KR20170084927A

KR20170084927A - 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20170084927A
Application number: KR1020160004362A
Authority: KR
Inventors: 정래옥; 정종옥
Original assignee: 정래옥; 정종옥
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2017-07-21
Also published as: KR101860544B1; CN106966691A

Abstract

세라믹 제품을 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관 등에 장착하여 자동차의 매연절감 및 연비 향상을 실현할 수 있는 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 관한 것으로, (a) 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료를 마련하는 단계, (b) 상기 세라믹 제품의 표면색상용으로 유약을 마련하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여 1차 소성하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 (b)에서 마련된 유약을 도포하는 단계, (f) 상기 단계 (e)에서 유약이 도포된 세라믹 제품을 2차 소성하는 단계를 포함하는 구성을 마련하여, 연소 전 내연기관(엔진), 연료, 냉각수, 흡입공기, 엔진 오일의 물성을 최적의 상태로 만들어 완전 연소로 유도할 수 있다.

Description

자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품 및 그 제조 방법{CERAMIC PRODUCT FOR REDUCING OF AUTOMOBIL POLLUTION AND FUEL ECONOMY IMPROVEMENT AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}

본 발명은 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 세라믹 제품을 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관 등에 장착하여 자동차의 매연절감 및 연비 향상을 실현할 수 있는 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자동차의 배기가스 성분에는 공해문제를 유발시키는 CO, HC, NOx이 포함된다. 즉, 자동차 등의 내연기관에 사용되는 연료는 연료분자들 간의 자기 회합(인력에 의한 분자의 집합체)으로 이루어져 쉽게 미세화되지 않아 연소시 산소와의 혼합이 원활하지 못하며 결과적으로 불완전 연소가 발생하여 그로 인한 연료의 낭비 및 배기 가스 중의 매연, 예를 들면 연소하지 않은 하이드로카본(HC), 일산화탄소(CO) 등이 대기로 배출되어 환경오염의 주범이 되고 있다.

이러한 유해성분을 정화하기 위한 노력이 다양한 방법으로 실현되고 있으며, 종래 자동차에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 유해성분을 제거하는데 가장 널리 사용하는 매연정화장치는 배기가스의 입자상 물질을 세라믹 필터에 의해 모은 후, 흡기밸브에 의해 세라믹 필터 측의 유입공 막아 필터케이스 내의 압력 및 온도를 상승시킴으로써 필터의 입자상 물질을 연소시킨다.

그러나 이렇게 단일체인 세라믹 필터를 사용하는 종래의 매연정화장치는 작은 구멍인 다수의 배기통로를 세라믹 필터에 가능하면 길게 형성하여야만 매연정화장치 내에서 배기가스가 재연소되어 정화될 수 있기 때문에 세라믹 필터의 배기통로를 T자 형태로 형성한 것이 널리 사용되고 있으나, 배기통로를 T자 형태로 형성한 세라믹 필터는 제작이 어렵고 고가일 뿐만 아니라 작은 크기의 배기통로가 매연입자에 의해 막히게 되면 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

또 자동차 업체들은 이러한 환경오염을 해결하기 위하여 연료를 미세화하여 분사할 수 있는 연료 인젝터(injector)나 카뷰레터(carburetor)의 구조적 개선, 연료와 산소의 적정비율을 조절할 수 있는 자동제어 장치, 엔진 플러그에 고열을 공급할 수 있는 시스템, 자동화 시스템의 안정적인 구동을 위한 일정한 전압유지 등 효율적인 엔진개발에 역점을 두고 있다.

또한, 연소효율을 높이기 위한 부차적인 종래의 기술로서는 연료가 엔진에 유입되기 전에 별도의 연료 예열장치를 연료공급호스에 설치하는 방법이 알려져 있으나, 안전상의 문제와 그 장착에 불편한 점이 있어 근본적인 해결책이 되지 못하고 있다. 그리고 연료에 자력을 가하여 연비향상 및 매연을 감소시키는 다양한 구조의 연료 절감장치들이 개발되었다.

이러한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 CaO 0.5-70 중량%, SiO₂ 0.5-70 중량%, Al₂O₃ 0.5-70 중량%, MgO 0.5-70 중량%, K₂O 0.5-70 중량%, Fe₂O₃ 0.5-70 중량%로 이루어진 세라믹 혼합물 100 중량부에 산화티탄, 질화티탄, 탄화티탄, 탄산칼슘, 지르코니아, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화규소, 탄화붕소, 질화붕소 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 성분 10 중량부 이하로 이루어진 세라믹체 원료를 1,250℃의 온도에서 5시간 동안 소성하는 단계, 상기 소성 후 세라믹체를 분쇄한 다음 소정의 형상으로 성형하는 단계 및 상기 성형된 제품을 970℃의 온도에서 3시간 동안 2차 소성하는 단계를 포함하는 자동차 매연감소용 세라믹체의 제조방법에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 2에는 CaO 0.5-70 중량%, SiO₂ 0.5-70 중량%, MgO 0.5-70 중량%로 이루어진 세라믹 혼합물 100 중량부에 희토류 0.5-1중량부 이하로 포함하여 이루어진 다공성 세라믹체와 상기 다공성 세라믹체와 상기 다공성 세라믹체 100 중량부에 대해서 영구자석 1-20 중량부를 포함하고, 상기 영구자석은 1,000-10,000 가우스의 영구자석이며, 상기 희토류는 란타늄, 헤륨, 파라세오지움, 프로베티움, 사마륨, 유로비움, 가도리니움, 테레비움, 디스프로시움, 호루미움, 에로비움, 쓰리움, 잇테르비움, 루테시움으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 세라믹 복합체에 대해 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0848716호(2008.07.21 등록) 대한민국 공개특허공보 제2014-0066145호(2014.05.30 공개)

그러나 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 산화촉매장치(DOC)와 매연여과장치(DPF)는 촉매에 배출가스를 접촉시키거나 매연 여과장치로 입자상물질(PM)을 포집하는 장치를 장착하는 것으로서, 그 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라, 장착하는 과정이 번잡하다는 문제가 있었다.

또 상기와 같은 종래의 기술에서는 매연 저감용 세라믹체는 스테인리스 망에 넣고, 이를 순환식 라디에이터의 보조 탱크 내에 투입하므로, 차량의 운행과정에서 세라믹체의 파손 및 보조 탱크의 파손의 문제가 있으며, 차량의 운행 규정에도 어긋나므로 실제로 적용하기가 곤란하다는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 세라믹 제품을 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관 등의 외부에 장착하여 자동차 매연절감 및 연비 향상을 실현할 수 있는 세라믹 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 발전소용 발전기, 산업용 보일러, 선박용 엔진, 농기계용 엔진, 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관의 외부에 용이하게 장착할 수 있는 세라믹 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 연소 전 내연기관(엔진), 연료, 냉각수, 흡입공기, 엔진 오일의 물성을 최적의 상태로 만들어 완전 연소로 유도하는 세라믹 제품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 세라믹 제품의 제조 방법은 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품의 제조 방법으로서, (a) 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트늄, 증폭용으로 네오디륨, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련하는 단계, (b) 상기 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 교반하여 유약을 마련하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여 1차 소성하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 (b)에서 마련된 유약을 도포하는 단계, (f) 상기 단계 (e)에서 유약이 도포된 세라믹 제품을 2차 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 단계 (c)에서 상기 세라믹 조성물은 (c1) 상기 점토, 고령토와 물을 투입하고 분쇄 및 교반을 실행하여 제1 조성물을 마련하는 단계, (c2) 상기 옥, 탄화규소, 질화규소, 사마륨, 산화철을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제2 조성물을 마련하는 단계, (c3) 상기 알루미나, 지르코니아, 이트늄과 물을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제3 조성물을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30~50중량부, 고령토 5~15중량부, 옥 5~13중량부, 탄화규소 1.5~3.5중량부, 질화규소 1~3중량부, 사마륨 2~5중량부, 산화철 1~3중량부, 알루미나 10~15중량부, 지르코니아 3~7중량부, 이트늄 1~5중량부를 포함하고, 상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 2.5~4.5중량부, 규석 1.0~2.0중량부, 바륨 0.5~1.5중량부 및 산화세륨 1.0~2.0중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 제1 조성물은 15~25시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 10~15시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 65~80시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 세라믹 제품의 제조 방법에서, 상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 40중량부, 고령토 10중량부, 옥 9중량부, 탄화규소 2.5중량부, 질화규소 2중량부, 사마륨 4중량부, 산화철 2중량부, 알루미나 12중량부, 지르코니아 5중량부, 이트늄 3중량부를 포함하고, 상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 3.5중량부, 규석 1.5중량부, 바륨 1중량부 및 산화세륨 1.5중량부를 포함하고, 상기 제1 조성물은 20시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 12시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 72시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 세라믹 제품은 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품으로서, 상술한 세라믹 제품의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 세라믹 제품에서, 상기 세라믹 제품은 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관의 외부에 장착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 의하면, 발전소용 발전기, 산업용 보일러, 선박용 엔진, 농기계용 엔진, 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관의 외부에 세라믹 제품을 장착하여 연소 전 내연기관(엔진), 연료, 냉각수, 흡입공기, 엔진 오일의 물성을 최적의 상태로 만들어 완전 연소로 유도할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 의하면, 불완전연소로 인해 허비되는 연료를 완전연소로 바꾸어 약 8%~25%에 달하는 연료 절감효과와 환경오염의 주원인인 자동차 매연을 줄일 수 있고, 차량의 운행도중 소음을 저가말 수 있다는 효과도 얻어진다.

즉, 본 발명에 따른 세라믹 제품을 자동차에 장착하는 경우, 자동차 엔진에 사용되는 연료를 완전 연소시키므로 폭발력이 강화되고, 강화된 폭발력이 엔진 출력 상승으로 이어지며, 출력이 상승된 엔진은 회전력이 강해지므로 속도가 증가하며, 속도의 증가에 따라 자연히 가속 페달을 적게 밟게 된다. 따라서, 가속 페달을 적게 밟으면 연료의 공급이 줄게 되므로, 사용하지 않은 연료만큼 배출가스가 적어진다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 세라믹 제품 및 그 제조 방법에 의하면, 내연기관을 개조하거나 조작하지 않으며, 소형차는 10~20분, 대형버스 트럭은 1시간 이내로 장착이 간편하고, 장착 후 즉시 효과를 발휘하며, 성능의 변화와 고장이 없고, 세라믹 소재로 고열 소성 방식으로 제작되어 변형이 없으며, 제품가격이 저렴하여 경쟁력이 매우 높고, 생산성이 높다는 효과도 얻어진다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품의 제조과정을 설명하는 공정도,
도 2는 도 1에 도시된 혼합, 교반, 숙성 단계를 구체적으로 설명하기 위한 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 냉각수관용 세라믹 제품의 사진,
도 4는 도 3에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진,
도 5는 본 발명에 따른 공기관용 세라믹 제품의 사진,
도 6은 도 5에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진,
도 7은 본 발명에 따른 액셀러레이터용 세라믹 제품의 사진,
도 8은 도 7에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진,
도 9는 본 발명에 따른 연료관용 세라믹 제품의 사진,
도 10은 도 9에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품의 제조과정을 설명하는 공정도이고, 도 2는 도 1에 도시된 혼합, 교반, 숙성 단계를 구체적으로 설명하기 위한 공정도이다.

본 발명에 따른 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품의 제조는 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온 생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성 고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트늄, 증폭용으로 네오디륨, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련한다(S10).

상기 단계 S10에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30~50중량부, 고령토 5~15중량부, 옥 5~13중량부, 탄화규소 1.5~3.5중량부, 질화규소 1~3중량부, 사마륨 2~5중량부, 산화철 1~3중량부, 알루미나 10~15중량부, 지르코니아 3~7중량부, 이트늄 1~5중량부로 마련된다.

구체적으로 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 40중량부, 고령토 10중량부, 옥 9중량부, 탄화규소 2.5중량부, 질화규소 2중량부, 사마륨 4중량부, 산화철 2중량부, 알루미나 12중량부, 지르코니아 5중량부, 이트늄 3중량부로 마련된다.

다음에 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 교반하여 유약을 마련한다(S20).

상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 2.5~4.5중량부, 규석 1.0~2.0중량부, 바륨 0.5~1.5중량부 및 산화세륨 1.0~2.0중량부로 마련된다.

구체적으로 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 3.5중량부, 규석 1.5중량부, 바륨 1중량부 및 산화세륨 1.5중량부로 마련된다.

다음에, 상기 단계 S10에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련한다(S30).

상기 세라믹 조성물은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 점토, 고령토와 물을 투입하고 분쇄 및 교반을 실행하여 제1 조성물을 마련한다(S31).

상기 제1 조성물은 상기 점토와 고령토의 합의 100중량부에 대해 물 25중량부를 혼합하고, 15~25시간 동안, 바람직하게는 20시간 동안 분쇄 교반기를 통해 분쇄 및 교반을 실행하여 형성된다. 이와 같은 교반은 점토와 고령토의 양에 따라 그 교반 속도가 가변되므로 특정 교반 속도에 한정되는 것은 아니다.

다음에 상기 제1 조성물에 대해 상기 옥, 탄화규소, 질화규소, 사마륨, 산화철을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제2 조성물을 마련한다(S32).

상기 제2 조성물은 10~15시간 동안, 바람직하게는 12시간 동안 교반하고 숙성을 실행하여 형성된다.

또 상기 제2 조성물에 대해 상기 알루미나, 지르코니아, 이트늄과 물을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제3 조성물을 마련한다(S32).

상기 제3 조성물은 상기 알루미나, 지르코니아과 이트늄의 합의 100중량부에 대해 물 10중량부를 혼합하고, 65~80시간 동안, 바람직하게는 72시간 동안 교반하고 숙성을 실행하여 형성된다.

다음에, 상기 단계 S30에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여(S40) 1차 소성한다.

이와 같은 성형틀은 예를 들어 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관 등의 외부에 장착되는 구조에 대응하여 형성된다.

또 상기 1차 소성은 성형틀에서 세라믹 제품을 건조한 후 실행된다. 본 발명에서 건조 조건 및 1차 소성 온도 및 시간은 세라믹 제품의 크기 등에 따라 가변되므로, 특정 시간, 온도 등의 조건에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 상기 단계 S50에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 S20에서 마련된 유약을 도포한다(S60). 이와 같은 도포는 세라믹 제품의 형상에 따라 스프레이 도포, 직접 도포 등과 방법을 적용할 수 있다.

다음에 상기 단계 S60에서 도포된 세라믹 제품에 대해 2차 소성을 실행한다. 이 2차 소성도 1차 소성과 마찬가지로, 세라믹 제품의 크기 등에 따라 가변되므로, 특정 시간, 온도 등의 조건에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 상기 세라믹 제품에 상표 등을 인쇄하고(S80), 3차 소성을 실행한다(S90).

그 후 세라믹 제품에 대해 품질 검사를 하고 포장하고(S100), 출하하는 것에 의해 본 발명에 따른 세라믹 제품이 완성된다.

다음에 본 발명에 따른 세라믹 제품 및 이 세라믹 제품을 차량에 장착하는 상태에 대해 도 3 내지 도 10에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각수관용 세라믹 제품의 사진이고, 도 4는 도 3에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진이다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 냉각수관에 장착하는 경우, 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상하 한 쌍으로 마련된 세라믹 제품을 냉각수관의 외부에 예를 들어 케이블 타이로 장착한 경우, 냉각수의 이온 편향 현상을 제거할 수 있다.

즉, 내연기관(엔진)은 연료를 폭발시켜 회전 운동력을 만들어내므로 필연적으로 가열된다. 온도가 높아질수록 마찰 시 이온 편향 현상이 일어난다. 본 발명에 따른 세라믹 제품에서 방출되는 음이온과 자석의 전위차로 갈바닉 효과(galvanic.회생양극법)를 이끌어내어 양이온화 되어 흐트러진 냉각수를 이온결합, 음이온화하여 냉각수를 활성화 시킨다. 이에 따라 장착 후 소음과 진동이 현저히 낮아지는 현상으로 나타난다. 즉 본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각수관 외부에 부착하는 것으로 효력이 발생한다.

도 5는 본 발명에 따른 공기관용 세라믹 제품의 사진이고, 도 6은 도 5에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진이다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 차량의 공기관에 장착하는 경우, 공기관으로 공급되는 대형입자 변환 및 무화 상태를 촉진한다. 이와 같은 장착은 도 5에 도시된 바와 같이 상하 한 쌍으로 마련된 세라믹 제품을 공기관의 외부에 예를 들어 케이블 타이로 장착한다.

차량에서 연료를 폭발시키기 위해 유입되는 공기는 대기 오염으로 인해 분자가 각각의 상태로 존재하지 않고 양이온화된 물질이 대형입자를 만들어 불완전 연소 요인이 된다.

본 발명에 따른 세라믹 제품은 고기능 세라믹을 주원료로 하여 오염된 대형입자를 소형입자로 분리시켜 연료를 무화시키는데 도움을 주어 연소실 내부의 폭발조건을 최적화하여 연료의 완전연소를 돕는다. 즉, 세라믹에서 방출되는 음이온과 자석의 전위차로 갈바닉 효과를 이끌어내어 양이온화되어 뭉쳐진 공기를 이온결합, 음이온화하여 정렬한다. 즉 본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 6에 도시된 바와 같이, 공기관 외부에 부착하는것으로 효력이 발생한다.

도 7은 본 발명에 따른 액셀러레이터용 세라믹 제품의 사진이고, 도 8은 도 7에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진이다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 8에 도시된 바와 같이, 액셀러레이터에 장착하는 경우, 유입공기의 시간차 조정 가능하고, 운전습관 및 자세 교정을 실현하게 한다.

즉, 가속페달에 장착하여 불필요한 힘이 들어가지 않고 필요 공기량을 충분히 공급할수있는 시간을 만든다. 충분히 공급된 공기는 연소실에 공기 과잉 상태로 만들어 강한 폭발력을 유지하게 한다. 또 운전자는 세라믹 소재에서 발생되는 음이온으로 피로감을 줄이고 편안한 운전 조건을 만든다.

도 9는 본 발명에 따른 연료관용 세라믹 제품의 사진이고, 도 10은 도 9에 도시된 세라믹 제품을 차량에 장착한 상태의 사진이다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 연료관에 장착되는 경우, 연료관을 통한 연료의 공급시 분자 구조를 강화하여 연료의 완전 연소를 유도하게 한다.

내연기관의 연료인 경유 휘발유 가스를 최대 폭발력으로 이끌어내어 불완전 연소로 인해 손실되는 연료를 최소화 시킨다. 본 발명에 따른 세라믹 제품을 도 10에 도시된 바와 같이, 연료관에 부착하면, 자석 성질을 갖은 증폭 장치에서 방출되는 8~14Hz의 파동이 연료의 분자구조를 정렬하고 미분하여 최대의 폭발력을 이끌어낸다. 또 연료가 자기장과 세라믹 파동발생 위치를 통과할 때 갈바닉 효과로 인해 연료의 극성 분자구조에 영향을 주어 폭발력이 가장 좋은 구조로 변환시킨다. 이것을 자성의 균질화라 하며 화석연료가 완전 연소하도록 유도한다. 따라서, 완전연소는 탄소 배출량을 줄이고 엔진의 열효율을 높게 한다.

본 발명에 따른 세라믹 제품은 내연기관 연소실 내부 일정치 않은 발화점으로 스트로크가 불안정한 것을 연료의 무화 현상을 도와 동시 폭발하게 하므로, 스트로크가 안정되어 출력이 상승하게 된다. 따라서, 출력이 좋아지고 소음과 진동이 줄어드는 현상으로 나타난다.

본 발명에 따른 세라믹 제품을 차량에 장착하여 배출 가스의 검사를 실행하였다.

차량은 포르테로서 2009 연식이며, 경유를 사용하고, 한국 교통안전공단 고양검사소에서 배출 가스를 검사하였다.

배출 가스 검사의 허용기준은 15%로서, 본 발명에 따른 세라믹 제품의 장착 전 검사에서는 하기 표 1에 도시된 바와 같이, 46%로 부적합 판단을 받았다.

그러나 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착 후 검사 결과 표 2에 나타낸 바와 같이, 13%로 적합 판단을 받았다. 즉 본 발명에 따른 세라믹 제품을 차량에 장착한 경우, 배출 가스의 71% 절감율을 나타내었다.

또 본 발명에 따른 세라믹 제품을 차량에 장착하여 배출 가스의 검사의 다른 예로서, 차량은 아반테로서 2003 연식이며, 휘발유를 사용하고, 한국 교통안전공단 고양검사소에서 배출 가스를 검사하였다. 배출 가스(NOx) 검사의 허용기준은 720ppm으로서, 본 발명에 따른 세라믹 제품의 장착 전 검사에서는 1034ppm으로 부적합 판단을 받았지만, 본 발명에 따른 세라믹 제품을 장착 후 검사 결과는 687ppm으로 적합 판단을 받았다. 즉 본 발명에 따른 세라믹 제품을 차량에 장착한 경우, 배출 가스의 33% 절감율을 나타내었다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

즉 상기 설명에서는 본 발명에 따른 세라믹 제품을 차량에 장착하는 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명에 따른 세라믹 제품은 발전소용 발전기, 산업용 보일러, 선박용 엔진, 농기계용 엔진 등에도 적용할 수 있다.

본 발명에 따른 자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품 및 그 제조 방법을 사용하는 것에 의해 연소 전 내연기관(엔진), 연료, 냉각수, 흡입공기, 엔진 오일의 물성을 최적의 상태로 만들어 완전 연소로 유도할 수 있다.

Claims

자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품의 제조 방법으로서,
(a) 세라믹 제품을 형성하기 위한 재료로서, 형태유지용으로 점토, 고온소성 경도 및 강도용으로 고령토, 음이온생성용으로 옥, 융점 조정용으로 탄화규소, 마찰력 상쇄용으로 질화규소, 음이온 증폭용으로 알루미나, 전도성고열증폭용으로 사마륨, 3가 화합물 생성용으로 이트늄, 증폭용으로 네오디륨, 응집용으로 산화철 및 음이온 생성용으로 지르코니아를 마련하는 단계,
(b) 상기 세라믹 제품의 표면색상용으로 장석과 규석, 부식 방지용으로 바륨 및 표면보호착색용으로 산화세륨과 물을 교반하여 유약을 마련하는 단계,
(c) 상기 단계 (a)에서 마련된 재료를 혼합 분쇄하여 교반 숙성하여 세라믹 조성물을 마련하는 단계,
(d) 상기 단계 (c)에서 마련된 세라믹 조성물을 성형틀에 투입하여 1차 소성하는 단계,
(e) 상기 단계 (d)에서 소성된 세라믹 제품에 상기 단계 (b)에서 마련된 유약을 도포하는 단계,
(f) 상기 단계 (e)에서 유약이 도포된 세라믹 제품을 2차 소성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제품의 제조 방법.
제1항에서,
상기 단계 (c)에서 상기 세라믹 조성물은
(c1) 상기 점토, 고령토와 물을 투입하고 분쇄 및 교반을 실행하여 제1 조성물을 마련하는 단계,
(c2) 상기 옥, 탄화규소, 질화규소, 사마륨, 산화철을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제2 조성물을 마련하는 단계,
(c3) 상기 알루미나, 지르코니아, 이트늄과 물을 투입하고, 교반 및 숙성을 실행하여 제3 조성물을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제품의 제조 방법.
제1항에서,
상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 30~50중량부, 고령토 5~15중량부, 옥 5~13중량부, 탄화규소 1.5~3.5중량부, 질화규소 1~3중량부, 사마륨 2~5중량부, 산화철 1~3중량부, 알루미나 10~15중량부, 지르코니아 3~7중량부, 이트늄 1~5중량부를 포함하고,
상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 2.5~4.5중량부, 규석 1.0~2.0중량부, 바륨 0.5~1.5중량부 및 산화세륨 1.0~2.0중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제품의 제조 방법.
제2항에서,
상기 제1 조성물은 15~25시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 10~15시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 65~80시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 제품의 제조 방법.
제2항에서,
상기 단계 (a)에서 상기 재료는 재료 100중량부에 대해 점토 40중량부, 고령토 10중량부, 옥 9중량부, 탄화규소 2.5중량부, 질화규소 2중량부, 사마륨 4중량부, 산화철 2중량부, 알루미나 12중량부, 지르코니아 5중량부, 이트늄 3중량부를 포함하고,
상기 단계 (b)에서 상기 유약은 유약 100중량부에 대해 상기 장석 3.5중량부, 규석 1.5중량부, 바륨 1중량부 및 산화세륨 1.5중량부를 포함하고,
상기 제1 조성물은 20시간 동안 분쇄 및 교반을 실행하여 형성되고, 상기 제2 조성물은 12시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되고, 상기 제3 조성물은 72시간 동안 교반 및 숙성을 실행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 제품의 제조 방법.
자동차 매연절감 및 연비 향상을 위한 세라믹 제품으로서,
청구항 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 세라믹 제품의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 세라믹 제품.
제6항에서,
상기 세라믹 제품은 차량의 엔진룸, 냉각수관, 공기관, 액셀러레이터, 연료관의 외부에 장착되는 것을 특징으로 하는 세라믹 제품.