KR100679939B1 - 매연 입자 재생 보조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매연 입자 재생 보조 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 매연 입자 보조 장치는, (1) 매연 여과 장치(Diesel Particulate Filter)의 상류측에 배치되는 가열 장치와, (2) 매연 여과 장치의 하류측에 배치되는 강제 배기 장치를 포함한다.

상기 가열 장치는 매연 입자를 재생할 수 있는 소정의 온도 이상으로 가열할 수 있도록 구성된다.

매연 여과 장치, 매연 입자, 재생, 가열 장치

Description

매연 입자 재생 보조 장치{Supplementary Device for Regenerating Diesel Particulate}

도 1은 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치가 장착되기에 적합한 차량의 배기 시스템의 개념도.

도 2는 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치가 장착된 차량의 배기 시스템의 개념도.

본 발명은 매연 입자 재생 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매연 여과 장치가 장착된 차량에 보조적으로 장착되어서 매연 입자 재생을 더욱 원활하게 할 수 있는 매연 입자 재생 보조 장치에 관한 것이다.

디젤 차량은 휘발유 차량에 비하여 배기구를 통해 배출되는 매연이 많은 것이 일반적이다. 이러한 매연을 저감시키기 위하여 엔진에서의 연소 방식에 대해서 많은 기술 개발이 이루어지고 있는데, 배기 시스템에서 디젤 차량의 매연을 저감시키는 기술로서 매연 여과 장치(Diesel Particulate Filter; DPF)가 개발되어서 사 용되고 있다.

보통 디젤 매연 입자의 자연 재생 온도 즉, 매연 입자가 연소되어 매연이 저감될 수 있는 온도가 대략 650℃ 정도 된다. 1세대 DPF 기술에서는 히터 등의 가열 장치를 제공하여, 매연 입자를 상기 온도까지 가열시켜서 태워 버리는 기술을 채용했지만, 최근에는 차량의 배기 가스의 고온을 이용하는 자연 재생 방식의 DPF가 널리 사용되고 있다. 그러나 차량의 배기 가스의 온도는 위 온도 정도로 높지 않기 때문에 촉매를 사용하여 매연 입자의 재생 온도를 300℃ 정도로 낮춘다.

이 자연 재생 방식을 이용하면 DPF에 히터가 추가될 필요가 없으므로 단가를 낮출 수 있는 장점이 있지만, 차량의 배기 가스의 온도가 300℃ 이상이어야 하고, 최소한 배기 가스 중 10% 정도는 이 온도보다 높아야 한다.

그런데, 연식이 오래된 디젤 차량의 경우 배기 가스 온도가 위 온도보다 낮아서 자연 재생 방식으로 매연 입자를 재생할 수 없는 문제가 있고, 차량에 따라서 배기 가스의 온도가 상기 온도보다 낮은 경우에도 자연 재생 방식의 DPF로 매연 입자를 재생할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 극복하여, 배기 가스의 온도가 자연 재생 방식에서 요구하는 소정의 온도보다 낮은 차량에 대해서도, 매연 입자를 재생할 수 있도록 하는 매연 입자 재생 보조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 매연 입자 보조 장치는, (1) 매연 여과 장치(Diesel Particulate Filter)의 상류측에 배치되는 가열 장치와, (2) 매연 여과 장치의 하류측에 배치되는 강제 배기 장치를 포함한다.

상기 가열 장치는 매연 입자를 재생할 수 있는 소정의 온도 이상으로 가열할 수 있도록 구성된다. 상기 소정의 온도라 함은 자연 재생 방식에 의해 매연 입자를 재생할 수 있는 온도를 의미한다. 이 온도는 사용하는 촉매에 따라서 변화할 수 있으며 어느 특정 수치의 온도를 의미하지는 않는다.

상기 가열 장치는, 매연 여과 장치의 상류측의 배기관의 내부에 배치되는 발열부를 포함하는 것이 바람직하다. 이 발열부가 소정의 온도 이상으로 가열되어 매연 입자를 태워 버릴 수 있도록 배기관 내부에 장착된다.

본 발명의 양호한 실시예에 의하면, 상기 발열부는 매연 여과 장치와 차량의 엔진 사이의 배기관에 형성된 개구를 통해 배기관 내부로 진입이 가능하다. 차량을 사용할 때에는 상기 개구를 소정의 덮개로 폐쇄하고, 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치를 사용할 때에 상기 개구를 개방해서 이 개구를 통해 발열부를 진입시켜서, 매연 입자를 재생할 수 있는 온도까지 높여서, 포집된 채로 태워지지 않은 매연 입자를 태워 버릴 수 있도록 한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치가 사용되지 않은 상태에서 의 차량 배기 시스템의 개념도가 도시되어 있다.

엔진을 포함한 배기 시스템은 도시되어 있는 바와 같이 엔진(1)과, 제1 배기관(2)과, 제1 배기관에 연결되어 있는 매연 여과 장치(3, Diesel Particulate Filter; DPF)와, 매연 여과 장치(3)의 하류측에 연결된 제2 배기관(4)으로 구성된다. 매연 여과 장치(3)는 촉매를 사용하는 자연 재생 방식의 매연 여과 장치인 것이 바람직하지만, 그 종류에 따라서 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니며, 어떠한 형태의 매연 여과 장치(3)라도 매연 입자를 태워서 재생하는 방식이라면 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치와 함께 사용될 수 있다.

제1 배기관(2)에는 개구(10)가 형성되고, 이 개구(10)는 덮개(20)로 폐쇄되어 있다.

엔진(1)에서의 연소에 의해 발생하는 배기 가스는 제1 배기관(2)과, 매연 여과 장치(3)를 거쳐 제2 배기관(4)으로 배출되어 공기 중으로 토출된다. 이 배기 가스에 섞여 있는 매연 입자는 매연 여과 장치(3)에 포집되는데, 통상의 경우라면 배기 가스의 온도가 자연 재생 방식에서 매연 입자를 태울 수 있는 온도이므로, 매연 여과 장치(3)에 포집된 매연 입자는 배기 가스에 의해 태워진다.

도 2에는 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치가 차량에 장착된 상태에서의 배기 시스템의 개념도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치는, 매연 여과 장치(3)의 상류측에 배치되는 가열 장치(100)와, 매연 여과 장치(3)의 하류측에 배치되는 강제 배기 장치(200)를 포함한다. 가열 장치(100)는 발열부(30)와, 필터(35)를 포함한다. 강 제 배기 장치(200)는 제2 배기관(4)에 연결되어 장착되는데, 인덕션 팬(50)과, 필터(60)로 구성된다. 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치는 차량의 통상적인 사용 상태에서는 차량에 장착되지 않고, 매연 입자가 적절하게 태워지지 않아 추가적인 강제 재생이 필요할 때에 차량에 장착되는 것이 바람직하다.

상기 가열 장치(100)는 매연 입자를 재생할 수 있는 소정의 온도 이상으로 발열부(30)가 가열된다. 통상의 자연 재생 방식의 매연 여과 장치(3)라면, 상기 소정의 온도는 300℃이지만, 이 온도는 고정적인 것이 아니라 매연 여과 장치(3)의 종류에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.

다음으로 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치의 작동에 대해서 설명한다. 본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치는 차량 운행 중이 아니라 차량의 정비시에 작동시키는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 상태로 차량을 운행하는 경우, 디젤 매연 입자는 매연 여과 장치(3)에 포집되어 배기 가스에 의해 태워지는데, 배기 가스의 온도가 자연 재생 방식에서의 재생에 필요한 온도에 도달하지 못하는 경우에는, 매연 입자가 태워지지 않고, 계속 쌓여서, 배기 시스템에 문제를 일으킬 수 있고, 매연도 매우 심해 질 수가 있다.

이렇게 소정의 수준 이상 매연 입자가 태워지지 않은 경우에는, 차량의 엔진(1)을 정지시키고, 제1 배기관(2)의 개구(10)를 덮고 있는 덮개(20)를 제거하고, 개구(10)를 통해서 발열부(30)가 제1 배기관(2) 내에 배치되도록 한다. 그리고 제2 배기관(4)에는 강제 배기 장치(200)를 장착한다. 가열 장치(100)와 강제 배기 장치(200)의 전원은 외부 전원(도시되지는 않음)을 사용할 수 있다.

이렇게 장착한 후에, 가열 장치(100)의 가열 온도를 자연 재생이 가능한 온도로 설정하여 발열부(30)를 가열시킨다. 그렇게 하면, 태워지지 않고 쌓여 있던 매연 입자가 태워지고, 강제 배기 장치(200)의 인덕션 팬(50)의 작동에 의해, 필터(60)을 거쳐서 외부로 배출되게 됨으로써, 디젤 차량에 있어서 매연 입자를 저감할 수 있고, 매연 여과 장치(3)가 원활하게 작동할 수 있도록 해 준다.

이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정하여 지며 전술한 실시예 및/또는 첨부 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그리고 특허청구범위에 기재된 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및/또는 수정도 본 발명의 권리범위에 포함됨이 명백하다.

본 발명에 의한 매연 입자 재생 보조 장치에 의하면, 태워지지 않은 채로 쌓여 있는 매연 입자를 태워서 재생시킬 수 있기 때문에, 배기 가스의 온도가 낮아서 자연 재생 방식을 적절하게 이용할 수 없는 차량에 대해서도 매연 저감 및 매연 여과 장치의 효율적인 작동을 보장할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 매연 여과 장치(Diesel Particulate Filter)의 상류측에 배치되는 가열 장치와,

   매연 여과 장치의 하류측에 배치되는 강제 배기 장치를 포함하고,

   상기 가열 장치는 매연 입자를 재생할 수 있는 소정의 온도 이상으로 가열할 수 있고, 매연 여과 장치의 상류측의 배기관의 내부에 배치되는 발열부를 포함하며,

   상기 발열부는 매연 여과 장치와 차량의 엔진 사이의 배기관에 형성된 개구를 통해 배기관 내부로 진입이 가능한,

   매연 입자 재생 보조 장치.
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