KR950002626B1 - 디이젤연료 연소조건 증강장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

디이젤연료 연소조건 증강장치

제1도는 디이젤기관에 연소경과에 따른 여러인자의 변화를 나타낸 그래프.

제2도는 본 발명에 따른 연소조건 증강장치에 대한 부분절개 단면도.

제3도는 제2도에 대한 평면도.

제4도는 공지의 초음파발생회로 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피라밋형 몸체 2 : 연료공급호오스

3, 3' : 금속산화물충전재 4 : 연료이동파이프

5 : 꼭지점 6 : 수직봉

7 : 울림원판 8 : 내부호오스

9 : 영구자석 10 : 외부호오스

11 : 초음파발생회로연결단자

본 발명은 디이젤연료의 주입호오스에 장착할 수 있도록 된 연소조건 증강장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디이젤연료를 사용하는 고속자동차용 엔진과 증속, 저속 내연기관을 모두 포함하는 디이젤기관의 연료주입호오스에 장착 사용하는 것으로서, 특히 고속자동차용 엔진에 사용하는 디이젤연료가 실린더내에서 완전연소가 되고 CO, NO_x및 탄화수소가스등의 공해가스가 유출되지 않도록 전자제어방식에 관한 원리를 일부 이용하여 연료의 분자활동을 개선하므로써 연소조건을 완전연소에 근접하도록 향상시켜주는 디이젤연료 연소조건 증강장치에 관한 것이다.

최근 디이젤기관이나 디이젤자동차로부터 발생되는 배기가스가 환경공해에 엄청난 피해를 주고 있다는 것은 잘 알려져 있고, 점차 이러한 공해문제가 심각한 현상의 문제로 대두되고 있다.

그러므로 이러한 디이젤엔진에 대한 연소과정은 공해방지 차원에서도 중요한 연구대상이 될 수 있다.

일반적으로 고속자동차용 엔진에 있어서 연료가 실린더내 고압분사되기 전에 실린더내에 먼저 흡입압축된 공기가 고압상태에서 고온상태에 이를 때 실리더내의 공기압보다 고압으로 분사되는 디이젤연료가 액상상태에서 점화확산이 일어난다. 이때 연료가 공기와 완전혼합기 상태에 이를 수 없으므로 그로 인한 불완전연소가 부분적으로 발생되기 때문에, CO, NO_x및 탄화수소가스 등의 공해가스가 배출된다.[디이젤엔진, 김응서 저, 1979년 세문사발행. P370--374].

이러한 공해가스배출 문제는 엔진 각 기관에 대한 운용상의 문제도 있으나 사용되는 연료자체의 성상과 분자결합 및 불순물 등에 기인한 연료적 문제도 있는 것으로 알려져 있다.

디이젤기관의 연소특징과 연소과정에 대하여 살펴보면 아래 비교표 1과 같이 가솔린기관과 다른 점이 있다.

[표 1]

디이젤기관의 연소경위를 보면 착화지연→예혼합연소(Permixed combustion)→확산연소→후연소로 대분 할 수 있다(제1도 참조).

제1도는 디이젤기관의 연소과정을 연소의 시간적 경과에 따라 나타낸 것으로서, 세로축은 실린더내 압력과 압축행정중의 공기온도를, 가로축은 연소분사율과 열발생율을 나타낸 것이다.

제1도에 있어서 ② ③ 사이에서는 공기온도(tc)가 착화에 필요한 최저온도(ts)보다 높아도 즉시 착화되지 않는다. 그 이유는 액상인 연소가 고온공기로 가열→증발→공기의 혼합, 착화에 필요한 상태, 즉 물리적 화학적 준비가 되었을때 비로서 착화가 되기 때문이다. 이 기간 I를 착화지연기간이라 할 수 있는데, 이 길이는 기관의 성능, 소음. 진동 및 배출가스의 특성에 중요한 영향을 미치는 것이므로 이 기간이 짧을수록 연소가 완만하여 진동, 소음이 낮고 NO_x의 생성이 적어진다[디이젤엔진, 김응서 저, 1979, 세문사발생, P368 - 370].

착화지연에 영향을 미치는 요인으로는 연료의 세탄가 공기압축압력, 고온도, 연료분사시기, 가스의 유동등이 있으며, 온도와 압력이 높을수록, 그리고 분사진각이 적을수록 착화지연이 짧아진다.

제1도에서 tc∼ts 사이가 클수록 착화지연이 짧고 ②∼③의 중심점에 연료분사 시기를 설정하면 착화지연이 최소화되는데, 이때가 최량성능이 얻어지는 분사조건이 성립되는 기간이다.

또한 제1도에서 ③의 착화로부터 압력이 급상승완료까지 II의 기간은 예혼합연소(permixed combustion) 기간으로서, 이 기간중에 단기간 폭발로 인한 대량의 열이 발생하는데, 착화지연기간에 분사된 연료가 압축공기와 혼합되어 연속적으로 급속히 연소되기 때문에 압력이 급상승한다. 또 이 기간에는 산소(O)가 충분히 존재하므로 NO_x가 가장 많이 발생한다. 압력 급상승 후 연소가 끝날기간인 III과 IV에서의 연소를 확산연소라고 말하며, 이때에는 고온의 화염속에 직접 분사된 연료가 급속가열되고 증발되므로 착화지연이 매우 짧고 분사와 동시 연소된다.

이와 같은 상황에서 부분적으로 산소(O)가 희박할 경우 결합력이 센 H만이 O를아서 확산되며 연소되고, C는 남아서 디이젤특유의 매연이 발생된다고 본다. 이때 산소농도는 더욱 낮아지므로 불완전연소로 매연이나 탄화수소가스가 증가된다.

위와 같은 연소과정에서 공기압이 높고 온도가 높으면 CO와 탄화수소가스가 비교적 적제 배출되나 그와 반대로 NO_x가스가 많이 배출된다. 그러므로 NO_x를 줄이려 한다면 그와 반대로 CO 및 탄화수소가스가 많이 발생하는 상태가 성립된다.

위의 내용을 비교 고찰한다면, 동일 연소과정에서는 같은 연소조건하에서 CO, NO_x및 탄화수소가스를 동시에 억제시킬 수 있는 제어방법이 현실적으로 상당히 어렵다는 결론에 귀착된다.

이에 본 발명자들은 위와 같은 여러 사실에서 착안하여 연료가 공급되기직전 휠터와 연료펌프 사이에서 연료의 연소조건을 개선, 증강시켜서 연료를 구성하는 분자의 성질을 완전연소에 근접하도록 유도할 수만 있다면 CO, NO_x및 탄화수소가스 발생의 억제가 가능할 수 있고 동시에 연비도 크게 증가시킬 수 있다는것으로부터 출발하여 본 발명을 완성하제 된 것이다.

따라서, 본 발명은 종래에 알려진 바 없는 전혀 새로운 구조의 장치로서, 디이젤연료의 주입호오스에 설치 사용하는 경우 연료의 분자활동을 개선시켜서 완전연소에 근접하도록 연소조건을 개선, 증강시켜주는 디이젤연료 연소조건 증강장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 첨부도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 피라밋형몸체(1)와 연료공급호오스(2)가 연결되어 이루어져 있되, 상기 피라밋형몸체(1)에는 내부가 금속산화물충전재(3)로 채워져 있고, 그 몸체(1) 중앙을 횡으로 관통하는 연료이동파이프(4)가 끼워져 있으면서, 피라밋형몸체(1)의 꼭지점(5)으로부터 직하방으로는 금속제수직봉(6)이 상기 연료이동파이프(4)와 근접하게 직립설치됨과 아울러서, 피라밋형몸체(1) 바닥면 중앙에는 금속제 울림원판(7)이 위치되어있고, 상기 연료공급호오스(2)는 내부호오스(8)의 외표면에 등간격의 영구자석(9)이 나선형으로 줄지어 배열되어 있으면서 그 영구자석(9)들 사이에는 상기 금속산화물충전재(3)와 동일 성분의 충전재(3')가 채워진 상태로 외부호오스(10)로 감싸여져 구성되어 있는 디이젤연료 연소조건 증강장치인 것이다.

미설명부호 11은 초음파발생회로연결단자이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 장치에 관한 구조와 작용효과를 살피기에 앞서 우선 디이젤연료에 대한 물리화학적 작용원리를 살펴보면, 연료가 디이젤엔진의 실린더내에서 분사되기 직전에 연료의 분자구성의 대종을 이루고 있는 C와 H의 분자결합 상태를 완전연소조건에 부합되도록 촉진, 제어시켜주제 되면 다른 통로를 통하여 따로 흡입 압축된 고온상태의 공기중(260℃∼550℃)에 있는 산소와 분사되는 연료중의 H 및 C와의 결합력을 높여주어서 완전연소가 되도록 유도되며, 그 결과로 인해 H와 C가 무해한 CO₂와 H₂O로 결합되도록 연소조건을 변화시켜 준다.

이와 같이 연소조건을 개선시켜주게 되면 공해가스가 생성되는 요인을 없애주므로 CO 및 탄화수소가스등의 공해가스 발생을 차단한다.

또한 N가 O와 쉽게 결합될 수 있는 환경을 약화시켜서 NO_x가스의 배출을 억제시키는 방법으로서는 일종의 마이크로파인 전자파에너지 대와 회전되는 자장파 역을 만들어주어 디이젤연료가 통과되는 순간 분자활동을 촉진시키도록 하는 것인데, 이 방법은 성질이 다른 여러가지의 에너지 파장을 전자회로에 의해 발생시켜서 연료가 실린더에 주입되기 직전에 연료에 에너지를 가하므로써 연료의 분자활동을 특수하게 유도시켜 완전연소가 되도록 한다.

본 발명은 이러한 일련의 물리화학적 작용으로 연소조건을 변화시키므로써 디이젤기관의 기계적 기능에 의존한 연료연소 조건개선의 한계성을 보완시키고, 공해가스의 발생을 극소화하며 연소효율도 배가시키는 것이다.

한편, 고속디이젤 엔진용의 경유로 사판되고 있는 액체연료는 원유로부터 분류정제한다음 점도(粘度), 휘발성, 착화성 등의 도수(度數)를 알맞게 조절한후 불순물과 협잡물을 제거한 것으로서 제 구성물질을 균등하제 처리한 것이다.

이러한 디이젤연료의 비중은 0.83~0.89, 인화점 40~90℃, 발열량 10,700Kal/kg으로서, 자연발화오도는 산소속에서 254℃ 이고, 공기속에서 358℃이며,1kg을 완전연소시키는데 소요되는 건조공기량이 14.4kg(약 11.2m³)이고 비점은 초류온도(初溜溫度) 130~200℃, 최고온도 300℃인 것이 주종을 이루고 있다.

연료로서 갖추어야 할 물리적인 성상은 적당한 점성(粘性)을 가질 것, 온도변화에 의한 점도변화가 적을 것, 쉽제 자연발화될 것, 고형미립물(固形微粒物)이나 유해성분을 함유하지 않을 겻 등을 전제로 해서 액체 연료의 비중,인화점, 연소점, 착화점 또는 자연발화, 발열량, 점도, 응고점 등과 같은 연료의 물리적 화학적 제 성질이 연소효율의 결정적 요인이 되며, 이러한 연소효율을 높이려는 난제는 좀처럼 해결하기 힘들다는 것이 세계적 추세이다.

연료의 점도(粘度)는 엔진의 성능이나 연료분사, 펌프등에 적지 않은 영향을 주고 있는데, 점도가 크면 연료파이프 내에서 유동성이 적어져서 분사펌프작용에 지장을 주고, 점도가 너무 적으면 윤활성이 결여되어 연료펌프 플런저(fuel pump plunger)의 소결(stick)이 일어나기 쉽고 또 마멸도 빨라진다. 한 예로 독일의 A.E.G 회사의 자이르스(Dr. Sars)의 실험에 의하면 디이젤연료의 점도는 엥글러(Engler) B도인 입자의 직경이 1.78도인 것의 2~3배가 되는 것으로 밝혀졌다. 따라서 질량면으로는 7~27배가 되는 셈이다.

위와 같이 입자가 커지면 실린더 내에서 압축공기 속을 관통하는 작용이 좋아서 충분한 확산이 이루어지나 너무 크면 불완전 연소를 초래하여 연료 소비를 가중시키게 된다. 그러므로 무기 분사식 엔진에서는 20℃에서 점도 엥글러 2~3도, 최대 5도까지가 바람직하다. 또 점도가 다소 높은 것이라도 40℃~50℃로 예열하여 적당히 점도를 내릴 수 있는 방법이 있겠으나 그 또한 좋은 방법은 아니다.

위와 같은 연료의 점도에 대한 선택의 폭이 작은 상태에서, 연료의 점도를 넓게 설정하되 연료공급호오스내에서 유동성이 좋고 분사펌프작용이 좋아서 실린더내에 골고루 확산된 상태로 실린더내에 도달케 되도록 연료의 특성을 유도시키는 것이 필요하며, 연료의 연비를 높이고 공해가스를 억제시키는 동시에 연소경위를 최상 상태로 유지시키기 위해서는 연료의 분자구성상의 특성과 성질을 잘 이용할 필요가 있다.

다음 구조식으로 표시된 탄화수소 화합물에서 보듯이 특히 피라핀계와 나프텐계의 탄화수소류는 대개가 C 80~85%, H 12~15%로 구성된 것임을 알 수 있다.

이와 관련하여 증류조내에서 가열된 원유를 200~360℃에서 가스화시켜서 분류한 경우 증류성상점이 되는데, ASTM 디이젤연료규격(D 957-53T)에 의하면 증류성상 종점을 330℃로 정하고 있고 SAE 디이젤연료 규격에서는 360℃이다. 이와 같이 경유(diesel)의 경우에 비교적 증류성상 종점을 높이 정하고 있다는 것으로부터 경유중에서 점도가 높은쪽 범위를 선택하고 있음을 간접적으로 알 수 있다(중유는 증류성상종점이 경유보다 더 높다).

점도의 범위를 넓게 선정한다는 것은 분사시 실린더내에 골고루 연료를 도달시키게 한다는 것을 의미하고, 또 유동성을 좋게 하려면 점도를 낮제 설정해야 하는데, 점도범위와 유동성 문제를 동시에 둘다 만족할 방법은 없다. 그러나 상기 화합물 구조식에서 보듯이 화석연료가 H와 C의 원소로 이루어진 화합물이라는 점을 잘 활용할 필요가 있다.

즉, H와 C는 예열을 받으면 구조상 점도가 낮아지는 경향이 있다. 그러나 액상으로 분사될 경우 예열하기전 상태의 점도가 유지되는 성질을 가지고 있는데, 그 성질을 유도시키기 위해서 연료를 구성하는 H와C를 물리적 힘으로 공진시켜 유동성을 좋제 변화시켜주면 액상에서 분사될 경우 입자가 H의 변각운동으로 점도가 큰 성질과 같은 액상이 유도되고 변각 운동이 줄어들면 곧 안개화되어서 입자가 작은 안개모양의 액상으로 됨과 동시에 기화의 과정을 밝게되는 것을 확인할 수 있게 되었다. 이와 같은 상태의 연료의 성질을 유도시키기 위해서는 예열→공진운동→지화현상유지→분무→기화폭발의 순서를 거쳐야 한다.

따라서, 연료의 연소조건을 변화,개선시키기 위해서는 공진운동의 합리적인 실현과 자화현상 유지가 관건인바, 본 발명은 곧 이 2가지 문제를 일거에 해결한 놀라운 효과의 장치를 구성한 것이다.

이와 같은 연료의 효과적인 연소조건을 유도해낼 방법과 그 장치에 제조 및 구성과정을 살펴보기 위해서 첨부도면에 의거 좀더 상세히 설명하고자 한다.

제2도 및 제3도는 본 발명에 따른 연소조건 증강장치로서 입경이 3mm 이하의 Al₂O₃70%, TiO₃10%, SiO₂20%의 혼합물로 이루어진 금속산화물 충전재(3)를 피라밋형으로 성형시키기 위하여 최소량의 에폭시수지를 혼합 사용하여 피라밋형몸체(1)에 수납 성형한다.

제2도 및 제3도에서 피라밋형몸체(1) 바닥면의 4각변 CB, CE, BD, ED의 길이는 각각 같은 정사각형을 이루고 CA, BA, EA, DA의 빗변 역시 각각 길이가 서로 같게하되 바닥면의 한변 길이와 빗면 BAC, CAE, BAD 또는 DAE의 높이비는 바닥면의 한면 길이를 10으로 할 때 빗면의 높이가 6∼9의 비율이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이러한 피라밋형몸체(1)에는 차량엔진 및 기타 중, 저속엔진 및 내연기관의 연료호오스의 내경에 준한 파이프의 외경의 크기를 갖는 연료이동파이프(4)가 중앙을 관통하여 설치되는데, 이 파이프(4)의 외경과 피라밋형몸체(1)의 높이의 비율을 정할때 피라밋형몸체(1)의 바닥면으로부터 꼭짖점(5)까지의 높이를 5로 할 경우 파이프(4)의 외경을 약 1이 되도록 하여 피라밋형몸체(1)에 관통수납하되 몸체(1) 바닥면으로부터 위로1/3 지점에서 CAE의 삼각면과 BAD의 삼각면 중앙을 외부로부터 관통하게 해서 몸체(1) 내부에 수납시킨다.

또한, 상기 몸체(1)의 꼭지점(5)에서 직하방으로 수직 위치하는 수직봉(6)은 외경이 5∼7mm의 크기의 모양으로서 재질은 Cu과 Al의 합금으로 제조되고 내경이 1∼3mm 정도이며 상부선단이 막혀진 길다란 종(鍾)모양의 원통형 금속제봉으로 이루어져 있다. 이 수직봉(6)의 하부선단은 연료이동파이프(4)에서 0.5∼1.5mm 정도 떼어서 수직으로 세워서 그 상부선단이 피라밋형몸체(1)의 꼭지점(5)에 수직선으로 일치되도륵 수납한다.

그리고, 몸체(1)의 바닥면에는 두께가 1∼3mm의 울림원판(7)을 설치하는데 , 이 울림원판(7)은 Al, Al합금, Ni, Ni 합금, Ti, Ti 합금 또는 이들 중 2 이상의 합금으로 만들어진 것을 사용한다.

본 발명에 따르면 울림원판(7)의 면적은 사각면 BCED가 이루는 바닥면 넓이의 1/3에 해당하도록 설치하되 그의 아랫면만이 BCED면의 외부와 수평으로 일치되게 노출시키고, 그 노출부위 일측에는 제4도와 같은 초음파발생회로의 Out 부분과 접속되도록 초음파회로접속단자(11)를 부착하고 회로의 Out 단자가 연결되도록 외부에 연결상태로 수납성형한다. 이때 초음파발생회로와 연결하거나 연결하지 않아도 무방하다.

그리고, 피라밋형몸체(1)의 빗면중에서 제3도에서 보이는 CAB면과 EAD면, 즉 연료이동파이프(4)가 관통되지 아니하는 양쪽 빗면은 약 0.5∼2mm 두께의 금속제삼각판을 외부에서 감싸듯 빗면 전면에 걸쳐 접착도포시킨다. 이때의 금속제삼각판의 재질은 상기 울림원판(7)의 재질과 동일하게 한다.

한편, 상기 피라밋형몸체(1)의 연료이동파이프(4)와 수밀 연결되는 연료공급호오스(2)는 내부호오스(8)표면위에 1wb의 영구자석(원반형 또는 4각형)(9)을 호오스(8)의 선단 접속부위에서부터 시작하여 S극을 내부호오스(8)면을 향하게 하고 N극을 외부호오스(10)로 향하게 하여 내부호오스(8)의 외피면에 부착시킨다.

이때 영구자석(9)간의 간격을 그 자석의 직경의 크기에 해당하는 거리간격으로 일정하게 부착하되 내부호오스(8)의 다른 선단부에 이르기까지 시계방향으로 회전하는 나선형으로 일렬로 줄을 지어서 1회전 되도록 배열하여 접착시킨다. 이때 영구자석(9)과 자석 사이사이 간격부분은 Al₂O₃70%, TiO 10%, SiO₂20%로 구성된 피라밋형몸체(1)속의 충전재(3)와 같은 금속산화물충전재(3')로 채우되 수성본드로 반죽을 만들어서 충전시키고 그 외부는 고무재질의 외부호오스(9)로 감싸 처리한다.

본 발명에 따르면 상기 외부호오스(10)는 상기 영구자석(9)과 충전재(3')가 충격 및 직사열에 견디도록 내열성고무로 구성된 보호벽을 이루는 것으로서 그 보호벽의 압력이 영구자석(9)과 자석사이의 충전재(3')인 반죽을 압박하여 연료공급호오스(2) 내경의 단면이 약간의 타원형으로 변형되어서 완만한 나선형의 내경의 통로가 되도록 제작한다.

본 발명에 따르면 제2도 및 제3도에서 화살표 (가)에서 (나)방향으로 연료가 공급될 때의 연료(유체)압력보다 (나)에서 (다)방향으로의 내부압력(부하)이 적어야 한다.

이상과 같이 제작된 본 발명의 장치에서 사용되는 원자재는 쉽게 구할 수 있는 원자재들로만 이루어져 있고 그 제작에 있어서도 그다지 어려운 것은 없다.

이와 같이 본 발명에 따른 장치를 사용할 때는 반드시 연료휠타와 연료펌프 사이에 연결하되 제2도 및 제3도에서 (나)방향이 연료펌프쪽으로 부착되어야 한다.

이러한 본 발명의 장치를 이용하면 (가)에서 (나)방향으로 움직이는 연료는 피라밋형의 몸체(1)의 Al₂O₃, TiO₃, SiO₂재질로 된 충전재(3) 특성으로 인하여 발생 빙사되는 4∼15㎛의 전자파에 의하여 공명과 공진이 되기 시작한다. 이때 제4도의 회로에서 1.5V의 직류전류를 사용한 초음파발진기로 8∼30KHz의 음파를 보내면 울림원판(7)이 진동되게 되는데, 그 음파는 곧바로 울림원판(7)의 정 중앙의 직상방 수직선상에 위치된 수직봉(6)의 내부공간내에서 더욱 크게 반향하는 음파를 만들고, 그 음파는 점점 피라밋형의몸체(1) 내부와 황동재질의 연료이동파이프(4)를 공진시키며 외부로 펴져나가게 된다.

이때 피라밋형몸체(1)의 빗면인 CAB의 삼각면과 EAD 삼각면에 접착되 있는 음향파 반사관(금속제삼가판)에 의하여 반사되어서 다시 피라밋형몸체(1) 속으로 반향되어 파이프(4) 쪽으로 접결되게 되며, 이때연료는 음파의 반향의 파장에 의하여 와류현상을 일으키게 된다.

이와 같이 공진파 와류현상에 의하여 연료에 섞여 있거나 혼합구성되어 있는 불순물과 협잡물, 수분, 회분, 콘드라선, 탄소, 유황분 등은 H와 C의 원소결합이 분리되고, 이때 연료의 구성화합물을 이루는 분자구조는 더욱 결속하려는 경향이 뚜렷해진다.

그 이유는 연료는 H와 C와의 화합물이기 때문에 외곽으로 공유결합된 H의 운동량이 커지며 C와의 결합을 강하게 하는 H의 변각운동과 공진운동이 연료에서 발생되기 때문인 것으로 추정된다. 이때 4∼15㎛의 마이크로와에 민감한 H는 C에게 공진상태를 유도시키는 것으로 생각되는데, 마치 연료가 예열상태에서 발견되는 것과 같은 강력한 분자운동이 일어난다는 놀라운 사실을 확인케 되었다.

위와 같이 활발한 분자운동을 하는 연료가 와류상태에서 피라밋형몸체(1)를 지나 연료공급호오스(2)를 통과하는 동안 나선형 배열의 특수한 자장을 지나므로 인해 분자회전운동을 하면서 자화되는데, 이러한 자화에 따른 이온현상은 연료가 실린더 내부로 분사될 때 액상의 상태에서 입자의 크기가 비교적 크게 결집되므로 노즐에의 분사되면서 압축공기내에 단번에 도달됨과 동시에 안개화하면서 확산되어서 혼합기가 되는 시간이 극히 짧아지도록 한다. 그 결과 착화지연시간을 극히 최소화시킴으로서 제1도에서 보둣이 C, D간의 곡선이 완만하게 나타나며 후연소시 연료의 미연소를 없애주므로 CO, NO_x및 탄화수소가스와 같은 유해가스가 발생되는 상태를 차단시키는 것으로 해석된다. 그리고 완전연소가 유도되므로 대부분 CO₂, H₂O로 결합된 배기만 발생하게 된다.

또한, 이온화된 H와 C는 결합력이 비교적 강한 O와의 결합을 순간적으로 가능케 하므로 NO_x의 증가율을 떨어뜨리는 결과가 되는 것으로 해석된다.

이와 같은 본 발명에 따른 장치를 이용하여 실제 디이젤연료의 연소상태를 측정하기 위해 디이젤자동차에 본 발명의 장치를 부착하여 실험하여 본 결과 다음 표 2와 같이 매연발생과 에너지효율면에서 엄청난 효과를 나타내었다.

[표 2]

(주) ① CVS- 컴퓨터측정기를 사용함

② 상기 측정통계는 발명자의 시험결로서, 차량의 엔진기관의 상태 및 엔진형에 의하여 측정치가 다소 다를 수도 있음

③ 에너지 효율 측정치는 6개월간 경제속도로 차량을 운행한 평균특정치를 의미함(1일 운행시간 1시간 이상)

④ 회사별 차량선택은 같은 배기량의 같은 엔진형을 선택하였음

상기 표 2의 결과로부터 본 발명의 장치를 부착한 경우 부착전에 비해 약 2배이상 에너지효율이 증가되었고 80% 이상의 매연감소 현상이 확인 증명되었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디이젤연료 연소조건 증강장치는 각종 디이젤엔진 차량뿐아니라 디이젤연료가 이용되는 공업용 엔진 및 디이젤기관에 널리 이용될 수 있고, 특히 그 부착사용이 간편할뿐아니라 완전연소 조건에 근접한 상태로 연소되기 때문에 배기가스의 정화에 따른 공해방지와 에너지효율을 크게 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (16)

1. 피라밋형몸체(1)와 연료공급호오스(2)가 연결되어 이루어져 있되, 상기 피라밋형몸체(1)에는 내부가 금속산화물충전재(3)로 채워져 있고, 그 몸체(1) 중앙을 횡으로 관통하는 연료이동파이프(4)가 끼워져 있으면서, 피라밋형몸체(1)의 꼭지점(5)으로부터 직하방으로는 금속제수직봉(6)이 상기 연료이동파이프(4)와 근접하게 직립설치됨과 아울러서, 피라밋형몸체(1) 바닥면 중앙에는 금속제 울림원판(7)이 위치되어 있고, 상기 연료공급호오스(2)는 내부호오스(8)의 외표면에 등간격의 영구자석(9)이 나선형으로 줄지어 배열되어 있으면서 그 영구자석(9)들 사이에는 상기 금속산화물충전재(3)와 동일성분의 충전재(3')가 채워진 상태로 외부호오스(10)로 감싸여져 구성되어 있는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속산화물충전제는 Al₂O₃70%, TiO₃10% 및 SiO₂20%로 이루어진 것임을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 피라밋형몸체(1)는 그 바닥면이 정사각형이고, 바닥면의 한변 길이를 10으로할 때 삼각형 빗면의 높이가 6∼9의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조절 증강장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 연료이동파이드(4)는 피라밋형몸체(1) 바닥면으로부터 전체높이의 1/3 지점위에 위치하는 것임을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 연료이동파이프(4)는 피라밋형몸체(1)의 높이를 5라 할 때 그 외경 크기가 1의 비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 연료이동파이프(4)는 황동재질로 이루어진 것임을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 금속제수직봉(6)은 Cu와 Al 합금재질인 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
8. 제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 금속제수직봉(6)은 그 외경이 5∼7mm이고, 내경이 2∼3mm이며, 상부선단이 막혀진 길다란 종모양의 원통형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 금속제수직봉(6)은 그 하부선단이 상기 연료이동파이프(4)와 0.5∼1.5mm 정도 떨어져 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 금속제 울림원판(7)은 Al, Al 합금, Ni, Ni 합금, Ti, Ti 합금 또는 이들 중 2이상의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 상기 금속제 울림원판(7)은 그 면적이 상기 피라밋형몸체(1) 바닥면 넓이의 1/3이 되도륵 이루어진 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
12. 제1항 또는 제10항에 있어서, 상기 금속제 울림원판(7)은 그 두께가 1∼3mm인 것을 특징으로 하는 다이젤연료 연소조건 증강장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 피라밋형몸체(1) 중에서 상기 연료이동파이프(4)가 관통되지 아니하는 양쪽빗면은 상기 금속제 울림원판(7)과 동일재질로 된 0.5∼2mm 두께의 금속제삼각판이 외부에서 감싸듯 빗면전면에 걸쳐 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강창치.
14. 제1항에 있어서, 상기 연료공급호오스(2) 내부에 배열된 영구자석(9)은 S극이 내부호오스(8)면을 향하고, 영구자석(9)의 직경의 크기에 해당 하는 거리 간격으로 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 연료공급호오스(2)는 외부호오스(10)에 의해 외부에서 압박되어 그 단면이 타원형을 이루도륵 구성된 것을 특징으로하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.
16. 제1항에 있어서, 상기 피라밋형몸체(1)의 바닥면에 위치된 울림원판(7)은 초음파발생회로가 연결되어 있거나 연결되지 아니한 것을 특징으로 하는 디이젤연료 연소조건 증강장치.