KR101488509B1 - 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는배기가스 저감장치 - Google Patents

배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는배기가스 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치에 관한 것으로서, 연료를 효과적으로 미립화하고 배기가스에 의해 화염 형성이 방해되지 않고 안정적으로 화염을 형성할 수 있어 유해 미립자(매연)의 저감율을 높일 수 있도록 하는 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치에 관한 것이다.
본 발명의 배기가스 저감장치용 버너는 내측으로부터 제1관, 제2관, 및 제3관을 갖는 3중관 형태로, 상기 제1관 내측에 연료 및 공기가 혼합되는 혼합실이 형성되고, 상기 제1관과 제2관 사이에 공기가 유동가능한 공기유동부가 형성되며, 상기 제2관과 제3관 사이에 혼합기가 유동가능한 혼합기유동부가 형성되고, 상기 혼합실과 공기유동부 사이를 연통하는 공기연통홀, 및 상기 혼합실과 혼합기유동부를 연결하는 제1혼합기연통로 및 제2혼합기연통로가 형성된 본체; 상기 본체에 형성되어 상기 공기유동부 내부로 공기를 공급하는 공기공급수단; 상기 본체에 형성되어 상기 혼합실 내부로 연료 및 공기를 분사하는 연료 및 공기 분사수단; 및 상기 연료 및 공기 분사수단을 통해 분사된 연료 및 공기를 점화하여 화염이 형성되도록 점화하는 점화수단; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치는 혼합기의 일부가 바이패스되어 화염이 상기 메탈필터에 인접하게 형성되도록 하고, 혼합기가 다시 혼합실로 유입되어 화염을 더욱 안정적으로 형성되도록 함으로써 DPF용 재생 필터의 부하를 줄일 수 있으며, 유해 미립자의 저감효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치는 메탈필터가 구비되고 공기의 흐름을 조절함으로써 혼합실 내부에 디젤연료 및 공기가 고르게 분산되도록 하여 디젤연료를 빠르게 기화하고 미립화할 수 있으며, 공기가 유동되는 공기유동부가 형성되어 상기 버너 내부 특정 영역의 과열현상을 방지함으로써 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다.
유해미립자, 버너, 배기가스

Description

배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치{BURNER AND DECREASING DEVICE OF EXHAUST GAS HAVING IT}
본 발명은 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치에 관한 것으로서, 연료를 효과적으로 미립화하고 배기가스에 의해 화염 형성이 방해되지 않고 안정적으로 화염을 형성할 수 있어 유해 미립자(매연)의 저감율을 높일 수 있도록 하는 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치에 관한 것이다.
디젤자동차는 종래의 가솔린자동차에 비하여 연비를 줄일 수 있으면서도 출력이 우수하여 대형차량에 많이 이용되고 있으며 점차 소형차량에도 적용되고 있는 실정이다. 그러나 상기 디젤엔진은 엔진 내부로 분사된 연료가 피스톤의 압축으로 온도가 상승되도록 하여 자기 착화를 일으켜 연소되므로 상기 과정에서 연료와 공기의 불균일화로 인해 불완전연소가 일어남에 따라 유해 미립자(매연)가 발생된다.
특히, 상기 유해 미립자는 주로 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM, Particulate Matter), 및 수트(Soot, 재)로, 상기 디젤자동차에 의한 유해 미립자가 총 대기오염의 40%를 차지한다는 보고가 있으며, 이에 따라, 여러 나라들은 배 기가스의 배출을 규제하고 있으며 이를 만족하기 위해 배기통로에 삽입되어 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감장치가 개시된 바 있다.
그러나 종래의 배기가스 저감장치는 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 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 필터부 내부에 수트(Soot, 재)가 축적되어 주기적으로 필터를 청소해주어야 하는 번거로움을 가져오는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 촉매에 의한 자연재생방식에 전기히터, 버너, 스로틀링 등을 사용한 강제재생방식이 복합된 방식이 제안되고 있다.
그 예로 우리나라 특허공개공보 2004-68792호에 디젤엔진 매연 저감장치가 개시된 바 있으며, 이를 도 1에 도시하였다.
상기 도 1에 도시한 디젤엔진 매연 저감장치는 매연을 저감하기 위해 촉매를 활용하여 매연을 재생하는 디젤엔진 매연저감장치에 있어서, 열용량을 공간적으로 차등하게 분배할 수 있는 전기히터(4)가 저온영역에서 촉매의 활성화 또는 NO/NO2의 전환효율 증대를 위해 촉매장치(8)와 적어도 하나 이상이 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기 도 1에 도시된 디젤엔진 매연 저감장치는 전기히터가 구비되어 촉매의 반응을 활성화시키도록 하여 자연재생이 원활히 일어나도록 하는 장점이 있으나, 배기가스를 승온시키기 위해서는 상당히 큰 용량의 배터리가 필요하게 되어 현실적으로 적용이 어렵고 별도의 장치가 구비되어야하므로 대형화되고 복잡하여 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 우리나라 등록특허공보10-0699495호(발명의 명칭 : DPF시스템용 플라즈마 반응기와 이를 이용한 입자상 물질의 저감장치)가 개시된 바 있으며, 이를 도 2에 도시하였다.
상기 도 2에 도시한 DPF 시스템용 플라즈마 반응기와 이를 이용한 입자상 물질의 저감장치는 엔진(20)과, 상기 엔진(20)으로부터 발생되는 입자상 물질(PM)을 산화촉매(10') 및 DPF용 재생 필터(10)로 이송하는 배기관(40)과, 상기 배기관(40)의 외측에 액체연료를 분사하여 전극의 플라즈마 반응에 의해 촉매의 반응을 활성화시키는 플라즈마 반응기(50)와, 상기 플라즈마 반응기(50) 및 엔진(20)에 연료를 공급하는 연료저장탱크(30)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 도 2에 도시한 플라즈마 반응기는 매연을 연소 및 승온시켜 매연여과장치의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있으나, 배기가스량이 많은 경우에, 상 기 배기가스에 의해 상기 전극에 의한 화염 형성이 방해되어 상기 플라즈마 반응기에 의한 승온 효과를 충분히 얻을 수 없게 되는 문제점이 있다.
즉, 상기 플라즈마 반응기에 가까운 부분은 온도가 매우 높지만 상기 플라즈마 반응기로부터 멀어질수록 배기가스의 온도가 저하되어 상기 배기관 내부의 온도 분포가 불균일해지고, 이러한 온도 분포가 불균일해지는 문제점은 이 후 과정인 DPF용 재생 필터의 특정 부분에 재생부하가 걸리게 되어 필터의 수명이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 화염에 의해 버너가 과열되어 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 혼합기의 일부가 바이패스되어 화염이 상기 메탈필터에 인접하여 형성되도록 하고 화염 형성을 더욱 안정적으로 유지되도록 함으로써 유해 미립자의 저감효율을 높일 수 있도록 하는 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 메탈필터가 형성되어 연료를 효율적으로 기화하고 전체 영역에 고르게 분산함으로써 배기가스의 온도를 효율적으로 상승시켜 일부 부품의 과열에 의한 내구성 저하의 문제를 해결할 수 있고, 배기가스로부터 연료 및 공기 분사수단이 막히는 현상을 방지할 수 있는 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치를 제공함에 있다.
본 발명의 배기가스 저감장치용 버너는 내측으로부터 제1관, 제2관, 및 제3관을 갖는 3중관 형태로, 상기 제1관 내측에 연료 및 공기가 혼합되는 혼합실이 형성되고, 상기 제1관과 제2관 사이에 공기가 유동가능한 공기유동부가 형성되며, 상기 제2관과 제3관 사이에 혼합기가 유동가능한 혼합기유동부가 형성되고, 상기 혼합실과 공기유동부 사이를 연통하는 공기연통홀, 및 상기 혼합실과 혼합기유동부를 연결하는 제1혼합기연통로 및 제2혼합기연통로가 형성된 본체; 상기 본체에 형성되 어 상기 공기유동부 내부로 공기를 공급하는 공기공급수단; 상기 본체에 형성되어 상기 혼합실 내부로 연료 및 공기를 분사하는 연료 및 공기 분사수단; 및 상기 연료 및 공기 분사수단을 통해 분사된 연료 및 공기를 점화하여 화염이 형성되도록 점화하는 점화수단; 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1혼합기연통로는 상기 제2혼합기연통로에 비하여 상기 연료 및 공기 분사수단에 더 인접하게 형성되어 상기 연료 및 공기 분사수단에 의해 분사된 연료 및 공기 일부는 상기 제1혼합기연통로를 통하여 상기 혼합기유동부로 이송되고, 상기 제2혼합기연통로를 통해 다시 상기 혼합실로 유입되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 배기가스 저감장치용 버너는 상기 혼합실 내부의 연료 및 공기 분사수단과 제1혼합기연통로 사이에 상기 본체의 가로방향으로 메탈필터가 더 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 배기가스 정화장치용 버너는 상기 메탈필터를 통과한 혼합기의 일부가 상기 제1혼합기연통로를 통해 바이패스되어 화염이 상기 메탈필터에 더 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 배기가스 정화장치용 버너는 상기 제2혼합기연통로를 통해 혼합실로 공급되는 혼합기에 의해 화염이 더 원활히 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 공기공급수단은 상기 공기유동부 내부로 공급되는 공기가 회전흐름을 갖도록 상기 외관에 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 공기연통홀은 상기 본체의 길이방향 또는 둘레방향으로 복수개 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 공기연통홀은 각각 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상 기 공기연통홀은 각각 상기 제1관의 접선방향에 대해 일정각도 경사지게 형성되어 상기 공기유동부에서 연통홀을 통해 상기 혼합실 내부로 이동된 공기가 회전 흐름을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연료 및 공기 분사수단은 상기 본체의 하측 중앙부에 2중관 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 배기가스 저감장치는 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감장치에 있어서, 상기 배기가스 저감장치는 상기 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관(310)에 형성되어 배기가스를 승온시키는 상기 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 버너; 및 상기 버너 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 DPF용 재생 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가스 저감장치는 혼합기의 일부가 바이패스되어 화염이 상기 메탈필터에 인접하게 형성되도록 하고, 혼합기가 다시 혼합실로 유입되어 화염을 더욱 안정적으로 형성되도록 함으로써 DPF용 재생 필터의 부하를 줄일 수 있으며, 유해 미립자의 저감효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너 및 상기 버너를 포함하는 배기가 스 저감장치는 메탈필터가 구비되고 공기의 흐름을 조절함으로써 혼합실 내부에 디젤연료 및 공기가 고르게 분산되도록 하여 디젤연료를 빠르게 기화하고 미립화할 수 있으며, 공기가 유동되는 공기유동부가 형성되어 상기 버너 내부 특정 영역의 과열현상을 방지함으로써 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너(100) 및 상기 버너(100)를 포함하는 배기가스 저감장치(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 저감장치용 버너(100)의 사시도이고, 도 4는 상기 도 3에 도시한 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너(100)의 단면도이다.
상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배기가스 저감자치용 버너(100)는 3중관 형태로 내측으로부터 혼합실(121), 공기유동부(122), 혼합기유동부(123)가 형성되는 본체(110); 상기 공기유동부(122) 내부로 공기를 공급하는 공기공급수단(130); 상기 혼합실(121) 내부로 연료 및 공기를 분사하는 연료 및 공기 분사수단(140); 및 점화수단(150)을 포함하여 형성된다.
이 때, 상기 혼합기란, 상기 연료 및 공기가 혼합된 것을 의미하는 것으로, 공급된 연료는 상기 공기에 의해 미립화되고 승온되어 기체 형태로 유동된다.
상기 본체(110)는 내측으로부터 각 관(111, 112, 113) 사이에 일정 공간을 형성하도록 서로 소정거리 이격되는 제1관(111), 제2관(112), 및 제3관(113)을 갖는 3중관 형태로서, 상기 제1관(111) 내측에 연료 및 공기가 혼합되어 화염이 형성되는 혼합실(121)이 형성되고, 상기 제1관(111)과 제2관(112) 사이에 공기가 유동가능한 공기유동부(122)가 형성되며, 상기 제2관(112)과 제3관(113) 사이에 혼합기가 유동가능한 혼합기유동부(123)가 형성된다.
상기 공기유동부(122)에 유동되는 공기는 상기 공기공급수단(130)을 통해 공급되고, 상기 제1관(111)에는 일정 영역이 중공되는 공기연통홀(124)이 형성되어 상기 공기공급수단(130)을 통해 공급된 공기가 상기 공기유동부(122)에서 혼합실(121)로 이송된다.
상기 공기공급수단(130), 공기유동부(122), 및 공기연통홀(124)을 통해 공급되는 공기는 상기 화염이 원활히 형성되도록 하고, 상기 혼합실(121) 전체 영역에 상기 혼합기가 분포되도록 함으로써 배기가스가 효율적으로 승온되도록 한다.
상기 공기공급수단(130) 및, 공기연통홀(124)의 구성은 아래에서 다시 설명한다.
또, 상기 본체(110)는 상기 혼합실(121)과 혼합기유동부(123)를 연결하는 제1혼합기연통로(125)와 제2혼합기연통로(126)가 형성된다.
상기 제1혼합기연통로(125) 및 제2혼합기연통로(126)는 상기 공기유동부(122)의 일정 공간을 관통하여 형성되고, 그 크기는 바이패스되는 혼합기의 양에 따라 조절가능하다.
상기 제1혼합기연통로(125)는 상기 제2혼합기연통로(126)에 비하여 상기 연 료 및 공기 분사수단(140)에 더 인접하여 형성되어 상기 혼합실(121) 내부의 혼합기를 상기 혼합기유동부(123)로 이송하는 구성을 제1혼합기연통로(125)로 정의하고, 상기 혼합기유동부(123)에서 상기 혼합실(121)로 혼합기를 이송하는 구성을 제2혼합기연통로(126)라 정의 한다.
상기 연료 및 공기 분사수단(140)은 배기가스 내부의 유해미립자를 연소하기 위한 연료와 공기를 분사하는 수단으로서, 상기 연료 및 공기 분사수단(140)은 연료의 공급시 공기가 함께 분사되어 상기 연료를 미립화할 수 있는 수단이 이용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연료 및 공기 분사수단(140)은 2중관 형태로 내ㆍ외측에 각각 연료와 공기가 유동되는(그 순서는 바뀌어도 무방하다.) 인젝터 등이 이용될 수 있다.
상기 점화수단(150)은 상기 연료 및 공기 분사수단(140)을 통해 분사된 연료 및 공기를 점화하여 화염이 형성되도록 하는 수단으로서, 다양한 종류가 이용될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 배기가스 저감장치용 버너(100)의 다른 단면도로, 상기 도 5는 상기 혼합실(121) 내부의 연료 및 공기 분사수단(140)과 제1혼합기연통로(125) 사이에 상기 본체(110)의 가로방향으로 메탈필터(160)가 더 형성된 예를 나타낸 것으로서, 상기 메탈필터(160)는 상기 연료 및 공기 분사수단(140)을 통해 분사된 연료 및 공기를 미립화하고 서로 혼합되도록 하여 버너(100)의 효율을 높일 수 있도록 하며, 상기 배기가스의 입자상 물질 등에 의해 상기 연료 및 공기 분사수단(140)의 단부(상기 연료 및 공기가 분사되는 부분, 노즐)가 막히는 현상을 미연에 방지함으로써 버너(100) 작동을 더욱 원활히 하고, 내구성을 높일 수 있는 장점이 있다.
종래에, 상기 메탈필터(160)가 구비되는 경우에는 기화된 혼합기가 상기 메탈필터(160) 상부에 일정 부피를 차지하게 되어 그 만큼 상기 메탈필터(160)로부터 화염이 형성되는 거리(L)(메탈필터(160)로부터 화염이 최초 시작되는 지점 사이의 거리를 의미하는 것으로 절대 수치를 의미하는 것이 아니며, 화염이 형성되는 전체 거리를 의미하는 것이 아님, 도 8참조)가 멀어져, 배기가스의 진행에 의해 화염이 불안정해지는 문제점이 있었으나, 본 발명은 상기 제1혼합기연통로(125), 제2혼합기연통로(126), 및 혼합기유동부(123)가 형성되어 상기 메탈필터(160) 상부의 혼합기 일부가 상기 제1혼합기연통로(125)를 통해 상기 혼합기유동부(123)로 바이패스되어 화염 형성이 상기 메탈 필터(300)에 더 인접하게 형성되어 화염이 더욱 안정적으로 형성되는 장점이 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너(100)는 상기 제2혼합기연통로(126)가 형성되어 바이패스된 혼합기는 다시 혼합실(121)로 이송되어 화염을 더욱 안정적으로 유지하게 되어 버너(100)의 효율을 높일 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너(100)는 연료 및 공기 분사수단(140) 및 메탈필터(160)가 형성되어 연료를 미립화하고 연료와 공기가 효율적으로 혼합되며, 상기 메탈필터(160)로부터 화염이 형성되는 거리(L)를 작게 하고 공 기 및 혼합기가 화염에 분사되도록 함으로써 화염을 더욱 안정적으로 형성가능하여 유해 미립자(매연)의 저감율을 높일 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 6a는 상기 도 5에 도시한 배기가스 저감장치용 버너(100)의 AA' 단면도이며, 도 6b는 상기 도 5에 도시한 배기가스 저감장치용 버너(100)의 BB' 단면도로, 상기 공기공급수단(130)은 상기 공기유동부(122) 내부로 공급되는 공기가 상기 제1관(111) 주변을 회전하는 흐름을 갖도록 상기 본체(110)에 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 "경사지게"란 상기 본체(110) 중심축을 향한 방향을 기준으로 일정각도 경사지게 형성되어 상기 공기유동부(122) 내부의 공기가 회전흐름을 갖도록 하는 것을 의미한다.
또한, 상기 공기연통홀(124)은 상기 공기공급수단(130)에 의한 공기의 회전 흐름이 상기 혼합실(121) 내부에서도 회전 흐름을 갖도록 상기 제1관(111)의 접선방향에 대해 일정각도 경사지게 형성된다.
이 때, 상기 공기연통홀(124)의 경사 방향은 상기 공기공급수단(130)에 의한 공기의 흐름이 연속적으로 혼합실(121) 내부에서도 이루어질 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 공기연통홀(124)의 공기 분사 효과를 극대화하기 위해 상기 공기연통홀(124)은 상기 본체(110)의 길이방향 또는 둘레방향으로 복수개 형성될 수 있으며, 그 크기가 서로 다르게 형성될 수 있다.
상기 도 6a 및 도 6b는 상기 본체(110)의 동일 높이에 둘레방향으로 4개의 공기연통홀(124)이 형성된 예를 도시하였으나, 상기 공기연통홀(124)은 다양하게 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 공기연통홀(124)의 다양한 예를 나타낸 도면으로, 상기 7은 상기 본체(110)의 동일 높이에 8개의 공기연통홀(124)이 형성되고, 상기 도 7 (a)는 같은 크기의 공기연통홀(124)이 일정거리 이격되어 형성된 예를, 상기 도 7 (b)는 같은 크기의 공기연통홀(124)이 서로 다른 거리를 갖도록 형성된 예를, 상기 도 7 (c)는 다른 크기의 공기연통홀(124)이 일정거리 이격되어 형성된 예를, 상기 도 7 (d)는 상기 제1관(111) 접선방향과 일정각도 경사지게 일정거리 이격되어 형성된 예를 나타내었다.
상기 공기연통홀(124)이 다른 크기로 형성되는 경우에, 각각의 공기연통홀(124)을 통해 유입되는 공기의 양이 달라져 상기 혼합실(121) 내부의 공기를 포함하는 혼합기의 흐름을 유발하여 혼합기가 더욱 원활히 유동될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 배기가스 저감장치용 버너(100)는 상기 도 7에 도시한 공기연통홀(124)의 예외에도 다양하게 형성될 수 있으며, 하나의 버너(100)에 상기 본체(110)의 길이방향으로 다양한 형태를 갖는 공기연통홀(124)이 형성될 수 있고, 동일한 형태라도 상기 본체(110)의 길이방향으로 형성되는 위치를 변경하여 다양하게 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 배기가스 저감장치용 버너(100) 내부의 공기 및 혼합기의 흐름을 나타낸 개략도로, 상기 도 8을 참조로 먼저, 상기 연료 및 공기 분사수단(140)에 의해 분사된 연료 및 공기의 흐름을 설명하면, 상기 연료 및 공기 분 사수단(140)에 의해 분사된 연료 및 공기는 상기 메탈 필터(300)를 통과하면서 더욱 미립화되어 상기 본체(110)의 길이방향(도면에서 상측 방향)으로 이동하게 되고, 이 때, 상기 점화수단(150)에 의해 점화되어 화염을 형성하게 된다.
이 때, 상기 메탈필터(160) 상부의 일부 혼합기는 상기 제1혼합기연통로(125)를 통해 혼합기유동부(123)로 이동되어 상기 혼합기유동부(123)의 길이방향으로 이송된 후, 상기 제2혼합기연통로(126)를 통해 상기 혼합실(121) 내부로 다시 재유입된다.
또한, 상기 공기공급수단(130)을 통해 공급된 공기는 상기 공기유동부(122)를 회전하면서 상기 공기연통홀(124)을 통해 혼합실(121)로 유입되어 회전함에 따라 상기 혼합기의 흐름 역시 회전하게 되어 연료와 공기의 혼합도 및 화염의 안정도를 높이게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 배기가스 저감장치(1000)를 나타낸 개략도로, 본 발명의 배기가스 저감장치(1000)는 디젤 엔진(200)으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감장치(1000)에 있어서, 상기 배기가스 저감장치(1000)는 상기 디젤 엔진(200)으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관(210)에 형성되어 배기가스를 승온시키는 상술한 바와 같은 특징을 갖는 버너(100); 및 상기 버너(100) 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 DPF용 재생 필터(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배기가스 저감장치(1000)는 고효율의 버너(100)가 이용됨으로써 배기가스를 균일하고 적절하게 승온함으로써 특정 위치에서 고온의 배기가스가 유입됨에 따른 내구성 저하의 문제를 해결하고, 상기 배기가스 내부의 입자상 물질을 연소하여 부하를 방지할 수 있으며, 유해 미립자의 저감효율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 종래의 배기가스 저감장치를 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 다른 배기가스 저감장치를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 저감장치용 버너의 사시도.
도 4는 상기 도 3에 도시한 본 발명의 배기가스 저감장치용 버너의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 배기가스 저감장치용 버너의 다른 단면도.
도 6a는 상기 도 5에 도시한 배기가스 저감장치용 버너의 AA' 단면도.
도 6b는 상기 도 5에 도시한 배기가스 저감장치용 버너의 BB' 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 공기연통홀의 다양한 예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 배기가스 저감장치용 버너 내부의 공기 및 혼합기의 흐름을 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명에 따른 배기가스 저감장치를 나타낸 개략도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1000 : 배기가스 저감장치
100 : 버너
110 : 본체 111 : 제1관
112 : 제2관 113 : 제3관
121 : 혼합실 122 : 공기유동부
123 : 혼합기유동부 124 : 공기연통홀
125 : 제1혼합기연통로 126 : 제2혼합기연통로
130 : 공기공급수단
140 : 연료 및 공기 분사수단
150 : 점화수단
160 : 메탈필터
200 : 엔진 210 : 배기관
300 : DPF용 재생 필터

Claims (11)

  1. 내측으로부터 제1관(111), 제2관(112), 및 제3관(113)을 갖는 3중관 형태로, 상기 제1관(111) 내측에 연료 및 공기가 혼합되는 혼합실(121)이 형성되고, 상기 제1관(111)과 제2관(112) 사이에 공기가 유동가능한 공기유동부(122)가 형성되며, 상기 제2관(112)과 제3관(113) 사이에 혼합기가 유동가능한 혼합기유동부(123)가 형성되고, 상기 혼합실(121)과 공기유동부(122) 사이를 연통하는 공기연통홀(124), 및 상기 혼합실(121)과 혼합기유동부(123)를 연결하는 제1혼합기연통로(125) 및 제2혼합기연통로(126)가 형성된 본체(110);
    상기 본체(110)에 형성되어 상기 공기유동부(122) 내부로 공기를 공급하는 공기공급수단(130);
    상기 본체(110)에 형성되어 상기 혼합실(121) 내부로 연료 및 공기를 분사하는 연료 및 공기 분사수단(140); 및
    상기 연료 및 공기 분사수단(140)을 통해 분사된 연료 및 공기를 점화하여 화염이 형성되도록 점화하는 점화수단(150); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1혼합기연통로(125)는 상기 제2혼합기연통로(126)에 비하여 상기 연 료 및 공기 분사수단(140)에 더 인접하게 형성되어 상기 연료 및 공기 분사수단(140)에 의해 분사된 연료 및 공기 일부는 상기 제1혼합기연통로(125)를 통하여 상기 혼합기유동부(123)로 이송되고, 상기 제2혼합기연통로(126)를 통해 다시 상기 혼합실(121)로 유입되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기가스 저감장치용 버너(100)는 상기 혼합실(121) 내부의 연료 및 공기 분사수단(140)과 제1혼합기연통로(125) 사이에 상기 본체(110)의 가로방향으로 메탈필터(160)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기가스 정화장치용 버너(100)는 상기 메탈필터(160)를 통과한 혼합기의 일부가 상기 제1혼합기연통로(125)를 통해 바이패스되어 화염이 상기 메탈필터(160)에 더 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 배기가스 정화장치용 버너(100)는 상기 제2혼합기연통로(126)를 통해 혼합실(121)로 공급되는 혼합기에 의해 화염이 더 원활히 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기공급수단(130)은 상기 공기유동부(122) 내부로 공급되는 공기가 회전흐름을 갖도록 상기 본체(110)의 제2관(112)에 일정각도 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기연통홀(124)은 상기 본체(110)의 길이방향 또는 둘레방향으로 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공기연통홀(124)은 각각 다른 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 공기연통홀(124)은 각각 상기 제1관(111)의 접선방향에 대해 일정각도 경사지게 형성되어 상기 공기유동부(122)에서 연통홀을 통해 상기 혼합실(121) 내부로 이동된 공기가 회전 흐름을 갖는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 및 공기 분사수단(140)은 상기 본체(110)의 하측 중앙부에 2중관 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치용 버너.
  11. 디젤 엔진(200)으로부터 발생되는 배기가스를 저감시키는 배기가스 저감장치(1000)에 있어서,
    상기 배기가스 저감장치(1000)는
    상기 디젤 엔진(200)으로부터 발생되는 배기가스가 유동되는 배기관(210)에 형성되어 배기가스를 승온시키는 상기 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 버너(100); 및
    상기 버너(100) 후단에 형성되어 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 DPF용 재생 필터(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 저감장치.
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