KR100802669B1 - Structure for neck of catalyst converter - Google Patents

Structure for neck of catalyst converter Download PDF

Info

Publication number
KR100802669B1
KR100802669B1 KR1020060052876A KR20060052876A KR100802669B1 KR 100802669 B1 KR100802669 B1 KR 100802669B1 KR 1020060052876 A KR1020060052876 A KR 1020060052876A KR 20060052876 A KR20060052876 A KR 20060052876A KR 100802669 B1 KR100802669 B1 KR 100802669B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalytic converter
neck
arc
arc portion
cylindrical case
Prior art date
Application number
KR1020060052876A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070118757A (en
Inventor
김영범
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020060052876A priority Critical patent/KR100802669B1/en
Publication of KR20070118757A publication Critical patent/KR20070118757A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100802669B1 publication Critical patent/KR100802669B1/en

Links

Images

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
    • 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
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • 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
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • 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
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/10—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device for reducing flow resistance, e.g. to obtain more engine power

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은 촉매컨버터의 목부 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유속이 집중되는 영역이 촉매 앞단에서 넓게 분포할 수 있도록 촉매컨버터의 목부 입구형상을 설계함으로써, 유속 집중현상을 해소하여 기계적 내구성을 향상시키고, 유속 균일도를 개선하여 배압을 저감시킬 수 있도록 한 촉매컨버터의 목부 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a neck structure of the catalytic converter, and more particularly, by designing the neck inlet shape of the catalytic converter so that the area where the flow velocity is concentrated can be widely distributed at the front end of the catalyst. The present invention relates to a neck structure of a catalytic converter capable of reducing back pressure by improving flow velocity uniformity.

이를 위해, 본 발명은 배기관에서 일정한 반경으로 굽어지게 형성된 원호부와, 상기 원호부에서 원통형 케이스의 상단으로 내경이 커지게 형성된 확관부로 구성되되, 상기 원호부의 안쪽 반경(b)은 바깥쪽보다 상대적으로 작고, 상기 원호부 상단에 수평선이 접하고, 원호부 중심을 지나는 수직선을 기준으로 우측 하단에 접하는 접선은 수평선과 일정한 각도(a)를 이루고, 상기 원호부의 안쪽 반경(b)은 30~35mm이고, 상기 확관부의 경사각도(b)는 65~70°인 것을 특징으로 하는 촉매컨버터의 목부 구조를 제공한다.To this end, the present invention comprises an arc portion formed to be bent at a constant radius in the exhaust pipe, and an expansion pipe portion formed to increase the inner diameter from the arc portion to the top of the cylindrical case, the inner radius (b) of the arc portion than the outside Relatively small, the horizontal line is in contact with the upper end of the arc, the tangent to the lower right relative to the vertical line passing through the center of the arc forms a constant angle (a) with the horizontal line, the inner radius of the arc (b) is 30 ~ 35mm And, the inclination angle (b) of the expansion pipe provides a neck structure of the catalytic converter, characterized in that 65 ~ 70 °.

촉매컨버터, 목부, 원호부, 확관부 Catalytic converter, neck, arc, expansion tube

Description

촉매컨버터의 목부 구조{Structure for neck of catalyst converter}Structure for neck of catalyst converter

도 1은 본 발명에 따른 촉매컨버터를 나타내는 측면도이고,1 is a side view showing a catalytic converter according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부에서 상부쪽 개선전후를 나타내는 상세도이고,Figure 2 is a detailed view showing the front and rear improvement before and after the neck of the catalytic converter according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부에서 하부쪽 개선전후를 나타내는 상세도이고, Figure 3 is a detailed view showing before and after the lower side improvement in the neck of the catalytic converter according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부를 나타내는 배면도이고,Figure 4 is a rear view showing the neck of the catalytic converter according to the present invention,

도 5는 종래의 촉매컨버터를 나타내는 측면도이고,5 is a side view showing a conventional catalytic converter,

도 6은 촉매컨버터의 목부에서 최고 유속영역을 나타내는 이미지이고,6 is an image showing the highest flow rate region in the neck of the catalytic converter,

도 7은 촉매컨버터의 목부에서 유속집중영역의 유속분포를 나타내는 이미지이다.7 is an image showing the flow rate distribution of the flow rate concentration region in the neck of the catalytic converter.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 목부 10a : 원호부10: neck 10a: arc

10b : 확관부 H : 수평선10b: Expansion tube H: horizontal line

HO : 중심 수평선 VO : 중심 수직선H O : Center horizontal line V O : Center vertical line

11 : 원통형 케이스11: cylindrical case

본 발명은 촉매컨버터의 목부 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유속이 집중되는 영역이 촉매 앞단에서 넓게 분포할 수 있도록 촉매컨버터의 목부 입구형상을 설계함으로써, 유속 집중현상을 해소하여 기계적 내구성을 향상시키고, 유속 균일도를 개선하여 배압을 저감시킬 수 있도록 한 촉매컨버터의 목부 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a neck structure of the catalytic converter, and more particularly, by designing the neck inlet shape of the catalytic converter so that the area where the flow velocity is concentrated can be widely distributed at the front end of the catalyst. The present invention relates to a neck structure of a catalytic converter capable of reducing back pressure by improving flow velocity uniformity.

일반적으로 자동차는 동력발생 및 동력출력장치가 장착되는 기관의 연소실에 배기다기관이 연통되게 취부되고, 상기 배기다기관에 소음기와 촉매컨버터가 연통되는 배기관이 연결되어 있다.In general, a vehicle is mounted so that an exhaust manifold communicates with a combustion chamber of an engine on which power generation and a power output device are mounted, and an exhaust duct connected with a silencer and a catalytic converter is connected to the exhaust manifold.

이러한 자동차는 연소실에서 연소된 고온 고압의 가스가 배기다기관을 통해 배기관으로 배기되어, 촉매컨버터(catalyst converter)에서 유해가스가 걸러지며, 배기관 및 소음기를 통과하며 소음이 저감되고 압력과 온도가 저감된후 외부로 배출되게 된다.In such a vehicle, high-temperature, high-pressure gas, which is burned in a combustion chamber, is exhausted through an exhaust manifold to exhaust gas, and harmful gas is filtered out of a catalytic converter, passed through an exhaust pipe and a silencer, noise is reduced, pressure and temperature are reduced. Afterwards it is discharged to the outside.

여기서, 종래 촉매컨버터(100)의 구조는 도 5에 도시되는 바와 같이, 소정의 용적을 가지는 원통형 케이스(101)와, 원통형 케이스(101)의 양단에서 내경이 작아지게 형성된 목부(102)가 형성되어 있다.Here, the structure of the conventional catalytic converter 100 is, as shown in Figure 5, the cylindrical case 101 having a predetermined volume, and the neck portion 102 is formed at both ends of the cylindrical case 101 so that the inner diameter is small It is.

상기 촉매컨버터의 입구측은 배기관에서 원통형 케이스(101)로 내경이 확대되게 연장되고, 촉매컨버터의 출구측은 원통형 케이스(101)에서 배기관으로 내경이 축소되게 연장된다. The inlet side of the catalytic converter extends to extend the inner diameter from the exhaust pipe to the cylindrical case 101, and the outlet side of the catalytic converter extends to reduce the internal diameter from the cylindrical case 101 to the exhaust pipe.

이러한 목부(102)의 구조는 배기관이 촉매컨버터의 원통형 케이스(101)의 직경보다 작으므로 필연적으로 형성되게 된다. 이때, 상기 목부(102)의 입구측은 직각으로 굽은 원호형상의 배기관에 연결되어 있다.The structure of the neck 102 is inevitably formed because the exhaust pipe is smaller than the diameter of the cylindrical case 101 of the catalytic converter. At this time, the inlet side of the neck 102 is connected to the exhaust pipe of an arc shape bent at a right angle.

이러한 종래 배기관의 촉매컨버터는, 기관에서 배출되는 고온 고압의 배기가스가 배기관을 통해 촉매컨버터(100)에 진입되어 배기가스중의 일산화탄소와 탄화수소 등 유해가스가 촉매모노리스의 정화작용에 의해 정화된 후, 소음기를 통과하며 배기소음 및 온도와 압력이 저감된 후 배기되게 된다.In the catalytic converter of the conventional exhaust pipe, after the high-temperature and high-pressure exhaust gas discharged from the engine enters the catalytic converter 100 through the exhaust pipe, harmful gases such as carbon monoxide and hydrocarbons in the exhaust gas are purified by the purifying action of the catalyst monolith. In addition, exhaust noise is passed through the silencer and the temperature and pressure are reduced.

그러나, 상기 배기가스가 원호형상의 배기관에서 목부로 이동하면서 유속이 가장 빨라지게 되고 유속이 집중되어 목부 뒤부분의 압력 즉 배압이 증가하게 된다.However, as the exhaust gas moves from the arc-shaped exhaust pipe to the neck, the flow velocity is the fastest and the flow velocity is concentrated to increase the pressure behind the neck, that is, the back pressure.

따라서, 상기 유속 집중현상 및 배압의 증가로 인해 촉매 컨버터의 내구성이 저하되고, 유속 불균일 현상은 엔진의 성능저하를 초래하는 원인이 되고 있다.Therefore, the durability of the catalytic converter decreases due to the flow rate concentration phenomenon and the increase in the back pressure, and the uneven flow rate causes the performance of the engine to decrease.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 유속이 집중되는 영역을 촉매 앞단에서 넓은 면적을 가질 수 있도록 촉매컨버터의 목부 입구형상을 설계함으로써, 유속 집중현상을 해소하여 기계적 내구성을 향상시키고, 유속 균일도 를 개선하여 배압을 저감시킬 수 있도록 한 촉매컨버터의 목부 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by designing the neck inlet shape of the catalytic converter to have a large area at the front end of the area where the flow rate is concentrated, thereby improving the mechanical durability by solving the flow rate concentration phenomenon In addition, the present invention aims to provide a neck structure of the catalytic converter which can reduce the back pressure by improving the flow velocity uniformity.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일정한 용적의 원통형 케이스를 포함하는 촉매 컨버터의 목부 구조에 있어서,The present invention for achieving the above object in the neck structure of a catalytic converter comprising a cylindrical case of a constant volume,

배기관에서 일정한 반경으로 굽어지게 형성된 원호부와, 상기 원호부에서 원통형 케이스의 상단으로 내경이 커지게 형성된 확관부로 구성되되,Consists of an arc portion formed to be bent at a constant radius in the exhaust pipe, and the expansion portion formed to increase the inner diameter from the arc portion to the top of the cylindrical case,

상기 원호부의 안쪽 반경(b)은 바깥쪽보다 상대적으로 작고, 상기 원호부 상단에 수평선이 접하고, 원호부 중심을 지나는 수직선을 기준으로 우측 하단에 접하는 접선은 수평선과 일정한 각도(a)를 이루고, 상기 원호부의 안쪽 반경(b)은 30~35mm이고, 상기 확관부의 경사각도(b)는 65~70°인 것을 특징으로 한다.The inner radius (b) of the circular arc portion is relatively smaller than the outside, the horizontal line is in contact with the upper end of the circular arc, the tangent tangent to the lower right relative to the vertical line passing through the center of the circular arc forms a constant angle (a), The inner radius (b) of the arc portion is 30 ~ 35mm, the inclination angle (b) of the expansion pipe is characterized in that 65 ~ 70 °.

바람직한 구현예로서, 상기 수평선에서 원호부의 곡선이 시작되는 지점에서 원호부와 접선이 만나는 접점(T) 까지의 수평거리(c)는 28~30mm인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the horizontal distance (c) from the starting point of the curve of the circular arc portion to the contact point (T) where the tangential portion meets the tangent line is 28 ~ 30mm.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 원호부와 접선이 만나는 접점(T)에서 원통형 케이스의 상단까지의 거리(d)는 60~65mm이고, 원호부의 수평 중심선과 원통형 케이스의 상단까지의 거리(e)는 80~85mm인 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the distance (d) from the contact point (T) where the arc and the tangent meets the upper end of the cylindrical case is 60 ~ 65mm, the distance (e) between the horizontal center line of the arc and the upper end of the cylindrical case Characterized in that it is 80 ~ 85mm.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 촉매컨버터를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부에서 상부쪽 개선전후를 나타내는 상세도이고, 도 3은 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부에서 하부쪽 개선전후를 나타내는 상세도이고, 도 4는 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부를 나타내는 배면도이다.1 is a side view showing a catalytic converter according to the present invention, Figure 2 is a detailed view showing the front and rear improvement in the neck of the catalytic converter according to the present invention, Figure 3 is a neck of the catalytic converter according to the present invention Figure 4 is a detailed view showing before and after the lower side improvement, Figure 4 is a rear view showing the neck of the catalytic converter according to the present invention.

본 발명은 배기가스중의 일산화탄소와 탄화수소 등 유해가스를 정화시키는 촉매컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a catalytic converter for purifying harmful gases such as carbon monoxide and hydrocarbons in exhaust gas.

본 발명은 촉매컨버터의 목부 입구형상를 개선하여 유속이 집중되는 영역이 촉매 앞단에서 넓게 분포할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The present invention focuses on improving the neck inlet shape of the catalytic converter so that the area where the flow velocity is concentrated can be widely distributed at the front of the catalyst.

촉매컨버터의 구조는 일정한 용적을 갖는 원통형케이스(11)와, 원통형 케이스의 양단에 배기관을 연결하는 목부(10)로 구성되고, 본 발명에서 개선하고자 하는 목부(10)는 배기관을 통해 배기가스가 유입되는 원통형 케이스(11)의 입구측이다.The structure of the catalytic converter is composed of a cylindrical case 11 having a constant volume, and a neck portion 10 connecting the exhaust pipe to both ends of the cylindrical case, the neck portion 10 to be improved in the present invention is exhaust gas through the exhaust pipe It is the inlet side of the cylindrical case 11 which flows in.

도 1에 도시한 바와 같이, 촉매 컨버터의 목부(10)는 배기관에서 굽어지게 형성된 원호부(10a)와, 원호부(10a)에서 원통형 케이스(11) 앞단으로 갈수록 내경이 커지게 형성된 확관부(10b)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, the neck portion 10 of the catalytic converter has an arc portion 10a formed to be bent in an exhaust pipe, and an enlarged portion portion having an inner diameter that increases from the arc portion 10a to the front end of the cylindrical case 11. 10b).

상기 배기관을 통해 촉매컨버터에 진입하는 배기가스의 유동에 영향을 주는 목부(10)를 인자화 하고, 인자화를 통해 촉매컨버터의 목부 구조를 최적화 할 수 있다.By printing the neck 10 affecting the flow of the exhaust gas entering the catalytic converter through the exhaust pipe, it is possible to optimize the neck structure of the catalytic converter through the printing.

상기 원호부(10a)의 안쪽 반경(측면도 기준)(b)은 바깥쪽보다 상대적으로 작고, 상기 원호부(10a) 상단에 수평선(H)이 접하고, 중심을 지나는 수직선(VO)을 기 준으로 우측 하단에 접하는 접선(T)은 수평선과 일정한 각도(a)를 이룬다. The inner radius (based on the side view) b of the arc portion 10a is relatively smaller than the outer side, and a horizontal line H is in contact with the top of the arc portion 10a, and is based on a vertical line V O passing through the center. The tangent T in contact with the lower right side forms a constant angle (a) with the horizontal line.

여기서, 본 발명은 수평선(H)과 접선(T)이 이루는 각도(a)는 원호부(10a)에서 원통형 케이스(11)의 상단을 연결하는 확관부(10b)의 경사각도이고, 65~70°로 하는 것이 바람직하다.Here, in the present invention, the angle (a) formed by the horizontal line (H) and the tangent (T) is the inclination angle of the expansion portion (10b) connecting the upper end of the cylindrical case 11 in the arc portion (10a), 65 ~ 70 It is preferable to set it as °.

왜냐하면 상기 확관부(10b)의 경사각도가 65°미만인 경우에는 유동을 내측으로 유도의 목적을 가지고 있으나 유동 저항이 커져 배압 증가 및 과도한 유동 굴절에 의해 너무 내측으로 유도되어 유동 불균일이 발생하고, 70°를 초과하는 경우에는 유동 굴절을 효과적으로 유도하여 촉매 전면 중심쪽으로 주 유동을 유도하며 과도한 유동 굴절을 방지하여 유동 저항을 감소시키므로 이러한 특성은 촉매의 단면 효율성을 증대시켜 촉매장치의 목적인 배출가스 정화 성능을 향상시키며, 유동 정하 감소 및 균일도의 증대는 배기계에 작용하는 배압을 저감시켜 엔진 성능향상을 도모한다.If the inclination angle of the expansion portion (10b) is less than 65 ° has the purpose of guiding the flow inwards, but the flow resistance is increased, it is induced too inward by the back pressure increase and excessive flow deflection occurs, 70 If it exceeds °, it effectively induces the flow deflection to induce the main flow toward the center of the catalyst front, and to prevent excessive flow deflection to reduce the flow resistance, this characteristic increases the cross-sectional efficiency of the catalyst to purify the exhaust gas, which is the purpose of the catalytic device In addition, the reduction of flow static and increase of uniformity reduce the back pressure acting on the exhaust system, thereby improving engine performance.

또한, 상기 원호부(10a)의 작은쪽 반경(b)은 배기관에서 목부(10)로 이어지는 부분으로 배기가스의 흐름방향이 원호부에서 근사 90도로 꺽기게 되는데, 상기 경사각도와 같은 이유로 30~35mm로 하는 것이 바람직하다.In addition, the small radius (b) of the arc portion (10a) is a portion leading to the neck portion 10 in the exhaust pipe is the flow direction of the exhaust gas is bent at an approximate 90 degrees in the arc portion, 30 ~ 35mm for the same reason as the inclination angle It is preferable to set it as.

도 3에 도시한 바와 같이 상기 수평선(H)에서 원호부(10a)의 곡선이 시작되는 지점(s)에서 원호부(10a)와 접선(T)이 만나는 접점(t) 까지의 수평거리(c)는 28~30mm인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the horizontal distance c from the point s at which the curve of the circular arc portion 10a starts at the horizontal line H to the contact t where the circular arc portion 10a and the tangent T meet. ) Is preferably 28 to 30 mm.

왜냐하면 상기 원호부(10a)의 시작점(s)과 접점(t) 사이의 수평거리가 28mm 미만인 경우에는 촉매의 중심부가 내측으로 위치하여 유사 직각 구조를 가진 목부 에서의 유동이 외측으로 치우치게 되어 유동 불균일이 발생하고, 30mm 를 초과하는 경우에는 유동의 외측 치우침 량을 줄여 불균일 정도를 완화시키기 때문이다.If the horizontal distance between the starting point (s) and the contact point (t) of the circular arc (10a) is less than 28mm, the center of the catalyst is located inward, the flow in the neck with a similar right angle structure is biased outwards This is because when this occurs and exceeds 30 mm, the amount of outward deflection of the flow is reduced to alleviate the degree of nonuniformity.

상기 원호부(10a)와 접선(T)이 만나는 접점(t)에서 원통형 케이스(11)의 상단까지의 거리(d)는 60~65mm로 하고, 원호부(10a)의 수평 중심선(HO)과 원통형 케이스(11)의 상단까지의 거리(e)는 80~85mm로 하는 것이 바람직하다.The distance (d) from the contact point (t) where the arc portion (10a) and the tangent (T) meet the upper end of the cylindrical case 11 is 60 ~ 65mm, the horizontal center line (H O ) of the arc portion (10a) The distance e to the upper end of the cylindrical case 11 is preferably 80 to 85 mm.

왜냐하면, 상기 접점(t)에서 원통형 케이스(11)의 상단까지의 거리가 60mm 미만인 경우에는 원호부(10a) 단면에서 확관부(10b)의 단면 변화에 의한 촉매 단면 전체에 유동을 분산시키는 효과를 기대하나 그 변화량이 큼에따라 유동 균일도에 역효과가 발생하기 때문이고, 65mm 를 초과하는 경우에는 단면 변화량을 최적화에 따른 유동 분산 효과를 증가시켜주기 때문이다.Because, when the distance from the contact point (t) to the upper end of the cylindrical case 11 is less than 60mm, the effect of dispersing the flow in the entire catalyst cross-section due to the cross-sectional change of the expansion section (10b) in the cross section of the circular arc (10a) It is expected that the larger the amount of change will adversely affect the flow uniformity, and if it exceeds 65mm, it will increase the flow dispersion effect by optimizing the cross-sectional change.

그리고, 상기 원호부(10a)의 수평 중심선(HO)과 원통형 케이스(11)의 상단까지의 거리가 80mm 미만인 경우에는 확관부(10b) 형성 후 촉매 전면까지 촉매 단면 형상을 유지(85mm 형상 대비 5mm 유지 가능)하여 2차 유동 혼합이 가능하여 유동 균일도를 향상시키기 때문이고, 85mm를 초과하는 경우에는 확관부(10b) 이후 바로 촉매장치가 위치하여 2차적인 유동 개선이 불가하기 때문이다.And, if the distance between the horizontal center line (H O ) of the circular arc portion (10a) and the upper end of the cylindrical case 11 is less than 80mm, maintaining the cross-sectional shape of the catalyst until the front surface of the catalyst after the expansion portion (10b) formation (85mm compared to the shape This is because it is possible to maintain 5mm) to allow secondary flow mixing to improve flow uniformity, and when it exceeds 85mm, the catalyst device is located immediately after the expansion portion 10b, and thus secondary flow improvement is impossible.

도 4에 도시한 바와 같이 원호부(10a)에서 확관부(10b)로 이어지는 형상이 근사 사다리꼴 형상을 이루도록 형성된다.As shown in FIG. 4, the shape extending from the arc portion 10a to the expanding tube portion 10b is formed to have an approximate trapezoidal shape.

상기 원호부(10a)와 확관부(10b)의 하단을 연결하는 점선은 상부에서 하부로 폭이 커지도록 일정한 각도를 이루게 되고, 확관부(10b) 하단의 폭(각)(f)은 30~35 ° 것이 바람직하다.The dotted line connecting the lower end of the arc portion 10a and the expansion pipe 10b has a constant angle so as to increase in width from the top to the bottom, and the width (angle) f of the bottom of the expansion pipe 10b is 30 to 30 °. 35 ° is preferred.

왜냐하면 상기 확관부(10b) 하단의 폭(f))이 0°인 경우에는 목부(10)의 단면 형상이 원형을 유지하여 입구 및 원통형 케이스(11) 전단부까지 모두 원형을 유지하는 형상을 갖는다.When the width f of the lower end of the expansion pipe 10b is 0 °, the cross-sectional shape of the neck 10 maintains a circular shape, thus maintaining a circular shape up to both the inlet and the front end of the cylindrical case 11. .

이러한 구조는 충분한 길이가 확보될 경우 유동 균일도 유지에 효과적이기 때문이고, 30°를 초과하는 경우에는 유사 직각 구조를 갖는 목부 구조에서는 입구부 작은 원형 단면에서 원통형 케이스(11) 전단부 원형의 이상적인 구조임에도 불구하고 유동 균일도가 충분히 확보될 수 없으므로, 목부(10) 형상을 동일한 단면적을 유지하면서 원형에서 타원형으로 변경하여 유동 형상을 타원형으로 만들어 촉매 전단면의 사용 효율성을 증대 시키기 때문이다.This is because the structure is effective to maintain the flow uniformity if a sufficient length is secured, and in the case of a neck structure having a similar right angle structure when exceeding 30 °, the ideal structure of the circular shape of the front end of the cylindrical case 11 in the small circular cross section of the inlet is Although the uniformity of the flow can not be secured enough, because the shape of the neck 10 is changed from circular to elliptical shape while maintaining the same cross-sectional area to make the flow shape elliptical to increase the use efficiency of the catalyst shear surface.

이하, 본 발명을 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example

본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부(10) 형상의 일실시예를 설계한 바, 표 1에 나타낸 바와 같다.One embodiment of the shape of the neck portion 10 of the catalytic converter according to the present invention is designed as shown in Table 1.

Figure 112006041235791-pat00001
Figure 112006041235791-pat00001

도 6은 표 1에 나타낸 바와 같이 설계된 개선 전 촉매 컨버터 및 개선 후 촉매 컨버터에 배기가스를 50m/s의 속도로 유동시켰을 때 단면 속도분포를 나타내는 이미지이다.FIG. 6 is an image showing a cross-sectional velocity distribution when exhaust gas is flowed at a speed of 50 m / s in a pre-improved catalytic converter and a post-improved catalytic converter designed as shown in Table 1. FIG.

도 6에 도시한 바와 같이 개선 전 사양의 속도분포는 유동이 "B"방향으로 치우쳐 있음을 알 수 있고, 개선 후 사양의 속도분포는 A 및 B 모두에 걸쳐 넓게 분포되었음을 알 수 있다.As shown in Figure 6 it can be seen that the velocity distribution of the specification before the improvement is the flow is biased in the "B" direction, the velocity distribution of the specification after the improvement is widely distributed over both A and B.

본 발명의 촉매컨버터의 목부(10) 형상에 따른 유속균일도 지수 및 배압은 표 2에 나타낸 바와 같다.Flow velocity uniformity index and back pressure according to the shape of the neck 10 of the catalytic converter of the present invention are shown in Table 2.

Figure 112006041235791-pat00002
Figure 112006041235791-pat00002

표 2에 나타난 바와 같이 개선전보다 개선후 유속 균일도 지수가 0.11 상승하였고, 배압이 0.6kPa감소하였다.As shown in Table 2, the flow velocity uniformity index increased by 0.11 and the back pressure decreased by 0.6 kPa after the improvement.

도 7은 개선 전 촉매 컨버터 및 개선 후 촉매 컨버터에 배기가스를 50m/s의 속도로 유동시켰을 때 유속 균일도 지수를 나타내는 이미지이다.7 is an image showing the uniformity index of the flow rate when the exhaust gas flowed through the catalytic converter before the improvement and the catalytic converter after the improvement at a speed of 50 m / s.

도 7에 도시한 바와 같이 개선후 사양의 속도분포가 개선전 보다 넓게 균일하게 분포함을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, it can be seen that the speed distribution of the specification after improvement is more uniformly distributed than before improvement.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 촉매컨버터의 목부 구조에 의하면, 유속이 집중되는 영역이 촉매 앞단에서 넓게 분포할 수 있도록 촉매컨버터의 목부 입구형상을 설계함으로써, 유속 집중현상을 해소하여 기계적 내구성을 향상시키고, 유속 균일도를 개선하여 배압을 저감시킬 수 있다.As described above, according to the neck structure of the catalytic converter according to the present invention, by designing the neck inlet shape of the catalytic converter so that the area where the flow velocity is concentrated can be widely distributed at the front end of the catalyst, the flow velocity concentration phenomenon is eliminated and mechanical durability is solved. Back pressure can be reduced by improving the flow rate uniformity.

Claims (3)

일정한 용적의 원통형 케이스를 포함하는 촉매 컨버터의 목부 구조에 있어서,In the neck structure of a catalytic converter comprising a cylindrical case of constant volume, 배기관에서 일정한 반경으로 굽어지게 형성된 원호부(10a)와, 상기 원호부에서 원통형 케이스의 상단으로 내경이 커지게 형성된 확관부(10b)로 구성되되,Consists of an arc portion (10a) formed to be bent at a constant radius in the exhaust pipe, and an enlarged portion (10b) formed to increase the inner diameter from the arc portion to the top of the cylindrical case, 상기 원호부의 안쪽 반경(b)은 바깥쪽보다 상대적으로 작고, 상기 원호부 상단에 수평선이 접하고, 원호부 중심을 지나는 수직선을 기준으로 우측 하단에 접하는 접선은 수평선과 일정한 각도(a)를 이루고, 상기 원호부의 안쪽 반경(b)은 30~35mm이고, 상기 확관부의 경사각도(b)는 65~70°이고, 상기 수평선에서 원호부의 곡선이 시작되는 지점(s)에서 원호부와 접선(T)이 만나는 접점(t) 까지의 수평거리(c)는 28~30mm이고, 상기 원호부와 접선이 만나는 접점(t)에서 원통형 케이스(11)의 상단까지의 거리(d)는 60~65mm이고, 원호부의 수평 중심선과 원통형 케이스의 상단까지의 거리(e)는 80~85mm인 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터의 목부 구조.The inner radius (b) of the circular arc portion is relatively smaller than the outside, the horizontal line is in contact with the upper end of the circular arc, the tangent tangent to the lower right relative to the vertical line passing through the center of the circular arc forms a constant angle (a), The inner radius (b) of the arc portion is 30 ~ 35mm, the inclination angle (b) of the expansion pipe portion is 65 ~ 70 °, tangent (T) with the arc portion at the point (s) where the curve of the arc portion in the horizontal line starts ), The horizontal distance (c) to the contact point (t) is 28 to 30 mm, and the distance (d) from the contact point (T) where the arc meets the tangent line (d) is 60 to 65 mm. , The distance (e) between the horizontal center line of the arc portion and the top of the cylindrical case is 80 ~ 85mm, the neck structure of the catalytic converter. 삭제delete 삭제delete
KR1020060052876A 2006-06-13 2006-06-13 Structure for neck of catalyst converter KR100802669B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060052876A KR100802669B1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Structure for neck of catalyst converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060052876A KR100802669B1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Structure for neck of catalyst converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070118757A KR20070118757A (en) 2007-12-18
KR100802669B1 true KR100802669B1 (en) 2008-02-12

Family

ID=39137295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060052876A KR100802669B1 (en) 2006-06-13 2006-06-13 Structure for neck of catalyst converter

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100802669B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101305838B1 (en) * 2011-09-30 2013-09-06 세종공업 주식회사 Exhaust-downpipe for vehicle
KR102523760B1 (en) 2021-08-02 2023-04-21 국민대학교산학협력단 Design index evaluation device of post processong system using cfd and operation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0868316A (en) * 1994-08-29 1996-03-12 Honda Motor Co Ltd Exhaust device for multi-cylinder internal combustion engine
KR20040087648A (en) * 2003-04-07 2004-10-15 현대자동차주식회사 A exhaust system of v-type engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0868316A (en) * 1994-08-29 1996-03-12 Honda Motor Co Ltd Exhaust device for multi-cylinder internal combustion engine
KR20040087648A (en) * 2003-04-07 2004-10-15 현대자동차주식회사 A exhaust system of v-type engine

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070118757A (en) 2007-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100957147B1 (en) Muffler of vehicle and exhaust apparatus using the same
US8276372B2 (en) Exhaust emission control device
US7628012B2 (en) Exhaust temperature reduction device for aftertreatment devices
US20130239557A1 (en) Apparatus for removing exhaust gas pressure and preventing backflow of exhaust gas
CN101173623A (en) Exhaust system for an engine
US10557398B2 (en) Exhaust pipe structure for internal combustion engine
EP3473826B1 (en) Engine exhaust aftertreatment system and method
US11828214B2 (en) Configurable aftertreatment systems including a housing
EP2846016B1 (en) Internal combustion engine
KR100802669B1 (en) Structure for neck of catalyst converter
KR101597181B1 (en) After-treatment apparatus of engine-exhaust gas used in CNG vehicle
US8747760B2 (en) Catalytic converter
US11927122B2 (en) Exhaust promotion device, and exhaust system improvement method for internal combustion engine
JP4320583B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
CN102359412B (en) anti-reflux motorcycle exhaust device
KR101823066B1 (en) The vortex generating member for discharging exhaust gas
CN210829476U (en) Automobile air inlet flow guide device
JP2011064068A (en) Exhaust emission control device
KR101758222B1 (en) Reducing agent mixing apparatus having swirl unit produced by casting
CN114651117B (en) Outlet channel for aftertreatment sensor
CN211422746U (en) Exhaust purification system of engine
JP7232750B2 (en) Exhaust purification device
JP6508300B2 (en) Engine exhaust system
KR101045304B1 (en) Catalystic converter apparatus with optimum exhaust gas flow for vehicle
CN220470051U (en) Air inlet structure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130201

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee