KR20100009748A - Decreasing system of exhaust gas and supplying method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An exhaust gas reduction system and a supply method for a fuel borne catalyst of the exhaust gas reduction system are provided to save the energy required to drive a temperature controller because the particulate matters generation rate of the exhaust gas gets lower and the ignition temperature of a temperature controller gets lower by supplying a fuel borne catalyst. CONSTITUTION: An exhaust gas reduction system comprises a fuel borne catalyst supply unit(100), a temperature controller(200), and an exhaust gas reduction unit(300). The fuel borne catalyst supply unit supplies a fuel borne catalyst to the fuel supplied to a diesel engine(400). The temperature controller is formed in an exhaust pipe(500) n which the exhaust gas generated from the diesel engine is flowed. The temperature controller increases the temperature of the exhaust gas. The exhaust gas reduction unit is formed on the rear end of the temperature controller. The exhaust gas reduction unit burns the organic compound or particulate matters contained in the exhaust gas. The fuel borne catalyst makes the ignition temperature of the temperature controller lower.

Description

배기가스 저감 시스템 및 상기 배기가스 저감시스템의 연료내장형촉매 공급 방법{Decreasing System of Exhaust Gas And Supplying Method Thereof}Exhaust gas reduction system and fuel built-in catalyst supply method of the exhaust gas reduction system {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. The present invention relates to an exhaust gas reduction system and a fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system, wherein the fuel-embedded catalyst supply means is provided to reduce the generation rate of harmful substances and to lower the ignition temperature of the temperature control means to prevent filter damage. The present invention relates to an exhaust gas reduction system capable of reducing the ignition temperature of a temperature regulating means and improving a regeneration efficiency of a filter to improve a reduction rate of harmful particulates (soot) and a fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system.

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. Diesel cars are used in large vehicles because they can reduce fuel consumption compared to conventional gasoline vehicles and have excellent output, and are increasingly applied to small vehicles. However, the diesel engine is combusted by the fuel injected into the engine to increase the temperature by the compression of the piston causing self ignition, so in the process of incomplete combustion due to inhomogeneous fuel and air, harmful particulates (soot) is generated. do.

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.In particular, the harmful particles are mainly nitrogen oxides (NOx), particulate matter (PM, Particulate Matter), and soot (Soot, ash), reports that 40% of the total air pollution harmful particulates from the diesel vehicle. Accordingly, various countries have regulated the emission of exhaust gas, and in order to satisfy this, there has been disclosed an exhaust gas reducing device inserted into the exhaust passage to reduce the exhaust gas.

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.However, the conventional exhaust gas reducing device collects soot by the catalytic filter and oxidizes the collected soot by the catalyst. However, when the liquid fuel is not atomized and vaporized, the engine output is lowered and the fuel is reduced. Due to the very short period of high pressure injection in the combustion chamber, a large amount of harmful particulates are generated, and when there are many low-speed driving sections such as a heavy traffic section, the exhaust gas temperature is low, which makes it difficult to regenerate naturally by the catalyst. . If the catalyst is not functioning properly, the output is lowered due to the increase in exhaust back pressure, the fuel consumption is increased, and if such a phenomenon persists, not only the filter is damaged but also the engine is damaged. In addition, according to the consumption of the engine oil and the use of additives there is a problem that the soot (soot, ash) is accumulated in the particle removal filter unit to bring about the hassle of having to periodically clean the filter.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 촉매에 의한 자연재생방식에 전기히터, 버너, 스로틀링 등을 사용한 강제재생방식이 복합된 방식이 제안되고 있다.In order to solve the above problems, a method of combining a natural regeneration method using a catalyst with a forced regeneration method using an electric heater, a burner, and a throttling has been proposed.

그 예로 우리나라 특허공개공보 2004-68792호에 디젤엔진 매연 저감장치가 개시된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다. As an example, a diesel engine soot reduction apparatus has been disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-68792, which is shown in FIG.

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.1 is a diesel engine smoke reduction apparatus shown in FIG. At least one and the catalytic device 8 is characterized in that for coupling the catalyst in the region or increase the conversion efficiency of NO / NO 2 .

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.The diesel engine smoke abatement apparatus shown in FIG. 1 has an advantage that an electric heater is provided to activate a reaction of a catalyst so that natural regeneration occurs smoothly, but a battery having a considerably large capacity is required to raise the exhaust gas temperature. Since it is difficult to apply in reality and a separate device must be provided, there is a problem in that it is large in size and complicated and inferior in economic efficiency.

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.Another method is a regeneration device of a smoke reduction device of Korean Patent Publication No. 2003-03599, which is shown in FIG. The regeneration device of the smoke reduction device is an air assisted injector which is installed at a predetermined position on an exhaust flow path 1 in which a smoke reduction device for collecting particulate matter generated in the engine 3 is installed and injects fuel into the exhaust flow path 1. (8); An ignition means (12) installed in the vicinity of the air assist injector (8) to form a flame using fuel injected from the air assist injector and exhaust gas discharged from the engine (3); An inflammator which maintains the flame formed and smoothly maintains the distribution of the flow; And a pressure sensor 15 installed on the exhaust flow path 1 to measure the pressure, based on the pressure in the exhaust flow path 1 measured by the pressure sensor 15. It characterized in that the injector 8 and the ignition means 12 to operate. In the regeneration device of the smoke reduction device shown in FIG. 2, the ignition device is frequently blocked by carbon components when repeatedly used, and it is difficult to achieve complete combustion because the flame is directly used. There is a problem in that the burden of the filter is increased by increasing carbon monoxide, and the device is complicated, so there is a problem that economic efficiency is difficult and long-term use is difficult.

또한, 상기 매연저감장치는 상기 화염에 의해 계속적으로 가열되어 과열현상에 따른 부품의 손상이 빈번히 발생되는 문제점이 있다.In addition, the soot reduction device is continuously heated by the flame, there is a problem that the damage of the components due to overheating frequently occurs.

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. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a fuel-embedded catalyst supply means to reduce the generation rate of particulate matter in the exhaust gas, and to lower the ignition temperature of the temperature control means for regenerative efficiency The present invention provides an exhaust gas reduction system and a fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system capable of increasing the temperature and preventing overheating of components and preventing durability degradation.

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. In addition, an object of the present invention is to supply an appropriate amount of fuel-embedded catalyst according to the amount of diesel fuel to prevent problems caused by abnormal combustion, improve fuel efficiency, and increase the efficiency of the regeneration filter for the DPF regeneration filter to increase its efficiency The present invention provides a gas abatement system and a method for supplying a fuel embedded catalyst of the exhaust gas abatement system.

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. The exhaust gas reduction system of the present invention is an exhaust gas reduction system for reducing exhaust gas generated from a diesel engine, the exhaust gas reduction system using a fuel boron catalyst (FBC) to the fuel supplied to the diesel engine Fuel built-in catalyst supply means for supplying; Temperature control means formed in an exhaust pipe through which the exhaust gas generated from the diesel engine flows to heat the exhaust gas; And exhaust gas reduction means formed at a rear end of the temperature control means to burn organic matter or particulate matter (PM) in the exhaust gas. Characterized in that it is formed to include.

또한, 상기 연료내장형촉매는 상기 온도조절수단의 착화 온도를 낮추는 것을 특징으로 한다. In addition, the fuel-embedded catalyst is characterized in that to lower the ignition temperature of the temperature control means.

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.At this time, the fuel-embedded catalyst supply means is a tank for storing the fuel-embedded catalyst, a supply path for supplying the fuel-embedded catalyst, a valve formed in the supply path, the amount of fuel-embedded catalyst supplied by adjusting the opening degree of the valve. Characterized in that it comprises a control unit for adjusting the.

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. The diesel engine may include a first transport path through which diesel fuel is supplied from a fuel tank in which diesel fuel is stored, and a second transport path through which diesel fuel is returned from the diesel engine to a fuel tank, and supplying the fuel embedded catalyst. The means is characterized in that the fuel injection catalyst tank and the second transfer path, the fuel injection catalyst is characterized in that based on iron, platinum, or cerium.

아울러, 상기 배기가스 저감수단은 상기 배기가스의 진행방향에 순차적으로 산화 필터(SOC) 및 DPF용 재생 필터가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the exhaust gas reducing means is characterized in that the oxidizing filter (SOC) and the regeneration filter for the DPF is sequentially formed in the traveling direction of the exhaust gas.

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.On the other hand, the fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system having the characteristics as described above, a) fuel change amount confirmation step of confirming the amount of diesel fuel change in the fuel tank; b) a fuel integrated catalyst feed rate determining step is the supply amount of the fuel embedded catalyst is determined according to the change amount of diesel fuel; c) a valve control signal transmission step of transmitting a control signal to the valve according to the determined supply amount of the fuel embedded catalyst; And d) a fuel-embedded catalyst supplying step of supplying a fuel-embedded catalyst by opening a valve according to the control signal. Characterized in that it comprises a.

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.Further, in the b) fuel internal catalyst supply amount determination step, the supply amount of the fuel internal catalyst is calculated to be 2 to 20 ml per 100 L of diesel fuel in the fuel tank.

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. Accordingly, the exhaust gas reduction system of the present invention and the fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system are supplied with a fuel-embedded catalyst, thereby lowering the generation rate of particulate matter in the exhaust gas and reducing the ignition temperature of the temperature regulating means. It is possible to improve fuel economy by saving energy required to drive the device, and to increase durability by preventing overheating of components.

또한, 본 발명은 디젤 연료량에 따라 적정량의 연료내장형촉매를 공급함으로써 DPF용 재생 필터의 재생효율을 높이고 재생주기를 길게 하여 그 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of increasing the regeneration efficiency of the regeneration filter for the DPF and the regeneration period by increasing the efficiency by supplying the appropriate amount of the fuel embedded catalyst according to the amount of diesel fuel.

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.Hereinafter, the exhaust gas reduction system 1000 and the fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system 1000 of the present invention having the characteristics as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템(1000)의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템(1000)의 개략도이다.3 is a schematic diagram of an exhaust gas reduction system 1000 according to the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram of an exhaust gas reduction system 1000 according to the present invention.

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.As shown in FIG. 3, the exhaust gas reduction system 1000 of the present invention is a fuel-embedded catalyst (FBC, Fuel) in the exhaust gas reduction system 1000 for reducing the exhaust gas generated from the diesel engine 400. A fuel-embedded catalyst supply means (100) for supplying Borne Catalyst, and a temperature control means (200) for raising the exhaust gas generated from the diesel engine (400); And exhaust gas reducing means 300 for burning organic matter or particulate matter (PM) in the exhaust gas.

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.The fuel-embedded catalyst supply means 100 is a means for supplying a fuel-embedded catalyst to the fuel supplied to the diesel engine 400, and the position of the fuel-embedded catalyst supply method will be described again below.

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.The fuel-embedded catalyst supply means 100 includes a tank 110 in which the fuel-embedded catalyst is stored, a supply path 120 through which the fuel-embedded catalyst is transferred, a valve 130 formed in the supply path 120, and the valve ( It is formed to include a control unit 140 for adjusting the amount of supply of the fuel-embedded catalyst supplied by adjusting the opening degree of the 130.

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.The fuel embedded catalyst is preferably supplied according to the amount of diesel fuel, and may be supplied directly to the fuel tank 110, but the fuel embedded catalyst supply means 100 is as shown in FIG. It is preferable that the diesel fuel 400 is connected to the second transfer path 420 where the diesel fuel is returned to the fuel tank 110 in which the diesel fuel is stored, so that the diesel fuel and the fuel embedded catalyst are smoothly mixed.

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.In more detail, the diesel engine 400 may include a first transport path 410 to which diesel fuel is supplied from the fuel tank 110, and the diesel fuel is returned from the diesel engine 400 to the fuel tank 110. A second transfer path 420 is formed, and the supply path 120 of the fuel built-in catalyst supply means 100 connects the second transfer path 420 and the fuel built-in catalyst tank 110 to be returned. The fuel-embedded catalyst is supplied to the fuel.

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.The temperature regulating means 200 is formed on one side of the exhaust gas to which the exhaust gas generated from the diesel engine 400 is communicated, and is a means for raising the temperature of the exhaust gas, as shown in FIG. Alternatively, air may be supplied to form a flame 210. In addition, any means capable of appropriately heating the temperature of the exhaust gas may be applied without limitation.

상기 배기가스 저감수단(300)은 상기 배기가스의 진행방향으로 상기 온도조절수단(200)의 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물을 연소시켜 재생한다. The exhaust gas reducing means 300 is formed at the rear end of the temperature regulating means 200 in the traveling direction of the exhaust gas to burn and regenerate organic substances in the exhaust gas.

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. Exhaust gas reduction means 300 of the present invention includes a regeneration filter 310 for the DPF, and the fuel-embedded catalyst supply means 100 is provided to eliminate the structure of the conventional oxidation filter 310 (SOC) There is an advantage that a sufficient regeneration effect can be obtained.

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.In addition, the exhaust gas reduction system 1000 of the present invention is the fuel-embedded catalyst supply means 100 is formed to reduce the amount of particulate matter in the exhaust gas, compared to the conventional combustion in a state where the temperature of the exhaust gas is low Possible (the formation of the flame 210 of the temperature control means 200) is possible by reducing the combustion temperature has the effect that can solve the problem that the components are damaged by overheating.

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. In other words, the temperature of the filter 310 of the exhaust gas reducing means 300 can be kept low, thereby preventing the filter 310 from melting due to high temperature, and increasing the temperature rising width of the temperature adjusting means 200. By reducing the amount of fuel required for the ignition of the temperature control means 200 has an effect that can improve the fuel economy.

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. 5 is a view showing a refresh rate of an embodiment of the exhaust gas reduction system 1000 according to the present invention, Figure 5 has the engine 400 specifications as shown in Table 1 below, by supplying diesel fuel and air flame 210 Is provided with a temperature regulating means (200), and the exhaust gas reducing means (300) provided with a regeneration filter (310) for burning the exhaust gas at the rear end of the temperature regulating means (200). Comparative example 1 (catalyst coating, ignition temperature: 600 ℃) and Comparative Example 2 (without catalyst coating, filter ignition temperature) and the embodiment that is equipped with the fuel-embedded catalyst supply means 100 in the 1000 650 ° C.) shows the exhaust gas regeneration rate over time.

엔진(400)형식Engine 400 Type DE12TiDE12Ti 제작사producer 대우중공업Daewoo Heavy Industries 배기량Displacement 11,051 cc11,051 cc 최대출력Output 280ps / 2,100rpm280ps / 2,100rpm 최대토크Torque 115 kgm / 1,260 rpm115 kgm / 1260 rpm 흡기방식Intake Method TCITCI 실린더수/분사방식Number of cylinders / injection method 6기통/ DI 6 cylinders / DI

표 1. 시험 디젤 엔진(400) 사양Table 1. Test Diesel Engine 400 Specifications

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.The embodiment of the present invention shown in Figure 5 can be seen that the ignition temperature of the temperature control means 200 is significantly reduced compared to the comparative examples at the ignition temperature is 410 ℃, 100% regeneration at about 3.5 minutes It can be seen that the regeneration efficiency can be increased by comparing with the comparative examples that takes more than 20 minutes.

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.That is, according to the present invention, the ignition temperature is significantly lowered, so that the exhaust gas reduction system 1000 has a maximum temperature at a relatively low temperature of 800 ° C. or less, even if heat is generated by combustion of the exhaust gas and the flame 210. As a result, the regeneration cycle of the exhaust gas reducing means 300 can be lengthened, and the degradation of durability due to abnormal combustion (in which a specific portion forms a very high temperature) can be prevented.

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.In addition, when comparing the fuel consumption deterioration rate during regeneration every four hours under the city bus operating conditions of Example 1 and Comparative Example 1, the embodiment of the present invention is 0.6%, Comparative Example 1 is 1.7%, fuel embedded catalyst supply means The exhaust gas reduction system 1000 provided with 100 may improve fuel efficiency.

상기 연료내장형촉매는 철을 베이스로 하는 물질이 이용될 수 있으며, 이외에도 백금, 또는 세륨을 베이스로 하는 물질 등이 이용될 수 있다. Iron-based materials may be used as the fuel-embedded catalyst, and in addition, platinum or cerium-based materials may be used.

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.6 is a step diagram showing a fuel-embedded catalyst supply method of the exhaust gas reduction system 1000 according to the present invention, the fuel-embedded catalyst supply method of the exhaust gas reduction system 1000 of the present invention is a) fuel change step (Sa) ); b) fuel internal catalyst supply amount determining step (Sb); c) valve 130 control signal transmission step (Sc); And d) a fuel-embedded catalyst supplying step (Sd).

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.The a) fuel change amount checking step (Sa) is a step of checking the amount of diesel fuel in the fuel tank 110 in which the diesel fuel is stored, and is electrically connected to a fuel gauge inside the fuel tank 110 to determine the amount of the diesel fuel. Check the amount of change.

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. The b) fuel internal catalyst supply amount determining step (Sb) is a step of determining the supply amount of the fuel internal catalyst according to the amount of diesel fuel confirmed in the fuel amount checking step (Sa), wherein the supply amount of the fuel internal catalyst is the fuel tank It is preferable to calculate from 2 to 20 ml per 100 L of diesel fuel in the (110).

상기 2 내지 20 ml 는 2 ml 이상 20 ml 이하의 의미로 해석된다.Said 2-20 ml is interpreted as the meaning of 2 ml or more and 20 ml or less.

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.When the amount of the fuel-embedded catalyst is less than 2 ml per 100 L of diesel fuel, the effect of the fuel-embedded catalyst is difficult to be sufficiently exhibited. When the amount of the fuel-embedded catalyst is more than 20 ml per 100 L of diesel fuel, the fuel Since the built-in catalyst adds a load to the DPF regeneration filter 310 of the exhaust gas reducing means 300, the fuel-embedded catalyst supplying method of the exhaust gas reduction system 1000 of the present invention uses the fuel-embedded catalyst as diesel fuel. Allow 2 to 20 ml feed per 100 L.

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. The c) valve 130 control signal transmission step is a step of transmitting a control signal of the valve 130 according to the supply amount of the fuel-embedded catalyst supply calculated in the fuel-embedded catalyst supply amount determining step (Sb), the control signal is the The opening degree or time information of the valve 130 is included, and accordingly, the d) fuel embedded catalyst supplying step is performed in which the valve 130 is opened to supply the fuel embedded catalyst.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

도 1은 종래의 배기가스 저감장치를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional exhaust gas reducing device.

도 2는 종래의 다른 배기가스 저감장치를 나타낸 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing another conventional exhaust gas reducing device.

도 3은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 구성도.3 is a block diagram of an exhaust gas reduction system according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 개략도.4 is a schematic diagram of an exhaust gas reduction system according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 실시예의 재생률을 나타낸 도면.5 shows the regeneration rate of an embodiment of an exhaust gas reduction system according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법을 나타낸 단계도.Figure 6 is a step showing a fuel-containing catalyst supply method of the exhaust gas reduction system according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1000 : 배기가스 저감 시스템1000: exhaust gas reduction system

100 : 연료내장형촉매 공급수단100: fuel built-in catalyst supply means

110 : 탱크 120 : 공급로110 tank 120 supply path

130 : 밸브 140 : 제어부130: valve 140: control unit

200 : 온도조절수단 210 : 화염 200: temperature control means 210: flame

300 : 배기가스 저감수단300: exhaust gas reducing means

310 : DPF용 재생 필터310: regeneration filter for DPF

400 : 디젤 엔진400: diesel engine

410 : 제1이송로 420 : 제2이송로410: first transport path 420: second transport path

430 : 연료 탱크430 fuel tank

500 : 배기관500: exhaust pipe

Sa ~ Sd : 배기가스 저감 시스템의 연료내장형촉매 공급 방법의 각 단계Sa ~ Sd: Each step of the method of supplying the fuel embedded catalyst of the exhaust gas reduction system

Claims (8)

디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감 시스템(1000)에 있어서, In the exhaust gas reduction system 1000 for reducing the exhaust gas generated from the diesel engine 400, 상기 배기가스 저감 시스템(1000)은 The exhaust gas reduction system 1000 상기 디젤 엔진(400)에 공급되는 연료에 연료내장형촉매(FBC, Fuel Borne Catalyst)를 공급하는 연료내장형촉매 공급수단(100);Fuel embedded catalyst supply means (100) for supplying a fuel embedded catalyst (FBC, Fuel Borne Catalyst) to the fuel supplied to the diesel engine (400); 상기 디젤 엔진(400)으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관(500)에 형성되어 배기가스를 승온시키는 온도조절수단(200); 및 A temperature regulating means (200) formed in an exhaust pipe (500) through which the exhaust gas generated from the diesel engine (400) flows to raise the exhaust gas; And 상기 온도조절수단(200) 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 배기가스 저감수단(300); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템. Exhaust gas reduction means (300) formed at a rear end of the temperature control means (200) to combust organic matter or particulate matter (PM) in the exhaust gas; Exhaust gas reduction system characterized in that it is formed, including. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 연료내장형촉매는 상기 온도조절수단(200)의 착화 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.The fuel-embedded catalyst reduces exhaust gas, characterized in that to lower the ignition temperature of the temperature control means (200). 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 연료내장형촉매 공급수단(100)은 The fuel embedded catalyst supply means 100 is 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 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.The tank 110 in which the fuel embedded catalyst is stored, the supply passage 120 for supplying the fuel embedded catalyst, the valve 130 formed in the supply passage 120, and the opening degree of the valve 130 are controlled and supplied. Exhaust gas reduction system characterized in that it comprises a control unit 140 for controlling the amount of the fuel-embedded catalyst. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 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, The diesel engine 400 may include a first transport path 410 through which diesel fuel is supplied from a fuel tank 110 in which diesel fuel is stored, and diesel fuel is returned from the diesel engine 400 to the fuel tank 110. The second transport path 420 is formed, 상기 연료내장형촉매 공급수단(100)은 상기 연료내장형촉매 탱크(110)와 제2이송로(420)를 연결하는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.The fuel-embedded catalyst supply means (100) is connected to the fuel-embedded catalyst tank (110) and the second transfer path (420), characterized in that for reducing the exhaust gas. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 연료내장형촉매는 철, 백금, 또는 세륨을 베이스로 하는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.The fuel-embedded catalyst is an exhaust gas reduction system, characterized in that based on iron, platinum, or cerium. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 배기가스 저감수단(300)은 DPF용 재생 필터(310)가 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감 시스템.The exhaust gas reduction means 300 is an exhaust gas reduction system, characterized in that the regeneration filter 310 for the DPF is formed. 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 배기가스 저감 시스템(1000)의 연료내장형촉매 공급 방법은The fuel-embedded catalyst supply method of the exhaust gas reduction system 1000 according to any one of claims 1 to 6 a) 연료 탱크(110) 내부의 디젤 연료변화량이 확인되는 연료변화량 확인 단계;a) a fuel change amount checking step of checking a diesel fuel change amount inside the fuel tank 110; b) 상기 디젤 연료변화량에 따른 연료내장형촉매의 공급량이 판단되는 연료내장형 촉매 공급량 판단 단계;b) a fuel integrated catalyst feed rate determining step is the supply amount of the fuel embedded catalyst is determined according to the change amount of diesel fuel; c) 상기 판단된 연료내장형촉매의 공급량에 따른 제어신호가 상기 밸브(130)에 전송되는 밸브(130) 제어신호 전송 단계; 및 c) transmitting a control signal of the valve 130 to which the control signal according to the determined supply amount of the fuel-embedded catalyst is transmitted to the valve 130 ; And 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.d) a fuel-embedded catalyst supplying step in which the valve 130 is opened according to the control signal to supply the fuel-embedded catalyst ; Fuel-embedded catalyst supply method of the exhaust gas reduction system (1000) comprising a. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 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.In the b) determining fuel supply catalyst supply amount, the supply amount of the fuel injection catalyst is calculated to be 2 to 20 ml per 100 L of diesel fuel in the fuel tank 110, characterized in that the exhaust gas reduction system 1000 Fuel embedded catalyst supply method.
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