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KR20000015196U - Canister Exhaust Treatment System - Google Patents

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KR20000015196U
KR20000015196U KR2019980028588U KR19980028588U KR20000015196U KR 20000015196 U KR20000015196 U KR 20000015196U KR 2019980028588 U KR2019980028588 U KR 2019980028588U KR 19980028588 U KR19980028588 U KR 19980028588U KR 20000015196 U KR20000015196 U KR 20000015196U
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
canister
exhaust
catalytic converter
connecting pipe
reducing agent
Prior art date
Application number
KR2019980028588U
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김대중
고성혁
Original Assignee
김덕중
사단법인 고등기술연구원 연구조합
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.)
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Publication date
Application filed by 김덕중, 사단법인 고등기술연구원 연구조합 filed Critical 김덕중
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Abstract

본 고안은 희박연소(lean-burn) 자동차에서 발생하는 배기가스 유해성분을 제거하는 배기후처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐니스터에 저장된 증발가스인 탄화수소를 질소산화물의 환원제로 이용하여 희박연소자동차에서 주로 배출되는 유해가스인 질소산화물(NOx)을 효과적으로 저감시키는 캐니스터 배기후처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust aftertreatment apparatus for removing harmful components of exhaust gas generated in a lean-burn automobile, and more particularly, by using a hydrocarbon, a boil-off gas stored in a canister, as a reducing agent for nitrogen oxides. The present invention relates to a canister exhaust aftertreatment device that effectively reduces nitrogen oxides (NOx), which are mainly emitted from automobiles.

본 고안의 캐니스터 배기후처리장치에 의하면, 희박연소조건에서 운전될 경우 캐니스터에 저장된 질소산화물 환원제를 촉매변환장치의 전방으로 공급함으로써 산화환원반응에 의해 과잉산소를 적절히 소모하여 촉매가 산소에 의하여 점유되는 현상을 막을 수 있으며, 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 직접 질소산화물 환원반응에 참여하는 환원제로 작용시키므로 질소산화물의 정화효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 캐니스터에 저장된 증발가스를 이용하기 때문에 추가로 질소산화물 환원제를 공급하기 위한 장치가 불필요하다는 효과가 있다.According to the canister exhaust aftertreatment device of the present invention, when operating under lean combustion conditions, the nitrogen oxide reducing agent stored in the canister is supplied to the front of the catalytic converter so that the excess oxygen is consumed by the redox reaction so that the catalyst is occupied by oxygen. It is possible to prevent the phenomena, and to increase the efficiency of purifying nitrogen oxides by using the hydrocarbon which is the evaporation gas of the fuel tank as a reducing agent participating in the nitrogen oxide reduction reaction, and also using the evaporated gas stored in the conventional canister. In addition, there is an effect that an apparatus for supplying a nitrogen oxide reducing agent is unnecessary.

Description

캐니스터 배기후처리장치Canister Exhaust Treatment System

본 고안은 희박연소(lean-burn) 자동차에서 발생하는 배기가스 유해성분을 제거하는 배기후처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐니스터에 저장된 증발가스인 탄화수소를 질소산화물의 환원제로 이용하여 희박연소자동차에서 주로 배출되는 유해가스인 질소산화물(NOx)을 효과적으로 저감시키는 캐니스터 배기후처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust aftertreatment apparatus for removing harmful components of exhaust gas generated in a lean-burn automobile, and more particularly, by using a hydrocarbon, a boil-off gas stored in a canister, as a reducing agent for nitrogen oxides. The present invention relates to a canister exhaust aftertreatment device that effectively reduces nitrogen oxides (NOx), which are mainly emitted from automobiles.

자동차의 연비향상 및 지구온난화방지 측면에서 자동차에서 배출되는 이산화탄소(CO₂)를 저감시키기 위한 노력이 전 세계적으로 이루어지고 있으며, 특히 선진각국에서는 배기가스의 정화와 저연비를 동시에 실현하는 희박연소(lean-burn) 자동차를 개발 중에 있다.Efforts are being made globally to reduce CO2 emissions from automobiles in order to improve fuel efficiency and prevent global warming, especially in advanced countries. burn) A car is under development.

희박연소 자동차는 종래의 가솔린 자동차가 약 14.7의 이론공연비(A/F)에서 운전되는 것과는 달리 공연비(A/F)가 18 이상인 매우 희박한 상태에서 운전된다. 이와 같은 이유로 인하여 희박연소 자동차의 배기가스에는 질소산화물(NOx)이 많이 포함되며, 희박연소 자동차 개발에 있어서 가장 큰 문제점이 되고 있다.A lean burn car is driven in a very lean state with an air / fuel ratio (A / F) of 18 or more, unlike a conventional gasoline car operating at a theoretical performance ratio (A / F) of about 14.7. For this reason, the exhaust gas of the lean burn car includes a lot of nitrogen oxides (NOx), which is the biggest problem in the development of the lean burn car.

즉, 종래에 가솔린 자동차의 배기후처리장치로 이용되고 있는 삼원촉매장치로는 희박연소영역에서의 질소산화물(NOx)을 효과적으로 제거할 수 없기 때문에 새로운 개념의 희박연소 자동차 배기후처리시스템의 개발이 전 세계적인 주요 관심사가 되고 있다.In other words, since the three-way catalyst device conventionally used as an exhaust post-treatment device for a gasoline vehicle cannot effectively remove nitrogen oxides (NOx) in the lean burn area, the development of a new concept of a lean-burn car exhaust post-treatment system is difficult. It is becoming a major concern around the world.

도1은 종래의 희박연소자동차 배기후처리장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 배기매니폴드(1)로부터 배출되는 배기가스 중 주로 질소산화물(NOx)을 정화시키는 촉매(5)를 내장한 촉매변환장치(2)를 배기매니폴드(1)와 머플러(3)사이의 배기관(4)에 설치하는것으로 구성된다.FIG. 1 is a schematic view showing a conventional lean burn automobile exhaust post-treatment apparatus, a catalyst having a catalyst 5 for purifying mainly nitrogen oxides (NOx) among exhaust gases discharged from an exhaust manifold (1). The converter 2 is provided in the exhaust pipe 4 between the exhaust manifold 1 and the muffler 3.

상기 촉매변환장치(2)는 하우징내부의 매트에 의해 설치된 촉매(5)로 구성되며, 상기 촉매(5)는 질소산화물의 정화에 우수한 질소산화물 정화용 촉매이다.The catalytic converter 2 is composed of a catalyst 5 installed by a mat in a housing, and the catalyst 5 is a catalyst for purifying nitrogen oxides excellent in purifying nitrogen oxides.

또한, 상기 촉매(5)는 세라믹이나 금속을 재질로 하는 200 내지 500 cell/inch2의 담체에 워시코트(wash coat)로 코팅한 후 백금(Pt), 팔라디움(Pd), 로디움(Rh) 또는 루테늄 계열의 금속을 담지시킨 것이다. 상기 촉매(5)의 워시코트(washcoat)는 알루미나(Al2O3)와 같은 지지체와, 세륨(Ce), 지르코늄(Zr), 바륨(Ba), 란탄(La) 계열의 산화물 개질제로 구성되어 있다.In addition, the catalyst 5 is coated with a wash coat on a carrier of 200 to 500 cell / inch 2 made of ceramic or metal, and then platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) Or it is to carry a ruthenium-based metal. The washcoat of the catalyst 5 is composed of a support such as alumina (Al 2 O 3 ), and an oxide modifier of cerium (Ce), zirconium (Zr), barium (Ba), and lanthanum (La) series. have.

상기의 시스템에 의하면, 희박연소자동차의 연소조건에 관계없이 엔진에서 배출되는 배기가스 중에 포함되어 있는 탄화수소(HC)나 일산화탄소(CO)와 같이 질소산화물(NOx)을 환원시킬 수 있는 환원제로서 작용하는 성분들에 의해 촉매변환장치(2)의 촉매(5)내에서 질소산화물을 환원시키게 된다.According to the above system, regardless of the combustion conditions of the lean burn car, it acts as a reducing agent capable of reducing nitrogen oxides (NOx), such as hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas emitted from the engine. The components reduce nitrogen oxides in the catalyst 5 of the catalytic converter 2.

이러한 작용은 자동차가 농후 또는 이론공연비의 조건에서 운전될 경우에는 배기가스 중에 탄화수소(HC)나 일산화탄소(CO)가 풍부하므로 질소산화물(NOx)의 환원작용이 활발히 일어나서 정화효율이 증가하며, 또한 상기 환원제가 산화됨에 의해 배기가스 중에 포함된 산소를 적절히 소모함으로써 질소산화물의 환원이 산소에 의해 방해받지 않는다.This effect is that when the car is operated under the condition of rich or theoretical fuel consumption, the exhaust gas is rich in hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO), so the reduction of nitrogen oxides (NOx) occurs actively, thereby increasing the purification efficiency. Reduction of the nitrogen oxides is not disturbed by oxygen by appropriately consuming oxygen contained in the exhaust gas by oxidizing the reducing agent.

그러나, 희박연소자동차의 배기가스는 일반 가솔린자동차에 비해 상대적으로 다량의 산소가 포함되어 있고, 이와 같은 산소는 질소산화물을 정화시키는 전용촉매에서 작용할 때 질소산화물과 경쟁적으로 촉매표면에 흡착되면서 질소산화물이 흡착되고 정화되어야 할 흡착점을 차지하게 된다. 이로 인해 질소산화물이 흡착되어야 할 흡착점이 감소하게 되어 촉매에 흡착되지 않는 질소산화물은 정화되지 안은 채 그대로 대기중으로 방출된다. 이러한 현상은 차량이 희박연소조건에서 운전되고 촉매작동시간이 경과할수록 더욱 심하다.However, the exhaust gas of lean burn cars contains more oxygen than general gasoline cars, and when such oxygen is adsorbed on the catalyst surface competitively with nitrogen oxide when it operates in a dedicated catalyst to purify nitrogen oxide, it is nitrogen oxide. This takes up the adsorption point to be adsorbed and purified. As a result, the adsorption point to which nitrogen oxides should be adsorbed is reduced, and the nitrogen oxides not adsorbed to the catalyst are released into the atmosphere without being purified. This phenomenon is exacerbated as the vehicle is operated under lean burn conditions and the catalyst operation time elapses.

따라서, 본 고안은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 고안의 목적은 농후 및 이론공연비조건 뿐만 아니라 희박연소자동차의 희박연소조건에서도 배기가스 유해성분인 질소산화물을 효과적으로 저감시키는 캐니스터 배기후처리장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to effectively reduce nitrogen oxides, which are harmful components of exhaust gases, under lean burn conditions of lean burn cars as well as rich and theoretical performance ratio conditions. It is to provide a processing device.

도 1은 종래의 희박연소자동차의 배기후처리장치를 도시한 구성도,1 is a block diagram showing an exhaust post-treatment apparatus of a conventional lean burned vehicle;

도 2는 본 고안의 일 실시예인 캐니스터 배기후처리장치를 도시한 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a canister exhaust post-treatment apparatus of an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1:배기매니폴드 2:촉매변환장치1: Exhaust manifold 2: Catalyst converter

3:머플러 4:배기관3: muffler 4: exhaust pipe

5:촉매 6:캐니스터5: catalyst 6: canister

7:흡착제 8:유량조절장치7: Adsorbent 8: Flow control device

9:압력센서 10,12,15:제1,제2,제3 연결관9: Pressure sensor 10, 12, 15: 1st, 2nd, 3rd connector

11,13,14,16:제1,제2,제3,제4 전자제어밸브11,13,14,16: 1st, 2nd, 3rd, 4th solenoid control valve

17:퍼지관 18:전자제어장치17: purge pipe 18: electronic control device

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 캐니스터 배기후처리장치는 배기매니폴드로부터 배출되는 배기가스를 촉매에 의하여 정화시키도록 배기관에 설치되는 촉매변환장치와, 자동차 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 흡착 및 저장시킨 후 촉매변환장치로 유입되는 배기가스에 환원제로서 공급하고 나머지는 엔진에서 연소되도록 흡기매니폴드로 유입시키는 캐니스터와, 상기 탄화수소가 캐니스터로부터 촉매변환장치로 유동할 수 있도록 촉매변환장치 전방의 배기관 일측과 상기 캐니스터사이에 연결된 제1연결관과, 대기와 연통되도록 상기 캐니스터의 일측에 연결된 퍼지관과, 흡기매니폴드와 캐니스터사이에 연결된 제2연결관과, 연료탱크와 캐니스터사이에 연결된 제3연결관과, 상기 제1연결관에 설치된 제1전자제어밸브와, 상기 제2연결관에 설치된 제2전자제어밸브와, 상기 제3연결관에 설치된 제3전자제어밸브와, 희박연소조건 또는 농후 및 이론공연비조건에 따라 상기 전자제어밸브들을 상호 연계하여 개폐하는 전자제어장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the canister exhaust aftertreatment device of the present invention adsorbs a catalytic converter installed in an exhaust pipe to purify exhaust gas discharged from an exhaust manifold by a catalyst, and hydrocarbons, which are evaporated gases of an automobile fuel tank. And a canister which is stored and supplied as a reducing agent to the exhaust gas flowing into the catalytic converter, and the remainder is introduced into the intake manifold for combustion in the engine, and in front of the catalytic converter so that the hydrocarbon can flow from the canister to the catalytic converter. A first connection pipe connected between one side of the exhaust pipe and the canister, a purge pipe connected to one side of the canister to communicate with the atmosphere, a second connection pipe connected between the intake manifold and the canister, and a first connection pipe connected between the fuel tank and the canister. A third connection pipe, a first electronic control valve installed at the first connection pipe, and the second connection And a second electronic control valve installed in the control valve, a third electronic control valve installed in the third connecting pipe, and an electronic control device for interlocking and opening the electronic control valves in accordance with lean burning conditions or rich and theoretical performance ratio conditions. It is characterized by being.

특히, 상기 제1연결관내에 상기 캐니스터로부터 공급되는 질소산화물 환원제 공급조절용 압력센서 및 유량조절기가 더 설치되고, 상기 퍼지관에 제4전자제어밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.In particular, the pressure sensor and flow rate regulator for supplying nitrogen oxide reducing agent supplied from the canister is further installed in the first connection pipe, and the fourth electronic control valve is further installed in the purge pipe.

또한, 상기 캐니스터는 탄화수소를 흡착 및 저장할 수 있는 활성탄, 제오라이트 또는 알루미나 중에서 선택된 하나 이상으로 이루어진 흡착제를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the canister is characterized by having an adsorbent consisting of at least one selected from activated carbon, zeolite or alumina capable of adsorbing and storing hydrocarbons.

이하 본 고안의 일 실시예에 의한 캐니스터 배기후처리장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a canister exhaust post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안의 일 실시예인 캐니스터 배기후처리장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a canister exhaust post-treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 의한 캐니스터 배기후처리장치는 배기매니폴드(1)로부터 배출되는 배기가스를 촉매(5)에 의하여 정화시키도록 배기관(4)에 설치되는 촉매변환장치(2)와, 자동차 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 흡착 및 저장시킨 후 촉매변환장치(2)로 유입되는 배기가스에 환원제로서 공급하고 나머지는 엔진에서 연소되도록 흡기매니폴드로 유입시키는 캐니스터(6)와, 상기 탄화수소가 캐니스터(6)로부터 촉매변환장치(2)로 유동할 수 있도록 촉매변환장치(2) 전방의 배기관(4) 일측과 상기 캐니스터(6)사이에 연결된 제1연결관(10)과, 대기와 연통되도록 상기 캐니스터(6)의 일측에 연결된 퍼지관(17)과, 흡기매니폴드와 캐니스터(6)사이에 연결된 제2연결관(12)과, 연료탱크와 캐니스터(6)사이에 연결된 제3연결관(15)과, 상기 제1연결관(10)에 설치된 제1전자제어밸브(11)와, 상기 제2연결관(12)에 설치된 제2전자제어밸브(13)와, 상기 제3연결관(15)에 설치된 제3전자제어밸브(14)와, 희박연소조건 또는 농후 및 이론공연비조건에 따라 상기 전자제어밸브들(11,13,14)을 상호 연계하여 개폐하는 전자제어장치(18)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 2, the canister exhaust aftertreatment apparatus according to the embodiment of the present invention is installed in the exhaust pipe 4 to purify the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 1 by the catalyst 5. After adsorbing and storing the catalytic converter 2 and the hydrocarbon which is the evaporated gas of the automobile fuel tank, the catalyst is supplied as a reducing agent to the exhaust gas flowing into the catalytic converter 2 and the rest is introduced into the intake manifold so as to be burned by the engine. A first connection between the canister 6 and one side of the exhaust pipe 4 in front of the catalytic converter 2 and the canister 6 so that the hydrocarbons can flow from the canister 6 to the catalytic converter 2. The tube 10, the purge tube 17 connected to one side of the canister 6 to communicate with the atmosphere, the second connecting tube 12 connected between the intake manifold and the canister 6, the fuel tank and the canister (3) a third connecting pipe 15 connected between the above, A first electronic control valve 11 installed on the first connecting pipe 10, a second electronic control valve 13 installed on the second connecting pipe 12, and a third installed on the third connecting pipe 15. A three solenoid control valve 14 and an electronic control device 18 for opening and closing the solenoid control valves 11, 13 and 14 in accordance with lean burning conditions or rich and theoretical performance ratio conditions are provided.

특히, 상기 제1연결관(10)내에는 상기 캐니스터(6)로부터 공급되는 질소산화물 환원제 공급조절용 압력센서(9) 및 유량조절기(8)가 설치되어 있으며, 상기 퍼지관(17)에 제4전자제어밸브(16)가 설치되어 있다.In particular, the pressure sensor 9 and the flow regulator 8 for nitrogen oxide reducing agent supply control supplied from the canister 6 are installed in the first connection pipe 10, and the fourth purge pipe 17 is provided. An electronic control valve 16 is provided.

또한, 상기 캐니스터(6)는 탄화수소를 흡착 및 저장할 수 있는 활성탄, 제오라이트 또는 알루미나 중에서 선택된 하나 이상으로 이루어진 흡착제(7)를 구비하고 있다.In addition, the canister 6 includes an adsorbent 7 made of at least one selected from activated carbon, zeolite or alumina capable of adsorbing and storing hydrocarbons.

상기 전자제어장치(5)는 희박연소조건일 경우 제1 및 제4밸브(11,16)를 개방하고 제2 및 제3밸브(13,14)를 폐쇄하여 캐니스터(6)에 저장되어 있는 탄화수소를 촉매변환장치(2)로 공급하고, 농후 또는 이론공연비조건일 경우 제2 및 제3밸브(13,14)를 개방하고 제1 및 제4밸브(11,16)를 폐쇄하여 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 캐니스터(6)내로 유입시켜 흡착 및 저장시키도록 제어한다.The electronic controller 5 stores hydrocarbons stored in the canister 6 by opening the first and fourth valves 11 and 16 and closing the second and third valves 13 and 14 in the lean burn condition. Is supplied to the catalytic converter (2), and in the case of rich or theoretical performance ratio conditions, the second and third valves (13, 14) are opened and the first and fourth valves (11, 16) are closed to evaporate the fuel tank. The hydrocarbon, which is a gas, is introduced into the canister 6 to control adsorption and storage.

또한, 상기 전자제어장치(5)는 희박연소조건일 경우 탄화수소가 캐니스터(6)로부터 촉매변환장치(2)로 공급될 때 제1연결관(21)내에 설치된 압력센서(9)로 감지된 공급유량의 압력에 따라 설정된 유량이 유입되도록 유량조절기(8)로 유입유량을 조절한다.In addition, the electronic control device 5 is supplied by the pressure sensor 9 installed in the first connecting pipe 21 when hydrocarbon is supplied from the canister 6 to the catalytic converter 2 in the lean burn condition. The inflow flow rate is adjusted by the flow controller 8 so that the set flow rate is introduced according to the pressure of the flow rate.

다음에, 이와 같이 구성되어 있는 본 고안의 일 실시예에 의한 캐니스터 배기후처리장치의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the canister exhaust aftertreatment apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.

먼저, 희박연소자동차가 농후 또는 이론공연비 영역에서 운전되면, 전자제어장치(18)에 의해 제1 및 제4전자제어밸브(11,16)는 차단되고, 제2 및 제3전자제어밸브(13,14)는 개방된다. 따라서, 연료탱크의 증발가스인 탄화수소는 제3연결관(15)을 통해 캐니스터(6)로 유입되어 흡착제(7)에 의해 상기 캐니스터(6)내부에 흡착 및 저장되고, 나머지는 제2연결관(12)을 통해 다시 흡기매니폴드로 유입된다.First, when the lean burn car is operated in the rich or theoretical fuel consumption range, the first and fourth electromagnetic control valves 11 and 16 are blocked by the electronic control device 18, and the second and third electronic control valves 13 are closed. 14 is open. Accordingly, the hydrocarbon, which is the evaporated gas of the fuel tank, enters the canister 6 through the third connecting pipe 15, is adsorbed and stored in the canister 6 by the adsorbent 7, and the rest of the second connecting pipe 15. Through 12 it is introduced into the intake manifold again.

상기 캐니스터(6)내에 탄화수소가 충분히 저장되면 개방되었던 상기 제2 및 제3전자제어밸브(13,14)는 폐쇄된다.When enough hydrocarbon is stored in the canister 6, the second and third electronic control valves 13 and 14 which were opened are closed.

다음에, 희박연소자동차가 희박한 연소조건에서 운전되면, 전자제어장치(18)에 의해 제1 및 제4전자제어밸브(11,16)는 개방되고, 제2 및 제3전자제어밸브(13,14)는 폐쇄된다. 따라서, 퍼지관(17)을 통하여 외기가 유입되어 캐니스터(6)에 내장된 흡착제(7)를 통과하면서 저장되어 있는 탄화수소를 이탈시켜 제1연결관(10)을 통하여 촉매변환장치(2)의 전방으로 확산된다. 이와 같은 과정은 촉매변환장치(2)로 유입되는 배기가스의 유속이 매우 빠르기 때문에 제1연결관(10)과 캐니스터(6)가 대기압보다 낮은 상태로 유지됨으로서 가능하다.Next, when the lean burn car is operated under lean combustion conditions, the first and fourth electromagnetic control valves 11 and 16 are opened by the electronic controller 18, and the second and third electromagnetic control valves 13, 14) is closed. Therefore, the outside air flows through the purge pipe 17, passes through the adsorbent 7 embedded in the canister 6, and leaves the hydrocarbon stored therein, thereby allowing the catalytic converter 2 to pass through the first connecting pipe 10. Spread forward. This process is possible because the flow rate of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 2 is very fast because the first connecting pipe 10 and the canister 6 are maintained at a lower than atmospheric pressure.

상기의 부압이 지나치게 크게 걸릴 경우에는 제1연결관(10)을 통하여 유입되는 탄화수소의 양이 많아지며 촉매변환장치(2)에 질소산화물 환원제인 탄화수소가 과도하게 공급되므로, 전자제어장치(5)는 상기 제1연결관(10)에 설치된 압력센서(9)로 압력을 감지하여 유입되는 유량을 설정된 값으로 조절하도록 유량조절기(8)를 제어한다.When the negative pressure is excessively large, the amount of hydrocarbon introduced through the first connecting pipe 10 increases and the hydrocarbon, which is a nitrogen oxide reducing agent, is excessively supplied to the catalytic converter 2, so that the electronic controller 5 The controller controls the flow regulator 8 to sense the pressure with the pressure sensor 9 installed in the first connection pipe 10 to adjust the flow rate to the set value.

상기 촉매변환장치의 촉매로 공급된 탄화수소는 질소산화물(NOx)의 환원제로 작용하여 무해한 질소(N2)와 산소(O2)로 환원시키고 자신은 무해한 수소(H2), 수증기(H2O) 또는 이산화탄소(CO2)로 산화되어 머플러와 배기관을 통해 대기중으로 방출된다.The hydrocarbon supplied as a catalyst of the catalytic converter acts as a reducing agent of nitrogen oxides (NOx) to reduce to harmless nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ), and itself is harmless hydrogen (H 2 ), water vapor (H 2 O). Or oxidized to carbon dioxide (CO 2 ) and released into the atmosphere through mufflers and exhaust pipes.

본 고안의 캐니스터 배기후처리장치는 종래의 가솔린자동차, 대체연료자동차인 천연가스·알코올·수소자동차 및 디젤자동차 등에도 이용이 가능하다.The canister exhaust aftertreatment device of the present invention can be used in conventional gasoline cars, alternative fuel cars, natural gas, alcohol, hydrogen cars, diesel cars, and the like.

앞에서 설명한 바와 같이 본 고안의 캐니스터 배기후처리장치에 의하면, 희박연소조건에서 운전될 경우 캐니스터에 저장된 질소산화물 환원제를 촉매변환장치의 전방으로 공급함으로써 산화환원반응에 의해 과잉산소를 적절히 소모하여 촉매가 산소에 의하여 점유되는 현상을 막을 수 있으며, 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 직접 질소산화물 환원반응에 참여하는 환원제로 작용시키므로 질소산화물의 정화효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 캐니스터에 저장된 증발가스를 이용하기 때문에 추가로 질소산화물 환원제를 공급하기 위한 장치가 불필요하다는 효과가 있다.As described above, according to the canister exhaust post-treatment apparatus of the present invention, when operating under lean combustion conditions, the nitrogen oxide reducing agent stored in the canister is supplied to the front of the catalytic converter to adequately consume excess oxygen by the redox reaction, The phenomenon occupied by oxygen can be prevented, and the hydrocarbon which is the evaporation gas of the fuel tank acts as a reducing agent that directly participates in the nitrogen oxide reduction reaction, so that the purification efficiency of the nitrogen oxide can be increased and the evaporated gas stored in the conventional canister. Because of the use of the device there is an effect that a device for supplying a nitrogen oxide reducing agent is further unnecessary.

Claims (6)

배기매니폴드(1)로부터 배출되는 배기가스를 촉매(5)에 의하여 정화시키도록 배기관(4)에 설치되는 촉매변환장치(2)와, 자동차 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 흡착 및 저장시킨 후 촉매변환장치(2)로 유입되는 배기가스에 환원제로서 공급하고 나머지는 엔진에서 연소되도록 흡기매니폴드로 유입시키는 캐니스터(6)와, 상기 탄화수소가 캐니스터(6)로부터 촉매변환장치(2)로 유동할 수 있도록 촉매변환장치(2) 전방의 배기관(4) 일측과 상기 캐니스터(6)사이에 연결된 제1연결관(10)과, 대기와 연통되도록 상기 캐니스터(6)의 일측에 연결된 퍼지관(17)과, 흡기매니폴드와 캐니스터(6)사이에 연결된 제2연결관(12)과, 연료탱크와 캐니스터(6)사이에 연결된 제3연결관(15)과, 상기 제1연결관(10)에 설치된 제1전자제어밸브(11)와, 상기 제2연결관(12)에 설치된 제2전자제어밸브(13)와, 상기 제3연결관(15)에 설치된 제3전자제어밸브(14)와, 희박연소조건 또는 농후 및 이론공연비조건에 따라 상기 전자제어밸브들(11,13,14)을 상호 연계하여 개폐하는 전자제어장치(18)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 캐니스터 배기후처리장치.After adsorbing and storing the catalytic converter 2 installed in the exhaust pipe 4 so as to purify the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 1 by the catalyst 5, and the hydrocarbon which is the evaporation gas of the automobile fuel tank, A canister (6) for supplying the exhaust gas flowing into the catalytic converter (2) as a reducing agent and the remaining inlet to the intake manifold for combustion in the engine, and the hydrocarbon flows from the canister (6) to the catalytic converter (2). A first connecting pipe 10 connected between one side of the exhaust pipe 4 in front of the catalytic converter 2 and the canister 6, and a purge pipe connected to one side of the canister 6 so as to communicate with the atmosphere. 17), a second connecting pipe 12 connected between the intake manifold and the canister 6, a third connecting pipe 15 connected between the fuel tank and the canister 6, and the first connecting pipe 10 The first electric control valve 11 installed in the) and the second electric field installed in the second connecting pipe (12) The control valve 13, the third electronic control valve 14 installed in the third connecting pipe 15, and the electronic control valves (11, 13, 14) according to the lean burning conditions or rich and theoretical performance ratio conditions Canister exhaust after-treatment device, characterized in that it comprises an electronic control unit 18 for opening and closing in conjunction with each other. 제1항에 있어서, 상기 제1연결관(10)내에 상기 캐니스터(6)로부터 공급되는 질소산화물 환원제 공급조절용 압력센서(9) 및 유량조절기(8)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 캐니스터 배기후처리장치.The canister after exhausting the canister according to claim 1, further comprising a pressure sensor (9) and a flow regulator (8) for supplying nitrogen oxide reducing agent supplied from the canister (6) in the first connection pipe (10). Processing unit. 제2항에 있어서, 상기 퍼지관(17)에 제4전자제어밸브(16)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 캐니스터 배기후처리장치.The canister exhaust aftertreatment device according to claim 2, wherein a fourth electromagnetic control valve (16) is further provided in the purge pipe (17). 제2항에 있어서, 상기 캐니스터(6)는 탄화수소를 흡착 및 저장할 수 있는 활성탄, 제오라이트 또는 알루미나 중에서 선택된 하나 이상으로 이루어진 흡착제(7)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 캐니스터 배기후처리장치.3. The canister after-treatment apparatus according to claim 2, wherein the canister (6) includes an adsorbent (7) made of at least one selected from activated carbon, zeolite, and alumina capable of adsorbing and storing hydrocarbons. 제3항에 있어서, 상기 전자제어장치(5)는 희박연소조건일 경우 제1 및 제4밸브(11,16)를 개방하고 제2 및 제3밸브(13,14)를 폐쇄하여 캐니스터(6)에 저장되어 있는 탄화수소를 촉매변환장치(2)로 공급하고, 농후 또는 이론공연비조건일 경우 제2 및 제3밸브(13,14)를 개방하고 제1 및 제4밸브(11,16)를 폐쇄하여 연료탱크의 증발가스인 탄화수소를 캐니스터(6)내로 유입시켜 흡착 및 저장시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 캐니스터 배기후처리장치.4. The canister (6) according to claim 3, wherein the electronic controller (5) opens the first and fourth valves (11, 16) and closes the second and third valves (13, 14) under lean burn conditions. ) Is supplied to the catalytic converter (2), and in the case of rich or theoretical performance ratio conditions, the second and third valves 13 and 14 are opened and the first and fourth valves 11 and 16 are opened. And a canister exhaust post-treatment device configured to be closed so that hydrocarbon, which is the evaporated gas of the fuel tank, is introduced into the canister (6) to be adsorbed and stored. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자제어장치(5)는 희박연소조건일 경우 탄화수소가 캐니스터(6)로부터 촉매변환장치(2)로 공급될 때 제1연결관(21)내에 설치된 압력센서(9)로 감지된 공급유량의 압력에 따라 설정된 유량이 유입되도록 유량조절기(8)로 유입유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 캐니스터 배기후처리장치.6. The electronic control device (5) according to any one of claims 2 to 5, wherein the electronic control device (5) has a first connecting pipe (21) when hydrocarbons are supplied from the canister (6) to the catalytic converter (2) under lean combustion conditions. Canister exhaust post-treatment apparatus, characterized in that for adjusting the inflow flow rate to the flow rate regulator (8) so that the set flow rate is introduced in accordance with the pressure of the supply flow rate detected by the pressure sensor (9) installed in the.
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