KR0164298B1 - 촉매 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배기 가스를 정화하는 촉매 컨버터의 촉매 담체 가열 장치에 관한 것으로서, 촉매 담체가 내부에 설치되고 배기가스가 통과하도록 형성된 관과, 상기 관의 촉매 담체 설치부위를 외부에서 둘러싸는 캐비티 및 리플렉터와, 상기 캐비티의 내측에 설치된 안테나와, 상기 안테나에서 초음파가 발생되도록 하는 초음파 발생기로 구성된 촉매 가열 장치를 제공함으로써, 배기가스 흐름의 원활성을 확보함과 동시에 촉매 담체의 신속한 적정온도 설정으로 원활한 촉매 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

촉매 가열 장치

제1도는 일반적인 3원 촉매 컨버터의 부분 절개도.

제2도는 본 발명에 따른 촉매 가열 장치를 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 촉매 담체 2 : 관

3 : 캐비티 4 : 리플렉터

5 : 안테나 6 : 마이크로 웨이브 발생기

B : 베터리

본 발명은 자동차의 유해 배기 가스를 산화 및 환원시키는 촉매 컨버터의 촉매를 가열하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 웨이브(Micro Wave)를 이용한 가열 장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤이 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을 상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트를 회전시킴으로서 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기한 엔진에는 연소된 혼합기를 배기하는 배기 장치가 요구되는 바, 상기 배기장치는 연소실과 연결된 배기 매니폴드와, 상기한 배기 매니폴드에 연결되어 있는 배기관과, 상기한 배기관과 연결되어 있는 소음기로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 배기 장치는 연소실에서 연소된 후의 연소 가스를 온도와 압력을 낮춰 외부로 배출하게 되는 바, 이는 소음기를 통해 온도와 압력을 낮춰 고온, 고압인 연소 가스가 외부 배출 시 발생되는 소음를 감소시키게 된다.

여기서, 상기한 연소 가스에는 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 질소 화합물(NOx), 아황산 가스등이 포함되어 대기 오염이 유발되기 때문에 이를 제거한 상태로 대기 방출하도록 규제를 하고 있다.

상기와 같이 유해한 가스를 정화하기 위한 장치로서 제1도에 도시된 것과 같은 3원 촉매 컨버터가 사용되는 바, 상기 촉매 컨버터는 촉매 담체(substrate)(51)에 백금(Pt)과 소량의 로듐(Rh)을 혼합한 것이 부착되어 구성되며, 상기 백금은 주로 일산화탄소와 탄화수소의 산화작용에 사용되고 로듐은 주로 질소 화합물의 환원 작용을 위해서 작용된다.

상기와 같은 촉매 담체(51)가 내장된 촉매 컨버터는 엔진으로부터의 배기가스가 상기 촉매 담체(51)내의 작은 통로를 통과하면서 촉매에 접촉되어 촉매 작용이 일어나도록 하는 것이다.

그런데, 상기와 같은 촉매는 그 촉매 작용이 일어나는 온도 범위가 약 250℃ 이상이 되어야 촉매 작용을 시작하게되며, 촉매의 적정 작동온도 범위는 약 400 ~ 800℃ 범위이다.

따라서, 엔진의 초기 시동시와 같은 경우에는 많은 배기 가스가 배출됨에도 불구하고 촉매 담체(51)가 제대로 촉매 작용을 하지 못해 점점 강화되어 가는 배기 가스 규제를 만족시키는 데에 장애 요소가 되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 촉매담체가 원활한 촉매 작용을 할 수 있도록 배기 가스의 흐름에 방해를 주지 않으면서 신속한 촉매의 가열이 가능하도록 한 촉매 가열 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 촉매 가열 장치는 촉매 담체가 내부에 설치되고 배기가스가 통과하도록 형성된 관과, 상기 관의 촉매 담체 설치부위를 외부에서 둘러싸는 캐비티 및 리플렉터와, 상기 캐비티의 내측에 설치된 안테나와, 상기 안테나에서 마이크로 웨이브(Micro Wave)가 발생되도록 하는 마이크로 웨이브(Micro Wave) 발생기로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 촉매 가열 장치를 도시한 구성도로서, 촉매 담체(1)가 내부에 설치되고 배기가스가 통과하도록 형성된 관(2)과, 상기 관(2)의 촉매 담체 설치부위를 외부에서 둘러싸는 캐비티(3) 및 리플렉터(4)와, 상기 캐비티(3)의 내측에 설치된 안테나(5)와, 상기 안테나(5)에서 마이크로 웨이브(Micro Wave)가 발생되도록 하는 마이크로 웨이브(Micro Wave) 발생기(6)로 구성되어 있다.

즉, 배기 가스가 촉매 담체를 통과함에 있어서, 본 촉매 가열 장치가 배기 가스의 흐름을 저해하지 않는 상태로 촉매 담체(1)를 가열할 수 있도록 촉매 담체(1)가 설치된 관(2)의 외측에 마이크로 웨이브를 발사하기 위한 안테나(5)를 설치하고, 상기 안테나(5)의 설치에 따른 마이크로 웨이브(Micro Wave) 작동 공간을 형성한 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

엔진의 초기 시동시 및 기타 촉매의 온도가 촉매작용이 원활히 일어날 수 있는 온도에 이르지 못한 상태에서는 상기한 촉매 가열 장치를 작동하게 되는 바, 상기 마이크로 웨이브(Micro Wave) 발생기(6)는 자동차의 배터리(B)로부터 전원을 공급받아 마이크로 웨이브(Micro Wave)를 발생시켜 상기 캐비티(3) 및 리플렉터(4)로 이루어진 공간 내에 안테나(5)를 통해 마이크로 웨이브(Micro Wave)를 작용시킨다.

이때, 상기와 같이 발생된 마이크로 웨이브(Micro Wave)는 상기 배기가스가 통과하는 관(2)내부의 촉매 담체(1)에 작용하여 촉매 담체(1)의 온도를 신속히 상승시켜 통과하는 배기 가스에 대하여 원활한 촉매 작용을 하도록 한다.

물론, 상기와 같은 동작중 배기 가스의 흐름을 방해하는 요소는 촉매 담체(1) 이외에는 없으므로 엔진은 종래 기술과 동일하게 촉매 담체(1)에 의한 배압 이외에 촉매 담체(1)를 가열하기 위한 다른 장애물에 의한 추가 배압이 발생되지 않는다.

따라서, 본 발명은 배기 가스의 흐름을 원활히 유지함과 동시에 신속한 촉매 담체(1)의 촉매 작동 온도 설정으로 원활한 촉매 작용을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명은 촉매 담체가 내부에 설치되고 배기가스가 통과하도록 형성된 관과, 상기 관의 촉매 담체 설치부위를 외부에서 둘러싸는 캐비티 및 리플렉터와, 상기 캐비티의 내측에 설치된 안테나와, 상기 안테나에서 초음파가 발생되도록 하는 초음파 발생기로 구성된 촉매 가열 장치를 제공함으로써, 배기가스 흐름의 원활성을 확보함과 동시에 촉매 담체의 신속한 적정온도 설정으로 원활한 촉매 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 촉매 담체가 내부에 설치되고 배기가스가 통과하도록 형성된 관과, 상기 관의 촉매 담체 설치부위를 외부에서 둘러싸는 캐비티 및 리플렉터와, 상기 캐비티의 내측에 설치된 안테나와, 상기 안테나에서 마이크로 웨이브(Micro Wave)가 발생되도록 하는 마이크로 웨이브(Micro Wave) 발생기로 구성된 것을 특징으로 하는 촉매 가열 장치.