KR20240037021A - Fuel efficiency improvement, soot purifier and driving performance improve device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 흡기 및 배기계통에 설치되어, 흡기역류 및 배기역류를 차단하게 구성되고, 엔진의 실린더 내부로 흡입되는 공기를 가속하여 공기의 충진율을 높이고 연소가스를 가속 배출하여 연소효율이 향상되며, 배출가스후처리 장치의 배압을 감소시켜 연소실의 조건을 최적화함으로써, 엔진의 출력 증강, 연비개선, 매연감소 및 주행성능을 향상시킬 수 있게 구성된 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치가 개시된다.It is installed in the intake and exhaust system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile, and is configured to block intake and exhaust reverse flow. It accelerates the air sucked into the engine cylinder to increase the air filling rate and accelerates and discharges combustion gas to achieve combustion. Efficiency is improved and the combustion chamber conditions are optimized by reducing the back pressure of the exhaust gas after-treatment device, thereby increasing engine output, improving fuel efficiency, reducing exhaust emissions, and improving driving performance, thereby reducing fuel and exhaust emissions in ships and automobiles. and a driving performance improvement device are disclosed.

Description

선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치{Fuel efficiency improvement, soot purifier and driving performance improve device of internal combustion engine}Fuel efficiency improvement, soot purifier and driving performance improve device of internal combustion engine}

본 발명은 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 흡기 및 배기계통에 설치되어, 흡기역류 및 배기역류를 차단하게 구성되고, 엔진의 실린더 내부로 흡입되는 공기를 가속하여 공기의 충진율을 높이고 연소가스를 가속 배출하여 연소효율이 향상되며, 배출가스후처리 장치의 배압을 감소시켜 연소실의 조건을 최적화함으로써, 엔진의 출력 증강, 연비개선, 매연감소 및 주행성능을 향상시킬 수 있게 구성된 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel saving, exhaust smoke reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles. More specifically, it is installed in the intake and exhaust system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile, and is configured to block intake backflow and exhaust backflow. By accelerating the air sucked into the engine's cylinder, the filling rate of the air is increased and the combustion gas is accelerated and discharged to improve combustion efficiency. By reducing the back pressure of the exhaust gas post-treatment device and optimizing the conditions of the combustion chamber, the engine's output is improved. This relates to fuel-saving, exhaust-reducing, and driving-performance improvement devices for ships and automobiles that are designed to improve fuel efficiency, reduce exhaust emissions, and improve driving performance.

선박과 자동차 등의 내연기관 엔진은 2행정 기관과 4행정 기관이 있으며 이들 엔진들은 점화기관인 가솔린과 천연가스를 사용하는 엔진과 경유와 중유 등을 사용하는 압축 착화기관으로 분류된다. 이들 모두 대기 중의 공기를 흡입하여 공급되는 연료와 함께 압축 연소시켜 그 폭발의 힘으로 동력을 발생시킨다.Internal combustion engines for ships and automobiles include two-stroke engines and four-stroke engines, and these engines are classified into engines that use gasoline and natural gas as ignition engines, and compression ignition engines that use diesel and heavy oil. They all suck in air from the atmosphere, compress it with supplied fuel, and generate power through the power of the explosion.

이와 같은 선박과 자동차 등의 내연기관 엔진은 사용하는 공기의 양에 정비례하게 엔진의 출력이 증대된다. 따라서 엔진의 제작사들은 공기의 사용량을 늘리기 위해 실린더의 배기량을 크게 하거나 실린더의 수를 늘리거나 공기의 흐름을 좋게 하여 이 양을 변화시키고 있다. 즉, 공기를 사용하여 출력을 얻는 내연기관 엔진에 출력의 근원은 실린더 내의 연소실에서 발생하는 열에너지이다. 연소실은 엔진의 헤드부에 있고 여기에 갇힌 미립화된 연료와 공기를 순간적으로 연소시켜 힘을 얻게 되는데 출력을 높이기위해서는 단위시간에 발생하는 에너지가 증대되도록 더욱 많은 연료를 연소시켜야 하며 이때는 보다 많은 공기의 흡입량을 필요로 한다. 그러나, 단순히 연소만 증대시켜서는 안 되고 확실한 고효율을 얻기 위해서는 흡기와 배기, 연료 등의 여러 주변 조건들을 맞춰주어야만 한다.In internal combustion engines such as ships and automobiles, the output of the engine increases in direct proportion to the amount of air used. Therefore, engine manufacturers are changing this amount by enlarging the cylinder displacement, increasing the number of cylinders, or improving air flow to increase the amount of air used. In other words, in an internal combustion engine that uses air to generate output, the source of output is heat energy generated in the combustion chamber within the cylinder. The combustion chamber is located in the head of the engine and gains power by instantaneously burning the atomized fuel and air trapped there. In order to increase output, more fuel must be burned to increase the energy generated per unit time, and in this case, more air must be used. Inhalation is required. However, combustion alone cannot be increased; in order to achieve certain high efficiency, various surrounding conditions such as intake, exhaust, and fuel must be adjusted.

따라서, 내연기관 엔진에서 흡기 및 배기장치는 연소실에 필요한 공기를 공급해주고 연소된 가스를 신속히 배출하는 통로로서 엔진의 출력을 증대시키는 매우 중요한 장치이다.Therefore, in an internal combustion engine, the intake and exhaust system is a very important device that supplies necessary air to the combustion chamber and quickly discharges combusted gases, thereby increasing the engine's output.

여기서, 엔진의 구동 중에는 최초로 공기가 흡입되는 입구와 배기가스가 최종 배출되는 배기구까지는 공기 흐름에 저항으로 작용하는 여려 복잡한 단계의 흡기압과 배기압이 발생된다.Here, while the engine is running, various complex levels of intake and exhaust pressures that act as resistance to the air flow are generated from the inlet where air is first sucked in to the exhaust port where exhaust gas is finally discharged.

즉, 내연기관 엔진의 최초 흡입구로부터 최종 배기구까지의 공기가 사용되는 경로는 공기청정기의 흡입구→ 흡기매니폴드→헤드의 흡기밸브→실린더내 연소실→헤드의 배기밸브→배기매니폴드→배기파이프→터보챠져→배기파이프→배출가스 후처리장치(촉매)→중간 파이프→메인 소음기→배기구를 순차적으로 경유한다. 좀 더 크게 나누어 보면 연소실을 기준으로 유입단에는 흡기압, 배출단에는 배기압이 공기흐름에 대하여 커다란 저항으로 나타난다.In other words, the path through which air is used from the initial intake port of an internal combustion engine engine to the final exhaust port is the intake port of the air cleaner → intake manifold → intake valve of the head → combustion chamber in the cylinder → exhaust valve of the head → exhaust manifold → exhaust pipe → turbo. It goes through sequentially: charger → exhaust pipe → exhaust gas post-processing device (catalyst) → intermediate pipe → main silencer → exhaust port. Looking at it more broadly, based on the combustion chamber, the intake pressure at the inlet end and the exhaust pressure at the exhaust end appear as great resistance to airflow.

따라서, 내연기관 엔진은 구조상 필연적으로 엔진의 출력을 저하시킬 수밖에 없는 압력 요소들이 수없이 존재하며 그중에 가장 큰 요소 3가지를 분류하면 다음과 같다.Therefore, due to the structure of the internal combustion engine, there are numerous pressure factors that inevitably reduce the engine's output, and the three largest factors are classified as follows.

첫 번째 요인은 밸브오버랩시기인 데, 실린더 내부의 흡기계통에는 공기흐름의 관성을 이용하여 충진 효율을 높이기 위해, 2행정 엔진에서는 소기와 배기 포트가 순간적으로 모두 열려있어 중첩되는 시기와 4행정 엔진에서는 흡기와 배기밸브가 동시에 열려있는 밸브오버랩 시기가 있다. 이와 같은 오버랩 현상은 엔진의 회전상태에 따라 분당 수십에서 백 수십 회 넘게 반복적으로 일어나고 이러한 밸브오버랩 시기에는 흡기와 배기밸브의 기밀유지상태의 역할이 상실되어 배기가 흡기로 넘어오는 역류의 원인을 제공한다. 그러나 이를 방지하기위해 오버랩 기간을 두지 않는다면 공기의 관성이용은 물론 피스톤의 상하 왕복운동에 상당한 공기압력의 기계적인 부하를 받게 되어 효율이 매우 낮아지거나 아예 작동불능 상태에 이를 수도 있어 필연적으로 밸브오버랩 시기를 설계할 수밖에 없는 것이다. 따라서 상대적으로 높은 압력의 배기가스가 오버랩 시기에 흡기를 연소실 밖으로 밀어내어 어쩔 수 없이 연소효율은 저하될 수밖에 없다.The first factor is the valve overlap period. In order to increase charging efficiency by using the inertia of the air flow in the intake system inside the cylinder, both the scavenge and exhaust ports are momentarily open in a 2-stroke engine, and the overlap period is different in a 4-stroke engine. There is a valve overlap period when the intake and exhaust valves are open at the same time. This overlap phenomenon occurs repeatedly from tens to hundreds of times per minute depending on the rotational state of the engine, and during this valve overlap period, the role of maintaining airtightness between the intake and exhaust valves is lost, causing backflow of exhaust into the intake. do. However, if an overlap period is not provided to prevent this, not only will the inertia of the air be used, but the up-and-down reciprocating motion of the piston will be subject to a significant mechanical load of air pressure, which may result in very low efficiency or even complete inoperability. Therefore, the valve overlap period is inevitable. There is no choice but to design it. Therefore, the relatively high-pressure exhaust gas pushes the intake air out of the combustion chamber during the overlap period, which inevitably reduces combustion efficiency.

두 번째 요인은 연소실에서 폭발된 팽창 가스는 피스톤을 밀어내고 배기밸브와 배기구를 통해 외부로 급격히 방출된다. 이 순간 폭발의 원점인 실린더 내부와 배기구 사이에는 순간 진공이 형성되어 외부의 공기가 배기구를 통해 실린더내부로 빨려 들어가는 역류가 진행된다. 이렇게 실린더 내부를 향해 빨려들어가는 역류는 계속해서 배출되려는 배기가스와 충돌하게 되어 배기 유동의 높은 저항으로 작용하며, 배기의 관성을 끊은 결과를 초래하여 배출 효과를 떨어뜨리며 배압을 증가시킨다. 또한, 밸브 오버랩시기에 실린더 내부로 더 많은 잔류 배기가 역류하게 되어 연소효율을 더욱 떨어뜨리는 결과를 초래한다.The second factor is that the expanding gas exploded in the combustion chamber pushes the piston and is rapidly released to the outside through the exhaust valve and exhaust port. At this moment, a vacuum is formed between the inside of the cylinder, which is the origin of the explosion, and the exhaust port, and a reverse flow occurs in which the outside air is sucked into the cylinder through the exhaust port. The reverse flow sucked into the cylinder continues to collide with the exhaust gas trying to be discharged, acting as a high resistance to the exhaust flow, resulting in the inertia of the exhaust being cut off, reducing the exhaust effect and increasing back pressure. Additionally, during the valve overlap period, more residual exhaust flows back into the cylinder, resulting in a further decrease in combustion efficiency.

세 번째 요인은 배출가스 후처리장치와 소음기이다. 배출가스 후처리장치는 화석연료를 사용하는 선박이나 자동차에서 발생되는 배출가스로 인해 대기가 오염되고 지구온난화가 가중됨에 따라 국가 간에 맺어진 기후협약에 의해 법률적 제한을 두고 배출가스 규제를 가함에 따라 이에 대응하기위해 개발된 장치이다. 이 장치는 배출가스에 포함된 입자상물질(PM), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx) 등의 유해물질을 중화시키거나 포집 내지는 저감시키는 역할을 한다. The third factor is the exhaust gas aftertreatment device and silencer. As exhaust gases from ships and automobiles using fossil fuels pollute the atmosphere and global warming increases, legal restrictions and exhaust gas regulations are imposed under climate agreements between countries. This is a device developed to respond to this. This device neutralizes, captures, or reduces harmful substances such as particulate matter (PM), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and sulfur oxides (SOx) contained in exhaust gases. .

그러나, 선박과 자동차에 장착되는 배출가스 후처리장치는 장치 내부에 입자상물질 포집 필터와 산화물의 중화 및 환원장치들인 촉매 등으로 복잡 다단 하게 설치되어 배출 가스는 이곳을 지나며 많은 유동저항을 받게 된다. 이 유동 저항으로 인해 배기계통 내부에는 높은 배기압력이 증가되며 흡기와 배기 흐름의 어려움으로 인해 연소실의 연소조건이 불리해지며 엔진의 출력과 연비를 저하시킨다. 이와 같이 배출가스 후처리장치와 엔진과의 관계는 어느 한 편이 좋아지면 다른 한편은 필연적으로 희생 되어야 하는 Trade Off 관계로 배출가스의 규제가 강화되면 될수록 후처리장치 내부의 밀도도 강화되어 엔진의 출력과 연비는 더욱 저하된다.However, exhaust gas post-processing devices installed on ships and automobiles are installed in a complex manner, including a particulate matter collection filter and a catalyst that is a neutralization and reduction device for oxides, so that the exhaust gas undergoes a lot of flow resistance as it passes through these devices. Due to this flow resistance, high exhaust pressure increases inside the exhaust system, and the combustion conditions in the combustion chamber become unfavorable due to difficulties in intake and exhaust flow, reducing engine output and fuel efficiency. In this way, the relationship between the exhaust gas after-treatment device and the engine is a trade-off relationship in which if one side improves, the other inevitably has to be sacrificed. As exhaust gas regulations are strengthened, the density inside the after-treatment device is also strengthened, increasing the engine's output. And fuel efficiency further deteriorates.

그리고, 배출가스는 매우 고온이고 흐름속도가 거의 음속에 달하므로 대기 중에 방출할 때 격렬한 폭음을 낸다. 이 폭음을 막기 위한 장치가 소음기이며 소음기 내부 역시 복잡하고 다단으로 설치된 여러 챔버실과 좁은 구멍들을 통과하며 폭음을 감소시킨다. 그러나 폭음은 감소하나 이곳에서도 역시 배압은 증가되어 엔진의 출력과 연비는 저하시키는 요인이 되고 있다.Also, the exhaust gas is very hot and its flow speed is almost the speed of sound, so it makes a violent explosion when released into the atmosphere. The device to prevent this explosion is a silencer, and the inside of the silencer is also complex and passes through several chambers and narrow holes installed in multiple stages to reduce explosion noise. However, although binge drinking decreases, back pressure also increases here, which is a factor in reducing engine output and fuel efficiency.

또한, 세계는 지금 대기오염과 지구온난화로 인해 선진국을 중심으로 내연기관 엔진에 대한 배기가스 규제가 점차 높아지고 있으며 특히 지구온난화 물질인 이산화탄소(CO2)를 저감하기위한 연료절감 사업에 박차를 가하고 있다. 육상에서 사용되는 내연기관 엔진이 대부분인 자동차의 경우 유로6(Euro-VI)로 한층 강화된 대기환경법으로 규제하고 있고 해상의 경우 국제 해사기구(IMO)에서 선박배출 온실가스 규제에 따라 배출가스에 대한 환경규제를 대폭 강화하고 있다. 따라서 엔진의 출력과 연비면 에서는 더욱 불리해질 수밖에 없는 것이 현재의 실정이며 대기오염과 지구온난화 방지를 위해서 연료를 절감하여 CO2의 발생을 줄이고 매연을 저감하는 장치가 절실하게 필요한 시기이다.In addition, due to air pollution and global warming, exhaust gas regulations on internal combustion engines are gradually increasing in the world, especially in developed countries, and fuel reduction projects are being accelerated to reduce carbon dioxide (CO2), a global warming substance. In the case of automobiles, which mostly have internal combustion engines used on land, they are regulated by the Air Quality Act, which has been further strengthened by Euro-VI, and in the case of maritime vehicles, the International Maritime Organization (IMO) has regulated greenhouse gas emissions from ships in accordance with greenhouse gas regulations. Environmental regulations are being significantly strengthened. Therefore, the current situation is that the engine's output and fuel efficiency are inevitably more disadvantageous, and devices that reduce fuel consumption, CO2 generation, and exhaust emissions are desperately needed to prevent air pollution and global warming.

따라서, 상술한 바와 같은 내연기관의 흡배기계통에서 발생되는 현상에 대응하기 위해, 흡기계통에는 토네이도, 싸이클론, 젯트밸브, 터보챠져, 인터쿨러 장치등과 밸브오버랩 시기를 가변적인 관성효과를 갖는 캠샤프트의 기술이 알려져 있다.Therefore, in order to respond to the phenomenon that occurs in the intake and exhaust system of an internal combustion engine as described above, the intake system is equipped with a tornado, cyclone, jet valve, turbocharger, intercooler device, etc. and a camshaft with an inertial effect that varies the valve overlap time. The technology is known.

하지만, 종래의 기술은 흡입되는 공기를 보다 효율적인 관성효과를 유도하기 위한 수단과 강제압력으로 유입되도록 하는 장치들이나 기대하는 만큼의 효과 달성이 어렵고 밀도를 높여 공급하는 경우 공기를 냉각하기 위한 쿨러를 배치하는 등의 보완적인 장치 구성들로 인하여 매우 복잡하고 제조원가가 증가되는 문제점이 있었다.However, the conventional technology uses means to induce a more efficient inertial effect and devices that allow the inhaled air to flow through forced pressure, but when it is difficult to achieve the expected effect and supply at increased density, a cooler is installed to cool the air. There was a problem that the manufacturing cost was very complicated and the manufacturing cost increased due to the complementary device configurations.

그리고, 배기계통에는 배기통로 중간 파이프에 싸이클론과 토네이도 등의 와류장치를 이용하여 배기의 가속을 증가시키거나 체크 밸브 등을 통해 역류를 제한하려는 시도가 있었다.Additionally, in the exhaust system, there have been attempts to increase the acceleration of the exhaust by using vortex devices such as cyclones and tornadoes in the middle pipe of the exhaust passage, or to limit reverse flow through check valves, etc.

하지만, 종래의 기술은 배기가스 흐름의 특성상 역류를 제어할 수 없어 이들 장치들은 오히려 배기 배출의 저항으로 작동되는 문제점이 있었다.However, the conventional technology was unable to control backflow due to the nature of the exhaust gas flow, so these devices had the problem of operating due to resistance to exhaust gas discharge.

이에, 내연기관 엔진의 출력과 연비를 높이고 매연을 감소하며 이에 따른 주행성능 향상을 위해, 흡기와 배기계통에 저항으로 작용하는 압력을 해소하고 공기흐름을 좋게 하여 상대적으로 출력의 증대와 연비를 개선할 수 있는 기술이 요구된다.Accordingly, in order to increase the output and fuel efficiency of the internal combustion engine engine, reduce exhaust emissions, and thereby improve driving performance, the pressure acting as resistance in the intake and exhaust systems is relieved and the air flow is improved to relatively increase output and improve fuel efficiency. Skills that can do it are required.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 흡기 및 배기계통에 설치되고, 흡기역류 및 배기역류를 차단할 수 있도록 구성되어, 흡기역류와 배기역류로 인한 연소효율 저하를 해결할 수 있는 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치를 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and its purpose is to be installed in the intake and exhaust system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile, and to be configured to block intake backflow and exhaust backflow, thereby preventing intake and exhaust backflow. The goal is to provide devices that can reduce fuel consumption, reduce exhaust emissions, and improve driving performance for ships and automobiles that can solve the resulting decline in combustion efficiency.

또한, 그 목적은 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 흡기계통에 설치되어, 엔진의 실린더 내부로 흡입되는 공기를 가속하여 공기의 충진율을 높이고 연소가스를 가속 배출하여 연소효율이 향상시킬 수 있도록 한 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치를 제공하는 것이다.In addition, its purpose is to be installed in the intake system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile to accelerate the air sucked into the engine's cylinder to increase the filling rate of the air and accelerate the discharge of combustion gas to improve combustion efficiency. It provides fuel saving, exhaust emission reduction, and driving performance improvement devices for automobiles.

또한, 그 목적은 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 배기계통에 설치되어, 배출가스후처리 장치의 배압을 감소시켜 연소실의 조건을 최적화함으로써, 엔진의 출력 증강, 연비개선, 매연감소 및 주행성능을 향상시킬 수 있도록 한 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치를 제공하는 것이다.In addition, its purpose is to increase engine output, improve fuel efficiency, reduce exhaust emissions, and improve driving performance by optimizing the conditions of the combustion chamber by reducing the back pressure of the exhaust gas aftertreatment device by installing it in the exhaust system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile. It provides fuel saving, exhaust reduction, and driving performance improvement devices for ships and automobiles.

상기 본 발명의 목적은 선박과 자동차의 내연기관 엔진의 흡배기계통에 설치되는 것으로, 좌우 길이방향으로 관통 형성된 유로를 갖되, 중앙을 기준으로 좌측에 연결관부가 형성되고 우측에 상기 연결관부보다 직경이 작게 내부관부가 형성되며, 상기 내부관부의 외면에는 경사지게 절개한 다수의 제1절개라인의 좌측편을 내측으로 절곡하여 형성되는 다수개의 내부베인이 동일한 원주라인에 균등한 거리를 두고 형성되고, 상기 제1절개라인과 내부베인의 사이에 통기공이 형성되는 제1관과, 상기 제1관의 내부관부와의 사이에 챔버가 형성되도록 상기 내부관부의 외부에 이격되게 배치되며 좌측단은 상기 내부관부의 외면에 고정되는 제2관과, 상기 내부관부의 우측단과 제2관의 우측단이 연결되게 내부관부 및 제2관의 우측 단부에 결합되고 챔버를 마감하며, 상기 챔버에 역류되는 공기가 유입되도록 유입공이 형성된 마감캡을 포함하여 구성되어, 상기 내부베인을 통해 상기 제1관을 지나는 공기에 와류를 형성시켜 공기의 흐름을 가속하고 역류를 제어하며, 상기 내부관부에서 상기 내부베인을 통해 가속된 공기의 흐름에 의해 상기 통기공을 통해 챔버의 공기가 유입되고 챔버에서 유입된 공기가 내부관부를 지나는 공기와 함께 내부관부를 통해 배출되면 내부관부 내의 압력에 비해 상대적으로 챔버가 저압지역이 형성되게 구성되어, 상기 제1관을 빠져나가면서 역류되는 공기가 유입공을 통해 챔버로 빨려들어와 통기공을 통해 내부관부를 지나는 공기와 함께 내부관부를 통해 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.The purpose of the present invention is to be installed in the intake and exhaust systems of internal combustion engines of ships and automobiles, and has a passage formed through the left and right longitudinal directions, with a connecting pipe portion formed on the left side relative to the center and a diameter larger than the connecting pipe portion on the right side. A small inner pipe portion is formed, and on the outer surface of the inner pipe portion, a plurality of inner vanes formed by bending the left sides of a plurality of obliquely cut first cut lines inward are formed at equal distances along the same circumferential line, It is arranged to be spaced apart from the outside of the inner pipe portion so that a chamber is formed between the first pipe in which a ventilation hole is formed between the first incision line and the inner vane and the inner pipe portion of the first pipe, and the left end is located inside the inner pipe portion. A second pipe fixed to the outer surface of the pipe portion is connected to the right end of the inner pipe portion and the second pipe so that the right end of the inner pipe portion and the right end of the second pipe are connected to close the chamber, and the air flowing back into the chamber is connected to the right end of the inner pipe portion and the second pipe. It is configured to include a closing cap with an inlet hole formed to allow inflow, and forms a vortex in the air passing through the first pipe through the inner vane to accelerate the flow of air and control backflow, and from the inner pipe portion through the inner vane When the air in the chamber flows in through the ventilation hole due to the accelerated air flow and the air flowing in from the chamber is discharged through the inner pipe along with the air passing through the inner pipe, the chamber becomes a low pressure area relative to the pressure inside the inner pipe. It is configured so that the air flowing back while exiting the first pipe is sucked into the chamber through the inlet hole and discharged through the inner pipe along with the air passing through the inner pipe through the ventilation hole. Ships and automobiles This can be achieved by providing fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement devices.

본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치는 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 흡기 및 배기계통에 설치되고, 흡기역류 및 배기역류를 차단할 수 있도록 구성되어, 흡기역류와 배기역류로 인한 연소효율 저하를 해결할 수 있는 효과를 발현한다.The device for reducing fuel, reducing exhaust emissions, and improving driving performance for ships and automobiles according to the present invention is installed in the intake and exhaust systems connected to the internal combustion engines of ships and automobiles, and is configured to block intake reverse flow and exhaust reverse flow, thereby reducing intake reverse flow and It has the effect of resolving the decrease in combustion efficiency caused by exhaust backflow.

또한, 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 흡기계통에 설치되어, 엔진의 실린더 내부로 흡입되는 공기를 가속하여 공기의 충진율을 높이고 연소가스를 가속 배출하여 연소효율이 향상 효과를 발현한다.In addition, it is installed in the intake system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile, accelerating the air sucked into the engine's cylinder to increase the filling rate of the air and accelerating the discharge of combustion gases to improve combustion efficiency.

또한, 선박이나 자동차의 내연기관에 연결된 배기계통에 설치되어, 배출가스후처리 장치의 배압을 감소시켜 연소실의 조건을 최적화함으로써, 엔진의 출력 증강, 연비개선, 매연감소 및 주행성능을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, by installing it in the exhaust system connected to the internal combustion engine of a ship or automobile, it can reduce the back pressure of the exhaust gas aftertreatment device and optimize the conditions of the combustion chamber, thereby increasing engine output, improving fuel efficiency, reducing exhaust emissions, and improving driving performance. There is an effect.

도 1은 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치의 분리 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치의 결합 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치의 결합 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치가 엔진의 흡기계통에 설치된 모습을 도시한 결합 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치가 엔진의 배기계통에 설치된 모습을 도시한 결합 단면도.
1 is an exploded perspective view of a device for reducing fuel, reducing exhaust emissions, and improving driving performance for ships and automobiles according to the present invention;
Figure 2 is a perspective view of a combined fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention;
Figure 3 is a cross-sectional view of the combined fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention;
Figure 4 is a combined cross-sectional view showing the fuel reduction, exhaust emission reduction and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention installed in the intake system of the engine;
Figure 5 is a combined cross-sectional view showing the fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention installed in the exhaust system of the engine.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a device for reducing fuel, reducing exhaust emissions, and improving driving performance of ships and automobiles according to the present invention will be described in detail.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치의 분리 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치의 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치의 결합 단면도이다.The attached Figure 1 is an exploded perspective view of the fuel reduction, exhaust emission reduction and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention, and Figure 2 is an exploded perspective view of the fuel savings, exhaust emission reduction and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention. It is a combined perspective view, and Figure 3 is a combined cross-sectional view of the fuel saving, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention.

첨부된 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치는 선박과 자동차의 내연기관 엔진의 흡배기계통에 설치되어, 흡기 및 배기계통의 흡기역류와 배기역류로 인한 연소효율 저하를 해결하기 위한 것으로, 제1관(100), 제2관(200) 및 마감캡(300)을 포함하여 구성된다.Referring to the attached drawings, the fuel saving, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention is installed in the intake and exhaust systems of internal combustion engines of ships and automobiles to reduce intake and exhaust reverse flow and exhaust reverse flow in the intake and exhaust systems. It is intended to solve the decrease in combustion efficiency caused by, and is composed of a first pipe (100), a second pipe (200), and a closing cap (300).

상기 제1관(100)은 파이프 형상으로 좌우 길이방향으로 관통 형성된 유로를 가지게 구성된다. 또한, 제1관(100)은 중앙을 기준으로 좌측에 연결관부(110)가 형성되고 우측에 상기 연결관부(110)보다 직경이 작게 내부관부(120)가 형성된다. The first pipe 100 is shaped like a pipe and has a passage formed through it in the left and right longitudinal directions. In addition, the first pipe 100 has a connecting pipe portion 110 formed on the left side of the center, and an inner pipe portion 120 having a smaller diameter than the connecting pipe portion 110 is formed on the right side.

그리고 상기 내부관부(120)의 외면에는 경사지게 절개한 다수의 제1절개라인(121)의 좌측편을 내측으로 절곡하여 형성되는 다수개의 내부베인(122)이 동일한 원주라인에 균등한 거리를 두고 형성된다. 여기서, 동일한 원주라인이란 동일한 위치의 외주연을 의미한다. 따라서, 상기 제1절개라인(121)과 내부베인(122)의 사이에 통기공(123)이 형성된다. 즉, 상기 내부베인(122)이 형성된 부분은 각각의 내부베인에 의해 내부관부(120)의 직경이 감소되고 와류가 발생되어 내부관부(120)를 지나는 공기의 속도가 증가된다.And on the outer surface of the inner pipe portion 120, a plurality of inner vanes 122 are formed by bending the left side of the plurality of obliquely cut first cut lines 121 inward and are formed at equal distances along the same circumferential line. do. Here, the same circumferential line means the outer periphery of the same position. Accordingly, a ventilation hole 123 is formed between the first cutting line 121 and the inner vane 122. That is, in the portion where the inner vanes 122 are formed, the diameter of the inner pipe portion 120 is reduced by each inner vane and a vortex is generated, thereby increasing the speed of air passing through the inner pipe portion 120.

상기 제2관(200)은 상기 제1관(100)의 내부관부(120)와 동심원이 되도록 상기 내부관부(120)의 외부에 이격되게 배치되며 좌측단은 상기 내부관부(120)의 외면에 고정된다. 따라서, 상기 제1관(100)의 내부관부(120)와 제2관(200) 사이에는 챔버(130)가 형성된다.The second pipe 200 is arranged to be spaced apart from the outside of the inner pipe portion 120 so as to be concentric with the inner pipe portion 120 of the first pipe 100, and the left end is on the outer surface of the inner pipe portion 120. It is fixed. Accordingly, a chamber 130 is formed between the inner pipe portion 120 of the first pipe 100 and the second pipe 200.

더불어, 바람직하게 상기 제1관(110)의 내부관부(120)에는 우측 단부에 연결관부의 좌단에서 내부관부측으로 하향 경사지게 환형의 경사고정면(125)이 형성되고, 우측 단부에 외주를 따라 일정 간격으로 형성된 절개부(126a)에 의해 다수의 체결편(126b)이 형성된 압축체결부(126)가 형성된다.In addition, preferably, the inner pipe portion 120 of the first pipe 110 has an annular inclined fixing surface 125 formed at the right end sloping downward from the left end of the connecting pipe toward the inner pipe portion, and a fixed surface 125 along the outer circumference at the right end. A compression fastening portion 126 in which a plurality of fastening pieces 126b are formed is formed by the cut portions 126a formed at intervals.

그리고, 상기 제2관(200)에는 좌측 단부에 좌단에서 내측으로 절곡 형성되되 상기 경사고정면(125)에 대응되게 제2관의 중심측으로 경사지게 환형으로 형성되고 상기 경사고정면(126)에 밀착되게 끼움 결합되어, 내부관부(120)에 제2관(200)의 좌측을 고정하면서 챔버(130)의 좌측면을 마감하는 고정관부(210)가 형성되고, 우측 단부에 외면을 따라 환형의 고정홈부(220)가 형성된다.In addition, the second pipe 200 is bent inward from the left end at the left end, and is formed in an annular shape inclined toward the center of the second pipe corresponding to the inclined fixing surface 125, and is in close contact with the inclined fixing surface 126. It is fitted and coupled to form a fixing tube part 210 that fixes the left side of the second tube 200 to the inner tube part 120 and finishes the left side of the chamber 130, and is annularly fixed along the outer surface at the right end. A groove 220 is formed.

상기 마감캡(300)은 상기 내부관부(120)의 우측단과 제2관(200)의 우측단이 연결되게 내부관부(120) 및 제2관(200)의 우측 단부에 결합되고 챔버(130)를 마감하는 부재이다. 그리고, 상기 마감캡(300)에는 챔버(130) 내부로 역류되는 공기가 유입되도록 유입공(343)이 형성된다.The closing cap 300 is coupled to the right end of the inner pipe portion 120 and the second pipe 200 so that the right end of the inner pipe portion 120 and the right end of the second pipe 200 are connected to the chamber 130. It is a member that closes. Additionally, an inlet hole 343 is formed in the closing cap 300 to allow air flowing back into the chamber 130 to flow in.

좀 더 구체적으로, 상기 마감캡(300)은 상기 고정홈부(220)에 끼워져 제2관(200)의 외면에 결합되는 외측결합관부(310)와, 상기 외측 결합관부(310)에서 우측으로 이격되어 상기 제1관(100)의 압축체결부(126)가 끼워져 제1관(100)의 고정관부(120)의 외면에 결합되는 내측결합관부(320)와, 상기 외측결합관부(310)의 좌단과 내측결합관부(320)의 좌단이 연결되게 경사지게 설치되고 챔버(130)의 우측면을 마감하는 경사마감판(330)으로 구성된다.More specifically, the finishing cap 300 is inserted into the fixing groove 220 and is spaced to the right from the outer coupling pipe portion 310 and coupled to the outer surface of the second pipe 200. The compression fastening portion 126 of the first pipe 100 is inserted into the inner coupling pipe portion 320 and coupled to the outer surface of the fixing pipe portion 120 of the first pipe 100, and the outer coupling pipe portion 310. It is installed at an angle so that the left end and the left end of the inner coupling pipe part 320 are connected and consists of an inclined finishing plate 330 that finishes the right side of the chamber 130.

나아가, 상기 경사마감판(330)의 외면에는 경사지게 절개한 다수의 제2절개라인(341)의 우측편을 내측으로 절곡하여 형성되는 다수개의 외부베인(342)이 동일한 원주라인에 균등한 거리를 두고 형성된다. 따라서, 상기 유입공(343)은 상기 제2절개라인(341)과 외부베인(342)의 사이에 형성된다.Furthermore, on the outer surface of the inclined finishing plate 330, a plurality of external vanes 342 formed by bending the right sides of the plurality of obliquely cut second cutting lines 341 inward are spaced at equal distances along the same circumferential line. It is formed by leaving Accordingly, the inlet hole 343 is formed between the second cut line 341 and the external vane 342.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치는 상기 내부베인(122)을 통해 상기 제1관(100)을 지나는 공기에 와류를 형성시켜 공기의 흐름을 가속하고 역류를 제어한다.The device for reducing fuel, reducing emissions and improving driving performance of a vehicle according to the present invention configured as described above forms a vortex in the air passing through the first pipe 100 through the inner vane 122 to accelerate the flow of air and reverse flow. control.

그리고, 상기 제1관(100)의 내부관부(120)에서 상기 내부베인(122)을 통해 가속된 공기의 흐름에 의해 상기 통기공(123)을 통해 챔버(130)의 공기가 유입되고 챔버(130)에서 유입된 공기가 내부관부(120)를 지나는 공기와 함께 내부관부(120)를 통해 배출되면 내부관부(120) 내의 압력에 비해 상대적으로 챔버(130)가 저압지역이 형성되게 구성된다. 따라서, 상기 제1관(100)을 빠져나가면서 역류되는 공기가 유입공(343)을 통해 챔버(130)로 빨려들어와 통기공(123)을 통해 내부관부(120)를 지나는 공기와 함께 내부관부(120)를 통해 배출되도록 구성된다.In addition, air in the chamber 130 is introduced through the ventilation hole 123 by the flow of air accelerated through the inner vane 122 in the inner pipe portion 120 of the first pipe 100, and the chamber ( When the air introduced from 130 is discharged through the inner tube 120 together with the air passing through the inner tube 120, a low pressure area is formed in the chamber 130 relative to the pressure within the inner tube 120. Accordingly, the air that flows back while exiting the first pipe 100 is sucked into the chamber 130 through the inlet hole 343 and the inner pipe portion together with the air passing through the inner pipe portion 120 through the ventilation hole 123. It is configured to be discharged through (120).

이제, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치가 엔진의 흡기계통 및 배기계통에 설치된 실시예의 작용 및 효과를 도 4 및 도 5를 참고하여 설명한다.Now, the operation and effect of an embodiment in which the fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention configured as described above is installed in the intake system and exhaust system of the engine will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치는 상술한 여러 문제점과 흡기와 배기계통의 흡기역류와 배기역류로 인한 연소효율의 저하를 해결하기 위해 설치된다.The fuel saving, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention is installed to solve the various problems described above and the decrease in combustion efficiency due to intake backflow and exhaust backflow in the intake and exhaust systems.

먼저, 도 4은 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치가 엔진의 흡기계통에 설치되는 실시예를 도시한 것으로, 흡기계통 중 매니폴드(10) 입구에 장착되는 것이 가장 바람직하다.First, Figure 4 shows an embodiment in which the fuel saving, exhaust reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention is installed in the intake system of the engine. It is installed at the inlet of the manifold 10 in the intake system. It is most desirable.

이와 같이 매니폴드(10) 입구에 설치되는 본 실시예는 밸브오버랩과 맥동파에 의해 흡기되는 외부의 공기가 제1관(100)을 지나면서 제1관의 내부관부(120)에 설치된 내부베인(122)을 통해 와류가 형성되어 공기의 흐름이 가속되고 공기의 밀도가 높아지면서 실린더 내부로 공급된다. 따라서, 실린더 내부로 흡입되는 공기가 더 많은 충진율을 가져 연료의 연소 효율을 높이고 실린더 내부에서 생성된 연소가스가 가속 배출하여 연소효율을 극대화시키게 된다.In this embodiment, which is installed at the inlet of the manifold (10), the external air sucked in by the valve overlap and pulsation wave passes through the first pipe (100) and the internal vane installed in the inner pipe part (120) of the first pipe. A vortex is formed through (122), accelerating the flow of air, increasing the density of the air, and supplying it into the cylinder. Therefore, the air sucked into the cylinder has a higher filling rate, thereby increasing the combustion efficiency of the fuel, and the combustion gas generated inside the cylinder is accelerated and discharged to maximize combustion efficiency.

그리고, 실린더 내부의 흡기계통에는 내연기관 엔진 구조 특성상 필연적으로 발생하는 밸브오버랩 시기에 흡기역류가 발생된다. 즉, 오버랩현상은 엔진의 회전상태에 따라 1초에 수십에서 백 수십 회 넘게 반복적으로 일어나고 이러한 밸브오버랩 시기에는 흡기와 배기밸브의 기밀유지상태의 역할이 상실되어 흡기가 역류되는 원인을 제공한다.In addition, intake reverse flow occurs in the intake system inside the cylinder during valve overlap, which inevitably occurs due to the structural characteristics of the internal combustion engine engine. In other words, the overlap phenomenon occurs repeatedly from tens to hundreds of times per second depending on the rotational state of the engine, and during this valve overlap period, the role of maintaining airtightness between the intake and exhaust valves is lost, causing backflow of intake air.

이 때, 역류된 흡기는 마감캡(300)에 형성된 유입공(343)을 통해 챔버(130)로 유입된다. 즉, 상기 제1관(100)의 내부관부(120)에서 내부베인(122)을 통해 가속된 공기의 흐름에 의해 통기공(123)을 통해 챔버(130)의 공기가 유입되고 챔버(130)에서 유입된 공기가 내부관부(120)를 지나는 공기와 함께 내부관부(120)를 통해 배출된다. 이때, 내부관부(120) 내의 압력에 비해 상대적으로 챔버(130)가 저압지역이 형성되면서 역류된 흡기가 관성효과에 의해 유입공(343)을 통해 챔버(130) 내로 유입된다. 그리고, 상기 챔버(130) 내로 유입된 역류된 흡기는 압력차에 의해 통기공(123)을 통해 내부관부(120)로 진입되고 내부관부(120)를 지나는 공기와 함께 내부관부(120)를 통해 실린더 내부로 재흡기된다. 따라서, 밸브오버랩 시기에 실린더 내부로 흡기되는 신선한 공기의 충진력이 향상되어 엔진의 출력과 연비를 향상시킬 수 있게 된다. At this time, the reversed intake air flows into the chamber 130 through the inlet hole 343 formed in the closing cap 300. That is, air in the chamber 130 is introduced through the ventilation hole 123 by the flow of air accelerated through the inner vane 122 in the inner pipe portion 120 of the first pipe 100, and the chamber 130 The air introduced from is discharged through the inner pipe portion 120 together with the air passing through the inner pipe portion 120. At this time, as a relatively low pressure area is formed in the chamber 130 compared to the pressure within the inner tube 120, the reversed intake air flows into the chamber 130 through the inlet hole 343 due to an inertial effect. In addition, the reversed intake air flowing into the chamber 130 enters the inner tube part 120 through the ventilation hole 123 due to a pressure difference and flows through the inner tube part 120 together with the air passing through the inner tube part 120. It is re-inhaled into the cylinder. Therefore, the filling power of fresh air sucked into the cylinder during the valve overlap period is improved, thereby improving engine output and fuel efficiency.

여기서, 이와 같은 관성의 효과는 흡기계통에 설치된 터보차져, 인터쿨러 내부의 흡기압도 완화하여 실린더 내부에 흡기 충진 효율을 높일 수 있다. Here, the effect of this inertia can also relieve the intake air pressure inside the turbocharger and intercooler installed in the intake system, thereby increasing the intake air filling efficiency inside the cylinder.

다음으로, 도 5은 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치가 엔진의 배기계통에 설치되는 실시예를 도시한 것으로, 배기계통의 끝단부에 위치한 테일파이프(20)에 제1관(100)의 연결부(110)가 끼워져 설치된다.Next, Figure 5 shows an embodiment in which the fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention is installed in the exhaust system of the engine, and the tail pipe (20) located at the end of the exhaust system ) The connection part 110 of the first pipe 100 is inserted and installed.

여기서, 본 실시예에 따르면 상기 제1관(100)의 연결관부(110)에는 좌측 단부에 외주방향을 따라 일정 간격으로 형성된 절개홈(111a)에 의해 다수의 끼움편(111b)이 형성된 압축끼움부(111)가 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제1관(100)이 배기계통의 테일파이프(20)에 설치될 때, 상기 압축끼움부(111)를 통해 제1관(100)을 테일파이프(20)에 용이하게 결합 및 분리할 수 있게 된다.Here, according to this embodiment, the connection pipe portion 110 of the first pipe 100 is compression-fitted with a plurality of fitting pieces 111b formed by cutting grooves 111a formed at regular intervals along the outer circumferential direction at the left end. Part 111 is formed. With this configuration, when the first pipe 100 is installed in the tail pipe 20 of the exhaust system, the first pipe 100 is easily inserted into the tail pipe 20 through the compression fitting portion 111. It can be easily combined and separated.

이와 같이 테일파이프(20)에 설치되는 본 실시예는 내연기관 엔진이 폭발공정 후의 실린더에서 배출되는 배기가스가 테일파이프(20)를 경유한 후 테일파이프에 연결된 제1관(100)을 통해 배출된다. 이때, 제1관(100)을 통해 배출되는 배기가스는 제1관(100)을 지나면서 제1관의 내부관부(120)에 설치된 내부베인(122)을 통해 와류가 형성되어 공기의 흐름이 가속되고 공기의 밀도가 높아지면서 외부로 배출된다. 따라서, 배기가스의 배기속도를 증가시킬 수 있게 된다.In this embodiment, which is installed in the tail pipe 20, the exhaust gas discharged from the cylinder after the explosion process of the internal combustion engine passes through the tail pipe 20 and is then discharged through the first pipe 100 connected to the tail pipe. do. At this time, as the exhaust gas discharged through the first pipe 100 passes through the first pipe 100, a vortex is formed through the inner vane 122 installed in the inner pipe part 120 of the first pipe, thereby causing the air flow to increase. As it accelerates and the density of the air increases, it is discharged to the outside. Therefore, it is possible to increase the exhaust speed of exhaust gas.

그리고, 폭발적인 연소 후의 배기가스가 배출된 후의 제1관(100)에는 배기계통내의 순간 부압에 의한 압력차로 인해 외부의 공기가 배기계통으로 유입되는 배기역류현상이 야기된다. 즉 배기계통내의 배기가스가 순간적으로 배기되면 배기계통내의 압력이 저하된다. 따라서, 외부의 공기가 제1관(100)을 통해 내측으로 유입된다.In addition, in the first pipe 100 after the exhaust gas after explosive combustion is discharged, an exhaust backflow phenomenon occurs in which external air flows into the exhaust system due to a pressure difference due to an instantaneous negative pressure in the exhaust system. That is, when the exhaust gas in the exhaust system is momentarily exhausted, the pressure in the exhaust system decreases. Therefore, external air flows inward through the first pipe 100.

이 때, 역류된 배기는 마감캡(300)에 형성된 유입공(342)을 통해 챔버(130)로 유입된다.At this time, the backflowed exhaust flows into the chamber 130 through the inlet hole 342 formed in the finishing cap 300.

즉, 상기 제1관(100)의 내부관부(120)에서 내부베인(122)을 통해 가속된 배기가스의 흐름에 의해 통기공(123)을 통해 챔버(130)의 공기가 유입되고 챔버(130)에서 유입된 공기가 내부관부(120)를 지나는 배기가스와 함께 내부관부(120)를 통해 배출된다. 이때, 내부관부(120) 내의 압력에 비해 상대적으로 챔버(130)가 저압지역이 형성되면서 역류된 배기가 관성효과에 의해 유입공(342)을 통해 챔버(130) 내로 유입된다.That is, air in the chamber 130 is introduced through the ventilation hole 123 by the flow of exhaust gas accelerated through the inner vane 122 in the inner pipe portion 120 of the first pipe 100, and the chamber 130 ) The air introduced from the inner pipe portion 120 is discharged through the inner pipe portion 120 together with the exhaust gas passing through the inner pipe portion 120. At this time, as a relatively low pressure area is formed in the chamber 130 compared to the pressure within the inner pipe portion 120, the backflowed exhaust flows into the chamber 130 through the inlet hole 342 due to an inertial effect.

그리고, 챔버(130)로 유입된 역류된 배기는 압력차에 의해 통기공(123)을 통해 제1관(100)의 내부관부(120) 내로 진입한 다음, 배기되는 배기가스와 함께 다시 제1관(100)의 외부로 배출된다. 이 때 역류된 배기가 방향을 전환하여 외부로 배출될 때 배기가스의 배출속도를 더욱 증가시켜 배기가스의 배기속도를 증가시킬 수 있게 된다. 따라서, 외기에 의한 배기저항을 감소시키고 배기가스의 배출속도를 증대시시킴으로써 연소효율 및 출력이 증강되고 매연이 저감되는 효과가 있다. Then, the backflowed exhaust gas flowing into the chamber 130 enters the inner pipe portion 120 of the first pipe 100 through the ventilation hole 123 due to the pressure difference, and then returns to the first pipe along with the discharged exhaust gas. It is discharged to the outside of the pipe 100. At this time, when the reversed exhaust changes direction and is discharged to the outside, the discharge speed of the exhaust gas can be further increased, thereby increasing the exhaust speed. Therefore, by reducing the exhaust resistance due to outdoor air and increasing the exhaust gas discharge speed, combustion efficiency and output are improved and exhaust smoke is reduced.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치는 종래의 기술들이 갖는 여러 단점과 흡기계통과 배기계통의 흡기역류와 배기역류로 인한 연소효율 저하를 해결할 수 있다는 장점이 있다.The fuel reduction, exhaust emission reduction, and driving performance improvement device for ships and automobiles according to the present invention configured as described above can solve various shortcomings of conventional technologies and the decrease in combustion efficiency due to intake backflow and exhaust backflow in the intake and exhaust systems. There is an advantage.

또한, 본 발명은 흡기 매니폴드 입구에 장착되어 실린더 내부로 흡기되는 공기는 가속하고 역류하는 공기는 되돌려 흡기되는 공기와 재흡기되도록 함으로써 흡기의 관성력을 높여 밸브오버랩 시기에 실린더 내부의 신선한 공기의 충진력으로 출력과 연비를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention is installed at the intake manifold inlet to accelerate the air sucked into the cylinder and return the air flowing back to be re-inhaled with the intake air, thereby increasing the inertial force of the intake and filling the cylinder with fresh air at the time of valve overlap. It has the advantage of being able to improve output and fuel efficiency.

또한, 본 발명은 배기구 최종 끝단에 설치되어 배기가스의 최종 배출을 가속하고 진입되는 이어 배기구로 진입되는 부압파의 역류를 제어하여 배기의 관성을 이끌어냄으로서 실린더 내부로 역류되던 잔류배기가스를 차단하여 밸브 오버랩시기에 흡기효율을 더욱 강화하는 효과로 엔진의 출력과 연비를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention is installed at the final end of the exhaust port to accelerate the final discharge of the exhaust gas and control the backflow of the negative pressure wave entering the exhaust port to induce the inertia of the exhaust, thereby blocking the residual exhaust gas flowing back into the cylinder. This has the advantage of improving engine output and fuel efficiency by further strengthening intake efficiency during the valve overlap period.

또한, 본 발명은 흡기계통에 부가적으로 설비된 터보챠져나 인터쿨러 그리고 배기계통에 설치된 배출가스 후처리장치와 소음기등의 복잡한 흡기와 배기를 통로를 갖는 엔진에서도 흡기와 배기압력을 완화하여 엔진의 효율을 개선할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention relieves intake and exhaust pressures in engines with complex intake and exhaust passages such as a turbocharger or intercooler additionally installed in the intake system and an exhaust gas post-processing device and silencer installed in the exhaust system. It has the advantage of improving efficiency.

또한, 본 발명은 가솔린 디젤 및 LPG, LNG 엔진의 밸브 오버랩시기 배기역류로 인한 역화를 제거할 수 있다는 장점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of eliminating backfire caused by exhaust backflow during valve overlap in gasoline diesel, LPG, and LNG engines.

또한, 본 발명은 엔진의 회전 속도에 따른 공기의 흡기량과 배출량 그리고 속도에 정비례하는 역류성 공기를 재흡기하거나 재배출하여 압력을 해소시키고 흡기와 배기음을 현저하게 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to relieve pressure and significantly reduce intake and exhaust noise by re-inhaling or re-discharging backflow air in direct proportion to the intake and discharge amount of air and speed according to the rotation speed of the engine.

또한, 본 발명은 엔진의 흡기와 배기의 개선을 통하여 연소효율을 개선함으로서 엔진의 출력증가 연비개선 매연감소 주행능력을 향상하는 등의 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of improving combustion efficiency by improving the intake and exhaust of the engine, thereby achieving effects such as increasing engine output, improving fuel efficiency, reducing exhaust emissions, and improving driving performance.

100: 제1관 110: 연결관부
120: 내부관부 121: 1절개라인
122: 내부베인 123: 통기공
200: 제2관 210: 고정관부
220: 고정홈부 300: 마감캡
310: 외측결합관부 320: 내측결합관부
330: 경사마감판 341: 제2절개라인
342: 외부베인 343: 유입공
100: Pipe 1 110: Connector section
120: Internal pipe 121: 1 incision line
122: internal vane 123: ventilation hole
200: 2nd pipe 210: Fixed pipe part
220: Fixing groove 300: Finishing cap
310: outer joining pipe 320: inner joining pipe
330: Inclined finishing plate 341: Second incision line
342: External vane 343: Inlet hole

Claims (3)

선박과 자동차의 내연기관 엔진의 흡배기계통에 설치되는 것으로,
좌우 길이방향으로 관통 형성된 유로를 갖되, 중앙을 기준으로 좌측에 연결관부가 형성되고 우측에 상기 연결관부보다 직경이 작게 내부관부가 형성되며, 상기 내부관부의 외면에는 경사지게 절개한 다수의 제1절개라인의 좌측편을 내측으로 절곡하여 형성되는 다수개의 내부베인이 동일한 원주라인에 균등한 거리를 두고 형성되고, 상기 제1절개라인과 내부베인의 사이에 통기공이 형성되는 제1관과,
상기 제1관의 내부관부와의 사이에 챔버가 형성되도록 상기 내부관부의 외부에 이격되게 배치되며 좌측단은 상기 내부관부의 외면에 고정되는 제2관과,
상기 내부관부의 우측단과 제2관의 우측단이 연결되게 내부관부 및 제2관의 우측 단부에 결합되고 챔버를 마감하며, 상기 챔버에 역류되는 공기가 유입되도록 유입공이 형성된 마감캡을 포함하여 구성되어,
상기 내부베인을 통해 상기 제1관을 지나는 공기에 와류를 형성시켜 공기의 흐름을 가속하고 역류를 제어하며,
상기 내부관부에서 상기 내부베인을 통해 가속된 공기의 흐름에 의해 상기 통기공을 통해 챔버의 공기가 유입되고 챔버에서 유입된 공기가 내부관부를 지나는 공기와 함께 내부관부를 통해 배출되면 내부관부 내의 압력에 비해 상대적으로 챔버가 저압지역이 형성되게 구성되어, 상기 제1관을 빠져나가면서 역류되는 공기가 유입공을 통해 챔버로 빨려들어와 통기공을 통해 내부관부를 지나는 공기와 함께 내부관부를 통해 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치.
It is installed in the intake and exhaust systems of internal combustion engines of ships and automobiles.
It has a flow path formed through the left and right longitudinal directions, with a connecting pipe portion formed on the left side based on the center and an inner pipe portion having a smaller diameter than the connecting pipe portion being formed on the right side, and a plurality of first incisions made obliquely on the outer surface of the inner pipe portion. A first pipe in which a plurality of internal vanes formed by bending the left side of the line inward are formed at equal distances on the same circumferential line, and a ventilation hole is formed between the first incision line and the internal vanes;
a second pipe disposed to be spaced apart from the outside of the inner pipe portion so that a chamber is formed between the inner pipe portion of the first pipe and the left end of which is fixed to the outer surface of the inner pipe portion;
It is coupled to the right end of the inner tube part and the right end of the second tube so that the right end of the inner tube part is connected to the right end of the second tube, closes the chamber, and includes a closing cap with an inlet hole formed to allow air flowing back into the chamber to flow into the chamber. Became,
Forming a vortex in the air passing through the first pipe through the internal vane accelerates the flow of air and controls backflow,
When the air in the chamber is introduced through the ventilation hole by the flow of air accelerated through the inner vane in the inner pipe portion and the air introduced from the chamber is discharged through the inner pipe portion along with the air passing through the inner pipe portion, the pressure in the inner pipe portion Compared to this, the chamber is configured to form a relatively low pressure area, so that the air flowing back while exiting the first pipe is sucked into the chamber through the inlet hole and discharged through the inner pipe along with the air passing through the inner pipe through the ventilation hole. A fuel saving, exhaust reduction and driving performance improvement device for ships and automobiles, characterized in that it is configured to do so.
제1항에 있어서,
상기 제1관의 내부관부에는 우측 단부에 연결관부의 좌단에서 내부관부측으로 하향 경사지게 환형의 경사고정면이 형성되고, 우측 단부에 외주를 따라 일정 간격으로 형성된 절개부에 의해 다수의 체결편이 형성된 압축체결부가 형성되고,
상기 제2관에는 좌측 단부에 좌단에서 내측으로 절곡 형성되되 상기 경사고정면에 대응되게 제2관의 중심측으로 경사지게 환형으로 형성되고 상기 경사고정면에 밀착되게 끼움 결합되어, 내부관부에 제2관의 좌측을 고정하면서 챔버의 좌측면을 마감하는 고정관부가 형성되고, 우측 단부에 외면을 따라 환형의 고정홈부가 형성되며,
상기 마감캡은 상기 고정홈부에 끼워져 제2관의 외면에 결합되는 외측결합관부와, 상기 외측 결합관부에서 우측으로 이격되어 상기 제1관의 압축체결부가 끼워져 제1관의 고정관부의 외면에 결합되는 내측결합관부와, 상기 외측결합관부의 좌단과 내측결합관부의 좌단이 연결되게 경사지게 설치되고 챔버의 우측면을 마감하는 경사마감판으로 구성되고,
상기 경사마감판의 외면에는 경사지게 절개한 다수의 제2절개라인의 우측편을 내측으로 절곡하여 형성되는 다수개의 외부베인이 동일한 원주라인에 균등한 거리를 두고 형성되며,
상기 유입공은 상기 제2절개라인과 외부베인의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치.
According to paragraph 1,
In the inner pipe part of the first pipe, an annular inclined fixing surface is formed at the right end sloping downward from the left end of the connecting pipe part toward the inner pipe part, and a compression section in which a plurality of fastening pieces are formed by cuts formed at regular intervals along the outer circumference at the right end A fastening part is formed,
The second pipe is bent inward from the left end at the left end, is formed in an annular shape inclined toward the center of the second pipe corresponding to the inclined fixing surface, and is tightly fitted to the inclined fixing surface, so that the second pipe is attached to the inner pipe portion. A fixing pipe part is formed to finish the left side of the chamber while fixing the left side of the chamber, and an annular fixing groove is formed along the outer surface at the right end,
The closing cap has an outer coupling pipe part that is inserted into the fixing groove and coupled to the outer surface of the second pipe, and a compression fastening part of the first pipe that is spaced to the right from the outer coupling tube part and is coupled to the outer surface of the fixing tube part of the first pipe. It consists of an inner coupling pipe portion, an inclined finishing plate installed at an angle so that the left end of the outer coupling pipe portion and the left end of the inner coupling pipe portion are connected, and finishing the right side of the chamber,
On the outer surface of the inclined finishing plate, a plurality of external vanes formed by bending the right sides of a plurality of second obliquely cut lines inward are formed at equal distances along the same circumferential line,
A device for saving fuel, reducing exhaust fumes, and improving driving performance for ships and automobiles, wherein the inlet hole is formed between the second cutting line and the external vane.
제1항에 있어서,
상기 제1관의 연결관부에는 좌측 단부에 외주방향을 따라 일정 간격으로 형성된 절개홈에 의해 다수의 끼움편이 형성된 압축끼움부가 형성되어,
상기 제1관이 배기계통의 테일파이프에 설치될 때, 상기 압축끼움부를 통해 제1관을 테일파이프에 용이하게 결합 및 분리할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 선박과 자동차의 연료절감, 매연저감 및 주행성능 향상장치.
According to paragraph 1,
In the connection pipe portion of the first pipe, a compression fitting portion in which a plurality of fitting pieces are formed by cutting grooves formed at regular intervals along the outer circumferential direction is formed at the left end,
When the first pipe is installed in the tail pipe of the exhaust system, the first pipe can be easily coupled to and separated from the tail pipe through the compression fitting portion. Driving performance improvement device.
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