한 방식으로 처리된다. 상기 해결책의 단점은, 전체 연료량이 자장 또는 다른 처리 요소의 동일한 작용을 받지도 않고, 연료 도관을 전체적으로 개방하지 않고는 상기 장치를 교체할 수 없다는 것이다.

US 4,050,426 A는 유체 연료 처리 장치 및 방법을 개시한다. 이때, 연료는 중공 실린더로서 구성된 영구 자석의 내부 면을 따라 밀착되어 유동한다. 여기서도, 상기 장치는 연료 도관의 일부를 형성함으로써, 장치를 교체하거나 설치해야 할 경우 연료 도관이 개방되어야 하는 단점이 있다. 또한, 연료는 이중벽 중공 실린더의 반경 방향 채널 내에서 유동하도록, 두 개의 핀 다이어프램을 통과해야 한다. 따라서, 이러한 장치의 제조는 비싸다.

DE 35 03 691 A1은 연료 또는 엔진 연료용 자기 활성제를 기재하며, 직선으로 형성된 연료 도관 외부에 세 쌍의 영구 자석이 배열된다. 이러한 교시의 단점은, 단순하게 고정되고 연료를 통과하는 세 개의 자장이 작용한다는 것이다. 더욱이, 연료 내의 탄화수소의 활성화가 확인될 수 있으나, 이는 비교적 미미하다.

본 발명의 과제는, 구조가 간단하고, 쉽게 정비되거나 거의 정비될 필요가 없으며, 쉽게 장착 가능하거나 교체 가능한 서두에 언급한 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 장치를 통해 유체의 개선되고 증가된 활성화가 달성되어야 한다.

이러한 과제는 본 발명에 따른 장치에서, 자석이 실제로 원통형으로 형성되고 도관의 외부에 배열되며, 한 쌍의 두 개의 자석이 서로에 대향하는 도관 벽의 측면에 서로 정렬되어 배열되며, 각각 자석의 전방 면이 도관을 향하고, 각각의 자석은 유체의 유동 방향에 대해 수직으로 배향된 교호식 자극의 선형 패턴을 포함함으로써 달성된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 장치는 세 쌍의 자석으로 이루어진 적어도 하나의 다른 그룹을 포함한다.

본 발명의 다른 구성에서, 자석은 바람직하게는 파이프 형태인 하우징 내에 배열된다.

바람직하게는, 본 발명의 일 구성에서, 자석은 플라스틱 편에 의해 제 위치에 고정된다.

상기 장치의 바람직한 실시예는, 유동 방향에서 볼 때, 서로 전후로 연속 배열된 두 개의 자석 쌍의 축이 소정의 각을 형성하는 것을 특징으로 한다.

다른 일 실시예에서, 자석은 축 방향으로 회전 가능하게 도관에 지지되는 드럼 내에 배열되며, 드럼은 전기 구동부와 연결된다.

바람직하게는, 드럼의 구동부는 제어부에 의해 조절된다.

또한, 바람직하게 제어부는 적어도 하나의 센서와 연결되며, 이를 통해 유체의 활성화가 측정될 수 있다.

이하 본 발명이 도면에 도시된 실시예를 참조로 상세히 설명된다.

도 1은 장치의 개략적인 종 단면도를 도시한다.
도 2는 장치의 다른 실시예의 개략적인 횡 단면도를 도시한다.
도 3은 자석의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 4는 자석의 개략적인 종 단면도를 도시한다.
도 5는 장치의 개략적인 종 단면도를 도시한다.
도 6은 장치의 개략적인 횡 단면도를 도시한다.

도 1에 따르면, 탄화수소 함유 유체가 화살표 방향으로 도관(2)을 통해 유동한다. 탄화수소 함유 유체는 휘발유, 연료유, 등유, 천연 가스 등과 같은 알려진 모든 화석 연료, 액체 또는 가스 형태의 연료이다. 도관(2)을 통한 유동 시에, 유체는 세 쌍의 자석(3)을 통과한다. 각각의 자석(3)은 영구 자석으로서 구성되며 도관(2)을 향하지만, 도관의 외부에 배열된다. 자석(3)의 극은, 제1 자석(3)의 북극이 대향하여 배열된 자석(3)의 남극에 대해 항상 대향하여 놓이고 그리고 그 반대가 되도록 선택된다. 영구 자석 대신에, 전자석 또는 다른 유형의 자석도 사용될 수 있다.

엔진, 연소기, 가열 오븐 등 내에서 탄화수소의 연소 시에, 탄소 원자 및 수소 원자가 대기 산소와 함께 완전히 이산화탄소(CO₂) 및 물(H₂O)로 연소될 경우, 출력은 최고로 작용한다. 이를 위해, 유체와 대기 산소의 적절한 혼합비 그리고 연소 시점에서 대기 산소 내의 유체의 가능한 한 일정한 분무뿐만 아니라, 연소 이전에 탄화수소 내에 결합된 탄소 원자의 최고 상태가 전제된다. 즉, 반응에 관련된 4개의 탄소 원자의 원자가 전자 중 모두가 여기 상태에 있지 않을 경우, 충분히 많은 산소 원자가 있음에도 불구하고, 탄소가 단지 일산화탄소(CO)로만 연소되거나 또는 불연소되어 그을음으로 남는다. 이에 의해 연소 엔진 또는 가열 시스템의 출력이 감소되고, 원하지 않는 일산화탄소 및 그을음 입자의 배출이 증가된다. 놀랍게도, 본 발명에 따른 자석(3)의 배열 및 극은, 탄화수소의 탄소 원자가 그 안에서 특히 높게 활성화되어, 후속되는 산소와의 연소 시에 이산화탄소로 반응하는 장치를 제공한다.

또한, 도 1, 도 3 및 도 4에 따르면, 자석(3)은 원통형 막대 자석으로서 구성된다. 자석의 원형 전방 면(4)은 각각 도관(2)을 향한다. 간단하고 확실한 처리를 위해, 세 쌍의 자석이 하나의 하우징(5) 내에 배열된다. 자석이 그의 정확한 위치에 보유되도록, 자석(3)이 플라스틱 편(6)에 의해 고정된다. 플라스틱 편은 도시된 실시예에서, 하우징(5)의 내부 공간을 완전히 채우고, 단지 자석(3)의 수용을 위한 밀링 또는 보링된 중공 챔버만을 포함한다. 물론, 플라스틱 편(6)은 자석(3)의 자장에 영향을 미치지 않는 한, 단단한 다른 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게, 하우징(5)은 파이프 형태이며 도관(2)과 동축으로 정렬된다. 하우징(5)은 바람직하게는 Stg. 37로 형성되며 외부는 크롬 처리된다. 양 단부에는 나사산이 제공될 수 있는데, 이는 단부 플레이트(7)의 나사 결합을 위해 사용된다. 예를 들어 구성된 도관(2)을 통해 절첩될 수 있는 두 개의 반부 쉘과 같은, 자석(3)의 보유 및 고정된 지지를 위한 하우징의 다른 유형의 구조도 가능하다. 단부 플레이트(7)가 제공되는 경우, 이는 하우징(5)과 같이 Stg. 37로 제조된다. 하우징(5) 및 단부 플레이트는 그 크기에 있어서, 자석(3)을 통해 자기 포화가 달성되지 않음으로써, 자기 범위가 폐쇄되어, 자기장이 필요한 곳에서 정확히 최대 전계 강도가 달성되도록 설계된다. 도관(2)은 스테인리스 강으로 제조되는데, 그 이유는 스테인리스 강이 상자성이기 때문이다.

도 2는 도 1의 선(AB)을 따른 장치(1)의 단면도를 도시한다. 도 2에 따라 두 개의 자석(3)이 공동의 축(8) 상에서 서로 대향하여 놓이고, 자석의 전방 면(4)은 도관(2)을 향한다.

도 3은 자석(3)의 정확한 극을 도시한다. 선형 패턴으로 북극과 남극이 서로 교호된다(도 3에서 예를 들어 두 개의 스트립이 북극(N) 및 남극(S)으로서 표시됨). 상응하는 자석(3)은 도관(2)의 대향하는 면 상에 단지 바뀐 극을 갖는 동일한 선형 패턴을 갖는다. 이에 의해, 도관(2) 내에 교번 자장이 형성된다. 놀랍게도, 교번 자장의 적절한 주파수에서 탄소 원자의 상승된 활성화가 형성된다. 변환 주파수는 실제로 자석(3) 상의 북극과 남극의 공간적인 간격을 통해 그리고 도관(2)을 통한 유체의 관류 속도를 통해 형성된다.

또한, 도 4에 따르면, 자석(3)의 교호되는 북극과 남극의 선형 패턴이 도시되며, 이 종단면도에서 전방 면(4)은 아래를 향한다.

장치(1)의 효율은 세 쌍의 자석이 사용됨으로써 상승할 수 있는 것이 실험에서 증명되었고, 이때, 자석(3)의 제1 쌍과 제2 쌍 사이의 간격 및 제2 쌍과 제3 쌍의 간격은 동일하게 선택된다. 추가의 효율 상승은, 세 쌍의 자석(3)으로 이루어진 다른 그룹이 제1 그룹에 추가되는 경우 확실히 발생한다. 또한, 놀랍게도, 장치의 효율은, 두 개의 연속되는 자석 쌍의 축(8)이 소정의 각을 형성하는 경우 상승하는 것으로 증명되었다(도 2). 도관(2)을 중심으로 배열된 한 쌍의 두 개의 자석(3)은 서로에 대해 정렬되어 배향되는데, 즉, 이들은 도관(2)을 통해 결정되는 관류 방향(2)에 대해 수직으로 공통의 축(8) 상에 놓인다. 흐름 방향에서 볼 때, 인접한 두 개의 자석 쌍의 축(8)이 소정의 각을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 간단한 변경을 통해, 유체의 활성화를 위한 효율이 상승한다. 이를 위해, 세 쌍의 자석(3)이 하우징(5) 내의 드럼(9) 내에 배열된다. 드럼(9)은 동축으로 회전 가능하게 도관(2) 상에 예를 들어 볼 베어링(10)에 의해 지지된다. 드럼(9)을 회전식으로 구동시킬 수 있는 코일(11)이 하우징(5) 내에 제공된다. 세 쌍의 자석(3)이 연료의 관류 중에 도관(2)을 중심으로 회전할 경우 탄소 원자의 활성화가 증가되는 것이 실험에서 증명되었다. 제어부(12)는 코일(11)을 통해 드럼(9)의 회전 속도를 제어한다. 드럼(9)은 코일(11)에 의해 구동될 필요가 없다. 전기 모터 등과 같은 대안도 동일한 방식으로 가능하다.

드럼(9) 내의 자석(3)의 배열을 통해, 자석은 하우징(5)의 내부에 여전히 위치될 수 있다. 하우징(5)은 회전하는 드럼(9)의 기계적 보호의 기능 및 경우에 따라 드럼(9)의 구동 수단의 부품을 수용하는 역할을 한다. 그러나 하우징(5)은 본 실시예에서 구조적으로, 예를 들어 메시 케이지 또는 보호 브래킷 방향으로 변경될 수도 있다.

도 6은 도 5의 선(AB)을 따른 실시예의 단면도를 도시한다. 도 5에 도시된 6개보다 많거나 적은 코일(11)이 사용될 수 있다. 또한, 코일들은 자석(3)의 높이에 배열될 필요가 없다. 코일(11)에 의해 형성된 자장은, 드럼(9)의 더 확실하고 더 빠른 구동이 보장되나, 도관(2) 내의 자석(3)에 의해 형성된 자장이 불변으로 유지되도록 선택된다.

제어부(12)는 드럼(9)의 회전 속도를 탄소 원자의 실제로 수행된 또는 원하는 활성화에 따라 조절할 수 있다. 이러한 목적으로, 적어도 하나의 센서(13)가 장치(1)의 도관(2)의 유체 출력부에 장착되고, 센서는 활성화를 측정하여 도관(14)을 통해 제어부에 전달한다. 상기 센서(13)는 LED와 광전지로 구성될 수 있다. LED는 예를 들어 탄소의 공진 주파수와 같은 특정 주파수의 전자기 광을 방출하고 광전지는 이어서 탄소 원자로부터 방출된 전자기 광을 수신한다. 여기 편차를 측정하기 위해, 도관(2)의 입력 측에 추가의 센서(13)가 배열될 수 있다. 드럼(9)의 최적의 회전 속도는 유체의 성분 또는 온도의 변경에 따라 변경될 수 있다. 마찬가지로, 관류 속도도 중요하다. 관류 속도는 예를 들어 차량이 주행 속도 또는 주행 성능을 변경시킬 경우, 엔진에 의해 변경될 수 있다.

장치는 디젤, 휘발유, 등유, 연료유, 중유, 식물성 오일 등의 활성화를 위해, 그리고 캠핑 가스, 부탄, 프로판 등을 위해 적합하다. 효율의 증가는, 연료 공급 도관에 장치(1)가 장착된 엔진의 출력의 증가에 따라 선택적으로 결정되거나, 동일한 출력에서 연료 소모의 감소를 통해 결정된다. 물론, 효율은 마찬가지로 가열기 또는 연소기에 의해서도 증가된다. 또한, 증가된 효율은 배기 가스 내의 그을음 성분 또는 일산화탄소 성분의 감소를 통해 직접 반영된다.

Claims

유체의 관류를 위한 도관(2)과, 자장이 도관의 내부를 침투하는, 서로 전후로 연속 배열되어 세 쌍을 형성하는 6개의 자석(3)을 포함하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리를 위한 장치(1)에 있어서,
자석(3)은 실제로 원통형으로 형성되고 도관(2)의 외부에 배열되며, 한 쌍의 두 개의 자석(3)은 서로 정렬되어, 대향하여 놓인 도관 벽의 측면에 배열되며 각각 자석의 전방 면(4)은 도관(2)을 향하며, 각각의 자석(3)은 유체의 유동 방향에 대해 수직으로 배향된 교호식 자석 극의 선형 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제1항에 있어서, 세 쌍의 자석(3)으로 이루어진 적어도 하나의 다른 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 자석(3)은 바람직하게는 파이프형인 하우징(5) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 자석(3)은 플라스틱 편(6)에 의해 제 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 전후로 연속 배열된 두 개의 자석 쌍의 축이 흐름 방향에서 볼 때 각을 형성하는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자석(3)은 축 방향으로 회전 가능하게 도관(2) 상에 지지되는 드럼(9) 내에 배열되며, 드럼(9)은 전기 구동부와 연결되는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제6항에 있어서, 드럼(9)의 구동은 제어부(12)를 통해 조절되는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.
제7항에 있어서, 제어부(12)는 적어도 하나의 센서(13)와 연결되며, 상기 센서를 통해 유체의 활성화가 측정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 탄화수소 함유 유체의 자기 처리 장치.