KR20240028194A - 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치가 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치는 기존에 설치된 가스엔진히트펌프의 배출 가스를 저감하기 위한 것으로서, 기 설치되어 있는 제 1 믹서의 전단에 설치되어서 공기와 연료를 혼합하여 상기 제 1 믹서의 후단에 있는 흡기매니폴드로 제공하는 제 2 믹서; 엔진 후단의 배기매니폴드와 열교환기 사이에 설치되며, 상기 제 2 믹서를 통해 제공된 유체 내의 연료가 엔진에서 연소된 후 배기매니폴드를 거쳐 오면 삼원촉매를 이용하여 배출 가스를 정화하는 삼원촉매기; 외부에서 유입되는 기본 공기량에 맞추어 공기과잉률이 1이 되도록, 상기 제 2 믹서로 주입되는 연료량을 조절하는 스텝모터; 및 엔진의 운전 영역에 따라 상기 삼원촉매기가 최대 효율을 가질 수 있도록 연료량 및 점화 시기를 조절하는 제어기; 를 포함하며, 상기 스텝모터는 연료량을 적어도 3단계 이상으로 조절할 수 있다.

Description

가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치 {Exhaust Gas Reducing Apparatus For GHP}
본 발명은 가스엔진히트펌프(Gas Engine Driven Heat Pump, GHP)용 배출 가스 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 촉매 변환 효율을 향상시켜 배출 가스를 저감할 수 있는 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치에 관한 것이다.
가스엔진히트펌프는 냉난방기의 압축기를 구동하는 경우에 전기 모터 대신 엔진을 사용하는 냉난방기를 말한다. 엔진 구동에 사용되는 연료는 도시가스(LNG) 또는 LPG(액화프로판가스)이다. 엔진 구동에 사용되는 연료는 가스상태로 공급되며 믹서에 의해 공기와 혼합되어 연소가능한 상태로 엔진에 유입된다. 냉난방기 가동시에 냉난방기 상태 변화에 따른 신호가 엔진제어기(ECU)로 송신된다. 엔진제어기는 냉난방기의 압축기 부하에 따라 엔진의 회전수를 제어한다. 엔진은 압축기와 연결되어 있어 압축기가 냉매 압축을 함으로써 냉난방이 이루어진다.
가스엔진히트펌프는 효율성이 좋으나 일산화탄소(CO), 탄화수소(THC), 질소화합물(NOx)의 배출량이 많은 문제가 있다.
근래에는 배출 가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 기존의 가스엔진히트펌프는 배출 가스 규제 대상에서 제외되어 배출 가스량에 대한 규제가 없었으나 현재는 일산화탄소(CO), 탄화수소(THC), 질소화합물(NOx)의 배출총량이 규제되고 있다.
다수의 가스엔진히트펌프나 가스 열병합 발전기가 보급되고 있으나 유해 배출 가스의 배출에 따른 환경오염에 대한 인식과 대안이 부족한 실정이다.
유해 배출 가스 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0098955호에는 유해 배출 가스를 줄이기 위한 산소센서와 촉매 장착 시스템이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-2385201호와 대한민국 등록특허공보 제10-2379857호에는 믹서에서 공기와 연료량을 제어하는 저공해 가스엔진히트펌프 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 기존에 설치되어 있는 가스엔진히트펌프는 일산화탄소 저감, 질소화합물 저감, 더 나아가서는 연비 상승의 경우까지도 고려하여 희박 연소되도록 제작되었다.
종래에는 연료가 공기보다 적게 공급되어 희박 연소됨으로써 일산화탄소 발생량을 저감하고 연비 향상을 위해서도 연료를 적게 공급하였다. 그리고, 희박 연소를 극대화하면 질소화합물 발생도 억제할 수 있어 공기과잉률(ㅻ)이 1.2 또는 1.3으로 설정되도록 하였다.
삼원촉매는 공기과잉률이 1에 가까울수록 배출 가스 저감 효율이 100%에 가까워진다. 공기과잉률은 실제 공연비(실제 공연비는 실제 이루어지는 공기와 연료의 비율)를 이론 공연비(이론 공연비는 완전 연소가 이루어지는 공기와 연료의 비율)로 나눈 값으로서 1에 가까울수록 가장 바람직하다. 이론 공연비에서 촉매변환효율이 최대값을 나타내므로 연료를 이론 공연비에 맞도록 제공하는 것이 바람직하며 희박 연소는 바람직하지 않다.
그러나, 기존의 가스엔진히트펌프는 완전 연소를 위한 이론 공연비에 미치지 못한다. 따라서, 위의 선행기술들을 기존에 설치되어 있는 가스엔진히트펌프에 적용한다고 하더라도 완전 연소에서 최적의 유해가스 저감효율을 가지는 삼원촉매의 이점을 충분히 가질 수 없으며, 그 만큼 유해 가스 저감 효율이 떨어질 수 밖에는 없다.
본 발명은 기존에 설치되어 있는 가스엔진히트펌프의 획기적인 배출 가스 저감을 위한 기술에 대한 고민으로부터 안출되었다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기존에 설치된 가스엔진히트펌프의 배출 가스를 저감하기 위한 것으로서, 기 설치되어 있는 제 1 믹서의 전단에 설치되어서 공기와 연료를 혼합하여 상기 제 1 믹서의 후단에 있는 흡기매니폴드로 제공하는 제2 믹서; 엔진 후단의 배기매니폴드와 열교환기 사이에 설치되며, 상기 제 2 믹서를 통해 제공된 유체 내의 연료가 엔진에서 연소된 후 배기매니폴드를 거쳐 오면 삼원촉매를 이용하여 배출 가스를 정화하는 삼원촉매기; 외부에서 유입되는 기본 공기량에 맞추어 공기과잉률이 1이 되도록, 상기 제 2 믹서로 주입되는 연료량을 조절하는 스텝모터; 및 엔진의 운전 영역에 따라 상기 삼원촉매기가 최대 효율을 가질 수 있도록 연료량 및 점화 시기를 조절하는 제어기; 를 포함하며, 상기 스텝모터는 연료량을 적어도 3단계 이상으로 조절할 수 있다.
상기 스텝모터의 연료량 조절의 정밀도를 향상시키기 위한 듀티 솔레노이드 밸브를 더 포함한다.
상기 제어기는 상기 제 1 믹서와 연결되어 상기 제 1 믹서에 있는 스텝모터를 제어한다.
상기 흡기매니폴드에 설치되어 상기 엔진의 부하를 측정하기 위하여 설치되는 매니폴드 압력 센서를 더 포함한다.
상기 엔진에 설치되어 상기 엔진의 회전속도를 측정하기 위하여 설치되는 크랭크 포지션 센서를 더 포함한다.
상기 배기매니폴드와 상기 삼원촉매기 사이에 설치되는 전단 산소 센서를 더 포함한다.
상기 삼원촉매기와 상기 열교환기 사이에 설치되는 후단 산소 센서를 더 포함한다.
본 발명에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 유해 배출 가스인 일산화탄소, 탄화수소, 질소화합물을 현저하게 낮출 수 있다.
둘째, 연료조절용 스텝모터 및 듀티 솔레노이드 밸브를 이용하여 연료량을 정밀하게 조절할 수 있다.
셋째, 전단산소센서 및 후단산소센서를 이용하여 촉매의 최적 운전 공연비를 유추하고 그 값을 보정하여 연료량을 조절할 수 있다.
넷째, 기 설치된 가스엔진히트펌프에 추가 설치될 수 있어 활용성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치의 모식도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 기존의 가스엔진히트펌프는 제 1 믹서(10), 쓰로틀 바디(11), 흡기매니폴드(12), 엔진(13), 점화플러그(14), 배기매니폴드(15), 열교환기(16) 및 제 1 제어기(ECU)(17)를 포함하여 구성되어 있다.
종래의 제 1 믹서(10)는 외부 공기와 연료를 혼합시켜 엔진(13)에 공급하도록 구성되어 있다.
쓰로틀 바디(11)는 제 1 제어기(17)에 의해 제어된다. 쓰로틀 바디(11)에는 제 1 믹서(10)를 통해 유입되는 혼합 가스가 엔진에서 요구되는 엔진 회전수 및 부하에 따라 유입된다. 쓰로틀 바디(11)는 내부에 구비되어 있는 쓰로틀 밸브에 의해 흡기매니폴드(12)를 통해 엔진(13)으로 유입되는 혼합 가스의 양이 조절되도록 한다. 쓰로틀 밸브의 개도량은 제 1 제어기(17)에서 전기적으로 조절된다.
흡기매니폴드(12)는 쓰로틀 바디(11)로부터 유입된 혼합 가스가 엔진(13)의 연소실로 공급되도록 한다.
엔진(13)은 혼합 가스가 유입되는 흡기매니폴드(12)를 통해 오는 혼합 가스를 점화플러그(14)의 점화에 의해 착화하여 출력을 발생시킨다.
점화플러그(14)는 엔진(13)에 설치되어 제 1 제어기(17)에 의해 제어되며 엔진(13)의 내부에서 연료 연소를 위해 점화된다.
배기매니폴드(15)는 엔진(13)에 결합되어 엔진(13)에서 연소된 배기가스가 통합되어 배출되도록 한다. 배기매니폴드(15)는 엔진(13)에서 연소되어 배출되는 배기가스가 열교환기(16)로 흐르도록 한다.
열교환기(16)는 배기매니폴드(15)로부터 유입되는 배기가스를 냉각수로 열교환시킨다. 그 후에 냉각된 배기가스가 외부로 배기된다.
제 1 제어기(17)는 엔진(13)으로 유입된 혼합 가스가 점화플러그(14)에 의해 연소되도록 점화플러그(14)를 제어한다. 제 1 제어기(17)는 엔진(13)의 전체 작동을 제어하는 엔진 제어기이다.
제 1 제어기(17)는 냉난방기의 냉난방 부하에 따른 신호에 의해 엔진의 회전수 및 부하를 조절한다. 냉난방기의 냉난방 부하 신호, 예를 들어 압축기의 상태 변화에 따른 부하 신호가 수신되면, 제 1 제어기(17)는 냉난방기로부터 수신된 신호에 따라 엔진(13)의 회전수 및 부하를 조절하게 된다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치는 기존의 가스엔진히트펌프에 제 2 믹서(20), 스텝모터(21), 듀티 솔레노이드 밸브(22), 제 2 제어기(23), 매니폴드 압력 센서(24), 크랭크 포지션 센서(25), 삼원촉매기(26), 전단 산소 센서(27), 및 후단 산소 센서(28)를 포함하여 구성되어 있다.
제 2 믹서(20)는 기 설치되어 있는 제 1 믹서(10)의 전단에 설치되고 외부에서 유입되는 공기와 연료를 혼합하여 제 1 믹서(10)로 공급한다. 이에 따라, 제 1 믹서(10)는 혼합 가스를 통과시키는 유로 역할을 한다. 제 1 믹서(10)로 공급되는 혼합 가스는 제 1 믹서(10)의 후단에 있는 흡기매니폴드(12)로 공급된다.
스텝모터(21)는 제 2 믹서(20)에 설치되어 외부에서 유입되는 공기량에 따라 연료 공급량을 조절한다. 스텝모터(21)는 외부에서 유입되는 공기량에 맞추어 공기과잉률이 1이 되도록 제 2 믹서(20)로 공급되는 연료량을 조절한다. 그래서, 스텝모터(21)는 이상적인 연소가 이루어져 유해가스 배출이 저감되도록 한다.
듀티 솔레노이드 밸브(22)는 제 2 믹서(20)에 설치되어 스텝모터(21)와 함께 제 2 믹서(20)에 공급되는 연료량을 조절한다. 듀티 솔레노이드 밸브(22)는 혼합 가스가 엔진(13)에서 완전 연소되도록 연료량을 스텝모터(21)보다 세밀하게 조절한다.
듀티 솔레노이드 밸브(22)는 엔진(13)에서 완전 연소가 이루어지도록 스텝모터(21)보다 연료량을 미세하게 조절하여 산화 환원 반응을 최적화시켜 유해가스 배출 방지를 수행하게 된다. 즉, 스텝모터(21)에 의한 연료량 조절의 불완전함이 듀티 솔레노이드 밸브(22)에 의해 정밀하게 조절되어 해소된다.
제 2 제어기(23)는 연료량을 조절하는 스텝모터(21), 듀티 솔레노이드 밸브(22) 및 엔진(13)의 점화플러그(14)를 제어한다. 즉, 제 2 제어기(23)는 엔진(13)의 작동에 따라 삼원촉매기(26)가 최대 효율을 가질 수 있도록 엔진(13)에 공급되는 연료량 및 점화플러그(14)의 점화 시기를 제어한다.
제 2 제어기(23)는 엔진(13)에서 연소된 배기가스에서 산소 농도를 측정하는 전단 산소 센서(27) 및 삼원촉매기(26)에서 처리된 배출 가스의 산소농도를 측정하는 후단 산소 센서(28)에 각각 연결되어 있다.
제 2 제어기(23)는 전단 산소 센서(27) 및 후단 산소 센서(28)에서 감지되는 신호를 수신하여 제 2 믹서(20)를 제어함으로써 목표 공연비에 따른 연료량 공급을 제어한다.
매니폴드 압력 센서(24)는 엔진(13)의 부하를 측정하기 위하여 흡기매니폴드(12)에 설치되어 흡기매니폴드(12) 내부의 압력을 측정한다. 즉, 엔진(13)으로의 흡입 공기량이 많아지게 되면 쓰로틀 바디(11)의 쓰로틀 밸브의 개도량이 증가하게 되어 흡기매니폴드(12)의 내부 압력이 상승한다. 흡기매니폴드(12)의 내부 압력을 알 수 있게 되면 엔진의 실린더로 들어가는 공기량을 알 수 있다. 엔진의 실린더로 들어가는 공기량을 알게 되면 연료량을 알 수 있으므로 제 2 제어기(23)가 연료량을 조절할 수 있게 된다.
크랭크 포지션 센서(25)는 엔진(13)의 회전속도를 측정하기 위하여 엔진(13)에 설치된다. 즉, 크랭크 포지션 센서(25)는 엔진의 크랭크 축 또는 실린더의 캠 축에 설치되어 크랭크 축 또는 캠 축의 회전에 따라 회전속도를 측정하도록 구성되어 있다.
삼원촉매기(26)는 배기매니폴드(15)와 열교환기(16) 사이에 설치된다. 삼원촉매기(26)는 제 2 믹서(20)를 통해 공급된 혼합 가스가 엔진(13)에서 연소된 후 배기매니폴드(15)를 통해 유입되면 삼원촉매의 산화/환원 반응에 의해 배출 가스를 정화한다.
삼원촉매기(26)는 엔진(13)으로부터 배출되는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(THC)를 산화반응이 이루어지도록 하여 이산화탄소와 수증기로 변화시키고, 질소화합물(NOx)을 환원반응이 이루어지도록 하여 질소(N2)와 산소(O2)로 변화시켜 배출 가스를 정화한다.
따라서, 삼원촉매기(26)는 배기매니폴드(15)로부터 유입되는 유해가스인 일산화탄소(CO), 탄화수소(THC), 질소화합물(NOx)을 저감한다.
전단 산소 센서(27)는 배기매니폴드(15)와 삼원촉매기(26) 사이에 설치된다. 전단 산소 센서(27)는 엔진(13)에서 연소된 배기가스에서 산소 농도를 측정한다. 전단 산소 센서(27)는 측정된 신호를 제 2 제어기(23)에 송신한다. 전단 산소 센서(27)로부터 측정된 신호는 제 2 제어기(23)에 송신되어 연료량 조절에 이용된다.
후단 산소 센서(28)는 삼원촉매기(26)와 열교환기(16) 사이에 설치된다. 후단 산소 센서(28)는 삼원촉매기(26)에서 처리된 배출 가스의 산소농도를 측정한다. 후단 산소 센서(28)는 측정된 신호를 제 2 제어기(23)에 송신한다. 후단 산소 센서(28)에서 측정된 신호는 촉매 진단기능 및 연료량 보정에 활용된다.
전단 산소 센서(27)와 후단 산소 센서(28)는 각각 바이너리(Binary) 타입과 리니어(Linear) 타입이 이용될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치의 작동 관계를 설명하면, 대기중의 공기와 가스 연료가 제 2 믹서(20)에 공급되어 혼합된다. 제 2 믹서(20)에서 혼합된 혼합 가스는 제 1 믹서(10)로 유입되어 흡기매니폴드(12)를 통해 엔진(13)의 각 실린더로 분배된다.
제 2 제어기(23)는 제 2 믹서(20)의 스텝모터(21)를 이용하여 기본 연료량을 제어한다. 제 2 제어기(23)는 공연비가 이론 공연비로 유지되도록 스텝모터(21)를 제어한다. 제 2 제어기(23)는 스텝모터(21)를 제어하되, 스텝모터(21)는 조절 가능한 혼합 가스량을 3단계 이상으로 세분화하여 조절할 수 있다.
이와 함께, 제 2 제어기(23)는 듀티 솔레노이드 밸브(22)를 제어하여 혼합 가스가 소정의 이론 공연비를 최적으로 유지하도록 한다.
즉, 제 2 제어기(23)는 듀티 솔레노이드 밸브(22)를 제어하되, 듀티 솔레노이드 밸브(22)는 이론 공연비로 유지되도록 이론 공연비보다 미세하게 적거나 많은 범위 내에서 연료 공급량을 조절하여 삼원촉매의 산화 환원 반응이 신속하고 지속적으로 반복될 수 있도록 함으로써 산화 환원 반응을 최적화시켜 유해가스 배출 방지를 극대화한다.
이는 삼원촉매가 유해 배출 가스를 산화 및 환원시켜 정화하는 작용을 하되, 이론 공연비보다 농후하게 되면 일산화탄소와 탄화수소의 발생량이 많아지고, 반대로 이론 공연비보다 희박하게 되면 산소과잉으로 질소화합물의 발생량이 많아지기 때문이다.
공연비에 따라 최적 점화시기(MBT, Maximum Brake Torque Spark Timing)가 달라질 수 있으므로 제 2 제어기(23)는 엔진(13)의 점화 플러그(14)를 이용하여 점화시기를 필요에 따라 조절한다.
제 2 제어기(23)는 매니폴드 압력 센서(24)와 크랭크 포지션 센서(25)가 측정하는 신호를 받게 된다. 그러므로, 제 2 제어기(23)는 엔진(13)의 운전 영역에 따라 삼원촉매기(26)가 최대 효율을 가질 수 있도록 연료량 및 점화 시기를 조절한다. 여기서, 엔진(13)의 운전 영역은 엔진의 운전 상태로서, 엔진(13)의 회전속도와 흡기매니폴드 압력으로 나타낼 수 있는 모든 엔진 작동 상태이다.
엔진(13)은 복수개의 실린더로 구성되어 있다. 각각의 실린더 또는 실린더들 사이에는 연소 사이클마다 차이를 가지므로 전단 산소 센서(27)가 배기가스의 산소량을 측정하게 된다. 제 2 제어기(23)는 전단 산소 센서(27)에서 측정된 값을 받아 연료량을 미세하게 조절한다.
상기와 같이 제 2 제어기(23)가 연료량을 조절하면 삼원촉매기(26) 내에서 배출 가스의 산화 및 환원 반응이 빠른 속도로 이루어져 배출 가스 정화가 진행된다. 삼원촉매기(26)는 배기매니폴드(15)로부터 유입되는 배출 가스를 정화하여 열교환기(16)로 흐르도록 한다.
열교환기(16)는 유입되는 배출 가스를 냉각수로 열교환시킨 후에 냉각된 배출 가스가 외부로 배기되도록 한다.
시간이 지남에 따라 또는 엔진의 실린더 간의 차이에 의해 삼원촉매기(26)의 촉매 변환 효율이 달라질 수 있다.
후단 산소 센서(28)는 삼원촉매기(26)에서 처리된 배출 가스에서 산소농도를 측정하고, 측정된 신호를 제 2 제어기(23)에 송신한다. 제 2 제어기(23)는 그 값을 보정하여 각 촉매의 최적 공연비로 연료량을 조절한다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치의 모식도이다.
도 2를 도 1과 함께 참조하면 도 2의 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치에서 제 2 제어기(23)는 제 1 믹서(10)에 있는 스텝모터를 제어한다.
그래서,제 2 제어기(23)는 제 2 믹서(20)에 설치되어 있는 스텝모터(21)와 듀티 솔레노이드 밸브(22)를 제어하여 제 2 믹서(20)로 공급되는 연료량을 제어한다. 그리고, 제 2 제어기(23)는 제 1 믹서(10)로 공급되는 연료량에 대해 제 1 믹서(10)에 있는 스텝모터를 제어하여 공기과잉률이 1이 되도록 함으로써 연료량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 기타 다른 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치는 유해 배출 가스인 일산화탄소, 탄화수소, 질소화합물을 현저하게 낮출 수 있고, 연료조절용 스텝모터 및 듀티 솔레노이드 밸브를 이용하여 연료량을 정밀하게 조절할 수 있으며, 후단 산소 센서를 이용하여 각 촉매의 최적운전 공연비를 유추하고 그 값을 보정하여 연료량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배출 가스 저감장치는 기 설치된 가스엔진히트펌프에 추가 설치될 수 있어 기존의 장치 전체를 교체함이 없이 본 발명에 따른 배출 가스 저감장치를 추가 설치하여 활용성을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당 업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다.
10: 제 1 믹서
11: 쓰로틀 바디
12: 흡기매니폴드
13: 엔진
14: 점화플러그
15: 배기매니폴드
16: 열교환기
17: 엔진제어기
20: 제 2 믹서
21: 스텝모터
22: 듀티 솔레노이드 밸브
23: 제어기
24: 매니폴드 압력 센서
25: 크랭크 포지션 센서
26: 삼원촉매기
27: 전단 산소 센서
28: 후단 산소 센서

Claims (7)

  1. 기존에 설치된 가스엔진히트펌프의 배출 가스를 저감하기 위한 것으로서,
    기 설치되어 있는 제 1 믹서의 전단에 설치되어서 공기와 연료를 혼합하여 상기 제 1 믹서의 후단에 있는 흡기매니폴드로 제공하는 제 2 믹서;
    엔진 후단의 배기매니폴드와 열교환기 사이에 설치되며, 상기 제 2 믹서를 통해 제공된 유체 내의 연료가 엔진에서 연소된 후 배기매니폴드를 거쳐 오면 삼원촉매를 이용하여 배출 가스를 정화하는 삼원촉매기;
    외부에서 유입되는 기본 공기량에 맞추어 공기과잉률이 1이 되도록, 상기 제 2 믹서로 주입되는 연료량을 조절하는 스텝모터; 및
    엔진의 운전 영역에 따라 상기 삼원촉매기가 최대 효율을 가질 수 있도록 연료량 및 점화 시기를 조절하는 제어기; 를 포함하며,
    상기 스텝모터는 연료량을 적어도 3단계 이상으로 조절할 수 있는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스텝모터의 연료량 조절의 정밀도를 향상시키기 위한 듀티 솔레노이드 밸브; 를 더 포함하는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제 1 믹서에 있는 스텝모터를 제어하는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기매니폴드에 설치되어 상기 엔진의 부하를 측정하기 위하여 설치되는 매니폴드 압력 센서; 를 더 포함하는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진에 설치되어 상기 엔진의 회전속도를 측정하기 위하여 설치되는 크랭크 포지션 센서; 를 더 포함하는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기매니폴드와 상기 삼원촉매기 사이에 설치되는 전단 산소 센서; 를 더 포함하는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼원촉매기와 상기 열교환기 사이에 설치되는 후단 산소 센서; 를 더 포함하는
    가스엔진히트펌프용 배출 가스 저감장치.
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