KR101285877B1 - A Burner for Diesel Particulate Filter Regeneration - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은, 선회하는 플라즈마를 착화원으로 사용하는 버너의 몸체를 배출가스유로 내부에 설치하여 고온의 배출가스 열을 이용하여 착화 안정성을 높이며, 방전극을 외부에 노출시켜 제작을 용이하게 하고, 방전극 내부에 중공을 형성하여 열용량을 줄여 착화특성을 향상시키며, 방전극의 중심전극봉의 재질로 비저항이 작은 백금, 구리, 니켈, 철 및 이들 합금을 사용함으로써 방전전압을 낮추고, 방전극의 중심전극봉 내부에 저항을 삽입함에 따라 전기적 노이즈를 저감하며, 배기유입홀이 적절하게 형성된 화염홀더를 사용함에 따라 배출가스 중에 존재하는 산소를 최대한으로 활용하여 연소하며, 화염이 형성되는 지점에서 버너 외피 직경이 산화촉매 직경 크기로 확대됨에 따라 배압변동에도 화염이 소멸되지 않도록 하며, 산화촉매 전단에 유동분배판을 설치함으로써 매연여과필터를 고르게 재생할 수 있는 매연여과필터 재생용 버너를 제공함에 있다.An object of the present invention is to install the body of the burner using the turning plasma as the ignition source inside the exhaust gas flow path to increase the ignition stability by using the heat of the high temperature exhaust gas, and to facilitate the production by exposing the discharge electrode to the outside. And improve the ignition characteristics by reducing the heat capacity by forming a hollow inside the discharge electrode, lowering the discharge voltage by using platinum, copper, nickel, iron and these alloys with low specific resistance as the material of the center electrode of the discharge electrode, and inside the center electrode of the discharge electrode The electrical noise is reduced by inserting a resistor into the furnace, and by using a flame holder with a proper exhaust inlet hole, it burns by making the most of the oxygen present in the exhaust gas, and burner shell diameter is oxidized at the point where the flame is formed As the diameter of the catalyst is expanded, the flame does not disappear even when the back pressure fluctuates. The provision of the flow distribution plate has an exhaust particulate filter regeneration burner you can even play a particulate filter to provide a filter.

Description

매연여과필터 재생용 버너 {A Burner for Diesel Particulate Filter Regeneration}A Burner for Diesel Particulate Filter Regeneration}

본 발명은 매연여과필터 재생용 버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자연재생방식에 강제재생방식을 결합한 복합재생방식의 매연여과필터에서, 재생 시의 에너지 소모를 줄이고, 제작이 용이하며, 재생 효과가 보다 개선될 수 있도록 하는 매연여과필터 재생용 버너에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 공기연료혼합기 유동을 따라 선회하는 플라즈마를 착화원으로 사용하는 매연여과필터 재생용 버너에 관한 것이다.
The present invention relates to a burner for regenerating a soot filtration filter, and more particularly, to a soot filtration filter of a combined regeneration method in which a forced regeneration method is combined with a natural regeneration method, which reduces energy consumption during regeneration, and is easy to manufacture. And a burner for regenerating soot filtration filters which can be further improved. More specifically, the present invention relates to a burner for regenerating soot filtration filters, which uses a plasma orbiting along the flow of an air fuel mixer as an ignition source.

디젤 자동차는 가솔린자동차에 비하여 연비 및 출력이 우수하여 대형차량에 많이 이용되고 있으며, 연소 기술의 발달로 점차 소형차량에도 적용되고 있는 실정이다. 그러나 상기 디젤엔진은 가솔린엔진과는 다르게 엔진 내부로 분사된 연료가 피스톤의 압축으로 온도가 상승되도록 하여 자기 착화를 일으켜 연소되므로 상기 과정에서 연료와 공기의 불 균일화로 인해 불완전연소가 일어남에 따라 매연이 발생한다.Diesel vehicles are used in large vehicles because they have better fuel economy and output than gasoline vehicles, and are being applied to small vehicles gradually due to the development of combustion technology. However, unlike the gasoline engine, the fuel injected into the engine causes the temperature to rise due to the compression of the piston, causing combustion to cause self ignition, so that incomplete combustion occurs due to the incomplete combustion of the fuel and air in the process. This happens.

상기 매연은 크기가 작은 유해 미립자로 구성되어 인체에 해로우며, 상기 디젤자동차에 의한 유해 미립자가 총 대기오염의 40%를 차지한다는 보고가 있다. 이에 따라, 여러 나라들은 배출가스의 배출을 규제하고 있으며 이를 만족하기 위해 배기통로에 삽입되어 매연을 저감시키는 매연여과장치가 사용되고 있다.The soot is harmful to the human body because it is composed of small harmful particles, it is reported that the harmful particles by the diesel vehicle account for 40% of the total air pollution. Accordingly, various countries regulate the emission of the exhaust gas, and in order to satisfy this, a soot filtration device is inserted into the exhaust passage to reduce the smoke.

종래의 매연여과장치는 일반적으로 상기 매연을 촉매필터에 의해 포집하고, 포집된 매연을 촉매에 의해 산화시키는 자연재생방식이 적용되고 있다. 그러나 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 배출가스의 온도가 낮아져 촉매에 의해 자연재생이 어려운 문제점이 있다. 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 된다. 또한, 엔진오일의 소모 및 첨가제 사용에 따라 상기 입자제거 필터 내부에 수트(Soot, 재)가 축적되어 주기적으로 필터를 청소해주어야 하는 번거로움을 가져오는 문제점이 있다.The conventional soot filtration apparatus generally employs a natural regeneration method in which the soot is collected by a catalytic filter and the collected soot is oxidized by the catalyst. However, when the liquid fuel is not atomized or vaporized, the engine output is lowered, and the fuel is injected into the combustion chamber at high pressure, so a large amount of harmful particulates are generated. In many cases, the temperature of the exhaust gas is lowered, so that natural regeneration is difficult by the catalyst. If the catalyst is not functioning properly, the output is lowered due to the increase in exhaust back pressure, the fuel consumption is increased, and if such a phenomenon persists, not only the filter is damaged but also the engine is damaged. In addition, according to the consumption of the engine oil and the use of additives there is a problem that the soot (soot, ash) is accumulated in the particle removal filter to bring about the hassle to clean the filter periodically.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 촉매에 의한 자연재생방식에 전기히터, 버너, 스로틀링 등을 사용하여 필터에 축적된 수트 등을 연소 등에 의하여 제거해 주는 강제재생방식이 복합된 방식이 제안되고 있다. 그 예로 한국특허공개 제2004-0068792호에 디젤엔진 매연 저감장치가 개시된 바 있다. 그런데, 이러한 선행기술에 개시된 디젤엔진 매연 저감장치는 전기히터가 구비되어 촉매의 반응을 활성화시키도록 하여 자연재생이 원활히 일어나도록 하는 장점이 있으나, 배출가스의 온도를 높이기 위해서는 상당히 큰 용량의 배터리가 필요하게 되어 현실적으로 적용이 어렵고, 또한 별도의 장치가 구비되어야 하므로 대형화되고 복잡하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
In order to solve the problems described above, a method of combining a natural regeneration method using a catalyst and a forced regeneration method that removes the soot accumulated in the filter by burning or the like by using an electric heater, a burner, and a throttling has been proposed. . For example, Korean Patent Publication No. 2004-0068792 discloses a diesel engine soot reduction apparatus. By the way, the diesel engine smoke reduction device disclosed in the prior art has the advantage that the electric heater is provided to activate the reaction of the catalyst so that the natural regeneration occurs smoothly, in order to increase the temperature of the exhaust gas, a battery of a considerably large capacity is required. Since it is necessary to be practically difficult to apply, and also a separate device must be provided, there is a problem that the economy is large and complicated and inferior.

1. 한국특허공개 제2004-0068792호1. Korean Patent Publication No. 2004-0068792

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선회하는 플라즈마를 착화원으로 사용하는 버너의 몸체를 배출가스유로 내부에 설치하여 고온의 배출가스 열을 이용하여 착화 안정성을 높이며, 방전극을 외부에 노출시켜 제작을 용이하게 하고, 방전극 내부에 중공을 형성하여 열용량을 줄여 착화특성을 향상시키며, 방전극의 중심전극봉의 재질로 비저항이 작은 백금, 구리, 니켈, 철 및 이들 합금을 사용함으로써 방전전압을 낮추고, 방전극의 중심전극봉 내부에 저항을 삽입함에 따라 전기적 노이즈를 저감하며, 배기유입홀이 적절하게 형성된 화염홀더를 사용함에 따라 배출가스 중에 존재하는 산소를 최대한으로 활용하여 연소하며, 화염이 형성되는 지점에서 버너 외피 직경이 산화촉매 직경 크기로 확대됨에 따라 배압변동에도 화염이 소멸되지 않도록 하며, 산화촉매 전단에 유동분배판을 설치함으로써 매연여과필터를 고르게 재생할 수 있는 매연여과필터 재생용 버너를 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, the body of the burner using the rotating plasma as the ignition source is installed in the exhaust gas flow path to ignite using the high temperature exhaust gas heat It improves stability, facilitates fabrication by exposing the discharge electrode to the outside, improves the ignition characteristics by reducing the heat capacity by forming a hollow inside the discharge electrode, and uses platinum, copper, nickel, iron and By using these alloys, the discharge voltage is lowered, electrical noise is reduced by inserting a resistor inside the center electrode of the discharge electrode, and a flame holder with a proper exhaust inlet hole is used to make the most of the oxygen present in the exhaust gas. Burns and the burner shell diameter expands to the diameter of the oxidation catalyst at the point where the flame is formed. As a result, the flame is not extinguished even in the back pressure fluctuation, and by providing a flow distribution plate in front of the oxidation catalyst, it is possible to provide a burner for regenerating the soot filtration filter that can evenly reproduce the soot filtration filter.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매연여과필터 재생용 버너는, 엔진(900) 배기관(800)에 형성되는 산화촉매(400)와 매연여과필터(500)의 전단에 설치되는 매연여과필터 재생용 버너에 있어서, 배출가스 유입유로 내부에 배출가스 유입방향과 수직으로 배치되는 버너 몸체(110); 상기 버너 몸체(110) 내부에 수용 구비되며 상기 버너 몸체(110)의 연장 방향과 평행하게 배치되어, 고전압 케이블(200)로부터 전력을 공급받아 상기 버너 몸체(110)를 선회하는 플라즈마를 발생시키는 방전극(130); 상기 버너 몸체(110) 내부에 수용 구비되어 상기 방전극(130)을 지지하며 상기 버너 몸체(110) 및 상기 방전극(130)을 절연하는 절연체(140); 상기 절연체(140)의 일단에 형성되어 상기 절연체(140)를 상기 버너 몸체(110)에 고정하는 절연체 막음막(150); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The soot filtration filter regeneration burner of the present invention for achieving the above object, the soot filtration is provided in the front end of the oxidation catalyst 400 and the soot filtration filter 500 formed in the exhaust pipe 800 of the engine 900. A burner for regenerating a filter, comprising: a burner body (110) disposed perpendicularly to a discharge gas inflow direction in an exhaust gas inflow passage; The discharge electrode is accommodated in the burner body 110 and disposed in parallel with the extending direction of the burner body 110 to receive a power from the high voltage cable 200 to generate a plasma turning the burner body 110. 130; An insulator 140 accommodated in the burner body 110 to support the discharge electrode 130 and to insulate the burner body 110 and the discharge electrode 130; An insulator blocking film 150 formed at one end of the insulator 140 to fix the insulator 140 to the burner body 110; And a control unit.

이 때, 상기 버너 몸체(110)는 상기 방전극(130)이 수용 구비된 공간과 유통되는 공기공급유로(111)가 형성되고, 상기 공기공급유로(111) 하류 위치에 상기 방전극(130)이 수용 구비된 공간과 유통되는 연료공급유로(112)가 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 연료공급유로(112)는 전기히터(120)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 상기 연료공급유로(112)에는 압축공기를 일정량 공급하여 연료를 빠르게 이송시키는 것을 특징으로 한다. At this time, the burner body 110 is formed with an air supply passage 111 circulated with the space provided with the discharge electrode 130, the discharge electrode 130 is accommodated in the downstream position of the air supply passage 111 Characterized in that the space provided and the fuel supply flow path 112 circulated. At this time, the fuel supply passage 112 is characterized in that the electric heater 120 is provided. The fuel supply passage 112 is supplied with a predetermined amount of compressed air to transfer the fuel quickly.

또한, 상기 방전극(130)은 중심전극봉(131), 상기 중심전극봉(131)을 수용 지지하는 지지부(132), 상기 중심전극봉(131)의 일측 끝단에 형성되는 방전부(133)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 방전극(130)은 내부가 중공된 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 중심전극봉(131)은 백금, 구리, 니켈, 철 또는 이들 합금 중 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 비저항이 작은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 중심전극봉(131)은 그 내부에 노이즈제거 저항(134)이 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge electrode 130 includes a center electrode 131, a support part 132 for receiving and supporting the center electrode 131, and a discharge part 133 formed at one end of the center electrode 131. It is characterized by. At this time, the discharge electrode 130 is characterized in that the inside is formed hollow. In addition, the center electrode 131 is characterized by being made of a metal material having a small specific resistance made of at least one selected from platinum, copper, nickel, iron or these alloys. In addition, the center electrode 131 is characterized in that the noise removing resistor 134 is provided therein.

또한, 상기 버너 몸체(110)는 화염홀더(160)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 화염홀더(160)는 확대관 형태로 형성되고, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 화염홀더(160)는 다단 형태로 형성되고, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the burner body 110 is characterized in that the flame holder 160 is provided. At this time, the flame holder 160 is formed in the form of an enlarged tube, it characterized in that a plurality of exhaust gas inlet hole 161 is formed. Alternatively, the flame holder 160 is formed in a multi-stage configuration, characterized in that a plurality of exhaust gas inlet hole 161 is formed.

또한, 상기 화염홀더(160)는 그 후단에 유동분배판(170)이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 유동분배판(170)은 방사상으로 원주형을 이루며 다수 열 배열되는 배출가스 토출공(171)(172)이 형성되되, 중심열 배출가스 토출공(171)의 총합면적보다 외곽열 배출가스 토출공(172)의 총합면적이 크도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the flame holder 160 is characterized in that the flow distribution plate 170 is formed at its rear end. At this time, the flow distribution plate 170 is formed in a radially columnar discharge gas discharge holes (171, 172) arranged in a plurality of rows, the outer row than the total area of the center heat discharge gas discharge holes (171) Characterized in that the total area of the discharge gas discharge hole 172 is large.

또한, 상기 버너 몸체(110)와 상기 방전극(130)의 간극은 0.8mm 내지 2mm 범위 내의 값으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the gap between the burner body 110 and the discharge electrode 130 is characterized in that it is formed to a value within the range of 0.8mm to 2mm.

또한, 상기 고전압 케이블(200)은 페라이트코어(210)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the high voltage cable 200 is characterized in that the ferrite core 210 is provided.

본 발명에 의하면, 공기연료혼합기 유동을 따라 선회하는 플라즈마를 착화원으로 사용하는 버너의 몸체를 배출가스유로 내부에 설치함으로써, 고온의 배출가스 열을 이용하여 착화 안정성을 높이는 큰 효과가 있다. 또한 방전극을 외부에 노출시켜 제작을 용이하게 하고, 방전극 내부에 중공을 형성하여 열용량을 줄여 착화특성을 향상시키는 효과가 있다. 더불어, 방전극의 중심전극봉의 재질로 비저항이 작은 백금, 구리, 니켈, 철 및 이들 합금을 사용함으로써 방전전압을 낮추고, 방전극의 중심전극봉 내부에 저항을 삽입함에 따라 전기적 노이즈를 저감하는 효과가 있다.According to the present invention, by installing the body of the burner using the plasma turning along the flow of the air fuel mixture as the ignition source in the exhaust gas flow path, there is a great effect of increasing the ignition stability by using the heat of the high-temperature exhaust gas. In addition, it is easy to manufacture by exposing the discharge electrode to the outside, there is an effect to improve the ignition characteristics by reducing the heat capacity by forming a hollow inside the discharge electrode. In addition, by using platinum, copper, nickel, iron, and alloys having a small specific resistance as a material of the center electrode of the discharge electrode, the discharge voltage is lowered, and electrical noise is reduced by inserting a resistor into the center electrode of the discharge electrode.

또한 본 발명에 의하면, 배기유입홀이 적절하게 형성된 화염홀더를 사용함에 따라 배출가스 중에 존재하는 산소를 최대한으로 활용하여 연소할 수 있게 되는 효과가 있다. 더불어 본 발명에 의하면, 화염이 형성되는 지점에서 버너 외피 직경이 산화촉매 직경 크기로 확대됨에 따라 배압변동에도 화염이 소멸되지 않도록 하며, 산화촉매 전단에 유동분배판을 설치함으로써 매연여과필터를 고르게 재생할 수 있는 효과 또한 있다.
In addition, according to the present invention, by using a flame holder with the exhaust inlet hole is formed properly there is an effect that it is possible to burn by utilizing the oxygen present in the exhaust gas to the maximum. In addition, according to the present invention, as the burner shell diameter is expanded to the size of the oxidation catalyst at the point where the flame is formed, the flame is not extinguished even when the back pressure fluctuates, and a flow distribution plate is installed at the front of the oxidation catalyst to evenly reproduce the soot filter. There is also an effect.

도 1은 본 발명의 버너가 장착된 배출가스 매연저감장치 개략도.
도 2는 본 발명의 버너 단면도.
도 3은 도 2의 A 단면도.
도 4는 도 2의 B 단면도.
도 5는 화염홀더의 한 실시예.
도 6은 화염홀더의 다른 실시예.
도 7은 유동분배판의 상세도.1 is a schematic view of the exhaust gas soot reduction device equipped with the burner of the present invention.
2 is a burner cross-sectional view of the present invention.
3 is a cross-sectional view of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along line B of FIG.
5 is an embodiment of a flame holder.
6 is another embodiment of a flame holder.
7 is a detailed view of a flow distribution plate.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 매연여과필터 재생용 버너를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the burner for regenerating the soot filtration filter according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

도 1은 본 발명의 버너가 장착된 배출가스 매연저감장치 개략도이다. 본 발명의 버너는 배출가스의 매연을 저감하기 위하여 엔진(900) 배기관(800)에 형성되는 산화촉매(400)와 매연여과필터(500)의 전단에 설치되는 매연여과필터 재생용 버너로서, 매연이 포함된 배출가스가 상기 산화촉매(400) 및 상기 매연여과필터(500)에 유입되기 전에 미리 연소 및 가열시켜 줌으로써 매연을 저감하고 재생이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 것이다. 배출가스 매연저감장치는 도 1에 도시된 바와 같이 배출가스의 온도를 측정하기 위한 온도센서(610)(630)나, 화염의 온도를 측정하기 위한 온도센서(620)나, 압력을 측정하기 위한 차압센서(700) 및 압력측정관(710) 등이 더 구비될 수 있는데, 이러한 부가수단들은 일반적인 배출가스 매연저감장치 기술에서 그 구조나 역할 등이 이미 공지되어 설명되고 있는 바 여기에서는 그 상세한 설명은 생략한다.1 is a schematic view of the exhaust gas soot reduction device equipped with a burner of the present invention. The burner of the present invention is a burner for regenerating a soot filtration filter which is installed in front of the oxidation catalyst 400 and the soot filtration filter 500 formed in the exhaust pipe 800 of the engine 900 to reduce the soot of the exhaust gas. This exhaust gas is to burn and heat in advance before entering the oxidation catalyst 400 and the soot filtration filter 500 to reduce soot and to facilitate the regeneration. Exhaust gas soot reduction device is a temperature sensor 610, 630 for measuring the temperature of the exhaust gas, a temperature sensor 620 for measuring the temperature of the flame, or to measure the pressure as shown in FIG. The differential pressure sensor 700 and the pressure measuring tube 710 may be further provided, and these additional means are already known and described in the structure or role of the general exhaust gas reduction device technology. Is omitted.

본 발명은, 상기 매연여과필터(500)의 재생을 위하여 배출가스의 온도를 효과적으로 상승시킬 수 있도록 하기 위하여 그 구조가 개선된 버너(100)에 그 주요한 특징이 있다. 본 발명의 버너(100)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 버너 몸체(110), 방전극(130), 절연체(140) 및 절연체 막음막(150)을 포함하여 이루어진다. 이하에서 본 발명의 버너(100)의 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.The present invention has the main characteristics of the burner 100 is improved in its structure in order to effectively increase the temperature of the exhaust gas for the regeneration of the particulate filter 500. The burner 100 of the present invention includes a burner body 110, a discharge electrode 130, an insulator 140, and an insulator blocking film 150, as shown in FIG. 2. Hereinafter, each part of the burner 100 of the present invention will be described in more detail.

상기 버너 몸체(110)는, 배출가스 유입유로 내부에 배출가스 유입방향과 수직으로 배치된다. 이와 같이 본 발명에서는 상기 버너 몸체(110)가 배출가스 유입유로 내부에 설치되도록 함으로써 고온의 배출가스에 의하여 상기 버너 몸체(110) 자체가 일차적으로 가열되게 되며, 이에 따라 (이하 설명될) 상기 방전극(130)에서의 착화가 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 장점을 가진다.The burner body 110 is disposed perpendicular to the discharge gas inlet direction in the discharge gas inlet flow passage. As described above, in the present invention, the burner body 110 is installed inside the exhaust gas inflow passage so that the burner body 110 itself is primarily heated by the high temperature exhaust gas, and thus (discussed below) the discharge electrode. Ignition at 130 has the advantage that can be made more stable.

도 3은 도 2의 A 단면도이고, 도 4는 도 2의 B 단면도이다. 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 버너 몸체(110)에는, 한 위치에 상기 방전극(130)이 수용 구비된 공간과 유통되는 공기공급유로(111)가 형성되고, 상기 공기공급유로(111) 하류 위치에 상기 방전극(130)이 수용 구비된 공간과 유통되는 연료공급유로(112)가 형성되도록 한다. 상기 버너 몸체(110)에서의 착화 과정을 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같은 상기 공기공급유로(111) 및 상기 연료공급유로(112)로 각각 공기 및 연료가 공급되며, 이 공급된 공기 및 연료는 상기 방전극(130)이 수용된 공간에서 혼합되고, 상기 방전극(130)에서 플라즈마가 발생되면, 이 플라즈마에 의하여 공기 및 연료의 혼합기체가 착화가 일어나 화염이 발생되는 것이다. 이 때, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 연료공급유로(112)에는 전기히터(120)가 더 구비됨으로써 연료의 온도를 올려, 착화가 보다 원활하게 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 연료공급유로(112)에는 압축공기를 일정량 공급하여 연료를 더욱 빠르게 이송시키도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 3 is a sectional view taken along the line A of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line B of FIG. 2. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the burner body 110 is provided with an air supply passage 111 which is distributed with a space provided with the discharge electrode 130 at one position, and the air supply passage The fuel supply flow path 112 is formed to be formed in a space provided with the discharge electrode 130 in a downstream position. To describe the ignition process in the burner body 110 in more detail as follows. Air and fuel are supplied to the air supply passage 111 and the fuel supply passage 112 as shown in FIGS. 3 and 4, respectively, and the supplied air and fuel are spaces in which the discharge electrode 130 is accommodated. When the mixture is mixed at the discharge electrode 130 and a plasma is generated, the mixed gas of air and fuel is ignited by the plasma to generate a flame. In this case, as shown in FIG. 4, the fuel supply passage 112 is further provided with an electric heater 120 to raise the temperature of the fuel, so that ignition can occur more smoothly. In addition, it is more preferable to supply a predetermined amount of compressed air to the fuel supply passage 112 to transfer the fuel more quickly.

상기 방전극(130)은, 상기 버너 몸체(110) 내부에 수용 구비되며 상기 버너 몸체(110)의 연장 방향과 평행하게 배치되어, 고전압 케이블(200)로부터 전력을 공급받아 상기 버너 몸체(110)를 선회하는 플라즈마를 발생시킨다. 상기 방전극(130)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 중심전극봉(131), 상기 중심전극봉(131)을 수용 지지하는 지지부(132), 상기 중심전극봉(131)의 일측 끝단에 형성되는 방전부(133)를 포함하여 이루어져 플라즈마를 발생시켜 화염이 일어나게 함으로써 배출가스를 가열할 수 있게 된다.The discharge electrode 130 is accommodated in the burner body 110 and disposed in parallel with the extending direction of the burner body 110 to receive power from the high voltage cable 200 to receive the burner body 110. Generate a turning plasma. As shown in FIG. 2, the discharge electrode 130 includes a center electrode 131, a support part 132 for receiving and supporting the center electrode 131, and a discharge part formed at one end of the center electrode 131. 133) to generate a plasma to generate a flame to heat the exhaust gas.

이 때, 상기 방전부(133)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 외부로 노출된 형태로 형성되는데, 이에 따라 상기 방전극(130)의 제작이 매우 용이해진다. 또한 상기 방전극(130)은 내부가 중공된 형태로 형성되는데, 이와 같이 됨으로써 발생된 플라즈마가 원활하게 선회할 수 있을 뿐만 아니라, 열용량이 작아짐으로써 착화 특성이 보다 향상될 수 있다. 또한, 상기 중심전극봉(131)은 백금, 구리, 니켈, 철 또는 이들 합금 중 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 비저항이 작은 금속 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이와 같이 함으로써 상기 중심전극봉(131)이 이와 같은 재질로 이루어짐으로써 방전전압을 낮추어 주어, 상기 방전극(130)에서 발생되는 전력 소모를 보다 절약할 수 있게 된다. 더불어, 상기 중심전극봉(131)은 그 내부에 노이즈제거 저항(134)이 구비되도록 하여, 상기 방전극(130)에 전력을 공급하여 플라즈마를 발생시킬 때 전기적 노이즈가 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 노이즈 제거 효율을 보다 높이기 위해서, 상기 고전압 케이블(200)에 페라이트코어(210)가 더 구비되도록 할 수도 있다.At this time, the discharge unit 133 is formed in a form exposed to the outside as shown in Figure 2, thereby making the discharge electrode 130 is very easy. In addition, the discharge electrode 130 is formed in a hollow shape, by which the generated plasma can not only smoothly turn, but also the heat capacity is reduced, the ignition characteristics can be further improved. In addition, the center electrode 131 is preferably made of a metal material having a small resistivity made of at least one selected from platinum, copper, nickel, iron, or alloys thereof. By being made of the same material to lower the discharge voltage, it is possible to save more power consumption generated by the discharge electrode (130). In addition, the center electrode 131 is preferably provided with a noise removing resistor 134 therein, so that the electrical noise is removed when the plasma is generated by supplying power to the discharge electrode 130. In order to further increase the noise removal efficiency, the ferrite core 210 may be further provided on the high voltage cable 200.

더불어, 상기 버너 몸체(110)와 상기 방전극(130)의 간극은 0.8mm 내지 2mm 범위 내의 값으로 형성되는 것이 바람직한데, 이와 같이 됨으로써 방전극 간극이 큰 경우 방전을 발생시키기 위해서 높은 전압이 필요하게 되는 단점과, 간극이 작은 경우 방전극 표면에 충돌되는 연료가 열분해되어 발생하는 코크로 인한 누전의 단점을 해결할 수 있다.In addition, the gap between the burner body 110 and the discharge electrode 130 is preferably formed to a value within the range of 0.8 mm to 2 mm, so that a high voltage is required to generate a discharge when the discharge electrode gap is large. Disadvantages and shortcomings of a short circuit due to coke caused by the decomposition of fuel impinging on the surface of the discharge electrode when the gap is small can be solved.

상기 절연체(140)는 상기 버너 몸체(110) 내부에 수용 구비되어 상기 방전극(130)을 지지하며, 또한 상기 버너 몸체(110) 및 상기 방전극(130)을 절연하는 역할을 한다. 마지막으로 상기 절연체 막음막(150)은, 상기 절연체(140)의 일단에 형성되어 상기 절연체(140)를 상기 버너 몸체(110)에 고정시켜 준다.
The insulator 140 is accommodated in the burner body 110 to support the discharge electrode 130 and to insulate the burner body 110 and the discharge electrode 130. Finally, the insulator blocking film 150 is formed at one end of the insulator 140 to fix the insulator 140 to the burner body 110.

본 발명의 버너(100)는 이와 같이 (실질적으로 착화가 일어나는) 상기 버너 몸체(100)가 배출가스 유입유로 상에 구비되어 고온의 배출가스에 의하여 일차적으로 가열됨으로써 착화 안정성을 최대화할 수 있도록 이루어진다. 더불어, 본 발명의 버너(100)는 착화되어 발생된 화염이 보다 효과적으로 연소에 이용될 수 있도록, 상기 버너 몸체(110)에 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같은 화염홀더(160)를 더 구비하여 이루어진다.The burner 100 of the present invention is configured such that the burner body 100 (substantially ignited) is provided on the exhaust gas inlet flow passage so as to be primarily heated by high temperature exhaust gas to maximize ignition stability. . In addition, the burner 100 of the present invention further includes a flame holder 160 as shown in FIGS. 5 and 6 in the burner body 110 so that the flame generated by ignition can be used for combustion more effectively. It is made.

도 5는 상기 화염홀더(160)의 한 실시예로서, 확대관 형태로 형성되고, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되는 형태를 도시하고 있다. 또한 도 6은 상기 화염홀더(160)의 다른 실시예로서, 다단 형태로 형성되고, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되는 형태를 도시하고 있다. 즉, 상기 화염홀더(160)는 배출가스가 불어오는 것에 의하여 화염이 꺼져버리지 않고 잘 타오를 수 있도록 보호함과 동시에, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되어 있음으로써 배출가스 중에 존재하는 산소를 공급받아 이를 최대로 활용하여 연소할 수 있게 형성되어 연소 효율을 극대화해 준다. 또한, 상기 화염홀더(160)는 확장관 형태 또는 다단 형태로 이루어짐으로써 후단으로 갈수록 확장되는 형태를 취한다.FIG. 5 illustrates an embodiment of the flame holder 160, which is formed in the form of an enlarged tube and in which a plurality of exhaust gas inlet holes 161 are formed. In addition, Figure 6 is another embodiment of the flame holder 160, is formed in a multi-stage form, and shows a form in which a plurality of exhaust gas inlet hole 161 is formed. That is, the flame holder 160 protects the flame from being burned out by blowing the exhaust gas, and at the same time, a plurality of exhaust gas inlet holes 161 are formed to exist in the exhaust gas. Oxygen is supplied so that it can be burned to the maximum and maximizes combustion efficiency. In addition, the flame holder 160 is formed in an expansion tube form or a multi-stage form to take a form extending toward the rear end.

더불어, 상기 화염홀더(160)에는 그 후단에 도 7에 도시된 바와 같은 유동분배판(170)이 더 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 유동분배판(170)은 화염이 고르게 분배되어 상기 산화촉매(400)로 전달될 수 있도록 구비되는 것으로, 화염의 분배 배출을 위하여 상기 유동분배판(170)에는 방사상으로 원주형을 이루며 다수 열 배열되는 배출가스 토출공(171)(172)이 형성되게 한다. 이 때, 중심열 배출가스 토출공(171)의 총합면적보다 외곽열 배출가스 토출공(172)의 총합면적이 크도록 형성되도록 함으로써 보다 고른 화염의 분배가 이루어질 수 있다. 도 7에는 상기 배출가스 토출공(171)(172)의 원주형 열이 2개 형성된 것으로 도시되었으나 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 원주형 열이 3개 이상으로 형성될 수도 있다. 이 경우에는 물론, 가장 중심측에 있는 열의 배출가스 토출공의 총합면적이 가장 작고, 최외곽 열의 배출가스 토출공의 총합면적이 가장 크며, 그 중간의 열들의 배출가스 토출공의 총합면적은 순차적으로 증가되도록 형성되게 할 수 있다.
In addition, the flame holder 160 is preferably such that the flow distribution plate 170 as shown in Figure 7 is further provided at the rear end thereof. The flow distribution plate 170 is provided so that the flame is evenly distributed and delivered to the oxidation catalyst 400. The flow distribution plate 170 has a radially columnar shape and a plurality of rows for distributing and discharging the flame. The exhaust gas discharge holes 171 and 172 are arranged to be formed. At this time, a more even distribution of the flame may be achieved by forming the total area of the outer heat discharge gas discharge holes 172 larger than the total area of the central heat discharge gas discharge holes 171. 7 illustrates that two columnar columns of the discharge gas discharge holes 171 and 172 are formed, but the present invention is not limited thereto, and three or more columnar columns may be formed. In this case, of course, the total area of the discharge gas discharge holes of the row at the center is the smallest, the total area of the discharge gas discharge holes of the outermost row is the largest, and the total area of the discharge gas discharge holes of the middle rows is sequential. Can be formed to increase.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

100: 버너
110: 버너 몸체 111: 공기공급유로
112: 연료공급유로 113: 버너 외피
120: 전기히터
130: 방전극 131: 중심전극봉
132: 지지부 133: 방전부
134: 노이즈제거 저항
140: 절연체
150: 절연체 막음막
160: 화염홀더 161: 배출가스 유입공
170: 유동분배판
171: 중심열 배출가스 토출공
172: 외곽열 배출가스 토출공
200: 고전압 케이블 210: 페라이트 코어
300: 확장관 400: 산화촉매
500: 매연여과장치 610: 배출가스 온도 측정센서 #1
620: 화염온도 측정센서 630: 배출가스 온도 측정센서 #2
700: 차압센서 710: 압력측정관
800: 배기관 900: 엔진100: burner
110: burner body 111: air supply passage
112: fuel supply passage 113: burner shell
120: electric heater
130: discharge electrode 131: center electrode
132: support portion 133: discharge portion
134: noise canceling resistor
140: insulator
150: insulator film
160: flame holder 161: exhaust gas inlet
170: fluid distribution plate
171: center heat discharge gas discharge hole
172: outer heat discharge gas discharge hole
200: high voltage cable 210: ferrite core
300: expansion tube 400: oxidation catalyst
500: soot filtration unit 610: exhaust gas temperature sensor # 1
620: flame temperature sensor 630: exhaust gas temperature sensor # 2
700: differential pressure sensor 710: pressure measuring tube
800: exhaust pipe 900: engine

Claims (14)

엔진(900) 배기관(800)에 형성되는 산화촉매(400)와 매연여과필터(500)의 전단에 설치되는 매연여과필터 재생용 버너에 있어서,
배출가스 유입유로 내부에 배출가스 유입방향과 수직으로 배치되는 버너 몸체(110); 상기 버너 몸체(110) 내부에 수용 구비되며 상기 버너 몸체(110)의 연장 방향과 평행하게 배치되어, 고전압 케이블(200)로부터 전력을 공급받아 상기 버너 몸체(110)를 선회하는 플라즈마를 발생시키는 방전극(130); 상기 버너 몸체(110) 내부에 수용 구비되어 상기 방전극(130)을 지지하며 상기 버너 몸체(110) 및 상기 방전극(130)을 절연하는 절연체(140); 상기 절연체(140)의 일단에 형성되어 상기 절연체(140)를 상기 버너 몸체(110)에 고정하는 절연체 막음막(150); 을 포함하여 이루어지며,
상기 방전극(130)은 내부가 중공된 형태로 형성되며, 중심전극봉(131), 상기 중심전극봉(131)을 수용 지지하는 지지부(132), 상기 중심전극봉(131)의 일측 끝단에 형성되는 방전부(133), 상기 중심전극봉(131) 내부에 구비되는 노이즈제거 저항(134)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
In the burner for regenerating the soot filtration filter installed at the front end of the oxidation catalyst 400 and the soot filtration filter 500 formed in the exhaust pipe 800 of the engine 900,
A burner body 110 disposed perpendicularly to a discharge gas inflow direction in the discharge gas inflow passage; The discharge electrode is accommodated in the burner body 110 and disposed in parallel with the extending direction of the burner body 110 to receive a power from the high voltage cable 200 to generate a plasma turning the burner body 110. 130; An insulator 140 accommodated in the burner body 110 to support the discharge electrode 130 and to insulate the burner body 110 and the discharge electrode 130; An insulator blocking film 150 formed at one end of the insulator 140 to fix the insulator 140 to the burner body 110; , ≪ / RTI >
The discharge electrode 130 is formed in a hollow shape, the center electrode 131, the support portion 132 for receiving and supporting the center electrode 131, the discharge portion formed at one end of the center electrode 131 133, the burner for regenerating the soot filtration filter, characterized in that it comprises a noise removing resistor (134) provided inside the center electrode (131).
제 1항에 있어서, 상기 버너 몸체(110)는
상기 방전극(130)이 수용 구비된 공간과 유통되는 공기공급유로(111)가 형성되고, 상기 공기공급유로(111) 하류 위치에 상기 방전극(130)이 수용 구비된 공간과 유통되는 연료공급유로(112)가 형성되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 1, wherein the burner body 110 is
The air supply passage 111 is formed to be distributed with the space accommodating the discharge electrode 130, and the fuel supply passage is distributed with the space accommodating the discharge electrode 130 at a position downstream of the air supply passage 111. Burner for regenerating the soot filtration filter, characterized in that the 112 is formed.
제 2항에 있어서, 상기 연료공급유로(112)는
전기히터(120)가 구비되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The fuel supply passage 112 of claim 2, wherein the fuel supply passage 112
Burner for regeneration of soot filtration filter, characterized in that the electric heater 120 is provided.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 중심전극봉(131)은
백금, 구리, 니켈, 철 또는 이들 합금 중 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 비저항이 작은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 1, wherein the center electrode 131 is
A burner for regenerating soot filtration filters, which is made of a metal material having a small resistivity made of at least one selected from platinum, copper, nickel, iron, or an alloy thereof.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 버너 몸체(110)는
화염홀더(160)가 구비되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 1, wherein the burner body 110 is
Burner for regeneration of the soot filtration filter, characterized in that the flame holder 160 is provided.
제 8항에 있어서, 상기 화염홀더(160)는
확대관 형태로 형성되고, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 8, wherein the flame holder 160 is
Burner for regenerating the soot filtration filter is formed in the form of an enlarged tube, characterized in that a plurality of exhaust gas inlet hole (161) is formed.
제 8항에 있어서, 상기 화염홀더(160)는
다단 형태로 형성되고, 다수 개의 배출가스 유입공(161)이 형성되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 8, wherein the flame holder 160 is
Burner for regenerating the soot filtration filter is formed in a multi-stage form, a plurality of exhaust gas inlet hole (161) is formed.
제 8항에 있어서, 상기 화염홀더(160)는
그 후단에 유동분배판(170)이 형성되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 8, wherein the flame holder 160 is
The exhaust filter filter burner, characterized in that the flow distribution plate 170 is formed at the rear end.
제 11항에 있어서, 상기 유동분배판(170)은
방사상으로 원주형을 이루며 다수 열 배열되는 배출가스 토출공(171)(172)이 형성되되, 중심열 배출가스 토출공(171)의 총합면적보다 외곽열 배출가스 토출공(172)의 총합면적이 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
The method of claim 11, wherein the flow distribution plate 170
Exhaust gas discharge holes 171 and 172 are arranged radially in a column and arranged in a plurality of rows, and the total area of the outer heat discharge gas discharge holes 172 is larger than the total area of the central heat discharge gas discharge holes 171. Burner for regeneration of soot filtration filter, characterized in that it is formed to be large.
제 1항에 있어서, 상기 버너 몸체(110)와 상기 방전극(130)의 간극은
0.8mm 내지 2mm 범위 내의 값으로 형성되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.
According to claim 1, wherein the gap between the burner body 110 and the discharge electrode 130 is
Burner for regeneration of soot filtration filter, characterized in that formed in the range of 0.8mm to 2mm.
제 1항에 있어서, 상기 고전압 케이블(200)은
페라이트코어(210)가 구비되는 것을 특징으로 하는 매연여과필터 재생용 버너.The method of claim 1, wherein the high voltage cable 200
Burner for regenerating soot filtration filter, characterized in that the ferrite core 210 is provided.
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