KR101578833B1 - 에어 증폭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 출력 증진과 연료의 절감을 위해 자동차에 구성된 에어클리너의 흡기관에 연결설치되어 흡기되는 공기의 통과 속도를 개선시키는 에어 증폭장치에 관한 것으로, 외주에 나선형상의 제1증폭홈을 연속적으로 다수 형성하고, 내주에 나선형상의 제2증폭홈을 연속적으로 다수 형성한 원통형상의 증폭관; 증폭관의 외주에 등 간격으로 설치되어 흡기관에 설치되는 나선형상의 증폭날개(20);로 이루어지되, 나선형상으로 형성되는 증폭날개(20)는 공기가 부딪치는 면적을 증가시켜 공기의 통과 속도가 개선되도록 단면이

자 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명을 이용하면, 증폭관의 내주에서 발생하는 구심력과 증폭관의 외주에서 발생하는 원심력을 가진 와류를 통해 공기의 빠른 흡기를 발생시켜 흡기되는 공기의 연속성을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 와류를 통해 연료와 공기의 혼합을 확실히 이룰 수 있고, 단면이

자 형태로 형성된 증폭날개를 통해 공기가 통과할 여유공간이 충분한 상태에서 흡기되는 공기가 증폭날개의 측면에 접촉하는 면적을 넓힘으로써 난류 발생 없이 공기의 와류현상을 증폭시킬 수 있으며, 설치관의 내, 외주에서 발생하는 구심력과 원심력 및 상기 증폭관의 원심력과 설치관의 구심력의 혼합으로 인한 강력한 와류현상을 통해 자동차 엔진의 출력증진과 더불어 연료의 절감을 효과적으로 이룰 수 있는 장점이 있다.

Description

에어 증폭장치{An air flow augmentation device}

본 발명은 에어 증폭장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 증폭관의 내주에서 발생하는 구심력과 증폭관의 외주에서 발생하는 원심력을 가진 와류를 통해 공기의 빠른 흡기를 발생시켜 흡기되는 공기의 연속성을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 와류를 통해 연료와 공기의 혼합을 확실히 이룰 수 있고, 단면이

자 형태로 형성된 증폭날개를 통해 공기가 통과할 여유공간이 충분한 상태에서 흡기되는 공기가 증폭날개의 측면에 접촉하는 면적을 넓힘으로써 난류 발생 없이 공기의 와류현상을 증폭시킬 수 있으며, 설치관의 내, 외주에서 발생하는 구심력과 원심력 및 상기 증폭관의 원심력과 설치관의 구심력의 혼합으로 인한 강력한 와류현상을 통해 자동차 엔진의 출력증진과 더불어 연료의 절감을 효과적으로 이룰 수 있는 에어 증폭장치에 관한 것이다.

일반적으로 잘 알려진 바와 같이 자동차 엔진은 분사되는 연료의 원활한 연소를 위해 에어클리너에서 흡입된 공기를 필터로 정화한 후, 분사되는 연료와 자연혼합하여 기화기나 분사기로 분사함으로써, 자동차가 움직일 수 있는 동력을 얻도록 하고 있다.

그리고, 자동차 엔진의 출력은 엔진의 회전수와 배기량 및 실린더 속의 혼합기체 압력에 비례하기 때문에, 배기량과 엔진의 회전수가 정해진 상태에서 출력을 향상시키기 위해서는 혼합기체의 압력을 높여야 하며, 혼합기체의 압력을 높이기 위해서 공기흡입도를 증가시켜야 한다.

그러나, 지금까지 개발된 자동차의 엔진은 연료와 공기의 완전 혼합을 이룰 수 없기 때문에, 산소공급량이 부족하여 분사연료의 불완전 연소가 발생하는 것이 통상적이며, 이로 인해, 연료의 낭비는 물론, 매연 발생에 따른 대기오염 및 자동차 엔진의 수명 단축과 같은 여러 가지 문제가 발생하였다.

따라서, 상기 문제점을 해결하고자, 대한민국 등록특허공보 "10-0757293호"와 같은 자동차 엔진의 출력증대장치가 개발되었는데, 이러한 종래의 자동차 엔진의 출력증대장치는 도 1에 도시된 바와 같이 내부가 중공체이고, 외주연에 다수의 회전날개(102)를 구비하는 원통형 통체(101)의 일단에, 길이방향으로 개구부(103)를 형성하여 확개 축소될 수 있도록 한 것을 특징으로 하며, 이를 이용하여 자동차 엔진의 출력을 증대시킬 수 있었다.

그러나, 전술한 종래의 자동차 엔진의 출력증대장치는, 공기가 통체를 통과 할 시, 통체의 외주연에 다수로 형성된 회전날개에 의해 형성되는 원심력에 의해서만 와류가 형성되기 때문에 흡기되는 공기가 연속적으로 이어지지 못하고, 부분적으로 끊어지면서 공급되는 원인이 되었으며, 이로 인해 소음이 유발되는 문제가 발생하였다.

또한, 외주연에 형성된 회전날개에 의한 와류와, 상기 통체의 내주를 통과 하는 공기의 혼합으로는 충분한 와류가 발생하지 않기 때문에, 연료의 불완전 연소가 이루어져 연료의 절감효과가 미미한 수준에 불과하였다.

따라서, 본 출원인은 소음이 유발되지 않도록 공기의 연속적인 흡입을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 원심력과 구심력을 통한 연료와 공기의 충분한 혼합으로 연료의 완전연소를 일으킬 수 있는 에어 증폭장치를 개발하기에 이르렀다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 증폭장치는, 자동차에 구성된 에어클리너의 흡기관에 연결설치되어 공기의 통과 속도를 개선시키는 에어 증폭장치에 있어서, 외주에 나선형상의 제1증폭홈을 연속적으로 다수 형성하고, 내주에 나선형상의 제2증폭홈을 연속적으로 다수 형성한 원통형상의 증폭관; 증폭관의 외주에 등 간격으로 설치되어 흡기관에 설치되는 나선형상의 증폭날개(20);로 이루어지되, 나선형상으로 형성되는 증폭날개(20)는 공기가 부딪치는 면적을 증가시켜 공기의 통과 속도가 개선되도록 단면이

자 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 에어 증폭장치는, 증폭관의 외주에 설치되는 나선형상의 증폭날개와 제1증폭홈에 의해 흡기되는 공기가 증폭관의 외측 방향으로 원심력을 일으키면서 빠르게 흡기 됨은 물론, 증폭관의 내주 형성되어 있는 나선형상의 제2증폭홈을 통해 흡기되는 공기가 구심력을 일으키면서 빠르게 흡기되므로, 빠르고 강력한 와류현상이 발생하여 흡기되는 공기의 연속성이 이루어질 뿐만 아니라, 연료와 공기의 혼합이 확실히 이루어지며, 이로 인해 자동차 엔진의 출력증진과 더불어, 연료를 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 증폭관의 외주에 단면이

자 형태로 형성된 증폭날개를 통해 흡기되는 공기의 접촉면적을 넓힐 수 있기 때문에, 공기 흡기에 따른 난류의 발생이 없도록 증폭날개의 형성 수를 적게 한 상태에서도 큰 와류를 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 증폭날개의 측면에 형성된 제3증폭홈에 의해 공기의 흡기속도를 더욱 가속시킬 수 있으며, 상기 제3증폭홈이 나선형상을 가진 것에 의해 와류현상을 더욱 확산시킬 수 있으므로 연료와 공기의 혼합이 더욱 확실히 이루어지는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 외주에 나선형상의 설치날개를 구성하여 증폭날개가 형성된 증폭관을 내경에 삽입하는 설치관으로 이루어진 설치부재를 추가로 구성하는 것을 통해 와류현상을 더욱 증폭시킬 있으며, 상기 설치관의 내, 외주에 나선형상으로 형성되는 제4, 5증폭홈과, 설치날개에 나선형상으로 형성되는 날개홈을 통해 공기의 흡기속도와 와류현상의 개선을 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 자동차 엔진의 출력증대장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 에어 증폭장치가 흡기관에 설치된 상태도.
도 3은 본 발명의 증폭날개의 단면이

자 형태로 형성된 상태를 도시한 사시도.
도 4, 5는 본 발명의 증폭날개의 측면에 제3증폭홈이 형성된 사시도.
도 6은 본 발명의 증폭날개의 단면이

자 형태로 형성된 에어 증폭장치가 흡입관 내에 장착된 정면도.
도 7은 본 발명의 설치부재가 구성된 에어 증폭장치를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 설치부재에 제4, 5증폭홈과, 날개홈이 구성된 사시도.
도 9는 도 8의 측단면도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 자동차에 구성된 에어클리너(1)의 흡기관(3)에 연결설치되어 공기의 통과 속도를 개선시키는 에어 증폭장치(50)에 관한 것이다.

여기서, 에어클리너(1)는, 공기를 여과시키기 위한 통상의 구성으로, 상기 에어클리너(1)의 전방으로는 공기 흡입을 위하여 일측이 개구된 흡기관(3)이 구성되고, 에어클리너(1)의 후방으로는 에어클리너(1)를 통과하여 여과된 공기를 흡기메니폴더로 공급하는 흡기관(3)이 설치된다.

즉, 본 발명의 엔진 증폭장치(50)는 상기 에어클리너(1)의 전, 후방의 흡기관(3)에 각각 또는, 선택적으로 설치되어 흡기되는 공기의 속도를 증폭시키기 위한 장치다.

아울러, 본 발명에서 설명되는 와류는 회오리바람과 같이 일정한 방향으로 회전되어 진행방향으로 보다 빠르게 회전 및 진행됨으로써, 분사장치에 의해 분사된 연료의 입자를 작은 입자로 분쇄하고, 분쇄된 연료의 입자를 상기 와류를 이루는 공기와 용이하게 혼합시킬 수 있는 특성을 갖는 기류를 말하는 것이며, 난류는 흡입된 공기가 구간 내에서 상호 뒤섞이게 되어 일시적으로 뭉쳐있는 것과 같은 상태 즉, 진행방향과 그 속도가 절감되어 있는 상태의 특성을 갖는 기류를 말하는 것이다.

이하에서는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 증폭관(10)과, 증폭날개(20)로 구성되어 흡기관(3)에 설치되는 에어 증폭장치(50)에 대해 보다 상세히 설명한다.

첫째, 증폭관(10)은 외주에 나선형상의 제1증폭홈(11)을 연속적으로 다수 형성하고, 내주에는 나선형상의 제2증폭홈(13)을 연속적으로 다수 형성하여 원통형상으로 형성되는 관으로써, 이와 같은 증폭관(10)에 의하면, 흡기되어 증폭관(10)의 외주를 통과하는 공기가 나선형상의 제1증폭홈(11)에 의해 증폭관(10)의 외측방향으로 회전되면서 통과되므로, 원심력에 의한 와류현상이 발생하여 빠르게 흡기된다.

그리고, 상기 증폭관(10)의 내주를 통과하는 공기는 나선형상의 제2증폭홈(13)에 의해 증폭관(10)의 원 중심방향으로 모이는 힘을 받아 증폭관(10)의 내측방향으로 회전되면서 통과되므로, 구심력에 의한 와류현상이 발생하여 빠르게 흡기된다.

따라서, 상기 증폭관(10)을 통해 흡기되는 공기에 원심력과 구심력에 의한 와류현상이 동시에 발생하여 증폭관(10)의 내,외측을 통과하는 공기의 빠른 흡기가 유도될 뿐만 아니라, 증폭관(10)을 통과한 공기가 원심력과 구심력의 혼합작용에 의해 빠르고 강력한 와류현상을 가지게 되므로, 연료와 공기의 혼합을 확실히 이룰 수 있게 되며, 이로 인해 자동차 엔진의 출력증진과 더불어, 연료의 절감이 이루어지게 된다.

둘째, 증폭날개(20)는 상기 증폭관(10)의 외주에 등 간격으로 설치되어 볼트(미도시)와 같은 통상의 결합수단을 통해 흡기관(3)에 설치되는 구성으로, 나선형상의 날개로 형성된다.

따라서, 상기 증폭날개(20)에 의하면, 흡기되는 공기가 증폭날개(20)의 측면을 통해 증폭관(10)의 외측방향으로 회전하는 원심력이 추가로 발생되므로, 더욱 빠르고 강력한 와류현상이 발생하여 자동차 엔진의 출력 증진 및 연료의 절감을 도모할 수 있게 된다.

또한, 상기 증폭관(10)의 외주에 나선형상으로 형성되어 등 간격으로 설치되는 증폭날개(20)는, 흡기되는 공기가 증폭날개의 측면에 부딪치는 면적을 증가시킴으로써, 더욱 강력한 와류현상과 더불어, 공기 통과 속도의 개선이 이루어지도록 단면이

자 형태로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이는, 소형 자동차의 경우, 흡기관(3)의 직경이 작은 것에 의해 증폭날개(20)의 크기를 크게 할 수 없는 것과, 증폭날개(20)의 개수를 많게 할 수 없음을 보완하기 위한 것이다.

즉, 내경이 좁게 형성된 흡기관(3) 내에 와류현상을 증폭시키기 위해 많은 개수의 증폭날개(20)를 형성시킬 경우, 와류와 함께 난류가 동시에 발생하여 공기의 흡기속도가 오히려 저감되기 때문에, 증폭날개(20)의 수를 많게 할 수 없는데, 이때, 나선형상으로 형성되는 증폭날개의 단면을

자 형태로 형성하면, 증폭날개(20)가 적은 개수, 바람직하게는 증폭관(10)의 외주에 120°의 간격으로 3개만 형성되더라도 충분한 와류를 발생할 수 있어 난류의 발생 없이 흡기의 빠른 흡기를 이룰 수 있게 된다.

아울러, 상기 증폭날개(20)의 측면에는 나선형상을 가진 제3증폭홈(21)이 연속적으로 다수 형성되도록 할 수도 있는데, 이와 같이 상기 증폭날개(20)의 측면에 제3증폭홈(21)을 형성하면, 증폭날개(20)의 측면을 부딪치면서 통과되는 공기의 와류현상을 더욱 증폭시킬 수 있음과 동시에, 통과속도의 개선을 더욱 효과적으로 이룰 수 있는 작용효과가 있다.

한편, 자동차가 소형차가 아닌 중,대형차일 경우, 흡기관(3)의 내경 직경이 커지므로, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 설치부재(30)를 더 포함하는 구성으로 제작이 가능하다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 설치부재(30)는 증폭날개(20)가 형성된 증폭관(10)을 내경에 삽입설치하는 설치관(31)과, 상기 설치관(31)의 외주에 등 간격으로 설치되어 볼트(미도시)와 같은 통상의 결합수단을 통해 흡기관(3)에 고정설치되는 나선형상의 설치날개(37)로 구성된다.

여기서, 상기 설치관(31)의 내경에 삽입설치되는 증폭날개(20)가 구성된 증폭관(10)은 설치관(31)의 내경에 꽉 끼워져 설치될 수도 있으나, 통상의 접착수단(미도시)을 통해 고정되어 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 이와 같은 설치부재(30)에 의하면, 흡기관(3)을 통해 설치관(31)의 외측으로 흡기되는 공기가 설치날개(37)의 측면을 통해 설치관(31)의 외측방향으로 회전하는 원심력이 추가로 발생되므로, 본 발명을 통과한 공기에 더욱 빠르고 강한 와류현상이 발생하여 자동차 엔진의 출력 증진 및 연료의 절감을 더욱 효과적으로 이룰 수 있게 된다.

또한, 상기 설치부재(30)에 구성된 설치관(31)의 내주에는 나선형상의 제4증폭홈(34)이 연속적으로 다수 형성될 수도 있는데, 이에 의하면, 상기 증폭관(10)의 외측방향으로 작용하는 원심력과, 설치관(31)의 내측 중심방향으로 작용하는 구심력이 동시에 발생하여 서로 혼합되는 작용이 발생되므로, 와류현상의 증폭이 더욱 효과적으로 이루어지는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 상기 설치관(31)의 외주에 나선형상의 제5증폭홈(35)을 연속적으로 다수 형성하고, 설치날개(37)에 나선현상을 가진 날개홈(39)을 연속적으로 다수 형성하여 설치관(31)의 외주를 통과하는 공기의 와류를 더욱 증폭시킬 수 있으므로, 소형차가 아닌 중, 대형차에서도 자동차 엔진의 출력 증진 및 연료의 절감을 용이하게 이룰 수 있게 된다.

본 발명의 구성에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

운전자가 자동차의 가속장치인 액셀(미도시)을 밟으면, 스로틀밸브(미도시)가 개방되며, 이와 같은 스로틀밸브의 개방에 따라 에어클리너(1)의 전방에 형성된 흡기관(3)과, 에어클리너(1) 및 상기 에어클리너(1)의 후방에 형성된 흡기관(3)을 거쳐 공기가 흡기되는 작용이 이루어지는데, 본 발명의 에어 증폭장치(50)는 상기 에어클리너(1)의 전, 후방의 흡기관(3)에 모두 설치되거나, 선택적으로 설치되는 구성으로 이루어져 있으므로, 흡기 되는 공기의 증폭을 이루는 작용을 한다.

그리고, 가속장치인 액셀의 작동에 따라 흡기되는 공기는, 배기구를 통해 배기 되는 가스와 마찬가지로 연속적인 흐름이 아닌, 부분적으로 끊기는 흐름을 갖는데, 본 발명에서는, 에어 증폭장치(50)를 통한 공기의 흡기속도 향상으로 흡기되는 공기의 흐름이 연속성을 갖도록 유도하며, 이를 통해 자동차 엔진의 출력 증진과 연비의 향상을 도모한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 공기가 흡기되어 증폭되는 작용에 대해 보다 상세히 설명한다.

먼저, 운전자가 가속장치인 액셀을 작동시키면, 흡기관(3)을 통해 공기가 흡기되어 증폭관(10)의 외주에 형성된 제1증폭홈(11)과 증폭날개(20) 및 상기 증폭날개(20)에 형성된 제3증폭홈(21)을 통해 원심력에 의한 와류가 형성되면서 가속되는 작용이 일어남과 동시에, 증폭관(10)의 내주에 형성된 제2증폭홈(13)을 통해 구심력에 의한 와류가 형성되면서 가속되는 작용이 일어난다.

따라서, 본 발명의 에어 증폭장치(50)를 통과하는 공기는 원심력과 구심력에 의한 와류를 가진 상태가 되며, 본 발명을 통과한 후에는, 증폭관(10)의 외측에서 작용하는 원심력과 증폭관(10)의 내측에서 작용하는 구심력이 서로 혼합되어 와류의 증폭현상이 발생하므로 더욱 빠르고 강력한 와류현상이 발생하여 연료와 공기의 혼합이 원활히 이루어지며, 이를 통해 자동차 엔진의 출력 증진 및 연료의 절감을 도모할 수 있게 된다.

한편, 상기 증폭관(10)의 외주에 나선형상으로 형성되는 증폭날개(20)가 120°의 간격으로 3개로 설치되고, 증폭날개(20)의 단면이

자 형태로 형성되어 있을 때에는, 공기가 통과할 여유 공간이 충분 상태에서 상기 증폭날개(20)의 측면에 부딪치는 공간이 많아지기 때문에, 난류 발생 없이 공기의 와류현상을 더욱 증폭시킬 수 있으며, 이를 통해 자동차 엔진의 출력 향상 및 연료의 절감 효과를 더욱 우수하게 얻을 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 설치부재(30)를 추가로 구성하여 중, 대형차에 설치할 경우, 설치관(31)의 내주에 나선형상으로 형성되는 제4증폭홈(34)을 통해 구심력이 발생하므로, 상기 증폭관(10)의 외주에서 발생되는 원심력과, 설치관(31)의 내주에서 발생하는 구심력의 혼합으로 와류의 증폭이 더욱 효과적으로 일어나게 된다.

그리고, 상기 설치관(31)의 외주에 나선형상으로 형성되는 제5증폭홈(35)과 설치날개(37) 및 상기 설치날개(37)에 형성되는 날개홈(39)을 통해 설치관(31)의 외측으로 원심력을 갖는 공기의 와류를 크게 발생시킬 수 있으므로, 중, 대형차에서도 연료와 공기의 혼합을 효과적으로 이루어 자동차 엔진의 출력 증진 및 연료의 절감을 이룰 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 에어 증폭장치를 이용하면, 본 발명의 통과하는 공기에 원심력와 구심력을 갖는 빠르고 강력한 와류를 형성시키므로, 빠르게 흡기되는 공기의 속도에 의해 흡기되는 공기가 연속성을 가질 뿐만 아니라, 연료와 공기의 혼합이 손쉽게 이루어지게 할 수 있으며, 이를 통해 자동차 엔진의 출력 증진과 더불어, 연료의 절감을 이룰 수 있는 작용효과가 있다.

1 : 에어클리너 3 : 흡기관
10 : 증폭관 11, 13 : 제1, 2증폭홈
20 : 증폭날개 21 : 제3증폭홈
30 : 설치부재
31 : 설치관 34, 35 : 제4, 5증폭홈 37 : 설치날개 39 : 날개홈
50 : 에어 증폭장치

Claims (6)

1. 자동차에 구성된 에어클리너(1)의 흡기관(3)에 연결설치되어 공기의 통과 속도를 개선시키는 에어 증폭장치에 있어서,
   외주에 나선형상의 제1증폭홈(11)을 연속적으로 다수 형성하고, 내주에 나선형상의 제2증폭홈(13)을 연속적으로 다수 형성한 원통형상의 증폭관(10);
   증폭관(10)의 외주에 등 간격으로 설치되어 흡기관(3)에 설치되는 나선형상의 증폭날개(20);로 이루어지되,
   나선형상으로 형성되는 증폭날개(20)는 공기가 부딪치는 면적을 증가시켜 공기의 통과 속도가 개선되도록 단면이

   

   자 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 증폭장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 증폭날개(20)는 증폭관(10)의 외주에 120°의 간격으로 형성된 것에 특징이 있는 에어 증폭장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 증폭날개(20)의 측면에는 나선형상을 가진 제3증폭홈(21)이 연속적으로 다수 형성되는 것에 특징이 있는 에어 증폭장치.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 증폭관(10)의 둘레에는 증폭날개(20)가 형성된 증폭관(10)을 내경에 삽입설치하는 설치관(31)과, 상기 설치관(31)의 외주에 등 간격으로 설치되어 흡기관(3)에 고정설치되는 나선형상의 설치날개(37)로 구성된 설치부재(30)가 더 포함되어 구비된 것에 특징이 있는 에어 증폭장치.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 설치부재(30)에 구성된 설치관(31)의 내, 외주에는 나선형상의 제4, 5증폭홈(34, 35)이 연속적으로 다수 형성되고, 설치날개(37)에는 나선형상을 가진 날개홈(39)이 연속적으로 다수 형성된 것에 특징이 있는 에어 증폭장치.

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