KR101935169B1 - 매연 저감장치 - Google Patents

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KR101935169B1 KR1020170127454A KR20170127454A KR101935169B1 KR 101935169 B1 KR101935169 B1 KR 101935169B1 KR 1020170127454 A KR1020170127454 A KR 1020170127454A KR 20170127454 A KR20170127454 A KR 20170127454A KR 101935169 B1 KR101935169 B1 KR 101935169B1
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전북대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 내연기관에서 발생되는 매연의 입자에 열을 가하여 분해시키는 열화방식을 이용하되, 열적손실을 최소화하면서도 매연 저감 효율을 극대화하고, 더불어 소음도 감쇄할 수 있는 매연 저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 차량의 내연기관에서 발생되는 매연을 열화시켜 배출하는 매연 저감장치에 있어서, 일측에는 매연이 인입되는 인입관이 형성되고, 타측에는 열화되어 저감된 매연이 배출되도록 배출관이 형성되는 하우징부; 상기 하우징부 전단부의 내부에 형성되어 인입되는 매연을 열화시키는 발열부 및 상기 하우징부 후단부의 내부에 형성되며, 길이를 따라 지그재그로 돌출되는 2개 이상의 격벽을 구비하는 소음감쇄부를 포함하여, 배출되는 매연을 저감하며, 소음을 감쇄시킬 수 있다.

Description

매연 저감장치{exhaust gas reduction device}
본 발명은 매연 저감장치에 관한 것으로서, 특히 내연기관에서 발생되는 매연의 입자에 열을 가하여 분해시키는 열화방식을 이용하여 매연을 저감할 수 있는 매연 저감장치에 관한 것이다.
차량이 주행하기 위해 동력을 얻는 하나의 수단인 엔진 등의 내연기관은 연료의 연소가 기관의 내부에서 이루어지게 하여 열에너지가 기계적 에너지로 변환되도록 작동된다.
이러한 내연기관의 경우, 크게는 먼저 공기와 연료를 혼합한 후 점화하는 방식의 가솔린엔진과 고압으로 압축된 공기에 연료를 분사하여 폭발시키는 압축점화방식의 디젤엔진으로 분류된다.
여기서, 디젤엔진은 연료의 소비량이 적고, 가솔린엔진보다 큰 동력을 발생시킬 수 있어 산업현장에 이용되는 상용차량이나 레저를 위한 SUV 차량에 흔히 장착되며, 더불어 승용차에 있어서도 디젤엔진을 종종 장착하기도 한다.
그러나, 이러한 디젤엔진의 경우 열효율은 좋은 반면에 질소산화물, 일산화탄소, 탄화수소 등의 대기오염을 유발하는 물질이 매연과 섞여 배출되어 대기오염의 주 원인으로 지목되고 있다.
이에 따라, 종래에는 이러한 매연을 한국등록특허 제10-0817252호 '디젤엔진용 매연 저감장치'에 개시된 바와 같이 매연포집필터로 포집하고, 이를 연소시키는 방법으로 매연을 저감하였는데, 이는 필터가 기계적, 열적 내구성에 있어 취약할 뿐만 아니라 외부와 인접하게 형성되어 열적 손실이 많이 발생함으로써 에너지가 많이 소모하는 단점이 있다.
따라서, 한국등록특허 제10-0596178호 '차량의 매연저감장치'에는 원심분리기를 이용하여 입자를 충돌시켜 조대화하여 제거하는 방식으로 새로운 매연 저감 방식을 제안하였으나, 원심분리기는 부피가 커 배기관에 장착하는 문제가 있으며, 무게를 증가시켜 디젤차량의 연비를 저하시키고, 소음이 발생되는 문제가 있기 때문에, 디젤차량의 장점도 유지하면서도 보다 종래의 매연 저감장치의 단점들을 보완할 수 있고, 더불어 종래의 방식보다 더 효율적인 매연 저감장치가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기의 요구에 따라 내연기관에서 발생되는 매연의 입자에 열을 가하여 분해시키는 열화방식을 이용하되, 열적손실을 최소화하면서도 매연 저감 효율을 극대화하고, 더불어 소음도 감쇄할 수 있는 매연 저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치는 차량의 내연기관에서 발생되는 매연을 열화시켜 배출하는 매연 저감장치에 있어서, 일측에는 매연이 인입되는 인입관이 형성되고, 타측에는 열화되어 저감된 매연이 배출되도록 배출관이 형성되는 하우징부; 상기 하우징부 전단부의 내부에 형성되어 인입되는 매연을 열화시키는 발열부 및 상기 하우징부 후단부의 내부에 형성되며, 길이를 따라 지그재그로 돌출되는 2개 이상의 격벽을 구비하는 소음감쇄부를 포함하여, 배출되는 매연을 저감하며, 소음을 감쇄시킬 수 있다.
여기서, 상기 하우징부는 일측에 상기 인입관이 형성되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징 타측에 결합되는 제2 하우징 및 상기 제2 하우징과 결합되는 제3 하우징을 포함하며, 상기 발열부는 상기 제2 하우징 내부에 형성되며, 상기 소음감쇄부는 제3 하우징 내부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 발열부는 상기 하우징부의 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성되는 다수의 발열체; 상기 다수의 발열체의 양단에 구비되며, 상기 하우징부의 내주면에 상응하도록 형성되는 지지링; 상기 지지링 내부로 형성되며, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받는 전기그리드 및 상기 양단의 지지링 사이에 구비되어 모터에 의해 회전하며, 배출되는 매연 또는 외부의 공기의 유입을 유도하는 임펠러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발열체는 탄소발열체로 형성되며, 상기 탄소발열체는 토우(tow) 또는 스트랜드(strand) 형태의 탄소섬유 다발에 무기계 폴리머를 함침 후 경화시킨 뒤, 표면에 내산화 코팅될 수 있다.
또한, 상기 발열부는 발열부 내부 온도를 측정하며 상기 모터와 연동되는 온도센서를 더 포함하여, 상기 임펠러의 회전속도를 조절하며, 발열부 내부의 온도가 소정의 범위를 초과하지 않도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 소음감쇄부의 2개 이상의 격벽은 각각 다수의 배기공을 형성할 수 있다.
또한, 상기 배기공은 상기 하우징부의 후측에 가까운 격벽일수록 직경이 점차 작아지도록 형성될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치는 상기 하우징부가 일측에 상기 인입관이 형성되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징 타측에 결합되는 제2 하우징 및 상기 제2 하우징과 결합되는 제3 하우징을 포함하며, 상기 발열부는 상기 제2 하우징 내부에 형성되며, 상기 소음감쇄부는 제3 하우징 내부에 형성되고, 상기 제2 하우징의 직경이 제3 하우징의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 발열부가 상기 하우징부의 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성되는 다수의 발열체; 상기 다수의 발열체의 양단에 구비되며, 상기 하우징부의 내주면에 상응하도록 형성되는 지지링; 상기 지지링 내부로 형성되며, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받는 전기그리드 및 일단과 타단이 상기 양단의 지지링에 결합되는 원통형 봉의 외주면 길이를 따라 나선형의 날개가 형성되고, 등간격으로 적어도 2개가 구비되는 와류형성팬을 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 상기 발열부가 상기 하우징부의 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성되는 다수의 발열체; 상기 다수의 발열체의 양단에 구비되며, 상기 하우징부의 내주면에 상응하도록 형성되는 지지링; 상기 지지링 내부로 형성되며, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받는 전기그리드; 상기 양단의 지지링 사이에 구비되어 모터에 의해 회전하며, 배출되는 매연 또는 외부의 공기의 유입을 유도하는 임펠러 및 일단과 타단이 상기 양단의 지지링에 결합되며, 외주면 길이를 따라 나선형의 날개가 형성되어 회전하고, 등간격으로 적어도 2개가 구비되는 원통형의 와류형성팬을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 매연을 연소시키는 발열부가 외부와 인접한 것이 아닌 안쪽에 위치하여 열손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 탄소발열체로 형성되는 발열체에 의해 열효율을 최대화 하며, 임펠러의 회전으로 공기의 공급을 원활하게 수행할 수 있어, 매연 입자의 분해를 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 발열시에 차량 내부에 형성된 전력체계를 이용함으로써 발전기 등의 부피 또는 무게가 큰 추가 구성이 불필요하여 연비 등이 저하되지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 지그재그로 형성되는 2개 이상의 격벽을 설치함으로써 소음을 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 투영 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 분해도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 발열부의 단면 사시도이며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)를 측면에서 바라본 도면이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 소음감쇄부의 단면 사시도이며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)를 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치의 사시도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 발열부의 사시도 및 단면 사시도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제3 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 발열부의 사시도 및 단면 사시도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 투영 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일부 분해도이고, 도 3의 (a)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 발열부의 단면 사시도이며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)를 측면에서 바라본 도면이고, 도 4의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 소음감쇄부의 단면 사시도이며, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)를 측면에서 바라본 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치는 차량에 구비되는 내연기관에서 발생되는 매연의 입자를 열화하여 분해하고, 이를 배출할 수 있다.
이를 위해, 본 발명은 하우징부(100), 발열부(200) 및 소음감쇄부(300)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 하우징부(100)는 일측에 내연기관(미도시)과 연결되어 매연이 인입되는 인입관(10)이 형성되고, 타측에는 열화되어 매연입자가 최소화된 배기가스가 배출될 수 있는 배출관(20)이 형성될 수 있다.
또한, 하우징부(100)는 순차적으로 형성되며, 각각 내부에 공간을 형성하는 제1 하우징(110), 제2 하우징(120) 및 제3 하우징(130)을 포함할 수 있다.
즉, 제1 하우징(110)은 일측에 인입관(10)이 형성되며, 제1 하우징(110) 타측에는 제2 하우징(120)이 결합되고, 제2 하우징(120)에는 제3 하우징(130)이 결합되고, 제3 하우징(130) 말단에는 배출관(20)이 형성될 수 있다.
상기의 순차적으로 구비되는 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(120)이 전단부를 이루고, 제3 하우징(130)이 후단부를 이루어 하우징부(100)가 형성될 수 있다.
여기서, 제2 하우징(120)과 제3 하우징(130)은 각각 원통형으로 형성될 수 있으며, 제2 하우징(120) 내부에는 발열부(200)가 형성되고, 제3 하우징(130) 내부에는 소음감쇄부(300)가 형성될 수 있다.
발열부(200)는 상술한 바와 같이 상기의 하우징부(100) 전단부 중 제2 하우징(120)의 내부에 구비되어 제1 하우징(110)을 통과하여 인입되는 매연을 열화시키도록 형성될 수 있다.
이를 위해, 발열부(200)는 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225) 및 임펠러(230)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 발열체(210)는 다수개가 구비되어 하우징부(100)의 제2 하우징(120) 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 하우징(120)의 면적내에서 최대한 활용될 수 있도록 원형의 봉(rod)으로 형성될 수 있다. 여기서, 발열체(210)는 후술하는 전기그리드(225)에 공급되는 전기를 전도받아 발열하도록 형성되는 발열체로서, 제2 하우징(120) 내부의 열을 유지시키면서 배기가스를 열화시킬 수 있다.
또한, 발열체(210)는 탄소발열체로 형성될 수 있다. 이는, 탄소발열체가 전기 및 열 전도성이 크고, 내열성, 기계적 강도 등이 우수한 장점이 있어, 내연기관으로부터 전달되는 고온의 배기가스와 전기그리드(225)에 의해 발생하는 전기열을 견디며 발열하기에 충분하기 때문이다.
이때, 탄소발열체는 토우(tow) 또는 스트랜드(strand) 형태의 탄소섬유 다발에 무기계 폴리머를 함침 후 경화시킨 뒤, 표면에 내산화 코팅되도록 형성될 수 있다. 이는, 탄소발열체의 경우 400℃ 이상에서는 산화되어 파단 등의 현상이 일어날 수 있는데, 무기계 폴리머로 경도를 강화하며, 표면에 내산화 코팅하여 산화현상을 방지함으로써 보완할 수 있기 때문이다.
이를 통해, 탄소발열체는 고온에서도 용이하게 견디며, 제2 하우징(120) 내부의 열을 유지시키면서 배기가스를 열화시킬 수 있다.
지지링(220)은 다수의 발열체(210) 양단에 구비될 수 있다. 또한, 지지링(220)은 하우징부(100) 내주면에 상응하도록 형성될 수 있다. 즉, 원형으로 형성될 수 있다.
지지링(220)은 후술하는 전기그리드(225)를 지지하기 위한 수단으로서, 전기그리드(225)의 전기가 다수의 발열체(210)로 용이하게 전달되도록 탄소체 또는 금속체 등으로 형성될 수 있다.
전기그리드(225)는 상술한 바와 같이 지지링(220) 내측에 구비될 수 있다. 또한, 전기그리드(225)는 차량의 배터리 등의 전력을 발생시키는 차량의 전력부와 연결될 수 있다. 이는, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받아 다수의 발열체(210)로 전기를 전도하기 위함이다.
여기서, 전기그리드(225)는 코일망사로 형성될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로서 한정되는 것은 아니며, 전기가 흐르는 다른 부품의 사용도 가능하다.
임펠러(230)는 지지링(220) 사이에 구비될 수 있다. 또한, 임펠러(230)는 모터(미도시)와 연결되어 모터의 작동에 의해 회전할 수 있다. 여기서, 임펠러(230)는 회전을 통해 내연기관으로부터 전달되는 매연 또는 외부의 공기가 발열부(200)로 유입되는 것을 용이하게 유도하며, 더불어 와류를 형성하여 유입된 공기가 발열부(200) 내에 머무르도록 할 수 있다.
이는, 발열부(200)가 고온의 열을 용이하게 유지하기 위해서는 다량의 공기가 필요한데, 임펠러(230)의 회전을 통해 이를 충족시킬 수 있다.
상기의 구성을 통해 고온이 발생되는 발열부(200)는 내연기관으로부터 도달되는 매연내의 유해입자들을 열화시켜 분해함으로써, 매연을 저감하여 배출할 수 있다.
한편, 발열부(200)는 발열부 내부 온도를 측정하는 온도센서(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이때 온도센서(미도시)는 임펠러(230)를 구동시키는 모터(미도시)와 연동될 수 있다. 이는, 발열부(200) 내부 온도가 소정의 설정범위를 초과하지 않도록 하기 위함이며, 온도센서는 모터에 온도측정신호를 전달하여 임펠러(230)가 발열부(200) 내부 온도에 따라 회전속도를 조절하도록 함으로써, 발열부(200) 내부 온도를 제어할 수 있다.
여기서, 소정의 온도 설정범위는 300℃ 일 수 있으나, 이는 예시적인 것으로서 한정되는 것은 아니며 소정의 온도 설정범위는 변경될 수 있다.
소음감쇄부(300)는 하우징부(100) 후단부를 형성하는 제3 하우징(130)의 내부에 형성될 수 있다.
또한, 소음감쇄부(300)는 2개 이상의 격벽(310)을 구비할 수 있다. 이때, 2개 이상의 격벽(310)은 제3 하우징(130) 내부의 길이를 따라 일면과 타면에서 지그재그로 돌출될 수 있다. 이는, 음파의 위상차를 줌으로써 음파간의 간섭을 주어 감음할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 2개 이상의 격벽(310) 각각에는 다수의 배기공(315)이 형성될 수 있다. 이는, 소음의 감쇄를 위해 2개 이상의 격벽(310)을 구비함으로써 배기되는 배기가스의 유동이 저하될 수 있는데, 이를 배기공(315)을 형성함으로써 배기가스의 유동을 원활하게 할 수 있다.
이때, 배기공(315)은 하우징부(100)의 후측에 가까운 격벽 즉, 제3 하우징(130) 말단부에 가까이 형성되는 격벽에 형성될수록 직경이 점차 작게 형성될 수 있다. 이는, 소음감쇄력을 최대로 하기 위한 구성으로, 배기가스는 배출되되 소음은 점차 작은 구멍을 통해 감쇄될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치의 사시도이며, 도 6의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 발열부의 사시도 및 단면 사시도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 하우징부(100), 발열부(200) 및 소음감쇄부(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 소음감쇄부(300)는 제1 실시 예에 따른 소음감쇄부(300)와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 소음감쇄부(300)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제2 실시 예에 따른 매연 저감장치의 하우징부(100)는 제1 내지 제3 하우징(110 내지 130)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 하우징(110 내지 130)은 직경의 크기를 제외하고는 실질적으로 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 제1 내지 제3 하우징(110 내지 130)과 동일할 수 있다.
즉, 제2 실시 예의 제1 하우징(110)은 일측에 인입관(10)이 형성되며, 제1 하우징(110) 타측에는 제2 하우징(120)이 결합되고, 제2 하우징(120)에는 제3 하우징(130)이 결합되고, 제3 하우징(130) 말단에는 배출관(20)이 형성될 수 있다.
또한, 제2 하우징(120)과 제3 하우징(130)은 각각 원통형으로 형성되어 연결될 수 있으며, 제2 하우징(120) 내부에는 발열부(200)가 형성되고, 제3 하우징(130) 내부에는 소음감쇄부(300)가 형성될 수 있다.
이때, 제2 하우징(120)의 직경은 제3 하우징(130)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이는, 더 많은 양의 공기를 유입하기 위함이며, 제1 하우징(110)의 경우 제3 하우징(130)의 직경과 동일해도 무방하나, 제2 하우징(120)의 직경과 동일한 것이 바람직하다.
발열부(200)는 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225) 및 와류형성팬(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225)는 제1 실시 예에 따른 매연 저감장치의 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225)와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
와류형성팬(400)은 원통형 봉(420)의 외주면 길이를 따라 나선형의 날개(410)가 형성되는 형태일 수 있다. 이때, 원통형 봉(420)의 일단과 타단은 다수의 발열체(210) 양단에 구비된 지지링(220)에 결합될 수 있다. 즉, 와류형성팬(400)은 양단에 형성된 지지링(220)에 의해 지지되어 제자리에서 유입되는 바람에 저항하여 회전할 수 있다.
와류형성팬(400)을 구비하는 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치는 제2 하우징(120) 내에 와류가 발생하여 공기의 흐름을 일시적으로 정체시킴으로써 많은 양의 공기가 머무를 수 있도록 하며, 매연의 경우 와류에 의해 유해입자 분해시스템을 갖춘 제2 하우징(120) 내에 보다 오래 머무르게 되면서 많은 양의 유해입자들을 효과적으로 분해되어 외부로 배출될 수 있다.
여기서, 와류형성팬(400)은 보다 효율적으로 운영되도록 등간격으로 적어도 2개가 구비될 수 있으며, 3개가 구비되어 120°간격(삼각형태)으로 배치되는 것이 바람직하다.
도 7의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제3 실시 예에 따른 매연 저감장치의 일 구성인 발열부의 사시도 및 단면 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 하우징부(100), 발열부(200) 및 소음감쇄부(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 하우징부(100) 및 소음감쇄부(300)는 제1 또는 제2 실시 예와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 제3 실시 예의 하우징부(100)는 제1 내지 제3 하우징(110 내지 130)을 포함할 수 있으며, 제2 하우징(120)이 제3 하우징(130)의 직경보다 크게 형성되거나, 제2 하우징(120)과 제3 하우징(130)의 직경이 동일할 수 있다.
또한, 소음감쇄부(300)는 하우징부(100) 후단부에 위치한 제3 하우징(130) 내부에 구비될 수 있으며, 지그재그로 돌출되는 2개 이상의 격벽(310)을 구비할 수 있고, 격벽(310)에는 배기공(315)이 형성될 수 있다.
따라서, 이하에서는 중복되는 하우징부(100) 및 소음감쇄부(300)의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제3 실시 예에 따른 매연 저감장치의 발열부(200)는 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225), 임펠러(230) 및 와류형성팬(400)을 포함할 수 있다.
여기서, 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225)는 제1 또는 제2 실시 예에 따른 매연 저감장치의 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 임펠러(230)는 제1 실시 예의 임펠러(230)와 동일할 수 있고, 와류형성팬(400)은 제2 실시 예의 와류형성팬(400)과 동일할 수 있다.
즉, 제3 실시 예에 따른 매연 저감장치는 제1 실시 예의 임펠러(230)와 제2 실시 예의 와류형성팬(400)을 함께 구비하는 것으로서, 매연 절감효율을 극대화 할 수 있다. 이하, 발열체(210), 지지링(220), 전기그리드(225), 임펠러(230) 및 와류형성팬(400)의 중복되는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기한 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 매연을 연소시키는 발열부가 외부와 인접한 것이 아닌 안쪽에 위치하여 열손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있으며, 탄소발열체로 형성되는 발열체에 의해 열효율을 최대화 하며, 임펠러의 회전으로 공기의 공급을 원활하게 수행할 수 있어, 매연 입자의 분해를 효과적으로 수행할 수 있고, 발열시에 차량 내부에 형성된 전력체계를 이용함으로써 발전기 등의 부피 또는 무게가 큰 추가 구성이 불필요하여 연비 등이 저하되지 않을 수 있으며, 지그재그로 형성되는 2개 이상의 격벽을 설치함으로써 소음을 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
10 : 인입관
20 : 배출관
100 : 하우징부
110 : 제1 하우징
120 : 제2 하우징
130 : 제3 하우징
200 : 발열부
210 : 발열체
220 : 지지링
225 : 전기그리드
230 : 임펠러
300 : 소음감쇄부
310 : 격벽
315 : 배기공
400 : 와류형성팬
410 : 나선형의 날개
420 : 원통형 봉

Claims (10)

  1. 차량의 내연기관에서 발생되는 매연을 열화시켜 배출하는 매연 저감장치에 있어서,
    일측에는 매연이 인입되는 인입관이 형성되고, 타측에는 열화되어 저감된 매연이 배출되도록 배출관이 형성되는 하우징부;
    상기 하우징부 전단부의 내부에 형성되어 인입되는 매연을 열화시키는 발열부 및
    상기 하우징부 후단부의 내부에 형성되며, 길이를 따라 지그재그로 돌출되는 2개 이상의 격벽을 구비하는 소음감쇄부를 포함하여,
    배출되는 매연을 저감하며, 소음을 감쇄시키되,
    상기 발열부는,
    상기 하우징부의 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성되는 다수의 발열체;
    상기 다수의 발열체의 양단에 구비되며, 상기 하우징부의 내주면에 상응하도록 형성되는 지지링;
    상기 지지링 내부로 형성되며, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받는 전기그리드 및
    상기 양단의 지지링 사이에 구비되어 모터에 의해 회전하며, 배출되는 매연 또는 외부의 공기의 유입을 유도하는 임펠러를 포함하는 매연 저감장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    일측에 상기 인입관이 형성되는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징 타측에 결합되는 제2 하우징 및
    상기 제2 하우징과 결합되는 제3 하우징을 포함하며,
    상기 발열부는 상기 제2 하우징 내부에 형성되며, 상기 소음감쇄부는 제3 하우징 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 탄소발열체로 형성되며,
    상기 탄소발열체는,
    토우(tow) 또는 스트랜드(strand) 형태의 탄소섬유 다발에 무기계 폴리머를 함침 후 경화시킨 뒤, 표면에 내산화 코팅하는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열부는,
    발열부 내부 온도를 측정하며 상기 모터와 연동되는 온도센서를 더 포함하여,
    상기 임펠러의 회전속도를 조절하며, 발열부 내부의 온도가 소정의 범위를 초과하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소음감쇄부의 2개 이상의 격벽은 각각 다수의 배기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배기공은,
    상기 하우징부의 후측에 가까운 격벽일수록 직경이 점차 작아지는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    일측에 상기 인입관이 형성되는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징 타측에 결합되는 제2 하우징 및
    상기 제2 하우징과 결합되는 제3 하우징을 포함하며,
    상기 발열부는 상기 제2 하우징 내부에 형성되며, 상기 소음감쇄부는 제3 하우징 내부에 형성되고,
    상기 제2 하우징의 직경이 제3 하우징의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
  9. 차량의 내연기관에서 발생되는 매연을 열화시켜 배출하는 매연 저감장치에 있어서,
    일측에는 매연이 인입되는 인입관이 형성되고, 타측에는 열화되어 저감된 매연이 배출되도록 배출관이 형성되는 하우징부;
    상기 하우징부 전단부의 내부에 형성되어 인입되는 매연을 열화시키는 발열부 및
    상기 하우징부 후단부의 내부에 형성되며, 길이를 따라 지그재그로 돌출되는 2개 이상의 격벽을 구비하는 소음감쇄부를 포함하여,
    배출되는 매연을 저감하며, 소음을 감쇄시키되,
    상기 발열부는,
    상기 하우징부의 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성되는 다수의 발열체;
    상기 다수의 발열체의 양단에 구비되며, 상기 하우징부의 내주면에 상응하도록 형성되는 지지링;
    상기 지지링 내부로 형성되며, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받는 전기그리드 및
    일단과 타단이 상기 양단의 지지링에 결합되는 원통형 봉의 외주면 길이를 따라 나선형의 날개가 형성되고, 등간격으로 적어도 2개가 구비되는 와류형성팬을 포함하는 매연 저감장치.
  10. 차량의 내연기관에서 발생되는 매연을 열화시켜 배출하는 매연 저감장치에 있어서,
    일측에는 매연이 인입되는 인입관이 형성되고, 타측에는 열화되어 저감된 매연이 배출되도록 배출관이 형성되는 하우징부;
    상기 하우징부 전단부의 내부에 형성되어 인입되는 매연을 열화시키는 발열부 및
    상기 하우징부 후단부의 내부에 형성되며, 길이를 따라 지그재그로 돌출되는 2개 이상의 격벽을 구비하는 소음감쇄부를 포함하여,
    배출되는 매연을 저감하며, 소음을 감쇄시키되,
    상기 발열부는,
    상기 하우징부의 내주면을 따라 일정간격으로 이격되도록 형성되는 다수의 발열체;
    상기 다수의 발열체의 양단에 구비되며, 상기 하우징부의 내주면에 상응하도록 형성되는 지지링;
    상기 지지링 내부로 형성되며, 차량의 전력부로부터 전기를 공급받는 전기그리드;
    상기 양단의 지지링 사이에 구비되어 모터에 의해 회전하며, 배출되는 매연 또는 외부의 공기의 유입을 유도하는 임펠러 및
    일단과 타단이 상기 양단의 지지링에 결합되며, 외주면 길이를 따라 나선형의 날개가 형성되어 회전하고, 등간격으로 적어도 2개가 구비되는 원통형의 와류형성팬을 포함하는 매연 저감장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101977009B1 (ko) * 2019-02-07 2019-05-09 정종구 매연 저감장치

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