KR100210168B1 - Cng차량의 촉매성능 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혼합기의 희박연소 영역에 있어서 HC의 정화율이 급격히 저하되는 원인을 규명하고, 궁극적으로는 배기가스 정화율의 극대화에 기여할 수 있는 CNG차량의 촉매성능 검출장치를 제공하기 위하여 CH4, NO, CO, H2, O2, N2등 다종의 가스가 각각 채워지는 다수의 봄베(2)로부터 배출되는 다종의 가스배출량을 조절하여 임의의 농도로 혼합시키며, 물을 베이포라이져(12)에서 기화시켜 상기 혼합가스 중에 중에 혼합시켜 소정의 모델가스를 제공하게 되는 가스공급부(4)와; 상기 가스공급부(4)로부터 공급되는 모델가스를 반응온도에 까지 가열시키는 예열부(10)와; 상기 예열부(10)에서 소정 온도로 가열된 모델가스가 촉매와 반응되는 반응부(14)와; 상기 반응부(14)에서 촉매와 반응된 모델가스 중의 산소농도를 측정하여 산소농도의 측정치에 따라 촉매의 성능을 검출 표시하는 가스분석기(16)를 포함하도록 구성한 것이다.

Description

CNG차량의 촉매성능 검출장치
본 발명은 CNG차량의 촉매성능 검출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축천연가스를 사용하는 CNG차량의 배기가스를 정화시키는 촉매의 성능을, 모델가스를 이용하여 검출하는 CNG차량의 촉매성능 검출장치에 관한 것이다.
차량을 구동하기 위한 엔진은 흡기장치에 의해 공기가 흡입되는 연소실로, 연료장치에 의해 연료가 공급되도록 하여 연소실내에 형성되는 혼합기의 연소 폭발에 따라 차량을 주행시키기 위한 구동력을 발한다.
특히, CNG가스를 연료로 사용하는 차량에 채용되는 연료장치는 엔진의 실린더헤드에 각 연소실과 연통하는 믹서가 설치되고, 이 믹서에 베이퍼라이저와 솔레노이드밸브와 필터유닛, 그리고 봄베가 연료호스로 연결되어 봄베에 충진된 CNG가스가 공기와 혼합된 상태로 연소실에 공급되는 구조로 구성되어 있다.
한편, 상기 연소실에서 연소되어 배기장치를 통해 배출되는 배기가스는 다량의 유해물질이 함유되어 있어 대기오염의 주요 원인이 되기 때문에 엔진의 배기포트에 연통 연결되는 상기 배기관에 촉매컨버어터를 설치하여 배기가스에 함유된 유해물질을 중화시킨다.
상기한 바와 같은 촉매컨버어터는 가스 속의 CO와 HC를 CO2와 H2O로 산화시키는 산화촉매방식과, 가스 속의 NOx를 N2와 CO2로 환원시키는 환원방식, 그리고 가스 속의 CO, HC, NOx를 하나의 촉매로 동시에 처리하는 3원촉매방식이 알려져 있으며, 보통 담체 표면에 백금 등의 귀금속으로 된 촉매를 부착시켜 촉매로 하여금 배기가스에 함유된 유해성분을 중화시킬 수 있도록 하고 있다.
이와 같은 배기가스의 정화작용을 행하도록 구성된 CNG차량은 혼합기의 희박연소 영역에 있어서 HC의 정화율이 급격히 저하되는 것으로 알려져 있으며, 근래 들어 그 원인을 규명하여 배기가스의 정화율을 극대화시키기 위해 촉매의 성능을 시험 검출할 수 있는 수단의 강구가 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모델가스를 이용하여 CNG차량의 배기가스를 정화시키는 촉매의 성능을 시험 검출함으로써, 혼합기의 희박연소 영역에 있어서 HC의 정화율이 급격히 저하되는 원인을 규명하고, 궁극적으로는 배기가스 정화율의 극대화에 기여할 수 있는 CNG차량의 촉매성능 검출장치를 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 의한 CNG차량의 촉매성능 검출장치를 개략적으로 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
2 : 봄베 4 : 가스공급부
10 : 예열부 12 : 베이포라이져
14 : 반응부 16 : 가스분석기
이를 실현하기 위하여 본 발명은 CH4, NO, CO, H2, O2, N2등 다종의 가스가 각각 채워지는 다수의 봄베와, 이 다수의 봄베로부터 배출되는 다종의 가스배출량을 조절하여 임의의 농도로 혼합시키며, 물을 베이포라이저에서 기화시켜 상기 혼합가스 중에 혼합시켜 소정의 모델가스를 제공하는 가스공급부와; 상기 가스공급부로부터 공급되는 모델가스를 반응온도로 가열시키는 예열부와; 상기 예열부에서 소정 온도로 가열된 모델가스가 촉매 반응되는 반응부와; 상기 반응부에서 촉매와 반응된 모델가스 중의 산소농도를 측정하여 산소농도의 측정치에 따라 촉매의 성능을 검출하는 가스분석기를 포함하는 구성으로 이루어진 CNG차량의 촉매성능 검출장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은, 상기한 가스공급부와 예열부 및 반응부, 그리고 가스분석기를 잇는 관로의 소정부에 다수의 솔레노이드밸브가 설치되고, 이 다수의 솔레노이드밸브의 열리는 정도 및 상기 예열부와 반응부의 작용을 제어함과 아울러, 상기 가스분석기로부터 검출되는 산소농도에 따른 검출치를 표시할 수 있는 제어부가 더욱 포함되는 구성으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 구성에 따라 제어부에 의해 봄베의 솔레노이드 밸브들이 제어되어 열리면 다수의 봄베로부터 적당한 양으로 CH4, NO, CO, H2, O2, N2등의 가스가 배출되어 관로 중에서 혼합되고, 이러한 혼합가스중에 베이포라이져에서 기화된 수분이 더욱 혼합된 소정의 모델가스가 예열부에 공급된다.
상기한 바와 같이 예열부로 공급된 모델가스는 소정의 온도로 가열되고, 반응부로 공급되어 반응부의 촉매와 반응되며, 반응된 후의 모델가스는 가스분석기에서 산소농도가 측정된다. 상기 가스분석기에서 측정된 산소농도는 제어부로 출력되어 표시됨으로써, 모델가스에 대한 촉매의 성능을 쉽게 인지할 수 있게 되는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명에 의한 CNG차량의 촉매성능 검출장치의 일 실시예를 나타내는 도면으로서, CH4, NO, CO, H2, O2, N2등 다종의 가스가 각각 채워지는 다수의 봄베(2)를 보유하는 가스공급부(4)가 구성되어 있다.
상기 다수의 봄베(2)는 솔레노이드밸브(SV)를 갖는 관로(P)로 예열부(10)와 연결되어 있어 상기 관로(P)를 통하는 모델가스를 임의의 온도로 예열시킬 수 있고, 상기 솔레노이드밸브(SV)는 제어부(C)에 의해 그 열림량이 제어되는 상태로 작동하여 봄베(2)로부터 배출되는 배출가스의 배출량을 조절하게 된다.
또, 상기 봄베(2)에서 연결되는 관로(P)에는 베이포라이져(12)가 연결되어 있어 상기 베이포라이져(12)에서 기화된 수분이 혼합가스 중에 포함되는 소정의 모델가스를 제공하게 된다.
한편, 상기한 바와 같이 예열부(10)에서 소정 온도로 가열된 모델가스가 촉매와 반응되는 반응부(14)가 구성되어 있고, 이와 같은 반응부(14)는 촉매와 반응된 모델가스 중의 산소농도를 측정하여 산소농도의 측정치에 따라 촉매의 성능을 검출 표시하는 가스분석기(16)와 연결되어 있다.
상기한 바와 같은 바와 같은 구성에 따라 제어부(C)에 의해 봄베(2)의 솔레노이드 밸브(SV)들이 제어되어 열리면 다수의 봄베(2)로부터 적당한 양으로 CH4, NO, CO, H2, O2, N2등의 가스가 배출되어 관로(P) 중에서 혼합된다.
이러한 혼합가스중에 베이포라이져(12)에서 기화된 수분이 더욱 혼합된 소정의 모델가스로 예열부(10)에 적당한 양(이를테면 0℃의 대기압 상태로 환산된 모델가스량을 촉매용량으로 나눈 60,000/h의양)으로 공급되며, 상기한 바와 같이 예열부(10)로 공급된 모델가스는 소정의 온도(이를테면 400℃)로 가열된 후 반응부(14)로 공급된다.
따라서 상기 예열된 모델가스는 반응부(14)의 촉매와 반응되고, 반응된 후의 모델가스는 가스분석기(16)에서 산소농도가 측정 표시됨으로써, 모델가스에 대한 촉매의 성능을 쉽게 인지할 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 CNG차량의 촉매성능 검출장치는 모델가스를 이용하여 CNG차량의 배기가스를 정화시키는 촉매의 성능을 시험 검출함으로써, 혼합기의 희박연소 영역에 있어서 HC의 정화율이 급격히 저하되는 원인을 규명하고, 궁극적으로는 배기가스 정화율의 극대화에 기여할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. CH4, NO, CO, H2, O2, N2등 다종의 가스가 각각 채워지는 다수의 봄베(2)로부터 배출되는 다종의 가스배출량을 조절하여 임의의 농도로 혼합시키며, 베이포라이져(12)에서 기화된 수분을 상기 혼합가스 중에 혼합시켜 소정의 모델가스로 제공하는 가스공급부(4)와;
    상기 가스공급부(4)로부터 공급되는 모델가스를 반응온도에 까지 가열시키는 예열부(10)와;
    상기 예열부(10)에서 소정 온도로 가열된 모델가스가 촉매 반응되는 반응부(14)와;
    상기 반응부(14)에서 촉매와 반응된 모델가스 중의 산소농도를 측정하여 산소농도의 측정치에 따라 촉매의 성능을 검출 표시하는 가스분석기(16)를 포함하는 구성으로 이루어진 CNG차량의 촉매성능 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 가스공급부(4)와 예열부(10) 및 반응부(14), 그리고 가스분석기(16)를 잇는 관로(P)의 소정부에
    다수의 솔레노이드밸브(SV)가 설치되고,
    이 다수의 솔레노이드밸브(SV)의 열리는 정도 및 상기 예열부(10)와 반응부(14)의 작용을 제어하는 제어부(C)가 더욱 포함되는 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 CNG차량의 촉매성능 검출장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100731149B1 (ko) * 2006-06-20 2007-06-22 주식회사 하이젠 촉매성능평가장치
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CN105067551A (zh) * 2015-07-09 2015-11-18 无锡威孚环保催化剂有限公司 傅里叶红外汽车尾气评价***

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