KR101633898B1 - 매연과 소음을 동시에 저감하는 일체형 복합장치 - Google Patents

Abstract

하나의 원통형 하우징(10) 내에서 매연과 소음을 동시에 저감할 수 있는 일체형 복합장치에 관한 것으로, 원통 형상의 하우징(10), 하우징(10)의 내부에 위치하는 원통 형상의 차음통(20), 차음통(20)의 내부에 위치하는 다수 개의 필터(30), 하우징(10)의 내부로 유입된 가스를 가열함으로써 다수 개의 필터(30)를 재생하는 히터(40)를 포함하고, 히터(40)에 의해 가열된 가스가 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하는 과정에서 다수 개의 필터(30)를 둘러싸는 고온의 가스층이 형성됨으로써 필터(30)의 재생에 요구되는 에너지가 절감될 수 있을 뿐만 아니라 소음이 대폭 감쇠될 수 있다.

Description

매연과 소음을 동시에 저감하는 일체형 복합장치 {Integrated complex apparatus for reducing smoke and noise}

매연저감장치와 소음기를 일체형으로 복합시킨 장치에 관한 것으로, 특히 하나의 원통형 하우징 내에서 매연과 소음을 동시에 저감할 수 있는 일체형 복합장치에 관한 것이다.

엔진은 연료가 공기와 혼합되어 폭발하는 과정에서 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 내연기관으로서 차량, 발전기 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 디젤엔진은 열효율이 우수하여 대부분의 대전력 발전기에 사용되고 있다. 그러나, 디젤엔진은 열효율이 우수한 반면에 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물 등과 같은 유해성 물질과 함께 매연 등과 같은 입자상물질(particulate)을 다량 배출하기 때문에 대기오염의 주요 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라, 디젤엔진의 배기구에는 배기가스의 매연을 저감하기 위한 장치가 설치되고 있다.

이러한 매연저감장치에 사용되는 필터는 디젤엔진의 배기가스의 입자상물질을 포집하는 방식으로 배기가스를 정화한다. 여러 종류의 필터들 중 재생식 필터는 그것에 열을 가하여 그것에 포집된 입자상물질을 연소시킴으로써 재생될 수 있다. 대한민국등록특허 제10-1008722호, 제10-1553558호 등과 같은 종래의 매연저감장치는 필터가 차가운 외부 공기와 직접 접촉될 수 있는 구조로 되어 있다. 이와 같이, 종래의 매연저감장치는 필터에 열이 가해지더라도 차가운 외부 공기와의 열교환에 의해 필터의 열이 바로 손실되는 구조로 되어 있어 필터가 입자상의 물질을 연소시키기 위한 온도를 유지하기 위해서는 필터의 가열에 많은 에너지가 소모되게 된다.

한편, 엔진으로부터 가스가 외부로 방출될 때에 강한 폭발음이 발생되는데 이러한 소음을 저감하기 위해 대부분의 엔진의 배기구에는 소음기가 장착되어 있다. 소음기는 디젤엔진의 소음을 저감할 수 있을 뿐, 매연가스를 그대로 배출한다. 이에 따라, 매연저감장치와 소음기를 직렬로 연결하여 엔진에 장착하는 방식이 사용되어 왔으나 넓은 설치 공간이 요구되어 그 설치가 용이하지 않다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 매연저감장치와 소음기를 일체형으로 복합시키고자 하는 시도가 있었으나 한정된 하우징의 공간 조건으로 인해 소음저감 성능이 매우 떨어질 뿐만 아니라 대형 디젤엔진의 매연저감과 소음저감에 적합하지 않다는 문제점이 있었다.

하나의 원통형 하우징 내에서 매연과 소음을 동시에 저감할 수 있으면서도 종래에 비해 적은 에너지로 필터를 재생할 수 있고 대형 디젤엔진의 매연 저감과 소음 저감에 적합한 일체형 복합장치를 제공하는 데 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명에 따라 매연과 소음을 동시에 저감하는 일체형 복합장치는 전면에는 엔진으로부터 배출된 가스가 유입되는 급기구가 형성되어 있고 후면에는 내부의 가스가 배출되는 배기구가 형성되어 있는 원통 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부에 위치하며 전면은 테이퍼형으로 차폐되어 있고 후면은 개방되어 있어 상기 하우징의 내부로 유입된 가스의 흐름을 전면의 둘레 측으로 유도하는 원통 형상의 차음통; 상기 차음통의 내부에 위치하여 상기 차음통의 후측 개방면을 통해 상기 차음통의 내부로 유입된 가스의 입자상물질을 포집하는 다수 개의 필터; 및 상기 하우징의 전면과 상기 차음통 사이의 공간에 위치하여 상기 하우징의 내부로 유입된 가스를 가열함으로써 상기 다수 개의 필터를 재생하는 히터를 포함한다.

상기 히터에 의해 가열된 가스는 상기 하우징의 내주면과 상기 차음통의 외주면 사이의 틈을 통과하여 상기 차음통의 후측 개방면의 외측 공간에서 팽창하면서 상기 하우징의 후면의 내측에 충돌함에 따라 역류하여 상기 엔진의 가스 토출방향과 반대방향으로 흐르게 되고, 상기 반대방향으로 흐르는 가스는 상기 차음통의 후측 개방면을 통해 상기 차음통의 내부에 위치하는 다수 개의 필터에 유입되고, 상기 다수 개의 필터를 통과한 가스는 상기 차음통의 전면의 내측에 충돌함에 따라 역류하여 상기 하우징의 배기구 측을 향하여 흐르게 된다.

상기 일체형 복합장치는 다수 개의 구멍을 갖는 링 형태로 형성되어 상기 차음통의 전단 둘레와 상기 하우징의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 전방다공링; 및 다수 개의 구멍을 갖는 링 형태로 형성되어 상기 차음통의 후단 둘레와 상기 하우징의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 후방다공링을 포함하고, 상기 히터에 의해 가열된 가스는 상기 전방다공링의 구멍들을 통과한 후에 상기 하우징의 내주면과 차음통의 외주면 사이의 틈을 통하여 흐르고, 상기 후방다공링의 구멍들을 통과한 후에 상기 차음통의 후측 개방면의 외측 공간에서 팽창하면서 상기 하우징의 후면의 내측에 충돌하게 될 수 있다.

상기 일체형 복합장치는 다수 개의 구멍을 갖는 원판 형상으로 형성되어 상기 차음통의 후측 개방면의 외측 공간에 상기 하우징의 내부를 가로막는 구조로 삽입되어 둘레가 하우징의 후면 측 내주면에 결합되는 후방다공판을 더 포함하고, 상기 히터에 의해 가열된 가스는 상기 하우징의 내주면과 상기 차음통의 외주면 사이의 틈을 통과하여 상기 차음통의 후면의 외측 공간에서 팽창하면서 상기 후방다공판의 구멍들을 통하여 상기 후방다공판과 상기 하우징의 후면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하여 상기 후방다공판과 상기 하우징의 후면의 내측 사이의 공동 내부에서 공명할 수 있다.

상기 일체형 복합장치는 다수 개의 구멍을 갖는 원판 형태로 형성되어 상기 차음통의 전면과 상기 다수 개의 필터의 사이에 상기 차음통의 내부를 가로막는 구조로 삽입되어 둘레가 차음통의 전면 측 내주면에 결합되는 전방다공판을 더 포함하고, 상기 후방다공판의 구멍들로부터 배출된 가스는 상기 다수 개의 필터를 통과하여 상기 전방다공판의 구멍들을 통하여 상기 전방다공판과 상기 차음통의 전면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하고, 상기 전방다공판과 차음통의 전면의 내측 사이의 공동 내부에서 공명할 수 있다.

상기 전방다공판의 각 구멍의 둘레는 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어 파이프 형태로 형성되고, 상기 후방다공판의 각 구멍의 둘레는 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어 파이프 형태로 형성될 수 있다.

상기 일체형 복합장치는 상기 다수 개의 필터의 출구에 대응되는 구멍들을 갖는 원판 형태로 형성되어 상기 다수 개의 필터의 출구가 노출되도록 후면이 상기 다수 개의 필터의 후면에 부착되고 둘레가 상기 차음통의 내주면에 부착되어 상기 다수 개의 필터의 후면을 상기 차음통의 내주면에 고정시키는 전방홀더; 및 상기 다수 개의 필터의 입구에 대응되는 구멍들을 갖는 원판 형태로 형성되어 상기 다수 개의 필터의 입구가 노출되도록 전면이 상기 다수 개의 필터의 전면에 부착되고 둘레가 상기 차음통의 내주면에 부착되어 상기 다수 개의 필터의 전면을 상기 차음통의 내주면에 고정시키는 후방홀더를 더 포함할 수 있다.

상기 전방홀더의 구멍들 사이에는 다수 개의 구멍이 추가적으로 형성되어 있고 상기 후방홀더의 구멍들 사이는 차폐되어 있음에 따라 상기 전방다공판의 구멍들로부터 배출된 가스는 상기 전방홀더의 구멍들 사이의 구멍들을 통하여 상기 다수 개의 필터의 외주면과 상기 후방홀더의 구멍들 사이의 차폐면에 의해 형성되는 공간으로 진입한 후에 상기 후방홀더의 구멍들 사이의 차폐면에 부딪혀 되돌아 나올 수 있다.

히터에 의해 가열된 가스가 하우징의 내주면과 차음통의 외주면 사이의 틈을 통과하는 과정에서 다수 개의 필터를 둘러싸는 고온의 가스층이 형성됨으로써 다수 개의 필터와 차가운 외부공기의 열교환이 차단되어 종래에 비해 적은 전기 에너지로 필터를 재생할 수 있는 고효율의 일체형 복합장치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 히터에 의해 가열된 가스가 하우징의 내주면과 차음통의 외주면 사이의 틈을 통과하여 팽창되는 과정에서 소음이 감쇠될 수 있다. 게다가, 다수 개의 필터가 전면이 테이퍼형으로 차폐되어 있는 차음통의 내부에 위치하기 때문에 엔진의 가스 토출압력으로부터 다수 개의 필터가 보호될 수 있어 대형 디젤엔진을 사용하는 대전력 발전기의 매연 저감과 소음 저감에 적합하다.

차음통의 전단 둘레와 하우징의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 전방다공링과 차음통의 후단 둘레와 하우징의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 후방다공링에 의해 히터에 의해 가열된 가스가 두 번 팽창되기 때문에 그 가스의 소음이 대폭 저감될 수 있을 뿐만 아니라 가스가 전방다공링의 구멍들을 통과한 이후에 팽창되어 흐르는 통로의 길이와 후방다공링의 구멍들을 통과한 이후에 팽창되어 흐르는 통로의 길이의 차이가 매우 크기 때문에 여러 주파수대역의 소음이 저감될 수 있다. 게다가, 두 개의 다공링은 하우징의 중심선과 차음통의 중심선이 일치하도록 차음통을 하우징의 내부에 고정시키는 역할도 하기 때문에 엔진의 가스 토출압력이 하우징의 내주면 전체로 고르게 분산되어 엔진의 가스 토출압력으로부터 일체형 복합장치가 보호될 수 있다.

하우징의 후면 측 내주면에 결합되는 후방다공판에 의해 차음통의 후면의 외측 공간에서 팽창한 가스가 후방다공판의 구멍들을 통하여 후방다공판과 하우징의 후면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하여 공명함으로써 팽창형 구조에서 감음되는 주파수 대역과 다른 주파수 대역의 소음이 감쇠될 수 있다. 차음통의 전면 측 내주면에 결합되는 전방다공판에 의해 다수 개의 필터를 통과한 가스가 전방다공판의 구멍들을 통하여 전방다공판과 차음통의 전면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하여 공명함으로써 팽창형 구조와 후방다공판의 공명형 구조에서 감음되는 주파수 대역과 다른 주파수 대역의 소음이 감쇠될 수 있다.

전방다공판의 각 구멍의 둘레가 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어 파이프 형태로 형성되고, 후방다공판의 각 구멍의 둘레가 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어 파이프 형태로 형성됨으로써 전방다공판의 각 구멍의 둘레의 돌출 길이와 후방다공판의 각 구멍의 둘레의 돌출 길이를 적절하게 설계함으로써 일체형 복합장치의 설계자가 원하는 주파수 대역의 소음을 저감시킬 수 있다.

다수 개의 필터의 전방홀더의 구멍들 사이에는 다수 개의 구멍이 추가적으로 형성되어 있고 후방홀더의 구멍들 사이는 차폐되어 있음에 따라 전방다공판의 구멍들로부터 배출된 가스는 전방홀더의 구멍들 사이의 구멍들을 통하여 다수 개의 필터의 외주면과 후방홀더의 구멍들 사이의 차폐면에 의해 형성되는 공간으로 진입한 후에 후방홀더의 구멍들 사이의 차폐면에 부딪혀 되돌아 나옴으로써 전방홀더의 구멍들 사이의 구멍들을 통하여 되돌아 나온 가스와 다수 개의 필터의 출구로부터 배출된 가스의 음파 위상 차이에 의해 소음이 감쇠될 수 있어 팽창형, 공명형, 간섭형 등 다양한 소음기 형식을 모두 채용할 수 있는 매우 간단한 구조의 일체형 복합장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 복합장치의 분해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 일체형 복합장치의 외관도이다.
도 3은 도 1에 도시된 일체형 복합장치의 종단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 일체형 복합장치의 단면 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 일체형 복합장치 내부의 가스 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 차음통(20)과 다공링(50)의 조립도이다.
도 7은 도 1에 도시된 필터(30)와 홀더(70)의 조립도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 하나의 원통형 하우징 내에서 매연과 소음을 동시에 저감할 수 있으면서도 종래에 비해 적은 에너지로 필터를 재생할 수 있고 대형 디젤엔진의 매연 저감과 소음 저감에 적합한 일체형 복합장치에 관한 것으로, 이하에서는 이러한 장치를 간략하게 "일체형 복합장치"라고 호칭하기로 한다. 또한, 이하에서 등장하는 "엔진"은 일반적으로 디젤엔진을 의미하나 반드시 이것에 한정되지 아니한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 복합장치의 분해도이고, 도 2는 도 1에 도시된 일체형 복합장치의 외관도이고, 도 3은 도 1에 도시된 일체형 복합장치의 종단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 일체형 복합장치의 단면 사시도이다. 도 2의 (a)에는 일체형 복합장치의 측면이 도시되어 있고, 도 2의 (b)에는 일체형 복합장치의 전면이 도시되어 있고, 도 2의 (c)에는 일체형 복합장치의 후면이 도시되어 있다. 도 1-4를 참조하면, 본 실시예에 따른 일체형 복합장치는 하우징(10), 차음통(20), 다수 개의 필터(30), 히터(40), 두 개의 다공링(50), 두 개의 다공판(60), 및 두 개의 홀더(70)로 구성된다. 이하에서 상기된 바와 같은 구성요소를 설명하거나 본 발명의 다른 실시예를 설명하는 과정에서 상기된 주요 구성요소 외에 다른 추가적인 구성요소가 등장할 수 있다.

하우징(10)은 엔진(미도시)으로부터 배출된 가스가 그 내면을 타고 원활하게 흐르도록 하고 엔진의 가스 토출압에 견딜 수 있는 강성을 갖도록 하기 위해 원통 형상으로 형성된다. 하우징(10)의 전면에는 엔진으로부터 배출된 가스가 유입되는 급기구가 형성되어 있고 후면에는 그 내부의 가스가 배출되는 배기구가 형성되어 있다. 하우징(10)의 급기구는 엔진의 배기구에 직접 또는 연결관을 통하여 밀봉 결합된다. 엔진으로부터 하우징(10)의 내부로 유입된 가스가 하우징(10)의 벽체를 통해 누설되는 것을 방지하기 위해, 하우징(10)은 그 급기구와 배기구 외의 나머지 부위가 밀폐된 원통 형상으로 형성된다. 도 1, 3, 4를 참조하면, 하우징(10)은 원형관 형상의 급기관(11), 그 중앙에 원형 구멍을 갖는 돔(dome) 형상의 전방덮개(12), 전면과 후면이 개방된 원통 형상의 외통(13), 그 중앙에 원형 구멍을 갖는 돔 형상의 후방덮개(14), 및 원형관 형상의 배기관(15)으로 구성된다.

도 3-4에 도시된 바와 같이, 급기관(11)은 그 일측이 전방덮개(12)의 중앙 구멍에 삽입되어 용접 결합되며 외부에 노출된 타측 말단의 구멍이 하우징(10)의 급기구가 된다. 배기관(15)은 그 일측이 후방덮개(14)의 중앙 구멍에 삽입되어 용접 결합되며 외부에 노출된 타측 말단의 구멍이 하우징(10)의 배기구가 된다. 외통(13)의 전측 개방면의 둘레는 전방덮개(12)의 둘레와 볼트 결합된다. 이러한 볼트 결합을 위해 외통(13)의 전측 개방면의 둘레와 전방덮개(12)의 둘레는 횡방향으로 일정 길이만큼 돌출되어 있으며, 그 돌출 부분에는 다수의 체결공이 형성되어 있다. 외통(13)은 그 후측 말단의 외주면이 후방덮개(14)의 말단의 내주면에 밀착되는 형태로 후방덮개(14)에 끼워진 후에 용접 결합된다. 상술한 바와 같은 구조로 급기관(11), 전방덮개(12), 외통(13), 후방덮개(14), 및 배기관(15)이 서로 결합됨으로써 하우징(10)이 제작될 수 있다.

차음통(20)은 하우징(10)의 크기보다 작은 원통 형상으로 형성되어 하우징(10)의 내부에 위치한다. 차음통(20)은 그 전면이 테이퍼형으로 차폐되어 있어 하우징(10)의 내부로 유입된 가스의 흐름을 그 전면의 둘레 측으로 유도하고, 그 후면이 개방되어 있어 그 전면의 둘레 측으로 유도된 가스는 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과한 후에 역류하여 차음통(20)의 후측 개방면을 통해서 차음통(20)의 내부로 유입되게 된다. 엔진은 그 내부에서 연료가 공기와 혼합되어 폭발하는 과정에서 열에너지를 기계적 에너지로 변환하기 때문에 상당한 압력의 가스를 토출하게 된다. 본 실시예에 따르면, 차음통(20)의 전면은 테이퍼형으로 형성되어 있기 때문에 엔진의 배기가스와의 충돌에 의한 차음통(20)의 충격이 완화될 수 있으면서 하우징(10)의 내부로 유입된 가스의 흐름이 차음통(20)의 전면의 둘레 측으로 유도될 수 있다.

도 1, 3, 4를 참조하면, 차음통(20)은 고깔 형상의 차음판(21)과 면과 후면이 개방된 원통 형상의 내통(22)으로 구성된다. 차음판(21)의 둘레가 내통(22)의 전측의 개방면 둘레와 용접 결합됨으로써 차음통(20)은 제작될 수 있다. 내통(22)은 외통(13)의 내부에 외통(13)의 중심과 동일한 중심을 갖도록 설치됨으로써 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 간격이 일정하게 된다. 차음통(20)의 전면의 둘레 측으로 유도된 가스는 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈, 즉 일정 두께의 원통 형상의 틈 내부에 균일하게 분포되어 통과하게 되어 엔진의 가스 토출압력이 하우징(10)의 내주면 전체로 분산될 수 있다. 이에 따라, 엔진의 가스 토출압력으로부터 본 실시예에 따른 일체형 복합장치가 보호될 수 있다.

다수 개의 필터(30)는 차음통(20)의 내부에 위치하여 차음통(20)의 후측 개방면을 통해 차음통(20)의 내부로 유입된 가스의 입자상물질(particulate)을 포집한다. 각 필터(30)는 DPF(Diesel Particulate Filter)로 구현될 수 있다. 특히, 도 1에는 각 필터(30)가 여러 종류의 DPF 중 세라믹 필터로 구현된 모습이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각 필터(30)의 내부에는 다수 개의 사각통로 형상의 채널이 벌집 형태로 배열되어 있다. 서로 이웃하는 두 개의 채널의 입구와 출구는 교대로 막혀 있어 어느 하나의 채널의 입구로 유입된 가스는 다공질의 벽체를 통과하여 그것에 이웃하는 채널을 통하여 유출된다. 이 과정에서 각 필터(30)에 유입된 입자상물질은 다공질의 벽체에 포집된다.

각 필터(30)는 엔진의 가스 토출압과 고열에 견딜 수 있는 재질과 구조로 제작되어야 한다. 대전력 발전기에 사용되는 디젤엔진은 대형으로 제작되기 때문에 일반적인 디젤엔진에 비해 그것의 가스 토출압력은 매우 크다. 이러한 대형 디젤엔진으로부터 배출된 가스가 다수 개의 필터(30)에 바로 충돌할 경우에 다수 개의 필터(30)는 손상될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 다수 개의 필터(30)는 전면이 테이퍼형으로 차폐되어 있는 차음통(20)의 내부에 위치하고 엔진으로부터 배출된 가스는 이러한 차음통(20)의 전면에 충돌하기 때문에 엔진의 가스 토출압력으로부터 다수 개의 필터(30)가 보호될 수 있다. 결과적으로, 본 실시예에 따른 일체형 복합장치는 대형 디젤엔진을 사용하는 대전력 발전기의 매연 저감과 소음 저감에 적합하다.

히터(40)는 하우징(10)의 전면과 차음통(20) 사이의 공간에 위치하여 하우징(10)의 내부로 유입된 가스를 가열함으로써 다수 개의 필터(30)를 재생한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 히터(40)는 코일 형태의 열선으로 구현될 수 있다. 각 필터(30)의 다공질 벽체에 입자상물질이 퇴적됨에 따라 각 필터(30)의 성능이 저하되게 된다. 각 필터(30)의 다공질 벽체에 퇴적된 입자상물질을 연소시킴으로써 각 필터(30)는 재생될 수 있다. 일반적으로, 세라믹필터의 내부 온도가 약 600℃ 이상이 될 경우에 그것 내부의 입자상의 물질이 연소될 수 있다.

본 실시예에서 히터(40)는 하우징(10)의 내부로 유입된 가스를 약 650℃로 가열하기 위해 하우징(10)의 내부 온도인 660℃ 상태에서 오프되고 640℃ 상태에서 온된다. 도 2를 참조하면, 하우징(10)의 외통(13)에는 사각구멍이 형성되어 있고, 외통(13)의 사각구멍에 히터(40)를 외부 전원에 연결하기 위한 단자대(130)가 용접 결합된다. 이와 같은 하우징(10)의 내부 온도의 제어를 위해 하우징(10)의 내부에는 온도 센서(미도시)가 설치될 수 있고 온도 센서의 검출값에 기초하여 히터(40)의 온/오프를 제어하기 위한 제어기(미도시)가 설치될 수 있다. 하우징(10)의 내부 온도의 제어는 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 기술이고 본 실시예의 특징과 관련이 없기 때문에 더 이상의 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 도 1에 도시된 일체형 복합장치 내부의 가스 흐름을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 차음통(20)의 전면은 테이퍼형으로 차폐되어 있기 때문에 하우징(10)의 내부로 유입된 가스의 흐름은 차음통(20)의 전면의 둘레 측으로 유도된다. 이에 따라, 히터(40)에 의해 가열된 가스는 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하게 된다. 이어서, 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과한 가스는 차음통(20)의 후측 개방면의 외측 공간에서 팽창하면서 하우징(10)의 후면을 향하여 흐르게 된다. 이어서, 하우징(10)의 후면을 향하여 흐르는 가스는 하우징(10)의 후면의 내측에 충돌함에 따라 역류하여 엔진의 가스 토출방향과 반대방향으로 흐르게 된다.

이어서, 반대방향으로 흐르는 가스는 차음통(20)의 후측 개방면을 통해 차음통(20)의 내부에 위치하는 다수 개의 필터(30)에 유입된다. 이어서, 다수 개의 필터(30)를 통과한 가스는 차음통(20)의 전면의 내측에 충돌함에 따라 역류하여 엔진의 가스 토출방향과 동일한 방향으로 하우징(10)의 배기구 측을 향하여 흐르게 된다. 도 3-5에 도시된 바와 같이, 배기관(15)은 그 일측 말단이 다수 개의 필터(30)의 출구단보다 차음통(20)의 내부에 더 깊게 위치하도록 후방덮개(14)의 중앙 구멍에 삽입되어 용접 결합된다. 이에 따라, 차음통(20)의 전면의 내측에 충돌하여 역류된 가스는 다수 개의 필터(30)로부터 배출된 가스의 흐름과 거의 충돌 없이 하우징(10)의 배기관(15)으로 유입될 수 있다.

히터(40)에 의해 가열된 고온의 가스가 다수 개의 필터(30)를 통과하는 과정에서 각 필터(30)는 가열되어 각 필터(30)에 퇴적된 입자상물질이 연소됨으로써 각 필터(30)는 재생될 수 있다. 한편, 대한민국등록특허 제10-1008722호, 제10-1553558호 등과 같은 종래의 매연저감장치는 매연을 저감하기 위한 필터가 매연저감장치의 차가운 외부 공기와 직접 접촉될 수 있는 구조로 되어 있다. 이와 같이, 종래의 매연저감장치는 필터에 열이 가해지더라도 차가운 외부 공기와의 열교환에 의해 필터의 열이 바로 손실되는 구조로 되어 있어 필터가 입자상의 물질을 연소시키기 위한 온도를 유지하기 위해서는 필터의 가열에 많은 에너지가 소모되게 된다.

본 실시예에 따르면, 히터(40)에 의해 가열된 가스가 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하는 과정에서 다수 개의 필터(30)를 둘러싸는 원통 형상의 고온의 가스층이 형성되게 된다. 이와 같이, 다수 개의 필터(30)가 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하는 고온의 가스층에 의해 감싸지기 때문에 다수 개의 필터(30)와 차가운 외부공기의 열교환이 차단되어 다수 개의 필터(30)의 열의 손실이 대폭 감소하게 된다. 이에 따라, 다수 개의 필터(30)가 입자상의 물질을 연소시키기 위한 온도를 유지하기 위해서 요구되는 전기 에너지가 감소되어 종래에 비해 적은 전기 에너지로 다수 개의 필터(30)를 재생할 수 있고 고효율의 일체형 복합장치를 제공할 수 있다.

소음기는 음의 흡수, 반사, 간섭 등을 이용하여 음을 감쇠시키는 장치로서 소음 원리에 따라 그 형식이 흡음형, 팽창형, 간섭형, 공명형 등으로 분류된다. 소음기는 이러한 그 각각의 형식에 따라 서로 다른 주파수대역의 음을 감쇠시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 히터(40)에 의해 가열된 가스가 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하여 팽창되는 과정에서의 가스 통로의 단면적 변화로 인해 발생되는 임피던스 부정합(impedance mismatch)에 의해 소음원에서 방출된 음향에너지는 소음원 방향으로 반사되어 소음이 감쇠되게 된다.

이와 같은 팽창형 구조에서는 주로 저주파수 및 중주파수 대역의 소음이 저감될 수 있으며 가스 통로의 횡단면의 면적 변화량과 가스 통로의 길이에 비례하여 소음이 감쇠되고 팽창부분의 길이에 따라 감음주파수가 결정된다. 본 실시예는 하나의 원통형 하우징의 내부에서 상술한 바와 같은 매음저감과 소음저감이 모두 이루어지기 때문에 좁은 공간에도 설치가 가능한 일체형 복합장치를 제공할 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 차음통(20)과 다공링(50)의 조립도이다. 도 6의 (a)는 차음통(20)과 다공링(50)의 조립체의 사시도이고, 도 6의 (b)에는 차음통(20)과 다공링(50)의 조립체의 전면이 도시되어 있고, 도 6의 (c)에는 차음통(20)과 다공링(50)의 조립체의 측면이 도시되어 있다. 도 1, 6을 참조하면, 두 개의 다공링(60) 각각은 다수 개의 구멍을 갖는 사각 횡단면의 링 형상으로 형성된다. 각 다공링(50)에는 그것을 두께방향으로 관통하는 다수 개의 원형 구멍이 등간격으로 형성되어 있다. 도 3-4를 참조하면, 두 개의 다공링(60)은 차음통(20)의 전단 둘레와 하우징(10)의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 전방다공링(51)과 차음통(20)의 후단 둘레와 하우징(10)의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 후방다공링(52)으로 구성된다. 각 다공링(50)과 차음통(20)간의 접촉부위, 각 다공링(50)과 하우징(10)간의 접촉 부위는 용접 등에 의해 밀봉 결합된다. 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 차음통(20)의 전면 중앙에는 히터(40)를 고정시키기 위한 브래킷(210)이 용접 결합될 수 있다.

도 5를 참조하면, 히터(40)에 의해 가열된 가스는 전방다공링(51)의 구멍들을 통과한 후에 팽창하면서 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통하여 흐르고, 후방다공링(52)의 구멍들을 통과한 후에 차음통(20)의 후측 개방면의 외측 공간에서 팽창하면서 하우징(10)의 후면의 내측에 충돌하게 된다. 히터(40)에 의해 가열된 가스는 전방다공링(51)의 구멍들을 통과하는 과정에서 팽창하고 후방다공링(52)의 구멍들을 통과하는 과정에서 다시 한번 더 팽창하게 된다. 이와 같이, 히터(40)에 의해 가열된 가스는 두 번 팽창되기 때문에 그 가스의 소음이 대폭 저감될 수 있을 뿐만 아니라 가스가 전방다공링(51)의 구멍들을 통과한 이후에 팽창되어 흐르는 통로의 길이와 후방다공링(52)의 구멍들을 통과한 이후에 팽창되어 흐르는 통로의 길이의 차이가 매우 크기 때문에 여러 주파수대역의 소음이 저감될 수 있다.

게다가, 두 개의 다공링(50)은 이와 같이 소음을 저감시키는 역할을 할 뿐만 아니라 하우징(10)의 중심선과 차음통(20)의 중심선이 일치하도록 차음통(20)을 하우징(10)의 내부에 고정시키는 역할도 하기 때문에 두 개의 다공링(50)에 의해서 엔진으로부터 배출된 가스의 소음이 저감될 수 있고 다수 개의 필터(30)와 차가운 외부공기간의 열교환이 차단되어 다수 개의 필터(30)의 열의 손실이 대폭 감소될 수 있고 엔진의 가스 토출압력이 하우징(10)의 내주면 전체로 고르게 분산되어 엔진의 가스 토출압력으로부터 일체형 복합장치가 보호될 수 있다.

도 1, 3, 4를 참조하면, 두 개의 다공판(60) 각각은 다수 개의 구멍을 갖는 원판 형상으로 형성된다. 각 다공판(60)에는 그것을 두께방향으로 관통하는 다수 개의 원형 구멍이 다수 개의 필터(30)의 배열 형상에 해당하는 두 개의 동심원의 형상으로 배열 형성되어 있다. 도 3-4를 참조하면, 두 개의 다공판(60)은 차음통(20)의 전면과 다수 개의 필터(30)의 사이에 상기 차음통(20)의 내부를 가로막는 구조로 삽입되어 그 둘레가 차음통(20)의 전면 측 내주면에 결합되는 전방다공링(51)과 차음통(20)의 후측 개방면의 외측 공간에 하우징(10)의 내부를 가로막는 구조로 삽입되어 그 둘레가 하우징(10)의 후면 측 내주면에 결합되는 후방다공판(62)으로 구성된다. 각 다공판(60)과 차음통(20)간의 접촉부위, 각 다공판(60)과 하우징(10)간의 접촉 부위는 용접 등에 의해 밀봉 결합된다. 후방다공판(62)의 중앙에는 하나의 원형 구멍이 형성되어 있어 후방다공판(62)의 중앙 구멍에는 배기관(15)이 삽입된다.

도 5를 참조하면, 히터(40)에 의해 가열된 가스는 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하여 차음통(20)의 후면의 외측 공간에서 팽창하면서 후방다공판(62)의 구멍들을 통하여 후방다공판(62)과 하우징(10)의 후면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하여 후방다공판(62)과 하우징(10)의 후면의 내측 사이의 공동 내부에서 공명하게 된다. 이와 같이, 후방다공판(62)과 하우징(10)의 후면의 내측 사이의 공동 내부에서 가스가 공명하게 되면 후방다공판(62)의 구멍들을 통한 가스의 출입이 매우 심하게 반복되어 가스의 흐름과 공명 공간간의 마찰에 의해 가스의 소음이 저감될 수 있다.

이와 같은 공명형 구조에서는 감음이 공명 주파수를 중심으로 이루어지며 그 공명 주파수가 구멍의 개수, 각 구멍의 단면적, 각 구멍의 길이, 공동의 용적 등에 의해 결정되고, 구멍의 개수, 각 구멍의 단면적, 공동의 용적에 비례하여 소음이 감쇠된다. 이에 따라, 후방다공판(62)의 구멍의 개수, 각 구멍의 단면적, 후방다공판(62)과 하우징(10)의 후면 측 내면 사이의 공간 용적 등을 적절하게 설계함으로써 상술한 바와 같은 팽창형 구조에서 감음되는 주파수 대역과 다른 주파수 대역, 예를 들어 고주파수 대역의 소음이 감쇠될 수 있다.

후방다공판(62)의 구멍들로부터 배출된 가스는 다수 개의 필터(30)를 통과하여 전방다공판(61)의 구멍들을 통하여 전방다공판(61)과 차음통(20)의 전면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하고, 전방다공판(61)과 차음통(20)의 전면의 내측 사이의 공동 내부에서 공명하게 된다. 차음통(20)은 하우징(10)의 내부에 위치하기 때문에 후방다공판(62)과 하우징(10)의 후면의 내측 사이의 공동의 용적과 전방다공판(61)과 차음통(20)의 전면의 내측 사이의 공동의 용적의 차이는 매우 크다. 이에 따라, 상술한 바와 같은 팽창형 구조와 후방다공판(62)의 공명형 구조에서 감음되는 주파수 대역과 다른 주파수 대역의 소음이 감쇠될 수 있다.

전방다공판(61)의 각 구멍의 둘레는 그 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 일정 길이로 돌출되어 파이프 형태로 형성될 수 있다. 마찬가지로, 후방다공판(62)의 각 구멍의 둘레도 그 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 일정 길이로 돌출되어 파이프 형태로 형성될 수 있다. 도 1, 3, 4, 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 전방다공판(61)과 후방다공판(62)의 각 구멍의 둘레는 그 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향의 양측 방향으로 일정 길이만큼 돌출되어 있다. 상술한 바와 같이, 공명 주파수는 구멍의 개수, 각 구멍의 단면적, 각 구멍의 길이, 공동의 용적에 의해 결정되기 때문에 전방다공판(61)의 각 구멍의 둘레의 돌출 길이와 후방다공판(62)의 각 구멍의 둘레의 돌출 길이를 적절하게 설계함으로써 본 실시예에 따른 일체형 복합장치의 설계자가 원하는 주파수 대역의 소음을 저감시킬 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 필터(30)와 홀더(70)의 조립도이다. 도 7의 (a)에는 다수 개의 필터(30)와 두 개의 홀더(70)의 배치가 도시되어 있고, 도 7의 (b)에는 다수 개의 필터(30)와 두 개의 홀더(70)의 전면이 도시되어 있고, 도 7의 (c)에는 다수 개의 필터(30)와 두 개의 홀더(70)의 측면이 도시되어 있다. 도 1, 7을 참조하면, 두 개의 홀더(70) 각각은 다수 개의 구멍을 갖는 원판 형상으로 형성된다. 각 홀더(70)에는 그것을 두께 방향으로 관통하는 다수 개의 원형 구멍이 다수 개의 필터(30)의 배열 형상에 해당하는 두 개의 동심원의 형상으로 배열 형성되어 있고, 그 중앙에는 하나의 원형 구멍이 형성되어 있다. 각 홀더(70)의 중앙 구멍에는 배기관(15)이 삽입된다. 도 3-4에 도시된 바와 같이, 배기관(15)은 후방다공판(62), 두 개의 홀더(70)의 중앙 구멍에 차례대로 삽입됨으로써 안정적으로 고정될 수 있다.

도 1, 3, 4, 7을 참조하면, 두 개의 홀더(70)는 다수 개의 필터(30)의 출구에 대응되는 구멍들을 갖는 원판 형태로 형성되어 다수 개의 필터(30)의 출구가 노출되도록 그 후면이 다수 개의 필터(30)의 후면에 부착되고 그 둘레가 차음통(20)의 내주면에 부착되어 다수 개의 필터(30)의 후면을 차음통(20)의 내주면에 고정시키는 전방홀더(71)와 다수 개의 필터(30)의 입구에 대응되는 구멍들을 갖는 원판 형태로 형성되어 다수 개의 필터(30)의 입구가 노출되도록 그 전면이 다수 개의 필터(30)의 전면에 부착되고 그 둘레가 차음통(20)의 내주면에 부착되어 다수 개의 필터(30)의 전면을 차음통(20)의 내주면에 고정시키는 후방홀더(72)로 구성된다.

도 1, 3, 4, 7에 도시된 바와 같이, 전방홀더(71)의 구멍들 사이에는 다수 개의 구멍이 추가적으로 형성되어 있고 후방홀더(72)의 구멍들 사이는 차폐되어 있다. 이에 따라, 전방다공판(61)의 구멍들로부터 배출된 가스는 전방홀더(71)의 구멍들 사이의 구멍들을 통하여 다수 개의 필터(30)의 외주면과 후방홀더(72)의 구멍들 사이의 차폐면에 의해 형성되는 공간으로 진입한 후에 후방홀더(72)의 구멍들 사이의 차폐면에 부딪혀 되돌아 나온다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 전방다공판(61)의 구멍들 사이의 차폐면에 부딪혀 되돌아 나오는 가스도 함께 다수 개의 필터(30)의 외주면과 후방홀더(72)의 구멍들 사이의 차폐면에 의해 형성되는 공간으로 진입하게 된다.

도 5의 가스 흐름선이 복잡해지는 것을 방지하기 위해 전방다공판(61)의 구멍들로부터 다수 개의 필터(30)의 외주면과 후방홀더(72)의 구멍들 사이의 차폐면에 의해 형성되는 공간으로 진입하는 가스의 흐름은 생략되어 있다. 이와 같이 전방홀더(71)의 구멍들 사이의 구멍들을 통하여 되돌아 나온 가스와 다수 개의 필터(30)의 출구로부터 배출된 가스는 그 흐름의 경로가 다르기 때문에 음파의 위상이 서로 달라 상호 간섭에 의해 감음이 이루어지게 된다. 본 실시예는 팽창형, 공명형, 간섭형 등 다양한 소음기 형식을 모두 채용할 수 있는 매우 간단한 구조의 일체형 복합 장치를 제공함으로써 매우 저렴한 비용으로 여러 주파수대역의 소음이 저감될 수 있어 종래에 비해 보다 완벽한 소음이 이루어질 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형상으로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 하우징 11: 급기관
12 : 전방덮개 13 : 외통
14 : 후방덮개 15 : 배기관
20 : 차음통
21 : 차음판 22 : 내통
30 : 필터
40 : 히터
50, 51, 52 : 다공링
60, 61, 62 : 다공판
70, 71, 72 : 홀더

Claims (6)

1. 매연과 소음을 동시에 저감하는 일체형 복합장치에 있어서,
   전면에는 엔진으로부터 배출된 가스가 유입되는 급기구가 형성되어 있고 후면에는 내부의 가스가 배출되는 배기구가 형성되어 있는 원통 형상의 하우징(10);
   상기 하우징(10)의 내부에 위치하며 전면은 테이퍼형으로 차폐되어 있고 후면은 개방되어 있어 상기 하우징(10)의 내부로 유입된 가스의 흐름을 전면의 둘레 측으로 유도하는 원통 형상의 차음통(20);
   상기 차음통(20)의 내부에 위치하여 상기 차음통(20)의 후측 개방면을 통해 상기 차음통(20)의 내부로 유입된 가스의 입자상물질을 포집하는 다수 개의 필터(30);
   상기 하우징(10)의 전면과 상기 차음통(20) 사이의 공간에 위치하여 상기 하우징(10)의 내부로 유입된 가스를 가열함으로써 상기 다수 개의 필터(30)를 재생하는 히터(40);
   다수 개의 구멍을 갖는 링 형태로 형성되어 상기 차음통(20)의 전단 둘레와 상기 하우징(10)의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 전방다공링(51); 및
   다수 개의 구멍을 갖는 링 형태로 형성되어 상기 차음통(20)의 후단 둘레와 상기 하우징(10)의 내주면 사이에 삽입되어 결합되는 후방다공링(52)을 포함하고,
   상기 히터(40)에 의해 가열된 가스는 상기 하우징(10)의 내주면과 상기 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하여 상기 차음통(20)의 후측 개방면의 외측 공간에서 팽창하면서 상기 하우징(10)의 후면의 내측에 충돌함에 따라 역류하여 상기 엔진의 가스 토출방향과 반대방향으로 흐르게 되고,
   상기 반대방향으로 흐르는 가스는 상기 차음통(20)의 후측 개방면을 통해 상기 차음통(20)의 내부에 위치하는 다수 개의 필터(30)에 유입되고, 상기 다수 개의 필터(30)를 통과한 가스는 상기 차음통(20)의 전면의 내측에 충돌함에 따라 역류하여 상기 하우징(10)의 배기구 측을 향하여 흐르게 되고,
   상기 히터(40)에 의해 가열된 가스는 상기 전방다공링(51)의 구멍들을 통과한 후에 상기 하우징(10)의 내주면과 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통하여 흐르고, 상기 후방다공링(52)의 구멍들을 통과한 후에 상기 차음통(20)의 후측 개방면의 외측 공간에서 팽창하면서 상기 하우징(10)의 후면의 내측에 충돌하게 되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   다수 개의 구멍을 갖는 원판 형상으로 형성되어 상기 차음통(20)의 후측 개방면의 외측 공간에 상기 하우징(10)의 내부를 가로막는 구조로 삽입되어 둘레가 하우징(10)의 후면 측 내주면에 결합되는 후방다공판(62)을 더 포함하고,
   상기 히터(40)에 의해 가열된 가스는 상기 하우징(10)의 내주면과 상기 차음통(20)의 외주면 사이의 틈을 통과하여 상기 차음통(20)의 후면의 외측 공간에서 팽창하면서 상기 후방다공판(62)의 구멍들을 통하여 상기 후방다공판(62)과 상기 하우징(10)의 후면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하여 상기 후방다공판(62)과 상기 하우징(10)의 후면의 내측 사이의 공동 내부에서 공명하는 것을 특징으로 하는 일체형 복합장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   다수 개의 구멍을 갖는 원판 형태로 형성되어 상기 차음통(20)의 전면과 상기 다수 개의 필터(30)의 사이에 상기 차음통(20)의 내부를 가로막는 구조로 삽입되어 둘레가 차음통(20)의 전면 측 내주면에 결합되는 전방다공판(61)을 더 포함하고,
   상기 후방다공판(62)의 구멍들로부터 배출된 가스는 상기 다수 개의 필터(30)를 통과하여 상기 전방다공판(61)의 구멍들을 통하여 상기 전방다공판(61)과 상기 차음통(20)의 전면의 내측에 의해 형성되는 공동에 진입하고, 상기 전방다공판(61)과 차음통(20)의 전면의 내측 사이의 공동 내부에서 공명하는 것을 특징으로 하는 일체형 복합장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전방다공판(61)의 각 구멍의 둘레는 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어 파이프 형태로 형성되고,
   상기 후방다공판(62)의 각 구멍의 둘레는 전면의 외측 방향과 후면의 외측 방향 중 적어도 하나의 방향으로 돌출되어 파이프 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 다수 개의 필터(30)의 출구에 대응되는 구멍들을 갖는 원판 형태로 형성되어 상기 다수 개의 필터(30)의 출구가 노출되도록 후면이 상기 다수 개의 필터(30)의 후면에 부착되고 둘레가 상기 차음통(20)의 내주면에 부착되어 상기 다수 개의 필터(30)의 후면을 상기 차음통(20)의 내주면에 고정시키는 전방홀더(71); 및
   상기 다수 개의 필터(30)의 입구에 대응되는 구멍들을 갖는 원판 형태로 형성되어 상기 다수 개의 필터(30)의 입구가 노출되도록 전면이 상기 다수 개의 필터(30)의 전면에 부착되고 둘레가 상기 차음통(20)의 내주면에 부착되어 상기 다수 개의 필터(30)의 전면을 상기 차음통(20)의 내주면에 고정시키는 후방홀더(72)를 더 포함하고,
   상기 전방홀더(71)의 구멍들 사이에는 다수 개의 구멍이 추가적으로 형성되어 있고 상기 후방홀더(72)의 구멍들 사이는 차폐되어 있음에 따라 상기 전방다공판(61)의 구멍들로부터 배출된 가스는 상기 전방홀더(71)의 구멍들 사이의 구멍들을 통하여 상기 다수 개의 필터(30)의 외주면과 상기 후방홀더(72)의 구멍들 사이의 차폐면에 의해 형성되는 공간으로 진입한 후에 상기 후방홀더(72)의 구멍들 사이의 차폐면에 부딪혀 되돌아 나오는 것을 특징으로 하는 일체형 복합장치.

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