KR101807753B1 - 발전기 또는 가스엔진히트펌프용 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진 및 그의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진은, 공기와 혼합된 기체 연료를 점화(spark)에 의해 착화(ignition)하여 출력을 발생시킬 수 있게 형성된 엔진본체; 배기관에 연결되어 상기 배기가스의 유해성분을 처리하기 위한 전촉매; 상기 전촉매의 전단에 배치되어 엔진본체로부터 나오는 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 전단산소센서; 상기 전촉매의 후단에 배치되어 상기 전촉매를 통과한 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 후단산소센서; 상기 기체 연료의 공급량을 조절할 수 있게 형성되는 연료량제어밸브; 및 상기 후단산소센서의 신호를 이용하여 상기 전단산소센서의 신호를 기초로 계산된 기본연료량을 보정하여 상기 연료량제어밸브를 조절할 수 있게 형성된 엔진제어부를 포함할 수 있다.

Description

발전기 또는 가스엔진히트펌프용 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진 및 그의 제어 방법{SPARK IGNITION TYPE SUPER LOW EMISSION GAS ENGINE FOR GENERATOR OR GAS HEAT PUMP AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 유해가스의 배출이 적고, 대형 온실 등에서 이산화탄소(CO2) 시비(施肥)가 가능한 발전기 또는 가스엔진히트펌프(Gas Heat Pump; GHP)로 사용될 수 있는 점화 착화(Spark Ignition; SI) 타입 가스엔진 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
가스엔진은 연료로서 기체를 사용하는 내연 기관으로, 완전연소에 가까워 열효율이 높고 배기가스의 공해도 적은 장점을 가지고 있다. 착화의 방식에 따라 가스엔진은 연료가스에 점화를 하여 착화하는 방식(SI)과 액체연료를 분사하고 점화용 화염을 만들어 이를 토대로 연료가스를 점화하는 방식(Dual Fuel Gas Engine; DF)으로 나뉜다. 이중 스파크 점화 가스엔진(SI)은 믹서에 의해 연료가스를 흡입공기와 혼합시키고, 엔진의 흡입과정 때 유입된 혼합가스를 전기 스파크에 의해 연소시켜 출력을 얻는다.
공해 배출물의 저감 및 친환경성에 대한 요구는 엔진 분야에도 예외없이 높아가고 있다. 그럼에도, 기체상태의 가스 연료를 이용하는 점화 착화 방식의 엔진을 이용한 발전기나 가스엔진히트펌프용 엔진에 대해 배출가스를 저감하는 기술을 적용하지 않고 있다. 그 결과, 가스엔진에서도 정화되지 않은 유해 배출 가스가 대기 중에 배출되고 있는 실정이다.
연료를 린(Lean)하게 연소시킬 수 있는 천연가스 엔진에서는 연료와 공기의 비율과 분포를 이론적인 연소에 가깝게 제어할 수 있는 반면, 프로판이나 부탄같은 연료 가스를 사용하는 엔진에서는 그러한 제어가 어려우므로 저공해 엔진을 설계하기 극히 어렵다. 한편, 대표적인 유해가스의 하나인 질소산화물(NOx)의 저감을 위해 요소수(Urea)를 사용하는 촉매환원시스템을 적용한 엔진이 개발되기도 하였으나, 이 방식에서도 사용자가 환원제인 요소수를 계속해서 공급해야 하며, 요소수가 부족하면 이를 확인하고 보충하여야 하는 번거로움도 있다.
그에 따라, 빌딩이나 공장, 학교 등지에서 냉난방 용도로 사용되는 도시가스를 원료로 하는 가스엔진히트펌프(GHP)나 천연가스 또는 기체 LPG를 연료로 하는 비상/상용 발전기에서 정화되지 않은 많은 양의 유해배기가스를 배출하고 있다. 또한, 앞으로도 액체연료나 석탄 등에 비해 오염물의 배출이 적다는 이유로 도시가스가 연료로서 보편화되고, 많은 양의 GHP나 가스 열병합 발전기가 보급되고 있음에도, 위와 같이 여전히 존재하는 유해배기가스의 배출에 따른 환경오염에 대한 인식과 대안이 부족한 실정이다.
본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 유해배출가스를 최소화할 수 있으며, 대형 온실 등에서 이산화탄소(CO2) 시비가 가능한 발전기 또는 가스엔진히트펌프(GHP)로 사용될 수 있는 점화 착화(SI) 타입의 초저공해 가스엔진 및 그의 제어 방법을 제시하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진은, 공기와 혼합된 기체 연료를 점화(spark)에 의해 착화(ignition)하여 출력을 발생시킬 수 있게 형성된 엔진본체; 배기관에 연결되어 상기 배기가스의 유해성분을 처리하기 위한 전촉매; 상기 전촉매의 전단에 배치되어 엔진본체로부터 나오는 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 전단산소센서; 상기 전촉매의 후단에 배치되어 상기 전촉매를 통과한 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 후단산소센서; 상기 기체 연료의 공급량을 조절할 수 있게 형성되는 연료량제어밸브; 및 상기 후단산소센서의 신호를 이용하여 상기 전단산소센서의 신호를 기초로 계산된 기본연료량을 보정하여 상기 연료량제어밸브를 조절할 수 있게 형성된 엔진제어부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진은 상기 전촉매의 활성화 온도 이상을 유지시킬 있도록 상기 전촉매를 감쌀 수 있게 형성된 단열부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진은, 상기 배기가스를 상기 엔진본체로 재순환시킬 수 있게 상기 배기관과 상기 엔진 본체를 연결하는 배기순환파이프; 및 상기 배기순환파이프를 통과하는 배기가스를 조절할 수 있게 형성된 배기순환밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 기체연료의 공급압력은 50 kPa 이하일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진은 상기 기체 연료의 압력을 조절할 수 있게 형성된 연료압력조절기(regulator)를 더 포함할 수 있으며, 상기 연료압력조절기의 설정압력은 10 kPa 이하일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 엔진본체의 배기량이 1000 ~ 8000 cc일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진은, 상기 전촉매의 후단에 연결되어 상기 배기가스의 유해성분을 처리할 수 있게 형성된 후촉매를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전촉매의 용량은 0.5 ~ 3.0 ℓ이고, 상기 후촉매의 용량은 0.5 ~ 5.0 ℓ일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전촉매에 포함된 귀금속의 총합이 1 ~ 30 g/ℓ이고, 상기 후촉매에 포함된 귀금속의 총합이 1 ~ 30 g/ℓ일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 연료량제어밸브는, 상기 엔진제어부의 제어신호에 의해 구동되는 솔레노이드 밸브, 스텝모터 및 DC모터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 개시에는 또한, 공기와 혼합된 기체 연료를 점화에 의해 착화하여 출력을 발생시킬 수 있게 형성된 엔진본체; 배기관에 연결되어 상기 배기가스의 유해성분을 처리하기 위한 전촉매; 상기 전촉매의 전단에 배치되어 엔진본체로부터 나오는 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 전단산소센서; 상기 기체 연료의 공급량을 조절할 수 있게 형성되는 연료량제어밸브; 상기 배기가스를 상기 엔진본체로 재순환시킬 수 있게 상기 배기관과 상기 엔진 본체를 연결하는 배기순환파이프; 상기 배기순환파이프를 통과하는 배기가스를 조절할 수 있게 형성된 배기순환밸브; 및 상기 전단산소센서의 신호를 기초로 기본연료량을 계산하여 상기 연료량제어밸브의 개도를 조절하고, 상기 배기가스에 포함된 유해성분에 따라 상기 배기순환밸드를 조절하기 위한 제어신호를 전송할 수 있게 구성된, 엔진제어부를 포함하는, 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진이 제시된다.
본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진의 제어방법은, 공기와 혼합된 기체 연료를 점화에 의해 착화하여 출력을 발생시키는 엔진본체에서 배출되는 배기가스의 처리를 위한 제어방법에 있어서, 상기 방법은, 촉매의 전단에 설치된 전단산소센서에서 측정한 산소농도를 통하여 연료량을 계산하는 단계; 상기 촉매의 후단에 설치된 후단산소센서의 출력전압을 측정하는 단계; 상기 후단산소센서에서 측정한 전압과 기준전압을 비교하는 단계; 상기 후단산소센서에서 측정한 전압이 기준전압 이상인 경우, 상기 연료량에서 일정량을 감하고, 상기 후단산소센서에서 측정한 전압이 기준전압 미만인 경우, 상기 연료량에서 상기 일정량을 가하여 보정하는 단계; 및 상기 엔진본체의 연소온도가 기준연소온도보다 높게 되는 운전조건에서는, 배기순환밸브를 개방하여 상기 배기가스의 일부를 상기 엔진본체로 순환시켜 연소 온도를 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따른 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진 및 그의 제어 방법에 의하면, 저압의 기체 연료를 사용하는 가스엔진에서 산소센서의 신호를 기초로 계산된 기본연료량을 보정함으로써 배기가스의 유해성분 제거율을 높일 수 있다. 그에 따라, 배기가스는 대부분 수증기와 이산화탄소만을 포함하게 되어 초저공해의 발전기나 히트펌프용 가스엔진의 구현이 가능하게 되며, 밀폐되어 있는 대형 온실이나 원예시설 내에 이산화탄소의 시비를 위한 장치에 적용할 수 있다. 따라서, 열 또는 전기에너지의 발생원이면서도 오염배출물이 없는 고효율 친환경 에너지시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진(100)의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진의 제어방법을 도시한 순서도
도 3은 본 발명과 관련되어 후단산소센서(120)를 이용한 연료량 제어 로직을 개념적으로 도시한 도표
도 4는 본 발명과 관련되어 단열부재(134)의 유무에 따른 배기가스의 온도와 촉매 활성화 온도의 관계를 보이기 위한 개략적 도표
도 5는 산소센서의 출력전압에 따른 유해배출가스 발생 특성을 보이기 위한 도표
도 6은 본 발명과 관련되어 배기순환밸브(116)의 미작동시의 배기가스의 시험결과를 보인 도표
도 7은 본 발명과 관련되어 배기순환밸브(116)의 작동시의 배기가스의 시험결과를 보인 도표
이하, 본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진 및 그의 제어 방법을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진(100)의 개략적인 구성도이다. 본 발명과 관련된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진(100)은 공기와 혼합된 기체 연료를 점화(spark)에 의해 착화(ignition)할 수 있게 형성된 엔진본체(110)를 포함한다. 여기서 "기체 연료"는 기체(gas) 상태의 프로판 가스, 부탄 가스 또는 천연가스 등의 연료를 말하는 것으로, 액체 상태의 연료를 엔진본체에 공급하거나 직접 분사하는 방식과 구별된다. 본 발명과 관련된 초저공해 엔진 제어방법은 엔진본체(110)의 배기량이 1000 ~ 8000 cc인 소형의 엔진에 적용될 수 있다.
엔진본체(110)에는 기체 연료와 공기의 공급계통, 유해물질을 처리하기 위한 배기계통이 연결되어 있으며, 밸브장치 또는 센서와 연결되어 측정정보의 수집이나 엔진의 동작 및 제어를 하기 위한 엔진제어부(117)가 구비될 수 있다.
먼저 기체 연료와 공기의 공급계통을 설명하면, 가스 연료는 황필터(sulfur filter; 135)를 거치면서 황성분이 제거(탈황)되며, 연료여과기(131)를 거쳐 연료 중 불순물이 제거된다. 정화된 가스 연료는 연료압력조절기(regulator; 129)를 통해 적정 압력으로 유지된다. 연료압력조절기(129)와 연료여과기(131)의 사이에는 연료차단밸브(130)가 구비될 수 있다. 연료압력조절기(129)에 의해 조절된 기체 연료는 연료파이프(128)를 거쳐 연료량제어밸브(127)를 통하여 적절한 양으로 조절되어 엔진본체(110)에 공급된다. 본 발명과 관련된 가스엔진(100)에서 사용하는 기체 상태의 연료는 '저압 가스'로서, 공급압력 50 kPa 이하 또는, 연료압력조절기(129)의 설정압력이 10 kPa이하인 기체 연료를 사용한다.
연료량제어밸브(127)는 엔진제어부(117)의 제어신호에 의해 구동되는 10 ~ 40kHz 사이의 PWM(Pulse Width Modulation)신호에 의해 작동되는 1개 코일을 갖는 리니어(Linear) 또는 2개 코일의 로터리(Rotary) 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)이거나, 동 주파수 영역을 이용하여 엔진제어부(117)에서 밸브의 개도 조절이 가능하도록 엔진제어부(117)와 통신기능이 탑재된 별도의 제어기를 내장한 밸브, 또는 엔진제어부(117)에서 제어하는 펄스 스텝(Pulse Step)에 의해 개폐되는 스텝모터(Stepping Motor), 엔진제어부(117)에서 PWM 신호에 의한 DC 모터에 의한 구동되는 밸브장치 등에 의해 구현될 수 있다.
공기는 공기여과기(126)를 거쳐 불순물이 제거되고 공기호스(124)를 거쳐 믹서(125)로 공급된다. 믹서(125)는 기체 연료와 공기가 균질로 섞일 수 있도록 유도한다. 공기와 혼합된 기체 연료는 스로틀밸브(114)에 의해 연소실에 공급될 양이 조절된다. 스로틀밸브(114)는 엔진제어부(117)의 제어신호에 따라 요구된 엔진부하 및 목표 회전수에 이르거나 유지하는데 필요한 개도로 조절될 수 있게 되어 있다.
스로틀밸브(114)에 의해 조절된 공기-연료의 혼합가스는 흡기매니홀드(111)를 통해 분배되어 엔진본체(110)의 각 연소실로 공급된다. 엔진본체(110)에는 공기-연료의 혼합가스를 착화시킬 수 있는 개별 점화코일(133)이 갖추어져 있다.
연소되어 배출된 배기가스는 배기매니홀드(112)를 통하여 모여지고, 배기관(123) 및 배기처리장치를 거쳐 외부로 배출된다. 배기관(123)에는 배기가스에 포함된 유해성분 즉, 질소화합물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 처리하기 위한 촉매가 구비될 수 있다. 도 1에서는 그러한 예로서, 전촉매(119) 및 후촉매(121)가 구비된 것을 보이고 있다. 촉매(119, 121)를 거치면서 배기가스에 포함된 질소화합물(NOx)은 질소(N2)와 산소(O2)로, 일산화탄소(CO)는 이산화탄소(CO2)로, 탄화수소(HC)는 수증기(H2O)와 이산화탄소(CO2)로 정화되어 대기로 방출된다. 본 발명과 관련되어 촉매는 전촉매(119)에 포함된 귀금속(팔라듐, 로듐, 백금)의 총합이 1 ~ 30 g/ℓ이고, 후촉매(121)에 포함된 귀금속의 총합이 1 ~ 30 g/ℓ일 수 있다.
전촉매(119)의 전단에는 엔진본체(110)로부터 나오는 배기가스의 산소동도를 감지할 수 있게 구성된 전단산소센서(118)가 구비될 수 있으며, 전촉매(119)의 후단에는 전촉매(119)를 통과한 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 후단산소센서(120)가 구비될 수 있다. 여기서, 엔진제어부(117)는 후단산소센서(120)의 신호를 이용하여 전단산소센서(118)의 신호를 기초로 계산된 기본연료량을 보정하여 연료량제어밸브(127)를 조절한다. 즉, 연료량은 전단산소센서(118)에서의 신호값에 따라 결정되지만, 엔진제어부(117)에서 후단산소센서(120)의 출력값을 이론 공연비에서 조금 희박(lean)한 조건으로 연료량을 보정함으로써 탄화수소와 일산화탄소의 배출량을 급격하게 줄이고(5 ppm 이하), 질소산화물의 배출량도 동시에 줄이는(10 ppm 이하) 효과를 거둘 수 있다.
촉매(119, 121)를 활성화 온도 이상으로 유지시킬 수 있도록 촉매(119, 121) 및 배기관(123)에 단열부재(134)를 감쌀 수 있다. 단열부재(134)는 배기관(123) 및 촉매(119, 121)가 주위의 공기와 열교환되는 것을 차단하고 촉매의 활성화가 가능한 기준온도 이상을 유지시킬 수 있다(도 4 참조). 특히, 방음케이스나 특수한 목적을 갖는 케이스 내부에 장착되는 발전기나 가스히트펌프(GHP) 또는 산업용 가스 엔진의 경우 엔진본체(110)를 냉각하기 위한 팬(cooling fan)에 의해 케이스 내부의 공기 흐름이 배출가스 저감을 위해 장착되는 촉매(119, 121) 외부의 하우징 부위와 빠른 유속으로 접촉하게 되어 촉매의 온도를 낮출 수 있다. 엔진 저부하 운전조건에서는 이러한 공기의 접촉에 의해 촉매가 활성화 온도 이하로 냉각되어 배출가스 정화가 어렵다. 단열부재(134)는 이러한 촉매(119, 121)의 온도 저하를 방지할 수 있다.
한편, 탄화수소와 일산화탄소 대비 다소 많은 양의 질소산화물의 양을 감소시키기 위해, 배기가스를 엔진본체(110)로 재순환시킬 수 있게 배기관(123)과 엔진본체(110)를 연결하는 배기순환(Exhaust Gas Recirculation; EGR)파이프(115)와, 배기순환파이프(115)를 통과하는 배기가스의 양을 조절할 수 있게 형성된 배기순환밸브(116)가 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명과 관련된 일 예에 따른 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도시된 방법은 위의 도 1에서의 설명과 같이, 공기와 혼합된 기체 연료를 점화에 의해 착화하여 출력을 발생시키는 엔진본체에서 배출되는 배기가스의 처리를 위한 제어방법이다. 그러한 제어방법은, 촉매(119)의 전단에 설치된 전단산소센서(118)에서 측정한 산소농도를 통하여 연료량을 계산하는 단계(S10)와, 촉매(119)의 후단에 설치된 후단산소센서(120)의 출력전압을 측정하는 단계(S20), 후단산소센서(120)에서 측정한 전압과 기준전압을 비교하는 단계(S30), 후단산소센서(120)에서 측정한 전압이 기준전압 이상인 경우, 위의 연료량에서 일정량을 감하고(S41), 후단산소센서(120)에서 측정한 전압이 기준전압 미만인 경우, 위의 연료량에서 일정량을 가하여 보정(S42)하는 단계 및, 보정된 연료량에 따라 연료량제어밸브(127)를 조절하는 단계(S50)를 포함할 수 있다. 이외에, 엔진본체(110)의 연소온도가 기준연소온도보다 높게되는 운전조건에서는, 배기순환밸브(116)를 개방하여 배기가스의 일부를 엔진본체(110)로 재순환시켜 연소 온도를 낮추는 단계가 포함될 수 있다.
도 3은 본 발명과 관련되어 후단산소센서(120)를 이용한 연료량 제어 로직을 개념적으로 도시한 도표이다. 본 발명에서는 저압 기체 연료를 사용하는 가스 엔진에서 전촉매(119)와 전단산소센서(118) 및 후단산소센서(120)를 구비함으로써, 엔진제어부(117)에서 전단산소센서(118)를 이용하여 연료량을 계산할 때, 전촉매(119)를 거쳐 정화된 배기가스 내의 산소농도를 후단산소센서(120)로 측정하여, 이 측정값을 다시 엔진제어부(117)에서 연료계산식에 보정하여 촉매를 거친 배기가스 내에 유해성분이 남지 않도록 연료량을 정밀하게 제어한다. 이때, 후단산소센서(120)의 연료량 희박(Lean) 또는 농후(Rich)를 판단하는 기준치를 기존의 기준전압보다 낮은 값으로 설정하여 후단산소센서(120)에 의한 보정량에 의해 전체 연료량이 이론 공연비에서 조금 낮은 희박(Lean) 영역쪽으로 제어함으로써, 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)의 발생을 억제하고 적은 양의 질소산화물(NOx)만 생성되도록 할 수 있다(도 5 참조). 발생할 수 있는 질소산화물(NOx)은 엔진제어부(117)에서 배기순환밸브(116)를 열어 배기가스를 흡기매니홀드(111) 쪽으로 다시 순환시켜 연소 온도를 낮추어서 급격하게 줄일 수 있다(도 6 및 도 7 참조)
연료량제어밸브(127)를 통하여 공급될 전체 연료량은 다음의 식에 의해 얻어질 수 있다.
전체 연료량 = 기본연료량 + 전단산소센서(118)에 의한 연료보정량 + 후단산소센서(120)에 의한 연료보정량
구체적으로, 도 3과 같이, 엔진제어부(117)는 후단산소센서(120)의 출력전압신호를 이용하여 PI(비례적분) 제어 및 P-Jump 제어로직(Logic)에 의해 연료량 제어 값을 계산하고, 이것을 전단산소센서(118)를 이용한 기초 연료량 계산 결과에 반영하여 최종 연료량을 계산한다.
상기와 같이 설명된 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진 및 그의 제어 방법은 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 점화 착화 타입 초저공해 가스 엔진
110: 엔진본체 111: 흡기매니홀드
112: 배기매니홀드 113: 엔진동력 이용 장치
114: 스로틀밸브 115: 배기순환파이프
116: 배기순환밸브 117: 엔진제어장치
118: 전단산소센서 119: 전촉매
120: 후단산소센서 121: 후촉매
122: 소음기 123: 배기파이프
124: 공기호스 125: 믹서
126: 공기여과기 127: 연료량제어밸브
128: 연료파이프 129: 연료압력조절기
130: 연료차단밸브 131: 연료여과기
132: 흡기 압력,온도 센서 133: 점화코일
134: 단열부재 135: 황필터

Claims (12)

  1. 공기와 혼합된 기체 연료를 점화(spark)에 의해 착화(ignition)하여 출력을 발생시킬 수 있게 형성되며, 배기량이 1000 ~ 8000 cc인 엔진본체;
    상기 엔진본체의 전단에서 상기 공기에 함유된 불순물을 제거하기 위한 공기여과기 및, 상기 기체 연료와 상기 공기가 균질로 섞일 수 있게 형성된 믹서;
    상기 공기와 혼합된 기체 연료의 공급양을 조절할 수 있게 형성된 스로틀밸브;
    상기 스로틀밸브에 의해 조절된 공기-연료의 혼합가스를 상기 엔진본체의 각 연소실로 공급할 수 있게 형성된 흡기매니홀드;
    배기관에 연결되어 상기 엔진본체로부터 나오는 배기가스의 질소화합물(NOx), 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC) 성분을 처리하기 위한 전촉매;
    상기 전촉매의 전단에 배치되어 상기 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 전단산소센서;
    상기 전촉매의 후단에 연결되어 상기 배기가스의 질소화합물, 일산화탄소 및 탄화수소 성분을 처리할 수 있게 형성된 후촉매;
    상기 전촉매의 후단에 배치되어 상기 전촉매를 통과한 배기가스의 산소농도를 감지할 수 있게 구성되는 후단산소센서;
    상기 기체 연료의 공급량을 조절할 수 있게 형성되는 연료량제어밸브;
    상기 전단산소센서에서 측정한 산소농도를 통하여 연료량을 계산하고, 상기 후단산소센서에서 측정한 전압과 기준전압을 비교하여 상기 후단산소센서에서 측정한 전압이 기준전압 이상인 경우 상기 연료량에서 일정량을 감하고, 상기 후단산소센서에서 측정한 전압이 기준전압 미만인 경우 상기 연료량에서 상기 일정량을 가하여 보정하여 상기 연료량제어밸브를 조절할 수 있게 형성된 엔진제어부;
    상기 기체 연료의 압력이 낮아지도록 조절할 수 있게 형성된 연료압력조절기(regulator); 및
    상기 전촉매와 상기 후촉매를 활성화 온도 이상으로 유지시킬 수 있도록 상기 전촉매, 상기 후촉매 및 상기 배기관을 감쌀 수 있게 형성된 단열부재를 포함하고,
    상기 기체연료는 기체(gas) 상태의 프로판 가스, 부탄 가스 및 천연가스 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 기체연료의 공급압력은 50 kPa 이하이고,
    상기 연료압력조절기의 설정압력은 10 kPa 이하이며,
    상기 전촉매의 용량은 0.5 ~ 3.0 ℓ이고, 상기 후촉매의 용량은 0.5 ~ 5.0 ℓ이고,
    상기 전촉매에 포함된 귀금속의 총합이 1 ~ 30 g/ℓ이고, 상기 후촉매에 포함된 귀금속의 총합이 1 ~ 30 g/ℓ인, 발전기 또는 가스엔진히트펌프용 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진.



  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스를 상기 엔진본체로 재순환시킬 수 있게 상기 배기관과 상기 엔진 본체를 연결하는 배기순환파이프; 및
    상기 배기순환파이프를 통과하는 배기가스를 조절할 수 있게 형성된 배기순환밸브를 더 포함하는, 발전기 또는 가스엔진히트펌프용 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연료량제어밸브는,
    상기 엔진제어부의 제어신호에 의해 구동되는 솔레노이드 밸브, 스텝모터 및 DC모터 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 발전기 또는 가스엔진히트펌프용 점화 착화 타입 초저공해 가스엔진.
  11. 삭제
  12. 삭제
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