KR20190092328A - 내연기관 연료절감을 위한 일체형 와류 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료를 소모하는 2륜-4륜 자동차, 항공기, 선박 및 각종 산업용 기계의 내연기관 내에 공기 와류 발생기로서 흡기 되는 공기를 와류로 만들어 공기의 흐름을 고속으로 유도하고 흡기 효율을 높일 수 있는 다중 회오리 바람 생성이 가능한 일체형 와류 발생기이다.
내연기관에 흡입되는 공기가 와류를 형성하도록 흡입기관 내부에 공기의 흐름 방향을 형성하는 외측날개와 일체형으로 이루어지는 중심 공기흐름을 상승시키는 날개부위와 동일방향으로 설계된 내측날개로 구성되어있다.
외부 날개의 바깥쪽, 외곽 등 에는 균열방지, 흡입기관 내에 장착 시 유리하도록 실리콘이나 점착성 좋은 고분자수지 등으로 마감처리 된다.

Description

내연기관 연료절감을 위한 일체형 와류 발생기{Intergal Type Vortex Generative Fan}

본 발명은 내연기관의 연료절감을 위한 회오리 생성이 가능하도록 하는 일체형 와류발생기이다.

상세하게는 연료를 소모하는 2륜, 4륜 자동차, 항공기, 선박 및 각종 산업용기계의 내연기관 내에 공기의 와류발생기를 설치하여 흡기되는 공기 와류를 만들어 공기의 흐름을 고속으로 유도하고 흡기효율을 높일 수 있으므로 엔진출력 증대, 연료절감과 이산화탄소, 미세먼지 저감 등 배기가스도 줄일 수 있는 일체형 와류 발생 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 배기관 내에는 와류발생기를 설치하여 종래 기술된 등록특허공보 등록번호 10-1093978호에 배경기술로 기재된 바와 같이, 유속을 증가하여, 연소가스의 배출력 증대로 엔진 출력향상과 연비감소, 매연감소 등의 성능 향상 효과를 얻을 수 있다.

상기 등록특허공보 등록번호 10- 10939798호에는 엔진과 소음 및 이들 사이를 연결하는 배기관으로 구성된 것에 있어서, 동 등분된 간격의 나선형을 유지하면서 완만하게 비틀어진 가압 흠과, 가가 가압 흠 사이에 볼록하게 나선상태로 비틀린 와류통로가 형성되게 한 와류 강관을 기존 자동차 배기관 내에 삽입하여 와류 발생에 따른 유속증대로 연소가스의 대기배출이 활발하게 이루어지게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 배기관 와류발생장치가 공개되어 있다.

그러나 종래의 기술은 구조가 복잡하거나 와류가 원활하게 발생되지 않아 흡입, 배기 되는 공기의 흐름이 빠르지 않다는 단점이 있었다.

또한, 자동차, 항공기, 선박 및 각종 산업용 기계의 내연기관에 흡입기관의 직경이 각각 다르기때문에 와류 발생기가 흡입기관에 적절하게 안착되지 못하여 각 흡입기관에 부합하는 와류 발생기를 제조해야 함에 따라, 개발기간,제조비용이 많다는 단점이 있었다.

이러한 단점을 극복하기 위하여 제안된 것이, 한국 등록특허 제 10-1754042호 및 한국 등록 특허 제 10-1771384호 이다.

상기 한국 등록특허 제 10-1754042호는 차량의 흡배기 기관에 장치되어 와류를 발생시켜 공기의 흐름을 고속으로 유도하여 흡배기 효율을 높이는 것으로, 공기 흐름방향으로 설치되는 축과 상기축 외주면에 일체로 형성되는 다수개의 날개로 구성되되, 상기 축은 배부가 비어있는 중공축인 차량의 흡,배기관내 고익 와류 발생기로서, 상기축의 외부선단에는 경사면이 형성되며 상기 축의 내면에는 나선형홈이 형성되고, 상기 날개의 배면에는 날개 방향으로 곡선홈이 형성되어 공기 흐름을 유도하며, 상기 날개는 단면이 직선이고 상부는 곡선이되, 앞에서 일정길이까지는 경사각이 증가하다가 일정길이부터는 경사각이 하강하는 1날개와 단면이 하부는 직선이고 상부는 곡선이되 앞에서 일정길이까지는 경사각이 하강하다 일정 길이 부터는 경사각이 상승하는 2날개로 구성되되, 상기 1날개와 2날개는 교대로 형성되어 와류를 발생시킨다.

그러나, 상기 한국 등록특허 제 10-1754042호 및 한국 등록 특허 제 10-1771384호는 다중 회오리 바람을 생성하기에는 미흡 하고, 여전히 상기 와류 발생기가 다양한 산업용 기계 내연기관의 흡기관의 크기를 모두 수용하지 못할 뿐만 아니며 한국 등록특허 제 10-1952142호는 다중회오리 바람은 생성시키나 조립식 구조에 따른 진동에 의하여 분리되거나 결합이 약해질 수 있는 불안정성이 있고 조립 할 경우 날개부의 비틀어짐을 임의 조정함에 따라 파손의 위험과 더불어 성능의 차이가 발생될 수 있으며 외형 케이스의 크기 제약에 따라서 흡입기관의 크기에 맞는 케이스를 만들어야 하며 외형케이스의 두께만큼 공기흐름 단면적이 좁아지며 개발,제조비용 등이 상승한다.

한국 등록 특허 제 10-10754042호 “차량의 흡배기관내 와류 발생기”(등록일자: 2017.06.28) 한국 등록 특허 제 10-1771384호: 내연기관용 와류 발생기 (등록일자: 2017.08.24) 한국 등록 특허 제10-1952142호 “ 다중 회오리 바람 생성이 가능하도록 케이스가 구비된 와류 발생기 (등록일자 2019.02.020)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 중공의 원통형 또는 다각 기둥을 기준하여 외측과 내측에 날개를 형성하게 하고 날개는 길이방향으로 결합되어 시계방향 또는 반대 방향으로 방사상으로 형상을 나타내며 중공의 원통형 또는 중공의 다각 기둥과 일체형으로 구성되도록 구비한다.

2륜-4륜 자동차, 항공기, 선박 및 각종 산업용 기계의 내연기관 내의 공기 와류발생기를 별도의 제품조립이나 구조물 없이 설치하여 흡기 되는 공기를 와류로 만들어 공기의 흐름을 고속으로 유도하여 흡기 효율을 높일 수 있다.

흡기효율을 높여 연료를 완전연소에 가깝도록 유도하므로 이산화탄소, 미세먼지 저감 등 배기가스 효율도 좋아 지면서 배기출력 또한 좋아진다.

엔진출력, 연비효율 등을 향상시키며 배기가스 배출도 줄여서 내연기관의 수명도 연장시킬 수 있는 와류의 발생면적을 확대 시키는 다중 회오리 바람 생성이 가능하도록 하는 일체형 와류발생기를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다중회오리 바람이 가능한 일체형 와류 발생기는 내연기관에 흡입되는 되는 공기가 와류를 형성하도록 몸통부(110)와 외측날개(120)와 내측날개(100)를 조립이나 결합이 없는 하나의 일체형으로 제작함으로서 상기 몸통부(110)부와 외측날개(120)와 내측날개(100)의 강도와 탄성을 높여 고정 케이스를 삭제하고 공기의 흡입면적을 넓히면서도 다양한 흡기관의 크기에 적용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복수 회오리 바람 생성이 가능한 일체형 와류 발생기는 외측날개부가 흡기를 통해 발생시키는 와류와 몸통 내측날개부가 만들어 내는 다중 와류 발생기로서 공기의 흐름을 고속으로 유도할 수 있다는 이점이 있다.

또한 별도의 케이스나 고정구를 삭제하고 일체형에 의하여 제작된 발명품은 탄성을 이용하여 고정함으로서 흡기되는 공기의 면적을 확대시키고 와류를 만들어내지 않는 면적을 최소화하여 효과를 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 일체형으로 제작됨으로 인하여 동일 물질로 제작된 조립형태의 방식과 대비하여 탄성이 높고 제작이나 조립할 때 의 파손을 최소화하면서도 제작비용을 낮출 수 있는 이점이 있다.

또한 조립 이후 공기흡입 구조 내부에서 진동이나 충격에 의하여 분리, 분해, 파손 위험을 최소화 하는 이점이 있다.

도면 1은 본 발명의 일체형 와류 발생기를 설명하는 사시도 이고,
도면 2는 본 발명의 일체형 와류 발생기를 설명하는 3면도이고
도면 3는 본 발명의 일체형 와류 발생기의 실리콘,도금, 도장, 증착, 인쇄 등을 설명하는 사시도 이고,
도면 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내연 기관용 와류 발생기의 설치상태를 도시한 도면이고,
도면 5은 본 발명의 다중 회오리 바람 생성이 가능하도록 한 발병품의 내연 기관용 와류발생기의 작용을 설명하기 위한 측 단면이고
도면 6,7은 본 발명의 실시례에 따른 일체형 와류 발생기를 도시한 사진이다..

본 발명은 다양한 변경에 의해 여러 가지 실시례를 가질 수 있으므로, 특정 실시례들을 도면에 예시하여 상세히 설명하고자 한다. 이러한 특정한 실시계가 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

도면 1은 본 발명의 실시례에 따른 와류발생기를 도시한 사시도 이고,

도면 2는 본 발명의 일체형 와류발생기를 설명하는 삼면도 이며 그 재질은 다양하게 적용될 수 있다. 도면 3은 본 발명의 실시례에 따른 일체형 와류 발생기의 부분적인 도금, 도장, 인쇄, 이중사출 등을 적용하여 것에 대한 사시도 이다.

도면 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내연기관용 일체형 다중 와류 발생기의 작용을 도시한 것이다.

도면 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 와류 발생기는 에어클리너와(30)와 내연기관에 해당하는 엔진(10)을 연결하는 흡입파이프(40)에 설치되어 공기의 유속을 증가시키는 와류 발생기로서 일체형으로 구성되어 있다.

한편 본 실시례에서 내연기관용 일체형 와류 발생기 외측날개(110)는 몸통부(110)과 일체형으로 구성됨으로 인하여 기존의 조립식 방식에 대비 월등한 탄성으로서 다양한 종류와 크기에 적절하게 단독으로 장착할 수 있다.

또한 본 실시례에서 일체형와류 발생기는 별도의 안착장치나 고정구가 필요하지 않게 됨으로 공기 흡입면적을 확대하여 더 효율적으로 공기의 수용 량을 증대 시킬 수 있다.

또한 본 실시례에서 일체형 와류 발생기는 별도의 조립공정 없이 간편하고 쉽게 다양한 흡입기관 에 결합, 설치가 가능하다.

또한 본 실시례에서 일체형 와류 발생기(100)는 날개의 외곽부위에 표면처리(200)를 통하여 일체형 와류발생기를 제작하기 때문에 흡입기관(40)내 밀착력을 별도로 보완할 수 있다. 상기 날개부위의 표면처리는 무기재질인 실리콘(Sio2), 유기재질인 고분자 합성물 그리고 증착이 가능한 금속 물질로서 도금, 코팅, 접합을 할 수 있다.

100:일체형와류발생기 110:몸통부 120:외측날개 130:내측날개
200:끝단 표면처리부
10:엔진 20:에어필터 커버 30:에어필터 40:흡기파이프

Claims (4)

1. 내연기관에 흡입되는 공기가 와류를 형성하여 매연, 미세 먼지 저감과 엔진출력 및 연비효율이 향상되도록 하는 와류발생기로서 흡입기관 내부에 공기 흐름방향으로 형성되는 몸통부위와 몸통의 내, 외부에 복수의 날개부위로 구성되어 다중의 회오리 바람 생성이 가능하도록 하는 조립이 필요하지 않은 일체형의 구조로서 내연기관에 흡기 파이프에 장착 했을 때 진동에 의한 제품의 움직임, 파손이 쉽게 되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 일체형 와류 발생기이다.
2. 제 1항에 있어 탄성이 있는 고분자 수지합성물로 구성되면서도 별도물이 아닌 하나의 몸체로 이루어져 있어서 단일제품으로 다양한 에어파이프의 크기에 유연하게 대응하면서도 공기흐름의 면적을 더 넓게 하는 일체형 와류발생기 이다
3. 제 1항에 있어 제작된 제품의 전체표면에 금속 도금, 코팅 하여 공기의 흐름을 좋아지게 하고 외관의 심미성을 향상시키는 일체형 와류 발생기이다.
4. 제 1항에 있어 날개부위에 실리콘(Sio2), 티타늄(Tio2) 등과 같이 마찰력이 좋은 금속, 유-무기물로 코팅,도금,접착 또는 증착(Evapolation:Coating)을 하여 흡입기관 내에서 지지를 더욱 견고하게 해주는 일체형 와류발생기이다

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