KR0153646B1 - 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치 - Google Patents

압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치

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Abstract

본 발명은 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치에 관한 것으로, 상기 압축천연가스차량의 연료탱크(1)로부터 저장된 고압의 천연가스를 매개로 엔진(2)으로부터 배출되는 배기가스를 정화시키는 촉매를 전기를 발생시키는 압전소자(4)와 함께 전기에 의해 열을 내는 열전소자(8)를 매개로 가열토록하여 촉매를 항시 예열시켜 초기운전시에도 촉매의 배기가스 정화효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치 (A preheating device the catalytic converter of an exhaust gas in a CNG-vehicle)
제1도는 본 발명에 따른 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치를 개략적으로 나타낸 구성상태도.
제2도는 종래의 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치를 개략적으로 나타낸 구성상태도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료탱크 2: 엔진
3 : 관로 4: 압전소자
5 : 온/오프스위치 6 : 배기파이프
7 : 정화촉매장치 7a : 담체
8 : 열전소자 9 : 서모스텟
본 발명은 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치에 관한 것으로, 특히 연료탱크내에 고압으로 저장된 액화천연가스를 이용하여 배기파이프에 설치된 정화촉매장치에 충진된 촉매를 예열시켜 배기가스의 정화효율을 향상시킬 수 있도록 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치에 관한 것이다.
일반적으로 가솔린이나 경유를 연료로 이용하여 이를 연소시킨 다음 얻어지는 열에너지를 기계열로 전환시켜 구동되는 가솔린엔진이나 디젤엔진을 장착한 자동차에서는 연료의 연소과정 후 대기로 배출되는 배기가스중에 일산화탄소(CO),탄화수소(HC),질소산화물(NOx)은 인체에 유해하면서 환경에도 악영향을 미치기 때문에 근래에 와서는 배출되는 배기가스중에 포함되는 유해성분을 줄이거나 완전히 없애 환경과 인체의 안전을 고려한 차량이 개발되고 있는 실정이다.
이와 같은 목적으로 개발된 차량중에는 천연가스를 연료로 이용하여 구동되는 압축천연가스(Compressed Natural Gas)차량이 있는 바, 이 압축천연가스차량에서는 천연가스를 일반차량의 연료탱크와 같은 용기내에 고압으로 압축해서 액화된 상태로 저장시켜 탑재하여, 이 고압으로 압축된 천연가스를 주행시 엔진으로 공급하여 차량을 주행시켜왔다.
한편, 압축천연가스차량용 엔진에서 연소된 후 배기다기관(Exhaust Manifold)을 거쳐 배기파이프를 통해 연소가스가 대기중으로 배출되는데, 이렇게 배출되는 배기가스중에 포함된 인체에 유해한 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 탄화수소(HC)는 상기 배기파이프의 중간에 장착된 정화촉매장치(Cotalytic Converter)에 의해 인체에 무해한 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 물(H2O)로 변환되도록 되어 있다.
그러나 상기한 촉매는 일정 온도 이상에서 배기가스의 정화효율을 높이게 되는 바, 이를 위하여 종래에는 제2도에 나타낸 바와 같이, 정화촉매장치(101)내부에 설치된 격자모양의 담체(102)일단에 전원선(103)을 통해 외부전원(B)이 연결되어, 이 전원선(103)의 소정위치에 설치된 온/오프스위치(104)의 작동에 의하여 상기 담체(102)에 충진된 촉매를 예열시킬 수 있도록 되어 있다.
따라서 엔진(105)의 연소시 배기가스는 배기다기관(106)을 거치면서 상기 촉매장치(101)의 입구(101a)로 유입되고, 이 유입된 배기가스는 예열된 촉매를 거쳐 정화된 상태로 출구(101b)를 통해 배기파이프(107)로 방출되게 된다.
그런데, 상기와 같이 이루어진 종래의 배기가스 정화촉매 예열장치는 엔진시동후 온/오프스위치(104)를 온시키면 외부전원(B)으로부터 전류가 인가되어 스틸재질로 된 담체(102)가 전기저항열에 의해 가열됨에 따라 이 담체(102)에 충진된 촉매가 가열되기까지 일정 시간이 소요되는 바, 초기 운전시부터 일정온도에 이르기까지 촉매의 온도가 낮아 배기가스의 정화 효율이 저하되어 배기가스중에 유해물질이 다량 함유 된다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압축천연가스차량의 연료로서 고압으로 압축된 천연가스의 압력을 이용하여 전기를 발생하는 압전소자를 매개로 정화촉매장치의 담체에 장착된 열전소자를 발열케 하여 촉매를 항시 예열시켜 초기운전시에도 촉매의 배기가스 정화효율을 높일 수 있도록 된 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정량의 천연가스를 차량내 트렁크룸에 탑재된 연료탱크에 고압으로 압축시켜 저장하였다가 이 저장된 천연가스를 연료로 이용하여 주행되는 압축천연가스차량에 있어서, 상기 압축천연가스차량의 연료탱크로부터 저장된 고압의 천연가스를 엔진으로 공급하기 위해 설치된 관로에는 일정압력이상의 압력을 받으면 전기를 발생시키는 압전소자가 구비되고, 이 압전소자에는 전원선을 매개로 온/오프스위치가 연결되고, 이 온/오프스위치는 배기파이프에 장착된 정화촉매장치에 내장된 담체에 배선되어 전기를 받으면 발열되는 열전소자와 전원선을 매개로 연결되며, 이 담체에는 상기 온/오프스위치와 전기적으로 일정 온도 이상일 때에만 전원을 단락시켜 주는 서모스텟(thermostat)이 연결된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치를 개략적으로 나타낸 구성상태도로서, 본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 일정량의 천연가스를 차량내 트렁크룸에 탑재된 연료탱크(1)에 고압으로 압축시켜 저장하였다가 이 저장된 천연가스를 연료로 이용하여 주행되는 압축천연가스차량에 있어서, 상기 연료탱크(1)로부터 저장된 고압(10 - 200 bar)의 천연가스를 엔진(2)으로 공급하기 위해 설치된 관로(3)에는 일정압력이상의 압력을 받으면 전기를 발생시키는 압전소자(4)가 구비되고, 이 압전소자(4)에는 전원선을 매개로 온/오프스위치(5)가 연결되고, 이 온/오프스위치(5)는 엔진(2)에 연결된 배기다기관(2a)과 배기파이프(6)사이에 장착된 정화촉매장치(7)에 내장된 담체(7a)에 배선되어 전기를 받으면 발열되는 열전소자(8)와 전원선을 매개로 연결되며, 이 담체(7a)에는 상기 온/오프스위치(5)가 전기적으로 일정온도이상일 때에만 전원을 단락시켜 주는 서모스텟(9)이 연결되어 있다.
여기서, 상기 담체(7a)에 설치된 서모스텟(9)은 담체(7a)에 충진된 촉매의 온도가 400℃이상일 때에는 상기 온/오프스위치(5)를 오프되게 작동시키도록 되어 있다.
따라서, 상기 압축천연가스차량이 주행중에 연료탱크(1)로부터 배출되는 천연가스의 압력에 의해 압전소자(4)가 전기를 발생시키면, 이 전기에 의해 상기 담체(7a)에 배선된 열전소자(8)가 열을 내어 열전소자(8)주위에 있는 스틸재질의 담체(7a)들을 가열시키게 되고, 이에 따라 담체(7a)내에 충진된 정화촉매는 가열되게 되는 것이다.
이때 상기 담체(7a)에 배선된 서모스텟(9)은 담체(7a)내의 촉매가 일정수준 이상온도(400℃)이상으로 상승되면, 상기 온/오프스위치(5)를 오프시켜 담체(7a)내의 촉매가 불필요하게 온도상승되는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 상기 정화촉매장치(7)의 촉매는 연료탱크(1)내 고압인 천연가스의 의해 전기를 발생하는 압전소자(4)와 발열되는 열전소자(8)를 매개로 가열되므로, 유해한 배기가스의 정화효율을 높일 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치에 의하면, 압축천연가스를 연료로 사용하여 주행되는 압축천연가스차량서 연료탱크(1)내에 저장된 고압의 천연가스를 이용하여 정화촉매장치(7)내의 촉매가 운전여부와 관계없이 항상 일정 온도로 가열되어 있기 때문에, 초기운전시에도 촉매가 고온상태로 유지되어 초기운전시의 발생되는 유해가스를 효과적으로 정화시킬 수 있는 효과가 있음과 더불어 촉매를 예열시키기 위한 별도의 외부전원이 불필요하게 되는 것이다.

Claims (1)

  1. 일정량의 천연가스를 차량내 트렁크룸에 탑재된 연료탱크(1)에 고압으로 압축시켜 저장하였다가 이 저장된 천연가스를 연료로 이용하여 주행되는 압축천연가스차량에 있어서, 상기 연료탱크(1)로부터 저장된 고압(10 - 200bar)의 천연가스를 엔진(2)으로 공급하기 위해 설치된 관로(3)에는 압전소자(4)가 구비되고, 이 압전소자(4)에는 전원선을 매개로 온/오프스위치(5)가 연결되며, 상기 온/오프스위치(5)는 엔진(2)에 연결된 배기다기관(2a)과 배기파이프(6)사이에 장착된 정화촉매장치(7)에 내장된 담체(7a)에 배선되어 전기를 받으면 발열되는 열전소자(8)와 전원선을 매개로 연결되는 한편, 상기 담체(7a)에는 상기 온/오프스위치(5)와 전기적으로 일정온도이상일 때에만 전원을 단락시켜 주는 서모스텟(9)이 연결된 것을 특징으로 하는 압축천연가스차량의 배기가스 정화촉매 예열장치.
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