KR101526374B1 - 배기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템은, 배기파이프를 흐르는 배기가스의 흐름을 적어도 일부 차단하도록 형성되는 배플, 및 그 단부가 상기 배기파이프의 내부로 설치되어 상기 배플의 뒤쪽 공간에 환원제를 인젝션하는 인젝터를 포함한다.

따라서, 배플의 후단부 공간에 환원제를 분사함으로써 환원제와 배기가스의 혼합효율을 향상시킬 수 있고, 배플에는 배기가스가 통과하는 여러 개의 보조통로를 형성하여 환원제와 배기가스의 혼합효율을 향상시킬 수 있으며, 상기 배플에는 배기가스의 흐름을 가이드하는 가이드플레이트를 형성함으로써 배기가스와 환원제의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.

인젝터, 환원제, 배플, 배기파이프

Description

배기 시스템{EXHAUST SYSTEM}

본 발명은 배기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기가스를 정화하기 위해서 환원제를 배기파이프 내부로 분사하는 인젝터를 구비한 배기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에서 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스는 배기 파이프의 도중에 형성된 촉매 컨버터(Catalytic converter)로 유도되어 정화되고, 머플러를 통과하면서 소음이 감쇄된 후 테일 파이프를 통해 대기 중으로 방출된다.

상기 촉매 컨버터는 배기가스에 포함되어 있는 오염물질을 처리한다. 그리고 배기 파이프 상에는 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)을 포집하기 위한 매연 필터가 장착된다.

선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 장치는 이러한 촉매 컨버터의 한 형식이다.

선택적 촉매 환원(SCR) 장치는 우레아(Urea), 암모니아(Ammonia), 일산화탄소와 탄화수소(Hydrocarbon; HC) 등과 같은 환원제가 산소와 질소산화물 중에서 질소산화물과 더 잘 반응하도록 한다는 의미에서 선택적 촉매 환원이라고 명명된다.

이러한 선택적 촉매 환원 장치가 장착된 내연기관 중 일산화탄소와 탄화수소(HC: hydro carbon) 등을 환원제로 사용하는 경우, 배기가스에 포함된 질소산화물의 양에 따라 연료를 연속적으로 추가 분사하였다.

상기 배기파이프 내부로 환원제를 분사하기 위해서, 배기파이프에는 인젝터가 설치되고, 상기 인젝터에서 분사된 환원제와 배기가스와의 혼합 효율을 증가시키기 위한 연구가 진행되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 인젝터에서 분사된 환원제의 혼합효율을 향상시키는 배기 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템은, 배기파이프를 흐르는 배기가스의 흐름을 적어도 일부 차단하도록 형성되는 배플, 및 그 단부가 상기 배기파이프의 내부로 설치되어 상기 배플의 뒤쪽 공간에 환원제를 인젝션하는 인젝터를 포함한다.

상기 배플이 형성되지 않은 부분에는 배기가스가 상기 배플을 우회하여 흐르는 메인통로가 형성된다.

상기 배플에는 앞면에서 뒷면으로 배기가스가 통과할 수 있도록 보조통로가 적어도 한 개 형성된다.

상기 메인통로를 통과한 배기가스를 가이드하도록, 상기 배플의 뒷면에는 상기 배기파이프의 길이 방향으로 가이드플레이트가 연장된다.

상기 가이드플레이트는 상기 메인통로와 인접하게 상기 배플의 가장자리를 따라서 형성된다.

상기 인젝터는 상기 보조통로가 형성된 상기 배플의 뒤쪽 공간에 상기 환원제를 분사한다.

상기 메인통로를 통과한 배기가스는 상기 가이프플레이트에 의해서 상기 보조통로가 형성된 상기 배플의 후단부 공간을 상기 배기파이프의 중심을 기준으로 시계방향 또는 시계반대 방향으로 이동하면서 와류를 형성한다.

상기 배기파이프에서 상기 배플의 후단부는 폐쇄부로 막혀있고, 상기 배플과 상기 폐쇄부 사이 상기 배기파이프의 측면으로 연결된 연결파이프를 통해서 상기 배플을 지난 배기가스가 배출된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 배플의 후단부 공간에 환원제를 분사함으로써 환원제와 배기가스의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 배플에는 배기가스가 통과하는 여러 개의 보조통로를 형성하여 환원제와 배기가스의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 배플에는 배기가스의 흐름을 가이드하는 가이드플레이트를 형성함으로써 배기가스와 환원제의 혼합효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 배기 시스템(100)은 제1배기파이프(120a), 제2배기파이프(120c), 연결파이프(120b), 및 인젝터(110)를 포함한다.

상기 제1배기파이프(120a)와 상기 제2배기파이프(120c)는 서로 나란하게 배치되고, 그 양단부는 폐쇄부(130)로 막힌 원통형 파이프이다. 상기 연결파이프(120b)는 상기 제1배기파이프(120a)와 상기 제2배기파이프(120c)의 한쪽 단부를 수직하게 연결한다.

즉, 상기 연결파이프(120b)의 한쪽 단부는 상기 제1배기파이프(120a)의 외측면을 통과하여 내부로 삽입되고, 상기 연결파이프(120b)의 다른쪽 단부는 상기 제2배기파이프(120c)의 외측면을 통과하여 내부로 삽입되어, 상기 제1배기파이프(120a)와 상기 제2배기파이프(120c)를 연결한다.

배기가스는 상기 제1배기파이프(120a)의 타단부로 유입되고, 그 일단부에 연결된 상기 연결파이프(120b)를 통하셔 상기 제2배기파이프(120c)의 일단부 내부로 유입되며, 상기 제2배기파이프(120c)의 타단부 측면을 통해서 유출된다.

상기 제1배기파이프(120a)에는 그 내부로 환원제를 분사하는 상기 인젝터(110)가 설치된다. 상기 인젝터(110)는 제어부(미도시)에서 보내진 신호에 따라서, 설정된 시간동안 설정된 양의 환원제를 분사한다.

상기 제1배기파이프(120a)는 상기 폐쇄부(130)에 의해서 일단부가 폐쇄된 구 조를 갖는다. 아울러, 상기 인젝터(110)는 상기 제1배기파이프(120a)에서 상기 폐쇄부(130)에 인접하게 설치된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템의 내부 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템의 내부 사시도이다.

도 2를 참조하면, 배기 시스템(100)에서 상기 제1배기파이프(120a)의 내부에는 배플(210) 및 가이드플레이트(200)이 설치된다.

상기 배플(210)은 상기 제1배기파이프(120a)의 내측면 즉, 내주면의 일정구간에서 상기 제1배기파이프(120a)의 중심부로 연장되어 형성된다.

도 2를 참조하면, 상기 제1배기파이프(120a)는 단면 모양이 원형인 내주면을 갖고 있으며, 상기 배플(210)은 상기 제1배기파이프(120a)의 중심을 기준으로 약 240도의 구간에 형성된다. 그 나머지 구간은 상기 제1배기파이프(120a)의 내주면과 상기 배플(210)에 의해서 메인통로(230)가 형성된다.

상기 배플(210)에는 전면에서 후면으로 통하는 보조통로(220)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서, 배기가스는 상기 배플(210)의 상기 보조통로(220)와 상기 메인통로(230)를 통해서 상기 제1배기파이프(120a)를 지난다.

아울러, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 메인통로(230)와 인접한 상기 배플(210)의 가장자리를 따라서 상기 가이드플레이트(200)가 형성되고, 상기 가이드플레이트(200)는 상기 제1배기파이프(120a)의 길이 방향으로 연장되어 형성된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 배플(210)의 전면 또는 후면은 상기 제1배기파이프(120a)의 길이방향에 대해서 수직하게 형성되고, 상기 가이드플레이트(200)는 상기 배플(210)의 후면에서 수직하게 형성된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 폐쇄부(130)와 상기 배플(210) 사이에는 설정된 간격이 형성되고, 이들은 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 상기 가이드플레이트(200)의 그 단부는 상기 폐쇄부(130)와 인접한다.

도 2를 참조하면, 상기 보조통로(220)는 상기 가이드플레이트(200)의 반대측 상기 배플(210)의 전면에서 후면으로 통과하여 7개가 형성된다. 상기 보조통로(220)의 개수 및 크기는 설계사양에 따라서 적절하게 변경될 수 있다.

아울러, 상기 인젝터(110)는 상기 배플(210)과 상기 폐쇄부(130)가 형성하는 상기 배플(210)의 후단부 공간에 환원제를 분사하는데, 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 인젝터(110)는 상기 보조통로(220)가 형성된 부분에 대응하는 상기 배플(210)의 후단부 공간에 환원제를 분사한다.

따라서, 상기 인젝터(110)에서 분사된 환원제는 상기 보조통로(220)를 통과한 배기가스에 의해서 형성된 난류에 의해서 혼합효율이 증가한다.

아울러, 상기 메인통로(230)를 통해서 유입된 배기가스는 상기 폐쇄부(130) 및 상기 가이드플레이트(200)에 의해서 상기 제1배기파이프(120a)의 중심을 기준으로 시계 반대방향으로 회전하여 이동한다.

여기서, 상기 메인통로(230)를 통해서 시계 반대방향으로 회전하는 배기가스와 상기 보조통로(220)를 통과한 배기가스에 의해서 난류가 더욱 활성화되어, 상기 인젝터(110)에서 분사된 환원제의 혼합효율이 더욱 상승한다.

도시한 바와 같이, 상기 연결파이프(120b)의 일단은 상기 배플(210)과 상기 폐쇄부(130) 사이 상기 제1배기파이프(120a) 내부로 삽입되고, 그 타단은 상기 제2배기파이프(120c)의 내부로 삽입되어, 상기 제1배기파이프(120a)와 상기 제2배기파이프(120c)를 연결한다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템의 내부 측면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템의 내부 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 배기 시스템

110: 인젝터

120a: 제1배기파이프

120b: 연결파이프

120c: 제2배기파이프

130: 폐쇄부

200: 가이드플레이트

210: 배플

220: 보조통로

230: 메인통로

Claims (8)

1. 일단부로 배기가스를 전달받고, 타단부는 폐쇄부로 폐쇄된 제1배기파이프;

   상기 제1배기파이프와 설정된 간격을 두고 나란하게 배치되는 제2배기파이프;

   상기 제1배기파이프를 흐르는 배기가스의 흐름을 적어도 일부 차단하도록 형성되고, 앞면에서 뒷면으로 배기가스가 통과하는 보조통로가 적어도 한 개 형성되는 배플;

   그 단부가 상기 제1배기파이프의 내부로 설치되어 상기 보조통로가 형성된 상기 배플의 뒤쪽 공간에 환원제를 인젝션하는 인젝터;

   상기 배플과 상기 폐쇄부 사이에서 상기 제1배기파이프와 상기 제2배기파이프를 연결하는 연결파이프;

   상기 배플이 형성되지 않은 부분에는 배기가스가 상기 배플을 우회하여 흐르는 메인통로가 형성되고,

   상기 메인통로를 통과한 배기가스를 가이드하도록, 상기 메인통로의 가장자리 일부에서 상기 배플과 일체로 상기 제1배기파이프의 뒤쪽으로 연장된 가이드플레이트;

   상기 제1배기파이프의 길이방향으로 상기 메인통로를 통과한 배기가스는 상기 가이드플레이트에 의해서 상기 제1배기파이프의 중심을 기준으로 상기 제1배기파이프의 내주면을 따라서 시계방향 또는 그 반대 방향으로 이동하고, 상기 배플의 상기 보조통로를 통해서 흐르는 배기가스와 부딪치면서 와류를 형성하는 것을 특징으로 하는 배기 시스템.
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