KR20140006015A - 첨가제를 분배하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분배라인(16)에 의해 연료순환서킷에 첨가제를 방출하게 하는 액체 첨가제의 용기(12)를 구비하는 내연기관용 연료순환서킷에 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치(8)로서, 연료순환서킷(1)과 소통하는 첨가제 챔버(22)와, 상기 첨가제 챔버(22) 및 한편으로는 유체밀봉 분할을 제공하고 다른 한편으로는 첨가제 용기내 첨가제와 첨가제 챔버내 연료 간에 동일 압력을 유지하는 첨가제 용기 간에 적어도 하나의 이동식 유체밀봉 벽(32)을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

첨가제를 분배하기 위한 장치{DEVICE FOR DISPENSING AN ADDITIVE}
본원의 기술분야는 내연기관, 특히, 자동차 엔진 분야, 및 보다 상세하게는 내연기관의 연료순환서킷에 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치 분야에 관한 것이다.
공통레일 및 매우 고압의 연료 인젝션 시스템을 갖춘 디젤 엔진과 같은 신형 엔진기술은 고성능을 제공하나 연료 품질에 매우 민감하다. 따라서, 엔진에 연료분배를 향상시키기 위한 첨가제, 엔진 성능을 향상시키기 위한 첨가제, 및 엔진 동작 안정성을 향상시키기 위한 첨가제와 같이 품질을 향상시키기 위해 첨가제를 함유한 연료를 이용하는 것이 이점적이다. 이용가능한 상업용 연료의 품질은 심지어 첨가제로 강화되더라도 차량에 좋은 품질의 연료를 항상 공급한다고 생각되지 않는다.
더욱이, 특히 디젤용 새로운 차량의 배기표준을 충족하기 위해, 차량들에 분진용 필터(PF)가 점차 설비되고 있다. 이는 유로 5 표준의 도입 이후로 이미 유럽의 경우이다. 대부분의 경우, 주기적으로 그을음 태우고 이에 따라 PF를 재생하는데 도움을 주기 위해 촉매가 사용된다. 이는 검은 연기와 그을음을 막기 위해 PF를 효율적으로 재생시키기에는 더 이상 충분하지 않다. 현재 가장 큰 과제는 특히 바이오연료 이용시 차량을 신뢰할 수 있고, 경제적이게 유지하며, 양호한 성능을 동시에 제공하면서 CO2와 질소 산화물(NOx)의 방출을 줄이는 것이다. 차량은 또한 경쟁상대인 가스 및 하이브리드 매물들에 대해 경쟁력이 있어야 한다. 엔진에 공급되는 연료에 의해 전해진 PF 재생 첨가제(연료내장형촉매(FBC))의 사용은 PF를 더 빨리 그리고 촉매매연필터(CSF)로 알려진 경쟁 기술보다 더 저온에서 재생시키게 하기 때문에 많은 기준들을 충족시키는 것으로 밝혀졌다. 게다가, FBC 기술은 2014에 유로 6 기준이 효력 발생하는 것을 고려하여 NOx를 제거하는데 도움을 주는 촉매를 통합하는 것이 필요한 NOx/그을음의 비에 관해 전혀 제약이 없다.
따라서, PF 재생을 돕는 첨가제 및/또는 연료 품질 및/또는 엔진 동작 및/또는 엔진 내구성을 향상시키는 연료 첨가제를 연료에 주입하게 하는 장치를 차량에 설비하는 것이 이점적이다.
공지의 시스템들은 PF 재생을 돕기 위해 FBC 촉매 첨가제와 같이 이런 첨가제를 연료에 주입하기 위해 있다. 이들 시스템들은 첨가제의 공급을 유지하고 연료 탱크에 가까이 설치되어야 하는 적어도 2-3 리터 부피의 대형 저장용기를 기초로 한다.
분량의 첨가제를 주입하기 위한 현재 전략은 또한 고정확도의 약액주입펌프에 의존하며, 이는 추가 전용유닛인 전자컨트롤유닛(또는 ECU)을 통해 제어되어야 한다. 이 약액주입장치는 양호한 PF 재생을 위해 연료에 충분한 첨가제가 있는 것을 보장하기 위해 가까이 하지만 PF 재생으로 인해 수집된 미네랄 찌꺼기로 인한 PF 조기 막힘을 막기 위해 너무 가깝지 않게 관리되어야 한다. 편의상, 연료 추가 후 연료 레벨이 탱크에서 올라가면, 컨트롤 유닛은 탱크내 연료내 첨가제의 농도를 일정하게 유지하기 위해 탱크에 주입되어야 할 첨가제의 양을 펌프에 지시한다.
이들 약액주입펌프는 아주 정밀하고 이들의 비용은 전반적 경제성을 고려할 때 결코 사소하지 않다. 마찬가지로, 시스템의 ECU 관리도 또한 완비된 시스템 비용에 큰 역할을 한다.
이런 전략을 이용하는 것은 또한 약액인젝션 시스템을 적절히 컨트롤하고 그 상태를 검증하는 단계를 포함하며, 이는 차량의 고장모드를 다룰 때 특히 거슬린다.
유지 면에서, 용기를 채우는 것이 꽤 어렵고 충진 요건과 첨가제 용기에 적합한 커넥터를 통해 행해진다.
가령, PSA 그룹의 디젤 차량들에 이런 장치가 탑재된다.
개도국과 같은 어떤 지리적 구역들에서는, 용기가 차량 수명 내내 적절히 채워질 것을 보장하기가 어렵다. 따라서, 자동차 제조사의 이미지에 해로울 수 있는 이 불확실성을 없애는 것이 필요하다.
때로 연료의 고유한 품질을 변화시키거나 연료분배서킷에서 또는 연소 후에 실행하도록 되어 있는 첨가제를 자동차의 연료에 주입하는 것이 필요하다. 이들은 가령 항진균제, 윤활유 첨가제, 세제 첨가제, 부동액 또는 FBC와 같은 특정 필터를 재생시킬 수 있는 첨가제를 포함한다.
이들 첨가제는 연료 탱크를 채울 때 연료분배서킷에 확산되고 연속적으로 분배되는 연료에 추가되거나, 가령 연료 온도, 실시간 또는 평균 연료소비, 엔진속도 또는 시간 간격과 같은 특정 파라미터의 함수로서 간헐적으로 주입될 수 있다.
탱크를 채울 때 연료탱크에 특정 필터재생 첨가제의 주입을 개시한 특허 FR2668203가 이미 공지되어 있다. 이 기술방안은 상당한 용량의 첨가제 용기뿐만 아니라 연료탱크의 충진을 측정하기 위한 전자 시스템을 필요로하는 단점이 있다. 또한, 이 기술방안은 차량의 무게 및 이에 따라 연료소비를 증가시킨다.
첨가제 용기를 포함한 연료필터를 개시한 특허 EP1061251 및 US7153422가 또한 개시되어 있으며, 상기 문헌에서 첨가제가 연료분배서킷으로 방출된다. 이 기술방안은 첨가제 용기로 주입되는 연료에 의해 첨가제가 용해되거나 희석되는 단점이 있으며, 이는 연료로 방출된 첨가제의 농도를 제어하지 못하게 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 적은 공간을 필요로 하고 액체 첨가제의 조성물이 시간에 걸쳐 크게 변하지 않는 액체 첨가제 분배용 장치를 제안함으로써 이들 기술적 문제들을 없애는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 연료탱크 내부와 내연기관 간에 연료의 순환을 보증하는 내연기관용 연료순환서킷에 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치로서,
분배라인에 의해 연료순환서킷에 첨가제를 방출하게 하는 액체 첨가제의 용기와,
상기 연료순환서킷과 소통하는 첨가제 챔버와,
상기 첨가제 챔버 및 한편으로는 유체밀봉 분할을 제공하고 다른 한편으로는 첨가제 용기내 첨가제와 첨가제 챔버내 연료 간에 동일 압력을 유지하는 첨가제 용기 간에 적어도 하나의 이동식 유체밀봉 벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치이다.
본 발명의 한가지 특징으로, 첨가제 용기는 가요성 파우치 또는 백 형태이며 가요성 파우치는 이동식 유체밀봉 벽을 구성한다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 이동식 유체밀봉 벽이 멤브레인에 의해 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 이동식 유체밀봉 벽이 피스톤에 의해 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 장치는 연료 유입구, 연료 배출구, 첨가제 분배개구, 및 첨가제 분배개구와 연료 유입구 또는 연료 배출구 간에 압력차 발생수단을 포함한다. 이 압력차 발생수단은 바람직하게는 첨가제 분배개구와 연료 유입구 또는 연료 배출구 간에 음압을 발생하는 수단이며, 첨가제 분배개구는 음압을 발생하는 이 수단에 배열된다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 압력차 발생수단은 격막 또는 벤투리관이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 압력차 발생수단은 여과요소 형태이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 장치는 첨가제 분배라인과 상기 첨가제 분배라인을 완전히 또는 부분적으로 막기 위한 수단을 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제 분배라인을 막는 수단은 전자기계수단이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제 분배장치는 적어도 하나의 여과요소를 포함한 연료 여과장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 여과요소는 형태가 환형이며 첨가제 용기는 상기 필터요소 내에 동심으로 배열되어 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 여과요소는 형태가 환형이며 첨가제 용기는 상기 필터요소 외부에 동심으로 배열되어 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 여과요소 및 첨가제 용기는 동축으로 중첩되어 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 여과요소로부터 상류에 위치되고 미여과 연료가 순환하는 상류측과 여과요소와 내연기관 사이에 배열되고 여과된 연료가 순환하는 하류측의 경계를 정하는 여과요소를 연료가 횡단하며, 첨가제가 상류측에서 방출된다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 여과요소로부터 상류에 위치되고 미여과 연료가 순환하는 상류측과 여과요소와 내연기관 사이에 배열되고 여과된 연료가 순환하는 하류측의 경계를 정하는 여과요소를 연료가 횡단하며, 첨가제가 하류측에서 방출된다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제가 인젝션 시스템 하류로부터 그리고 초과한 연료가 연료탱크로 복귀하게 하는 내연기관의 연료 회수관으로 방출된다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 이동벽이 첨가제 용기와 상류측 사이에 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 이동벽이 첨가제 용기와 하류측 사이에 있다.
한가지 특별한 배열로, 첨가제 분배장치 모두 또는 일부가 연료탱크에 배열된다(따라서, 첨가제 챔버가 연료탱크 내에 배열된다). 이는 (첨가제 챔버와 소통하는) 연료순환서킷이 엔진으로부터 연료탱크 내부로 연료의 회수 순환을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제는 희토류 및/또는 주기 분류의 IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB 및 IVB 그룹 중에서 선택된 금속을 기초로 한 입자들의 콜로이드 분산액 형태의 입자 여과재생 첨가제이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제는 콜로이드 분산액 형태이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 콜로이드 분산액의 입자들은 세륨 및/또는 철-기반이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제는 유기상 및 적어도 하나의 양친매성제를 포함한 입자들의 콜로이드 분산액 및 4차암모니아염(quaternary ammomium salt)을 기반으로 한 세제의 조합이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 첨가제는 세제 첨가제 및 윤활유 첨가제의 조합이다.
본 발명은 또한 분배라인에 의해 연료순환서킷에 첨가제를 방출하게 하는 액체 첨가제의 용기, 연료순환서킷과 소통하는 첨가제 챔버, 및 한편으로는 유체밀봉 분할을 제공하고 다른 한편으로는 첨가제 용기에 첨가제와 첨가제 챔버내 및 적어도 하나의 여과요소에서의 연료 간에 동일 압력을 유지하는 첨가제 용기 및 상기 첨가제 챔버 간에 적어도 하나의 이동식 유체밀봉 벽을 구비하는 연료 탱크내에 위치된 내연기관용 연료순환서킷에 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치로서, 한편으로는 연료순환서킷에 영구 장착되도록 되어 있고 연료순환서킷에 첨가제를 분배하기 위한 첨가제 분배라인을 구비하는 분배헤드와 다른 한편으로는 여과요소, 첨가제 용기 및 이동식 밀봉벽을 구비한 카트리지를 구비하고, 상기 카트리지는 분배헤드에 탈착식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 연료순환서킷에 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 한가지 이점은 새로운 내연기관뿐만 아니라 기존의 내연기관의 설계에 첨가제 분배기를 일체로 형성하게 한다는 사실에 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 정확하게 정의된 양의 첨가제를 방출할 수 있는 가능성에 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 여러 타입의 첨가제들을 조성물 및/또는 물리화학적 속성들에 무관하게 방출할 수 있는 가능성에 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 다양한 파라미터들의 함수로서 첨가제의 방출을 조절하는 능력에 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 컴팩트한 크기에 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부도면을 참조로 비제한적인 예로써 제공된 하기의 몇몇 실시예들의 설명으로부터 명백해진다:
도 1은 본 발명에 따른 내연기관용 연료순환서킷에 첨가제를 분배하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액체첨가제 분배기를 도시한 횡단면도이다.
도 3 내지 도 5는 연료내 첨가제의 농도가 다른 파라미터들에 따라 어떻게 전개되는지를 도시한 그래프이다.
도 6 내지 도 13은 액체 첨가제 분배기가 연료필터에 통합된 본 발명의 다른 실시예를 도시한 횡단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 내연기관용 연료순환서킷에 첨가제를 분배하기 위한 장치의 개략도이다.
도 1은 내연기관용 연료순환서킷(1)을 개략적으로 도시한 것이다. 편의상, 연료순환서킷(1)이 연료탱크(2) 및 고압연료레일(4)(또한 "공통레일"이라고 함) 사이에 배열되어 있고 연료탱크의 내부와 공통레일 간에 연료의 순환을 보장한다. 연료공급서킷은 연료충진용 필터(9)와 고압펌프(7)를 포함한다. 고압펌프(7)와 공통레일(4)은 연료 인젝션 시스템을 구성한다. 공급관이라고 하는 제 1 라인(5)은 연료가 탱크(2) 내부에서 공통레일(4)로 순환하게 하고 회수관이라고 하는 제 2 라인(6)은 연료가 분사 시스템에서 탱크(2) 내부로 순환하게 한다. 따라서, 연료가 탱크(2)로부터 펌프되고, 필터(9)에서 여과된 다음, 펌프(7)에 의해 압력을 받아 공통레일(4)로 보내진 후, 일부는 엔진 인젝터(3)로 보내지고 일부는 회수관(6)에 의해 탱크(2) 내부로 회수된다. 연료의 일부는 또한 고압펌프(7)로부터 회수관(6)으로 보내질 수 있다. 연료순환서킷(1)은 또한 본 발명에 따란 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치(8)를 포함한다; 그 동작이 아래에 기술되어 있다. 비제한적인 예로서, 장치(8)는 공급관(5)에 그리고 이 경우 도 1에 나타낸 바와 같이 탱크(2) 내에 또는 도 14에 도시된 바와 같이 탱크 외부에 배치될 수 있거나, 회수관(6)에 그리고 이 경우 장치(8)는 연료탱크(2) 안팎에 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 횡단면도를 나타낸 것이다. 이 예시적인 실시예에서, 첨가제 분배용 장치(8)는 헤드(10)와 액체 첨가제의 용기(12)에 배열되는 첨가제 챔버(22)를 형성하는 교체가능 카트리지(11)를 구비한다. 헤드(10)는 연료 유입구(13), 연료 배출구(14), 연료 유입구와 배출구(14) 사이에 위치된 벤투리관(21), 교체가능 카트리지(11) 내부에 연료가 연료 유입구와 첨가제 챔버(22) 사이를 지나가게 하는 라인(18), 및 액체 첨가제가 용기(12)로부터 벤투리관(21) 내에 있는 첨가제 분배개구(17)로 지나가게 하는 첨가제 분배라인(16)를 구비한다. 이 예시적인 실시예에서, 첨가제 분배라인(16)은 제 1 부(16a) 및 더 작은 횡단면 크기의 제 2 부(16b)를 갖는다. 핑거(20) 및 초크(23)로 구성된 액츄에이터(15)는 첨가제 분배라인의 부분들(16a 및 16b) 사이에 통로를 밀봉하게 한다. 이 예시적인 실시예에서(뿐만 아니라 도 6 내지 도 10에서), 첨가제 용기(12)는 첨가제 챔버(22)에 있는 연료와 용기(12) 내부의 첨가제 사이에 이동식 유체밀봉 벽을 형성하는 가요성 백 또는 파우치(32) 형태이다.
본 발명은 다음과 같이 기능한다:
첨가재 분배용 장치(8)는 연료 공급관 또는 회수관에 연결된다. 따라서, 연료는 연료 유입구(13) 및 배출구(14) 사이에 연속적으로 순환한다. 압력차를 발생하는 공지의 수단인 벤투리관(21)은 첨가제 분배개구(17) 및 연료 유입구(13) 사이에 음압을 일으킨다.
연료 유입구(13)와 함께 라인(18)을 통해 통하는 첨가제 챔버(22)에는 연료 유입구(13)에서 순환하는 연료와 같은 압력으로 연료가 채워진다; 첨가제 용기의 이동식 및 유체밀봉 벽을 형성하는 가요성 파우치(32)는 첨가제 용기(12)에 있는 첨가제와 챔버(22)에 있는 연료 간에 동일한 압력을 유지시킨다.
따라서, 첨가제 용기(12)에 있는 압력은 첨가제 분배개구(17)에 있는 우세한 압력보다 더 크며, 이는 첨가제를 용기(12)로부터 첨가제 분배개구(17)로 이동하게 힘을 가한 후 벤투리관(21)에서 순환하는 연료 및 이에 따라 연료순환서킷에 확산시킨다. 액츄에이터(15)는 첨가제의 순환을 완전히 또는 부분적으로 방지하게 한다. 첨가제 분배개구(17)가 첨가제를 연료 탱크(2)의 내부와 엔진 사이에 순환하는 연료순환서킷(1)의 라인으로 방출하게 하는 것이 이해되며 도 1 및 도 2에서 명확히 볼 수 있다. 연료 탱크로 직접 첨가제를 방출하는 것과는 달리, 이런 타입의 첨가제 방출은 탱크내 연료 레벨의 임의의 특정한 측정을 필요로 하지 않는 것을 알 수 있다.
이 예시적인 실시예에서, 도시된 바와 같이 액츄에이터(15)는 첨가제 분배라인을 완전히 또는 부분적으로 막기 위한 전자기계수단이다. 이런 수단의 사용은 선택적이나, 본 발명은 물론 첨가제 분배라인을 막지 않거나 첨가제 분배라인을 막는 어떤 다른 수단들, 가령 서멀밸브(thermal valve), 우산 밸브(umbrella valve), 체크 밸브, 또는 유압컨트롤 밸브에 의해 실행될 수 있다.
도 3 내지 도 5에서, 특허 WO 2010/150040의 예 3에서 분산(C)과 같은 철 기반의 입자들의 콜로이드 현탁액을 구성하는 첨가제가 본 발명에 따라 첨가제 분배장치에 의해 연료에 방출되고 연료에서 이 첨가제의 농도가 측정된다. 철 원소는 콜로이드 현탁액 형태로 첨가제의 주입 마커이고 연료에서의 농도는 X선 형광 분광법과 같은 임의의 공지의 기술에 의해 측정하기 쉬어진다. 말할 필요 없이, 본 발명은 콜로이드 현탁액에 철을 이용하는 것에 국한되지 않으며 본 명세서의 다른 부분들에 나타낸 바와 같이 임의 타입의 첨가제와도 관련 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 장치로부터 하류에서 연료에 첨가제의 농도에서의 전개를 도시한 것이다. 이 예시적인 실시예에서, 연료는 도 2에 기술된 바와 같이 장치에서 재순환 없이 160 리터/시간의 유량으로 순환된다. 연료라인(13)의 유입구의 횡단면은 6mm이고 첨가제가 연료 압력에 대해 16mbar의 압력차를 받게 하는 직경이 5.06mm인 벤트리관(21)을 구비한다. 첨가제는 길이가 21mm이고 직경이 0.6mm인 첨가제 분배라인(16b)에 의해 분배된다.
도 3은 연속 분배 동안 첨가제의 농도를 도시한 것이고 도 4는 솔레노이드 밸브(15)에 의해 컨트롤되는 불연속적으로 분배되는 첨가제의 농도를 도시한 것이다. 도 3에서 연료내 철의 농도는 테스트 기간 동안 첨가제의 방출이 일정한 것을 나타내어 안정적인 것을 알 수 있다. 도 4는 솔레노이드 밸브가 폐쇄시 첨가제의 모든 방출을 중단시키는 것을 나타낸다. 개방시, 연료내 첨가제의 순간 농도는 실질적으로 연속 방출 동안 측정된 농도(도 3)와 같다. 따라서, 이는 명백히 솔레노이드 밸브의 사용은 가령 계단식 변위로 불연속적으로 첨가제를 방출하고 상기 첨가제의 방출을 컨트롤하게 한다. 첨가제 방출 프로파일은 기간(미주입 기간 및 주입 기간) 및 빈도(미주입 및 주입 기간이 교번하는 빈도)에서 모두 컨트롤될 수 있다. 이런 컨트롤은 설계 동안 정의될 수 있거나 가령 시간에 걸쳐 또는 소정의 엔진 파라미터들과 같은 외부 파라미터들에 따라 변할 수 있다.
이 장치는 또한 차량이 시동 꺼지거나 차고에 있는 동안 첨가제의 방출을 없애게 한다.
첨가제 타입, 첨가제의 소정 레벨 또는 첨가제 방출 프로파일과 같은 다른 파라미터들에 대해 시스템의 치수, 특히 벤트리관(21) 및 분배라인(16)의 치수를 조절하는 것이 이점적이다.
도 5는 재순환 루프내에서 연료내 첨가제의 농도의 전개를 도시한 것이다. 이 도면은 소비된 연료의 부피(ml) 함수로서 차량의 탱크내 연료에서 여전히 철 농도를 통한 첨가제의 농도의 전개를 시뮬레이션한 것이다. 연료는 탱크로부터 그리고 도 3에 기술된 장치를 통해 160 l/h의 유속으로 순환한 후, 탱크로 복귀하고 차량의 연료소비는 3 l/h인 것으로 고려된다(연료의 51/100km 소비에 대해 60km/h). 탱크내 연료의 초기량은 60리터이고 탱크내 레벨이 5리터에 도달하면 탱크에 55리터가 채워진다. 본 발명에 따른 장치를 이용해 도 3에 도시된 바에 따른 첨가제의 일정한 주입에 대해, 연료에 첨가제의 제어된 평균량을 전달하게 하는 철 농도는 1 내지 12ppm 사이로 안정화된다.
도 6 내지 도 13은 적어도 하나의 여과요소를 포함한 본 발명에 따른 장치를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제 1 변형 실시예를 도시한 것이다. 이 변형 실시예에서, 헤드(10)는 도 2에 도시된 헤드와 같고 첨가제 용기(12)도 또한 가요성 파우치(32)에 의해 이루어진다. 카트리지(11)는 상기 카트리지의 벽과 협동하며 한편으로 액체 첨가제의 용기(12)가 배열되는 첨가제 챔버(22)와 다른 한편으로 여과요소(25)가 배열되는 여과챔버(24)의 경계를 정하는 유체밀봉 벽(30)을 포함한다. 따라서, 첨가제 용기(12) 및 여과요소(25)는 나란히 배치되나 유체밀봉 벽(30)에 의해 분리된다. 여과요소(25)는 형태가 환형이며 연료에 의해 이동된다. 여과요소(25)는 여과챔버(24)내에서 연료탱크(2)의 내부(도면에 미도시됨)와 여과챔버(25) 사이에 위치되고 미여과된 필터가 순환하는 미여과 연료영역 또는 "상류측"(28) 및 여과요소(25)와 내연기관(도면에 미도시됨) 사이에 배열되고 여과된 연료가 순환하는 여과된 연료영역 또는 "하류측"(29)의 경계를 정한다. 이런 실시예는 이점적으로 연료여과를 보장하게 하고 액체 첨가제 분배가 별도로 기능한다. 연료필터는 공급관(5)에 연결되는 한편, 첨가제는 공급관(5)과 회수관(6) 모두에 분배될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 변형 실시예를 도시한 것이다. 이 변형 실시예에서, 첨가제 용기(12) 및 여과수단(25)은 벽(30)에 의해 분리되어 나란히 있으나, 소통 채널(18)로 인해 연료가 여과요소의 하류측(29)과 액체 첨가제의 용기(12)에 배열된 첨가제 챔버(22) 사이로 직접 순환된다. 헤드(10)의 연료 유입구(13)는 직접 여과요소의 하류측(29)에 연결된다. 첨가제 분배개구(17)는 여과수단의 하류측(29)과 내연기관(미도시) 사이에서 연료공급관에 배열된다. 따라서, 이동식 벽(32)이 여과요소의 하류측(29)과 첨가제 용기(12) 사이에 있고 첨가제가 여과요소의 하류측(29)으로부터 분배된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 변형 실시예를 도시한 것이다. 이 변형 실시예에서, 첨가제 용기(12) 및 여과수단(25)은 카트리지(11)에서 축방향으로 중첩되며, 소통 채널로 인해 연료가 여과요소의 상류측과 액체 첨가제의 용기(12)에 배열된 첨가제 챔버(22) 사이로 순환된다. 첨가제 용기(12)는 튜브의 상단이 첨가제 분배라인(16)의 제 1 부분(16a)의 하단과 협력하는 튜브(31)에 의해 첨가제 분배라인(16)에 연결된다. 여기서 튜브(31)는 환형 여과요소(25)에 동축이며 그 중심에서 유체밀봉식으로 상기 여과요소를 가로지른다. 이 예시적인 실시예에서, 튜브(31)는 첨가제 용기(12)에 단단히 연결된다. 첨가제 분배개구(17)가 여과요소의 상류측(28)과 연료 탱크(2)(미도시)의 내부 사이에 연료 공급관에 배열된다. 따라서, 이동식 벽(32)이 여과요소의 상류측(28)과 첨가제 용기(12) 사이에 있고 첨가제가 여과요소의 상류측(28)에서 방출된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 변형 실시예를 도시한 것이다. 이 변형 실시예에서, 여과요소(25)는 형태가 환형이며 첨가제 용기(12)가 상기 여과요소(25) 내부에 동심으로 배열되어 있다. 이 예에서, 연료는 여과요소(25) 외부에서 내부로 반경방향으로 순환하고 첨가제 분배개구(17)는 여과요소의 하류측(29)과 내연기관(미도시) 사이의 연료 공급관에 배열된다. 따라서, 이동식 벽(32)이 여과요소의 하류측(29)과 첨가제 용기(12) 사이에 있고 첨가제가 여과요소의 하류측(29)에서 방출된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 변형 실시예를 도시한 것이다. 이 변형 실시예에서, 첨가제 용기(12)와 여과요소(25)는 동축으로 중첩되고 벽에 의해 분리되어 있으나 소통 채널(18)로 인해 연료가 여과요소(25)의 상류측(28)과 액체 첨가제의 용기(12)에 배열된 첨가제 챔버(22) 사이로 순환된다. 첨가제 분배개구(17)는 여과요소의 하류측(29)과 내연기관(미도시) 사이의 연료 공급관에 배열된다. 따라서, 이동식 벽(32)이 여과요소의 상류측(28)과 첨가제 용기(12) 사이에 있고 첨가제가 여과요소의 상류측(28)에서 방출된다. 이 실시예에서, 차분 압력을 발생시키는 수단이 여과요소(25)에 의해 형성된다.
도 11은 이동식 및 유체밀봉식 벽이 멤브레인(33)에 의해 형성된 도 10에 도시된 장치의 변형이다.
도 12는 이동식 및 유체밀봉식 벽이 피스톤(34)에 의해 형성된 도 10에 도시된 장치의 변형이다.
이들 실시예들은 예시적인 예로서 인용되었으며 어떠한 방식으로도 제한하지 않는다. 본 발명은 다른 변형들로 실행될 수 있다. 가령, 압력 차를 발생하는 수단들은 격막의 형태일 수 있거나 첨가제 용기가 여과요소 밖에 동심으로 배치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 변형 예를 도시한 것이다. 이 변형 실시에에서, 첨가제는 인젝션 시스템 하류로부터 그리고 연료탱크(2)(도면에 미도시됨)를 향해 내연기관의 연료 회수관(6)에 방출된다. 본 명세서에 예시된 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치는 한편으로 연료순환서킷에 영구히 장착되도록 되어 있고 첨가제를 연료 서킷에 분배하기 위한 첨가제 분배라인(16)을 포함한 분배헤드(10)와, 다른 한편으로 여과요소(25), 첨가제 용기(12), 및 이동식 유체밀봉 벽(32)을 포함한 카트리지(11)를 구비하고, 상기 카트리지(11)는 분배헤드(10)에 탈착식으로 장착되어 있다. 이 예시적인 실시예에서, 첨가제가 첨가제 용기(12)로부터 분배라인(16)으로 순환하게 하는 튜브(31)가 헤드(10)에 단단히 부착되어 있고 카트리지(11)가 헤드(10) 고정될 때 가요성 파우치(32)를 찌르기 위한 비스듬한 단부를 포함한다.
도 2 및 도 6 내지 도 13에 예시된 예시적인 실시예들은 예로써 제공되며 전혀 제한하지 않는다. 예들의 개수는 문서를 간단히 하기 위해 본 출원인에 의해 제한되었다. 당업자는 본 발명이 또한 본 명세서에 나타나지 않았으나 다수의 상술한 실시예들의 조합하거나 한 도면의 하나 이상의 특징들을 또 다른 도면의 특징들로 대체함으로 인해 발생한 실시예들에 관한 것임을 이해할 것이다.
본 발명의 장치는 연료에 포함된 임의의 타입의 첨가제를 전달하게 한다. 지금 설명할 이들 첨가제는 2가지 카테고리, 즉, 통상적으로 연료내장형촉매(FBC))라고 하는 PF 재생을 보조하는 촉매 기능을 갖는 것들과 촉매와 다른 기능을 갖는 것들로 분류될 수 있다.
첨가제는 액체 또는 고체 형태일 수 있다. 액체 형태는 첨가제가 흐르게 하는 점도의 젤 형태로 또는 첨가제가 연료에 방출되기 전에 어떤 식으로 가열되거나 작동될 때 액체로 변하는 고체의 형태로 액체 기반의 콜로이드 현탁액에 액체 또는 액체 혼합물로 구성된 모든 첨가제를 포함한다.
FBCs
이들 첨가제들은 일반적으로 20 내지 45℃ 사이의 동작 온도 범위 내에서 이상적으로 액체이나, 이들은 또한 연료와 접촉한 다음 연료에서 현탁액을 용해하거나 형성하는 젤 또는 고체와 같은 또 다른 물리적 형태로 있을 수 있다. 연료에서 현탁액의 경우는 후술되는 콜로이드 현탁액으로 발생한다. 모든 경우, 첨가제가 연료에 방출된 후에, 연료는 시각적으로 균일한 외관을 갖는다. 이들 첨가제는 불완전 연소에 촉매작용을 하는데 효과적인 임의의 타입의 촉매, 특히 백금, 스트론튬, 나트륨, 망간, 세륨, 철, 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
연료에서 첨가제의 양은 일반적으로 적어도 약 1 ppm이고 많아야 100 ppm이며, 이 양은 연료의 질량에 대한 추가 금속요소의 질량으로 표현된다.
이들 첨가제들은 유기금속염 또는 연료에 용해되거나 확산될 수 있는 유기금속염의 혼합물의 형태일 수 있다. 이들 염의 특징은 이들 모두가 용매 속 현탁액으로 적어도 금속부분과 산 기원(origin)의 복합 유기부분을 포함한다는 것이다.
이 염의 유기부분은 적어도 하나의 하이드로카본 그룹과 적어도 하나의 복합부분을 포함한다; 각 유기부분은 하나 이상의 복합 모이어티를 포함할 수 있다. 이 복합부분은 일반적으로 산(酸) 기원이며, 카르복실산염, 술폰산염, 포스폰산염, 살리실산염, 나프텐산염 또는 펜산염(phenates)일 수 있다. 하이드로카본 그룹은 지방, 포화 또는 불포화일 수 있으며 싸이클릭 모이어티로 구성된다. 이 그룹에서 탄소 원자의 개수는 6 내지 200개이다.
지방족 포화 카르복실산염이 바람직하며 분기되거나 미분기된다.
이 염의 금속부분은 이온형태, 카보네이트, 하이드로옥사이드, 옥사이드 또는 혼합물의 형태일 수 있다.
염은 오버베이스(overbased)될 수 있는데, 이는 복합물을 얻는데 필요한 산/금속 화학양론에 대해 금속 종들의 초과를 포함하는 것을 의미한다.
유기금속염은 산일 수 있다. 이 경우, 이들은 반응하지 않는 약 20%까지의 유리산을 포함하며 복합물을 얻는데 필요한 산/금속 화학양론에 대해 과도한 카르복실산을 포함한다.
이들 유기금속염은 또한 금속 및 카르복실산염의 화학양론 비를 포함해 중성일 수 있다.
이들 첨가제의 안정적인 분산 또는 용액을 준비하는데 사용되는 용매는 액화석유가스, 합성 하이드로카본, 산소화 하이드로카본, 또는 헥사놀 또는 2-에틸헥사놀과 같은 알코올 용매일 수 있다. 일반적인 예는 케로센, 하이드레이티드 케로센, 파라핀 및 이소파라핀 용매, 지방족 나프텐 용매, 방향족 용매, 폴리머의 다이머 및 올리고머, 부텐, 및 유사물 및 이들의 혼합물이다. "Solvesso", "Varsol", "Norpar" 및 "Isopar" 와 같은 상업용 제품들이 적절하다. 이들 용매들은 또한 탄소 및 수소와 다른 기능 그룹을 포함할 수 있다. 바람직하기로, 용매는 20℃ 보다 큰, 더 바람직하게는 40℃ 보다 큰, 더욱더 바람직하게는 55℃ 보다 큰 인화점을 갖는다.
이들 염은 상기 염들과 물에 용해될 수 있거나 분산될 수 있는 금속염으로 제조될 수 있다.
철 화합물의 예는 제 1 철 및 제 2 철 아세틸아세토네이트, 철 나프테네이트, 철 올레이트, 철 옥토에이트, 철 스테아레이트, 특허 EP 1 344 813에 개시된 바와 같은 철 네오데카노에이트, 철 알케닐 및 알킬 석시네이트, 및 보다 일반적으로 C6-C24의 카르복실산의 철 염들이다.
마찬가지로, 세륨 화합물의 예는 세륨 아세틸아세토네이트, 세륨 나프테네이트, 세륨 올레이트, 세륨 옥토에이트, 세륨 스테아레이트, 세륨 네오데카노에이트, 세륨 알케닐 및 알킬 석시네이트, 및 보다 일반적으로 C6-C24의 카르복실산의 세륨 염들이다.
FBC 첨가제는 또한 유기금속 착물 또는 연료에 용해되거나 분산될 수 있는 유기금속 착물의 혼합물 형태일 수 있다. 이들 착물은 적어도 하나의 금속부분과 적어도 2개의 복합 유기부분을 포함한 것들을 특징으로 한다.
GB 2 254 610 에 기술된 바와 같은 다양한 유기금속 착물들이 액체 하이드로카본의 연소로 인해 발생한 입자들을 제거하는데 효과적인 것이 종래기술에 공지되어 있다. 이들 착물들은 또한 연료에서 높은 용해성과 분산성 또는 양호한 열 안정성과 같은 다른 이점들을 제공한다.
이 착물의 금속부분은 금속 타입에 따라 변할 수 있는 전하를 갖는 이온형태이다.
이 착물의 유기부분은 적어도 하나의 하이드로카본 그룹과 하이드로카본 그룹 그 자체일 수 있는 적어도 하나의 복합부분을 포함한다. 복합부분은 O, S, 및 N 또는 페닐이나 싸이클로펜타디에닐과 같은 불포화 싸이클릭 그룹 중에서 선택된 헤테로아톰 전자 쌍들을 통해 금속 양이온과 상호작용한다.
철의 경우, 페로센 착물이 바람직하다. 이들 착물의 페로센 부분은 알킬, 알릴, 할라이드, 하이드록시, 니트로, 알콕시, 싸이클릭, 에스테르와 같은 그룹으로, 또는 심지어 특허 US 7 452 388에 기술된 바와 같은 페로센 그룹에 의해 대체될 수 있다.
이들 용액 또는 이들 안정적인 첨가제의 분산을 준비하는데 사용되는 용매는 바람직하게는 착체 또는 착체들이 용해되는 유기 용매이다. 적절한 유기 용매들은 고방향족 용매들을 포함한다. 그러나, 필요하다면, 비방향족성 또는 약간 방향족성의 용매가 사용될 수 있다. 이들 비방향족성 또는 약간 방향족성 용매의 경우, 이 용해도로도 일반적으로 충분하나, 착물의 절대 용해도가 고방향족 용매들에서보다 더 낮아지게 된다. 9 내지 16개의 탄소 원자들, 170 내지 295℃의 끓는점 및 98% 중량부 이상의 방향족 물질의 총 함유량의 방향족 시스템들을 갖는 방향족 용매가 특히 적절하다. 가령, PLUTOsolTM APF가 적절한 용매이다.
한가지 변형으로, FBC 첨가제들이 나노입자들의 콜로이드 분산액 또는 현탁액, 가령 산화물 또는 금속 옥시하이드록사이드, 비정질 또는 결정의 형태로 이용된다.
본 명세서에서 "콜로이드 분산액"이라는 표현은 액체 상태의 현탁액으로 첨가제를 기반으로 콜로이드 치수의 미세 고체 입자들로 구성된 임의의 시스템을 가리키며, 상기 입자들은 가능하게는 니트레이트, 아세테이트, 시트레이트, 암모늄, 또는 클로라이드와 같은 결합되거나 흡수된 이온들의 잔류량을 포함한다. "콜로이드 치수"는 약 1nm 내지 약 500nm를 말하는 것으로 이해된다. 보다 상세하게, 입자들은 평균 크기가 많아야 약 250nm, 특히 많아야 100nm, 바람직하게는 많아야 20nm, 및 심지어 더 바람직하게는 많아야 15nm일 수 있다. 이런 분산액에서, 첨가제의 화합물은 바람직한 완전한 콜로이드 형태이거나, 콜로이드 형태 및 부분적으로 이온 형태일 수 있다.
다르게 표시되지 않는 한 상술되고 본 명세서의 나머지에 이용된 입자 크기 분포는 이전에 건조되고 구리 그리드에 지지된 탄소 멤브레인에 증착된 샘플에 대한 투과전자현미경(TEM)을 이용한 종래 방식으로 결정된다.
콜로이드 분산액 형태의 FBC 첨가제의 경우, 입자들은 주기 분류의 IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB 및 IVB 그룹 중에서 선택된 희토류 및/또는 금속을 기초로 할 수 있다.
희토류는 이트륨과 57과 71을 포함해 그 사이에 있는 원자번호를 갖는 주기 분류의 원소들로 구성된 그룹의 원소들을 의미하는 것으로 이해된다.
언급된 원소들의 주기 분류는 the Supplement to the Bulletin de la Societe Chimique de France no. 1 (January 1966)에 출판된 분류이다.
콜로이드 분산액 형태로 사용될 수 있는 이들 첨가제들에 대해, 희토류는 보다 상세하게 세륨, 란타늄, 이트륨, 네오디뮴, 가돌리늄, 및 프라세오디뮴 중에서 선택될 수 있다. 특히, 세륨이 선택될 수 있다. 금속은 지르코늄, 철, 구리, 갈륨, 팔라듐, 및 망간 중에서 선택될 수 있다. 특히, 철이 선택될 수 있다. 철은 비정질 또는 결정 화합물의 형태일 수 있다.
세륨 및 철의 조합을 기반으로 한 콜로이드 분산액이 특히 언급될 수 있다.
콜로이드 분산액은 보다 상세하게
- 유기상,
- 유기상의 현탁액에 상술한 타입의 첨가제의 입자(특히, 희토류 및/또는 IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB 및 IVB 그룹 중에 선택된 금속), 및
- 적어도 하나의 양친매성제를 포함할 수 있다.
유기상의 예로서, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난과 같은 알리파픽 하이드로카본, 싸이클로헥산, 싸이클로펜탄, 싸이클로헵탄과 같은 싸이클릭알리파픽 하드로카본, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 및 액체 나프텐과 같은 아로마틱 하이드로카본을 인용할 수 있다. 또한 Isopar 또는 Solvesso(EXXON사의 등록상표)와 같은 석유유분이 적절하며, Solvesso 100은 특히 메틸에틸- 및 트리메틸- 벤젠의 혼합물을 기본적으로 포함하고, Solvesso 150은 알킬벤젠, 특히 디메틸벤젠 및 테트라메틸벤젠 혼합물을 포함하며, Isopar는 기본적으로 C-11 및 C-12의 이소 및 싸이클로-파라피닉 하이드로카본을 포함한다. 언급될 수 있는 다른 석유유분들은 Petrolink사의 Petrolink® 또는 Total사의 Isane®를 포함한다.
또한 클로로-벤젠이나 디클로로-벤젠 또는 클로로톨루엔과 같은 유기상에 대한 클로리네이트 하이드로카본을 사용할 수 있다. 가령 디이소프로필 에틸, 디부틸 에테르, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디이소부틸 케톤 또는 메시틸 옥사이드과 같은 알리파틱 및 싸이클로알리파틱 케톤 및 에테르가 고려될 수 있다.
에스테르가 고려될 수 있으나, 이들은 가수분해 위험의 단점이 있다. 사용될 수 있는 에스테르는 C1 에서 C8의 알코올과 함께 산의 반응으로 인해 생기는 에스테르, 특히 이소프로필 알코올과 같은 2차 알코올의 팔미테이트이다. 부틸 아세테이트가 일예이다.
물론, 유기상은 2 이상의 하이드로카본 혼합물 또는 상술한 타입의 화합물을 기반으로 할 수 있다.
콜로이드 분산액은 양친매성제를 포함할 수 있다.
이 양친매성제는 커플링 또는 정전기 결합에 의해 적어도 부분적으로 첨가제 화합물의 입자들, 특히 희토류 및/또는 철 화합물과 상호작용한다.
보다 상세하게, 이 양친매성제는 산성일 수 있다.
산(酸)은 적어도 6개의 탄소 원자들, 보다 상세하게는 10에서 60개의 탄소 원자들, 바람직하게는 10에서 50개의 탄소 원자들 및 심지어 더 바람직하게는 10에서 25개의 탄소원자들을 포함한 유기산들 중에서 특히 선택된다.
이들 산들은 선형이거나 분기될 수 있다. 이들은 가능하게는 이들 기능들이 분산액이 사용되는 매질에서 안정적인 조건에서 다른 기능들을 갖는 아릴, 알리파틱, 또는 아릴-알리파틱 산일 수 있다. 따라서, 이들이 천연인지 합성인지 간에 가령 약 10에서 약 40개의 탄소원자들을 갖는 알리파틱 카르복실산, 알리파틱 술폰산, 알리파틱 포스폰산, 아릴 알킬 술폰산, 및 아릴 알킬 포스폰산을 이용할 수 있다. 물론 산들을 조합해 사용할 수 있다.
또한 탄소 사슬은 알파 치환된 케톤 기능을 갖는 피루브산과 같은 케톤 작용기를 지니는 카르복실산을 이용할 수 있다. 이는 또한 알파 할로게노카르복실산 또는 알파하이드록시카르복실산일 수 있다. 카르복실기에 부착된 체인은 불포화를 가질 수 있다. 체인은 카르복실 그룹을 지니는 체인의 친유성을 크게 변경시키지 않는다면 에테르 또는 에스테르 작용기에 의해 단절될 수 있다.
예로서, 톨유, 콩기름, 우지, 아무씨유, 올레산, 리놀레산, 스테아르산 및 그 이성질체, 노나논산, 데칸산, 라우르산, 미리스트산, 도데실벤젠설폰산, 2-에틸헥산산, 나프텐산, 헥산산, 톨루엔 술폰산, 톨루엔 포스폰산, 라우르 술폰산, 라우프 포스폰산, 세틸 술폰산, 및 세틸 포스폰산의 지방산들을 언급할 수 있다.
분산액에 있는 양친매성제의 양은 몰비(r):
r = 양친매성제의 몰수/화합물 E의 몰수
에 의해 정의될 수 있고, 여기서, E는 가령 희토류(들), 철, 또는 희토류(들) 및 철의 조합과 같은 첨가제를 나타낸다.
이 몰비는 0.2 내지 1, 바람직하게는 0.4 내지 0.8일 수 있다.
콜로이드 분산액이 하기에 더 상세히 설명될 것이며 하기에 언급되는 특허들의 명세서에 언급될 수 있는 다양한 실시예에 따라 제시될 수 있다.
제 1 실시예는 EP 671205에 기술된 명세서에 해당한다. 이 분산액은 상술한 타입의 세륨 옥사이드, 양친매성 산 화합물, 및 유기상의 입자들을 포함하며, 입자들은 많아야 200 나노미터인 d90을 갖는 사실을 특징으로 한다. 분산액은 추가로 다음 특징들 중 적어도 하나를 나타낸다:
(i) 세륨 옥사이드 입자들은 (고해상도 투과전자현미경) 광도계로 판단된 d80, 이점적으로 d90은 많아야 5 나노미터의 미소결정 규합 형태이며, 응집물의 90 (질량) 퍼센트는 1에서 5, 바람직하게는 1에서 3 미소결정들을 함유한다;
(ii) 양친매성 산 화합물은 산성 수소를 지니는 원자의 알파, 베타, 감마 또는 델타에서 적어도 하나 분기를 나타내는 11에서 50 탄소원자들을 갖는 적어도 하나의 산을 포함한다.
또 다른 실시예는 세륨의 콜로이드 분산액뿐만 아니라 세륨과 주기 분류의 IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB 및 IVB 그룹들 중에서 선택된 금속을 조합한 화합물의 콜로이드 분산액의 콜로이드 분산액에 관한 WO 97/19022에 기술된 분산액에 해당한다. 특히, 이 금속은 철일 수 있다. WO 97/19022에 기술된 분산액은 상술한 바와 같은 입자, 양친매성 산 화합물, 및 유기상을 포함하고 입자들이 다음 단계를 포함한 공정에 의해 얻어지는 사실을 특징으로 한다:
a) 용액은 세륨 및 다른 금속의 필요에 따라 적어도 하나의 용해가능한 염, 대부분 종종 아세테이트 및/또는 클로라이드를 포함해 준비된다;
b) 용액이 염기 매질과 접촉해 놓이고 최종 발생한 반응 매질은 염 pH로 유지된다.
c) 형성된 침전물은 원자화 또는 동결건조에 의해 수집된다.
희토류의 분산액은 또한 콜로이드 분산액으로 사용될 수 있으나, 희토류 및 IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB 및 IVB 그룹들 중에서 선택된 금속을 조합한 화합물의 콜로이드 분산액도 또한 사용될 수 있으며, 이는 WO 01/10545에 기술되어 있다. 이들 유기 콜로이드 분산액은 희토류 화합물 및 가능하게는 금속 원소들의 총 몰수 + 산화물로 표현된 희토류에 대해 몰 단위로 희토류 비율이 바람직하게는 적어도 10%, 더 바람직하게는 적어도 20%, 및 심지어 더 바람직하게는 적어도 50%인 상기 금속 화합물의 입자들을 포함한다. 보다 상세하게, 희토류는 세륨일 수 있고, 금속은 철일 수 있다. 이들 분산액은 적어도 하나의 산, 바람직하게는 양친매성, 및 적어도 하나의 희석제, 바람직하게는 비극성 분산액을 포함하며, 이들은 상술한 타입들이다. 이들 분산액들로 입자의 적어도 90%가 단결정이 된다. 게다가, 입자들은 1 내지 5nm, 바람직하게는 2 내지 3nm의 d50을 가질 수 있다.
특허 WO 03/053560의 명세서에 기술된 분산의 또 다른 실시예가 또한 언급될 수 있다. 이 분산액의 특징을 아래에 요약할 것이다.
이 분산액 입자들은 비정질인 철 화합물을 기반으로 한다. 이 비정질 특징은 x선 분석에 의해 식별되고, 이런 경우 큰 피크를 전혀 나타내지 않는 x선 다어그램이 얻어진다.
이 분산액의 한가지 변형으로, 입자의 적어도 85%, 바람직하게는 적어도 90%, 더욱더 바람직하게는 95%가 1차 입자들이다. 1차 입자는 완전히 구별되고 서로 또는 다수의 다른 입자들과 규합되지 않는 입자를 의미하는 것으로 이해된다. 이 특징은 투과전자현미경(TEM)에 의해 분산액을 조사함으로써 확인될 수 있다.
크리오 전자현미경(cryo-EM) 기술이 또한 조성 입자들의 규합상태를 판단하기 위해 사용될 수 있다. 이는 물, 또는 방향족 용매 또는 지방족 용매, 가령 유기 희석제 또는 가령 Solvesso 및 Isopar와 같은 유기 희석제, 또는 에탄올과 같은 소정의 알코올인 천연 매질 속에 계속 동결된 샘플을 TEM을 이용해 관찰하게 한다.
동결은 박막 상에 수성 샘플에 대한 액체 에탄으로 또는 다른 샘플들에 대해 액체 질소로 두께가 약 50nm에서 100nm로 행해진다.
입자들의 분산 상태는 cryo-EM에 의해 잘 보존되고 실제 매질을 나타낸다.
이 동일한 콜로이드 분산액 입자들은 미세입자 크기분포를 가질 수 있다. 실제로, 이들은 1nm 내지 5nm, 더 바람직하게는 3nm 내지 4nm의 d50을 갖는다.
일반적으로 단지 예로서, 분산액의 철 농도는 분산액의 총 무게에 대해 철 산화물 Fe2O3의 1 내지 40 중량%이다.
비정질이며 바람직하게는 결정화 철 입자들을 기반으로 하며 하이드로카본-치환 석신산으로서 8에서 200개 탄소원자들을 갖는 하이드로카본-치환 디카르복실산을 함유한 WO 2008/116550에 기술된 분산액을 인용할 수 있다.
기타 첨가제
연료는 FBC와 다르고 촉매와는 다른 기능을 갖는 공지의 다른 타입의 첨가제들을 포함할 수 있다. 이들 첨가제들은 엔진내 연료분산 향상 및/또는 엔진동작 향상 및/또는 엔진동작의 안정성을 더 향상시키게 한다.
엔진내 연료분산을 향상시키기 위한 첨가제의 일 예는 소포제(antifoaming agent)이다. 소정의 디젤 연료들은 펌프될 때 탱크를 연료로 채우며 간섭하는 거품이 발생하는 경향이 있다. 적어도 10ppm 크기의 농도로 사용된 오르가노실리콘 첨가제가 거품형성을 줄일 수 있다.
다른 첨가제들의 또 다른 예는 방빙 첨가제(deicing additivies)이다. 디젤연료내 프리워터(free water)가 저온으로 동결된다. 최종 발생한 눈결정은 그후 연료라인 또는 연료필터를 막을 수 있고 연료의 통과를 방해할 수 있다. 글리콜 또는 저분자 무게의 알코올들이 이런 얼음이 형성되는 것을 막기 위해 연료에 추가될 수 있다.
다른 첨가제들은 추어질 때 엔진동작을 향상시킨다. 이들 첨가제들의 대부분은 클라우드 포인트(cloud point) 아래로 냉각될 때 연료에 의해 형성된 결정들과 반응하는 폴리머들이다. 이들 폴리머들은 크기, 형태 및/또는 규합정도를 변경함으로써 연료 흐름에 대한 결정 영향을 최소화한다. 이들 첨가제들은 연료가 클라우드되거나 응고되는 온도를 줄이게 한다. 추운 온도에서의 속성들을 향상시키기 위한 대표적인 첨가제는 일반적으로 말레익 안하이드라이드 및 스티렌의 에스테르화 코폴리머 및/또는 에틸렌 및 비닐 아세테이트의 코폴리머이다.
흐름 개선 첨가제가 또한 이용될 수 있다. 이들 흐름 개선 첨가제는 유체에 소용돌이를 줄이고 20에서 40%까지 유속을 증가시킬 수 있는 가령 고분자량 폴리머를 포함한다. 이들 첨가제들은 일반적으로 15ppm 미만의 농도로 사용된다.
부식억제 첨가제가 또한 이용될 수 있다. 이들 부식 억제제들은 금속의 표면에 부착되고 부식제에 의한 피팅(pitting)을 방지하는 장벽을 형성하는 화합물이다. 이런 첨가제들은 특히 연료가 식물성 유지 에스테르 또는 심지어 식물성 유지와 같은 바이오연료 분율과 같이 쉽게 산화될 수 있는 분율을 포함할 때 특히 매력적이다. 이들은 일반적으로 연료에 5ppm에서 15ppm의 수준으로 사용된다.
엔진 성능을 향상시키기 위한 첨가제들도 또한 이용될 수 있다.
첨가제의 이런 부류는 엔진성능을 개선시키게 하나, 이 부류에 있는 다양한 첨가제들의 효과는 다른 시간대에 평가된다. 가령 프로시테인 부스터(procetane booster)로 얻어지는 임의의 이점은 즉각적인 반면, 세제 첨가제들 또는 윤활성을 향상하기 위한 첨가제들의 이점은 장기간이며, 종종 차량이 수만 킬로미터를 여행한 후에 측정된다.
가령, 이런 타입(프로시테인)의 부스터는 실린더 내 연소로 인한 노이즈뿐만 아니라 배기가스를 줄이게 한다. 이런 첨가제를 이용한 이점은 엔진 설계 및 엔진 사양에 따라 변한다. 프로시테인 부스팅 첨가제들은 일반적으로 2-3틸헥실-니트레이트(EHN)과 같은 유기 질소를 기반으로 한다. EHN은 열적으로 불안정하며 엔진 연소실내 고온에서 파괴된다. 이들 연소 생성물들은 엔진연소를 돕고 따라서 연료의 지기점화 지연을 단축시킨다. 주어진 EHN 농도에 대한 연료내 세탄 개수의 증가는 특히 연료의 세탄 개수에 따라 연료마다 변한다. EHN은 대개 0.05 질량%에서 0.4 질량%로 변하는 농도 범위 내에 사용되고 3에서 8 포인트까지 연료의 세탄 개수를 증가하게 한다. 다른 알킬 니트레이트 또는 에테트 니트레이트 및 몇몇 질소화합물들도 또한 가능한 프로세탄 부스팅 첨가제들이다. 다이터트부틸퍼옥시다제가 최근에 시장에 소개되었다.
세제 첨가제들도 또한 사용될 수 있다. 연료는 연료서킷에서 특히 고압 연료 인젝터에서 보다 상세하게는 인젝션 노즐 홀에서 침전물을 형성할 수 있다. 침전물 형성 정도는 엔진 설계에 따라, 특히 인젝터 특징, 연료 조성물, 및 윤활 조성물에 따라 변한다. 특히, 지방산의 에스테르 또는 보다 일반적으로 바이오연료와 같은 불안정한 성분들을 포함한 연료들은 아무것도 포함하지 않은 화석연료보다 더 많은 침전물을 형성하는 경향이 있다. 이들 세제들은 또한 Zn 또는 Cu와 같은 연료내 금속 화합물의 존재로 인한 악영향을 줄이는데 효과적이다. 이들 화합물들은 가령 연료분배 시스템으로부터 오염을 발생시키거나 합성 지방산 에스테르로부터 발생한 트레이스 화합물일 수 있다.
과도한 침전물은 가령 인젝터로부터 연료 분사의 공기역학을 변형시킬 수 있으며, 이는 차례로 공기와 연료의 혼합에 간섭을 일으킬 수 있다. 몇몇 경우, 이로 인해 연료 소비가 과도해질 뿐만 아니라 엔진출력이 손실되고 오염물질 방출이 증가하게 된다.
세제 첨가제들(폴리이소부틸렌 석시닉 안하이드라이드(PIBSA)), 초정 폴리머(ashless polymers), 알킬 페놀 유도체, 지방산 아미드)는 인젝터를 청소 및/또는 인젝터를 청결히 유지할 수 있다. 이들 첨가제들은 침전물 및/또는 침전물 전구체에 결합되는 극성 그룹 및 연료에 용해되는 비극성 그룹으로 구성된다. 세제 첨가제들은 이미 형성된 침전물을 용해시키고 새로운 침전물의 형성을 막기 위해 침전물 전구체의 형성을 줄인다.
몇몇 새로운 세제들은 일반적으로 연료의 150ppm 중량부 미만 또는 심지어 100ppm 미만으로 함량이 낮아 특히 효과적이다. 이와 관련된 WO 2010/150040에 설명을 참조할 수 있다. 상기 특허에 기술된 세제들은 4차암모늄염 및 가능하게는 산소함유 화합물로 구성된다. 4차암모늄염은
(i) 아래와 같은 적어도 하나의 화합물:
(a) 하이드로카본-치환 아실화제 및 아실화제를 농축시킬 수 있는 산소 또는 질소 원자를 갖는 화합물의 농축제와,
(b) 적어도 하나의 3차아민을 갖는 폴리알켄-치환 아민과,
(c) 적어도 하나의 3차아민을 갖는 마니히 반응 생성물(a Mannich reaction product); 및
(ii) 화합물 (i)의 3차아민 그룹을 4차질소로 변환시킬 수 있는 4차화제(quaternizing agent)의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
4차암모늄염은 또한
(i) 하이드로카본-치환 아실화제 및 아실화제로 농축되고 추가로 적어도 하나의 3차아민 그룹을 포함할 수 있는 산소 또는 질소 원자를 갖는 화합물과,
(ii) 디알킬 설페이트, 벤질 할라이드, 하이드로카빌-치환 카보네이트, 가능하게는 산과 결합하는 하이도카빌 에폭시 또는 이들의 혼합물을 포함한 4차화제의 반응 생성물을 포함할 수 있다.
하이드로카빌 치환 아실화제는 폴리이소부틸렌 석시닉 안하이드라이드일 수 있고, 상기 아실화제로 농축될 수 있는 산소 또는 질소 원자를 갖는 화합물은 디메틸아미노프로필아민, N-메틸-1,3-프로판디아민, N,N-디메틸아미노프로필아민, N,N-디에틸아미노프로필아민, N,N-디메틸아미노에틸아민, 디에틸렌트리아민, 디프로필렌트리아민, 디부틸렌트리아민, 트리에틸렌에테르아민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌엑사민, 헥사메틸렌에테르아민, 및 비스(헥사메틸렌) 트리아민일 수 있다.
상술한 4차암모늄염의 예는 석신이미드로부터 도출되고, 디메틸아미노프로필아민 석신이미드, 2-에틸헥사놀, 및 아세트산으로 제조되는 염들이다. 산소함유 세제는 약 1000의 분자량의 비닐리덴 폴리이소부틸렌과 가수분해가 잇따르는 말레 안하이드라이드 간의 반응에 의해 얻어지는 것과 같은 폴리이소부틸렌산일 수 있다. 이들 2가지 타입의 세제 분자들은 다른 비율로 연관될 수 있다.
여기서 첨가제가 (1) 유기상 및 상술한 타입의 적어도 하나의 양친매성제를 포함하는 이자들의 콜로이드 분산액, 및 (2) 상술한 특허 WO 2010/150040에 기술된 타입의 4차암모늄염을 기반으로 한 세제의 조합인 본 발명의 특별한 실시예들을 언급할 것이다.
이 특정 실시예에서 이 조합에 대해, 특히 WO 2010/150040에 대한 상기 설명이 세제(2)에 대해 여기서 적용된다. 더욱이, 콜로이드 분산액(1)은 보다 상세하게 상술한 EP 671205, WO 01/10545 및 WO 03/053560에 기술된 분산액들 중 하나일 수 있다. 이들 콜로이드 분산액에서, 입자들은 특히 세륨 및/또는 철을 기반으로 할 수 있다.
열악한 연료 윤활성으로 인해 고압 펌프 및 인젝터 내에 멈춰버리는 것을 방지하기 위해 윤활성을 향상하기 위한 첨가제들이 또한 사용될 수 있다. 이들은 그속표면에 의해 끌어당겨지고 표면에 보호막을 형성하는 극성 그룹을 포함한다. 막은 2개 금속면들의 접촉시 오일로서 역할한다. 이들 첨가제들은 통상적으로 지방 카르복실산 또는 에스테르로 구성된다. 지방 카르복실산은 10ppm에서 50ppm 범위의 농도로 사용된다. 에스테르는 일반적으로 50ppm에서 250ppm의 중량부 수준으로 연료에 사용된다.
방출감소 첨가제가 또한 사용될 수 있다. 몇몇 유기금속 화합물들은 연소 촉매로서 역할한다. 일예로, 페로센과 같은 철기반의 금속 첨가제의 효과를 언급할 수 있다. 소정의 망간기반의 화합물들도 또한 불완전 연소로 인해 발생하는 매연 방출을 줄일 수 있다. 그러나, 이들 망간기반의 화합물들은 있을 수 있는 독성으로 인해 몇몇 국가에서는 금지될 수 있다.
마찰방지 첨가제는 연료 서킷에서 마찰을 줄여 연료소비에 이득이 된다. 몇몇 차량에서, 테스트 동안 4%를 초과한 연료 소비 이득이 관찰되었다. 이들 첨가제들을 또한 마찰 저감(Friction Modifier, FM) 첨가제 또는 극압 첨가제라 한다.
마찬가지로, 엔진 동작의 안정성을 향상시키는 첨가제를 고려할 수 있다. 연료 불안정으로 인해 인젝터, 연료필터, 펌프 및 인젝션 시스템에 달라붙는데 기여하는 검(gum)이 형성된다. 이들 첨가제의 성능은 적절한 연료에서 이들의 사용에 달려 있다.
항산화 첨가제들이 또한 사용될 수 있다. 연료 불안정성을 야기하는 한가지 프로세스는 산화이다. 연료에 용해된 소량의 공기에 있는 산소가 연료에 있는 반응성 화합물에 달려든다. 산화는 연속한 착체 메카니즘의 결과이다. 항산화제는 이들 메카니즘을 차단하게 작동한다. 디-테르트-부틸페놀 또는 그 유도체와 같은 분기된 부자유 페놀들과 페닐렌디아민과 같은 소정의 아민들이 가장 통상적으로 대면되는 항산화제들이다. 이들은 10ppm에서 80ppm 범위의 농도로 사용된다.
안정화 첨가제들이 또한 사용될 수 있다. 산성 기반의 반응들이 연료 불안정성의 또 다른 근원이다. 이들 반응들을 막는 안정화 첨가제들은 아민 기반의 큰 염기 화합물이며, 이들은 50ppm에서 150ppm 범위의 농도로 사용된다. 이들은 약한 산과 반응해 연료에 용해된 채로 있으나 더 이상 반응할 수 없는 생성물들을 형성한다. 상술한 질소성 세제와 같은 소정 세제들도 또한 연료에 있는 약산성을 중화시키는데 효과적일 수 있다.
금속 활성감소 첨가제가 또한 고려될 수 있다. 트레이스 금속(가령 Cu 및 Zn)의 존재는 연료 열화 과정을 가속화시키기에 충분하다. 방향족 트리아졸 또는 이들 유도체와 같은 활성감소제들은 이들의 촉매 작용을 중립화시킨다. 이들은 1ppm에서 15ppm 범위의 농도로 사용된다.
마지막으로, 분산 첨가제가 또한 사용될 수 있다. 이들 분산 첨가제들은 연료 불안정성으로 인한 반응을 막지 못하나, 이들은 형성된 입자들을 분산시키고 연료필터 또는 인젝터를 막거나 심지어 메우는 더 큰 입자들의 규합을 방지한다. 분산 첨가제는 15ppm에서 100ppm 범위의 농도로 사용된다.
본 발명의 장치는 FBC 또는 다른 타입인지 간에 하나 이상의 상술한 첨가제들을 연료에 방출하게 한다. 첨가제의 선택은 가령 차량이 판매되는 지리적 영역, 그 지리적 영역에 이용가능한 연료의 품질, 그 지역에서 가능한 바이오연료의 유무, 또는 거기에 조우되는 대기상태를 고려해 당업자에 의해 이루어진다.
한가지 특별한 실시예에서, 첨가제는 세제 첨가제 및 윤활 첨가제의 조합이다.
첨가제의 선택은 또한 이 동일 영역 내에 최대 방출레벨을 관리하는 규제에 따라 행해질 수 있다. 그을음 방출에 대한 오염통제기준을 만족시키기 위해 PF가 요구되는 영역에서, FBC 첨가제가 PF 재생을 돕기 위해 이점적으로 포함된다. 그을음 산화 및/또는 (CO 또는 하이드로카본과 같이) 타지 못한 가스의 산화 및/또는 PF에서 그을음의 산화를 위한 촉매를 포함하는 필터인 촉매필터를 갖는 FBC가 또한 사용될 수 있다. CRT 타입의 시스템이 또한 PF 상류에 위치될 수 있다.
첨가제 조성물의 선택도 또한 고압연료 인젝터 타입 및 설계, 연료필터 타입, 또는 가압 연료를 각각의 인젝터에 공급하는 공통레일 인젝션 시스템의 압력과 같은 차량의 엔진기술에 기초해 행해질 수 있다.
첨가제의 선택은 또한 엔진으로부터 맵핑된 방출에 따라 행해질 수 있다.
그을음 방출을 줄이기 위해 차량에 장치(PF, CSF, CRT…)가 설비된 경우, 첨가제에 FBC 촉매를 도입하는 것이 도움이 된다. 장치가 충분한 양의 금속을 연료에 추가해 PF 재생 효율을 높이도록 첨가제에서 활성 FBC 금속원소의 농도가 계산되어야 한다. 이 증가된 효율은 그을음이 저속으로 나오게 되는 PF에 의해 또는 또는 시간에 걸쳐 배압(backpressure)의 증가가 저하됨으로 인해 입증될 수 있다. 연료연소가 시작되는 온도의 저하에 의해 또는 또는 엔진에 의한 그을음 방출과 같은 속도로 그을음이 태워지는 온도로 정의되는 PF 장치의 균형점의 감소에 의해 또한 입증될 수 있다. 이는 더 빠른 PF 재생 및/또는 더 낮은 온도로 입증될 수 있다. 일예로, 직접고압분사의 2L 엔진이 탑재되고 철기반의 FBC로 동작되는 승용차에 대해, 연료내 철의 농도가 1ppm 내지 50ppm 사이, 더 바람직하게는 2 내지 20ppm 사이인 경우에 이점이 관찰되며, 이 양은 금속 철의 무게 대 연료의 무게의 비로 표현된다.
PF가 탑재된 차량의 경우, 세제와 같은 이 연료를 적어도 하나의 성능 향상 첨가제와 회합시키는 것이 이점적일 수 있다. 특허 WO 2010/150040는 철 기반의 FBC 첨가제와 질소성 세제의 이점적인 회합을 기술하고 있다. 이 경우, 2개 성분들 간의 비로 인해 FBC의 필요량과 세제의 필요량이 도출되어야 한다.
PF가 탑재된 차량의 경우, 특히 차량이 연료가 변할 수 있고/있거나 품질이 낮은 지리적 영역에서 판매될 경우 여러 성능 향상 첨가제들을 FBC와 회합시키기는 것이 이점적일 수 있다. FBC, 하나 이상의 세제, 윤활 첨가제, 및 부식 억제제와 같은 회합은 모든 조건하에서 특히 도시 교통에서 PF를 재생시키고 엔진내 연료의 분배, 엔진성능, 및 엔진 동작의 안정성을 향상시키게 돕는데 특히 이점적일 수 있다. 첨가제는 대략 20에서 150ppm의 세제, 대략 10에서 80ppm의 윤활 첨가제, 그리고 대략 20에서 150ppm의 부식억제 첨가제가 FBC 첨가제 이외에 연료에 전달되도록 이들 원소들 각각의 비율을 포함할 것이다.
경우에 따라, 이들 레벨들은 연료품질 및/또는 엔진기술(가령 고압 인젝터 타입, 인젝션 압력)에 따라 조절(증감)될 수 있다.
PF가 탑재되지 않은 차량의 경우, 하나 이상의 세제를 윤활 첨가제 및 부식 억제제와 회합시키는 것과 같이 다른 타입의 연료 첨가제 회합이 고안될 수 있다. 첨가제는 대략 20에서 150ppm의 세제, 대략 10에서 80ppm의 윤활 첨가제, 그리고 대략 20에서 150ppm의 부식억제 첨가제가 연료에 전달되도록 원소들 각각의 비율을 포함할 것이다. 여기서 다시, 이들 레벨들은 연료품질 및/또는 엔진기술(가령 고압 인젝터 타입, 인젝션 압력)에 따라 조절(증감)될 수 있다.
몇몇 경우, 특히 메틸 에스테르 지방산과 같은 바이오연료와 같이 쉽게 산화될 수 있는 부분을 포함하는 연료가 있을 때, 산화 억제 첨가제가 이점적으로 회합될 수 있다.

Claims (24)

  1. 분배라인(16)에 의해 연료순환서킷(1)에 첨가제를 방출하게 하는 액체 첨가제의 용기(12)를 구비하고, 차량에서 연료탱크(2)의 내부와 내연기관 간에 연료의 순환을 보증하는 내연기관용 연료순환서킷(1)에 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치로서,
    연료순환서킷(1)과 소통하는 첨가제 챔버(22)와, 한편으로는 유체밀봉 분할을 제공하고 다른 한편으로는 첨가제 용기(12)에 첨가제와 첨가제 챔버(22)내 연료 간에 동일 압력을 유지하는 첨가제 용기(12) 및 상기 첨가제 챔버(22) 간에 적어도 하나의 이동식 유체밀봉 벽(32,33,34)을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    연료 유입구(13),
    연료 배출구(14),
    연료 유입구과 연료 배출구를 구별하는 첨가제 분배개구(17), 및
    첨가제 분배개구(17)와 연료 유입구(13) 또는 연료 배출구(14) 간에 음압발생수단을 더 구비하고,
    첨가제 분배개구(17)는 격막 또는 벤투리관(21) 형태인 상기 음압발생수단에 배열되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    첨가제 용기(12)는 가요성 파우치(32) 형태이고, 상기 가요성 파우치(32)는 이동식 유체밀봉 벽을 구성하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    이동식 유체밀봉 벽은 멤브레인(33)으로 형성되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    이동식 유체밀봉 벽은 피스톤(34)으로 형성되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제 분배라인(16) 및 완전히 또는 부분적으로 첨가제 분배라인(16)을 막기 위한 수단(15)을 구비하고, 첨가제 분배라인(16)은 액체 첨가제가 용기(12)로부터 첨가제 분배개구(17)로 지나게 하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    첨가제 분배라인을 막는 수단(15)은 전자기계수단인 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 여과요소(25)를 구비하는 연료여과장치를 포함하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    여과요소(25)는 형태가 환형이며 첨가제 용기(12)는 상기 여과요소(25) 내부에 동심으로 배열되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    여과요소(25)는 형태가 환형이며 첨가제 용기(12)는 여과요소(25) 외부에 동심으로 배열되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    여과요소(25) 및 첨가제 용기(12)는 축방향으로 중첩되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연료탱크(2)와 여과요소(25) 사이에 위치되고 미여과 연료가 순환하는 상류측(28)과 여과요소(25)와 내연기관 사이에 배열되고 여과된 연료가 순환하는 하류측(29)의 경계를 정하는 여과요소(25)를 연료가 횡단하며, 첨가제가 상류측(28)에서 방출되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연료탱크(2)와 여과요소(25) 사이에 위치되고 미여과 연료가 순환하는 상류측(28)과 여과요소(25)와 내연기관 사이에 배열되고 여과된 연료가 순환하는 하류측(29)의 경계를 정하는 여과요소(25)를 연료가 횡단하며, 첨가제가 하류측(29)에서 방출되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제가 인젝션 시스템 하류로부터 연료탱크(2)로 내연기관의 연료 회수관(6)으로 방출되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  15. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이동식 유체밀봉벽(32,33,34)이 첨가제 용기(12)와 상류측(28) 사이에 있는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  16. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이동식 유체밀봉벽(32,33,34)이 첨가제 용기(12)와 하류측(29) 사이에 있는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  17. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    한편으로 연료순환서킷에 영구 장착되도록 의도되고 첨가제를 연료순환서킷(1)에 분배하기 위한 첨가제 분배라인(17)을 구비하는 분배헤드(10)와, 다른 한편으로는 여과요소(25), 첨가제 용기(12), 및 이동식 유체밀봉 벽(32)을 구비하는 카트리지(11)를 포함하고, 상기 카트리지(11)는 분배헤드(10)에 탈착식으로 장착되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제 챔버(22)는 차량의 연료탱크(2)내에 배열되는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서킷(1)은 또한 내연기관으로부터 상기 연료탱크(2)내부로 연료의 회수 순환을 허용하는 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제가 희토류 및/또는 주기 분류의 IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB 및 IVB 그룹 중에서 선택된 금속을 기초로 한 입자 여과재생 첨가제인 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    첨가제는 콜로이드 분산액 형태인 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    콜로이드 분산액의 입자들은 세륨 및/또는 철-기반인 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제는 유기상 및 적어도 하나의 양친매성제를 포함한 입자들의 콜로이드 분산액 및 4차암모니아염(quaternary ammomium salt)을 기반으로 한 세제의 조합인 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    첨가제는 세제 첨가제 및 윤활유 첨가제의 조합인 액체 첨가제를 분배하기 위한 장치.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2978803B1 (fr) * 2011-08-05 2015-04-10 Rhodia Operations Dispositif de distribution d'un additif liquide dans un circuit de circulation de carburant pour un moteur a combustion interne, vehicule comportant un tel dispositif et procede d'utilisation dudit dispositif
FR2985311B1 (fr) * 2012-01-04 2015-11-27 Rhodia Operations Procede pour le diagnostic du dysfonctionnement d'un dispositif d'additivation d'un additif dans un carburant pour un vehicule et systeme pour la mise en oeuvre de ce procede
EP2958476B1 (en) 2013-02-20 2021-09-01 Ecolab USA Inc. Dispenser and method for obtaining a solution
US20140294606A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Liquid Automation LLC Automatic Fuel Additive Controller and Dispenser
RU2591368C2 (ru) * 2013-11-26 2016-07-20 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ) Устройство для подачи приработочной присадки в камеру сгорания двс
FR3014703B1 (fr) * 2013-12-12 2016-07-01 Filtrauto Filtre a carburant avec dispositif de liberation d'additif.
FR3014702B1 (fr) * 2013-12-12 2017-04-14 Filtrauto Filtre a carburant et cartouche pour un tel filtre avec reservoir d'additif embarque.
WO2015102548A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-09 Aygaz Anonim Sirketi An additive safety and injection system
US10202929B1 (en) 2014-09-22 2019-02-12 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Additive-mixing fuel-injection system for internal combustion engines
JP2016094845A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 いすゞ自動車株式会社 内燃機関及び内燃機関の粒子状物質除去方法
US20160138539A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-19 Mtd Products Inc System and method for delivering an additive to fuel in a fuel tank
DK179250B1 (en) * 2016-08-11 2018-03-05 Maersk As A fuel system for a marine engine
WO2018084834A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-11 Sandia Corporation Additive-mixing fuel-injection system for internal combustion engines
DE102017125571A1 (de) 2016-11-04 2017-12-28 FEV Europe GmbH Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors und verbrennungsmotor
US10823072B2 (en) 2018-04-02 2020-11-03 Raytheon Technologies Corporation Passive fuel additives dosing system
US11193420B2 (en) 2018-11-16 2021-12-07 United Technologies Corporation System and method for monitoring fuel additives
CN110511790A (zh) * 2019-09-03 2019-11-29 浙江天顺新材料有限公司 一种醚类燃油的制备工艺
CN110511791A (zh) * 2019-09-03 2019-11-29 浙江天顺新材料有限公司 一种基于甲基叔丁基醚为原料的车用清洁燃料
CN111305943B (zh) * 2020-03-10 2022-02-01 四川车豪商贸有限公司 一种燃油催化剂加注装置及其加注方法
US11421609B2 (en) * 2020-03-29 2022-08-23 Mark Andrew Patterson System and process for controlled chemical ignition of internal combustion engines
US11225423B1 (en) 2021-05-25 2022-01-18 Multipure International Systems and methods for passively dosing a fluid with consumable additives
CN114032123A (zh) * 2021-11-24 2022-02-11 孺子牛新能源科技有限公司 一种高比例甲醇柴油添加剂及其使用方法
IT202100030386A1 (it) 2021-12-01 2023-06-01 Euromeccanica Mazzer S R L Contenitore con valvola per stoccaggio, dispensazione e trasporto di additivi per carburanti di aeromobili, kit associato e metodo

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3392753A (en) * 1966-01-03 1968-07-16 Phillips Petroleum Co Apparatus for blending of additives into fluid streams
US3720230A (en) * 1971-04-14 1973-03-13 Coronet Mfg Co Inc Apparatus for admixing liquids in predetermined ratio
FR2312062A1 (fr) * 1975-05-22 1976-12-17 Lebozec & Gautier Doseur pour injecter en continu un additif liquide dans un liquide a traiter
JPS5620750A (en) * 1979-07-25 1981-02-26 Keioo C-Ruzu:Kk Supply of liquid to fuel system of internal combustion engine
SU1245739A1 (ru) * 1984-06-05 1986-07-23 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Устройство дл подачи присадки к топливу в двигателе внутреннего сгорани
JPH0658057B2 (ja) * 1985-11-15 1994-08-03 トヨタ自動車株式会社 デイ−ゼル排気処理装置再生用燃料添加剤供給装置
JPH0447409Y2 (ko) * 1986-08-15 1992-11-09
US4736769A (en) * 1987-07-28 1988-04-12 Louis Belanger Device for introducing an additive liquid into a carrier liquid flowing in a pipe
DE4028253C1 (en) * 1990-09-06 1991-07-18 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Additive feed for vehicle fuel tank - has piston controlled by tank float riding in cylinder to dispense additive
FR2668203A1 (fr) * 1990-10-23 1992-04-24 Peugeot Procede et dispositif d'introduction automatique d'un additif dans le reservoir de carburant d'un vehicule automobile et leur utilisation dans le cas d'un vehicule a moteur diesel.
GB2254610B (en) * 1991-04-02 1994-10-05 Ass Octel Method for the preparation of aquo and other small protic lewis base complexes of metal salts of organic acids
JPH0658057A (ja) 1992-04-15 1994-03-01 Misawa Homes Co Ltd 躯体周辺枠の角部処理構造
DK0671205T3 (da) * 1994-02-18 2000-08-07 Rhodia Chimie Sa Organisk sol af tetravalent oxid samt anvendelse heraf som additiv til carbonhyddridforbindelser
FR2741281B1 (fr) * 1995-11-22 1998-02-13 Rhone Poulenc Chimie Sol organique comportant au moins un compose oxygene de terre(s) rare(s), procede de synthese du dit sol et utilisation du dit sol pour la catalyse
DE19746489A1 (de) * 1997-10-22 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
US6223526B1 (en) * 1998-06-17 2001-05-01 Siemens Aktiengesellschaft Dual compartment fuel storage tank
CA2270093A1 (en) * 1999-04-23 2000-10-23 John Melvin Saniga Fuel additive delivery system and method
US6860241B2 (en) * 1999-06-16 2005-03-01 Dober Chemical Corp. Fuel filter including slow release additive
US6238554B1 (en) * 1999-06-16 2001-05-29 Fleetguard, Inc. Fuel filter including slow release additive
FR2797199B1 (fr) * 1999-08-04 2001-10-05 Rhodia Terres Rares Dispersion colloidale organique de particules essentiellement monocristallines d'au moins un compose a base d'au moins une terre rare, son procede de preparation et son utilisation
DE10043144C1 (de) * 2000-08-31 2001-12-13 Octel Deutschland Gmbh Verwendung von 2,2-Bisferrocenylalkanen als Kraftstoffadditive
FR2833862B1 (fr) * 2001-12-21 2004-10-15 Rhodia Elect & Catalysis Dispersion colloidale organique de particules de fer, son procede de preparation et son utilisation comme adjuvant de carburant pour moteurs a combustion interne
EP1344810A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-17 Infineum International Limited Fuel additive compositions for diesel engine equipped with a particulate trap
DE10336296A1 (de) * 2003-08-04 2005-02-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur Zuführung eines Kraftstoffadditivs
US7153422B2 (en) * 2004-01-29 2006-12-26 Fleetguard, Inc. Liquid additive slow-release apparatus driven by a filter pressure gradient
FR2870172B1 (fr) * 2004-05-13 2006-07-07 Inergy Automotive Systems Res Reservoir a additif pour vehicule ayant un moteur a combustion interne
JP4514626B2 (ja) * 2005-03-04 2010-07-28 Ｕｄトラックス株式会社 エンジンの燃料供給装置
CN1710035A (zh) * 2005-06-24 2005-12-21 赵辉 配合机动车燃料使用的助剂及其使用装置
FR2913431B1 (fr) 2007-03-06 2009-04-24 Rhodia Recherches & Tech Procede de fonctionnement d'un moteur diesel en vue de faciliter la regeneration d'un filtre a particules sur la ligne d'echappement
GB0705920D0 (en) * 2007-03-28 2007-05-09 Infineum Int Ltd Method of supplying iron to the particulate trap of a diesel engine exhaust
SG177347A1 (en) * 2009-06-23 2012-02-28 Rhodia Operations Synergistic detergent and active metal compound combination

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