KR100387477B1 - 디젤 엔진용 유해물질 저감장치 - Google Patents

Abstract

디젤 엔진용 유해물질 저감장치가 개시된다. 개시된 디젤 엔진용 유해물질 저감장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유동되는 배기 파이프의 일측에 설치되어 배기가스가 지나도록 하는 실린더와; 상기 실린더 상에 설치되어 배기가스가 유동되는 접지판과; 상기 접지판 내에 설치된 제1전극부재와; 상기 접지판의 외부와 상기 실린더 사이에 설치된 적어도 하나 이상의 제2전극부재와; 상기 제1전극부재에 전원이 인가되도록 상기 제1전극부재에 연결 설치된 전원공급장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 배기가스에 함유된 유해물질의 양을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

디젤 엔진용 유해물질 저감장치{DEVICE OF REDUCING NOXIOUS SUBSTANCES FOR A DIESEL ENGINE}

본 발명은 디젤 엔진용 유해물질 저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스의 유해물질을 저감시킬 수 있도록 개선된 디젤 엔진용 유해물질 저감장치에 관한 것이다.

가솔린 엔진의 한계점인 열 효율성과 연비 저감이 이루어질 수 있는 대안으로 디젤 엔진이 강력히 추천되고 있으며, 사용자의 기호 또한 이에 발맞추어 그 수요가 급격히 증가하고 있다.

그러나 디젤 엔진의 사용이 계속 증가하면서 많은 선진국에서는 디젤 엔진의 배기가스 배출 허용기준을 강화하고 있으며, 디젤 엔진에서 배출되는 오염물질을 줄이도록 강요하고 있다. 이는 자동차업계에로서 마켓쉐어(market share)를 잠식당하는 형상이며, 이는 이러한 규제를 만족함으로써 더 큰 시장을 개척할 수 있는 가능성을 내포하고 있다고도 할 수 있다.

즉, 이 규제가 유럽과 미국을 중심으로 점차 강화됨에 따라 기존 방식의 후처리 장치에서 벗어난 새로운 개념의 배기 정화 장치가 절실하게 요구되게 되었으며, 강화되는 배출가스 규제를 먼저 만족하는 회사만이 살아남는 형국이다.

이에 따라 그 대안으로서 현재 여러 종류의 대책이 연구중이며, 그 중 플라즈마를 이용한 배기 정화 시스템이 NOx와 입자상 물질을 동시에 저감할 수 있는 가능성을 가지고 새로이 관심을 받고 있다.

이러한 배경으로 플라즈마 장치의 기술이 지속적으로 연구중에 있으며 플라즈마 장치의 형상은 중요한 기술로 인정되고 있다.

한편, 종래의 디젤 엔진 후처리 장치인 디젤 산화 촉매(DOC)는 그 효율면에서 새로운 배기가스 규제를 만족하기에 무리가 있으며, 촉매 활성화 온도 도달 전까지는 제거 효율이 미미하다. 또한 디젤 입자상 물질 필터(DPF)는 재생에 문제가 따르고 있으며, 배압이 커져 출력 저하에도 문제점이 발생하고 있다.

그런데 이러한 문제점을 개선하기 위해 현재 개발되고 있는 새로운 플라즈마 장치도 그 제거 효율이 낮아 상용화에 문제가 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 배기가스에 함유된 입자상 물질을 집진하여 이를 산화시켜 오염물질을 감소시키도록 한 디젤 엔진용 유해물질 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 유해물질 저감장치의 구성을 나타낸 개략적인 단면도.

도 1b는 도 1a의 측단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21. 실린더

22. 접지판

23. 제1전극부재

24. 제2전극부재

25. 전원공급장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디젤 엔진용 유해물질 저감장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유동되는 배기 파이프의 일측에 설치되어 배기가스가 지나도록 하는 실린더와; 상기 실린더 상에 설치되어 배기가스가 유동되는 접지판과; 상기 접지판 내에 설치된 제1전극부재와; 상기 접지판의 외부와 상기 실린더 사이에 설치된 적어도 하나 이상의 제2전극부재와; 상기 제1전극부재에 전원이 인가되도록 상기 제1전극부재에 연결 설치된 전원공급장치;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1b에는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 유해물질 저감장치를 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 유해물질 저감장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유동되는 배기 파이프(10)의 일측에 설치되어배기가스가 지나도록 하는 실린더(21)와, 상기 실린더(21) 상에 설치되어 배기가스가 유동되는 접지판(22)과, 상기 접지판(22) 내에 설치된 제1전극부재(23)와, 상기 접지판(22)의 외부와 상기 실린더(21) 사이에 설치된 적어도 하나 이상의 제2전극부재와, 상기 제1전극부재(23)에 전원이 인가되도록 상기 제1전극부재(23)에 연결 설치된 전원공급장치(25)를 포함하여 구성된다.

상기 접지판(22)은 배기가스가 상기 접지판(22)의 내외부로 유동되도록 매시(mesh) 형태로 이루어진다.

그리고 상기 접지판(22)은 실린더(21)와 동일하게 원통형으로 이루어지고, 상기 제2전극부재는 접지판(22)의 외주면에 동일 간격으로 4개가 설치된다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 유해물질 저감장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 유해물질 저감장치는, 자동차의 특히, 디젤 엔진에서 배출되는 입자상 물질을 집진하고, 이를 산화시켜 최종적으로 정화된 가스만이 배출되도록 한 것이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 엔진에서 배출되는 배기가스는 배기 파이프(10)를 통하여 상기 실린더(21)로 유입된다.(화살표 방향 참조)

이렇게 유입된 배기가스중 입자상 물질은 제1전극부재(23)에 인가된 예컨대 10∼15kV(수십 mA)의 전력에 의해 매시 형태의 접지판(22)과 전기장이 형성되어 예컨대 정전 집진기의 원리에 의해 유체에서 분리된다. 즉, 네거티브(negative)를 인가할 경우, 코로나 방전에 의해 입자는 네거티브로 하전되고, 이 하전된 입자는전기장에 의해 제1전극부재(23) 외부 방향으로 이동 경로를 바꾸게 된다.

경로가 바뀐 입자는 매시 형태의 접지판(22)에 정전 부착되고, 일부는 매시 사이의 공간을 뚫어 실린더(21)에 부착된다.

그리고 일정 시간동안 또는 인가 전류를 체크하여 주기적으로(일정시간 전류량이 상승할 경우) 제2전극부재(24)에 15∼20kV를 인가하여 접지판(22)과 실린더(21) 접지에 집진된 입자상 물질을 산화시킨다. 즉, 플라즈마 반응을 통하여 생성된 배기가스의 물질중 NO가 NO2로 환원되고, NO2의 효과로 입자상의 물질의 산화온도가 200℃ 근처로 낮아져 지나가는 배기가스의 온도에 의한 열전달로 충분히 산화가 가능하다.

또한 제2전극부재(24)에서 코로나 방전을 통한 기체의 플라즈마 반응이 촉진되어 발생된 전자에 의해 집진된 입자상의 물질이 깨어질 수 있다.

여기서 발생된 NOx(상기 실린더(21)를 통과한 후이므로 대부분이 NO2)는 후방에 설치된 질소산화물 제거 촉매(DeNOx 촉매)로 제거할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진용 유해물질 저감장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

플라즈마 반응에 의해 배기가스중의 유해물질 특히 입자상 물질을 집진하여 이를 산화시켜 배출하므로 배출되는 배기가스의 오염 물질량을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유동되는 배기 파이프의 일측에 설치되어 배기가스가 지나도록 하는 실린더와;

   상기 실린더 상에 설치되어 배기가스가 유동되는 접지판과;

   상기 접지판 내에 설치된 제1전극부재와;

   상기 접지판의 외부와 상기 실린더 사이에 설치된 적어도 하나 이상의 제2전극부재와;

   상기 제1전극부재에 전원이 인가되도록 상기 제1전극부재에 연결 설치된 전원공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 유해물질 저감장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 접지판은 배기가스가 상기 접지판의 내외부로 유동되도록 매시 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 유해물질 저감장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 접지판은 상기 실린더와 동일하게 원통형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 유해물질 저감장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2전극부재는 상기 접지판의 외주면에 동일 간격으로 4개가 설치된 것을 특징으로 하는 디젤 엔진용 유해물질 저감장치.