KR101152405B1 - Engine system having air compressor for reformer - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 개질기를 위한 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템은 압축된 공기를 개질기로 용이하게 공급할 수 있도록, 개질가스를 연소시켜서 기계적인 동력을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 유통시키는 배기 라인과, 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진으로 개질가스 및 공기를 공급하는 흡기 라인과, 연료를 개질하여 개질가스를 발생시켜서 상기 흡기 라인으로 개질가스를 공급하는 개질기, 및 상기 배기 라인에 연결 설치되어 상기 배기가스에 의하여 회전하는 압축 터빈을 구비하고 상기 압축 터빈에 의하여 압축된 공기를 상기 개질기로 공급하는 공기 압축기를 포함한다.An engine system having an air compressor for a reformer according to the present invention includes an engine that generates mechanical power by combusting reformed gas so as to easily supply compressed air to the reformer, and is connected to the engine and discharged from the engine. An exhaust line for distributing exhaust gas, an intake line connected to the engine and supplying reformed gas and air to the engine, a reformer for reforming fuel to generate reformed gas and supplying reformed gas to the intake line; And an air compressor having a compression turbine connected to the exhaust line and rotating by the exhaust gas, the air compressor supplying air compressed by the compression turbine to the reformer.

엔진, 개질기, 개질가스, 공기 압축기, 터빈 Engines, Reformers, Reforming Gases, Air Compressors, Turbines

Description

개질기를 위한 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템{ENGINE SYSTEM HAVING AIR COMPRESSOR FOR REFORMER}ENGINE SYSTEM HAVING AIR COMPRESSOR FOR REFORMER

본 발명은 엔진 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개질기로 공기를 공급하는 구조를 개선한 엔진 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an engine system, and more particularly, to an engine system having an improved structure for supplying air to a reformer.

향후 10년 내지 20년 동안은 저유가 시대의 마감과 환경 규제의 강화 등으로 인해 연소 및 동력기술에 커다란 변혁기가 될 것으로 예상된다. 이에 수소를 연료로 활용하는 기술이 주목 받고 있으나 수소를 활용하기 위해서는 몇 가지 핵심 기술의 혁신적인 개발과 기존 석유 산업을 대체하는 수소 제조 및 공급 인프라 구축이 필요하다. 이에는 현재 수소 자동차 개발 및 인프라 구축에 가장 많은 미국에서도 수소 연료 기술의 실질적인 보급을 20년 이후로 예상하고 있다.For the next 10 to 20 years, the low oil price era and tighter environmental regulations are expected to revolutionize combustion and power technology. Hydrogen as a fuel technology is attracting attention, but in order to utilize hydrogen, it is necessary to develop several key technologies and build a hydrogen manufacturing and supply infrastructure to replace the existing oil industry. The United States, which is currently the largest source of hydrogen vehicle development and infrastructure, expects the actual deployment of hydrogen fuel technology in the US after 20 years.

이러한 수소 연료 기술에 대한 한계로 수소와 화석 연료를 혼합시킨 이용기술의 개발 및 활용을 통해 수소 관련 산업을 창출하고 개질가스 발생기를 비롯한 핵심 부품 기술 개발을 병행해나가는 추세이다. 개질가스의 주요 성분인 수소는 기존 화석 연료에 비해 연소 반응 및 확산 속도가 빠르고 매연이 없는 청정연소를 이루는 등 엔진 연료로서 매우 이상적인 특성을 가지고 있기 때문에 기존 화석 연료 에 합성 가스를 정략적으로 이용하여 배기가스를 획기적으로 줄임으로써 SELEV 또는 PZEV 대응에 적극적으로 활용할 필요가 있다.As a limitation on the hydrogen fuel technology, it is a trend to create a hydrogen-related industry and develop core parts technology including reforming gas generator through the development and utilization of utilization technology in which hydrogen and fossil fuel are mixed. Hydrogen, the main component of the reformed gas, has very ideal characteristics as an engine fuel such as combustion reaction and diffusion rate faster, and clean combustion without soot, compared to conventional fossil fuels. By dramatically reducing the gas, it is necessary to actively utilize it in response to SELEV or PZEV.

기존 탄화수소계 연료 개질 기술로는 촉매 개질기를 이용하는 방법과 플라즈마 고온 반응을 이용하는 방법이 있다. 플라즈마 고온 반응을 이용하는 방법은 탈질 공정에 필요한 만큼의 수소를 엔진 운전 조건과 무관하게 충분히 공급시켜주기 때문에 가장 이상적인 탈질공정을 운영할 수 있으나, 장치가 복잡하고 가격이 높은 문제가 있다.Existing hydrocarbon-based fuel reforming techniques include a catalyst reformer and a plasma high temperature reaction. The method using the plasma high temperature reaction can provide the most ideal denitrification process because enough hydrogen is supplied for the denitrification process irrespective of the engine operating conditions, but the apparatus is complicated and the price is high.

촉매 개질기를 이용하는 방법은 탄화수소 농도 및 성분, 온도 및 유량에 의해 수소발생량이 결정되기 때문에 연료 및 산화제의 정밀한 제어가 요구된다. 두 가지 방법 모두 소형화할 경우 차량에 장착하여 수소발생이 가능할 정도로 기술개발이 진행되고 있으며, 향후 양산기술이 적용될 경우 장치는 더욱 소형화되고 가격도 저렴해질 것으로 전망되고 있다.The method using the catalyst reformer requires precise control of the fuel and oxidant since the hydrogen generation amount is determined by the hydrocarbon concentration and the component, the temperature and the flow rate. If both methods are miniaturized, technology development is progressing so that hydrogen can be generated by mounting it on a vehicle. If mass production technology is applied in the future, the device is expected to be further miniaturized and inexpensive.

그러나 일반적으로 차량에 적용되는 개질장치는 부분산화 또는 자열개질 방식의 개질방법이 적합하며, 이러한 방식들은 연료의 산화를 위한 공기가 필요하다. 상용 차량의 경우 엔진에 장착된 압축기로부터 압축공기의 공급이 가능하지만 승용차량의 경우 공기의 압축을 위한 펌프 등의 압축공기 공급장치가 추가되어야 하는 문제점이 있다.In general, however, a reformer applied to a vehicle is suitable for reforming a partial oxidation or autothermal reforming method, and these methods require air for oxidation of fuel. In the case of a commercial vehicle, compressed air can be supplied from a compressor mounted on an engine, but in the case of a passenger vehicle, a compressed air supply device such as a pump for compressing air has to be added.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 압축 공기를 용이하게 공급하여 개질 효율을 향상시킬 수 있는 엔진 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide an engine system that can easily supply compressed air to improve the reforming efficiency.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 시스템은 개질가스를 연소시켜서 기계적인 동력을 발생시키는 엔진과, 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 유통시키는 배기 라인과, 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진으로 개질가스 및 공기를 공급하는 흡기 라인과, 연료를 개질하여 개질가스를 발생시켜서 상기 흡기 라인으로 공급하는 개질기, 및 상기 배기 라인에 연결 설치되어 상기 배기가스에 의하여 회전하는 압축 터빈을 구비하고 상기 압축 터빈에 의하여 압축된 공기를 상기 개질기로 공급하는 공기 압축기를 포함한다.In order to achieve the above object, an engine system according to an embodiment of the present invention includes an engine for generating mechanical power by burning reformed gas, an exhaust line connected to the engine and circulating exhaust gas discharged from the engine; And an intake line connected to the engine and supplying reformed gas and air to the engine, a reformer for reforming fuel to generate reformed gas and supplying the reformed gas to the intake line, and connected to the exhaust line so as to be provided by the exhaust gas. And an air compressor having a rotating compressor turbine for supplying air compressed by the compressor turbine to the reformer.

상기 공기 압축기는 상기 압축 터빈의 회전력을 전달 받아 공기를 압축시키는 압축공기 챔버를 더 포함할 수 있으며, 상기 압축 터빈과 상기 압축공기 챔버 사이에는 상기 압축 터빈과 상기 압축공기 챔버의 연결을 제어하는 클러치가 설치될 수 있다.The air compressor may further include a compressed air chamber for compressing air by receiving the rotational force of the compression turbine, a clutch for controlling the connection of the compressed turbine and the compressed air chamber between the compression turbine and the compressed air chamber. Can be installed.

상기 개질기와 상기 공기 압축기는 압축공기 공급라인을 통해서 연결되고, 상기 압축공기 공급라인에는 압축공기 공급라인에 과도한 압력이 적용될 때, 개방되어 압축된 공기를 외부로 방출하도록 제어하는 릴리프 밸브가 설치될 수 있다.The reformer and the air compressor are connected through a compressed air supply line, and when the excessive pressure is applied to the compressed air supply line, a relief valve is installed to control the open air to discharge the compressed air to the outside. Can be.

상기 압축공기 공급라인은 공기 분사기 또는 제어밸브를 통해서 상기 개질기와 연결될 수 있으며, 상기 개질기는 촉매 개질기로 이루어지거나 상기 개질기는 플라즈마 개질기로 이루어질 수 있다.The compressed air supply line may be connected to the reformer through an air injector or a control valve, and the reformer may be a catalytic reformer or the reformer may be a plasma reformer.

본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 시스템은 배기가스를 이용하여 압축 터빈을 회전시키고, 공기를 압축시킴으로써 보다 용이하게 공기를 압축하여 개질기로 압축된 공기를 공급할 수 있다. 이에 따라 개질기의 개질 효율이 더욱 향상된다.The engine system according to an embodiment of the present invention may more easily compress air by supplying air to a reformer by rotating the compression turbine using exhaust gas and compressing air. This further improves the reforming efficiency of the reformer.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the specification and drawings, the same reference numerals denote the same elements.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 엔진 시스템을 도시한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating an engine system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 엔진 시스템(100)은 연료를 연소시켜 운동 에너지를 발생시키는 엔진(engine)(160)과 개질가스를 발생시켜 엔진(160)으로 공급가는 개질기(120)와 개질기(120)로 연료를 공급하는 연료 탱크(170)를 포함한다. 연료 탱크(170)는 가솔린 또는 디젤 연료가 저장된 통상적인 자동차의 연료 탱크로서 개질기(120)로 연료를 공급한다.Referring to FIG. 1, the engine system 100 according to the present exemplary embodiment includes an engine 160 that burns fuel and generates kinetic energy, and a reformer that generates reformed gas and supplies the reformed gas to the engine 160. 120 and a fuel tank 170 for supplying fuel to the reformer 120. The fuel tank 170 supplies fuel to the reformer 120 as a fuel tank of a conventional vehicle in which gasoline or diesel fuel is stored.

엔진(160)은 통상적인 차량에 적용되는 엔진(160)으로 이루어지며, 가솔린 엔진, 디젤 엔진 또는 LPG 엔진 등으로 이루어질 수 있다. 개질기(120)와 엔진(160) 사이에는 열 교환기(180)가 설치되는 바, 열 교환기(180)는 개질기(120)에서 배출되는 고온의 개질가스와 개질기(120)로 유입되는 공기의 열 교환을 유도하여 공기를 가열한다. 본 실시예와 같이 열 교환기(180)가 설치되면 개질기(120)으로 유입되는 공기를 예열할 수 있어서 개질 효율이 향상되고 엔진(150)으로 유입되는 공기를 냉각할 수 있어서 충진효율이 향상된다.The engine 160 is composed of an engine 160 applied to a conventional vehicle, and may be formed of a gasoline engine, a diesel engine, or an LPG engine. The heat exchanger 180 is installed between the reformer 120 and the engine 160, and the heat exchanger 180 exchanges heat of the high-temperature reformed gas discharged from the reformer 120 and air introduced into the reformer 120. Heats the air by induction. When the heat exchanger 180 is installed as in this embodiment, it is possible to preheat the air flowing into the reformer 120, thereby improving the reforming efficiency and cooling the air flowing into the engine 150, thereby improving the filling efficiency.

엔진(160)의 후단에는 엔진(160)에서 배출되는 배기가스에서 질소를 흡장 탈질하는 탈질 장치(143)가 설치된다. 한편, 엔진(160)은 연소반응으로 기계적인 동력을 발생시킨다.A denitrification apparatus 143 is installed at the rear end of the engine 160 to absorb and denitrate nitrogen from the exhaust gas discharged from the engine 160. On the other hand, the engine 160 generates mechanical power by the combustion reaction.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 시스템을 도시한 보다 구체적인 구성도이다.2 is a more detailed configuration diagram showing the engine system according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 엔진 시스템(100)에는 엔진(160)에 연결 설치된 흡기 라인(136)과 배기 라인(141)을 더 포함한다.Referring to FIG. 2, the engine system 100 according to the present embodiment further includes an intake line 136 and an exhaust line 141 connected to the engine 160.

흡기 라인(136)에는 유입되는 공기의 유량을 측정하는 공기 유량측정계(135)와 공기의 유량을 조절하는 스로틀 밸브(134), 흡기 라인(136)으로 개질가스를 분사하는 개질가스 분사기(132), 및 배기가스를 순환시켜 흡기 라인으로 유입시키는 배기가스 순환밸브(EGR VALVE)(131)가 설치된다.The intake line 136 includes an air flow meter 135 for measuring the flow rate of the incoming air, a throttle valve 134 for adjusting the flow rate of the air, and a reformed gas injector 132 for injecting the reformed gas into the intake line 136. , And an exhaust gas circulation valve (EGR VALVE) 131 for circulating the exhaust gas into the intake line is provided.

배기 라인(141)에는 공기를 과급하여 엔진(160)으로 공급하는 가변형상 터빈(VGT)(147)과 가변형상 터빈(147)의 후단에 설치된 탈질 장치(143), 및 NOx 센 서(145), 온도 센서(146), 그리고 압축 터빈(151)이 설치된다.In the exhaust line 141, a deformable turbine (VGT) 147 for supercharging air and supplying it to the engine 160, a denitrification device 143 installed at the rear end of the deformable turbine 147, and a NOx sensor 145. , A temperature sensor 146, and a compression turbine 151 are installed.

가변형상 터빈(147)은 엔진(160)에서 배출되는 배기가스의 에너지로 회전하며 공기를 압축하여 엔진(160)으로 공급하여 엔진(160)의 출력을 향상시킨다. 배기가스 순환밸브(131)로 배기가스를 공급하는 순환관은 가변형상 터빈(147)과 엔진(160) 사이에 연결 설치된다. 이에 따라 가변형상 터빈(147)으로 인하여 가변형상 터빈(147)의 전단에는 높은 압력이 발생하고 이 압력으로 순환관으로 고압의 배기가스가 유입된다.The variable turbine 147 rotates with the energy of the exhaust gas discharged from the engine 160 and compresses the air to supply the engine 160 to improve the output of the engine 160. The circulation pipe for supplying the exhaust gas to the exhaust gas circulation valve 131 is connected between the variable turbine 147 and the engine 160. As a result, a high pressure is generated at the front end of the variable shape turbine 147 due to the variable shape turbine 147, and high pressure exhaust gas flows into the circulation pipe at this pressure.

탈질 장치(143)는 질소를 흡장 탈질하는 장치로서 촉매 필터가 내장되어 배기가스에 포함된 질소를 제거한다. 또한, NOx 센서(145)는 탈질 장치(143)에서 배출되는 배기가스에 포함된 NOx의 양을 확인하여 촉매 필터에 환원제를 투입하는 시기를 알려준다. The denitrification apparatus 143 is a device for storing and denitrifying nitrogen, and includes a catalyst filter to remove nitrogen contained in exhaust gas. In addition, the NOx sensor 145 confirms the amount of NOx contained in the exhaust gas discharged from the denitrification apparatus 143 and informs the time when the reducing agent is added to the catalyst filter.

탈질 장치(143)의 환원제로서 개지가스가 사용될 수 있는 바, 개질기(120)로부터 생성되는 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하기 때문에 수소 및 일산화탄소 또는 분자량이 낮은 탄화수소를 환원제로 사용하는 탈질장치(143)의 환원제로서 이용될 수 있다.Since the reformed gas may be used as the reducing agent of the denitrification apparatus 143, since the reformed gas generated from the reformer 120 includes hydrogen and carbon monoxide, the denitrification apparatus 143 using hydrogen and carbon monoxide or a hydrocarbon having a low molecular weight as a reducing agent. ) As a reducing agent.

또한, 본 실시예에 따른 엔진 시스템(100)은 엔진 제어 유닛(ECU)(110)을 더 포함하는 바, 엔진 제어 유닛(110)은 공기 유량측정계(135), 온도 센서(146), 및 NOx 센서(143)로부터 정보를 전달받아 스로틀 밸브(134), 배기가스 순환밸브(131), 연료 점화, 및 가변형상 터빈(147)의 작동을 제어한다. 이러한 엔진 제어 유닛(110)에 의하여 엔진 시스템(100)의 전체적인 작동이 제어된다.In addition, the engine system 100 according to the present embodiment further includes an engine control unit (ECU) 110. The engine control unit 110 includes an air flow meter 135, a temperature sensor 146, and a NOx. Information is received from the sensor 143 to control the operation of the throttle valve 134, the exhaust gas circulation valve 131, the fuel ignition, and the variable geometry turbine 147. The overall operation of the engine system 100 is controlled by the engine control unit 110.

한편, 공기 압축기(150)는 배기 라인(141)에 설치된 압축 터빈(151)과 압축 터빈(151)의 회전력을 전달 받아 공기를 압축시키는 압축공기 챔버(152)를 포함한다. 압축 터빈(151)은 배기가스의 압력에 의하여 회전하며, 압축 터빈(151)의 회전에 따라서 압축공기 챔버(152) 내에서 공기가 압축된다. 압축된 공기는 압축공기 공급라인(153)을 통해서 개질기(120)로 공급된다. 압축공기 공급라인(153)은 개질기(120)에 설치된 공기 분사기 또는 제어밸브를 통해서 개질기(120)와 연결된다. 이에 따라 개질기(120)로 공급되는 압축공기의 양을 분사기 또는 제어밸브를 통해서 적절하게 제어할 수 있다.On the other hand, the air compressor 150 includes a compression turbine 151 installed in the exhaust line 141 and a compressed air chamber 152 to receive the rotational force of the compression turbine 151 to compress the air. The compression turbine 151 rotates by the pressure of the exhaust gas, and air is compressed in the compressed air chamber 152 according to the rotation of the compression turbine 151. The compressed air is supplied to the reformer 120 through the compressed air supply line 153. The compressed air supply line 153 is connected to the reformer 120 through an air injector or a control valve installed in the reformer 120. Accordingly, the amount of compressed air supplied to the reformer 120 can be properly controlled through an injector or a control valve.

압축공기 공급라인(153)에는 압축공기 공급라인(153)과 외부와의 연결을 제어하는 릴리프 밸브(154)가 설치되는 바, 릴리프 밸브(154)는 압축공기 공급라인(153)에 과도한 압력이 적용될 때, 압축된 공기를 외부로 방출하는 역할을 한다.The compressed air supply line 153 is provided with a relief valve 154 that controls the connection between the compressed air supply line 153 and the outside, and the relief valve 154 has excessive pressure on the compressed air supply line 153. When applied, it serves to release compressed air to the outside.

한편, 압축 터빈(151)과 압축공기 챔버(152) 사이에는 클러치(156)가 설치되는 바, 클러치(156)는 압축공기 공급라인(153)의 압력이 충분하거나 개질기(120)의 작동이 필요하지 않을 때, 압축 터빈(151)과 압축공기 챔버(152)의 연결을 차단하는 역할을 한다.On the other hand, the clutch 156 is installed between the compression turbine 151 and the compressed air chamber 152, the clutch 156 is sufficient pressure in the compressed air supply line 153 or the operation of the reformer 120 is required. If not, it serves to block the connection between the compression turbine 151 and the compressed air chamber 152.

개질기(120)는 내부 설치된 개질 반응부를 포함하며, 개질 반응부는 공기 압축기에서 공급되는 공기를 이용하여 연료 탱크(170)로부터 공급되는 연료를 산화시켜서 연료를 수소가 풍부한 개질가스로 변환시킨다. 개질기(120)는 산화 촉매가 도포된 개질 반응부를 구비하여 촉매 개질 방식으로 연료를 개질하는 촉매 개질기 또는 플라즈마를 발생시키는 개질 반응부를 구비하여 플라즈마로 연료를 개질하는 플 라즈마 개질기로 이루어질 수 있다. 개질기(120)에서 생성된 개질가스는 개질가스 분사기(132)를 통해서 흡기 라인(136)으로 분사된다.The reformer 120 includes a reforming reaction unit installed therein, and the reforming reaction unit converts fuel into hydrogen-rich reforming gas by oxidizing the fuel supplied from the fuel tank 170 using the air supplied from the air compressor. The reformer 120 may include a catalytic reformer having a reforming reaction part coated with an oxidation catalyst and a plasma reformer having a reforming reaction part generating a plasma or a reforming reaction part generating a plasma. The reformed gas generated in the reformer 120 is injected into the intake line 136 through the reformed gas injector 132.

본 실시예와 같이 압축 터빈(151)과 압축공기 챔버(152)를 갖는 공기 압축기(150)를 구비하면 배기가스의 에너지를 이용하여 전력의 소모 없이 공기를 용이하게 압축할 수 있다. When the air compressor 150 having the compression turbine 151 and the compressed air chamber 152 is provided as in this embodiment, it is possible to easily compress air without consuming power by using energy of exhaust gas.

개질기(120) 내에서 개질반응이 이상적으로 일어날 경우에는 수소와 일산화탄소 등으로만 이루어진 개질가스가 생성되나 실제로는 연료의 완전산화에 의한 수분 및 미반응 연료와 같은 성분이 포함된 개질가스가 생성된다. 이러한 수분과 미반응 연료가 개질기(120) 후단에서 응축될 경우에는 개질가스의 흐름을 방해하여 개질기(120) 내의 압력을 상승시키는 원인이 될 뿐만 아니라 엔진(160) 또는 후처리 장치까지의 라인 내부의 저항으로 작용하여 압력을 상승시키는 원인이 된다. 연료의 공급 압력은 3bar 정도 이므로 이와 같이 압력 상승이 발생하였을 때에도 연료는 원활하게 공급할 수 있으나, 공기가 원활하게 공급되지 못하는 문제가 있다. 그러나 본 실시예와 같이 공기 압축기(150)가 적용되면 압축된 공기를 공급하므로 개질기(120) 내부 압력이 상승한 경우에도 원활하게 공기를 공급하여 안정적인 연료 개질을 수행할 수 있다.When the reforming reaction ideally occurs in the reformer 120, a reformed gas composed only of hydrogen, carbon monoxide, and the like is produced, but in reality, a reformed gas containing components such as moisture and unreacted fuel is produced by complete oxidation of the fuel. . When the water and the unreacted fuel condensate at the rear end of the reformer 120, the flow of the reformed gas may be hindered to increase the pressure in the reformer 120, as well as inside the line to the engine 160 or the aftertreatment device. It acts as a resistance to cause pressure to rise. Since the supply pressure of the fuel is about 3 bar, the fuel can be smoothly supplied even when the pressure rise occurs, but there is a problem that the air is not smoothly supplied. However, when the air compressor 150 is applied as in this embodiment, the compressed air is supplied, so that even when the pressure inside the reformer 120 is increased, the air can be smoothly supplied to perform stable fuel reforming.

또한, 개질기(120)를 통해서 수소가 풍부한 양질의 개질가스가 엔진(160)으로 공급되므로 엔진(160)에서 배출되는 매연을 최소화할 수 있다. In addition, since reformed gas rich in hydrogen is supplied to the engine 160 through the reformer 120, soot emitted from the engine 160 may be minimized.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시할 수 있다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can be variously modified and implemented in a claim, a detailed description of an invention, and the attached drawing.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 시스템을 도시한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating an engine system according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 시스템을 도시한 보다 구체적인 구성도이다.2 is a more detailed configuration diagram showing the engine system according to the first embodiment of the present invention.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

100: 엔진 시스템 110: 엔진 제어 유닛100: engine system 110: engine control unit

120: 개질기 131: 배기가스 순환밸브120: reformer 131: exhaust gas circulation valve

132: 개질가스 분사기 134: 스로틀 밸브132: reforming gas injector 134: throttle valve

135: 공기 유량측정계 136: 흡기 라인135: air flow meter 136: intake line

141: 배기 라인 143: 탈질 장치141: exhaust line 143: denitrification apparatus

145: NOx 센서 146: 온도 센서145: NOx sensor 146: temperature sensor

147: 가변형상 터빈 150: 압축기147: variable geometry turbine 150: compressor

151: 압축 터빈 152: 압축공기 챔버151: compressed turbine 152: compressed air chamber

153: 압축공기 공급라인 154: 릴리프 밸브153: compressed air supply line 154: relief valve

156: 클러치 160: 엔진156: clutch 160: engine

170: 연료 탱크 180: 열 교환기170: fuel tank 180: heat exchanger

Claims (7)

개질가스를 연소시켜서 기계적인 동력을 발생시키는 엔진;An engine that generates mechanical power by burning reformed gas; 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 유통시키는 배기 라인;An exhaust line connected to the engine and configured to distribute exhaust gas discharged from the engine; 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진으로 개질가스 및 공기를 공급하는 흡기 라인;An intake line connected to the engine and supplying reformed gas and air to the engine; 연료를 개질하여 개질가스를 발생시켜서 상기 흡기 라인으로 공급하는 개질기;A reformer for reforming fuel to generate reformed gas and supplying the reformed gas to the intake line; 상기 배기 라인에 연결 설치되며, 상기 배기가스에 의하여 회전하는 압축 터빈을 구비하고 상기 압축 터빈에 의하여 압축된 공기를 상기 개질기로 공급하는 공기 압축기;An air compressor connected to the exhaust line and having a compression turbine rotating by the exhaust gas and supplying air compressed by the compression turbine to the reformer; 를 포함하고,Including, 상기 압축 터빈의 회전에 따라서 상기 압축 터빈에 연결 설치된 압축공기 챔버 내에 공기가 압축되고, As the compression turbine rotates, air is compressed in the compressed air chamber connected to the compression turbine, 압축된 공기는 압축공기 공급라인을 통해서 상기 개질기로 공급되며,Compressed air is supplied to the reformer through a compressed air supply line, 상기 압축 터빈과 상기 압축공기 챔버 사이에는 상기 압축 터빈과 상기 압축공기 챔버의 연결을 제어하는 클러치가 설치된 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템.And an air compressor installed between the compression turbine and the compressed air chamber to control a connection between the compression turbine and the compressed air chamber. 삭제delete 삭제delete 개질가스를 연소시켜서 기계적인 동력을 발생시키는 엔진;An engine that generates mechanical power by burning reformed gas; 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 유통시키는 배기 라인;An exhaust line connected to the engine and configured to distribute exhaust gas discharged from the engine; 상기 엔진과 연결되며 상기 엔진으로 개질가스 및 공기를 공급하는 흡기 라인;An intake line connected to the engine and supplying reformed gas and air to the engine; 연료를 개질하여 개질가스를 발생시켜서 상기 흡기 라인으로 공급하는 개질기;A reformer for reforming fuel to generate reformed gas and supplying the reformed gas to the intake line; 상기 배기 라인에 연결 설치되며, 상기 배기가스에 의하여 회전하는 압축 터빈을 구비하고 상기 압축 터빈에 의하여 압축된 공기를 상기 개질기로 공급하는 공기 압축기;An air compressor connected to the exhaust line and having a compression turbine rotating by the exhaust gas and supplying air compressed by the compression turbine to the reformer; 를 포함하고,Including, 상기 압축 터빈의 회전에 따라서 상기 압축 터빈에 연결 설치된 압축공기 챔버 내에 공기가 압축되고, As the compression turbine rotates, air is compressed in the compressed air chamber connected to the compression turbine, 압축된 공기는 압축공기 공급라인을 통해서 상기 개질기로 공급되며,Compressed air is supplied to the reformer through a compressed air supply line, 상기 개질기와 상기 공기 압축기는 압축공기 공급라인을 통해서 연결되고, The reformer and the air compressor are connected through a compressed air supply line, 상기 압축공기 공급라인에는 압축공기 공급라인에 과도한 압력이 적용될 때, 개방되어 압축된 공기를 외부로 방출하도록 제어하는 릴리프 밸브가 설치된 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템.And the compressed air supply line has an air compressor installed with a relief valve for controlling the release of compressed air to the outside when excessive pressure is applied to the compressed air supply line. 제4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 압축공기 공급라인은 공기 분사기 또는 제어밸브를 통해서 상기 개질기와 연결된 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템.The compressed air supply line has an air compressor connected to the reformer via an air injector or control valve. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 개질기는 촉매 개질기로 이루어진 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템.Said reformer having an air compressor consisting of a catalytic reformer. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 개질기는 플라즈마 개질기로 이루어진 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템.Said reformer having an air compressor consisting of a plasma reformer.
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