KR100275266B1 - 매연 정화장치의 캐니스터 연결관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤 차량의 매연 정화장치를 개시한다.

종래에는 두 캐니스터를 연결하는 연결관이 단일몸체로 구성되었는 바, 어느 한 캐니스터만 이상이 발생하여도 두 캐니스터 모두를 교체할 수밖에 없었다.

본 발명에서는 디젤 엔진의 배기가스중에 포함된 매연을 포집하여 연소시키는 두 캐니스터를 병렬로 연결하는 연결관이, 제1캐니스터의 입구 또는 출구에 일단이 접합되며 타단에 플랜지을 갖는 제1연결관과, 제2캐니스터의 입구 또는 출구에 일단이 접합되며 타단에 제1연결관의 플랜지에 대응하는 플랜지를 갖는 제2연결관과, 제1 및 제2연결관의 두 플랜지들 사이에 개재되는 패킹과, 제1 및 제2연결관의 두 플랜지를 상호 체결하는 복수의 볼트 및 너트를 구비하여, 이상발생이 해당 캐니스터만을 간단히 분리 교체할 수 있도록 하였다.

Description

매연 정화장치의 캐니스터 연결관

본 발명은 디젤 차량(diesel vehicle)의 엔진(engin)에서 배출되는 배기가스(exhaust gas)중의 매연(煤煙)을 정화시키는 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 두 캐니스터(canister)를 상호 연결하는 파이프(pipe)에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 차량은 디젤 엔진(이하 "엔진"이라 약함)의 실린더(cylinder)내로 공기를 흡입하여 피스톤(piston)에 의해 고온 고압으로 압축한 뒤, 이에 착화성이 뛰어난 경유를 분사하여 자기착화시킴으로써 발생되는 엔진의 폭발력을 동력원으로 구동된다.

이때 엔진에서는 연료가 연소되면서 약 200~300℃ 정도의 배기가스가 발생되는데, 이와 같은 배기가스에는 연료의 불완전연소에 의한 다량의 매연이 포함되어 있다. 이러한 매연은 탄소입자가 주성분으로, 대기를 오염시킬 뿐만 아니라 인체에 매우 유해하여 각종 질병을 유발하는 원인이 된다. 따라서 차량 배기가스중의 매연은 반드시 제거하지 않으면 안된다.

이를 위해 엔진 설계기술을 향상시켜 매연 발생을 원천적으로 억제 시키는 것이 좋으나, 이 경우 질소산화물의 발생이 증가되므로 이미 발생된 매연을 정화시키는 매연 후처리 방법이 현실적으로 보다 바람직할 것이다. 이러한 매연 후처리 방법은 매연의 주성분인 탄소입자가 약 500℃에서 산화되어 이산화탄소(CO₂) 가스 상태로 변화는 특성을 이용하여 달성된다.

즉 도 1에 도시한 바와 같이 엔진의 배기관(EP)에 매연 정화용 캐니스터(1)(3)를 연결하여 배기가스를 캐니스터(1)(3)내의 다공성 세라믹 필터(ceramic filter:2)(4)에 통과시킴으로써 매연을 포집한 뒤, 세라믹 필터(2)(4)에 구비된 세그먼트(segment)식 전기히터(electric heater:도시하지 않음)로 세라믹 필터(2)(4)에 포집된 매연을 연소시켜 제거함과 함께 세라믹 필터(2)(4)를 원래의 상태로 재생하여 반복적으로 사용하는 것이다.

이에 따라 배기가스중의 매연을 연속적으로 제거하기 위해 2개의 캐니스터(1)(3)를 그 입구와 출구를 각각 용접으로 연결하는 두 연결관(5)(6)에 의해 병렬로 연결 배치한다.

그런데 이러한 종래의 매연 정화장치는 두 캐니스터(1)(3)의 입,출구가 각각 1개씩의 연결관(5)(6)에 의해 상호 연결되는 일체형으로 구성되는 바, 어느 한 캐니스터(1 또는 3)의 세라믹 필터(2 또는 4)만 파손되어도 두 캐니스터(1)(3)를 모두 교체할 수밖에 없으며, 이로 인해 사용자의 경제적 부담이 상당히 가중되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제를 감안하여 두 캐니스터를 분리 가능하게 연결함으로써 어느 한 캐니스터에 고장발생시 해당 캐니스터만 간편하게 교체할 수 있는 매연 정화장치의 캐니스터 연결관을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 디젤 엔진의 배기가스중에 포함된 매연을 포집하여 연소시키는 두 캐니스터를 병렬로 연결하는 연결관이, 제1캐니스터의 입구 또는 출구에 일단이 접합되며 타단에 플랜지(flange)을 갖는 제1연결관과, 제2캐니스터의 입구 또는 출구에 일단이 접합되며 타단에 제1연결관의 플랜지에 대응하는 플랜지를 갖는 제2연결관과, 제1 및 제2연결관의 두 플랜지들 사이에 개재되는 패킹(packing)과, 제1 및 제2연결관의 두 플랜지를 상호 체결하는 복수의 볼트(bolt) 및 너트(nut)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 패킹이 두 플랜지간에 밀착하는 판상의 가스켓(gasket)으로 구성된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 각 플랜지의 내측 가장자리에 그 선단면으로부터 적정각도로 경사진 경사면이 형성되고, 패킹이 양 경사면간에 개재되는 금속재의 O-링(ring)으로 구성되어 제1 및 제2연결관의 중심이 불일치하더라도 양자의 기밀을 확실하게 유지시키게 된다.

이에 따라 본 발명은, 두 캐니스터중 어느 한 캐니스터에 이상이 발생할 경우 해당 캐니스터만을 간편하게 교체할 수 있게 되므로 매연 정화장치의 A/S성 향상과 원가절감 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

도 1은 종래의 캐니스터를 개략적으로 보인 정면도,

도 2는 본 발명에 의한 연결관이 구비된 캐니스터의 개략적인 정면도,

도 3은 도 2의 Ⅲ부를 발췌하여 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 보인 발췌 단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1, 3 : 제1 및 제2캐니스터(canister) 7, 12 : (두 캐니스터 연결용) 연결관

8, 9 : (연결관의) 제1 및 제2연결관

10, 10' : (제1연결관의) 플랜지(flange)

11, 11' : (제2연결관의) 플랜지 10b', 11b' : (두 플랜지의) 경사면

15 : 가스켓(gasket) 16, 17 : 볼트 및 너트(bolt & nut)

20 : O-링(ring)

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 2에서, 본 발명에 의한 매연 정화장치는 제1 및 제2캐니스터(1)(3)가 그 입구와 출구를 각각 연결하는 연결관(7)(12)들에 의해 병렬로 구비되어 엔진(도시하지 않음)의 배기관(EP)에 연결된다. 각 캐니스터(1)(3)의 내부에는 엔진의 배기가스중에 포함된 매연입자를 포집하는 다공성 세라믹 필터(2)(4)와, 이 세라믹 필터(2)(4)에 구비되어 포집된 매연입자를 연소시켜 제거하는 세그먼트식 전기히터(도시하지 않음)가 구비된다.

본 발명의 특징에 따라 두 연결관(7)(12)은 제1캐니스터(1)의 입,출구에 각각 용접으로 접합되는 제1연결관(8)(13)과, 제2캐니스터(3)의 입,출구에 각각 용접으로 접합되며 제1연결관(8)(13)들과 연통하도록 체결되는 제2연결관(9)(14)들로 구성된다. 이러한 본 발명 두 연결관(7)(12)의 제1 및 제2연결관(8,13)(9,14)들은 상호 동일한 구성을 가지는 바, 이하에서는 설명의 편의상 제1,2캐니스터(1)(3)의 입구를 연결하는 입구측 연결관(7)을 예로들어 설명하기로 한다.

도 3에서, 본 발명에 의한 캐니스터 연결관(7)은 제1캐니스터(1)에 일단이 접합된 제1연결관(8)의 한쪽 선단에 외향하는 플랜지(10)가 형성되는데, 이 플랜지(10)에는 그 원주방향을 따라 복수의 체결구멍(10a)들이 일정각도 간격으로 형성된다. 또한 제2캐니스터(9)에 일단이 접합된 제2연결관(9)의 한쪽 선단에도 제1연결관(8)의 플랜지(10)에 대응하는 플랜지(11)가 형성되고, 이 플랜지(11)에도 제1연결관(8) 플랜지(10)의 체결구멍(10a)들에 대응하는 복수의 체결구멍(11a)들이 그 원주방향을 따라 일정각도 간격으로 형성된다.

이러한 제1 및 제2연결관(8)(9)들의 플랜지(10)(11)는 별도로 제작되어 각 연결관(8)(9)들에 용접으로 접합된다.

한편 이와 같이 구성된 제1 및 제2연결관(8)(9)의 플랜지(10)(11)들을 상호 접촉시킨 뒤, 각 체결구멍(10a)(11a)(15a)에 볼트(16)를 관통시켜 돌출된 볼트(16)의 선단부에 너트(17)를 결합함으로써 양자를 상호 연통하도록 일체로 결합하게 된다. 이때 두 플랜지(10)(11) 사이에는 그 기밀을 유지시키기 위한 패킹으로서, 예를들어 도시된 바와 같이 볼트(16)가 관통하는 복수의 체결구멍(15a)을 갖는 판상의 가스켓(15)이 개재된다. 나머지 부호 18 및 19는 볼트(16)와 너트(17)간의 견고한 체결상태를 유지시키기 위한 와셔(washer)이다.

한편 도 4에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 이것은 전술한 실시예의 구성에서 제1 및 제2연결관(8)(9)의 플랜지(10')(11') 사이에 가스켓(15) 대신 금속재의 O-링(20)이 개재된 구성이다. 이를 위해 두 플랜지(10')(11')의 내측 가장자리에는 바람직하기로 O-링(20)이 위치되는 경사면(10b')(11b')이 그 선단면으로부터 적정각도 로 각각 형성된다. 이러한 구성의 실시예 역시 전술한 실시예와 동일한 작용 효과를 가지는데, 특히 제1 및 제2연결관(8)(9)의 중심이 상호 어긋나 불일치된 경우에도 양자를 확실한 기밀유지상태로 상호 연통시킬 수 있게 된다.

즉 본 발명의 제1 및 제2연결관(8)(9)들은 제1 및 제2캐니스터(11)(13)에 각각 용접으로 접합될 뿐 아니라 그 선단의 플랜지(10)(11) 역시 별도로 구성되어 접합된 것으므로 양자의 정확한 중심일치가 상당히 어려운데, 이 경우 제1 및 제2연결관(8)(9)의 기밀유지에 특히 적합하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 두 캐니스터의 입,출구를 각각 연결하는 두 연결관이 상호 결합/분해 가능하게 체결되므로 어느 한 캐니스터만 이상이 발생한 경우 해당 캐니스터만을 간단히 교체할 수 있게 되어 종래와 같이 불필요한 캐니스터의 낭비를 방지할 수 있게 된다. 이에 따라 본 발명은 매연 정화장치의 사용의 편의성과 A/S성을 향상시킬 수 있음은 물론 원가절감에 기여하는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 디젤 엔진의 배기가스중에 포함된 매연을 포집하여 연소시키는 두 캐니스터를 병렬로 연결하는 연결관으로서,

   상기 제1캐니스터(11)의 입구 또는 출구에 일단이 접합되며 타단에 플랜지(10)을 갖는 제1연결관(8)과,

   상기 제2캐니스터(13)의 입구 또는 출구에 일단이 접합되며 타단에 상기 제1연결관(8)의 플랜지(10)에 대응하는 플랜지(11)를 갖는 제2연결관(9)과,

   상기 제1 및 제2연결관(8)(9)의 두 플랜지(10)(11)들 사이에 개재되는 패킹과,

   상기 제1 및 제2연결관(8)(9)의 두 플랜지(10)(11)를 상호 체결하는 복수의 볼트(16) 및 너트(17)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매연 정화장치의 캐니스터 연결관.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 패킹이 각 플랜지(10)(11)간에 밀착하는 판상의 가스켓(15)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 매연 정화장치의 캐니스터 연결관.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 플랜지(10')(11')의 내측 가장자리에 그 선단면으로부터 적정각도로 경사진 경사면(10b')(11b')이 형성되고, 상기 패킹이 양 경사면(10b')(11b')간에 개재되는 금속재의 O-링(20)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 매연 정화장치의 캐니스터 연결관.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 플랜지(10)(11)가 별도로 구성되어, 상기 제1 및 제2연결관(8)(9)에 각각 용접으로 접합된 것을 특징으로 하는 매연 정화장치의 캐니스터 연결관.

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