KR20200139877A - 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 연소를 촉진하여 이산화탄소 및 질소산화물을 포함하는 배기가스를 저감할 수 있고, 냉각수 순환배관의 부식과 불순물을 방지하여 배관 막힘과 소음발생을 방지하여 주행정숙성과 에너지 발산성을 향상시키는 이점이 있다.
이러한 본 발명은, 광물질 및 금속물질을 각각 분쇄기에 넣어 분쇄하여 광 분말 및 금속 분말을 수득하는 분쇄단계(S10); 상기 분쇄단계에서 수득한 광 분말 및 금속 분말에 산성용액을 첨가하여 200~250℃에서 2~3시간 범위 내에서 제1용액을 제조하는 용해단계(S20); 상기 제1용액에 염기성 물질을 첨가하여 현탁액을 제조하는 중화단계(S30); 및 상기 현탁액에 현탁액 100중량부에 대해 1,000 내지 2,000중량부의 정제수를 첨가하여 불순물을 제거하여 냉각수 첨가제를 제조하는 단계(S40);를 포함하여 이루어진다.

Description

차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법{VEHICLE COOLING WATER ADDITIVE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 차량용 냉각수에 첨가되어 연소효율을 향상시켜 이산화탄소 및 질소산화물을 포함하는 배기가스를 저감할 수 있고 내연기관의 출력을 높여 에너지 발산성을 향상시킬 수 있으며, 냉각수 순환배관의 산화반응을 방지하고 순환성이 향상되어 배관 막힘 및 소음 발생을 방지하므로 차량의 주행정숙성을 향상시키는 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 등의 내연기관을 달리게 하기 위한 엔진은 연료를 연소시켜 열 에너지를 운동에너지로 변환하고, 끊임없이 운동하는 과정에서 차량 내부의 온도는 높아지게 된다.

운동 중인 엔진의 열이 식지 않을 경우 고온의 열로 인하여 엔진은 물론이며 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 등으로 열이 전도되어 손상을 입을 수 있게 되므로 각 부품의 수명이 단축되고 에너지 효율이 저하되게 된다.

이로 인하여, 엔진의 출력이 저하되고 연비가 떨어지며, 연소상태가 나빠져 불완전 연소됨에 따라 일산화탄소, 이산화탄소 및 질소산화물을 포함하는 매연 배출이 증가하여 지구온난화, 미세먼지 등 환경오염의 원인이 된다.

이러한 문제점을 방지하기 위해 차량용 엔진에는 고온의 열을 식히기 위하여 워터펌프와 라디에이터가 구비되며, 냉각수는 엔진의 온도가 계속해서 높아지지 않도록 식혀주기 위하여 워터펌프에 의해 실린더 주변을 돌며 열을 흡수하고, 라디에이터를 거치면서 냉각되어 냉각수가 순환되어 차량의 열을 식혀주어 엔진의 과열을 방지하게 된다.

그러나 종래의 냉각수는 냉각의 효율을 상승시키는 기능만을 하며, 장기 사용 시 냉각수의 성능이 저하되고, 산화 반응으로 부식되는 문제점이 있으며, 불순물로 인하여 배관 막힘 현상이 발생하게 되고 소음이 발생하는 등의 한계가 있다.

따라서, 냉각 효율을 상승시킬 뿐만 아니라 주행정숙성 및 에너지 발산성을 높여주어 연비를 향상시키고 불완전 연소로 인하여 배출되는 매연을 저감하여 환경오염 방지를 위한 냉각수의 개발이 필요하다.

대한민국 등록특허 제10-1815420호(2017.12.28.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량용 냉각수에 첨가되어 연소를 촉진하여 미세먼지의 원인이 되는 이산화탄소 및 질소산화물을 포함하는 배기가스 배출을 방지하고 에너지 발산성을 높여주어 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 또 다른 목적은 냉각수 순환배관의 부식을 방지하여 불순물 생성을 방지하며 불순물을 저감하여 배관 막힘 현상을 방지하여 순환성을 향상시키고 소음 및 진동 발생을 방지할 수 있는 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 광물질 및 금속물질을 각각 분쇄하여 광 분말 및 금속 분말을 수득하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계에서 수득한 광 분말 및 금속 분말을 혼합하고 산성용액을 첨가하여 200~250℃에서 2~3시간 범위 내에서 제1용액을 제조하는 용해단계; 상기 제1용액에 염기성 물질을 첨가하여 현탁액을 제조하는 중화단계; 및 상기 현탁액 100중량부에 정제수 1,000 내지 2,000중량부를 첨가하여 불순물을 제거하고 냉각수 첨가제를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 냉각수 첨가제는 광 분말 10~35중량%, 금속 분말 10~35중량%, 산성용액 25~60중량%, 염기성 물질 20~50중량%로 이루어진다.

또한, 상기 광물질은 슝기트, 포졸란, 세리사이트, 규조토, 모나자이트, 중석, 벤토나이트, 제올라이트, 활석 중에서 두 가지 이상 선택되어 이루어진다.

아울러, 상기 금속물질은 망간, 철, 텅스텐, 아연, 코발트, 구리, 이트륨, 리튬, 세륨, 하프늄, 마그네슘, 니켈, 알루미늄, 칼슘 중에서 선택된 두 가지 이상을 포함한다.

그리고 상기 산성용액은 젖산(lactic acid), 질산(nitric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 시트르산(citric acid), 불화수소산(hydrofluoric acid) 중에서 선택된 하나 이상을 포함한다.

또한, 상기 염기성 물질은 과산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아, 탄산암모늄 중에서 선택된 하나 이상을 포함한다.

그리고 상기 광 분말 및 금속 분말은 200메쉬 내지 400메쉬로 분쇄되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제는 앞서 설명한 제조방법에 따라 제조된다.

본 발명의 따른 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법에 의하면, 광물질 및 금속물질이 분쇄된 광 분말 및 금속 분말을 산성용액과 혼합하고 염기성 물질을 통해 중화하여 제조함으로써, 연료의 연소를 촉진하여 연소효율을 향상시켜 이산화탄소 및 질소산화물을 포함하는 매연을 저감하여 환경오염을 방지할 수 있고 내연기관의 출력을 높여주어 연비 효율이 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 냉각수 순환배관의 산화반응을 방지하여 부식되는 것을 방지하므로 불순물로 인하여 냉각수 순환배관이 막히는 현상을 예방하고 순환성이 향상되고 소음을 방지하며 냉각수의 성능이 저감되는 것을 보호하여, 주행정숙성과 에너지 발산성을 향상시키는 이점이 있다.

아울러 본 발명에 의하면, 금속 분말과 광 분말을 혼합하여 제조함으로써 활성도를 높이면서 안정성을 확보할 수 있는 강점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법을 도시한 개략적인 순서도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제 및 이의 제조방법에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법을 도시한 개략적인 순서도이다.

본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제는 미세먼지를 저감하고 주행정숙성 및 에너지 발산성을 높여주는 차량용 냉각수 첨가제에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제는 도 1에 도시된 바와 같이 기본적으로 분쇄단계(S10), 용해단계(S20), 중화단계(S30), 냉각수 첨가제 제조단계(S40)를 포함한다.

본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제는 전체 제작 단계 중 광물질 및 금속물질을 각각 분쇄기에 넣어 분말상태로 분쇄하여 광 분말 및 금속 분말을 각각 수득하는 분쇄단계(S10)를 시작으로 제작과정이 이루어진다.

상기 광물질은 슝기트, 포졸란, 세리사이트, 규조토, 모나자이트, 중석, 벤토나이트, 제올라이트, 활석 중에서 두 가지 이상 선택되는 것이 바람직하다.

슝기트는 그라파이트의 한 종이며 내마모성을 향상시키는 특성이 있다. 상기 광물질에 슝기트가 포함될 경우에는 냉각수의 성능이 저하되는 것을 보호해주고 고열 속에서 순환되는 냉각수의 안전성을 장기간 유지해주고, 냉각수 순환배관의 산화반응을 방지하며 원활한 순환이 이루어지도록 하며, 흡착성이 우수하고 향균의 효과가 있다.

포졸란은 음이온을 방출하여 공기정화, 불순물 제거 및 살균작용을 하며 내연기관의 연소효율을 높여 매연을 감소시키는 기능을 한다.

그리고 세리사이트는 다량의 음전하를 가지고 강력한 음이온을 발산하는 특성이 있으며, 암모니아 등 각종 가스 및 악취를 흡착하고 각종 박테리아, 세균의 성장을 억제하는 기능을 하며, 규조토는 고온상태로 연소되는 과정에서 산소의 발생을 배가시켜 연소를 촉진하는 기능을 한다.

또한, 모나자이트는 토륨이 다량 함유된 광석으로서 음이온이 다량 방사되고, 벤토나이트는 음이온 발생 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 벤토나이트 입자의 침전 발생이 적거나 없어서 냉각수 촉매로 사용 시 배관에 영향을 주지 않는 특성이 있다.

이러한 음이온은 연소를 촉진하여 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물 등의 오염물질을 포함하는 매연의 배출을 저감할 수 있게 되고 배관 내의 불순물을 감소시키거나 불순물 생성을 방지하여 배관 막힘이나 소음발생을 방지할 수 있게 되며 엔진 효율 특성을 계속적으로 유지할 수 있는 기능을 한다.

또한, 제올라이트는 원적외선을 발생시키고 향균력과 흡착성이 우수하며, 활석은 마그네슘으로 이루어진 규산염 광물로서 흡수성 및 고착성이 우수하다.

이러한 광물질이 두 가지 이상 선택되어 분쇄된 광 분말은 연소를 촉진하여 연료 효율을 높이고 불순물 생성을 방지하는 기능을 한다.

광 분말의 바람직한 구체예로 포졸란 25~35중량%, 세리사이트 25~35중량%, 슝기트 35~45중량%로 이루어질 수 있으며, 상기 성분 및 수치범위로 이루어진 경우에는 음이온성을 가지고 있는 물질 양이 특히 많으며, 상기 광 분말을 정제 후 사용하게 되면 많은 에너지가 발산되고, 내마모성을 향상시켜 순환성을 향상시키게 된다.

또한, 상기 금속물질은 망간(manganese), 철(iron), 텅스텐(tungsten), 아연(zinc), 코발트(cobalt), 구리(copper), 이트륨(yttrium), 리튬(lithium), 세륨(cerium), 하프늄(hafnium), 마그네슘(magnesium), 니켈(nickel), 알루미늄(aluminum), 칼슘(calcium) 중에서 선택된 두 가지 이상을 포함한다.

여기서 상기 금속물질이 분쇄되어 수득된 금속 분말은 상기 광 분말과 더불어 연소를 촉진하는 기능을 하여 일산화탄소, 이산화탄소, 질소산화물 등의 오염물질을 포함하는 매연의 배출을 저감할 수 있도록 한다.

그리고 상기 금속 분말은 상기 금속물질 중에서 두 가지 이상이 선택되고 산 분해법을 이용하여 이온 솔루션을 수득하게 된다.

상기 금속 분말은 바람직한 구체예로 상기 금속 분말이 이트륨 45~55중량%, 세륨 45~55중량%로 이루어질 수 있다.

상기 분쇄단계(S10)에서 상기 광 분말 및 금속 분말은 200메쉬 내지 400메쉬로 분쇄되는 것이 바람직하고, 가장 바람직한 광 분말 및 금속 분말의 입자크기는 325메쉬(43㎛)이다.

그 다음으로는 상기 분쇄단계(S10)에서 수득한 광 분말 및 금속 분말을 혼합하고 산성용액을 첨가하여 200~250℃에서 2~3시간 범위 내에서 제1용액을 제조하는 용해단계(S20)를 진행한다.

상기 용해단계(S20)에서 상기 광 분말 및 금속 분말은 용융기속에 천천히 넣은 후 산성용액을 서서히 넣어 상기 제1용액을 제조한다.

상기 산성용액은 젖산(lactic acid), 질산(nitric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 시트르산(citric acid), 불화수소산(hydrofluoric acid) 중에서 하나 이상이 선택되는 것이 바람직하며, 상기 광 분말 및 금속 분말을 용해하여 제1용액을 제조하는 기능을 한다.

이때, 상기 산성용액 중 젖산(lactic acid)이 선택될 경우, 상기 lactic acid은 Ca^{2 +} 이온이 불순물 흡착 기능을 하여 불순물을 제거하는 필터의 역할을 하는 효과가 있다.

그 다음으로는 상기 용해단계(S20)에서 제조된 상기 제1용액에 염기성 물질을 서서히 첨가하여 제1용액을 중화하여 현탁액을 제조하는 중화단계(S30)를 진행한다.

상기 염기성 물질은 과산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아, 탄산암모늄 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 이루어진다.

상기 염기성 물질은 산성을 갖는 상기 제1용액에 서서히 첨가하여 상기 제1용액이 중성 값이 되도록 중화시키는 기능을 한다.

이때 상기 염기성 물질이 탄산암모늄을 포함하여 구성될 경우, 상기 탄산암모늄은 물질제조 중 산성 값을 갖는 물질을 중화시켜줄 뿐만 아니라 순수한 단분자값을 가질 수 있도록 하는 기능을 한다.

그 후 상기 현탁액에 현탁액 100중량부에 대해 1,000 내지 2,000중량부의 정제수를 첨가하여 희석시켜 불순물을 제거하여 냉각수 첨가제를 제조하는 단계(S40)를 거치며 냉각수 첨가제의 제조과정을 마무리한다.

이를 통해 제조된 상기 냉각수 첨가제는 광 분말 10~35중량%, 금속 분말 10~35중량%, 산성용액 25~60중량%, 염기성 물질 20~50중량%로 이루어진다.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 차량용 냉각수 첨가제는, 냉각수에 첨가되어 내연기관의 엔진에서 연료들을 완전 연소가 되게 촉진함에 따라 연소효율을 향상시켜 지구온난화, 미세먼지 등 환경오염의 주요한 원인이 되는 일산화탄소, 이산화탄소 및 질소산화물을 포함하는 배기가스의 배출을 저감 시킬 수 있으며, 연료의 연소효율이 향상됨에 따라 내연기관의 출력이 높아져 우수한 연비 효율을 갖게 된다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 냉각수 첨가제는, 부식을 방지하고 불순물을 제거하여 냉각수의 순환성을 향상시킴으로써 소음과 배관 막힘을 방지하여 주행정숙성과 에너지 발산성의 효과를 얻으며 열을 흡수하여 냉각효과를 유지할 수 있는 기능을 하여 냉각수 성능이 저하되는 기존의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 금속 분말을 첨가하지 않고 광 분말, 산성용액, 염기성 물질만 첨가하여 냉각수 첨가제를 제조할 경우에는 광 분말이 산화물로 이루어져 있으므로 산소에 의해 원자의 활동이 방해되어 많은 양의 광 분말을 첨가하여도 효과가 미비하게 된다.

그러나 본 발명에 따른 냉각수 첨가제는 광 분말과 더불어 금속 분말을 혼합하여 제조하므로, 금속 분말에 의해 활성도가 향상되어 미량을 첨가하여도 연료 효율 향상 및 주행정숙성의 효과를 최대화할 수 있으면서 광 분말에 의해 안정성이 확보되게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (7)

1. 광물질 및 금속물질을 각각 분쇄하여 광 분말 및 금속 분말을 수득하는 분쇄단계(S10);
   상기 분쇄단계에서 수득한 광 분말 및 금속 분말을 혼합하고 산성용액을 첨가하여 200~250℃에서 2~3시간 범위 내에서 제1용액을 제조하는 용해단계(S20);
   상기 제1용액에 염기성 물질을 첨가하여 현탁액을 제조하는 중화단계(S30); 및
   상기 현탁액 100중량부에 정제수 1,000 내지 2,000중량부를 첨가하여 불순물을 제거하고 냉각수 첨가제를 제조하는 단계(S40);를 포함하고,
   상기 냉각수 첨가제는 광 분말 10~35중량%, 금속 분말 10~35중량%, 산성용액 25~60중량%, 염기성 물질 20~50중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광물질은 슝기트, 포졸란, 세리사이트, 규조토, 모나자이트, 중석, 벤토나이트, 제올라이트, 활석 중에서 두 가지 이상 선택되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 금속물질은 망간, 철, 텅스텐, 아연, 코발트, 구리, 이트륨, 리튬, 세륨, 하프늄, 마그네슘, 니켈, 알루미늄, 칼슘 중에서 선택된 두 가지 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 산성용액은 젖산(lactic acid), 질산(nitric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 시트르산(citric acid), 불화수소산(hydrofluoric acid) 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 염기성 물질은 과산화나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아, 탄산암모늄 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 광 분말 및 금속 분말은 200메쉬 내지 400메쉬로 분쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각수 첨가제의 제조방법.
   
7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 따라 제조된 차량용 냉각수 첨가제.

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