KR20030083283A

KR20030083283A - 배기가스 정화장치

Info

Publication number: KR20030083283A
Application number: KR1020020021748A
Authority: KR
Inventors: 구마가이노부유키; 후지이요시미
Original assignee: 가부시키가이샤 와코 고산
Priority date: 2002-04-20
Filing date: 2002-04-20
Publication date: 2003-10-30

Abstract

본 발명은, 연료탱크로부터 내연기관에 이르는 연료파이프의 경로에 나일론과 세라믹스의 혼합물질의 촉매물질을 개재시키고, 내연기관으로부터 나오는 배기가스 중의 유해물질을 적게 하는 것이다. 연료탱크(16)로부터 내연기관(14)에 이르는 연료파이프(18)에 마이너스 이온을 발생해서 음전하를 부여하는 나일론과 세라믹스의 혼합물질인 촉매물질(10)을 장전한 통체(24)를 접속하여, 이송공급되는 석유등의 액체연료(12)에 마이너스 이온을 부여하도록 하고 있다.

Description

배기가스 정화장치{EXHAUST GAS PURIFYING DEVICE}

본 발명은, 자동차나 선박, 항공기 등의 내연기관의 배출가스 정화분야에 있어서, 특히 연료탱크로부터 내연기관에 이르는 연료파이프의 경로에 촉매물질을 개재시켜, 내연기관으로부터 나오는 배기가스 중의 유해물질을 적게 하는 배기가스 정화장치에 관한 것이다.

자동차에서는, 내연기관의 배기관의 중간에 3원촉매를 설치하는 것이 일반적으로, 이것은 내연기관으로부터 배출된 유해물질의 후처리이다. 이 중간처리는, 내연기관의 연소효과를 높이는 린번 엔진, 또한 직접분사식의 디젤엔진, 직접분사식의 가솔린 엔진 등에서 행해지고 있다.

내연기관으로부터 배출된 유해물질을 없애는 것이 이 업계의 과제이고, 종래기술로, 유해물질을 100% 없애는 것이 불가능하기 때문에, 종래기술에 부가함으로써, 배기중에 포함되는 유해물질을 더욱 저감할 수 있다. 본 발명은, 연소전의 처리라는 새로운 분야의 촉매를 제공하여, 환경보호에 도움이 되고자 하는 것이다.

도 1은, 본 발명의 전체배치 개요도,

도 2는, 본 발명의 주요부 정단면도,

도 3은, 본 발명의 다른 실시예의 전체배치 개요도 이다.

본 발명에 관련되는 배기가스 정화장치의 제1의 목적으로 하는 바는, 연료탱크로부터 내연기관에 이르는 연료파이프의 경로에, 이송공급되는 석유 액체연료에 마이너스 이온을 발생하여 음전하를 부여하는 나일론과 세라믹스의 혼합물질인 촉매물질을 배열설치하도록 한 배기가스 정화장치를 제공하는 것이다.

이것에 의해, 내연기관의 연소전의 촉매처리로 연료의 연소효율을 올려서 내연기관으로부터 배출되는 유해물질을 경감하고, 환경보호를 도움과 동시에, 연료도 절약할 수 있다. 게다가, 날씨가 비나 습도가 높은 때라도 이들에 영향받지 않고 액체연료의 이온화의 안정된 효과를 발휘하도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적으로 하는 바는, 나일론과 세라믹스의 혼합물질인 촉매물질을 수납한 통체(筒體)를 연료파이프에 접속하고, 연료파이프를 통과하는 액체연료를 나일론과 세라믹스의 혼합물질인 촉매물질에 접촉시키는 배기가스 정화장치를 제공하는 것이다.

이것에 의해, 나일론과 세라믹스의 혼합물질을 통해 연료를 음의 전하로 대전시켜서 상기한 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적으로 하는 바는, 통체를 양으로 정전기가 발생하기 쉬운 나일론재로 형성하고, 이 통체에 음의 전하를 보내도록 내연기관의 차체의 팬옆의 슈라우드 등의 음으로 대전하기 쉬운 개소와 통체를 결선하는 배기가스 정화장치를 제공하는 것이다.

이것에 의해, 통체에 계속적으로 음의 전하를 보내어, 액체연료를 음의 전하로 대전시켜 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 효과에 대해서는, 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

발명의 상세한 설명

이하, 본 발명에 대하여 실시예에 근거하여 상술한다. 본 발명의 배기가스 정화장치는, 자동차, 선박, 항공기등의 내연기관의 배기가스를 정화하는 배기가스 정화장치로서, 연료탱크로부터 내연기관에 이르는 연료파이프의 경로에, 이송공급되는 석유 액체연료에 음전하를 부여하는 나일론과 세라믹스의 혼합물질인 촉매물질을 배열설치하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서 액체연료의 정화수단으로서는, 마이너스 이온을 발생하는 촉매물질(10)을 연료(12)와 접촉시키므로써 마이너스 이온을 부여하고, 액체연료(12)에 음의 전하를 대전시키는 것이다. 이것은, 내연기관(14)에 액체연료(12)가 들어가기 직전에 행하는 것이 바람직하다.

연료탱크(16)로부터 내연기관(14)에 이르는 연료파이프(18)에 촉매물질(10)을 개재시키고, 액체연료(12)를 음으로 이온화되게 한다. 혼합기로 되는 공기는, 차체와의 마찰에 의해 전하를 빼앗기고 있기 때문에 양으로 이온화 되어 있다. 이들의 음으로 이온화한 연료와 양으로 이온화한 공기는 혼합기로 될 때, 정전기를이용한 정전도장과 같이 서로의 전하가 서로끌어 당기기 때문에 균일한 혼합을 만들어 낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 구체적인 예를 나타내는 것으로, 연료탱크(16)에 연료파이프(18)를 접속하고, 그 중간에 액체연료(12)에 음전하를 주는 촉매물질(10)을 배열설치하여, 내연기관(14)에 액체연료(12)의 연소효율을 올릴 수 있도록 하고 있다. 20은 배기관, 22는 배기가스이다.

그리고, 도 2와 같이 연료파이프(18)의 중간에 통체(24)를 접속하고, 이 통체(24)에 볼 형상의 마이너스 이온을 발생하는 나일론과 세라믹스를 혼합하여 형성한 촉매물질(10)을 장전한 것이다.

촉매물질(10)은, 나일론과 세라믹스의 수 ㎛∼수백 ㎛의 분립체를 혼합해서 5∼10 mm 직경의 볼 형상으로 형성하는 것이 바람직하고, 이 나일론과 세라믹스의 혼합비율을 85∼95 대 15∼5의 중량비로 하는 것이 바람직하다. 촉매물질(10)이 5 mm 직경보다 작으면 액체연료(16)의 통과저항이 커지기 쉽고, 10 mm 직경보다 큰 마이너스 이온의 부여효율이 저하되어서 바람직하지 않다. 또, 나일론과 세라믹스의 혼합비율이 상기의 범위외로 되면, 마이너스 이온의 부여효율이 저하되어서 바람직하지 않다.

또, 세라믹스의 주된 구성성분으로서는, 마이너스 이온을 많이 발생하는 세륨(Ce), 란탄(La), 불소(F), 네오디뮴(Nd), 이산화규소(SiO₂₎를 함유한 것이 바람직하고, 이들중 1종 또는 2종 이상을 함유한 것으로 할 수 있다.

도 3은, 통체(24)를 양으로 대전하기 쉬운 나일론으로 형성하고, 이 통체(24)에 부하를 대전시키도록 내연기관의 차체의 팬(28) 옆의 슈라우드 등의 음으로 대전하기 쉬운 개소와 통체(24)를 결선하여, 통체(24)에 계속적으로 음의 전하를 보내서 액체연료(12)를 음의 전하로 대전하게 하여, 액체연료(12)의 연소효율을 올릴 수 있도록 한 것이다.

또 더욱, 나일론만으로는 외부의 전하나 바람과 통체의 마찰에 의해 야기되는 전하를 받기 쉬우므로, 공기의 습도에 의해 음의 전하의 발생량이 안정되기 어려운데, 세라믹스를 혼합함으로써 날씨가 비나 습도가 높은 때라도 이들의 영향을 받지 않고 액체연료의 이온화가 안정한　효과를 발휘하도록 할 수 있다.

(실시예)

실시예 1

나일론 볼 (직경 8 mm)을 직경 30 mm, 길이 95 mm로 한 통체(24) 속에 넣은 것과, 나일론과 세라믹스의 2∼5 ㎛의 분체를 90 대 10의 중량비로 혼합한 볼 (직경 8 mm)을 통체(24)(직경 30 mm, 길이 95 mm) 속에 넣은 나일론과 세라믹스의 혼합물질에 의한 연료 이온화의 배기가스 정화장치의 2 종류를, 가솔린 엔진 1800 cc의 동일한 자동차 연료파이프에 접속하여 배기가스(22)의 CO와 HC 농도를 조사했다. 그 결과, 다음과 같았다.

가솔린 엔진 1800 cc　CO (%) HP (ppm)

노멀0.29242

장치부착(나일론)0.12 83

장치부착(나일론과 세라믹스)0.08 44

상기의 측정의 사용기계는, CO－HP 분석기 EIR 2105(주식회사 야규우 제작 소)로, 아이들링 시의 배기가스를 계측한 것이다. 이 실험의 결과로부터 나일론과 세라믹스의 혼합물질에 의한 연료이온화의 배기가스 정화장치는, 배기가스에 포함되는 유해물질을 저감시키는데 대단히 안정적이면서 효과적이라는 것을 알 수 있다.

실시예 2

또, 상기에 대하여 습도를 30, 60, 90 %로 변화시켜서 시험을 했다. 그 결과, 다음과 같았다.

가솔린 엔진 1800 cc습도 (%)CO (%)HC(ppm)

노멀0.29242

장치부착(나일론)300.12 83

600.12 85

900.24180

장치부착(나일론과 세라믹스)300.08 44

600.08 45

900.09 48

실시예 3

가솔린 엔진 3000 cc의 자동차로, 실시예 1과 동일하게 실험했다. 그 결과는 다음과 같다.

가솔린 엔진 3000 cc　CO (%) HP (ppm)

노멀0.38111

장치부착(나일론)0.06 13

장치부착(나일론과 세라믹스)0.01 6

실시예 4

가솔린 엔진 3000 cc습도 (%)CO (%)HC (ppm)

노멀0.38111

장치부(나일론)300.06 13

600.07 15

900.25 93

장치부(나일론과 세라믹스)300.01 6

600.01 6

900.02 8

이 실험의 결과로부터도, 나일론과 세라믹스의 혼합물질에 의한 연료 이온화의 배기가스 정화장치는, 보다 안정적이면서 효과적으로 배기가스에 포함되는 유해물질의 저감이 가능하다고 판단할 수 있다.

이와 같이 엔진이 1800 cc나 3000 cc의 약간 큰 자동차 등에서, 특히 안정적이면서 효과적으로 배기가스에 포함되는 유해물질의 저감이 가능하다고 판단할 수있다.

이상과 같이 본 발명에 있어서는, 나일론과 세라믹스의 혼합물질을 석유계 액체연료의 촉매로서 사용함으로써, 내연기관의 연소효과가 올라가고, 내연기관으로부터 배출되는 유해물질(CO, HC, NOx)을 경감하고, 환경보호에 도움이 됨과 동시에, 오로지 나일론 볼 만의 촉매물질의 것 보다도 수십 % 더 높은 효과를 높일 수 있고, 또한 습기에도 영향받지 않고 안정된 효과를 도모할 수 있다. 주로 자동차, 선박, 발전소 등에 이용할 수 있다.

Claims

자동차, 선박 등의 내연기관의 배기가스를 액체연료를 이온화해서 정화하는 배기가스 정화장치로서, 연료탱크로부터 내연기관에 이르는 연료파이프의 경로에, 이송공급 하는 석유 액체연료에 마이너스 이온을 발생시켜 음전하를 부여하는 나일론과 세라믹스의 혼합물질의 촉매물질을 배열설치하도록 한 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치.
제 1 항에 있어서, 나일론과 세라믹스의 혼합물질의 촉매물질을 수납한 통체를 연료파이프에 접속하고, 연료파이프를 통과하는 액체연료를 나일론과 세라믹스의 혼합물질의 촉매물질에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 촉매물질이 나일론과 세라믹스의 분립체를 혼합해서 5∼10 mm 직경의 볼 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매물질을 형성하는 나일론과 세라믹스의 혼합비율을 85∼95 대 15∼5의 중량비로 한 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 촉매물질을 형성하는 세라믹스의 주된 구성성분이 세륨, 란탄, 불소, 네오디뮴, 이산화규소의 1종 또는 2종 이상을 함유한 것인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 통체를 양의 정전기가 발생하기 쉬운 나일론재로 형성하고, 이 통체에 부하를 보내도록 내연기관의 차체의 팬 옆의 슈라우드 등의 전하가 음으로 대전하기 쉬운 개소와 통체를 결선한 것을 특징으로 하는 배기가스 정화장치.