KR20220116554A - 기준 오염 물질 저감을 포함하는 내연기관 시스템 - Google Patents

기준 오염 물질 저감을 포함하는 내연기관 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220116554A
KR20220116554A KR1020227026113A KR20227026113A KR20220116554A KR 20220116554 A KR20220116554 A KR 20220116554A KR 1020227026113 A KR1020227026113 A KR 1020227026113A KR 20227026113 A KR20227026113 A KR 20227026113A KR 20220116554 A KR20220116554 A KR 20220116554A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
storage unit
exhaust gas
aftertreatment
combustion chamber
procedure
Prior art date
Application number
KR1020227026113A
Other languages
English (en)
Inventor
이삼 지. 하마드
Original Assignee
사우디 아라비안 오일 컴퍼니
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 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 filed Critical 사우디 아라비안 오일 컴퍼니
Publication of KR20220116554A publication Critical patent/KR20220116554A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9481—Catalyst preceded by an adsorption device without catalytic function for temporary storage of contaminants, e.g. during cold start
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • 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
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/05—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of air, e.g. by mixing exhaust with air
    • 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
    • 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
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • 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
    • F01N3/0828—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
    • F01N3/0857—Carbon 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
    • F01N3/10—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
    • F01N3/101—Three-way catalysts
    • 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
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • 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
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • 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
    • F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • 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
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • 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
    • 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
    • F01N2240/36—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 an exhaust flap
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/04—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for regeneration or reactivation, e.g. of catalyst
    • 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
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/022—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting CO or CO2
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/023—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting HC
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/026—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting NOx
    • 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/10—Carbon or carbon 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12—Hydrocarbons
    • 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
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—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
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

내연기관을 작동시키기 위한 방법은 내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는, 배기 가스를 연소실 밖으로 전달하는 단계, 시동 절차를 수행하는 단계로서, 시동 절차는 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 전달하는 단계, 저장 유닛을 이용하여 배기 가스의 기준 오염 물질을 포집하는 단계, 저장 유닛으로부터 배기 가스를 후처리 시스템으로 전달하는 단계, 저장 유닛으로부터의 배기 가스로 후처리 시스템을 활성 온도까지 가열하는 단계를 포함하는, 상기 시동 철차 수행 단계, 및 후처리 시스템을 활성 온도까지 가열한 후, 2차 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 2차 절차는 연소실로부터의 배기 가스를 후처리 시스템으로 보내고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계, 및 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함한다.

Description

기준 오염 물질 저감을 포함하는 내연기관 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 통합되는, 2020년 1월 3일자 출원된 미국 출원 제16/733,928호에 대해 우선권을 주장한다.
본 개시내용은 내연기관 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 기준 오염 물질의 방출을 저감하기 위한 특징부들을 포함하는 내연기관 시스템에 관한 것이다.
석유 기반 연료는 대부분의 차량에 동력을 공급하도록 사용된다. 예를 들어, 가솔린, 디젤 연료, 및 천연 가스는 비교적 저렴하고, 사용자가 널리 사용할 수 있으며, 전세계적으로 차량의 내연기관에 동력을 공급하도록 활용된다. 그러나, 석유 기반 연료의 연소는 환경으로 오염 물질을 방출할 수 있으며, 이는 여러 가지 이유로 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 석유 기반 연료의 연소에 의해 방출되는 일부 오염 물질은 다양한 관할권의 규제에 따라 "기준 오염 물질"로서 지정된다. 운송 차량과 함께 사용하기 위한 다른 청정 에너지원은 너무 비싸고 개발이 덜 되어 있을 수 있음에 따라서, 기준 오염 물질의 방출을 감소시키면서 작동할 수 있는 내연기관이 필요하다.
기준 오염 물질의 방출을 감소시키기 위한 하나의 전략은 후처리 시스템의 활용을 포함한다. 예를 들어, 일부 후처리 시스템은 바람직하지 않은 방출을 감소시키기 위해 기준 오염 물질과 반응하는 촉매 또는 촉매들을 포함할 수 있다. 그러나, 촉매의 효율성은 촉매의 온도에 적어도 부분적으로 의존할 수 있으며, 촉매는 기준 오염 물질과 효과적으로 반응하기 위해 작동 온도에 도달할 필요가 있을 수 있다. 엔진 시동 동안과 같은 일부 작동 조건에서, 후처리 시스템의 촉매들은 작동 온도 아래에 있을 수 있고, 후처리 시스템의 성능이 저하되어, 증가된 기준 오염 물질 방출로 이어질 수 있다.
따라서, 기준 오염 물질의 방출을 감소시키는 개선된 내연기관 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 본 개시내용의 실시예는 후처리 시스템 및 하나 이상의 기준 오염 물질을 포집하도록 구조적으로 구성된 저장 유닛을 포함하는 내연기관 시스템에 관한 것이다. 배기 가스는 시동 절차 동안 후처리 시스템으로 전달하기 전에 우선적으로 저장 유닛으로 보내진다. 저장 유닛은 후처리 시스템이 작동 온도로 가열됨에 따라서 기준 오염 물질을 포집하고, 이러한 방식으로, 시동 상태 동안 기준 오염 물질의 방출이 최소화될 수 있다.
한 실시예에서, 내연기관을 작동시키기 위한 방법은 내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는 단계, 연소실 밖으로 배기 가스를 전달하는 단계, 시동 절차를 수행하는 단계로서, 상기 시동 절차는, 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 전달하는 단계, 저장 유닛을 이용하여 배기 가스의 기준 오염 물질을 포집하는 단계, 저장 유닛으로부터 후처리 시스템으로 배기 가스를 전달하는 단계, 저장 유닛으로부터의 배기 가스를 이용하여 후처리 시스템을 활성 온도로 가열하는 단계를 포함하는 상기 시동 절차를 수행하는 단계, 및 후처리 시스템을 활성 온도로 가열한 후에, 2차 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 2차 절차는 연소실로부터 후처리 시스템으로 배기 가스를 전달하는 단계, 배기 가스의 기준 오염 물질을 후처리 시스템과 반응시키고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계로서, 상기 처리된 배기 가스가 연소실로부터의 배기 가스보다 적은 기준 오염 물질을 포함하는, 상기 처리된 배기 가스 형성 단계, 및 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 내연기관 시스템은 연소실, 연소실과 선택적으로 연통하는 저장 유닛으로서, 저장 유닛을 통과하는 가스에서의 하나 이상의 기준 오염 물질을 포집하도록 구조적으로 구성된, 상기 저장 유닛, 연소실과 선택적으로 연통하고 저장 유닛과 선택적으로 연통하는 후처리 시스템으로서, 후처리 시스템을 통과하는 가스에서의 하나 이상의 기준 오염 물질과 반응하도록 구조적으로 구성되는, 상기 후처리 시스템, 연소실과 저장 유닛 사이 및 연소실과 후처리 시스템 사이에 위치되는 후처리-저장 유닛 밸브로서, 연소실 및 저장 유닛이 후처리-저장 유닛 밸브를 통해 서로 연통하는 저장 위치와, 연소실이 후처리-저장 유닛 밸브를 통해 후처리 시스템과 연통하는 후처리 위치 사이에서 재위치 가능한, 상기 후처리-저장 유닛 밸브, 및 후처리-저장 유닛 밸브에 통신 가능하게 결합되고, 프로세서 및 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트를 포함하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트는 실행될 때, 프로세서로 하여금, 후처리-저장 유닛 밸브를 저장 위치로 유도하고, 이에 의해 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 유도하는 것을 포함하는 시동 절차를 실행하고, 후처리 위치로 이동하도록 후처리-저장 유닛 밸브를 유도하고, 이에 의해 연소실로부터 후처리 시스템으로 배기 가스를 유도하는 것을 포함하는 2차 절차를 실행하게 한다.
또 다른 실시예에서, 내연기관 시스템을 작동시키기 위한 방법은 내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는 단계, 2차 절차를 수행하는 단계로서, 상기 2차 절차는, 연소실로부터 후처리 시스템으로의 배기 가스를 전달하는 단계, 후처리 시스템에서 배기 가스를 반응시키고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계로서, 처리된 배기 가스는 연소실로부터의 배기 가스보다 적은 기준 오염 물질을 포함하는, 상기 처리된 배기 가스 형성 단계, 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함하는, 상기 2차 절차를 수행하는 단계, 2차 절차를 수행한 후, 재생 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 재생 절차는 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 전달하는 단계, 배기 가스를 이용하여 방출 온도 이상으로 저장 유닛을 가열하고, 이에 의해 저장 유닛으로부터 저장된 기준 오염 물질을 방출하는 단계, 저장 유닛으로부터 후처리 시스템으로 방출된 기준 오염 물질을 전달하는 단계, 및 방출된 기준 오염 물질을 후처리 시스템과 반응시키는 단계를 포함한다.
본 개시내용에 개시된 기술의 추가 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로 상세한 설명으로부터 당업자에게 용이하게 자명하거나 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부된 도면을 포함하는 본 개시내용에 기재된 바와 같은 기술을 실시하는 것에 의해 인식될 것이다.
본 개시내용의 특정 실시예에 대한 다음의 상세한 설명은 다음의 도면과 함께 읽을 때 가장 잘 이해될 수 있으며, 여기서 유사한 구조는 유사한 도면 부호로 표시된다:
도 1은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 내연기관 시스템의 내연기관의 단면도를 개략적으로 도시하며;
도 2는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 도 1의 내연기관 시스템의 후처리 시스템 및 저장 유닛을 개략적으로 도시하며;
도 3은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 시동 또는 재생 절차에서의 도 1의 내연기관 시스템을 개략적으로 도시하며;
도 4는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 2차 절차에서의 도 1의 내연기관 시스템을 개략적으로 도시하며;
도 5는 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 폐열 회수 유닛을 포함하는 내연기관 시스템을 개략적으로 도시하며;
도 6은 본 명세서에 도시되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 내연기관 시스템의 제어 다이어그램을 개략적으로 도시한다.
이제 다양한 실시예를 더 상세히 참조할 것이며, 그 일부 실시예는 첨부 도면에 도시되어 있다. 가능하면 동일한 도면 부호가 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐서 사용된다.
본 명세서에 기술된 실시예는 일반적으로 기준 오염 물질의 방출을 저감하는 내연기관 시스템, 및 내연기관 시스템을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 기술된 실시예에서, 내연기관 시스템은 연소실과 선택적으로 연통하는, 후처리 시스템 및 저장 유닛을 포함한다. 시동 상태 동안, 배기 가스는 저장 유닛으로 보내지고, 저장 유닛은 후처리 시스템이 활성 온도로 가열되는 동안 배기 가스에서 기준 오염 물질을 포집한다. 후처리 시스템이 활성 온도까지 가열되면, 연소실로부터의 배기 가스는 후처리 시스템을 통해 보내져, 배기 가스 내의 기준 오염 물질과 반응한다. 시동 동안 배기 가스를 저장 유닛으로 우선적으로 보내는 것에 의해, 후처리 시스템이 활성 온도로 가열되는 동안 내연기관으로부터 환경으로 방출될 기준 오염 물질이 포집된다. 기준 오염 물질 방출을 저감하는 내연기관 시스템의 이들 및 다른 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에서 보다 상세하게 개시된다.
이제 도 1을 참조하면, 내연기관 시스템(100)의 내연기관(102)의 단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 내연기관(102)은 일반적으로 실린더 헤드(104)와 결합되는 하나 이상의 측벽(106)을 한정하는 블록과 결합된 실린더 헤드(104)를 포함한다. 실시예에서, 피스톤(124)은 하나 이상의 측벽(106)과 결합되고, 피스톤(124), 실린더 헤드(104), 및 하나 이상의 측벽(106)은 연료가 연소되는 연소실(122)을 적어도 부분적으로 한정한다. 실시예에서, 피스톤(124)은 예를 들어 연료가 연소실(122) 내에서 연소됨에 따라서 하나 이상의 측벽(106)을 따라서 이동할 수 있다.
실시예에서, 피스톤(124)은 크랭크 샤프트(125)에 결합된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시예에서, 피스톤(124)은 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트(125)에 결합되고, 작동시에, 하나 이상의 측벽(106)을 따르는 피스톤(124)의 선형 운동은 크랭크 샤프트(125)의 회전 운동으로 변환된다. 내연기관(102)이 차량의 엔진인 실시예에서, 크랭크 샤프트(125)의 회전 운동은 이동성이 있는 차량을 제공하도록 차량의 휠 또는 휠들을 구동할 수 있다. 내연기관(102)이 발전 시스템의 일부인 실시예와 같은 일부 실시예에서, 크랭크 샤프트(125)는 발전기를 구동하여 전류를 생산할 수 있다.
실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 흡기 밸브(112) 및 배기 밸브(116)를 포함한다. 흡기 밸브(112) 및 배기 밸브(116)는 각각 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 재위치 가능하고, 캠 샤프트 등과 같은, 그리고 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 디바이스에 의해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있다. 흡기 밸브(112)의 선택적 이동을 통해, 연소실(122)은 엔진 흡기(110)와 선택적으로 연통한다. 실시예에서, 엔진 흡기(110)는 흡기 가스(예를 들어, 공기)가 연소실(122)로 전달되도록 통과하는 흡기 매니폴드 등일 수 있다. 일부 실시예에서, 가압 가스는 예를 들어 터보차저 또는 과급기를 통해 엔진 흡기(110)에 제공될 수 있으며, 그러나, 일부 실시예에서, 엔진 흡기(110)에 제공되는 흡입 가스는 주변 압력으로 제공된다.
배기 밸브(116)의 선택적인 이동을 통해, 연소실(122)은 엔진 배기(114)와 선택적으로 연통한다. 일부 실시예에서, 엔진 배기(114)는 연료가 연소실(122) 내에서 연소된 후에 배기 가스(예를 들어, 연소실(122)로부터의 연소 부산물)가 통과하는 배기 매니폴드 등일 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 내연기관 시스템(100)이 연소실(122)과 연통하는 단일 흡기 밸브(112) 및 단일 배기 밸브(116)를 포함하지만, 이러한 것은 단지 예일 뿐이며 본 명세서에서 설명된 실시예는 연소실(122)과 연통하는 임의의 적절한 수의 흡기 밸브 및 배기 밸브를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
실시예에서, 내연기관(102)은 연소실(122)과 연통하는 연료 인젝터(118) 및 점화 디바이스(120)를 포함한다. 연료 인젝터(118)는 일반적으로 가솔린 등과 같은 연료를 연소실(122) 내로 전달한다. 실시예에서, 연료 인젝터(118)는 다중 홀 인젝터, 중공 원뿔 인젝터, 피에조 또는 솔레노이드 구동 연료 인젝터 등을 포함할 수 있다.
점화 디바이스(120)는 연소실(122) 내에서 연료를 점화하도록 동작하거나 점화하는 것을 도울 수 있는 점화 플러그 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 내연기관(102)은 점화 디바이스(120)를 포함하지만, 이것은 단지 예일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 내연기관(102)은 불꽃 점화 엔진일 수 있고, 점화 디바이스(120)는 연소실(122) 내에서 가솔린과 같은 연료를 점화할 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 내연기관(102)은, 점화 디바이스를 포함하거나 포함하지 않을 수 있고 가솔린, 디젤 연료, 천연 가스 등과 같은 연료를 사용하여 작동할 수 있는 압축 점화 엔진일 수 있다.
도 1에 도시된 단면도에서, 단일 연소실(122)이 개략적으로 도시되어 있지만, 내연기관(102)은 임의의 적합한 수의 연소실(122)들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 도 1에 도시된 실시예에서, 내연기관(102)이 연소실(122)과 직접 연통하는 연료 인젝터(118)를 포함하지만, 이것은 단지 예일 뿐이며, 연료는 예를 들어 엔진 흡기(110)를 통해 연소실(122) 내로 직접 전달될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 2를 참조하면, 내연기관 시스템(100)의 개략도가 도시되어 있다. 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 내연기관(102)과 선택적으로 연통하는, 후처리 시스템(150) 및 저장 유닛(152)을 포함한다.
실시예에서, 후처리 시스템(150)은 후처리 시스템(150)을 통과하는 가스(예를 들어, 배기 가스)에 있는 하나 이상의 기준 오염 물질과 반응하도록 구조적으로 구성된다. 특히, 후처리 시스템(150)은 하나 이상의 기준 오염 물질과 반응하여, 기준 오염 물질로서 지정되지 않은 성분으로 기준 오염 물질을 화학적으로 변환하는 하나 이상의 촉매를 포함한다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 용어 "기준 오염 물질"은 하나 이상의 관할 구역에 의해 규제될 수 있는 오염 물질을 포함하고, 일산화탄소(CO), 질소 산화물(NOx) 및/또는 미연소 탄화수소(HC) 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 예를 들어 내연기관(102)이 불꽃 점화 엔진인 실시예에서, 후처리 시스템(150)은 CO, NOx, 및 HC와 반응하도록 구조적으로 구성된 삼원 촉매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 삼원 촉매는 CO를 이산화탄소(CO2)로 변환할 수 있고, NOx를 이원자 질소(N2) 및 물(H2O)로 변환할 수 있으며, HC를 H2O 및 CO2로 변환할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 내연기관(102)이 디젤 엔진과 같은 압축 점화 엔진인 실시예에서, 후처리 시스템(150)은 디젤 산화 촉매(DOC) 및 NOx 환원 촉매 또는 촉매 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, DOC는 CO를 CO2로 변환하고, HC를 H2O 및 CO2로 변환할 수 있는 반면에, NOx 환원 촉매는 NOx를 H2O 및 N2로 변환한다. 일부 실시예에서, NOx 환원 촉매는 구리 치환된 제올라이트 ZSM-5 촉매 및/또는 백금/알루미나 촉매와 같은 희박 NOx 촉매를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, NOx 환원 촉매는 선택적 촉매 환원(SCR) 시스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)은 원하는 양의 기준 오염 물질이 변환되는 최소 온도에 대응하는 "라이트-오프(light-off)" 또는 활성 온도를 한정한다. 일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)의 활성 온도는 약 175℃이다. 일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)의 활성 온도는 약 200℃이다. 일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)의 활성 온도는 약 275℃이다.
저장 유닛(152)은 저장 유닛(152)을 통과하는 가스(예를 들어, 배기 가스)에 있는 하나 이상의 기준 오염 물질을 포집하도록 구조적으로 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 하나 이상의 기준 오염 물질을 흡착하는 하나 이상의 구조 및 재료를 포함한다. 실시예에서, 저장 유닛(152)은 활성탄, 제올라이트, 금속 유기 프레임워크, 실리카, 알루미나, 금속 산화물, 표면 개질된 흡착제 및/또는 다공성 물질, 바륨 산화물 등에 지지된 액체와 같은 흡착제 재료를 포함할 수 있다. 실시예에서, 저장 유닛(152)은 예를 들어 모놀리식 구조 상의 코팅 또는 베드에 보유된 입자로서 흡착제 재료를 포함할 수 있다. 진공 압력은 일부 실시예에서 저장 유닛(152)에서 유지되거나 인가될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 내연기관(102)은 저장 유닛(152)과 유체 연통하고(예를 들어, 엔진 흡기(110)(도 1)를 통해), 일부 작동 조건 하에서 저장 유닛(152)에 진공 압력을 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 진공 펌프 등은 저장 유닛(152)과 연통하고 저장 유닛(152)에 진공 압력을 인가할 수 있다. 본 명세서에 더 상세히 설명된 바와 같이, 저장 유닛(152)으로의 진공 압력의 인가는 저장 유닛(152)으로부터 기준 오염 물질의 방출을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 상이한 기준 오염 물질을 포집하도록 구조적으로 구성된 상이한 재료 및/또는 상이한 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 비교적 낮은 온도에서 HC 및 CO를 포집하기 위한 제올라이트 및/또는 HC를 포집하기 위한 활성탄을 포함한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 NOx를 포집하기 위한 바륨 산화물을 포함한다.
실시예에서, 저장 유닛(152)은 후처리 시스템(150)이 기준 오염 물질을 변환하는 온도와 비교하여 비교적 낮은 작동 온도에서 기준 오염 물질을 흡착할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 100℃ 미만의 온도에서 기준 오염 물질을 흡착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 종점(endpoint)을 포함하여 0℃ 내지 100℃의 온도에서 기준 오염 물질을 흡착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 종점을 포함하여 -20℃ 내지 100℃의 온도에서 기준 오염 물질을 흡착한다. 저장 유닛(152)이 비교적 낮은 작동 온도에서 기준 오염 물질을 흡착할 수 있기 때문에, 저장 유닛(152)은 본 명세서에 더 상세히 설명되는 바와 같이 시동 절차 동안 후처리 시스템(150)이 작동 온도로 가열되는 동안 기준 오염 물질을 포집할 수 있다.
실시예에서, 저장 유닛(152)은 기준 오염 물질을 탈착하고, 이에 의해 저장 유닛(152)이 방출 온도를 초과하는 온도에 있을 때 저장 유닛(152)을 재생한다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, "방출 온도"는 저장 유닛(152)에 의해 흡착된 기준 오염 물질(예를 들어, CO, HC, NOx) 중 적어도 하나가 저장 유닛(152)로부터 방출되는 저장 유닛(152)의 온도를 지칭한다. 이론에 구속됨에 없이, 저장 유닛(152)의 흡착제는 특정 기준 오염 물질과 관련된 흡착 등온선을 가질 수 있다. 흡착 등온선은 흡착제의 다양한 양태, 예를 들어 흡착제의 온도 및/또는 저장 유닛(152)을 통과하는 가스의 온도, 저장 유닛(152)을 통과하는 가스의 압력, 저장 유닛(152)을 통과하는 가스에서의 특정 기준 오염 물질의 농도, 및 흡착제에 흡착된 특정 기준 오염 물질의 농도들 사이의 평형 관계를 한정한다.
실시예에서, 저장 유닛(152)의 흡착제는 주어진 압력에서 저장 유닛(152)을 통과하는 가스에서의 기준 오염 물질의 농도에서의 변화가 없는 각각의 기준 오염 물질에 대한 평형 온도(즉, 특정 기준 오염 물질이 주어진 압력에서 흡착되지 않는 온도)를 가질 수 있다. 평형 온도는 각각의 기준 오염 물질의 흡착 등온선으로부터 얻어질 수 있다. 특정 기준 오염 물질의 평형 온도보다 높은 온도에서, 저장 유닛(152)의 흡착제는 일반적으로 기준 오염 물질을 방출한다. 상이한 기준 오염 물질은 상이한 평형 온도를 가질 수 있으며, 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 저장 유닛(152)의 "방출 온도"는 저장 유닛(152)에 의해 흡착된 기준 오염 물질의 평형 온도 중 적어도 하나보다 높은 온도이다. 실시예에서, 저장 유닛(152)의 흡착제에 의해 탈착된 기준 오염 물질의 양 및/또는 비율은 저장 유닛(152)의 온도에 의존할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)에 의해 방출된 기준 오염 물질의 비율 또는 양은 기준 오염 물질의 평형 온도에 비교적 가까운 온도와 비교하여 기준 오염 물질의 평형 온도보다 비교적 높은 온도에서 더 높을 수 있다. 그러나, 저장 유닛(152)의 온도와 방출된 기준 오염 물질 방출의 양 및/또는 비율 사이의 관계가 반드시 선형인 것은 아님을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)에 의해 방출된 특정 기준 오염 물질의 양 및/또는 비율은 온도가 방출 온도 이상으로 계속 증가함에 따라서 감소할 수 있다.
일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 100℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 150℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 200℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 250℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 300℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 350℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 400℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 450℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 500℃를 초과하는 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 종점을 포함하여 100℃ 내지 500℃의 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 일부 실시예에서, 저장 유닛(152)은 종점을 포함하여 250℃ 내지 500℃의 온도에서 기준 오염 물질을 탈착한다. 이론에 구속됨이 없이, 저장 유닛(152)이 기준 오염 물질을 탈착하는 방출 온도는 저장 유닛(152)의 구조 및 재료에 적어도 부분적으로 의존한다. 실시예에서, 저장 유닛(152)의 구조 및 재료는 일반적으로 저장 유닛(152)이 기준 오염 물질을 탈착하는 방출 온도가 일부 작동 조건(예를 들어, 시동 이외의 작동 조건) 동안 저장 유닛(152)으로 우선적으로 유도될 수 있는 배기 가스의 온도 이하이도록 선택된다. 또한, 저장 유닛(152)의 구조 및 재료는 일반적으로 일부 작동 조건(예를 들어, 시동 이외의 작동 조건) 동안 저장 유닛(152)으로 우선적으로 유도되는 배기 가스의 온도를 견디도록 선택된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 배기 가스가 저장 유닛(152)에 도달할 때(예를 들어, 후처리 시스템(150) 우회하여) 저장 유닛(152)으로 우선적으로 유도되는 배기 가스가 1000℃ 미만이도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 후처리-저장 유닛 밸브(130)가 내연기관(102)의 연소실(122)(도 1)과 저장 유닛(152) 사이, 그리고 내연기관의 연소실(122)(도 1)과 후처리 시스템(150) 사이에 위치된다. 실시예에서, 후처리-저장 유닛 밸브(130)는 내연기관(102)의 연소실(122)(도 1) 및 저장 유닛(152)이 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 통해 서로 연통하는 저장 유닛 위치에 위치 가능하다.
예를 들어, 도 1 및 도 3을 참조하면, 저장 유닛 위치에 있는 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 가지는 내연기관 시스템(100)이 도시되어 있다. 작동시에, 연료 및 공기 혼합물은 내연기관(102)의 연소실(122) 내에서 연소되고, 이에 의해 배기 가스를 형성한다. 시동 절차 동안과 같이 후처리-저장 유닛 밸브(130)가 저장 유닛 위치에 있는 상태에서, 배기 가스는 내연기관(102)의 연소실(122) 외부로 전달되고, 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 통해 저장 유닛(152)으로 전달된다(예를 들어, 후처리 시스템(150)을 우회하여). 시동 절차 동안, 저장 유닛(152)은 배기 가스의 기준 오염 물질을 포집하여서, 배기 가스가 저장 유닛(152)를 통과함에 따라서, 배기 가스 내의 기준 오염 물질의 양이 감소한다. 예를 들어, 시동 절차 동안, 저장 유닛(152)은 초기에 저장 유닛(152)의 방출 온도보다 낮은 주위 온도에 있을 수 있다. 따라서, 비교적 고온의 배기 가스가 후처리 시스템(150)을 우회하여 저장 유닛(152)으로 보내질지라도, 시동 절차 동안, 저장 유닛(152)은 방출 온도 아래에 있고, 배기 가스 내의 기준 오염 물질을 포집할 수 있다. 일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)이 활성 온도로 가열되는 동안 방출될 기준 오염 물질의 85% 내지 99%는 내연기관 시스템(100)의 작동의 처음 120초 동안 저장 유닛(152)에 의해 포집된다.
저장 유닛(152)으로부터, 배기 가스는 예를 들어 저장 유닛 출구 밸브(134)를 통해 후처리 시스템(150)으로 전달된다. 실시예에서, 저장 유닛 출구 밸브(134)는 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 가스의 흐름을 제한하는 한편, 저장 유닛(152)으로부터 후처리 시스템(150)으로 가스가 흐르도록 허용하는 일방향 밸브일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예에서, 저장 유닛 출구 밸브(134)는, 후처리 시스템(150)과 저장 유닛(152)이 저장 유닛 출구 밸브(134)를 통해 서로 연통하는 개방 위치와 후처리 시스템(150)과 저장 유닛(152)이 저장 유닛 출구 밸브(134)를 통해 서로 연통되지 않는 폐쇄 위치 사이에서 재위치 가능할 수 있다.
배기 가스가 후처리 시스템(150)을 통과함에 따라서, 배기 가스는 후처리 시스템(150)을 가열한다. 실시예에서, 저장 유닛(152)으로부터의 배기 가스는 후처리 시스템(150)을 활성 온도까지 가열하고, 이에 의해, 전술한 바와 같이 후처리 시스템(150)의 하나 이상의 촉매를 "라이트 오프"한다. 후처리 시스템(150)으로부터, 배기 가스는 후처리 출구 밸브(136)를 통과할 수 있고, 환경으로 전달될 수 있거나 내연기관 시스템(100)의 추가 처리 시스템으로 전달될 수 있다. 실시예에서, 후처리 출구 밸브(136)는, 후처리 출구 밸브(136)를 통해 후처리 시스템(150)으로의 가스의 흐름을 제한하는 한편, 후처리 시스템(150)으로부터 후처리 출구 밸브(136)를 통해 가스가 흐르도록 허용하는 일방향 밸브일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예에서, 후처리 출구 밸브(136)는 가스가 후처리 시스템(150)으로부터 후처리 출구 밸브(136)를 통과할 수 있는 개방 위치와 가스가 후처리 출구 밸브(136)를 통해 흐르는 것이 제한되는 폐쇄 위치 사이에서 재위치 가능할 수 있다.
후처리 시스템(150)이 활성 온도로 가열되면, 후처리-저장 유닛 밸브(130)는 내연기관(102)의 연소실(122)(도 1)이 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 통해 후처리 시스템(150)과 연통하는 후처리 위치로 이동된다.
특히, 후처리 시스템(150)이 활성 온도 이상으로 가열되면, 2차 절차가 수행된다. 후처리-저장 유닛 밸브(130)가 후처리 위치에 있는 상태에서, 내연기관(102)의 연소실(122)로부터의 배기 가스는 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 통해 후처리 시스템(150)으로 보내진다(예를 들어, 저장 유닛(152)을 우회하여). 배기 가스가 후처리 시스템(150)을 통과함에 따라서, 후처리 시스템(150)의 하나 이상의 촉매는 전술한 바와 같이 배기 가스에서의 기준 오염 물질과 반응한다. 특히, 배기 가스가 후처리 시스템(150)을 통과함에 따라서, 후처리 시스템(150)은 배기 가스의 기준 오염 물질과 반응하여, 연소실(122)로부터의 후처리 시스템(150)으로 전달되는 배기 가스보다 더 적은 기준 오염 물질을 가지는 처리된 배기 가스를 형성한다.
후처리 시스템(150)으로부터, 처리된 배기 가스는 예를 들어 저장 유닛 입구 밸브(132)를 통해 저장 유닛(152)으로 전달된다. 실시예에서, 저장 유닛 입구 밸브(132)는 가스가 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 것을 허용하는 일방향 밸브일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예에서, 저장 유닛 입구 밸브(132)는 후처리 시스템(150) 및 저장 유닛(152)이 저장 유닛 입구 밸브(132)를 통해 서로 연통하는 개방 위치와 후처리 시스템(150) 및 저장 유닛(152)가 저장 유닛 입구 밸브(132)를 통해 서로 연통되지 않는 폐쇄 위치 사이에서 재위치 가능할 수 있다. 처리된 배기 가스가 저장 유닛(152)을 통과함에 따라서, 처리된 배기 가스에 잔류하는 기준 오염 물질은 전술한 바와 같이 저장 유닛(152)에 의해 포집되어, 내연기관 시스템(100)으로부터 방출된 기준 오염 물질의 양을 더욱 감소시킬 수 있다.
실시예에서, 저장 유닛(152)은 한정된 양의 기준 오염 물질을 보유할 수 있다. 따라서, 실시예에서, 기준 오염 물질은 저장 유닛(152)으로부터 주기적으로 방출(예를 들어, 탈착)될 수 있다. 도 4에 도시된 재생 절차에 후속하여, 저장 유닛(152)으로부터 기준 오염 물질을 방출하도록, 후처리-저장 유닛 밸브(130)는 재생 절차의 일부로서 도 3에 도시된 바와 같이, 저장 유닛 위치로 재위치된다. 위에서 개략적으로 설명된 시동 절차와 유사하게, 후처리-저장 유닛 밸브(130)이 저장 유닛 위치에 있는 상태에서, 내연기관(102)의 연소실(122)(도 1)로부터의 배기 가스는 후처리-저장 유닛 밸브(130)을 통해 저장 유닛(152)으로 전달된다(예를 들어, 후처리 시스템(150)를 우회하여). 연소실(122)(도 1)로부터의 배기 가스가 후처리 시스템(150)을 우회하기 때문에, 배기 가스의 온도는 저장 유닛(152)에 도달하기 전에 후처리 시스템(150)을 통해 보내지는 배기 가스와 비교하여 비교적 높은 온도에 있을 수 있다. 실시예에서, 배기 가스는 저장 유닛(152)을 저장 유닛(152)의 방출 온도 이상으로 가열하여, 저장 유닛(152)이 전술한 바와 같이 저장 유닛(152)으로부터 기준 오염 물질을 방출(예를 들어, 탈착)하게 한다. 일부 실시예에서, 진공 압력은 저장 유닛(152)으로부터 기준 오염 물질을 방출하는 것을 돕기 위해 (예를 들어, 내연기관(102) 및/또는 진공 펌프를 통해) 저장 유닛(152)에 또한 인가될 수 있다.
저장 유닛(152)으로부터, 방출된 기준 오염 물질은 예를 들어 저장 유닛 출구 밸브(134)를 통해 후처리 시스템(150)으로 전달된다. 후처리 시스템(150)은 방출된 기준 오염 물질과 반응하고, 후처리 시스템으로부터의 처리된 배기 가스는 후처리 출구 밸브(136)를 통과할 수 있다. 배기 가스로 저장 유닛(152)을 재생하는 것에 의해, 그렇지 않으면 저장 유닛(152)을 재생하기 위해 이용될 외부 히터와 같은 추가 컴포넌트가 생략될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 재생 절차를 수행한 후에, 내연기관 시스템(100)은 도 4에 도시된 2차 절차를 재개하여, 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 후처리 위치에 위치시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 일부 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 후처리 시스템(150)과 저장 유닛(152) 사이에 위치된 냉각 유닛(140)을 포함한다. 일부 실시예에서, 냉각 유닛(140)은 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 가스를 냉각하도록 구조적으로 구성된 폐열 회수 유닛이며, 예를 들어 제한 없이 전기 터보 컴파운드(ETC), 열전 발전기(TEG), 랭킨 사이클 시스템 등을 포함할 수 있다. 폐열 회수 유닛은 그렇지 않으면 손실될 배기 가스로부터 열 에너지를 회수하는 것을 보조할 수 있고, 이에 의해 내연기관 시스템(100)의 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 폐열 회수 유닛은 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 배기 가스를 냉각시킬 수 있으며, 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 배기 가스가 방출 온도 미만인 것을 보장하는 것을 도울 수 있다.
일부 실시예에서, 냉각 유닛(140)은 공기 냉각기 또는 다른 유사한 열 교환기를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 냉각 유닛(140)은 배기 가스를 운반하는 튜브 또는 파이프를 통해 주변 공기를 절달하는 것에 의한 것과 같이 냉각 유닛(140)을 통과하는 배기 가스로부터의 열을 냉각 유닛(140)을 둘러싸는 주변 공기로 소산시킨다. 냉각 유닛(140)이 폐열 회수 유닛인 실시예와 유사하게, 공기 냉각기는 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 배기 가스가 방출 온도 미만인 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 단일 냉각 유닛(140)을 포함하지만, 이러한 것은 단지 예이고, 내연기관 시스템(100)은 후처리 시스템(150)과 저장 유닛(152) 사이에 위치된 임의의 적절한 수의 냉각 유닛(140)을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 다수의 냉각 유닛(140)을 포함하는 실시예에서, 냉각 유닛(140)은 유사한 구성(예를 들어, 각각 폐열 회수 유닛일 수 있거나 각각 공기 냉각기 등일 수 있는)을 포함할 수 있거나, 또는 다른 구성(예를 들어, 일부는 폐열 회수 유닛이지만 다른 일부는 공기 냉각기일 수 있는 등)을 포함할 수 있다.
후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 배기 가스가 저장 유닛(152)의 방출 온도 미만인 것을 보장하는 것에 의해, 냉각 유닛(140)은 기준 오염 물질이 저장 유닛(152)으로부터 환경으로 방출되지 않도록 보장하는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 배기 가스의 일부만이 냉각 유닛(140)을 통해 보내지는 반면에, 일부 실시예에서, 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛으로 전달되는 모든 배기 가스는 냉각 유닛(140)을 통해 보내진다. 일부 실시예에서, 주변 공기는 저장 유닛(152)을 방출 온도 아래로 유지하도록 저장 유닛(152)으로 들어가는 배기 가스의 온도를 제어하기 위해 후처리 시스템(150)으로부터 저장 유닛(152)으로 전달되는 배기 가스에 도입될 수 있다.
도 6을 참조하면, 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 컨트롤러(160)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 프로세서(162), 데이터 저장 컴포넌트(164), 및/또는 메모리 컴포넌트(166)를 포함한다. 메모리 컴포넌트(166)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리로 구성될 수 있으며, 이와 같이, 랜덤 액세스 메모리(SRAM, DRAM 및/또는 기타 유형의 RAM 포함하는), 플래시 메모리, 보안 디지털(SD) 메모리, 레지스터, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD) 및/또는 기타 유형의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서 구성될 수 있다. 특정 실시예에 의존하여, 이들 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 컨트롤러(160) 내에 및/또는 컨트롤러(160) 외부에 상주할 수 있다.
메모리 컴포넌트(166)는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령어 세트의 형태로 동작 로직, 분석 로직, 및 통신 로직을 저장할 수 있다. 분석 로직 및 통신 로직은 각각 예로서 컴퓨터 프로그램, 펌웨어 및/또는 하드웨어로서 구현될 수 있는 복수의 상이한 로직을 포함할 수 있다. 로컬 인터페이스는 또한 컨트롤러(160)에 포함되고, 컨트롤러(160)의 컴포넌트들 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 버스 또는 다른 통신 인터페이스로서 구현될 수 있다.
프로세서(162)는 명령(예를 들어, 데이터 저장 컴포넌트(164) 및/또는 메모리 컴포넌트(166)로부터와 같은)을 수신하고 실행하도록 동작 가능한 임의의 처리 컴포넌트를 포함할 수 있다. 도 6에서의 컴포넌트가 컨트롤러(160) 내에 상주하는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 것은 단지 예일 뿐이며, 일부 실시예에서 컴포넌트 중 하나 이상이 컨트롤러(160) 외부에 상주할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한 컨트롤러(160)가 단일 디바이스로서 도시되어 있지만, 이것은 또한 단지 예일 뿐이라는 것을 이해해야 한다.
실시예에서, 컨트롤러(160)는 내연기관 시스템(100)의 하나 이상의 구성요소에 통신 가능하게 결합된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 실시예에서, 컨트롤러(160)는 후처리-저장 유닛 밸브(130)에 통신 가능하게 결합되고, 실시예에서, 컨트롤러(160)는 저장 유닛 위치(도 3)와 후처리 위치(도 4) 사이에서 이동하도록 후처리-저장 유닛 밸브(130)에 지시한다.
일부 실시예에서, 컨트롤러(160)는 저장 유닛 출구 밸브(134), 저장 유닛 입구 밸브(132), 및 후처리 출구 밸브(136) 중 하나 이상에 통신 가능하게 결합된다. 컨트롤러(160)는 연소실(122)(도 1)로부터, 위에서 설명되고 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내연기관 시스템(100)을 통해 배기 가스를 유도하기 위해 저장 유닛 출구 밸브(134), 저장 유닛 입구 밸브(132) 및 후처리 출구 밸브(136)에 지시할 수 있다.
일부 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 컨트롤러(160)에 통신 가능하게 결합된 온도 센서(170)를 추가로 포함한다. 온도 센서(170)는 후처리 시스템(150)(도 2)의 온도를 검출하도록 구조적으로 구성되고, 후처리 시스템(150)(도 2)의 검출된 온도를 나타내는 신호를 컨트롤러(160)로 전송할 수 있다. 후처리 시스템(150)(도 2)의 검출된 온도는 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 저장 위치로부터 후처리 위치로 이동시키는 시동 절차(도 3)로부터 2차 절차(도 4)로 변경할 때를 결정하기 위해 활용될 수 있다. 실시예에서, 컨트롤러(160)는 후처리 시스템(150)의 검출된 온도가 후처리 시스템(150)의 활성 온도를 초과하는지의 여부를 결정한다. 후처리 시스템(150)(도 2)의 검출된 온도가 활성 온도를 초과한다는 결정에 응답하여, 컨트롤러(160)는 후처리 위치(도 4)로 이동하도록 후처리-저장 유닛 밸브(130)에 지시한다. 전술한 바와 같이, 후처리-저장 유닛 밸브(130)가 후처리 위치(도 4)에 있는 상태에서, 배기 가스는 내연기관(102)(도 1)의 연소실(122)(도 1)로부터 후처리 시스템(150)(도 4)으로, 그런 다음 저장 유닛(152)(도 4)으로 보내진다. 후처리 시스템(150)(도 2)의 검출된 온도가 활성 온도를 초과하지 않는다는 결정에 응답하여, 컨트롤러(160)는 저장 유닛 위치(도 3)로 이동하거나 여기에서 유지하도록 후처리-저장 유닛 밸브(130)에 지시한다. 위에서 논의된 바와 같이, 후처리-저장 유닛 밸브(130)가 저장 유닛 위치(도 3)에 있는 상태에서, 연소실(122)(도 1)로부터의 배기 가스는 저장 유닛(152)(도 3)으로 유도되고, 그런 다음 후처리 시스템(150)(도 3)으로 유도되어서, 후처리 시스템(150)이 가열되는 동안, 저장 유닛(152)은 기준 오염 물질을 포집할 수 있다.
일부 실시예에서, 내연기관 시스템(100)은 컨트롤러(160)에 통신 가능하게 결합된 오염 물질 센서(172)를 추가로 포함한다. 오염 물질 센서(172)는 저장 유닛(152)(도 2) 내에 저장된 하나 이상의 기준 오염 물질의 양을 검출하도록 구조적으로 구성되고, 저장 유닛(152)(도 2) 내의 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양을 나타내는 신호를 컨트롤러(160)에 전송할 수 있다. 저장 유닛(152)(도 2) 내의 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양은 2차 절차(도 4)로부터 재생 절차(도 3)로 변경하여, 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 후처리 위치로부타 저장 위치로 이동시키는 시기를 결정하는데 활용될 수 있다. 실시예에서, 컨트롤러(160)는 저장 유닛(152)(도 2) 내의 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과하는지의 여부를 결정할 수 있다. 저장 유닛(152)(도 2) 내의 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과한다는 결정에 응답하여, 컨트롤러(160)는 저장 위치(도 3)로 이동하도록 후처리-저장 유닛 밸브(130)에 지시한다. 위에서 논의된 바와 같이, 후처리-저장 유닛 밸브(130)가 저장 유닛 위치(도 3)에 있는 상태에서, 연소실(122)(도 1)로부터의 배기 가스는 저장 유닛(152)(도 3)으로 유도되고, 그런 다음 후처리 시스템(150)(도 3)으로 유도된다. 배기 가스의 비교적 높은 온도는 저장 유닛(152)(도 3)이 저장 유닛(152)(도 3)으로부터 후처리 시스템(150)(도 3)으로 기준 오염 물질을 방출(예를 들어, 탈착)하게 할 수 있다. 저장 유닛(152)(도 2) 내의 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과하지 않는다는 결정에 응답하여, 컨트롤러(160)는 후처리 위치(도 4)에 남아 있도록 후처리-저장 유닛 밸브(130)에 지시한다.
도 6에 도시된 실시예에서, 내연기관 시스템(100)이 오염물 센서(172)를 포함하지만, 이러한 것은 단지 예에 불과하다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 컨트롤러(160)는 사전 결정된 경과 시간에 기초하여, 2차 절차(도 4)로부터, 후처리-저장 유닛 밸브(130)를 후처리 위치로부터 저장 위치로 이동시키는 재생 절차(도 3)로 변경할 수 있으며, 이에 의해 저장 유닛(152)(도 2)으로부터 기준 오염 물질을 주기적으로 방출한다.
따라서, 본 명세서에 기술된 실시예는 기준 오염 물질의 방출을 저감하는 내연기관 시스템 및 내연기관 시스템을 작동시키기 위한 방법에 관한 것임을 이제 이해해야 한다. 본 명세서에 기술된 실시예에서, 내연기관 시스템은 연소실과 선택적으로 연통하는, 후처리 시스템 및 저장 유닛을 포함한다. 시동 상태 동안, 배기 가스는 저장 유닛으로 보내지고, 저장 유닛은 후처리 시스템이 활성 온도로 가열되는 동안 배기 가스로부터 기준 오염 물질을 포집한다. 후처리 시스템이 활성 온도까지 가열되면, 연소실로부터의 배기 가스는 후처리 시스템을 통해 보내지고, 후처리 시스템은 배기 가스 내의 기준 오염 물질과 반응한다. 시동 동안 배기 가스를 저장 유닛으로 우선적으로 보내는 것에 의해, 후처리 시스템이 활성 온도로 가열되는 동안 내연기관으로부터 환경으로 방출될 기준 오염 물질이 포집된다.
본 개시내용의 양태는 다음 문단에서 제공된다.
제1 양태(A1)에서, 본 개시내용은, 내연기관을 작동시키기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은 내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는 단계, 연소실 밖으로 배기 가스를 전달하는 단계, 시동 절차를 수행하는 단계로서, 상기 시동 절차는 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 전달하는 단계, 저장 유닛을 이용하여 배기 가스의 기준 오염 물질을 포집하는 단계, 저장 유닛으로부터 후처리 시스템으로 배기 가스를 전달하는 단계, 저장 유닛으로부터의 배기 가스를 이용하여 후처리 시스템을 활성 온도로 가열하는 단계를 포함하는, 상기 시동 절차를 수행하는 단계, 및 후처리 시스템을 활성 온도로 가열한 후에, 2차 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 2차 절차는 연소실로부터 후처리 시스템으로 배기 가스를 전달하는 단계, 배기 가스의 기준 오염 물질을 후처리 시스템과 반응시키고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계로서, 상기 처리된 배기 가스가 연소실로부터의 배기 가스보다 적은 기준 오염 물질을 포함하는, 상기 처리된 배기 가스 형성 단계, 및 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함한다.
제2 양태(A2)에서, 본 개시내용은, 2차 절차가 저장 유닛을 이용하여, 처리된 배기 가스로부터 기준 오염 물질을 포집하는 단계를 추가로 포함하는, 양태(A1)의 방법을 제공한다.
제3 양태(A3)에서, 본 개시내용은, 2차 절차가 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하기 전에, 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계를 추가로 포함하는, 양태(A1 또는 A2) 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제4 양태(A4)에서, 본 개시내용은, 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계가 폐열 회수 유닛 및 공기 냉각기 중 적어도 하나를 포함하는 냉각 유닛을 통해 처리된 배기 가스를 전달하는 단계를 포함하는, 양태(A3)의 방법을 제공한다.
제5 양태(A5)에서, 본 개시내용은, 2차 절차를 수행하는 단계 후에, 재생 절차를 수행하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 재생 절차는 연소실로부터의 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계, 및 배기 가스를 이용하여 방출 온도 이상으로 저장 유닛을 가열하고, 이에 의해 저장 유닛으로부터 저장된 기준 오염 물질을 방출하는 단계를 포함하는, 양태(A1-A4) 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제6 양태(A6)에서, 본 개시내용은, 저장 유닛에 진공 압력을 인가하는 단계를 추가로 포함하는 양태(A1-A5) 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제7 양태(A7)에서, 본 개시내용은, 재생 절차가 방출된 기준 오염 물질을 후처리 시스템으로 전달하는 단계를 추가로 포함하는, 양태(A5 또는 A6) 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제8 양태(A8)에서, 본 개시내용은, 재생 절차를 수행한 후에, 2차 절차를 재개하는 단계를 추가로 포함하는, 양태(A5-A7) 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제9 양태(A9)에서, 본 개시내용은, 기준 오염 물질이 일산화탄소, 질소 산화물, 및 탄화수소 중 적어도 하나를 포함하는, 양태(A1-A8) 중 어느 하나의 방법을 제공한다.
제10 양태(A10)에서, 본 개시내용은, 내연기관 시스템을 제공하며, 내연기관 시스템은, 연소실, 연소실과 선택적으로 연통하는 저장 유닛으로서, 저장 유닛을 통과하는 가스에서의 하나 이상의 기준 오염 물질을 포집하도록 구조적으로 구성되는, 상기 저장 유닛, 연소실과 선택적으로 연통하고 저장 유닛과 선택적으로 연통하는 후처리 시스템으로서, 후처리 시스템을 통과하는 가스에서의 하나 이상의 기준 오염 물질과 반응하도록 구조적으로 구성되는, 상기 후처리 시스템, 연소실과 저장 유닛 사이 및 연소실과 후처리 시스템 사이에 위치되는 후처리-저장 유닛 밸브로서, 연소실 및 저장 유닛이 후처리-저장 유닛 밸브를 통해 서로 연통하는 저장 위치와, 연소실이 후처리-저장 유닛 밸브를 통해 후처리 시스템과 연통하는 후처리 위치 사이에서 재위치 가능한, 상기 후처리-저장 유닛 밸브, 및 후처리-저장 유닛 밸브에 통신 가능하게 결합되고, 프로세서 및 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트를 포함하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트는 실행될 때, 프로세서로 하여금, 후처리-저장 유닛 밸브를 저장 위치로 유도하고, 이에 의해 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 유도하는 것을 포함하는 시동 절차를 실행하고, 후처리 위치로 이동하도록 후처리-저장 유닛 밸브를 유도하고, 이에 의해 연소실로부터 후처리 시스템으로 배기 가스를 유도하는 것을 포함하는 2차 절차를 실행하게 한다.
제11 양태(A11)에서, 본 개시내용은, 컨트롤러에 통신 가능하게 결합된 온도 센서를 추가로 포함하고, 온도 센서가 후처리 시스템의 온도를 검출하도록 구조적으로 구성되는, 양태(A10)의 내연기관 시스템을 제공한다.
제12 양태(A12)에서, 본 개시내용은, 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트는 실행될 때 프로세서로 하여금 후처리 시스템의 검출된 온도를 나타내는 신호를 온도 센서로부터 수신하고, 후처리 시스템의 검출된 온도가 활성 온도를 초과하는지의 여부를 결정하게 하며, 후처리-저장 유닛 밸브를 후처리 위치로 이동하도록 유도하는 것은 후처리 시스템의 온도가 활성 온도를 초과한다는 결정에 응답하는, 양태(A11)의 내연기관 시스템을 제공한다.
제13 양태(A13)에서, 본 개시내용은, 컨트롤러에 통신 가능하게 결합된 오염 물질 센서를 추가로 포함하고, 오염 물질 센서는 저장 유닛 내에 저장된 하나 이상의 기준 오염 물질의 양을 검출하도록 구조적으로 구성되는 양태(A10-A12) 중 어느 하나의 내연기관 시스템을 제공한다.
제14 양태(A14)에서, 본 개시내용은, 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트가 실행될 때 프로세서로 하여금, 저장 유닛 내에 저장된 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양을 나타내는 신호를 오염 물질 센서로부터 수신하고, 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과하는지의 여부를 결정하고, 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과한다는 결정에 응답하여, 후처리-저장 유닛 밸브가 저장 위치로 이동하도록 유도하고, 이에 의해 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 유도하게 하는, 양태(A13)의 내연기관 시스템을 제공한다.
제15 양태(A15)에서, 본 개시내용은, 후처리 시스템과 저장 유닛 사이에 위치된 폐열 회수 유닛을 추가로 포함하고, 폐열 회수 유닛은 후처리 시스템으로부터 저장 유닛으로 전달되는 가스를 냉각하도록 구조적으로 구성되는 양태(A10-A14) 중 어느 하나의 내연기관 시스템을 제공한다.
제16 양태(A16)에서, 본 개시내용은, 내연기관 시스템을 작동시키기 위한 방법을 제공하며, 방법은, 내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는 단계, 2차 절차를 수행하는 단계로서, 상기 2차 절차는, 연소실로부터 후처리 시스템으로의 배기 가스를 전달하는 단계, 후처리 시스템에서 배기 가스를 반응시키고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계로서, 처리된 배기 가스는 연소실로부터의 배기 가스보다 적은 기준 오염 물질을 포함하는, 상기 처리된 배기 가스 형성 단계, 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함하는 상기 2차 절차를 수행하는 단계, 상기 2차 절차를 수행한 후, 재생 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 재생 절차는 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 전달하는 단계, 배기 가스를 이용하여 방출 온도 이상으로 저장 유닛을 가열하고, 이에 의해 저장 유닛으로부터 저장된 기준 오염 물질을 방출하는 단계, 저장 유닛으로부터 후처리 시스템으로 방출된 기준 오염 물질을 전달하는 단계, 및 방출된 기준 오염 물질을 후처리 시스템과 반응시키는 단계를 포함한다.
제17 양태(A17)에서, 본 개시내용은 재생 절차를 수행한 후에, 2차 절차를 재개하는 단계를 추가로 포함하는 양태(A16)의 방법을 제공한다.
제18 양태(A18)에서, 본 개시내용은 기준 오염 물질이 일산화탄소, 질소 산화물, 및 탄화수소 중 적어도 하나를 포함하는 양태(A16 또는 A17)의 방법을 제공한다.
제19 양태(A19)에서, 본 개시내용은 2차 절차가 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하기 전에, 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계를 추가로 포함하는 청구항(A16 내지 A18) 중 어느 한 항의 방법을 제공한다.
제20 양태(A20)에서, 본 개시내용은 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계가 폐열 회수 유닛을 통해 처리된 배기 가스를 전달하는 단계를 포함하는, 양태(A19)의 방법을 제공한다.
특정 실시예를 참조하여 본 개시내용의 요지를 상세하게 설명했지만, 본 개시내용에서 설명된 다양한 세부 사항은 본 명세서에 첨부된 도면들의 각각에 특정 요소가 도시된 경우에서도 본 개시내용에서 설명된 다양한 실시예의 필수 구성요소인 요소와 관련됨을 암시하는 것으로서 간주되어서는 안 된다는 점에 유의한다. 오히려, 첨부된 청구범위는 본 개시내용의 폭 및 본 개시내용에서 기술된 다양한 실시형태의 대응하는 범위의 유일한 표현으로 간주되어야 한다. 또한, 청구된 요지의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 설명된 실시예에 대한 다양한 수정 및 변형이 만들어질 수 있음이 당업자에게 명백해야 한다. 따라서, 명세서는 이러한 수정 및 변경이 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 경우 다양한 설명된 실시예의 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.
특정 속성을 구현하거나 특정 방식으로 기능하도록 특정 방식으로 "구조적으로 구성"되는 본 개시내용의 구성요소에 대한 본 명세서에서의 인용은 의도된 사용의 인용과는 대조적으로 구조적 인용인 것에 유의한다. 보다 구체적으로, 구성요소가 "구조적으로 구성" 되는 방식에 대한 본 명세서에서의 참조는 구성요소의 기존의 물리적 조건을 인용하고, 이와 같이 구성요소의 구조적 특성의 명확한 인용으로 간주되어야 한다.
"바람직하게", "통상적으로" 및 "전형적으로"와 같은 용어는 본 명세서에서 활용될 때 청구된 발명의 범위를 제한하거나 특정 기능이 중요하거나 필수적이거나 심지어 청구된 발명의 구조 또는 기능에 중요하다는 것을 암시하도록 활용되지 않는다. 오히려, 이러한 용어는 단지 본 개시내용의 실시예의 특정 양태를 식별하거나 본 개시내용의 특정 실시예에서 활용될 수 있거나 활용되지 않을 수 있는 대안적 또는 추가적 특징부를 강조하도록 의도된다.
본 발명을 설명하고 정의하기 위해, "실질적으로" 및 "약"이라는 용어는 임의의 정량적 비교, 값, 측정 또는 다른 표현에 기인할 수 있는 고유한 불확실성 정도를 나타내기 위해 본 명세서에서 사용된다는 점에 유의한다. "실질적으로" 및 "약"이라는 용어는 또한 당해 요지의 기본 기능에서의 변경을 초래함이 없이 정량적 표현이 명시된 참조와 다를 수 있는 정도를 나타내기 위해 본 명세서에서 활용된다.
다음의 청구범위 중 하나 이상은 "여기서(wherein)"라는 용어를 전환 문구로서 사용한다는 점에 유의한다. 본 발명을 정의할 목적을 위해, 이러한 용어는 구조의 일련의 특성에 대한 인용을 도입하도록 사용되는 개방형 전환 문구로서 청구범위에 도입되었으며, 보다 일반적으로 사용되는 개방형 서문 용어 "포함하는"과 동이한 방식으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 내연기관을 작동시키기 위한 방법으로서,
    내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는 단계;
    상기 연소실 밖으로 배기 가스를 전달하는 단계;
    시동 절차를 수행하는 단계로서, 상기 시동 절차는,
    상기 연소실로부터 저장 유닛으로 상기 배기 가스를 전달하는 단계;
    상기 저장 유닛을 이용하여 상기 배기 가스의 기준 오염 물질을 포집하는 단계;
    상기 저장 유닛으로부터 후처리 시스템으로 상기 배기 가스를 전달하는 단계;
    상기 저장 유닛으로부터의 상기 배기 가스를 이용하여 상기 후처리 시스템을 가열하는 활성 온도로 단계를 포함하는, 상기 시동 절차를 수행하는 단계; 및
    상기 후처리 시스템을 활성 온도로 가열한 후에, 2차 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 2차 절차는,
    상기 연소실로부터 상기 후처리 시스템으로 배기 가스를 전달하는 단계;
    상기 배기 가스의 기준 오염 물질을 상기 후처리 시스템과 반응시키고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계로서, 상기 처리된 배기 가스는 상기 연소실로부터의 배기 가스보다 적은 기준 오염 물질을 포함하는, 상기 처리된 배기 가스 형성 단계; 및
    상기 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2차 절차는 상기 저장 유닛을 이용하여, 상기 처리된 배기 가스로부터 기준 오염 물질을 포집하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2차 절차는 상기 처리된 배기 가스를 상기 저장 유닛으로 전달하기 전에, 상기 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계는 폐열 회수 유닛 및 공기 냉각기 중 적어도 하나를 포함하는 냉각 유닛을 통해 상기 처리된 배기 가스를 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 절차를 수행하는 단계 후에, 재생 절차를 수행하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 재생 절차는,
    상기 연소실로부터 상기 저장 유닛으로 상기 배기 가스를 전달하는 단계; 및
    상기 배기 가스를 이용하여 방출 온도 이상으로 상기 저장 유닛을 가열하고, 이에 의해 상기 저장 유닛으로부터 저장된 기준 오염 물질을 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장 유닛에 진공 압력을 인가하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 내연기관 시스템으로서,
    연소실;
    상기 연소실과 선택적으로 연통하는 저장 유닛으로서, 상기 저장 유닛을 통과하는 가스에서의 하나 이상의 기준 오염 물질을 포집하도록 구조적으로 구성되는, 상기 저장 유닛;
    상기 연소실과 선택적으로 연통하고 상기 저장 유닛과 선택적으로 연통하는 후처리 시스템으로서, 상기 후처리 시스템을 통과하는 가스에서의 하나 이상의 기준 오염 물질과 반응하도록 구조적으로 구성되는, 상기 후처리 시스템;
    상기 연소실과 상기 저장 유닛 사이 및 상기 연소실과 상기 후처리 시스템 사이에 위치되는 후처리-저장 유닛 밸브로서, 상기 연소실 및 상기 저장 유닛이 상기 후처리-저장 유닛 밸브를 통해 서로 연통하는 저장 위치와, 상기 연소실이 상기 후처리-저장 유닛 밸브를 통해 상기 후처리 시스템과 연통하는 후처리 위치 사이에서 재위치 가능한, 상기 후처리-저장 유닛 밸브; 및
    상기 후처리-저장 유닛 밸브에 통신 가능하게 결합되고, 프로세서 및 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트를 포함하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트는 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    상기 후처리-저장 유닛 밸브를 저장 위치로 유도하고, 이에 의해 연소실로부터 저장 유닛으로 배기 가스를 유도하는 것을 포함하는 시동 절차를 실행하고;
    상기 후처리 위치로 이동하도록 후처리-저장 유닛 밸브를 유도하고, 이에 의해 상기 연소실로부터 상기 후처리 시스템으로 배기 가스를 유도하는 것을 포함하는 2차 절차를 실행하게 하는, 내연기관 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러에 통신 가능하게 결합된 온도 센서를 추가로 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 후처리 시스템의 온도를 검출하도록 구조적으로 구성되며, 상기 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트는 실행될 때 상기 프로세서로 하여금,
    상기 후처리 시스템의 검출된 온도를 나타내는 신호를 온도 센서로부터 수신하고;
    상기 후처리 시스템의 검출된 온도가 활성 온도를 초과하는지의 여부를 결정하고,
    상기 후처리-저장 유닛 밸브를 후처리 위치로 이동하도록 유도하는 것은 상기 후처리 시스템의 온도가 상기 활성 온도를 초과한다는 결정에 응답하는, 내연기관 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 컨트롤러에 통신 가능하게 결합된 오염 물질 센서를 추가로 포함하고, 상기 오염 물질 센서는 상기 저장 유닛 내에 저장된 하나 이상의 기준 오염 물질의 양을 검출하도록 구조적으로 구성되는, 내연기관 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 컴퓨터 판독 가능 및 실행 가능한 명령 세트는 실행될 때 상기 프로세서로 하여금,
    상기 저장 유닛 내에 저장된 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양을 나타내는 신호를 상기 오염 물질 센서로부터 수신하고;
    상기 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과하는지의 여부를 결정하고;
    상기 하나 이상의 기준 오염 물질의 검출된 양이 구성 가능한 임계값을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 후처리-저장 유닛 밸브가 상기 저장 위치로 이동하도록 유도하고, 이에 의해 상기 연소실로부터 상기 저장 유닛으로 배기 가스를 유도하게 하는, 내연기관 시스템.
  11. 내연기관 시스템을 작동시키기 위한 방법으로서,
    내연기관의 연소실 내에서 연료 및 공기 혼합물을 연소시키고, 이에 의해 배기 가스를 형성하는 단계;
    2차 절차를 수행하는 단계로서, 상기 2차 절차는,
    상기 연소실로부터 후처리 시스템으로의 배기 가스를 전달하는 단계;
    상기 후처리 시스템에서 배기 가스를 반응시키고, 이에 의해 처리된 배기 가스를 형성하는 단계로서, 상기 처리된 배기 가스는 상기 연소실로부터의 배기 가스보다 적은 기준 오염 물질을 포함하는, 상기 처리된 배기 가스 형성 단계;
    상기 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 전달하는 단계를 포함하는, 상기 2차 절차를 수행하는 단계;
    상기 2차 절차를 수행한 후, 재생 절차를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 재생 절차는,
    상기 연소실로부터 상기 저장 유닛으로 배기 가스를 전달하는 단계;
    상기 배기 가스를 이용하여 방출 온도 이상으로 저장 유닛을 가열하고, 이에 의해 상기 저장 유닛으로부터 저장된 기준 오염 물질을 방출하는 단계;
    상기 저장 유닛으로부터 상기 후처리 시스템으로 방출된 기준 오염 물질을 전달하는 단계; 및
    상기 방출된 기준 오염 물질을 상기 후처리 시스템과 반응시키는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 재생 절차를 수행한 후에, 상기 2차 절차를 재개하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준 오염 물질은 일산화탄소, 질소 산화물, 및 탄화수소 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 절차는 상기 처리된 배기 가스를 저장 유닛으로 보내기 전에, 상기 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 처리된 배기 가스를 냉각하는 단계는 폐열 회수 유닛을 통해 처리된 배기 가스를 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
KR1020227026113A 2020-01-03 2020-12-22 기준 오염 물질 저감을 포함하는 내연기관 시스템 KR20220116554A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/733,928 US11187124B2 (en) 2020-01-03 2020-01-03 Internal combustion engine systems including criteria pollutant mitigation
US16/733,928 2020-01-03
PCT/US2020/066514 WO2021138131A1 (en) 2020-01-03 2020-12-22 Internal combustion engine systems including criteria pollutant mitigation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220116554A true KR20220116554A (ko) 2022-08-23

Family

ID=74236267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227026113A KR20220116554A (ko) 2020-01-03 2020-12-22 기준 오염 물질 저감을 포함하는 내연기관 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11187124B2 (ko)
JP (1) JP7475456B2 (ko)
KR (1) KR20220116554A (ko)
CN (1) CN114867934A (ko)
WO (1) WO2021138131A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11852063B1 (en) 2022-12-13 2023-12-26 Saudi Arabian Oil Company Internal combustion engine systems including intermittent sorbent usage for emission reduction
US11959411B1 (en) * 2022-12-15 2024-04-16 Saudi Arabian Oil Company Treatment system for gasoline compression ignition engine exhaust

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05321649A (ja) * 1992-05-15 1993-12-07 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス浄化装置
US5768888A (en) 1996-11-08 1998-06-23 Matros Technologies, Inc. Emission control system
CA2350027A1 (en) 1998-11-06 2000-05-18 Ceryx Incorporated Integrated apparatus for removing pollutants from a fluid stream in a lean-burn environment with heat recovery
DE19960430B4 (de) * 1999-12-15 2005-04-14 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Stickoxid-Speicherkatalysator und Schwefeloxid-Falle und Betriebsverfahren hierfür
US6679052B2 (en) 2001-07-31 2004-01-20 Toyota Jidosha Kaisha Emission control apparatus
US20080241032A1 (en) 2007-04-02 2008-10-02 Geo2 Technologies, Inc. Catalyzing Lean NOx Filter and Method of Using Same
JP2007192055A (ja) 2006-01-17 2007-08-02 Toyota Motor Corp 排ガス浄化装置と排ガス浄化方法
JP4915277B2 (ja) 2007-05-14 2012-04-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US20090183498A1 (en) * 2008-01-22 2009-07-23 Kazuya Uchida Exhaust emission control device
US8392091B2 (en) 2008-08-22 2013-03-05 GM Global Technology Operations LLC Using GPS/map/traffic info to control performance of aftertreatment (AT) devices
DE102008042767B4 (de) 2008-10-13 2012-03-01 Ford Global Technologies, Llc Abgasreinigungsanlage
US8161733B2 (en) * 2009-03-03 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon retaining and purging system
JP2014504695A (ja) 2011-01-20 2014-02-24 サウジ アラビアン オイル カンパニー 自動車排気ガスに由来するｃｏ２の車両内回収及び貯蔵
JP2012255354A (ja) 2011-06-08 2012-12-27 Suzuki Motor Corp 排気ガス浄化装置
FR2978800B1 (fr) 2011-08-05 2014-05-23 Aircelle Sa Nacelle de turboreacteur a tuyere variable
US9016047B2 (en) 2013-02-15 2015-04-28 GM Global Technologies Operations LLC System and method for exhaust gas aftertreatment
CN104994954B (zh) 2013-02-18 2018-03-27 庄信万丰股份有限公司 NOx捕集阱组合物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021138131A1 (en) 2021-07-08
CN114867934A (zh) 2022-08-05
US20210207511A1 (en) 2021-07-08
EP4085184A1 (en) 2022-11-09
US11187124B2 (en) 2021-11-30
JP2023509166A (ja) 2023-03-07
JP7475456B2 (ja) 2024-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8661797B2 (en) NOx adsorber regeneration system and method
JP6614187B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US20180135482A1 (en) Engine exhaust emissions treatment system
US8713919B2 (en) Exhaust system for internal combustion engine
JP7475456B2 (ja) 基準汚染物質軽減を含む内燃機関システム
US20130095002A1 (en) Exhaust gas purifying filter, system of regenerating gasoline particulate filter, and method thereof
JP2015081541A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2009041442A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2007100578A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US7788901B2 (en) Apparatus and method for regenerating exhaust treatment devices
US10323561B2 (en) Methods for monitoring and modelling thermal characteristics of oxidation catalyst devices
JP2009264320A (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
KR102383213B1 (ko) 차량의 배기정화장치 및 그 제어방법
JP2006112347A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2010156277A (ja) 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
EP4085184B1 (en) Exhaust gas treatment: system and method
US11852063B1 (en) Internal combustion engine systems including intermittent sorbent usage for emission reduction
CN110792492A (zh) 用于排气处理的方法、控制装置、排气系统、机动交通工具以及计算机程序产品
CN106605048B (zh) 排气后处理装置中的NOx还原控制方法
TW523571B (en) Small-volume NOx adsorber
JP2004176636A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR101459439B1 (ko) 자동차 엔진의 촉매 장치 및 이를 구비한 배기 가스 정화 장치
US9371757B2 (en) Catalytic converter of internal combustion engine and apparatus for purifying exhaust gas provided with the same
KR20210154313A (ko) 배기가스 정화장치 및 그 제어 방법
JP6252375B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法