KR101177681B1 - 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 연소공간이 구비되며 일측과 타측이 개방되는 점화몸체와, 상기 점화몸체에서 상기 연소공간 방향으로 설치되는 점화수단을 포함하는 점화부; 및 상기 점화몸체의 일측에 고정되되, 상기 점화몸체의 개방된 일측과 대응되는 위치에 개방부가 형성되는 고정케이스와, 상기 고정케이스의 내부에 이동 가능하게 설치되는 노즐이동부와, 상기 노즐이동부를 이동시키는 구동부와, 상기 노즐이동부 내부에 설치되며 상기 개방부를 통하여 상기 연소공간 방향으로 연료를 분사하는 노즐을 포함하는 이동형 노즐장치를 포함하고, 상기 노즐이동부의 이동에 의하여 상기 노즐의 단부에 형성되어 연료를 분사하는 분사공이 선택적으로 상기 개방부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너는 노즐로부터 연료가 분사되지 않는 동안 이동형 노즐장치를 통해서 노즐의 연소공간에 대한 상대적인 위치를 가변시켜 배기가스와의 접촉을 완벽하게 차단하는 것이 가능함으로써, 노즐이 배기가스 중의 오염물질과 접촉하여 발생하는 노즐 단부의 막힘을 미연에 방지할 수 있게 됨에 따라 버너의 작동을 원활히 하여 배기가스를 안정적으로 저감할 수 있으며, 노즐 막힘을 해소하기 위해 행해지는 번거로운 작업을 줄일 수 있고, 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너{Burner of Exhaust Gas Reduction Apparatus for Diesel Engine with Movable Nozzle}

본 발명은 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배기가스의 매연 침착에 의한 노즐의 성능 저하 문제를 사전에 방지하도록 한 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진은 엔진 내부로 분사된 연료가 피스톤의 압축으로 온도가 상승되도록 하여 자기 착화를 통해 연소시켜 출력을 발생시킨다. 상기 디젤엔진은 공기와 연료의 혼합비로써 출력을 조정하도록 되어 있는데, 이러한 과정에서 연료와 공기의 불균일화로 인해 불완전연소가 일어남에 따라 유해 미립자(매연)가 발생된다.

즉, 상기 디젤엔진은 순간적으로 고출력을 얻고자 할 경우 일정한 공기에 연료의 공급을 증가시켜 연료를 연소시키게 되는 데, 이때 연료는 공기량의 부족으로 불완전 연소를 하면서 다량의 매연이 발생하게 된다. 또한, 디젤엔진의 연소시에는 연료가 연소실에 고압으로 분사되는 기간이 매우 짧기 때문에 국부적인 농후 영역이 발행하면서 다량의 매연이 발생하게 된다.

이처럼, 디젤엔진의 연소과정에서 불완전연소로 인해 발생되는 유해 미립자는 주로 질소산화물(NOx), 입자상 물질(PM, Particulate Matter) 및 수트(Soot,재)로서, 디젤차량에 의한 유해 미립자가 총 대기오염의 40%를 차지한다는 보고가 있다.

특히, 상기 입자상 물질(PM)의 크기는 대부분 미세한 직경을 가지며 탄소입자 외에 용해성 유기물도 다량 포함되어 있기 때문에, 최근 폐암의 원인이 된다는 보고에 의해 인체 유해성에 대한 연구가 진행 중이다.

이에 따라, 여러 나라들은 대기오염의 주요원인 중 하나인 차량에 의한 배기가스의 배출을 규제하고 있으며, 이러한 규제에 적극적으로 대처하기 위해서 최근 디젤차량의 배기통로에 삽입시켜 배기가스를 저감시킬 수 있는 매연저감장치(혹은, 디젤엔진매연여과장치(DPF; Diesel Particulate Filter))가 다양한 방안으로 연구 개발되어 개시되고 있다.

이러한 매연저감장치는 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질(PM)을 포집하여 태우는 기술로서 입자상 물질(PM)을 80% 이상 저감할 수 있는 좋은 기술이지만, 높은 가격과 내구성에 대한 검증이 불확실한 단점 있는 것으로 알려져 있다.

특히, 종래의 매연저감장치는 매연을 촉매필터에 의해 포집하고, 포집된 매연을 촉매에 의해 산화시키는 방식이 적용되고 있으나, 액체 연료가 미립화 및 기화가 이루어지지 않은 경우 엔진출력이 저하되고, 연료가 연소실에 고압으로 분사되는 기간이 매우 짧기 때문에 다량의 유해 미립자가 대량 발생되며, 교통체증이 심한 구간과 같이 저속운행구간이 많은 경우에는 배기가스의 온도가 낮아져 촉매에 의해 자연재생이 어려운 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.

또한, 상기 촉매가 제 기능을 하지 못하게 되면, 배기배압의 증가로 인해 출력이 저하되며 연료의 소비량이 증가되고, 이와 같은 현상이 지속되는 경우에는 상기 필터가 파손될 뿐만 아니라 엔진까지 손상되게 되는 것으로 알려져 있다.

그리고, 엔진오일의 소모 및 첨가제 사용에 따라 상기 입자제거 필터부 내부에 수트(Soot,재)가 축적되어 주기적으로 필터를 청소해주어야 하는 번거로움을 가져오는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.

이처럼, 상기 매연저감장치의 기술은 크게 입자상 물질(PM)의 포집, 재생 및 제어 기술로 구분이 되는바, 매연저감장치의 재생 과정에서 포집된 입자상 물질(PM)을 태우는 방식에 따라 강제재생방식과 자연재생방식이 있다.

상기 강제재상방식은 재생을 위해 전기히터, 버너, 스로틀링 등을 사용해서 강제 가열을 하는 방식이고, 상기 자연재생방식은 배기가스의 열을 이용해 첨가제나 산화촉매에 의해 재생시키는 방법이다.

여기서, 상기 자연재생방식의 매연저감장치(DPF) 기술은 입자상 물질(PM)의 자연재생온도가 570℃인데 촉매나 첨가제를 사용하여 자연재생온도를 300℃ 정도로 낮추어 사용하는 기술이다.

그러나, 우리나라의 시내버스의 경우, 주행 속도가 낮고 정차가 잦아 배출가스 온도가 200℃ 수준으로 낮기 때문에 직접 적용하기 어려운 단점이 있으며, 또한, 배출가스온도가 150℃~200℃로 낮은 중소형 디젤차량에도 적용하기가 어려운 단점이 있는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 촉매에 의한 자연재생방식에 전기히터, 버너, 스로틀링 등을 사용한 강제재생방식이 복합된 방식이 제안되고 있는 것이다.

도 1에는 종래의 버너를 이용한 매연저감장치의 일 실시예가 도시되어 있다.

상기 매연저감장치(100)는 엔진에서 발생하는 배기가스가 유동하는 배기유로상의 소정 위치에 설치되어 몸체(110) 내부에 촉매필터(120)가 구비되고 외주면에 배기가스유입구(112)가 형성되며 일측단부에는 배기가스유출구(114)가 타측단부에는 버너(130)가 형성된다.

상기 매연저감장치(100)는 엔진에서 발생한 배기가스가 배기가스유입구(112)를 통해 몸체(110)의 내부로 유입되고, 상기 버너(130)에서 발생하는 화염에 의한 온도의 상승 및 입자상 매연의 강제재생이 이루어지며, 온도가 증가한 배기가스가 촉매필터(120)를 통과하며 입자상 물질(PM)이 자연재생되는 구조이다.

그런데, 종래 매연저감장치(100)의 버너(130)에 마련된 연료 분사용노즐(132)이 배기가스와 접촉 가능하도록 연소실(140) 내에 그대로 노출되게 고정 배치되어 있는 관계로, 상기 노즐(132)이 장시간 배기가스 내의 입자상 매연과 접촉하게 된다.

이에 따라 상기 노즐(132)의 분사공이 매연 침착 및 열화로 인해 오염됨으로써, 상기 노즐(132)에서의 노즐분사량 감소 및 분사각의 변화 등의 기능 저하가 발생하게 되고, 이로 인해 버너(130)의 작동 불량 시 노즐(132) 교체 및 노즐(132)청소를 위해 버너(130)의 분해 정비를 필요로 하거나 버너(130) 자체를 교환해야만 하는 문제점이 있었다.

다시 말해, 상기 매연저감장치(100)의 재생장치는 반복적으로 사용할 경우 상기 노즐(132) 및 점화수단(134)이 탄소성분에 의해 자주 막히는 현상이 발생된다. 특히, 전술한 바와 같이 상기 노즐(132)은 연료를 분사하고 버너(130)가 작동되지 않는 경우에 상기 노즐(132)의 단부는 배기가스에 노출된 상태로 존재하게 되는데, 이때, 상기 노즐(132)은 상기 배기가스 내부에 포함된 입자상 물질 등에 의해 막힘 현상이 발생될 수 있는 것이다.

이렇게 상기 노즐(132)의 막힘 현상이 심한 경우에는 이후 버너(130) 작동과정에서 연료 분사가 원활히 이루어지지 않아 버너(130) 및 전체 매연저감시스템이 작동되지 않을 수 있으며, 이를 해소하기 위해서는 장치를 분해하고 청소를 해야만 하는 번거로움이 발생되는 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 다양한 방안이 연구 개발되어 개시되어 있다.

그 중에서 대표적인 것으로는, 대한민국 공개실용신안공보 제1998-41315호(1998.9.15. 공개)에 개시된 연소기 노즐에 노즐캡을 이용 공기차단막을 형성시켜 디젤기관으로부터 방출되는 배기가스의 미립자에 의해 연소기 노즐이 오염되는 것을 방지할 수 있도록 개선한 "연소기 노즐에 공기차단막을 갖는 디젤기관 배기가스 미립자 포집장치"가 있고, 대한민국 등록특허 제584180호(2006. 5. 29. 공고) 개시된 연료분사용 노즐이 배기가스 등에 노출되지 않도록 할 수 있는 "연료분사용 노즐 개폐장치"가 있으며, 대한민국 공개특허공보 제2010-62991호(2010. 06. 14. 공개)에 개시된 버너의 미작동시 연료가 분사되는 노즐에 공기가 분사됨으로써 배기가스에 의한 노즐 막힘 현상을 방지할 수 있는 "배기가스의 매연 저감 시스템"이 있다.

그러나 이러한 종래기술은 노즐 막힘 현상을 방지하기 위하여 복잡한 구성을 추가로 요구하는바, 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 매연저감장치의 버너에 연료를 분사하기 위해 구비되는 노즐을 단순한 구성으로 연료 분사 전후를 기준으로 위치 이동이 가능하도록 함으로써, 배기가스의 매연 침착에 의한 노즐의 성능 저하 문제를 사전에 방지하도록 한 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공하도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 연소공간이 구비되며 일측과 타측이 개방되는 점화몸체와, 상기 점화몸체에서 상기 연소공간 방향으로 설치되는 점화수단을 포함하는 점화부; 및 상기 점화몸체의 일측에 고정되되, 상기 점화몸체의 개방된 일측과 대응되는 위치에 개방부가 형성되는 고정케이스와, 상기 고정케이스의 내부에 이동 가능하게 설치되는 노즐이동부와, 상기 노즐이동부를 이동시키는 구동부와, 상기 노즐이동부 내부에 설치되며 상기 개방부를 통하여 상기 연소공간 방향으로 연료를 분사하는 노즐을 포함하는 이동형 노즐장치를 포함하고, 상기 노즐이동부의 이동에 의하여 상기 노즐의 단부에 형성되어 연료를 분사하는 분사공이 선택적으로 상기 개방부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 노즐은 상기 고정케이스에서 상기 개방부가 형성되는 면의 수직방향으로 상기 노즐이동부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 구동부는 상기 고정케이스에서 상기 개방부가 형성되는 면의 수평 방향으로 상기 노즐이동부를 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 구동부는 유체를 이용하여 구동력을 발생시키도록 상기 노즐이동부에서 상기 수평 방향 단부에 연결되는 실린더부재로 구성되며, 상기 실린더부재의 피스톤 운동을 통해 상기 노즐이동부가 상기 수평 방향으로 이동되면서, 상기 노즐의 분사공이 선택적으로 상기 개방부와 마주보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 구동부는 상기 고정케이스에서 상기 개방부가 형성되는 면의 수평 방향을 축으로 하여 상기 노즐이동부를 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 구동부는 전원 공급을 통해 회전력을 발생시키도록 상기 노즐이동부에서 상기 수평 방향 단부에 연결되는 구동모터로 구성되며, 상기 구동모터의 회전운동을 통해 상기 노즐이동부가 자전되면서, 상기 노즐의 상기 분사공이 선택적으로 상기 개방부와 마주보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 본 발명은 내부에 연소공간이 구비되며 일측과 타측이 개방되는 점화몸체와, 상기 점화몸체에서 상기 연소공간 일측에 설치되는 점화수단을 포함하는 점화부; 및 상기 점화몸체의 일측에 고정되되, 상기 점화몸체의 개방된 일측과 대응되는 위치에 개방부가 형성되는 고정케이스와, 상기 고정케이스 내부에서 이동되도록 설치되며 상기 점화몸체의 개방된 일측을 통하여 상기 연소공간 방향으로 연료를 분사하는 노즐과, 상기 고정케이스에 설치되어 상기 노즐을 이동시키는 작동부를 포함하는 이동형 노즐장치를 포함하고, 상기 노즐의 이동에 의하여 상기 노즐의 단부에 형성되어 연료를 분사하는 분사공이 선택적으로 상기 고정케이스의 개방부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 고정케이스는 상기 점화몸체의 개방된 일측에 경사지도록 배치되고, 상기 노즐은 상기 고정케이스를 따라 상기 점화몸체와 경사진 방향으로 이동되되 상기 분사공은 상기 고정케이스의 내벽 방향으로 휘어지도록 형성되어, 상기 분사공이 상기 노즐의 이동에 의하여 선택적으로 상기 점화몸체의 개방된 일측에 위치되거나, 상기 고정케이스의 내벽에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 작동부는 전자력에 의하여 자성을 갖는 전자석부로 구성되고, 상기 노즐의 길이방향 측부에는 상기 전자석부의 자성에 반응하도록 돌출 형성되는 격벽이 구비되고, 상기 전자석부의 자성에 의하여 상기 노즐이 길이방향을 따라 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 전자석부에 의하여 일 방향으로 이동되는 노즐을 탄성복원력에 의하여 타 방향으로 이동시키도록 상기 노즐에서 상기 격벽을 기준으로 하여, 상기 전자석부의 반대쪽에 배치되는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

또한, 상기 노즐의 길이방향 측부에는 상기 고정케이스 내부를 제 1 공간부와 제 2 공간부로 구획하도록 격벽이 돌출 형성되고, 상기 제 1 공간부에는 제 1 통공이 형성되고, 상기 제 2 공간부에는 제 2 통공이 형성되며, 상기 작동부는 상기 제 1 통공 또는 상기 제 2 통공에 유체를 유입시키는 실린더부로 구성되어, 상기 실린더부의 작동에 따라 상기 제 1 공간부 또는 상기 제 2 공간부에 유체가 삽입되면서, 상기 노즐이 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너는 노즐로부터 연료가 분사되지 않는 동안 단순한 구성으로 형성되는 이동형 노즐장치를 통해서 노즐의 연소공간에 대한 상대적인 위치를 가변시켜 배기가스와의 접촉을 완벽하게 차단하함으로써, 노즐이 배기가스 중의 오염물질과 접촉하여 발생하는 노즐 단부의 막힘을 방지할 수 있게 됨에 따라 버너의 작동을 원활히 하여 배기가스를 안정적으로 저감할 수 있으며, 노즐 막힘을 해소하기 위해 행해지는 번거로운 작업을 줄일 수 있고, 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 노즐 막힘 현상에 따른 노즐분사량 감소 및 분사각의 변화 등 노즐의 기능 저하를 현저히 감소시킬 수 있어 연소장치의 내구 성능을 향상시키고 유지 보수를 위한 비용 및 시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 디젤엔진의 매연저감장치 중 버너 연소식 재생장치에서 나타나는 실질적인 문제점인 연료노즐 분사공의 매연 침착에 의한 기능 열화를 방지할 수 있으므로, 매연저감장치의 재생장치를 보다 실용적으로 이용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 버너를 이용한 매연저감장치의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너가 적용되는 매연저감장치를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 도시한 측면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 버너에서 구동부가 실리더부재로 구성된 상태에서 노즐이 연료 분사위치에서 연료를 분사하는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 노즐이동부가 고정케이스 내에서 아래쪽으로 이동하는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 구동부가 구동모터로 구성된 상태에서 노즐이 연료 분사위치에서 연료를 분사하는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 노즐이동부가 고정케이스 내에서 180°회전 이동한 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너가 차량용 매연저감장치에 설치된 일반적인 배치구조를 보여주는 예시도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 구비된 전자석부를 이용한 이동형 노즐장치에 대한 각각의 동작 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 구비된 실린더부를 이용한 이동형 노즐장치에 대한 각각의 동작 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 구체적인 실시예에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이때, 종래 기술에 설명한 바와 같이 본 발명은 디젤 엔진이 장착된 차량의 매연저감장치와 관련된 것이나, 이러한 매연저감장치에 한정되는 것은 아니며, 소각로를 비롯한 기타 산업용 기기의 배기가스 후처리 장치 등에 사용되는 연소장치의 연료 분사노즐 또는 항공기의 애프터 연소기(After burner) 등의 연료 분사노즐의 경우에 노즐이 항상 배기가스에 노출되어 여러 가지 문제를 발생시키므로 본 발명은 이러한 연소장치에도 적용 가능함은 당연하다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 생략될 수 있으며, 도면에 병기된 도면부호에 따라 부여되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너가 적용되는 매연저감장치를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명이 적용되는 매연저감장치(1)는 디젤엔진(2)으로부터 발생되는 배기가스를 저감하는 장치로서, 배기가스가 유입되는 배기가스유입부(6a)와 배기가스가 배출되는 배기가스배출부(6b)가 형성되고 그 내부에 연소실(6)이 형성된 본체(5)와, 노즐(21)을 통해 연료를 분사하여 점화수단(19)에 의한 점화를 통해 연소시켜 연소실(6) 내로 화염을 전달하고, 이 전달된 화염을 통해 연소실(6)의 온도를 상승시켜 필터부(7)에 쌓인 매연을 태워 강제 재생하는 버너(10)와, 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM)을 연소시키는 연소실(6) 내에 장착된 필터부(7) 및 도시되지 않은 제어수단을 포함하도록 구성된다.

상기 본체(5)는 본 발명의 매연저감장치(1)를 형성하는 기본 몸체로서, 일측에 디젤엔진(2)으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관(3)과 연결되는 배기가스유입부(6a)와, 타측에 정화된 배기가스가 배출되는 배기가스배출부(6b)가 형성되고, 그 내부에 연소실(6)이 형성된다.

그리고 상기 연소실(6)의 일측에는 연료 연소를 통해 연소실(6)의 온도를 상승시키는 버너(10)가 마련되고, 상기 배기가스배출부(6b) 전방에는 배기가스를 필터링하여 자연 재생시킬 수 있는 필터부(7)가 배기가스의 유동방향에 따라 순차적으로 배치된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너를 도시한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 버너에서 구동부가 실리더부재로 구성된 상태에서 노즐이 연료 분사위치에서 연료를 분사하는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 노즐이동부가 고정케이스 내에서 아래쪽으로 이동하는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너(10)는 후술하는 노즐(21)에서 분사되는 연료를 연소시키는 점화부(12)와, 점화부(12) 방향으로 연료를 분사하는 노즐(21)을 이동시키는 이동형 노즐장치(20)를 포함하여 구성된다.

점화부(12)는 내부에 연소공간(16)이 구비되며 전면과 후면이 개방되는 점화몸체(15)와, 상기 점화몸체(15)에서 상기 연소공간 방향으로 설치되어 불꽃을 일으키는 점화수단(19)으로 구성된다. 그리고 점화부(12)에서 발생하는 화염에 의한 온도의 상승 및 입자상 매연의 강제 재생이 이루어지며, 온도가 증가한 배기가스가 필터부(7)를 통과하면서 입자상 물질(PM)이 자연 재생될 수 있도록 구성된다.

즉, 점화부(12)는 상기 본체(5)의 배기가스유입부(6a) 부근에 장착되어 상기 노즐(21)에서 분사되는 연료를 점화수단(19)으로 점화시켜 연소과정을 통해서 연소실(6) 내로 화염을 전달하고, 이 전달된 화염을 통해 연소실(6)의 온도를 상승시켜 배기가스의 온도 상승 및 필터부(7)에 쌓인 입자상 매연을 태워서 강제 재생이 이루어지도록 하는 역할을 하는 것이다.

특히, 점화몸체(15)는 일정한 연소공간(16)을 형성하면서 전면과 후면이 개구된 개구부(15b, 15a)를 가지고, 상기 연소실(6)과 체결 조립이 가능하게 플랜지체결부(17)가 구비되어, 상기 점화몸체(15)가 상기 매연저감장치(1)의 본체(5) 상에 플랜지체결부(17)의 체결공(17a)과 착탈 가능하게 체결조립되고, 전면의 개구부(15b)를 통해 상기 연소실(6)과 연통되게 된다.

그리고 점화몸체(15) 내의 연소공간(16)에서는 후술하는 노즐(21)에서 분사되는 연료를 연소시켜 화염을 발생시키는 역할을 하게 되고, 상기 연소공간(16)은 점화몸체(15) 전면에 구비되는 개구부(15b)에 의하여 연소실(6)과 연통됨으로써, 상기 연소공간(16)에서 발생한 화염이 연소실(6)로 전달되게 되는 것이다.

이처럼, 상기 연소공간(16)에서 노즐(21)에 의한 연료 분사가 이루어져 연소과정을 통해 화염이 형성될 경우에는 연소공간(16) 내의 노즐(21)에 의한 연료 분사압이 연소실(6) 내로 유입되는 배기가스가 연소공간(16) 쪽으로 유입될 수 있는 압력에 비해 상대적으로 높기 때문에 연소실(6)의 배기가스가 연소공간(16)으로 유입되지 못하고, 연소공간(16) 내에서 발생한 화염이 연소실(6)로 전달되는 것이다.

다만, 종래에는 상기 연소공간(16) 내에서 연료의 연소과정이 없는 경우, 즉, 상기 노즐(21)에서 연료 분사가 이루어지지 않는 경우에는 상기 연소실(6)로 유입되는 배기가스 쪽의 유입 압력이 연소공간(16) 쪽의 압력보다 상대적으로 높기 때문에 배기가스가 연소공간(16)으로 유입될 수 있고, 이로 인해 상기 노즐(21)에서의 연료분사가 이루어지지 않는 동안은 노즐(21)의 분사공(21a)이 배기가스에 그대로 노출되어 오염될 여지가 매우 높았었다.

이를 해결하고자 본 발명은 상기 노즐(21)에서 연료 분사가 이루어지지 않는 동안은 상기 노즐(21)의 선단에 위치한 분사공(21a)이 연소공간(16) 쪽으로 노출되지 않아 배기가스와 접촉하지 않도록 상기 연소공간(16)에 대한 노즐(21)의 상대적 위치를 변경할 수 있는 이동형 노즐장치(20)를 갖추고 있다.

이동형 노즐장치(20)는 상기 노즐(21)의 연료 분사 전후의 위치를 선택적으로 이동 변경함에 따라 노즐(21)의 분사공(21a)이 배기가스에 노출되어 배기가스가 노즐(21)의 분사공(21a)에 점착되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 상기 노즐(21)에서 연료를 분사할 때를 제외하고는 항상 노즐(21)의 분사공(21a)이 배기가스에 노출되지 않게 노즐(21)의 위치를 이동시킬 수 있는 구성요소를 갖추고 있는 것이다.

이를 위해, 상기 이동형 노즐장치(20)는 상기 버너(10)의 후단에 별도의 브라켓트를 통해 고정 장착되며, 상기 개구부(15a)와 대응되는 위치에는 개방부(31a)가 형성되는 고정케이스(31)와, 상기 고정케이스(31) 내에서 위치이동 가능하게 설치되는 노즐이동부(32)와, 상기 노즐이동부(32) 내부에 설치되며 연료를 연소공간(16) 방향으로 분사하는 노즐(21)과, 상기 노즐이동부(32)의 위치이동을 위해 구동력을 제공하는 구동부(34)를 포함하는 구성을 갖는다.

여기서, 상기 노즐이동부(32)는 상기 고정케이스(31) 내에 운동 가능하게 설치되고, 일측에 연료공급로(35)를 갖추며 이 연료공급로(35) 상에 상기 노즐(21)이 상기 연소공간(16) 내로 연료 분사가 가능하게 장착됨으로써, 상기 고정케이스(31) 내에서의 운동에 따라 노즐(21)의 단부에 형성되어 연료를 분사하는 분사공(21a)의 위치가 연소공간(16)에 대해 상대적으로 가변 회피될 수 있게 구성되어 있다.

이때, 상기 노즐이동부(31) 상에 설치되는 노즐(21)은 상기 고정케이스(31)가 점화몸체(15) 후단에 장착될 때, 점화몸체(15)의 후방에 마련된 개구부(17a)를 통해서 연소공간(16)과 연통되어 일직선상에 놓이도록 배치되는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 노즐(21)은 상기 고정케이스(31)에서 상기 개방부(31a)가 형성되는 면의 수직방향으로 상기 노즐이동부(31)에 위치된다.

물론, 상기 노즐(21)의 분사공(21a)이 상기 노즐이동부(32) 내에서 점화몸체(15)의 연소공간(16)으로 돌출되지 않는 상태로 연료 분사가 가능하게 배치되게 된다.

따라서, 상기 노즐(21)을 통한 연료 분사가 이루어질 때, 상기 노즐(21)에서 분사되는 연료는 개구부(15a)를 지나 연소공간(16)으로 분사되고, 상기 점화몸체(15) 상에 설치되어 연소공간(16) 내에 위치한 점화수단(19)에 의해서 연소공간(16) 내 분사된 연료가 점화되어 연소되게 되는 것이다.

그리고 도 3에 도시된 것처럼, 상기 고정케이스(31)는 바람직한 실시예로서, 원통형 구조를 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 단면이 직사각형이나 다각형 구조를 갖더라도 무방하다. 다만, 제작의 용이성 등을 고려할 때 원통형으로 설계 것이 바람직하다 할 것이다.

또한, 도면상에는 상기 고정케이스(31)가 점화몸체(15)의 후단면에 수직하게 장착되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 점화몸체(15)의 후단면에 고정케이스(31)가 수평하게 장착되더라도 작동에는 아무런 문제가 없게 된다. 즉, 상기 고정케이스(31)가 점화몸체(15)의 후단면에 설치되는 방향은 어떠한 방향이어도 무방하며, 다만, 상기 고정케이스(31)내에 배치된 노즐이동부(32) 상의 노즐(21)이 점화몸체(15)의 상기 개구부(15a)와 나란하게 일치될 수 있는 위치에 놓이도록 배치된다. 이때, 고정케이스(31)에서 상기 개구부(15a)와 대응되는 위치에는 개방부(31a)가 형성되어, 노즐(21)에서 분사되는 연료가 고정케이스(31)의 개방부(31a) 및 점화몸체(15)의 개구부(15a)를 지나 연소공간(16)으로 분사된다.

그리고 상기 고정케이스(31)의 외주면 상에는 설치브라켓트(38)가 일체로 구비되어 있고, 상기 점화몸체(15) 후단면에 장착될 때 상기 점화몸체(15) 후단에 일체로 형성된 고정브라켓트(18a)와 상기 설치브라켓트(38)가 상호 맞물려 도시되지 않은 체결부재를 통해 체결 조립되도록 되어 있다.

그리고 상기 고정브라켓트(18a)와 설치브라켓트(38) 사이에는 가스켓(18b)을 삽입하여 기밀성을 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 고정브라켓트(18a)와 설치브라켓트(38)가 상호 체결되는 부위에는 상기 노즐(21)의 연료 분사 위치 및 상기 개구부(15a)가 위치하게 됨에 따라 체결부위에 가스켓(18b)을 통해 기밀성을 유지하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다.

구동부(34)는 상기 노즐이동부(32)의 위치 이동에 필요한 구동력을 제공하는 역할을 하는 것으로, 상기 고정케이스(31)에서 상기 개방부(31a)가 형성되는 면의 수평 방향으로 노즐이동부(32)에 연결된다. 보다 상세하게, 상기 구동부(34)는 도 3에 도시된 것처럼 상기 고정케이스(31)의 일측에 격자형 지지브라켓트(37)를 매개로 배치되어 있다. 이때, 상기 구동부(34)는 공압 혹은 유압과 같은 유체에 의해 피스톤 구동을 하는 실린더부재를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구동부(34)는 기본적으로 공압 혹은 유압과 같은 유체를 통해 동력을 제공할 수 있는 실린더부재로 구성되어 있다. 그리고 상기 실린더부재는 피스톤 운동을 구현하는 피스톤축(33)을 갖추고 있고, 이 피스톤축(33)이 상기 노즐이동부(32)에서 상기 수평방향 단부에 연결되어, 상기 노즐이동부(32)가 상하 왕복 운동을 하면서 위치이동이 가능하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 실린더부재로 이루어진 구동부(34)는 피스톤축(33)을 통해 상기 노즐이동부(32)에 연결됨으로써, 상기 구동부(34)는 기설정된 제어 구동에 의해서 선택적으로 상기 노즐이동부(31)를 피스톤 운동을 통해 직선 이동시켜 위치를 변경하게 되는 것이다.

이때, 상기 고정케이스(31)의 내벽과 노즐이동부(32) 사이에는 상기 노즐이동부(32)의 위치이동에 따른 기밀성 확보를 위해서 0링 타입의 실링부재(36)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 실링부재(36)로는 접촉에 의한 작동 소음이 없으면서 내마모성 및 내열성을 갖는 테프론(teflon) 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 도 6 및 도 7에는 상기 구동부(34)가 실린더부재로 이루어지고, 상기 구동부(34)와 노즐이동부(32) 사이에 피스톤축(33)이 일체로 연결됨으로써, 상기 노즐(21)의 연료 분사 전후로 상기 노즐이동부(32)의 위치를 이동시키는 상태가 도시되어 있다.

예를 들어, 도 6은 노즐(21)에서 연료를 분사할 때의 노즐이동부(32) 위치를 보여주는 것이고, 도 7은 노즐(21)에서 연료 분사 후 노즐(21)의 선단 분사공(21a)이 연소공간(16)으로부터 회피 이동되기 위하여 노즐이동부(32)가 상기 고정케이스(32) 내에서 아래쪽으로 이동되어, 노즐(21)의 분사공(21a)이 고정케이스(31) 내벽에 가려지는 상태를 보여주고 있다.

이와 같이 상기 구동부(34)를 통해 노즐(21)이 설치된 노즐이동부(32) 자체가 위치이동 가능하게 구성됨으로써, 상기 노즐(21)의 연료분사 전후로 하여 노즐이동부(32)를 위치 이동시킬 수 있고, 이에 따라 노즐에서 연료 분사가 이루어지지 않은 때에는 노즐(21)이 연소공간(16)으로부터 벗어나 회피 이동할 수 있게 됨에 따라 원천적으로 배기가스에 노즐(21)이 접촉하지 않게 된다. 이는 결과적으로 배기가스에 의한 노즐(21)이 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과를 구현할 수 있는 것이다.

이처럼 본 발명은 구동부(34)를 통하여 노즐이동부(32)를 이동시키는 단순한 구조만으로, 노즐(21)이 연소공간(16)에서 벗어나도록 하거나, 연소공간(16)에 대응 위치되도록 할 수 있게 되므로, 복잡한 구성을 사용하지 않아, 그 제조 비용이 증가되지 않게 되는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 구동부(34)를 실린더부재로 구성한 경우에는 상기 노즐이동부(32)가 고정케이스(31) 내에서 충분히 위치 이동하여 노즐(21)이 연소공간(16)으로부터 벗어날 수 있도록 구성해야하기 때문에, 상기 고정케이스(31) 내에 노즐이동부(32)가 위치 이동할 수 있는 충분한 공간을 확보할 필요성이 있다.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도면상 상기 노즐이동부(32)의 아래쪽에 예비공간(40)이 구비되고 있는바, 상기 예비공간(40) 쪽으로 상기 노즐이동부(32)가 위치이동 하는 과정에서 노즐이동부(32)의 내벽에 점착된 배기가스의 오염 물질이 아래쪽으로 끌려 내려와 예비공간(40) 상에 쌓일 우려가 있다. 이에 상기 예비공간(40)의 아래쪽에 배출공(41)과 배출커버(42)를 마련하여 사용자가 필요에 따라 배출커버를(42)를 열고 상기 배출공(41)을 통해 예비공간(40)에 쌓여 있는 오염물질 등을 청소 배출할 수 있는 구성을 갖추고 있다.

그리고 상기 구동부(34)는 상기 노즐이동부(31)에 선택적인 왕복 직선이동에 필요한 구동력을 제공하는 동력전달장치로서, 상기와 같은 노즐이동부(32)가 왕복직선운동에 의해 노즐(21)이 연소공간(16)으로부터 벗어나는 방식 외에도 다양한 실시예가 나타날 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 구동부가 구동모터로 구성된 상태에서 노즐이 연료 분사위치에서 연료를 분사하는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너의 노즐이동부가 고정케이스 내에서 180°회전 이동한 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너(10)는 상기 제 1 실시예에서 구동부(34a)가 구동모터로 구성되고, 이 구동모터의 회전력을 이용하여 노즐이동부(32)를 회전 이동시킴으로써, 상기 노즐(21)이 연소공간으로 벗어나 회피할 수 있는 구성을 보여주고 있다.

이를 상기 제 1 실시예에 의한 구동부(34)를 상기 실린더부재로 구성할 때와 비교해 보면, 상기 노즐이동부(32)를 회전 운동시키기 위한 구동부(34a)가 구동모터로 변경되고, 상기 구동부(34a)와 노즐이동부(32)를 연결하는 축을 회전축(33a)으로 변경시켰다는 큰 차이점을 두고 있을 뿐 다른 구성요소에 있어서는 큰 차이점이 없다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예의 상기 구동부(34a)는 상기 고정케이스(31)에서 상기 개방부(31a)가 형성되는 면의 수평방향을 축으로 하여 상기 노즐이동부(32)를 자전시키는 회전축(33a)을 회전시키도록 구성된다.

다만, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 상기 구동부(34a)를 구동모터로 구성하여 상기 노즐이동부(32)를 회전 이동시키는 구성에 있어서는 상기 노즐이동부(32)가 상기 고정케이스(31) 내에서 자전이동을 통해 노즐(21)의 상대적인 위치를 가변시키고 있기 때문에, 상기 제 1 실시예에서 보여주는 것과 같이 상기 고정케이스(31)의 아래쪽에 예비공간(40)을 둘 필요가 없다는 장점을 갖는다.

그리고 각각의 실시예에서는 상기 노즐이동부(32)와 고정케이스(31) 사이에 배치되는 시일일부재(36)의 배치 위치에 약간의 차이를 두고 있는바, 이는 기밀성 유지를 위해 어느 곳을 실링하는 것이 바람직하냐는 측면에서 단순 설계상의 변경에 불과할 뿐이다.

특히, 첨부도면 도 9 상에서 상기 노즐(21)에서 연료를 분사하지 않는 동안 노즐(21)을 연소공간(16)으로부터 회피 이동시키기 위해서 상기 노즐이동부(31)를 180°회전시켜 연소공간(16)의 반대 방향에 노즐(21)의 분사공(21a)이 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 노즐이동부(31)의 회전각도는 노즐(21)이 연소공간(16)으로 벗어나 회피될 수 있는 위치에 놓일 수 있는 수준이면 어떠한 회전각도라도 무방하나, 상기 구동부(34a)를 구성하는 구동모터의 회전 제어 등을 고려하고 연소공간(16)으로부터 노즐(21)의 분사공(21a)이 가장 멀리 벗어나 있는 것이 오염 방지에 가장 우수하다는 측면을 고려할 때에는 상기 노즐이동부(31)의 회전 이동각도를 180°로 설정하는 것이 바람직하다 할 수 있다.

한편, 상기 노즐(21)을 연소공간(16)으로 회피하기 위하여 노즐(21)을 이동시키는 이동형 노즐장치(20)는 그 실시예가 다양하게 나타날 수 있다. 즉, 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 경우에는 노즐(21)이 설치되는 노즐이동부를 왕복 직선 이동 혹은 회전 이동을 통해 노즐의 분사공(21a)이 연소공간으로부터 벗어나 회피되는 위치에 놓이도록 구성되어 있었으나, 이에 한정하지 않고, 상기 노즐 자체가 이동함으로써, 연소공간으로부터 노즐의 분사공(21a)이 회피될 수도 있으며, 이는 하기 도면을 통하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너가 차량용 매연저감장치에 설치된 일반적인 배치구조를 보여주는 예시도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 구비된 전자석부를 이용한 이동형 노즐장치에 대한 각각의 동작 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 제 1 실시예 및 상기 제 2 실시예의 노즐(21)은 버너(10) 내의 연소공간(16)으로 원활한 연료 분사를 통해 용이한 점화가 이루어지도록 하기 위하여 연소공간(16)과 근접하게 고정 설치하여 충분한 연료 분사각을 확보할 수 있도록 배치되는 것이 일반적이고, 이때, 상기 노즐(21)의 분사공(21a)은 노즐(21)의 선단에 배치되어 노즐(21)의 정면 방향으로 연료를 분사하도록 구성되는 것이 보편적이었다.

그러나 본 발명의 제 3 실시예에서는 상기 노즐(21)의 분사공(21a)을 노즐(21)의 선단에 구비하는 구조가 아니라 노즐(21)의 일측면 방향에 형성하는 구조를 통해서 노즐(21) 자체의 위치 이동시 노즐(21)의 분사공(21a)이 연소공간(16)으로부터 회피될 수 있는 방안을 제시하고 있다.

이를 위해 본 발명의 제 3 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너(10)의 이동형 노즐장치(20)는 상기 점화몸체(15)의 개구부(15a)에 경사지게 배치되며 상기 개구부(15a) 방향으로 개방되도록 형성되는 고정케이스(39)와, 상기 고정케이스(39) 내에 왕복 직선이동이 가능하게 설치되고, 상기 왕복 직선운동에 의해 연료를 분사하는 노즐(21)과, 상기 고정케이스(39) 내에 설치되어 상기 노즐(21)의 왕복 직선운동에 필요한 구동력을 제공하는 작동부(50)를 포함하는 구성을 갖는다.

여기서 상기 노즐(21)의 분사공(21a)은 선택적으로 고정케이스(39) 내벽에 의해 가려지도록 고정케이스(39) 내벽 방향으로 휘어져 있다.

그리고 상기 작동부(50)는 노즐(21)에 전자력을 제공하여 왕복 직선 이동시키는 전자석부(54)로 이루어져 있다.

그리고 상기 전자석부(54)와 함께 노즐(21)의 왕복 직선운동을 구현하기 위해서 노즐(21)의 외주면에 탄성복원력을 제공할 수 있게 탄성부재(52)가 배치되어 있다. 상기 탄성부재(52)는 노즐(21)에 형성된 격벽(21b)에 의해 지지된 상태에서 신축되도록 배치되어 있다. 상기 격벽(21b)은 상기 전자석부(54)의 자성에 반응하도록 형성되어, 상기 전자석부(54)에 전자력을 인가하면 노즐(21)을 일측 방향(도면상 연소공간(16) 쪽)으로 밀어낼 수 있도록 구성되어 있는 것이다.

특히, 상기 제 3 실시예에서는 상기 노즐(21)이 점화몸체(15) 내에 형성된 연소공간(16)에 대해서 상대적으로 비스듬히 경사진 구조를 갖도록 고정케이스(39) 내에 배치되어 있고, 이와 같은 상태에서 노즐(21)이 연소공간(16)으로 이동할 경우에 노즐(21)의 분사공(21a)이 상기 도 12에 도시된 바와 같이 점화수단(19)으로부터 점화가 용이한 일어날 수 있도록 개구부(15a)를 통하여 연소공간(16)에 위치되는 구조를 갖게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 상기 이동형 노즐장치(20)과 연계하여 노즐(21)의 연료 분사 전후로 노즐(21)의 위치이동이 가능한 구조를 제공하고 있는 것이다.

다시 말해, 상기 노즐(21)에서 연료분사를 필요로 할 때에는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 전자석부(54)에서 전자력으로 노즐(21)을 연소공간 쪽으로 밀어내게 되고, 이에 따라 노즐(21) 측면에 형성된 분사공(21a)은 점화몸체(15)에 대해 경사지게 설치된 노즐(21)의 상대적인 위치로 인해서 상기 연소공간(16) 내에서 연료를 점화수단(19)에 대해서 직선 방향으로 분사하는 방향에 놓이게 되어 원활하게 연료를 분사할 수 있을 뿐만 아니라 원활한 점화에 의한 연소과정이 수행될 수 있게 된다.

그리고 상기 노즐(21)에서 연료를 분사하여 필요한 연소과정이 마무리되어 버너(10)의 작동이 필요하지 않은 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 전자석부(54)와 탄성부재(52)에 의해서 노즐(21)이 연소공간(16)에서 벗어나 고정케이스(39) 내부 쪽으로 이동하게 됨에 따라 노즐(21)에 형성된 분사공(21a)은 고정케이스(39)의 내벽에 가려져 연소공간(16)으로부터 벗어나 회피되는 위치에 놓이게 된다. 따라서, 상기 노즐(21)의 분사공(21a)이 연소공간(16) 내의 배기가스와의 접촉이 차단됨으로써, 노즐(21)의 오염을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너에 구비된 실린더부를 이용한 이동형 노즐장치에 대한 각각의 동작 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 4 실시예에 따른 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너(10)는 상기 노즐(21)을 이동시키기 위한 상기 작동부(50)가 상기 제 3 실시예와 같이, 전자석부(54)로 이루어진 것이 아니라 실린더부(미도시)로 이루어진 상태를 보여주고 있다.

이를 위하여, 상기 노즐(21)의 길이방향 측부에는 상기 고정케이스 내부를 제 1 공간부(56)와 제 2 공간부(57)로 구획하도록 격벽(21b)이 돌출 형성되고, 상기 제 1 공간부(56)에는 제 1 통공(58)이 형성되고, 상기 제 2 공간부(57)에는 제 2 통공(59)이 형성된다.

그리고 상기 실린더부는 상기 제 1 통공(58) 또는 상기 제 2 통공(59)에 구비되어, 상기 실린더부의 작동에 따라 상기 제 1 공간부(56) 또는 상기 제 2 공간부(57)에 유체가 삽입되면서, 상기 노즐(21)이 이동되도록 구성된다.

한편, 상기 작동부(50)의 실시예는 상기 전자석부(54) 및 상기 실린더부 외에도 다양하게 변형될 수 있을 것이다.

그외의 구성은 도 11 및 도 12에 도시된 구성과 동일함으로 그 자세한 작동상태에 대해서 설명을 생략하기로 한다.

이상 본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다

1 : 매연 저감장치 2 : 디젤엔진
3 : 배기관 5 : 본체
6 : 연소실 6a : 배기가스유입구
6b : 배기가스배출구 7 : 필터부
10 : 버너 12 : 점화부
15 : 점화몸체 16 : 연소공간
15a : 개구부 15b : 개구부
17 : 프랜지체결부 17a : 체결공
18a : 고정브라켓트 18b : 가스켓
19 : 점화수단 20 : 이동형 노즐장치
21 : 노즐 21a : 분사공
21b : 격벽 31 : 고정케이스
31a: 개방부 32 : 노즐이동부
33 : 피스톤축 33a : 회전축
34, 34a : 구동부 35 : 연료공급로
36 : 실링부재 37 : 지지브라켓트
38 : 설치브라켓트 39 : 고정케이스
40 : 예비공간 41 : 배출공
42 : 배출커버 50 : 작동부
52 : 탄성부재 54 : 전자석부
56 : 제 1 공간부 58 : 제 1 통공
57 : 제 2 공간부 59 : 제 2 통공

Claims (11)

1. 내부에 연소공간이 구비되며 일측과 타측이 개방되는 점화몸체와, 상기 점화몸체에서 상기 연소공간 방향으로 설치되는 점화수단을 포함하는 점화부; 및
   상기 점화몸체의 일측에 고정되되, 상기 점화몸체의 개방된 일측과 대응되는 위치에 개방부가 형성되는 고정케이스와, 상기 고정케이스의 내부에 이동 가능하게 설치되는 노즐이동부와, 상기 노즐이동부를 이동시키는 구동부와, 상기 노즐이동부 내부에 설치되며 상기 개방부를 통하여 상기 연소공간 방향으로 연료를 분사하는 노즐을 포함하는 이동형 노즐장치를 포함하고,
   상기 노즐이동부의 이동에 의하여 상기 노즐의 단부에 형성되어 연료를 분사하는 분사공이 선택적으로 상기 개방부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 노즐은 상기 고정케이스에서 상기 개방부가 형성되는 면의 수직방향으로 상기 노즐이동부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 고정케이스에서 상기 개방부가 형성되는 면의 수평 방향으로 상기 노즐이동부를 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 구동부는 유체를 이용하여 구동력을 발생시키도록 상기 노즐이동부에서 상기 수평 방향 단부에 연결되는 실린더부재로 구성되며,
   상기 실린더부재의 피스톤 운동을 통해 상기 노즐이동부가 상기 수평 방향으로 이동되면서, 상기 노즐의 분사공이 선택적으로 상기 개방부와 마주보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 고정케이스에서 상기 개방부가 형성되는 면의 수평 방향을 축으로 하여 상기 노즐이동부를 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 구동부는 전원 공급을 통해 회전력을 발생시키도록 상기 노즐이동부에서 상기 수평 방향 단부에 연결되는 구동모터로 구성되며,
   상기 구동모터의 회전운동을 통해 상기 노즐이동부가 자전되면서, 상기 노즐의 상기 분사공이 선택적으로 상기 개방부와 마주보도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
7. 내부에 연소공간이 구비되며 일측과 타측이 개방되는 점화몸체와, 상기 점화몸체에서 상기 연소공간 일측에 설치되는 점화수단을 포함하는 점화부; 및
   상기 점화몸체의 일측에 고정되되, 상기 점화몸체의 개방된 일측과 대응되는 위치에 개방부가 형성되는 고정케이스와, 상기 고정케이스 내부에서 이동되도록 설치되며 상기 점화몸체의 개방된 일측을 통하여 상기 연소공간 방향으로 연료를 분사하는 노즐과, 상기 고정케이스에 설치되어 상기 노즐을 이동시키는 작동부를 포함하는 이동형 노즐장치를 포함하고,
   상기 노즐의 이동에 의하여 상기 노즐의 단부에 형성되어 연료를 분사하는 분사공이 선택적으로 상기 고정케이스의 개방부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 고정케이스는 상기 점화몸체의 개방된 일측에 경사지도록 배치되고,
   상기 노즐은 상기 고정케이스를 따라 상기 점화몸체와 경사진 방향으로 이동되되 상기 분사공은 상기 고정케이스의 내벽 방향으로 휘어지도록 형성되어,
   상기 분사공이 상기 노즐의 이동에 의하여 선택적으로 상기 점화몸체의 개방된 일측에 위치되거나, 상기 고정케이스의 내벽에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 작동부는 전자력에 의하여 자성을 갖는 전자석부로 구성되고,
   상기 노즐의 길이방향 측부에는 상기 전자석부의 자성에 반응하도록 돌출 형성되는 격벽이 구비되고,
   상기 전자석부의 자성에 의하여 상기 노즐이 길이방향을 따라 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자석부에 의하여 일 방향으로 이동되는 노즐을 탄성복원력에 의하여 타 방향으로 이동시키도록 상기 노즐에서 상기 격벽을 기준으로 하여, 상기 전자석부의 반대쪽에 배치되는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
    
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 노즐의 길이방향 측부에는 상기 고정케이스 내부를 제 1 공간부와 제 2 공간부로 구획하도록 격벽이 돌출 형성되고,
    상기 제 1 공간부에는 제 1 통공이 형성되고, 상기 제 2 공간부에는 제 2 통공이 형성되며,
    상기 작동부는 상기 제 1 통공 또는 상기 제 2 통공에 유체를 유입시키는 실린더부로 구성되어,
    상기 실린더부의 작동에 따라 상기 제 1 공간부 또는 상기 제 2 공간부에 유체가 삽입되면서, 상기 노즐이 이동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 매연저감장치의 노즐 이동형 버너.
    
    

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