KR0183556B1 - 디젤엔진의 입자상물질 여과장치용 역류 방지 밸브 - Google Patents

Abstract

디젤엔진의 입자상 물질 여과장치에서 에어 펌프로부터 공급되는 공기를 제어하기 위해 채용한 역류방지밸브는 에어 펌프에서 발생된 공기를 상기 제1 및 제2트랩으로 선택적으로 공급하는 역류방지밸브는 에어 펌프로부터 공기가 유입되는 유입구를 갖는 커버와, 유입된 공기가 배출되는 배출구를 가지며, 내부에 경사돌출부가 형성된 밸브 바디와, 밸브 바디에 부착된 격판과, 일단에는 스토퍼가 형성되고 타단에는 경사돌출부에 의해 길이방향 이동이 제지되는 디스크가 고정되며, 격판을 중심으로 좌우로 미끄럼 이동 가능하게 배치된 미끄럼 축과, 미끄럼 축의 길이 방향 이동을 안내하는 중공축으로 구성된다.

Description

디젤엔진의 입자상 물질 여과장치용 역류방지밸브

제1도는 종래 기술에 의한 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치의 개략적인 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치의 개략적인 구성도.

제3도는 본 발명에서 채용한 공기제어용 역류방지밸브의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 전기 히터 2,2' : 여과기

3,3' : 압력센서 4,4' : 온도센서

5,5' : 열반사기 6 : 배기관

10,10' : 제1, 제2 트랩 16,16' : 제1, 제2배기관 개폐밸브

20 : 에어 펌프 18,18' : 제1, 제2솔레노이드 개폐밸브

22 : 제어기 30,30' : 제1, 제2역류방지밸브

36 : 밸브바디 39 : 경사돌출부

40 : 격판 42 : 미끄럼 축

46 : 디스크 50 : 중공축

52 : 스프링

본 발명은 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치의 부품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 입자상 물질 여과장치의 재생시에 에어 펌프로부터 공급되는 공기의 제어를 위해 전기 제어식 또는 기계 제어식의 V/V를 사용하는 대신에, 본 고안은 전기적 또는 외부의 부가적인 에너지가 필요 없는 역류방지밸브에 관한 것이다.

자동차용 디젤기관은 실린더 안에 공기만을 흡입한 후, 이름 압축시켜 고온으로 만든 다음에 연료를 안개 모양의 입자로 고압 분사하여, 분사된 연료가 공기의 압축열에 의해 자기착화, 연소하게 된다.

이와 같은 디젤기관은 가솔린 기관에 비해 연료 사용면에서 경제적이며, 고출력화가 가능한 장점을 지닌 반면, 연료가 입자상 물질로 배출되는 단점을 지닌다. 그러므로, 배기관을 통해 배출되는 이러한 입자상 물질을 여과시키는 장치로서, 제1도에 도시한 바와 같은 여과장치를 사용하고 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치의 개략적인 구성도로, 이것의 전체적인 구성을 보면, 엔진(e)에서 나와 예비 머플러(12)를 거쳐 배기관(6)으로 배출되는 배기가스 중에 포함된 입자상 물질을 포집하는 것으로, 내부에 전기 히터(1)와 여과기(2) 및 배기가스 온도센서(4) 및 열 반사기(5)를 갖는 제1트랩(10)과, 마찬가지로, 내부에 전기 히터(1')와 여과기(2') 및 배기가스 온도센서(4') 및 열 반사기(5')를 갖는 제2트랩(10')이 설치되어 있고, 배기관(6)에는 이들 트랩(10),(10')으로 배출되는 배기가스를 선택적으로 차단하는 배기관 개폐밸브(16),(16')가 설치되어 있으며, 제어기(22)는 배기관(6)을 지나는 배기가스의 온도를 감지하는 온도 감지 센서(14)와, 제1트랩(10)과 제2트랩(10')에 각기 설치된 배기가스 온도센서(4),(4') 및 배기가스 압력센서(3),(3')로부터 전달되는 각종 신호를 바탕으로 여과상 물질의 재생시 , 제1 및 제2배기관 개폐밸브(16),(16')와, 에어 펌프(20)와, 이 에어 펌프(20)로부터 공급되는 공기를 전자적으로 단속하는 제1 및 제2솔레노이드 밸브(18),(18')를 적절히 제어하여 입자상 물질을 여과시킨다.

배기관(6)을 통해 배출되는 배기가스는 제1트랩(10) 또는 제2트랩(10)을 통과하게 되면서 배기가스 중의 입자상 물질인 탄소화합물 등이 여과기(2),(2')에 의해 포집된다. 일정시간 배기가스가 여과기(2),(2')를 통과한 후, 제어기(22)는 트랩(10),(10')내의 배기가스 압력센서(3),(3')와 온도센서(4),(4')에서 전달되는 신호를 종합적으로 판단한다.

만일, 제1트랩(10)내의 압력센서(3)에서 전달된 배기가스의 압력이 규정값 이상인 경우, 제어기(22)는 제1배기관 개폐밸브(16)를 닫음과 동시에 제2배기관 개폐밸브(16')를 열어 배기가스는 제2트랩(10')으로 보내진다. 그와 함께, 제어기(22)에서 전달되는 신호에 따라 제1트랩(10)내의 전기 히터(1)가 가열되기 시작하면서, 에어 펌프(20)가 작동되고 제1솔레노이드 밸브(18)가 개방되어 제1트랩(10)에 공기를 공급함으로써 재생을 완료한다. 제1트랩(10)이 재생되는 동안 배기 가스는 개방된 제2배기관(16')을 통해 제2트랩(10')으로만 배기가스가 공급되며, 반대로 제2트랩(10')이 재생되는 동안에는 제1트랩(10)으로 배기가스를 공급하는 구조를 갖는다.

이러한 구성을 갖는 종래의 입자상 물질 여과장치에 있어서, 에어 펌프로부터 공급되는 공기를 제어하는 수단으로서, 제어기에서 전달되는 전기적인 신호에 따라 비례 제어되는 솔레노이드 밸브를 사용하기 때문에, 전체적인 구성이 복잡하고 고장 발생 확률이 높으며, 고가인 단점을 지닌다.

이와 같이 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 입자상 물질 여과장치의 재생시에 에어 펌프로부터 공급되는 공기의 제어를 위해 역류방지밸브를 사용함으로써, 전체적으로 구성이 간단하고 가격이 저렴한 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적은, 배기관을 통해 배출되는 배기가스 중의 입자상 물질을 포집하는 제1 및 제2트랩과, 상기 제1 및 제2트랩으로 배출되는 배기가스를 선택적으로 차단하는 제1 및 제2배기관 개폐밸브와, 상기 제1 및 제2트랩내에 설치된 배기가스 온도센서 및 압력센서에서 전달되는 신호를 바탕으로 상기 제1 및 제2배기관 개폐밸브를 개폐하는 제어기와, 입자상 물질 재생시 작동되는 에어펌프를 구비하는 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치에 있어서, 상기 에어펌프에서 발생된 공기를 상기 제1 및 제2트랩으로 선택적으로 공급함과 동시에 제1 및 제2트랩으로부터 배기가스가 에어펌프로 역류되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 에어펌프로부터 공기가 유입되는 유입구를 갖는 커버와; 상기 커버의 유입구를 통해 유입된 공기가 축 방향으로 배출되는 배출구를 가지며, 내부에 경사돌출부가 형성된 밸브바디와; 상기 밸브바디의 전방에 부착된 격판과; 상기 격판의 중심을 관통한 상태로 좌우로 미끄럼 이동 가능하게 배치되며, 그 양단에는 상기 격판과 경사돌출부에 각각 접촉되어 길이 방향으로의 이동을 제지하는 스토퍼와 디스크가 형성 및 설치된 미끄럼축과; 상기 미끄럼 축의 길이 방향 이동을 안내하는 중공축과; 상기 중공축의 단부와 상기 디스크 사이에 개재되어 상기 디스크를 배출구쪽으로 탄성바이어스 시키는 스프링을; 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 입자상물질 여과장치용 역류방지밸브에 의해 달성된다.

다음에는 첨부한 제2도와 제3도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치에 대하여 설명하기로 하며, 제1도에 도시한 종래의 것과 동일 부품은 동일 부호로 나타낸다.

제2도는 본 발명에 따른 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치의 개략적인 구성도로, 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 제어기(22)에서 전달되는 전기적인 신호에 따라 비례 제어되는 솔레노이드 밸브 대신에, 상호 작용하는 압력에 따라 자동으로 개폐되는 구조의 역류방지밸브(30),(30')를 채용하였다. 즉, 제1트랩(10)의 재생시에는 작용하는 압력에 의해 제1 역류방지밸브(30')가 개방되어 에어 펌프(20)에서 발생된 공기를 제1트랩(10)으로 보내며, 제2트랩(10')의 재생시에는 이와 반대로 제2 역류방지밸브(30')가 개방되어 재생을 완료한다.

그 밖의 다른 구성은 대략, 제1도에 도시한 종래의 여과장치와 유사하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제3도에 에어 펌프(20)에서 발생된 공기를 제1트랩(10) 및 제2트랩(10')으로 공급하는 제1 및 제2역류방지밸브(30),(30')가 단면 도시되어 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명에서 채용한 역류방지밸브(30)는 에어 펌프(20)로부터 공기가 유입되는 유입구(32)를 갖는 커버(32)와, 유입구(32)를 통해 유입된 공기가 배출되는 배출구(38)를 가지며, 내부에는 경사돌출부(39)가 형성되어 있는 밸브 바디(36)와, 통상의 나사에 의해 밸브 바디(36)에 결합되는 격판(40)과, 일단에는 스토퍼(44)가 형성되고 타단에는 상기 경사돌출부(39)에 의해 그의 길이방향 이동이 제지되는 디스크(46)가 너트(48)에 의해 고정되며, 격판(40)을 중심으로 좌, 우 미끄럼 이동 가능하는 미끄럼 축(42)과, 이 미끄럼 축(42)의 길이방향 이동을 안내하는 중공축(50)으로 이루어져 있으며, 중공축(50)의 일단은 격판(40)과 접촉하는 한편, 타단은 스프링(52)을 개재하여 디스크(46)에 의해 지지된다.

또한, 디스크(46)의 일측면상에는 경사돌출부(39)와의 접촉시 발생하는 충격을 흡수하도록 하는 한편, 접촉시에 배기가스의 누출을 막기 위하여 고무판(54)을 부착하였다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 역류방지밸브의 작동원리를 설명하기로 한다. 가령, 제1트랩(10)에 설치된 배기가스 압력센서(3)에서 전달되는 압력이 규정값 이상인 경우, 제어기(22)는 제1배기관 개폐밸브(16)를 닫는 한편, 제2배기관 개폐밸브(16')를 개방하여 배기가스를 제2트랩(10')으로 보냄과 동시에, 에어 펌프(20)를 작동시킨다.

이때, 역류방지 밸브상태는 제1배기관 개폐밸브(16)가 닫혀있으므로 배출구(38)측에는 배기가스 압력이 작용하지 않기 때문에, 스프링(52)의 탄성력에 의해 초기 상태의 위치에 있게된다.

그에 따라서, 에어 펌프(20)에서 발생된 공기는 유입구(34)를 통해 유입되어 미끄럼축(42)은 가상선으로 도시한 바와 같이 이동하면서, 경사돌출부(39)와 접촉되어 있던 디스크(46)가 개방됨으로써, 배출구(38)로 빠져 나온 공기는 제1트랩(10)으로 공급되어 재생을 완료한다.

재생이 완료되면, 제어기(22)는 신호를 보내 제1배기관 개폐밸브(16)를 열어 배기가스를 통과시키게 되고, 디스크(46)는 배기가스 압력에 의해 스프링(52)을 압축시키면서 이동하여 밸브바디(36)의 내부에 형성된 경사돌출부(39)와 접촉됨으로써, 유로를 차단시켜 배기가스가 밸브바디(36)를 통해 에어펌프(20)로 역류하는 것을 방지하게 된다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 입자상 물질 여과장치의 재생시에 에어펌프로부터 공급되는 공기의 제어를 위해 역류방지밸브를 사용함으로써, 전체적으로 구성이 간단하고 가격이 저렴한 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치를 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 배기관을 통해 배출되는 배기가스 중의 입자상 물질을 포집하는 제1 및 제2트랩과, 상기 제1 및 제2트랩으로 배출되는 배기가스를 선택적으로 차단하는 제1 및 제2배기관 개폐밸브와, 상기 제1 및 제2트랩내에 설치된 배기가스 온도센서 및 압력센서에서 전달되는 신호를 바탕으로 상기 제1 및 제2배기관 개폐밸브를 개폐하는 제어기와, 입자상 물질 재생시 작동되는 에어펌프를 구비하는 디젤엔진 입자상 물질 여과장치 있어서, 상기 에어 펌프에서 발생된 공기를 상기 제1 및 제2트랩으로 선택적으로 공급함과 동시에 제1 및 제2트랩으로부터 배기가스가 에어펌프로 역류되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 에어펌프로부터 공기가 유입되는 유입구를 갖는 커버와; 상기커버의 유입구를 통해 유입된 공기가 축방향으로 배출되는 배출구를 가지며, 내부에 경사돌출부가 형성된 밸브바디와; 상기 밸브바디의 전방에 부착된 격판과; 상기 격판의 중심을 관통한 상태로 좌우로 미끄럼 이동 가능하게 배치되며, 그 양단에는 상기 격판과 경사돌출부에 각각 접촉되어 길이방향으로의 이동을 제지하는 스토퍼와 디스크가 형성 및 설치된 미끄럼축과; 상기 미끄럼 축의 길이 방향 이동을 안내하는 중공축과; 상기 중공축의 단부와 상기 디스크 사이에 개재되어 상기 디스크를 배출구 쪽으로 탄성바이어스 시키는 스프링을; 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치용 역류방지밸브.

   제1항에 있어서 상기 디스크의 일측면상에는 상기 경사돌출부와의 접촉시 충격을 흡수하는 고무판이 부착된 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 입자상 물질 여과장치용 역류방지 밸브.