KR20090077007A - 전기장 보조 연료 분무화 시스템 및 그 사용 방법 - Google Patents

전기장 보조 연료 분무화 시스템 및 그 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090077007A
KR20090077007A KR1020097011159A KR20097011159A KR20090077007A KR 20090077007 A KR20090077007 A KR 20090077007A KR 1020097011159 A KR1020097011159 A KR 1020097011159A KR 20097011159 A KR20097011159 A KR 20097011159A KR 20090077007 A KR20090077007 A KR 20090077007A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
injector
electric field
metal mesh
particle size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020097011159A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101295538B1 (ko
Inventor
케 후앙
데피카 크힐나네이-카브리아
에드워드 카자노빅츠
롱지아 타오
Original Assignee
템플 유니버시티-오브 더 커먼웰쓰 시스템 오브 하이어 에듀케이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 템플 유니버시티-오브 더 커먼웰쓰 시스템 오브 하이어 에듀케이션 filed Critical 템플 유니버시티-오브 더 커먼웰쓰 시스템 오브 하이어 에듀케이션
Publication of KR20090077007A publication Critical patent/KR20090077007A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101295538B1 publication Critical patent/KR101295538B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F02M27/04—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
    • F02B51/04—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines involving electricity or magnetism
    • 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
    • F02M29/00—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture
    • F02M29/04—Apparatus for re-atomising condensed fuel or homogenising fuel-air mixture having screens, gratings, baffles or the like
    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2202/00—Combustion
    • F23G2202/70—Combustion with application of specific energy
    • F23G2202/701—Electrical fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

연소실로 분사되는 연료 입자 크기의 감소 장치(100)가 설명되어 있다. 상기 장치는 연료 라인(110)과, 상기 연료 라인(110) 내에 배열되는 제 1 금속 메쉬(114)와 상기 제 1 금속 메쉬(114) 상류의 상기 연료 라인(110) 내에 배열되는 제 2 금속 메쉬(112)를 포함한다. 전기 공급원(130)은 상기 제 1 및 제 2 금속 메쉬(114,112)에 전기 연결된다. 상기 전기 공급원(130)의 작동에 의해 상기 제 1 금속 메쉬(114)와 제 2 금속 메쉬(112) 사이에 전기장을 생성한다. 연료 분사기(120)가 상기 제 1 금속 메쉬(114) 하류의 상기 연료 라인(110) 단부에 배열된다. 분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법, 차량 내의 가스 연료 효율의 개선 방법, 기관으로부터의 출력 증가 방법, 및 기관으로부터의 오염원 방출 개선 방법도 설명되어 있다.

Description

전기장 보조 연료 분무화 시스템 및 그 사용 방법 {ELECTRIC-FIELD ASSISTED FUEL ATOMIZATION SYSTEM AND METHODS OF USE}
본 발명은 2006년 10월 31일자로 출원된 미국 가 출원 번호 60/855,646호를 우선권으로 주장한다.
연료 분사 기술은 내연 기관 또는 오일 버너와 같은 대부분의 연소 시스템에서 사용된다. 미세한 연료 연무(mist)가 연료의 더욱 효과적으로 연소될 수 있게 하여 더욱 높은 출력과 보다 적은 유해 오염원 방출을 초래하는 분무화는 연소 효율과 오염원 방출 측면에서 특히 중요한 역할을 하는 것으로 공지되어 있다. 이는 연료와 공기(산소) 사이의 경계면으로부터 연소가 시작된다는 사실에 기인한다. 연료 방울의 크기가 감소되면, 연소 공정을 시작하기 위한 전체 표면적이 증가하여, 연소 효율을 상승시키고 오염원 방출을 개선한다.
연료 방울의 크기를 감소시키는 하나의 방법은 연료 방울의 크기를 직경 25 ㎛로 감소시키기 위해 가솔린에 대해 최대 200 바아(20,000 KPa)와 같은 고압을 이용하는 연료 분사기를 제공하는 것이다. 그러나, 그러한 분사기는 현재의 가솔린 연료 라인이 단지 3 바아(300 KPa) 미만의 연료 압력만을 유지할 수 있으므로, 차량 내의 연료 라인의 실질적인 변경이 필요하다.
연료 방울의 크기를 감소시키는 다른 공지의 방법은 모든 연료 방울을 음전하화하는 정전기적 분무화(electrostatic atomization)이다. 그 연료 방울의 전하 밀도가 높다면 연료 방울 크기는 작다. 또한, 음전하 연료 방울이 서로에 대해 반발력을 가지므로, 응집 현상이 발생하지 않는다. 현재의 정전기적 분무화 기술은 각각의 분사기 노즐에 직접 인가되는 초고전압의 특정 연료 분사기를 필요로 한다. 이미터 캐소드는 연료가 애노드를 통과하도록 음전하를 방출하며 분무화를 정지하도록 노즐 가까운 아래로 이동되지 않는다. 그러한 분사기의 사용에는 현존하는 차량 연료 시스템에 대한 실질적인 개조가 필요하다.
연료 분사기로부터 현재 발생되는 것보다 미세한 연료 연무를 발생시켜, 보다 청정한 연소와 보다 높은 출력과 보다 높은 연료 효율을 초래할 수 있는 방법을 제공할 필요가 있다.
간략하게, 본 발명은 분사기에 의해 분사되는 연료 입자의 크기를 감소시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 연료 라인을 통해 연료 유동을 제공하는 단계와, 상기 연료 라인으로부터 연료 분사기로 전달되는 연료의 점도를 낮추기에 충분한 전기장에 상기 연료를 노출시키는 단계와, 상기 연료 라인으로부터 분사기로 연료를 전달하는 단계, 및 상기 분사기로부터 연료를 분사하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 연소실로 분사된 연료 입자의 크기를 감소시키기 위한 장치를 제공한다. 상기 장치는 연료 라인과, 상기 연료 라인 내부에 배열되는 제 1 금속 매쉬, 및 상기 제 1 금속 매쉬의 상류 또는 하류의 상기 연료 라인 내부에 배열되는 제 2 금속 매쉬를 포함한다. 전기 공급원은 제 1 금속 매쉬 및 제 2 금속 매쉬에 전기적으로 연결된다. 전기 공급원의 작동으로 제 1 금속 매쉬와 제 2 금속 매쉬 사이에 전기장이 생성된다. 연료 분사기는 상기 금속 매쉬로부터의 하류의 연료 라인 단부에 배열된다.
또한, 본 발명은 차량의 연료 효율(gas mileage)을 개선하는 방법, 기관(combustion engine)으로부터의 출력을 증가시키는 방법, 및 연료를 연료 라인을 통해 유동시킴으로써 기관으로부터의 오염원 방출을 개선하는 방법으로서, 연료의 점도를 감소시키기 위해 연료 유동 방향에 평행한 방향으로 연료 라인 내의 연료에 전기장을 인가하는 단계, 및 연소를 위해 연료 분사기를 통해 연소실로 감소된 점도를 갖는 연료를 방출하는 단계를 포함한다.
전술한 설명과 이후의 상세한 설명과 함께 본 명세서에 구성 부분으로 합체되고 본 발명의 실시예를 설명하는 첨부 도면들은 본 발명의 특징들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기장 보조 연료 분사기 시스템을 사용한 테스트 세-업(set-up)의 개략적인 도면이며,
도 2는 도 1의 분사기 시스템을 사용한 플레이트 상의 연료 방울의 분부 패턴을 도시하는 도면이며,
도 3은 전기장 보조 연료 분사 시스템을 통과한 후의 디젤 연료 방울의 크기 대 전체 방울 백분율을 도시하는 그래프이며,
도 4는 전기장 보조 연료 분사 시스템을 통과한 후 20% 에탄올과 혼합된 가솔린 연료 방울의 크기 대 전체 방울 백분율을 도시하는 그래프이며,
도 5는 도 1에 도시된 시스템을 사용하는 방법을 설명하는 흐름도이며,
도 6은 차량 연료 시스템 내에 설치된 전기장 보조 연료 분사 시스템의 예시적 실시예를 도시하는 차량 연료 시스템의 사시도이다.
이후의 설명에서는 단지 편리함을 위해 임의의 용어들 사용하지만 제한적인 것은 아니다. 이러한 용어는 특별히 언급한 단어와 그의 파생어 및 유사한 의미의 단어들을 포함한다. 이후에서 설명하는 실시예들은 설명한 것과 정확한 형태로 본 발명을 한정하거나 배타적인 것으로 이해해서는 않 된다. 이러한 실시예는 본 발명의 원리와 적용 및 실제 용도를 가장 잘 설명하고 본 기술 분야의 당업자들이 본 발명을 가장 잘 이용할 수 있도록 선택되고 설명된 것이다.
본 발명은 연료가 연소실 내측으로 분사를 위해 연료 분사기로 진입되기 이전에 연료 라인 내측에서 전기장을 통과할 때 연료의 점도를 낮추는데 사용된다. 연료의 점도가 낮아지면, 분사된 분무 연료 방울의 크기가 양호하게 감소하여, 연료의 더욱 효율적인 연소를 초래한다. 본 발명은 자동차, 항공기, 및 선박과 같이 기관을 갖는 차량뿐만 아니라 발전기와 같은 비차량에도 적용된다. 본 발명이 연료 분사기로부터 배출되는 연료 방울의 크기를 감소시키는 것에 관한 것이지만, 본 발명의 당업자들은 유체의 점도와 분무된 방울의 입자 크기를 감소시키기 위해 유체와 같은 연료에만 한정되는 것이 아니라 다른 유체에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 실시된 기술은 페이트 스프레이와 같은 미세한 분무 방울을 필요로 하는 다른 분야에도 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기장 보조 연료 분사 시스템(100)이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 분사 시스템(100)은 연료("F")가 유동하는 연료 라인(110)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연료(F)는 좌측(상류측)으로부터 우측(하류측)으로 유동한다. 연료(F)는 연료 라인(110)으로부터 연료(F)를 연소시키기 위해 연소실(도시 않음)의 내측으로 분사하는 연료 분사기(120)로 유동한다.
하류 메쉬(112)는 연료 라인(110)의 내측으로 삽입된다. 상류 메쉬(114)도 하류 메쉬(112)로부터 상류에 있는 연료 라인(110)의 내측으로 삽입된다. 매쉬(112,114)는 연료 라인(110)을 포함하는 어떤 다른 금속과 전기 절연되며 연료 라인(110) 내에 커패시터를 형성한다. 상류 메쉬(114)는 하류 메쉬(112)로부터 대략 0.5 내지 2 cm 범위에 위치되는 것이 바람직하다. 또한, 하류 메쉬(112)는 연료 분사기(120)로부터 대략 10 내지 30 cm 범위 내에 위치되는 것이 바람직하다. 메쉬(112,114)는 구리 또는 몇몇 다른 전도성 금속으로 구성될 수 있다. 바람직하게, 메쉬(112,114)를 구성하는 전도성 금속은 연료 라인(110)을 통해 금속 메쉬(112,114)를 지나 유동하는 연료(F)와 화학적으로 반응하지 않는다. 메쉬(112,114)는 연료 라인(110)을 통해 연료 분사기(120)로 유동하는 연료에 악영향을 주지 한도록 충분히 조악한 메쉬 크기를 가진다.
전압 공급원(130)은 하류 메쉬(112)와 상류 메쉬(114) 사이에 전기장을 발생 시키도록 하류 메쉬(112)와 상류 메쉬(114) 각각에 전기 연결된다. 전기 공급원(130)의 포지티브 터미널(132)은 하류 메쉬에 연결되어 하류 메쉬(112)를 애노드로 형성하며, 전기 공급원(130)의 네가티브 터미널(134)은 상류 메쉬(114)에 연결되어 상류 메쉬(114)를 캐소드로 형성한다. 그러한 배열은 연료(F) 유동 방향에 평행하나 대향 방향으로 전기장을 생성한다. 메쉬(112,114)의 크기와 직경은 연료 유동률에 따라 조절될 수 있다.
(도시 않은)다른 실시예에서, 전기장은 전기장을 연료(F) 유동 방향과 상이한 방향으로 인가하는 커패시터에 의해 생성된다. 전기장은 유동을 가로지르는, 여전히 점성의 감소를 달성할 수 있는 어떤 가능한 방향으로 인가될 수 있다고 고려해야 한다.
전압 공급원(130)은 직류(DC) 전원이지만, 낮은 주파수를 갖는 전기장을 생성하는 교류(AC) 전원이 사용될 수 있다. 교류 전기장이 인가될 때, 인가된 전기장의 주파수는 약 1 내지 약 3000 ㎐, 예를 들어 약 25 ㎐ 내지 약 1500 ㎐ 범위이다. 이러한 전기장은 연료 유동 방향에 평행한 방향으로 인가되거나, 연료 유동 방향 이외의 방향으로 인가될 수 있다.
전압원(130)은 메쉬(112,114) 사이에 대략 100 V/mm 내지 2500 V/mm 범위의 전기장을 생성하기에 충분히 높다. 이러한 범위 내의 특정값에 대한 선택은 유체의 조성, 소정의 점도 감소치, 유체 온도, 및 전기장이 인가되는 동안의 기간에 의존한다. 전기장 세기가 너무 낮거나 전기장 인가 기간이 너무 짧으면, 충분한 점성 변경이 초래되지 않는다. 반대로, 전기장 세기가 너무 높거나 전기장 인가 기 간이 너무 길면, 유체 점도가 실질적으로 증가한다.
연료 분사기(120)의 각각의 분사 사이클에서 소모되는 미소량의 연료(F) 때문에, 메쉬(112,114) 사이로 연료가 이동하는 시간은 120 초 정도로 길다. 이러한 이동 시간에 영향을 끼치는 하나의 요인은 연료(F)의 소모 비율이다. 예를 들어, 분사 시스템(100)이 사용되는 차량(도시 않음)의 가속시에는 동일 차량의 공회전시보다 연료(F) 소모가 더 빠를 것이다. 따라서, 연료(F)는 공회전 보다 가속 중에 더 작은 시간 동안에 메쉬(112,114) 사이에 생성되는 전기장에 영향을 받을 것이다. 이러한 요인의 정당한 고려시에, 전기장 내의 유체 연료의 잔류 시간은 예를 들어, 0.1 내지 120 초 사이에서 변할 것이다.
도 4의 흐름도는 시스템(100)의 사용 방법을 설명한다. 단계(160)에서, 연료(F)의 유동은 연결 라인(110)을 통해 제공된다. 단계(162)에서, 연료(F)는 연료 라인(110)으로부터 분사기(120)로 이동되는 연료(F)의 점성을 낮추기에 충분한 전기장에 노출된다. 전기장은 연료(F)의 유동 방향에 평행하지만 대향 방향으로 이동된다. 단계(164)에서, 연료(F)는 연료 라인(110)으로부터 분사기(120)로 분사된다. 단계(166)에서, 연료(F)는 연소를 위해 분사기(120)로부터 연소실로 분사된다. 시스템(100)은 입자의 크기를 감소시키며, 차량의 연료 효율을 개선하며, 기관의 출력을 증가시키며, 기관으로부터 오염원 방출을 개선하는데 사용될 수 있다.
분사 시스템(100)을 사용하는 실험적 셋업이 도 1에 도시되어 있다. 실험에 사용된 연료 분사기(120)는 미국, 오하이오 클리블랜드 소재의 미스터. 캐스켓 코.에 의해 제조된 액셀(등록상표) 하이 임피던스 연료 분사기였다.
실험에서, 연료(F)는 메쉬(112,114) 사이에서 발생된 전기장을 대략 15 초간 통과했다. 연료 분사기(120)로부터의 각각의 연료 분무는 약 4 밀리초(Millisecond) 동안 지속되어 연료 분사기(120)로부터 연료 연무(122)를 생성했다. 연료 방울(122)은 산화 마그네슘 층으로 피복된 플레이트(140)에 의해 수집되었다. 플레이트(140)는 분무 중의 모든 연료 방울(122)들을 수집하기에 충분히 큰 대략 10 cm ×10 cm의 정방형이다. 플레이트(140)는 연료 분사기(120)의 방출구로부터 대략 10 cm의 거리에 위치되었다. 수집된 연료 방울(122)의 예시적인 기록이 도 2에 도시되었다.
연료 방울(122)이 수집되었으면, 플레이트(140)는 고 해상도 스캐너(도시 않음)에 의해 스캔되며 연료 방울 크기 분포가 이미징 소프트웨어에 의해 분석된다. 이러한 방법이 공지된 광학적 산란 기술보다 더 늦고 더 많은 시간을 소모하지만, 이러한 방법은 어떤 다른 방법보다 더 신뢰성이 높다. 분무 중의 모든 연료 방울(122)이 기록되고 물리적으로 측정된다.
이러한 셋업 방식에 따라 실험된 연료(F)는 디젤 연료뿐만 아니라 20% 에탄올을 갖는 가솔린이었다. 실험은 기준을 설정하기 위해 사용하지 않은 분사 시스템(100)에서 수행되었으며 기준 결과에 대한 이득을 결정하기 위해 사용 중인 분사 시스템(100)에서 수행되었다. 디젤 연료에 대한 통계적인 결과치가 도 3에 도시된 반면에, 20% 에탄올을 갖는 가솔린에 대한 결과치는 도 4에 도시되었다. 그러한 결과치는 수차례의 실험으로 평균화되었다. 강한 전기장이 분무화 공정에서 연료 방울(122)의 크기를 감소시킨다는 것을 두 도면으로부터 알 수 있다.
예 1
디젤 연료에 대한 실험을 위해, 연료 압력은 200 psi(약 1,380 KPa)이며, 전기장은 약 1.0 kV/mm였다. 연료(F)는 전기장을 통과하는데 약 15 초 걸렸다. 디젤 연료에 대한 효과는 매우 컸다. 예를 들어, 반경 5 ㎛ 이하의 연료 방울(122)의 수가 5.3 %(기준선)로부터 15.3 %로 3 배정도 증가했다. 전기장은 대부분 40 ㎛ 이하의 반경을 갖는 물방울로 형성되었음을 도 3으로부터 명확히 알 수 있다. 분사 시스템(100)이 디젤 차량에 적용되면, 연료 효율은 15 내지 30% 정도 증가되며 오염원 방출도 현저히 개선되는 것으로 예상된다.
예 2
(20% 에탄올을 갖는)가솔린에 대한 실험에 있어서, 연료 압력은 110 psi(약 760 KPa)이며, 전기장은 약 1.2 kV/mm였으며, 연료(F)는 전기장을 통과하는데 약 15 초 걸렸다. 가솔린에 대한 효과도 컸다. 예를 들어, 반경 10 ㎛인 연료 방울(122)의 수가 17.6 %(기준선)로부터 20.7%로 20 % 증가했다. 분사 시스템(100)이 가솔린 동력 차량에 적용되면, 연료 효율은 5 내지 10% 정도 증가되며 오염원 방출도 현저히 개선되는 것으로 예상된다.
예 3
주행 성능 실험이 도 6에 도시된 바와 같이, 메르세데스 벤츠 300D 차량(200)의 연료 시스템에서 분사 시스템(100)을 사용하여 수행되었다. 시스템(100)은 분사 시스템(100)의 바닥으로부터 상부까지 수직으로 연료가 분사 시스템(100)을 통해 유동하도록 차량(200)에 설치되었다.
분사 시스템(100)을 사용했을 때에는 분사 시스템(100)을 사용하지 않았을 때의 대략 갤론 당 30 마일(리터 당 대략 12.75 킬로미터)로부터 갤론 당 대략 36 마일(리터 당 대략 15.3 킬로미터)로 대략 20% 증가했다. 이 예에서, 전기장 세기는 약 800 V/mm 내지 약 1500 V/mm 범위였고 메쉬(112,114) 사이의 연료 유동 시간은 약 5초였다.
추가로, 디젤 연료 및 가솔린 연료 모두에 대해, 분사 시스템(100)은 연료를 위해 분사되는 연료(F)의 보다 낮은 점성으로 인한 연료 방울(122) 크기가 보다 작아지는 결과로써 단위 연료 당 보다 큰 출력을 발휘하는 것으로 여겨진다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 도시된 사항에만 한정되지 것이 아니라고 이해해야 한다. 오히려, 본 발명으로부터 이탈함이 없고 청구의 범위의 범주와 그와 동등한 범위 내에서 세부 사항 측면에서 다수의 변경이 있을 수 있다.

Claims (12)

  1. 분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법으로서,
    a) 연료 라인을 통해 연료 유동을 제공하는 단계와,
    b) 상기 연료 라인으로부터 분사기로 전달되는 연료의 점도를 낮추기에 충분한 전기장에 상기 연료를 노출시키는 단계와,
    c) 상기 연료를 연료 라인으로부터 분사기로 전달하는 단계, 및
    d) 상기 연료를 분사기로부터 분사시키는 단계를 포함하는,
    분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계 및 상기 b) 단계는 상기 전기장의 방향에 평행한 방향으로 상기 연료 유동을 제공하는 단계를 포함하는,
    분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 a) 단계 및 상기 b) 단계는 상기 전기장의 방향에 대향하는 방향으로 상기 연료 유동을 제공하는 단계를 포함하는,
    분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계는 상기 연료를 약 800 V/mm 내지 약 1500 V/mm 범위의 세기를 갖는 전기장에 노출시키는 단계를 포함하는,
    분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계는 상기 연료를 약 5 초 내지 약 15 간 전기장에 노출시키는 단계를 포함하는,
    분사기로부터 분사되는 연료 입자 크기의 감소 방법.
  6. 연소실로 분사되는 연료 입자 크기의 감소 장치로서,
    연료 라인과,
    상기 연료 라인 내에 배열되는 제 1 금속 메쉬와,
    상기 제 1 금속 메쉬 상류의 상기 연료 라인 내에 배열되는 제 2 금속 메쉬와,
    상기 제 1 및 제 2 금속 메쉬에 전기 연결되는 전기 공급원, 및
    상기 제 1 금속 메쉬 하류의 상기 연료 라인 단부에 배열되는 연료 분사기를 포함하며,
    상기 전기 공급원의 작동에 의해 상기 제 1 금속 메쉬와 제 2 금속 메쉬 사이에 전기장을 생성하는,
    연소실로 분사되는 연료 입자 크기의 감소 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기 공급원은 직류 공급원을 포함하는,
    연소실로 분사되는 연료 입자 크기의 감소 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 메쉬는 애노드를 포함하는,
    연소실로 분사되는 연료 입자 크기의 감소 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 메쉬는 상기 연료 라인 내의 연료가 상기 제 1 금속 메쉬와 제 2 금속 메쉬 사이로 약 5 초 내지 약 15 초간 이동하는데 필요한 충분한 거리만큼 상기 제 2 금속 메쉬 사이로부터 이격되어 있는,
    연소실로 분사되는 연료 입자 크기의 감소 장치.
  10. 차량 내의 가스 연료 효율의 개선 방법으로서,
    a) 연료 라인을 통해 연료를 유동시키는 단계와,
    b) 연료의 점도를 감소시키도록 상기 연료 라인 내의 연료에 전기장을 인가하는 단계, 및
    c) 연소를 위해 연료 분사기를 통해 연소실로 감소된 점도를 갖는 연료를 방출하는 단계를 포함하는,
    차량 내의 가스 연료 효율의 개선 방법.
  11. 기관으로부터의 출력 증가 방법으로서,
    a) 연료 라인을 통해 연료를 유동시키는 단계와,
    b) 연료의 점도를 감소시키도록 상기 연료 라인 내의 연료에 전기장을 인가하는 단계, 및
    c) 연소를 위해 연료 분사기를 통해 연소실로 감소된 점도를 갖는 연료를 방출하는 단계를 포함하는,
    기관으로부터의 출력 증가 방법.
  12. 기관으로부터의 오염원 방출 개선 방법으로서,
    a) 연료 라인을 통해 연료를 유동시키는 단계와,
    b) 연료의 점도를 감소시키도록 상기 연료 라인 내의 연료에 전기장을 인가하는 단계, 및
    c) 연소를 위해 연료 분사기를 통해 연소실로 감소된 점도를 갖는 연료를 방출하는 단계를 포함하는,
    기관으로부터의 오염원 방출 개선 방법.
KR1020097011159A 2006-10-31 2007-10-30 전기장 보조 연료 분무화 시스템 및 그 사용 방법 Active KR101295538B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85564606P 2006-10-31 2006-10-31
US60/855,646 2006-10-31
PCT/US2007/022939 WO2008054753A2 (en) 2006-10-31 2007-10-30 Electric-field assisted fuel atomization system and methods of use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090077007A true KR20090077007A (ko) 2009-07-13
KR101295538B1 KR101295538B1 (ko) 2013-08-12

Family

ID=39285354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097011159A Active KR101295538B1 (ko) 2006-10-31 2007-10-30 전기장 보조 연료 분무화 시스템 및 그 사용 방법

Country Status (13)

Country Link
US (1) US9316184B2 (ko)
EP (1) EP2078154B1 (ko)
JP (1) JP2010508464A (ko)
KR (1) KR101295538B1 (ko)
CN (1) CN101622438B (ko)
AT (1) ATE506530T1 (ko)
BR (1) BRPI0716322B1 (ko)
CA (1) CA2668157C (ko)
DE (1) DE602007014088D1 (ko)
ES (1) ES2367937T3 (ko)
MX (1) MX2009004631A (ko)
RU (1) RU2469205C2 (ko)
WO (1) WO2008054753A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101316509B1 (ko) * 2011-12-09 2013-10-10 서울대학교산학협력단 연소실 전기장 발생장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602007014088D1 (de) 2006-10-31 2011-06-01 Univ Temple Durch ein elektrisches feld gestütztes brennstoffatomisierungssystem und verwendungsverfahren dafür
WO2008100178A2 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Zakrytoe Akcionernoe Obshestvo 'ekom-Tehnologii' Liquid hydrocarbon fuel treating device for an internal combustion engine
US20100229955A1 (en) 2009-03-13 2010-09-16 Douglas Bell Increasing Fluidity of a Flowing Fluid
RU2013110062A (ru) * 2010-08-10 2014-09-20 Роннелл Компани, Инк. Дипольное трибоэлектрическое сопло инжектора
CN102454513A (zh) * 2010-11-03 2012-05-16 李晓亮 转动电离式离子器
CN102465797A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 李晓亮 带离子化发动机
BR112013018860B1 (pt) * 2011-01-24 2021-04-20 Walter P. Jenkins aparelho, sistema, e método para vaporizar uma mistura de combustível
WO2012106048A1 (en) 2011-02-01 2012-08-09 Precision Combustion, Inc. Apparatus and method for vaporizing a liquid fuel
US8955325B1 (en) * 2011-08-31 2015-02-17 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Charged atomization of fuel for increased combustion efficiency in jet engines
US9151252B2 (en) 2012-09-28 2015-10-06 General Electric Company Systems and methods for improved combustion
DK177981B1 (en) * 2013-09-03 2015-02-16 Global Fuel Solution Sarl Method and apparatus for increasing gaseous content of a hydrocarbon fuel
RU2571990C1 (ru) * 2014-09-29 2015-12-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Способ повышения эффективности сгорания топлива в двигателе самолета
RU2615618C1 (ru) * 2015-12-18 2017-04-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Топливная форсунка газотурбинного двигателя
RU2636947C1 (ru) * 2016-12-05 2017-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Топливная форсунка авиационного двигателя
JP7491489B2 (ja) * 2019-08-23 2024-05-28 文修 斎藤 燃料液滴微小化装置
CN115370511A (zh) * 2022-09-28 2022-11-22 郭玮玲 一种节油省油装置

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1552034A (en) 1925-02-09 1925-09-01 Draper Corp Filling-end holder and cutter for looms
US2083799A (en) * 1933-09-25 1937-06-15 Petroleum Rectifying Co California Method of and apparatus for electrically treating emulsions
US2083798A (en) * 1935-11-14 1937-06-15 Petroleum Rectifying Co California Method and apparatus for electrically treating emulsions
US3304251A (en) * 1962-03-14 1967-02-14 Exxon Research Engineering Co Separation of wax from an oil dispersion using a non-uniform electric field
US3496837A (en) * 1967-07-14 1970-02-24 Union Oil Co Method of operating a hydraulic device
US3724543A (en) * 1971-03-03 1973-04-03 Gen Electric Electro-thermal process for production of off shore oil through on shore walls
US3880192A (en) * 1972-07-17 1975-04-29 Anatoly Alexeevich Denizov Varying the hydraulic resistance in a pressure pipe
US4037655A (en) * 1974-04-19 1977-07-26 Electroflood Company Method for secondary recovery of oil
JPS52114815A (en) * 1976-03-24 1977-09-27 Nissan Motor Co Ltd Electrostatic type fuel supply and equipment
US4203398A (en) * 1976-05-08 1980-05-20 Nissan Motor Company, Limited Electrostatic apparatus for controlling flow rate of liquid
JPS5349633A (en) * 1976-10-18 1978-05-06 Nissan Motor Co Ltd Fuel supplying apparatus for internal combustion engine
US4255777A (en) 1977-11-21 1981-03-10 Exxon Research & Engineering Co. Electrostatic atomizing device
DE2756558C2 (de) * 1977-12-19 1984-05-03 Richard 4832 Rheda-Wiedenbrück Mangel Rahmen zur Aufbewahrung und Betrachtung gerahmter Dias
US4204923A (en) * 1978-06-08 1980-05-27 Carpenter Neil L Method and apparatus for recovery of hydrocarbons from tar-sands
JPS5514471A (en) * 1978-07-18 1980-01-31 Shigetaka Morino Spraying improver
US4251800A (en) * 1979-04-12 1981-02-17 Recognition Equipment Incorporated Tilt compensating AGC
US4254800A (en) * 1979-06-13 1981-03-10 Nissan Motor Company, Limited Fluid flow rate control apparatus
JPS5665160U (ko) * 1979-10-19 1981-06-01
US5052491A (en) * 1989-12-22 1991-10-01 Mecca Incorporated Of Wyoming Oil tool and method for controlling paraffin deposits in oil flow lines and downhole strings
DE4029056A1 (de) * 1990-04-07 1991-10-17 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil
RU2038506C1 (ru) 1992-07-27 1995-06-27 Федотов Александр Демьянович Способ обработки топлива
CN2152913Y (zh) * 1993-01-15 1994-01-12 冯冕 雾化节油器
US5367999A (en) * 1993-04-15 1994-11-29 Mesa Environmental Ventures Limited Partnership Method and system for improved fuel system performance of a gaseous fuel engine
JPH07806A (ja) * 1993-06-11 1995-01-06 Masayuki Yokota 液体の活性化装置並びに均質混合体製造方法
US5673721A (en) 1993-10-12 1997-10-07 Alcocer; Charles F. Electromagnetic fluid conditioning apparatus and method
WO1996010618A1 (en) * 1994-09-30 1996-04-11 Sgi International Electrodynamic-chemical processing for beneficiation of petroleum residue
RU2083915C1 (ru) 1996-08-22 1997-07-10 Закрытое акционерное общество "Интойл" Способ транспортировки продукции нефтяной скважины по трубопроводам
JPH11153319A (ja) * 1997-11-20 1999-06-08 Nobuyuki Kumagai 排出ガス浄化用燃料触媒装置
DE19816208B4 (de) * 1998-04-09 2009-04-23 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Steuerventil
US6167971B1 (en) * 1998-10-06 2001-01-02 Paul Van Lingen Fire Protection system
US6473721B1 (en) * 1998-10-26 2002-10-29 Sony Corporation Factory traffic monitoring and analysis apparatus and method
KR100326607B1 (ko) * 1998-10-28 2002-07-03 송명엽 영구자석을이용한내연기관의연소효율증가장치
RU2177112C2 (ru) * 1999-07-19 2001-12-20 Кубанский государственный аграрный университет Вибрационная форсунка
CN1126865C (zh) * 2001-05-10 2003-11-05 刘均涛 内燃机静电场节油净化器及其用途
ATE351967T1 (de) * 2001-10-26 2007-02-15 Electro Petroleum Elektrochemischer prozess zur durchführung einer redoxverbesserten ölgewinnung
RU2196919C1 (ru) * 2001-11-14 2003-01-20 Государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт тепловозов и путевых машин Система для обработки топлива электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания
JP2004232585A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射装置
CN2615351Y (zh) * 2003-05-29 2004-05-12 周士范 内燃机节油减污净化器
DE602007014088D1 (de) 2006-10-31 2011-06-01 Univ Temple Durch ein elektrisches feld gestütztes brennstoffatomisierungssystem und verwendungsverfahren dafür
JP5665160B2 (ja) 2008-03-26 2015-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置および照明器具
JP5514471B2 (ja) 2009-04-16 2014-06-04 岐阜プラスチック工業株式会社 成形品及びその製造方法
US8342159B2 (en) * 2009-08-06 2013-01-01 Rexecon International, Inc. Fuel line ionizer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101316509B1 (ko) * 2011-12-09 2013-10-10 서울대학교산학협력단 연소실 전기장 발생장치
US9347419B2 (en) 2011-12-09 2016-05-24 Hyundai Motor Company Electric field generating apparatus for combustion chamber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008054753A3 (en) 2008-07-03
EP2078154B1 (en) 2011-04-20
CN101622438B (zh) 2015-08-05
WO2008054753A2 (en) 2008-05-08
US20100024783A1 (en) 2010-02-04
RU2009120461A (ru) 2010-12-10
CN101622438A (zh) 2010-01-06
CA2668157C (en) 2013-05-21
DE602007014088D1 (de) 2011-06-01
CA2668157A1 (en) 2008-05-08
KR101295538B1 (ko) 2013-08-12
BRPI0716322A2 (pt) 2014-02-25
ES2367937T3 (es) 2011-11-11
US9316184B2 (en) 2016-04-19
MX2009004631A (es) 2009-07-21
RU2469205C2 (ru) 2012-12-10
JP2010508464A (ja) 2010-03-18
EP2078154A2 (en) 2009-07-15
ATE506530T1 (de) 2011-05-15
HK1133451A1 (en) 2010-03-26
BRPI0716322B1 (pt) 2019-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101295538B1 (ko) 전기장 보조 연료 분무화 시스템 및 그 사용 방법
US20090277157A1 (en) Apparatus for improving fuel efficiency and reducing emissions in fossil-fuel burning engines
CN101165337A (zh) 燃料喷射阀及搭载该燃料喷射阀的内燃机的燃料喷射装置
CN113137321B (zh) 一种甲醇进气歧管装置、发动机及汽车
JP2009293577A (ja) 燃焼効率改善装置
JP4323325B2 (ja) 内燃機関のための燃料インジェクタ
CN1098975C (zh) 用于燃料输入的分子反应器
JPH10169517A (ja) 燃焼増進装置
JPH021544B2 (ko)
US11519322B1 (en) Method and system for fuel combustion
CN101180456B (zh) 用于机动车辆的排气系统
CN104848209A (zh) 一种液体燃料的静电雾化燃烧方法及装置
KR102166406B1 (ko) 연료 이온화 장치
HK1133451B (en) Electric-field assisted fuel atomization system and methods of use
KR20170109173A (ko) 내연기관의 연료소비 절감을 위한 하이브리드 장치
KR100840410B1 (ko) 초음파 분사기를 이용한 흡기포트 분사식 디젤엔진용연료공급장치
RU2165031C2 (ru) Способ внутренней очистки выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания
CN2869358Y (zh) 发动机空气辅助燃油喷射装置
CN201277116Y (zh) 柴油车汽油电喷车内燃机节油器
WO2003072925A1 (en) Air/fuel conditioning
EP3321483A1 (en) Diesel exhaust fluid injector
KR102587214B1 (ko) 물 기반 금속 콜로이드 연소 첨가제
GB2581131A (en) Aqueous metal nanofluid fuel additive
KR19980038575A (ko) 알코올 엔진의 연료 미립화 촉진 구조
JP2005290984A (ja) 燃料コンバータ

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20090529

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20100930

Comment text: Request for Examination of Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20120621

Patent event code: PE09021S01D

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20130222

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130619

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130806

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130807

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160629

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160629

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181015

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181015

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190624

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190624

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200624

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230921

Start annual number: 11

End annual number: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240624

Start annual number: 12

End annual number: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250625

Start annual number: 13

End annual number: 13