KR101166688B1 - Apparatus for purifying exhaust gas - Google Patents

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KR101166688B1
KR101166688B1 KR1020110101905A KR20110101905A KR101166688B1 KR 101166688 B1 KR101166688 B1 KR 101166688B1 KR 1020110101905 A KR1020110101905 A KR 1020110101905A KR 20110101905 A KR20110101905 A KR 20110101905A KR 101166688 B1 KR101166688 B1 KR 101166688B1
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oxidation catalyst
filter dust
dust collector
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김학준
김용진
한방우
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한국기계연구원
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    • F01N2330/22—Metal foam

Abstract

PURPOSE: A particulate filtering apparatus of a charged oxidation catalyst type is provided to reduce maintenance costs by minimizing the pollution of an electrical discharge pole as the electrical discharge pole is not exposed to entreated exhaust gas. CONSTITUTION: A particulate filtering apparatus of a charged oxidation catalyst type comprises a housing body(10), a plurality of units(20) for collecting dust in a filter, a discharge electrode(30), a voltage applying device(40). The housing body is divided into an inflow section(10a) and an outflow section by a blocking plate(11). A plurality of units for collecting the dust in the filter is installed in the cylindrical perforated hole(11a) of the blocking plate, and placed in the inflow section. The units for collecting the dust in the filter comprise an inner space(20b), and a metal foam filter. The divided inner spaces are formed, as the blocking plate is installed in a front end portion. The metal foam filter is coated with oxidation catalysts. The discharge electrode is installed in each inner space of the units for collecting the dust in the filter. The discharge electrode comprises a plurality of the electrical discharge poles(31) and a support(32) for the electrical discharge poles. The support for the electrical discharge poles fixes a plurality of the electrical discharge poles. The voltage applying device applies voltages to the units for collecting the dust in the filter, and the discharge electrode.

Description

하전 산화촉매방식의 매연여과장치{Apparatus for purifying exhaust gas}Apparatus for purifying exhaust gas

본 발명은 선박, 자동차, 건설기계 등의 엔진으로부터 배출되는 배출가스 내의 오염물질을 제거하는 매연여과장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차로 배출가스를 통과시켜 기공의 크기에 의한 조대 매연입자(분진)를 제거하고, 2차로 유출면에서 전기집진 방식으로 미세 매연입자(분진)를 제거하도록 이루어진 하전 산화촉매방식의 매연여과장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a soot filtration device for removing contaminants in exhaust gas emitted from engines such as ships, automobiles, construction machinery, etc. More specifically, coarse soot particles having a size of pores by passing the exhaust gas firstly ( And a fine oxidation catalyst type soot filtration device configured to remove fine soot particles (dust) by an electrostatic precipitating method on the outlet side of the secondary.

국내외에서 차량이 배출하는 매연에 대한 규제 및 법규가 계속적으로 강화되고 있으며, 그에 따라 각국의 기업 및 연구소에서는 매연을 저감하는 매연여과장치에 대해 지속적인 관심을 가지고, 다양한 방법이 채택된 장치를 개발하고 있다.Regulations and laws on exhaust emissions from vehicles at home and abroad are continuously being strengthened. Accordingly, companies and laboratories in each country have continued to pay attention to smoke filters to reduce smoke and develop devices adopting various methods. have.

또한, 최근에는 차량뿐만 아니라 엔진이 장착되는 선박에도 매연에 대한 규제 및 법규가 적용될 예정으로 있다.In addition, in recent years, not only vehicles but ships equipped with engines are expected to apply regulations and laws on soot.

특허문헌 1(도 1 참조)과 같이 종래의 매연여과장치는 차량 배출가스 중에서 입자상 물질(PM:Particlate Matter)을 처리하는 방식으로 촉매방식인 DPF(Deesel Particlate Filter)와 같은 필터 재생방식을 사용하고 있다. As in Patent Literature 1 (see FIG. 1), a conventional soot filtration device uses a filter regeneration method such as a catalyst method, such as a Desel Particlate Filter (DPF), to treat particulate matter (PM) in vehicle exhaust gas. have.

상기 DPF 방식을 적용한 장치는 경유차량 배출가스 중에 유해한 CO, HC 와 입자상 물질(PM)을 산화촉매가 코팅된 세라믹 필터를 통과시키고, 코팅된 촉매와 반응시킴으로써 CO2, H2O로 정화하는 방법을 이용하여 매연을 여과하고 있다.The apparatus applying the DPF method is a method for purifying CO, HC and particulate matter (PM) harmful gas in diesel vehicle exhaust gas through a ceramic filter coated with an oxidation catalyst, and reacted with the coated catalyst to purify CO 2 , H 2 O The soot is filtered using.

그러나, 상기 세라믹 필터를 이용한 DPF 매연여과장치는 입자상 물질(PM)의 저감율을 좋으나 배압의 상승에 의하여 세라믹 필터가 쉽게 손상되는 문제점이 있다. 이러한 배압의 상승에 의하여 세라믹 필터가 파손되어 내구성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 제시된 산화촉매가 코팅된 금속필터의 경우에는 세라믹 필터보다 입자상 물질(PM)의 저감율이 떨어져 규제 및 법규에 충족하지 못하여 적용을 하지 못하고 있는 실정이다.However, the DPF soot filtration device using the ceramic filter has a good reduction rate of particulate matter (PM), but there is a problem in that the ceramic filter is easily damaged by an increase in back pressure. In order to solve the problem that the ceramic filter is damaged due to the increase in back pressure, the proposed oxidation catalyst-coated metal filter has a lower reduction rate of particulate matter (PM) than the ceramic filter and is not applicable to regulations and regulations. I can't do it.

또한 종래에 개발되어 있는 DPF 매연여과장치에 관한 기술은 특허문헌에 제시한 바와 같이 코팅된 촉매와의 반응효율을 높이기 위하여 특허문헌 2와 3과 같이 배출(배기)가스의 온도를 승온시키는 기술들이 대부분 개발 및 제시되어 있다.In addition, the technology related to the DPF soot filtration device developed in the prior art, as shown in the patent literature to increase the temperature of the exhaust (exhaust) gas as in Patent Documents 2 and 3 in order to increase the reaction efficiency with the coated catalyst Most are developed and presented.

또한, 상기 세라믹 필터를 이용한 DPF 매연여과장치에 대한 단점을 해결하기 위하여 전기집진장치를 적용한 매연저감장치가 개발되었으나, 일반적인 전기집진장치는 저속운전시 또는 질량이 작은 미세 매연(분진)입자의 포집효율이 좋으나, 고속운전시 배출가스의 관내 유속이 빨라짐으로써 입자의 관성력이 정전기력을 초과하여 질량이 큰 미세 매연(분진)입자들은 집진되지 않고 배출됨으로써 포집효율이 급격히 떨어지는 단점이 있다.In addition, in order to solve the shortcomings of the DPF soot filter using the ceramic filter, a soot reduction device using an electrostatic precipitator has been developed. However, a general electrostatic precipitator collects fine particulate matter (dust) at low speed or small mass. Although the efficiency is good, the flow velocity of the exhaust gas in the high speed operation is faster, the inertial force of the particles exceeds the electrostatic force, so that the large particulate matter (dust) particles having a large mass is discharged without being collected, there is a disadvantage that the collection efficiency is sharply dropped.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의하여 특허문헌 4인 공개번호 제10-2011-72095호인 매연여과장치를 개발하여 제시하였다.In order to solve this problem, the present inventors have developed and presented a soot filtration device of Patent Document No. 10-2011-72095.

상기 공개번호 제10-2011-72095호인 매연여과장치는 도 2와 같이 코로나 방전으로 배출가스 내의 미세 매연(분진)입자를 하전시켜 집진하는 제1집진부(A)와, 상기 제1집진부를 통과한 배출가스를 통과시켜 큰 질량의 매연입자를 포집하는 금속폼 형태의 제2집진부(B)로 구성되어 있다.The particulate filter, the publication number 10-2011-72095, has passed through the first dust collecting part A and the first dust collecting part A, which collects and collects the fine dust (dust) particles in the exhaust gas by corona discharge as shown in FIG. It consists of a 2nd dust-collecting part (B) of the metal foam form which collects the soot particle of a large mass through the waste gas.

이러한 매연여과장치는 큰 질량의 매연입자의 집진(포집)효율이 좋아 질량기준(g/㎾h)에 의한 규제 및 법규에는 아주 적합하나, 질량이 작은 매연입자의 집진효율이 낮아 개수기준(수량/㎾h)에 의한 규제 및 법규에는 적합하지 않은 문제점이 있다.Such a soot filtration device is well suited to the regulation and regulation by mass standard (g / ㎾h) because of its high efficiency of dust collection (capture) of large mass particles. / ㎾h) there is a problem that is not suitable for regulation and regulation.

또한, 본 출원인에 의하여 제공된 상기 매연여과장치와 종래의 전기집진방식은 코로나 방전을 일으키기 위한 방전극과 접지극이 다량의 매연을 포함하는 배출(배기)가스에 노출됨으로써 짧은 시간에서도 오염이 심하여 코로나 방전 효율이 떨어짐으로써 유지보수에 대한 문제점이 있다.
In addition, the soot filtration device and the conventional electrostatic precipitating method provided by the present applicant is exposed to the discharge (exhaust) gas containing a large amount of soot discharge electrode and the ground electrode for generating a corona discharge, so that contamination is severe even in a short time, corona discharge efficiency There is a problem with maintenance by falling.

1. (KR) 등록특허 등록번호 제10-0747088호1. (KR) Patent Registration No. 10-0747088 2. (KR) 등록특허 등록번호 제10-0929611호2. (KR) Patent Registration No. 10-0929611 3. (KR) 등록특허 등록번호 제10-1017021호3. (KR) Registration No. 10-1017021 4. (KR) 공개특허 공개번호 제10-2011-72095호4. (KR) Publication No. 10-2011-72095

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,

본 발명은 질량기준(g/㎾h)과 개수기준(수량/㎾h)에 의한 규제 및 법규에는 적합하며 내구성을 가지는 차량 및 선박용 매연여과장치를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a soot filtration device for vehicles and ships that are suitable for the regulations and regulations by the mass standards (g / ㎾ h) and the number standards (quantity / ㎾ h).

즉, 본 발명은 계속 강화되고 있는 매연에 대한 규제 및 법규에 대처할 수 있으며, 구조적으로 내구성을 가지며, 신뢰성을 가질 수 있는 매연여과장치를 제공하고자 한다.That is, the present invention is to provide a soot filtration device that can cope with the ever-increasing regulations and regulations for soot, structurally durable, and reliable.

또한, 장시간 사용에서도 코로나 방전의 효율이 저하되지 않도록 방전극의 오염을 줄일 수 있도록 이루어진 매연여과장치를 제공하고자 한다.
In addition, to provide a soot filtration device made to reduce the contamination of the discharge electrode so that the efficiency of the corona discharge does not decrease even in long time use.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발명된 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는, 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터로 이루어지며, 내부공간을 가지는 필터 집진구와, 상기 필터 집진구의 내부공간에 설치되는 방전봉과, 상기 필터 집진구와 방전봉에 전압을 인가하는 전압인가장치를 포함하며, 배출가스 내에 포함된 입자상 물질은 필터 집진구를 통과하여 내부 공간으로 유입되면서 1차로 집진되고, 필터 집진구와 방전봉 사이에 코로나 방전으로 하전되고 정전기력에 유도되어 2차로 집진됨을 특징으로 한다.
Charged oxidation catalyst type soot filtration device of the present invention, which is invented to achieve the above object, is composed of a metal foam filter coated with an oxidation catalyst, the filter dust collecting port having an inner space, and the inner space of the filter dust collecting hole And a voltage applying device for applying a voltage to the filter dust collector and the discharge rod, wherein the particulate matter contained in the exhaust gas is first collected by passing through the filter dust collector and entering the internal space, and the filter It is characterized by being charged by corona discharge between the dust collecting port and the discharge rod and collected by the electrostatic force secondarily.

이와 같이 이루어진 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 코로나 방전을 일으키는 방전봉이 처리되지 않은 배출가스에 노출되지 않음으로써 방전봉의 오염을 최소화하여 유지보수에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과를 가진다.Charged oxidation catalyst type soot filtration device of the present invention as described above has the effect of minimizing the contamination of the discharge rod by reducing the discharge rod causing the corona discharge is not exposed to the untreated exhaust gas to reduce the cost of maintenance.

또한, 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 배출가스가 금속폼 필터를 통과하면서 배출가스의 입자상 물질 중 조대 매연입자(분진)는 1차로 기공의 크기에 의하여 집진되어 재생(제거)되고, 미세 매연입자(분진)는 2차로 전기집진방식에 의하여 집진되어 재상(제거)되게 된다. In addition, the present invention, the charge oxidation catalyst type soot filtration device of the present invention, while the exhaust gas passes through the metal foam filter, the coarse soot particles (dust) of the particulate matter of the exhaust gas is first collected by the size of the pore to be regenerated (removed), Fine particulate matter (dust) is collected by secondary electrostatic precipitating method to be burned (removed).

이와 같이 입자상의 물질 중 조대 매연입자(분진)는 기공의 크기에 의하여 금속폼 필터에 집진되고, 미세 매연입자(분진)는 하전 및 정전기력에 의하여 금속폼 필터에 집진되며, 상기 금속폼 필터에 집진되는 입자상 물질은 산화촉매에 의하여 반응하여 재생(제거)되게 된다.As such, the coarse soot particles (dust) are collected in the metal foam filter by the size of pores, and the fine soot particles (dust) are collected in the metal foam filter by charge and electrostatic force, and are collected in the metal foam filter. The particulate matter is reacted by the oxidation catalyst to be regenerated (removed).

즉, 미세 매연입자(분진)가 하전 및 정전기력에 의하여 금속폼 필터에 집진됨으로써 금속폼 필터의 단점인 미세 매연입자(분진)의 낮은 집진(제거)효율을 해결할 수 있으며, 금속폼 필터는 세라믹 필터에 비하여 내구성이 좋아 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 미세 매연입자의 집진효율을 향상시킬 수 있음으로써 질량기준(g/㎾h)에 의한 규제 및 법규뿐만 아니라 개수기준(수량/㎾h)에 의한 규제 및 법규에도 아주 적합할 수 있다.That is, the fine particulate matter (dust) is collected in the metal foam filter by the charge and electrostatic force to solve the low dust collection (removal) efficiency of the fine particulate matter (dust), which is a disadvantage of the metal foam filter, the metal foam filter is a ceramic filter Compared to the durability is good, there is an advantage to increase the durability. As such, the dust collecting efficiency of the fine soot particles may be improved, and thus may be well suited to the regulation and the regulation based on the mass standard (g / 개수 h) as well as the regulation and the regulation based on the number standard (quantity / ㎾h).

또한, 상기와 같이 이루어진 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 코로나 방전에 의하여 금속폼 필터가 가열될 수 있음으로써 배출가스의 저온에 의한 산화촉매반응의 저하를 방지할 수도 있게 된다. In addition, the soot filtration device of the charged oxidation catalyst method of the present invention made as described above can be prevented from lowering the oxidation catalyst reaction by the low temperature of the exhaust gas by the metal foam filter can be heated by the corona discharge.

또한, 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 1차 기공에 의한 집진과, 2차 전기집진방식에 의한 집진으로 인하여 집진 효율을 개선할 수 있어 점점 강화되고 있는 매연에 대한 규제 및 법규에 효과적으로 대처할 수 있다.
In addition, the present invention the charged oxidation catalyst type soot filtration device can improve the dust collection efficiency due to the dust collection by the primary pores, and the secondary electrostatic dust collection method effectively to comply with the regulations and regulations on the smoke that is increasingly strengthened. Can cope

도 1은 종래에 실시 중에 있는 산화촉매 방식의 매연여과장치(DPF 시스템)에 관한 도면.
도 2는 본 출원인에 의하여 제시된 종래의 기술인 전기집진방식을 이용한 매연여과장치에 관한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 단면도.
도 4는 도 3의 A-A 선 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 부분 단면 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 필터 집진구와 방전봉에 대한 상세단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 필터 집진구에 대한 부분 상세단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 방전봉에 대한 부분상세도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예인 도 3의 A-A 선 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 부분 단면 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which concerns on the oxidation catalyst type soot filter apparatus (DPF system) currently implemented.
Figure 2 is a schematic diagram of a soot filtration device using a conventional electrostatic precipitating method presented by the present applicant.
3 is a cross-sectional view of a soot filtering device of a charged oxidation catalyst method according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
5 is a partial cross-sectional perspective view of a soot filtering device of a charged oxidation catalyst method according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a detailed cross-sectional view of the filter dust collector and the discharge rod of the particulate filter of the charge oxidation catalyst method of an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a partial detailed cross-sectional view of the filter dust collector of the particulate filter of the charge oxidation catalyst method of an embodiment of the present invention.
8 is a partial detailed view of the discharge rod of the soot filtration device of the charged oxidation catalyst method of an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3 which is another embodiment of the present invention.
10 is a partial cross-sectional perspective view of a soot filtration device of a charged oxidation catalyst method according to another embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명의 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 입자상 물질(미세입자)을 산화촉매제와 반응을 시켜 재생(제거)하는 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터를 접지극으로 하여 방전봉과 코로나 방전으로 입자상 물질을 하전시켜 정전기력으로 집진효율을 높여 배출가스 내의 입자상 물질의 재생(제거)효율을 높이도록 한 것이다.The charged oxidation catalyst type soot filtration device of the present invention uses a metal foam filter coated with an oxidation catalyst which reacts (removes) particulate matter (fine particles) with an oxidation catalyst as a ground electrode to discharge particulate matter by a discharge rod and a corona discharge. Charged to increase the dust collection efficiency by the electrostatic force to increase the efficiency of regeneration (removal) of particulate matter in the exhaust gas.

이러한 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터로 이루어지며, 내부공간을 가지는 접지극인 필터 집진구와, 상기 필터 집진구의 내부공간에 설치되는 방전봉에 전압을 인가하여 필터 집진구와 방전봉 사이에 코로나 방전을 발생시킴으로써 유입되는 배출가스 내에 포함된 입자상 물질이 필터 집진구를 통과시 유입면의 폼 필터의 기공(공극, 틈새)크기에 의하여 입자상 물질 중 조대 매연입자(분진)가 1차 집진되고, 통과하는 입자상 물질 중 미세 매연입자(분진)는 코로나 방전으로 생성된 전자(이온)에 의하여 하전되고, 하전된 미세 매연입자는 정전기력의 의하여 내면인 유출면에 2차 집진되며, 상기 필터 집진구에 1차와 2차로 집진되는 입자상 물질은 산화촉매와 반응하여 재생(제거)되게 된다.
The soot filtering device of the charged oxidation catalyst method of the present invention is composed of a metal foam filter coated with an oxidation catalyst, and a voltage is applied to a filter dust collecting port which is a ground electrode having an inner space and a discharge rod installed in an inner space of the filter dust collecting hole. When the particulate matter contained in the discharged gas introduced by applying the corona discharge between the filter dust collector and the discharge rod passes through the filter dust collector, the coarse among the particulate matter is caused by the pore size (pores, gaps) of the foam filter on the inlet surface. The particulate matter (dust) is first collected, and fine particulate matter (dust) among the particulate matter passing through is charged by electrons (ions) generated by corona discharge, and the charged fine particulate matter is discharged from the inner surface by electrostatic force. The particulate matter which is collected in the secondary, and the primary and secondary dust collected in the filter dust collecting outlet is regenerated (removed) by reacting with the oxidation catalyst.

이하, 본 발명의 실시 예를 나타낸 도면을 첨부하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3 내지 도 5와 같이 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 구성은, 배출(배기)가스를 안내하는 배기관에 연결설치되는 하우징 몸체(10)과, 상기 하우징 몸체(10)의 내측에 설치되어 배출가스 내의 입자상 물질을 집진(제거)하는 접지극인 필터 집진구(20)와, 상기 필터 집진구(20) 내에 설치되어 코로나 방전을 발생시키는 방전극(30)과, 상기 필터 집진구(20)와 방전극(30)과 전기적으로 연결되어 고전압을 인가하는 전압인가장치(40)로 구성된다.3 to 5, the configuration of the present invention, the charge oxidation catalyst type soot filtration device, the housing body 10 is connected to the exhaust pipe for guiding the discharge (exhaust) gas and the inside of the housing body 10 A filter dust collecting hole 20 which is installed and is a ground electrode for collecting (removing) particulate matter in the exhaust gas, a discharge electrode 30 provided in the filter dust collecting hole 20 to generate corona discharge, and the filter dust collecting hole 20 ) And a voltage application device 40 electrically connected to the discharge electrode 30 to apply a high voltage.

상기 하우징 몸체(10)은 보통 금속재질로 이루어지며, 원형, 타원형 또는 사각형 등의 관(pipe) 형태로 이루어진다. 본 발명의 일 실시 예에서는 도 4와 도 5와 같이 원형을 일 실시 예로 하고 있다.The housing body 10 is usually made of a metal material, it is made of a pipe (pipe) shape such as round, oval or square. In an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the circle is an example.

이러한 상기 하우징 몸체(10)의 내측에는 배출가스가 유입되는 전단부인 유입부(10a)와 입자상 물질이 제거되어 배출되는 후단부인 배출부(10b)로 구획될 수 있도록 차단 막음판(11)이 설치되며, 상기 차단 막음판(11)에는 처리된 배출가스가 배출되도록 다수개의 원형 관통구(11a)가 형성된다.
Inside the housing body 10, a blocking blocking plate 11 is installed so as to be partitioned into an inlet portion 10a, which is a front end portion into which exhaust gas is introduced, and a discharge portion 10b, which is a rear end portion from which particulate matter is removed and discharged. The blocking block 11 is provided with a plurality of circular through holes 11a to discharge the treated exhaust gas.

상기 필터 집진구(20)는 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터로써 원통(pipe) 형태로 형성되며, 전단부의 밑면은 배출가스가 유입되지 않도록 차단판(21)이 설치되고, 개구된 후단부의 밑면은 차단 막음판(11)에 형성된 원형 관통구(11a)와 연통하도록 설치된다. 전단부의 밑면은 배출가스가 유입되도록 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터로 형성될 수 있으나, 유속이 빨라질 경우 전단부의 밑면으로 다량의 배출가스 유입됨으로써 집진효율이 저하될 수 있음으로 전단부의 밑면은 배출가스가 유입되지 않도록 차단판(21)이 설치되는 것이 바람직하다.The filter dust collector 20 is a metal foam filter coated with an oxidation catalyst, and is formed in a cylindrical shape. The bottom surface of the front end portion is provided with a blocking plate 21 to prevent exhaust gas from flowing therein, and the bottom surface of the rear end portion opened. Is installed to communicate with the circular through hole (11a) formed in the blocking plate (11). The bottom of the front end may be formed of a metal foam filter coated with an oxidation catalyst to allow the exhaust gas to flow in. However, when the flow velocity increases, dust collection efficiency may be reduced by introducing a large amount of exhaust gas into the bottom of the front end, so the bottom of the front end is discharged. It is preferable that the blocking plate 21 is installed so that gas does not flow in.

이와 같이 형성되어 설치된 필터 집진구(20)는 도 3과 도 4와 같이 외부(20a)와 내부공간(20b)으로 구별되도록 구획되고, 배출가스는 외부(20a)에서 필터 집진구(20)를 통과하여 내부공간(20b)으로 유입되게 된다.
The filter dust collector 20 formed and installed as described above is partitioned so as to be distinguished into the exterior 20a and the interior space 20b as shown in FIGS. 3 and 4, and the exhaust gas is formed by separating the filter dust collector 20 from the exterior 20a. It passes through and flows into the inner space 20b.

상기 방전극(30)은 금속재질인 다수개의 방전봉(31)과, 상기 방전봉(31)을 고정/지지하는 금속재질인 방전봉 지지대(32)로 구성되며, 상기 방전봉 지지대(32)는 차단 막음판(11)에 설치되어 후단부인 배출부(10b) 측에 위치한다.The discharge electrode 30 is composed of a plurality of discharge rods 31 of a metal material, and a discharge rod supporter 32 of a metal material for fixing / supporting the discharge rods 31. It is installed on the blocking plate 11 and is located on the discharge part 10b side which is the rear end.

상기 방전봉(31)은 필터 집진구(20)의 내부공간(20b)에 각각 설치되며, 이러한 방전봉(31)은 길이가 긴 형태로 형성되는 것으로 보통 도 8의 (a)와 같이 다수의 방전핀(31')이 형성된 금속봉으로 이루어지거나, 또는 도 8의 (b)와 같이 나사산이 형성된 나사축으로 이루어질 수 있다.
The discharge rods 31 are respectively installed in the inner space 20b of the filter dust collecting hole 20, and the discharge rods 31 are formed to have a long length, and as shown in FIG. The discharge pin 31 ′ may be formed of a metal rod, or as shown in (b) of FIG.

이와 같이 이루어진 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 작동상태를 설명하면,Referring to the operating state of the soot filtration device of the charged oxidation catalyst method of the present invention made as described above,

배기관을 통하여 공급되는 배출가스는 도 3과 같이 하우징 몸체(10)의 전단부인 유입부(10a)로 유입되고, 상기 유입되는 배출가스는 도 3과 도 4와 같이 외부(20a)에서 필터 집진구(20)를 통과하여 내부공간(20b)으로 이동하고, 상기 필터 집진구(20)를 통과한 배출가스는 후단부인 배출부(10b)를 통하여 배출된다.Exhaust gas supplied through the exhaust pipe is introduced into the inlet portion 10a which is the front end of the housing body 10 as shown in FIG. 3, and the inlet exhaust gas is filtered at the outside 20a as shown in FIGS. 3 and 4. Passing through the 20 to the internal space (20b), the exhaust gas passing through the filter dust collector 20 is discharged through the discharge portion (10b) that is the rear end.

이와 같이 필터 집진구(20)를 통과하는 배출가스는 도 6과 도 7과 같이 필터 집진구(20)인 금속폼 필터 기공의 크기에 의하여 배출가스 내의 입자상 물질 중 조대 매연 입자(분진)(a)가 외부면인 유입면(20-1)에서 집진되게 되고, 미세하여 통과하는 미세 매연 입자(분진)(b)은 필터 집진구(20)와 방전봉(31) 사이에 발생하는 코로나 방전에 의하여 생성된 전자(이온)와 결합하여 하전되고, 하전된 미세 매연 입자(분진)(b)은 정전기력에 의하여 내면인 유출면(20-2)으로 집진되며, 상기 집진되는 입자상 물질은 산화촉매와 반응하여 재생(제거)되게 된다.As described above, the exhaust gas passing through the filter dust collecting hole 20 is coarse soot particles (dust) in the particulate matter in the exhaust gas according to the size of the metal foam filter pores that are the filter dust collecting hole 20 as shown in FIGS. 6 and 7 (a). ) Is collected on the inflow surface 20-1, which is an outer surface, and fine particulate matter (dust) b that passes through finely is subjected to corona discharge generated between the filter dust collecting hole 20 and the discharge rod 31. The charged fine soot particles (dust) b are combined with the generated electrons (ions), and are collected by the electrostatic force to the outflow surface 20-2, which is internal, and the particulate matter is collected from the oxidation catalyst. Reacts and is regenerated (removed).

이와 같이 입자상 물질 중 비교적 큰 입자로 이루어진 입자상 물질은 금속폼 필터의 기공크기에 의하여 1차 집진되고, 미세하여 통과하는 입자상 물질은 하전되어 정전기력으로 유도되어 집진되는 전기집진방식으로 2차 집진됨으로써 입자상 물질의 재생(제거)효율을 높일 수 있다.As such, the particulate matter composed of relatively large particles among the particulate matter is first collected by the pore size of the metal foam filter, and the particulate matter passing through the fine particles is charged and charged by electrostatic force to collect the secondary particulate matter by secondary dust collection. It can improve the regeneration (removal) efficiency of the material.

또한, 코로나 방전을 일으키는 방전봉(31)을 포함하는 방전극(30)은 필터 집진구(20)를 통과하여 입자상 물질이 제거된 배출가스와 접촉함으로써 입자상 물질에 의한 오염을 방지하고, 이로 인한 문제점을 해소할 수 있게 된다.
In addition, the discharge electrode 30 including the discharge rod 31 for generating a corona discharge is passed through the filter dust collecting hole 20 to prevent the contamination by the particulate matter by contacting the exhaust gas from which the particulate matter is removed, thereby causing problems Can be solved.

도 9와 도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 것으로, 도면을 참조하여 구체적으로 설명하며, 도 3 내지 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 구체적으로 설명을 하지 않는다.9 and 10 illustrate another embodiment of the present invention, which will be described in detail with reference to the drawings, and the same configuration as the embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 to 8 will be described in detail. I never do that.

도 9와 도 10에 도시된 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치의 구성은, 배출(배기)가스를 안내하는 배기관에 연결설치되는 하우징 몸체(10)과, 상기 하우징 몸체(10)의 내측에 설치되어 배출가스 내의 입자상 물질을 집진(제거)하는 접지극인 필터 집진구(20')와, 상기 필터 집진구(20') 내에 설치되어 코로나 방전을 발생시키는 방전극(30)과, 상기 필터 집진구(20')와 방전극(30)과 전기적으로 연결되어 고전압을 인가하는 전압인가장치(40)로 구성된다.
9 and 10, the configuration of the present invention the charged oxidation catalyst type soot filtration device, the housing body 10 is connected to the exhaust pipe for guiding the discharge (exhaust) gas and the inside of the housing body 10 A filter dust collector 20 'which is a ground electrode installed at the dust collector to collect (remove) particulate matter in the exhaust gas, a discharge electrode 30 installed in the filter dust collector 20' to generate corona discharge, and the filter dust collector. It is composed of a voltage applying device 40 is electrically connected to the pendulum 20 'and the discharge electrode 30 to apply a high voltage.

상기 하우징 몸체(10)의 그 단면이 사각 형태로 형성되며, 전단부인 유입부(10a)와 후단부인 배출부(10b)로 구획되도록 내측에 다수개의 사각 관통구(11b)가 형성된 차단 막음판(11)이 설치된다.
A cross-section of the housing body 10 is formed in a quadrangular shape, and a blocking plate having a plurality of rectangular through holes 11b formed therein so as to be partitioned into an inlet portion 10a that is a front end portion and an outlet portion 10b that is a rear end portion ( 11) is installed.

상기 필터 집진구(20')는 전술된 바와같이 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터가 평판(plate)으로 이루어지며, 이러한 평판(plate)형태의 금속폼 필터가 소정의 간격으로 도 9와 도 10과 같이 설치되며, 배출가스가 평판(plate)형태의 금속폼 필터를 통과하도록 전단부에는 배출가스의 유입을 차단하는 차단판(21)이 설치되고, 후단부는 유입된 배출가스가 배출될 수 있도록 차단 막음판(11)에 형성된 사각 관통구(11b) 부분에 설치된다. As described above, the filter dust collecting hole 20 ′ is formed of a plate of a metal foam filter coated with an oxidation catalyst, and the plate-shaped metal foam filter is formed at predetermined intervals in FIGS. 9 and 10. It is installed as, the front end is provided with a blocking plate 21 to block the inlet of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the metal foam filter in the form of a plate (plate), the rear end so that the introduced exhaust gas can be discharged It is provided in the rectangular through-hole 11b formed in the blocking plate 11.

이와 같이 형성되어 설치된 필터 집진구(20')는 도 9과 도 10과 같이 외부(20a)와 내부공간(20b)으로 구별되도록 구획되고, 배출가스는 외부(20a)에서 필터 집진구(20')를 통과하여 내부공간(20b)으로 유입되게 된다.
The filter dust collector 20 'formed and installed as described above is partitioned so as to be distinguished into the outer 20a and the inner space 20b as shown in FIGS. 9 and 10, and the exhaust gas is separated from the filter dust collector 20' at the outer 20a. Pass through) is introduced into the inner space (20b).

상기 방전극(30)은 도 3 내지 도 8의 실시 예에서 설명한 바와 같이 필터 집진구(20')의 내부공간(20b)에 설치되어 배출부(10b) 측에 위치하는 다수개의 방전봉(31)과, 상기 다수개의 방전봉(31)을 고정하는 방전봉 지지대(32)로 이루어진다.As described in the embodiments of FIGS. 3 to 8, the discharge electrode 30 is installed in the internal space 20b of the filter dust collecting hole 20 ′ and is disposed on the discharge part 10b side. And a discharge rod supporter 32 for fixing the plurality of discharge rods 31.

도 9와 도 10에 도시된 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 도 3 내지 도 8에 도시된 본 발명에서 설명한 바와 같이 필터 집진구(20')인 금속폼 필터 기공의 크기에 의하여 배출가스 내의 입자상 물질 중 조대 매연 입자(분진)(a)가 외부면인 유입면(20-1)에서 집진되게 되고, 미세하여 통과하는 미세 매연 입자(분진)(b)은 필터 집진구(20')와 방전봉(31) 사이에 발생하는 코로나 방전에 의하여 생성된 전자(이온)와 결합하여 하전되고, 하전된 미세 매연 입자(분진)(b)은 정전기력에 의하여 내면인 유출면(20-2)으로 집진되며, 상기 집진되는 입자상 물질은 산화촉매와 반응하여 재생(제거)되게 된다.
9 and 10 are exhausted by the size of the metal foam filter pores of the filter dust collecting hole 20 ′ as described in the present invention shown in FIGS. 3 to 8. Among the particulate matter in the gas, the coarse soot particles (dust) a are collected at the inflow surface 20-1, which is the outer surface, and the fine soot particles (dust) b that pass through the fine particles are filter dust collectors 20 '. ) And charged with the electrons (ions) generated by the corona discharge generated between the discharge rod 31, the charged fine soot particles (dust) (b) is the outflow surface 20-2 that is the inner surface by the electrostatic force Dust is collected, and the collected particulate matter reacts with the oxidation catalyst to be regenerated (removed).

이러한 본 발명인 하전 산화촉매방식의 매연여과장치는 입자상 물질로부터 코로나 방전을 유도하는 방전봉을 보호할 수 있음으로 유지보수 및 신뢰성을 향상시킬 수 있어 장기간 사용이 가능하고, 입자상 물질 중 미세 분진입자를 전기집진방식으로 집진함으로써 집진효율이 좋아 점점 더욱 강화되어지고 있는 규제 및 법규에 아주 효율적으로 대처할 수 있으며, 그 구조가 간단하여 차량 및 선박 등에 설치가 용이하다.
The present invention is a charge oxidation catalyst type soot filtration device can protect the discharge rod inducing corona discharge from the particulate matter can improve the maintenance and reliability can be used for a long time, the fine dust particles in the particulate matter By collecting dust by the electric dust collecting method, the dust collecting efficiency is good, so that it can cope with the increasingly strengthened regulations and laws, and its structure is simple, so it is easy to install in vehicles and ships.

10 : 하우징 몸체 10a : 유입부
10b : 배출부 11 : 차단 막음판
11a : 원형 관통구 11b : 사각 관통구
20 : 필터 집진구 20b : 내부공간
21 : 차단판
30 : 방전극 31 : 방전봉
32 : 방전봉 지지대
40 : 전압인가장치10: housing body 10a: inlet
10b: discharge portion 11: blocking blocking plate
11a: round through hole 11b: square through hole
20: filter dust collecting hole 20b: internal space
21: blocking plate
30: discharge electrode 31: discharge rod
32: discharge rod support
40: voltage application device

Claims (6)

내측에 유입부(10a)와 배출부(10b)로 구획하는 다수개의 원형 관통구(11a)가 형성된 차단 막음판(11)이 설치된 하우징 몸체(10)와;
상기 유입부(10a) 측에 위치하도록 차단 막음판(11)의 원형 관통구(11a)에 설치되는 원통 형태로 형성되고, 전단부에 차단판(21)이 설치되어 구획된 내부공간(20b)을 가지며, 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터가 원통 형태로 이루어진 다수개의 필터 집진구(20)와;
상기 필터 집진구(20)의 각각의 내부공간(20b)에 설치되어 배출부(10b) 측에 위치하는 다수개의 방전봉(31)과, 상기 다수개의 방전봉(31)을 고정하는 방전봉 지지대(32)로 이루어진 방전극(30)과;
상기 필터 집진구(20)와 방전극(30)에 전압을 인가하는 전압인가장치(40)를 포함하며,
배출가스 내에 포함된 입자상 물질은 필터 집진구(20)를 통과하여 내부공간(20b)으로 유입되면서 1차로 집진되고, 필터 집진구(20)와 방전봉(31) 사이에 코로나 방전으로 하전되고 정전기력에 유도되어 2차로 집진되며,
상기 필터 집진구(20)에 집진되는 입자상 물질은 산화촉매반응으로 재생되는 하전 산화촉매방식의 매연여과장치.A housing body (10) provided with a blocking plate (11) formed therein with a plurality of circular through holes (11a) partitioned into inlets (10a) and outlets (10b);
An inner space 20b formed in a cylindrical shape installed in the circular through hole 11a of the blocking blocking plate 11 so as to be located at the inlet portion 10a and having a blocking plate 21 installed at the front end portion thereof. A plurality of filter dust collecting holes 20 having a cylindrical metal form coated with an oxidation catalyst;
A plurality of discharge rods 31 installed in each of the inner spaces 20b of the filter dust collector 20 and positioned on the discharge part 10b side, and a discharge rod supporter for fixing the plurality of discharge rods 31. A discharge electrode 30 composed of 32;
It includes a voltage applying device 40 for applying a voltage to the filter dust collector 20 and the discharge electrode 30,
Particulate matter contained in the exhaust gas is first collected by passing through the filter dust collector 20 into the internal space (20b), charged by the corona discharge between the filter dust collector 20 and the discharge rod 31 and the electrostatic force Is induced in and collected in the second,
Particulate matter collected in the filter dust collector 20 is a soot filtration device of the charged oxidation catalyst type is regenerated by an oxidation catalyst reaction. 내측에 유입부(10a)와 배출부(10b)로 구획하는 다수개의 사각 관통구(11b)가 형성된 차단 막음판(11)이 설치된 단면이 사각형태인 하우징 몸체(10)와;
상기 유입부(10a) 측에 위치하도록 차단 막음판(11)의 사각 관통구(11b)에 설치되되, 구획된 내부공간(20b)을 형성하도록 전단부에 차단판(21)이 설치된 산화촉매가 코팅된 금속폼 필터가 평판형태로 이루어진 다수개의 필터 집진구(20')와;
상기 필터 집진구(20')의 내부공간(20b)에 설치되어 배출부(10b) 측에 위치하는 다수개의 방전봉(31)과, 상기 다수개의 방전봉(31)을 고정하는 방전봉 지지대(32)로 이루어진 방전극(30)과;
상기 필터 집진구(20)와 방전극(30)에 전압을 인가하는 전압인가장치(40)를 포함하며,
배출가스 내에 포함된 입자상 물질은 필터 집진구(20')를 통과하여 내부공간(20b)으로 유입되면서 1차로 집진되고, 필터 집진구(20')와 방전봉(31) 사이에 코로나 방전으로 하전되고 정전기력에 유도되어 2차로 집진되며,
상기 필터 집진구(20')에 집진되는 입자상 물질은 산화촉매반응으로 재생되는 하전 산화촉매방식의 매연여과장치.A housing body (10) having a rectangular cross section in which a blocking plate (11) having a plurality of rectangular through holes (11b) formed therein is divided into an inlet (10a) and an outlet (10b);
The oxidation catalyst is installed in the rectangular through-hole 11b of the blocking blocking plate 11 to be located at the inlet 10a side, and the blocking plate 21 is installed at the front end to form a partitioned inner space 20b. A plurality of filter dust collecting holes 20 'having a coated metal foam filter formed in a flat plate shape;
A plurality of discharge rods 31 installed in the inner space 20b of the filter dust collecting hole 20 'and positioned at the discharge portion 10b, and a discharge rod support fixing the plurality of discharge rods 31; A discharge electrode 30 composed of 32;
It includes a voltage applying device 40 for applying a voltage to the filter dust collector 20 and the discharge electrode 30,
Particulate matter contained in the exhaust gas is first collected by passing through the filter dust collector 20 'and introduced into the internal space 20b, and charged by corona discharge between the filter dust collector 20' and the discharge rod 31. Induced by electrostatic force and collected secondarily,
Charged oxidation catalyst type soot filtration device that the particulate matter collected in the filter dust collector (20 ') is regenerated by the oxidation catalyst reaction. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 방전봉은 다수개의 방전핀이 형성된 금속봉임을 특징으로 하는 하전 산화촉매방식의 매연여과장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The discharge rod is a soot filtration device of a charged oxidation catalyst method, characterized in that the metal rod formed with a plurality of discharge pins. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 방전봉은 나사산이 형성된 나사축임을 특징으로 하는 하전 산화촉매방식의 매연여과장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
The discharge rod is a soot filtration device of a charged oxidation catalyst method, characterized in that the screw shaft is formed with a screw thread. 삭제delete 삭제delete
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