KR102160378B1 - Dpf 세척 장치 및 세척 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량으로부터 탈거된 DPF가 거치되는 거치부; 상기 DPF에 포집된 카본을 연소시키는 연소부; 및 상기 DPF에 고압의 공기를 공급하여 상기 카본의 연소 잔여물을 제거하는 흡입부를 포함하는 DPF 세척 장치를 제공한다.

Description

DPF 세척 장치 및 세척 방법{DISEL PARTICULATE FILTER CLEANER OF VEHICLE AND CREANNING METHOD THEREOF}
본 발명은 차량에 구비되는 DPF를 차량에서 탈거된 상태에서 세척하는 장치에 관한 것이다. 구체적으로는 브라운 가스를 이용하여 DPF 내에 잔류한 카본 입자를 연소시켜 제거하고, 압축 공기 분사를 통해 DPF 내에 축적된 재를 배출시키는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
가솔린과 디젤로 대표되는 내연기관은 연료의 폭발과 함께 배출되는 배기가스를 배출하게 되며 강한 압력의 배기가스는 머플러가 없는 경주용 자동차와 같이 큰 소음이 발생하게 되므로 보통의 자동차의 출력 저하를 감수하고 머플러를 장착하게 되었다.
과거에는 단순히 압력을 낮추는 기능을 하는 머플러만 장착하였지만 디젤 엔진의 경우 배기가스에 이산화탄소와 일산화탄소뿐만 아니라 질소산화물, 미세분진 등은 가솔린 엔진 보다 최대 100배 이상 더 많은 유해물질이 배출되어 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)는 2012년 6월 12일 디젤엔진 배기가스를 2A등급(발암 추정 물질)에서 1등급 발암물질로 상향 조정하였을 정도로 심각한 문제점이 발생하게 되었다.
이에 세라믹, 금속 재질의 미세관이 벌집모양의 구조물로 형성되되, 미세관이 교차로 연통되도록 하는 구조(Cross Section)로 제작되어 배기가스의 입자상 물질을 걸러주는 DPF(Diesel Particulate Filter)가 장착되고 포집된 이물질은 일정량이 모이면 고온(섭씨 500도 이상)으로 연소시켜 대기로 배출하도록 하였다.
즉 DPF의 구조 및 원리는 이물질을 거르도록 하고 걸러진 이물질이 내부에 쌓이게 되면 배기가스의 열로 이를 강제 연소시켜 제거하도록 하여 쌓인 이물질에 의하여 DPF 입구의 압력과 출구의 압력에 차이가 발생하여 엔진의 출력이 저하되는 것을 방지하도록 하고 있으며, 그 원리는 DPF의 입구의 압력이 일정수치 이상인 경우 ECU(Electronic Control Unit)는 더 많은 연료가 분사되도록 지시하고 분사된 연료에 의해 DPF 내에 모여있는 이물질을 태워서 배기하여 DPF의 입구와 출구의 압력차를 줄이도록 하는 것이다.
하지만 차량이 낮은 rpm으로 주행하여 연료를 추가분사해도 이물질을 연소시킬 만큼의 열이 발생하지 않는경우, 단거리 주행 후 시동을 끄는 것이 반복되는 경우 등의 환경에서 이물질이 점차 증가하게 되며 이 경우 단기간에 다시 DPF가 작동하여 연료를 더 분사하게 되고 연비가 증가하고 출력이 저하되는 원인이 되고 있다.
이에 내부에 약품을 통과시켜 내부의 이물질인 soot, pm, ash 등을 녹이는 작업을 하게 되었으나 독한 약품들은 클리닝이 잘 되기는 하지만 환경오염의 원인이 되며 DPF의 내부손상의 원인이 되는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 DPF 클리닝 장비들의 약품 주입과 배출의 방식에서는 바닥에 놓고 약품을 주입을 하거나 통에 넣고서 약품 주입 및 배출 작업을 하는 과정에서 바닥에 약품을 흘릴 우려가 높으며 장비에 DPF를 올리고 물을 주입을 하면서 압축공기를 동시에 주입을 하게 되면서 많은 양의 물(20리터~40리터)을 소모 할 수밖에 없는 구조로 배출된 물의 처리는 비용 증가와 환경오염의 원인이 되고, 무거운 DPF를 들고 내리고 하는 과정에서 정비사의 허리 등 부상의 원인이 되기도 하였다.
이에 따라 DPF 클리닝 과정에서 발생되는 환경오염을 줄이고 작업이 용이하게 이루어지도록 하는 세척장치와 방법이 요구되고 있는 상황이다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 제10-2019-0132272호 공개일자 2019년11월27일 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 제10-1770686호 공고일자 2017년08월23일
본 발명은 브라운 가스를 이용하여 DPF 내에 잔류한 카본 입자를 연소시켜 제거하고, 압축 공기 분사를 통해 DPF 내에 축적된 재를 배출시키는 장치 및 그 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 DPF 세척 장치는, 차량으로부터 탈거된 DPF가 거치되는 거치부; 상기 DPF에 포집된 카본을 연소시키는 연소부; 및 상기 DPF에 고압의 공기를 공급하여 상기 카본의 연소 잔여물을 제거하는 흡입부를 포함한다.
이때, 상기 연소부는, 상기 DPF에 포집된 카본의 연소가 이루어지도록 상기 카본이 포집된 필터에 인화성 액체를 분사하는 액체 분사 노즐; 및 상기 필터에 연소 활성 기체를 분사하는 활성기체 분사 노즐을 포함할 수 있다.
이때, 상기 액체 분사 노즐은, 상기 필터의 카본 포집면으로 인화성 액체를 분사하도록 상기 DPF의 배기가스 유입구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치되고, 상기 활성기체 분사노즐은, 상기 DPF의 배기가스 배출구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 연소부는, 분사된 액체가 상기 포집면에 고르게 도포되도록 상기 포집면의 반대측 면에 음압을 인가하는 공기 흡입기를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 흡입부는, 상기 DPF에 축적된 재를 흡입하는 흡입 노즐; 및 상기 DPF로부터 재가 분리되도록 고압의 공기를 분사하는 공기 분사 노즐을 포함하고, 상기 흡입 노즐은, 상기 DPF의 배기가스 유입구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치되고, 상기 공기 분사 노즐은, 상기 DPF의 배기가스 배출구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치될 수 있다.
아울러, 상기 흡입부는, 상기 DPF의 배기가스 배출구 측의 표면에 인접하게 배치되어 상기 DPF 표면의 공기흐름 속도를 측정하는 유속 센서를 더 포함하고, 상기 공기 분사 노즐은, 상기 유속 센서에 측정된 값에 기초하여, 측정된 유속이 상이한 특정 부분으로 이동하여 고압의 공기를 분사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 DPF 세척 장치에 의하면,
첫째, 연소부가 재 흡입에 앞서 DPF에 포집된 카본의 연소를 수행하므로, 재의 효과적인 배출이 가능하다.
둘째, 연소부는 카본의 연소가 효과적으로 이루어지도록 인화성 액체를 분사하고, 연소 활성기체를 분사하므로 필터에 포집된 카본의 효율적인 제거가 가능하다.
셋째, 흡입부는 유속 센서를 이용하여 필터의 특정 부분에 고압의 공기를 분사하므로 필터 전체에 고압 인가를 방지할 수 있다. 따라서 필터의 파손을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DPF 세척 장치의 블록도이다.
도 2는 연소부가 DPF에 삽입되어 카본의 제거를 수행하는 것을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 3은 흡입부가 DPF에 삽입되어 카본 연소 잔여물인 재를 흡입하는 것을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 DPF 세척 장치의 제어를 설명하는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 DPF 세척 장치의 블록도이고, 도 2는 연소부가 DPF에 삽입되어 카본의 제거를 수행하는 것을 설명하는 모식적인 단면도이고, 도 3은 흡입부가 DPF에 삽입되어 카본 연소 잔여물인 재를 흡입하는 것을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 DPF 세척 장치(1000)는 거치부(100), 연소부(200) 및 흡입부(300)를 포함한다.
거치부(100)는 차량으로부터 탈거된 DPF(400)이 거치된다. 거치부(100)는 단순한 테이블 형태로 실시될 수도 있으며, 실시자에 따라 DPF(400)를 고정하는 지그 및 리프트가 구비된 형태로 거치부(100)를 실시할 수 있다.
거치부(100)에는 후술할 연소부(200) 및 흡입부(300)를 이루는 구성이 수납될 수 있다.
연소부는 DPF(400)에 포집된 카본(C)을 연소시킨다. DPF(400)는 배기가스에 포함된 입자성 물질이 대기중으로 방출되지 않도록 걸러주는 필터(F)가 내장되어 있다. 입자성 물질의 대부분을 차지하는 것은 불완전 연소로 인하여 발생된 카본(C)입자이다. DPF(400)는 차량에 장착되어 있을 경우 일정량 이상의 카본(C)이 포집된 경우 연료 분사등을 통해 카본(C)을 태워 재(ASH)로 만든다. 차량 가동시 카본(C)을 태우는 과정을 'DPF 재생'으로 부른다.
DPF(400)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 차량에서 'DPF 재생'을 수행할 때 카본(C)의 연소를 위해 DPF(400)가 특정 조건에 해당할 때(예를 들어 특정 온도로 가열된 상태) 연료를 분사하여 카본(C)을 연소시켜 재(ASH)가 되게 한다. 카본(C)은 연소에 의해 이산화탄소가 되어 제거되는데, 미량의 분순물 예를 들어 황과 같은 성분이 고형의 재(ASH)가 되어 필터(F)에 잔류하게 된다.
한편, 연소를 위해 사용되는 연료는 차량의 운행에 사용되는 연료인 '경유'이다. 경유는 점성이 높은 액체이므로 DPF(400) 내부로 유입된 '경유'는 필터(F) 깊숙하게 침투하기 어렵다는 문제가 있다. (필터(F)는 단면적을 넓히기 위해 'ㄹ'자 형태의 단면을 가진다.) 따라서 'DPF 재생'이 수행되더라도 필터(F)의 심부에 포집된 카본(C)은 연소되지 않는 경우가 발생하고 재(ASH)의 누적에 따라 필터(F) 성능이 급격하게 낮아지게 되어, DPF(400)를 탈거하여 세척해야 하는 상황이 발생한다.
또한, 세척을 위하여 DPF(400)를 차량으로 부터 탈거할 때 'DPF 재생' 이 완료된 시점에 맞춰서 탈거할 수 있는 것이 아니므로, 탈거된 DPF(400)에는 연소되지 않은 카본(C)이 어느정도 포집되어 있는 상태라고 볼 수 있다.
연소부(200)는 DPF(400)에서 재(ASH)의 흡입에 앞서 필터(F)에 포집된 카본(C)을 연소시켜 이후 과정인 재(ASH)의 용이한 흡입을 가능하게 한다.
흡입부(300)는 DPF(400)에 고압의 공기를 공급하여 카본(C)의 연소 잔여물인 재(ASH)를 제거한다.
도 2를 참조하여 연소부(200)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
연소부(200)는 액체 분사 노즐(210), 활성기체 분사 노즐(220), 제1 공기 흡입기(230) 및 제2 공기 흡입기(240)를 포함한다.
액체 분사 노즐(210)은 DPF(400)에 포집된 카본(C)의 연소가 용이하게 이루어지도록 카본(C)이 포집된 필터(F)에 인화성 액체(A)를 분사한다.
이때, 액체 분사 노즐(210)은 필터(F)의 카본 포집면(FF)으로 인화성 액체(A)를 분사하도록 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치되는 것이 바람직하다. 도시된 기준으로 왼쪽이 DPF(400)의 배기가스 유입구 측이고, 오른쪽이 제1 공기 흡입기(230)는이다.
부분 확대도에서 설명되는 바와 같이 카본(C)은 필터(F)의 카본 포집면(FF)에 포집되므로, 액체 분사 노즐(210) 또한 필터(F)의 카본 포집면(FF)으로 인화성 액체(A)를 분사할 수 있도록 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치한다.
인화성 액체(A)는 카본(C)에 대해 용해성을 가지는 알콜류에서 선택되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 에탄올인 것이 바람직하다. 실시자에 따라 분무성 및 필터(F)의 침투성을 높이기 위해 부피 비율로 에탄올과 경유를 8:2 내지 6:4로 혼합한 용액을 사용할 수있다. 에탄올의 비중이 높으면 필터(F)의 심부로 용액이 흡수되는 속도보다 포집면(FF)에서 흘러내리는 속도가 높을 수 있다.
제1 공기 흡입기(230)는 인화성 액체(A)가 필터(F)의 카본 포집면(FF)으로부터 심부로 용이하게 침투할 수 있도록 한다. 즉, 제1 공기 흡입기(230)는 분사된 액체(A)가 포집면(FF)에 고르게 도포되고 깊숙히 침투할 수 있도록 포집면(FF)의 반대측 면(FR)-즉, 필터의 후면-에 음압을 인가한다.
도시된 바와 같이 제1 공기 흡입기(230)는 DPF(400)의 배기가스 배출구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치되어 인화성 액체(A)가 필터의 후면(FR)까지 빨려 들어갈 수 있도록 한다.
도 2에서 제1 공기 흡입기(230)는 단순하게 삽입된 것처럼 도시었으나, 이는 설명을 위한 모식적인 도시일 뿐으로서 제1 공기 흡입기(230)는 배기가스 배출구에 결합되어 밀폐하는 형태로 실시되는 것이 바람직하다.
액체 분사 노즐(210)에서 적정량의 인화성 액체(A)의 분사가 완료되면, 액체 분사 노즐(210)을 제거하고, 제2 공기 흡입기(240)를 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치한다. 도 2에서 제2 공기 흡입기(240)는 단순하게 삽입된 것처럼 도시었으나, 이는 설명을 위한 모식적인 도시일 뿐으로서 제2 공기 흡입기(240)는 또한, 배기가스 유입구에 결합되어 밀폐하는 형태로 실시되는 것이 바람직하다.
이어서, 활성기체 분사노즐(220)을 DPF(400)의 배기가스 배출구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치한다.
활성기체 분사 노즐(220)은 필터(F)에 연소 활성 기체(B)를 분사한다. 인화성 액체(A)만으로는 필터(F)에 재(ASH)와 섞인 상태로 포집된 카본(C)의 연소가 용이하게 수행되지 않을 수 있다.
연소 활성 기체(B)는 인화성 액체(A) 및 카본(C)의 연소를 활성화 시키는 기체로서 고농도의 산소를 포함하는 기체는 어느 것이던 사용될 수 있다. 본 실시형태에서는 연소 활성 기체(B)로서 수소 가스가 포함된 기체, 일예로 브라운 가스를 사용할 수 있다. 브라운 가스는 반응성이 높아 카본(C)의 제거에 높은 효율성을 가진다. 특히, 전기 분해에 의해 생성 가능하므로 수소가스의 보관상의 어려움을 극복할 수 있다. 이를 위해 본 실시 형태에서 연소부(200)는 브라운 가스 생성기(미도시)를 포함할수 있다. 이때, 연소 활성 기체(B)를 통해 카본(C)의 연소를 수행하는 부차적인 효과로서 질소의 산화물의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 도시 생략되었으나, 연소부(200)는 필터의 후면(FR)에 인접하도록 배치되어 점화를 수행하는 점화기(미도시)를 더 포함한다. 이러한 점화기의 배치를 통히 카본(C)의 연소가 필터의 후면(FR)에서 부터 시작되도록 할 수 있다.
카본(C)의 연소가 종료되면 활성기체 분사노즐(220) 및 제2 공기 흡입기(240)를 DPF(400)로부터 제거하고, 재(ASH)의 흡을 위한 흡입부(300)를 DPF(400)를 결합한다.
도 3을 참조하면, 흡입부(300)는 흡입 노즐(310), 공기 분사 노즐(320) 및 복수의 유속 센서(330)를 포함한다.
흡입 노즐(310)은 DPF(400)에 축적된 재(ASH)를 흡입한다. 구체적으로는 필터(F)의 포집면(FF)에 축적된 재(ASH)를 흡입한다. 흡입 노즐(310)은 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치된다. 흡입 노즐(310)은 필터(F)에 인접하게 배치될 필요는 없으며, 실시자에 따라서는 제2 공기 흡입기(240)가 흡입 노즐(310)의 역할을 겸하도록 구성할 수 있다.
공기 분사 노즐(320)은, DPF(400)로부터 재가 분리되도록 고압의 공기를 분사한다. 구체적으로는 필터(F)로부터 재(ASH)가 분리되도록 필터의 후면(FR)으로부터 공기를 분사한다. 이를 위해 공기 분사 노즐(320)은 DPF(400)의 배기가스 배출구 측에서 DPF 내부로 삽입되도록 배치되는 것이 바람직하다.
여러 이유로 인하여 필터(F)의 특정 부분에서 재(ASH)가 포집면(FF)에 융착될 수 있다. 즉, 연소에도 불고하고 필터(F)가 막힌 부분이 발생될 수 있으며, 이를 고려하지 않고 고압의 공기를 DPF(400)로 내부로 인가할 경우 필터(F)에 균열이 발생하여 파손될 수 있다.
이러한 경우를 방지하기 위해, 즉, 필터(F)의 전체면에 고압이 인가되지 않도록 흡입부(300)는 복수의 유속 센서(330-1, 330-2, ... , 330-N)를 통해 필터(F) 표면(구체적으로는 필터의 후면(FF)의 공기흐름 속도를 측정한다.
공기 분사 노즐(320)은 유속 센서(330)에 측정된 값에 기초하여, 측정된 유속이 상이한 특정 부분으로 이동하여 고압의 공기를 선택적으로 분사할 수 있다. 따라서 재(ASH)가 포집면(FF)에 융착된 부분에서도 최대한 재(ASH)가 제거될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 DPF 세척 장치의 제어를 설명하는 순서도이다. DPF 세척 장치(1000)의 제어 방법을 설명하면 다음과 같다. 도 1 내지 도 3에서 설명된 DPF 세척 장치(1000)를 시계열적으로 구현한 경우에도 본 실 실시예에 해당하므로 거치부(100), 연소부(200) 및 흡입부(300)에 대하여 설명된 부분은 본 실시예에서도 그대로 적용된다.
일 실시예에 따른 DPF 세척 장치(1000)의 제어 방법은 DPF 거치단계(S110), 연소 준비단계(S120), 연소 단계(S130) 및 재 흡입 단계(S140) 순으로 수행된다.
S110 단계에서, 차량으로부터 탈거된 DPF(400)를 거치부(100)에 거치한다.
S120 단계에서, 연소부(200)는 DPF(400)에 포집된 카본(C)의 연소가 용이하게 이루어지도록 카본(C)이 포집된 필터(F)에 인화성 액체(A)를 분사한다.
연소부(200)는 액체 분사 노즐(210), 활성기체 분사 노즐(220), 제1 공기 흡입기(230) 및 제2 공기 흡입기(240)를 포함한다.
액체 분사 노즐(210)은 DPF(400)에 포집된 카본(C)의 연소가 용이하게 이루어지도록 카본(C)이 포집된 필터(F)에 인화성 액체(A)를 분사한다.
이때, 액체 분사 노즐(210)은 필터(F)의 카본 포집면(FF)으로 인화성 액체(A)를 분사하도록 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치되는 것이 바람직하다. 도시된 기준으로 왼쪽이 DPF(400)의 배기가스 유입구 측이고, 오른쪽이 제1 공기 흡입기(230)는이다.
부분 확대도에서 설명되는 바와 같이 카본(C)은 필터(F)의 카본 포집면(FF)에 포집되므로, 액체 분사 노즐(210) 또한 필터(F)의 카본 포집면(FF)으로 인화성 액체(A)를 분사할 수 있도록 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치한다.
인화성 액체(A)는 카본(C)에 대해 용해성을 가지는 알콜류에서 선택되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 에탄올인 것이 바람직하다. 실시자에 따라 분무성 및 필터(F)의 침투성을 높이기 위해 부피 비율로 에탄올과 경유를 8:2 내지 6:4로 혼합한 용액을 사용할 수있다. 에탄올의 비중이 높으면 필터(F)의 심부로 용액이 흡수되는 속도보다 포집면(FF)에서 흘러내리는 속도가 높을 수 있다.
제1 공기 흡입기(230)는 인화성 액체(A)가 필터(F)의 카본 포집면(FF)으로부터 심부로 용이하게 침투할 수 있도록 한다. 즉, 제1 공기 흡입기(230)는 분사된 액체(A)가 포집면(FF)에 고르게 도포되고 깊숙히 침투할 수 있도록 포집면(FF)의 반대측 면(FR)-즉, 필터의 후면-에 음압을 인가한다.
도시된 바와 같이 제1 공기 흡입기(230)는 DPF(400)의 배기가스 배출구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치되어 인화성 액체(A)가 필터의 후면(FR)까지 빨려 들어갈 수 있도록 한다.
도 2에서 제1 공기 흡입기(230)는 단순하게 삽입된 것처럼 도시었으나, 이는 설명을 위한 모식적인 도시일 뿐으로서 제1 공기 흡입기(230)는 배기가스 배출구에 결합되어 밀폐하는 형태로 실시되는 것이 바람직하다.
S130 단계에서, 연소부(200)는 점화를 실시하여 DPF(400)의 카본(C) 연소를 수행한다. 구체적으로, 액체 분사 노즐(210)에서 적정량의 인화성 액체(A)의 분사가 완료되면, 액체 분사 노즐(210)을 제거하고, 제2 공기 흡입기(240)를 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치한다. 도 2에서 제2 공기 흡입기(240)는 단순하게 삽입된 것처럼 도시었으나, 이는 설명을 위한 모식적인 도시일 뿐으로서 제2 공기 흡입기(240)는 또한, 배기가스 유입구에 결합되어 밀폐하는 형태로 실시되는 것이 바람직하다.
이어서, 활성기체 분사노즐(220)을 DPF(400)의 배기가스 배출구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치한다.
활성기체 분사 노즐(220)은 필터(F)에 연소 활성 기체(B)를 분사한다. 인화성 액체(A)만으로는 필터(F)에 재(ASH)와 섞인 상태로 포집된 카본(C)의 연소가 용이하게 수행되지 않을 수 있다.
연소 활성 기체(B)는 인화성 액체(A) 및 카본(C)의 연소를 활성화 시키는 기체로서 고농도의 산소를 포함하는 기체는 어느 것이던 사용될 수 있다. 본 실시형태에서는 연소 활성 기체(B)로서 수소 가스가 포함된 기체, 일예로 브라운 가스를 사용할 수 있다. 브라운 가스는 반응성이 높아 카본(C)의 제거에 높은 효율성을 가진다. 특히, 전기 분해에 의해 생성 가능하므로 수소가스의 보관상의 어려움을 극복할 수 있다. 이를 위해 본 실시 형태에서 연소부(200)는 브라운 가스 생성기(미도시)를 포함할수 있다. 이때, 연소 활성 기체(B)를 통해 카본(C)의 연소를 수행하는 부차적인 효과로서 질소의 산화물의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 도시 생략되었으나, 연소부(200)는 필터의 후면(FR)에 인접하도록 배치되어 점화를 수행하는 점화기(미도시)를 더 포함한다. 이러한 점화기의 배치를 통히 카본(C)의 연소가 필터의 후면(FR)에서 부터 시작되도록 할 수 있다.
S120 단계에서, 흡입부(300)은 DPF(400)로부터 재(ASH)를 흡입하여 제거한다. 구체적으로 카본(C)의 연소가 종료되면 활성기체 분사노즐(220) 및 제2 공기 흡입기(240)를 DPF(400)로부터 제거하고, 재(ASH)의 흡을 위한 흡입부(300)를 DPF(400)를 결합한다.
도 3을 참조하면, 흡입부(300)는 흡입 노즐(310), 공기 분사 노즐(320) 및 복수의 유속 센서(330)를 포함한다.
흡입 노즐(310)은 DPF(400)에 축적된 재(ASH)를 흡입한다. 구체적으로는 필터(F)의 포집면(FF)에 축적된 재(ASH)를 흡입한다. 흡입 노즐(310)은 DPF(400)의 배기가스 유입구 측에서 DPF(400) 내부로 삽입되도록 배치된다. 흡입 노즐(310)은 필터(F)에 인접하게 배치될 필요는 없으며, 실시자에 따라서는 제2 공기 흡입기(240)가 흡입 노즐(310)의 역할을 겸하도록 구성할 수 있다.
공기 분사 노즐(320)은, DPF(400)로부터 재가 분리되도록 고압의 공기를 분사한다. 구체적으로는 필터(F)로부터 재(ASH)가 분리되도록 필터의 후면(FR)으로부터 공기를 분사한다. 이를 위해 공기 분사 노즐(320)은 DPF(400)의 배기가스 배출구 측에서 DPF 내부로 삽입되도록 배치되는 것이 바람직하다.
여러 이유로 인하여 필터(F)의 특정 부분에서 재(ASH)가 포집면(FF)에 융착될 수 있다. 즉, 연소에도 불고하고 필터(F)가 막힌 부분이 발생될 수 있으며, 이를 고려하지 않고 고압의 공기를 DPF(400)로 내부로 인가할 경우 필터(F)에 균열이 발생하여 파손될 수 있다.
이러한 경우를 방지하기 위해, 즉, 필터(F)의 전체면에 고압이 인가되지 않도록 흡입부(300)는 복수의 유속 센서(330-1, 330-2, ... , 330-N)를 통해 필터(F) 표면(구체적으로는 필터의 후면(FF)의 공기흐름 속도를 측정한다.
공기 분사 노즐(320)은 유속 센서(330)에 측정된 값에 기초하여, 측정된 유속이 상이한 특정 부분으로 이동하여 고압의 공기를 선택적으로 분사할 수 있다. 따라서 재(ASH)가 포집면(FF)에 융착된 부분에서도 최대한 재(ASH)가 제거될 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1000 : DPF 세척 장치
100 : 거치부
200 : 연소부
300 : 흡입부
400 : DPF

Claims (6)

  1. 차량으로부터 탈거된 DPF가 거치되는 거치부;
    상기 DPF에 포집된 카본을 연소시키는 연소부; 및
    상기 DPF에 고압의 공기를 공급하여 상기 카본의 연소 잔여물을 제거하는 흡입부를 포함하되,
    상기 연소부는,
    상기 DPF에 포집된 카본의 연소가 이루어지도록 상기 카본이 포집된 필터에 인화성 액체를 분사하는 액체 분사 노즐; 및
    상기 필터에 연소 활성 기체를 분사하는 활성기체 분사 노즐을 포함하고,
    상기 액체 분사 노즐은,
    상기 필터의 카본 포집면으로 인화성 액체를 분사하도록 상기 DPF의 배기가스 유입구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치되고,
    상기 활성기체 분사노즐은,
    상기 DPF의 배기가스 배출구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치되고,
    상기 연소부는,
    분사된 액체가 상기 포집면에 고르게 도포되도록 상기 포집면의 반대측 면에 음압을 인가하는 공기 흡입기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DPF 세척 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡입부는,
    상기 DPF에 축적된 재를 흡입하는 흡입 노즐; 및
    상기 DPF로부터 재가 분리되도록 고압의 공기를 분사하는 공기 분사 노즐을 포함하고,
    상기 흡입 노즐은,
    상기 DPF의 배기가스 유입구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치되고,
    상기 공기 분사 노즐은,
    상기 DPF의 배기가스 배출구 측에서 상기 DPF 내부로 삽입되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 DPF 세척 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 흡입부는,
    상기 DPF의 배기가스 배출구 측의 표면에 인접하게 배치되어 상기 필터 표면의 공기흐름 속도를 측정하는 유속 센서를 더 포함하고,
    상기 공기 분사 노즐은,
    상기 유속 센서에 측정된 값에 기초하여, 측정된 유속이 상이한 특정 부분으로 이동하여 고압의 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 DPF 세척 장치.
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