KR101275507B1

KR101275507B1 - Multi Channel Reaction System

Info

Publication number: KR101275507B1
Application number: KR1020070033525A
Authority: KR
Inventors: 김도완; 김용우; 오승훈
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: KR20080090588A

Abstract

The present invention relates to a multi-channel reaction system, and an object of the present invention is to provide a multi-channel reaction system that makes it possible to obtain experimental data more easily and quickly by simultaneously examining various types of catalyst materials.

The multi-channel reaction system of the present invention includes a plurality of material tanks 110, flow rate control means 120 connected to each of the material tanks 110, and the materials are introduced into the inlet 131 to the body A reaction gas manufacturing unit 100 including a distribution means 130 for discharging through a plurality of distribution pipes 133 having the same diameter d and mixed with each other to produce the discharge gas therein; Each one of the plurality of distribution pipes 133 is connected to each other to distribute the produced exhaust gas, a distribution path is formed therein, and accommodates the following catalyst container 230 and prevents leakage and disturbance of the produced exhaust gas. Distribution connection means 210 for closing both ends of the catalyst container 230 and a distribution path connected to the distribution path of the distribution connection means 210 is formed therein so as to distribute the produced exhaust gas and the production A plurality of catalytic reaction parts 200 including a catalyst container 230 for reacting the discharged gas with a catalyst contained therein and a heater 220 provided around the catalyst container 230; Connected to the plurality of catalytic reaction units 200, select and distribute the exhaust gas passed through any one of the plurality of catalytic reaction units 200, the catalytic reaction unit 200 and the remaining catalytic reaction unit 200 The exhaust gas passing through the analysis unit comprises a selection valve 310 for discharging, and an analysis means 320 for analyzing the discharge gas selected by the selection valve 310; And a control unit.

Emissions, catalysts, reactions, experiments, multichannel

Description

Multi Channel Reaction System

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 의한 촉매성능 시험장치의 시스템도.1a and 1b is a system diagram of a catalytic performance test apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 다중채널 반응시스템의 개략도.2 is a schematic diagram of a multichannel reaction system according to the present invention;

도 3은 촉매반응부의 상세 단면도.3 is a detailed cross-sectional view of the catalytic reaction unit.

도 4는 촉매수용기의 분해 사시도.4 is an exploded perspective view of the catalyst container.

도 5는 촉매수용기의 상세 단면도.5 is a detailed cross-sectional view of the catalyst container.

도 6은 선택밸브의 일실시예의 사시도.6 is a perspective view of one embodiment of a selector valve;

도 7은 선택밸브의 일실시예의 부분 단면도.7 is a partial cross-sectional view of one embodiment of a selector valve.

도 8a, 도 8b, 도 8c는 선택밸브의 일실시예의 작동 단계도.8A, 8B, 8C show operational steps of one embodiment of a selector valve.

도 9는 분석수단의 일실시예의 시스템도.9 is a system diagram of one embodiment of the analyzing means.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

100: 반응가스제조부 111: 기체탱크 100: reaction gas production unit 111: gas tank

112: 액체탱크 110: 재료탱크112: liquid tank 110: material tank

120: 유량조절수단 121: 가열수단120: flow rate control means 121: heating means

130: 분배수단 131: 유입구130: distribution means 131: inlet

132: 몸체 133: 분배관132: body 133: distribution pipe

200: 촉매반응부200: catalytic reaction unit

210: 유통연결수단 220: 히터210: distribution connection means 220: heater

230: 촉매수용기 231: 상부마개230: catalytic container 231: top cap

232: 몸체 233: 하부마개232: body 233: lower cap

234: 가스켓 235: 메쉬플레이트234: gasket 235: mesh plate

240: 온도센서240: temperature sensor

300: 분석부300: analysis unit

310: 선택밸브 311: 본체310: selection valve 311: main body

311a: 본체유입구 311b: 본체배출구311a: main body inlet 311b: main body outlet

312: 회전부 312a: 회전부유입구312: rotating part 312a: rotating part inlet

312b: 회전부배출구 312c: 회전축312b: rotating part discharge port 312c: rotating shaft

313: 회전모터 313: rotating motor

320: 분석부 321: 분광분석기320: analyzer 321: spectrometer

322: 기체 크로마토그래퍼 323: 유량계322: gas chromatographer 323: flow meter

본 발명은 다중채널 반응시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 촉매 물질들의 성질을 동시에 조사할 수 있도록 하여 예를 들면 디젤 차량의 배기정화장치에 사용되는 촉매를 개발하기 위한 실험장치에 적용될 수 있는 다중채널 반응 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel reaction system, and more particularly, to be able to investigate the properties of various catalyst materials at the same time can be applied to an experimental apparatus for developing a catalyst used in the exhaust purification apparatus of diesel vehicles, for example. A multichannel reaction system.

촉매 반응은 다양한 산업 분야에서 널리 응용되고 있는데, 예를 들어 대표적으로는 내연기관의 배출가스에 포함되어 있는 유해물질을 제거하기 위한 목적으로 촉매 반응을 이용하는 등 그 활용 분야는 매우 광범위하다.Catalytic reactions are widely applied in various industrial fields. For example, the catalytic reaction is widely used for the purpose of removing harmful substances contained in exhaust gas of an internal combustion engine.

자동차의 내연기관은 일반적으로 가솔린 연료 또는 디젤 연료를 사용하여 작동한다. 가솔린 자동차는 출력이 작은 대신 소음이나 진동 등이 적어 정숙성이 높고 응답이 빠른 장점이 있어 일반적인 승용차에 많이 사용되고 있다. 그러나 가솔린 자동차에서 배출되는 가스는 지구온난화를 가중시키는 중요한 요인으로 꼽히고 있는 바, 환경 문제가 점점 심각해져 가는 현재에 있어 이러한 문제가 더욱 부각되고 있다. 반면, 디젤 자동차는 가솔린 자동차에 비하여 엔진의 내구성이 높고 효율이 20~30% 가량이나 높아 연비 및 출력 면에서 성능이 우수하여 주로 트럭 및 버스 등 대형차량에 적용되어 왔다. 또한 디젤 자동차는 CO₂, CO, THC 및 증발탄화수소의 양이 적어 지구온난화를 덜 유발시킨다는 장점 또한 갖추고 있기 때문에, 점차로 중소형차량용 엔진에도 디젤 엔진을 사용하는 기술이 적용되면서, 선진 각국에서는 이러한 중소형 디젤 자동차의 수요가 계속 증가하고 있다. 그러나 디젤 자동차의 배기가스에 다량 포함되어 있는 질소산화물(NO_x)과 입자상물질(PM, Particulate Matter)은 총 대기오염의 40%를 차지 할 정도로 대기오염의 주범으로 인식되며, 그 때문에 디젤 자동차의 생산 시에는 환경적 규제가 엄격하게 적용되고 있다. 질소산화물과 입자상물질의 배출량 기준에는 각국 상호간에 타협관계(trade-off)가 있으며, 더불어 각국은 정책적 요구에 따라 그 발생 정도를 조절하고 있다. 그러나 고유가 시대에 있어서 종래의 가솔린 자동차에 비해 보다 효율이 좋은 디젤 자동차가 각광받아 가고 있으며, 이에 따라 디젤 자동차의 생산에 비례하여 발생하는 대기오염물질의 배출량을 줄이기 위하여 선진 각국에서는 디젤 엔진의 배기가스 오염물질 포함량에 대한 규제를 점점 강화시켜 가고 있는 추세이다.Automotive internal combustion engines generally operate using gasoline or diesel fuel. Gasoline cars are used in general passenger cars due to their low power and quietness and quick response due to their low noise and vibration. However, gas emitted from gasoline automobiles is considered to be an important factor for increasing global warming, and this problem is more prominent in the present time of increasing environmental problems. On the other hand, diesel cars have high durability and engine efficiency compared to gasoline cars, and their efficiency is 20 ~ 30%, which is excellent in terms of fuel efficiency and power, and thus they have been mainly applied to large vehicles such as trucks and buses. In addition, diesel vehicles have the advantage of low global warming due to the low amount of CO ₂ , CO, THC and evaporated hydrocarbons. The demand for cars continues to grow. However, nitrogen oxides (NO _x ) and particulate matter (PM) contained in a large amount of exhaust gas of diesel cars are recognized as the main cause of air pollution, accounting for 40% of the total air pollution. In production, environmental regulations are strictly applied. There are trade-offs between countries in terms of emissions of nitrogen oxides and particulate matter, and each country regulates the degree of occurrence according to policy requirements. However, in the era of high oil prices, diesel cars, which are more efficient than conventional gasoline cars, have been spotlighted. Accordingly, in order to reduce the emission of air pollutants generated in proportion to the production of diesel cars, developed countries have exhausted diesel engine exhaust gas. Increasingly, regulations on pollutant content are being tightened.

이와 같이 내연기관의 배출가스 규제를 만족시키기 위한 대응기술로는 연료의 개선ㆍ연소 방법의 개선ㆍ엔진의 개량 등 오염물질이 원천적으로 적게 발생하도록 하는 데 목적이 있는 전처리 기술과, 배기가스 배출구에 장착하여 발생된 배기가스를 정화하는 후처리 기술로 나뉜다. 각 분야에서 꾸준한 연구와 개발이 이루어지고 있으나 현재로서는 후처리 기술이 상용화에 보다 유리하다고 평가되고 있고, 따라서 후처리 기술에 대하여 보다 많은 연구ㆍ개발이 이루어지고 있는 실정이다. 이러한 후처리 기술로는, (1) 입자상물질(PM)중 미연소 탄화수소를 정화하기 위한 산화촉매, (2) 입자상물질(PM)을 필터로 걸러주는 입자상물질 제거용 필터(Diesel Particulate Filter; 이하 'DPF'라 함), (3) 환원 분위기 하에서 질소산화물(NO_x)을 분해 또는 환원하는 DeNO_x 촉매 시스템 등이 있는데, 현재에는 상술한 여러 가지 기 술들을 효과적으로 조합한 시스템, 즉 예를 들면 촉매 필터를 구비하는 DPF 시스템 등과 같은 하이브리드형 후처리 장치들이 널리 사용되고 있다. 가솔린 엔진의 경우에는 디젤 엔진의 경우와는 달리 입자상물질은 배출되지 않기 때문에 DPF와 같은 장치는 필요하지 않으나, 환경에 큰 악영향을 끼치게 되는 물질들이 다량 포함되어 있기 때문에, 이러한 물질들을 정화하기 위하여 촉매컨버터 등과 같은 배기정화장치들이 널리 채용되어 사용되고 있다.As a countermeasure to satisfy the emission regulations of internal combustion engines, pretreatment technologies aimed at reducing the generation of pollutants, such as fuel improvement, combustion methods, and engine improvements, and exhaust gas discharge ports It is divided into post-treatment technology to purify the exhaust gas generated by mounting. Although steady research and development is being conducted in each field, post-treatment technology is currently considered to be more advantageous for commercialization, and thus, more research and development is being conducted on post-treatment technology. Such post-treatment techniques include (1) an oxidation catalyst for purifying unburned hydrocarbons in particulate matter (PM), and (2) a diesel particulate filter for filtering particulate matter (PM) through a filter; 'DPF'), and (3) a DeNO _x catalyst system that decomposes or reduces nitrogen oxides (NO _x ) under a reducing atmosphere. At present, a system that effectively combines the above-described techniques, for example, Hybrid post-treatment devices such as DPF systems with catalytic filters are widely used. In the case of gasoline engines, unlike diesel engines, particulate matter is not discharged, so a device such as DPF is not required. However, since the gasoline engine contains a large amount of substances that have a great adverse effect on the environment, the catalyst is used to purify these substances. Exhaust purifiers such as converters are widely used and used.

이와 같이 내연기관에서 배출되는 가스의 유해물질을 정화하는 배기정화장치에서는 공통적으로 촉매를 사용하는 방법이 널리 사용되고 있으며, 따라서 보다 효율적이면서도 다양한 내연기관에서 배출되는 가스를 효과적으로 정화하기 위하여 다양한 촉매 물질들에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 초기에는 CO와 HC에 산화반응을 일으켜 CO₂ 및 H₂0와 같이 환경에 무해한 물질로 전환시키는 산화촉매(oxidation catalyst)가 촉매로서 사용되었으나, 현재에는 CO, HC 뿐만 아니라 NOx까지 저감시킬 수 있는 삼원촉매가 널리 사용되고 있으며, 이러한 삼원촉매는 통상적으로 Pt, Rh 또는 Pt, Rh, Pd가 조합되어 이루어진다.As described above, a method of using a catalyst is widely used in an exhaust purification apparatus for purifying harmful substances of gas emitted from an internal combustion engine. Therefore, various catalyst materials are used to purify gas emitted from various internal combustion engines more efficiently and efficiently. There is an active research on. Initially, oxidation catalysts were used as catalysts to oxidize CO and HC and convert them into substances that are harmless to the environment, such as CO ₂ and H ₂ O. Ternary catalysts are widely used, and such three-way catalysts are typically made of Pt, Rh or Pt, Rh, Pd in combination.

이와 같은 촉매 물질의 개발을 위한 실험 과정에서, 종래에 실험자들은 실제 엔진의 배기구에 시험장치를 연결하고 엔진을 실제 운전 시와 비슷한 조건으로 작동시켜서 배출가스를 인위적으로 제조하여 촉매 물질을 통과하게 함으로써 촉매 물질의 성능을 시험하였다. 종래에 한국특허공개 제1999-0034542호("촉매 컨버터의 시험장치", 이하 선행기술1)에 이러한 촉매 물질을 시험하기 위한 장치가 개시되어 있다. 도 1a는 상기 선행기술1에 의한 시험장치의 시스템도로서, 엔진(E)의 배기구에 시험장치(C1, C2)들이 병렬로 연결되어 있으며, 상기 엔진(E)으로부터 배출되는 가스가 상기 시험장치(C1, C2)들을 통과하게 된다. 상기 시험장치(C1, C2)들을 통과한 배출가스는 유도파이프(P2)를 통해 분석기(40)로 보내져서 성분이 분석되며, 이에 따라 각 시험장치(C1, C2)들에 수용되어 있는 촉매들의 성능이 평가될 수 있게 된다.In the experimental process for developing such a catalyst material, the experimenter conventionally connected the test apparatus to the exhaust port of the actual engine and operated the engine under similar conditions as in the actual operation to artificially prepare the exhaust gas and pass the catalyst material. The performance of the catalytic material was tested. Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0034542 ("Testing device for a catalytic converter", hereinafter prior art 1) discloses an apparatus for testing such a catalytic material. 1A is a system diagram of a test apparatus according to the prior art 1, in which test apparatuses C1 and C2 are connected in parallel to an exhaust port of an engine E, and gas discharged from the engine E is connected to the test apparatus. Will pass through (C1, C2). Exhaust gas passing through the test devices (C1, C2) is sent to the analyzer 40 through the induction pipe (P2) and the components are analyzed, and accordingly the catalyst contained in each of the test devices (C1, C2) Performance can be evaluated.

또한, 한국특허등록 제468,617호("휘발성 유기화합물 제거용 광촉매 성능평가장치", 이하 선행기술2)에는 촉매의 성능을 평가하기 위한 실험장치가 개시되어 있다. 도 1b에는 상기 선행기술2에 의한 실험장치에서의 반응이 일어나는 부분이 개략적으로 도시되어 있다. 선행기술2에 의하면, 여러 종류의 가스를 혼합하여 다양한 조성을 가지는 혼합 가스를 제조하고, 광촉매 시료의 시험편에 자외선을 조사하면서 상기 혼합 가스를 통과시킨 후 반응 전후의 혼합 가스의 광량을 비교 측정함으로써 광촉매 시료의 성능이 평가될 수 있게 된다.In addition, Korean Patent Registration No. 468,617 ("Photocatalytic Performance Evaluation Device for Removing Volatile Organic Compounds", hereinafter Prior Art 2) discloses an experimental device for evaluating the performance of a catalyst. Figure 1b schematically shows the part where the reaction occurs in the experimental apparatus according to the prior art 2. According to the prior art 2, a mixed gas having various compositions is prepared by mixing various kinds of gases, and the photocatalyst is prepared by comparing the light amount of the mixed gas before and after the reaction after passing the mixed gas while irradiating ultraviolet rays to the test piece of the photocatalyst sample. The performance of the sample can be evaluated.

그런데, 상기 선행기술1에 의한 시험장치는 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 첫째, 종래의 시험장치들 및 상기 선행기술에 의한 시험장치들이 공통적으로 해결하지 못한 문제점으로서, 이와 같은 시험장치에 의해서는 한 번에 하나의 엔진에 대한 실험밖에는 수행할 수 없으며, 다른 엔진에 대한 실험을 수행하기 위해서는 엔진을 교체하여야만 하였기 때문에 불편함이 있었다. 둘째, 엔진을 갈아 끼우 는 과정에서 배출가스가 누출되지 않아야 하기 때문에 시험장치와 엔진의 연결부에는 누출 방지를 위한 구조가 구비되어 있는 바, 이러한 구조 때문에 착탈이 매우 불편하게 되어 실험자의 불편함을 가중시키는 문제점이 있었다. 셋째, 상기 선행기술에 의한 시험장치는 배출가스의 분배 통로를 병렬로 연결하도록 하고 있는데, 배출가스 자체가 균일한 혼합물이 아니기 때문에 상기 분배 통로로 정확히 동등한 조건의 배출가스가 분배된다는 보장이 없고, 이에 따라 상기 시험장치에 의한 배출가스의 분석 데이터의 신뢰도가 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 특히 선행기술1과 같은 종래의 이러한 시험장치는, 엔진 배출가스의 유해물질을 제거하는 촉매 물질에 대한 실험을 수행한다는 매우 좁은 범위에 한정되어 활용될 수밖에 없다는 근본적인 문제점이 있었다. 즉 다른 산업 분야에서 사용되는 촉매 물질에 대한 시험은 상술한 바와 같은 종래의 시험장치로는 전혀 이루어질 수 없는 것이다. 물론 상기 선행기술1의 시험장치는 매우 대규모의 시설을 필요로 하며 시험도 대량으로 이루어지기 때문에 촉매 물질의 낭비가 심한 문제점 역시 가지고 있었다.However, the test apparatus according to the prior art 1 has the following problems. First, as a problem that conventional test apparatuses and the test apparatuses according to the prior art do not solve in common, such a test apparatus can only perform an experiment on one engine at a time, It was inconvenient because the engine had to be replaced to perform the experiment. Second, because the exhaust gas should not leak during the engine replacement process, the test unit and the connection part of the engine are provided with a structure for preventing leakage. There was a problem letting. Third, the test apparatus according to the prior art is to connect the distribution path of the exhaust gas in parallel, there is no guarantee that the exhaust gas of exactly the same conditions are distributed to the distribution passage because the exhaust gas itself is not a uniform mixture, Accordingly, there was a problem that the reliability of the analysis data of the exhaust gas by the test apparatus is lowered. In particular, such a conventional test apparatus, such as the prior art 1, has a fundamental problem that it can only be used in a very narrow range of performing experiments on the catalytic material to remove harmful substances in the engine exhaust gas. In other words, the test of the catalyst material used in other industries can not be performed at all by the conventional test apparatus as described above. Of course, the test apparatus of the prior art 1 requires a very large facility, and since the test is made in a large amount, the waste of catalyst material also has a serious problem.

상기 선행기술2에 의한 시험장치는 광촉매 시료에 대한 시험장치인데, 실험실에서 사용되는 대부분의 시험장치는 선행기술2와 유사한 형태의 시스템으로 되어 있다. 이와 같은 종래의 시험장치들은 실험실 레벨의 규모를 가지고 있어 다양한 촉매 물질에 대한 반응을 시험하기에 적합하다. 그러나 선행기술2와 같은 종래의 시험장치는 한 번에 한 가지의 시험밖에는 수행할 수 없으며, 따라서 분석이 가능할 때까지 많은 시간을 들여 시험이 행해져야 한다는 문제점을 가지고 있다. 물론 이에 따라, 많은 시험이 끝난 후에 분석이 이루어질 수 있으므로, 어떤 촉매 물질 이 적합한 성능을 가지고 있는지 평가하는 데까지 시간이 오래 걸리게 됨은 자명하다. 그런데, 예를 들어 어떤 촉매 물질의 성능이 별로 우수하지 못할 경우 나중에 실험 데이터를 분석할 때에야 그 사실이 밝혀지게 되고, 그러면 다른 촉매 물질에 대한 시험을 새로 수행해야 하는지의 여부도 그 시점에서야 판단될 수 있게 된다. 이와 같은 문제는 실험자에게 매우 커다란 불편함을 불러일으키게 될 뿐만 아니라, 연구 수행의 효율이 매우 낮아지게 된다는 문제점을 내포하고 있다.The test apparatus according to the prior art 2 is a test apparatus for a photocatalyst sample, and most test apparatuses used in a laboratory have a system similar to the prior art 2. Such conventional test apparatuses have a laboratory level scale and are suitable for testing reactions to various catalyst materials. However, the conventional test apparatus, such as the prior art 2, can only perform one test at a time, and thus has a problem in that the test must be performed for a long time until analysis is possible. Of course, this can lead to an analysis after many tests, so it is obvious that it will take a long time to evaluate which catalytic material has the proper performance. However, if, for example, the performance of a catalyst material is not very good, it will be revealed only when analyzing the experimental data later, and it will be determined at that point whether a new test for another catalyst material should be performed. It becomes possible. This problem not only causes a great inconvenience for the experimenter, but also implies that the efficiency of the research is very low.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 예를 들어 디젤 차량의 배기정화장치에 사용되는 촉매 물질과 같은 다양한 종류의 촉매 물질들을 동시에 조사함으로써 보다 용이하고 신속하게 실험 데이터를 얻을 수 있도록 해 주는 다중채널 반응시스템을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to simultaneously investigate various kinds of catalyst materials such as catalyst materials used in exhaust purification apparatus of diesel vehicles. By providing a multi-channel reaction system that makes it easier and faster to obtain experimental data.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중채널 반응시스템은, 다수 개의 재료탱크(110)들과, 상기 재료탱크(110)마다 각각 하나씩 연결되는 유량조절수단(120)들과, 상기 재료들을 유입구(131)로 유입시켜 몸체(132) 내부에서 혼합하여 배출가스를 제조하고 서로 동일한 직경(d)을 가지는 다수 개의 분배관(133)을 통해 분배하여 배출하는 분배수단(130)을 포함하여 이루어지는 반응가스제조부(100); 상기 다수 개의 분배관(133)마다 각각 하나씩 연결되어 상기 제조된 배출가스를 유통시키되, 내부에 유통로가 형성되며 하기의 촉매수용기(230)를 수용하고 상기 제조된 배출가스의 누출 및 외란을 막도록 상기 촉매수용기(230)의 양단을 폐 쇄하는 유통연결수단(210)과, 내부에 상기 유통연결수단(210)의 유통로와 연결되는 유통로가 형성되어 상기 제조된 배출가스를 유통시키며 상기 제조된 배출가스를 그 내부에 수용된 촉매와 반응시키는 촉매수용기(230)와, 상기 촉매수용기(230)의 둘레에 구비되는 히터(220)를 포함하여 이루어지는 다수 개의 촉매반응부(200); 상기 다수 개의 촉매반응부(200)들과 연결되어 상기 다수 개의 촉매반응부(200)들 중 어느 하나의 촉매반응부(200)를 통과한 배출가스를 선택하여 유통시키고 나머지 촉매반응부(200)들을 통과한 배출가스는 배출시키는 선택밸브(310)와, 상기 선택밸브(310)에서 선택된 배출가스를 분석하는 분석수단(320)을 포함하여 이루어지는 분석부(300); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The multi-channel reaction system of the present invention for achieving the above object, a plurality of material tanks 110, the flow control means 120 is connected to each one of the material tanks 110, and the material Including the distribution means 130 to inlet them into the inlet 131 to mix the inside of the body 132 to produce the discharge gas and to distribute through the plurality of distribution pipes 133 having the same diameter (d) Reaction gas manufacturing unit 100 made; Each one of the plurality of distribution pipes 133 is connected to each other to distribute the produced exhaust gas, a distribution path is formed therein, and accommodates the following catalyst container 230 and prevents leakage and disturbance of the produced exhaust gas. A distribution connection means 210 for closing both ends of the catalyst container 230 and a distribution path connected to the distribution path of the distribution connection means 210 are formed therein to distribute the produced exhaust gas. A plurality of catalytic reaction parts 200 including a catalyst container 230 for reacting the produced exhaust gas with a catalyst contained therein, and a heater 220 provided around the catalyst container 230; Connected to the plurality of catalytic reaction units 200, select and distribute the exhaust gas passed through any one of the plurality of catalytic reaction units 200, the catalytic reaction unit 200 and the remaining catalytic reaction unit 200 The exhaust gas passing through the analysis unit 300 comprises a selection valve 310 for discharging and an analysis means 320 for analyzing the discharge gas selected by the selection valve 310; And a control unit.

이 때, 상기 분배수단(130)은 상기 몸체(132) 내의 압력(P₂)은 상기 분배관(133) 내의 압력(P₁) 또는 상기 촉매수용기(230)에서의 압력강하량 및 상기 분배관(133)에서의 압력강하량의 총합보다 큰 것을 특징으로 한다.At this time, the pressure in the distribution means (130) of the body (132), (P ₂₎ is the min pressure (P ₁₎ or the pressure drop and the distribution pipe in the catalyst container 230 in the pipe 133 ( It is characterized in that it is larger than the sum of the pressure drop amounts in 133).

더불어, 상기 분배수단(130)은 상기 분배관(133)들의 전단에 상기 분배관(133) 내의 압력(P₁)을 동일 압력으로 제한하는 흐름제한장치(restrictor)를 더 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the distribution means 130 preferably further includes a restrictor for restricting the pressure P ₁ in the distribution pipe 133 to the same pressure in front of the distribution pipes 133.

또한, 상기 재료탱크(110)는 기체탱크(111)와 액체탱크(112)로 나뉘어지며, 상기 액체탱크(112)에는 액체를 기화시키는 가열수단(121)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 분배수단(130)은 상기 유입구(131)의 상류측에 혼합효율을 증가시키는 믹서가 더 구비되는 것이 바람직하다.In addition, the material tank 110 is divided into a gas tank 111 and a liquid tank 112, characterized in that the liquid tank 112 is further provided with a heating means 121 for vaporizing the liquid. At this time, the distribution means 130 is preferably further provided with a mixer to increase the mixing efficiency upstream of the inlet 131.

또한, 상기 촉매수용기(230)는 중앙에 연통공이 형성되며 하기 몸체(232)의 상부에 결합되는 상부마개(231)와, 중앙에 연통로가 형성된 몸체(232)와, 중앙에 연통공이 형성되며 상기 몸체(232)의 하부에 결합되는 하부마개(233)와, 상기 몸체(232)와 상기 마개들(231, 233) 사이에 구비되는 가스켓(234)과, 상기 몸체(232)의 연통로 내부에 구비되며 메쉬 형상으로 이루어져 상기 몸체(232) 내부에 수용되는 촉매는 그 위에 얹히고 배출가스는 통과시키는 메쉬플레이트(235)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the catalyst container 230 has a communication hole is formed in the center and the upper stopper 231 is coupled to the upper portion of the body 232, the body 232 is formed in the communication passage in the center, the communication hole is formed in the center A lower stopper 233 coupled to a lower portion of the body 232, a gasket 234 provided between the body 232 and the stoppers 231 and 233, and an interior of a communication path of the body 232. It is provided in the mesh shape is accommodated in the body 232, the catalyst is placed on it and the discharge gas is characterized in that it comprises a mesh plate 235 for passing through.

또한, 상기 선택밸브(310)는 일정한 주기에 따라 배출가스의 선택을 전환하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 선택밸브(310)는 관 형상으로 형성되고, 하부에 상기 다수 개의 촉매반응부(200)와 각각 연결되는 다수 개의 본체유입구(311a)가 방사상으로 형성되며, 상부에 하기의 회전부(312)에 의하여 선택된 배출가스를 배출시키는 본체배출구(311b)가 형성되는 본체(311)와, 일측에 회전축(312c)이 구비된 관 형상으로 형성되어 상기 본체(311)의 내부에 구비되며, 하부에 상기 다수 개의 본체유입구(311a)들 중에서 어느 하나를 선택하여 연결되는 회전부유입구(312a)가 형성되고, 상부에 상기 본체배출구(311b)와 연결되어 선택된 배출가스를 유통시키는 다수 개의 회전부유입구(312b)가 방사상으로 형성되는 회전부(312)와, 상기 본체(311) 내부에 구비되며, 상기 회전축(312c)과 연결되어 상기 회전부(312)를 회전시키는 회전모터(313)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the selection valve 310 is characterized in that for switching the selection of the exhaust gas at a predetermined cycle. At this time, the selection valve 310 is formed in a tubular shape, a plurality of main body inlets 311a connected to the plurality of catalytic reaction units 200 at the bottom is formed radially, the upper rotating part ( The main body 311 is formed with a main body discharge port (311b) for discharging the discharge gas selected by the 312, and formed in a tubular shape with a rotating shaft 312c on one side is provided inside the main body 311, the lower Rotating part inlet 312a is formed at the plurality of main body inlets 311a and connected to the main body inlet 311a, and is connected to the main body outlet 311b at the top of the plurality of rotary inlet ports 312b. ) Is a radially formed rotating part 312, and is provided inside the main body 311, it is connected to the rotating shaft 312c and comprises a rotating motor 313 for rotating the rotating part 312 The.

또한, 상기 분석수단(320)은 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어 온라인 및 실시간으로 실험 데이터를 원격 분석하는 것을 특징으로 한다.In addition, the analysis means 320 is connected to a wired or wireless network, characterized in that for remote analysis of the experimental data online and in real time.

더불어, 상기 유통연결수단(210)은 공압실린더 또는 유압실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the flow connection means 210 is characterized in that consisting of a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.

더불어, 상기 반응가스는 내연기관에서 배출되는 배기가스인 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction gas is characterized in that the exhaust gas discharged from the internal combustion engine.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 다중채널 반응시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a multi-channel reaction system according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 다중채널 반응시스템의 개략도이다. 본 발명에 의한 다중채널 반응시스템(1000)은, 내연기관에서 배출되는 배출가스와 같이 실제 활용 대상이 되는 반응가스를 인위적으로 제조하는 반응가스제조부(100)와, 상기 반응가스제조부(100)에서 제조된 반응가스를 통과시켜 시험용 촉매 물질과 반응을 시키는 촉매반응부(200)와, 상기 촉매반응부(200)에서 반응이 일어나 정화된 반응가스의 성분을 분석하는 분석부(300)를 포함하여 이루어진다.2 is a schematic diagram of a multi-channel reaction system according to the present invention. The multi-channel reaction system 1000 according to the present invention includes a reaction gas manufacturing unit 100 for artificially producing a reaction gas that is actually used as an exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and the reaction gas manufacturing unit 100. A catalyst reaction unit 200 for reacting with the test catalyst material by passing the reaction gas prepared in the above), and an analysis unit 300 for analyzing the components of the reaction gas purified by the reaction in the catalyst reaction unit 200. It is made to include.

종래에는 내연기관의 배출가스에 대한 촉매 반응 실험을 할 때 선행기술1에서와 같이 실제 엔진의 배기구에 시험장치를 부착하였기 때문에 실험에 있어서의 많은 불편함이 발생되었다. 특히, 실제 차량은 기울기나 편평도가 매우 가변적인 노면 상에서 갖가지 외란을 받으면서 작동하게 되는데, 이에 따라 엔진에서의 출력 뿐 아니라 배출되는 가스의 성분도 여러 가지로 변화하게 된다. 그러나 실험실 내 에서는 이런 외란 등의 상황을 재현하기 어려우며, 따라서 종래의 시험장치를 사용하는 경우 실험 조건의 설정이 제한적일 수밖에 없어서 다양한 조건에서의 실험 데이터를 얻어낼 수 없었다. 무엇보다도 선행기술1과 같은 종래의 시험장치는 단지 내연기관의 배출가스에 대한 촉매 물질 실험밖에는 실시할 수 없었던 문제점이 있었다. 실험실 수준에서 사용되는 시험장치에서는, 선행기술2에서와 같이 한 번의 시험 수행에서 하나의 촉매 물질에 대한 실험 데이터밖에는 얻어낼 수 없어 불편할 뿐만 아니라 실험에 드는 시간 및 비용이 매우 높아진다는 문제점이 있었다.Conventionally, when performing a catalytic reaction experiment on the exhaust gas of an internal combustion engine, since the test apparatus is attached to the exhaust port of the actual engine as in the prior art 1, many inconveniences in the experiment have been generated. In particular, the actual vehicle is operated with various disturbances on the road surface where the inclination or flatness is very variable, thereby changing not only the output of the engine but also the components of the exhaust gas. However, it is difficult to reproduce such disturbances in a laboratory, and therefore, when using a conventional test apparatus, the setting of experimental conditions is inevitably limited, and thus experimental data under various conditions cannot be obtained. Above all, the conventional test apparatus such as the prior art 1 has a problem that only the catalytic material experiment on the exhaust gas of the internal combustion engine can be performed. In the test apparatus used at the laboratory level, as in the prior art 2, only one experimental data for one catalyst material can be obtained in one test run, which is not only inconvenient, but also has a problem that the time and cost of the experiment are very high.

본 발명에서는 상술한 바와 같은 여러 가지 문제점을 제거하기 위하여, 상기 반응가스제조부(100)에 의하여 다양한 조건에서 발생되는 반응가스를 인위적으로 혼합하여 제조하도록 하였다. 상기 반응가스제조부(100)는, 반응가스의 각 성분 재료들을 각각 수용하는 다수 개의 재료탱크(110)들을 포함한다. 상기 재료탱크(110)들은 기체탱크(111)와 액체탱크(112)로 분류될 수 있다. 상기 기체탱크(111)에는 반응가스에 포함되는 여러 가지 성분들이 각각 수용된다. 내연기관의 배출가스에는 일반적으로 수증기가 포함되기 때문에 대표적으로 상기 액체탱크(112)에 수용되는 액체는 물이 될 수 있다. 도 2에는 상기 액체탱크(112)가 두 개 도시되어 있지만, 물론 다른 액체 성분 즉 펜탄, 옥탄 등과 같은 성분이 포함되는 반응가스에 대한 조건에서의 실험 데이터가 필요할 경우 상기 액체탱크(112)가 다수 개 구비되도록 하여도 무방하며, 물론 단일 개만 구비되어도 무방하다.In the present invention, in order to eliminate the various problems as described above, by the reaction gas manufacturing unit 100 was prepared by artificially mixing the reaction gas generated under various conditions. The reaction gas manufacturing unit 100 includes a plurality of material tanks 110 each containing respective component materials of the reaction gas. The material tanks 110 may be classified into a gas tank 111 and a liquid tank 112. The gas tank 111 accommodates various components contained in the reaction gas, respectively. Since the exhaust gas of the internal combustion engine generally includes water vapor, the liquid contained in the liquid tank 112 may be water. Although two liquid tanks 112 are shown in FIG. 2, a plurality of liquid tanks 112 are required when experimental data are required for a reaction gas containing other liquid components, ie, pentane, octane, and the like. Dogs may be provided, and of course, only a single dog may be provided.

상기 재료탱크(110)들의 배출 측에는 유량조절수단(120)이 구비되어 있는데, 상기 유량조절수단(120)에 의하여 상기 재료탱크(110)들 각각에서 공급되는 재료들의 양이 조절되게 된다. 상기 유량조절수단(120)으로는 일반적으로 유량을 조절하기 위하여 사용되는 밸브 등을 사용하여도 무방하나, 보다 정확한 실험 데이터를 얻기 위해서는 상기 혼합물의 성분 조성이 정확해야 하기 때문에 실험 시 유량을 정확하게 조절하기 위한 수단으로 널리 사용되는 MFC(Mass Flow Controller)를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 물론 액체탱크(112)에서 공급되는 액체 재료는 가열수단(121)에 의하여 가열됨으로써 액체 재료가 기화되도록 하여 혼합되게 한다. 도 2에는 상기 가열수단(121)이 상기 유량조절수단(120)의 하류측에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 가열수단(121)은 상기 유량조절수단(120)의 전단 또는 후단 어디에 구비되어도 무방하다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 기체탱크(111)에 수용된 재료들을 먼저 혼합한 후 액체탱크(112)에 수용된 재료를 혼합하여도 무방하며, 상기 재료탱크(110)들에 수용되어 있는 각 재료들을 모두 한꺼번에 혼합하도록 하여도 무방하다. 또한, 상기 분배수단(130)으로 유입되기 전에 믹서(미도시)를 더 구비하여 반응가스의 유동에 난류를 발생시킴으로써 혼합 효율을 더욱 높이도록 하는 것이 바람직하다.The discharge side of the material tanks 110 is provided with a flow rate adjusting means 120, the amount of material supplied from each of the material tanks 110 by the flow rate adjusting means 120 is to be adjusted. As the flow rate control means 120, a valve or the like which is generally used to control the flow rate may be used, but in order to obtain more accurate experimental data, the composition of the mixture must be accurate so that the flow rate is precisely adjusted during the experiment. It is preferable to use a Mass Flow Controller (MFC) which is widely used as a means for doing so. At this time, of course, the liquid material supplied from the liquid tank 112 is heated by the heating means 121 to vaporize the liquid material to be mixed. 2, the heating means 121 is shown to be provided on the downstream side of the flow control means 120, the heating means 121 may be provided anywhere in the front or rear end of the flow control means 120. Do. In addition, as shown in FIG. 2, the materials contained in the gas tank 111 may be mixed first, and then the materials contained in the liquid tank 112 may be mixed, and each material contained in the material tanks 110 may be mixed. You can mix them all at once. In addition, it is preferable to further include a mixer (not shown) before flowing into the distribution means 130 to generate turbulence in the flow of the reaction gas to further increase the mixing efficiency.

이와 같이 혼합되어 제조된 반응가스는 분배수단(130)의 유입구(131)로 유입된다. 제조된 반응가스는 상 분배수단(130)의 몸체(132) 내부 전체로 퍼져 수용되며, 상기 분배수단(130) 몸체(132)에 구비된 다수 개의 분배관(133)들을 통하여 상기 몸체(132) 내의 반응가스들이 분배된다. 도 2에는 상기 분배관(133)의 개수가 16개인 것으로 도시되었으나, 물론 설계상 또는 사용상의 편의에 따라 상기 분배관 (133)의 개수는 조절될 수 있다.The reaction gas produced as a mixture is introduced into the inlet 131 of the distribution means 130. The produced reaction gas is spread and received throughout the body 132 of the phase distribution means 130, the body 132 through a plurality of distribution pipes 133 provided in the body 132 of the distribution means (130) Reaction gases in the interior are distributed. In FIG. 2, the number of the distribution pipes 133 is 16, but, of course, the number of the distribution pipes 133 may be adjusted according to design or convenience of use.

상기 분배관(133)에 분배되는 각 반응가스의 유량은 서로 동일성이 보장되어야 한다. 도 2에 도시된 실시예에서는 상기 몸체(132)의 상기 분배관(133)들이 형성되어 있는 면의 상당직경(hydraulic diameter, H)에 비하여 상기 분배관(133)의 직경(d)이 훨씬 작게 설계되게 한다. 상기 분배관(133) 내부의 압력을 P₁이라 하고, 상기 몸체(132) 내부의 압력을 P₂라 할 때, 이와 같이 유로의 크기가 급격히 줄어들게 되면, 상기 몸체(132) 내에서의 반응가스의 압력(P₂)보다 상기 분배관(133) 내에서의 반응가스의 압력(P₁)이 급격히 증가하게 되는데, 이러한 현상의 결과로 상기 분배관(133) 내로 유입되는 반응가스의 유량은 동일해지게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.The flow rates of the reaction gases distributed in the distribution pipe 133 should be identical to each other. 2, the diameter d of the distribution pipe 133 is much smaller than the equivalent diameter H of the surface on which the distribution pipes 133 of the body 132 are formed. To be designed. When the pressure inside the distribution pipe 133 is called P ₁ and the pressure inside the body 132 is called P ₂ , when the size of the flow path is sharply reduced in this way, the reaction gas in the body 132. The pressure P ₁ of the reaction gas in the distribution pipe 133 increases more rapidly than the pressure P ₂ , and as a result of this phenomenon, the flow rate of the reaction gas flowing into the distribution pipe 133 is the same. You can get the effect.

더불어, 몸체(132) 내부의 압력(P₂)이 분배관(133) 내부의 압력(P₁)보다 크게 할 뿐만 아니라, 상기 몸체(132) 내부의 압력(P₂)이, 상기 분배관(133)에서의 압력강하량 및 촉매 및 메쉬플레이트(235)를 포함하는 촉매수용기(230)를 통과하면서 발행하는 압력강하량의 총합보다 크도록 하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the inner body 132, the pressure (P _2), the pipe 133, the pressure in the (P ₁₎ than not only be increased, pressure within the body 132 (P _2), the said delivery pipe ( More preferably, the pressure drop amount 133 is greater than the sum of the pressure drop amount issued while passing through the catalyst container 230 including the catalyst and the mesh plate 235.

물론 상술한 바와 같이 상기 몸체(132) 및 상기 분배관(133)의 형상 사이의 수치적 관계를 이용하여 간단하게 분배관(133)들로 흐르는 유량의 동일성을 보장할 수도 있으며, 또한 도 2의 실시예에서는 도시되지 않았으나 별도의 흐름제한장치(restrictor)를 사용하여 동일한 압력이 걸리도록 조절함으로써 유량의 동일성을 보장할 수 있도록 하여도 된다.Of course, by using the numerical relationship between the shape of the body 132 and the distribution pipe 133 as described above, it is possible to simply guarantee the sameness of the flow rate flowing through the distribution pipe 133, Although not shown in the embodiment, it may be possible to ensure the same flow rate by adjusting to apply the same pressure using a separate restrictor.

상기 촉매반응부(200)는 상기 분배관(133) 각각에 하나씩 연결된다. 도 3은 상기 촉매반응부(200)를 보다 상세히 도시한 단면도이다. 반응가스는 상기 분배관(133)을 통해 흘러온 반응가스는 유통연결수단(210)으로 연결되어, 히터(220) 내부에 수용되며 그 내부에 시험을 위한 촉매를 수용하고 있는 촉매수용기(230)를 통과하면서 촉매와 반응을 일으킨 후 배출되게 된다.The catalytic reaction unit 200 is connected to each one of the distribution pipe 133. 3 is a cross-sectional view illustrating the catalytic reaction unit 200 in more detail. The reaction gas flows through the distribution pipe 133, the reaction gas is connected to the distribution connection means 210, the catalyst container 230 accommodated in the heater 220 and accommodates the catalyst for testing therein As it passes, it reacts with the catalyst and is then discharged.

도 3에 도시된 바와 같이, 유통연결수단(210)을 상하로 벌려 개방한 후 히터(220)의 내부에 촉매수용기(230)를 넣고, 상기 유통연결수단(210)를 상하로 오므려 폐쇄함으로써, 상기 분배관(133)을 통해 흘러온 반응가스가 누출 및 외란 없이 촉매수용기(230)로 흘러가 촉매와 반응할 수 있게 된다. 상기 유통연결수단(210)은 공압실린더나 유압실린더 등과 같이 하중을 줌으로써 상기 촉매수용기(230)를 폐쇄할 수 있는 수단이라면 어떠한 수단이어도 무방하다. 이와 같은 구조에 의하여, 촉매수용기(230)에 촉매를 수용시킨 후 시험장치에 장착하는 과정이 매우 편리해지며 이에 따라 사용자의 편의성이 극대화된다.As shown in Figure 3, open and open the distribution connecting means 210 up and down after putting the catalyst container 230 in the interior of the heater 220, by closing the distribution connecting means 210 up and down In addition, the reaction gas flowing through the distribution pipe 133 flows into the catalyst container 230 without leakage and disturbance, and may react with the catalyst. The flow connection means 210 may be any means as long as it can close the catalyst container 230 by applying a load such as a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder. By such a structure, the process of accommodating the catalyst in the catalyst container 230 and mounting the test apparatus becomes very convenient, thereby maximizing user convenience.

상기 히터(220)는 온도 조건을 설정하기 위하여 사용되며, 온도 조건을 정확히 설정하기 위하여 반응가스가 촉매로 유입되는 통로에는 온도센서(240)가 구비된다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, 반응가스의 성분에 대한 동일 조건에 대하여 여러 가지의 온도 조건에 따른 촉매 성능 시험을 수행할 수 있게 된다. 이와 같이 온도 조건의 변화에 따른 성능 시험을 수행하는 경우, 다수 개의 히터(220) 중 한 개 는 가열을 하지 않고 이를 기준 데이터로 삼도록 하는 것이 바람직하다.The heater 220 is used to set a temperature condition, and the temperature sensor 240 is provided in a passage through which the reaction gas flows into the catalyst in order to accurately set the temperature condition. By having such a structure, it is possible to perform a catalyst performance test according to various temperature conditions for the same conditions for the components of the reaction gas. When performing the performance test according to the change in temperature conditions as described above, it is preferable that one of the plurality of heaters 220 is used as reference data without heating.

도 4는 상기 촉매수용기(230)의 분해 사시도이며, 도 5는 상기 촉매수용기(230)의 상세 단면도이다. 촉매수용기(230)는 도시된 바와 같이 모두 중간에 연통공이 형성된 상부마개(231), 몸체(232) 및 하부마개(233)로 이루어져 있으며, 상부마개(231)와 몸체(232) 사이 및 몸체(232)와 하부마개(233) 사이에는 가스켓(234)이 구비되어 반응가스의 누출을 방지한다. 상기 몸체(232)의 중간에는 메쉬플레이트(235)가 구비되어 있는데, 상기 메쉬플레이트(235) 위에는 가루 형태로 된 시험용 촉매 물질이 놓여진다. 물론, 상기 메쉬플레이트(235)의 메쉬 크기는 가루 형태의 촉매 물질은 새어나가지 않으면서 반응가스는 통과시킬 수 있는 범위의 크기를 가지도록 한다.4 is an exploded perspective view of the catalyst container 230, and FIG. 5 is a detailed cross-sectional view of the catalyst container 230. The catalyst container 230 is composed of an upper stopper 231, a body 232 and a lower stopper 233 in which all communicating holes are formed in the middle as shown, between the upper stopper 231 and the body 232 and the body ( A gasket 234 is provided between the 232 and the lower cap 233 to prevent the leakage of the reaction gas. The middle of the body 232 is provided with a mesh plate 235, the test catalyst material in the form of powder is placed on the mesh plate 235. Of course, the mesh size of the mesh plate 235 is such that the reaction gas is passed through the catalyst material in the form of powder does not leak.

상기 분석부(300)는 상기 다수 개의 촉매반응부(200)를 통과함으로써 각 촉매반응부(200)에 수용되어 있는 시험용 촉매 물질들에 따라 정화된 반응가스를 분석한다. 이 때, 선택밸브(310)에 의하여 상기 각 촉매반응부(200)로부터 흘러온 반응가스들 중 어느 하나의 반응가스만이 선택되어 분석수단(320)으로 유입되어 분석이 행하여진다. 상기 선택밸브(310)는 적절한 주기에 따라 선택을 교체함으로써, 상기 선택밸브(310)에 연결된 상기 촉매반응부(200)들의 개수만큼의 주기가 지나면 모든 촉매반응부(200)를 통과한 반응가스들이 자동으로 분석이 완료되어 각 촉매반응부(200)에 수용되어 있는 다양한 촉매 물질들의 성능을 한꺼번에 비교 평가할 수 있게 된다.The analysis unit 300 passes through the plurality of catalytic reaction units 200 to analyze the purified reaction gas according to the test catalyst materials contained in each catalytic reaction unit 200. At this time, only one reaction gas selected from the reaction gases flowing from the respective catalytic reaction units 200 by the selection valve 310 is introduced into the analyzing means 320 to be analyzed. The selection valve 310 replaces the selection according to a suitable period, so that the reaction gas passing through all the catalytic reaction units 200 after a period of the number of the catalytic reaction units 200 connected to the selection valve 310 has passed. The analysis is automatically completed so that the performance of various catalyst materials contained in each catalytic reaction unit 200 can be compared and evaluated at once.

도 6은 상기 선택밸브(310)의 사시도이고, 도 7은 상기 선택밸브(310)의 부분 단면도이며, 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 상기 선택밸브(310)의 작동 단계를 도시한 단계도이다. 특히, 도 8a 내지 도 8c의 (A)는 도 7(A)의 A-A' 단면도이며, (B)는 B-B' 단면도이다. 또한, 도 7 및 도 8은 상기 선택밸브(310)의 구조를 보이기 위하여 간략하게 도시한 것으로 상기 도면에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 특히 도 8에서 본체(311)와 회전부(312) 사이에 틈새가 있는 것처럼 도시된 것은 상기 본체(311)와 상기 회전부(312)가 서로 독립된 부품임을 보이기 위하여 과장하여 도시된 것일 뿐으로, 실제로는 도 7에 도시된 바와 같이 각 부품들 사이에 틈새가 없도록 구성된다.6 is a perspective view of the selector valve 310, FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the selector valve 310, and FIGS. 8A, 8B, and 8C illustrate operation steps of the selector valve 310. to be. In particular, (A) of FIG. 8A-FIG. 8C is sectional drawing A-A 'of FIG. 7A, and (B) is sectional view B-B'. In addition, Figures 7 and 8 are shown briefly to show the structure of the selection valve 310 is not limited to the present invention by the drawings, in particular in Figure 8 between the main body 311 and the rotating part 312 Shown as there is a gap in the main body 311 and the rotating part 312 is only exaggerated to show that the parts are independent of each other, in fact there is no gap between the parts as shown in FIG. It is composed.

상기 선택밸브(310)는 도시된 바와 같이 본체(311), 회전부(312) 및 회전모터(313)를 포함하여 이루어진다. 상기 본체(311)는 관 형상으로 형성되어 내부에 상기 회전부(312)를 수용하며, 상기 회전부(312)는 일측에 구비된 회전축(312c)에 회전모터(313)가 연결되어 있어 상기 본체(311) 내부에서 회동한다.The selector valve 310 includes a main body 311, a rotation part 312, and a rotation motor 313 as shown. The main body 311 is formed in a tubular shape to accommodate the rotating part 312 therein, and the rotating part 312 is connected to the rotating motor 313 on the rotating shaft 312c provided at one side of the main body 311. ) Rotate inside.

상기 본체(311)의 하부에는, 상기 다수 개의 촉매반응부(200)와 각각 연결되는 다수 개의 본체유입구(311a)가 방사상으로 형성된다. 또한, 상기 회전부(312)의 하부에는 회전부유입구(312a)가 형성되어 있어, 상기 회전부(312)가 회전함에 따라 상기 다수 개의 본체유입구(311a) 중 어느 하나의 본체유입구(311a)와 연결되어 상기 연결된 본체유입구(311a)에서 흘러들어오는 반응가스만을 유통시킨다. 이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 선택되지 않은 반응가스들은 다른 경로로 모여 배출된다.Under the main body 311, a plurality of main body inlets 311a connected to the plurality of catalytic reaction units 200 are formed radially. In addition, a lower portion of the rotating part 312 is formed with a rotating part inlet 312a, and as the rotating part 312 rotates, it is connected to any one of the plurality of main body inlets 311a of the main body inlet 311a. Only the reaction gas flowing from the connected main body inlet 311a is distributed. At this time, as shown in Figure 7, the non-selected reaction gases are collected in a different path and discharged.

상기 회전부(312)의 상부에는 다수 개의 회전부배출구(312b)들이 방사상으로 형성된다. 상기 본체(311)의 상부에는 본체배출구(311b)가 형성되어 있는데, 상기 회전부(312)가 회전함에 따라 상기 다수 개의 회전부배출구(312b) 중 어느 하나와 연결되어, 상기 회전부(312)의 하부에서 상기 본체유입구(311a)와 연결되어 반응가스를 선택한 상기 회전부유입구(312a)를 통하여 상기 회전부(312) 내로 흘러들어온 반응가스를 상기 본체배출구(311b)를 통해 배출하여 분석수단(320)으로 보낼 수 있게 된다.A plurality of rotating part discharge ports 312b are radially formed on the upper part of the rotating part 312. A main body outlet 311b is formed at an upper portion of the main body 311, and is connected to any one of the plurality of rotary part outlets 312b as the rotary part 312 rotates, and at the bottom of the rotary part 312. The reaction gas flowing into the rotating part 312 through the rotating part inlet 312a which is connected to the main body inlet 311a and selects a reaction gas may be discharged through the main body outlet 311b to be sent to the analyzing means 320. Will be.

상기 선택밸브(310)의 동작 단계가 도 8에 도시되어 있다. 도 8a 하단에 도시된 바와 같이, 먼저 회전부유입구(312a)는, 다수 개의 본체유입구(311a) 중 제1본체유입구(311a₁)와 연결된다. 따라서 상기 회전부(312)의 내부로는 제1본체유입구(311a₁)를 통해 흘러온 반응가스, 즉 제1시험촉매와 반응된 후의 반응가스가 유입되게 되며, 나머지 본체유입구들(311a₂, 311a₃, …, 311a₁₆)을 통해 흘러온 반응가스, 즉 제2, 제3, …, 제16시험촉매와 반응된 후의 반응가스들은 도 7에 도시된 바와 같이 그냥 배출되어 버려진다. 또한, 도 8a 상단에 도시된 바와 같이, 다수 개의 회전부배출구(312b)들 중 제1회전부배출구(312b₁)가 본체배출구(311b)와 연결되며, 나머지의 회전부배출구(312b₂, 312b₃, …, 312b₁₆)들은 상기 본체(312)의 내벽에 의해 폐쇄된다. 이에 따라 상기 회전부(312)의 내부에 수용되어 있는 반응가스, 즉 제1 시험촉매와 반응된 후의 반응가스만이 상기 본체배출구(311b)를 통해 배출되어 분석수단(320)으로 유입된다.An operation step of the selection valve 310 is shown in FIG. As shown in the lower part of FIG. 8A, first, the rotary inlet 312a is connected to the first body inlet 311a ₁ of the plurality of main body inlets 311a. Accordingly, the reaction gas flowing through the first body inlet 311a ₁ , that is, the reaction gas after reacting with the first test catalyst, is introduced into the rotary part 312, and the remaining body inlets 311a ₂ and 311a _3. , ..., 311a ₁₆ ), the reaction gas flowing through the second, third,... After reaction with the 16th test catalyst, the reaction gases are simply discharged and discarded as shown in FIG. 7. Also, as shown in the upper part of FIG. 8A, the first rotating part outlet 312b ₁ of the plurality of rotating part outlets 312b is connected to the main body outlet 311b, and the remaining rotating part outlets 312b ₂ , 312b ₃ ,. , 312b ₁₆ are closed by an inner wall of the body 312. Accordingly, only the reaction gas contained in the rotating part 312, that is, the reaction gas after the reaction with the first test catalyst is discharged through the main body outlet 311b and flows into the analyzing means 320.

이와 같은 연결 상태는 미리 설정된 일정 시간의 주기 동안만 유지되며, 한 주기의 시간이 지나면 상기 회전모터(313)에 의해 상기 회전부(312)가 회전하게 되어 연결 상태가 달라진다. 도 8b는 한 주기의 시간 간격이 지나 바뀐 연결 상태를 도시하고 있다. 이번에는 상기 회전부유입구(312a)는 제2본체유입구(311a₂)와 연결되고 상기 본체배출구(311b)는 제2회전부배출구(312b₂)와 연결되어, 이러한 연결 상태가 유지되는 동안에는 제2시험촉매와 반응된 후의 반응가스만이 분석수단(320)으로 유입된다. 도 8c는 도 8b에서 또 한 주기의 시간 간격이 지나 바뀐 연결상태를 도시하고 있으며, 마찬가지로 이 경우 제3시험촉매와 반응된 후의 반응가스만이 분석수단(320)으로 유입된다. 도시된 실시예에서, 이와 같은 방식으로 16번의 주기가 지나면 모든 시험촉매에 대한 반응가스에 대한 분석이 모두 자동으로 완료될 수 있게 된다.The connection state is maintained only for a predetermined period of time, and after one period of time passes, the rotating unit 312 is rotated by the rotation motor 313, thereby changing the connection state. 8B illustrates a connection state changed after a time interval of one cycle. This time, the rotating part inlet 312a is connected to the second main body inlet 311a ₂ , and the main body outlet 311b is connected to the second rotating part outlet 312b ₂ , while the connection state is maintained. Only the reaction gas after the reaction with the flow into the analysis means 320. FIG. 8C shows the connection state changed after another period of time in FIG. 8B. In this case, only the reaction gas after reacting with the third test catalyst flows into the analyzing means 320. In the illustrated embodiment, in this manner, after 16 cycles, all analysis of the reaction gas for all the test catalysts can be completed automatically.

도 6 내지 도 8에 도시된 본 발명의 선택밸브(320)의 실시예에서는 기계적인 수단에 의하여 반응가스를 선택할 수 있도록 되어 있으나, 물론 상기 선택밸브(310)는 다른 수단으로 반응가스를 선택하도록 하여도 무방하다. 즉 예를 들어, 상기 선택밸브(310)는 회전부를 갖는 대신 각 본체유입구(311a)에 전자적으로 개폐가 제어되는 밸브가 구비되어 있어도 무방하다. 즉, 본 발명의 취지, 다시 말해 다수 개의 촉매반응부(200)를 통과하여 온 다양한 성질의 반응가스를 모아서 한 주기에 하나의 반응가스만을 선택하여 분석하도록 하는 기능을 수행할 수 있다면 상기 선 택밸브(310)는 어떤 형태로 형성되어도 무방하다.In the embodiment of the selection valve 320 of the present invention shown in Figures 6 to 8, but the reaction gas can be selected by mechanical means, of course, the selection valve 310 to select the reaction gas by other means You may. That is, for example, the selection valve 310 may be provided with a valve that is controlled to open and close electronically in each of the main body inlet 311a instead of having a rotating portion. That is, the purpose of the present invention, that is, if the selection of the reaction gas of the various properties that have passed through the plurality of catalytic reaction unit 200 can perform a function to select and analyze only one reaction gas in one cycle the selection The valve 310 may be formed in any form.

상기 분석수단(320)은 상술한 바와 같이 상기 선택밸브(310)에 의하여 선택된 반응가스를 여러 가지 방법으로 분석한다. 상기 분석수단(320)은 통상적으로 반응가스의 분석에 사용되는 분광분석기(spectrometer), 기체 크로마토그래퍼(gas chromatographer), 질량분석기(mass-spectrometer), 적외선 분광기 등과 같은 장치들로 구성될 수 있다. 이러한 장치들로 유입되기 전에 유량계(323)를 더 구비함으로써 반응가스의 유량을 조사함과 동시에 누출(leak)을 방지하는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 분석수단(320)은 도 9에 도시된 바와 같이 온라인 및 실시간으로 실험 데이터를 전송받아 원격으로도 실험 데이터를 분석할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.As described above, the analyzing means 320 analyzes the reaction gas selected by the selection valve 310 in various ways. The analyzing means 320 may be composed of devices such as a spectrometer, a gas chromatographer, a mass-spectrometer, an infrared spectrometer, and the like, which are typically used for analyzing a reaction gas. It is preferable to further include a flow meter 323 before the flow into these devices to prevent the leakage at the same time to investigate the flow rate of the reaction gas. In addition, the analysis means 320 is preferably so as to be able to analyze the experimental data remotely by receiving the experimental data online and in real time as shown in FIG.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 다양한 종류의 촉매 물질들, 예를 들어 디젤 차량의 배기정화장치에 사용되는 촉매 물질들을 동시에 조사함으로써 많은 양의 실험 데이터를 신속하고도 용이하게 얻을 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 각 촉매 물질들에 대한 환경을 동일하게 맞추어 주거나, 동일한 촉매 물질들에 대하여 일정하게 다른 환경을 설정하는 등 여러 방면의 실험을 수행하는 것이 가능하며, 이에 따라 신뢰도가 매우 높은 좋은 실험 데이터를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 시스템에 의하면 촉매를 수용하는 수용기의 구조가 간단하며 탈부착이 간편하기 때문에 실험 기간을 단축하며 사용자의 편의성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a large amount of experimental data can be obtained quickly and easily by simultaneously irradiating various kinds of catalyst materials, for example, catalyst materials used in an exhaust purification apparatus of a diesel vehicle. have. In addition, according to the present invention, it is possible to perform various aspects of experiments such as setting the same environment for each catalyst material or setting a different environment for the same catalyst material. Thus, the reliability is very high. This has the effect of obtaining high good experimental data. In addition, according to the system of the present invention, since the structure of the receiver for accommodating the catalyst is simple and easy to attach and detach, it is possible to shorten the experiment period and greatly increase the user's convenience.

더불어, 이와 같이 다양한 실험을 동시에 수행하고 사용자 편의성을 증대하여 실험 기간을 단축하면서도 정확하고 신뢰도 높으며 실제 현장에 적용이 매우 용이한 실험 데이터를 다량 얻어낼 수 있는 효과에 의하여, 촉매 물질 개발에 있어서 실험에 의해 소비되는 물질의 총량을 크게 절약할 수 있는 등 인력ㆍ비용ㆍ시간 등의 면에서 큰 경제적 이득을 얻을 수 있는 효과가 있다. 더불어, 본 발명에 의하면 온라인 및 실시간으로 원격에서 실험 데이터를 분석하는 것이 가능하기 때문에, 실험자의 편의성을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 촉매 물질 또는 반응 가스가 유해한 물질일 경우 실험자의 안전성을 극대화시킬 수도 있는 커다란 효과가 있다.In addition, it is possible to perform various experiments at the same time and increase the user convenience to shorten the experiment period, and to obtain a large amount of experimental data that is accurate, reliable and very easy to apply to the actual site. There is an effect that a large economic benefit can be obtained in terms of manpower, cost, and time, such as greatly reducing the total amount of the material consumed. In addition, according to the present invention, it is possible to analyze the experimental data remotely online and in real time, thereby maximizing the convenience of the experimenter and maximizing the safety of the experimenter when the catalytic material or the reactant gas is harmful. There is a great effect.

Claims

A plurality of material tanks 110, flow rate control means 120 is connected to each one of the material tanks 110, and the materials are introduced into the inlet 131, mixed in the body 132 to discharge gas Reaction gas production unit 100 comprising a distribution means 130 for manufacturing and distributing through the plurality of distribution pipes 133 having the same diameter (d) and discharged;

Each one of the plurality of distribution pipes 133 is connected to each other to distribute the produced exhaust gas, a distribution path is formed therein, and accommodates the following catalyst container 230 and prevents leakage and disturbance of the produced exhaust gas. Distribution connection means 210 for closing both ends of the catalyst container 230 and a distribution path connected to the distribution path of the distribution connection means 210 is formed therein so as to distribute the produced exhaust gas and the production A plurality of catalytic reaction parts 200 including a catalyst container 230 for reacting the discharged gas with a catalyst contained therein and a heater 220 provided around the catalyst container 230;

Connected to the plurality of catalytic reaction units 200, select and distribute the exhaust gas passed through any one of the plurality of catalytic reaction units 200, the catalytic reaction unit 200 and the remaining catalytic reaction unit 200 The exhaust gas passing through the analysis unit 300 comprises a selection valve 310 for discharging and an analysis means 320 for analyzing the discharge gas selected by the selection valve 310;

Multi-channel reaction system, characterized in that comprises a.

The method of claim 1, wherein the distribution means 130

The pressure P ₂ in the body 132 is greater than the sum of the pressure P _{1 in the} distribution pipe 133 or the pressure drop in the distribution pipe 133 and the amount of pressure drop in the catalyst container 230. Multi-channel reaction system, characterized in that.

The method of claim 2, wherein the distribution means 130

And a restrictor for restricting the pressure P ₁ in the distribution pipe 133 to the same pressure in front of the distribution pipes.

The method of claim 1, wherein the material tank 110

It is divided into a gas tank (111) and a liquid tank (112), wherein the liquid tank (112) is a multi-channel reaction system, characterized in that further provided with a heating means (121) for vaporizing the liquid.

The method of claim 4, wherein the distribution means 130

Multi-channel reaction system, characterized in that the mixer further increases the mixing efficiency upstream of the inlet (131).

The method of claim 1, wherein the catalyst container 230 is

A communication hole is formed in the center and the upper stopper 231 is coupled to the upper portion of the body 232, the body 232 is formed in the communication passage in the center, the communication hole is formed in the center and is coupled to the lower portion of the body 232 The lower stopper 233, the gasket 234 provided between the body 232 and the stoppers (231, 233), and provided in the communication path of the body 232 is made of a mesh shape of the body (232) a multi-channel reaction system, characterized in that it comprises a mesh plate (235) is placed thereon and the exhaust gas is passed thereon.

The method of claim 1, wherein the selection valve 310

Multi-channel reaction system, characterized in that to switch the selection of the exhaust gas at regular intervals.

The method of claim 7, wherein the selection valve 310 is

It is formed in a tubular shape, and a plurality of body inlets 311a are formed radially at the bottom and connected to the plurality of catalyst reaction parts 200, respectively, and discharge the exhaust gas selected by the rotating part 312 below. A main body 311 in which a main body outlet 311b is formed,

Rotating portion inlet 312a is formed in a tubular shape provided with a rotating shaft 312c on one side and is provided inside the main body 311, and selects any one of the plurality of main body inlets 311a below. Is formed, the rotating portion 312 is connected to the main body outlet 311b and a plurality of rotary inlet 312b radially formed to distribute the selected exhaust gas, and

It is provided inside the main body (311), the multi-channel reaction system comprising a rotating motor (313) connected to the rotating shaft (312c) for rotating the rotating unit (312).

The method of claim 1, wherein the analysis means 320

Multi-channel reaction system, characterized in that the remotely connected to the wired or wireless network to analyze the experimental data in real time online.

The method of claim 1, wherein the distribution connection means 210

Multi-channel reaction system comprising a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.

The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the reaction gas

Multi-channel reaction system, characterized in that the exhaust gas discharged from the internal combustion engine.