KR101977009B1

KR101977009B1 - 매연 저감장치

Info

Publication number: KR101977009B1
Application number: KR1020190014521A
Authority: KR
Inventors: 정종구
Original assignee: 정종구
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2019-05-09

Abstract

본 발명은 차량에 장착되는 매연 저감장치에 관한 것으로서, 상기 차량의 엔진과 연결되어 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 유해물질을 감소시키는 삼원촉매장치; 상기 삼원촉매장치를 통과한 배기가스의 소음을 감쇄시키는 소음감쇄부 및 외부의 공기를 상기 삼원촉매장치로 공급하도록 형성되는 공기공급부를 포함하여 연료의 조절 없이도 삼원촉매장치의 산화-환원 작용에 최적인 공연비에 맞출 수 있는 장점이 있다.

Description

매연 저감장치{exhaust gas reduction device}

본 발명은 매연 저감장치에 관한 것으로, 특히 차량에 장착되는 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.

또한, 내연기관은 주로 연비의 향상을 목표로 연구 및 개발이 진행되어 왔으며, 이에 따라 현재에는 디젤엔진은 물론, 가솔린 엔진 또한 연소실에 연료를 직접 분사하는 직접 분사 엔진(GDI) 등으로 발전하여 연비의 효율성을 높였다.

그러나, 디젤엔진과 GDI 방식의 가솔린 엔진 등은 열효율이 좋아 연비는 향상되는 반면, 대기오염을 야기하는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등의 유해물질을 발생시키는 문제점이 있어, 이들을 저감할 수 있는 장치들의 설치가 항시 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 저감할 수 있는 장치가 많이 개발되었지만 특히, 삼원촉매장치의 경우 상기의 유해물질을 장치 내에서 모두 저감시킬 수 있어 대기오염을 방지하는데 유용하게 사용되고 있다.

여기서, 삼원촉매장치는 질소산화물(NOx)은 환원반응에 의해, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC)는 산화반응에 의해 저감시키며, 이때 산화-환원반응은 엔진 기통 내의 연료와 공기가 이론 공연비를 이룰 때 가장 효과적으로 정화시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.

따라서, 종래에는 삼원촉매장치가 가장 효율적으로 산화-환원반응을 하도록 산소의 유무를 감지하는 산소센서를 설치하고, 배기 중에 산소가 검출되면 컴퓨터가 흡입되는 공기량 및 EGR 가스량을 재빨리 계산하여 기통 내에 분사되는 연료량을 적절히 조절함으로써 이론 공연비를 맞추도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 방법은 엔진 출력을 높이고자 할 때에 많은 양의 연료를 필요로 하지만 이론 공연비를 맞추기 위해 조절되는 연료량과 충돌되어 적정의 출력을 형성할 수 없는 문제점 등이 있다.

또한, 디젤엔진과 GDI 방식의 가솔린 엔진 등은 연소실 내의 불완전 연소 구간이 많아 입자상 물질(Particulate Matters ; PM)의 발생이 문제가 되는데, 이를 해결하고자 입자상 물질(PM)을 필터링 할 수 있는 매연 필터를 장착하면 삼원촉매장치로부터 산소가 다 소모되어 배출되지 않기 때문에 매연 필터의 재생이 용이하지 않은 단점이 있다.

이에 따라, 매연 필터로 산소를 공급하는 다양한 방법들이 제시되었으나, 매연 필터의 산소공급으로 인해 삼원촉매장치에 공급되는 공연비가 희박해져, 배기 가스 내의 질소산화물(NOx)의 저감률이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 삼원촉매장치로 유입되는 배기가스로 산소의 공급량을 조절하는 방식을 이용하여 이론 공연비를 적정히 맞추며, 매연 필터 장착시 매연 필터로 산소 공급은 가능하되, 공연비는 희박해지는 것을 방지할 수 있는 매연 저감장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 차량에 장착되는 매연 저감장치에 있어서, 상기 차량의 엔진과 연결되어 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 유해물질을 감소시키는 삼원촉매장치; 상기 삼원촉매장치를 통과한 배기가스의 소음을 감쇄시키는 소음감쇄부 및 외부의 공기를 상기 삼원촉매장치로 공급하도록 형성되는 공기공급부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 소음감쇄부는 일측은 상기 삼원촉매장치와 연결되고 타측에는 배기관이 구비되는 소음부 하우징; 상기 하우징 길이방향을 따라 구비되며, 일측과 타측에서 교번하도록 하우징 내측으로 돌출되는 복수개의 공기흐름 조절판 및 상기 복수개의 공기흐름 조절판마다 형성되되, 상기 각 공기흐름 조절판의 중심에서 방사상으로 형성되는 다수개의 통기공을 포함하며, 상기 통기공은 상기 배기관측으로 갈수록 작은 직경을 형성할 수 있다.

또한, 상기 공기공급부는 상기 삼원촉매장치와 연결되는 제1 공급관; 상기 제1 공급관에 설치되어 공기의 흐름을 조절하는 제1 흐름조절밸브; 상기 제1 공급관의 타단과 연결되어 외부의 공기를 흡입하는 공기흡입장치 및 상기 공기흡입장치의 외부 공기 흡입 시 공기가 유동되도록 공기흡입장치와 연결되어 외부로 돌출되는 공기유입관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 매연 저감장치는, 상기 삼원촉매장치와 소음감쇄부 사이에 설치되며, 매연필터를 구비하여 상기 배기가스의 입자상 물질을 필터링 하는 필터부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 공기공급부는 일단이 상기 필터부와 연결되고, 타단이 상기 공기흡입장치와 연결되는 제2 공급관 및 상기 제2 공급관에 설치되어 공기의 흐름을 조절하는 제2 흐름조절밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매연 저감장치는, 상기 삼원촉매장치 및 필터부 사이에 구비되며, 내측으로 좁아지도록 하는 벽체가 유선형 구조인 벤츄리관을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 벤츄리관은 길이방향을 따라 열선이 구비될 수 있다.

또한, 상기 매연 저감장치는, 상기 벤츄리관 중단부 또는 후단부에 공기의 흐름이 상기 삼원촉매장치로 유동되지 않도록 구비되는 역류방지팬을 구비할 수 있다.

또한, 상기 매연 저감장치는, 상기 필터부 전방에 구비되어 상기 입자상 물질을 분산시키는 입자분산장치를 더 포함하며, 상기 입자분산장치는 중심에 설치되어 회전하는 회전축 및 상기 회전축에 결합되어 방사상으로 길이를 형성하며, 동일간격을 형성하는 복수개의 회전날개를 포함하고, 상기 회전날개는 상기 필터부로 유입되는 배기가스 또는 외부 공기로 인해 회전하고, 회전시에 매연필터로 집진되는 입자상 물질을 분산시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 연료의 조절 없이도 삼원촉매장치의 산화-환원 작용에 최적인 공연비에 맞출 수 있으며, 더불어 매연필터의 재생도 용이하고, 소음감쇄효율이 뛰어난 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 매연 저감장치의 일부 구성을 절개한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 필터부가 추가된 매연 저감장치의 필터부를 절개한 일부 단면도이다.
도 4는 도 3의 매연 저감장치에 추가되는 벤츄리관, 열선 및 역류방지팬을 절개하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 매연 저감장치에 추가되는 입자분산장치를 절개하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 입자분산장치를 분리하여 도시한 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, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 매연 저감장치의 일부 구성을 절개한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 필터부가 추가된 매연 저감장치의 필터부를 절개한 일부 단면도이다.

또한, 도 4는 도 3의 매연 저감장치에 추가되는 벤츄리관, 열선 및 역류방지팬을 절개하여 도시한 도면이며, 도 5는 도 4의 매연 저감장치에 추가되는 입자분산장치를 절개하여 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 입자분산장치를 분리하여 도시한 사시도이다.

먼저, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치(1)는, 차량의 엔진으로부터 나오는 배기가스(이하, '매연'이라 함)의 유해물질 즉, 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 등을 저감하는 장치로서, 차량에 장착되어 차량의 엔진과 연결되어 매연의 유해물질을 전달받고, 이를 저감시켜 외부로 배출하도록 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치(1)는 삼원촉매장치(20), 소음감쇄부(30) 및 공기공급부(50)를 포함할 수 있다.

여기서, 삼원촉매장치(20)는 차량의 엔진(미도시)과 연결되어 엔진으로부터 배출되는 매연을 전달받아 매연 속의 유해물질 중, 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 질소산화물(NOx)을 한번에 감소시키는 장치로서, 일측에는 엔진과 연결되는 매연유입관(10)이 형성되고, 타측에는 후술하는 소음감쇄부(30)가 형성될 수 있다.

이러한, 삼원촉매장치(20)는 매연의 통과시에 산화-환원 반응을 촉진시켜 상기의 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 질소산화물(NOx)를 효율적으로 저감시키는데, 알루미나 위에 백금(Pt)과 로듐(Rh) 등을 얇은 막 상태로 덮어씌워지도록 제조되어 매연 통과시에 산화-환원 반응을 촉진시키는 촉매작용을 할 수 있다.

구체적으로, 백금은 탄화수소(HC)와 일산화탄소(CO)를 저감시키도록 산화반응을 촉진시키며, 로듐은 질소산화물(NOx)를 저감시키도록 환원반응을 촉진시켜 3개의 유해물질(HC, CO, NOx)를 동시에 저감시킬 수 있는 것이다.

이와 같은 삼원촉매장치(20)는 공지된 기술로서 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

소음감쇄부(30)는 삼원촉매장치(20)를 통과한 매연의 배출시 발생되는 소음을 감쇄시키도록 형성되며, 이를 위해 소음부 하우징(32), 공기흐름 조절판(34) 및 통기공(36)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 소음부 하우징(32)은 소음감쇄부(30)의 외관을 구성하는 하우징으로써, 일측에은 삼원촉매장치(20)와 연결되고, 타측에는 배기관(40)이 구비될 수 있다.

공기흐름 조절판(34)은 소음부 하우징(32) 내부에 구비되어 공기의 유동방향을 지그재그로 형성할 수 있다. 이를 위해, 공기흐름 조절판(34)은 소음부 하우징(32)의 길이방향을 따라 복수개가 구비되며, 소음부 하우징(32) 일측과 타측에서 교번하도록 내측으로 돌출될 수 있다. 즉, 공기흐름 조절판(34)은 소음부 하우징(32) 내면에서 지그재그로 돌출되는 형태이다.

이러한 구조의 공기흐름 조절판(34)은, 음파의 위상차를 줌으로써 음파간의 간섭을 주어 감음할 수 있는 특징이 있다.

또한, 공기흐름 조절판(34)은 음파의 위상차를 주는 것 외에 소음감쇄를 보다 극대화 하기 위해 다수의 통기공(36)이 형성될 수 있다.

다수의 통기공(36)은 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 공기흐름 조절판(34)마다 형성될 수 있다. 또한, 통기공(36)은 각 공기흐름 조절판(34)의 중심에서 방사상으로 형성될 수 있다. 이때, 통기공(36)은 원주방향으로 다수개가 형성될 수 있으며, 통기공(36)간의 원주방향 간격은 일정할 수 있다. 예를 들어, 원주방향으로 형성되는 통기공의 개수가 6개 일시에 360°/6 이므로, 60°간격으로 형성될 수 있다.

또한, 통기공(36)은 원주방향 외에도 방사상 길이방향으로 다수개가 형성될 수 있으며, 이 또한 간격이 일정할 수 있다. 예를 들어, 60°간격상으로 형성되는 다수의 통기공(36)에 대하여 각 통기공의 방사상 길이방향마다 5mm 간격으로 6개씩 형성될 수 있다. 즉, 각 공기흐름 조절판(34)마다 36개(원주방향 6개 x 방사상 길이방향 6개)의 통기공(36)이 형성될 수 있는 것이다.

또한, 각 공기흐름 조절판(34)마다 형성되는 통기공(36)끼리는 서로 대응되도록 형성될 수 있다. 이때, 통기공(36)은 배기관(40)측으로 갈수록 작은 직경을 형성할 수 있으며, 이러한 구조의 통기공(36)은 공기흐름 조절판(34)으로 인해 저하되는 공기의 유동을 보다 원활하게 하면서도, 소음은 배기관(40)으로 갈수록 줄어들 수가 있다.

한편, 상기와 같은 통기공(36)의 개수와 간격에 대한 수치한정은 이해를 돕기 위한 예시로서 한정되는 사항은 아니며, 통기공(36)의 개수와 간격은 달라질 수 있다.

공기공급부(50)는 외부의 공기를 삼원촉매장치(20)로 공급하도록 할 수 있으며, 이를 위해 제1 공급관(51), 제1 흐름조절밸브(52), 공기흡입장치(53) 및 공기유입관(54)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 제1 공급관(51)은 삼원촉매장치(20)와 연결되는 관이며, 제1 흐름조절밸브(52)는 제1 공급관(51) 내부에 구비되는 밸브로서, 제1 흐름조절밸브(52)는 공기가 유동되도록 제1 공급관(51)의 관내를 개방하거나, 차단하도록 형성되어 외부로부터 유입되는 공기의 흐름을 조절할 수 있다.

또한, 제1 공급관(51)의 타단에는 외부의 공기를 흡입하도록 형성되는 공기흡입장치(53)가 결합되며, 공기흡입장치(53)에는 외부로 돌출되는 공기유입관(54)이 구비될 수 있다.

이를 통해, 공기흡입장치(53)가 작동하면 공기유입관(54)을 통해 외부의 공기를 유입한 후, 공기흡입장치(53)는 제1 공급관(51)으로 외부 공기를 토출하여 제1 공급관(51)을 통해 삼원촉매장치(20)로 공급하는 것이 가능하다.

이때, 공기흡입장치(53)는 모터 및 임펠러 등이 구비될 수 있으며, 모터의 동력발생에 의해 임펠러 등이 회전하여 공기를 외부로부터 흡입할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 한정되는 것은 아니며, 공기흡입장치(53)는 컴프레셔와 같은 장치들로 구성될 수도 있다. 즉, 공기흡입장치(53)는 공기를 외부로부터 흡입하여 삼원촉매장치(20)로 공급하도록 형성되기만 하면 충분하다.

이와 같은 구성을 포함하는 공기공급부(50)는 삼원촉매장치(20)로 공기를 공급함으로써 삼원촉매장치(20)의 산화반응시에 필요한 산소(O₂)를 공급할 수 있다. 이를 통해, 적정 공연비를 맞추기 위하여 연료량을 조절할 필요가 없어 적정 출력을 낼 수 있는 등 주행안전성이 증대되며, 산화작용에 필요한 정확한 양의 산소를 공급할 수 있어 매연 속의 유해물질(HC, CO, NOx)의 저감에 가장 효율적인 최적의 공연비에 맞출 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 삼원촉매장치(20)와 소음감쇄부(30) 사이에 필터부(60)를 더 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 필터부(60)는 엔진으로부터 발생되는 입자상 물질(Particulate Matters; PM)을 필터링 할 수 있으며, 이를 위해 매연필터(62)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 디젤차량이나 가솔린 직접 분사 엔진(GDI) 방식의 가솔린차량은 연비의 향상을 위해 연소실 내로 직접 연료를 분사하도록 형성되는데, 이로 인해 연소실 내의 불완전 연소 구간 증가에 따른 입자상 물질이 발생된다. 따라서, 매연필터(62)는 이러한 입자상 물질(PM)을 필터링할 수 있는 기능을 지니며, 삼원촉매장치(20)와 필터부(60)로 인해 매연의 유해물질이 보다 효과적으로 제거될 수 있다.

한편, 필터부(60) 형성시에 공기공급부(50)는 삼원촉매장치(20)와 더불어 필터부(60)에도 외부의 공기공급을 하도록 형성될 수 있다. 이는, 필터부(60)의 매연필터(62)는 입자상 물질(PM)이 쌓이게 되면 배기압의 증대를 가져올 수 있는 위험성이 있어 재생시켜줘야 하는데, 삼원촉매장치(20)로부터는 배출되는 산소(O₂)가 없어 자연재생이 힘들기 때문에, 외부로부터 산소를 공급시켜 자연 재생이 가능하도록 하고자 함이다.

이를 위해, 공기공급부(50)는 제2 공급관(55) 및 제2 흐름조절밸브(56)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 공급관(55) 및 제2 흐름조절밸브(56)는 필터부(60)로 연결되도록 형성되는 것을 제외하고는 제1 공급관(51) 및 제1 흐름조절밸브(52)와 실질적으로 동일하게 작동될 수 있다. 이에 따라, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 공기공급부(50)는 삼원촉매장치(20)와 필터부(60) 사이에서 공기가 필요한 방향으로 외부공기를 공급할 수 있어 매연의 유해물질(HC, CO, NOx, PM)을 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는, 필터부(60) 구비시에 삼원촉매장치(20)와 필터부(60) 사이에 벤츄리관(70)을 더 포함할 수 있으며, 이때 벤츄리관(70)은 내측으로 좁아지도록 하는 벽체가 유선형 구조일 수 있고, 벤츄리관(70) 길이방향을 따라서는 열선이 구비될 수도 있다.

이와 같은 벤츄리관(70)은 필터부(60) 앞에서 압력의 변화를 주어 입자상 물질의 분산력을 증대시키는데, 이때 벤츄리관(70) 벽체의 유선형 구조를 통해 비교적 흐름이 원활하도록 하여 배기압이 너무 증대되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 열선(72)을 통해 벤츄리관(70)을 통과하는 매연을 가열하여 매연필터(62)의 재생시에 필요한 온도까지 용이하게 도달할 수 있도록 할 수 있으며, 특히 이는 배기온도가 디젤기관에 비해 비교적 낮은 가솔린기관에 있어 보다 효과적일 수 있다.

또한, 벤츄리관(70) 중단부 또는 후단부에는 공기의 흐름이 삼원촉매장치(20)로 역류하지 않도록 역류방지팬(74)이 구비될 수 있다. 이는, 삼원촉매장치(20)에 필요 외의 공기가 역류하게 되면 질소산화물(NOx)의 저감작용이 현저히 저하될 수 있기 때문으로, 역류방지팬(74)은 매연필터(62)로의 공기공급시 등에 있어 필요 외의 공기가 삼원촉매장치(20)로 유동하는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 종래의 입자상 물질을 제거하는 필터에는 공기가 필요하여 산소를 공급하나, 공급되는 산소로 인해 삼원촉매장치의 질소산화물(NOx) 저감이 현저히 저하되는 문제점을 용이하게 해결할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 삼원촉매장치(20)에 필요이상의 산소 공급을 방지하여 질소산화물(NOx)의 제거효율이 최적의 효율을 형성할 수 있으며, 입자상 물질(PM)을 필터링하는 매연필터(62) 또한 재생효과가 큰 장점이 있다. 이에 따라, 사회문제로 대두되고 있는 환경오염 문제에 적극적으로 대처가능 할 수 있다.

아울러, 도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 매연 저감장치는 필터부(60) 전방에 구비되어 입자상 물질(PM)을 분산시키는 입자분산장치(80)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 입자분산장치(80)는 입자상 물질(PM)이 매연필터(62) 중앙부에 집중적으로 쌓이는 것을 방지하여 매연필터(62) 전반에 걸쳐 고루 쌓이도록 할 수 있으며, 이를 통해 매연필터(62)의 활용성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이를 위해, 입자분산장치(80)는 회전축(82) 및 회전날개(84)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 회전축(82)은 입자분산장치(80)의 중심에 설치될 수 있다. 또한, 회전날개(84)는 회전축(82)에 결합되어 회전축(82)을 중심으로 회전할 수 있다.

이때, 회전날개(84)는 복수개가 구비되어 회전축에 방사상으로 길이를 형성하도록 결합되며, 이때, 복수개의 회전날개(84)는 간격이 서로 동일할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 회전날개(84)는 사선방향으로 폭을 형성하도록 설치되어 필터부(60)로 유입되는 매연 또는 외부공기에 의해 회전할 수 있다.

이를 통해, 입자분산장치(80)는 회전날개(84)를 통해 필터부(60)로 유입되는 매연속의 입자상 물질(PM)에 대하여 전단력을 가함으로써 입자상 물질(PM)이 여러방면으로 분산될 수 있고, 매연필터(62)의 전면에 걸쳐 고루 입자상 물질(PM)이 쌓일 수 있다.

아울러, 입자분산장치(80)는 벤츄리관(70)과 같이 형성될 시에 입자상 물질(PM)을 분산시키는 효과가 배가될 수 있는 장점이 있다.

이와 같은, 매연 저감장치는 연료의 조절 없이도 삼원촉매장치의 산화-환원 작용에 최적인 공연비에 맞출 수 있으며, 더불어 매연필터의 재생도 용이하고, 소음감쇄효율이 뛰어난 장점이 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.

1 : 매연 저감장치
10 : 매연유입관
20 : 삼원촉매장치
30 : 소음감쇄부
32 : 소음부 하우징
34 : 공기흐름 조절판
36 : 통기공
40 : 배기관
50 : 공기공급부
51 : 제1 공급관
52 : 제1 흐름조절밸브
53 : 공기흡입장치
54 : 공기유입관
55 : 제2 공급관
56 : 제2 흐름조절밸브
60 : 필터부
62 : 매연필터
70 : 벤츄리관
72 : 열선
74 : 역류방지팬
80 : 입자분산장치
82 : 회전축
84 : 회전날개

Claims

차량에 장착되는 매연 저감장치에 있어서,
상기 차량의 엔진과 연결되어 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 유해물질을 감소시키는 삼원촉매장치;
상기 삼원촉매장치를 통과한 배기가스의 소음을 감쇄시키는 소음감쇄부 및
외부의 공기를 상기 삼원촉매장치로 공급하도록 형성되는 공기공급부를 포함하며,
상기 삼원촉매장치와 소음감쇄부 사이에 설치되며, 매연필터를 구비하여 상기 배기가스의 입자상 물질을 필터링 하는 필터부 및
상기 삼원촉매장치 및 필터부 사이에 구비되며, 내측으로 좁아지도록 하는 벽체가 유선형 구조인 벤츄리관을 더 포함하되,
상기 공기공급부는,
상기 삼원촉매장치와 연결되는 제1 공급관;
상기 제1 공급관에 설치되어 공기의 흐름을 조절하는 제1 흐름조절밸브;
상기 제1 공급관의 타단과 연결되어 외부의 공기를 흡입하는 공기흡입장치 및
상기 공기흡입장치의 외부 공기 흡입 시 공기가 유동되도록 공기흡입장치와 연결되어 외부로 돌출되는 공기유입관을 포함하며,
일단이 상기 필터부와 연결되고, 타단이 상기 공기흡입장치와 연결되는 제2 공급관 및
상기 제2 공급관에 설치되어 공기의 흐름을 조절하는 제2 흐름조절밸브를 더 포함하고,
상기 벤츄리관은 길이방향을 따라 열선이 구비되며,
상기 벤츄리관 중단부 또는 후단부에 공기의 흐름이 상기 삼원촉매장치로 유동되지 않도록 역류방지팬을 구비하는 매연 저감장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소음감쇄부는,
일측은 상기 삼원촉매장치와 연결되고 타측에는 배기관이 구비되는 소음부 하우징;
상기 하우징 길이방향을 따라 구비되며, 일측과 타측에서 교번하도록 하우징 내측으로 돌출되는 복수개의 공기흐름 조절판 및
상기 복수개의 공기흐름 조절판마다 형성되되, 상기 각 공기흐름 조절판의 중심에서 방사상으로 형성되는 다수개의 통기공을 포함하며,
상기 통기공은 상기 배기관측으로 갈수록 작은 직경을 형성하는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 필터부 전방에 구비되어 상기 입자상 물질을 분산시키는 입자분산장치를 더 포함하며,
상기 입자분산장치는,
중심에 설치되어 회전하는 회전축 및
상기 회전축에 결합되어 방사상으로 길이를 형성하며, 동일간격을 형성하는 복수개의 회전날개를 포함하고,
상기 회전날개는 상기 필터부로 유입되는 배기가스 또는 외부 공기로 인해 회전하고, 회전시에 매연필터로 집진되는 입자상 물질을 분산시키는 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.