KR100358405B1 - 회전날개 촉매 정화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배기시스템(Exhaust System) 중 배기가스 정화기를 새로운 개념으로 만들기 위한 것으로서, 본 발명에 의하면 회전날개 구동부에 회전날개를 구성하여 상기 회전날개 구동부가 크랭크풀리와 플라이휠 사이에 구성된 축의 일부분에 벨트로 연결되어 구동됨으로서 회전날개가 회전하여 배기가스의 유해물질을 걸러내도록 구성된 회전날개 촉매정화기 (The Rotation Wings Catalyst Convertor)이다.

Description

회전날개 촉매 정화기{The Rotation Wings Catalyst Convertor}

내연기관의 실린더 안에서 혼합기가 압축후 폭발되고 나서, 이 연소된 가스를 외부로 배출하는 장치가 배기장치이다. 배기장치는 엔진구조의 마지막에 있으며 분진과 유해가스를 걸러주며 폭발소음과 엔진효율 등에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 장치이다. 종래의 배기 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 배기가스를 모우는 배기매니폴드(1,Exhaust Manifold)와, 배기가스의 압력을 낮추어주는 송풍기 (2,bellows)와, 배기가스의 유해물질을 걸러주는 촉매정화기(3,Catalyst Convertor )와, 단면적을 확대함으로 인해 고온고압의 배기가스를 저온저압으로 낮추어 주는 소음기(4,Muffler)와, 배기가스가 대기중으로 방출되는 배기배출관 (5,Tail Pipe)으로 되어있다.

이중 상기 촉매정화기는 실린더내 혼합기의 불완전연소로 인해 생긴 유해성분인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등을 화학적으로 변화시키는 장치로서, 본 발명은 상기 촉매정화기를 날개가 회전함으로서 배기가스의 촉매통과를 원활하게 하여 배기가스의 유해물질을 효율적으로 걸러주는 새로운 개념의 촉매정화기이다.

종래의 촉매정화기는 도 2에 도시한 바와같이, 배기가스가 일정한 방향으로 촉매를 통과하여 배기관으로 나가는 것으로서, 상기 촉매정화기 내부에는 촉매(삼원촉매 등)가 밀집되어 있음으로 인해 배기저항이 심하게 발생하고, 이로인해 엔진의 출력이 감소되는 문제점이 있으며, 배기저항을 감소시키기 위해 촉매를 얇게 만들면 배기가스 중의 유해성분을 제거하는 효과가 낮아졌다. 본 발명은 날개의 회전으로인해 배기가스를 촉매부에 통과시킴으로서 이런 문제점을 동시에 해결하여 엔진출력의 효율을 높이고,배기가스의 입자가 촉매부와 접촉하는 횟수(유효충돌횟수) 를 높여 배기가스의 유해성분을 충분히 제거할 수 있는 배기가스 정화장치를 만들기 위해서이다.

도 1은 종래의 배기시스템 구성도

도 2는 종래의 촉매정화기 단면도

도 3은 본 발명에 따른 회전날개 촉매정화기의 구성도

도 4는 도 3의 A-A 단면도

도 5는 도 3의 B-B 단면도

도 6은 본 발명의 차량 장치 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 배기매니폴드(Exhaust Manifold) 2. 송풍기(bellows)

3. 촉매정화기(Catalyst Convertor) 4. 소음기(Muffler)

5. 배기가스배출관(Tail Pipe) 7. 촉매부(Catalyst)

10. 배기가스 흡입관 20. 회전날개 구동부

30. 베어링 40. 벨트

50. 배기가스통로 60. 회전날개

80. 회전날개 촉매정화기 90. 크랭크풀리(Crank Pulley)

100. 플라이 휠 110. 축

→ : 배기가스흐름방향

첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 배기가스 구성도로서, 배기가스가 들어오는 배기가스 흡입관(10)과, 상기 배기가스 흡입관 외부에 형성되어져 있는 베어링(30)과, 상기 베어링을 둘러싸고 있는 회전날개 구동부(20)와, 상기 회전날개구동부를 회전시켜주는 벨트(40)와, 상기 회전날개 구동부 아랫부분에 형성되어져 있는 회전날개부 (60)와 상기 회전날개부를 둘러싸고 있는 촉매부와 상기 촉매부를 통과한 배기가스가 흐르는 배기가스통로(50)와, 상기 배기가스 통로를 거친 배기가스가 모여서 나가는 배기가스 배출관(5)으로 구성되어 있다.

차량의 내연기관이 가동되기 시작하면 크랭크축을 회전시키게 되고, 상기 크랭크축에 벨트로 연결된 회전날개 구동부(20)가 회전을 하게된다. 상기 회전날개구동부(20)에서 회전을 함으로서 회전날개(60)를 회전시키고, 상기 회전날개(60)가 유해물질을 포함하고 있는 배기가스를 촉매부(7)로 강제로 밀어낸다. 회전날개(60)가 회전을 함으로서 배기가스가 촉매를 통과하는 힘을 높여주어서 종래의 배기장치가 가지고 있던 문제점인 배기저항을 감소시킬 수 있다. 배기저항을 감소시킴으로서 내연기관의 효율을 높일수 있고 또한 배기가스와 접촉하는 촉매가 회전날개(60)를 둘러싸고 있는 방식으로 구성되어져 있어서 그 접촉면적이 넓어져 배기가스의 유해성분을 넓어진 면적만큼 효율적으로 제거하게 된다. 상기 촉매부(7)는 배기가스 내 유해성분인 일산화탄소(CO), 탄화수소 (HC), 질소산화물(NOx) 등을 화학반응을 통해 이산화탄소(CO₂)나 물(H₂O) 등 무해한 물질로 바꾸어 준다.

배기가스가 상기 촉매부(7)를 통해 걸러지고 나면 배기가스 통로(50)로 나오고 상기 배기가스 배출관(5)을 통해 소음기(Muffler) 쪽으로 나오게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 차량의 장치 구성도로서, 크랭크축의 동력을 변속기에 전달하는 플라이휠(100)과 상기 크랭크축의 외단에 설치되는 크랭크 풀리(90)와 상기 크랭크 풀리(90)와 플라이휠(100) 사이의 일부분에 축(110)을 설치하고 상기 축(110)의 일부분에 연결된 벨트(40)에 의해 회전날개 구동부(20)가 회전되는 회전날개 촉매정화기(80)를 개략적으로 도시하였다. 상기 크랭크 풀리(90)가 회전을 함으로서 회전날개 촉매정화기(80)에 형성되어져 있는 벨트(4)도 같이 회전하게되고 이로인해 상기 회전날개 촉매정화기(80) 내부에 있는 회전날개(60)와 촉매부(7)가 같이 회전을 하면서 배기가스의 유해성분을 걸러주게된다. 따라서 엔진의 회전수

(rpm)와 함께 회전날개 촉매정화기(80) 내부의 회전도 같이 변하므로 효율적으로 배기가스를 정화할 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 의한 배기가스 정화장치는 배기가스를 회전날개에 의해 촉매부로 강제로 보내어주므로, 배기저항을 약화시켜 엔진의 출력효율을 높일수 있으며, 배기가스가 통과하는 촉매부의 면적이 넓어지고 배기가스의 입자가 촉매와 접촉하는 횟수(유효충돌횟수)를 높여 배기가스의 유해성분을 충분히 제거할 수 있다.

Claims (2)

1. 차량의 배기시스템에 장치되어 배기가스의 유해물질을 걸러주는 촉매정화기에 있어서, 배기가스가 들어오는 배기가스 흡입관과, 상기 배기가스 흡입관 외부에 형성되어져 있는 베어링과, 상기 베어링을 둘러싸고 있는 회전날개구동부와, 상기 회전날개구동부 아랫부분에 형성되어져 있는 회전날개와, 상기 크랭크풀리와 플라이휠사이에 설치되어 회전날개구동부를 회전시켜주는 벨트와, 배기가스가 통과하는 촉매부와, 상기 촉매부를 통과한 배기가스가 흐르는 통로와 , 상기 배기가스 통로를 거친 배기가스가 모여서 나가는 배기가스 배출관으로 구성된 회전날개 촉매 정화기
2. 제 1항에 있어서, 상기 촉매부가 배기가스 흡입관의 길이방향으로 형성되어져 있는 회전날개 촉매 정화기