KR101142142B1

KR101142142B1 - Module of exhaust gas pipe

Info

Publication number: KR101142142B1
Application number: KR1020090133382A
Authority: KR
Inventors: 장진호; 박철현; 최성호
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2012-05-10
Also published as: KR20110076633A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배기파이프 모듈은 엔진이 내장되는 공간이 마련되는 엔진룸과, 상기 엔진룸에 내장되고 상기 엔진의 배출측과 연결되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 매연을 여과하는 매연여과기와, 상기 매연여과기의 배출측으로부터 연장되어 상기 엔진룸의 외측으로 돌출되는 파이프와, 상기 엔진룸과 연통하여 상기 파이프를 감싸는 커버를 포함하며, 상기 파이프에는 상기 파이프의 단부 면적을 감소시키고 상기 매연여과기로부터 상기 파이프를 통하여 배출되는 여과가스의 배출이 지체되도록 하여 상기 여과가스의 온도를 하강시키는 유동지체부를 포함한다.Exhaust pipe module according to an embodiment of the present invention, the engine room is provided with a space in which the engine is built, and is connected to the discharge side of the engine is built in the engine room to filter the smoke of the exhaust gas discharged from the engine A soot filter, a pipe extending from the discharge side of the soot filter and protruding out of the engine room, and a cover surrounding the pipe in communication with the engine room, wherein the pipe reduces an end area of the pipe; And a flow retarder for lowering the temperature of the filtered gas by delaying the discharge of the filtered gas discharged through the pipe from the soot filter.

엔진룸, 매연여과기, 파이프, 커버, 유동지체부 Engine Room, Soot Filter, Pipe, Cover, Flow Retardation Part

Description

Exhaust Pipe Module {MODULE OF EXHAUST GAS PIPE}

본 발명은 굴삭기와 같은 오프로드 장비의 엔진룸에 채용되는 배기파이프 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust pipe module that is employed in the engine room of off-road equipment such as excavators.

최근, 오프로드 장비는 배기가스 규제를 위하여 제정된 법규를 만족하기 위하여 매연여과기(Diesel Particle Filter, 이하 DPF)를 의무적으로 장착해야 한다.Recently, off-road equipment must be equipped with a diesel particulate filter (DPF) in order to satisfy the legislation established for exhaust gas regulation.

상기 DPF는 엔진의 배출측과 연결되며, 상기 엔진은 라디에이터에 장착된 냉각팬에 의하여 과열이 방지되도록 냉각되고, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 매연은 상기 DPF에서 여과된다.The DPF is connected to the discharge side of the engine, the engine is cooled to prevent overheating by a cooling fan mounted on a radiator, and the soot contained in the exhaust gas discharged from the engine is filtered in the DPF.

상기 DPF의 배출측에는 파이프가 장착되고, 상기 DPF를 장시간 사용할 때 매연이 배기가스의 배출을 방해하므로, 상기 DPF에 적체된 매연을 연소시키는데 이때 발생한 고온의 열이 함께 방출될 때 화재의 위험이나 작업자 또는 운전자의 화상 위험으로 이어지는 문제점이 있었다.The exhaust side of the DPF is equipped with a pipe, so when the long-term use of the DPF soot obstructs the discharge of exhaust gas, the combustion of the soot accumulated in the DPF when the high temperature heat generated at the same time the risk of fire or worker Or there was a problem leading to a burn hazard of the driver.

상기 DPF는 배출되는 가스의 온도를 낮출 필요가 있지만 고온으로 배출되는 가스와 상대적으로 낮은 대기를 혼합하여 온도를 낮추기가 어려우며, 통상 단부가 벤딩된 형상의 파이프에서는 가스가 배출되는 방향에 따라 관성력 때문에 상기 파이프의 단부 상측에 고온인 상기 가스가 치우치게 되어 국부적으로 온도의 불균형이 발생한다.The DPF needs to lower the temperature of the discharged gas, but it is difficult to lower the temperature by mixing the gas discharged at a high temperature with a relatively low atmosphere. The hot gas is biased above the end of the pipe, causing a local temperature imbalance.

본 발명의 일 실시예는 배출되는 가스의 온도 분포를 균일하게 하면서 냉각된 상태로 배출하여 각종 사고를 방지할 수 있도록 한 배기파이프 모듈과 관련된다.One embodiment of the present invention relates to an exhaust pipe module that can be discharged in a cooled state to uniform the temperature distribution of the discharged gas to prevent various accidents.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

본 발명의 일 실시예에 의한 배기파이프 모듈은, 엔진이 내장되는 공간이 마련되는 엔진룸과, 상기 엔진룸에 내장되고 상기 엔진의 배출측과 연결되어 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 매연을 여과하는 매연여과기와, 상기 매연여과기의 배출측으로부터 연장되어 상기 엔진룸의 외측으로 돌출되는 파이프와, 상기 엔진룸과 연통하여 상기 파이프를 감싸는 커버를 포함하며, 상기 파이프에는 상기 파이프의 단부 면적을 감소시키고 상기 매연여과기로부터 상기 파이프를 통하여 배출되는 여과가스의 배출이 지체되도록 하여 상기 여과가스의 온도를 하강시키는 유동지체부를 포함한다.Exhaust pipe module according to an embodiment of the present invention, the engine room is provided with a space in which the engine is built, and is connected to the discharge side of the engine is built in the engine room to filter the smoke of the exhaust gas discharged from the engine A soot filter, a pipe extending from the discharge side of the soot filter and protruding outwardly of the engine room, and a cover surrounding the pipe in communication with the engine room, wherein the pipe reduces an end area of the pipe. And a flow retarder for lowering the temperature of the filtered gas by delaying the discharge of the filtered gas discharged through the pipe from the soot filter.

전술한 유동지체부는 상기 파이프의 단부를 일부 밀폐하는 차단판을 포함하 는 구성을 적용할 수 있다.The above-described flow retardation unit may apply to a configuration including a blocking plate partially sealing the end of the pipe.

전술한 유동지체부는 상기 파이프의 단부를 일부 밀폐하는 차단판과, 상기 파이프의 내면을 따라 형성되어 상기 여과가스의 유동을 지체시키는 유로를 포함하는 구성을 적용할 수도 있으며, 전술한 유로는 상기 파이프의 내면을 따라 돌출된 복수의 핀 또는 블레이드에 의하여 형성된다.The above-described flow retardation part may apply a configuration including a blocking plate partially sealing the end of the pipe, and a flow path formed along an inner surface of the pipe to retard the flow of the filtration gas. It is formed by a plurality of pins or blades protruding along the inner surface of the.

이때, 전술한 유동지체부는 상기 파이프의 단부 면적을 20~30% 감소시킨 상태에서 상기 여과가스를 배출되도록 한다.In this case, the flow retardation unit is to discharge the filtration gas in a state in which the end area of the pipe is reduced by 20 to 30%.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 배기파이프 모듈은 아래와 같은 이점을 갖는다.As described above, the exhaust pipe module according to an embodiment of the present invention has the following advantages.

상기 파이프에는 상기 파이프의 단부 면적을 감소시키고 상기 매연여과기로부터 상기 파이프를 통하여 배출되는 여과가스의 배출이 지체되도록 하는 유동지체부를 포함하는 구성에 따라 여과가스의 열전달 시간을 늘려서 배출되는 여과가스의 온도분포를 균일하게 하면서 냉각된 상태로 배출시킴으로써 각종 사고를 방지할 수 있다.The pipe includes a flow retardation portion for reducing the end area of the pipe and allowing the discharge of the filtration gas discharged from the soot filter through the pipe to increase the heat transfer time of the filtration gas according to the configuration of the temperature of the filtration gas discharged Various accidents can be prevented by discharging in a cooled state while making the distribution uniform.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이 하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.This is for the purpose of describing the present invention in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention, and thus, the technical spirit and scope of the present invention are not limited thereto.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.In addition, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation, and the terms defined specifically in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user, operator And the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기파이프의 전체적인 구성을 나타낸 측단면 개념도이며, 도 2는 도 1의 A 시점에서 바라본 도면이다.1 is a side cross-sectional conceptual view showing the overall configuration of an exhaust pipe according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view as viewed from the point A of FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기파이프 모듈은 엔진룸(100), 매연여과기(200), 파이프(300), 커버(400)를 포함한다.Exhaust pipe module according to an embodiment of the present invention includes an engine room 100, a soot filter 200, a pipe 300, the cover 400.

엔진룸(100)은 엔진(101)과 후술할 매연여과기(200)가 내장되는 공간이 마련되고, 엔진(101)으로부터 발생하여 후술할 파이프(300)측으로 이송되는 열기를 수용한다.The engine room 100 has a space in which the engine 101 and the soot filter 200 to be described later are provided, and receives heat generated from the engine 101 and transferred to the pipe 300 to be described later.

매연여과기(200, Diesel Particle Filter, 이하 DPF)는 엔진룸(100)에 내장되고 엔진(101)의 배출측과 연결되어 엔진(101)으로부터 배출되는 배기가스의 매연을 여과하여 대기중으로 여과가스를 배출시킨다.A soot filter (200, Diesel Particle Filter, DPF) is built in the engine room 100 and connected to the discharge side of the engine 101 to filter the smoke of the exhaust gas discharged from the engine 101 to filter the gas into the atmosphere. Discharge it.

DPF(200)는 세라믹 필터(이하 미도시)가 내장되고 상기 세라믹 필터가 엔진(101)으로부터 연소되어 배출되는 매연에 의하여 막혀서 제 기능을 발휘할 수 없게 되면 강제로 연소시켜서 재생을 하게 된다.The DPF 200 is forcibly burned and regenerated when a ceramic filter (not shown) is built in and the ceramic filter is blocked by the smoke emitted from the engine 101 and is unable to function properly.

파이프(300)는 도시된 바와 같이 매연여과기(200)의 배출측으로부터 연장되 어 엔진룸(100)의 외측으로 돌출되고, 상기 여과가스를 대기중으로 배출시키는 통로가 된다.The pipe 300 extends from the discharge side of the soot filter 200 as shown, protrudes out of the engine room 100, and becomes a passage for discharging the filtration gas into the atmosphere.

커버(400)는 엔진룸(100)과 연통하여 파이프(300)를 감싸는 것으로, 일반적인 엔진룸의 디퓨저(diffuser)와 같은 역할도 수행할 수 있다.The cover 400 communicates with the engine room 100 to surround the pipe 300 and may also serve as a diffuser of a general engine room.

여기서, 파이프(300)에는 파이프(300)의 단부 면적을 감소시키고 매연여과기(200)로부터 파이프(300)를 통하여 배출되는 여과가스의 배출이 지체되도록 하여 상기 여과가스의 열전달 시간을 늘리고 균일한 온도 분포를 보이면서 온도가 강하된 상태로 배출시키는 유동지체부(500)가 마련된다.Here, the pipe 300 reduces the end area of the pipe 300 and delays the discharge of the filtration gas discharged from the soot filter 200 through the pipe 300 to increase the heat transfer time of the filtration gas and uniform temperature. The flow retardation unit 500 is provided to discharge in a state where the temperature is lowered while showing the distribution.

따라서, 유동지체부(500)는 상기 여과가스가 파이프(300) 내에서 서서히 유동하면서 파이프(300)의 단부측을 향하여 전체에 걸쳐 충분히 열전달이 되고, 이때 상기 여과가스는 디퓨저의 역할을 하는 커버(400)를 통하여 유입되는 대기와 접촉하면서 온도가 강하되는 것이다.Therefore, the flow retardation unit 500 is sufficiently heat transfer throughout the entire flow toward the end side of the pipe 300 while the filtration gas flows slowly in the pipe 300, wherein the filtration gas serves as a diffuser cover The temperature is dropped while contacting the atmosphere introduced through the (400).

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의하여 적용이 가능하며, 보다 상세한 설명을 위하여 본 발명의 주요부에 대하여 더욱 자세히 살펴보기로 한다.The present invention is applicable by the embodiment as described above, will be described in more detail for the main part of the present invention for a more detailed description.

우선, 유동지체부(500)는 전술한 바와 같이 매연여과기(200)로부터 배출되는 여과가스를 대기 중으로 배출시키기 전에 지체시켜서 커버(400)를 통하여 유입되는 대기와 접촉하면서 온도를 강하시키는 것으로, 차단판(510)을 포함한다.First, the flow retardation unit 500 is blocked by lowering the temperature while contacting the air flowing through the cover 400 by delaying the filtered gas discharged from the soot filter 200 to the atmosphere as described above, Plate 510.

차단판(510)은 파이프(300)의 단부를 일부 밀폐하는 것으로 파이프(300)의 단부 면적 중 20~30%를 차지하며, 바람직하게는 25% 내외의 범위에서 형성되도록 함으로써 압력 손실을 최소화하면서도 균일한 온도 분포로 냉각된 여과가스를 배출 시킬 수 있다.The blocking plate 510 partially seals the end of the pipe 300 to occupy 20 to 30% of the end area of the pipe 300, and preferably to be formed in a range of about 25% while minimizing pressure loss. Cooled filter gas can be discharged with uniform temperature distribution.

또한, 유동지체부(500)는 차단판(510)과 함께 유로(520)를 포함하는 구성으로 적용할 수도 있다.In addition, the flow retardation unit 500 may be applied in a configuration including a flow path 520 together with the blocking plate 510.

즉, 유로(520)는 파이프(300)의 내면을 따라 형성되어 상기 여과가스의 유동을 지체시키는 역할을 하는 것이며, 유로(520)는 파이프(300)의 내면을 따라 돌출된 복수의 핀 또는 블레이드와 같은 차단부재(522)에 의하여 형성된다.That is, the flow path 520 is formed along the inner surface of the pipe 300 to serve to retard the flow of the filtration gas, the flow path 520 is a plurality of pins or blades protruding along the inner surface of the pipe 300. It is formed by a blocking member 522.

여기서, 상기 핀 또는 블레이드는 도 1에 도시된 바와 같이 파이프(300)의 내면에 대하여 경사지게 형성하여 상기 여과가스의 유동이 대기 중으로 향하도록 안내하는 등의 응용 및 적용을 할 수도 있을 것이다.Here, the pin or blade may be formed to be inclined with respect to the inner surface of the pipe 300, as shown in Figure 1 may be applied and applied, such as to guide the flow of the filtration gas toward the atmosphere.

본 발명은 상기와 같은 다양한 실시예에 의하여 파이프(300)를 통하여 온도가 하강한 상태로 상기 여과가스가 배출됨을 도 3의 온도 시뮬레이션 사진을 통하여 알 수 있다.The present invention can be seen through the temperature simulation picture of FIG.

참고로, 도면상에서 붉은색에 가까울수록 고온이고, 초록색 및 파란색에 가까울수록 저온인 상태이다.For reference, in the drawings, the closer to red, the higher the temperature, and the closer to the green and the blue, the lower the temperature.

즉, 유동지체부(500)가 설치되지 않은 기존의 파이프에서는 엔진룸으로부터 배출되는 여과가스가 냉각되지 않고 그대로 대기 중으로 배출되는 것을 도 3의 부호(a)에 나타난 온도 시뮬레이션과 같이, 파이프의 단부 상측에 붉은색 (고온을 나타냄) 이 집중되어 온도의 불균형이 심각함을 알 수 있다.That is, in the existing pipe without the flow retardation unit 500, the filtered gas discharged from the engine room is discharged into the atmosphere without being cooled, as shown in a symbol (a) of FIG. The red color (high temperature) is concentrated on the upper side, which shows that the temperature imbalance is serious.

이에 비하여 유동지체부(500)가 설치된 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프에서는, 엔진룸으로부터 배출되는 여과가스가 유동지체부(500)가 장착되는 위치 부근에서부터 단부까지 냉각되어 대기 중으로 배출되는 것을 도 3의 부호(b)에 나타난 온도 시뮬레이션과 같이, 여과가스의 온도를 나타내는 붉은색(고온을 나타냄)이 주황색(붉은색에 비하여 상대적으로 저온을 나타냄)으로 변하여 여과가스의 최대온도가 떨어진 것을 확인하고, 주황색의 분포가 파이프(300)의 단부 상측에 집중되지않고(도 3(a)에 도시됨), 파이프(300) 내에 골고루 분포되므로 여과가스가 균일하게 냉각된 것을 파악할 수 있다.On the other hand, in the pipe according to the embodiment of the present invention in which the fluid retardation unit 500 is installed, the filtered gas discharged from the engine room is cooled from the vicinity of the position where the fluid retardation unit 500 is mounted to the end and discharged into the atmosphere. As shown in the temperature simulation shown in (b) of FIG. 3 , the red color indicating the temperature of the filtration gas (high temperature) turns orange (which indicates a relatively low temperature as compared with the red color), and thus the maximum temperature of the filtration gas has fallen. It is confirmed that the distribution of orange is not concentrated on the upper end of the pipe 300 (shown in FIG. 3 (a)), and is uniformly distributed in the pipe 300, so that the filtered gas is uniformly cooled .

특히, 도 3의 부호(a)에서는 붉은색의 영역이 파이프의 단부 상측에 치우쳐 있지만, 도 3의 부호(b)에서는 도 3의 부호(a)의 붉은색 영역에 비하여 주황색 영역의 면적이 상당히 증가되어 전체적으로 균일하게 냉각된 상태의 여과가스가 배출되는 것을 알 수 있다.In particular, in the symbol (a) of FIG. 3, the red region is biased above the end of the pipe, but in the symbol (b) of FIG. 3, the area of the orange region is considerably larger than the red region of the symbol (a) of FIG. It can be seen that the filtered gas is discharged to increase the overall uniformly cooled state.

이상과 같이 본 발명은 배출되는 가스의 온도 분포를 균일하게 하면서 냉각된 상태로 배출하여 각종 사고를 방지할 수 있도록 한 배기파이프 모듈을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, it can be seen that the present invention has a basic technical idea to provide an exhaust pipe module which is capable of preventing various accidents by discharging in a cooled state while making the temperature distribution of the discharged gas uniform.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기파이프의 전체적인 구성을 나타낸 측단면 개념도1 is a side cross-sectional view showing the overall configuration of the exhaust pipe according to an embodiment of the present invention

도 2는 도 1의 A 시점에서 바라본 도면FIG. 2 is a view seen from a point A of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기파이프를 통하여 배출되는 여과가스의 온도분포를 기존의 배기파이프와 비교한 시뮬레이션 사진Figure 3 is a simulation photograph comparing the temperature distribution of the filtered gas discharged through the exhaust pipe according to an embodiment of the present invention with the conventional exhaust pipe

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100...엔진룸 101...엔진100.Engine Room 101 ... Engine

200...매연여과기 300...파이프200 smoke filters 300 pipes

400...커버 500...유동지체부400 ... cover 500 ... fluid retardation

510...차단판 520...유로510 ... blocker 520 ... Euro

522...차단부재522.Blocking member

Claims

An engine room having a space in which the engine is built;

A soot filter embedded in the engine room and connected to an outlet side of the engine to filter soot of exhaust gas discharged from the engine;

A pipe extending from the discharge side of the soot filter and protruding to the outside of the engine room; And

A cover surrounding the pipe in communication with the engine room;

The pipe includes an exhaust pipe module for reducing the end area of the pipe and the flow of the filter gas to reduce the temperature of the filtered gas so that the discharge of the filtered gas discharged through the pipe from the soot filter.

The method of claim 1,

The flow retardation unit,

Exhaust pipe module including a blocking plate for partially sealing the end of the pipe.

The method of claim 1,

The flow retardation unit,

A blocking plate for partially sealing the end of the pipe;

Exhaust pipe module including a flow path formed along the inner surface of the pipe to delay the flow of the filtration gas.

The method of claim 3, wherein

The flow path is an exhaust pipe module is formed by a plurality of pins or blades protruding along the inner surface of the pipe.

The method of claim 1,

The flow retardation unit exhaust pipe module to reduce the end area of the pipe by 20 to 30%.