KR101488511B1 - 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의연료내장형촉매 공급 방법 - Google Patents

배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의연료내장형촉매 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의 연료내장형촉매 공급 방법에 관한 것으로서, 연료내장형촉매 공급수단이 구비되어 유해물질 발생률을 낮추고 온도조절수단의 착화온도를 낮춤으로써 필터 손상을 방지하며 온도조절수단의 착화온도를 낮추어 필터의 재생효율을 높여 유해미립자(매연)의 저감율을 향상할 수 있는 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의 연료내장형촉매 공급 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배기가스 저감 시스템은 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감 시스템에 있어서, 상기 배기가스 저감 시스템은 상기 디젤 엔진에 공급되는 연료에 연료내장형촉매(FBC, Fuel Borne Catalyst)를 공급하는 연료내장형촉매 공급수단; 상기 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관에 형성되어 배기가스를 승온시키는 온도조절수단; 및 상기 온도조절수단 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 배기가스 저감수단; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
입자상 물질, 강제재생, 연료내장형촉매, 디젤 엔진

Description

배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의 연료내장형촉매 공급 방법{Decreasing System of Exhaust Gas And Supplying Method Thereof}
본 발명은 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의 연료내장형촉매 공급 방법에 관한 것으로서, 연료내장형촉매 공급수단이 구비되어 유해물질 발생률을 낮추고 온도조절수단의 착화온도를 낮춤으로써 필터 손상을 방지하며 온도조절수단의 착화온도를 낮추어 필터의 재생효율을 높여 유해미립자(매연)의 저감율을 향상할 수 있는 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의 연료내장형촉매 공급 방법에 관한 것이다.
디젤자동차는 종래의 가솔린자동차에 비하여 연비를 줄일 수 있으면서도 출력이 우수하여 대형차량에 많이 이용되고 있으며 점차 소형차량에도 적용되고 있는 실정이다. 그러나 상기 디젤엔진은 엔진 내부로 분사된 연료가 피스톤의 압축으로 온도가 상승되도록 하여 자기 착화를 일으켜 연소되므로 상기 과정에서 연료와 공기의 불균일화로 인해 불완전연소가 일어남에 따라 유해 미립자(매연)가 발생된다.
특히, 상기 유해 미립자는 주로 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM, Particulate Matter), 및 수트(Soot, 재)로, 상기 디젤 자동차에 의한 유해 미립자가 총 대기오염의 40%를 차지한다는 보고가 있으며, 이에 따라, 여러 나라들은 배기가스의 배출을 규제하고 있으며 이를 만족하기 위해 배기통로에 삽입되어 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감장치가 개시된 바 있다.
그러나 종래의 배기가스 저감장치는 매연을 촉매필터에 의해 포집하고, 포집된 매연을 촉매에 의해 산화시키는 방식이 적용되고 있으나 액체 연료가 미립화 및 기화가 이루어지지 않은 경우 엔진출력이 저하되고, 연료가 연소실에 고압으로 분사되는 기간이 매우 짧기 때문에 다량의 유해 미립자가 대량 발생되며, 교통체증이 심한 구간과 같이 저속운행구간이 많은 경우에는 배기가스의 온도가 낮아져 촉매에 의해 자연재생이 어려운 문제점이 있다. 상기 촉매가 제 기능을 하지 못하게 되면 배기배압의 증가로 인해 출력이 저하되며 연료의 소비량이 증가되고, 이와 같은 현상이 지속되는 경우에는 상기 필터가 파손될 뿐만 아니라 엔진까지 손상되게 된다. 또한, 엔진오일의 소모 및 첨가제 사용에 따라 상기 입자제거 필터부 내부에 수트(Soot, 재)가 축적되어 주기적으로 필터를 청소해주어야 하는 번거로움을 가져오는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 촉매에 의한 자연재생방식에 전기히터, 버너, 스로틀링 등을 사용한 강제재생방식이 복합된 방식이 제안되고 있다.
그 예로 우리나라 특허공개공보 2004-68792호에 디젤엔진 매연 저감장치가 개시된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
상기 도 1에 도시한 디젤엔진 매연 저감장치는 매연을 저감하기 위해 촉매를 활용하여 매연을 재생하는 디젤엔진 매연저감장치에 있어서, 열용량을 공간적으로 차등하게 분배할 수 있는 전기히터(4)가 저온영역에서 촉매의 활성화 또는 NO/NO2의 전환효율 증대를 위해 촉매장치(8)와 적어도 하나 이상이 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기 도 1에 도시된 디젤엔진 매연 저감장치는 전기히터가 구비되어 촉매의 반응을 활성화시키도록 하여 자연재생이 원활히 일어나도록 하는 장점이 있으나, 배기가스를 승온시키기 위해서는 상당히 큰 용량의 배터리가 필요하게 되어 현실적으로 적용이 어렵고 별도의 장치가 구비되어야하므로 대형화되고 복잡하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
또 다른 방식으로는 우리나라 특허공개공보 2003-03599의 매연저감장치의 재생장치가 있으며 이를 도 2에 도시하였다. 상기 매연저감장치의 재생장치는 엔진(3)에서 발생하는 매연 입자를 포집하는 매연저감장치가 설치된 배기유로(1) 상의 소정 위치에 설치되어 상기 배기유로(1)에 연료를 분사하는 공기보조 인젝터(8)와; 상기 공기보조 인젝터(8)의 근방에 설치되어, 상기 공기보조 인젝터에서 분사된 연료와 상기 엔진(3)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 화염을 형성시키는 점화수단과(12); 형성된 화염을 유지하고 유동의 분포를 원활히 유지시키는 보염기와; 그리고 상기 배기유로(1)상에 설치되어 압력을 측정하는 압력센서(15)를 포함하여 구성되어, 상기 압력센서(15)에 의하여 측정된 상기 배기유로(1) 내의 압력에 기초하여 상기 공기보조 인젝터(8) 및 상기 점화수단(12)을 동작시키는 것을 특징 으로 한다. 상기 도 2에 도시한 매연저감장치의 재생장치는 반복적으로 사용할 경우 점화장치가 탄소성분에 의해 자주 막히는 현상이 발생되고, 화염을 직접 이용하므로 완전연소를 이루기가 어려워 오히려 미연소된 매연, 탄화수소 및 일산화탄소를 증대시켜 필터의 부담을 가중시키는 문제점이 있으며, 장치가 복잡하여 경제성이 떨어지고 현실적으로 장기 사용이 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 매연저감장치는 상기 화염에 의해 계속적으로 가열되어 과열현상에 따른 부품의 손상이 빈번히 발생되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료내장형촉매 공급수단이 구비되어 배기가스의 입자상물질 발생률을 저하시키고, 온도조절수단의 착화온도를 낮춤으로써 재생효율을 높이고 부품의 과열현상을 방지하여 내구성 저하를 방지할 수 있는 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 디젤 연료량에 따라 적정량의 연료내장형촉매를 공급함으로써 이상 연소에 의한 문제점을 예방하고, 연비를 개선하며, DPF용 재생 필터의 재생주기를 길게 하여 그 효율성을 높일 수 있는 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 배기가스 저감 시스템은 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감 시스템에 있어서, 상기 배기가스 저감 시스템은 상기 디젤 엔진에 공급되는 연료에 연료내장형촉매(FBC, Fuel Borne Catalyst)를 공급하는 연료내장형촉매 공급수단; 상기 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관에 형성되어 배기가스를 승온시키는 온도조절수단; 및 상기 온도조절수단 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 배기가스 저감수단; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료내장형촉매는 상기 온도조절수단의 착화 온도를 낮추는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 연료내장형촉매 공급수단은 연료내장형촉매가 저장되는 탱크, 연료내장형촉매를 공급하는 공급로, 상기 공급로에 형성되는 밸브, 상기 밸브의 개방정도를 조절하여 공급되는 연료내장형촉매의 양을 조절하는 제어부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 디젤 엔진은 디젤 연료가 저장되는 연료 탱크로부터 디젤 연료가 공급되는 제1이송로, 및 디젤 연료가 상기 디젤 엔진으로부터 연료 탱크로 리턴되는 제2이송로가 형성되며, 상기 연료내장형촉매 공급수단은 상기 연료내장형촉매 탱크와 제2이송로를 연결하는 것을 특징으로 하고, 상기 연료내장형촉매는 철, 백금, 또는 세륨을 베이스로 하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 배기가스 저감수단은 상기 배기가스의 진행방향에 순차적으로 산화 필터(SOC) 및 DPF용 재생 필터가 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법은 a) 연료 탱크 내부의 디젤 연료변화량이 확인되는 연료변화량 확인 단계; b) 상기 디젤 연료변화량에 따른 연료내장형촉매의 공급량이 판단되는 연료내장형 촉매 공급량 판단 단계; c) 상기 판단된 연료내장형촉매의 공급량에 따른 제어신호가 상기 밸브에 전송되는 밸브 제어신호 전송 단계; 및 d) 상기 제어신호에 따라 밸브가 개방되어 연료내장형촉매가 공급되는 연료내장형촉매 공급 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 b) 연료내장형촉매 공급량 판단 단계에서, 상기 연료내장형촉매의 공급량은 상기 연료 탱크 내부의 디젤 연료 100 L 당 2 내지 20 ml 로 산정되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법은 연료내장형촉매가 공급됨으로써 배기가스의 입자상물질 발생률을 저하시키고, 온도조절수단의 착화 온도를 줄여 온도조절수단을 구동하기 위해 소요되는 에너지를 절약하여 연비를 개선할 수 있으며, 부품의 과열현상을 방지하여 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 디젤 연료량에 따라 적정량의 연료내장형촉매를 공급함으로써 DPF용 재생 필터의 재생효율을 높이고 재생주기를 길게 하여 그 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명의 배기가스 저감 시스템(1000) 및 상기 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템(1000)의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템(1000)의 개략도이다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배기가스 저감 시스템(1000)은 디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감 시스템(1000)에 있어서, 연료내장형촉매(FBC, Fuel Borne Catalyst)를 공급하는 연료내장형촉매 공급수단(100), 상기 디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스를 승온시키는 온도조절수단(200); 및 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matter)을 연소시키는 배기가스 저감수단(300)을 포함하여 형성된다.
상기 연료내장형촉매 공급수단(100)은 상기 디젤 엔진(400)에 공급되는 연료에 연료내장형촉매를 공급하는 수단으로, 연결되는 위치 또는 상기 연료내장형촉매 공급 방법은 아래에서 다시 설명한다.
상기 연료내장형촉매 공급수단(100)은 연료내장형촉매가 저장되는 탱크(110), 연료내장형촉매가 이송되는 공급로(120), 상기 공급로(120)에 형성되는 밸브(130), 상기 밸브(130)의 개방정도를 조절하여 공급되는 연료내장형촉매의 공급량을 조절하는 제어부(140)를 포함하여 형성된다.
상기 연료내장형촉매는 상기 디젤 연료량에 따라 공급되는 것이 바람직하며, 상기 연료 탱크(110)에 직접 공급하여도 무방하나, 상기 연료내장형촉매 공급수단(100)은 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 디젤 엔진(400)으로부터 디젤 연료가 저장되는 연료 탱크(110)로 디젤 연료가 리턴되는 제2이송로(420)와 연결되어 상기 디젤 연료와 연료내장형촉매가 원활히 혼합되도록 하는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게, 상기 디젤 엔진(400)은 연료 탱크(110)로부터 디젤 연료가 공급되는 제1이송로(410), 및 상기 디젤 연료가 디젤 엔진(400)으로부터 상기 연료 탱크(110)로 리턴되는 제2이송로(420)가 형성되되, 상기 연료내장형촉매 공급수단(100)의 공급로(120)는 상기 제2이송로(420)와 상기 연료내장형촉매 탱크(110)를 연결하여 리턴되는 디젤 연료에 상기 연료내장형촉매가 공급되도록 한다.
상기 온도조절수단(200)은 상기 디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스가 연통되는 배기가스의 일측에 형성되어 상기 배기가스의 온도를 승온시키는 수단으로써, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 또는 공기가 공급되어 화염(210)을 형성하는 형태가 구비될 수 있으며, 이 외에도 상기 배기가스의 온도를 적절히 가열할 수 있는 수단이라면 제한됨이 없이 적용가능하다.
상기 배기가스 저감수단(300)은 상기 배기가스의 진행방향으로 상기 온도조절수단(200)의 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물을 연소시켜 재생한다.
본 발명의 배기가스 저감수단(300)은 내부에 DPF용 재생 필터(310)가 포함되며, 연료내장형촉매 공급수단(100)이 구비됨으로써 종래의 산화 필터(310)(SOC)의 구성을 삭제하면서도 충분한 재생효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 배기가스 저감 시스템(1000)은 상기 연료내장형촉매 공급수단(100)이 형성되어 배기가스 중 입자상 물질의 양을 저감시키며, 종래와 비교하여 배기가스의 온도가 낮은 상태에서 연소가 가능하여(상기 온도조절수단(200)의 화염(210) 형성이 가능) 연소 온도를 낮춤으로써 과열에 의해 구성품이 손상되는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
다시 말하면, 상기 배기가스 저감수단(300)의 필터(310) 온도를 낮게 유지할 수 있어 고온에 의해 필터(310)가 녹는 현상을 방지할 수 있으며, 상기 온도조절수단(200)의 온도 상승 폭을 줄임으로써 상기 온도조절수단(200)의 착화를 위해 소요되는 연료의 양을 줄여 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템(1000)의 실시예의 재생률을 나타낸 도면으로서, 상기 도 5는 아래 표 1과 같은 엔진(400) 사양을 가지고, 디젤 연료와 공기를 공급하여 화염(210)을 형성하는 온도조절수단(200)이 구비되며, 상기 온도조절수단(200)의 후단에 배기가스를 연소하는 DPF용 재생 필터(310)가 구비된 배기가스 저감수단(300)을 포함하는 시스템(1000)에 상기 연료내장형촉매 공급수단(100)이 구비된 실시예와 그렇지 않은 비교예1(필터에 촉매 코팅, 착화온도 : 600℃) 및 비교예2(필터에 촉매 코팅 안함, 착화온도 : 650℃)의 시간에 따른 배기가스 재생률을 나타내었다.
엔진(400)형식 DE12Ti
제작사 대우중공업
배기량 11,051 cc
최대출력 280ps / 2,100rpm
최대토크 115 kgm / 1,260 rpm
흡기방식 TCI
실린더수/분사방식 6기통/ DI
표 1. 시험 디젤 엔진(400) 사양
상기 도 5에 도시한 본 발명의 실시예는 착화온도가 410℃로 상기 비교예들과 비교하여 상기 온도조절수단(200)의 착화온도가 현저히 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 약 3.5분에 100% 재생하여 20분 이상이 소요되는 비교예들과 비교하여 재생효율을 높일 수 있음을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명은 착화온도를 현저히 낮춰 상기 배기가스와 화염(210)의 연소에 의해 발열이 일어난다 하더라도 배기가스 저감 시스템(1000)을 800℃ 이하의 비교적 낮은 온도의 최대 온도를 가지며, 재생효율을 높여 배기가스 저감수단(300)의 재생주기를 길게 할 수 있고, 이상 연소(특정 부분이 매우 높은 온도를 형성하는)에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시예와 비교예1의 시내 버스 운전 조건에서 4시간 마다 재생시의 연비 악화율을 비교하여 보면, 본 발명의 실시예는 0.6%, 비교예1은 1.7%로, 연료내장형촉매 공급수단(100)이 구비되는 배기가스 저감 시스템(1000)은 연비를 향상할 수 있다.
상기 연료내장형촉매는 철을 베이스로 하는 물질이 이용될 수 있으며, 이외에도 백금, 또는 세륨을 베이스로 하는 물질 등이 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법을 나타낸 단계도로, 본 발명의 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법은 a) 연료변화량 확인 단계(Sa); b) 연료내장형촉매 공급량 판단 단계(Sb); c) 밸브(130) 제어신호 전송 단계(Sc); 및 d) 연료내장형촉매 공급 단계(Sd)를 포함한다.
상기 a) 연료변화량 확인 단계(Sa)는 디젤 연료가 저장되는 연료 탱크(110) 내부의 디젤 연료량을 확인하는 단계로서, 상기 연료 탱크(110) 내부의 연료 게이지 등과 전자적으로 연결되어 상기 디젤 연료의 변화량을 확인한다.
상기 b) 연료내장형촉매 공급량 판단 단계(Sb)는 상기 연료량 확인 단계(Sa)에서 확인된 디젤연료변화량에 따라 상기 연료내장형촉매의 공급량을 판단하는 단계로서, 상기 연료내장형촉매의 공급량은 상기 연료 탱크(110) 내부의 디젤 연료 100 L 당 2 내지 20 ml 로 산정되는 것이 바람직하다.
상기 2 내지 20 ml 는 2 ml 이상 20 ml 이하의 의미로 해석된다.
상기 연료내장형촉매의 공급량이 디젤 연료 100 L 당 2 ml 미만인 경우에는 상기 연료내장형촉매에 의한 효과가 충분히 발휘되기 어려우며, 상기 연료내장형촉매의 공급량이 디젤 연료 100 L 당 20 ml 초과인 경우에는 상기 연료내장형촉매가 상기 배기가스 저감수단(300)의 DPF용 재생 필터(310)에 부하를 가중시키게 되므로, 본원발명의 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급방법은 상기 연료내장형촉매를 디젤 연료 100 L 당 2 내지 20 ml 공급되도록 한다.
상기 c) 밸브(130) 제어신호 전송 단계는 상기 연료내장형촉매 공급량 판단 단계(Sb)에서 산정된 연료내장형촉매의 공급량에 따른 밸브(130)의 제어 신호가 전송되는 단계로서, 상기 제어 신호는 상기 밸브(130)의 개방 정도 또는 시간 정보를 포함하며, 이에 따라, 상기 밸브(130)가 개방되어 연료내장형촉매가 공급되는 상기 d) 연료내장형촉매 공급 단계가 수행된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 종래의 배기가스 저감장치를 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 다른 배기가스 저감장치를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 실시예의 재생률을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법을 나타낸 단계도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1000 : 배기가스 저감 시스템
100 : 연료내장형촉매 공급수단
110 : 탱크 120 : 공급로
130 : 밸브 140 : 제어부
200 : 온도조절수단 210 : 화염
300 : 배기가스 저감수단
310 : DPF용 재생 필터
400 : 디젤 엔진
410 : 제1이송로 420 : 제2이송로
430 : 연료 탱크
500 : 배기관
Sa ~ Sd : 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법의 각 단계

Claims (8)

  1. 디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감 시스템(1000)에 있어서,
    상기 배기가스 저감 시스템(1000)은
    상기 디젤 엔진(400)에 공급되는 연료에 연료내장형촉매(FBC, Fuel Borne Catalyst)를 공급하는 연료내장형촉매 공급수단(100);
    상기 디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관(500)에 형성되어 배기가스를 승온시키는 온도조절수단(200); 및
    상기 온도조절수단(200) 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 배기가스 저감수단(300); 을 포함하여 형성되고,
    상기 연료내장형촉매는 상기 온도조절수단(200)의 착화 온도를 낮추며,
    상기 연료내장형촉매 공급수단(100)은
    연료내장형촉매가 저장되는 탱크(110), 연료내장형촉매를 공급하는 공급로(120), 상기 공급로(120)에 형성되는 밸브(130), 상기 밸브(130)의 개방정도를 조절하여 공급되는 연료내장형촉매의 양을 조절하는 제어부(140)를 포함하여 형성되며,
    상기 디젤 엔진(400)은 디젤 연료가 저장되는 연료 탱크(110)로부터 디젤 연료가 공급되는 제1이송로(410), 및 디젤 연료가 상기 디젤 엔진(400)으로부터 연료 탱크(110)로 리턴되는 제2이송로(420)가 형성되며,
    상기 연료내장형촉매 공급수단(100)의 공급로(120)는 상기 제2이송로(420)에 연결되어, 연료 탱크(110)로 리턴되는 디젤 연료에 상기 연료내장형촉매가 공급되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연료내장형촉매는 철, 백금, 또는 세륨을 베이스로 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 저감수단(300)은 DPF용 재생 필터(310)가 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.
  7. 상기 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 의한 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법은
    a) 연료 탱크(110) 내부의 디젤 연료변화량이 확인되는 연료변화량 확인 단계;
    b) 상기 디젤 연료변화량에 따른 연료내장형촉매의 공급량이 판단되는 연료내장형 촉매 공급량 판단 단계;
    c) 상기 판단된 연료내장형촉매의 공급량에 따른 제어신호가 상기 밸브(130)에 전송되는 밸브(130) 제어신호 전송 단계; 및
    d) 상기 제어신호에 따라 밸브(130)가 개방되어 연료내장형촉매가 공급되는 연료내장형촉매 공급 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 b) 연료내장형촉매 공급량 판단 단계에서, 상기 연료내장형촉매의 공급 량은 상기 연료 탱크(110) 내부의 디젤 연료 100 L 당 2 내지 20 ml 로 산정되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990032243U (ko) * 1997-12-31 1999-07-26 이서형 디젤 엔진의 매연제거를 위한 촉매화합물 주입장치
KR20060002848A (ko) * 2003-04-02 2006-01-09 줄리우스 제이 임 유해 배기가스 감소 및 엔진윤활 개선을 위한 디젤엔진작동 방법 및 그 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990032243U (ko) * 1997-12-31 1999-07-26 이서형 디젤 엔진의 매연제거를 위한 촉매화합물 주입장치
KR20060002848A (ko) * 2003-04-02 2006-01-09 줄리우스 제이 임 유해 배기가스 감소 및 엔진윤활 개선을 위한 디젤엔진작동 방법 및 그 시스템

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