KR20040005501A - 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너는 미세섬유조직(102)의 상부에 일정 두께 이하로 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)이 형성된 필터 엘리먼트를 에어클리너로 사용하거나, 기 제작된 필터 엘리먼트에서 외부의 공기가 유입되는 상부 또는 측면에 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)을 형성하거나, 에어클리너 하우징의 내측에 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)을 형성하거나, 리폼으로 성형가공된 리폼 필터를 공기유출관에 연결되는 흡기 매니폴드 호스에 삽입 설치함으로써, 상기 필터 엘리먼트를 통과하여 흡기 매니폴드로 이송되는 공기중에서 특히 산소분자를 이온화하여 반응성을 증가시켜 엔진에서 연료가 완전연소되도록 촉매제 역할을 수행함으로써 차량의 연비를 획기적으로 개선하는 효과가 있다.

Description

리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너{AIRCLEANER FOR HIGH FUEL EFFICIENCY USING FOR REFORM MIXTURE}

본 발명은 차량용 에어클리너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어클리너를 구성하는 필터 엘리먼트의 상부, 내측 또는 외측의 어느 하나 이상에 리폼 분말을 용해시킨 점착성 리폼 혼합물을 일정두께 이하로 도포하거나, 리폼으로 성형가공된 리폼 필터를 공기 유출관에 연결되는 흡기 매니폴드 호스에 삽입 설치함으로써 함으로써, 상기 필터 엘리먼트를 통과하는 공기중에서 특히 산소분자를 이온화하여 반응성을 증가시킴으로써, 엔진에서 연료가 완전연소되도록 촉매제 역할을 수행하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너에 관한 것이다.

자동차의 엔진은 연료와 공기의 혼합 가스를 실린더의 연소실에서 연소시켜 이때 발생하는 압력으로 동력을 발생하는 원리에 의해 작동하는 바, 엔진에는 외부로부터 공기를 흡입하여 연료와의 혼합 가스를 형성한 후 엔진으로 보내는 흡기 장치가 포함되어 있는데, 상기 흡기 장치는 기본적으로 엔진의 부압에 의해 흡입되는 공기 중에 포함된 먼지 등의 불순물을 여과하여 제거하는 에어클리너와 여과된 공기 또는 혼합기를 각 실린더의 연소실로 분배하는 흡기 매니폴드를 포함한다.

상기 에어 클리너는 엔진에 흡입되는 공기 중의 이물질을 제거할 뿐만 아니라, 흡입 소음을 감소시키는 기능을 행한다. 대기중에는 먼지, 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 철, 및 카본 등의 불순 부유물을 포함하고 있으며, 이들 이물질이 엔진으로 유입되면 실린더와 피스톤을 마모시키고 윤활유에 혼입되어서 엔진의 각 윤활 부분의 마모를 촉진하게 되므로, 에어클리너가 장착되지 않은 엔진은 정상의 엔진에 비해 약 9배 이상의 조기 마모를 일으킨다.

효율성 있는 에어클리너에 의해 깨끗한 공기를 엔진에 공급하는 것은, 엔진의 수명 연장, 출력 증대, 및 연비 증가 등에 매우 중요하며, 따라서 에어 클리너는 흡기 저항에 의한 엔진의 출력 저하와 소음 발생을 감안하여 최대의 여과 효율을 달성할 수 있는 방향으로 개발되고 있다.

에어클리너는, 에어클리너가 적용되는 차량의 종류, 에어클리너의 사용 목적 또는 조건에 따라, 필터 엘리먼트로서 여과지나 합성 섬유를 사용하는 건식, 엔진이나 물 등을 사용하는 습식, 및 습식과 건식을 통합한 복합식 등이 있다.

도 1은 종래의 널리 사용되고 있는 일반적인 건식 에어클리너의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 에어클리너(1)는 하우징(3) 내에 필터 엘리먼트(5)를 내장하고 커버(7)를 기밀하게 체결한 구조로 되어 있으며, 하우징(3)하부의 공기 유입관(9)을 통해 하우징(3) 내로 유입된 공기가 엔진의 부압에 의해 필터 엘리먼트(5)를 거치면서 불순물이 여과되고, 여과된 공기가 커버(7) 상부의 공기유출관(11)을 통해 흡기 매기폴드(도시되지 않음)로 보내지는 작용에 의해 공기 중의 불순물을 여과하고 있다.

또한, 도 2는 종래의 대형 자동차용 에어클리너 필터를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 대형 차량에 사용되는 에어클리너 필터는 외부의 공기의 흡입유속이 강하며, 많은 양의 청정공기를 유입하여야 하기 때문에 긴 원통형상으로 형성되며,상·하부 필터 프레임 내·외측에는 금속재의 그물망으로 형성된 프레임지지대이 각각 고정되되, 그 사이에 건식 또는 습윤식 필터가 장착되어 사용된다

그러나 상기와 같은 종래의 에어클리너는, 공기 유입관에서 하우징으로 공기가 유입될 때, 즉 공기 유입관의 좁은 관로로부터 하우징의 확개된 공간 안으로 유입될 때, 흡입 공기가 급팽창되어 하우징의 하부 공간내에서 강한 와류가 형성되고, 이 와류가 기존에 걸러진 불순물과 혼합되므로써 하우징 내의 공기를 혼탁하게 하여 필터 엘리먼트의 여과 부담을 가중시키게 되고, 또한 여과 작용이 필터 엘리먼트의 중심에 집중되는 현상이 발생한다. 결국 상기한 와류는 소음을 유발함과 동시에 에어클리너의 여과 효율을 저하시켜 엔진에서 불완전연소가 발생될 가능성이 높아지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 미세섬유조직의 일측에 일정 두께 이하로 리폼 혼합물을 도포한 상태로 제작된 필터 엘리먼트를 에어클리너로 사용하거나, 기 제작된 필터 엘리먼트에서 외부의 공기가 유입되는 상부 또는 측면에 리폼 혼합물을 도포하거나, 에어클리너 하우징의 내측에 리폼 혼합물을 도포하거나, 리폼으로 성형가공된 리폼 필터를 공기유출관에 연결되는 흡기 매니폴드 호스에 삽입 설치함으로써, 상기 필터 엘리먼트를 통과하는 공기중에서 특히 산소분자를 이온화하여 반응성을 증가시켜 엔진에서 연료가 완전연소되도록 촉매제 역할을 수행하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 차량에 사용되는 에어클리너 및 하우징의 일실시례를 개략적으로 나타낸 분해사시도,

도 2는 종래의 대형차량에 사용되는 에어클리너의 일실시례를 개략적으로 나타내는 사시도,

도 3a 본 발명에 의한 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너에 있어서 리폼 혼합물이 필터 엘리먼트를 구성하는 미세섬유조직에 도포된 것을 개략적으로 나타내는 사시도,

도 3b는 도 3a에 도시된 에어클리너의 일부분을 고배율의 현미경을 이용하여 확대한 것을 개략적으로 나타낸 확대도,

도 4는 본 발명의 일 실시례로서 도 1에 도시된 에어클리너에 리폼 혼합물이 도포된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명의 다른 실시례로서 도 2에 도시된 에어클리너의 철망에 리폼 혼합물이 도포된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시례로서 공기유출관에 연결되는 흡기 매니폴드호스에 삽입가능하도록 원형으로 제작된 리폼 필터를 개략적으로 도시한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1: 종래의 에어클리너 3: 하우징

5: 필터 엘리먼트 7: 커버

9: 공기유입관 11: 공기유출관

31: 상부 필터프레임 32: 하부 필터프레임

33: 프레임지지대 34: 필터

35: 고무링

100: 상부에 리폼혼합물이 도포된 에어클리너

101: 리폼층 102: 미세섬유조직

110: 철망이 리폼혼합물이 도포된 에어클리너

111: 리폼혼합물이 도포된 철망

120: 리폼 필터

이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명료하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 편의상 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에 의한 리폼은 전기석인 토르말린 80∼85중량%, 클레이 10∼14중량%, 활석 7∼10중량%, 제올라이트 4∼7중량%, 백운석 2∼4중량%를 각각 미세한 분말상태로 혼합하여 가열 온도 1200 ~ 1500℃의 고온에서 4∼5시간 가열한 후 다시 미세한 분말로 분쇄하는 과정을 거쳐 제조된다.

토르말린(Tourmaline)이란 화성암의 일종으로서 2.90∼3.10 g/㎠ 의 비중과 NaX₃Al₆B₃S₁₆(OH.O)₃O(OH.F) 의 화학적 조성을 가지는 육방정계(六方晶系)에 속하는 광물이며, 결정의 양단에 플러스와 마이너스극이 자연으로 발생하여 100만볼트의전위차가 발생하고 0.06㎃미약전류가 영구히 흐르는 성질이 있어 전기석(電氣石)이라고도 불리우는데, 화학성분이 철, 마그네슘, 알칼리 금속 등과 알루미늄의 복잡한 붕규산염으로서 대개는 6각 또는 9각 의 주상(柱狀)을 이루고 있으며, 우라늄광, 자철광 등과 같이 지구상에서 스스로 에너지를 갖는 3가지 물질중의 하나로서 에너지를 대량으로 흡수하고 있어 에너지를 반영구적으로 방출하여 인체에 활력을 넣어 주는 건강보석으로 불리워지고 있는데, 상기한 토르말린 원석을 2차 가공품에 사용이 용이하도록 미세한 분말로 가공하기 위해서는 전기적 성질과 음이온 방출 등의 유효한 특성이 유지되도록 적절한 온도로 건조한 다음 밀(mill)이나 크러셔(crusher) 등의 분쇄기로 미립자상태로 조밀하게 분쇄하여야 한다.

활석은(滑石, talc)은 단사정계(單斜晶系)에 속하는 광물로서, 굳기는 1, 비중은 2.7∼2.8, 색깔은 백색·은백색 ·담녹색, 암녹색·갈색이며, 화학성분은 Mg₃(OH)₂Si₄O₁₀이다. 가열하면 각섬석구조(700~900℃), 휘석구조(1000~1200℃)가 되며, 더 높은 온도(1250~1350℃)에서는 크리스토발라이트와 단사완화휘석으로 분해되는데, 화장품 ·활마용(滑摩用) ·보온용 ·내화재 등에 사용된다.

제올라이트(Zeolite)는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물(水化物)인 광물의 총칭으로서, 굳기는 6, 비중은 2.2, 색깔은 무색 투명 또는 백색 반투명이며, 비석(沸石)이라고도 한다. 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여,그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 있으므로 다른 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이 성질을 이용해서 흡착제로 사용하며, 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 분자체[分子篩]로 사용한다.

또한, 상기 백운석(白雲石)은 단열제의 원료로 사용하는 삼방정계(三方晶系)에 속하는 광물로서, 굳기는 3.5~4, 비중은 2.8~2.9 정도이고, 색깔은 백색·회색이거나 또는 분홍색·황색·갈색 등을 띠며, 때로 녹색을 띠는 광물로서 달리 고회석(苦灰石)이라고도 한느데, 화학성분은 CaMg(CO3)₂으로서, 탄산석회와 탄산마그네슘이 1:1로 복탄산염을 이룬다. 백운석에 포함된 탄산마그네슘은 물에 약간 녹고, 이산화탄소 CO₂를 함유하는 물에는 중탄산마그네슘 Mg(HCO₃)₂가 되어 녹는다.

MgCO₃＋CO₂＋H₂O → Mg(HCO₃)₂

또한, 중탄산마그네슘을 생성할 때 탄산마그네슘의 일부분은 가수분해하여 수산화마그네슘을 생성하고, 전체적으로 4MgCO₃·Mg(OH)₃·4H₂O의 조성을 가지는 염기성 탄산마그네슘을 형성한다.

상기한 토르말린의 작용은 미세한 열에 의해 입자가 전기를 발생시켜 미약전류를 흐르게 하여 인체의 열(체온)과 접촉하므로서 열전달이 되어 보온작용을 하고 경혈을 자극하여 말초순환계를 개선하므로서 혈류를 촉진하며 음이온이 발생되어 항균, 탈취, 세정효과가 있는 것으로 알려져 있으며 세포활성화작용으로 체질개선,혈액정화작용 등의 전위치료효과가 있으며 또한 광물의 특성상 원적외선이 다량 방출되므로서 세포를 깊숙히 덮혀주고 혈행을 촉진하고 신진대사를 왕성하게 하여주므로서 피로회복, 위장활성화, 통증과 어깨결림 완화, 숙면 및 냉증의 완화에 도움이 됨은 물론 항균 및 살균작용을 하며 가전제품에서 발생되는 유해한 양이온을 음이온으로 변환시키는 기능을 하기도 한다.

한편, 본 발명에서는 일실시례로서 1차적으로 리폼 분말을 리폼 원액에 용해시켜 액체로 제조하여 실험하였으며, 다른 실시례로서 2차적으로 토르말린, 바이오 세라믹, 자철광 등 원적외선을 방출하는 것으로 보고된 다수의 광물을 이용하여 동일한 실험을 반복하였는데, 리폼을 이용한 경우에 가장 뛰어난 효과를 나타내었다.

상기 리폼 원액이란, 본 발명에서 새롭게 제조된 리폼을 이용하여 제조한 무색의 액체물질로서 다음과 같은 과정을 거쳐 생산된다.

먼저, 1단계로 리폼 1 : 증류수 10의 중량비로 혼합한 후 별도의 교반기 또는 수작업에 의해 균일하게 혼합한 후, 가열온도 60 ∼ 80 ℃에서 가열시간 2 ∼3시간을 유지한 상태에서 중온 가열시키는 가열용해과정을 수행하게 된다. 이때 상기 가열온도 및 가열시간은 혼합된 용액은 30ℓ를 기준으로 설정한 것이며, 혼합된 용액의 양이 많을 경우에는 그에 비례하여 가열시간이 증가하게 된다.

상기 리폼은 증류수에 용해되기 쉽도록 분말상태로 혼합하는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시례로서는 325 메쉬 정도의 리폼 분말을 사용하였는데, 용해도를 증가시키기 위해서는 미세한 입자크기를 가진 리폼 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 가열용해과정이 수행되는 온도는 필요한 경우 임의로 조절가능하며, 그 가열용해시간도 임의로 조절이 가능하지만, 실험에 의하면 그 이하의 온도 및 시간에서는 리폼이 증류수에 적절하게 용해되지 않았으며, 그 이상의 온도 및 시간에서는 그 용해도의 증가 속도가 급격하게 감소하였다.

제 2단계로, 상기 용해된 혼합용액은 미세한 여과필터를 통과하는 여과과정을 거쳐 침전물이 제거된 무색의 리폼 원액을 생성하게 되는데, 부동액에 침전물이 발생되면 차량의 냉각장치에 손상이 발생할 우려가 있으므로, 상기 여과필터는 4000메쉬 이상의 리폼 분말을 통과시킬 수 없는 정도의 치밀한 조직으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 여과과정 대신에 증류과정을 통해 리폼 원액을 생성하는 방법이 사용될 수도 있는데, 증류된 리폼 원액도 여과된 리폼 원액과 동일한 효과를 나타낸다.

한편, 한국 원적외선응용평가 연구원에서의 2φ의 리폼 분말에 대한 시험결과는 다음의 표 1과 같이 음이온 및 원적외선 방사의 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있으므로, 이러한 음이온 및 원적외선 방사에너지에 의하여 다양한 효과를 나타내게 된다.

리폼 분말( 2φ)의 시험성적서

음이온 (ION/cc)	방사율(5∼20㎛)	방사에너지 (W/㎡·㎛, 40 ℃
196	0.917	3.69 x 102

※ 측정조건

1. 음이온 : 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 23℃, 습도 45%, 대기중 음이온수 104/cc 조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 ION수로 표시한 결과임.

2. 방사율 및 방사에너지 : 40℃, FT-IR Spectrometer를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과임.

한편, 리폼의 주성분인 토르말린은 원석을 분말화하여 플라스틱과 건축자재 등 2차 가공품의 원료로 사용되는 등 그 응용범위가 넓으며 최근에는 공기청정, 수질조정과 정화, 항균작용 등 환경분야에 특히 많이 사용되고 있는 실정으로 예로대한민국 특허출원 제1993-21927호의 토르말린 정화제 및 그의 제조방법과 같이 액체상태의 물질중에 함유되어 있는 대전 불순물을 정화시킬 수 있는 정화제와 그 정화제를 제조하는 방법에 관한 것이 있다.

토르말린과 여러가지 재료들을 혼합하여 새롭게 조성된 리폼은 미약전류를 방출하는데, 상기 미약전류는 흡착(고정)작용, 반발(방출)작용 및 전계(전장)를 형성하는 효과를 가지며, 특히 물의 전기적 분해 성질로 인한 계면활성 효과를가지는데 미약전류로 인하여 양극과 음극을 갖는 리폼이 수분과 접촉시 물(H₂O)은 다음 화학식 1과 같이 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)으로 분리되고

H₂O → H⁺+ OH^-

또, 수소이온(H⁺)과 물(H₂O)에 의해서 다음 화학식 2와 같이 계면활성작용을 갖는 히드로늄 이온(H3O)이 발생된다.

H2O + H⁺→ H₃O⁺

또한 수산화이온(OH^-)은 물(H₂O)과 합해서 다음 화학식 3과 같이 하이드록실 이온 (H₃O₂)이 된다.

H₂O + OH^-→ H₃O₂

이 하이드록실 이온(H₃O₂)은 히드로늄 이온(H₃O)과 마찬가지로 계면활성 작용을 하게 된다. 따라서 미약전류 및 방사에너지작용으로 인하여 항균 살균 작용이 되는 효과를 가진다.

또한, 상기 리폼은 주변의 공기를 이온화 시켜 반응성을 향상시키는데, 본 발명에서는 상기 향상된 반응성을 활용하기 위해 리폼이 도포된 자동차용 에어클리너를 제안한다.

이하에서 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3a 본 발명에 의한 리폼 혼합물이 필터 엘리먼트를 구성하는 미세섬유조직에 도포된 것을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 에어클리너의 일부분을 고배율의 현미경을 이용하여 확대한 것을 개략적으로 나타낸 확대도, 도 4는 본 발명의 일 실시례로서 도 1에 도시된 에어클리너에 리폼 혼합물이도포된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명의 다른 실시례로서 도 2에 도시된 에어클리너의 철망에 리폼 혼합물이 도포된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시례로서 공기유출관에 연결되는 흡기 매니폴드 호스에 삽입가능하도록 원형으로 제작된 리폼 필터를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 리폼 혼합물은 필터 엘리먼트를 구성하는 미세섬유조직(102)의 상부에 도포되어 리폼층(101)을 형성하는데, 상기 리폼층(101)은 도 3b에 도시된 바와 같이 리폼 혼합물이 미세섬유조직(102)사이에 도포되더라도, 공기가 통과할 수 있는 충분한 공간을 형성하게 된다.

상기 리폼층(101)을 통과한 산소분자는 리폼에서 발생하는 원적외선 및 음이온에 의해 이온화되어 연료실로 흡입되고, 상기 이온화된 산소분자는 연료실에서 가솔린 또는 LPG 등의 연료와 홉합되어 반응성을 급격하게 증가시키는 촉매제로 사용되므로, 연료의 완전연소를 촉진하게 된다.

참고로, 본 발명에서 산소를 활성화시키는데 이용하고 있는 원적외선이라는 것은 파장이 15㎛이상인 영역으로, 이 영역에는 C,N, O 등의 분자골격의 변각진동, 무거운 원자가 관여하는 신축, 변각진동 또는 배위결합, 이온결합, 수소결합 등이관계하는 진동 및 분자내 회전진동이 나타나서 저파수 영역에서는 더욱 약한 분자간 상호작용에 기인하는 진동으로 나타나게 되는데, 이러한 원적외선에 의해 분자들끼리 상호작용 및 미세한 고유진동을 활성화시키게 되며, 이에 따라 공기에 원적외선을 가하면 공기중의 분자들의 진동도 증폭되면서 활성화되어, 공기와 연료가 원활하게 혼합되게 된다.

따라서, 연료가 연소되기 위해 공기와 혼합되는 과정에서 탄소와 수소로 분리된 연료입자의 주변에 공기가 둘러싸여지면서, 거의 완전한 연소를 이룰 수 있게 되므로, 연료효율이 높아지게 되고 매연으로 인한 문제가 발생하지 않게 될 뿐만아니라, 기타 불완전연소시 발생하는 인체에 유해한 물질이 발생하지 않게 되는 것이다.

한편, 원적외선 방사체로 사용될 수 있는 물질은 여러 가지로 알려져 있지만, 본 발명에서는 원적외선 방사체로 토르말린을 주성분으로 하는 리폼을 사용하며, 그 이외에 공기를 활성화시키기에 적당한 것으로는 토르말린, 활석, 맥반석, 게르마늄 및 바이오세라믹스 중에서 최소한 1종이상을 포함한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원적외선 방사체는 원적외선이 방사되는 자연석을 미세한 분말로 분쇄하여 본 발명에 의한 리폼 원액에 용해시켜 사용할 수도 있고, 필요한 경우 금속 산화물을 특정비율로 배합하고 이를 적정온도로 소성하여 새로운 조성물을 제조한 후 이를 미세한 분말로 분쇄하여 리폼 원액에 용해시켜 사용할 수도 있는데, 전자에 비해 후자는 방사되는 원적외선의 특성을 임의로 조정가능하도록 만들어 사용할 수 있으므로 제작비용은 비싸지만, 산업 다방면에 폭 넓게 이용할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 의한 에어클리너에서 상기 리폼층(101)은 미세한 분말형태의 리폼 분말을 리폼 원액과 혼합하여 에어클리너를 이루는 필터 엘리먼트의 상부에 도포되는데, 상기 도포되는 방법은 붓 등을 이용하여 수동으로 도포할 수도 있고, 분무기를 이용하여 분사하여 도포할 수도 있다.

상기, 리폼층(101)이 지나치게 두꺼우면 공기의 흡입량이 감소하므로, 실험에 의하면 상기 리폼층(101)의 두께는 미세섬유조직(102) 두께의 1/5 이하를 유지하는 것이 바람직하다.

한편, 종래의 기 제작된 에어클리너(1)에 리폼 혼합물을 도포하는 것도 가능한데, 도 4에 도시된 바와 같이 에어클리너의 접혀진 부분 상측에 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)을 형성하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 에어클리너의 외측에 장착된 철망에 리폼 혼합물을 도포하여 리폼 혼합물이 도포된 철망(111)을 형성는 경우에도 충분히 그 효과가 나타난다.

본 발명에 의해 생산된 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너는 다양한 차량에서 주행 테스트를 수행하였는데, 이하에서는 그 테스트에 대하여 상술한다.

상기 주행테스트는 본 발명과 동일자로 특허출원하는 "연료절감효과 있는 부동액 조성물"이 동시에 장착된 상태에서 테스트가 수행되었으며, 2002년 5월 15일 ∼ 6월 15일 (30일) 동안 1차량 당 2회 이상을 수행하여 그 평균값을 도표에 나타내었다.

테스트에 사용된 차량은 (A): 1999년식 스타렉스 3000cc LPG엔진, (B): 2000년식 무쏘 3000cc 경유엔진, (C): 1996년식 라노스 1500cc LPG엔진, (D): 2001년식 스펙트라윙 1500cc 가솔린엔진, (E): 1999년식 스타렉스 3000cc LPG엔진, (F): 1995년식 뉴그렌져 2000cc 가솔린엔진, (G): 2000년식 이스타나 3000cc 경유엔진 등 7종의 다양한 엔진사양이다.

리폼 주행테스트

구 분	사 용 전평균주행거리(㎞)	사 용 후평균주행거리(㎞)	연 료 절 감	비 고
			증가거리( ㎞ )		증가율(%)
A	180 ∼200 ㎞	240 ∼280 ㎞	70 ㎞	36.8	시내주행
B	650 ∼670 ㎞	780 ∼800 ㎞	130 ㎞	19.6	시내주행중거리
C	290 ∼300 ㎞	350 ∼360 ㎞	60 ㎞	20.3	시내주행
d	420 ∼450 ㎞	660 ∼670 ㎞	230 ㎞	52.9	시내주행중거리
e	180 ∼200 ㎞	250 ∼300 ㎞	85 ㎞	44.7	시내주행
f	520 ∼580 ㎞	780 ∼820 ㎞	150 ㎞	26.8	시내주행중거리
G	480 ∼500 ㎞	560 ∼580 ㎞	80 ㎞	16.3	시내주행

테스트 결과 주행상태에 따라 편차는 있지만, 본 발명에 의한 연료절감 에어클리너가 장착된 모든 차량에서 평균 20% 이상의 연비절감효과가 나타났고, 매연이 시각적으로 확인될 정도로 급감하여 연료가 완전연소됨을 알 수 있었다.

따라서, 엔진에 이온화된 산소를 공급시키는 것이 연료의 불완전 연소를 방지하여 매연을 감소시킴과 동시에 엔진출력을 증가시키며, 차량의 연비를 획기적으로 개선하는 효과를 나타냄을 알 수 있다.

한편, 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 리폼은 가열성형과정을 거쳐서 다공성 원형필터인 리폼 필터(120)를 제작할 수 있는데, 상기 리폼 필터(120)는 차량용 공기유출관(11)과 흡기 매니폴드 호스(도시되지 않음)의 연결부위에 별도의 고정구가 필요없이 간편하게 삽입 가능하며, 차량에 구비된 흡기 매니폴드 호스는 굴곡된 상태로 설치되어 있으므로 한번 삽입된 리폼 필터(120)는 외부의 충격에 의해 쉽게 이탈되지 않는다.

또한, 상기 리폼 필터(120)의 설치 위치는 임의로 조정가능하며, 차량의 내부 구조에 따라 탈착을 용이하게 하기 위해 흡기 매니폴드 호스의 중간 부분 또는 끝부분에 고정설치하는 경우에도 동일한 효과가 나타난다.

상기 리폼 필터(120)는 무수히 많은 구멍이 형성된 다공성 구조로 제작되어 있으므로, 에어클리너를 통과한 공기는 상기 리폼 필터(120)의 구멍을 통과하면서 리폼 필터(120)에서 방출되는 원적외선 및 음이온에 노출되어 활성화 산소 이온으로 변환되고, 상기 변환된 산소 이온이 흡기 매니폴드를 통해 연료실로 공급되어 연료의 완전연소를 촉진하다.

이상에서와 같이 본 발명에서는 에어클리너에 있어서, 필터 엘리먼트를 구성하는 미세섬유조직의 상부 또는 하부에 리폼층(101)을 형성하거나, 흡기 매니폴드로 공기를 이송하는 흡기 매니폴드 호스의 일측에 리폼 필터(120)를 삽입하여 상기 에어클리너를 통과하는 산소분자를 활성화함으로써 차량의 연비를 향상시키는데, 상기 리폼을 대체하는 다른 광물이라도 원적외선 및 음이온을 방출함으로써 공기분자를 이온화시키는 조성물은 모두 본 발명의 권리범위에 포함된다.

본 발명에 의한 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너는 미세섬유조직(102)의 일측에 일정 두께 이하로 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)이 형성된 필터 엘리먼트를 에어클리너로 사용하거나, 기 제작된 필터 엘리먼트에서 외부의 공기가 유입되는 상부 또는 측면에 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)을 형성하거나, 에어클리너 하우징의 내측에 리폼 혼합물을 도포하여 리폼층(101)을 형성하거나, 리폼으로 성형가공된 리폼 필터(120)를 공기유출관(11)에 연결되는 흡기 매니폴드 호스에 삽입 설치함으로써, 상기 필터 엘리먼트를 통과하는 공기중에서 특히 산소분자를 이온화하여 반응성을 증가시켜 엔진에서 연료가 완전연소되도록 촉매제 역할을 수행함으로써 차량의 연비를 획기적으로 개선하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 공기유입구가 형성된 하우징내에 필터 엘리먼트를 내장하고 공기 유출구가 형성된 커버를 기밀하게 체결하여 이루어 지는 에어클리너에 있어서,

   상기 에어클리너의 필터 엘리먼트를 구성하는 미세섬유조직의 상층에 리폼 혼합물이 미세섬유조직의 두께에 비해 1/5 이하로 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 리폼 혼합물은 300 메쉬 이상의 리폼 분말과 리폼 원액을 1:1의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 리폼은 전기석인 토르말린 80∼85중량%, 클레이 10∼14중량%, 활석 7∼10중량%, 제올라이트 4∼7중량%, 백운석 2∼4중량%를 각각 미세한 분말상태로 혼합하여 가열 온도 1200 ~ 1500℃의 고온에서 4∼5시간 가열한 후 다시 미세한 분말로 분쇄하는 과정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 리폼 원액은 리폼 1 : 증류수 10의 중량비로 균일하게 혼합한 후, 가열온도 60 ∼ 80 ℃에서 가열시간 2 ∼3시간을 유지한 상태에서 중온 가열시키는 가열용해과정을 수행하고, 4000메쉬 이상의 리폼 분말을 통과시킬 수 없는 정도의 치밀한 조직으로 형성 여과필터를 통과하는 여과과정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 필터 엘리먼트는 리폼 혼합물이 필터 엘리먼트의 접혀진 상측부분에만 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 필터 엘리먼트는 리폼 혼합물이 필터 엘리먼트의 외측에 구비된 철망에만 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.
7. 공기유입구가 형성된 하우징내에 필터 엘리먼트를 내장하고 공기 유출구가 형성된 커버를 기밀하게 체결하여 이루어 지는 에어클리너에 있어서,

   리폼의 가열성형에 의해 제조된 다공성 원형필터인 리폼 필터가 에어클리너 하우징의 공기유출관과 흡기 매니폴드 호스의 연결부위에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 리폼 혼합물을 이용한 차량용 연료절감 에어클리너.