KR20080015019A - 내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080015019A
KR20080015019A KR1020077029708A KR20077029708A KR20080015019A KR 20080015019 A KR20080015019 A KR 20080015019A KR 1020077029708 A KR1020077029708 A KR 1020077029708A KR 20077029708 A KR20077029708 A KR 20077029708A KR 20080015019 A KR20080015019 A KR 20080015019A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
internal combustion
combustion engine
exhaust gas
reformer
Prior art date
Application number
KR1020077029708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100923521B1 (ko
Inventor
마띠아스 볼체
Original Assignee
에너다이 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에너다이 게엠베하 filed Critical 에너다이 게엠베하
Publication of KR20080015019A publication Critical patent/KR20080015019A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100923521B1 publication Critical patent/KR100923521B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1685—Control based on demand of downstream process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/169—Controlling the feed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/30—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel reformer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/04—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은 NOX 촉매(14)를 포함하는 배기관(12)과, NOX 촉매(14)의 상류에서 배기관(12)으로 환원제를 전달하도록 구성된 환원제 피더(16)를 포함하는 내연 기관(10)의 배출물 제어를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 환원제 피더(16)는 내연 기관(10)에 의해 배기되는 가스와 연료를 반응시켜 환원제로서의 역할을 하는 개질물로 생성하도록 구성된 개질기(18)를 포함한다.
또한, 본 발명은 배기관(12)에 제공된 NOX 촉매(14)에 환원제가 공급되는 것인 내연 기관(10)의 배출물을 제어하는 방법에 관한 것이다. 이러한 구성에서는 개질기(18)에 의해 생성되는 개질물을 환원제로서 사용하며, 개질기(18)는 내연 기관(10)의 배기 가스와 연료로부터 개질물을 생성한다.
배기관, 내연 기관, 개질기, 개질물, 환원제 피더

Description

내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR EMISSION CONTROL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 NOX 촉매를 포함하는 배기관과, NOX 촉매의 상류에서 배기관으로 환원제를 전달하도록 구성된 환원제 피더(reductant feeder)를 포함하는 내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 배기관에 제공된 NOX 촉매에 환원제를 공급하여 내연 기관의 배출물을 제어하는 방법에 관한 것이다.
현대의 자동차와 관련된 한가지 문제점은 특히 높은 연소 챔버 온도의 엔진에서의 가솔린 또는 디젤의 연소에서 발생하는 질소 산화물(NOX)로 이루어진 배출물이다. NOX 배출물을 저감하기 위해, NOX를 저장하여 안전한 질소로 환원시키는 촉매 시스템이 공지되어 있다. DE 102 33 66 5 A1에는, 이러한 목적으로 NOX 촉매의 상류에 있는 배기관에 연료 형태의 환원제를 분사하는 것이 이미 공지되어 있다. DE 102 33 66 5 A1에 공지되어 있는 바와 같이 순수 연료를 분사하는 대신에, 개질물을 환원제로서 사용할 수 있다. 어떠한 종류의 환원제가 선택되든지 간에, 배기 시스템의 변동하는 배압(back pressure)을 상쇄시키는 배기관으로 유입될 필요가 있다. 이러한 목적으로, 종래 기술은 고성능 블로어, 공기 압축기 또는 인젝터를 사용하며, 이들 모두는 비용 증가와 빈번한 유지 보수를 수반한다.
본 발명의 목적은, 이제 배기 시스템의 변동하는 배압을 상쇄시키면서 배기관에 환원제를 도입하는 역할을 하고 빈번한 유지 보수를 필요로 하는 고가의 수단이 제거되도록 일반적인 장치 및 방법을 개선하는 것을 포함한다.
이러한 목적은 독립항의 특징부에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 양태 및 다른 실시예는 종속항에 나타난다.
본 발명에 따른 장치는 환원제 피더가 엔진에 의해 배기된 가스와 연료를 반응시켜 환원제로서 기능하는 개질물을 생성하도록 구성된 개질기를 포함한다는 점에서 일반적인 종래 기술에 비해 개선점이 있다. 특히 디젤 엔진에 있어서, 엔진의 배기 가스는 연료뿐만 아니라 개질물을 생성하는 원료인 상당한 정도의 산소를 함유한다. 엔진 바로 하류에서 이러한 배기 가스를 분기시킬 때, 배기 가스는 그만큼 높은 압력 수준을 갖는다. 분기된 배기 가스의 이러한 높은 압력 수준으로 인해, 본 발명에 따르면, 개질물을 유입하는 데 필요한 압력을 생성하도록 종래 기술에서 필요로 하는 빈번한 수리가 요구되는 고가의 수단 없이도 NOX 촉매 상류에서 배기관으로 개질물을 유입시킬 수 있다. 분기된 배기 가스와 연료는 개질기에서 혼합되어 개질기 촉매에 공급된다. 부분적인 발열 산화 형태의 후속하는 반응에서, 어느 정도의 환원 가스, 즉 수소와 일산화탄소를 갖는 개질물 가스가 생성된다. 이러한 가스는 NOX 촉매에서 질소 산화물을 안정한 질소로 환원시키는 데 적합하다.
본 발명에 따른 장치에 있어서는 개질기에 공급되는 배기 가스가 엔진의 바로 하류에 배치된 배기관의 분기부를 통해 얻어지는 경우가 특히 유리한 것으로 간주된다. 엔진의 바로 하류에서는 배기 가스의 압력이 높고, 따라서 배기관에서 배압을 상쇄시킨다는 점에서 개질물을 도입하는 데 매우 적합하다.
본 발명에 따른 장치의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 개질기에 공급되는 배기 가스가 배기 가스 계량기를 포함하는 배기관의 분기부를 통해 얻어진다. 이러한 배기 가스 계량기는, 개질기에 공급되는 배기 가스를, 개질물을 생성하는 데 각각의 경우에 필요한 양만큼 도입할 수 있게 한다. 배기 가스 계량기는 개루프 또는 폐루프 제어로 작동할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성과 함께, 배기 가스 계량기는 밸브 장치를 포함할 수 있다. 이러한 밸브 장치는, 예컨대 배기 가스를 복귀시키는 밸브와 유사한 계량 밸브(metering valve)일 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로서, 본 발명에 따른 장치에서는 배기 가스 계량기가 블로어를 포함할 수 있으며, 상기 블로어는 이 블로어에 공급되는 배기 가스의 높은 압력 수준으로 인해 종래 기술에서 필요한 것보다 훨씬 낮은 출력 수준을 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 개질기에 공급되는 배기 가스가 NOX 촉매의 상류에 배치되는 다른 촉매의 상류에 배치된 배기관의 분기부를 통해 얻어지는 것을 장점으로 한다. 이러한 다른 촉매는, 예컨대 배기물 제어 시스템의 주 촉매일 수 있고, 배기 가스는 다른 촉매의 상류에서 얻어져 배기관에 있는 NOX 촉매로 유입된다.
적어도 본 발명에 따른 장치의 몇몇 양태에서는, 연료 탱크로부터 연료를 펌핑하도록 구성된 연료 펌프를 포함한다. 연료 펌프는 특히, 각각의 경우에 연료 탱크로부터 개질물을 생성하는 데 필요한 양의 연료를 펌핑하는 연료 계량 펌프일 수 있다. 이러한 연료 펌프는 또한 개루프 또는 폐루프 제어를 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 유리한 실시예에 따르면, 엔진에 있는 연료 시스템의 연료 라인으로부터 연료가 얻어지고 연료 밸브 장치를 통해 개질기로 연료가 공급되며, 관련 연료 라인은 특히 가압 연료 라인, 예컨대 커먼 레일 리턴(common rail return)일 수 있다. 연료 밸브 장치는 특히, 각각의 경우에 개질물을 생성하는 데 필요한 양의 연료를 통과시키는 연료 계량 밸브일 수 있다. 이러한 연료 밸브 장치도 개루프 또는 폐루프 제어를 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 개질기는 엔진의 배기 가스로부터 개질물을 생성하는 개질기에 의해 생성된 개질물을 환원제로서 사용한다는 점에서 종래 기술에 비해 개선점이 있다. 이러한 성과는 본 발명에 따른 장치에 대해 언급한 것과 동일한 장점과 특징을 갖고, 따라서 지루한 반복을 회피하기 위해서 본 발명에 따른 장치에 관련한 설명을 참고한다.
본 발명에 따른 방법의 다음의 바람직한 양태에 있어서도 동일하게 적용되며, 이들 양태에 대해서도 본 발명에 따른 장치에 관련한 설명을 참고한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 양태에서는, 개질기에 공급되는 배기 가스는 엔진의 바로 하류에 배치된 배기관의 분기부를 통해 얻어진다.
마찬가지로, 개질기에 공급되는 배기 가스가 배기 가스 계량기를 포함하는 배기관의 분기부를 통해 얻어지는 것이 장점으로 간주된다.
이러한 구성에서는, 배기 가스 계량기가 밸브 장치를 포함하는 것이 장점으로 간주된다.
추가적으로 또는 대안으로서, 배기 가스 계량기가 블로어를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 임의의 양태에서는, 개질기에 공급되는 배기 가스가 NOX 촉매의 상류에 배치되는 다른 촉매로의 입력부에 배치된 배기관의 분기부를 통해 얻어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 방법에서, 연료 탱크로부터 연료를 펌핑하도록 구성된 연료 펌프가 포함되는 양태가 고려된다.
이 경우, 추가적으로 또는 대안으로서 연료는 엔진에 있는 연료 시스템의 연료 라인으로부터 얻어질 수 있고, 이 연료가 연료 밸브 장치를 통해 개질기에 공급될 수 있다.
특히 본 발명에 따른 성과에 있어서의 장점은, 개질기의 압력이 이제 항시 배기 가스의 압력 수준으로 되기 때문에, 시스템의 압력은 배기 시스템의 배기 배압, 나아가 엔진에서의 부하와 무관하다는 것이다. 즉, 개질기 장치를 통해 시스템의 압력은 이제 항시 실질적으로 일정하고 엔진의 부하와 배기 배압과 무관하게 된다.
이제, 대응하는 첨부 도면을 참고로 하여 예로서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하기에 적합한 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 도시한 개략적인 블럭 다이어그램이고,
도 2는 마찬가지로 본 발명에 따른 방법을 실시하기에 적합한 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 도시한 개략적인 블럭 다이어그램이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 내연 기관
13 : 배기관
14 : NOX 촉매
16 : 환원제 피더
18 : 개질기
20 : 배기관의 분기부
22 : 배기 가스 계량기
24 : 다른 촉매
26 : 연료 펌프
28 : 연료 탱크
30 : 연료 시스템 라인
32 : 연료 밸브 장치
동일 구성 요소는 도면에 동일 도면 부호로 표기하고, 반복을 피하기 위해 한번만 설명한다.
이제 도 1을 참고하면, NOX 촉매(14)와 주 촉매인 다른 촉매(24)를 포함하는 배기관(12)이 내연 기관(10)에 어떻게 배속되는지가 도시되어 있다. 내연 기관(10)의 바로 하류에는 배기 가스 계량기(22)를 통해 개질기(18)에 연결된 배기관의 분기부(20)가 배치된다. 도 1에 도시한 바와 같은 실시예에서, 배기 가스 계량기(22)는 배기 가스 계량 밸브에 의해 형성된다. 연료 탱크(28)로부터 계량된 연료를 개질기(18)에 공급하는 연료 펌프(26)가 제공된다. 배기관의 분기부(20), 배기 가스 계량기(22), 연료 펌프(26) 및 개질기(18)는 전부 함께 환원제 피더를 형성한다. 분기된 배기 가스와 급송된 연료가 개질기(18)에서 혼합되어, 개질기(18)의 구성 요소인 개질물 촉매(도시하지 않음)에 공급된다. 후속하는 반응에서, 어느 정도의 환원 가스, 즉 수소와 일산화탄소를 함유하는 가스상 개질물이 생성된다. 이러한 방식으로 생성된 개질물은 NOX 촉매(14) 상류에서 배기관(12)으로 유입된다. 개질기 압력이 항시 실제 배기 가스 압력으로 되기 때문에, 개질물이 배기 관(12)으로 도입될 시에 배기 배압을 극복하기 위한 특별한 수단을 필요로 하지 않는다. 개질기(18)를 통해, 이제 시스템의 압력이 본 발명에 따른 성과에 의해 실질적으로 일정하고 엔진 부하 및 배기 배압과 무관하게 된다. 계량 밸브 형태의 배기 가스 계량기(22)와 연료 펌프(26) 양자는 개루프 또는 폐루프 제어로 작동될 수 있다. 이러한 목적으로, 개질기(18)의 다른 구성 요소의 개루프 또는 폐루프 제어도 제공할 수 있는 제어기(도시하지 않음)가 제공될 수 있다.
이제 도 2를 참고하면, 마찬가지로 본 발명에 따른 방법을 실시하기에 적절한 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예의 개략적인 블럭 다이어그램이 도시되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같은 실시예는 배기 가스 계량기(22)가 블로어에 의해 형성되고 연료 펌프 대신에 연료 밸브 장치(32)가 제공된다는 점에서 도 1에 도시한 바와 같은 실시예와 다르다. 배기 가스 계량기(22)를 형성하는 블로어는 비교적 저출력의 블로어일 수 있는데, 그 이유는 배기관의 분기부(20)가 높은 배기 가스 압력으로 되기 때문이다. 연료 밸브 장치(32)는 내연 기관(10)에 있는 연료 시스템의 연료 라인(30)과 개질기(18) 사이에 배치된 연료 계량 밸브에 의해 달성된다. 내연 기관(10)에 있는 연료 시스템의 연료 라인(30)은 특히 가압 연료 라인, 예컨대 커먼 레일 리턴일 수 있다. 이러한 성과는, 충분히 높은 연료 압력이 이용 가능하다면 별도의 연료 펌프를 필요로 하지 않는다는 것을 발견한 데에 기초한다.
도 2에 도시한 바와 같은 실시예에는 또한, 도 1에 관한 설명과 함께 이미 설명한 바와 같은 대응하는 구성 요소를 작동시키는 제어기(도시하지 않음)가 제공될 수 있다. 따라서, 배기 배압 및 엔진 부하와 무관한 작동의 장점이 도 2에 도 시한 바와 같은 실시예에도 마찬가지로 적용된다.
물론, 배기 가스 계량기가 도 2에 도시한 바와 같은 실시예에서 밸브 장치에 의해 형성될 수도 있으며, 도 1에 도시한 바와 같은 실시예에서는 블로어가 대안으로 사용하도록 배치될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
전술한 상세한 설명, 도면에 기재되고, 또한 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 특징들은 그 자체로 또는 임의의 조합 모두가 본 발명을 달성하는 데 필수적일 것이라는 것을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 내연 기관(10)의 배출물 제어를 위한 장치로서,
    NOX 촉매(14)를 포함하는 배기관(12)과, 상기 NOX 촉매(14)의 상류에서 배기관으로 환원제를 전달하도록 구성된 환원제 피더(reductant feeder)(16)를 포함하는 내연 기관의 배출물 제어 장치에 있어서,
    상기 환원제 피더(16)는 내연 기관(10)에 의해 배기되는 가스와 연료를 반응시켜 환원제로서의 역할을 하는 개질물을 생성하도록 구성된 개질기(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 배기 가스는 내연 기관(10)의 바로 하류에 배치된 배기관의 분기부(20)를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 배기 가스는 배기 가스 계량기(22)를 포함하는 배기관의 분기부(20)를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 배기 가스 계량기(22)는 밸브 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 배기 가스 계량기(22)는 블로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 배기 가스는 NOX 촉매(14)의 상류에 배치되는 다른 촉매(24)의 상류에 배치된 배기관의 분기부(20)를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 탱크(28)로부터 연료를 펌핑하도록 구성된 연료 펌프(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 연료는 내연 기관에 있는 연료 시스템의 연료 라인으로부터 얻어지고, 이 연료가 연료 밸브 장치(32)를 통해 개질기(18)에 공급되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 장치.
  9. 내연 기관(10)의 배출물 제어를 위한 방법으로서,
    배기관(12)에 마련된 NOX 촉매(14)에 환원제를 공급하여 내연 기관의 배출물을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 내연 기관(10)의 배기 가스와 연료로부터 개질물을 생성하는 개질기(18)에 의해 생성된 개질물을 환원제로서 사용하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 배기 가스는 내연 기관(10)의 바로 하류에 배치된 배기관의 분기부(20)를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 배기 가스는 배기 가스 계량기(22)를 포함하는 배기관의 분기부(20)를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 배기 가스 계량기(22)는 밸브 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 배기 가스 계량기(22)는 블로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 배기 가스는 NOX 촉매(14)의 상류에 배치되는 다른 촉매(24)의 상류에 배치된 배기관의 분기부(20)를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개질기(18)에 공급되는 연료는 연료 펌프(26)에 의해 전달되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 연료는 내연 기관에 있는 연료 시스템의 연료 라인으로부터 얻어지고, 이 연료가 연료 밸브 장치(32)를 통해 개질기(18)에 공급되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 배출물 제어 방법.
KR1020077029708A 2005-06-02 2006-06-01 내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치 및 방법 KR100923521B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005025455A DE102005025455B4 (de) 2005-06-02 2005-06-02 Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von Abgasen eines Verbrennungsmotors
DE102005025455.1 2005-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080015019A true KR20080015019A (ko) 2008-02-15
KR100923521B1 KR100923521B1 (ko) 2009-10-27

Family

ID=36926325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077029708A KR100923521B1 (ko) 2005-06-02 2006-06-01 내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치 및 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20090044519A1 (ko)
EP (1) EP1888889A1 (ko)
JP (1) JP2008542606A (ko)
KR (1) KR100923521B1 (ko)
CN (1) CN101273189A (ko)
AU (1) AU2006254533B2 (ko)
CA (1) CA2611027A1 (ko)
DE (2) DE102005063323A1 (ko)
WO (1) WO2006128449A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009162157A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP6116360B2 (ja) * 2013-05-16 2017-04-19 株式会社堀場製作所 排ガス流量計及び排ガス分析システム
DE102014202291A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasreinigungseinrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen
DE102015209156A1 (de) * 2015-05-19 2016-11-24 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgasstrecke für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0787829B2 (ja) * 1990-06-25 1995-09-27 積水化学工業株式会社 浴槽前方にエプロンを取付ける方法及び前方にエプロンが取付けられた浴槽
JPH0454926U (ko) * 1990-09-20 1992-05-12
JPH1089057A (ja) * 1996-09-18 1998-04-07 Mitsubishi Motors Corp エンジンの排気ガス浄化装置
JP3565035B2 (ja) 1998-07-10 2004-09-15 三菱ふそうトラック・バス株式会社 燃焼排ガス用ＮＯｘ還元システム
JP2002106338A (ja) * 2000-10-02 2002-04-10 Nissan Motor Co Ltd 水素含有ガス製造装置及びこれを用いた排気ガス浄化システム
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
US6928359B2 (en) * 2001-08-09 2005-08-09 Ford Global Technologies, Llc High efficiency conversion of nitrogen oxides in an exhaust aftertreatment device at low temperature
DE10203034A1 (de) * 2002-01-26 2003-07-31 Ballard Power Systems Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Stickoxiden im Abgas einer Brennkraftmaschine
US20030226350A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-11 Ke Liu Reducing oxides of nitrogen using reformate generated from engine fuel, water and/or air
CA2406386C (en) * 2002-10-02 2004-05-18 Westport Research Inc. Method and apparatus for regenerating nox adsorbers
US20050022450A1 (en) * 2003-02-12 2005-02-03 Cher-Dip Tan Reformer system, a method of producing hydrogen in the reformer system, and a method of using the reformer system
DE10313704A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
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
US6964156B2 (en) * 2003-10-23 2005-11-15 Hydrogensource Llc Intermittent application of syngas to NOx trap and/or diesel engine
US20070197903A1 (en) * 2004-03-10 2007-08-23 Mugler John P Iii System and method for improved detection and assessment of changes in lung-tissue structure
US7213395B2 (en) * 2004-07-14 2007-05-08 Eaton Corporation Hybrid catalyst system for exhaust emissions reduction
US20060053774A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 Kabasin Daniel F Exhaust treatment system and methods using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20090044519A1 (en) 2009-02-19
EP1888889A1 (de) 2008-02-20
JP2008542606A (ja) 2008-11-27
DE102005025455A1 (de) 2006-12-07
CA2611027A1 (en) 2006-12-07
KR100923521B1 (ko) 2009-10-27
CN101273189A (zh) 2008-09-24
DE102005063323A1 (de) 2006-12-07
AU2006254533A8 (en) 2008-02-21
WO2006128449A1 (de) 2006-12-07
DE102005025455B4 (de) 2009-03-19
AU2006254533B2 (en) 2009-10-22
AU2006254533A1 (en) 2006-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7163668B2 (en) Hydrogen selective catalytic reduction for NOx
US7464539B2 (en) Method and apparatus for supplying air to emission abatement device by use of turbocharger
US20060042565A1 (en) Integrated fuel injection system for on-board fuel reformer
KR100923521B1 (ko) 내연 기관의 배출물 제어를 위한 장치 및 방법
US10590866B2 (en) Method and an apparatus for controlling an internal combustion engine with a high pressure gas injection
KR20080038229A (ko) 연료 전지 시스템 및 리포머의 작동 방법
KR101005742B1 (ko) 개질가스를 이용한 질소산화물 저감장치 및 방법
US6898929B2 (en) Method and apparatus for supplying a reductant to an engine exhaust treatment system
JP2008533656A (ja) 改質器、燃料電池システム、および燃料電池システムの動作方法
JPH094441A (ja) 内燃機関
GB2357047A (en) Exhaust gas purification system
US9084968B2 (en) After treatment device of engine
US20090308056A1 (en) Procedure and device for the purification of exhaust gas
US9162203B1 (en) Hydrogen generator
US7175932B2 (en) Fuel cell system
KR19980080272A (ko) 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기가스내의 유해 물질의 저감 방법 및 장치
KR102038843B1 (ko) 발전 기능을 갖춘 배기가스 정화 시스템
KR102094958B1 (ko) 디젤-액상연료 혼소 시스템의 연료 공급 장치
WO2022201112A1 (en) Ethanol reforming system for generating hydrogen and a method for generating hydrogen through an ethanol reforming system
KR101152405B1 (ko) 개질기를 위한 공기 압축기를 갖는 엔진 시스템
WO2024012792A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system in the exhaust gas system of an ammonia combustion engine, method for exhaust gas aftertreatment, and use of an n2o decomposition catalyst
CN118008589A (en) Engine system for mixed combustion of methanol and ammonia reformed gas
CN116936854A (zh) 燃料电池装置
KR20040110760A (ko) 엔진의 산소공급장치
KR20180068021A (ko) 개질 시스템 및 수소센서를 이용한 개질기 작동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee