KR100988280B1 - 미연가스 흡착 시스템 및 미연가스 흡착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미연가스를 흡착하기 위한 것으로, 더욱 자세하게는 흡착제에만 의존하지 않고 차량에서 엔진 연소 시 발생하는 미연가스를 효과적으로 재활용할 수 있는 미연가스 흡착 시스템 및 미연가스 흡착 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 전반적으로 차량을 제어하기 위한 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 흡기관을 개방하거나 폐쇄시키는 전자식 쓰로틀 밸브와; 미연가스를 포집하기 위한 캐니스터; 및 흡기관의 일측과 연결되어, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 전자식 쓰로틀 밸브가 상기 흡기관을 폐쇄시킬 경우 상기 흡기관에 존재하는 미연가스가 상기 캐니스터로 유입되도록 하고, 상기 전자식 쓰로틀 밸브가 상기 흡기관을 개방시킬 경우 상기 캐니스터를 통해 포집된 미연가스를 상기 흡기관으로 유입되도록 하는 방향전환밸브;를 포함한다.

미연가스, 흡착, 캐니스터, 가스 포집, 흡기저항

Description

미연가스 흡착 시스템 및 미연가스 흡착 방법{Adsorption system and method for imperfect combustion gas}

본 발명은 미연가스를 흡착하기 위한 것으로, 더욱 자세하게는 흡착제에만 의존하지 않고 차량에서 엔진 연소 시 발생하는 미연가스를 효과적으로 재활용할 수 있는 미연가스 흡착 시스템 및 미연가스 흡착 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진이 정지되면 연료 인젝션 포인트에 잔여 연료가 남게 되며, 엔진이 차단되기 때문에 인젝션 밸브와 크랭크 케이스 등에 잔존하던 탄화수소 미연가스가 유일한 통로인 흡기관 쪽으로 배출된다.

그렇나 미연가스는 환경오염을 유발할 수 있어 규제의 대상이 되고 있으며, 또한, 이러한 연소가 가능하므로 효과적인 에너지 이용을 위해 미연가스의 배출을 막고 이를 수집하여 재활용하는 기술이 필요하다.

종래의 흡착시스템(1)은 이를 위하여 흡착제를 이용하는데 그 개략적인 원리는 아래와 같다.

먼저, 도 1에 도시된 것과 같이 엔진 정지시, 인젝터(21) 부근에 존재하던 미연가스가 흡기관(30)을 통해 차량 외부로 흘러나오게 되는데, 이때 흡기관(30)의 에어필터(32) 상부에 구비된 흡착제(33)를 통해 미연가스가 포집되며, 이와 더불어 캐니스터(40)에서 포집된 연료탱크(50)의 증발가스 또한 솔레노이드밸브(41)를 거쳐 흡기관 에어필터 측의 흡착제(33)를 통해 포집된다.

이렇게 포집된 미연가스와 증발가스는 엔진 흡기시에 에어필터(32)를 통과하는 공기와 함께 엔진(20)으로 유입되어 재연소된다.

그러나 에어필터(32)에 장착된 흡착제(33)는 엔진의 흡기저항을 증가시켜 엔진출력을 감소시키며, 장기간 사용시 흡착제로 이용되는 활성탄이 엔진(20)으로 유입될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 흡착제에만 의존하지 않으면서 미연가스를 효율적으로 제거할 수 있는 미연가스 흡착 시스템 및 미연가스 흡착 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡착시스템은, 전반적으로 차량을 제어하기 위한 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 흡기관을 개방하거나 폐쇄시키는 전자식 쓰로틀 밸브와; 미연가스를 포집하기 위한 캐니스터; 및 흡기관의 일측과 연결되어, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 전자식 쓰로틀 밸브가 상기 흡기관을 폐쇄시킬 경우 상기 흡기관에 존재하는 미연가스가 상기 캐니스터로 유입되도록 하고, 상기 전자식 쓰로틀 밸브가 상기 흡기관을 개방시킬 경우 상기 캐니스터를 통해 포집된 미연가스를 상기 흡기관으로 유입되도록 하는 방향전환밸브;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 흡착방법은 본 발명에 따른 흡착시스템을 이용한 것으로서, 차량 엔진 정지시 상기 제어부가 상기 전자식 쓰로틀 밸브를 구동하여 상기 흡기관을 폐쇄시키는 흡기관 폐쇄단계; 및 상기 제어부가 상기 방향전환밸브를 통해 상기 폐쇄된 흡기관으로부터 미연가스가 상기 캐니스터로 유입되도록 하는 가스 포집단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 방향전환밸브를 통해 흡기관으로 배출된 미연가스를 캐니스터로 포집하고, 흡기 중 이렇게 포집된 미연가스가 엔진으로 유입될 수 있도록 함으로써, 종래와 같이 흡착제에만 의존하지 않고 효율적으로 미연가스를 재활용할 수 있다.

또한, 전자식 쓰로틀 밸브의 기밀성이 충분히 확보될 경우 흡착제를 이용하지 않고 미연가스를 제거할 수 있어 엔진 흡기 저항을 대폭으로 감소시킬 수 있으며, 나아가 흡착제가 엔진으로 유입됨에 따라 발생할 수 있는 문제점을 근본적으로 해결할 수도 있다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미연가스 흡착 시스템의 구성과 원리를 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미연가스 흡착 시스템의 구성도이다. 도 2에 도시된 것과 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미연가스 흡착 시스템(100)은 제어부(110)와, 전자식 쓰로틀 밸브(121)와, 캐니스터(130) 및 방향전환밸브(131)를 포함한다.

제어부(110)는 전반적으로 차량의 상태와 엔진(140)을 제어하기 위한 것으로, 통상적으로는 근래 자동차에 널리 탑재되고 있는 ECU(Engine Control Unit)가 이용될 수 있으며, 본 발명에서 이루어지는 제어부(110)의 동작에 관해서는 하기될 전자식 쓰로틀 밸브(121)와 방향전환밸브(131)의 설명 부분에서 좀 더 자세히 설명하기로 한다.

전자식 쓰로틀 밸브(121)는 흡기관(120)의 일측에 구비되며, 상술한 제어부(110)의 제어에 따라 흡기관(120)을 개방하거나 폐쇄시킨다.

즉, 엔진 정지시 엔진(140)이 폐쇄되면 도 2에 도시된 것과 같이 흡기관(120)을 폐쇄하게 되는데, 이 경우 미연가스는 종래 기술과 달리 방향전환밸브(131)를 거쳐 캐니스터(130)로 유입되어 포집된다.

반대로 엔진 구동시 전자식 쓰로틀 밸브(121)는 제어부(110)의 제어에 의해 흡기관(120)을 개방하게 되는데, 이 경우에는 외부로부터 인입되는 공기와 캐니스터에서 포집된 미연가스 및 증발가스가 흡기관(120)을 거쳐 엔진(140)으로 유입된다.

캐니스터(130)는 종래의 기술에 따른 캐니스터(40)와 유사하게 연료탱크(150)로부터 발생되는 증발가스를 포집함과 더불어 방향전환밸브(131)를 통해 유 입되는 미연가스를 함께 포집한다.

이렇게 포집된 가스들은 위에서 설명한 바와 같이 엔진 구동시 다시 흡기관(120)으로 유입되어 엔진(140)에서 재연소된다.

캐니스터(130)가 가스를 포집하는 원리와 자세한 구성은 이미 공지된 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

방향전환밸브(131)는 일측이 흡기관(120)과 연결되고, 타측이 캐니스터(130)와 연결된 것으로, 일방향적으로 구동되던, 즉 캐니스터(40)에서 포집된 증발가스를 에어필터 측으로만 공급하던 종래의 솔레노이드 밸브(41)와 달리, 미연가스 또는 증발가스가 흡기관(120)과 캐니스터(130)의 양방향으로 모두 왕래가 가능하도록 유도한다.

즉, 제어부(110)의 제어에 의해 전자식 쓰로틀 밸브(121)가 흡기관(120)을 폐쇄시킬 경우, 다시 말해 엔진 정지시에 흡기관에 존재하는 미연가스가 캐니스터(130)로 유입되도록 유도한다.

또한, 이와 반대로 도 3에 도시된 것과 같이 전자식 쓰로틀 밸브(121)가 흡기관(120)을 개방시킬 경우, 다시 말해 엔진이 구동되는 경우에는 캐니스터(130)를 통해 포집된 미연가스와 증발가스가 흡기관(120)으로 유입되도록 한다.

이러한 구성을 통해 본 발명은 흡기관(120)측에 흡착제를 구비하지 않고도 미연가스를 포집하여 재활용할 수 있도록 한다.

나아가, 전자식 쓰로틀 밸브(121)의 외주에는 씰링(121a)이 형성되어 미연가스가 외부로 배출되는 것을 더욱 견고히 방지할 수 있는데, 이 경우 흡착제를 구비 하지 않음으로써 엔진 흡기저항을 크게 낮출 수 있어 엔진 출력을 증가시키는 것도 가능하며, 이와 더불어 흡착제로 이용되는 활성탄이 엔진으로 유입되어 문제를 일으키던 종래 기술의 단점을 근본적으로 해결할 수 있다.

반면, 본 발명은 도 4에 도시된 것과 같이 흡기관(120)의 일측 중 전자식 쓰로틀 밸브(121)의 전단에 탄화수소 흡착제(123)를 더 포함할 수 있는 데, 이 경우에는 종래와 유사하게 에어필터(122) 상부의 탄화수소 흡착제(123)에서 한번 더 미연가스를 포집하게 되므로 전자식 쓰로틀 밸브(121)를 통과하여 외부로 유출될 수 있는 미연가스를 좀 더 완벽히 포집할 수도 있다.

이때도 대부분의 미연가스는 캐니스터(130)로 유입되므로 탄화수소 흡착제가 종래에 비해 훨씬 적게 이용될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미연가스 흡착 방법을 설명하기로 한다. 설명에 있어서, 도 2 내지 도 4와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 구성을 지칭한다.

본 발명의 흡기방법에 따르면, 먼저 차량 엔진 정지시 제어부(110)가 전자식 쓰로틀 밸브(121)를 구동하여 흡기관(120)을 폐쇄시킨다(S100).

그 후에, 제어부(110)는 방향전환밸브(131)를 통해 'S100'단계에서 폐쇄된 흡기관(120)으로부터 미연가스가 캐니스터(130)로 유입되도록 하며(S110), 이렇게 유입된 미연가스는 연료탱크(150)로부터 유입된 증발가스와 함께 캐니스터(130)에서 포집된다.

그 후, 차량 엔진이 구동되면 제어부(110)는 전자식 쓰로틀 밸브(121)를 구 동하여 흡기관(120)을 개방시키고(S120), 또한 제어부(110)는 상기 방향전환밸브를 통해 캐니스터(130)에서 포집된 미연가스와 증발가스가 흡기관(120)으로 유입되도록 한다(S130).

마지막으로, 'S130'단계에서 흡기관(120)으로 유입된 미연가스와 증발가스는 엔진으로 흡입되어 재연소된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 미연가스 흡착시스템의 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미연가스 흡착시스템의 예시도(엔진 정지시),

도 3은 엔진 구동시 도 2의 시스템이 동작하는 모습을 예시한 예시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 미연가스 흡착시스템의 예시도,

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 미연가스 흡착방법의 흐름도이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 전반적으로 차량을 제어하기 위한 제어부;

   상기 제어부의 제어에 의해 흡기관을 개방하거나 폐쇄시키는 전자식 쓰로틀 밸브;

   미연가스를 포집하기 위한 캐니스터; 및

   흡기관의 일측과 연결되어, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 전자식 쓰로틀 밸브가 상기 흡기관을 폐쇄시킬 경우 상기 흡기관에 존재하는 미연가스가 상기 캐니스터로 유입되도록 하고, 상기 전자식 쓰로틀 밸브가 상기 흡기관을 개방시킬 경우 상기 캐니스터를 통해 포집된 미연가스를 상기 흡기관으로 유입되도록 하는 방향전환밸브를 포함하며,

   상기 전자식 쓰로틀 밸브의 외주에 씰링이 형성된 것을 특징으로 하는 미연가스 흡착 시스템.
3. 삭제
4. 제 2항에 의한 시스템을 이용한 미연가스 흡착 방법으로서,

   차량 엔진 정지시 상기 제어부가 상기 전자식 쓰로틀 밸브를 구동하여 상기 흡기관을 폐쇄시키는 흡기관 폐쇄단계; 및

   상기 제어부가 상기 방향전환밸브를 통해 상기 폐쇄된 흡기관으로부터 미연가스가 상기 캐니스터로 유입되도록 하는 가스 포집단계를 포함하며,

   상기 차량 엔진 구동시 상기 제어부가 상기 전자식 쓰로틀 밸브를 구동하여 상기 흡기관을 개방시키는 흡기관 개방단계; 및

   상기 제어부가 상기 방향전환밸브를 통해 상기 캐니스터에서 포집된 미연가스를 상기 흡기관으로 유입되도록 하는 흡기단계;

   를 포함하는 미연가스 흡착 방법.
5. 삭제

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