KR102061216B1 - Integrated reactor for exhaust gas processing - Google Patents

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
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Abstract

본 발명과 관련된 배기가스 처리용 일체형 반응기는, 배기가스의 유로를 형성할 수 있게 형성된 제1하우징; 상기 제1하우징 내에 설치되어 상기 배기가스를 처리할 수 있게 형성된 촉매모듈; 상기 제1하우징의 입구로부터 상기 제1하우징 내의 공간과 차폐된 상태로 상기 촉매모듈을 관통하여 상기 제1하우징의 출구로 상기 배기가스가 직접 배출될 수 있게 형성된 바이패스관; 내부에 상기 배기가스의 유동 공간이 형성된, 제2하우징; 및 상기 제2하우징 내에 설치되고, 제1방향 이동시 상기 바이패스관을 차단시키고 상기 유동 공간에 대하여는 개방시키며, 제2방향 이동시 상기 바이패스관을 개방시키고 상기 유동 공간에 대하여는 밀폐시킬 수 있게 형성된, 이동 밸브체를, 포함할 수 있다.An integrated reactor for exhaust gas treatment according to the present invention comprises: a first housing formed to form a flow path of exhaust gas; A catalyst module installed in the first housing and configured to process the exhaust gas; A bypass tube configured to allow the exhaust gas to be directly discharged from the inlet of the first housing to the outlet of the first housing through the catalyst module in a shielded state with the space in the first housing; A second housing in which a flow space of the exhaust gas is formed; And installed in the second housing and configured to block the bypass tube when the first direction moves and open the flow space, and to open the bypass tube when the second direction moves and to seal the flow space. A moving valve body may be included.

Description

배기가스 처리용 일체형 반응기{INTEGRATED REACTOR FOR EXHAUST GAS PROCESSING}Integrated reactor for exhaust gas treatment {INTEGRATED REACTOR FOR EXHAUST GAS PROCESSING}

본 발명은 배기가스 처리용 일체형 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated reactor for exhaust gas treatment.

선박의 배기가스 규제는 최근 국제기구 및 일부 국가들을 중심으로 확대되고 있으며 기술적 대책 마련도 활발하게 진행중이다. 공해를 유발하는 선박의 배기가스 배출물에는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), PM, 메탄(NH3), 매연 등 다양하다. 이중 질소산화물의 처리는 촉매없이 870 ~ 1200 ℃ 온도범위의 고온 배출가스에 암모니아 또는 암모니아수를 분사하는 무촉매환원법(Selective Non Catalytic Reduction; SNCR), 연소 온도를 낮추어 질소 산화물을 저감하는 배기가스재순환 방식(Exhaust Gas Recirculation; EGR) 등을 포함하여 여러 방식이 제안되어 왔으나, 성능, 안전성 및 경제성이 검증된 선택적 촉매환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 시스템이 각광받고 있다. 일반적으로 선택적 촉매환원 시스템은 환원을 위한 촉매가 설치된 반응기(reactor)를 포함한다. 촉매는 암모니아(NH3)로 변환된 질소산화물이 환원반응을 통하여 대기의 구성물질인 질소(N2)와 물(H2O)로 변환되어 배출되도록 유도한다.The regulation of ship's exhaust gas has recently been expanded by international organizations and some countries, and technical measures are actively in progress. Emissions from ships that cause pollution vary, including nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), carbon monoxide (CO), PM, methane (NH3) and soot. The treatment of the double nitrogen oxides is a Selective Non Catalytic Reduction (SNCR) method that injects ammonia or ammonia water into the hot exhaust gas in the temperature range of 870 to 1200 ℃ without a catalyst, and the exhaust gas recirculation method to reduce the nitrogen oxides by lowering the combustion temperature. Various methods have been proposed, including Exhaust Gas Recirculation (EGR), but the Selective Catalytic Reduction (SCR) system has been spotlighted for its proven performance, safety and economy. Selective catalytic reduction systems generally include a reactor equipped with a catalyst for reduction. The catalyst induces nitrogen oxide converted to ammonia (NH 3 ) to be converted into nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O), which are atmospheric components, through a reduction reaction.

자동차와 달리 선박 또는 플랜트 등 초대형 엔진에는 배기가스의 배출량도 급증하므로 선택적 촉매환원 시스템의 규모도 그만큼 증가하게 된다. 반응기의 경우도 길이 및 체적이 증가하게 되며, 촉매도 단일형보다는 유닛 형태로 된 복수의 셀을 적층하거나 패킹하여 설치하게 된다. 설치된 촉매는 수리 또는 점검을 위하여 교체하거나 분리되는 경우도 발생하게 되므로 반응기는 유지 보수의 면에서 용이한 작업성을 위한 설계적인 고려가 필요하다. 특히, 선박과 같이 설치장소가 제한적이거나 협소한 상황에서, 반응기는 효율성과 함께 유지보수의 편의성도 중요하게 된다. Unlike automobiles, large engines such as ships or plants also increase the amount of exhaust gas, which increases the size of the selective catalytic reduction system. In the case of the reactor, the length and volume are increased, and the catalyst is installed by stacking or packing a plurality of cells in unit form rather than in a single unit. Since the installed catalyst may be replaced or separated for repair or inspection, the reactor needs design consideration for easy workability in terms of maintenance. In particular, in a situation where the installation location is limited or narrow, such as a ship, the reactor becomes more important in efficiency and convenience of maintenance.

선택적 촉매환원 시스템의 반응기는 여러 운전 모드를 구현할 수 있도록 바이패스관을 갖는 경우가 흔하다. 그럼에도 바이패스관은 좁은 설치공간에서 반응기의 설계를 어렵게 만드는 요소이기도 하며, 바이패스의 운용을 위한 배기유로의 전환 요소가 설치되므로 이들에 대한 설계 및 제작의 관점에서 효율성을 높일 필요가 있다.Reactors in selective catalytic reduction systems often have bypass tubes to enable different modes of operation. Nevertheless, the bypass pipe is also a factor that makes the design of the reactor difficult in a narrow installation space, and the conversion element to the exhaust flow path for the operation of the bypass is installed, so it is necessary to increase the efficiency in terms of design and manufacture thereof.

* 관련 선행기술Related prior art

대한민국 등록특허 제10-1732258호(2017. 04. 25. 공고)Republic of Korea Patent No. 10-1732258 (April 25, 2017)

일본 공개특허 제2016-151190호(2016.08.22. 공개)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-151190 (published Aug. 22, 2016)

본 발명의 목적은 촉매모듈과 바이패스관에 대한 유로의 선택적 전환을 한꺼번에 정확하게 구현할 수 있는 배기가스 처리용 일체형 반응기를 제시하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose an integrated reactor for exhaust gas treatment, which can accurately implement a selective conversion of a flow path for a catalyst module and a bypass pipe at once.

본 발명과 관련된 배기가스 처리용 일체형 반응기는, 배기가스의 유로를 형성할 수 있게 형성된 제1하우징; 상기 제1하우징 내에 설치되어 상기 배기가스를 처리할 수 있게 형성된 촉매모듈; 상기 제1하우징의 입구로부터 상기 제1하우징 내의 공간과 차폐된 상태로 상기 촉매모듈을 관통하여 상기 제1하우징의 출구로 상기 배기가스가 직접 배출될 수 있게 형성된 바이패스관; 내부에 상기 배기가스의 유동 공간이 형성된, 제2하우징; 및 상기 제2하우징 내에 설치되고, 제1방향 이동시 상기 바이패스관을 차단시키고 상기 유동 공간에 대하여는 개방시키며, 제2방향 이동시 상기 바이패스관을 개방시키고 상기 유동 공간에 대하여는 밀폐시킬 수 있게 형성된, 이동 밸브체를, 포함할 수 있다.An integrated reactor for exhaust gas treatment according to the present invention comprises: a first housing formed to form a flow path of exhaust gas; A catalyst module installed in the first housing and configured to process the exhaust gas; A bypass tube configured to allow the exhaust gas to be directly discharged from the inlet of the first housing to the outlet of the first housing through the catalyst module in a shielded state with the space in the first housing; A second housing in which a flow space of the exhaust gas is formed; And installed in the second housing and configured to block the bypass tube when the first direction moves and open the flow space, and to open the bypass tube when the second direction moves and to seal the flow space. A moving valve body may be included.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 촉매모듈은 상기 제1하우징 내에서 복수 개가 이격되게 배치되고, 상기 바이패스관은 복수의 상기 촉매모듈을 순차적으로 관통할 수 있게 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the plurality of catalyst modules may be spaced apart from each other in the first housing, and the bypass pipe may be formed to sequentially penetrate the plurality of catalyst modules.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 촉매모듈을 이루는 개별 촉매모듈은, 상기 제1하우징의 내에서 벽체 형태로 배열된 복수의 단위 촉매; 및 상기 복수의 단위 촉매의 중심에 상기 바이패스관을 지지할 수 있게 형성된 지지프레임을 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, an individual catalyst module constituting the plurality of catalyst modules may include a plurality of unit catalysts arranged in a wall form in the first housing; And a support frame formed to support the bypass tube at the center of the plurality of unit catalysts.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2방향은 상기 제1방향과 반대일 수 있다.As an example related to the present invention, the second direction may be opposite to the first direction.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2하우징은 상기 바이패스관에 접하는 부위에 상기 연결부 방향으로 연장하는 제1덕트를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the second housing may further include a first duct extending in a direction of the connection portion at a portion in contact with the bypass pipe.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이동 밸브체는, 상기 제1덕트에 삽입되어 망원경(telescope) 형태로 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제2덕트; 상기 제2덕트의 이동에 의하여 상기 바이패스관의 단부를 개폐시킬 수 있게 형성된 디스크; 및 상기 제2덕트와 상기 디스크를 연결하는 브리지부를 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the moving valve body may include: a second duct inserted into the first duct so as to be slidably moved in a telescope form; A disk configured to open and close an end of the bypass pipe by the movement of the second duct; And a bridge portion connecting the second duct and the disk.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 브리지부는 상기 디스크가 상기 바이패스관의 단부를 개방하였을 때, 상기 제2덕트 내부의 기체가 상기 바이패스관으로 흐를 수 있도록 통과홀을 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the bridge part may include a passage hole so that gas inside the second duct flows into the bypass pipe when the disc opens the end of the bypass pipe.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1덕트 및 상기 제2덕트는 각각 사각 또는 원형 단면을 가질 수 있다.As an example related to the present invention, the first duct and the second duct may have a square or circular cross section, respectively.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2덕트의 단부는 상기 제2방향으로 이동 완료시 상기 연결부로부터 유입된 배기가스가 상기 제2하우징의 유동 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 상기 제2하우징의 내벽에 밀착될 수 있게 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, an end portion of the second duct may prevent the exhaust gas introduced from the connecting portion from flowing into the flow space of the second housing when the movement of the second duct is completed. It may be formed to be in close contact with the inner wall.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 배기가스 처리용 일체형 반응기는, 상기 이동 밸브체를 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 이동시킬 수 있게 구동력을 제공하는 액츄에이터; 및 상기 액츄에이터와 상기 제2덕트를 연결하며, 상기 액츄에이터의 구동력을 상기 제2덕트의 이동을 위한 힘으로 변환시키는 구동 전달부를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the integrated reactor for exhaust gas treatment may include: an actuator providing a driving force to move the moving valve body in the first direction and the second direction; And a driving transmission unit connecting the actuator to the second duct and converting the driving force of the actuator into a force for movement of the second duct.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 구동 전달부는, 링크, 체인 또는 공압 요소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the drive transmission may include at least one of a link, a chain, or a pneumatic element.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 배기가스 처리용 일체형 반응기는 상기 제1하우징의 출구쪽에 배기가스가 모여질 수 있게 형성된 가이드부를 더 포함하고, 상기 바이패스관의 출구쪽 단부는 상기 가이드부의 내에서 개방되게 형성될 수 있다.As an example related to the present disclosure, the integrated reactor for treating exhaust gas further includes a guide part configured to collect exhaust gas at an outlet side of the first housing, and an outlet end of the bypass pipe may be formed in the guide part. It can be formed to be open at.

또한, 본 개시에는, 배기가스를 처리하기 위한 촉매모듈이 설치된 제1하우징; 상기 제1하우징의 입구로부터 상기 제1하우징 내의 공간과 차폐된 상태로 상기 제1하우징의 출구로 상기 배기가스가 직접 배출될 수 있게 형성된 바이패스관; 및 상기 제1하우징의 전단부에 설치되어, 배기가스를 상기 촉매모듈과 상기 바이패스관으로 선택적으로 전환시킬 수 있게 형성된 배기유로 전환부를 포함하고, 상기 배기유로 전환부는, 상기 제1하우징에 연통되게 부착되는 제2하우징; 상기 제2하우징의 상기 바이패스관에 연결되는 부위에 밀폐형으로 형성되는 제1덕트; 상기 제1덕트에 삽입되어 망원경(telescope) 형태로 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제2덕트; 상기 제2덕트의 이동에 의하여 상기 바이패스관의 단부를 개폐시킬 수 있게 형성된 디스크; 및 상기 제2덕트와 상기 디스크를 연결하는 브리지부를 포함하는, SCR 시스템용 바이패스 일체형 반응기도 제시된다.In addition, the present disclosure, the first housing is provided with a catalyst module for treating the exhaust gas; A bypass tube configured to directly exhaust the exhaust gas from the inlet of the first housing to the outlet of the first housing in a shielded state from the space in the first housing; And an exhaust flow path switching unit provided at a front end of the first housing and configured to selectively convert exhaust gas into the catalyst module and the bypass pipe, wherein the exhaust flow path switching unit communicates with the first housing. A second housing to be attached; A first duct formed in a hermetically sealed portion at a portion of the second housing connected to the bypass tube; A second duct inserted into the first duct and slidably installed in a telescope shape; A disk configured to open and close an end of the bypass pipe by the movement of the second duct; And a bypass integrated reactor for an SCR system, comprising a bridge portion connecting the second duct and the disk.

본 발명과 관련된 배기가스 처리용 일체형 반응기에 의하면, 반응기 하우징의 전방에 이동 밸브체가 포함된 배기유로 전환부를 설치한 것으로, 반응기에 일체화한 바이패스관에 대한 유로의 전환을 한꺼번에 정확하게 구현할 수 있으며 설치공간의 제약이 많은 상황에서 장치 및 설비를 간소화할 수 있다.According to the integrated reactor for exhaust gas treatment according to the present invention, an exhaust flow path switching unit including a moving valve body is installed in front of the reactor housing, and it is possible to accurately and simultaneously convert the flow path for the bypass pipe integrated into the reactor. In space-constrained situations, devices and equipment can be simplified.

또한, 본 발명과 관련된 배기가스 처리용 바이패스관 일체형 반응기는 촉매의 예열이나 재생 모드 또는 바이패스관을 사용하는 일반 모드 등 여러 운전모드를 갖는 선택적 촉매환원 시스템 또는 저압 SCR시스템에 효과적으로 응용될 수 있다.In addition, the bypass tube integrated reactor for treating exhaust gas according to the present invention can be effectively applied to a selective catalytic reduction system or a low pressure SCR system having various operating modes, such as preheating or regenerating a catalyst or a general mode using a bypass tube. have.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 망원경 방식으로 상대 이동되는 제1덕트와 제2덕트, 디스크 및 브리지부에 의하여 이동 밸브체만으로도 정확한 유로제어가 가능하게 된다.According to an example related to the present invention, accurate flow path control is possible only by the moving valve body by the first duct, the second duct, the disk, and the bridge part which are relatively moved in a telescopic manner.

도 1은 본 발명과 관련된 배기가스 처리용 일체형 반응기(100)의 사시도
도 2는 도 1의 배기가스 처리용 일체형 반응기(100)의 부분 단면 사시도
도 3은 본 발명과 관련된 배기유로 전환부(101)를 개략적으로 보인 부분 단면 분해 사시도
도 4는 도 3의 배기유로 전환부(101)의 제1동작 상태를 보인 부분 단면 사시도
도 5는 도 3의 배기유로 전환부(101)의 제2동작 상태를 보인 부분 단면 사시도
도 6은 도 4에 대응하는 배기유로 전환부(101)의 동작에 따른 배기가스의 유동경로를 설명하기 위한 개념적 단면도
도 7은 도 5에 대응하는 배기유로 전환부(101)의 동작에 따른 배기가스의 유동경로를 설명하기 위한 개념적 단면도1 is a perspective view of an integrated reactor 100 for exhaust gas treatment according to the present invention.
2 is a partial cross-sectional perspective view of the integrated reactor 100 for exhaust gas treatment of FIG. 1.
Figure 3 is a partial cross-sectional exploded perspective view schematically showing the exhaust flow path switching unit 101 related to the present invention
4 is a partial cross-sectional perspective view showing a first operating state of the exhaust flow path switching unit 101 of FIG. 3.
5 is a partial cross-sectional perspective view showing a second operation state of the exhaust flow path switching unit 101 of FIG.
6 is a conceptual cross-sectional view for describing a flow path of the exhaust gas according to the operation of the exhaust flow path switching unit 101 corresponding to FIG. 4.
7 is a conceptual cross-sectional view for describing a flow path of the exhaust gas according to the operation of the exhaust flow path switching unit 101 corresponding to FIG. 5.

이하, 본 발명과 관련된 배기가스 처리용 일체형 반응기를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an integrated reactor for exhaust gas treatment according to the present invention will be described in detail.

도 1에 의하면, 본 발명과 관련된 배기가스 처리용 일체형 반응기(100)는, 제1하우징(110)과, 제1하우징(110)의 전단에 설치되는 제2하우징(120)을 구비하고 있다. 제2하우징(120)의 전단부에는 엔진으로부터의 배기 파이프에 연결되기 위한 플랜지 형태의 연결부(121)가 구비되어 있다. 제1하우징(110)의 후단부에는 처리된 배기가스가 모여지도록 형성된 가이드부(130)가 부착되며, 가이드부(130)의 단부에는 배기가스의 배출을 위한 아웃렛(131)가 구비된다.According to FIG. 1, the integrated reactor 100 for exhaust gas treatment according to the present invention includes a first housing 110 and a second housing 120 provided at a front end of the first housing 110. The front end of the second housing 120 is provided with a connecting portion 121 in the form of a flange for connecting to the exhaust pipe from the engine. The rear end of the first housing 110 is attached to the guide portion 130 formed to collect the treated exhaust gas, the end of the guide portion 130 is provided with an outlet 131 for the discharge of the exhaust gas.

제1하우징(110)의 일측에는 맨홀부(113)가 구비된다. 맨홀부(113)는 내부의 촉매 모듈(도 2 이하의 160번 참조)을 설치 또는 유지보수하기 위한 작업자의 출입구로 기능할 수 있다. One side of the first housing 110 is provided with a manhole portion 113. The manhole part 113 may function as an entrance and exit of an operator for installing or maintaining the catalyst module (see 160 of FIG. 2 or less) therein.

제1하우징(110)의 일측에는 촉매모듈(160)에 끼어 있는 고체 입자 또는 수트(soot) 등을 고압의 공기에 의하여 제거하기 위한 블로어(140)가 설치될 수 있다.One side of the first housing 110 may be provided with a blower 140 for removing solid particles or soot (soot) and the like caught in the catalyst module 160 by the high pressure air.

제2하우징(120)은 후술하는 배기유로 전환부(101)의 일 요소로서, 내부의 이동요소를 구동 및 제어하기 위한 액츄에이터(150)가 구비될 수 있다.The second housing 120 is an element of the exhaust flow path switching unit 101 to be described later, and may be provided with an actuator 150 for driving and controlling a moving element therein.

도 2는 도 1의 배기가스 처리용 일체형 반응기(100)의 부분 단면 사시도이다. 도 2에 의하면, 제1하우징(110)의 내부에는 배기가스를 처리하기 위한 촉매모듈(160) 및 촉매모듈(160)을 관통하여 형성되는 바이패스관(180)이 배치되어 있다. 바이패스관(180)은 제1하우징(110)의 입구로부터 제1하우징(110) 내의 공간부(111)와 차폐된 상태로 촉매모듈(160)을 관통하여 제1하우징(110)의 출구로 배기가스가 직접 배출될 수 있게 형성된다.2 is a partial cross-sectional perspective view of the integrated reactor 100 for exhaust gas treatment of FIG. 1. Referring to FIG. 2, a bypass tube 180 formed through the catalyst module 160 and the catalyst module 160 for treating the exhaust gas is disposed inside the first housing 110. The bypass pipe 180 penetrates through the catalyst module 160 from the inlet of the first housing 110 to the outlet of the first housing 110 in a shielded state with the space 111 in the first housing 110. The exhaust gas is formed so that it can be directly discharged.

촉매모듈(160)은 제1하우징(110)의 내부 공간부(111)에서 복수 개가 이격되게 배치된 형태일 수 있다(다단 촉매). 그에 따라 바이패스관(180)도 복수의 촉매모듈(160)을 순차적으로 관통하는 형태일 수 있다. 복수의 촉매모듈(160)을 이루는 개별 촉매모듈(160)은 제1하우징(110) 내에서 벽체 형태로 배열된 복수의 단위 촉매(161)와, 복수의 단위 촉매(161)의 중심에 바이패스관(180)을 지지할 수 있게 형성된 지지프레임(162)을 구비할 수 있다. 단위 촉매(161)는 질소 산화물 등 공해물질을 처리하기 위한 촉매가 부착된 담체로서, 코류게이션 형태로 된 금속 또는 성형된 다공 세라믹 형태 등의 셀을 포함할 수 있다. 지지프레임(162)은 단위 촉매(161) 대신 바이패스관(180)을 지지할 수 있도록 바이패스관(180)이 통과되기 위한 홀을 갖는 금속 플레이트를 이용하여 제작할 수 있다. 복수의 단위 촉매(161)의 배열, 고정 및 모듈화를 위하여 사이드 프레임(163)이 구비될 수 있다.The catalyst module 160 may have a shape in which a plurality of catalyst modules 160 are spaced apart from the internal space 111 of the first housing 110 (multistage catalyst). Accordingly, the bypass pipe 180 may also be formed to sequentially pass through the plurality of catalyst modules 160. The individual catalyst modules 160 constituting the plurality of catalyst modules 160 are bypassed in the center of the plurality of unit catalysts 161 and the plurality of unit catalysts 161 arranged in a wall form in the first housing 110. The support frame 162 may be provided to support the tube 180. The unit catalyst 161 is a carrier to which a catalyst for treating pollutants such as nitrogen oxides is attached. The unit catalyst 161 may include a cell in the form of a corrugated metal or a shaped porous ceramic. The support frame 162 may be manufactured using a metal plate having a hole through which the bypass tube 180 passes to support the bypass tube 180 instead of the unit catalyst 161. Side frames 163 may be provided to arrange, fix, and modularize the plurality of unit catalysts 161.

제1하우징(110)의 전단에는 배기가스를 촉매모듈(160)과 바이패스관(180)으로 선택적으로 전환시킬 수 있게 형성되는 배기유로 전환부(101)가 설치된다. 배기유로 전환부(101)는 제1하우징(110)에 연통되게 부착되는 제2하우징(120)을 포함한다. 제2하우징(120)의 일측면에는 앞서 설명한 연결부(121)가 구비되고 타측면은 제1하우징(110)의 입구 쪽에 부착될 수 있게 되어 있다. 제2하우징(120)의 내부에는 배기가스의 유동 공간(122)이 형성된다. At the front end of the first housing 110, an exhaust flow path switching unit 101 is formed to selectively convert the exhaust gas into the catalyst module 160 and the bypass pipe 180. The exhaust flow path switching unit 101 includes a second housing 120 attached in communication with the first housing 110. One side of the second housing 120 is provided with the connection portion 121 described above, the other side is to be attached to the inlet side of the first housing 110. The flow space 122 of the exhaust gas is formed in the second housing 120.

도 3은 본 발명과 관련된 배기유로 전환부(101)를 개략적으로 보인 부분 단면 분해 사시도이다. 도 3과 같이, 제2하우징(120)에는 바이패스관(180)에 연결되는 부위에 밀폐형으로 형성된 제1덕트(123)가 구비된다. 제1덕트(123)는 내부의 공간을 제1하우징(110)의 유동 공간(122)과 격리시키는 것으로, 제1덕트(123)의 내부 공간은 바이패스관(180)의 내부공간과 연통되어 있다.3 is a partial cross-sectional exploded perspective view schematically showing the exhaust flow path switching unit 101 according to the present invention. As shown in FIG. 3, the second housing 120 is provided with a first duct 123 formed in a sealed type at a portion connected to the bypass pipe 180. The first duct 123 isolates the internal space from the flow space 122 of the first housing 110, and the internal space of the first duct 123 communicates with the internal space of the bypass pipe 180. have.

제1덕트(123)에는 제1방향 이동시 바이패스관(180)을 차단시키고 유동 공간(122)에 대하여는 개방시키며, 제2방향 이동시 바이패스관(180)을 개방시키고 유동 공간(122)에 대하여는 밀폐시킬 수 있게 형성된 이동 밸브체(170)가 설치된다.The first duct 123 blocks the bypass pipe 180 in the first direction and opens the flow space 122. The bypass pipe 180 is opened in the second direction and the flow space 122 is closed. A moving valve body 170 formed to be sealed is installed.

바이패스관(180)의 출구쪽 단부는 가이드부(130)의 내에서 개방되게 형성될 수 있다. 가이드부(130)에는 촉매모듈(160)의 출구 또는 바이패스관(180)의 출구 쪽 기체는 촉매모듈(160)에 공급될 환원제의 생성 또는 반응 촉진용 열을 공급하기 위한 분기 포트(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.The exit end of the bypass pipe 180 may be formed to be open in the guide portion 130. In the guide unit 130, the outlet gas of the catalyst module 160 or the outlet side of the bypass pipe 180 is a branch port for supplying heat for generating or reducing reaction to be supplied to the catalyst module 160 (not shown). May be provided).

도 3과 같이, 이동 밸브체(170)는 제1덕트(123)에 삽입되어 망원경(telescope) 형태로 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제2덕트(171)와, 제2덕트(171)의 이동에 의하여 바이패스관(180)의 단부를 개폐시킬 수 있게 형성된 디스크(172) 및, 제2덕트(171)와 디스크(172)를 연결하는 브리지부(173)를 포함할 수 있다. 브리지부(173)는 디스크(172)가 바이패스관(180)의 단부를 개방하였을 때, 제2덕트(171) 내부의 기체가 바이패스관(180)으로 흐를 수 있도록 통과홀(174)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the moving valve body 170 is inserted into the first duct 123 to be slidably moved in the form of a telescope to move the second duct 171 and the second duct 171. The disk 172 and the bridge portion 173 connecting the second duct 171 and the disk 172 and may be included to open and close the end of the bypass pipe 180 by. The bridge part 173 opens the through hole 174 so that the gas inside the second duct 171 flows into the bypass pipe 180 when the disk 172 opens the end of the bypass pipe 180. It may include.

형상면에서 제1덕트(123) 및 제2덕트(171)는 사각 단면형일 수 있다. 다만, 이외에도 원형 또는 타원형이나 다른 모양을 가질 수도 있다. 제2덕트(171)는 하나 또는 2 이상의 서브 슬라이드 요소를 가짐으로써 다단 형태로 형성될 수도 있다. The first duct 123 and the second duct 171 may have a rectangular cross-sectional shape. In addition, it may have a circular or oval shape or other shapes. The second duct 171 may be formed in a multi-stage form by having one or two or more sub slide elements.

배기유로 전환부(101)는 이동 밸브체(170)를 제1방향 및 제2방향으로 이동시킬 수 있게 구동력을 제공하는 액츄에이터(150)를 구비할 수 있다. 액츄에이터(150)와 제2덕트(171) 사이에는 액츄에이터(150)의 구동력을 제2덕트(171)의 이동을 위한 힘으로 변환시키는 구동 전달부(151)가 구비될 수 있다. 이러한 구동 전달부(151)는 링크, 체인 또는 공압(pneumatic) 요소 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The exhaust flow path switching unit 101 may include an actuator 150 that provides a driving force to move the moving valve body 170 in the first direction and the second direction. A drive transmission unit 151 may be provided between the actuator 150 and the second duct 171 to convert the driving force of the actuator 150 into a force for the movement of the second duct 171. The drive transmission 151 may include at least one or more of a link, a chain or a pneumatic element.

도 4는 도 3의 배기유로 전환부(101)의 제1동작 상태를 보인 부분 단면 사시도이고, 도 5는 도 3의 배기유로 전환부(101)의 제2동작 상태를 보인 부분 단면 사시도이고, 도 6은 도 4에 대응하는 배기유로 전환부(101)의 동작에 따른 배기가스의 유동경로를 설명하기 위한 개념적 단면도이며, 도 7은 도 5에 대응하는 배기유로 전환부(101)의 동작에 따른 배기가스의 유동경로를 설명하기 위한 개념적 단면도이다.4 is a partial cross-sectional perspective view showing a first operating state of the exhaust flow path switching unit 101 of FIG. 3, FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view showing a second operating state of the exhaust flow path switching unit 101 of FIG. 6 is a conceptual cross-sectional view for describing a flow path of the exhaust gas according to the operation of the exhaust flow path switching unit 101 corresponding to FIG. 4, and FIG. 7 is a view illustrating an operation of the exhaust flow path switching unit 101 corresponding to FIG. 5. Conceptual cross-sectional view for explaining the flow path of the exhaust gas according.

도 4 및 도 6과 같이, 이동 밸브체(170)가 바이패스관(180) 쪽으로 이동되면 디스크(172)는 바이패스관(180)을 폐쇄시키게 된다. 이때, 제2덕트(171)의 전단부는 제2하우징(120)의 전방 내벽에 대하여 이격된 상태로서, 제2하우징(120)으로 유입된 배기가스는 유동 공간(122)을 따라 통과창(124)을 경유하여 제1하우징(110)의 촉매모듈(160)로 흐르게 된다. 즉, 촉매모듈(160)을 사용하는 모드이다.4 and 6, when the moving valve body 170 is moved toward the bypass pipe 180, the disk 172 closes the bypass pipe 180. In this case, the front end portion of the second duct 171 is spaced apart from the front inner wall of the second housing 120, and the exhaust gas introduced into the second housing 120 passes through the flow space 122. ) Flows to the catalyst module 160 of the first housing 110 via the. That is, the mode using the catalyst module 160.

반대로, 도 5 및 도 7과 같이, 이동 밸브체(170)가 바이패스관(180)의 반대쪽으로 이동되면, 디스크(172)는 바이패스관(180)을 개방시키게 된다. 이때, 제2덕트(171)의 전단부는 제2하우징(120)의 전방 내벽에 밀착된 상태로서, 연결부(121)를 통하여 유입된 배기가스는 유동 공간(122)으로 유입되지 못하고 통과홀(174)을 경유하여 디스크(172)를 돌아 바이패스관(180)으로 흘러들어가게 된다. 즉, 촉매모듈(160)을 사용하지 않는 모드이다. On the contrary, as shown in FIGS. 5 and 7, when the moving valve body 170 is moved to the opposite side of the bypass pipe 180, the disk 172 opens the bypass pipe 180. At this time, the front end portion of the second duct 171 is in close contact with the front inner wall of the second housing 120, the exhaust gas introduced through the connecting portion 121 does not flow into the flow space 122, the passage hole 174 The disk 172 flows back into the bypass pipe 180 via). That is, the mode does not use the catalyst module 160.

상기와 같이 설명된 배기가스 처리용 일체형 반응기는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The integrated reactor for exhaust gas treatment described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described. The above embodiments may be configured by selectively combining all or some of the embodiments so that various modifications can be made.

100: 배기가스 처리용 일체형 반응기
101: 배기유로 전환부
110: 제1하우징 111: 공간부
113: 맨홀부 120: 제2하우징
121: 연결부 122: 유동 공간
123: 제1덕트 124: 통과창
130: 가이드부 131: 아웃렛부
140: 블로어 150: 액츄에이터
151: 구동 전달부 160: 촉매모듈
161: 단위 촉매 162: 지지프레임
170: 이동 밸브체 171: 제2덕트
172: 디스크 173: 브리지부
174: 통과홀 180: 바이패스관100: integrated reactor for exhaust gas treatment
101: exhaust passage switching unit
110: first housing 111: space
113: manhole 120: second housing
121: connection portion 122: flow space
123: first duct 124: passing window
130: guide portion 131: outlet portion
140: blower 150: actuator
151: drive transmission unit 160: catalyst module
161: unit catalyst 162: support frame
170: moving valve body 171: second duct
172: disk 173: bridge portion
174: through hole 180: bypass tube

Claims (13)

배기가스의 유로를 형성할 수 있게 형성된 제1하우징;
상기 제1하우징 내에 설치되어 상기 배기가스를 처리할 수 있게 형성된 촉매모듈;
상기 제1하우징의 입구로부터 상기 제1하우징 내의 공간과 차폐된 상태로 상기 촉매모듈을 관통하여 상기 제1하우징의 출구로 상기 배기가스가 직접 배출될 수 있게 형성된 바이패스관;
상기 제1하우징의 입구 쪽에 부착될 수 있게 형성되며, 내부에 상기 배기가스의 유동 공간이 형성된, 제2하우징;
상기 제2하우징의 전단부에 구비되며 엔진으로부터의 배기 파이프에 연결되기 위한 플랜지 형태의 연결부; 및
상기 제2하우징 내에 설치되고, 제1방향 이동시 상기 바이패스관을 차단시키고 상기 유동 공간에 대하여는 개방시키며, 상기 제1방향과 반대인 제2방향 이동시 상기 바이패스관을 개방시키고 상기 유동 공간에 대하여는 밀폐시킬 수 있게 형성된, 이동 밸브체를, 포함하고,
상기 제2하우징은 상기 바이패스관에 접하는 부위에 상기 연결부 방향으로 연장하는 제1덕트를 포함하며,
상기 이동 밸브체는,
상기 제1덕트에 삽입되어 망원경(telescope) 형태로 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제2덕트;
상기 제2덕트의 이동에 의하여 상기 바이패스관의 단부를 개폐시킬 수 있게 형성된 디스크; 및
상기 제2덕트와 상기 디스크를 연결하는 브리지부를 포함하고,
상기 브리지부는 상기 디스크가 상기 바이패스관의 단부를 개방하였을 때, 상기 제2덕트 내부의 기체가 상기 바이패스관으로 흐를 수 있도록 통과홀을 포함하며,
상기 이동 밸브체가 상기 제2방향 이동시 제2덕트의 전단부는 제2하우징의 전방 내벽에 밀착되어 상기 연결부를 통하여 유입된 배기가스는 상기 유동 공간에 대한 유입이 차단되고 상기 통과홀을 경유하여 상기 디스크를 돌아 상기 바이패스관으로 흘러들어갈 수 있게 구성된, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
A first housing formed to form a flow path of exhaust gas;
A catalyst module installed in the first housing and configured to process the exhaust gas;
A bypass tube configured to allow the exhaust gas to be directly discharged from the inlet of the first housing to the outlet of the first housing through the catalyst module in a shielded state with the space in the first housing;
A second housing formed to be attached to an inlet side of the first housing and having a flow space of the exhaust gas therein;
A flange-shaped connection portion provided at the front end of the second housing and connected to the exhaust pipe from the engine; And
It is installed in the second housing, the bypass pipe is blocked in the first direction of movement and open to the flow space, the bypass pipe is opened to the flow space in the second direction of movement opposite to the first direction A moving valve body, which is configured to be sealed,
The second housing includes a first duct extending in the direction of the connection portion in contact with the bypass pipe,
The moving valve body,
A second duct inserted into the first duct and slidably installed in a telescope shape;
A disk configured to open and close an end of the bypass pipe by the movement of the second duct; And
And a bridge portion connecting the second duct and the disk,
The bridge unit includes a through hole to allow gas inside the second duct to flow into the bypass pipe when the disc opens the end of the bypass pipe.
When the moving valve body moves in the second direction, the front end portion of the second duct is in close contact with the front inner wall of the second housing so that the exhaust gas introduced through the connecting portion is blocked from entering the flow space and passes through the through hole. An integrated reactor for exhaust gas treatment, configured to flow back into the bypass pipe.
제1항에 있어서,
상기 촉매모듈은 상기 제1하우징 내에서 복수 개가 이격되게 배치되고, 상기 바이패스관은 복수의 상기 촉매모듈을 순차적으로 관통할 수 있게 형성된, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 1,
The catalyst module is disposed in the plurality of spaced apart in the first housing, the bypass tube is formed to be able to sequentially penetrate through the plurality of catalyst modules, integral reactor for exhaust gas treatment.
제2항에 있어서,
상기 복수의 촉매모듈을 이루는 개별 촉매모듈은,
상기 제1하우징의 내에서 벽체 형태로 배열된 복수의 단위 촉매; 및
상기 복수의 단위 촉매의 중심에 상기 바이패스관을 지지할 수 있게 형성된 지지프레임을 포함하는, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 2,
Individual catalyst module constituting the plurality of catalyst modules,
A plurality of unit catalysts arranged in a wall form in the first housing; And
And a support frame formed to support the bypass pipe at the center of the plurality of unit catalysts.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1덕트 및 상기 제2덕트는 각각 사각 또는 원형 단면을 갖는, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 1,
Wherein said first duct and said second duct each have a square or circular cross section.
제1항에 있어서,
상기 제2덕트의 단부는 상기 제2방향으로 이동 완료시 상기 연결부로부터 유입된 배기가스가 상기 제2하우징의 유동 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 상기 제2하우징의 내벽에 밀착될 수 있게 형성된, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 1,
An end portion of the second duct is formed to be in close contact with the inner wall of the second housing to block the exhaust gas introduced from the connecting portion flowing into the flow space of the second housing when the movement in the second direction is completed, Integral reactor for exhaust gas treatment.
제1항에 있어서,
상기 이동 밸브체를 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 이동시킬 수 있게 구동력을 제공하는 액츄에이터; 및
상기 액츄에이터와 상기 제2덕트를 연결하며, 상기 액츄에이터의 구동력을 상기 제2덕트의 이동을 위한 힘으로 변환시키는 구동 전달부를 더 포함하는, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 1,
An actuator providing a driving force to move the moving valve body in the first direction and the second direction; And
And a drive transmission unit connecting the actuator to the second duct and converting the driving force of the actuator into a force for movement of the second duct.
제10항에 있어서,
상기 구동 전달부는, 링크, 체인 또는 공압 요소 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 10,
And the drive transmission comprises at least one of a link, a chain or a pneumatic element.
제1항에 있어서,
상기 제1하우징의 출구쪽에 배기가스가 모여질 수 있게 형성된 가이드부를 더 포함하고,
상기 바이패스관의 출구쪽 단부는 상기 가이드부의 내에서 개방되게 형성된, 배기가스 처리용 일체형 반응기.
The method of claim 1,
Further comprising a guide portion formed so that the exhaust gas is collected on the outlet side of the first housing,
The outlet end of the bypass pipe is formed to open in the guide portion, integral reactor for exhaust gas treatment.
삭제delete
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