KR101757609B1

KR101757609B1 - 디젤 차량용 매연저감장치

Info

Publication number: KR101757609B1
Application number: KR1020170018585A
Authority: KR
Inventors: 강석관
Original assignee: 강석관
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-07-26

Abstract

본 발명은 경유를 원료로 사용하는 디젤차량의 배기구에 설치되어 배기가스의 오염물질을 여과하기 위한 여과부를 포함하는 디젤 차량용 매연저감장치에 관한 것으로, 배기구(12)에 연결되는 연결관(100), 및 상기 연결관(100)의 전단에 설치되는 매연저감부를 포함하고, 상기 매연저감부는 관형의 케이스(200), 상기 케이스(200)의 상단에 설치되어 상기 연결관(100)을 통하여 유입되는 배기가스에 물을 분무하여 배기가스에 포함된 오염물질이 물과 충돌 및 병합하여 낙하하도록 하는 물 분무 노즐(301), 상기 케이스(200)의 내부에 상기 연결관(100)보다 낮은 위치에 설치되어 상기 물 분무 노즐(301)로부터 분무된 물에 의하여 낙하하는 오염물질을 여과하기 위한 여과부, 및 상기 여과부를 통과하여 여과된 물을 저장하기 위한 물 저장부(500)를 포함한다.

Description

디젤 차량용 매연저감장치{Smoke Reducing Apparatus for Diesel Automobile}

본 발명은 차량용 매연저감장치에 관한 것으로, 특히 경유를 원료로 사용하는 디젤차량의 배기구에 설치되어 배기가스의 오염물질을 여과하기 위한 여과부를 포함하는 디젤 차량용 매연저감장치에 관한 것이다.

디젤 차량에서 배출되는 배기가스에는 일산화탄소, 질소 산화물, 탄화 수소, 황산화물, 기타 입자 형태의 미세먼지 등을 포함하고 있는데, 이 중에서 미세먼지는 발전소에서 배출되는 미세먼지와 함께 대기 오염을 악화시키는 원인이 되고 있다.

디젤 차량의 배기구를 통하여 배출되는 배기가스에 포함된 미세먼지 등의 오염물질을 대기 중에 배출하기 전에 배기구에 DPF(Diesel Particulate Filter Trap)를 장착하여 배기가스를 정화시키는 기술로서, 등록특허 제10-0577837호(디젤엔진 배출가스 저감 촉매 및 장치), 등록특허 제10-1526773호(디젤차량의 배압저감 시스템 및 그 작동방법) 등이 개시되어 있다.

그런데, 이들 DPF 관련 장치는 배기가스에 포함된 매연을 축적한 후에 일정량이 될 때마다 500 내지 600도의 고온으로 태우는 과정을 포함하여, 배기가스의 자연스러운 흐름을 방해하여 자동차의 출력을 낮추게 되어 자동차의 정상 연비를 60% 이하로 낮추게 되는 문제가 있었다. 따라서 종종 차량 운전자들이 DPF 장치를 개조하는 등으로 변형사용하여 차량의 배기가스에 의한 오염 방지를 저해하는 결과를 초래하기도 한다.

등록특허 제10-0577837호 등록특허 제10-1526773호

본 발명의 목적은 디젤 차량의 배기구에서 배출되는 배기가스 중에 포함된 미세먼지 등의 오염물질을 물의 분무에 의하여 제거함과 동시에 물의 순환적 이용으로 지속적으로 매연을 저감할 수 있는 매연저감부를 포함하는 디젤 차량용 매연저감장치를 제공하기 위한 것이다.

기타 본 발명의 다른 목적은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 상세한 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 디젤 차량용 매연저감장치(1)는 디젤 차량의 배기구(12)의 끝단에 설치되어 배기구(12)를 통하여 배출되는 배기가스로부터 오염물질을 제거하기 위한 디젤 차량용 매연저감장치(1)로서, 배기구(12)에 연결되는 연결관(100), 및 상기 연결관(100)의 전단에 설치되는 매연저감부를 포함하고,

상기 매연저감부는 관형의 케이스(200), 상기 케이스(200)의 상단에 설치되어 상기 연결관(100)을 통하여 유입되는 배기가스에 물을 분무하여 배기가스에 포함된 오염물질이 물과 충돌 및 병합하여 낙하하도록 하는 물 분무 노즐(301), 상기 케이스(200)의 내부에 상기 연결관(100)보다 낮은 위치에 설치되어 상기 물 분무 노즐(301)로부터 분무된 물에 의하여 낙하하는 오염물질을 여과하기 위한 여과부, 및 상기 여과부를 통과하여 여과된 물을 저장하기 위한 물 저장부(500)를 포함하고,

상기 물 분무 노즐(301)의 상단에 설치된 물 공급관(310)과 물 순환관(330) 사이에 연결된 모터 펌프(320)를 포함하여, 상기 물 저장부(500)의 물을 상기 물 분무 노즐(301)로 순환시키기 위한 물 순환부를 더 포함한다.

또한, 본 발명에서 상기 여과부는 복수의 구멍(401)이 치밀하게 형성된 상부 다공판(410)과 상기 상부 다공판(410)과 하방으로 이격되어 설치되고 상기 상부 다공판(410)보다 구경 1/2 이하의 구멍으로 형성된 하부 다공판(420) 사이에 여과 필터(430)가 삽입되어 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 디젤 차량용 매연저감장치에 의하면, 물의 분무에 의하여 배기가스에 포함된 미세먼지 등의 오염물질이 물 분자에 흡착되어 물과 함께 낙하함으로써 배기가스로부터 제거되어 매연이 저감된 배기가스가 대기로 배출될 수 있게 된다. 또한, 케이스의 내부에 설치된 여과부를 구비하는 매연저감부에 의하여 물과 함께 낙하한 오염물질에서 물을 여과하여 다시 물 분무 장치로 순화하여 재사용함으로써 차량에 구비해야 할 세정수의 양을 최소화할 수 있게 된다. 따라서 본원발명에 의하면, 매연 저감을 위하여 출력을 희생할 필요가 없어 종래의 매연저감장치와 같이 연비가 낮아지는 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치가 디젤 차량의 후단에 설치된 모습을 나타내는 개략적 구성도;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치의 서로 다른 방향에서 바라본 사시도;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치의 케이스의 내부에 물이 분무되는 모습을 도시하는 단면도;
도 4는 도 2의 디젤 차량용 매연저감장치에서 여과 필터와 물 저장부가 꺼내진 모습을 도시하는 사시도; 및
도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치의 내부 구성도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치가 디젤 차량의 후단에 설치된 모습을 나타내는 개략적 구성도, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치의 서로 다른 방향에서 바라본 사시도, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치의 케이스의 내부에 물이 분무되는 모습을 도시하는 단면도, 도 4는 도 2의 디젤 차량용 매연저감장치에서 여과 필터와 물 저장부가 꺼내진 모습을 도시하는 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 디젤 차량용 매연저감장치의 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 디젤 차량용 매연저감장치(1)는 디젤 차량의 배기구(12)의 끝단에 설치되어 배기구(12)를 통하여 배출되는 배기가스로부터 오염물질을 제거하는 것을 목적한다. 디젤 차량(10)의 일단에 지지 와이어(14)에 의하여 매연저감장치(1)의 끝단을 지지함으로써 배기구(12)와의 체결수단(108)에 의한 부족한 체결 강도를 보강할 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 매연저감장치(1)는 배기구(12)에 연결되는 연결관(100)과 상기 연결관(100)의 전단에 설치되는 매연저감부를 포함하고, 상기 매연저감부는 관형의 케이스(200), 물 분무 노즐(301), 여과부, 물 저장부(500), 및 물 순환부를 포함하여 구성된다.

상기 물 분무 노즐(301)은 상기 케이스(200)의 상단에 설치된 물 공급관(310)의 하부에 하방으로 케이스(200)를 관통하도록 설치되어 상기 연결관(100)을 통하여 유입되는 배기가스에 물을 분무하여 배기가스에 포함된 오염물질이 물과 충돌 및 병합하여 낙하하도록 한다. 물의 분무는 물 분무 노즐의 끝단에 방사상으로 돌출된 3개 이상의 노즐을 통하여 미세한 입자 형태로 케이스의 내부를 가득 채우는 형태로 고르게 분무되도록 할 수 있다. 또한, 물 분무 노즐(301)은 그 배치에 있어서 연결관(100) 측으로부터 케이스의 바깥 방향으로 일렬로 일정한 간격으로 복 수개가 설치될 수 있고, 연결관(100)에 가까운 위치의 물 분무 노즐부터 케이스의 바깥 측의 물 분무 노즐까지 분무되는 물의 분출 압력이 서서히 낮아지도록 구성함으로써 배기가스의 매연 저감 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 물 분무 노즐의 배향 각도도 배기가스의 배출에 저항하는 방향으로 설정하는 것도 바람직할 것이다.

상기 여과부는 상기 케이스(200)의 내부에 상기 연결관(100)보다 낮은 위치에 설치되어 상기 물 분무 노즐(301)로부터 분무된 물에 의하여 낙하하는 오염물질을 여과하고, 상기 물 저장부(500)는 상기 여과부를 통과하여 여과된 물을 저장한다.

상기 물 순환부는 상기 물 분무 노즐(301)의 상단에 설치된 물 공급관(310)과 물 순환관(330) 사이에 연결된 모터 펌프(320)를 포함하여, 상기 물 저장부(500)의 물을 상기 물 분무 노즐(301)로 순환시킨다. 모터 펌프(320)의 회전동력은 외부 전선(16)을 통한 디젤 차량의 동력을 이용하거나 자체 전원을 구비할 수도 있을 것이다. 오랜 시간의 사용에 의하여 여과부에 누적된 오염물질을 제거하는 과정이 필요하고, 또한 물 저장부(500)의 물도 오랜 사용으로 오염물질의 양이 증가하게 될 것이므로, 정기적으로 세정수를 교체하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

물 저장부(500)는 도 4에 도시된 바와 같이, 서랍 방식으로 구성하여 차량이 주행하지 않는 때에 운전자에 의하여 물을 채워서 물의 양을 충분히 적정량으로 유지하고, 오염수를 제거할 수 있도록 구성할 수 있다. 물 저장부(500)와 케이스(200) 사이의 밀폐 구조는 일반적인 실리콘 등의 패킹 구조에 의하여 달성될 수 있다.

또한, 도 4를 다시 참조하면, 본 발명에서 상기 여과부는 복수의 구멍(401)이 치밀하게 형성된 상부 다공판(410)과 상기 상부 다공판(410)과 하방으로 이격되어 설치되고 상기 상부 다공판(410)보다 구경 1/2 이하의 구멍으로 형성된 하부 다공판(420) 사이에 여과 필터(430)가 삽입되어 구성될 수 있다. 이러한 구성은 여과 필터로의 오염물질이 함유된 물의 유입은 쉽게 하면서도 여과 필터에 충분한 시간동안 머물게 하여 여과 기능을 충분히 발휘하여 충분한 물이 물 저장부로 빠져나오도록 하기 위한 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 디젤 차량용 매연저감장치의 내부 구성도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 매연저감장치는 디젤 차량의 소음기(muffler)의 기능을 포함하도록 구성된다.

도면에서, 연결관(100)이 케이스의 내측으로 돌출되도록 구성되고, 연결관(100)의 끝단에 미세한 구멍이 다수가 형성되어 있다. 또한, 긴 관(26)에도 다수의 미세 구멍이 형성되어 구획된 공간에서 저주파수와 중간주파수에 의한 소음을 감쇄하는 역할을 수행하고, 격벽(24)의 일부는 반사실을 구성하는 반사벽의 역할을 수행하는데 반사실에 유입된 소음이 반사벽에 의하여 반사되고 방향이 전환되면서 일부의 소음이 감쇄된다. 또한, 격벽(24)의 일부는 흡수실을 구성하고 광물성 섬유를 충진하여 고주파수 소음을 흡수하여 마찰열로 변화시키는 역할을 수행한다.

또한, 도면의 하단에는 길이가 상이한 두 관(27, 28)을 배치하여 소음이 이동하는 과정에서 소음의 일부가 감쇄되도록 구성되어 있다.

이러한 소음기의 기능을 그대로 포함하면서도, 상단에 설치된 물 분사 노즐에서 분문되는 물에 의하여 소음 과정을 거치면서 이동하는 배기가스에 포함된 미세먼지 등의 오염물질이 물에 흡착되어 낙하하고 낙하된 오염물질에서 물만이 여과부를 통하여 여과되어 하부의 물 저장부에 저장되고 저장된 물은 다시 모터 펌프의 동력에 의하여 물 순환관을 통하여 물 분무 노즐로 재공급되는 과정은 앞의 실시예에서와 동일하다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

1: 매연저감장치 10: 디젤 차량
12: 배기구 14: 지지 와이어
100: 연결관 108: 체결 수단
200: 케이스 220: 보조 케이스
301: 물 분무 노즐 310: 물 공급관
320: 모터 펌프 330: 물 순환관
410: 상부 다공판 420: 하부 다공판
430: 여과 필터 500: 물 저장부

Claims

디젤 차량의 배기구(12)의 끝단에 설치되어 배기구(12)를 통하여 배출되는 배기가스로부터 오염물질을 제거하기 위한 디젤 차량용 매연저감장치(1)로서,
배기구(12)에 연결되는 연결관(100); 및
상기 연결관(100)의 전단에 설치되는 매연저감부;
를 포함하고,
상기 매연저감부는:
관형의 케이스(200);
상기 케이스(200)의 상단에 설치되어 상기 연결관(100)을 통하여 유입되는 배기가스에 물을 분무하여 배기가스에 포함된 오염물질이 물과 충돌 및 병합하여 낙하하도록 하는 물 분무 노즐(301);
상기 케이스(200)의 내부에 상기 연결관(100)보다 낮은 위치에 설치되어 상기 물 분무 노즐(301)로부터 분무된 물에 의하여 낙하하는 오염물질을 여과하기 위한 여과부; 및
상기 여과부를 통과하여 여과된 물을 저장하기 위한 서랍 방식의 물 저장부(500);
를 포함하고,
상기 물 분무 노즐(301)은 상기 연결관(100) 측으로부터 상기 케이스(200)의 바깥 방향으로 일렬로 일정한 간격으로 복 수개가 설치되고, 상기 연결관(100)에 가까운 위치의 물 분무 노즐로부터 상기 케이스(200)의 바깥 측의 물 분무 노즐까지 분무되는 물의 분출 압력이 서서히 낮아지도록 구성하여 배기가스의 매연 저감 효과를 극대화하고,
상기 물 분무 노즐(301)의 배향 각도는 배기가스의 배출에 저항하는 방향으로 설정하고,
상기 물 분무 노즐(301)의 상단에 설치된 물 공급관(310)과 물 순환관(330) 사이에 연결된 모터 펌프(320)를 포함하여, 상기 물 저장부(500)의 물을 상기 물 분무 노즐(301)로 순환시키기 위한 물 순환부를 더 포함하고,
상기 여과부는 복수의 구멍(401)이 치밀하게 형성된 상부 다공판(410)과 상기 상부 다공판(410)과 하방으로 이격되어 설치되고 상기 상부 다공판(410)보다 구경 1/2 이하의 구멍으로 형성된 하부 다공판(420) 사이에 여과 필터(430)가 삽입되어 구성되고,
상기 연결관(100)이 케이스(200)의 내측으로 돌출되도록 구성되고, 상기 연결관(100)의 끝단에 미세한 구멍(22)이 다수가 형성되어 배기가스가 구멍(22)을 통하여 분산 배출되도록 구성되고,
상기 연결관(100)의 아래에 평행하게 배치되고 상기 케이스(200)를 가로지르도록 설치된 긴 관(26)에도 다수의 미세 구멍(22)이 형성되어 격벽(24)에 의하여 구획된 공간에서 저주파수와 중간주파수에 의한 소음을 감쇄하는 역할을 수행하고, 상기 격벽(24)의 일부는 반사실을 구성하는 반사벽의 역할을 수행하도록 하여 상기 반사실에 유입된 소음이 상기 반사벽에 의하여 반사되고 방향이 전환되면서 일부의 소음이 감쇄되도록 구성되고,
상기 격벽(24)의 일부는 흡수실을 구성하고 광물성 섬유를 충진하여 고주파수 소음을 흡수하여 마찰열로 변화시키는 역할을 수행하고,
상기 긴 관(26)의 하단에는 길이가 상이한 두 관(27, 28)을 배치하여 소음이 이동하는 과정에서 소음의 일부가 감쇄되도록 구성된 것을 특징으로 하는 소음기 겸용 디젤 차량용 매연저감장치(1).
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