KR20200102706A - 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치에 관한 것으로서, 내연기관 엔진부에 공기를 공급하도록 형성된 흡기관의 유로에 연통되게 흡기관에 상호 이격되게 형성된 삽입홀을 통해 진입된 제1 및 제2 단자부와, 제 1 및 제2 단자부를 상호 이격되게 지지하는 이격지지 브라켓과, 제1 및 제2 단자부를 통해 진행하는 공기가 플라즈마화 되게 전원선을 통해 공급된 전력을 고압으로 변환하여 제1 및 제2 단자부에 공급하는 고압 발생유니트를 구비한다. 이러한 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치에 의하면, 흡기되는 공기를 플라즈마화 하여 연소효율을 향상시키면서 매연도 저감시키는 장점을 제공한다.

Description

내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치{apparatus of reducing poisonous gas and fuel for internal combustion engine}

본 발명은 자동차용 배기 개선 유니트에 관한 것으로서, 상세하게는 내연기관으로 유입되는 공기를 플라즈마 처리하여 공급할 수 있도록된 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 공기와 적당한 비율로 연료를 혼합한 혼합연료를 실린더로 흡입하여 압축시킨 다음 착화와 팽창을 통해 발생하는 직선운동을 커넥팅 로드와 크랭크를 이용하여 토크를 갖는 회전운동으로 변환된 구동력을 통해 주행할 수 있게 되어 있다. 그리고 착화되면서 발생되는 배기가스는 엔진에 구비된 배기매니폴더를 통해 한곳으로 모아진 후에 촉매 컨버터를 통과하면서 일산화탄소와 탄화수소 및 질소산화물 등이 촉매를 통하여 정화되어 배출관으로 환원되고, 환원되는 배기가스는 배출관에 구비된 머플러를 통과하면서 다수의 팽창과정을 통해 압력이 낮아지면서 배출관의 끝단부에 구비된 배기구를 통하여 대기압과 거의 같은 압력으로 낮아진 상태로 배출된다.

일반적인 내연기관의 연소실에는 배기가스가 일정량이 항상 잔재하게 되어 연소실이 불연소 되는 경우가 많이 발생하여 엔진에 따른 출력이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 배기소음도 증가하는 단점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 배기가스 흐름을 유도하는 차량의 배기가스 흐름 유도장치가 국내 공개실용신안 제97-40575호에 게시되어 있다.

그런데, 배기가스의 흐름을 유도하는 장치는 외부의 대기가 배기관 외측에서 흐를 수 있도록 한 구조로서 차량의 정지시에는 효과가 없으며, 배기관 내에서 배기가스의 맥동현상에 의한 부분적인 흐름 멈춤 현상을 근본적으로 해소할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 내연기관의 흡기관에 장착되어 매연 발생을 저감시키고, 연비를 향상시킬 수 있는 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치는 내연기관 엔진부에 공기를 공급하도록 형성된 흡기관의 유로에 연통되게 상기 흡기관에 상호 이격되게 형성된 삽입홀을 통해 진입된 제1 및 제2 단자부와; 상기 제 1 및 제2 단자부를 상호 이격되게 지지하는 이격지지 브라켓과; 상기 제1 및 제2 단자부를 통해 진행하는 공기가 플라즈마화 되게 전원선을 통해 공급된 전력을 고압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 단자부에 공급하는 고압 발생유니트;를 구비한다.

바람직하게는 상기 흡기관 내에 삽입되게 장착되며 공기가 관통되는 제1중공을 갖는 내관과, 상기 내관을 에워싸며 상기 내관과의 사이에 제1이격공간을 갖게 형성된 중간관과, 상기 중간관을 에워싸며 상기 중간관과의 사이에 제2이격공간을 갖게 형성된 외관을 갖되 공기 흐름방향을 따라 상기 흡기관을 통해 유입되는 공기가 상기 제1중공을 통해서만 진입되게 상기 내관의 선단으로부터 상기 중간관의 선단 및 상기 외관의 선단은 차폐되게 형성된 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체;를 더 구비하고, 상기 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체의 상기 외관의 종단과 상기 중간관의 종단 사이에 개방된 상기 제2이격공간을 통해 역방향으로 진입된 공기는 상기 내관과 상기 중간관 사이의 제1이격공간을 통해 연통되어 흐름이 유지되도록 상기 중간관에 외주면을 따라 상호 이격되어 상기 내관과 연통되는 복수 개의 유통홀이 형성된다.

또한, 상기 내관의 내측면에는 내주면을 따라 상호 이격되되 유입되는 공기를 나선상으로 간섭하여 선회류를 유도할 수 있게 나선형상으로 돌출되어 연장된 복수개의 나선날개;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치에 의하면, 흡기되는 공기를 플라즈마화 하여 연소효율을 향상시키면서 매연도 저감시키는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체를 나타내 보인 사시도이고,
도 3은 도 2의 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체의 단면도이고,
도 4는 도 2의 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체의 외관 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치를 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체를 나타내 보인 사시도이고, 도 3은 도 2의 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체의 단면도이고, 도 4는 도 2의 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체의 외관 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치(100)는 플라즈마 디바이스(110)와 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체(200)를 구비한다.

플라즈마 디바이스(110)는 내연기관 엔진부(30)에 연료에 혼합될 공기를 공급하도록 형성된 흡기관(20)을 통해 이송되는 공기를 플라즈마화 할 수 있도록 되어 있다.

여기서 흡기관(20)은 내연기관 엔진부(30)에 돌출되게 연장된 흡기 인입 단자관(24)과, 흡기 인입 단자관(24)과 결속되되 체결밴드(26)에 의해 착탈될 수 있게 연장된 연장관(22)을 포함한다.

또한, 내연기관 엔진부(30)는 차량용 엔진과 같이 휘발유 또는 경유를 흡기관(20)을 통해 유입된 공기와 혼합하여 연소시키고, 연소시 발생되는 에너지를 기계적 에너지로 변환시킬 수 있는 공지된 구조를 말한다.

플라즈마 디바이스(110)는 제1 및 제2 단자부(121)(122), 이격지지 브라켓(125), 고압 발생유니트(130)를 구비한다.

제1 및 제2 단자부(121)(122)는 흡기관(20)의 내부 유로(23)에 연통되게 흡기관(20)에 상호 이격되게 형성된 삽입홀(26)을 통해 흡기관(20)의 내부 유로(23) 에 진입되게 설치되며 전도성을 갖는 소재로 되어 있다.

제1 및 제2단자부(121)(122)는 후술되는 고압 발생 유니트(130)로부터 연장된 전선(134)의 심선과 각각 접속되며 전도성을 갖는 다수의 단자선들이 외부로 노출되어 있다.

제1 및 제2단자부(121)(122)는 고압 발생 유니트(130)로부터 연장된 전선(134)의 심선을 그대로 외부로 노출되게 하여 구축하거나, 심선과는 다른 전도성 소재로 접속하여 구축할 수 있음은 물론이다.

제1 및 제2단자부(121)(122)는 다수의 탄소섬유(226)(236)를 갖는 구조로 구축될 수 있다.

이격지지 브라켓(125)은 제 1 및 제2 단자부(121)(122)를 상호 이격되게 지지할 수 있게 형성되어 있다.

이격지지 브라켓(125)은 판형상으로 연장된 이격안내판(125a)과, 이격안내판(125)의 연장방향을 따라 상호 이격된 위치에서 이격 안내판(125a)의 연장방향에 직교하는 하방으로 각각 연장된 제1 및 제2 이격수용관(125b)(125c)로 되어 있다.

제1 및 제2이격 수용관(125b)(125c)은 고압 발생 유니트(130)로부터 연장되어 분기된 전선(134)을 각각 수용하여 지지할 수 있도록 이격안내판(125a)에 대해 관통된 수용공을 갖게 이격안내판(125a)에 결합되어 있다.

고압 발생유니트(130)는 제1 및 제2 단자부(121)(122)를 통해 진행하는 공기가 플라즈마화 되게 전원선(132)을 통해 공급된 전력을 고압으로 변환하여 전선을 통해 접속된 제1 및 제2 단자부(121)(122)에 공급한다.

고압 발생유니트(130)는 차량에 적용되는 경우 차량에서 생성되어 전원선(132)을 통해 공급되는 12볼트(V) 또는 24볼트(V) 전압을 15,000 내지 30,000볼트(V)의 전압으로 변환하여 공급할 수 있도록 구축되어 있다.

고압 발생유니트(130)는 전원선(132)을 통해 공급되는 전압을 스위칭하면서 고압으로 변압하는 트랜스포머 및 트랜스포머의 2차코일을 통해 변환된 고압 교류전류를 직류화하는 정류부를 갖는 통상의 구조로 구축된 것을 적용하면 된다.

이러한 플라즈마 디바이스(110)는 흡기관(20)을 통해 유입된 공기를 플라즈마 상태로 이온화하여 내연기관 엔진부(30)에 공급함으로써 이온화된 공기에 의해 연료와의 혼합율이 향상되어 완전연소를 유도할 수 있고, 그에 따른 연소효율 향상과 매연도 저감시킨다. 또한, 플라즈마 디바이스(110)에 의해 내연기관 엔진부(30)의 실린더 내벽을 음이온이 코팅하는 효과를 제공하여 소음저감 및 내구성도 향상시키는 장점을 제공한다.

한편, 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체(200)는 플라즈마 디바이스(110)에 의해 플라즈마화된 공기의 내연기관 엔진부(30)로의 유입을 촉진시킬 수 있도록 흡기관(20) 내에 삽입되게 장착될 수 있게 형성되어 있다.

공기 흡입 촉진 가이드 다중관체(200)는 플라즈마화된 공기가 흐르는 흡기관(20) 내에 장착하면 되고, 도시된 예에서는 내연기관 엔진부(30)에 돌출되게 연장된 흡기 인입 단자관(24)과 연장관(22)의 접속 부분 사이 내에 장착되어 있다.

공기 흡입 촉진 가이드 다중관체(200)는 내관(210), 중간관(220), 외관(230) 및 차폐판(240)을 갖는 구조로 되어 있다.

내관(210)은 가장 내측에 배치되어 있고, 공기가 관통되는 제1중공(202)을 갖는 관형상으로 형성된 부분이다.

중간관(220)은 내관(220)을 에워싸며 내관(210)과의 사이에 제1이격공간(212)을 갖게 관형상으로 형성된 부분이다.

외관(230)은 중간관(220)을 에워싸며 중간관(220)과의 사이에 제2이격공간(222)을 갖게 관형상으로 형성된 부분이다. 외관(230)은 흡기관(20) 내에 단순 밀착에 의해 삽입될 수 있도록 중간에 외경이 확장되게 굴곡처리된 굴곡부(231)를 적용하여 삽입 장착에 요구되는 외경을 조정할 수 있도록 되어 있다.

차폐판(240)은 공기 흐름 방향을 따라 흡기관(20)을 통해 유입되는 공기가 제1중공(202)을 통해서만 진입되게 내관(210)의 선단(210a)으로부터 중간관(220)의 선단 (220a)및 외관(230)의 선단(230a)은 차폐되게 형성된 부분이다.

도시된 예와 다르게 차폐판(240)이 생략되고 내관(210)의 선단(210a)으로부터 중간관(220)의 선단 (220a)및 외관(230)의 선단(230a)이 상호 밀착 접합되게 벤딩 접합하여 일단이 폐쇄되게 형성할 수 있음은 물론이다.

또한, 중간관(220)의 선단(220a)으로부터 차폐판(240)에 대해 멀어지는 방향을 따라 이격되는 위치상에 복수개의 유통홀(225)이 외주면을 따라 상호 이격되어 내관(210)과 연통되게 형성되어 있다. 유통홀(225)은 외관(230)의 종단(230b)과 중간관(220)의 종단(220b) 사이에 개방된 제2이격공간(222)을 통해 역방향으로 진입된 공기는 내관(210)과 중간관(220) 사이의 제1이격공간(212)을 통해 연통되어 흐름이 유지되도록 하는 기능을 한다.

마찬가지로, 유통홀(225)은 내관(210)의 종단(210b)과 중간관(220)의 종단(220b) 사이에 개방된 제1이격공간(222)을 통해 역방향으로 진입된 공기가 외관(230)과 중간관(220) 사이의 제2이격공간(222)을 통해 연통되어 흐름이 유지되도록 하는 기능도 한다.

이러한 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체(200)는 제1 및 제2 이격공간(212)(222)에 의해 흡기되는 공기의 흐름시 부분진공을 유도하여 공기 흐름을 원할하게 유도하고, 맥동을 억제시킨다.

나선날개(215)는 내관(210)의 내측면에 내주면을 따라 상호 이격되되 유입되는 공기를 나선상으로 간섭하여 선회류를 유도할 수 있게 나선형상으로 돌출되어 연장되어 있다.

이러한 나선날개(215)는 플라즈마화 된 공기가 균일하게 혼합될 수 있게 유도한다.

이상에서 설명된 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치에 의하면, 흡기되는 공기를 플라즈마화 하여 연소효율을 향상시키면서 매연도 저감시키는 장점을 제공한다.

110: 플라즈마 디바이스 121, 122: 제1 및 제2단자부
125: 이격지지브라켓 130: 고압발생유니트
200: 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체
210: 내관 220: 중간관
230: 외관 240: 차폐판

Claims (3)

1. 내연기관 엔진부에 공기를 공급하도록 형성된 흡기관의 유로에 연통되게 상기 흡기관에 상호 이격되게 형성된 삽입홀을 통해 진입된 제1 및 제2 단자부와;
   상기 제 1 및 제2 단자부를 상호 이격되게 지지하는 이격지지 브라켓과;
   상기 제1 및 제2 단자부를 통해 진행하는 공기가 플라즈마화 되게 전원선을 통해 공급된 전력을 고압으로 변환하여 상기 제1 및 제2 단자부에 공급하는 고압 발생유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡기관 내에 삽입되게 장착되며 공기가 관통되는 제1중공을 갖는 내관과, 상기 내관을 에워싸며 상기 내관과의 사이에 제1이격공간을 갖게 형성된 중간관과, 상기 중간관을 에워싸며 상기 중간관과의 사이에 제2이격공간을 갖게 형성된 외관을 갖되 공기 흐름방향을 따라 상기 흡기관을 통해 유입되는 공기가 상기 제1중공을 통해서만 진입되게 상기 내관의 선단으로부터 상기 중간관의 선단 및 상기 외관의 선단은 차폐되게 형성된 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체;를 더 구비하고,
   상기 공기 흡입 촉진 가이드 다중관체의 상기 외관의 종단과 상기 중간관의 종단 사이에 개방된 상기 제2이격공간을 통해 역방향으로 진입된 공기는 상기 내관과 상기 중간관 사이의 제1이격공간을 통해 연통되어 흐름이 유지되도록 상기 중간관에 외주면을 따라 상호 이격되어 상기 내관과 연통되는 복수 개의 유통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 내관의 내측면에는 내주면을 따라 상호 이격되되 유입되는 공기를 나선상으로 간섭하여 선회류를 유도할 수 있게 나선형상으로 돌출되어 연장된 복수개의 나선날개;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 매연저감 및 연료절감 장치.

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