WO2010085053A2 - 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치 - Google Patents

내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치 Download PDF

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WO2010085053A2
WO2010085053A2 PCT/KR2010/000087 KR2010000087W WO2010085053A2 WO 2010085053 A2 WO2010085053 A2 WO 2010085053A2 KR 2010000087 W KR2010000087 W KR 2010000087W WO 2010085053 A2 WO2010085053 A2 WO 2010085053A2
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air
internal combustion
combustion engine
filter
purifying
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PCT/KR2010/000087
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신용태
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Shin Yong Tae
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/06—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by rays, e.g. infrared and ultraviolet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/02—Air cleaners
    • F02M35/024—Air cleaners using filters, e.g. moistened

Definitions

  • the present invention purifies the external air through the ozone lamp to supply the internal combustion engine, and the combustion promoting action and the activation efficiency of the exhaust catalyst and the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine that can increase the efficiency of the internal combustion engine.
  • the vehicle purifies the air sucked into the internal combustion engine only with the general air filter 20, inhales, burns, and exhausts the air.
  • the air intake filter an open air inhaler, a physical vortex device, and the like are being developed and sold, but there is no significant effect on fuel saving and combustion efficiency.
  • the present invention has been made to solve the above problems, more specifically, purifying the air introduced from the outside air intake through the ozone lamp provided in the filter housing, and the reflection efficiency of UV-C through the stainless steel coating
  • An object of the present invention is to provide a device for purifying air sucked into an internal combustion engine that can increase the purification capacity by increasing the efficiency.
  • an air filter for purifying the air flowing into the internal combustion engine through a photocatalyst
  • a filter housing accommodating an air filter therein
  • an ozone lamp installed at a lower part of the filter housing at a lower part of the air filter and providing a UV-C light source to the air filter.
  • An apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine which is an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine driving a vehicle having an external air inlet and a throttle body,
  • Switch box 30 provided with an on-off switch 32 that can be turned on and off the operation of the ozone lamp 22 by receiving power and the light emitting lamp 34 to indicate the operating state of the ozone lamp 22 to the outside )Wow;
  • the stainless coating is characterized in that forming a thickness of 30 ⁇ 300 ⁇ (microns).
  • the stainless coating is characterized in that to form a thickness of 30 ⁇ 100 ⁇ in the soft plastic material.
  • the stainless coating is characterized in that the hard plastic material to form a thickness of 100 ⁇ 300 ⁇ .
  • the stainless coating is characterized in that it is dried for 8 to 12 minutes at 60 ⁇ 80 °C after application.
  • the lamp fixing stand 6 includes a lower frame 8 which forms a bolt hole 12 and bolts to a lower portion of the filter housing 4; A side frame (10) having a connector hole (14) in which a lamp power supply connector (16) having a shape in which a central portion for supplying power to the ozone lamp (22) is bent in a "c" shape is installed; It is characterized in that formed in the "b" shape.
  • the apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine is an apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine for driving a vehicle having an external air suction port and a throttle body, wherein the internal combustion engine 2 is provided.
  • an ozone lamp 22 installed below the filter housing 4 below the air filter 20 to provide a UV-C light source to the air filter 20.
  • Stainless steel that is fixedly attached to each one or more of the top or bottom of the filter frame (20a) or installed in a detachable manner, is formed in a size of 100 ⁇ 200 mesh, purifying the air flowing into the internal combustion engine (stainless) substrate;
  • the stainless base material is located at the lower end of the filter frame (20a), is formed in the size of 100 ⁇ 120 mesh, the inlet end for directly purifying the air in direct contact with the incoming air (air inlet end) It characterized in that it comprises a substrate (20b).
  • the stainless base material is located on the upper end of the filter frame (20a), formed of a size of 120 ⁇ 200 mesh, before the first purified air flows into the intake intake pipe 46 of the internal combustion engine 2 Characterized in that it further comprises; outlet end substrate (20c) to purify the car.
  • the air filter 20 may bind the edge of the outlet end substrate 20c and the upper end of the filter frame 20a integrally or apply an external force applied to the outlet end substrate 20c and the filter. It is characterized by further comprising a packing member 20d for detaching the frame 20a.
  • the inlet end substrate 20b is characterized by forming a mesh scale size of 80 ⁇ 100 ⁇ (micron) by the photocatalyst to be coated.
  • the outlet end substrate 20c is characterized by forming a mesh scale size of 20 ⁇ 80 ⁇ (micron) by the photocatalyst applied.
  • the combustion efficiency of the internal combustion engine can be improved, the internal combustion engine is continuously physically and chemically stable and clean, and the air mixed with ozone and hydroxyl groups is supplied to operate the internal combustion engine.
  • Suction air can be supplied to match the theoretical mixing ratio, which contributes to complete combustion and stable combustion control.
  • the life is permanent, and can be maintained only by cleaning the periodic large foreign matter, there is an effect to have a self-cleaning function by environmental protection and the filter itself compared to the paper filter.
  • the inflow air contains ozone and OH-Radical due to purifying the ozone lamp by ultraviolet rays and passing through the air filter, while emulsifying and purifying various carbon and evaporative gases in the engine. Combustion has the effect of reducing harmful emissions.
  • FIG. 1 is a state diagram of the installation of the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to the present invention.
  • FIG. 2 is an installation state diagram of the ozone lamp according to the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing the operating state of the internal combustion engine in conjunction with the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of an internal combustion engine provided with an apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of an air filter of an apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the air filter of the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.
  • lamp holder 20 air filter
  • filter frame 20b inlet stage substrate
  • FIG. 1 is a state diagram of the installation of the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to the present invention
  • Figure 2 is a state diagram of the ozone lamp installation according to the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to the present invention. 1 and 2, an apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine will be described.
  • the present invention is a filter for accommodating the air sucked into the internal combustion engine for driving a vehicle having an external air intake port, a throttle body, the air filter 20 for purifying the air flowing into the internal combustion engine (2)
  • a housing 4 Located at the bottom of the air filter 20, and provided with at least two or more can be arranged in parallel, generating a UV-C in the wavelength range of 184.7nm ⁇ 253.7nm to photochemically react the air introduced into the filter housing (4)
  • An ozone lamp 22 A lamp holder (6) for fixing the ozone lamp (22) and fixedly attached to a lower upper surface of the filter housing (4);
  • Switch box 30 provided with an on-off switch 32 that can be turned on and off the operation of the ozone lamp 22 by receiving power and the light emitting lamp 34 to indicate the operating state of the ozone lamp 22 to the outside )Wow;
  • a power ballast (40) electrically connected to the switch box (30) and the ozone lamp (22) to block an overcurrent that may be applied to the
  • External air is sucked by the air filter 20 through the external air inlet 42 of the internal combustion engine to undergo physical filtration.
  • the UV-C emitted from the ozone lamp 22 installed below the air filter 20 performs a photochemical reaction with the air in the filter housing 4.
  • the ozone lamp 22 provides the air filter 20 with UV-C having a short wavelength in the wavelength range of 184.7 nm to 253.7 nm.
  • the ozone lamp 22 is made of a quartz tube.
  • the existing air filter 20 performs physical purification of the introduced air, but according to the present invention, oxidation, reduction and recombination of the air may be performed in the air filter 20 by the ozone and the hydroxyl group. have. Therefore, the air containing the ozone and the hydroxyl group can pass through the upper portion of the filter housing (4).
  • the ozone lamp 22 is mounted on the stainless steel coated filter housing 4, the distribution of the UV-C is improved, and organic and other contaminants are removed through the upper part of the filter housing 4. May be sucked into the intake intake pipe 46.
  • the intake intake pipe 46 may be made of a plastic material.
  • the material of the intake intake pipe 46 is plastic, a plastic material of the intake intake pipe 46 is removed by ozone and hydroxyl groups by removing the intake amount sensor 48, the EGR valve 50, and the like, and then applying stainless steel coating. It is desirable to prevent this from being oxidized and lost.
  • the stainless coating may be formed to a thickness of 30 ⁇ 300 ⁇ (micron), it is preferable to form a thickness of 30 ⁇ 100 ⁇ in the soft plastic material is installed in a position where flexibility is required.
  • the thickness exceeds 300 ⁇ , physical deposition may be difficult on the plastic material, and when the thickness is less than 30 ⁇ , the reflection efficiency of the UV-C may be reduced.
  • the UV-C may not be prevented from penetrating the internal engine of the vehicle due to the occurrence of cracks.
  • the stainless coating as described above is preferably dried for 8 to 12 minutes at 60 ⁇ 80 °C after application.
  • the drying time is less than 8 minutes at 60 ° C. or less, stable deposition of the plastic material cannot be achieved, and when the drying time is more than 12 minutes at 80 ° C. or more, the chemical properties of the stainless coating may be changed.
  • the ozone and the hydroxyl group have a strong oxidizing power can easily oxidize plastic materials and the like.
  • a thickness of about 30 to 300 ⁇ is applied to a plastic part except for the air flow sensor 48, the EGR valve 80, the sensor, and the detection part of the passage of the air moving from the external air intake 42 to the throttle body 44. It is preferable to apply a stainless steel coating of (micron) degree to suppress reaction with a plastic material.
  • the plastic material can be prevented from being oxidized and the reflection efficiency of the UV-C can be increased so that the UV-C generated by the ozone lamp 22 is not lost.
  • the UV-C and the air introduced through the external air inlet 42 react in the stainless steel coated filter housing 4 to produce a large amount of the ozone and the hydroxyl group, and the ozone and the hydroxyl group and purified
  • the efficiency in which air reaches the internal combustion engine 2 through the intake intake pipe 46 and the throttle body 44 can be increased.
  • the strong oxidative action of hydroxyl groups and ozone generated by the UV-C can be maintained until combustion of the internal combustion engine, thereby supplying beneficial air necessary for combustion until the internal combustion engine reaches a compression stroke. For this reason, it is desirable to reduce the difficulty of changing parts and manufacturing and to easily apply the existing internal combustion engine.
  • the throttle body 44, the surge tank 52, the air intake tube 54, and the engine intake valve 56 are made of aluminum and are cleaned by ozone. If the material is difficult to oxidize may be a stainless coating as described above.
  • the present invention uses the UV-C of the ozone lamp (22) for the air sucked in the general atmosphere to improve the lean burn of the vehicle and the fuel efficiency of the vehicle, by using the photochemical action of the UV-C Oxidation, reduction and recombination of the air may produce the ozone and the hydroxyl groups in the air.
  • Equation 1 The wavelength energy (KJ / mol) of light in general air and general environment can be calculated by Equation 1 below.
  • the dissociation energy of oxygen atoms is 498 KJ / mol and unstable oxygen atoms in various harmful gases and harmful substances are dissociated and recombined to produce clean air, ozone or hydroxyl groups.
  • the lamp holder 6 includes a lower frame 8 which forms a bolt hole 12 and bolts to a lower portion of the filter housing 4; A side frame (10) having a connector hole (14) in which a lamp power supply connector (16) having a shape in which a central portion for supplying power to the ozone lamp (22) is bent in a "c" shape is installed; It is characterized in that formed in the "b" shape.
  • the on-off switch 32 may be provided with the light emitting lamp 34 which is turned on to indicate that the ozone lamp 22 is turned on in order to confirm the operation state of the ozone lamp 22.
  • the light emitting lamp 34 is preferably installed at a position where the driver can be easily seen.
  • the switch box 30 is provided with a fuse, it is preferable to prevent a short circuit due to overcurrent. In addition, it is preferable to include a ballast stabilizer 40 to prevent an increase in the current applied to the ozone lamp 22.
  • the power source for driving the ozone lamp 22 is 220V is preferably applied to the existing internal combustion engine easily.
  • the switch box 30 receives the DC power applied to the ozone lamp 22, converts the power to the 220V from the power stabilizer 40, and converts the power according to the capacity of the ozone lamp 22 into the ozone lamp ( 22) to drive.
  • the power supply lines 60b and 60c for supplying power to the ozone lamp 22 need four wires, and the switch box 32 and the power stabilizer installed in the driver's seat of the vehicle in which the internal combustion engine 2 is created. 40 is electrically connected to the ozone lamp 22 through the power supply lines 60b and 60c to supply power to the ozone lamp 22.
  • the lamp holder 6 formed in a “b” shape through the lower frame 8 and the side frame 10 is mobilized, and the lower frame 8 is the filter housing. It is fixed to the lower part of (4).
  • the lower frame 8 forms a bolt hole 12 and is fixedly attached to the filter housing 4 through a bolt.
  • the side frame 10 forms a connector hole 14, and the connector hole 14 is provided with a lamp power supply connector 16 having a central portion bent in a "c" shape.
  • the power supply line 60b is electrically connected to the lamp power supply connector 16, and one end of the ozone lamp 22 is electrically connected to the lamp power supply connector 16 so that the ozone lamp supplies power. I can receive it.
  • the ozone lamp 22 is mounted while being rotated vertically, and the lamp power supply connector 16 has a structure for tightening the terminal pin provided at the end of the ozone lamp 22.
  • the power supply line 60b is electrically connected to the lamp power supply connector 16 under the lamp power supply connector 16.
  • the power supply line 60b may be drawn out of the lower portion of the filter housing through a power supply line hole formed under the connector hole 14.
  • the capacity of the internal combustion engine (2) is different, and in order to overcome the restrictions caused by the arrangement of the ozone lamp 22, the ozone lamp 22 can be arranged in parallel.
  • another embodiment using the ozone and the hydroxyl group may be installed in a narrow space other than air purification of the internal combustion engine to decompose various organic substances in the space.
  • the vehicle equipped with the present invention must be attached to the part which can be easily recognized by the person with a UV warning sign to prevent an accident during replacement work. It is preferable.
  • FIG. 3 describes the operating state of the internal combustion engine in conjunction with the present invention, after the air purified in the filter housing 4 supplied to the internal combustion engine 2 passes through the throttle body 44, Passes through the surge tank 52 for stabilizing the flow rate of air sucked into the internal combustion engine 2, and enters the internal combustion engine 2 by the engine intake valve 56 via the air intake pipe 54 going to each stroke.
  • combustion may be performed with air purged by the UV-C generated by the ozone lamp 22, air containing the ozone, or the hydroxyl group.
  • FIGS. 4 to 6 are configuration diagrams of an internal combustion engine installed of the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a view of the purification apparatus of the air sucked into the internal combustion engine according to an embodiment of the present invention 6 is a perspective view of an air filter
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of an air filter of an apparatus for purifying air sucked into an internal combustion engine according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a description with reference to FIGS. 4 to 6 is as follows.
  • FIG. 1 Another embodiment of the present invention is a surge tank 52, an air intake pipe 54, an engine intake valve 56, an EGR valve 50, a throttle body 44 and an air flow rate. It may be installed in the internal combustion engine 2 including the sensor 48.
  • the present invention the outside air intake, the purifier of the air sucked into the internal combustion engine for driving the vehicle having a throttle body, the air filter 20 for purifying the air flowing into the internal combustion engine (2);
  • a filter housing 4 accommodating the air filter 20 therein;
  • an ozone lamp 22 installed below the filter housing 4 below the air filter 20 to provide a UV-C light source to the air filter 20.
  • the ozone lamp 22 emits light energy higher than the dissociation energy of oxygen atoms to decompose and recombine various unstable gases and organic substances by decomposition and recombination of oxygen atoms to reduce them to stable gases, and UV-C to the air filter 20. Irradiation of the light source may promote the reducing action of ozone and OH Radical. In addition, UV-C emitted from the ozone lamp 22 installed below the air filter 20 may perform photochemical reaction with the air in the filter housing 4.
  • the ozone lamp 22 is located below the air filter 20, and is provided in at least two and arranged in parallel, and has a wavelength range of 184.7 nm to 253.7 nm to photochemically react the air introduced into the filter housing 4. Generates UV-C.
  • the ozone lamp 22 provides the short-wavelength UV-C to the air filter 20.
  • the ozone lamp 22 is preferably made of a quartz tube.
  • a lamp holder (6) fixedly attached to the lower upper surface of the filter housing (4).
  • the present invention provides a switch box 30 having an on-off switch 32 for controlling the operation of the ozone lamp 22 and a light emitting lamp 34 to indicate the operating state of the ozone lamp 22 to the outside. It can be provided.
  • Photocatalysts composed of WO 3 -TiO 2 particles have the advantage of being active even in the absence or weak light. That is, when light is irradiated onto the WO 3 -TiO 2 photocatalyst, electrons (e-) and holes (h + ) are generated from titanium dioxide (TiO 2 ), and superoxide anions (O 2 ⁇ ) and holes (h) generated therein are generated. Radical (OH) generated from + decomposes harmful substances in air into water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ), in which part of the generated electrons is tungsten oxide (WO) bonded by a potential difference. 3 ) is charged.
  • the powder-like photocatalyst was mixed with a binder and distilled water, and the thin substrate was coated on the substrate by a dipping method or spray method in a slurry prepared by the sol-gel method, and then heat-treated at 450 to 500 ° C. for about 30 minutes. It is good to use that.
  • the edges of the raw materials are fixed to prevent the shrinkage and deformation of the mesh while the coating is settled while the moisture escapes, and the particles are evenly deposited on the stainless steel mesh.
  • Inorganic binders that may be mobilized in the present invention are Ethyl poly silicate series.
  • Inorganic binders of ethyl poly silicate series have the advantage that the coating is not difficult.
  • the inorganic binder maintains the adhesion between the stainless substrate and the photocatalyst, thereby allowing the photocatalyst to be stably coated on the stainless substrate.
  • the adhesive strength is shown up to 6H maximum strength at room temperature, and when it is thermoset at 80 ° C, it increases to 8H ⁇ 9H. Therefore, it can be used semi-permanently by one coating. In addition, the firmness of the coating surface protects against aging and external impact of the stainless substrate.
  • Coupling of the inlet end substrate 20b or the outlet end substrate 20c and the photocatalytic reaction by the light energy of the short wavelength ozone lamp (UV-C) induces the air flowing into the filter housing 4 physically and chemically. Cleanse Physical purification may be performed via the inlet substrate 20b.
  • Chemical purification through the photocatalyst is carried out when the purified air enters the internal combustion engine 2 through the intake intake pipe 46 through induction of hydroxyl radical change in O 2 and H 2 O and activation of ozone in O 2. It can continuously emulsify and decompose carbon and excess spilled oil.
  • the intake intake pipe 46 may be formed of a stainless coating on a plastic material.
  • the introduced purified air can maintain a constant fuel economy even in urban areas, tunnels, and stagnation sections including ozone and hydroxyl groups, and can prevent the increase of harmful emissions due to carbon accumulation.
  • the temperature rise of the internal combustion engine is increased, the combustion speed and calorific value are improved upon ignition, and it affects and extinguishs the activation of various catalysts (three-way catalyst, DOC, DPF, CPF, etc.) of the internal combustion engine, thereby reducing harmful emissions. Can be achieved.
  • various catalysts three-way catalyst, DOC, DPF, CPF, etc.
  • gasoline and LPG engines were changed from weakly acidic or alkaline to weakly alkaline, and diesel engines were changed from neutral to weakly acidic.
  • the present invention can omit the inlet end substrate 20b in contact with external air.
  • the outlet end substrate 20c may be provided.
  • the illustrated example has taken a rectangular filter as an example, it is obvious that the filter may be formed in a cylindrical shape or a polygonal shape according to the displacement of the internal combustion engine and the type of the internal combustion engine.
  • the air filter 20 is mounted in a filter housing 4 equipped with an ozone lamp 22 that emits UV-C light to form a filter device for an internal combustion engine of a vehicle. It is installed in the movement path of air provided in the air conditioning system of the vehicle to purify the contaminated air passing through the movement path of the air.
  • One embodiment of the stainless base is located at the lower end of the filter frame (20a), is formed in the size of 100 ⁇ 120 mesh, the inlet for directly purifying the air in direct contact with the incoming air (air inlet end)
  • the substrate 20b may be included.
  • another embodiment of the stainless substrate is located at the top of the filter frame (20a), formed in the size of 120 ⁇ 200 mesh, the primary purified air to the intake intake pipe 46 of the internal combustion engine It may further include; an outlet end substrate (20c) for secondary purification before being introduced.
  • the inlet end substrate 20b is less than 100 mesh, the foreign matter of the inflowing air cannot be efficiently filtered. If the inflow end substrate 20b exceeds 120 mesh, the size of the mesh scale becomes small, which may hinder the smooth flow of the incoming air.
  • outlet stage substrate 20c is less than 120 mesh, the efficiency of refining the air purified in the inlet stage substrate 20b may be reduced, and if the outlet stage substrate 20c exceeds 200 mesh, the mesh may be coated by the photocatalyst coated. A problem arises in that the scale becomes smaller.
  • the air filter 20 may bind the upper edge of the outlet end substrate 20c and the upper end of the filter frame 20a integrally or may apply the outlet end substrate 20c and the filter frame 20a by an external force applied thereto. ) May be further provided with a packing member 20d.
  • the packing member 20d is formed of an elastic material, such as rubber, and preferably fixes the filter frame 20a and the outlet end substrate 20c in close contact.
  • the inlet end substrate 20b and the outlet end substrate 20c are simultaneously mounted to the filter frame 20a, the inlet end substrate 20b is fixed to the filter frame 20a, while the outlet end substrate 20c
  • the air filter 20 may be formed to be detachable through the packing member 20d.
  • the outlet end substrate 20c may be detachable from the filter frame 20a through the packing member 20d, so that the air filter 20 may be easily cleaned and replaced.
  • the inlet end substrate 20b is characterized by forming a mesh scale size of 80 ⁇ 100 ⁇ (micron) by the photocatalyst to be coated.
  • the mesh scale size is 130-150 ⁇ .
  • the mesh scale size may also vary depending on the amount of the photocatalyst to be coated.
  • the mesh scale size after the photocatalyst is coated on the inlet end substrate 20b is 80 to 100 ⁇ , which is introduced when the mesh scale size exceeds 100 ⁇ after the photocatalyst is coated on the inlet end substrate 20b. This is because it cannot be an effective filtering of foreign matter in the air.
  • the size of the mesh scale is less than 80 ⁇ after the photocatalyst is coated on the inlet end substrate 20b, the size of the mesh scale becomes small, which may inhibit the smooth flow of the inflowing air.
  • the inlet end substrate 20b may be fixed to the filter frame 20a through an ultraviolet curable resin having a viscosity in the range of 2000 cps to 3000 cps.
  • the ultraviolet ray irradiated onto the ultraviolet curable resin may be coupled to be in close contact with the lower end of the filter frame 20a only in the range of 200 to 400 nm.
  • the inlet end substrate 20b When the inlet end substrate 20b is coupled to the filter frame 20a through the UV curing resin, the inlet end substrate 20b may be adhered to correspond to the shapes of the various filter frames 20a.
  • the UV curable resin reacts with UV-A and UV-B in the methacrylate ester series, and is preferably coated on the top of the air filter during adhesion so as not to affect the adhesive strength of the photocatalyst.
  • a method of thermal fusion or high frequency fusion may be employed.
  • the outlet end substrate 20c is characterized by forming a mesh scale size of 20 ⁇ 80 ⁇ (micron) by the photocatalyst applied.
  • the mesh scale size is 74 to 130 ⁇ .
  • the size of the mesh scale may also vary depending on the number and amount of coating of the photocatalyst to be coated.
  • the mesh scale size after the photocatalyst is coated on the outlet end substrate 20c is set to 20 to 80 ⁇ m, which means that the mesh scale size after the photocatalyst is coated on the outlet end substrate 20c exceeds 80 ⁇ m. This is because the efficiency of refining the air purified by the substrate 20b may be inferior.
  • the mesh scale size is less than 20 mu after the photocatalyst is coated on the outlet substrate 20c, the air flow to the intake intake pipe 46 may not be smooth.
  • Table 2 below shows the results of the "light duty vehicle analysis" in the state in which the air filter 20 is further mobilized to the experimental conditions of Table 1 above.
  • the inventors of the present invention were mobilized with the air filter 20 including both the inlet end substrate 20b and the outlet end substrate 20c, and the inlet end substrate 20b was 100.
  • a stainless steel substrate, which was a mesh was mobilized, and the photocatalyst was coated on the inlet substrate 20b to make the mesh scale size 80 mu.
  • the outlet end substrate 20c was mobilized with a 150 mesh stainless substrate, and the photocatalyst was coated with the outlet end substrate 20c to have a mesh scale of 20 mu.

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Abstract

본 발명은 필터 하우징에 구비되는 오존램프를 통해 외부공기 흡기구에서 유입된 공기를 정화하고, 스테인리스 코팅을 통한 UV-C의 반사효율을 높여 상기 정화능력을 향상할 수 있는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 광촉매를 통해 내연기관에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터; 내측에 공기필터를 수납하는 필터 하우징; 및 공기필터의 하부에서 필터 하우징의 하부에 설치되어, 공기필터에 UV-C 광원을 제공하는 오존램프;를 포함하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 내연기관의 연소 효율을 향상시킬 수 있는바, 내연기관에 지속적으로 물리적, 화학적으로 안정적이고 맑게 정화되고, 오존 및 수산기가 혼합된 공기가 공급되게 되어 내연기관 가동시 이론 혼합비에 맞출 수 있는 흡입공기가 공급되어 완전 연소 및 안정적 연소 제어에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Description

내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치
본 발명은 외부 공기를 오존램프를 통해 정화하여 내연기관의 공급하고, 내연기관의 효율을 증대할 수 있는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치 및 내연기관의 연소촉진작용 및 배기촉매의 활성화 효율을 증대할 수 있는 내연기관에 흡입되는 공기의 광촉매 필터를 이용한 공기 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 내연기관에 흡입되는 공기를 일반적인 공기필터(20)만으로 정화하여 흡입하여 연소하고 배기한다. 이에 공기흡입필터도 오픈 형 공기 흡입기, 물리적 와류 장치 등이 개발 판매되고 있으나, 연료 절감 및 연소 효율에는 큰 효과를 보지 못하고 있다.
또한, 도심지 등에서 발생하는 각종 차량의 매연을 다시 각종 내연기관에서 재흡입하고, 이로 인하여 안정적이고 깨끗한 공기를 흡입하지 못하게 되어 더 많은 연료를 사용하게 된다. 이러한 순환 구조에서는 더 많은 유해가스 등을 재흡입하여 연소하게 되어 내연기관에서의 완전 연소가 이루어지지 못하게 되는 문제가 발생한다.
이러한 현실을 감안하여 최근 들어 다양한 종류의 필터를 공기조화 시스템의 내부에 설치하여 공기 중에 존재하는 미세먼지입자, 악취, 세균 등의 오염물질을 제거하는 기술이 개발되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는, 필터 하우징에 구비되는 오존램프를 통해 외부공기 흡기구에서 유입된 공기를 정화하고, 스테인리스 코팅을 통한 UV-C의 반사효율을 높여 상기 정화능력을 향상할 수 있는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는, 광촉매를 통해 내연기관에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터; 내측에 공기필터를 수납하는 필터 하우징; 및 공기필터의 하부에서 필터 하우징의 하부에 설치되어, 공기필터에 UV-C 광원을 제공하는 오존램프;를 포함하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예인 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치는, 외부공기 흡입구, 스로틀 바디를 구비하는 차량을 구동하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 있어서, 상기 내연기관(2)에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터(20)를 수납하는 필터 하우징(4)과; 상기 공기필터(20) 하부에 위치하고, 적어도 두 개 이상 구비되면 병렬로 배치가능하고, 상기 필터 하우징(4)에 유입된 공기를 광화학작용시키는 184.7nm ∼ 253.7nm 파장범위의 UV-C를 발생시키는 오존램프(22)와; 상기 오존램프(22)를 고정하고, 상기 필터 하우징(4)의 하부 상면에 고정되게 부착되는 램프고정대(6)와; 전원을 인가받아 상기 오존램프(22)의 작동을 온오프할 수 있는 온오프스위치(32)와 상기 오존램프(22)의 작동 상태를 외부에 나타내는 발광램프(34)를 구비하는 스위치박스(30)와; 상기 스위치박스(30) 및 상기 오존램프(22)와 전기적으로 연결되어 상기 오존램프(22)에 인가될 수 있는 과전류 차단하는 전원안정기(40)와; 상기 필터 하우징(4)의 하부에 연통 되게 연결되는 상기 외부공기 흡입구(42), 상기 필터 하우징(4) 및 상기 필터 하우징(4)의 상부와 상기 스로틀 바디(44)를 연통 되게 연결하는 흡기 인테이크 파이프(46)에서 플라스틱 재질로 형성되는 내측면에 도포 되어, 상기 플라스틱 재질의 부품의 산화를 방지하는 스테인리스 코팅을; 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 스테인리스 코팅은 30~300μ(미크론)의 두께를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 스테인리스 코팅은 연질의 상기 플라스틱 재질에는 30~100μ의 두께를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 스테인리스 코팅은 경질의 상기 플라스틱 재질에는 100~300μ의 두께를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 스테인리스 코팅은 도포 후 60~80℃에서 8~12분간 건조되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 램프고정대(6)는, 볼트홀(12)을 형성하여 상기 필터 하우징(4)의 하부와 볼트 결합하는 하부프레임(8)과; 상기 오존램프(22)에 전원을 공급하는 중앙부가 "ㄷ" 형으로 절곡된 형상의 램프전원 공급커넥터(16)가 설치되는 커넥터홀(14)이 형성되는 측면프레임(10)을; 구비하여 "ㄴ" 자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예인 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치는, 외부공기 흡입구, 스로틀 바디를 구비하는 차량을 구동하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 있어서, 상기 내연기관(2)에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터(20); 내측에 상기 공기필터(20)를 수납하는 필터 하우징(4); 및 상기 공기필터(20)의 하부에서 상기 필터 하우징(4)의 하부에 설치되어, 상기 공기필터(20)에 UV-C 광원을 제공하는 오존램프(22);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 공기필터(20)는, 테두리가 상기 필터 하우징(4)의 내측 면에 끼움 결합하는 필터프레임(20a); 상기 필터프레임(20a)의 상단 또는 하단 중 어느 하나 이상에 각각 고정되게 부착되거나 탈부착방식으로 설치되고, 100~200 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 내연기관에 유입되는 공기를 정화하는 스테인레스(stainless) 기재; 및 무기 바인더를 통해, 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되는, WO3-TiO2 입자로 구성되는 광촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 스테인레스 기재는, 상기 필터프레임(20a)의 하단에 위치하여, 100~120 메시의 크기로 형성되어, 유입되는 공기(공기 유입단)와 직접 접촉하여 공기를 1차로 정화하는 유입단 기재(20b);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테인레스 기재는, 상기 필터프레임(20a)의 상단에 위치하여, 120~200 메시의 크기로 형성되어, 1차 정화된 공기를 상기 내연기관의 흡기 인테이크 파이프(46)에 유입되기 전에 2차 정화하는 출구단 기재(20c);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 공기필터(20)는, 상기 출구단 기재(20c)의 테두리와 상기 필터프레임(20a)의 상단을 일체로 결착시키거나 인가되는 외력에 의해 상기 출구단 기재(20c)와 상기 필터프레임(20a)을 탈착시키는 패킹 부재(20d)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 유입단 기재(20b)는 코팅되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기를 80~100μ(미크론)으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 출구단 기재(20c)는 도포 되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기를 20~80 μ(미크론)으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 내연기관의 연소 효율을 향상시킬 수 있는바, 내연기관에 지속적으로 물리적, 화학적으로 안정적이고 맑게 정화되고, 오존 및 수산기가 혼합된 공기가 공급되게 되어 내연기관 가동시 이론 혼합비에 맞출 수 있는 흡입공기가 공급되어 완전 연소 및 안정적 연소 제어에 기여할 수 있는 효과가 있다.
기존 차량에 스테인리스 코팅, 램프장착, 안정기 장착 등을 통해 용이하게 장착하여 유해배출가스를 줄일 수 있어, 배출된 유해 배출가스 및 미세 유기 물질이 차량 내부로 순환하는 것을 차단하여 환경오염을 줄일 수 있다.
또한, 종이필터와는 달리 수명이 영구적이며, 주기적인 큰 이물질 청소만으로 유지관리할 수 있어, 종이필터에 비해 환경보호 및 필터 자체로 자기청정기능을 가지는 효과가 있다.
또한, 유입된 공기가 오존램프를 자외선에 의한 정화 및 공기필터에 의한 를 통과한 정화로 인하여 오존과 OH- Radical을 포함하게 되고, 엔진 내부의 각종 카본, 증발가스에 대해 유화 및 정화 작용을 하면서 연소 되어 유해 배출가스를 저감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 설치 상태도이다.
도 2는 본 발명에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 따른 오존램프 설치 상태도이다.
도 3은 본 발명과 연동하는 내연기관의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 설치된 내연기관의 구성도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 공기필터의 사시도 이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 공기필터의 분해 사시도 이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
2: 내연기관 4: 필터 하우징
6: 램프고정대 20: 공기필터
20a: 필터 프레임 20b: 유입단 기재
20c: 출구단 기재 20d: 패킹 부재
22: 오존램프
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 설치 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 따른 오존램프 설치 상태도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치를 설명한다.
본 발명은 외부공기 흡입구, 스로틀 바디를 구비하는 차량을 구동하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 있어서, 상기 내연기관(2)에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터(20)를 수납하는 필터 하우징(4)과; 상기 공기필터(20) 하부에 위치하고, 적어도 두 개 이상 구비되면 병렬로 배치가능하고, 상기 필터 하우징(4)에 유입된 공기를 광화학작용시키는 184.7nm ∼ 253.7nm 파장범위의 UV-C를 발생시키는 오존램프(22)와; 상기 오존램프(22)를 고정하고, 상기 필터 하우징(4)의 하부 상면에 고정되게 부착되는 램프고정대(6)와; 전원을 인가받아 상기 오존램프(22)의 작동을 온오프할 수 있는 온오프스위치(32)와 상기 오존램프(22)의 작동 상태를 외부에 나타내는 발광램프(34)를 구비하는 스위치박스(30)와; 상기 스위치박스(30) 및 상기 오존램프(22)와 전기적으로 연결되어 상기 오존램프(22)에 인가될 수 있는 과전류 차단하는 전원안정기(40)와; 상기 필터 하우징(4)의 하부에 연통 되게 연결되는 상기 외부공기 흡입구(42), 상기 필터 하우징(4) 및 상기 필터 하우징(4)의 상부와 상기 스로틀 바디(44)를 연통 되게 연결하는 흡기 인테이크 파이프(46)에서 플라스틱 재질로 형성되는 내측면에 도포 되어, 상기 플라스틱 재질의 부품의 산화를 방지하는 스테인리스 코팅을; 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성으로 인하여 외부에서 유입된 공기가 오존 램프(22)에 의해 정화 과정을 거친 후, 상기 오존과 상기 수산기가 상기 내연기관(2)까지 도달하여, 흡기 계통의 여러 가지 불순물들을 강력한 산화 작용으로 분해, 환원시키고, EGR(배기가스 재순환)에서 유입된 재순환 배기 가스에도 정화작용을 한다.
내연기관 외부공기흡입구(42)를 통해 외부 공기가 공기필터(20)에 의하여 물리적인 여과를 거치기 위하여 흡입되게 된다.
상기 공기필터(20) 하부에 설치된 상기 오존램프(22)에서 발산된 상기 UV-C이 상기 필터 하우징(4)에서 상기 공기와 광화학작용을 한다.
상기 오존램프(22)는 184.7nm ∼ 253.7nm 파장범위의 단파장의 UV-C를 공기필터(20)에 제공한다. 이 경우, 상기 오존램프(22)는 석영관으로 제작된다.
이로 인해 상기 외부공기흡입구(42)를 통해 흡입된 공기 중의 산소, 유해가스, 대기 중의 수분에 존재하는 불안정한 산소 원자가 산화, 환원 및 재결합하여 정화된 공기, 수산기 및 오존으로 남아 상기 공기필터(20)에서 1차 반응을 일으킨다.
기존 장착된 상기 공기필터(20)는 유입된 공기의 물리적 정화를 수행하지만, 본 발명에 의하면, 상기 오존 및 상기 수산기에 의해 상기 공기의 산화, 환원 및 재결합이 상기 공기필터(20)에서 진행될 수 있다. 따라서, 상기 오존 및 상기 수산기가 포함된 공기가 필터 하우징(4)의 상부를 통과할 수 있다.
상기 스테인리스 코팅이 된 상기 필터 하우징(4)에 상기 오존램프(22)에 장착된 후 상기 UV-C의 분포도가 향상되어, 유기물 및 기타 오염물질이 제거되면서 상기 필터 하우징(4)의 상부를 통하여 상기 흡기 인테이크 파이프(46)에 흡입될 수 있다.
유해가스 분해 및 여러 유기물질을 분해한 후 흡기 인테이크 파이프(46)를 통하여 상기 내연기관에 전달될 수 있다. 상기 흡기 인테이크 파이프(46)는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
상기 흡기 인테이크 파이프(46)의 재질은 플라스틱이므로, 내부에 흡입기량 센서(48), EGR 밸브(50) 등을 제거한 뒤 스테인리스 코팅을 하여 오존 및 수산기에 의한 상기 흡기 인테이크 파이프(46)의 플라스틱 재질이 산화되어 손실되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
상기 스테인리스 코팅은 30~300μ(미크론)의 두께로 형성될 수 있는데, 유연성이 필요한 위치에 설치되는 연질의 상기 플라스틱 재질에는 30~100μ의 두께를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 두께가 300μ를 초과하면, 상기 플라스틱 재질에 물리적 증착이 어려울 수 있고, 상기 두께가 30μ 미만이면, 상기 UV-C의 반사효율을 저감할 수 있다.
또는, 유연성이 필요없는 위치에 설치되는 경질의 상기 플라스틱 재질에는 100~300μ의 두께를 형성하는 것이 바람직하다.
연질의 상기 플라스틱 재질에 100~300μ의 두께의 상기 스테인레스 코팅이 도포되면, 크랙 등의 발생으로 상기 UV-C가 상기 차량의 내부기관에 침투되는 것을 차단할 수 없다.
상기와 같은 상기 스테인리스 코팅은 도포 후 60~80℃에서 8~12분간 건조되는 것이 바람직하다. 상기 60℃ 이하에서 8분 미만으로 건조되면 상기 플라스틱 재질의 안정된 증착을 도모할 수 없고, 상기 80℃ 이상에서 12분을 초과하여 건조하면 상기 스테인레스 코팅의 화확적 성질에 변화를 줄 수 있다.
상기 오존 및 상기 수산기는 강력한 산화력이 있어 플라스틱 재질 등을 쉽게 산화시킬 수 있다.
이를 해결하기 위하여 외부공기흡입구(42)에서 스로틀 바디(44)까지 이동하는 공기의 통로 중 공기유량센서(48), EGR밸브(80), 센서 및 검출 부분을 제외한 플라스틱 부분에 두께 약 30-300μ(미크론) 정도의 스테인리스 코팅을 하여 플라스틱 재질과 반응하는 것을 억제하는 것이 바람직하다.
상기 스테인리스 코팅에 의해 상기 플라스틱 재질의 산화 방지와 상기 UV-C의 반사효율에 높일 수 있어 상기 오존램프(22)에서 생성된 상기 UV-C가 손실되지 않게 할 수 있다.
따라서, 스테인리스 코팅된 필터 하우징(4) 내부에서 상기 UV-C와 상기 외부공기흡입구(42)를 통해 유입된 공기가 반응하여 다량의 상기 오존과 상기 수산기를 만들고, 상기 오존과 상기 수산기 및 정화된 공기가 상기 흡기 인테이크 파이프(46)와 상기 스로틀 바디(44)를 통해 내연기관(2)까지 도달되는 효율을 높일 수 있다.
즉, 상기 UV-C에 의해 발생한 수산기 및 오존의 강력한 산화작용이 내연기관 연소 전까지 유지될 수 있어, 내연기관이 압축하는 행정에 다다를 때까지 연소에 필요한 유익한 공기를 공급한다. 이로 인하여 부품의 변경 및 제작의 어려움을 줄이며 기존 내연기관에도 쉽게 적용하는 것이 바람직하다.
상기와 달리, 스로틀 바디(THROTTLE BODY)(44), 서지 탱크(SURGE TANK)(52), 에어 인테이크관(AIR INTAKE)(54) 및 엔진 흡기 VALVE(56)은 알루미늄 재질로 되어 있어 오존에 의해 산화되기 어려운 재질을 경우는 상기와 같은 스테인리스 코팅을 하지 않을 수 있다.
본 발명은 차량의 희박 연소 및 자동차의 연비 향상을 위하여 일반 대기에서 흡입되는 공기를 오존램프(22)의 상기 UV-C를 이용하여, 유입된 상기 공기를 상기 UV-C의 광화학작용을 이용하여 상기 공기를 산화, 환원 및 재결합을 통해 상기 공기에서 상기 오존 및 상기 수산기를 생성할 수 있다.
일반적인 공기와 일반적인 환경에서 빛의 파장 에너지(KJ / mol)는, 아래의 [수학식 1]로 계산이 가능하다.
수학식 1
Figure PCTKR2010000087-appb-M000001
이 경우, 184.9nm 파장의 에너지는 (1.19625*(10^5)) / 184.9 = 646.9 KJ/mol와 같이 된다. 산소원자의 해리 에너지 498 KJ/mol로 각종 유해 가스 및 유해물질에 있는 불안정한 산소원자들이 해리되고, 재결합되면서 청정 공기, 오존 또는 수산기를 생성시킨다.
상기 램프고정대(6)는, 볼트홀(12)을 형성하여 상기 필터 하우징(4)의 하부와 볼트 결합하는 하부프레임(8)과; 상기 오존램프(22)에 전원을 공급하는 중앙부가 "ㄷ" 형으로 절곡된 형상의 램프전원 공급커넥터(16)가 설치되는 커넥터홀(14)이 형성되는 측면프레임(10)을; 구비하여 "ㄴ" 자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 내연기관(2)을 시동하기 전에 미리 상기 오존램프(22)를 작동하는 것이 바람직한데, 스위치박스(30)에 구비되는 온오프스위치(32)를 통해 상기 내연기관(2)의 구동 전에 상기 오존램프(22)의 작동을 시킬 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 오존램프(22)의 동작상태를 확인하기 위하여 상기 오존램프(22)가 켜져 있음을 나타낼 수 있게 점등이 되는 상기 발광램프(34)가 상기 온오프스위치(32)에 구비될 수 있다. 상기 발광램프(34)는 운전자가 잘 보이는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 스위치박스(30)는 휴즈를 구비하여, 과전류에 의한 누전을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 전원안정기(ballast stabilizer)(40)를 구비하여 상기 오존램프(22)에 인가되는 전류의 증가를 방지하는 것이 바람직하다. 상기 오존램프(22)의 구동을 위한 전원은 220V가 인가되어 기존의 내연기관에 용이하게 적용하는 것이 바람직하다.
상기 스위치박스(30)는 상기 오존램프(22)에 인가되는 직류 전원을 공급받고, 상기 전원안정기(40)에서 220V로 변환하고, 상기 오존램프(22)의 용량에 맞춘 전원을 상기 오존램프(22)에 공급하여 구동시킨다.
상기 오존램프(22)에 전원을 공급하는 전원공급선(60b, 60c)은 4개의 선이 필요하며 상기 내연기관(2)이 창작된 차량의 운전석에 설치된 상기 스위치 박스(32) 및 상기 전원 안정기(40)는 상기 전원공급선(60b, 60c)을 통해 상기 오존램프(22)와 전기적으로 연결되어, 전원을 상기 오존램프(22)에 공급한다.
상기 오존램프(22)의 고정방법은 하부프레임(8) 및 측면프레임(10)을 통해 "ㄴ" 자 형상으로 형성되는 램프고정대(6)가 동원되고, 상기 하부프레임(8)이 상기 필터 하우징(4)의 하부에 고정된다. 상기 하부프레임(8)은 볼트홀(12)을 형성하여 볼트를 통해 상기 필터 하우징(4)과 고정되게 부착된다.
상기 측면프레임(10)은 커넥터홀(14)을 형성하고, 상기 커넥터홀(14)에는 중앙부가 "ㄷ" 형으로 절곡된 형상의 램프전원 공급커넥터(16)가 설치된다. 상기 램프전원 공급커넥터(16)에는 상기 전원공급선(60b)이 전기적으로 연결되고, 상기 오존램프(22)의 일단은 상기 램프전원 공급커넥터(16)와 전기적으로 연결되어 상기 오존램프가 전원을 공급받을 수 있다.
오존램프(22)는 수직으로 넣어 회전시키면서 장착을 하는데, 램프 전원 공급용 커넥터(16)가 오존램프(22)의 끝 단에 구비되는 단자핀를 조여 주는 구조를 갖게 된다.
전원공급선(60b)은 램프 전원 공급용 커텍터(16) 하부에서 램프 전원 공급용 커넥터(16)와 전기적으로 연결된다. 상기 전원공급선(60b)은 상기 커넥터홀(14) 하부에 형성되는 전원공급선홀을 통해 상기 필터 하우징 하부 밖으로 인출될 수 있다.
또한, 상기 내연기관(2)의 용량이 다르고, 상기 오존램프(22)의 배치에 따른 제약 등을 극복하기 위하여 상기 오존램프(22)를 병렬로 배치할 수 있다.
또한, 상기 오존 및 상기 수산기를 이용하는 다른 실시예는 상기 내연기관의 공기정화 이외의 좁은 공간에 설치되어 상기 공간에서의 각종 유기물질 분해할 수도 있다.
마지막으로 상기 UV-C는 사람의 눈의 망막에 치명적인 해를 입힐 수 있으므로, 반드시 본 발명을 장착한 차량은 자외선 경고 표시를 사람이 쉽게 인식할 수 있는 부분에 부착하여 교환 작업시 사고를 방지하는 것이 바람직하다.
본 발명과 연동하는 내연기관의 작동 상태를 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 내연기관(2)에 공급되는 상기 필터 하우징(4)에서 정화된 상기 공기는 스로틀 바디(44)를 통과한 후, 상기 내연기관(2)에 흡입되는 공기의 유량을 안정화시키는 서지 탱크(52)를 지나고, 각 행정으로 가는 에어 인테이크관(54)를 거쳐 엔진흡기밸브(56)에 의해 내연기관(2)에 유입된다. 따라서, 상기 오존램프(22)에서 발생 된 상기 UV-C에 의해 정화된 공기, 상기 오존 또는 상기 수산기가 포함된 공기로 연소가 이루어질 수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 설치된 내연기관의 구성도이고, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 공기필터의 사시도 이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치의 공기필터의 분해 사시도 이다. 도 4 내지 도 6를 참조하여 이하 설명한다.
본 발명의 다른 실시예는, 서지 탱크(SURGE TANK)(52), 에어 인테이크관(AIR INTAKE)(54), 엔진 흡기 VALVE(56), EGR 밸브(50), 스로틀 바디(44) 및 공기유량센서(48)를 포함하는 내연기관(2)에 설치될 수 있다.
이를 위해 본 발명은, 외부공기 흡입구, 스로틀 바디를 구비하는 차량을 구동하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 있어서, 상기 내연기관(2)에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터(20); 내측에 상기 공기필터(20)를 수납하는 필터 하우징(4); 및 상기 공기필터(20)의 하부에서 상기 필터 하우징(4)의 하부에 설치되어, 상기 공기필터(20)에 UV-C 광원을 제공하는 오존램프(22);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
오존램프(22)에서는 산소원자의 해리 에너지보다 높은 빛 에너지를 방출시켜 산소 원자의 분해 재결합에 의해 각종 불안정한 가스 및 유기 물질을 분해 재결합하여 안정된 가스로 환원시키며, 공기필터(20)에 UV-C 광원을 조사하여 오존 및 OH Radical의 환원 작용을 촉진할 수 있다. 또한, 상기 공기필터(20) 하부에 설치된 상기 오존램프(22)에서 발산된 UV-C는 상기 필터 하우징(4)에서 상기 공기와 광화학작용을 할 수 있다.
이로 인해 외부공기 흡입구(42)를 통해 흡입된 공기 중의 산소, 유해가스, 대기 중의 수분에 존재하는 불안정한 산소 원자가 UV-C 광원 및 공기필터(20)를 통해 산화, 환원 및 재결합하여 유입된 공기 등이 정화될 수 있다.
오존램프(22)는 상기 공기필터(20) 하부에 위치하고, 적어도 두 개 이상 구비되면서 병렬로 배치가능하고, 상기 필터 하우징(4)에 유입된 공기를 광화학작용시키는 184.7nm ∼ 253.7nm 파장범위의 UV-C를 발생시킨다. 상기 오존램프(22)는 단파장의 UV-C를 공기필터(20)에 제공한다. 이 경우, 상기 오존램프(22)는 석영관으로 제작되는 것이 바람직하다.
오존램프(22)를 고정하기 위해 상기 필터 하우징(4)의 하부 상면에 고정되게 부착되는 램프고정대(6)가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명은 오존램프(22)의 작동을 제어하기 위한 온오프스위치(32)와 상기 오존램프(22)의 작동 상태를 외부에 나타내는 발광램프(34)를 구비하는 스위치박스(30)를 구비할 수 있다.
상기 공기필터(20)는, 테두리가 상기 필터 하우징(4)의 내측 면에 끼움 결합하는 필터프레임(20a); 상기 필터프레임(20a)의 상단 또는 하단 중 어느 하나 이상에 각각 고정되게 부착되거나 탈부착방식으로 설치되고, 100~200 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 내연기관에 유입되는 공기를 정화하는 스테인레스(stainless) 기재; 및 무기 바인더를 통해, 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되는, WO3-TiO2 입자로 구성되는 광촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
WO3-TiO2 입자로 구성되는 광촉매는 빛이 없거나 약한 곳에서도 활성을 띌 수 있는 장점이 있다. 즉, WO3-TiO2 광촉매에 빛이 조사되면 이산화티타늄(TiO2)에서 전자(e-)와 정공(h+) 이 발생되고, 여기서 생성된 슈퍼옥사이드음이온(O2 -)과 정공(h+)에서 생성된 수산화라디칼 (ㆍOH)이 공기 중의 유해물질을 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 분해하게 되는데, 이때 생성된 전자 중에 일부분이 전위차에 의해 접합 된 산화텅스텐 (WO3)에 충전되게(charging) 된다.
빛이 없는 어두운 곳에서는 산화텅스텐(WO3) 입자에 빛이 조사될 때 충전되어 있던 전자가 공기 중의 산소(O2)에 의해서 자기방전(Self-discharging)을 통해 산화(전자를 내어놓는 것)되어 지속적인 광촉매 기능을 수행할 수 있다.
파우더 형상의 광촉매를 바인더 및 증류수와 혼합하여 졸-겔 법으로 제조된 슬러리에 스테인레스 기재를 담그는 법(dipping method) 또는 스프레이 법으로 기재에 박막코팅한 후 450 내지 500℃에서 약 30분 동안 열처리한 것을 사용하는 것이 좋다.
열처리시 원자재의 모서리를 고정하여 수분이 빠져 나가면서 코팅이 안착 되는 사이, 코팅이 이루어지면서 메시의 수축 및 변형을 방지하며 입자가 골고루 스테인레스 mesh 망에 안착이 되도록 한다.
본 발명에 동원될 수 있는 무기 바인더는 Ethyl poly silicate계열이다. Ethyl poly silicate계열의 무기바인더는 코팅의 난이도가 높지 않은 장점이 있다.
무기 바인더는 스테인레스 기재와 광촉매의 접착력을 유지하게 하여, 광촉매가 스테인레스 기재에 안정되게 코팅되게 한다.
친환경적인 무기 바인더를 사용하여 접착력은 상온에서 최대 강도 6H 까지 나타내며, 이것을 80℃에서 열경화하면 8H~9H까지 높아진다. 그러므로 1회 코팅에 의해 반영구적으로 사용 가능할 수 있다. 또한, 코팅 면의 견고로 스테인레스 기재의 노화 및 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
상기 유입단 기재(20b) 또는 상기 출구단 기재(20c)의 결합과 단파장 오존램프(UV-C)의 빛에너지에 의한 광촉매 반응을 유도하여 필터 하우징(4)에 유입되는 공기를 물리적 및 화학적으로 정화한다. 물리적 정화는 유입단 기재(20b)를 통해 수행될 수 있다.
광촉매를 통한 화학적 정화는, O2 및 H2O에서 수산기변화 유도 및 O2에서 오존의 활성화 유도를 통해 흡기 인테이크 파이프(46)를 통해 내연기관(2)에 정화된 공기가 유입되면, 엔진 내부에서 발생한 카본 및 여분의 유출된 오일을 지속적으로 유화 및 분해 작용을 해줄 수 있다.
유해가스 분해 및 여러 유기물질을 분해한 후 흡기 인테이크 파이프(46)를 통하여 상기 내연기관에 전달될 수 있다. 상기 흡기 인테이크 파이프(46)는 플라스틱 재질플라스틱 재질 내부에 스테인레스 코팅으로 구성될 수 있다.
이를 통해, 유입된 정화된 공기는 오존과 수산기를 포함하여 도심지, 터널, 정체구간에서도 일정한 연비를 유지할 수 있고, 카본누적으로 인한 유해 배출가스증대를 방지할 수 있다.
또한, 내연기관의 온도 상승이 빨라지고 착화시 연소 속도 및 열량이 향상 되고, 내연기관의 각종촉매 (삼원촉매, DOC, DPF, CPF등)의 활성화에 영향을 주고 소멸 하며 이로 인해 유해 배출가스 저감을 이룰 수 있다.
본 발명의 장착한 내연기관에서 배출되는 배출가스의 산성도 test에서도 가솔린 및 LPG 기관은 약산성 혹은 알카리성에서 약 알카리로 변화되었고, 디젤기관은 중산성에서 약산성으로 변화되었다.
본 발명은, 내연기관(2)의 다양한 형태에 대응하여, 외부공기와 접촉하는 유입단 기재(20b)를 생략할 수 있다. 또한, 외부 유입물질의 유입방치 장치가 있을 경우, 출구단 기재(20c)만 구비할 수도 있다.
도시된 예는 사각형 필터를 일 예로 들었으나, 내연기관의 배기량 및 내연기관 종류에 따라 필터의 형태를 원통형, 다각형 등으로 형성할 수 있음은 당연하다.
상기 공기필터(20)는 UV-C 빛을 발산하는 오존램프(22)가 구비된 필터 하우징(4) 내에 장착되어 차량의 내연기관 용 필터장치를 구성하게 되며, 차량의 내연기관 용 필터장치는 차량의 공기조화 시스템 내부에 구비된 공기의 이동경로에 설치되어 상기 공기의 이동경로를 통과하는 오염공기를 정화시켜 준다.
상기 스테인레스 기재의 일 실시예는, 상기 필터프레임(20a)의 하단에 위치하여, 100~120 메시의 크기로 형성되어, 유입되는 공기(공기 유입단)와 직접 접촉하여 공기를 1차로 정화하는 유입단 기재(20b);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스테인레스 기재의 다른 실시예는, 상기 필터프레임(20a)의 상단에 위치하여, 120~200 메시의 크기로 형성되어, 1차 정화된 공기를 상기 내연기관의 흡기 인테이크 파이프(46)에 유입되기 전에 2차 정화하는 출구단 기재(20c);를 더 포함할 수 있다.
유입단 기재(20b)가 100 메시 미만이면 유입되는 공기의 이물질의 효율적인 필터링 될 수 없고, 120 메시를 초과하면 메시 눈금의 크기가 작아져 유입되는 공기의 원활한 흐름을 저해할 수 있는 문제가 있다.
출구단 기재(20c)가 120 메시 미만이면, 유입단 기재(20b)에서 정화된 공기의 재정화하는 효율이 떨어질 수 있고, 출구단 기재(20c)가 200 메시를 초과하면 코팅되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기가 작아지는 문제가 발생한다.
상기 공기필터(20)는, 상기 출구단 기재(20c)의 테두리와 상기 필터프레임(20a)의 상단을 일체로 결착시키거나 인가되는 외력에 의해 상기 출구단 기재(20c)와 상기 필터프레임(20a)을 탈착시키는 패킹 부재(20d)를 더 구비할 수 있다.
패킹 부재(20d)는 고무와 같이 탄성이 있는 재질로 형성되어, 필터프레임(20a)과 출구단 기재(20c)를 밀착하여 고정하는 것이 바람직하다.
즉, 유입단 기재(20b)와 출구단 기재(20c)가 동시에 필터프레임(20a)에 장착되는 경우, 유입단 기재(20b)는 필터프레임(20a)에 고정되는 반면, 출구단 기재(20c)는 패킹 부재(20d)를 통해 탈부착할 수 있도록 공기필터(20)를 형성할 수 있다.
이 경우, 출구단 기재(20c)는 패킹 부재(20d)를 통해 필터프레임(20a)과 탈부착이 가능할 수 있어 공기필터(20)의 청소 및 교체가 수월해지는 장점이 있다.
상기 유입단 기재(20b)는 코팅되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기를 80~100μ(미크론)으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
유입단 기재(20b)가 100~120 메시인 경우, 메시 눈금 크기는 130~150μ이 된다. 유입단 기재(20b)에 광촉매가 코팅되면, 메시 눈금 크기도 코팅되는 광촉매의 양에 따라 변동될 수 있다.
본 발명은 유입단 기재(20b)에 광촉매가 코팅된 후의 메시 눈금 크기를 80~100μ로 하고 있는바, 이는 유입단 기재(20b)에 광촉매가 코팅된 후 메시 눈금 크기가 100μ을 초과하면 유입되는 공기의 이물질의 효율적인 필터링이 될 수 없기 때문이다. 또한, 유입단 기재(20b)에 광촉매가 코팅된 후 메시 눈금 크기가 80μ미만이면, 메시 눈금의 크기가 작아져 유입되는 공기의 원활한 흐름을 저해할 수 있기 때문이다.
상기 유입단 기재(20b)는, 2000cps~3000cps 범위의 점도를 가지는 자외선 경화 수지를 통해 필터 프레임(20a)에 정착될 수 있다.
이 경우 자외선 경화 수지에 조사되는 자외선은 200~400nm범위 내이어야 유입단 기재(20b)가 필터 프레임(20a)의 하단에 밀착되게 결합 될 수 있다.
자외선 경화 수지를 통해 유입단 기재(20b)를 필터 프레임(20a)에 결합시키게 되면, 다양한 필터 프레임(20a)의 형상에 대응하여 유입단 기재(20b)를 접착시킬 수 있는 장점이 있다.
자외선 경화 수지는 methacrylate ester계열로 UV-A, UV-B에서 반응하며, 접착시 공기필터 상단에 도포를 하여 광촉매의 접착강도에 영향을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.
광촉매를 기재에 정착하기 위한 수단으로 열융착 또는 고주파 융착의 방식이 동원될 수도 있다.
상기 출구단 기재(20c)는 도포 되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기를 20~80 μ(미크론)으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
출구단 기재(20c)가 120~200 메시인 경우, 메시 눈금 크기는 74~130μ이 된다. 출구단 기재(20c)에 광촉매가 코팅되면, 메시 눈금 크기도 코팅되는 광촉매의 도포횟수 및 양에 따라 변동될 수 있다.
본 발명은 출구단 기재(20c)에 광촉매가 코팅된 후의 메시 눈금 크기를 20~80μ로 하고 있는바, 이는 출구단 기재(20c)에 광촉매가 코팅된 후 메시 눈금 크기가 80μ을 초과하면 유입단 기재(20b)에서 정화된 공기의 재정화하는 효율이 떨어질 수 있기 때문이다. 또한, 출구단 기재(20c)에 광촉매가 코팅된 후 메시 눈금 크기가 20μ미만이면, 흡기 인테이크 파이프(46)로의 공기 흐름이 원활하지 못한 문제가 생길 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실험예를 설명한다.
<실험예>
하기의 [표 1]은 일반적인 공기정화 필터를 유로 3 대응 엔진을 장착한 한국의 현대사 차량인 포터 2를 약 1000km 주행 후의 "light duty vehicle analysis" 결과이다.
표 1
Figure PCTKR2010000087-appb-T000001
하기의 [표 2]는 상기 [표 1]의 실험 조건에 공기필터(20)가 더 동원된 상태에서의 "light duty vehicle analysis" 결과이다.
[표 2]의 결과가 도출된 실험을 위해, 본 발명인은 유입단 기재(20b) 및 출구단 기재(20c)를 모두 구비하는 공기필터(20)가 동원되었고, 유입단 기재(20b)는 100 메시인 스테인레스 기재가 동원되었고, 광촉매를 유입단 기재(20b)에 코팅한 후 메시 눈금 크기가 80μ이 되게 하였다. 또한, 출구단 기재(20c)는 150 메시인 스테인레스 기재가 동원되었고, 광촉매를 출구단 기재(20c)에 코팅한 후 메시 눈금 크기가 20μ이 되게 하였다.
표 2
Figure PCTKR2010000087-appb-T000002
[표 1]과 [표 2]를 비교하면, 공기필터(20)를 장착한 경우에 CO의 배출량이 0.4g/Km에서 0.078g/Km로 대폭 저감되었고, 연비(F.E.)가 10.184에서 10.329로 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 광촉매에 따른 활성화로 인하여 배출가스에 수증기가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명과 유로 3 대응 엔진을 장착한 한국의 현대사 차량인 포터 2를 약 1000km 주행하면서, 엔진 RPM을 4000에서 측정된 스모크 테스트(Smoke test)를 한 결과, 스모크가 25%에서 8%로 저감되면서 오존의 누출이 없는 효과가 있었다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 첨부된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.

Claims (13)

  1. 외부공기 흡입구, 스로틀 바디를 구비하는 차량을 구동하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 있어서,
    상기 내연기관(2)에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터(20)를 수납하는 필터 하우징(4)과;
    상기 공기필터(20) 하부에 위치하고, 적어도 두 개 이상 구비되면 병렬로 배치가능하고, 상기 필터 하우징(4)에 유입된 공기를 광화학작용시키는 184.7nm ∼ 253.7nm 파장범위의 UV-C를 발생시키는 오존램프(22)와;
    상기 오존램프(22)를 고정하고, 상기 필터 하우징(4)의 하부 상면에 고정되게 부착되는 램프고정대(6)와;
    전원을 인가받아 상기 오존램프(22)의 작동을 온오프할 수 있는 온오프스위치(32)와 상기 오존램프(22)의 작동 상태를 외부에 나타내는 발광램프(34)를 구비하는 스위치박스(30)와;
    상기 스위치박스(30) 및 상기 오존램프(22)와 전기적으로 연결되어 상기 오존램프(22)에 인가될 수 있는 과전류를 차단하는 전원안정기(40)와;
    상기 필터 하우징(4)의 하부에 연통 되게 연결되는 상기 외부공기 흡입구(42), 상기 필터 하우징(4), 및 상기 필터 하우징(4)의 상부와 상기 스로틀 바디(44)를 연통 되게 연결하는 흡기 인테이크 파이프(46)에서, 플라스틱 재질로 형성되는 내측면에 도포 되어, 상기 플라스틱 재질의 부품의 산화를 방지하는 스테인리스 코팅을; 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스테인리스 코팅은 30~300μ(미크론)의 두께를 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스테인리스 코팅은 연질의 상기 플라스틱 재질에는 30~100μ의 두께를 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 스테인리스 코팅은 경질의 상기 플라스틱 재질에는 100~300μ의 두께를 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 스테인리스 코팅은 도포 후 60~80℃에서 8~12분간 건조되는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 램프고정대(6)는,
    볼트홀(12)을 형성하여 상기 필터 하우징(4)의 하부와 볼트 결합하는 하부프레임(8)과;
    상기 오존램프(22)에 전원을 공급하는 중앙부가 "ㄷ" 형으로 절곡된 형상의 램프전원 공급커넥터(16)가 설치되는 커넥터홀(14)이 형성되는 측면프레임(10)을; 구비하여 "ㄴ" 자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  7. 외부공기 흡입구, 스로틀 바디를 구비하는 차량을 구동하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치에 있어서,
    상기 내연기관(2)에 유입되는 공기를 정화하는 공기필터(20);
    내측에 상기 공기필터(20)를 수납하는 필터 하우징(4); 및
    상기 공기필터(20)의 하부에서 상기 필터 하우징(4)의 하부에 설치되어, 상기 공기필터(20)에 UV-C 광원을 제공하는 오존램프(22);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 공기필터(20)는,
    테두리가 상기 필터 하우징(4)의 내측 면에 끼움 결합하는 필터프레임(20a);
    상기 필터프레임(20a)의 상단 또는 하단 중 어느 하나 이상에 각각 고정되게 부착되거나 탈부착방식으로 설치되고, 100~200 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 내연기관에 유입되는 공기를 정화하는 스테인레스(stainless) 기재; 및
    무기 바인더를 통해, 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되는, WO3-TiO2 입자로 구성되는 광촉매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 스테인레스 기재는,
    상기 필터프레임(20a)의 하단에 위치하여, 100~120 메시의 크기로 형성되어, 유입되는 공기(공기 유입단)와 직접 접촉하여 공기를 1차로 정화하는 유입단 기재(20b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 스테인레스 기재는,
    상기 필터프레임(20a)의 상단에 위치하여, 120~200 메시의 크기로 형성되어, 1차 정화된 공기를 상기 내연기관의 흡기 인테이크 파이프(46)에 유입되기 전에 2차 정화하는 출구단 기재(20c);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 공기필터(20)는,
    상기 출구단 기재(20c)의 테두리와 상기 필터프레임(20a)의 상단을 일체로 결착시키거나 인가되는 외력에 의해 상기 출구단 기재(20c)와 상기 필터프레임(20a)을 탈착시키는 패킹 부재(20d)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 유입단 기재(20b)는,
    코팅되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기를 80~100μ(미크론)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 출구단 기재(20c)는,
    도포 되는 광촉매에 의해 메시 눈금 크기를 20~80 μ(미크론)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 내연기관에 흡입되는 공기의 정화장치.
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