KR100860505B1 - 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치 - Google Patents

매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100860505B1
KR100860505B1 KR1020070049520A KR20070049520A KR100860505B1 KR 100860505 B1 KR100860505 B1 KR 100860505B1 KR 1020070049520 A KR1020070049520 A KR 1020070049520A KR 20070049520 A KR20070049520 A KR 20070049520A KR 100860505 B1 KR100860505 B1 KR 100860505B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust pipe
temperature
fuel
ignition tube
gas
Prior art date
Application number
KR1020070049520A
Other languages
English (en)
Inventor
윤준용
이보인
임용선
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020070049520A priority Critical patent/KR100860505B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100860505B1 publication Critical patent/KR100860505B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust 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
    • F01N3/24Exhaust 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
    • F01N3/36Arrangements for supply of additional fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433Pumps
    • F01N2610/144Control thereof

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)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은 매연저감유니트를 제공한다. 상기 매연저감유니트는 연소 후의 가스가 일측에서 타측으로 유동되는 배기관과, 상기 배기관의 외면을 에워싸도록 상기 배기관에 설치되는 점화관과, 상기 점화관과 연결되어 상기 일측에서 타측으로 유동되는 가스의 온도값을 기설정된 온도값으로 유지하는 가스온도 유지부를 포함한다. 상기 가스온도 유지부는 연료가 저장되는 연료저장부, 상기 점화관과 연결되어 상기 연료저장부의 연료를 상기 점화관의 내부에 분사하는 인젝터, 상기 인젝터와 상기 연료저장부를 서로 연결하며 상기 연료를 상기 인젝터로 일정량과 일정분사압으로 공급하는 연료펌프, 상기 점화관의 내부에 배치되며 상기 분사되는 연료의 경로상에 위치하는 발열체, 상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내부온도값을 측정하는 온도센서들, 상기 점화관의 일측에 설치되어 상기 점화관의 내부에 일정량의 에어를 공급하는 에어공급부, 상기 점화관의 타측에 마련되는 배출구, 상기 온도센서들로부터 상기 배기관의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통한 상기 연료의 양과 분사압, 상기 발열체의 발열, 및 상기 에어공급부를 통한 상기 에어의 양을 제어하는 제어부를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치도 제공한다. 따라서, 본 발명은 디젤산화촉매의 전단이 250℃ 이상을 유지하도록 하여 배기되는 가스의 촉매반응이 용이하게 일어날 수 있도록 한다.
매연저감유니트, 디젤연소장치

Description

매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치 {SOOT DECREASE UNIT AND DIESEL COMBUSTION APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 매연저감유니트의 작동을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 매연저감유니트의 작동을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 매연저감방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 점화관을 보여주는 부분단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 연소실 200 : 매연저감유니트
210 : 배기관 220 : 점화관
230 : 가스온도 유지부 231 : 연료저장부
232 : 연료펌프 233 : 인젝터
234 : 연료공급관 235 : 발열체
236 : 제어부 237 : 온도센서
238 : 압력센서 300 : 디젤산화촉매(DOC)
310 : 필터
본 발명은 디젤연소장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤산화촉매(DOC)의 전단의 온도를 250℃ 이상의 온도를 유지하도록 하여 배기되는 가스의 촉매반응이 용이하게 일어날 수 있도록 할 수 있는 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치에 관한 것이다.
일반적으로 디젤연소장치인 디젤엔진은 저연비이면서 고출력 및 고부하의 운전이 가능하여 그 수요가 계속 증가하고 있는 추세이다.
그러나, 디젤차량에 의한 대기오염은 배기가스에 포함되어 배출되는 질소산화물(NOx)과 입자상물질(PM)에 의한 것이며, 총 대기오염의 약 40%를 차지할 정도로 대기오염의 주범으로 인식되고 있고, 이에 대응하기 위하여 각국에서는 디젤엔진의 배기가스 규제를 강화하고 있다.
디젤엔진용 배기가스 규제에 대응하기 위하여 디젤산화촉매(Diesel Oxidize Catalyst;DOC)를 적용하고 있다.
이러한 종래의 매연저감장치는 자연식과 강제식으로 분류할 수 있다.
첫 번째, 상기 자연식 매연저감장치는 DOC의 산화가 일어날 수 있는 온도인 약 250℃가 되면 백금 촉매에 의해 자연 산화가 이루어진다.
그러나 종래에는 다양한 차종, 교통체증으로 인한 운행 방법, 차종의 노후화, 기온 변화 등으로 인하여 모든 차량이 DOC의 전단에서 촉매반응이 일어나는 약 250℃를 유지하지 못하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 강제식 매연저감장치가 개발되었다.
상기 강제식 매연저감장치는 촉매 반응이 일어날 수 있도록 DOC 전단에 디젤연료를 분사하는 방식이다. 또한 더 낮은 온도에서 촉매반응이 알어날 수 있도록 첨가제를 연료통에 희석하여 사용하기도 한다. 그러나 이 방법도 역시 모든 차량에 적용하기는 불가능하며, 배기관에서 연료를 분사하는 과정에서 노즐 막힘 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 연소후의 가스가 배기되는 배기관의 내부 온도를 용이하게 조절하여 배기관에서 연료를 분사하는 과정에서 노즐 막힘을 방지할 수 있는 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2목적은 연소실로부터 연소되어 배기되는 가스가 배기관을 통하여 DOC로 유동되는 동안에 상기 가스의 온도를 촉매반응이 용이하게 일어날 수 있는 범위 즉, 250℃ 이상으로 유지할 수 있는 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 매연저감유니트를 제공한다.
상기 매연저감유니트는 연소 후의 가스가 일측에서 타측으로 유동되는 배기관과, 상기 배기관의 외면을 에워싸도록 상기 배기관에 설치되는 점화관과, 상기 점화관과 연결되어 상기 일측에서 타측으로 유동되는 가스의 온도값을 기설정된 온도값으로 유지하는 가스온도 유지부를 포함한다. 상기 가스온도 유지부는 연료가 저장되는 연료저장부, 상기 점화관과 연결되어 상기 연료저장부의 연료를 상기 점화관의 내부에 분사하는 인젝터, 상기 인젝터와 상기 연료저장부를 서로 연결하며 상기 연료를 상기 인젝터로 일정량과 일정분사압으로 공급하는 연료펌프, 상기 점화관의 내부에 배치되며 상기 분사되는 연료의 경로상에 위치하는 발열체, 상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내부온도값을 측정하는 온도센서들, 상기 점화관의 일측에 설치되어 상기 점화관의 내부에 일정량의 에어를 공급하는 에어공급부, 상기 점화관의 타측에 마련되는 배출구, 상기 온도센서들로부터 상기 배기관의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통한 상기 연료의 양과 분사압, 상기 발열체의 발열, 및 상기 에어공급부를 통한 상기 에어의 양을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 온도센서들은 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되도록 상기 배기관에 설치되는 것이 바람직하다.
삭제
삭제
삭제
삭제
또한, 상기 배기관에는 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되어 상기 배기관의 내부압력값을 측정하며, 상기 내부압력값을 상기 제어부로 전송하는 압력센서들이 더 설치되고,
상기 제어부는 기준압력값의 범위가 더 설정되고, 상기 압력센서로부터 상기 내부압력값을 전송받아 상기 내부압력값이 상기 기준압력값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통하여 상기 연료의 양과 분사압을 제어하고 상기 발열체의 발열을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 점화관은 주름관의 형상으로 이루어지며, 그 내부에 방열판을 구 비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치를 제공한다.
상기 디젤연소장치는 디젤연료가 연소되는 연소실과, 상기 연소실과 그 일단이 연결되어, 상기 디젤연료의 연소된 후의 가스를 배기하는 배기관과, 상기 배기관의 타단과 연결되며, 상기 배기되는 가스의 매연을 걸러내는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst; DOC)와, 상기 배기관의 외면을 에워싸도록 상기 배기관에 설치되는 점화관과, 상기 점화관과 연결되어, 상기 일측에서 타측으로 유동되는 가스의 온도값을 기설정된 온도값으로 유지하는 가스온도 유지부를 포함한다. 상기 가스온도 유지부는 연료가 저장되는 연료저장부, 상기 점화관과 연결되어 상기 연료저장부의 연료를 상기 점화관의 내부에 분사하는 인젝터, 상기 인젝터와 상기 연료저장부를 서로 연결하며 상기 연료를 상기 인젝터로 일정량과 일정분사압으로 공급하는 연료펌프, 상기 점화관의 내부에 배치되며 상기 분사되는 연료의 경로상에 위치하는 발열체, 상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내부온도값을 측정하는 온도센서들, 상기 점화관의 일측에 설치되어 상기 점화관의 내부에 일정량의 에어를 공급하는 에어공급부, 상기 점화관의 타측에 마련되는 배출구, 상기 온도센서들로부터 상기 배기관의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통한 상기 연료의 양과 분사압, 상기 발열체의 발열, 및 상기 에어공급부를 통한 상기 에어의 양을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 온도센서들은 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되도록 상기 배기관에 설치되는 것이 바람직하다.
삭제
삭제
삭제
삭제
또한, 상기 배기관에는 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되어 상기 배기관의 내부압력값을 측정하며, 상기 내부압력값을 상기 제어부로 전송하는 압력센서들이 더 설치되고,
상기 제어부는 기준압력값의 범위가 더 설정되고, 상기 압력센서로부터 상기 내부압력값을 전송받아 상기 내부압력값이 상기 기준압력값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통하여 상기 연료의 양과 분사압을 제어하고 상기 발열체의 발열을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 점화관은 주름관의 형상으로 이루어지며, 그 내부에 방열판을 구비하는 것이 바람직하다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 따르는 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치, 이를 사용한 매연저감방법을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치를 보여주는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 매연저감유니트의 작동을 보여주는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 매연저감유니트의 작동을 보여주는 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 매연저감방법을 보여주는 흐름도이다.
도 1을 참조로 하면, 본 발명의 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치는 외부로부터 디젤연료를 공급받아 압축착화하는 연소실(100)과, 이 연소실(100)로부터 배기되는 가스에 포함되는 입자상물질을 필터링하는 디젤산화촉매(DOC)(300)와, 상기 연소실(100)과 상기 DOC(300)의 사이에 설치되어 배기되는 가스의 온도값을 250℃ 이상으로 유지하여 매연을 저감시키는 매연저감유니트(200)를 구비한다.
먼저, 상기 연소실(100)은 DOC(300)와 일정 길이를 갖는 배기관(210)을 통하여 연결된다.
상기 매연저감유니트(200)는 상기 배기관(210)과, 상기 배기관(210)의 외면을 에워싸도록 상기 배기관(210)에 설치되는 점화관(220)과, 상기 점화관(220)과 연결되어, 상기 일측에서 타측으로 유동되는 가스의 온도값을 기설정된 온도값으로 유지하는 가스온도 유지부(230)를 구비한다.
여기서, 상기 점화관(220)은 상기 배기관(210)의 직경보다 큰 관의 형태로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 점화관(220)의 그 내부에 일정 공간이 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 점화관(220)은 주름관의 형상으로 이루어질 수 있고, 그 내부에 방열판(221)을 더 구비할 수 있다. 따라서, 점화관(220)의 온도가 배기관에 용이하게 전달될 수 있다.
상기 가스온도 유지부(230)는 디젤연료가 저장되는 연료저장부(231)와, 상기 점화관(220)과 연결되어 상기 연료저장부(231)의 연료를 상기 점화관(220)의 내부에 분사하는 인젝터(233)와, 상기 인젝터(233)와 상기 연료저장부(231)를 서로 연결하는 연료공급관(234)과, 상기 연료공급관(234) 상에 설치되며, 상기 연료를 상기 인젝터(233)로 일정량과 일정분사압으로 공급하는 연료펌프(232)와, 상기 점화관(220)의 내부에 배치되되, 상기 분사되는 연료의 경로상에 위치되어 디젤연료를 점화시키는 발열체(235)와, 상기 배기관(210)에 설치되어 상기 배기관(210)의 내부온도값을 측정하는 온도센서들(237)과, 상기 연료펌프(232)와 상기 발열체(235)와 상기 온도센서들(237)과 전기적으로 연결되며, 상기 온도센서들(237)로부터 상기 배기관(210)의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값(또는 Ts)의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프(232)를 통하여 상기 연료의 양과 분사압을 제어하고 상기 발열체(235)의 발열을 제어하는 제어부(236)를 구비한다.
여기서, 상기 제어부(236)에 설정되는 기준온도값의 범위는 250℃ 이상의 온도 범위로 설정될 수 있다. 이 250℃ 이상의 온도값은 산화촉매가 용이하게 일어날 수 있는 온도 범위이다.
상기 점화관(220)의 일측에는 상기 점화관(220)의 내부에 일정량을 에어를 공급하는 에어공급부(240)와, 상기 점화관(220)의 타측에는 상기 점화관(220)의 내부를 그 외부로 노출시키는 배출구(250)가 마련될 수 있다.
즉, 상기 에어공급부(240)는 상기 점화관(220)의 내부에서 점화가 이루어진 후 화염을 유지하기 위하여 절대적으로 산소가 필요하기 때문에 외부로부터 필요한 에어의 양을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(236)는 상기 에어공급부(240)와 연결되어 상기 배기관의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되도록 상기 공급되는 에어의 양을 제어할 수 있다.
상기 온도센서들(237)의 배치상태를 설명하도록 한다.
상기 온도센서들(237)은 상기 점화관(220)의 일측과 타측부에 위치되도록 상기 배기관(210)에 설치된다. 즉, 상기 온도센서들(237)은 제 1,2온도센서(237a, 237b)로 구성되되, 상기 제 1온도센서(237a)는 상기 연소실(100) 근방의 배기관(210)에 설치되고, 상기 제 2온도센서(237b)는 상기 DOC(300) 전단의 배기 관(210)에 설치된다.
따라서, 상기 제 1온도센서(237a)는 연소실(100)에서 배기되는 가스의 온도값을 상기 제 2온도센서(237b)는 DOC(300)로 인입되기 직전의 가스의 온도값을 측정하여 제어부(236)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 배기관(210)에는 상기 점화관(220)의 일측과 타측부에 위치되어 상기 배기관(210)의 내부압력값을 측정하며, 상기 내부압력값을 상기 제어부(236)로 전송하는 압력센서들(238)이 더 설치된다.
즉, 상기 압력센서들(238)은 제 1,2압력센서들(238a, 238b)로 구성되되, 제 1압력센서(238a)는 상기 연소실(100) 근방의 배기관(210)에 설치되고, 상기 제 2압력센서(238b)는 상기 DOC(300) 전단의 배기관(210)에 설치된다.
따라서, 상기 제 1압력센서(238a)는 연소실(100)에서 배기되는 가스의 압력값을 상기 제 2온도센서(238b)는 DOC(300)로 인입되기 직전의 가스의 압력값을 측정하여 제어부(236)로 전송할 수 있다.
한편, 상기 제어부(236)는 기준압력값(또는 Ps)의 범위가 더 설정될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(236)는 상기 압력센서(238a, 238b)로부터 상기 내부압력값을 전송받아 상기 내부압력값이 상기 기준압력값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프(232)를 통하여 상기 연료의 양과 분사압을 제어하고 상기 발열체(235)의 발열을 제어할 수 있다.
다음은, 상기와 같은 구성을 갖는 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치의 작용 및 효과와, 이를 사용한 매연저감방법을 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2 내지 도 4를 참조하면, 연소실(100)의 내부에는 외부로부터 디젤연료가 공급된다(S1). 이 디젤연료는 압축착화되어 일정 온도이상으로 화염을 발생하면서 연소된다. 그러나, 연소실(100)의 내부에서의 연소는 100% 연소가 아니기 때문에 연소 후에 연소실(100)의 내부에는 그을음(soot)이 존재할 수 있다. 이 soot를 포함한 연소 후의 가스는 배기관(210)을 통하여 매연저감장치인 DOC(300)측으로 유동될 수 있다(S10). 즉, 가스가 배기된다.
이때, 제 1온도센서(237a)와 제 1압력센서(238a)는 연소실(100)의 근방의 배기관(210) 내의 가스의 제 1온도값(또는 T1) 및 제 1압력값(또는 P1)을 측정하여 제어부(236)로 전송하고, 제 2온도센서(237b)와 제 2압력센서(238b)는 DOC(300) 전단에서의 배기관 내의 가스의 제 2온도값(또는 T2) 및 제 2압력값(또는 P2)을 측정하여 제어부(236)로 전송한다.
즉, 상기 제어부(236)는 상기와 같은 측정값을 전송받아 배압의 상태를 파악할 수 있다. 예컨대, 배압이 높다라는 의미는 매연의 분진으로 인하여 DOC(300) 내부의 필터(310)가 막히게 되면 자연히 배기관(210)의 배압이 높아지며 이 현상은 차량의 속도를 저하시키는 문제를 발생시킨다. 일정 배압 이상이 되면 DOC(300)는 촉매반응을 일으키지 못한 상태이며 이는 촉매 반응 온도 이하이다.
따라서, 제 1온도값>제 2온도값, 제 1압력값<제 2압력값인 상태가 되면, 가스온도 유지부(230)는 작동된다.
상기 가스온도 유지부(230)의 작동을 설명하도록 한다.
먼저, 제어부(236)는 히팅코일인 발열체(235)로 전류값을 인가하여 일정 온도로 가열시킨다.
가열이 완료되면, 제어부(236)는 연료펌프(232)를 구동시키어 연료저장부(231)에 저장된 디젤연료를 인젝터(233)를 통하여 미세한 입자 형태를 유지하면서 점화관(220)의 내부에 공급한다.
이어, 상기 제어부(236)는 에어공급부(240)를 사용하여 일정량의 에어를 점화관(220)의 내부에 제공하여 점화관(220)의 내부에서 발생되는 화염의 온도를 상승시킬 수 있다.
따라서, 분사되는 디젤연료의 액적은 가열된 발열체(235)에 충돌하면서 미립화되어 충돌분무가 형성될 수 있으며, 이와 동시에 가열된 발열체(235)로 인하여 점화되고, 외부로부터 공급되는 에어에 의하여 용이하게 화염이 형성될 수 있다.
이어, 화염이 발생된 후에, 제어부(236)는 제 1온도센서(237a)와 제 2온도센서(237b)의 제 1,2온도값을 각각 전송받아(S2, S20) 이 온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되는 지의 여부를 판단할 수 있다(S4).
만일, 제 1,2온도값이 상기 기준온도값의 범위에 포함되지 않는 경우에, 즉, 250도씨의 온도보다 낮은 경우에, 제어부(236)는 연료펌프(232)를 통하여 점화관(220)의 내부에 연속적으로 공급하여 화염형성을 연속적으로 시킨다(S30).
이어, 제 1,2온도값이 상기 기준온도값의 범위에 포함되면, 상기 제어부(236)는 이 온도값들을 유지하기 위하여, 연료펌프(232)를 통하여 연료의 양을 조절할 수 있다(S5).
이러한 경우에는 DOC(300)에서 정상적인 촉매반응이 형성된 것으로 판단될 수 있다.
또한, 제 1,2압력센서(238a, 238b)는 제 1,2압력값을 측정하여 제어부(236)로 전송한다(S3). 상기 제어부(236)는 제 1,2압력센서(238a, 238b)로부터 측정되는 제 1,2압력값이 기준압력값의 범위에 포함될 때까지 상기의 과정을 반복할 수도 있다(S4, S30).
따라서, 즉, 제 1,2온도값≥기준온도값이고, 제 1,2압력값≥기준압력값이면, 매연저감장치인 DOC(300)의 내부에서 촉매반응이 정상적으로 이루어지고 이를 통하여 DOC(300)내부의 필터(310)에 응집되어 있는 분진이 산화되고, 이때 배압은 정상으로 떨어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 연소후의 가스가 배기되는 배기관의 내부 온도를 용이하게 조절하여 배기관에서 연료를 분사하는 과정에서 노즐 막힘을 방지할 수 있고, 상품화시 구조 및 제어 변수를 간소화하여 제품의 경쟁력을 향상 시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 연소실로부터 연소되어 배기되는 가스가 배기관을 통하여 DOC로 유동되는 동안에 상기 가스의 온도를 산화촉매가 용이하게 일어날 수 있는 범위 즉, 250도씨 이상의 온도로 유지되도록 할 수 있다. 즉, 적절히 촉매반응을 일으킬 수 있도록 배기관 내부의 가스 온도를 제어함으로서 다양한 차종 및 운행 습관에 대하여 대응할 수 있으며, 간소한 구조로 인하여 기존의 매연저감장치에 추가 모듈로 간단하게 장착할 수 있는 효과도 갖는다.

Claims (18)

  1. 연소 후의 가스가 일측에서 타측으로 유동되는 배기관;
    상기 배기관의 외면을 에워싸도록 상기 배기관에 설치되는 점화관; 및
    상기 점화관과 연결되어, 상기 일측에서 타측으로 유동되는 가스의 온도값을 기설정된 온도값으로 유지하는 가스온도 유지부를 포함하며,
    상기 가스온도 유지부는 연료가 저장되는 연료저장부, 상기 점화관과 연결되어 상기 연료저장부의 연료를 상기 점화관의 내부에 분사하는 인젝터, 상기 인젝터와 상기 연료저장부를 서로 연결하며 상기 연료를 상기 인젝터로 일정량과 일정분사압으로 공급하는 연료펌프, 상기 점화관의 내부에 배치되며 상기 분사되는 연료의 경로상에 위치하는 발열체, 상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내부온도값을 측정하는 온도센서들, 상기 점화관의 일측에 설치되어 상기 점화관의 내부에 일정량의 에어를 공급하는 에어공급부, 상기 점화관의 타측에 마련되는 배출구, 상기 온도센서들로부터 상기 배기관의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통한 상기 연료의 양과 분사압, 상기 발열체의 발열, 및 상기 에어공급부를 통한 상기 에어의 양을 제어하는 제어부를 포함하는 매연저감유니트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도센서들은 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되도록 상기 배기관에 설치되는 것을 특징으로 하는 매연저감유니트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배기관에는 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되어 상기 배기관의 내부압력값을 측정하며, 상기 내부압력값을 상기 제어부로 전송하는 압력센서들이 더 설치되고,
    상기 제어부는 기준압력값의 범위가 더 설정되고, 상기 압력센서로부터 상기 내부압력값을 전송받아 상기 내부압력값이 상기 기준압력값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통하여 상기 연료의 양과 분사압을 제어하고 상기 발열체의 발열을 제어하는 것을 특징으로 하는 매연저감유니트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 점화관은 주름관의 형상으로 이루어지며, 그 내부에 방열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 매연저감유니트.
  8. 디젤연료가 연소되는 연소실;
    상기 연소실과 그 일단이 연결되어, 상기 디젤연료의 연소된 후의 가스를 배기하는 배기관;
    상기 배기관의 타단과 연결되며, 상기 배기되는 가스의 매연을 걸러내는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst; DOC);
    상기 배기관의 외면을 에워싸도록 상기 배기관에 설치되는 점화관; 및
    상기 점화관과 연결되어, 상기 일측에서 타측으로 유동되는 가스의 온도값을 기설정된 온도값으로 유지하는 가스온도 유지부를 포함하며,
    상기 가스온도 유지부는 연료가 저장되는 연료저장부, 상기 점화관과 연결되어 상기 연료저장부의 연료를 상기 점화관의 내부에 분사하는 인젝터, 상기 인젝터와 상기 연료저장부를 서로 연결하며 상기 연료를 상기 인젝터로 일정량과 일정분사압으로 공급하는 연료펌프, 상기 점화관의 내부에 배치되며 상기 분사되는 연료의 경로상에 위치하는 발열체, 상기 배기관에 설치되어 상기 배기관의 내부온도값을 측정하는 온도센서들, 상기 점화관의 일측에 설치되어 상기 점화관의 내부에 일정량의 에어를 공급하는 에어공급부, 상기 점화관의 타측에 마련되는 배출구, 상기 온도센서들로부터 상기 배기관의 내부온도값을 전송받아 상기 내부온도값이 기설정된 기준온도값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통한 상기 연료의 양과 분사압, 상기 발열체의 발열, 및 상기 에어공급부를 통한 상기 에어의 양을 제어하는 제어부를 포함하는 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 온도센서들은 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되도록 상기 배기관에 설치되는 것을 특징으로 하는 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 배기관에는 상기 점화관의 일측과 타측부에 위치되어 상기 배기관의 내부압력값을 측정하며, 상기 내부압력값을 상기 제어부로 전송하는 압력센서들이 더 설치되고,
    상기 제어부는 기준압력값의 범위가 더 설정되고, 상기 압력센서로부터 상기 내부압력값을 전송받아 상기 내부압력값이 상기 기준압력값의 범위에 포함되도록 상기 연료펌프를 통하여 상기 연료의 양과 분사압을 제어하고 상기 발열체의 발열을 제어하는 것을 특징으로 하는 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 점화관은 주름관의 형상으로 이루어지며, 그 내부에 방열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 매연저감유니트를 갖는 디젤연소장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020070049520A 2007-05-22 2007-05-22 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치 KR100860505B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070049520A KR100860505B1 (ko) 2007-05-22 2007-05-22 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070049520A KR100860505B1 (ko) 2007-05-22 2007-05-22 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100860505B1 true KR100860505B1 (ko) 2008-09-26

Family

ID=40023749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070049520A KR100860505B1 (ko) 2007-05-22 2007-05-22 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100860505B1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980022798A (ko) * 1996-09-24 1998-07-06 양재신 자동차 배기 파이프의 가열 장치
JPH11247655A (ja) 1998-03-02 1999-09-14 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2000027637A (ja) 1998-07-10 2000-01-25 Mitsubishi Motors Corp 燃焼排ガス用NOx還元システム
KR20030003599A (ko) * 2001-07-03 2003-01-10 주식회사 씨에이테크 매연저감장치의 재생방법과 이를 이용한 재생장치
US6871489B2 (en) 2003-04-16 2005-03-29 Arvin Technologies, Inc. Thermal management of exhaust systems
WO2005090759A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Pyroban Ltd Exhaust filter regeneration regime method and apparatus
JP2006316728A (ja) 2005-05-13 2006-11-24 Toyota Industries Corp 排気微粒子浄化装置
KR20070003322A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 기아자동차주식회사 고체요소승화에 의한 선택적 촉매 질소산화물 저감장치

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980022798A (ko) * 1996-09-24 1998-07-06 양재신 자동차 배기 파이프의 가열 장치
KR0173592B1 (ko) * 1996-09-24 1999-03-20 양재신 자동차 배기 파이프의 가열 장치
JPH11247655A (ja) 1998-03-02 1999-09-14 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2000027637A (ja) 1998-07-10 2000-01-25 Mitsubishi Motors Corp 燃焼排ガス用NOx還元システム
KR20030003599A (ko) * 2001-07-03 2003-01-10 주식회사 씨에이테크 매연저감장치의 재생방법과 이를 이용한 재생장치
US6871489B2 (en) 2003-04-16 2005-03-29 Arvin Technologies, Inc. Thermal management of exhaust systems
WO2005090759A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-29 Pyroban Ltd Exhaust filter regeneration regime method and apparatus
JP2006316728A (ja) 2005-05-13 2006-11-24 Toyota Industries Corp 排気微粒子浄化装置
KR20070003322A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 기아자동차주식회사 고체요소승화에 의한 선택적 촉매 질소산화물 저감장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101688453B (zh) 具有集成的净化和点燃装置的再生系统
US8006482B2 (en) Method of purging fluid injector by heating
US7849682B2 (en) Exhaust treatment device having a fuel powered burner
US20080209897A1 (en) Fluid injector having purge heater
JP2008032018A (ja) 排出物削減アセンブリの燃料燃焼バーナの制御方法及び装置
US9194272B2 (en) Power system
US20150184565A1 (en) Burner for exhaust gas purification device
CN106555640B (zh) 内燃机尾气净化后处理系统的先导加热装置与方法
EP2735714B1 (en) Engine exhaust purification device
KR20140002719A (ko) 엔진의 배기처리장치
CN103154460A (zh) 排气控制装置和方法
JP3908205B2 (ja) 排気浄化装置
JP5534011B2 (ja) 排気昇温装置及び燃料供給弁の詰まり除去方法
KR100860505B1 (ko) 매연저감유니트 및 이를 갖는 디젤연소장치
JP2010106728A (ja) 排気浄化装置
CN208057194U (zh) 一种dpf主动再生助燃系统及柴油机
US7926262B2 (en) Regeneration device purged with combustion air flow
JP6044192B2 (ja) 燃料噴射方法および排気システム
US20080264046A1 (en) Regeneration device having air-assisted fuel nozzle
JP4095525B2 (ja) 排気後処理装置用補助装置
JP6811368B2 (ja) 排気温度昇温装置
JP2010144551A (ja) 排気ガス浄化装置
CN103806985B (zh) 升温装置、扩展升温装置、过滤器再生装置和排气净化装置
GB2390643A (en) Fuel supply system for an internal combustion engine with means for dosing the fuel
JP2013024195A (ja) 排気昇温装置および排気昇温方法

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110711

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120710

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee