KR20160080182A

KR20160080182A - Apparatus for providing oxygen in engine

Info

Publication number: KR20160080182A
Application number: KR1020140191729A
Authority: KR
Inventors: 김준섭
Original assignee: 르노삼성자동차 주식회사
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2016-07-07

Abstract

An apparatus for providing oxygen comprises an air supply unit, an oxygen measurement unit, and an oxygen generation unit. The air supply unit supplies air to an engine of a vehicle. The oxygen measurement unit is connected to the air supply unit to measure oxygen concentration in the air. The oxygen generation unit is connected to the oxygen measurement unit to generate oxygen, and supplies the generated oxygen to an air line wherein the air supply unit supplies air to the engine when the oxygen concentration measured in the oxygen measurement unit is less than a predetermined level.

Description

[0001] APPARATUS FOR PROVIDING OXYGEN IN ENGINE [0002]

본 발명은 엔진에 산소를 공급하는 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 차량의 엔진에 부족한 산소를 공급하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for supplying oxygen to an engine, and more particularly to an apparatus for supplying oxygen to an engine of a vehicle.

먼저, 현재 사용되고 있는 자동차 엔진의 작동상태를 간단히 설명하면, 자동차의 엔진은 4기통일 경우 실린더를 갖춘 실린더 블록과, 상기 실린더 내에서 흡입, 압축, 폭발, 배기의 각 행정에 따라 상하 운동을 하는 다수개의 피스톤과, 외부로부터 유입된 공기를 저장하는 흡기매니폴드와, 흡입 행정시에 상기 흡기매니폴드의 외부 공기를 실린더에 공급하도록 상기 서지탱크와 실린더의 흡기밸브를 연결하는 흡기매니폴드와, 배기 행정시에 실린더 내부의 연소 가스를 외부로 배출하도록 상기 실린더의 배기밸브에 연결된 배기매니폴드등으로 구성되어 있다.First, the operating state of the currently used automobile engine will be briefly described. The automobile engine has a cylinder block equipped with a cylinder in the case of the four cylinders, and a cylinder block having a cylinder moving up and down according to each stroke of suction, compression, An intake manifold for connecting the surge tank and the intake valves of the cylinders to supply the outside air of the intake manifold to the cylinders during an intake stroke, a plurality of pistons, an intake manifold for storing the air introduced from the outside, And an exhaust manifold connected to the exhaust valve of the cylinder so as to discharge the combustion gas inside the cylinder to the outside during the exhaust stroke.

이와 같이 구성되어 있는 엔진의 작동을 설명하면, 에어크리너에서 정화된 외부공기는 서지탱크로부터 연료와 혼합되어 각 실린더의 흡기밸브로 유입된 후 압축되고 폭발되어 배기밸브를 통하여 외부로 배출된다. To explain the operation of the engine constructed as described above, the outside air purified by the air cleaner is mixed with the fuel from the surge tank, is introduced into the intake valves of the cylinders, compressed and exploded, and discharged to the outside through the exhaust valve.

그러나, 이러한 흡기매니폴드에 공기를 공급하는 장치는 피스톤이 상하 방향으로 운동하면서 공기를 흡입하여 사용되고 있으나, 흡입되는 공기의 질이 지역과 계절에 따라 다르므로 양질의 산소를 얻기에는 불필요한 문제점이 있었다.However, since the device for supplying air to the intake manifold is used by sucking the air while moving the piston in the vertical direction, the quality of the intake air differs depending on the region and season, and thus there is a problem in obtaining good quality oxygen .

또한, 엔진 내부에서 혼합된 연료와 공기가 점화하여 동력을 얻고 있으나, 불연소되어 외부에 유해한 배기가스가 배출되어 대기환경오염에 치명적인 원인이 발생되는 문제점이 있었다.In addition, although the fuel and air mixed in the engine are ignited to obtain power, there is a problem that unburned exhaust gas is discharged to the outside, causing a fatal cause in air pollution.

본 발명의 목적은 충분한 산소를 엔진에 공급할 수 있는 산소 공급 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an oxygen supply device capable of supplying sufficient oxygen to an engine.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 산소 공급 장치는 에어 공급부, 산소 측정부 및 산소 발생부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an oxygen supply apparatus including an air supply unit, an oxygen measurement unit, and an oxygen generator.

상기 에어 공급부는 차량의 엔진에 공기를 공급한다. 상기 산소 측정부는 상기 에어 공급부와 연결되어 상기 공기 내의 산소 농도를 측정한다. 상기 산소 발생부는 상기 산소 측정부와 연결되어 산소를 생성하며, 상기 산소 측정부에 측정한 산소 농도가 일정 수준 이하일 때 상기 생성된 산소를 상기 에어 공급부가 상기 엔진에 공기를 공급하는 에어 라인에 공급한다. The air supply unit supplies air to the engine of the vehicle. The oxygen measuring unit is connected to the air supply unit to measure the oxygen concentration in the air. The oxygen generating unit is connected to the oxygen measuring unit to generate oxygen. When the oxygen concentration measured by the oxygen measuring unit is lower than a predetermined level, the generated oxygen is supplied to the air line for supplying air to the engine do.

이러한 산소 공급 장치에 따르면, 엔진에 공급되는 공기로부터 산소의 농도를 측정한 후, 상기 산소 농도가 일정 수준 이하일 때 산소 발생부로부터 생성된 산소를 상기 엔진에 추가로 공급함으로써, 상기 엔진에서 연료가 연소하는데 충분한 산소를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 엔진에서 공급되는 연료의 완전 연소를 유도함으로써, 연비 향상은 물론, 월등한 출력 향상 효과를 기대할 수 있다. According to such an oxygen supplying apparatus, after the oxygen concentration is measured from the air supplied to the engine, the oxygen generated from the oxygen generating unit is further supplied to the engine when the oxygen concentration is lower than a predetermined level, Sufficient oxygen can be supplied to burn. Thus, by inducing the complete combustion of the fuel supplied from the engine, it is possible to expect not only an improvement in fuel consumption but also a superior output improvement effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 공급 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic view of an oxygen supply apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 산소 공급 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.Hereinafter, an oxygen supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 공급 장치(100)는 에어 공급부(200), 산소 측정부(300) 및 산소 발생부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an oxygen supplying apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an air supplying unit 200, an oxygen measuring unit 300, and an oxygen generating unit 400.

상기 에어 공급부(200)는 차량의 엔진(10)에 공기를 공급한다. 이에, 상기 엔진(10)은 상기 에어 공급부(200)로 공급되는 공기와 같이 연료를 통해 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정 공정을 통해 피스톤 왕복 운동을 통한 회전 구동력을 발생시켜 상기 차량을 구동시킨다.The air supply unit 200 supplies air to the engine 10 of the vehicle. Accordingly, the engine 10 generates rotational driving force through piston reciprocating motion through four-stroke process of intake, compression, explosion, and exhaust through the fuel as air supplied to the air supply unit 200, .

이에, 상기 엔진(10)은 연비 향상을 목적으로, 배기 가스에 의해 터빈을 구동시켜 이를 통해 공기의 공급량을 증가시키는 터보 차져(turbo charger) 방식이 적용되거나, 상기 배기 가스의 재사용을 통해 질소 함유량을 감소시키는 이지알(EGR) 시스템 방식이 적용될 수 있다.In order to improve the fuel economy, the engine 10 is applied with a turbo charger system that drives the turbine by exhaust gas and increases the supply amount of air through the exhaust gas, (EGR) system can be applied.

이와 같은 엔진(10)의 연비 향상을 위하여 상기 배기 가스를 이용하는 방식들에 있어서, 상기 산소 측정기(300)는 상기 엔진(10)에 공급되는 공기에 함유된 산소의 농도를 측정한다.In order to improve the fuel efficiency of the engine 10, the oxygen measuring device 300 measures the concentration of oxygen contained in the air supplied to the engine 10.

상기 산소 발생기(400)는 외부로부터 공급되는 공기로부터 산소를 질소로부터 분리하여 산소를 생성한다. 구체적으로, 상기 산소 발생기(400)에서는 제올라이트를 이용해 상기 공기로부터 산소와 질소를 분리하여 산소를 생성할 수 있다.The oxygen generator 400 separates oxygen from nitrogen supplied from the outside to generate oxygen. Specifically, in the oxygen generator 400, oxygen and nitrogen may be separated from the air by using zeolite to generate oxygen.

이에, 상기 산소 발생기(400)는 상기 산소 측정부(300)와 연결되어 상기 엔진(10)에 공급되는 산소의 농도를 전달 받는다. 이러면, 상기 산소 발생기(400)는 상기 산소 측정기(300)로부터 측정된 산소의 농도가 일정 수준 이하일 경우 상기 엔진(10)에 상기 생성된 산소를 추가 공급한다. 구체적으로, 상기 산소 발생기(400)는 상기 에어 공급부(200)가 상기 엔진(10)에 공급하는 에어 라인(210)에 상기 생성된 산소를 추가 공급할 수 있다.The oxygen generator 400 is connected to the oxygen measuring unit 300 and receives the concentration of oxygen supplied to the engine 10. In this case, the oxygen generator 400 further supplies the generated oxygen to the engine 10 when the concentration of oxygen measured by the oxygen detector 300 is lower than a predetermined level. Specifically, the oxygen generator 400 may further supply the generated oxygen to the air line 210, which the air supply unit 200 supplies to the engine 10. [

이와 같이, 상기 엔진(10)에 상기 에어 공급부(200)에 의해 공급되는 공기로부터 산소의 농도를 상기 산소 측정부(300)를 통해 측정한 후, 상기 산소 농도가 일정 수준 이하일 때 상기 산소 발생부(400)로부터 생성된 산소를 상기 엔진(10)에 추가로 공급함으로써, 상기 엔진(10)에서 연료가 연소하는데 충분한 산소를 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 엔진에서 공급되는 연료의 완전 연소를 유도함으로써, 연비 향상은 물론, 월등한 출력 향상 효과를 기대할 수 있다. When the concentration of oxygen in the air supplied from the air supply unit 200 to the engine 10 is measured through the oxygen measuring unit 300 and the oxygen concentration is below a certain level, The oxygen generated from the engine 400 can be supplied to the engine 10 to supply sufficient oxygen to burn the fuel in the engine 10. [ Thus, by inducing the complete combustion of the fuel supplied from the engine, it is possible to expect not only an improvement in fuel consumption but also a superior output improvement effect.

특히, 본 발명의 산소 공급 장치(100)를 이용하면, 겨울철 디젤 차량의 경우 불안전 연소에 의해 발생되는 시동 꺼짐 현상을 획기적으로 개선하면서 효율 증가로 배기 가스의 배출을 감소시킬 수 있다. In particular, in the case of a diesel vehicle for winter, the use of the oxygen supply device 100 of the present invention can drastically improve the start-off phenomenon caused by unstable combustion and reduce exhaust gas emissions with increased efficiency.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 엔진 100 : 산소 공급 장치
200 : 에어 공급부 210 : 에어 라인
300 : 산소 측정부 400 : 산소 발생부10: engine 100: oxygen supply device
200: air supply unit 210: air line
300: oxygen measuring unit 400: oxygen generating unit

Claims

An air supply unit for supplying air to the engine of the vehicle;
An oxygen measurement unit connected to the air supply unit and measuring oxygen concentration in the air; And
An oxygen generating unit connected to the oxygen measuring unit to generate oxygen and supplying the generated oxygen to an air line for supplying air to the engine when the oxygen concentration measured by the oxygen measuring unit is lower than a predetermined level, Containing oxygen supply.