KR20090109401A - 합성가스 발전기의 엔진부 - Google Patents

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주식회사 하나테크
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Abstract

본 발명은 합성가스를 연료로 사용하는 합성가스 발전기의 엔진부에 관한 것으로, 구체적으로는 폐기물의 용융가스를 연료로 하여 혼합가스의 양을 증대시켜 발전 효율을 높이기 위한 합성가스 발전기의 엔진부에 관한 것이다.
본 발명에 따른 합성가스를 연료로 사용하는 합성가스 발전기의 엔진부는 흡입공기 및 합성가스 혼합기의 공기/연료(이하 '공연비'라 함)를 제어하는 기화기(carburetter); 상기 흡입공기 및 합성가스 혼합기를 과압하는 컴프레서(compressor); 상기 컴프레서(compressor) 하우징으로부터 과압된 혼합기를 연소시키는 엔진; 상기 엔진에서 발생된 배기가스를 방출하기 위한 배기관; 및 상기 배기관의 배기가스에 의하여 회전되는 터빈을 포함하고, 상기 컴프레서(compressor)는 터빈과 동일 축으로 연결된 것을 특징으로 한다.
합성가스, 배기가스, 압력 조정기, 터보차저, 발전기, 폐기물, 엔진부

Description

합성가스 발전기의 엔진부{Engine for synthesis gas generating apparatus}
본 발명은 합성가스를 연료로 사용하는 합성가스 발전기의 엔진부에 관한 것으로, 구체적으로 우드 칩(wood chip), 쌀겨, 생활 폐기물, 의료 폐기물, 산업 폐기물 등과 같은 폐기물의 용융가스를 연료로 사용하여 발전하고 출력을 높이기 위해 합성가스와 공기를 혼합한 혼합가스의 양을 획기적으로 증대 시키고 터보차저 기술을 이용하여 발전 효율을 향상시키기 위한 합성가스 발전기의 엔진부에 관한 것이다.
기존의 폐기물 처리방법은 크게 매립 방법과 소각 방법으로 나뉠 수 있다. 특히 매립 방법의 경우 입지조건 상의 제약이 많았고 소각 방법의 경우 SOx 또는 NOx 등의 유해가스 및 환경호르몬의 일종인 다이옥신류가 생성되어 제약이 있었다. 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 폐기물 내의 탄소 및 수소 성분을 가스화하여 CO, H2가 주성분인 합성가스(systhesis gas 또는 syngas)를 얻어, 상기 합성가스로 가스엔진을 가동하고자 하는 노력이 꾸준히 있어왔다.
일반적으로 가스를 이용한 발전기의 엔진부는 천연가스를 연료로 사용하여 가스엔진을 가동함으로써 발전(發電)하는데, 도 1은 천연 가스를 이용한 종래의 엔진부에 대한 개략도이다. 통상적으로 천연가스를 연료로 사용할 경우 천연 가스 발전기의 이론 공연비는 대략 10.56 : 1 이며 이 경우 천연가스 연료의 발열량은 대략 9500kcal/Nm3 이다.
그러나 합성가스의 발열량은 대략 1600kcal/Nm3로 천연가스 발열량의 20% 수준에도 미치지 못한다. 또한 연료 성분도 천연 가스와 상이하여 발화를 위한 이론 공연비를 충족시키지 못해 발화를 하는데 어려움이 있어 연료로의 사용이 용이하지 않다. 즉, 천연가스는 메탄 90%, 에탄 7%, 프로판 3%로 이루어져 있으나, 폐기물에 의한 합성가스는 H2 30%, CO 30%, CO2 30%, N2 10%로 이루어져 있어, 발전을 위한 연료로 합성가스를 사용하는 데에는 어려움이 있다.
또한 합성가스는 수소연료를 다량 함유하고 있는바, 수소연료의 연소 특성을 고려한 노크(knock)를 방지하기 위한 대책이 필요하다.
또한 폐기물 합성가스의 경우 합성가스의 양과 질이 수시로 변동하므로 운전조건을 유지하는 것이 더욱 어려워진다. 따라서 안정적인 운전을 보장하기
위해 발열량이 낮은 합성가스를 사용하는 경우 디젤, LPG 또는 천연가스를 사용하여 합성가스의 공연비를 일정하게 제어함으로써, 가스 엔진을 가동하여 발전을 하는 방법을 사용하여 왔다.
공개 특허 제2001-0112168호는 "혐기성 소화와 바이오가스를 이용한 열병합발전이 결합된 에너지 회수 시스템"에 관한 것이다. 도 1을 참조하면, 유기물의 혐 기성 분해에 의해 발생되는 바이오가스를 이용한 열병합발전 시스템은 축산 폐수로부터 바이오가스를 발생시키기 위한 혐기성 소화부와 혐기성 소화부에서 발생된 바이오가스를 가스 연료로서 사용할 수 있도록 이에 포함되어 있는 수분, 황화합물, 미량 유해물질 등을 제거하는 전처리부, 바이오가스와 경유를 겸용하여 동력을 생산할 수 있도록 된 엔진부, 엔진부의 동력을 이용하여 저력을 생산하기 위한 발전부, 엔진부의 냉각수와 배기열을 이용하여 온수를 생산하기 위한 열교환부를 포함하며,
엔진부는 전처리부(1)를 거친 바이오 가스가 일정한 압력을 유지하도록 하는 가스 부스터(2), 엔진의 운전에 따라 바이오 가스를 공급/차단시키기 위한 가스 솔레노이드 밸브(3), 엔진으로 유입되는 공기흡입구의 압력 변화에 따라 공급가스의 유량을 변화시켜 일정하게 유지해주는 압력 조정기(4), 발전기의 부하 증감에 따라 가스의 공급량을 제어하며 연소에 필요한 공기와 가스를 혼합시키기 위한 가스 조절 및 혼합 장치(6), 배기가스의 온도와 엔진 오일의 압력을 감지하여 비상시 엔진의 정지 및 바이오가스와 경유가 최적의 형태로 공급될 수 있도록 가스량을 제어하고 생산된 전력을 상용 또는 비상용으로 전환시키기 위한 컨트롤러(7)를 포함하여 구성되는데, 연소실에 공급되는 경유는 최소한의 양으로 점화 역할을 하게 되며, 엔진의 부하가 증가하면 경유 대신 바이오가스의 공급이 증가하여 경유만으로 운전할 때와 대비하여 최대 경유 소모량의 약 95%까지 바이오가스로 대체되게 한다.
그러나 상기와 같은 혐기성 소화와 바이오가스를 이용한 열병합발전 방법은 바이오가스의 낮은 열량과 구성비 대문에 바이오 가스만을 이용하여 착화하지 못하 고 경유나 디젤 등의 다른 추가 연료를 이용하여 착화를 하고, 바이오 가스 이외의 다른 연료를 사용하여서만 천연가스와 유사한 발열량을 얻을 수 있으며, 바이오 가스 이외의 다른 연료를 제공하기 위한 설비를 구축해야 한다는 문제점이 있다. 본 발명은 공지 또는 선행 기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 합성가스의 공연비를 조정하여 용이하게 점화를 하고 천연가스 발전과 유사한 출력을 얻는 합성가스를 사용하는 발전기의 공연비 조정장치를 갖는 합성가스 발전기의 엔진부를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 터보챠저의 A/R비율이 낮은 제품을 이용하고 배기관의 형태를 공냉식으로 하여 혼합가스의 압력을 증대시킬 수 있어 종국적으로 발전기의 출력이 향상된 합성가스 발전기의 엔진부를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 합성가스 발전기의 엔진부는 흡입공기 및 합성가스 혼합기의 공연비를 제어하는 기화기(carburetter); 상기 기화기를 통과한 흡입공기 및 합성가스 혼합기를 과압하는 컴프레서(compressor); 상기 컴프레서(compressor)로부터 과압된 혼합기를 연소시키는 엔진; 상기 엔진에서 발생된 배기가스를 방출하기 위한 배기관; 및 상기 배기관의 배기가스에 의하여 회전되는 터빈을 포함하고, 상기 컴프레서(compressor)는 터빈과 동일 축으로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 배기관 공냉식인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 컴프레서(compressor)와 엔진 사이에 설치된 인터쿨러(intercoller)를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 기화기(carburetter)는 다단으로 이 루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흡입공기 및 합성가스 혼합기의 엔진으로의 유입량을 조절하는 스로틀(throttle)을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 터빈의 A/R 값은 가변적인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 터빈의 A/R 값이 0.6보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 합성가스를 이용하는 합성가스 발전기의 엔진부는 합성가스의 공연비를 천연가스와 유사하게 조정하여 용이하게 점화를 할 수 있도록 하고 추가 재료비의 증가 없이 출력을 향상시킬 수 있어 천연 가스 발전과 유사한 정도의 출력을 얻을 수 있다는 이점이 있다.
또한 공연비의 증대가 가능하여 배기가스 규제치인 NOx 50 ppm (O2 13%)도 달성할 수 있는 이점이 있다.
또한 통상의 생활 폐기물(의료 폐기물, wood chip, 쌀겨 등)의 용융가스화롤 발생한 가스를 사용하여 발전을 함으로써 폐기물 용융 가스화시 소요되는 전기를 별도의 비용 지불 없이 공급할 수 있다.
또한 합성가스를 이용한 발전을 가능하게 함으로써, 생활 폐기물을 좀 더 효율적으로 활용할 수 있다.
아래에서 첨부된 도면을 참조하고 그리고 본 발명의 범위를 제한하지 않는 실시 예를 이용하여 본 발명이 상세하게 설명이 된다.
폐기물 등의 연소로부터 생성되는 합성가스의 구성은 대략 H2 30%, CO 30%, CO2 30%, N2 10%로 이루어져 있다. 상기 합성가스의 발열량은 천연가스 발열량의 20% 수준에도 미치지 못하는 약 1600kcal/Nm3 에 지나지 않는다. 따라서 상기 합성가스를 연료로 사용하는 엔진을 발화시켜서 천연가스를 사용하는 정도의 발열량을 내기 위해서는 합성가스를 수배 이상 적절하게는 5배 이상 공급해주는 방안이 있고, 그리고 천연 가스를 이용한 발전기의 공연비(공기/연료)와 유사하게 합성가스의 공연비를 조절하는 방안이 있다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 엔진부에 대한 개략도 이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 합성가스 발전기의 엔진부는 합성가스 공급 및 차단하기 위한 가스 차단 밸브(shut off valve)(202); 압력 조정기(regulator)(203); 흡입공기 및 합성가스 혼합기의 공연비를 제어하는 기화기(carburetter)(205); 상기 흡입공기 및 합성가스 혼합기를 과압하는 컴프레서(compressor)(206); 상기 혼합기의 온도를 낮춰 밀도를 높이기 위한 인터쿨러(intercooler)(207); 상기 혼합기가 연소되는 엔진(212); 혼합기가 엔진으로 들어가는 양을 조절하는 스로틀(throttle)(208); 엔진에서 혼합기의 초기 발화를 위한 스파크 코일(209); 상기 스로틀을 제어하는 스로틀 제어 장치(210); 상기 스파 크 코일을 제어하는 점화제어 유닛(211); 상기 엔진에서 연소 후 배기가스가 배출되는 배기관(213); 및 상기 배기가스에 의해 회전되는 터빈(214)을 포함하고, 상기 컴프레서(compressor)(206)는 터빈(214)과 동일 축(도시하지 않음)으로 연결된 것을 특징으로 한다.
가스 차단 밸브(shut off valve)(202)는 합성가스를 공급 및 차단하여 엔진부로의 합성가스의 공급량을 임의로 조정할 수 있다. 압력 조정기(203)는 엔진(212)으로 유입되는 공기 흡입라인의 압력변화에 따라 공급되는 합성가스의 유량을 변화시켜 압력을 일정하게 유지시켜준다. 기화기(carburetter)(205)는 합성가스와 공기 흡입구(204)를 통해 흡입되는 공기가 혼합되는 곳으로 합성가스와 공기를 적당한 비율로 혼합시켜 공급한다. 필요에 따라 수개의 기화기(carburetter)(205)가 추가될 수 있으며, 바람직하게는 두 개의 기화기(carburetter)(205)가 직렬로 연결되어 합성가스의 농도가 짙은 농후한 혼합기를 공급할 수 있다. 기화기(carburetter)(205)를 빠져나온 혼합기는 컴프레서(compressor)(206)를 통과하며 과압된다. 인터쿨러(intercooler)(207)는 상기 컴프레서(compressor)(206)를 통과하며 과압되어 온도가 상승된 혼합기의 온도를 낮추어 밀도를 높여(PV=nRT)준다. 엔진(212)은 비행기 또는 자동차 등에 일반적으로 사용되는 엔진이 사용될 수 있으며, 엔진에서 발생된 동력을 이용하여 발전된다. 스로틀(throttle)(208)은 엔진(212)으로 들어가는 혼합기의 양을 조절한다. 엔진(212)으로 들어온 혼합기는 스파크 코일(209)에 의해 초기 발화하여 연소된다. 연소가 된 후 배기 가스는 배기관(213)을 통해 배출된다. 배기관(213)에서는 높은 배기가스 온도를 낮추기 위해 냉각수에 의한 냉각(수냉식) 또는 공기에 의한 냉각(공냉식)이 이루어질 수 있다. 배기관(213)을 통해 배출되는 배기가스는 배출되기 전 터빈(214)을 통과하게 된다. 터빈(214)은 상기 컴프레서(compressor)(206)와 동일 축으로 연결되어 있으며, 따라서 배기가스가 배출되며 터빈(214)을 통과하여 터빈 임펠러를 회전시키면서 발생된 동력이 컴프레서(compressor)(206)에 전달되어 혼합기를 과압할 수 있다. 상기 배출가스를 이용하여 터빈 및 동일 축으로 연결된 컴프레서(206)에 의한 과압 방식은 비행기의 엔진 또는 자동차의 엔진 등에 이미 상용되고 있는 터보차저 방식이 적용될 수 있다. 터보차저의 컴프레서(compressor)/터빈 하우징의 용적비율 즉 A/R비율을 낮추어서 컴프레서(compressor)(206)에 더 큰 동력을 전달 할 수 있고 그리고 혼합기를 더 큰 압축비로 압축하여 농후한 혼합기를 공급할 수 있다. 이하 터보차져의 A/R 비율을 구체적으로 설명한다. A/R 비율은 터보차져의 컴프레서/터빈 하우징의 용적비율로써 A/R 수치의 크고 작음으로 터보차져의 부스팅 특성을 파악할 수 있다. 일반적으로 A/R 값이 높은 하우징은 초반 부스팅은 다소 떨어지나 고속영역에서 좋은 성능을 보여주며 A/R 값이 낮으면 초반 부스팅은 빠르지만 고속 영역대에서 배기저항으로 인하여 임펠라(도시하지 않음)의 회전이 제한되며, 그만큼 고속에서 공기 충진 효율이 떨어지게 됩니다. 트림값은 임펠라의 inducer/exducer 비율로써 임펠라의 상단부(inducer) 지름과 종단부(exducer) 지름 의 비율이다. 트림값이 커지는 만큼 고회전 고풍량에 대응 가능한 임펠라로써 공기 저항은 크지만 토출 공기량이 많고 속도도 빨라진다. 흡기 임펠라 트림값은 다음의 공식으로 구할 수 있다.
(inducer지름의 제곱/exducer지름의 제곱)x100 이며, 배기 임펠라 트림은 (exducer지름의 제곱/inducer지름의 제곱)x100 이다.
inducer는 임펠라 형상의 상단부로써 흡기 임펠라의 경우 공기를 빨아들이는 입구 이며 배기 임펠라의 경우 배기가스 토출구 부분이다. Exducer는 임펠라 형상의 하단부로써 인듀서보다 지름이 넓다. A/R 비율은 절대수치가 아닌 상대수치로써 터보차져 하우징의 용적비율에 따른 터보차져의 특성을 파악할 수 있다. 예를 들어 터빈의 특성을 결정하는 기본은 출구 단면적(A)과 터빈 중심축에서 노즐의 분출 중심까지의 거리(R)에서 단면적A를 거리 R로 나눈 값(A/R)으로 터빈의 성격을 알 수 있다. A(Area) 영역은 가속된 공기가 압축되는 영역이며, 실제적인 부스트 압력을 생성한다. 구체적으로 아래와 같은 식으로 설명될 수 있다.
Area (dimeter) / Radius (length)
예를들어 A 값이 7cm이고 R값이 10cm이면 7/10 즉 0.7이 되는 것이다. 일반적으로 A/R 값은 0.6 부근에서 특성이 나뉜다. 0.6 이하로 내려갈수록 점점 초반 순발력은 빨라지나 후반 가속력은 점점 떨어지는 특성을 보이며, 0.6 이상으로 올라갈수록 초반 순발력은 나빠지나 후반 가속력은 좋아진다.
이것은 단지 하우징의 특성이며 터빈의 종합적인 특성을 파악하기 위해서는 하우징 뿐만 아니라 트림값도 동시에 파악하여야 한다. 동일한 체적 및 압력의 배기가스가 공급되는 가정 하에 A/R 값이 높은 하우징에 트림값이 매우 낮은 임펠라가 조합될 경우 임펠라에 의해 상대적으로 적은 양과 낮은 속도의 공기가 발생되는 동시에 과급된 공기의 압축 효율이 떨어지는 특성을 보인다. 반대로 A/R 값이 낮은 하우징에 트림값이 높은 임펠라가 조합될 경우 임펠라에서는 상대적으로 높은 속도의 많은 공기가 공급되지만 하우징이 발생되는 대량의 공기를 처리하지 못하여 압축저항이 걸리게 되는 특성을 보인다. 따라서 하우징과 임펠라는 상호 적정한 규격으로 조합되어야 최상의 성능을 발휘하게 된다.
또한 상기 배기관(213)의 냉각 방식이 공기 냉각 방식 즉, 공냉식으로 될 경우 배기관을 통과하는 배출가스가 수냉식에 의한 경우에 비하여 온도 하락 폭이 작아 온도가 하락함에 따른 배출가스의 압력 저하를 방지할 수 있고, 따라서 압력이 높은 배출가스로 인해 터빈(214)의 출력이 높아져 동일 축으로 연결된 컴프레서(compressor)(206)에 의해 공급되는 혼합 가스의 압력이 높아지게 되어 엔진의 연소 효율 및 발전 효율을 높일 수 있다.
엔진(212)에서 발생되는 연소열은 열병합발전의 보조 열원으로 이용되거나, 또는 라디에이터 등의 열이 필요한 곳에 적절하게 사용될 수 있다.
합성가스의 경우 천연가스에 비해 발열량이 작아 발전연료로 사용하기 위해서 천연가스 발전기와 유사한 정도로 이론 공기/연료 비율을 맞춰주어야 한다. 따라서 합성가스의 농도 즉, 혼합기의 농도가 농후해져야 한다. 혼합기를 농후하게 하기위해서 연료를 5배 이상 공급하는 경우 혼합기의 양이 줄어들어 천연가스 엔진과 비교 시 출력이 20%정도 저하된다. 출력 향상을 위해 공급되는 공기의 양을 기화기(205)에서 1/5 내지 1/10로 줄일 수 있으며, 이 경우 혼합기에서 연료 즉 합성가스의 비율이 증대되어 농후한 혼합기가 되어 출력이 향상된다.
또는 공급되는 공기의 양은 일정하게 하면서 합성가스의 양을 500% 내지 1000% 까지 늘리기 위해 기화기(205)의 용량을 증대시키거나, 동일한 용량의 기화기(205)를 직렬로 연결할 수 있다. 상기 기화기(205)는 필요에 따라 적절하게 추가할 수 있다.
또한, 합성가스의 낮은 발열량으로 인해 초기 점화가 어려운 점을 극복하기 위해 점화 제어 유닛(211)을 사용하여 점화 시간(ignition timing)을 늘림으로써 합성가스의 초기 점화가 용이하게 된다.
합성가스 발전기의 엔진부는 CO를 연료로 사용하는 관계로 미 연소된 CO gas가 배출 되어 삼원촉매를 활용한 CO 저감 시 국가 규제치인 CO 50 PPM(O2 12%)를 만족시킬 수 없다. 상기 CO 요구수준을 만족시킬 수 없는 사유로 삼원촉매의 특성이 NOX에서 N2+O2로 분리되고 생성된 O2를 이용하여 CO -> CO2, HC -> H2+CO2로 산화시키는 구조이나 충분한 O2 확보가 곤란하게 된다. 또한 합성가스의 경우 연료가 CO 10~30% 이상이고, 연소가 어려운 기체이므로 통상 배출 가스에 CO 성분이 2~3%에 달하고 있다. 따라서 천연가스와 달리 삼원촉매로서 CO 50 PPM을 만족시키기 어렵다.
CO 50 PPM을 맞출 수 있는 방법으로 삼원촉매를 통과한 배기가스에 추가로 공기를 공급(blower 사용)하여 배기가스에 산소를 추가한 후 다시 산소촉매를 통과(CO -> CO2, HC -> H2+CO2) 시키는 공법을 적용 시 규제를 만족시킬 수 있다.
도 3의 (가) 및 (나)는 삼원촉매 시스템(TWC System) 의 개략도이다.
도 3의 (가)를 참고하면, 합성가스 발전기의 흡기관, 엔진(212) 및 배기 관(213)을 따라 삼원촉매 시스템(TWC System)이 설치될 수 있다. 혼합기가 실린더(31) 내로 들어가기 전에 공기 센서(Air Flow Sensor)(32)를 통해 공기의 흐름이 체크되고, 실린더(31) 외무로 배기 되면서 산소 센서(Oxygen Sensor)(33)에 의해 산소의 양이 체크된다. 상기 체크된 공기의 흐름 및 산소의 양에 관한 정보는 ECU(Engine Control Unit)(34)에 전달되고 ECU는 엔진과 관련된 각종 센서에서 수집된 정보를 토대로 최적 연소를 통해 엔진 효율을 높이고 운전자의 의도대로 엔진을 최적으로 제어해준다. 삼원촉매(Three Way Catalyst)(35)는 삼원촉매는 HC, CO, NOx의 3가지 유해물질을 동시에 산화 및 환원시켜 정화하는 작용을 하는 촉매를 말한다. 촉매의 공연비에 따른 각 유해물질에 대한 정화효율은 이론공연비 부근에서 가장 높으며, 촉매입구온도와 관련이 깊다. 이론공연비 부근에서 정화효율이 가장 높은 이유는 NOx의 환원에 의해 생긴 산소가 CO, HC를 산화시킬 정도로 충분하기 때문이다. 이론공연비 보다 농후하게 되면 CO와 HC의 발생량이 너무 많아지고, 반대로 이론공연비 보다 희박하게 되면 산소과잉으로 CO, HC의 발생량은 작아지지만 질소산화물의 발생량은 많아지게 된다. 이론공연비 부근에서 공연비를 제어하기 위해서는 산소센서(33)와 ECU(34)를 이용한 Closed loop control이 필수적이다. 삼원촉매(35)를 통과한 배기가스는 공기 송풍기(Air Blower)(36)에 의해 산소가 추가된 후 다시 산소촉매(Oxygen catalys)(37)를 통과(CO -> CO2, HC -> H2+CO2)하여 CO 50 PPM을 만족시킬 수 있다.
도 3의 (나)를 참고하면, 도 3의 (가)에서 설명한 것과 같은 삼원촉매 시스템(TWC System)에 물 분사 유닛(38)을 더 포함한 것이다. 예를 들어 쌀겨 등을 소 각할 때에는 합성가스 성분 중에 SiO2가 발생하여 연소실 내부에서 상대적으로 온도가 낮은 피스톤(Piston) 상부에 응고 또는 집적 되는 경우가 있다. 상기 SiO2가 피스톤(Piston) 상부에 응고 또는 집적되는 문제를 해결하기 위해 피스톤으로 흡입되는 혼합기(연료)에 물 분사 유닛(38)을 통해 물을 분사하여 SiO2 응고를 방지할 수 있다. 삼원촉매 시스템은 예를 들어 자동차에 사용되는 삼원촉매 시스템으로 될 수 있다.
본 발명이 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되었지만 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 다양한 형태의 변형 및 수정 형태를 발명할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.
도 1은 종래 천연가스를 이용한 엔진부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 엔진부를 도시한 것이다.
도 3의 (가) 및 (나)는 삼원촉매 시스템(TWC System)의 개략도이다.

Claims (7)

  1. 합성가스 발생부, 합성가스 전처리부, 엔진부, 발전부 및 열교환부를 포함하는 합성가스를 이용하는 합성가스 발전기의 엔진부에 있어서,
    흡입공기 및 합성가스 혼합기의 공연비를 제어하는 기화기(carburetter);
    상기 흡입공기 및 합성가스 혼합기를 과압하는 컴프레서(compressor);
    상기 컴프레서(compressor)로부터 과압된 혼합기를 연소시키는 엔진;
    상기 엔진에서 발생된 배기가스를 방출하기 위한 배기관; 및
    상기 배기관의 배기가스에 의하여 회전되는 터빈을 포함하고,
    상기 컴프레서(compressor)는 터빈과 동일 축으로 연결된 것을 특징으로 하는 합성가스 발전기의 엔진부.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 배기관은 공냉식인 것을 특징으로 하는 합성가스 발전기의 엔진부.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 컴프레서(compressor)와 엔진 사이에 설치된 인터쿨러(intercoller)를 더 포함하는 합성가스 발전기의 엔진부.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기화기(carburetter)는 다단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성가스 발전기의 엔진부.
  5. 청구항 1 또는 3에 있어서, 흡입공기 및 합성가스 혼합기의 엔진으로의 유입량을 조절하는 스로틀(throttle)을 더 포함하는 합성가스 발전기의 엔진부.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 컴프레서 및 터빈의 A/R 값은 가변적인 것을 특징으로 하는 합성가스 발전기의 엔진부.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 컴프레서 및 터빈의 A/R 값이 0.6보다 작은 것을 특징으로 하는 합성가스 발전기의 엔진부.
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