KR100913606B1 - 플라즈마 버너 및 매연여과장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 플라즈마 버너는, 연료의 예열 구조 및 예열된 연료와 배기가스의 혼합 구조를 단순화시킨다.
본 발명의 플라즈마 버너는, 배기관의 내부에 설치되는 반응로, 및 상기 반응로의 내면과 간격을 유지하면서 상기 반응로의 내부에 설치되는 전극을 포함하며, 상기 반응로는, 공급되는 연료를 예열하는 예열 통로와, 예열된 상기 연료를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 공급하는 연료 유입구, 유입되는 연료를 배기가스와 혼합하여 형성된 혼합기체를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 유도하도록 상기 반응로의 일측에서 상기 배기가스를 공급하는 배기가스 유입구, 및 상기 반응로의 다른 일측에서 상기 혼합기체의 플라즈마 방전에 의한 화염을 분출하는 화염분출구를 포함한다.
플라즈마 버너, 반응로, 전극, 배기가스 유입구, 화염분출구, 간격

Description

플라즈마 버너 및 매연여과장치 {PLASMA BURNER AND DIESEL PARTICULATE FILTER TRAP}
본 발명은 플라즈마 버너 및 매연여과장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료의 예열 구조 및 예열된 연료와 배기가스의 혼합 구조를 단순화시키는 플라즈마 버너 및 매연여과장치에 관한 것이다.
자동차 배기가스 중의 입자상 물질은 디젤엔진에서 주로 배출된다. 디젤엔진은 공기와 연료의 혼합비로써 출력을 조정하며, 순간적으로 고출력을 내고자 할 경우, 일정량의 공기에 연료의 공급량을 증가시킨다. 이때, 연료 중 일부는 공기량의 부족으로 인하여 불완전 연소되어 다량의 매연을 발생시킨다.
또한, 디젤엔진의 연소시, 연료의 고압 분사 기간이 짧기 때문에, 연소실 내에서 국부적으로 농후 영역이 발생되고, 따라서 다량의 매연이 발생된다.
매연여과장치(Diesel Particulate Filter, DPF)는 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질(Particulate Material, PM)을 필터에 포집하여 입자상 물질을 산화시키는 장치로서, 입자상 물질을 80% 이상 저감시킬 수 있다. 입자상 물질을 포집하여 산화시킴으로써, 입자상 물질을 포집하는 필터 및 매연여과장치를 재생하고 수명을 연장시키는 기술이 중요하다.
매연여과장치는 재생과정에서 포집된 입자상 물질을 강제로 산화시키는 강제재생방식이 있다. 강제재생방식은 전기히터나, 버너 및 스로틀링을 사용하여 강제 가열하는 방식이다. 도심을 주로 운행하는 차량은 배출가스의 온도를 낮게 유지하기 때문에 강제재생방식을 부분적으로 적용한다.
강제재생방식에서, 전기히터는 전력 소비량이 큰 단점을 가진다. 버너는 배기가스 중의 산소를 이용하므로 운전 상태에 따라 달라지는 배기가스 중의 산소 조건에 따라 운전 제어를 어렵게 한다. 스로틀링은 산화촉매에서의 입자상 물질의 산화 온도를 저하시키지만 흡기관 및 배기관에 스로틀링을 위한 장치를 부착해야 하는 단점을 가진다.
본 발명은 연료를 예열하고 배기가스와 혼합하여, 배기가스 내의 입자상 물질을 산화시키는 플라즈마 버너 및 매연여과장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 연료의 예열 구조 및 예열된 연료와 배기가스의 혼합 구조를 단순화시키는 플라즈마 버너 및 매연여과장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 매연여과장치는, 엔진의 반대측에서 배기관에 연결되는 필터, 상기 엔진과 상기 필터 사이에서 상기 배기관 내에 설치되어, 플라즈마 방전을 이용하여 배기가스를 가열시키는 플라즈마 버너, 및 상기 플라즈마 버 너와 연료탱크를 연결하는 연료 유입관을 포함하며, 상기 플라즈마 버너는, 상기 배기관의 내부에 설치되는 반응로, 및 상기 반응로의 내면과 간격을 유지하면서 상기 반응로의 내부에 설치되는 전극을 포함하며, 상기 반응로는, 상기 연료 유입관에 연결되어 공급되는 연료를 예열하는 예열 통로와, 예열된 상기 연료를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 공급하는 연료 유입구, 상기 연료 유입구를 통하여 상기 반응로 내부로 유입되는 연료를 배기가스와 혼합하고, 형성된 혼합기체를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 유도하도록 상기 반응로의 일측에 형성되어, 상기 배기가스를 공급하는 배기가스 유입구, 및 상기 반응로의 다른 일측에 형성되어, 상기 혼합기체의 플라즈마 방전에 의한 화염을 분출하는 화염분출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 매연여과장치는 상기 필터의 전방에 장착되는 산화촉매를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 버너는, 배기관의 내부에 설치되는 반응로, 및 상기 반응로의 내면과 간격을 유지하면서 상기 반응로의 내부에 설치되는 전극을 포함하며, 상기 반응로는, 공급되는 연료를 예열하는 예열 통로와, 예열된 상기 연료를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 공급하는 연료 유입구, 유입되는 연료를 배기가스와 혼합하여 형성된 혼합기체를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 유도하도록 상기 반응로의 일측에서 상기 배기가스를 공급하는 배기가스 유입구, 및 상기 반응로의 다른 일측에서 상기 혼합기체의 플라즈마 방전에 의한 화염을 분출하는 화염분출구를 포함할 수 있다.
상기 반응로는, 상기 배기관 내에 노출되는 외측 실린더, 및 상기 외측 실린 더에 내장되어 상기 외측 실린더와의 사이에 상기 예열 통로를 형성하는 내측 실린더를 포함하며, 상기 배기가스 유입구 측에서, 상기 내측 실린더는, 상기 배기가스 유입구 측으로 가면서 확대 개방되는 원추대 내면을 형성할 수 있다.
상기 연료 유입구는, 상기 원추대 내면 측에 형성되어, 상기 예열 통로를 상기 반응로와 상기 전극 사이에 연결할 수 있다.
상기 예열 통로는, 상기 화염분출구 측에서 상기 배기가스 유입구 측을 향하여 진행하는 나선형 구조로 형성될 수 있다.
상기 전극과 상기 반응로 사이에 형성되는 상기 간격은, 상기 배기가스 유입구 측에서 확대된 상태에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 점진적으로 축소되어 최소 크기를 형성한 후, 다시 점진적으로 확대되어 최대 크기를 형성할 수 있다.
상기 전극과 상기 반응로 사이에 형성되는 상기 간격은, 상기 배기가스 유입구 측에서 형성되는 제1 간격과, 상기 배기가스 유입구 측에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 상기 제1 간격보다 작게 점진적으로 축소되어, 상기 원추대 내면에서 최소 크기로 형성되는 제2 간격, 및 상기 원추대 내면에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 상기 제1 간격보다 크게 점진적으로 확대되어, 상기 화염분출구 측에서 최대 크기로 형성되는 제3 간격을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 버너는, 상기 배기가스 유입구 측에 배치되고, 상기 배기가스 유입구의 직경보다 더 큰 직경으로 확장 형성되어, 상기 배기가스 유입구로 상기 배기가스를 유도하는 가이드 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 반응로의 상기 배기가스 유입구 측 끝부분과 결합되는 제1 결합부, 상기 제1 결합부의 내측에 형성되어 상기 전극의 끝부분과 결합되는 제2 결합부, 및 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 사이에서 상기 배기가스 유입구를 상기 배기관 내부에 연결하는 연결구를 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 반응로와 상기 전극 사이에서 스월 유동을 유도하도록 내면에 설치되는 복수의 베인을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 버너는, 상기 반응로와 상기 전극 사이에 직접 연료를 분사하도록 상기 반응로에 설치되어 상기 반응로와 상기 전극 사이를 향하는 노즐을 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응로를 경유하면서 예열된 연료와 배기가스 유입구로 유입되는 배기가스를 혼합한 혼합기체를 반응로와 전극 사이로 유도하여, 반응로와 전극 사이에서 발생되는 플라즈마 방전과 혼합기체의 흐름으로 형성되는 화염을 화염분출구로 분출함으로써, 연로의 예열 구조가 단순화되고, 배기가스 내의 입자상 물질이 효과적으로 산화된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응로의 내부에 전극을 배치하고, 전극의 외면과 반응로의 내면 사이에 연료 및 배기가스를 공급하여, 전극의 외면과 반응로의 내면 사이에서 플라즈마 방전을 일으키게 하므로 연료와 배기가스의 혼합 구조가 단순화된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 신기(fresh air)의 공급을 필요로 하지 않으므로 공기 압축기를 필요로 하지 않으며, 이로 인하여 장치의 가격이 인하되고, 장치의 운전 조건이 단순하게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매연여과장치의 블록도이다.
도1을 참조하면, 매연여과장치는 엔진(2)에 연결되는 배기관(4)을 통하여 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하여 산화시키는 장치이다.
매연여과장치는 입자상 물질을 일차적으로 산화시키는 산화촉매(6), 산화촉매(6)를 통과한 나머지 입자상 물질을 포집하는 필터(8), 및 필터(8)에 포집된 입자상 물질의 산화를 촉진하는 플라즈마 버너(100)를 포함한다.
산화촉매(6)는 배기관(4) 내에서 필터(8)의 전방에 배치되어 배기관(4)을 경유하는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 일차적으로 산화시킨다. 또한 배기가스가 산화조건 온도보다 낮은 온도일 때, 플라즈마 버너(100)는 낮은 온도의 배기가스를 가열시킨다. 배기가스가 가열되면, 산화촉매(6)는 추가적으로 필터(8)에 포집된 입자상 물질을 산화시킨다.
필터(8)는 엔진(2)의 반대측에서 배기관(4)에 연결되어, 배기관(4)을 경유하는 배기가스를 통과시키면서 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집한다. 필터(8)는 산화촉매(6)의 후방에 배치되어, 산화촉매(6)에 의하여 일차적으로 산화된 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집한다.
플라즈마 버너(100)는 자체 내에서 연료를 분사하여 수소와 일산화탄소가 주성분인 선산화물질로 개질하고, 연료를 연소시켜 화염을 분출하여 배기가스를 가열시킨다.
예를 들면, 매연여과장치는 연료를 플라즈마 버너(100)에 공급하도록 연료탱크(1)와 플라즈마 버너(100)를 연결하는 연료 유입관(3)을 포함한다.
도2는 도1에 적용되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 버너의 분해 사시도이고, 도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도2 및 도3을 참조하면, 플라즈마 버너(100)는 반응로(10), 전극(20) 및 가이드 부재(40)를 포함한다.
반응로(10)는 배기관(4)의 내부에서 배기가스의 흐름 방향과 같은 방향으로 설치되어, 배기관(4) 내의 배기가스 중 일부를 통과시키도록 구성된다.
전극(20)은 반응로(10)의 내부에 설치되어, 플라즈마 방전을 일으키도록 전극(20)의 외면과 반응로(10)의 내면은 간격(C10)을 형성한다.
반응로(10)는 예열 통로(31), 연료 유입구(32), 배기가스 유입구(33) 및 화염분출구(34)를 형성한다. 이를 위하여, 반응로(10)는 외측 실린더(11)와 내측 실린더(12)를 포함하여 형성된다.
외측 실린더(11)는 반응로(10)의 외관을 형성하여 배기관(4)의 내부를 통과하는 배기가스 분위기에 노출된다. 내측 실린더(12)는 외측 실린더(11) 내부에 결합되어, 외측 실린더(11)와의 사이에 예열 통로(31)를 형성한다.
예열 통로(31)는 연료 유입관(3)과 연료 유입구(32)를 서로 연결하여, 연료탱크(1)로부터 공급되는 연료를 예열한다. 예열 통로(31)는 반응로(10)에서 배기가스의 흐름 반대 방향으로 형성되고, 연료의 경로를 길게 형성함으로써, 연료의 예열 효율을 증대시킨다.
즉 연료를 화염분출구(34) 측에서 배기가스 유입구(33) 측으로 공급하도록, 예열 통로(31)는 화염분출구(34) 측에서 배기가스 유입구(33) 측을 향하여 진행하는 나선형 구조로 형성된다. 연료 유입관(3)은 산화촉매(6) 측에 연결되고, 연료 유입구(32)는 엔진(2) 측에 연결된다.
연료 유입구(32)는 예열 통로(31)를 경유하면서 예열된 연료를 반응로(10)와 전극(20) 사이에 공급하도록 전극(20)을 향하여 형성된다. 연료 유입구(32)는 내측 실린더(12)에 관통 형성된다.
배기가스 유입구(33)는 배기관(4) 내의 배기가스 중 일부를 플라즈마 버너(100) 내부로 유입하여, 연료 유입구(32)를 통하여 반응로(10) 내부로 유입되는 연료와 배기가스를 혼합한다.
배기가스 유입구(33)는 연료와 배기가스의 혼합기체를 반응로(10)와 전극(20) 사이로 유도하도록, 반응로(10)의 엔진(2) 측에 형성된다. 즉 배기가스 유입구(33)는 반응로(10)의 내측 실린더(12)와 전극(20) 사이에 형성되어, 배기가스 를 유입시킨다.
배기가스 유입구(33)의 외곽을 형성하는 내측 실린더(12)는 전극(20) 측에서 배기가스 유입구(33) 측으로 가면서 확대 개방되는 원추대 내면(12a)을 형성한다.
연료 유입구(32)는 원추대 내면(12a) 측에 형성되어, 예열 통로(31)를 반응로(10)와 전극(20) 사이에 연결한다. 따라서 연료 유입구(32)로 유입되는 연료는 배기가스 유입구(33)를 경유하여 배기가스와 혼합된다.
배기가스 유입구(33) 측에 연료 유입구(32)를 구비하므로 배기가스와 연료의 혼합을 위한 별도의 챔버(미도시)와 같은 구성이 필요하지 않게 된다. 즉 배기가스와 연료의 혼합 구조가 간단하게 된다.
또한, 배기가스 유입구(33) 측에는 가이드 부재(40)가 구비된다. 가이드 부재(40)는 배기가스 유입구(33)의 직경보다 더 큰 직경으로 확장 형성되어, 배기관(4) 내의 배기가스를 배기가스 유입구(33)로 유도한다. 가이드 부재(40)는 연료 유입구(33)로 유입되는 단위 연료에 대하여, 더 많은 배기가스를 혼합할 수 있게 한다.
가이드 부재(40)는 제1 결합부(41), 제2 결합부(42) 및 연결구(43)를 포함한다. 제1 결합부(41)는 반응로(10)의 배기가스 유입구(33) 측 끝부분, 외측 실린더(11)의 끝부분(11a)과 결합된다.
제2 결합부(42)는 제1 결합부(41)의 내측에 형성되어, 전극(20)의 끝부분(20a)과 결합된다. 제1 결합부(41)와 제2 결합부(42)는 서로 이격되어 서로의 사이에 공간을 형성한다.
연결구(43)는 제1 결합부(41)와 제2 결합부(42) 사이 공간에 형성되어, 배기가스 유입구(33)를 배기관(4) 내부에 연결한다.
가이드 부재(40)로 유도되는 배기가스는 제1 결합부(41)와 제2 결합부(42) 사이에 형성되는 연결구(43)를 경유하여, 배기가스 유입구(33)로 유입되어, 연료와 혼합된 혼합기체 상태로 전극(20)과 반응로(10) 사이에 공급된다.
반응로(10)와 전극(20) 사이에 형성되는 간격(C10)은 배기가스 유입구(33) 측에서 확대된 상태에서 화염분출구(34) 측으로 가면서 점진적으로 축소되어 최소 크기를 형성한 후, 다시 점진적으로 확대되어 최대 크기를 형성한다.
예를 들면, 전극(20)과 반응로(10) 사이에 형성되는 간격(C10)은 서로 다른 크기의 제1 간격(C11)과 제2 간격(C12) 및 제3 간격(C13)을 형성한다.
제1 간격(C11)은 배기가스 유입구(33) 측에 형성된다. 간격(C10)은 제1 간격(C11)에서 화염분출구(34) 측으로 가면서 제1 간격(C11)보다 좁아지도록 점진적으로 축소된다.
제2 간격(C12)은 원추대 내면(12a)에 형성되며, 최소 크기를 형성한다. 간격(C10)은 제2 간격(C12)에서 화염분출구(34) 측으로 가면서 제1 간격(C11)보다 넓어지도록 점진적으로 확대된다.
제3 간격(C13)은 화염분출구(34) 측에 형성되며, 최대 크기를 형성한다.
제1 간격(C11), 제2 간격(C12) 및 제3 간격(C13)을 형성하도록 전극(20)은 내측 실린더(12)의 원추대 내면(12a)에 대응하여 원통으로 형성되고, 원추대 내면(12a) 끝에서 화염분출구(34) 측으로 가면서 점점 가늘어지게 형성된다.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 버너에서 화염이 분출되는 작동 상태도이다.
도4를 참조하면, 배기가스 유입구(33)로 유입되는 배기가스는 연료 유입구(32)로 유입되는 연료와 혼합되고, 이 혼합기체는 반응로(10)의 내측 실린더(12)와 전극(20) 사이로 공급된다.
반응로(10)를 접지시키고, 전압 인가부(20a)를 통하여 전극(20)에 전압(V)을 인가하면, 반응로(10)와 전극(20)은 이들 사이에 형성되는 간격(C10)에 따라 플라즈마 방전을 발생 및 소멸시킨다.
플라즈마 방전의 발생 및 소멸에 따라, 혼합기체는 플라즈마 방전 후, 배기가스의 흐름에 따라 화염(FL)을 발생시킨다. 화염(FL)은 화염분출구(34)를 통하여 분출되어 배기관(4) 내의 배기가스를 더욱 가열시킨다.
즉, 전극(20)과 반응로(10) 사이에서의 플라즈마 방전은 전극(20)과 반응로(10) 사이의 간격(C10)이 가장 좁은 부분(제2 간격(C12))에서 발생되어, 거리가 넓은 부분(제3 간격(C13))으로 가면서 점진적으로 확산된 후 소멸하고, 다시 좁은 부분(제2 간격(C12))에서 발생되어 넓은 부분(제3 간격(C13))으로 가면서 점진적으로 확산된 후 소멸하는, 과정들을 반복적으로 수행한다.
연료 및 배기가스의 혼합기체에서의 플라즈마 방전은 혼합기체를 연소시키거나, 수소와 일산화탄소를 포함하는 선산화물질로 일부 개질하여, 산화촉매(6)에서 산화를 용이하게 한다.
전체적인 구성 및 작용 효과에 있어서, 제2 실시예 및 제3 실시예는 제1 실 시예와 유사 내지 동일하다. 따라서 제2 실시예 및 제3 실시예에서는 제1 실시예와 비교하여 서로 다른 부분에 대하여 설명한다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 버너의 단면도이고, 도6은 도5의 저면도이다.
도5 및 도6을 참조하면, 가이드 부재(240)는 내면에 베인(44)를 더 구비한다. 베인(44)은 가이드 부재(240)의 내면에 복수로 형성되어, 배기관(4) 내에서 가이드 부재(240)로 유입되는 배기가스에 스월 유동을 유발한다.
따라서 가이드 부재(240)의 베인(44)를 경유한 배기가스는 스월 유동을 일으키면서 반응로(10)와 전극(20) 사이로 공급된다. 이때, 스월 유동 저항을 최소화하기 위하여 연결구(243)를 최대한 크게 형성한다. 도6에서 연결구(243)는 가이드 부재(240)의 곡률을 따라 길게 형성된다.
스월 유동의 배기가스는 반응로(10)와 전극(20) 사이에서 연료와 효과적으로 혼합될 수 있다.
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 버너의 단면도이다.
도7을 참조하면, 플라즈마 버너(100)는 노즐(232)을 더 포함한다. 노즐(232)는 반응로(10)와 전극(20) 사이에 직접 연료를 분사하도록 반응로(10)에 설치되어, 반응로(10)와 전극(20) 사이를 향한다.
노즐(232)은 예열 통로(31) 및 연료 유입구(32)의 구성에 더하여 구성될 수도 있고(도7 참조), 예열 통로(31) 및 연료 유입구(32)를 구성하지 않은 상태에서 독자적으로 구성될 수도 있다(미도시).노즐(232)에서 분사되는 연료는 반응로(10) 와 전극(20) 사이로 공급된다. 노즐(232)은 가이드 부재(240) 가까이 위치하므로 가이드 부재(240)에 의한 스월 유동에 의하여 배기가스와 더욱 효과적으로 혼합될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매연여과장치의 블록도이다.
도2는 도1에 적용되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 버너의 분해 사시도이다.
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 버너에서 화염이 분출되는 작동 상태도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 버너의 단면도이다.
도6은 도5의 저면도이다.
도7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 버너의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 연료탱크 2 : 엔진
3 : 연료 유입관 4 : 배기관
6 : 산화촉매 8 : 필터
100 : 플라즈마 버너 10 : 반응로
11 : 외측 실린더 12 : 내측 실린더
12a : 원추대 내면 20 : 전극
31 : 예열 통로 32 : 연료 유입구
33 : 배기가스 유입구 34 : 화염분출구
40, 240 : 가이드 부재 41 : 제1 결합부
42 : 제2 결합부 43, 243 : 연결구
C10 : 간격 C11 : 제1 간격
C12 : 제2 간격 C13 : 제3 간격
44 : 베인 232 : 노즐

Claims (21)

  1. 엔진의 반대측에서 배기관에 연결되는 필터;
    상기 엔진과 상기 필터 사이에서 상기 배기관 내에 설치되어, 플라즈마 방전을 이용하여 배기가스를 가열시키는 플라즈마 버너; 및
    상기 플라즈마 버너와 연료탱크를 연결하는 연료 유입관를 포함하며,
    상기 플라즈마 버너는,
    상기 배기관의 내부에 설치되는 반응로,
    상기 반응로의 내면과 간격을 유지하면서 상기 반응로의 내부에 설치되는 전극, 및
    상기 반응로와 상기 전극 사이로 배기가스를 유도하는 가이드 부재를 포함하며,
    상기 반응로는,
    상기 연료 유입관에 연결되어 공급되는 연료를 예열하는 예열 통로와,
    예열된 상기 연료를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 공급하는 연료 유입구,
    상기 연료 유입구를 통하여 상기 반응로 내부로 유입되는 연료를 배기가스와 혼합하고, 형성된 혼합기체를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 유도하도록 상기 반응로의 일측에 형성되어, 상기 배기가스를 공급하는 배기가스 유입구, 및
    상기 반응로의 다른 일측에 형성되어, 상기 혼합기체의 플라즈마 방전에 의한 화염을 분출하는 화염분출구를 포함하며,
    상기 가이드 부재는,
    상기 배기가스 유입구 측에 배치되고, 상기 배기가스 유입구의 직경보다 더 큰 직경으로 확장 형성되어, 상기 배기가스 유입구로 상기 배기가스를 유도하도록,
    상기 반응로의 상기 배기가스 유입구 측 끝부분과 결합되는 제1 결합부,
    상기 제1 결합부의 내측에 형성되어 상기 전극의 끝부분과 결합되는 제2 결합부, 및
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 사이에서 상기 배기가스 유입구를 상기 배기관 내부에 연결하는 연결구를 포함하는 매연여과장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반응로는,
    상기 배기관 내에 노출되는 외측 실린더, 및
    상기 외측 실린더에 내장되어 상기 외측 실린더와의 사이에 상기 예열 통로를 형성하는 내측 실린더를 포함하며,
    상기 배기가스 유입구 측에서, 상기 내측 실린더는,
    상기 배기가스 유입구 측으로 가면서 확대 개방되는 원추대 내면을 형성하는 매연여과장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 연료 유입구는,
    상기 원추대 내면 측에 형성되어, 상기 예열 통로를 상기 반응로와 상기 전극 사이에 연결하는 매연여과장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 예열 통로는,
    상기 화염분출구 측에서 상기 배기가스 유입구 측을 향하여 진행하는 나선형 구조로 형성되는 매연여과장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 반응로 사이에 형성되는 상기 간격은,
    상기 배기가스 유입구 측에서 확대된 상태에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 점진적으로 축소되어 최소 크기를 형성한 후, 다시 점진적으로 확대되어 최대 크기를 형성하는 매연여과장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 반응로 사이에 형성되는 상기 간격은,
    상기 배기가스 유입구 측에서 형성되는 제1 간격과,
    상기 배기가스 유입측 측에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 상기 제1 간격보다 작게 점진적으로 축소되어, 상기 원추대 내면에서 최소 크기로 형성되는 제2 간격, 및
    상기 원추대 내면에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 상기 제1 간격보다 크게 점진적으로 확대되어, 상기 화염분출구 측에서 최대 크기로 형성되는 제3 간격을 포함하는 매연여과장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는
    상기 반응로와 상기 전극 사이에서 스월 유동을 유도하도록 내면에 설치되는 복수의 베인을 포함하는 매연여과장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마 버너는,
    상기 반응로와 상기 전극 사이에 직접 연료를 분사하도록 상기 반응로에 설치되어 상기 반응로와 상기 전극 사이를 향하는 노즐을 포함하는 매연여과장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 필터의 전방에 장착되는 산화촉매를 더 포함하는 매연여과장치.
  12. 배기관의 내부에 설치되는 반응로,
    상기 반응로의 내면과 간격을 유지하면서 상기 반응로의 내부에 설치되는 전극, 및
    상기 반응로와 상기 전극 사이로 배기가스를 유도하는 가이드 부재를 포함하며,
    상기 반응로는,
    공급되는 연료를 예열하는 예열 통로와,
    예열된 상기 연료를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 공급하는 연료 유입구,
    유입되는 연료를 배기가스와 혼합하여 형성된 혼합기체를 상기 반응로와 상기 전극 사이로 유도하도록 상기 반응로의 일측에서 상기 배기가스를 공급하는 배기가스 유입구, 및
    상기 반응로의 다른 일측에서 상기 혼합기체의 플라즈마 방전에 의한 화염을 분출하는 화염분출구를 포함하며,
    상기 가이드 부재는,
    상기 배기가스 유입구 측에 배치되고, 상기 배기가스 유입구의 직경보다 더 큰 직경으로 확장 형성되어, 상기 배기가스 유입구로 상기 배기가스를 유도하도록,
    상기 반응로의 상기 배기가스 유입구 측 끝부분과 결합되는 제1 결합부,
    상기 제1 결합부의 내측에 형성되어 상기 전극의 끝부분과 결합되는 제2 결합부, 및
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 사이에서 상기 배기가스 유입구를 상기 배기관 내부에 연결하는 연결구를 포함하는 플라즈마 버너.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 반응로는,
    상기 배기관 내에 노출되는 외측 실린더, 및
    상기 외측 실린더에 내장되어 상기 외측 실린더와의 사이에 상기 예열 통로를 형성하는 내측 실린더를 포함하며,
    상기 배기가스 유입구 측에서, 상기 내측 실린더는,
    상기 배기가스 유입구 측으로 가면서 확대 개방되는 원추대 내면을 형성하는 플라즈마 버너.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 연료 유입구는,
    상기 원추대 내면 측에 형성되어, 상기 예열 통로를 상기 반응로와 상기 전극 사이에 연결하는 플라즈마 버너.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 예열 통로는,
    상기 화염분출구 측에서 상기 배기가스 유입구 측을 향하여 진행하는 나선형 구조로 형성되는 플라즈마 버너.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 반응로 사이에 형성되는 상기 간격은,
    상기 배기가스 유입구 측에서 확대된 상태에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 점진적으로 축소되어 최소 크기를 형성한 후, 다시 점진적으로 확대되어 최대 크기를 형성하는 플라즈마 버너.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 전극과 상기 반응로 사이에 형성되는 상기 간격은,
    상기 배기가스 유입구 측에서 형성되는 제1 간격과,
    상기 배기가스 유입구 측에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 상기 제1 간격 보다 작게 점진적으로 축소되어, 상기 원추대 내면에서 최소 크기로 형성되는 제2 간격, 및
    상기 원추대 내면에서 상기 화염분출구 측으로 가면서 상기 제1 간격보다 크게 점진적으로 확대되어, 상기 화염분출구 측에서 최대 크기로 형성되는 제3 간격을 포함하는 플라즈마 버너.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는
    상기 반응로와 상기 전극 사이에서 스월 유동을 유도하도록 내면에 설치되는 복수의 베인을 포함하는 플라즈마 버너.
  21. 제12 항에 있어서,
    상기 반응로와 상기 전극 사이에 직접 연료를 분사하도록 상기 반응로에 설치되어 상기 반응로와 상기 전극 사이를 향하는 노즐을 포함하는 플라즈마 버너.
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