KR101866899B1 - 연료 개질기 - Google Patents

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Abstract

가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템은 환형 하우징(5) 내부에 장착된 환형 개질 촉매 및 촉매와 직접 유체 연결되는 연료 공급 수단(6)을 구비하는 배기 가스 매니폴드(2)와, 촉매와 직접 유체 연결되는 개질 연료 생성물용 유출구(10, 11)와, 연료 공급 수단으로부터의 연료와 혼합되고 촉매를 관통하도록 가솔린 엔진 배기 가스의 일부가 환형 촉매에 유입되는 것을 허용하는 수단(5a)을 구비한다. 환형 하우징은 고온의 엔진 배기 가스가 하우징의 중앙 주위에서 그리고 상기 하우징의 중앙을 관통하여 유동할 수 있도록 배치되어서, 열이 상기 배기 가스로부터 하우징 내의 상기 촉매로 전달된다. 개질물은 엔진의 전반적인 효율을 향상시키기 위하여 엔진의 흡기구 측으로 통과될 수 있고 및/또는 배출물의 제어를 개선하기 위하여 촉매 후처리 전에 배기 가스와 혼합될 수 있다.

Description

연료 개질기{FUEL REFORMER}
본 발명은 개질기의 개량된 디자인에 관한 것이고, 특히 가솔린 연료(스파크 점화) 내연 기관으로부터의 배기가스를 위한 개량된 개질기에 관한 것이다.
합성 가스(H2 및 CO)를 형성하기 위하여 탄화수소를 개질하는 것은 잘 확립된 산업 공정이다. 이러한 공정은 대체로 정상 상태에서 제어된 조건 하에서 진행된다. 장착형 연료 개질기는 연료 전지 동력식 차량을 위해 제안되어 왔지만, 아직 상용화되지는 않았다. 연료 전지 촉매가 적은 량의 CO에 의해서도 오염되므로, CO를 제거하기 위하여 개질물(reformate)의 상당한 추가 처리가 필요하다.
예컨대 SAE-07NAPLES-17S에서, 가솔린 엔진으로부터의 배기 가스 성분을 개질하는 것은 제안되어 왔다. 개질에 대한 다소의 관심이 현존하는데, 이는 배기가스 성분을 고열량의 연료 성분(H2 및 CO)으로 전환시킴으로써 배기가스에서 연소열의 형태로 에너지를 회수할 수 있는 가능성이 있기 때문이다. 이로써 가솔린 엔진의 전반적인 효율을 증가시킬 수 있고, 이와 관련하여 연료 소모를 감소시키고 CO2 배출을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 가솔린 엔진의 연료 내에 수소를 포함시킴으로써 규제 오염물의 수준의 개선이 달성될 수 있다고 믿어진다.
배기 가스 재순환(exhaust gas recirulation: EGR)을 사용하는 것은 오늘날 노상 차량에서 흔한 일인데, 이는 주로 NOx 오염물이 감소되기 때문이다. 그러나, 다소간의 효율 증가도 또한 가능하다.
전부는 아니더라도, 현재까지의 대부분의 개질 제안들은 이론적이거나 학문적인 것이고, 노상 차량에 적합한 실용적인 장치로 쉽게 전환될 수 없다. 차량 배기가스에서의 부피 및 온도의 큰 변화는 개질을 난해하게 한다. 본 발명의 목적은 이러한 실용적인 개질기를 제공하는 것이다.
가솔린 엔진의 엔진 배기 가스는 600-800℃의 자리수의 온도에 있고, 개질기의 온도를 흡열 증기 개질 반응에 필요한 온도까지 상승시킬 수 있다. 화학양론(stoichiometric) 가솔린 엔진의 배기 가스는 주로 유입 공기 중의 질소, 이산화탄소(CO2) 및 수증기이고, 규제 오염물인 일산화탄소(CO), 미연소 탄화수소(HC) 및 NOX는 소량이다. 보충수를 첨가하지 않고 배기 가스 개질에 적합한 수준으로 증기 개질을 허용하는 충분한 수증기가 있지만, 미연소 HC의 량이 너무 소량이어서 유용한 개질을 달성할 수는 없다. 보통의 화학양론 가솔린 엔진의 배기 가스는 산소가 상당히 부족해서, 산화 또는 부분 산화 개질은 공기를 추가하지 않고 달성될 수 없다. 따라서, 연료를 편리하게는 가솔린의 형태로 연료 라인으로부터 엔진에 첨가하는 것이 필요하다. 탑승 차량과 연료 운반 시설(infrastruture) 모두에서 추가적인 저장 및 공급 장치를 필요로 하는 함산소 연료(oxygenated fuel)(메탄올, 에탄올, MTBE)와 같은 다른 연료를 개질기에 공급하는 것이 더 바람직하다.
본 발명은 현재 터보차저형(또는 슈퍼차저형) 가솔린 엔진용으로 의도된 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템을 제공하고, 이 배기 가스 처리 시스템은 환형(annular) 하우징 내부에 장착된 환형 개질 촉매 및 촉매와 직접 유체 연결되는 연료 공급 수단을 구비하는 배기 가스 매니폴드와, 촉매와 직접 유체 연결되는 개질 연료 생성물용 유출구와, 연료 공급 수단으로부터의 연료와 혼합되고 촉매를 관통하도록 가솔린 엔진 배기 가스의 일부가 환형 촉매에 유입되는 것을 허용하는 수단을 구비한다. 환형 하우징은 고온의 엔진 배기 가스가 하우징의 중앙 주위에서 그리고 하우징의 중앙을 관통하여 유동할 수 있도록 배치되어서, 열이 배기 가스로부터 하우징 내의 촉매로 전달된다.
본 발명은 또한 가솔린 엔진의 효율을 증가시키는 방법을 제공하고, 이 방법은 본 발명에 따르는 배기 가스 처리 시스템을 작동시키는 단계를 구비한다.
배기 가스가 개질기 촉매를 통과하여 양호하게 그리고 제어되게 유동하는 것을 보증하는 것이 바람직하다. 엔진 배기가스에 약간의 정압이 있는 반면, 유동을 보조하기 위해 흡기 매니폴드에서의 진공을 이용함으로써 유동을 보조하는 것이 유리하다고 현재 믿어지고 있다. 물론, 어떤 형태의 펌핑과 같이 다른 가능한 형태가 특정 엔진 설계에 유리할 수 있다.
촉매의 조성은 본 발명에 결정적이지 않고, 임의의 적합한 증기 개질 촉매일 수 있다. 촉매의 조성은, 예컨대, 산화세륨 상의 백금(Pt) 및/또는 팔라듐(Pd) 일 수 있다. 촉매는 바람직하게는 금속 관류형 허니콤 지지체 상에 유지되어 있다. 이러한 금속 지지체가 매우 견고하더라도, 금속 지지체 역시 전도성이고 열이 고온 가스로부터 환대(annulus) 외부 및 내부로 전달되는 것을 용이하게 한다. 바람직하게는 환형 촉매는, 예컨대 두께가 5 또는 6 셀(cell)인 소수의 셀일 뿐이다.
바람직하게는, 환형 하우징은 고온의 배기 가스의 유입을 허용하는 하나의 개방 단부와, 개질물이 유출구를 통과하여 떠나기 전에 수집되는 하나의 폐쇄 단부를 가진다. 바람직하게는, 이러한 하우징의 폐쇄 단부는 가스가 환대의 중심을 통과하여 용이하게 유동하게 하기 위해서 하나 이상의 배기가스 출구 구멍을 가진다. 환형 개질기 촉매가 SAE-07NAPLES-175에 개시되어 있는 것은 알려져 있지만, 그 장치는 배기 가스가 환대의 중심을 통과하여 자유롭게 유동하는 것을 제시하지 않으면서도 환대 내에 장착되어 있는 삼원 배기 촉매(three-way exhaust catalyst: TWC)를 가지고 고성능이 달성된는 것을 언급하고 있다. TWC 내부의 발열체로부터의 열은 전도에 의해 환형 촉매를 가열한다. 따라서, SAE 논문은 환형 촉매를 TWC에 위치결정하고, 그 위치는 개인 차량과 같은 차량의 바닥 아래일 수 있다. 대체로, SAE 논문에는 본 발명의 구조와 상이한 개질기의 구조가 교시되어 있다.
엔진의 연료 라인으로부터의 가솔린은, 바람직하게는 전자적 엔진 관리 유닛의 제어하에서 개질기에 공급된다. 통상의 연료 분사기가 사용될 수 있고, 연료는, 예컨대 배기 가스에 의해 가열되는 늑골형상의(ribbed) 환대와 접촉함으로써 기화된다.
배기 매니폴드는, TWC 및/또는 다른 배기 가스 후처리장치로 통할 수 있는 통상의 배기 파이프에 연결된 하나 이상의 배기 포트를 포함한다.
개질물은, 바람직하게는 EGR 라인으로 공급됨으로써, 엔진의 흡기구 측으로 피드백하기 위하여 개질기 밖으로 안내된다. 개질물이 EGR 밸브의 상류의 EGR 라인으로 공급되고 개질물과의 재순환 배기가스 각각의 유량과의 부피에 좌우된다면, 재순환 배기가스와 혼합하기 전에 개질물을 냉각시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 냉각은 엔진 냉각수를 이용하는 열 교환기에 의해 달성될 수 있고 또는 강제 공기 냉각에 의해서도 가능하다.
본 발명은 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템 및 가솔린 엔진의 효율을 증가시키는 방법에 관한 것으로서, 이로써 가솔린 엔진의 전반적인 효율을 증가시킬 수 있고, 이와 관련하여 연료 소모를 감소시키고 CO2 배출을 감소시킬 수 있다.
본 발명은 이제 첨부의 도면을 참조하여 설명될 것이고, 이 도면은 본 발명의 일 실시예의 부분을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
6 개의 실린더가 직렬 연결된 가솔린 엔진은 참조번호 1로 지시되고, 엔진 블록(1a), 실린더 헤드(1b) 및 캠 커버(1c)를 구비한다. 개선형 배기 매니폴드(2)는 실린더 헤드의 측면 상에 장착되어 있다. 개선형 배기 매니폴드는 배기 파이프(3)에 의해 삼원 촉매(4)에 연결되어 있다.
환형 하우징(5)은 매니폴드의 내부에 장착되어 있고, 금속 허니콤 지지체(별도 미도시) 상에 유지되어 있는 얇은 환형 개질 촉매를 포함한다. 하우징(5)은 개방 단부(5a)와 폐쇄 단부(5b)를 포함한다. 개방 단부에서, 연료 분사기(6)는 촉매와 연결되어 있는 늑골형상의 환대(8)의 표면 위로 연료를 분사할 수 있다. 늑골형상의 환대는 배기 가스의 통과에 의해 가열되고, 가솔린이 기화되는 뻗어있는 표면을 제공한다. 연료 분사기는 엔진으로부터의 순환 냉각수를 사용하여 냉각된다. 연료 분사기는 연료의 일정한 유동을 제공할 수 있지만, 바람직하게는 엔진 관리 시스템(미도시)의 제어 하에 있다.
환형 하우징은 하나 이상의 출구 포트(9)를 가지고, 출구 포트는 관통 단부(5a)를 통해서 환형 하우징에 유입되는 배기 가스가 배기 파이프(3)로 유입되기 전에 배출되어서 나머지 배기 가스와 혼합하는 것을 허용한다. 고온의 엔진 배기 가스의 유동은 화살표로 지시된다.
연료/배기 가스 혼합물은 촉매 내부를 유동하는 동안 개질물로 전환된다. 반응하지 않은 임의의 연료와 배기 가스 성분을 포함하는 개질물은 매니폴드(2)에 수집되고, 개질물 라인(11)을 통과하여 선택적 개질물 냉각기(12)를 통과하여 공급된다. 개질물 냉각기는 냉각수 라인(13)을 통과하여 엔진 냉각수를 순환시킴으로써 냉각된다. 결과적으로 냉각된 개질물은 개질물 라인을 통과하여 수집되어서 EGR 밸브(미도시)의 상류의 재순환 배기 가스로 공급된다.
상술한 세부 설명에 따르는 본 발명의 개질기 시스템은 직렬 6 기통 홀덴 가솔린 엔진(straight six Holden gasoline engine)에 부착된 개선형 배기 매니폴드에 들어맞도록 구성되어 있다.
당해 기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명을 여러 가지 방식으로 변형 사용할 수 있고 다수의 상이한 엔진 설계에 적용할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 환형 하우징(5) 내부에 장착된 환형 개질 촉매 및 상기 환형 개질 촉매와 직접 유체 연결되는 연료 공급 수단(6)을 구비하는 배기 가스 매니폴드(2)와,
    상기 환형 개질 촉매와 직접 유체 연결되는 개질 연료 생성물용 유출구(10, 11)와,
    상기 연료 공급 수단으로부터의 연료와 혼합되고 상기 환형 개질 촉매를 관통하도록 가솔린 엔진 배기 가스의 일부가 상기 환형 개질 촉매에 유입되는 것을 허용하는 수단(5a)을 구비하고,
    상기 환형 하우징은 고온의 엔진 배기 가스가 상기 환형 하우징의 중앙 주위에서 그리고 상기 환형 하우징의 중앙을 관통하여 유동할 수 있도록 배치되어서, 열이 상기 배기 가스로부터 상기 환형 하우징 내의 상기 환형 개질 촉매로 전달되는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 개질 촉매는 금속 관류형 촉매 지지체 상에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    개질 연료 생성물을 상기 유출구로부터 상기 엔진의 흡기 매니폴드로 공급하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 엔진은 배기 가스 재순환(EGR) 장치를 구비하고, 개질 연료 생성물을 공급하는 수단은 상기 EGR 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    배기 가스 및 연료의 환형 개질 촉매를 통과하는 유동을 보조하기 위하여 흡기 매니폴드 진공을 이용하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 연료 공급 수단은 상기 엔진의 전자적 엔진 관리 유닛에 의해 제어되는 연료 분사기인 것을 특징으로 하는 가솔린 엔진용 배기 가스 처리 시스템.
  7. 삭제
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US13/112,621 2011-05-20
US13/112,621 US8701395B2 (en) 2010-11-11 2011-05-20 Reformer
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650142C2 (ru) * 2013-02-04 2018-04-09 Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани Выхлопная система с катализатором реформинга
US10815123B2 (en) * 2016-06-06 2020-10-27 Regents Of The University Of Minnesota Engine fuel-reforming reactors, systems, and methods
DE102018109871A1 (de) * 2018-04-24 2019-11-21 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Abgasanlage
CN112240258B (zh) * 2020-09-15 2021-11-30 东风汽车集团有限公司 一种应用于汽油机的燃料改质系统及汽油机动力系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009138695A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Motor Corp 内燃機関

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60548B2 (ja) * 1975-04-07 1985-01-08 株式会社豊田中央研究所 内燃機関の駆動方法
GB1530285A (en) * 1975-07-18 1978-10-25 Secretary Industry Brit Fuel vaporisers for internal combustion engines
US4211075A (en) 1978-10-19 1980-07-08 General Motors Corporation Diesel engine exhaust particulate filter with intake throttling incineration control
GB9323597D0 (en) * 1993-11-16 1994-01-05 Tickford Ltd Catalyst system for internal combustion engine
DK57996A (da) * 1996-05-15 1997-11-16 Silentor As Lyddæmper
US5943859A (en) * 1997-09-18 1999-08-31 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Natural gas reforming apparatus, oxygen eliminating apparatus provided in the same apparatus, and natural gas reforming apparatus-carrying gas engine
JP3617276B2 (ja) * 1997-09-18 2005-02-02 いすゞ自動車株式会社 天然ガス改質装置及び該装置を備えたガスエンジン
JP2000220977A (ja) * 1999-02-01 2000-08-08 Usui Internatl Ind Co Ltd 内燃機関用回転蓄熱式熱交換装置
DE10019007A1 (de) * 1999-04-20 2000-11-16 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Emissionsminderung bei Motoren
DE10009017A1 (de) * 2000-02-25 2001-09-06 Basf Ag Geformte Katalysatoren
JP3685052B2 (ja) * 2000-11-30 2005-08-17 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE10118327A1 (de) * 2001-04-12 2002-10-17 Emitec Emissionstechnologie Abgassystem
JP2003083050A (ja) * 2001-09-07 2003-03-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2003240473A (ja) * 2002-02-13 2003-08-27 Fuji Seratekku Kk 熱交換器
JP2003293867A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料改質ガスエンジン
BR0316367A (pt) * 2002-11-15 2005-10-04 Catalytica Energy Sys Inc Dispositivos e métodos para redução de emissões de nox de motores de queima pobre
EP1594594B1 (en) * 2003-02-12 2012-05-23 Delphi Technologies, Inc. SYSTEM FOR NOx ABATEMENT
EP1484103A1 (en) * 2003-06-06 2004-12-08 Umicore AG & Co. KG Process and apparatus for catalytic conversion of hydrocarbons for generating a gas rich in hydrogen
JP4039383B2 (ja) * 2003-10-21 2008-01-30 トヨタ自動車株式会社 水素利用内燃機関
US20050247050A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Eaton Corporation Adsorption based ammonia storage and regeneration system
US7213395B2 (en) * 2004-07-14 2007-05-08 Eaton Corporation Hybrid catalyst system for exhaust emissions reduction
JP4225261B2 (ja) * 2004-09-27 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料改質方法及び燃料改質装置
US20070033929A1 (en) * 2005-08-11 2007-02-15 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Apparatus with in situ fuel reformer and associated method
US8209960B2 (en) * 2006-07-21 2012-07-03 International Engine Intellectual Property Company, Llc System and method for coupled DPF regeneration and LNT DeNOx
JP2008031931A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Toyota Motor Corp 排ガス改質装置及び排ガス改質システム
US8069654B2 (en) * 2007-01-16 2011-12-06 Eaton Corporation Optimized rhodium usage in LNT SCR system
JP2009115064A (ja) * 2007-11-09 2009-05-28 Toyota Industries Corp 排ガス浄化装置
JP2009191797A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Nippon Oil Corp 排出ガス浄化システム
JP5018550B2 (ja) * 2008-02-27 2012-09-05 トヨタ自動車株式会社 燃料改質装置
JP2009236016A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP4475344B2 (ja) * 2008-04-17 2010-06-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
WO2009128407A1 (ja) 2008-04-17 2009-10-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP4569690B2 (ja) * 2008-09-04 2010-10-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009138695A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Motor Corp 内燃機関

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