KR19980080272A - Method and apparatus for reducing harmful substances in combustion exhaust gas from an internal combustion engine having an exhaust gas catalyst - Google Patents
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Abstract
내연 기관의 운전 상태와 함수 관계인 내연 기관의 배기 가스에 이차 공기 펌프에 의해 이차 공기가 공급되는 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관, 특히 자동차로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 방법 및 장치에 있어서, 본 발명은 가능한 한 간단한 기술적 형태로 촉매 시동 시간의 단축에 의해 연소 배기 가스 내의 유해 물질이 확실히 저감되도록 형성하고, 공급되는 이차 공기의 산소(O2) 함유량이 상승되는 것을 특징으로 한다.A method and apparatus for reducing harmful substances in combustion exhaust gas from an internal combustion engine, in particular from an automobile, having an exhaust gas catalyst supplied with secondary air to the exhaust gas of the internal combustion engine which is a function of the operating state of the internal combustion engine by a secondary air pump. The present invention is characterized in that, in the simplest possible technical form, harmful substances in the combustion exhaust gas are surely reduced by shortening the catalyst start-up time, and the oxygen (O 2 ) content of the supplied secondary air is increased.
Description
본 발명은, 우선 내연 기관의 배기 가스에 내연 기관의 운전 상태의 함수로서 이차 공기 펌프에 의해 이차 공기가 공급되는 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관, 특히 자동차로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 방법에 관한 것이다.The present invention is directed to the reduction of harmful substances in an internal combustion engine, in particular combustion exhaust gas from an automobile, having an exhaust gas catalyst supplied with secondary air by a secondary air pump as a function of the operating state of the internal combustion engine to the exhaust gas of the internal combustion engine. It is about a method.
경험에 의하면, 시험(예를 들어 FTP75)에 있어서 최초의 120초 동안에 내연 기관의 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC)의 총 배출 가스 중 약 80%가 방출된다. 이 원인은 한편으로 저온 기관에 있어서의 혼합물 형성의 불량 및 다른 한편으로는 운전 온도에 아직 도달해 있지 않은 촉매의 전환율의 부족이다. 따라서, 이 문제를 해결하기 위해 촉매의 시동 시간, 즉 촉매가 그 작동 온도에 도달하기까지의 경과 시간을 단축해야 한다. 그 이유는, 이로 인해 유해 물질 배출 가스의 확실한 저감이 달성되기 때문이다.Experience has shown that about 80% of the total emissions of carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) from internal combustion engines are released during the first 120 seconds of the test (eg FTP75). This cause is, on the one hand, poor mixture formation in low temperature engines and, on the other hand, a lack of conversion of the catalyst which has not yet reached operating temperature. Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to shorten the startup time of the catalyst, that is, the elapsed time until the catalyst reaches its operating temperature. The reason is that this achieves a definite reduction of the toxic substance emission gas.
이것은, 예를 들어 촉매의 바로 앞에서 배기 가스에 이차 공기 펌프 또는 이차 공기 취입에 의해 주위 공기가 공급됨으로써 달성 가능하다. 이와 같은 내연 기관의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 방법 및 이 방법을 실행하기 위한 장치는, 예를 들어 독일 특허 공개 제4141946 A1호로부터 이미 공지되었다. 이 경우, 내연 기관의 배기 가스에 촉매의 바로 앞에서 내연 기관의 운전 상태와 함수 관계로서 배기 가스 온도를 상승시키기 위해 이차 공기 펌프에 의해 이차 공기가 공급된다. 이것은 예를 들어 연료가 농후한 난기 운전(연료 과잉)에 있어서, 시동후 단시간 배기 계통에 촉매의 바로 앞에서 공기가 취입됨으로써 행해진다. 이 공기 과잉은 충분한 온도 수준에 있어서 배기 계통 내에서 HC 및 CO를 산화시키고, 이에 의해 보다 바람직한 높은 배기 가스 온도를 형성한다. 한편으로, 이에 따라 고온의 배기 가스는 촉매를 그 작동 온도에 신속하게 도달시키도록 작용한다.This can be achieved, for example, by supplying ambient air to the exhaust gas directly in front of the catalyst by means of a secondary air pump or secondary air blowing. Such a method of reducing harmful substances in combustion exhaust gas of an internal combustion engine and an apparatus for carrying out the method are already known, for example, from German Patent Publication No. 4141946 A1. In this case, the secondary air is supplied to the exhaust gas of the internal combustion engine by the secondary air pump to raise the exhaust gas temperature as a function of the operating state of the internal combustion engine immediately before the catalyst. This is done, for example, by injecting air directly in front of the catalyst into the exhaust system for a short time after starting in fuel-rich warming operation (fuel excess). This excess of air oxidizes HC and CO in the exhaust system at a sufficient temperature level, thereby forming a more desirable high exhaust gas temperature. On the one hand, the hot exhaust gas thus acts to quickly reach the catalyst at its operating temperature.
그리고, 흡입된 신선한 공기에 순수한 산소(O2)를 혼입함으로써 배기 가스 온도가 상승하여 촉매의 시동 시간의 단축이 달성되는 방법이 이미 공지되었다.In addition, a method has already been known in which the exhaust gas temperature is increased by incorporating pure oxygen (O 2 ) in the inhaled fresh air, so that a shortening of the startup time of the catalyst is achieved.
이와 같은 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 방법 및 이 방법을 실행하기 위한 장치가 예를 들어 독일 특허 제4404681 C1호에서 이미 공지되었다. 이 경우, 실 내에 마련된 산소 분자(O2)에 대해서만 투과 가능한 막에 의해 흡입 공기의 산소(O2)의 농후화가 달성되도록 설계되어 있다.A method for reducing harmful substances in combustion exhaust gas from such an internal combustion engine and an apparatus for carrying out the method are already known, for example, from German patent 44404681 C1. In this case, it is designed so that the enrichment of oxygen (O 2 ) of the intake air can be achieved by a membrane that is permeable only to the oxygen molecules (O 2 ) provided in the chamber.
이와 같은 방법에 있어서, 엔진 제어 전체를 O2가 농후한 흡입 공기에 의해 결정해야 하는 것이 문제이다. 이러한 이유에서 기관 제어가 상당히 필요하다. 결국, 내연 기관의 기관 관리 전체를 변경시켜야 한다.In such a method, the problem is that the entire engine control must be determined by intake air rich in O 2 . For this reason, institutional control is quite necessary. As a result, the entire institutional management of the internal combustion engine must be changed.
따라서, 가능한 한 간단한 기술적 형태로 촉매 시동 시간의 단축에 의해 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 확실한 저감이 가능한 서두에 기재한 형태의 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 방법을 제공하는 것이 본 발명의 과제이다.Therefore, in a technical form as simple as possible, reduction of the harmful substances in the combustion exhaust gas from the internal combustion engine provided with the exhaust gas catalyst of the type described in the beginning which can reliably reduce the harmful substances in the combustion exhaust gas by shortening the catalyst start-up time. It is an object of the present invention to provide a method.
도1은 본 발명에 의한 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질 저감 장치의 제1 실시 형태의 부분 절결도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a partially cutaway view of a first embodiment of an apparatus for reducing harmful substances in combustion exhaust gas from an internal combustion engine equipped with an exhaust gas catalyst according to the present invention.
도2는 본 발명에 의한 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질 저감 장치의 제2 실시 형태의 부분 절결도.Fig. 2 is a partially cutaway view of a second embodiment of a noxious substance reduction device in combustion exhaust gas from an internal combustion engine equipped with an exhaust gas catalyst according to the present invention.
도3은 본 발명에 의한 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질 저감 장치의 제3 실시 형태의 부분 절결도.Fig. 3 is a partially cutaway view of a third embodiment of a noxious substance reduction device in combustion exhaust gas from an internal combustion engine equipped with an exhaust gas catalyst according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 내연 기관10: internal combustion engine
20 : 이차 공기 펌프20: secondary air pump
22 : 산소가 농후화된 주위 공기22: ambient air enriched with oxygen
30 : 이차 공기 분출 밸브30: secondary air blowing valve
40 : 배관40: piping
50 : 배기관50: exhaust pipe
52 : 배기 가스 촉매52: exhaust gas catalyst
70 : 막70: the membrane
80 : 압력 탱크80: pressure tank
이 과제는 본 발명에 의해 서두에 기재한 형태의 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 방법에 있어서, 공급되는 이차 공기의 산소(O2) 함유량이 상승됨으로써 해결된다. 공급되는 이차 공기의 O2함유량의 상승에 의해, 즉 촉매의 바로 앞에 있어서의 배기 가스의 O2의 농후화에 의해 촉매의 바로 앞 및 촉매 내에 있어서의 산화 조건이 극히 유리한 방법으로 개선되고, 이에 의해 촉매 시동 시간이 단축되어 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감이 달성된다. 그리고, 취입되는 공기의 산소 함유량을 상승시킬 때, 공기의 용적 유량을 전체적으로 저감시킬 수 있는 것은 유리하다. 이에 의해, 기관 배기 가스의 냉각은 저감되고, 이것이 마찬가지로 촉매의 시동 시간을 단축시키도록 작용하는 것은 극히 유리하다.This problem is solved by being in the supply increases the oxygen (O 2) content of the secondary air in the reduction method of the hazardous substances in the combustion exhaust gas from an internal combustion engine provided with a catalyst of the type described in the opening paragraph according to the invention. By increasing the O 2 content of the supplied secondary air, that is, by enriching the O 2 in the exhaust gas just in front of the catalyst, the oxidation conditions in front of and in the catalyst are improved in an extremely advantageous manner. This shortens the catalyst starting time and achieves the reduction of harmful substances in the combustion exhaust gas. And when raising the oxygen content of the blown air, it is advantageous that the volume flow volume of air can be reduced as a whole. Thereby, the cooling of the engine exhaust gas is reduced, and it is extremely advantageous that this also acts to shorten the startup time of the catalyst.
순수하게 원리적으로, 이차 공기 내의 산소 함유량을 상승시키기 위해 다양한 방법이 고려된다.Purely in principle, various methods are contemplated for raising the oxygen content in the secondary air.
예를 들어, 산소는 자동차에 탑재된 가스 봄베로부터 취출하여 이차 공기 펌프에 공급해도 된다.For example, oxygen may be taken out from the gas cylinder mounted on the vehicle and supplied to the secondary air pump.
이 경우, 완전히 소비된 산소 압축 가스 봄베는 교환하거나 재충전해야 하므로, 기술적으로나 구조적으로 극히 높은 비용을 필요로 한다.In this case, a completely consumed oxygen compressed gas cylinder has to be replaced or recharged, and therefore technically and structurally extremely expensive.
따라서, 특히 유리한 실시 형태는 O2함유량을 상승시키기 위해 이차 공기가 실 내에 마련된 산소 분자에 대해서만 투과 가능한 막, 소위 분리 모듈을 통과하여 공급되도록 설계되어 있다. 이와 같이, 차량에 탑재되어 있는 분리 모듈을 이용해서 필요에 따라 연속적으로 O2가 농후한 이차 공기를 발생시키는 동시에 배기 가스에 공급해도 된다. 따라서, 이 경우 예를 들어 산소 압축 가스 봄베 등이 전혀 필요하지 않게 된다.Thus, a particularly advantageous embodiment is designed such that secondary air is supplied through a membrane, a so-called separation module, which is permeable only to oxygen molecules provided in the chamber in order to increase the O 2 content. Thus, also by using a separate module that is mounted on the vehicle at the same time to generate a continuous O 2 is rich secondary air supply to the exhaust gas, as needed. In this case, therefore, no oxygen compressed gas cylinder or the like is required at all.
이 방법의 다른 극히 유리한 실시 형태는, O2가 농후화된 이차 공기가 분리 모듈 내에서 발생된 후 내연 기관의 배기 가스에 혼합되기 전에 우선 압력 탱크 내에 임시 저장되고, 다음의 운전 사이클에 있어서 운전 상태의 함수로서 배기 가스에 공급되도록 설계되어 있다. 이와 같이, 나중에 배기 가스에 공급되는 이차 공기의 산소의 농후화는 이차 공기의 취입을 필요로 하지 않는 운전 상태에 있어서, 예를 들어 차량의 전체 부하 운전시에 행해진다. 다음의 운전 사이클에 있어서, 예를 들어 상온 시동시 또는 난기 과정에 있어서, 이 때 임시 저장되어 있는 O2가 농후화된 이차 공기를 배기 가스에 공급할 수 있다.Another extremely advantageous embodiment of this method is that the O 2 enriched secondary air is first stored in the pressure tank first after it is generated in the separation module and before it is mixed with the exhaust gas of the internal combustion engine and operated in the next operating cycle. It is designed to be supplied to the exhaust gas as a function of state. In this way, the enrichment of oxygen of the secondary air supplied later to the exhaust gas is performed in the driving state which does not require blowing of the secondary air, for example, at the time of full load driving of the vehicle. In the next operation cycle, for example, at room temperature startup or in a warming process, secondary air enriched in O 2 temporarily stored at this time can be supplied to the exhaust gas.
막은, 예를 들어 막을 거친 O2분압 하강을 구동력으로서 필요로 하는 혼합물 투과성 세라믹으로 구성해도 된다. 따라서, 유리한 실시 형태에 있어서는 추가 취입을 사용하지 않아도 되도록 막에 있어서 필요한 분압 하강이 이차 공기 펌프에 의해 발생되게 설계되어 있다.The membrane may be composed of, for example, a mixture-permeable ceramic which requires, as a driving force, the O 2 partial pressure drop across the membrane. Therefore, in an advantageous embodiment, the partial pressure drop required in the membrane is designed to be generated by the secondary air pump so that no additional blowing is required.
그리고, 본 발명은 배기 가스 촉매의 바로 앞에서 내연 기관의 배기 가스에 내연 기관의 운전 상태의 함수로서 이차 공기 펌프에 의해 이차 공기가 공급되는 상기 이차 공기 펌프를 포함하는 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관, 특히 자동차로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 장치에 관한 것이다.The present invention furthermore relates to an internal combustion engine comprising an exhaust gas catalyst comprising said secondary air pump supplied with secondary air by a secondary air pump as a function of the operating state of the internal combustion engine to the exhaust gas of the internal combustion engine immediately before the exhaust gas catalyst. In particular, it relates to a device for reducing harmful substances in combustion exhaust gases from automobiles.
이 경우, 이에 관해서는 가능한 한 적은 기술적 비용으로 연소 배기 가스로부터의 유해 물질의 보다 유효한 저감을 가능하게 하는 서두에 기재한 종류의 장치를 제공하는 것이 본 발명의 과제이다.In this case, it is a problem of the present invention to provide an apparatus of the kind described at the outset which enables a more effective reduction of harmful substances from combustion exhaust gases at a technical cost as low as possible.
이 과제를 해결하기 위해, 상기 형태의 배기 가스 촉매를 구비한 내연 기관으로부터의 연소 배기 가스 내의 유해 물질의 저감 장치에 있어서, 그에 의해 이차 공기의 산소(O2)의 농후화가 가능한 본 발명에 의한 수단이 마련되어 있다.In order to solve this problem, in the apparatus for reducing harmful substances in combustion exhaust gas from an internal combustion engine provided with an exhaust gas catalyst of the above aspect, the present invention enables enrichment of oxygen (O 2 ) in secondary air. Means are provided.
유리한 실시 형태에 있어서는, 이 수단이 실 내에 마련된 산소 분자에 대해서만 투과 가능한 적어도 하나의 막(분리 모듈)을 포함하도록 설계되어 있다. 이에 의해, 자동차 상에서 산소의 농후화를 행하는 것이 가능하다.In an advantageous embodiment, this means is designed to include at least one membrane (separation module) that is permeable only to oxygen molecules provided in the chamber. Thereby, it is possible to thicken oxygen on a motor vehicle.
분리 모듈이 이차 공기 펌프의 하류측에 마련되어 있도록 설계되어 있는 것은 유리하다. 이와 같이 해서, 이차 공기 펌프에 의해 형성되는 압력을 예를 들어 혼합물 투과성 세라믹으로 이루어지는 막에 있어서 O2를 농후화하기 위해 필요한 막에 있어서의 분압 하강의 발생에 사용해도 된다.It is advantageous that the separation module is designed to be provided downstream of the secondary air pump. In this way, the pressure formed by the secondary air pump may be used for generation of partial pressure drop in the film necessary for thickening O 2 in a film made of a mixture-permeable ceramic, for example.
내연 기관의 다음의 운전 사이클에 사용할 목적으로 O2가 농후화된 공기를 저장하기 위해, O2가 농후화된 이차 공기를 일차적으로 저장 가능한 압력 탱크가 분리 모듈의 하류측에 마련되어 있다.In order to store the air enriched in O 2 for use in the next operation cycle of the internal combustion engine, a pressure tank capable of storing primary O 2 enriched secondary air is provided downstream of the separation module.
본 발명의 다른 특징 및 이점이 이하의 몇가지 실시 형태에 관한 설명 및 도면으로부터 명확해진다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description and drawings of some embodiments.
본 발명에 의한 내연 기관(10)의 연소 배기 가스 내의 유해 물질 저감 장치의 제1 실시 형태는 이차 공기 펌프(20)를 포함하고, 이차 공기 펌프(20)로 22의 부호를 갖는 화살표에 의해 기호로 표시된 산소가 농후화된 주위 공기가 공급된다. 이 경우, 산소 또는 산소가 농후화된 공기는 예를 들어(도시 생략) 압력 용기로부터 취입되어 주위 공기의 혼합 장치를 거쳐 혼입된다. 산소는 예를 들어(도시 생략) 자동차에 탑재된 산소 용기로부터 취입하든지, 또는 차량상에서 이하에 설명하는 방법으로 발생시켜도 된다.The first embodiment of the harmful substance reducing device in the combustion exhaust gas of the internal combustion engine 10 according to the present invention includes a secondary air pump 20, and is indicated by an arrow having a sign 22 at the secondary air pump 20. Ambient air enriched with oxygen is supplied. In this case, oxygen or oxygen-enriched air is blown out of a pressure vessel (for example, not shown) and mixed through the mixing device of ambient air. Oxygen may be blown in, for example (not shown) from an oxygen container mounted in an automobile, or may be generated on a vehicle by the method described below.
공기 흡입량의 제어는(도시 생략) 기관 제어 장치로부터 조작 가능한 이차 공기 취입 밸브(30)에 의해 행해지고, 취입 공기의 산소 성분에 따라 기관 제어 장치에 의해 설정된다. 이 경우, 각각 고정된 혼합비로부터 출발된다.Control of the air intake amount (not shown) is performed by the secondary air blow valve 30 which can be operated from the engine control device, and is set by the engine control device according to the oxygen component of the blown air. In this case, each starts from a fixed mixing ratio.
산소가 농후화된 공기는 배관(40)을 거쳐 내연 기관(10)의 배기관(50)에 촉매(52)의 바로 앞에서 공급된다.The oxygen-enriched air is supplied to the exhaust pipe 50 of the internal combustion engine 10 directly in front of the catalyst 52 via the pipe 40.
산소가 농후화된 공기의 공급에 의해 배기관(50) 내에 발열 반응이 발생하고, 이 발열 반응은 촉매를 가열하여 촉매 시동 시간, 즉 예를 들어 상온 시동에 있어서 촉매가 그 작동 온도에 도달하기까지의 경과 시간을 단축시킨다.An exothermic reaction occurs in the exhaust pipe 50 by supplying air enriched with oxygen, and this exothermic reaction heats the catalyst until the catalyst reaches its operating temperature in the catalyst start-up time, i.e. at room temperature start-up. Shortens the elapsed time.
도2에 도시되어 있는 제2 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태의 요소와 동일한 요소에는 동일 부호를 부여하고, 따라서 이들 설명에 관해서는 제1 실시 형태에 관한 설명이 그대로 참조된다. 제1 실시 형태와는 달리 도2에 도시한 제2 실시 형태에 있어서는, 이차 공기 펌프(20)의 하류측에 분리 모듈(70)이 마련되어 있다. 실 내에 마련된 산소 분자에 대해서만 투과 가능한 막을 포함하는 이 분리 모듈(70)에 의해, 취입을 위해 필요한 산소가 농후화된 공기가 차량상에서, 게다가 이차 공기 취입(20)을 기동하고 있는 동안에만 발생된다. 이와 같이 해서, 이차 공기 취입이 기동되고 있을 때는 항상 이차 공기의 산소의 농후화도 또한 동시에 달성된다.In the second embodiment shown in FIG. 2, the same reference numerals are given to the same elements as those of the first embodiment, and accordingly, the description of the first embodiment is referred to as these descriptions. Unlike the first embodiment, in the second embodiment shown in FIG. 2, the separation module 70 is provided downstream of the secondary air pump 20. By this separation module 70, which comprises a membrane permeable only to oxygen molecules provided in the chamber, the oxygen enriched air necessary for blowing is generated only on the vehicle and also while the secondary air blowing 20 is being activated. . In this way, when the secondary air blowing is activated, the enrichment of oxygen of the secondary air is also achieved at the same time.
도3에 도시되어 있는 실시 형태는 도2에 도시되어 있는 실시 형태와 분리 모듈(70)의 하류측에 압력 탱크(80)가 마련되어 있는 것이 다르고, 이 압력 탱크(80) 내에 다음의 운전 사이클에 있어서 예를 들어 내연 기관의 상온 시동 과정에서 배기 가스에 공급 가능하도록 분리 모듈(70)에 의해 발생된 공기가 농후화된 이차 공기가 임시 저장된다. 이 경우, 이차 공기 펌프는 이차 공기의 취입을 전혀 필요로 하지 않는 운전 상태에서 기동되는 것이 유리하다. 이차 공기 펌프는 연속 운전으로 사용해도 된다.The embodiment shown in FIG. 3 differs from the embodiment shown in FIG. 2 in that the pressure tank 80 is provided downstream of the separation module 70, and the next operation cycle in the pressure tank 80 is different. Thus, for example, secondary air enriched in the air generated by the separation module 70 may be temporarily stored so that the exhaust gas may be supplied to the exhaust gas during the normal temperature startup of the internal combustion engine. In this case, the secondary air pump is advantageously started in an operating state that does not require any blowing of secondary air. The secondary air pump may be used in continuous operation.
이차 공기 펌프는, 과잉 에너지를 갖는 운전 사이클에 있어서, 예를 들어 타행(惰行) 운전에서 또는 자동차의 브레이크 작동시 기동되는 것이 유리하다. 이에 의해, 특히 산소가 농후화된 공기를 발생시키기 위한 연료의 다량 소비가 회피된다. 이차 공기 취입은 이차 공기 펌프를 운전시키지 않고 이차 공기 분출 밸브(30)를 거쳐 제어하면서 행해도 된다. 산소가 농후화된 취입 공기를 분리 모듈(70) 내에서 발생시키기 위해 다양한 형태의 막이 사용 가능하다.The secondary air pump is advantageously started in a driving cycle with excess energy, for example, in a coasting operation or during braking of an automobile. This avoids the consumption of large amounts of fuel, in particular for generating air enriched in oxygen. The secondary air blowing may be performed while controlling the secondary air pump via the secondary air blowing valve 30 without operating the secondary air pump. Various types of membranes can be used to generate oxygen enriched blown air in the separation module 70.
예를 들어, 이산화지르코늄(ZrO2)으로 이루어지는 세라믹 막 또는 페로브스키석으로 이루어지는 세라믹 막을 사용해도 된다.For example, a ceramic film made of zirconium dioxide (ZrO 2 ) or a ceramic film made of perovskite stone may be used.
이산화지르코늄의 경우, 주위 공기로부터의 산소의 취득은 외부 도체 접속을 거쳐 막 양측 사이의 전류의 흐름에 의해 확보되어 막에 걸리는 전압차에 의해 행해진다. 이 경우, 전압을 거쳐 특히 추가되는 기계적 펌프 작업없이 이와 같이 해서 얻어진 산소(O2)의 농축이 달성된다. 이 경우, 전압에 의해 극히 높은 압력(1020바)을 설정할 수 있으므로, 압력 탱크(80)를 충전하기 위한 압축기의 추가는 전혀 필요하지 않다.In the case of zirconium dioxide, the acquisition of oxygen from the ambient air is performed by a voltage difference secured by a current flow between both sides of the film via an external conductor connection and applied to the film. In this case, the concentration of oxygen (O 2 ) obtained in this way is achieved without mechanical pump work being added in particular via a voltage. In this case, an extremely high pressure (10 20 bar) can be set by the voltage, so no addition of a compressor for filling the pressure tank 80 is necessary at all.
혼합물 투과성 세라믹 막 예를 들어 페로브스키석 막에 있어서는, 막을 거친 발생해야 하는 산소 분압 하강이 구동력으로서 작용한다. 이 구동력은 이차 공기 펌프(20)에 의해 발생시켜도 된다.In a mixture-permeable ceramic membrane, for example, a perovskite membrane, the oxygen partial pressure drop that must occur across the membrane acts as the driving force. This driving force may be generated by the secondary air pump 20.
이산화지르코늄 막 뿐만 아니라 혼합물 투과성 막도 또한 고온(400 ℃)에 있어서 처음으로 경제적인 사용에 대해서 의미있는 투과 계수를 나타내고 있으므로, 이와 같은 막의 가열을 간단한 방법으로 가능하게 하기 위해, 분리 모듈은 가능한 한 배기관(50) 부근 또는 배기관(50) 내에 마련된다.Since not only zirconium dioxide membranes but also mixture permeable membranes also exhibit meaningful permeability coefficients for economic use for the first time at high temperatures (400 ° C.), in order to enable such heating of the membranes in a simple way, the separation module is capable of It is provided in the vicinity of the exhaust pipe 50 or in the exhaust pipe 50.
그리고, 산소의 농후화는 플라스틱 막 예를 들어 폴리머 막에 의해 달성할 수 있다. 이와 같은 폴리머 막에 의해 40 용적% 이하의 산소 함유량을 달성할 수 있다. 폴리머 막을 갖는 분리 모듈(70)을 작동시키기 위해, 분압 하강을 발생시키기 위한 펌프 작업 내지 압축 작업 형태의 기계적인 분리 동력이 필요하다. 이 펌프 작업 및 압축 작업은, 예를 들어 펌프/압축기와 브레이크의 적절한 결합에 의해 브레이크 작동 동안에 저하시켜야 하는 운동 에너지를 이용해서 발생시켜도 된다. 그리고, 압력 하강을 발생시키기 위해 이차 공기 펌프(20)를 사용해도 된다.And the enrichment of oxygen can be achieved with plastic membranes, for example polymer membranes. With such a polymer film, an oxygen content of 40% by volume or less can be achieved. In order to operate the separation module 70 with the polymer membrane, mechanical separation power in the form of a pump operation or a compression operation is required to generate partial pressure drop. This pumping and compressing operation may be generated using kinetic energy that must be lowered during brake operation, for example by proper coupling of the pump / compressor and brake. The secondary air pump 20 may be used to generate a pressure drop.
본 발명은 가능한 한 저렴한 기술 비용으로 연소 배기 가스로부터의 유해 물질을 보다 효과적으로 저감시킬 수 있다.The present invention can more effectively reduce the harmful substances from the combustion exhaust gases at the lowest possible technical cost.
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