KR100334275B1

KR100334275B1 - 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치

Info

Publication number: KR100334275B1
Application number: KR1019960066180A
Authority: KR
Inventors: 김종규
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2003-03-26
Also published as: KR19980047667A

Abstract

본 발명은 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치에 관한 것으로, 특히 엔진 내에서 연소된 후 배출되는 배기 가스가 유입되어 배출되게 관통된 소정 형상으로 이루어져 차량의 배기 파이프 라인 상에 선/후단이 각각 연결되게 형성되고 내측면에 일정한 전극이 발생되게 형성된 외측관과, 삼기 외측관의 내부 중심에 비절연체 연결 플랜지에 의해 고정되어 배기 가스 통과시 일방향으로 소용돌이가 발생되게 형성되고 선단에 상기 외측관의 전극과 반대되는 전극이 발생되게 전극판이 형성된 와류생성체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 외측관과 와류발생체의 전극판에 각각 다른 적극이 발생되게 전류가 인가되어 소정의 정전기가 발생되고 이에 배기 가스 내에 함유된 탄소 입자에 정전기가 전도되며 와류 날개에 의해 배기 가스가 일방향으로 회전되어 탄소 입자가 집진되어 제거되므로 대기 중에 유해가스의 배출량이 극소화됨과 동시에 부과적으로 촉매 컨버터 및 머플러의 정화성능과 수명이 연장되어 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

배기 가스의 탄소 입자 집진 장치

본 발명은 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치 관한 것으로, 특히 엔진에서 배출된 배기가스에 소정의 전극이 생성되게 형성하고 일방향으로 소용돌이되게 와류를 발생시켜 배기가스 내에 함유된 입자상물질인 탄소알갱이가 집진되어 매연 입자를 제거하여 대기중에 유해가스의 배출량이 극소화시킬 수 있는 배기 가스의 탄소입자 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 열기관이란 열 에너지를 기계적인 에너지로 변환시켜 주는 장치이며, 이 열 에너지를 공급하는 방식에 따라 내연 기관과 외연 기관으로 나누어진다.

이중에서 내연 기관은 내부에서 연소가 이루어지며 혼합기 즉, 안개 상태의 연료와 공기(산소)가 섞여 있는 혼합기 자체가 보유하고 있는 화학적 에너지를 연소시켜 열 에너지로 바뀌는 순간에 그 연소 가스가 팽창할 때의 에너지를 기계적인 에너지로 변환시켜 주는 것이다.

상기 흡/배기 포트는 모든 자동차에 이용되고 있는 실린더 헤드 내부에 상호 대응되게 형성되어 있으며, 또 전자 제어식 연료 분사 시스템(EGI)에도 확대 보급되어 있다.

또한 자동차의 배출 가스는 주로 배기 파이프에서 나오는 배기 가스, 기관의 크랭크 케이스에서 나는 블로바이 가스 및 연료 탱크나 기화기 등에서 발생하는 연료 증발 가스가 있다.

상기 배기 가스는 연료가 실린더의 연소실에서 연소한 다음 배기 파이프를 통해 외부로 배출되는 가스를 말하며 배기 가스의 성분은 대부분이 폐해가 적은 수증기(H₂O), 질소(N₂), 탄산가스(CO₂)등이나, 유해 물질인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 외에 약간의 납산화물과 탄소(흑연) 입자 등이 함유되어 있으며 여기서 공해 방지를 위한 감소 대상 물질은 주로 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물이다.

또한 배기 가스와 함께 대기 중에 배출되는 매연(煤煙)의 주성분은 탄소의미립자이며 연료 속의 탄소가 연소열에 의해 유리(遊離)된 것으로 상기 탄소는 유해성이 적으나 탄소 입자는 대기를 오염시켜 시계(視界)를 나쁘게 하고 탄소 입자가 인체의 호흡기로 들어가면 폐에 축적되어 폐질환을 발생시켜 장해를 준다.

이러한 배기 가스는 자동차 엔진 내에서 연소되어 배기 다기관을 통하여 배기 파이프를 따라 촉매 컨버터와 머플러(사일런서)를 순차적으로 통해 대기 중에 배출된다.

상기 촉매 컨버터는 배기 파이프의 중간에 촉매를 내설하고 배기 가스를 통과시켜 유해 성분을 감소시키며, 상기 촉매 자체는 별로 변화하지 않고 반응 물질을 적당한 조건하에서 산화 또는 환원하는 것을 돕는 성질이 있는 물질로서 배출 가스가 정화된다.

그러나, 이러한 종래 엔진의 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치는 배기 가스내에 함유된 유/무해가스 및 입자상물질등이 일정량이 촉매 컨버터 및 머플러에서 정화 집진되어 제거되지만 다량의 탄소 입자가 집진되어 제거되는 별도의 장치가 없으므로 상기 촉매 컨버터에 배기 가스의 정화 부담이 가중되고 다량의 탄소 입자등에 의해 촉매의 수명이 단축되는 결점이 있으며, 상기 머플러 내부에 일정량의 탄소 입자가 집진되지만 원래의 사용목적이 아니므로 본래의 소음기 기능이 저하되고 대기 중에 다량의 탄소 입자가 배기 가스와 함께 배출되어 대기환경을 오염시키므로 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 저하되는 문제점들이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래 기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여안출된 것으로, 그 목적은 엔진에서 배출된 배기가스에 소정의 전극이 생성되게 형성하고 일방향으로 소용돌이 되게 와류를 발생시켜 배기가스 내에 함유된 입자상물질인 탄소알갱이가 집진되어 탄소 입자가 제거되어 대기 중에 유해가스의 배출량이 극소화되고 부과적으로 촉매 컨버터 및 머플러의 정화성능과 수명을 연장시켜 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치 개략 단면도,

도 2는 도1에 표시된 A - A선 단면도,

도 3은 도1에 표시된 B - B선 단면도이다.

-도면 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 외측관 20 : 와류발생체

21 : 비절연체 연결플랜지 22 : 전극판

23 : 와류날개

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엔진 내에서 연소된 후 배출되는 배기 가스가 유입되어 배출되게 관통된 소정 형상으로 이루어져 차량의 배기 파이프 라인 상에 선/후단이 각각 연결되게 형성되고 내측면에 일정한 전극이 발생되게 형성된 외측관과, 상기 외측관의 내부 중심에 비절연체 연결플랜지에 의해 고정되어 배기 가스 통과시 일방향으로 소용돌이가 발생되게 형성되고 선단에 상기 외측관의 전극과 반대되는 전극이 발생되게 전극판이 형성된 와류생성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치를 제공한다.

여기서 와류발생체는 배기 가스가 통과되게 전극판의 외주연에 소정 간격을 두고 다수의 비절연체 연결플랜지에 의해 외측관의 내측면에 고정되고 상기 전극판의 후단부에 소정간격을 두고 일방향으로 곡선지게 다수개의 와류날개가 절곡 형성되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 있어서는 외측관과 와류발생체의 전극판에 각각 다른 적극이 발생되게 전류가 인가되어 소정의 정전기가 발생되고 이에 배기 가스 내에함유된 탄소 입자에 정전기가 전도되며 와류 날개에 의해 배기 가스가 일방향으로 회전되어 탄소 입자가 집진되어 제거되므로 대기 중에 유해가스의 배출량이 극소화됨과 동시에 부과적으로 촉매 컨버터 및 머플러의 정화성능과 수명이 연장되어 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있게 된다.

(실 시 예)

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치 개략 단면도이고, 도 2는 도1에 표시된 A - A선 단면도이며, 도 3은 도1에 표시된 B - B선 단면도를 각각 도시하고 있다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 엔진 내에서 연소된 후 배출되는 배기 가스가 유입되어 배출되게 관통된 소정 형상으로 이루어져 차량의 배기 파이프 라인 상에 선/후단이 각각 연결되게 형성되고 내측면에 일정한 전극이 발생되게 형성된 외측관(10)과, 상기 외측관(10)의 내부 중심에 비절연체 연결플랜지(21)에 의해 고정되어 배기 가스 통과시 일방향으로 소용돌이가 발생되게 형성되고 선단에 상기 외측관(10)의 전극과 반대되는 전극이 발생되게 전극판(22)이 형성된 와류생성체(20)로 구성되어 있다.

여기서 와류발생체(20)는 배기 가스가 통과되게 전극판의 외주연에 소정 간격을 두고 다수의 비절연체 연결플랜지(21)에 의해 외측관(10)의 내측면에 고정되고 상기 전극판(22)의 후단부에 소정간격을 두고 일방향으로 곡선지게 다수개의 와류날개(23)가 절곡 형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치는 다음과 같이 조립 설치되어 작동된다.

먼저 엔진에서 혼합기가 연소된 다음 팽창된 배기 가스가 배기 다기광을 통해 일정 압력으로 배기 파이프의 라인을 따라 배기 가스가 대기 중에 배출된다.

또한 배기 파이프의 라인 상에 설치하여 일정 압력으로 배기 파이프를 따라 이동되는 배기 가스가 탄소 입자 집진 장치를 통하여 외부로 배출된다.

상기 탄소 입자 집진 장치 배기 가스 내에 함유된 유해성분인 탄소알갱이(미립자)가 상기 외측관(10)과 전극판(22)을 지나면서 외측관(10)의 내측면에 발생된 전극과 전극판(22)에 발생된 서로 다른 전극에 의해 소정의 정전기가 발생되고, 이에 탄소 알갱이가 소정 전극으로 전도되며 다시 와류발생체(20)의 와류날개(23)의 곡면을 따라 이동되면서 자연적으로 와류가 발생된다.

상기 탄소 입자가 전도되고 와류가 발생된 상태의 배기 가스가 외측관(10)의 내측면에 흡착되어 집진되고 탄소 입자가 제거된 배기 가스는 다시 배기 파이프를 따라 촉매 컨버터 및 머플러를 순차적으로 통과되어 정화/흡음되어 대기 중에 배출된다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 외측관과 와류발생체의 전극판에 각각 다른 적극이 발생되게 전류가 인가되어 소정의 정전기가 발생되고 이에 배기 가스 내에 함유된 탄소 입자에 정전기가 전도되며 와류 날개에 의해 배기 가스가 일방향으로회전되어 탄소 입자가 집진되어 제거되므로 대기 중에 유해가스의 배출량이 극소화됨과 동시에 부과적으로 촉매 컨버터 및 머플러의 정화성능과 수명이 연장되어 제품에 대한 상품성과 신뢰성이 향상될 수 있는 효과를 나타낸다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

엔진 내에서 연소된 후 배출되는 배기 가스가 유입되어 배출되게 관통된 소정 형상으로 이루어져 차량의 배기 파이프 라인 상에 선/후단이 각각 연결되게 형성되고 내측면에 일정한 전극이 발생되게 형성된 외측관과;

상기 외측관의 내부 중심에 비절연체 연결플랜지에 의해 고정되어 배기 가스통과시 일방향으로 소용돌이가 발생되게 형성되고 선단에 상기 외측관의 전극과 반대되는 전극이 발생되게 전극판이 형성된 와류생성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 탄소 입자 집진 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 와류발생체는 배기 가스가 통과되게 전극판의 외주연에 소정 간격을 두고 다수의 비절연체 연결플랜지에 의해 외측관의 내측면에 고정되고 상기 전극판의 후단부에 소정간격을 두고 일방향으로 곡선지게 다수개의 와류날개가 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 배기 가스의 탄소 입자 집진 장지.