KR960003129B1 - 매연 감소기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

매연 감소기

제1도는 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 매연 감소기의 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 제1도의 B-B선 단면도.

제4도는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 매연 감소기의 단면도.

제5도는 제4도의 매연 감소기의 관로를 따라 취한 단면도.

제6도는 제4도의 우측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 연료유입관 3: 제1유동관

5 : 가열관 6 : 제2유동관

9 : 연결관 12 : 밴드 히터

14 : 연료유출관 15,23 : 비틀림 다공판

16,22 : 자석 17,24 : 몸체

본 발명은 각종 연소기의 연소시 발생되는 배기가스내의 유해가스의 배출을 감소시키고 출력을 증강시키기 위한 매연 감소기에 관한 것이다.

화석연료 사용량의 증가는 산업화 사회의 근간으로 현 경제의 기본 모체가 되고 있으며 혁신적인 대체 연료의 개발이 없는 한 화석연료에 대한 의존도를 감소시킬 수 없다. 그러나 화석연료의 사용에 따른 부작용으로 각종 연소기의 연소시 발생되는 배기가스의 폐해는 현재 인류의 생존을 위협하는 수위에 달하고 있다.

각종 액체 및 기체화된 화석연료의 연소(내연기관 및 각종 연소기내)에 있어서 완전연소를 이룩함으로써 배기가스내의 유해가스의 배출에 의한 대기오염 및 기타 유해요인을 최소화시킬 수 있으나 기존의 연료기나 연소장치에서는 사실상 불가능하다고 볼 수 있다. 내연기관의 연소 또는 연소기내의 연소에 있어서 완전연소를 위한 충분한 공기량이 않되므로 일반적 공급원은 대기중에 공기가 되며 공급된 공기량이 연소에 충분한 산소량을 지니고 있더라도 내연기관 또는 연소기내의 연소작용이 순간적으로 진행되므로 연료소자와 산소와의 충분한 결합에 의한 완전연소를 기대할 수 없다. 근간 이러한 제반 문제점에 대한 문제 제기와 연구가 이루어져 왔고 상당부분 연소방법의 개선효율의 증대를 이루고 있으나 그 결과가 기대치에 미치지 못하고 있으며 이는 단순히 공급된 공기량의 증대나 내연기관 또는 연소장치의 개선만으로 이루어질 수 없기 때문에 이는 완전연소를 위한 연료소자와 산소간의 충분한 결합을 유도하는 별도의 장치가 요구되는 것이다. 일반적으로 연소기에 있어서 노즐을 통과된 연료는 각기 분리된 세분상태가 아닌 분자 덩어리(각기 일정한 분자 배열을 지니지 않은)로 분사되고 이는 연소기내의 연소순간에 완벽한 증발 분해 및 산소와의 결합이 이루어지지 않으므로 연료분자 덩어리의 표면만이 연소가 진행되고 중심부는 불완전 연소에 따른 배기가스의 대기오염에 주원인이 되고 있다.

불완전 연소시 대기주위에 배출되는 배기가스를 보면 탄화수소(HC)는 불완전 연소된 연료의 잔해로 내연기관에서는 연비의 저하를 유발하고 기타 연소기내에서는 잔존하여 연소를 저하시키는 원인이 되며, 일산화탄소는 배출후 대기중에 가라앉아 인체에 심각한 장애를 유발시킬 수 있고, 각종 질소의 산화물은 대기중 오존층을 파괴하는 주요원인이 되고 이로 인하여 인체 및 제 생태계에 악영향을 미치고 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 구성된 것으로서, 그 목적은 연료계통에 작용하여 완전연소를 촉진시킴으로써 배기가스의 배출을 감소시키며 출력이 증강되고 연비를 절감하는 동시에 내연기관의 수명을 연장할 수 있는 매연 감소기를 제공하는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 첫번째 양상에 따라 제공되는 매연 감소기는, 니플에 소정형상의 연료유입관의 일단부가 연결되어 있고 그 연료유입관의 타단부가 제1유동관의 일측 개방부와 연결되어 제1유동관과 소통하도록 되어 있으며, 그 제1유동관은 연결관에 의해 제2유동관과 서로 소통하며, 그 제2유동관의 타측 개방부는 소정형상으로 굴곡된 연료유출관의 일단부와 연결되어 있고, 그 연료유출관의 타단부는 또다른 니플과 결합되어 있으며, 연료유입관과 연료유출관의 각각의 일측에는 자석이 각각 설치되어 있고, 이러한 배관형태의 결합구조를 일체화하기 위하여 합성수지로 된 몸체가 소정형상으로 성형되어 전체구조를 내부에 수용하며, 제1유동관 및 제2유동관을 관통하여 가열관이 장착되고, 제1유동관과 제2유동관의 내측에는 파이프 코어가 가열관 둘레에 나선상으로 감겨있으며, 연료유입관, 연결관 및 연료유출관의 내측 전체에 걸쳐 비틀림 다공판이 설치되어 있고, 제1유동관과 제2유동관의 외측에는 밴드 히터가 각각 장착될 수 있다.

본 발명의 두번째 양상에 따라 제공되는 매연 감소기는, 내측 공간부를 두고 소정형상으로 감긴 연료유동관의 입구단이 니플과 결합되어 있고 출구단도 또다른 니플과 결합되어 있으며, 연료유동관의 중앙의 공간부에는 자석이 배치되어 있고 전체구조를 지지하도록 합성수지로 제조된 소정형상의 몸체가 일체로 성형되어 있으며, 연료유동관의 전체에 걸쳐 비틀림 다공판이 내부에 설치되어 있고, 연료유동관의 임의의 위치에 가열수단이 장착될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제1도 내지 제3도는 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 매연 감소기의 구조를 나타내는 도면으로서, 이 실시예의 것은 디젤유를 사용하는 연소기에 연결하여 사용하도록 구성된 것이며, 도시된 바와같이 그 구조는 탭이 형성된 니플(nipple)(1)에 연료유입관(2)의 일단부가 연결되어 있고 그 연료유입관(2)은 소정의 형상으로 굴곡되어 타단부가 제1유동관(3)의 일측 개방부(4)와 연결되어 제1유동관(3)과 소통하도록 되어 있다. 제1유동관(3)은 가열관(5)의 유입부의 외주둘레를 감싸고 있고 가열관(5)의 유출부 둘레에는 제2유동관(6)이 배치되어 있으며 제1유동관의 타측 개방부(7)와 제2유동관(6)의 일측 개방부(8)는 연결관(9)에 의해 연결됨으러써 제1유동관(3)과 제2유동관(6)이 서로 소통한다. 가열관(5)의 양단부에는 탭이 형성된 니플(10)이 연결되어 있다. 제1유동관(3)과 제2유동관(6)의 내측에는 파이프 코어(11)가 가열관(5) 둘레에 나선상으로 감겨있고, 제1유동관(3)과 제2유동관(6)의 외측에는 밴드 히터(12)가 각각 장착되어 있으며 그 밴드 히터(12)는 전원단자[도면에서 부호(E)로 나타냄]와 연결되어 밧데리 또는 전원과 접속할 수 있게끔 되어 있다. 제2유동관(6)의 타측 개방부(13)는 소정형상으로 굴곡된 연료유출관(14)의 일단부와 연결되어 있고, 그 연료유출관(14)의 타단부는 탭이 형성된 니플(1)과 결합되어 있다. 한편 연료유입관(14)의 타단부는 탭이 형성된 니플(1)과 결합되어 있다. 한편 연료유입관(2), 연결관(9) 및 연료유출관(14)의 내측 전체에 걸쳐 비틀림 다공판(15)(도면에서는 표시의 간명화를 위해 일부만 나타냄)이 설치되어 있는데, 이 비틀림 다공판(15)은 다수의 구멍이 뚫린 판을 비틀어서 사용하며, 이 이유는 후술하는 바와같이 와류를 유도하고 연료분자의 분쇄효과(연료입자의 미세화)를 높이기 위함이며, 연료유입관(2)과 연료유출관(14)의 각각의 일측에는 자석(16)이 각각 설치되어 있으며 자력선은 N(+)극에서 나와 S(-)극으로 들어가는 성질이 있으므로 N(+)극측이 연료유출관(14) 및 연료유입관(2)과 접촉하도록 하는 것이 바람직하다. 또한 연료유출관(14) 및 연료유입관(2)은 자석의 영향을 받지 않도록 비철금속(자력의 보지를 위해)을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 배관형태의 결합구조를 일체화하기 위하여 합성수지로 된 몸체(17)가 소정형상으로 성형되어 전체구조를 내부에 수용하고 있고 이 몸체는 바람직하게 에폭시수지를 재료로 사용할 수 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 매연 감소기의 작용원리는 기본적으로 자화효과 및 예열장치를 이용한 것으로서, 산소는 타종의 가스에 비해 강한 상자성체이므로 자성을 지닌 물체에 쉽게 흡입되고, 정제된 액체 또는 기체연료는 불규칙한 분자배열상태로 이루어져 있어 연소기로 공급되면 불완전 연소되므로, 1차자력을 연료에 적용시켜 연료를 이온화시키고 이온화된 연료의 분자구조를 일정하게 배열하여 유지하고 미세화시켜 주는데, 상기 매연 감소기의 관로를 통과하는 연료는 가장 적합한 분사전 온도유지를 위하여 준비된 예열기를 통과하면서 적정온도로 예열되고, 예열과정을 거친 연료는 열변화에 따른 이온배열이 일부 불규칙해지는 바 2차자력에 의하여 연료는 더욱 미세화되고 이온배열 또한 더욱 정열화되어 연소기관에 보내지며, 이러한 과정을 거친 연료는 산소와의 혼합비율이 증대됨으로써 완전연소를 유도할 수 있다. 이를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

연료유입관(2)의 일단부로 유입된 연료는 그 연료유입관(2)을 통해 흐르다 1차 자석(16)을 거쳐 이온화되고 분자구조가 일정하게 배열 및 미세화된 후 타단부를 통해 제1유동관(3)내로 유입외어 파이프 코어(11)를 따라 와류를 발생시키면서 흘러 연결관(9)을 통해 제2유동관(6)내로 유입되고 다시 파이프 코어(11)를 따라 흘러 연료유출관(14)내로 유출되는데, 제1유동관(3)과 제2유동관(6)내를 흐르는 연료는 가열관(5)내를 흐르는 가열된 냉각수에 의해 연소에 적합한 온도로 예열되는 것이다. 또한 시동전의 예열장치로서 제1유동관(3)과 제2유동관(6)의 외측 둘레에 장착된 밴드 히터(12)에 밧데리 또는 전원을 이용하여 전력을 공급함으로써도 연료를 예열할 수 있다. 연료유출관(14)으로 유입된 연료는 2차 자석(16)을 거쳐 더욱 미세화되고 분자배열 또한 더욱 정열되어 유출된다. 한편 연료유입관(2), 연결관(9) 및 연료유출관(14)의 전체에 걸쳐 형성된 비틀림 다공판(15)을 연료가 거치게 되므로 연료는 와류를 발생시키면서 흐르고 구멍을 통하면서 분자구조가 더욱 미세화되어 연소기내에서 완전연소가 이루어질 수 있도록 하는데, 실제 연소기내에서는 순간연소가 이루어지기 때문에 분자구조가 큰 경우는 표면부만이 연소가 이루어지고 중심부는 연소되지 않은채 배출되는 경우가 있는데 이것이 바로 불완전연소로 인한 배기가스의 주범이 되는 것이다. 일예로서 자동차의 디젤엔진에 적용시 연료유입관(2)의 입구에 결합된 니플(1)은 연료주입구와 연결시키고 연료유출관(14)의 출구에 결합된 니플(1)은 플런저와 연결시켜 사용할 수 있다.

그리고 본 발명의 두번째 실시예를 제4도 내지 제6도를 참조로 설명하면 다음과 같다.

이 실시예에 있어서의 매연 감소기는 가솔린을 연료로 사용하는 연소기와 결합하여 사용하도록 구성된 것으로서, 기본적으로는 상기한 첫번째 실시예의 것과 동일하지만 가솔린의 발화점이 낮으므로 연료를 예열시키지 않아도 적정한 발화온도를 유지시킬 수 있으므로 가열관 및 밴드 히터가 없어도 되며 그에 따라 관련 부품들이 제거되어 있고 전체적인 구조 및 형상이 단순하게 된다. 이 매연 감소기는 연료유입관과 연료유출관이 하나의 구조로서 일체로 되어 있는데, 나선상으로 일회 감기 연료유동관(20)의 입구단이 니플(21)과 결합되어 있고 출구단도 또다른 니플(21)과 결합되어 있으며 각각의 니플은 연료주입구 및 캬브레터 등과의 연결을 용이하게 하기 위하여 탭이 형성되어 있다. 연료유동관(20)은 도시예와 달리 내측 공간부를 두고 소정형상으로 수회 굴곡될 수 있으며 연료유동관(20)의 중앙의 공간부에는 자석(22)이 배치되어 있고 연료유동관(20)의 전체에 걸쳐 비틀림 다공판(23)(일부만 도시됨)이 내부에 설치되어 있으며 전체구조를 지지하도록 합성수지로 제조된 소정형상의 몸체(24)가 일체로 성형되어 있는데 , 이 몸체(24)는 도시예에서는 원통형을 이루고 있다. 한편 도시되지는 않았지만 필요에 따라 연료유동관(20)의 임의의 위치에 전기코일 따위의 가열수단을 장착 할 수 있다.

이와같은 두번째 실시예에 있어서는 연료유동관(20)을 통해 흐르는 연료가 자석(22)의 N극을 지나면서 1차로 자화되고 다시 자석(22)의 S극을 지나면서 2차로 자화되며 3차로 다시 N극으로부터 자력을 받아 자화되고, 연료유동관(20) 내부 전체에 걸쳐 배치된 비틀림 다공판(23)을 통해 흐르면서 와류를 발생시키고 미세화됨으로써 상기 첫번째 실시예에서와 마찬가지로 완전연소를 유도한다.

비록 도시예에서는 본 발명의 기술적 사상이 도시된 형상으로 한정되어 구체화되어 있지만, 이러한 형상 및 구조는 본 발명의 기술적 원리를 벗어남이 없이 변경이 가능하다. 예를들어 도시예에서 연료유입관(2) 및 연료유출관(14)의 위치를 바꾸어 흐름을 반대로 하여도 동일한 매연감소 및 출력증강 효과를 볼 수 있으며 각각의 관들의 굴곡형상 따위도 필여에 따라 변경이 가능한 것이다.

이와같이 본 발명의 매연 감소기는 모든 종류의 연소기에 사용이 가능하며, 특히 디젤기관, 보일러 및 히터, 가스 및 가솔린기관에 적합하게 적용할 수 있고, 연료계통에 작용하여 완전연소를 촉진시킴으로써 유해가스에 배출을 감소시키고 출력을 증가하며 연비를 절감하는 동시에 연소기의 수명을 연장할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 니플(1)에 소정형상의 연료유입관(2)의 일단부가 연결되어 있고 그 연료유입관(2)의 타단부가 제1유동관(3)의 일측 개방부(4)와 연결되어 제1유동관(3)과 소통하도록 되어 있으며, 그 제1유동관(3)은 연결관(9)에 의해 제2유동관(6)과 서로 소통하며, 그 제2유동관(6)의 타측 개방부(13)는 소정형상으로 굴곡된 연료유출관(14)의 일단부와 연결되어 있고, 그 연료유출관(14)의 타단부는 또다른 니플(1)과 결합되어 있으며, 상기 연료유입관(2)과 상기 연료유출관(14)의 각각의 일측에는 자석(16)이 각각 설치되어 있고 이러한 배관형태의 결합구조를 일체화하기 위하여 합성수지로 된 몸체(17)가 소정형상으로 성형되어 전체구조를 내부에 수용하는 매연 감소기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1유동관(3) 및 상기 제2유동관(6)을 관통하여 가열관(5)이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 매연 감소기.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1유동관(3)과 상기 제2유동관(6)의 내측에는 파이프 코어(11)가 가열관(5) 둘레에 나선상으로 감겨있는 것을 특징으로 하는 매연 감소기.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료유입관(2), 상기 연결관(9) 및 상기 연료유출관(14)의 내측 전체에 걸쳐 비틀림 다공판(15)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 매연 감소기.
5. 제1항 내기 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1유동관(3)과 상기 제2유동관(6)의 외측에는 밴드 히터(12)가 각각 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 매연 감소기.
6. 내측 공간부를 두고 소정형상으로 감긴 연료유동관(20)의 입구단이 니플(21)과 결합되어 있고 출구단도 또다른 니플(21)과 결합되어 있으며, 상기 연료유동관(20)의 중앙의 공간부에는 자석(22)이 배치되어 있고 전체구조를 지지하도록 합성수지로 제조된 소정형상의 몸체(24)가 일체로 성형되어 있는 매연 감소기.
7. 제6항에 있어서, 상기 연료유동관(20)의 전체에 걸쳐 비틀림 다공판(23)이 내부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 매연 감소기.
8. 제6항 또는 7항에 있어서, 상기 연료유동관(20)의 임의의 위치에 가열수단이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 매연 감소기.