KR101294061B1

KR101294061B1 - 차량용 배기 가스 후처리 장치

Info

Publication number: KR101294061B1
Application number: KR1020110068418A
Authority: KR
Inventors: 정일원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-08-08
Also published as: KR20130007837A

Abstract

차량용 배기 가스 후처리 장치가 개시된다. 개시된 차량용 배기 가스 후처리 장치는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 유해 물질을 정화하고, 배기 가스의 소음을 저감하기 위한 것으로서, ⅰ)소정의 내부 공간을 지니며 배기 가스의 유동 경로를 형성하는 하우징과, ⅱ)하우징의 내부에 구성되며, 배기 가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 디젤 산화 촉매부와, ⅲ)하우징의 내부에서 디젤 산화 촉매부의 후단에 구성되며, 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤 입자상 물질 필터부와, ⅳ)하우징의 내부에서 디젤 입자상 물질 필터부의 후단에 구성되며, 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 선택적 촉매 환원부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 배기 가스 후처리 장치 {EXHAUST GAS AFTER-TREATMENT DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명의 실시예는 차량용 배기 가스 후처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 가스 중에 포함된 유해 물질을 저감시킬 수 있는 차량용 배기 가스 후처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진의 배기 시스템은 배기 가스 중에 함유된 유해 물질을 감소시키기 위해 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst: DOC), 디젤 입자상 물질 필터((Diesel Particulate matter Filter: DPF), 및 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction:SCR) 등과 같은 배기가스 후처리장치를 구비하고 있다.

상기와 같은 촉매 장치들은 EURO6 배기 가스의 규제를 만족하기 위해 채용되고 있는데, 이러한 촉매 장치들은 별도의 공간에 각각 별개의 모듈로서 장착되고 있다.

그런데, 종래 기술에서 이러한 촉매 장치들을 각각의 모듈로 차량에 장착하기 위해서는 차량의 넓은 장착 공간을 필요로 하는데, 대부분의 차종이 이들 촉매 장치를 감당할 만한 충분한 공간 확보가 불가능한 실정이다.

본 발명의 실시예들은 배기 가스 중에 포함된 유해 물질을 저감시키기 위한 다수의 촉매들을 단일의 패키지로 컴팩트하게 구성할 수 있도록 한 차량용 배기 가스 후처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 유해 물질을 정화하고, 배기 가스의 소음을 저감하기 위한 것으로서, ⅰ)소정의 내부 공간을 지니며 배기 가스의 유동 경로를 형성하는 하우징과, ⅱ)상기 하우징의 내부에 구성되며, 배기 가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 디젤 산화 촉매부와, ⅲ)상기 하우징의 내부에서 상기 디젤 산화 촉매부의 후단에 구성되며, 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤 입자상 물질 필터부와, ⅳ)상기 하우징의 내부에서 상기 디젤 입자상 물질 필터부의 후단에 구성되며, 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 선택적 촉매 환원부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 디젤 입자상 물질 필터부는 상기 하우징에 대하여 착탈 가능하게 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 디젤 산화 촉매부의 후단에는 상기 디젤 입자상 물질 필터부를 착탈시킬 수 있는 가이드 파이프가 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 하우징은 배기 가스가 유입되는 제1 파이프부재와, 상기 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 순차적으로 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재와, 상기 내부 공간에 일정 간격 이격되게 설치되며 그 내부 공간을 복수의 이격 공간으로 구획하고, 상기 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 지지하는 복수의 배플부재들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 하우징의 내부에는 제1 내지 제3 배플부재가 일정 간격 이격되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 하우징은 양단이 개방된 형태로 이루어지며, 상기 하우징의 일측 개방단에는 커버 플레이트가 장착되고, 상기 커버 플레이트에는 배기 가스가 유입될 수 있는 제1 파이프부재가 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 제1 배플부재에는 상기 선택적 촉매 환원부와 연결되며, 상기 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 순차적으로 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재가 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 제2 파이프부재는 상기 하우징을 관통하며 고정되게 설치되며, 상기 제2 배플부재에는 다수의 타공홀들이 형성되고, 상기 제3 배플부재는 상기 하우징의 다른 일측 개방단에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 디젤 산화 촉매부는 상기 제1 및 제2 배플부재를 관통하며 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 제2 및 제3 배플부재 사이에는 상기 디젤 입자상 물질 필터부를 장착하기 위한 가이드 파이프가 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 가이드 파이프는 상기 디젤 산화 촉매부와 연결되고, 상기 제3 배플부재를 관통하며 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 선택적 촉매 환원부는 상기 제1 및 제2 배플부재를 관통하며 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 제1 배플부재에는 상기 선택적 촉매 환원부와 연결되며, 상기 선택적 촉매 환원부를 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재가 설치되고, 상기 제2 파이프부재는 상기 하우징을 관통하여 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 디젤 입자상 물질 필터부는 양단이 개방되며 상기 가이드 파이프에 삽입 가능하게 구비되는 캔부재와, 상기 캔부재의 내부에서 일측 단부 측에 설치되는 필터 엘리먼트를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 가이드 파이프는 외주면 측에 배기 가스가 유출될 수 있는 적어도 하나의 유출공이 형성되고, 상기 캔부재는 상기 유출공과 연결되는 연결공이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 캔부재의 양단부 측에는 링 형태의 가스켓이 설치되고, 상기 가이드 파이프는 상기 가스켓에 대응하는 부분에 확관부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 캔부재의 다른 일측 단부에는 캡 플레이트가 설치되며, 상기 캡 플레이트를 상기 캔부재의 다른 일측 단부에 클램핑시키기 위한 클램핑부재가 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 가이드 파이프의 상기 캔부재 삽입 단부에는 상기 캔부재와 연결되는 버닝부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 버닝부에 대응하는 상기 캔부재의 단부에는 상기 버닝부를 지지하는 지지부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 지지부에는 상기 버닝부를 지지하는 제1 지지면과, 상기 캡 플레이트의 가장자리 단부를 지지하는 제2 지지면이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 지지면은 서로 멀어지는 방향으로 경사지게 형성되며, 상기 캡 플레이트의 가장자리 단부에는 상기 제2 지지면에 대응하는 절곡부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치에 있어서, 상기 클램핑부재는 상기 버닝부와 절곡부를 사이에 두고 상기 캔부재의 지지부를 감싸는 형태로 이루어지며, 양단이 볼트와 너트에 의해 상호 체결될 수 있다.

본 발명의 실시예는 배기 가스 중의 유해 물질을 제거하는 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 단일의 패키지로 컴팩트하게 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 배기 가스의 규제를 만족하는 다수 촉매들을 하나의 패키지로 구성하므로, 다수의 촉매들을 설치하기 위한 넓은 설치 공간을 확보할 필요가 없으며, 전체 장치의 사이즈를 축소할 수 있고, 제조 원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 디젤 입자상 물질 필터부와 같은 특정 촉매 만을 용이하게 분리 장착할 수 있으므로, 디젤 입자상 물질 필터부의 파손 시 클레임 비용을 절감할 수 있으며, 디젤 입자상 물질 필터부의 정비성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 투영 사시도이다.
도 4는 도 1의 단면 구성도이다.
도 5는 도 4의 일 부분을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치의 작용을 설명하기 위한 단면 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 투영 사시도이고, 도 4는 도 1의 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치(100)는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 유해 물질을 정화하고, 고속으로 배출되는 배기 가스의 소음을 저감하기 위한 차량의 배기 시스템에 적용될 수 있다.

상기 배기 가스 후처리 장치(100)는 배기 가스에 포함된 탄화수소, 일산화탄소, 입자상 물질, 및 질소산화물 등의 유해 물질을 촉매 작용으로서 저감시킬 수 있고, 배기 가스의 팽창, 간섭 공명, 습음의 원리로서 배기음을 저감시키기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치(100)는 다수의 촉매로서 배기 가스 중의 유해 물질을 정화하고, 음파의 간섭, 압력 변동의 감소, 배기 온도의 저하 등으로 배기 가스의 소음을 저감할 수 있는 머플러로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 배기 가스 후처리 장치(100)는 다수의 촉매들을 하나의 패키지로 컴팩트하게 구성할 수 있으며, 더 나아가서는 특정 촉매 만을 별도로 분리/장착할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치(100)는 하우징(10)과, 디젤 산화 촉매부(50)와, 디젤 입자상 물질 필터부(60)와, 선택적 촉매 환원부(80)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 하우징(10)은 촉매를 내장하는 머플러 하우징으로 이루어지며, 소정의 내부 공간을 지니며 배기 가스의 유동 경로를 형성한다.

상기 하우징(10)은 양단이 개방된 통체로 이루어지고, 그 하우징(10)의 일측 개방단에는 커버 플레이트(11)가 장착되고, 커버 플레이트(11)에는 하우징(10)의 내부 공간으로 배기 가스를 유입시키기 위한 제1 파이프부재(13)가 고정되게 설치된다.

이러한 하우징(10)의 내부 공간에는 그 내부 공간을 복수의 이격 공간으로 구획하는 배플부재들(21, 22, 23)이 일정 간격 이격되게 설치되는 바, 하우징(10)의 배기 가스 유동 경로를 따라 제1 내지 제3 배플부재(21, 22, 23)가 일정 간격 이격되게 설치된다.

상기 제1 내지 제3 배플부재(21, 22, 23)는 하우징(10)의 내부 공간을 배기 가스가 유동할 수 있는 복수의 이격 공간으로 구획하는 바, 그 이격 공간을 지나는 배기 가스의 소음을 저감시키기 위한 것이다.

즉, 상기 제1 배플부재(21)는 커버 플레이트(11)와 일정 간격 이격되게 설치되며 그 커버 플레이트(11)와의 사이에 제1 공간(31)을 형성한다. 상기 제2 배플부재(22)는 제1 배플부재(21)와 일정 간격 이격되게 설치되며 그 제1 배플부재(21)와의 사이에 제2 공간(32)을 형성한다. 상기 제3 배플부재(23)는 제2 배플부재(22)와 일정 간격 이격되게 설치되며 그 제2 배플부재(22)와의 사이에 제3 공간(33)을 형성한다.

또한, 상기 제1 내지 제3 배플부재(21, 22, 23)는 뒤에서 더욱 설명될 디젤 산화 촉매부(50)와, 디젤 입자상 물질 필터부(60)와, 및 선택적 촉매 환원부(80)를 지지하는 기능도 하게 된다.

여기서, 상기 제1 배플부재(21)에는 디젤 산화 촉매부(50)와, 디젤 입자상 물질 필터부(60)와, 및 선택적 촉매 환원부(80)를 순차적으로 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재(15)가 설치된다.

이 경우, 상기 제2 파이프부재(15)는 라운드 형태로 굴곡지게 형성되며, 촉매 환원부(80)와 연결되고, 커버 플레이트(11)와 제1 배플부재(21) 사이의 제1 공간(31)에서 하우징(10)을 관통하며 그 하우징(10)에 고정되게 설치될 수 있다.

상기 제2 배플부재(22)에는 제2 공간(32)과 제3 공간(33)을 연결하는 다수의 타공홀들(25)이 형성되는데, 이 타공홀들(25)은 제1 공간(31)으로부터 제3 공간(33)으로 유입된 배기 가스를 제2 공간(32)으로 유동시키며 배기음을 감쇠시키는 기능을 하게 된다.

그리고, 상기 제3 배플부재(23)는 하우징(10)의 다른 일측 개방단에 설치되며, 그 하우징(10)의 다른 일측 개방단을 폐쇄한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 디젤 산화 촉매부(50)는 제1 파이프부재(13)를 통해 하우징(10)의 내부 공간으로 유입되는 배기 가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 기능을 하게 된다.

상기 디젤 산화 촉매부(50)는 하우징(10)의 내부에 구성되는 바, 제1 및 제2 배플부재(21, 22)를 관통하며 이들 배플부재(21, 22)에 고정되게 설치되는 제1 케이스부재(51)와, 제1 케이스부재(51)의 내부에 설치되는 제1 촉매 담체(53)를 포함한다.

상기 제1 케이스부재(51)는 양단이 개방된 원통 형상으로 이루어지며, 제1 공간(31)에서 제2 공간(32)을 지나 제3 공간(33) 측으로 배치된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 디젤 입자상 물질 필터부(60)는 디젤 산화 촉매부(50)를 거친 배기 가스 중의 디젤 입자상 물질을 포집하기 위한 것이다.

상기 디젤 입자상 물질 필터부(60)는 하우징(10)의 내부에서 디젤 산화 촉매부(50)의 후단에 구성되는 바, 그 하우징(10)에 대하여 착탈 가능하게 구성될 수 있다.

이를 위해 상기 하우징(10)의 내부에서 디젤 산화 촉매부(50)의 후단에는 디젤 입자상 물질 필터부(60)를 착탈시킬 수 있는 가이드 파이프(71)가 설치된다.

상기 가이드 파이프(71)는 양단이 개방된 원통 형상으로 이루어지며, 제2 및 제3 배플부재(22, 23) 사이의 제3 공간(33)에 배치되고, 제3 공간(33)에서 일측 단부가 디젤 산화 촉매부(50)의 제1 케이스부재(51)에 연결되고, 다른 일측 단부는 제3 배플부재(23)를 관통하며 외부로 돌출된다.

이러한 가이드 파이프(71)의 다른 일측 단부는 제3 배플부재(23)에 고정되게 설치된다. 상기 가이드 파이프(71)에는 디젤 산화 촉매부(50)를 거치며 유입된 배기 가스가 유출될 수 있는 적어도 하나의 유출공(72)을 형성하고 있다.

상기 유출공(72)은 도면을 기준할 때 상하 방향으로 연결되는 한 쌍의 구멍으로 이루어지며, 제3 공간(33)과 상호 연결된다. 여기서, 상기 유출공(72)은 제3 공간(33)에서 제3 배플부재(23)와 인접하는 위치에 형성될 수 있다.

한편, 상기 디젤 입자상 물질 필터부(60)는 가이드 파이프(71)에 삽입 가능하게 구비되는 캔부재(61)와, 캔부재(61)의 삽입 단부 측(이하에서는 편의 상 "일측 단부" 라고 한다) 내부에 설치되는 필터 엘리먼트(62)를 포함한다.

상기 캔부재(61)는 양단이 개방된 원통 형상으로 이루어지며, 가이드 파이프(71)의 유출공(72)과 연결되는 한 쌍의 연결공(63)을 형성하고 있다.

그리고, 상기 캔부재(61)의 양 단부측 외주면에는 링 형태의 가스켓(64)이 설치되는 바, 이 가스켓(64)은 가이드 파이프(71)의 내부에 캔부재(61)를 견고하게 장착하고 그 가이드 파이프(71)의 내주면과 캔부재(61)의 외주면 사이를 캔부재(61)의 양단부 측에서 실링하는 기능을 하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 캔부재(61)의 다른 일측 단부에 설치되며 그 다른 일측 단부를 폐쇄하는 캡 플레이트(91)와, 캡 플레이트(91)를 캔부재(61)의 다른 일측 단부에 클램핑시키기 위한 클램핑부재(93)를 더 포함한다.

상기 캡 플레이트(91)는 원형의 플레이트 형상으로 이루어지며, 캔부재(61)의 다른 일측 단부에 지지된 상태로 클램핑부재(93)에 의해 캔부재(61)의 다른 일측 단부에 고정될 수 있다.

상기 클램핑부재(93)는 링 형태로 이루어지며, 양단이 볼트(B)와 너트(N)에 의해 상호 체결되며 캡 플레이트(91)와 함께 캔부재(61)의 다른 일측 단부를 클램핑시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이러한 캡 플레이트(91)와 클램핑부재(93)의 더욱 구체적인 구성은 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.

다른 한편으로, 상기와 같은 가이드 파이프(71)와 캔부재(61)의 결합 구조를 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 가이드 파이프(71)는 캔부재(61)의 가스켓(64)에 대응하는 부분에 확관부(74)를 각각 형성하는 바, 이 확관부(74)는 가스켓(64)을 캔부재(61)의 외주면 측으로 가압 밀착시키는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 가스켓(64)은 가이드 파이프(71)의 내주면과 캔부재(61)의 외주면 사이에서 가이드 파이프(71)의 확관부(74)에 의해 가스켓(64)을 캔부재(61)의 외주면 측으로 가압 밀착시키게 되므로, 가이드 파이프(71)의 내부에 캔부재(61)를 견고하게 장착할 수 있게 되며, 가이드 파이프(71)의 내주면과 캔부재(61)의 외주면 사이를 강건하게 실링할 수 있게 된다.

그리고, 상기 가이드 파이프(71)의 다른 일측 단부인 캔부재(61)의 삽입단에는 캔부재(61)의 다른 일측 단부와 연결되는 버닝부(76)가 형성되어 있다.

상기 버닝부(76)는 가이드 파이프(71)의 다른 일측 끝단이 가이드 파이프(71)의 외주면 외측으로 확관되며 경사지게 형성되는 부분으로서, 캔부재(61)의 다른 일측 단부에 지지된다.

또한, 상기 버닝부(76)와 연결되는 캔부재(61)의 다른 일측 단부에는 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)를 지지하며, 캡 플레이트(91)의 가장자리 부분을 지지하는 지지부(65)가 형성될 수 있다.

상기 지지부(65)는 돔 형태로 이루어지며, 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)를 지지하는 제1 지지면(67)과, 캡 플레이트(91)의 가장자리 부분(단부)을 지지하는 제2 지지면(69)을 구비하고 있다.

이러한 지지부(65)는 제1 및 제2 지지면(67, 69)이 서로 멀어지는 방향으로 경사지게 형성되는 바, 캡 플레이트(91)의 가장자리 단부에는 제2 지지면(69)에 대응하는 절곡부(92)가 형성되어 있다.

상기와 같은 가이드 파이프(71)와 캔부재(61)의 결합 구조를 기본으로 하면서, 전술한 바 있는 클램핑부재(93)는 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)와 캡 플레이트(91)의 절곡부(92)가 캔부재(61)의 지지부(65)에 지지된 상태로, 그 버닝부(76)와 절곡부(92)를 사이에 두고 지지부(65)를 감싸는 형태로 이루어진다.

상기 클램핑부재(93)는 캔부재(61)의 지지부(65)에 대응하는 형상으로 이루어지고, 버닝부(76)와 절곡부(92)를 사이에 두고 지지부(65)를 감싸며 볼트(B)와 너트(N)에 의해 체결됨으로서 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)와 캡 플레이트(91)의 절곡부(92)를 캔부재(61)의 지지부(65)에 견고하게 클램핑시킬 수 있다.

즉, 상기 클램핑부재(93)는 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)와 캡 플레이트(91)의 절곡부(92)를 동시에 캔부재(61)의 지지부(65)에 고정시킬 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 실시예에서 상기 선택적 촉매 환원부(80)는 디젤 입자상 물질 필터부(60)를 거치며 디젤 입자상 물질이 제거된 상태로 가이드 파이프(71)의 유출공(72)을 통해 하우징(10) 내부의 제3 공간(33)으로 유입되는 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 기능을 하게 된다.

이러한 선택적 촉매 환원부(80)는 하우징(10)의 내부에서 디젤 입자상 물질 필터부(60)의 후단에 구성되는 바, 제1 및 제2 배플부재(21, 22)를 관통하며 고정되게 구성될 수 있다.

상기 선택적 촉매 환원부(80)는 제1 및 제2 배플부재(21, 22)를 관통하며 이들 배플부재(21, 22)에 고정되게 설치되는 제2 케이스부재(81)와, 제2 케이스부재(81)의 내부에 설치되는 제2 촉매 담체(83)를 포함한다.

상기 제2 케이스부재(81)는 양단이 개방된 원통 형상으로 이루어지며, 하우징(10) 내부의 제3 공간(33)에서 제2 공간(32)을 지나 제1 공간(31) 측으로 배치된다.

여기서, 상기 제2 케이스부재(81)에는 제1 공간(31)에서 언급한 바 있는 라운드 형태의 제2 파이프부재(15)가 연결되는 바, 제2 파이프부재(15)는 제2 케이스부재(81)의 단부에 연결된 상태로 하우징(10)을 관통하며 그 하우징(10)에 고정되게 설치된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치의 작용을 설명하기 위한 단면 구성도이다.

도 6과 앞서 개시한 도면들을 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서 엔진에서 배출되는 배기 가스는 제1 파이프부재(13)를 통해 하우징(10) 내부의 제1 공간(31)으로 유입되고, 제1 공간(31)에서 디젤 산화 촉매부(50)로 유입된다.

그러면, 상기 디젤 산화 촉매부(50)에서는 배기 가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시키며, 배기 가스를 디젤 입자상 물질 필터부(60)로 배출한다.

여기서, 클램핑부재(93)는 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)와 캡 플레이트(91)의 절곡부(92)를 사이에 두고 캔부재(61)의 지지부(65)를 감싸며 볼트(B)와 너트(N)에 의해 체결됨으로써 버닝부(76)와 절곡부(92)를 동시에 지지부(65)에 고정시키고 있다.

한편, 상기 디젤 입자상 물질 필터부(60)에서는 디젤 산화 촉매부(50)를 거친 배기 가스 중의 디젤 입자상 물질을 포집하고, 배기 가스를 가이드 파이프(71)의 유출공(72)을 통해 하우징(10)의 제3 공간(33)로 배출한다.

그러면, 상기 배기 가스는 제3 공간(33)에서 제2 배플부재(22)의 타공홀들(25)을 통해 제2 공간(32)으로 유입되는 바, 이 과정에서 배기 가스의 소음이 감쇠하게 된다.

또한, 상기 배기 가스는 제3 공간(33)에서 선택적 촉매 환원부(80)로 유입되며, 선택적 촉매 환원부(80)에서는 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키게 된다.

그리고, 상기 선택적 촉매 환원부(80)를 거친 배기 가스는 제2 파이프부재(15)를 통해 외부로 배출된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 하우징(10) 내부의 디젤 산화 촉매부(50), 디젤 입자상 물질 필터부(60), 및 선택적 촉매 환원부(80)로 유동시키며 배기 가스에 포함된 탄화수소, 일산화탄소, 입자상 물질, 및 질소산화물 등의 유해 물질을 촉매 작용으로서 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 배기 가스를 제1 내지 제3 공간(21, 22, 23)으로 구획된 하우징(10)의 내부로 유동시키며 배기 가스의 팽창, 간섭 공명, 습음의 원리로서 배기음을 저감시킬 수 있게 된다.

다른 한편으로, 상기한 디젤 입자상 물질 필터부(60)를 보수 및 교체하고자 하는 경우, 본 발명의 실시예에서는 볼트(B)를 풀어 가이드 파이프(71)의 버닝부(76)와 캡 플레이트(91)의 절곡부(92)를 사이에 두고 캔부재(61)의 지지부(65)를 클램핑하고 있는 클램핑부재(93)를 분리한다.

그러면, 상기 클램핑부재(93)가 분리되면서 캡 플레이트(91) 또한 캔부재(61)로부터 자연스럽게 분리된다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 디젤 입자상 물질 필터부(60)의 캔부재(61)를 가이드 파이프(71)로부터 분리하게 되면, 디젤 입자상 물질 필터부(60)를 용이하게 보수 교체할 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 배기 가스 후처리 장치(100)에 의하면, 배기 가스 중의 유해 물질을 제거하는 디젤 산화 촉매부(50), 디젤 입자상 물질 필터부(60), 및 선택적 촉매 환원부(80)를 단일의 패키지로 컴팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 디젤 입자상 물질 필터부(60)와 같은 특정 촉매 만을 용이하게 분리 장착할 수 있으므로, 디젤 입자상 물질 필터부(60)의 파손 시 클레임 비용을 절감할 수 있으며, 디젤 입자상 물질 필터부(60)의 정비성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 하우징 11... 커버 플레이트
13... 제1 파이프부재 15... 제2 파이프부재
21... 제1 배플부재 22... 제2 배플부재
23... 제3 배플부재 25... 타공홀
31... 제1 공간 32... 제2 공간
33... 제3 공간 50... 디젤 산화 촉매부
51... 제1 케이스부재 53... 제1 촉매 담체
60... 디젤 입자상 물질 필터부 61... 캔부재
62... 필터 엘리먼트 63... 연결공
64... 가스켓 65... 지지부
67... 제1 지지면 69... 제2 지지면
71... 가이드 파이프 72... 유출공
74... 확관부 76... 버닝부
80... 선택적 촉매 환원부 81... 제2 케이스부재
83... 제2 촉매 담체 91... 캡 플레이트
92... 절곡부 93... 클램핑부재
B... 볼트 N... 너트

Claims

엔진으로부터 배출되는 배기 가스 중의 유해 물질을 정화하고, 배기 가스의 소음을 저감하기 위한 차량용 배기 가스 후처리 장치로서,
소정의 내부 공간을 지니며 배기 가스의 유동 경로를 형성하는 하우징;
상기 하우징의 내부에 구성되며, 배기 가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 디젤 산화 촉매부;
상기 하우징의 내부에서 상기 디젤 산화 촉매부의 후단에 구성되며, 배기 가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 디젤 입자상 물질 필터부; 및
상기 하우징의 내부에서 상기 디젤 입자상 물질 필터부의 후단에 구성되며, 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 선택적 촉매 환원부
를 포함하며,
상기 하우징의 내부에는 제1 내지 제3 배플부재가 일정 간격 이격되게 설치되고, 상기 디젤 산화 촉매부는 상기 제1 및 제2 배플부재를 관통하며 고정되게 설치되고, 상기 제2 및 제3 배플부재 사이에는 상기 디젤 입자상 물질 필터부를 장착하기 위한 가이드 파이프가 설치되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제1 항에 있어서,
상기 디젤 입자상 물질 필터부는 상기 하우징에 대하여 착탈 가능하게 구성되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제2 항에 있어서,
상기 디젤 산화 촉매부의 후단에는 상기 디젤 입자상 물질 필터부를 착탈시킬 수 있는 가이드 파이프가 설치되는 배기 가스 후처리 장치.
제3 항에 있어서,
상기 하우징은,
배기 가스가 유입되는 제1 파이프부재와,
상기 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 순차적으로 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재와,
상기 내부 공간에 일정 간격 이격되게 설치되며 그 내부 공간을 복수의 이격 공간으로 구획하고, 상기 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 지지하는 복수의 배플부재들
을 포함하는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 하우징은 양단이 개방된 형태로 이루어지며,
상기 하우징의 일측 개방단에는 커버 플레이트가 장착되고, 상기 커버 플레이트에는 배기 가스가 유입될 수 있는 제1 파이프부재가 연결되며,
상기 제1 배플부재에는 상기 선택적 촉매 환원부와 연결되며, 상기 디젤 산화 촉매부, 디젤 입자상 물질 필터부, 및 선택적 촉매 환원부를 순차적으로 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재가 설치되고,
상기 제2 파이프부재는 상기 하우징을 관통하며 고정되게 설치되며,
상기 제2 배플부재에는 다수의 타공홀들이 형성되고, 상기 제3 배플부재는 상기 하우징의 다른 일측 개방단에 설치되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 가이드 파이프는 상기 디젤 산화 촉매부와 연결되고, 상기 제3 배플부재를 관통하며 고정되게 설치되고,
상기 선택적 촉매 환원부는 상기 제1 및 제2 배플부재를 관통하며 고정되게 설치되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제1 배플부재에는 상기 선택적 촉매 환원부와 연결되며, 상기 선택적 촉매 환원부를 거친 배기 가스를 배출하는 제2 파이프부재가 설치되고,
상기 제2 파이프부재는 상기 하우징을 관통하여 고정되게 설치되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제1 항에 있어서,
상기 디젤 입자상 물질 필터부는,
양단이 개방되며 상기 가이드 파이프에 삽입 가능하게 구비되는 캔부재와,
상기 캔부재의 내부에서 일측 단부 측에 설치되는 필터 엘리먼트
를 포함하는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제10 항에 있어서,
상기 가이드 파이프는 외주면 측에 배기 가스가 유출될 수 있는 적어도 하나의 유출공이 형성되고, 상기 캔부재는 상기 유출공과 연결되는 연결공이 형성되며,
상기 캔부재의 양단부 측에는 링 형태의 가스켓이 설치되고, 상기 가이드 파이프는 상기 가스켓에 대응하는 부분에 확관부가 형성되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제10 항에 있어서,
상기 캔부재의 다른 일측 단부에는 캡 플레이트가 설치되며, 상기 캡 플레이트를 상기 캔부재의 다른 일측 단부에 클램핑시키기 위한 클램핑부재가 설치되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제12 항에 있어서,
상기 가이드 파이프의 상기 캔부재 삽입 단부에는 상기 캔부재와 연결되는 버닝부가 형성되고,
상기 버닝부에 대응하는 상기 캔부재의 단부에는 상기 버닝부를 지지하는 지지부가 형성되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.
제13 항에 있어서,
상기 지지부에는 상기 버닝부를 지지하는 제1 지지면과, 상기 캡 플레이트의 가장자리 단부를 지지하는 제2 지지면이 형성되고,
상기 제1 및 제2 지지면은 서로 멀어지는 방향으로 경사지게 형성되며,
상기 캡 플레이트의 가장자리 단부에는 상기 제2 지지면에 대응하는 절곡부가 형성되는 배기 가스 후처리 장치.
제14 항에 있어서,
상기 클램핑부재는,
상기 버닝부와 절곡부를 사이에 두고 상기 캔부재의 지지부를 감싸는 형태로 이루어지며, 양단이 볼트와 너트에 의해 상호 체결되는 차량용 배기 가스 후처리 장치.