KR100202994B1 - 촉매 내장 머플러 - Google Patents

Abstract

엔진으로부터의 배기가스를 처리하는 촉매 내장머플러를 기술한다. 이 머플러는 밀폐공간을 이루고, 각각 외부 케이싱의 내부와 외부로 배기가스를 도입하고 방출하기 위한 흡기관과 배기관을 갖는 외부 케이싱을 포함 한다. 1개 이상의 분할벽이 제공됨으로써 외부 케이싱의 밀폐공간은 2개 이상의 공간으로 분할된다. 1개 이상의 관통관이 분할된 공간을 서로 통하게 하기 위해 각 분할벽을 관통하여 제공되며, 촉매가 1개 이상의 관통관 내부에 제공된다. 배기가스 소음은 감소되고, 동시에 NOx 또는 SOx와 같은 유독성 물질이 단일 구조의 머플러에 의해 제거된다.

Description

촉매 내장 머플러

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 내장 머플러의 개략 단면도이다.

본 발명은 머플러 케이싱의 내부에 촉매가 제공되는 촉매 내장형 머플러(소음기)에 관한 것이다.

최근 환경 문제가 사회적 관심사가 되고 있으며, 내연기관으로부터의 배기가스와 소음에 대한 더 엄격한 법규가 제정되었다. 이 법규에 따라 내연기관용 머플러와 배기가스 클리너가 필수 불가결하게 되었다.

일반적으로 내연기관의 사용에 있어서, 머플러와 배기가스 클리너의 양 규정은 탈질(denitration) 또는 탈황(desulfuration)장치를 필수적으로 요구한다. 내연기관용 머플러는 소음을 충분하게 감소시킬 목적으로 일반적으로 2단의 소리감소 구조(two-stage muffling construction)로서 이루어진다. 하지만, 이 머플러와 배기가스 클리너에 대한 규정은 그들을 설치하기 위한 충분한 공간을 요구하는 것이 통례이다. 비록, 이들 장치의 크기를 작게 만들기 위해 많은 노력이 있었지만, 머플러와 배기가스 클리너는 그들의 효과를 달성하기 위한 소정의 체적 , 즉 머플러용 소음 감소공간과 탈질 장치용 배기가스 처리공간을 각각 요구하기 때문에, 소형화를 위한 노력은 한계에 부딪혔다. 또 다른 문제는, 두개의 장치를 따로 준비하여 설치해야 하기 때문에 이들 장치의 사용이 비용을 상승시킨다는 것이다. 특히, 저 마력 엔진에서는 이 2개 장치의 비용이 전체 비용중 상당한 부분을 차지하고, 이는 저마력 엔진에서 이들 장치를 사용하는데 큰 장애가 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 종래 기술의 전기한 문제들을 해결할 수 있는, 소음을 감소시키며 배기가스를 정화(탈질 또는 탈황)하는 두 개의 기능을 수행할 수 있는, 촉매 내장 머플러를 게공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 촉매내장 머플러는 밀폐공간을 내부에 형성하는 외부 케이싱; 배기가스를 외부 케이싱내에 도입하고, 외부 케이싱 밖으로 방출하기 위해 상기 외부케이싱에 각각 제공된 흡기관과 배기관, 상기 외부 케이싱의 밀폐공간을 둘 또는 그 이상의 공간으로 분할하는 한 개이상의 분할벽; 상기 분할된 공간이 서로 통하도록 각 상기 분할벽을 관통하여 제공된 한 개 이상의 관통관; 및 한 개 이상의 관통관 내부에 제공된 촉매를 포함한다.

전기한 구조와 배치의 동작에 있어서, 배기가스가 흡기관을 통해 분할 벽에 의해 케이싱 내부에 형성된 일 공간으로 유입되고, 관통관을 통해 다른 공간으로 흐르며, 그후 이 흐름은 배기관을 통해 최종 배출될 때까지 계속된다. 가스가 넓은 공간부와 좁은 공간부를 통과하기 때문에, 배기가스 흐름은 급격한 팽창과 급격한 축소를 반복하게 되고, 이로 인해 배기가스의 소음수준이 상당히 낮아진다. 탈질 또는 탈황과 같은 배기가스의 정화는 관통관 또는 관통관들 내부에 제공된 촉매에 의해 수행된다.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적, 특징, 이점들이 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 도면을 참고로 이하에서 더 분명해질 것이다.

이하 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제1도는 본 발명의 촉매 내장 머플러의 개략 단면도이다. 원통형 외부 케이싱(1)의 양단부는 가림판(blind plate, 9,10)에 의해 밀폐공간을 형성한다.

가림판(9, 10)은 각각 홉기관과 배기관(2,3)에 의해 관통되며, 이 관들의 한쪽 끝은 케이싱(1)의 안쪽으로 돌출되고 다른 쪽 끝은 바깥쪽으로 돌출된다. 케이싱(1)의 내부는 분할벽(4)에 의해 공간(5,6)으로 분할된다. 분할벽(4)은 관통관(7)에 의해 관통되고, 이 관통관의 양끝은 공간(5,6)에 돌출된다. 관통관(7)에는 촉매가 내장되어, 이를 통과하는 배기가스로부터 NOx 또는 SOx를 제거한다. NOx 또는 SOx를 제거하기 위해 사용되는 촉매로서는 예를 들면, 딥 루트 네오-허니콤(deep root neo-honeycomb)촉매 또는 금속산화물(metal oxide)촉매가 있다.

전술한 촉매내장 머플러에서, 배기가스는 화살표로 표시된 방향으로 흡기관(2)을 통해 공간(5)으로 유입되어, 관통관(7)을 통해 공간(6)으로 흐르며, 그 후 배기관(3)을 통해 케이싱(1)의 외부로 방출된다.

배기가스가 각각 흡기관(2)과 배기관(3)을 통해 케이싱(1)의 내부와 외부로 흐를 때, 배기가스는 각각 급격히 팽창되고 축소됨으로써, 배기가스의 소음 수준은 상당히 감소한다.

관통관(7)은 두개의 기본적인 기능을 갖는다. 그 하나는 배기가스를 공간(5)에서 공간(6)으로 흐르게 하는 것이다. 다른 하나는 배기가스 흐름을 급격히 축소시키고 급격히 팽창시킴으로써 배기가스 소음을 더욱 감소시키는 것이다. 가장 효과적인 소음 감소는 적절한 폭과 길이를 갖는 관통관(7)을 선택함으로써 달성될 것이다.

관통관(7)에 제공된 촉매(8)는 그곳을 통과하는 배기가스에서 NOx 또는 SOx와 같은 유독성 물질을 제거하고, 이 물질들의 화학반응을 촉진시킴으로써 정화한다.

비록, 상기 실시예에서는 케이싱(1)의 내부가 분할벽(4)에 의해 두 개의 공간(5,6)으로 분할되었지만, 2개 또는 그 이상의 분할벽에 의해 3개 또는 그 이상의 공간으로 분할하고, 각각의 분할벽(4)에 관통관(7)이 제공되도록 구성할 수도 있다. 이 경우에, 촉매(8)는 관통관(7)의 일부 또는 전부에 제공될 수 있다. 또한, 한개의 관통벽은 두 개 또는 그 이상의 관통관(7)을 가질 수 있으며, 실시예에서와 같이 반드시 한 개일 필요는 없다. 또한, 외부케이싱(1)은 반드시 원통형이 아니어도 되며, 직사각형, 타원형기둥과 같은 적절한 모양이면 된다.

흡기관과 배기관(2,3)은 각각 공간(5,6)으로 돌출하지 않아도 된다. 돌출부분의 길이는 최상의 소음 감소를 달성하도록 조절될 수도 있다.

또한, 흡기관과 배기관(2,3)은 반드시 케이싱(1) 양단의 가림판(9, 10)에만 위치할 필요는 없으며 케이싱(1)의 측면벽에 놓여질 수도 있다.

또한, 관통관(7)에 제공된 촉매는 배기가스로부터 NOx 또는 SOx만을 제거하는 것으로 제한되는 것은 아니며, 배기가스로부터 다른 유독성 물질을 제거하는 것일 수도 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 촉매 내장 머플러는 배기가스의 소음을 감소시키며, NOx 또는 SOx 제거와 같은 배기가스 정화를 동시에 수행 할 수 있다. 이와 같이 종래에서는 머플러와 분리되었던 배기가스 클리너가 본 발명에 의하면 머플러의 내부에 위치하기 때문에 설치에 필요한 공간은 상당히 감소된다.

또한 배기가스처리용 촉매가 머플러내에 제공되기 때문에 배기가스 처리장치를 제공하기 위한 비용도 상당히 감소될 수 있다.

Claims (10)

1. 촉매내장 머플러로서, 밀폐공간을 내부에 형성하는 외부케이싱(1); 엔진으로부터 배기가스를 상기 외부 케이싱 안팎으로 도입하고 방출하기 위해 상기 케이싱(1)에 각각 제공된 흡기관(2)과 배기관(3); 상기 외부 케이싱(1)의 상기 밀폐공간을 2개 또는 그 이상의 공간(5,6)으로 분할하는 1개 이상의 분할벽(4); 상기 분할된 공간(5, 6)을 서로 통하게 하기 위해 각 상기 분할벽(4)을 관통하여 제공된 1개 이상의 관통관(7)을 포함하여 이루어지며, 상기 관통관(7) 각각은 완전히 상기 머플러 내부에 위치하여 상기 관통관의 두 끝이 상기 공간을 서로 통하게 하기 위해 상기 공간(5, 6)에 대해 개방되어 있고, 상기 각 관통판(7)은 양쪽 단부에 흡기개구(inlet opening)와 배기개구(outlet opening)를 갖고 또한 양쪽 단부 사이에는 밀폐된 원주벽을 가지며, 상기 각 관통관(7)의 폭과 길이는 상기 관통판(7)을 통과하는 상기 배기가스가 급속히 축소되고 팽창하여 배기가스 소음이 감소될 수 있는 치수로 선택되고, 촉매(8)가 상기 관통관(7)들중 1개 이상의 관통관 내부에 제공되는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
2. 제1항에 있어서, 상기 외부케이싱의 상기 밀폐공간이 상기 1개의 분할벽에 의해 2개의 공간으로 분할되는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
3. 제1항에 있어서, 상기 외부케이싱의 상기 밀폐공간이 상기 2개의 분할벽에 의해 3개의 공간으로 분할되는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
4. 제1항에 있어서, 상기 개개의 분할벽이 상기 관통관을 1개 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
5. 제1항에 있어서, 상기 개개의 분할벽이 복수의 상기 관통관을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
6. 제1항 내지 제5항의 어느 하나에 있어서, 상기 외부케이싱이 원통형, 직사각형 또는 타원형 원통형상인 것을 특징으로 하는 촉매 내장머플러.
7. 제6항에 있어서, 상기 외부케이싱이 상기 외부 케이싱의 대향하는 끝에 가림판을 포함하며, 상기 가림판에 상기 흡기관과 배기관이 제공되는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
8. 제1항 내지 제5항의 어느 하나에 있어서, 상기 흡기관과 배기관이 상기 외부 케이싱의 측면벽에 제공되는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
9. 제1항 내지 제5항의 어느 하나에 있어서, 상기 흡기관과 배기관이 각각 상기 분할된 공간으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.
10. 제1항 내지 제5항의 어느 하나에 있어서, 상기 촉매가 상기 배기가스를 탈질하고 탈황하는, 또는 탈질하거나 탈황하는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 내장 머플러.