KR100339102B1 - Apparatus for purifying waste-gas for diesel engine - Google Patents
Apparatus for purifying waste-gas for diesel engine Download PDFInfo
- Publication number
- KR100339102B1 KR100339102B1 KR1020000010212A KR20000010212A KR100339102B1 KR 100339102 B1 KR100339102 B1 KR 100339102B1 KR 1020000010212 A KR1020000010212 A KR 1020000010212A KR 20000010212 A KR20000010212 A KR 20000010212A KR 100339102 B1 KR100339102 B1 KR 100339102B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exhaust gas
- main body
- diesel engine
- disc
- electrode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0892—Electric or magnetic treatment, e.g. dissociation of noxious components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/14—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/14—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for modifying or adapting flow area or back-pressure
Abstract
본 발명은 디젤엔진용 배기가스 정화장치에 관한 것으로 디젤엔진을 구비하는 산업설비 또는 자동차 등에 채용되어 대기 중으로 배출되는 유해성 배기가스를 분해, 제거, 정화하는 디젤엔진용 배기가스 정화장치에 있어서, 내부공간을 가지며 배기가스의 배출구(10)에 결합되는 유입구(12)와, 상기 유입구(12)를 통해 유입된 배기가스가 내부공간을 순환하면서 외부로 배출되는 하나 이상의 유출구(13)를 가진 본체(11); 상기 본체(11)의 길이방향을 따라 관통되되 상기 본체(11)와 상호 절연되며, 전원으로부터 소정 전압의 (-)전류가 인가되는 전극봉(14); 및 상기 본체(11)의 내벽 및 전극봉(14)에만 각각 접지되도록 교번되게 이격설치되며, 소정의 전위차에 의해 코로나 방전이 개시되어 플라즈마 상태를 유도하는 플라즈마 발생수단;을 포함하여 배기가스로 야기되는 각종 환경오염을 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 플라즈마의 발생 밀도가 높고, 배기가스의 유동이 원활하여 배기압에 의한 무리가 없어 결과적으로 정화효율이 증가되는 디젤엔진용 배기가스 정화장치를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine, which is employed in an industrial facility or a vehicle equipped with a diesel engine, and includes an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine that decomposes, removes, and purifies harmful exhaust gases emitted into the atmosphere. A main body having an inlet 12 having a space and coupled to the outlet 10 of the exhaust gas, and at least one outlet 13 through which the exhaust gas introduced through the inlet 12 is discharged to the outside while circulating the inner space ( 11); An electrode rod 14 penetrating along the longitudinal direction of the main body 11 and mutually insulated from the main body 11 and receiving a negative voltage of a predetermined voltage from a power source; And plasma generating means which are alternately spaced apart from each other so as to be grounded only to the inner wall of the main body 11 and the electrode rods 14, and the corona discharge is initiated by a predetermined potential difference to induce a plasma state. The present invention provides a diesel engine exhaust gas purifying apparatus that not only can significantly reduce various environmental pollutions, but also has a high density of plasma generation and a smooth flow of exhaust gas, thereby eliminating the burden of exhaust pressure, and consequently increasing the purification efficiency.
Description
본 발명은 디젤엔진용 배기가스 정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배출되는 배기가스 중에 포함된 매연입자 및 화학적 유해물질을 플라즈마를 이용한 코로나 방전에 의해 연소 및 분해시키는 디젤엔진용 배기가스 정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine, and more particularly, to exhaust gas purification apparatus for a diesel engine which burns and decomposes soot particles and chemical hazardous substances contained in exhaust gas discharged by corona discharge using plasma. It is about.
일반적으로, 환경오염의 주된 요인은 사회가 급속도로 발전함에 따라 날마다 증가하는 자동차 및 쓰레기 소각로, 화력발전소 등의 산업시설에서 배출되는 배기가스의 공해가 큰 비중을 차지하고 있다. 이 가운데, 자동차의 배기가스가 대기오염에 영향을 끼치는 비중은 무려 75%에 달하고 있다.In general, the main cause of environmental pollution is the pollution of the exhaust gas emitted from industrial facilities such as automobiles, waste incinerators, thermal power plants, etc., which increases daily as society develops rapidly. Among them, the exhaust gas of automobiles affects air pollution as much as 75%.
이러한 배기가스는 주로 미세 입자물질 예컨대, 고체 탄소 미세입자, 황산염과 같은 황 미세립자, 액체 또는 고체 고분자량 탄화수소 미세입자, 다량의 질소산화물 및 황산화물 등으로 이루어져 있으며, 이들은 1미크론 이하의 입자크기로 존재하여 쉽게 대기 중을 부유하게 되므로 호흡을 통해 인체에 흡수되는 등 환경적으로나 위생적으로 해악이 되고 있는 실정이다.These exhaust gases are mainly composed of fine particle materials such as solid carbon fine particles, sulfur fine particles such as sulphates, liquid or solid high molecular weight hydrocarbon fine particles, large amounts of nitrogen oxides and sulfur oxides, and these have a particle size of less than 1 micron. Since it is easily suspended in the atmosphere because it is absorbed by the human body through the breath, the situation is being harmed environmentally and hygienically.
특히, 디젤엔진 예컨대, 디젤 기관차, 선박 및 자동차 등에 채용된 엔진의 경우, 연료의 우수한 경제성 및 고출력을 용이하게 얻을 수 있는 이점이 있으나, 상술한 바와 같은 유해가스가 배출되어 환경오염 방지를 위해서는 이들의 제거가필수적으로 요구되고 있다.In particular, in the case of diesel engines, for example, engines employed in diesel locomotives, ships, and automobiles, there is an advantage in that it is possible to easily obtain excellent economic efficiency and high output of fuel. Removal is indispensable.
한편, 자동차의 경우 디젤자동차는 가솔린 자동차에 비하여 열효율이 좋고, 높은 출력을 낼 수 있으며, 비교적 공연비가 높은 영역에서 연소가 일어나고 있으므로 일산화탄소와 탄화수소의 배출량이 낮아 휘발유 자동차의 배출가스 규제가 엄격하지 않았을 때는 오염물질의 배출이 상대적으로 낮은 비교적 깨끗한 자동차로 알려 졌었다. 그러나, 삼원촉매가 부착된 저공해 휘발유 자동차가 공급됨으로써 인체에 유독한 질소산화물 및 입자상 물질들이 많이 배출되는 디젤자동차가 큰 오염 배출원으로 등장하게 되었다.On the other hand, in the case of automobiles, diesel cars have better thermal efficiency, higher output than gasoline cars, and combustion occurs in a region having a relatively high air-fuel ratio. It was once known as a relatively clean car with relatively low emissions. However, the supply of low-polluting gasoline vehicles with three-way catalysts has led to the emergence of diesel vehicles, which emit a large amount of toxic nitrogen oxides and particulates, to the human body.
이와 같이, 디젤엔진에서 발생하는 유해한 배기가스의 정화처리 방법으로는 촉매가 첨가된 필터를 사용하는 방법과, 매연을 모아 다시 연소시키는 방법과, 전기장을 이용하는 방법 등을 그 예로 들 수 있으며, 최근에는 플라즈마 발생장치를 이용하여 배기가스의 제거기술을 다각적으로 연구 개발하고 있는 실정이다.As such, examples of the method for purifying harmful exhaust gases generated in diesel engines include a filter using a catalyst, a method of collecting and re-burning soot, and using an electric field. In the present invention, a plasma generator is used to research and develop various technologies for removing exhaust gas.
그러나, 종래에 따른 디젤엔진용 배기가스의 정화처리 방법 중, 촉매가 첨가된 필터를 사용하는 방법과, 매연을 모아 다시 연소시키는 방법과, 전기장을 이용하는 방법 등은 배기가스 중에 포함된 여러종류의 유해물질들 중에서 매연과 미세입자만을 제거하는 방법이므로 질소산화물을 포함한 화학적인 유해성분은 외부로 배출되어 환경을 오염시키는 문제점이 있었다. 아울러, 기존의 플라즈마 발생장치를 이용하여 배기가스를 정화처리하는 방법은 플라즈마의 발생 밀도가 낮고, 배기가스의 유동이 원활하지 못해 배기압에 의한 무리가 가해져 결과적으로 정화효율이 떨어지는 점에 문제점이 있다.However, among the conventional methods for purifying exhaust gas for diesel engines, a method using a catalyst added with a catalyst, a method of collecting and re-burning soot, and using an electric field are used in various types of exhaust gas. Since only the soot and the fine particles are removed from the harmful substances, chemical harmful components including nitrogen oxides are discharged to the outside to pollute the environment. In addition, the method of purifying the exhaust gas using the conventional plasma generator has a problem that the density of plasma generation is low, the flow of the exhaust gas is not smooth, and due to the exhaust pressure is applied, resulting in a lower purification efficiency. have.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 디젤엔진에서 발생하는 배기가스를 플라즈마를 이용한 코로나 방전에 의해 매연입자는 직접 연소시키고, 화학적 유해물질은 무해한 성분으로 변화시켜 정화하는 디젤엔진용 배기가스 정화장치를 제공하는 점에 그 목적이 있다.The present invention was created to improve the above problems, the exhaust gas generated in the diesel engine by direct combustion of the soot particles by corona discharge using plasma, chemical hazardous substances for the diesel engine to change and clean the harmless components The object is to provide an exhaust gas purification device.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치를 나타내 보인 외관사시도이고,1 is an external perspective view showing an exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of FIG. 1,
도 3은 도 1의 절개사시도이고,3 is a perspective view of the incision of Figure 1,
도 4는 도 3의 제1원판을 나타내 보인 사시도이고,4 is a perspective view illustrating the first disc of FIG. 3;
도 5는 도 3의 제2원판을 나타내 보인 사시도이고,FIG. 5 is a perspective view illustrating a second disc of FIG. 3;
도 6a는 제1원판의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도이고,Figure 6a is a perspective view showing another embodiment of the first disc,
도 6b는 제2원판의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도이고,Figure 6b is a perspective view showing another embodiment of a second disc,
그리고 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치의 작용을 나타내 보인 개략적 사시도이다.And Figure 7 is a schematic perspective view showing the action of the exhaust gas purification device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10... 배출구 11... 본체10 ... Outlet 11 ... Body
12... 유입구 13... 유출구12 ... inlet 13 ... outlet
14... 전극봉 15... 절연체14 ... electrode 15 ... insulator
16... 제1원판 16a,17a... 내공16 ... The First Disc 16a, 17a ...
17... 제2원판 18,19... 첨예부17 ... 2nd edition 18,19 ...
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치는 디젤엔진을 구비하는 산업설비 또는 자동차 등에 채용되어 대기 중으로 배출되는 유해성 배기가스를 분해, 제거, 정화하는 디젤엔진용 배기가스 정화장치에 있어서, 내부공간을 가지며 배기가스의 배출구에 결합되는 유입구와, 상기 유입구를 통해 유입된 배기가스가 내부공간을 순환하면서 외부로 배출되는 하나 이상의 유출구를 가진 본체; 상기 본체의 길이방향을 따라 관통되되 상기 본체와 상호 절연되며, 전원으로부터 소정 전압의 (-)전류가 인가되는 전극봉; 및 상기 본체의 내벽 및 전극봉에만 각각 접지되도록 교번되게 이격설치되며, 소정의 전위차에 의해 코로나 방전이 개시되어 플라즈마 상태를 유도하는 플라즈마 발생수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to a preferred embodiment of the present invention in order to achieve the above object is employed to industrial equipment or a vehicle having a diesel engine to decompose, remove, purify the harmful exhaust gas discharged to the atmosphere An exhaust gas purification apparatus for a diesel engine, comprising: a main body having an inner space and an inlet coupled to an outlet of the exhaust gas, and one or more outlets through which the exhaust gas introduced through the inlet is discharged to the outside while circulating the inner space; An electrode rod which penetrates along the longitudinal direction of the main body and is insulated from the main body, and a negative current of a predetermined voltage is applied from a power source; And plasma generators alternately spaced apart from each other so as to be grounded only to the inner wall and the electrode of the main body, and the corona discharge is initiated by a predetermined potential difference to induce a plasma state.
본 발명에 따르면, 상기 전극봉의 양단에는 상기 본체와 절연되도록 절연체가 고정되어 있는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that an insulator is fixed to both ends of the electrode to be insulated from the main body.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 발생수단은 상기 전극봉에 개재되어 외경면이 상기 본체의 내벽에 접지되도록 다수개 마련된 환형상의 제1원판과, 상기 전극봉에 고정설치되어 (-)전류가 도전되며 상기 제1원판들의 사이에 각각 위치되는 제2원판을 구비하여 된 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the plasma generating means is interposed in the electrode rod is provided with a plurality of annular first disc so that the outer diameter surface is grounded to the inner wall of the main body, and fixed to the electrode rod (-) current It is preferred to have a second disc which is electrically conductive and is positioned between the first discs.
여기서, 상기 제1원판은 내공이 형성되어 있으며 상기 내공의 내경면의 원주에 첨예하게 수평돌출되고 수직으로 양방절곡되어 돌출된 첨예부가 순차적으로 형성되어 있으며, 상기 제2원판은 그 외경면에 상기 첨예부가 순차적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.Here, the first disc is formed in the inner hole is sharply horizontally projected on the circumference of the inner diameter surface of the inner hole is sharply vertically biaxially protruding protruding part is formed sequentially, the second disc is the outer diameter surface It is preferable that the sharp part is formed sequentially.
본 발명의 다른 실시예에 따른면, 상기 제1 및 제2원판은 양면에 수직되게 골고루 분포된 첨예부가 다수개 형성되어 있는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, it is preferable that the first and second discs have a plurality of sharp parts distributed evenly on both sides.
따라서, 환경에 대한 관심이 지구 전체의 문제로 인식되어 환경오염에 대한 규제가 날로 강화되고 이에 따라 그 대응기술의 개발이 절실히 요청되고 있는 시점에서 디젤엔진에서 배출되는 배기가스 중의 매연입자와 화학적 유해물질을 플라즈마를 이용한 코로나 방전을 적용하여 인체에 무해하게 정화시킴으로써 배기가스로 야기되는 각종 환경오염을 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 플라즈마의 발생 밀도가 높고, 배기가스의 유동이 원활하여 배기압에 의한 무리가 없어 결과적으로 정화효율이 증가되는 점에 그 특징이 있다.Therefore, when the concern for the environment is recognized as a problem of the whole world and the regulations on environmental pollution are tightened day by day, and the development of the corresponding technology is urgently required, soot particles and chemical hazards in exhaust gas emitted from diesel engines are urgently required. By applying corona discharge using plasma to clean the body harmlessly to the human body, it can not only significantly reduce various environmental pollutions caused by exhaust gas, but also high plasma density and smooth flow of exhaust gas. There is no problem that the purification efficiency is increased as a result.
이러한 특징을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치를 상세하게 설명한다.Exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to a preferred embodiment of the present invention having such characteristics will be described in detail.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치는 내부공간을 가지며 배기가스의 배출구(10)에 결합되는 유입구(12)와 상기 유입구(12)를 통해 유입된 배기가스가 내부공간을 순환하면서외부로 배출되는 하나 이상의 유출구(13)를 가진 본체(11)와, 상기 본체(11)의 길이방향을 따라 관통되되 상기 본체(11)와 상호 절연되며, 전원으로부터 소정 전압의 (-)전류가 인가되는 전극봉(14)과, 상기 본체(11)의 내벽 및 전극봉(14)에만 각각 접지되도록 교번되게 이격설치되며, 소정의 전위차에 의해 코로나 방전이 개시되어 플라즈마 상태를 유도하는 플라즈마 발생수단;을 포함하여 이루어진다.1 and 2, the exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to a preferred embodiment of the present invention has an inner space and is coupled to the outlet 10 of the exhaust gas and the inlet 12 The exhaust gas introduced through the main body 11 has one or more outlets 13 discharged to the outside while circulating the inner space, and penetrates along the longitudinal direction of the main body 11 and is mutually connected with the main body 11. Insulated and alternately spaced apart from each other so as to be grounded only at the electrode rod 14 to which a negative voltage of a predetermined voltage is applied from the power supply, and the inner wall of the main body 11 and the electrode rod 14, respectively. It is disclosed that comprises; plasma generating means for inducing a plasma state.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 본체(11)는 내부공간을 가진 대략 원통형상으로 마련되며, 디젤엔진이 채용된 디젤 기관차, 선박 및 자동차 등에서 배출되는 배기가스의 배출구(10)에 결합되는 유입구(12)를 구비한다. 상기 유입구(12)는 소정의 직경과 높이를 가지고 본체(11)의 대략 중앙부분에 형성된다. 또한, 상기 본체(11)에는 유입구(12)를 통해 유입된 배기가스가 상기 내부공간을 순환하면서 정화된 다음 외부로 배출되는 유출구(13)가 하나 이상 형성되어 있다. 상기 유출구(13)는 유입구(12)와 반대되는 위치의 양측에 소정의 직경과 높이를 가지도록 형성된다.As shown in FIG. 1, the main body 11 is provided in a substantially cylindrical shape having an internal space, and is coupled to an outlet 10 of exhaust gas discharged from a diesel locomotive, a ship, and an automobile employing a diesel engine. (12) is provided. The inlet 12 has a predetermined diameter and height and is formed in a substantially central portion of the body 11. In addition, the main body 11 is formed with one or more outlets 13 through which the exhaust gas introduced through the inlet 12 is purified while circulating the inner space and then discharged to the outside. The outlet 13 is formed to have a predetermined diameter and height on both sides of the position opposite to the inlet 12.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극봉(14)은 전도성을 가진 바아형상으로 마련되며, 본체(11)의 길이방향을 따라 내부공간으로 관통되게 설치된다. 또한, 상기 전극봉(14)은 고전압을 발생하는 전원의 (-)극에 연결된다. 예를 들어, 본체(11)가 디젤 자동차의 배기가스를 정화하기 위해 채용될 경우에는 통상적으로 12∼24V의 전압을 가지는 자동차 배터리 일명, 제네레이터의 전원을 고전압으로 승압하여 (-)전류를 상기 전극봉(14)에 인가할 수도 있다. 그리고, 상기 전극봉(14)의 양단에는 본체(11)의 양측면과 전기적으로 접지되지 않도록 하기 위한절연체(15) 일명, 세라믹 재질의 애자가 각각 고정된다. 즉, 상기 절연체(15)는 전극봉(14)에 흐르는 (-)전류가 본체(11)에 전도되지 않도록 본체(11)와 격리시키는 역할을 한다.As shown in Figure 2 and 3, the electrode 14 is provided in the shape of a conductive bar, penetrating into the inner space along the longitudinal direction of the main body (11). In addition, the electrode 14 is connected to the (-) pole of the power source for generating a high voltage. For example, when the main body 11 is employed to purify exhaust gas of a diesel vehicle, a car battery having a voltage of 12 to 24 volts, a power source of a generator, is boosted to a high voltage to generate a negative current to the electrode rod. You may apply to (14). In addition, both ends of the electrode 14 are fixed to the insulator 15 so-called ceramic insulator 15 so as not to be electrically grounded on both sides of the main body 11. That is, the insulator 15 serves to isolate the main body 11 so that the negative current flowing through the electrode 14 is not conducted to the main body 11.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 발생수단은 상기 본체(11)의 내벽 및 전극봉(14)에만 각각 접지되도록 교번되게 이격설치하여 소정의 전위차에 의해 코로나 방전을 개시시키고 플라즈마 상태를 유도하는 제1 및 제2원판(16,17)을 구비하여 이루어진다.Plasma generating means according to an embodiment of the present invention is installed alternately spaced so as to be grounded only in the inner wall and the electrode 14 of the main body 11, respectively, to initiate a corona discharge by a predetermined potential difference and induce a plasma state And first and second discs 16 and 17.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1원판(16)은 상기 전극봉(14)에 개재되도록 내공(16a)이 형성되어 있으며 외경면이 상기 본체(11)의 내벽에 고정되어 접지되도록 다수개 설치된다. 여기서, 상기 제1원판(16)은 내공(16a)측 내경면이 후술되는 제2원판(17)과 전위차를 이루도록 전극봉(14)에 접지되지 않는다. 즉, 제1원판(16)은 그라운드(ground)되는 것으로 그 전류량은 거의 제로이며 따라서, 제1원판(16)은 후술되는 제2원판(17)에 대해 상대적으로 (+)전극이 되는 것이다. 다시말하면, 제1원판(16)은 고전압의 (-)전류가 전도된 후술되는 제2원판(17)과의 전위차에 의해 코로나 개시상태를 유도할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 제1원판(16)은 그 내경면의 원주에 삼각형상으로 첨예하게 수평돌출되고, 수직으로 양방절곡되어 돌출된 첨예부(18)가 순차적으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, the first disc 16 has an inner hole 16a formed to be interposed in the electrode rod 14, and a plurality of first discs 16 are installed such that the outer diameter surface is fixed to the inner wall of the main body 11 and grounded. do. Here, the first disc 16 is not grounded to the electrode 14 such that the inner diameter surface of the inner hole 16a has a potential difference with the second disc 17 described later. That is, the first disc 16 is grounded and its current amount is almost zero. Therefore, the first disc 16 becomes a positive electrode relative to the second disc 17 described later. In other words, the first disc 16 allows the corona initiation state to be induced by the potential difference with the second disc 17 which will be described later in which a high-voltage negative current is conducted. In addition, the first disc 16 is formed by sharply horizontal projection in a triangular shape on the circumference of the inner diameter surface thereof, and a sharp portion 18 protruding from both sides of the vertical disc.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2원판(17)은 전극봉(14)의 몸체에 끼워져 고정설치되도록 내공(17a)을 가지고 있으며, 상기 제1원판(16)들의 사이에 각각 설치되고, 전극봉(14)에 인가되는 고전압의 (-)전류가 도전된다. 여기서, 상기 제2원판(17)의 외경면은 본체(11)의 내벽에 접지되지 않는다. 즉, 제2원판(17)은 그라운드되어 상대적으로 (+)전극이 되는 제1원판(16)과의 전위차에 의해 코로나 개시상태를 유도한다. 그리고, 상기 제2원판(17)은 그 외경면에 삼각형상으로 첨예하게 수평돌출되고, 수직으로 양방절곡되어 돌출된 첨예부(18)가 순차적으로 형성되어 있다. 상기 첨예부(18)는 제1 및 제2원판(16,17)과의 거리를 좁힘으로써 전계의 밀도를 증가시키고, 그에 따른 전계의 세기를 증가시켜 방전이 효율적으로 이루어지도록 한다. 또한, 수평수직 돌출된 첨예부(18)에 의해 전계 영역이 확장됨으로써 결과적으로는 플라즈마의 발생면적 및 발생밀도를 증가시킨다.As shown in FIG. 5, the second disc 17 has an inner hole 17a to be fitted into and fixed to the body of the electrode 14, and is installed between the first discs 16, respectively. The high voltage negative current applied to (14) is conducted. Here, the outer diameter surface of the second disc 17 is not grounded to the inner wall of the main body (11). That is, the second disc 17 is grounded to induce a corona start state by the potential difference with the first disc 16 which becomes a relatively (+) electrode. In addition, the second disc 17 is sharply horizontally protruded in a triangular shape on the outer diameter surface thereof, and a sharp portion 18 protruding in both vertical directions is formed sequentially. The sharp portion 18 increases the density of the electric field by narrowing the distance from the first and second discs 16 and 17, and increases the intensity of the electric field, thereby effectively discharging. In addition, the electric field region is extended by the horizontal and vertically protruding sharpening portions 18, thereby increasing the generation area and density of the plasma.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 플라즈마 발생수단은 도 6a에 도시된 바와 같이, 첨예부(19)가 상기 제1원판(16)의 양면의 면상, 자세하게는 내공(16a)의 가장자리에 상기 면상과 수직되게 골고루 분포되어 있으며, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제2원판(17)의 양면의 면상 자세하게는 내공(17a)의 가장자리 주위 및 외주의 가장자리에 상기 면상과 수직되게 골고루 분포되어 있는 것이 바람직하다.In the plasma generating means according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6A, the sharp portion 19 is formed on both sides of the first disc 16, in detail, at the edge of the inner hole 16a. 6b is distributed evenly and vertically, and as shown in FIG. 6b, the second disk 17 is evenly distributed on both sides of the second disc 17 in detail around the edge of the inner hole 17a and at the edge of the outer circumference. It is preferable.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치의 동작 및 그에 따른 작용효과를 상세하게 설명하기로 한다.Operation of the diesel engine exhaust gas purifying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention having the configuration as described above and the effects thereof will be described in detail.
도 1에 도시된 바와 같이, 본체(11)는 디젤엔진에서 발생되는 배기가스의 배출구(10)에 결합되어 있다. 즉, 디젤 기관차, 선박, 또는 자동차 등에 채용되는 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 배출구(10)에 본체(11)의 유입구(12)를 결합한다.As shown in FIG. 1, the main body 11 is coupled to an outlet 10 of exhaust gas generated from a diesel engine. That is, the inlet 12 of the main body 11 is coupled to the outlet 10 of the exhaust gas discharged from the diesel engine employed in a diesel locomotive, a ship, or an automobile.
한편, 전극봉(14)에는 수만볼트의 고전압을 가지는 전원으로부터 (-)전류가 인가된다. 만약, 상기 본체(11)를 디젤자동차에 채용할 경우, 상기 고전압의 전원은 통상적인 고전압 발생장치(미도시)를 이용하여 12∼24V의 전압을 가지는 자동차 배터리의 전원을 수만볼트까지 승압한 다음 고전압의 (-)전류를 전극봉(14)에 인가한다. 이 때, 전극봉(14)에 인가된 고전압의 (-)전류는 후술되는 제2원판(17)에만 인가되고, 내벽에 제1원판(16)이 접지된 본체(11)에는 전극봉(14)의 양단에 결합된 절연체(15)에 의해 절연된다.On the other hand, a negative current is applied to the electrode 14 from a power source having a high voltage of tens of thousands of volts. If the main body 11 is employed in a diesel vehicle, the high voltage power source is boosted up to tens of thousands of volts by powering a car battery having a voltage of 12 to 24V using a conventional high voltage generator (not shown). A high voltage negative current is applied to the electrode 14. At this time, the high voltage (-) current applied to the electrode 14 is applied only to the second disc 17 to be described later, and the main body 11 having the first disc 16 grounded on the inner wall of the electrode 14 It is insulated by an insulator 15 coupled to both ends.
그러면, 고전압의 (-)전류는 제2원판(17)에 도전되고, 본체(11)의 내벽에 접지되어 그라운드된 제1원판(16)과 소정의 전위차가 발생한다. 이로써, (-)전극인 제2원판(17)에 고전압이 인가되면 (+)전극인 제1원판(16)과의 전위차에 의해 코로나 개시 상태가 된다. 즉, 상기의 두 전극 사이에 고전압을 인가하면 전극 양단간의 전위차에 의해 아주 미소한 양의 전기를 전도하게 된다. 즉, 미세한 전류가 제1원판(16)에서 제2원판(17)으로 이동하는 것이다. 이 때는 전류량을 거의 제로로 보아도 무방하며 전기적 절연상태라 할 수 있는데, 두 전극 사이에 더욱 높은 전압이 인가되면, 절연이 파괴되고 전류가 흐르기 시작하는 코로나 개시 상태가 된다. 따라서, 상술한 바와 같은 코로나 개시 상태에 다다르면 코로나 방전이 이루어져 플라즈마가 발생된다. 이 때, 코로나 개시 상태의 전계는, 제1원판(16) 및 제2원판(17)의 간격이 첨예부(18)에 의해 최대한 좁혀지기 때문에, 제2원판(17)의 첨예부(18)에 집중됨에 따라 그 밀도 및 세기가 증가되고, 그 영역이 수평 수직방향으로 확장됨으로써 결과적으로는 원활한 코로나 방전이 이루어지고, 플라즈마의 발생면적과 발생밀도를 증가시킨다. 아울러, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 및 제2원판(16,17) 또한 첨예부(19)에 의해 그간격이 좁혀져 전계의 세기 및 밀도를 증가시킴으로써 플라즈마 발생밀도를 증가시킨다.Then, a high-voltage negative current is conducted to the second disc 17, and a predetermined potential difference occurs with the first disc 16 grounded and grounded on the inner wall of the main body 11. As a result, when a high voltage is applied to the second negative electrode plate 17, which is the negative electrode, the corona starts state due to a potential difference between the first negative electrode plate 16 and the positive electrode. That is, when a high voltage is applied between the two electrodes, a very small amount of electricity is conducted by the potential difference between the electrodes. That is, the minute current moves from the first disc 16 to the second disc 17. At this time, the amount of current may be almost zero, and may be referred to as an electrical insulation state. When a higher voltage is applied between the two electrodes, the insulation breaks and a corona start state starts to flow. Therefore, when the corona start state as described above is reached, corona discharge is generated to generate plasma. At this time, the electric field of the corona starting state is narrowed as much as possible by the sharp part 18 between the first disc 16 and the second disc 17, so that the sharp part 18 of the second disc 17 is formed. As the concentration increases, the density and intensity increase, and the region expands in the horizontal and vertical direction, resulting in a smooth corona discharge, thereby increasing the generating area and the generating density of the plasma. In addition, the first and second discs 16 and 17 according to another embodiment of the present invention as shown in FIGS. 6A and 6B are also narrowed by the sharpened portion 19 to increase the strength and density of the electric field. This increases the density of plasma generation.
따라서, 디젤엔진의 작동시 배출되는 배기가스는 본체(11)의 유입구(12)를 통해 내부로 유입된다. 이와 같이, 본체(11)의 내부공간으로 유입된 배기가스는 도 7에 도시된 바와 같이, 유입구(12)를 통과하면서 내부공간의 양측으로 분할유동되어 골고루 순환한다. 부연설명하면, 양측으로 분할된 배기가스는 도면에 화살표로 도시된 A,B방향으로 순환한다. 이 때, 배기가스는 제1원판(16)의 내공(16a)과, 본체(11)의 내벽과 제2원판(17)의 외경면 사이에 소정간격으로 떨어진 공간을 통해 본체(11)의 내부공간에 균일하게 분포된다. 만약, 배기가스가 강한 배기압으로 유입된다 해도 제1원판(16)의 내공과, 제2원판(17)과 본체(11) 내벽 사이의 공간을 통해 순환되기 때문에 구조체에 무리가 가지 않는다. 여기서, 상기 배기가스는 유해성 화학물질로서 매연과 미세먼지(PM)을 포함하며, 고체 탄소 미세입자, 황산염과 같은 황 미세입자, 액체 또는 고체 고분자량 탄화수소 미세입자, 다량의 질소산화물(NOX), 황산화물(SOX) 및 일산화탄소(CO) 등의 미세입자를 가지고 있다.Therefore, the exhaust gas discharged during the operation of the diesel engine is introduced into the interior through the inlet 12 of the main body 11. As such, the exhaust gas introduced into the inner space of the main body 11 is divided and flows to both sides of the inner space while circulating evenly while passing through the inlet 12. In other words, the exhaust gas divided into both sides circulates in the directions A and B shown by arrows in the figure. At this time, the exhaust gas is formed inside the main body 11 through a space separated by a predetermined interval between the inner hole 16a of the first disc 16 and the inner wall of the main body 11 and the outer diameter surface of the second disc 17. Evenly distributed in space. Even if the exhaust gas flows into the strong exhaust pressure, the structure is circulated through the inner hole of the first disc 16 and the space between the second disc 17 and the inner wall of the main body 11. Here, the exhaust gas includes soot and fine dust (PM) as hazardous chemicals, solid carbon microparticles, sulfur microparticles such as sulfate, liquid or solid high molecular weight hydrocarbon microparticles, a large amount of nitrogen oxides (NO X ) And fine particles such as sulfur oxide (SO X ) and carbon monoxide (CO).
이와 같이, 플라즈마 영역을 순환하는 배기가스는 플라즈마의 전자에너지가 배출가스와의 충돌을 통해 자유기를 생성하여 화학변화를 촉진시킴으로써 정화된다. 즉, 전자 충격에 의해 해리, 이온화 및 재결합시킴으로써 배출가스를 무해하게 변화시키는데, 이러한 배기가스의 화학변화는 다음과 같다.As such, the exhaust gas circulating in the plasma region is purified by generating free radicals through the collision of the electron energy of the plasma with the exhaust gas to promote chemical change. That is, the emission gas is harmlessly changed by dissociation, ionization, and recombination by electron impact, and the chemical change of the exhaust gas is as follows.
(1) 해리 및 이온화에 의한 배기가스의 제거(1) Removal of exhaust gases by dissociation and ionization
NO + ⓔNO+(NO 분자는 이온화)NO + ⓔ NO + (NO molecules are ionized)
NO + ⓔN + O + ⓔ (NO 분자는 N과 O로 해리)NO + ⓔ N + O + ⓔ (NO molecules dissociate into N and O)
NO2+ ⓔNO +O3 NO 2 + ⓔ NO + O 3
CO +O2 CO2 CO + O 2 CO 2
C + ⓔC++ 2ⓔC + ⓔ C + + 2ⓔ
C++ O2 CO2 + 2ⓔC++ O2 CO2 + 2ⓔ
(2) 재결합에 의한 배기가스의 제거(2) Removal of exhaust gas by recombination
NO + NN2+ ONO + N N 2 + O
N2O + ON2+ O2 N 2 O + O N 2 + O 2
NO +O2 NO2 NO + O 2 NO 2
NO + O + MNO2+ MNO + O + M NO 2 + M
NO + HO2 NO2+ OHNO + HO 2 NO 2 + OH
NO2+ OHHNO3 NO 2 + OH HNO 3
SO2+ ⓔSO2(여기상태)SO 2 + ⓔ SO 2 (excitation state)
SO2(여기상태) +O2 SO3 SO 2 (excitation state) + O 2 SO 3
SO3+ H2OH2SO4 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4
SO2(여기상태) + OHHSO3 SO 2 (excitation state) + OH HSO 3
HSO3+ OHH2SO4 HSO 3 + OH H 2 SO 4
상기와 같은 화학변화에 의해 유해한 배기가스는 무해한 물질로 변화되어 본체(11)의 유출구(13)를 통해 외부로 유출된다.The harmful exhaust gas is changed into a harmless substance by the chemical change as described above, and is discharged to the outside through the outlet 13 of the main body 11.
본 발명에 따른 정화장치는 상술한 바와 같이 디젤엔진이 채용된 디젤 기관차, 선박 및 자동차 등에서 배출되는 배기가스 만을 정화하는 것에 한정되지 않고 쓰레기 소각로 또는 화력발전소 등의 산업시설에 채용되어 대기중으로 배출되는 유해가스를 정화할 수도 있다.The purifier according to the present invention is not limited to purifying exhaust gas emitted from diesel locomotives, ships, and automobiles employing diesel engines as described above, but is used in industrial facilities such as waste incinerators or thermal power plants and discharged into the atmosphere. It can also purify harmful gases.
이상에서의 설명에서와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디젤엔진용 배기가스 정화장치는 환경에 대한 관심이 지구 전체의 문제로 인식되어 환경오염에 대한 규제가 날로 강화되고 이에 따라 그 대응기술의 개발이 절실히 요청되고 있는 시점에서 디젤엔진에서 배출되는 배기가스 중의 매연입자와 화학적 유해물질을 플라즈마를 이용한 코로나 방전을 적용하여 인체에 무해하게 정화시킴으로써 배기가스로 야기되는 각종 환경오염을 현저히 줄일 수 있는 점에 그 첫째 장점이 있다.As described above, the exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to a preferred embodiment of the present invention is recognized as a concern for the environment as a whole world, the regulation on environmental pollution is strengthened day by day and corresponding technology At the time of the urgent demand for the development of gas, dust and chemical harmful substances in exhaust gas emitted from diesel engines can be cleaned harmless to the human body by applying corona discharge using plasma, which can significantly reduce various environmental pollutions caused by exhaust gas. There is one first advantage.
또한, 플라즈마의 발생 밀도가 높고, 배기가스의 유동이 원활하여 배기압에의한 무리가 없어 결과적으로 정화효율이 증가되는 점에 그 둘째 장점이 있다.In addition, there is a second advantage in that the generation density of the plasma is high, and the flow of the exhaust gas is smooth, so that there is no difficulty due to the exhaust pressure, and as a result, the purification efficiency is increased.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000010212A KR100339102B1 (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Apparatus for purifying waste-gas for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000010212A KR100339102B1 (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Apparatus for purifying waste-gas for diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010084868A KR20010084868A (en) | 2001-09-06 |
| KR100339102B1 true KR100339102B1 (en) | 2002-05-31 |
Family
ID=19651269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020000010212A KR100339102B1 (en) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | Apparatus for purifying waste-gas for diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100339102B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100424855B1 (en) * | 2001-07-20 | 2004-03-27 | 사단법인 고등기술연구원 연구조합 | an apparatus for purifying discharged gas installed with a discharging power feedthrough device having an insulation-enhancing body capable of effectively blocking a leakage current flow |
| KR100482554B1 (en) * | 2002-03-06 | 2005-04-14 | 현대자동차주식회사 | Parallel flat board type plasma effector equiped dielectric barrier formed projection |
-
2000
- 2000-02-29 KR KR1020000010212A patent/KR100339102B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010084868A (en) | 2001-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6132692A (en) | Barrier discharge conversion of SO2 and NOx to acids | |
| KR100760242B1 (en) | Device for treating a particle-land gaseous medium and a vehicle equipped with the same | |
| US8115373B2 (en) | Self-regenerating particulate trap systems for emissions and methods thereof | |
| Hammer | Non-thermal plasma application to the abatement of noxious emissions in automotive exhaust gases | |
| Okubo et al. | Single-Stage Simultaneous Reduction of Diesel Particulate and $\hbox {NO} _ {\rm x} $ Using Oxygen-Lean Nonthermal Plasma Application | |
| US8771600B2 (en) | Electrostatic filter and non-thermal plasma system for air pollution control of hydrocarbon combustion engines | |
| CA2355396A1 (en) | Barrier discharge conversion of so2 and nox to acids | |
| EP1405663A1 (en) | Method and device for gas purifying by combined use of plasma treatment and filtration | |
| US7559976B2 (en) | Multi-stage collector for multi-pollutant control | |
| KR100339102B1 (en) | Apparatus for purifying waste-gas for diesel engine | |
| KR19980018761A (en) | A NOx reduction method for a corona discharge pollutant destruction device (NOx Reduction Method in Corona Discharge Pollutant Destruction Apparatus) | |
| Mohapatro et al. | Studies on $\hbox {NO} _ {\rm X} $ Removal From Diesel Engine Exhaust Using Duct-Type DBD Reactor | |
| JP2004204739A (en) | Exhaust emission control system and exhaust emission control method | |
| JPH07229418A (en) | Exhaust emission control device | |
| US20050199408A1 (en) | Arcing electron stream apparatus and method | |
| JP3875571B2 (en) | Exhaust gas treatment apparatus and exhaust gas treatment method | |
| US20120210875A1 (en) | Apparatuses and methods for reducing pollutants in gas streams | |
| Rajanikanth et al. | Achieving better NOx removal in discharge plasma reactor by field enhancement | |
| KR100220081B1 (en) | Device for purifying exhaust gas in a diesel automobile for a order plasma discharge of electricity | |
| JPH0838849A (en) | Apparatus and method for treating waste gas by corona discharge | |
| JP3491026B2 (en) | Exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment device | |
| JP2001182526A (en) | Exhaust gas processing device | |
| Mohapatro et al. | Studies on compact discharge plasma source for NOx treatment in engine exhaust | |
| Karimov et al. | DEVELOPMENT OF MAN-MADE GAS WASTE PROCESSING TECHNOLOGY | |
| Hammer | Non-Thermal Plasma Application to the Abatement of Noxious Emissions in Automotive Exhaust Gases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080514 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |