KR102303706B1 - 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조 - Google Patents

디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR102303706B1
KR102303706B1 KR1020210059923A KR20210059923A KR102303706B1 KR 102303706 B1 KR102303706 B1 KR 102303706B1 KR 1020210059923 A KR1020210059923 A KR 1020210059923A KR 20210059923 A KR20210059923 A KR 20210059923A KR 102303706 B1 KR102303706 B1 KR 102303706B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oxidation catalyst
exhaust gas
diesel
catalyst device
particulate filter
Prior art date
Application number
KR1020210059923A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102303706B9 (ko
Inventor
장재환
유영환
Original Assignee
에스티엑스엔진 주식회사
주식회사 크린어스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스티엑스엔진 주식회사, 주식회사 크린어스 filed Critical 에스티엑스엔진 주식회사
Priority to KR1020210059923A priority Critical patent/KR102303706B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102303706B1 publication Critical patent/KR102303706B1/ko
Publication of KR102303706B9 publication Critical patent/KR102303706B9/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105—General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106—Auxiliary oxidation catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/004—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 specially adapted for marine propulsion, i.e. for receiving simultaneously engine exhaust gases and engine cooling water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • F01N2410/14—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of excessive pressure, e.g. using a safety valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/02—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for marine vessels or naval applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조를 제공한다. 디젤산화촉매장치(Diesel Oxidation Catalyst: DOC) 및 디젤미립자 필터(Diesel Particle Filter: DPF)를 감싸는 하우징을 포함하는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터 일체형 구조에 있어서, 상기 하우징은 배기가스가 유동되는 유입구, 배기가스가 배출되는 배출구 및 배기가스의 유동 방향을 조절하는 제1 바이패스 밸브를 포함하고, 상기 제1 바이패스 밸브는 상기 유입구와 인접하게 배치되고, 배기가스를 상기 디젤산화촉매장치로 유동시키는 제1 모드 및 배기가스를 상기 하우징 내의 바이패스 통로로 유동시키는 제2 모드로 동작된다.

Description

디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조{Integrated structure of diesel oxidation catalyst device and diesel particulate filter}
본 발명은 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터가 하나의 하우징 내에 배치되고, 배기가스를 바이패스 할 수 있는 통로가 정의된 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조에 관한 것이다.
내연 기관의 연소로 배출되는 배기가스에는 질소산화물(NOx), 이산화탄소, 애쉬(ass) 등 여러 가지 유해 성분이 포함되어 있으며, 이들 유해 성분을 제거하기 위한 장치나 방법들이 고안되어 왔다. 특히, 디젤엔진용 차량에서는 디젤 입자상 물질 제거용 필터(Diesel Particular Filter: DPF), 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst: DOC)등의 배기가스 후처리 장치를 사용하여 입자상 물질(particulate matter) 등을 제거하고 있다.
그러나, 배기가스 여과 장치를 장시간 사용하게 되면, 입자상 물질 등의 과도한 포집으로 배기가스 후처리 장치 내의 압력 상승을 유발하여 배기가스 후처리 장치가 파손되거나 엔진의 성능을 저감 시키는 원인이 되기도 한다. 배기가스 후처리 장치의 내구성 강화를 위해 배기가스가 배기가스 후처리 장치로 유동되지 않도록 하는 바이패스 구조가 적용될 수 있다. 다만, 바이패스 구조를 설계하기 위한 공간적 제약이 발생되고, 바이패스 구조 설계에 따른 비용 상승의 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터가 하나의 하우징 내에 배치되고, 배기가스를 바이패스 할 수 있는 통로가 정의된 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터를 포함하는 하우징 내에 배기가스를 바이패스 할 수 있는 통로가 정의되어 별도의 바이패스 통로가 하우징 외부에 배치되지 않아도 되는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조를 제공한다. 디젤산화촉매장치(Diesel Oxidation Catalyst: DOC) 및 디젤미립자 필터(Diesel Particle Filter: DPF)를 감싸는 하우징을 포함하는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터 일체형 구조에 있어서, 상기 하우징은 배기가스가 유동되는 유입구, 배기가스가 배출되는 배출구 및 배기가스의 유동 방향을 조절하는 제1 바이패스 밸브를 포함하고, 상기 제1 바이패스 밸브는 상기 유입구와 인접하게 배치되고, 배기가스를 상기 디젤산화촉매장치로 유동시키는 제1 모드 및 배기가스를 상기 하우징 내의 바이패스 통로로 유동시키는 제2 모드로 동작된다.
일 예에 의하여, 상기 디젤산화촉매장치와 상기 디젤미립자 필터는 상기 유입구에서 상기 배출구를 향하는 방향과 직교하는 방향으로 중첩되도록 배치된다.
일 예에 의하여, 상기 바이패스 통로로 배기가스가 유입되는 영역에 배치되는 제2 바이패스 밸브를 더 포함하고, 상기 바이패스 통로는 상기 디젤미립자 필터가 노출된 영역과 인접하는 상기 하우징의 일측에 정의된다.
일 예에 의하여, 상기 제2 바이패스 밸브는 상기 제1 바이패스 밸브가 상기 제2 모드로 동작될 때 개방되고, 상기 제2 바이패스 밸브의 개방에 의해 배기가스가 상기 바이패스 통로로 유입된다.
일 예에 의하여, 배기가스는 상기 바이패스 통로를 통과하여 상대적으로 유동저항이 낮은 상기 하우징의 배출구를 향해 유동된다.
일 예에 의하여, 상기 제1 바이패스 밸브의 일측과 상기 제2 바이패스 밸브의 일측은 연결 링크를 통해 연결되고, 상기 제1 바이패스 밸브의 회전에 의해 상기 제2 바이패스 밸브의 상기 일측이 이동되어 상기 바이패스 통로의 유입구의 일부가 개방된다.
일 예에 의하여, 상기 디젤산화촉매장치 및 상기 디젤미립자 필터의 일측에 제공되는 제1 플레이트 및 상기 디젤산화촉매장치 및 상기 디젤미립자 필터의 타측에 제공되는 제2 플레이트를 더 포함하고, 상기 제1 플레이트는 상기 유입구가 제공되는 상기 하우징의 일면과 마주보고, 상기 제2 플레이트는 상기 배출구가 제공되는 상기 하우징의 타면과 마주본다.
일 예에 의하여, 상기 바이패스 통로가 정의되는 상기 하우징의 일측과 대향하는 타측에는 배기가스가 상기 디젤산화촉매장치로 유동되도록 가이드하는 격벽이 제공되고, 상기 격벽은 상기 제2 플레이트 및 상기 하우징의 내면을 연결한다.
일 예에 의하여, 상기 하우징의 일측을 향해 상기 디젤미립자 필터가 노출되고, 상기 하우징의 타측을 향해 상기 디젤산화촉매장치가 노출된다.
일 예에 의하여, 상기 제1 바이패스 밸브는 상기 제1 플레이트와 상기 유입구 사이에 배치되고, 상기 바이패스 통로를 개폐하는 제2 바이패스 밸브는 상기 제1 플레이트 및 상기 하우징의 내면과 접촉하는 차단벽에 정의된 상기 바이패스 통로의 유입구를 폐쇄한다.
일 예에 의하여, 상기 제1 바이패스 밸브의 제1 모드에서는 배기가스가 상기 디젤산화촉매장치 및 상기 디젤미립자 필터를 통과하여 상기 배출구로 유동되고, 상기 제1 바이패스 밸브의 제2 모드에서는 배기가스가 상기 바이패스 통로를 통과하여 상기 배출구로 유동된다.
일 예에 의하여, 상기 디젤산화촉매장치로 유동되는 배기가스의 유속을 증가시키기 위해 상기 하우징은 경사진 경사부를 가지고, 상기 경사부는 상기 유입구가 제공되는 상기 하우징의 일면과 연결된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터를 장시간 사용하게 되면, 입자상 물질 등의 과도한 포집으로 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 내구성이 악화될 수 있다. 따라서, 배기가스 내의 입자상 물질의 농도가 기준치보다 낮거나 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 내구성 악화가 염려되는 경우, 제1 바이패스 밸브 및 제2 바이패스 밸브를 제어하여 배기가스가 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터를 거치지 않고 배출구로 배출될 수 있다. 따라서, 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 내구성 악화가 방지될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 경사부에 의해 배기가스 통로로 유동되는 배기가스의 유속이 증가될 수 있고, 배기가스 통로로 유동되는 배기가스의 경로가 변경될 수 있다. 이를 통해, 제1 플레이트와 인접한 디젤산화촉매장치의 일부 영역으로 배기가스가 집중적으로 유입되는 것이 해소될 수 있다. 다시 말해, 경사부에 의해 제1 플레이트 및 제2 플레이트에 의해 노출된 디젤산화촉매장치의 전 영역으로 배기가스가 고르게 유입될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 바이패스 밸브가 제1 모드로 동작할 때의 배기가스의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 바이패스 밸브가 제2 모드로 동작할 때의 배기가스의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 바이패스 밸브와 제2 바이패스 밸브의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조(1)는 디젤산화촉매장치(Diesel Oxidation Catalyst: DOC), 디젤미립자 필터(Diesel Particle Filter: DPF) 및 디젤산화촉매장치와 디젤미립자 필터를 감싸는 하우징(100)을 포함할 수 있다. 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조(1)는 디젤 엔진이 장착된 선박에 설치될 수 있다. 다만, 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조(1)는 선박 이외에 차량에 적용될 수도 있다.
하우징(100)은 배기가스가 유입되는 유입구(110) 및 배기가스가 배출되는 배출구(130)를 포함할 수 있다. 유입구(110)는 하우징(100)의 일면(101)에 제공될 수 있고, 배출구(130)는 하우징(100)의 일면에 대향하는 타면(102)에 제공될 수 있다. 유입구(110)를 통해 엔진(미도시)으로부터 배출된 배기가스가 유입될 수 있고, 배출구(130)를 통해 배기가스가 선박 외부로 배출될 수 있다. 하우징(100)의 일면(101)과 연결된 경사부(103)가 하우징(100)에 정의될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 바이패스 밸브가 제1 모드로 동작할 때의 배기가스의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 디젤산화촉매장치(Diesel Oxidation Catalyst: DOC, 200) 및 디젤미립자 필터(Diesel Particle Filter: DPF, 300)는 하우징(100) 내부에 배치될 수 있다. 디젤산화촉매장치(200)는 탄화수소(HC)나 일산화탄소(CO)를 산화시키거나 입자상물질에 포함된 용해성유기성분(SOF; Soluble Organic Faction)을 산화시킬 수 있다. 디젤미립자 필터(300)는 배기가스에 포함된 입자상물질을 필터링하여 포집할 수 있다. 배기가스의 유동 경로를 기준으로 디젤산화촉매장치(200)는 디젤미립자 필터(300) 전단에 배치될 수 있다. 일 예로, 디젤산화촉매장치(200)와 디젤미립자 필터(300)는 유입구(110)에서 배출구(130)를 향하는 방향과 직교하는 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 유입구(110)과 배출구(130)는 제1 방향(x)으로 배열될 수 있고, 디젤산화촉매장치(200)와 디젤미립자 필터(300)는 제1 방향(x)과 수직한 제2 방향(y)으로 배열될 수 있다. 다만, 디젤산화촉매장치(200)와 디젤미립자 필터(300)가 제1 방향(x)과 수직하는 방향이 아닌 다른 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 제2 방향(y)을 기준으로 디젤미립자 필터(300)는 디젤산화촉매장치(200)보다 넓은 너비를 가질 수 있다.
디젤산화촉매장치(200)와 디젤미립자 필터(300)의 일측에는 제1 방향(x)으로 배기가스가 유입되지 않도록 하는 제1 플레이트(150)가 배치될 수 있다. 디젤산화촉매장치(200)와 디젤미립자 필터(300)의 타측에는 제2 플레이트(160)가 배치될 수 있다. 제1 플레이트(150)는 유입구(110)가 제공되는 하우징(100)의 일면(101)과 마주볼 수 있고, 제2 플레이트(160)는 배출구(130)가 제공되는 하우징(100)의 타면(102)과 마주볼 수 있다. 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(160)에 의해 디젤산화촉매장치(200)와 디젤미립자 필터(300)의 양 측면이 막힐 수 있다. 다시 말해, 제2 방향(y)을 기준으로 하우징(100)의 일측을 향해 디젤미립자 필터(300)가 노출될 수 있고, 하우징(100)의 타측을 향해 디젤산화촉매장치(200)가 노출될 수 있다. 따라서, 배기가스는 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(160)에 의해 막히지 않은 디젤산화촉매장치(200)로만 유입될 수 있다.
하우징(100)은 배기가스의 유동 방향을 조절하는 제1 바이패스 밸브(310)를 포함할 수 있다. 제1 바이패스 밸브(310)는 유입구(110)와 인접하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 바이패스 밸브(310)는 유입구(100)와 제1 플레이트(150) 사이에 배치될 수 있다. 제1 바이패스 밸브(310)는 배기가스를 디젤산화촉매장치(200)로 유동시키는 제1 모드 및 배기가스를 하우징(100) 내의 바이패스 통로(140)로 유동시키는 제2 모드로 동작될 수 있다. 도 2는 제1 바이패스 밸브(310)가 제1 모드로 동작하는 경우를 도시한 도면이다. 바이패스 통로(140)는 디젤미립자 필터(300)와 인접하도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 바이패스 통로(140)는 디젤미립자 필터(300)가 노출된 영역과 인접하는 하우징(100)의 일측에 정의될 수 있다. 디젤미립자 필터(300)가 노출된 영역은 제1 플레이트(150), 제2 플레이트(160) 및 디젤산화촉매장치(200)와 접하지 않는 영역을 의미할 수 있다.
바이패스 통로(140)는 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)를 기준으로 디젤산화촉매장치(200)로 배기가스가 유입되는 통로와 대향되는 방향에 정의될 수 있다. 즉, 도면 상 하우징(100)의 상부에 바이패스 통로(140)가 정의될 수 있고, 하우징(100)의 하부에 디젤산화촉매장치(200)로 배기가스가 유입되는 배기가스 통로(170)가 정의될 수 있다. 제1 바이패스 밸브(310)는 별도의 제어기(미도시)에 의해 자동으로 구동될 수 있다. 다만, 제1 바이패스 밸브(310)는 수동으로 구동될 수 있고, 제1 바이패스 밸브(310)의 수동 구동을 위해 하우징(100)의 외부에 제1 바이패스 밸브(310)와 연결된 레버(미도시)가 제공될 수 있다.
하우징(100)은 바이패스 통로(140)를 개폐하는 제2 바이패스 밸브(330)를 포함할 수 있다. 제2 바이패스 밸브(330)는 차단벽(340)에 형성된 바이패스 통로 유입구(145)를 개폐할 수 있다. 차단벽(340)은 하우징(100)의 내면과 제1 플레이트(150)와 접촉하여 바이패스 통로(140)를 막을 수 있다. 제2 바이패스 밸브(330)는 별도의 제어기(미도시)에 의해 자동으로 구동될 수 있다. 다만, 제2 바이패스 밸브(330)는 수동으로 구동될 수 있고, 제2 바이패스 밸브(330)의 수동 구동을 위해 하우징(100)의 외부에 제2 바이패스 밸브(330)와 연결된 레버(미도시)가 제공될 수 있다.
일 예에 의하여, 제1 바이패스 밸브(330)는 하우징(100)의 유입구(110)로부터 유동된 배기가스를 하우징(100)의 경사부(103)의 내면을 향해 유동시킬 수 있다. 경사부(103)에 의해 배기가스가 유동되는 통로가 줄어들게 되고, 배기가스는 경사부(103)에 의해 정의된 배기가스 통로(170)를 지나면서 유속이 향상될 수 있다. 배기가스가 디젤산화촉매장치(200)로 유입되지 않고 하우징(100)의 배출구(130)로 유동되는 것을 방지하기 위해 격벽(180)이 제공될 수 있다. 격벽(180)은 바이패스 통로(140)가 정의되는 하우징(100)의 일측과 대향하는 타측에 제공될 수 있고, 배기가스를 디젤산화촉매장치(200)로 유동되도록 가이드 할 수 있다. 격벽(180)은 제2 플레이트(160)와 하우징(100)의 내면을 연결할 수 있다. 격벽(180)은 제1 방향(x)으로 유동하는 배기가스의 경로를 디젤산화촉매장치(200)를 향하도록 변경시킬 수 있다. 따라서, 배기가스 통로(170)로 유입된 배기가스는 격벽(180)에 의해 하우징(100)의 배출구로 유동되지 않고 디젤산화촉매장치(200)로 유입될 수 있다. 디젤산화촉매장치(200)를 통과한 배기가스는 디젤미립자 필터(300)로 유동될 수 있다. 디젤미립자 필터(300)를 통과한 배기가스는 하우징(100)의 배출구(130)로 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 경사부(103)에 의해 제1 플레이트(150)와 하우징(100)의 내면 사이에 정의되는 배기가스 통로(170)의 면적이 줄어들 수 있다. 따라서, 배기가스 통로(170)로 유동되는 배기가스의 유속이 증가될 수 있고, 배기가스 통로(170)로 유동되는 배기가스의 경로가 변경될 수 있다. 이를 통해, 제1 플레이트(150)와 인접한 디젤산화촉매장치(200)의 일부 영역으로 배기가스가 집중적으로 유입되는 것이 해소될 수 있다. 다시 말해, 경사부(103)에 의해 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(160)에 의해 노출된 디젤산화촉매장치(200)의 전 영역으로 배기가스가 고르게 유입될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 바이패스 밸브가 제2 모드로 동작할 때의 배기가스의 흐름을 나타내는 도면이다. 설명의 간략을 위해 중복되는 내용의 기재는 생략한다.
도 3을 참조하면, 제1 바이패스 밸브(310)가 회전되어 배기가스를 차단벽(340)을 향해 유동시킬 수 있다. 이 때, 제2 바이패스 밸브(330)는 개방되어 차단벽(340)에 정의된 바이패스 통로 유입구(145)를 개방시킬 수 있다. 배기가스는 바이패스 통로(140)로 유동될 수 있다. 제1 플레이트(150) 및 제2 플레이트(160)에 의해 디젤미립자 필터(300)의 일부가 노출되나, 하우징(100)의 배출구(130)의 개방으로 인해 배기가스는 디젤미립자 필터(300) 쪽이 아닌 상대적으로 유동저항이 낮은 하우징(100)의 배출구를 향해 유동될 수 있다. 즉, 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조(1)로 유입된 배기가스는 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)에 의해 입자상 물질이 제거되지 않은 상태로 바이패스 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)를 장시간 사용하게 되면, 입자상 물질 등의 과도한 포집으로 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)의 내구성이 악화될 수 있다. 따라서, 배기가스 내의 입자상 물질의 농도가 기준치보다 낮거나 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)의 내구성 악화가 염려되는 경우, 제1 바이패스 밸브(310) 및 제2 바이패스 밸브(330)를 제어하여 배기가스가 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)를 거치지 않고 배출구(130)로 배출될 수 있다. 따라서, 디젤산화촉매장치(200) 및 디젤미립자 필터(300)의 내구성 악화가 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 바이패스 밸브와 제2 바이패스 밸브의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 바이패스 밸브(310)와 제2 바이패스 밸브(330)는 동시에 구동될 수 있다. 즉, 제1 바이패스 밸브(310)가 회전하면 제2 바이패스 밸브(330)도 이동될 수 있다. 이를 위해, 제1 바이패스 밸브(310)의 일측과 제2 바이패스 밸브(330)의 일측은 연결 링크(320)를 통해 연결될 수 있다.
일 예로, 제1 바이패스 밸브(310)가 제1 모드로 동작하는 경우, 바이패스 통로 유입구(145)는 제2 바이패스 밸브(330)에 의해 폐쇄될 수 있다. 또한, 제1 바이패스 밸브(310)에 의해 하우징(100)의 유입구(110)를 통해 유입된 배기가스는 배기가스 통로(170)로 유동될 수 있다. 일부 배기가스는 제2 바이패스 밸브(330)로 유동될 수도 있으나, 바이패스 통로 유입구(145)가 폐쇄된 상태이므로 배기가스가 바이패스 통로(140)로 유입될 수 없다.
일 예로, 제1 바이패스 밸브(310)는 회전축(315)를 기준으로 반시계 방향으로 회전될 수 있다. 제1 바이패스 밸브(310)가 반시계 방향으로 회전되면 연결 링크(320)가 바이패스 통로 유입구(145)에서 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 연결 링크(320)가 움직임에 따라 바이패스 통로 유입구(145)를 막고 있던 제2 바이패스 밸브(330)의 일측이 일부 개방될 수 있다. 이 때, 하우징(100)의 유입구(110)를 통해 배기가스가 유입되면, 제1 바이패스 밸브(310)에 의해 배기가스가 제2 바이패스 밸브(330)로 유동될 수 있다. 따라서, 일부가 개방된 바이패스 통로 유입구(145)로 배기가스가 유입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 바이패스 밸브(310)와 제2 바이패스 밸브(330)가 연결 링크(320)를 통해 연결되어 있는바, 제1 바이패스 밸브(310) 만을 제어하여 배기가스의 흐름을 제어할 수 있다. 즉, 제1 바이패스 밸브(310)를 제어함으로써 배기가스를 바이패스 통로(140) 또는 배기가스 통로(170) 중 어느 하나로 유동시킬 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

  1. 디젤산화촉매장치(Diesel Oxidation Catalyst: DOC) 및 디젤미립자 필터(Diesel Particle Filter: DPF)를 감싸는 하우징을 포함하는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터 일체형 구조에 있어서,
    상기 하우징은 배기가스가 유동되는 유입구, 배기가스가 배출되는 배출구 및 배기가스의 유동 방향을 조절하는 제1 바이패스 밸브를 포함하고,
    상기 제1 바이패스 밸브는 상기 배출구보다 상기 유입구와 인접하게 배치되고, 배기가스를 상기 디젤산화촉매장치로 유동시키는 제1 모드 및 배기가스를 상기 하우징 내의 바이패스 통로로 유동시키는 제2 모드로 동작되고,
    상기 바이패스 통로로 배기가스가 유입되는 영역에 배치되는 제2 바이패스 밸브를 더 포함하고,
    상기 바이패스 통로는 상기 디젤미립자 필터가 노출된 영역과 인접하는 상기 하우징의 일측에 정의되고,
    상기 제1 바이패스 밸브의 일측과 상기 제2 바이패스 밸브의 일측은 연결 링크를 통해 연결되고,
    상기 제1 바이패스 밸브의 회전에 의해 상기 제2 바이패스 밸브의 상기 일측이 이동되어 상기 바이패스 통로의 유입구의 일부가 개방되는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 디젤산화촉매장치와 상기 디젤미립자 필터는 상기 유입구에서 상기 배출구를 향하는 방향과 직교하는 방향으로 중첩되도록 배치되는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 바이패스 밸브는 상기 제1 바이패스 밸브가 상기 제2 모드로 동작될 때 개방되고, 상기 제2 바이패스 밸브의 개방에 의해 배기가스가 상기 바이패스 통로로 유입되는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  5. 제4 항에 있어서,
    배기가스는 상기 바이패스 통로를 통과하여 상대적으로 유동저항이 낮은 상기 하우징의 배출구를 향해 유동되는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  6. 삭제
  7. 디젤산화촉매장치(Diesel Oxidation Catalyst: DOC) 및 디젤미립자 필터(Diesel Particle Filter: DPF)를 감싸는 하우징을 포함하는 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터 일체형 구조에 있어서,
    상기 하우징은 배기가스가 유동되는 유입구, 배기가스가 배출되는 배출구 및 배기가스의 유동 방향을 조절하는 제1 바이패스 밸브를 포함하고,
    상기 제1 바이패스 밸브는 상기 배출구 보다 상기 유입구와 인접하게 배치되고, 배기가스를 상기 디젤산화촉매장치로 유동시키는 제1 모드 및 배기가스를 상기 하우징 내의 바이패스 통로로 유동시키는 제2 모드로 동작되고,
    상기 디젤산화촉매장치 및 상기 디젤미립자 필터의 일측에 제공되는 제1 플레이트 및 상기 디젤산화촉매장치 및 상기 디젤미립자 필터의 타측에 제공되는 제2 플레이트를 더 포함하고,
    상기 제1 플레이트는 상기 유입구가 제공되는 상기 하우징의 일면과 마주보고, 상기 제2 플레이트는 상기 배출구가 제공되는 상기 하우징의 타면과 마주보고,
    상기 제1 바이패스 밸브는 상기 제1 플레이트와 상기 유입구 사이에 배치되고,
    상기 바이패스 통로를 개폐하는 제2 바이패스 밸브는 상기 제1 플레이트 및 상기 하우징의 내면과 접촉하는 차단벽에 정의된 상기 바이패스 통로의 유입구를 폐쇄하는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 바이패스 통로가 정의되는 상기 하우징의 일측과 대향하는 타측에는 배기가스가 상기 디젤산화촉매장치로 유동되도록 가이드하는 격벽이 제공되고,
    상기 격벽은 상기 제2 플레이트 및 상기 하우징의 내면을 연결하는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 하우징의 일측을 향해 상기 디젤미립자 필터가 노출되고,
    상기 하우징의 타측을 향해 상기 디젤산화촉매장치가 노출되는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 바이패스 밸브의 제1 모드에서는 배기가스가 상기 디젤산화촉매장치 및 상기 디젤미립자 필터를 통과하여 상기 배출구로 유동되고,
    상기 제1 바이패스 밸브의 제2 모드에서는 배기가스가 상기 바이패스 통로를 통과하여 상기 배출구로 유동되는,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 디젤산화촉매장치로 유동되는 배기가스의 유속을 증가시키기 위해 상기 하우징은 경사진 경사부를 가지고,
    상기 경사부는 상기 유입구가 제공되는 상기 하우징의 일면과 연결된,
    디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조.

KR1020210059923A 2021-05-10 2021-05-10 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조 KR102303706B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210059923A KR102303706B1 (ko) 2021-05-10 2021-05-10 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210059923A KR102303706B1 (ko) 2021-05-10 2021-05-10 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR102303706B1 true KR102303706B1 (ko) 2021-09-23
KR102303706B9 KR102303706B9 (ko) 2021-11-12

Family

ID=77926561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210059923A KR102303706B1 (ko) 2021-05-10 2021-05-10 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102303706B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102494280B1 (ko) * 2022-12-08 2023-02-06 주식회사 이아이티 선박용 엔진의 배기후처리기 비상 전환 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070085768A (ko) * 2004-12-14 2007-08-27 가부시키가이샤 데프로 디젤 엔진의 배기정화장치 및 제어장치
KR102222322B1 (ko) * 2020-10-21 2021-03-03 씨엠씨(주) 유동 균일화가 가능한 매연저감장치
KR102240510B1 (ko) * 2019-12-19 2021-04-15 (주)세라컴 디젤 엔진용 오염물질 저감 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070085768A (ko) * 2004-12-14 2007-08-27 가부시키가이샤 데프로 디젤 엔진의 배기정화장치 및 제어장치
KR102240510B1 (ko) * 2019-12-19 2021-04-15 (주)세라컴 디젤 엔진용 오염물질 저감 장치
KR102222322B1 (ko) * 2020-10-21 2021-03-03 씨엠씨(주) 유동 균일화가 가능한 매연저감장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102494280B1 (ko) * 2022-12-08 2023-02-06 주식회사 이아이티 선박용 엔진의 배기후처리기 비상 전환 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102303706B9 (ko) 2021-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102458753B1 (ko) 차량용 egr 밸브
US9689354B1 (en) Engine exhaust gas recirculation system with at least one exhaust recirculation treatment device
KR102303706B1 (ko) 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조
JP2004518883A (ja) 複数のガス流を同時に制御する制御エレメント
RU2418176C2 (ru) Способ и устройство для обработки отработавших газов, образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания
CN109441597A (zh) 后处理保护系统和后处理保护方法
JP4126730B2 (ja) 排気ガス還流装置
KR101399417B1 (ko) Ｅｇｒ 쿨러의 바이패스밸브 조립체
KR102312543B1 (ko) 디젤산화촉매장치 및 디젤미립자 필터의 일체형 구조
US20140150757A1 (en) Intake air module of an internal combustion engine
CN102787885A (zh) 用于车辆的微粒过滤器和使用该微粒过滤器的排气系统
KR102359737B1 (ko) 통합형 배기가스 후처리 장치
EP3887658A1 (en) An aftertreatment system
KR101610111B1 (ko) 선박용 질소산화물 측정을 위한 센서가 구비된 가변 샘플링 시스템
GB2521425A (en) Exhaust system for a diesel engine
JPH0988569A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
CN111255597B (zh) 废气再循环冷却器组件
JP4007934B2 (ja) エンジンの排ガス再循環装置
CN113356970B (zh) 一种发动机国六gpf清灰的进排气系统及其控制方法
JP2007192153A (ja) Ｅｇｒ装置
JP2008095557A (ja) ターボ過給機付きエンジンのサージ防止制御装置及びサージ防止制御方法
KR100992686B1 (ko) 차량용 이지알 밸브 클리닝 방법
KR102409992B1 (ko) 배기가스 후처리 장치
KR102131704B1 (ko) Dpf 역세를 위한 공기 역순환 장치 및 이를 이용한 dpf 역세 방법
JP3416687B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]