KR960007397B1 - 물을 이용한 내열기관의 에너지 절감방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

물을 이용한 내열기관의 에너지 절감방법

제 1 도는 본 발명 의한 에너지 절감 방법을 실시하기 위한 전기 분해 장치를 보인 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 양극 2 : 음극

3 : 격막 4 : 전해액

5 : 산소가스 6 : 수소가스

7 : 레귤레이터 8 : 전류계

본 발명은 물을 이용한 내열기관의 에너지를 절감 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게로는 물을 전기 분해하여 발생되는 수소와 산소를 이용한 내열기관과 에너지 절감 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 과거에도 휘발유엔진이나 디젤엔진등의 각종 내열 기관의 에너지 절감방법에 대하여 많은 내용이 소개되어 있다.

이들은 대부분 촉매를 사용하는 화학적 방법, 관성등을 이용하는 물리적 방법등을 사용하는 등 다양한 방법으로 시도되었던 것이다.

그러나 이러한 방법들은 대개 관련 기술이 요구되는 목표수준에 미달됨으로 인하여 실용화되지 못하고 시행착오를 거치다가 사장되는 경우가 대부분이었다.

또한 근래에는 물을 전기 분해하여 생성되는 수소가스를 100% 이용하는 것이 있었으며, 이는 수소가 석유에 비하여 같은 부피에 있어서 3배의 에너지 효율이 있고 연소시 석유류는 공해물질을 발생시키나 수소는 공해물질을 배출시키지 않기 때문에 환경보호에도 기여할 수 있게 된다는 장점이 있는 것이다.

반면에 이러한 물의 전기 분해로 연료의 연소를 촉진하는 기술에 의하여 이는 전해액 저장조에 전극을 설치하고 직류전기를 통과시켜 수소, 산소혼합가스를 공기 조절변으로 통과시키는 방법이며 이는 실제의 실험결과 산소, 수소의 혼합가스는 다시 물로 전환되기 때문에 효율이 저조하게 되는 것이며, 아울러 이때의 물은 기화된 상태로 되어 결과적으로 엔진에 수분이 침투하게 되는 위험이 발생되는 문제점이 있는 것이다.

아울러 이러한 산소, 수소 혼합가스는 다시 물로 전환되는 과정에서 전류 능률을 저하시켜 그 효율을 더욱 저하시키므로 충분한 양의 수소와 산소를 얻을 수 없게 된다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 장시간 전기 분해시 전해액의 온도가 100℃에 이르므로 격막이 손상되어 수소, 산소가스의 혼합이 이루어지면서 효율이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 목적은 산소, 수소가스의 혼합을 방지함으로써 효율이 저하됨을 방지할 수 있도록 하는 내연기관의 에너지 절감방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 전류능률의 저하를 방지하고 전해액의 온도상승에도 불구하고 격막의 손상을 방지할 수 있도록 함으로써 효율 저하를 방지할 수 있는 내연기관의에너지 절감방법을 제공하는 것이다.

상술한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료로서 기존의 석유류를 그대로 사용하고, 내연기관 운전시 얻어지는 잉여 직류전기를 이용하여 물을 전기분해함과 동시에 물을 분해함에 따라 생성되는 수소 및 산소 가스를 연료 분사시 공기와 함께 흡입되게 하여 수소는 자기가 연료로 연소되면서 석유류 연료의 폭발 촉진제로 연소를 돕도록 하고, 산소는 연소조제로 사용되도록 하여 산소, 수소가스의 혼합을 방지함으로써 높은 효율을 유지할 수 있게 한 내연기관의 에너지 절감방법을 제안한다.

상술한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 "+","-"전극의 수소와 산소를 별도로 분리하여 내연기관의 공기 조절 장치에서 공기와 같이 합류, 주입시켜 에너지 절감효율을 증대시키고, 두가스의 분리로 전류 능률도 호전시켜 원활한 전기분해가 이루어지도록 하며, 석면포나 유리섬유를 격막의 원재료로 하고, 이러한 격막의 틈새로 수소, 산소가스의 혼합됨을 방지하기 위하여 BaSO₄를 코팅하여 줌으로써 장시간 분해시 전해액의 온도가 상승되더라도 격막의 틈새로 수소, 산소가스의 혼합이 발생되지 않도록 한 내연기관의 에너지 절감방법을 제안한다.

상술한 구성에 의하여 본 발명은 수소와 산소의 발생량을 충분히 하고 이들이 혼합되지 않도록 하는 한편 폭발 촉진제와 연소조제로 가능하도록 함으로써 에너지를 절감하는 한편 작동중의 전해액 온도 상승에도 불구하고 격막의 손상이나 산소, 수소가스의 혼합이 발생되지 않아 원활한 작동이 가능하게 되는 효과가 있다.

이러한 본 발명에 의한 내열기관의 에너지 절감방법을 설명하기 위하여 활용될 수 있는 물의 전기 분해 장치를 제 1 도로 도시하였다. 이는 엔진의 동력으로 전력을 생산하기 위한 제너레이터와, 제너레이터의 출력전류를 안정된 직류전압으로 변환하기 위한 레귤레이터(7)와, 레귤레이터(7)에 접속되고 양극(1)과 음극(2)에 각기 전극을 구비하며 물과 전해액(4)을 넣고 중간에 격막(3)을 설치하며, 양측으로 산소가스(5) 배출구와 수소가스(6) 배출구를 구비하여서 된 전기분해조(9)로 구성된 것이다.

이러한 본 발명에 의한 전기 분해 장치를 이용하여 본 발명에 의한 에너지 절감방법을 설명한다.

이에서 볼수 있는 바와 같이 먼저 본 발명은 엔진을 통상의 것과 같이 배터리의 전원으로 스타트 모우터를 회동시키고 이에 따라 엔진의 피스톤이 승강운동을 시작하면서 공급된 기화가스를 플러그에 의하여 폭발시키는 과정으로 정상 가동시키게 된다.

이러한 상태에서 레귤레이터(7)에서는 직류전원을 발생시키게 되는 것이고, 이는 안정된 상태의 전원을 공급하게 되는 것이어서 물을 전기분해하기 위한 전원으로 유용하게 활용될 수 있다.

또한 이러한 전기분해조(9)에 공급되는 전류량은 적정한 수준으로 유지되어야 하며 이러한 전류량이 부적절한 경우에는 증류수나 전해액(4)을 보충하여 줌으로써 정상적인 산소, 수소가스(6)의 발생이 가능하게 된다.

이러한 전기분해조(9)에 공급되는 전류에 의하여 격막(3)을 중심으로 산소나 수소가 분리 발생되는 것이며, 이들 산소나 수소는 엔진의 공기 조절장치에서 공기와 같이 합류 주입시키게 되는 것이며, 이경우 두가스의 분리로 전류 능률도 호전되는 것이어서 전기분해가 원활하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이러한 과정에서 전해액(4)의 온도는 100℃까지 상승하는 것이나, 격막(3)이 내열성 재료인 석면포나 유리섬유로 되어 있어서 내구성을 보장할 수 있으며, 이러한 격막(3)은 BaSO₄를 코팅하여서 된 것이므로 산소가스(5)와 수소가스(6)의 혼합을 방지할 수 있게 되는 것이다.

그리고 필요에 따라 단극식(Unipolar)나 이극식(Bipo lar)으로 할 수 있으며 제조비용면에서 단극식이 유리하나 효율면에서 이극식이 우수한 것이다.

이러한 본 발명에 의한 내연기관이 에너지 절감방법을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예에서는 배기량 2400cc, 공긴 연비 8.8km/ℓ인 휘발류를 사용하는 현대자동차의 그랜져에 본 발명에 의한 에너지 절감방법을 적용하여 실시하였으며, 이는 제 1 도로 도시한 바와 같이 전기분해장치를 구비하고 5리터 용량의 두께 4mm인 저압 폴리에틸렌 용기에 스테인레스재질의 양극(1)과 철판으로 된 음극(2)을 설치하며, 35% NaOH증류수 용액을 전해액(4)으로 하여 3.5리터를 넣고 승용차의 12V 양극선과 음극선을 연결하여, 전류계(8)에 흐르는 전류가 6A가 되도록 한 다음 5,000km 주행시험을 한 결과 연비가 11.5km/ℓ가 되어 30% 이상 연료절감효과를 얻게 되었다.

[실시예 2]

본 실시예에서는 배기량 14618cc이며, 365마력, 공인 연비 3km/ℓ인 디젤유를 연료로 사용하는 대우자동차의 DV15T 엔진이 장착된 로얄 우등고속 버스에 본 발명에 의한 에너지 절감 방법을 적용하였다.

이러한 실시예에서도 5리터 용량의 두께 4mm인 저압 폴리에틸렌 용기에 스테인레스재질의 양극(1)과 철판으로 된 음극(2)을 설치하며, 25% NaOH 증류수 용액을 전해액(4)으로 하여 4리터를 넣고 승용차의 12V 양극선과 음극선을 연결하여, 전류계(8)에 흐르는 전류가 8A가 되도록 하여 2,000km 주행시험을 한 결과라 연비가 4.05km/ℓ가 되어 35%의 연료절감효과를 얻게 되었다.

Claims (1)

1. 내열성 플라스틱 케이스에 산성이나 알칼리성의 전해액(4)을 채워넣고 이에 무기질 섬유로된 내열성 격막(3)을 설치하며, 내열성 격막(3)의 양측에 전극을 설치하여 내열기관에 부착된 제너레이터의 전력이 공급되도록 하고, 내열성 플라스틱 케이스의 상부 양측에 설치된 산소가스(5) 및 수소가스(6) 배출관이 내열기관의 공기 흡입구와 연통되도록 하여 내연기관의 가동시에 이들 산소가스(5) 및 수소가스(6)가 내연기관으로 흡입되도록 함을 특징으로 하는 내열기관의 에너지 절감 방법.