KR102337528B1 - 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(doc) 장치 - Google Patents

저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(doc) 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선택적 환원촉매(SCR)용 디젤산화촉매(DOC)의 특성을 고려하여 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스시킴으로써, 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있음은 물론 손쉽게 디젤산화촉매(DOC) 산화성능을 변경할 수 있고, 배출가스의 일부가 바이패스 됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 담체의 배압 특성도 낮은 방향으로 개선될 뿐만 아니라 디젤산화촉매(DOC)가 가진 저배압 특성으로 인해 전체 선택적 환원촉매(SCR) 장치가 엔진에 주는 배압 부담을 감소시킬 수 있으며, 바이패스 통로 입구에는 개구율을 조정할 수 있는 원형으로 회전 가능한 홀 브라켓 형태의 스크린이 이 장착되어 스크린에 따라 개구율이 조정됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 장치의 산화성능 및 배압이 조정되고, 저압 디젤산화촉매(DOC)의 경우, 디젤산화촉매(DOC) 담체 외부에 공간을 두는 디젤산화촉매(DOC) snout를 2중 구조가 되게 장착함으로써, 디젤산화촉매(DOC)에 의한 배압의 증가를 줄일 수 있음은 물론 선택적 환원촉매(SCR) 시스템을 위한 NO의 생성 비율을 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치{Variable back pressure diesel catalyst (DOC) device with low pressure characteristics}
본 발명은 선택적 환원촉매(SCR)용 디젤산화촉매(DOC)의 특성을 고려하여 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스시킴으로써, 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있음은 물론 손쉽게 디젤산화촉매(DOC) 산화성능을 변경할 수 있고, 배출가스의 일부가 바이패스 됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 담체의 배압 특성도 낮은 방향으로 개선될 뿐만 아니라 디젤산화촉매(DOC)가 가진 저배압 특성으로 인해 전체 선택적 환원촉매(SCR) 장치가 엔진에 주는 배압 부담을 감소시킬 수 있으며, 바이패스 통로 입구에는 개구율을 조정할 수 있는 원형으로 회전 가능한 홀 브라켓 형태의 스크린이 장착되어 스크린에 따라 개구율이 조정됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 장치의 산화성능 및 배압이 조정되고, 저압 디젤산화촉매(DOC)의 경우, 디젤산화촉매(DOC) 담체 외부에 공간을 두는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)를 2중 구조가 되게 장착함으로써, 디젤산화촉매(DOC)에 의한 배압의 증가를 줄일 수 있음은 물론 선택적 환원촉매(SCR) 시스템을 위한 NO의 생성 비율을 조절할 수 있는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치에 관한 기술이다.
통상의 디젤 입자상물질 제거용 필터(DPF; Diesel particulate filter) 장치에서는 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능이 높을수록 NO 생성율이 높아지고 이에 따라 디젤 입자상물질 제거용 필터(DPF) 장치의 성능도 개선된다고 알려져 있다.
그러나 선택적 환원촉매(SCR) 장치에서는 저온 NOx 환원 반응율을 높이기 위해서는 Fast 선택적 환원촉매(SCR) 반응이 선택적 환원촉매(SCR)에서 일어나야 하며, 이때, NO2/NOx 비율이 0.5 정도일 때 Fast 선택적 환원촉매(SCR) 반응이 잘 일어난다고 알려져 있다.
당사의 선택적 환원촉매(SCR) 장치는 NOx 저감효율을 높이기 위하여 [디젤산화촉매(DOC) - 믹서 - 선택적 환원촉매(SCR) - 암모니아산화촉매(AOC)] 으로 장치를 구성 배치하였고, 전단 디젤산화촉매(DOC)를 통하여 Fast 선택적 환원촉매(SCR) 반응을 촉진하도록 하였다.
일반적으로 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 결정하기 위해서는 담체의 볼륨, 담체의 셀 밀도, 촉매의 산화성능 등의 요소가 필요하다.
배출가스 특성과 선택적 환원촉매(SCR) 특성을 고려하여 디젤산화촉매(DOC)를 특정화하여 제작하는 것이 일반적인 방식이지만, 리트로핏 장치의 경우, 다양한 차종 및 운행 조건 차이, 배출가스 특성의 차이 등을 고려한다면 배치단위로 제작되는 디젤산화촉매(DOC)를 통해 다양한 경우에 적용하기 어렵다.
특히, 디젤산화촉매(DOC) 담체의 경우, 그 크기가 5.5, 7.5, 9, 11.25 인치 등으로 기성화되어 있고, 셀 밀도의 경우에도 200, 300, 400 cpsi로 기성화되어 있으므로 각 조건에 적용되는 선택적 환원촉매(SCR) 장치를 위하여 전용 디젤산화촉매(DOC)를 설계 제작한다는 것은 많은 노력과 비용이 소요될 수밖에 없는 단점이 있다.
또한, 저압 디젤산화촉매(DOC)의 경우, 디젤산화촉매(DOC) 담체 외부에 공간을 두는 디젤산화촉매(DOC) snout를 2중 구조가 되게 장착하여 디젤산화촉매(DOC)에 의한 배압의 증가를 줄일 수 있음은 물론 선택적 환원촉매(SCR) 시스템을 위한 NO의 생성 비율을 조절할 수 있는 디젤산화촉매(DOC) 장치가 아직까지 개발된 것이 없는 상태이다.
그러므로, 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스 시켜서 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있음은 물론 손쉽게 디젤산화촉매(DOC) 산화성능을 변경할 수 있고, 배출가스의 일부가 바이패스 되어 디젤산화촉매(DOC) 담체의 배압 특성도 낮은 방향으로 개선될 뿐만 아니라 디젤산화촉매(DOC)가 가진 저배압 특성으로 인해 전체 선택적 환원촉매(SCR) 장치가 엔진에 주는 배압 부담을 감소시킬 수 있으며, 저압 디젤산화촉매(DOC)의 경우, 디젤산화촉매(DOC) 담체 외부에 공간을 두는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)를 2중 구조가 되게 장착하여 디젤산화촉매(DOC)에 의한 배압의 증가를 줄일 수 있음은 물론 선택적 환원촉매(SCR) 시스템을 위한 NO의 생성 비율을 조절할 수 있는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
KR 10-2009-0080360(2009. 8. 28)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 선택적 환원촉매(SCR)용 디젤산화촉매(DOC)의 특성을 고려하여 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스시킴으로써, 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있음은 물론 손쉽게 디젤산화촉매(DOC) 산화성능을 변경할 수 있는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 배출가스의 일부가 바이패스 됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 담체의 배압 특성도 낮은 방향으로 개선될 뿐만 아니라 디젤산화촉매(DOC)가 가진 저배압 특성으로 인해 전체 선택적 환원촉매(SCR) 장치가 엔진에 주는 배압 부담을 감소시킬 수 있는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 바이패스 통로 입구에는 개구율을 조정할 수 있는 원형으로 회전 가능한 홀 브라켓 형태의 스크린이 장착되어 스크린에 따라 개구율이 조정됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 장치의 산화성능 및 배압이 조정되는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 저압 디젤산화촉매(DOC)의 경우, 디젤산화촉매(DOC) 담체 외부에 공간을 두는 디젤산화촉매(DOC) snout를 2중 구조가 되게 장착함으로써, 디젤산화촉매(DOC)에 의한 배압의 증가를 줄일 수 있음은 물론 선택적 환원촉매(SCR) 시스템을 위한 NO의 생성 비율을 조절할 수 있는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치는 엔진으로부터 연소된 배기가스가 넓게 분산되어 배기관으로 유입되는 콘(cone) 형태의 배기가스 유입구와; 상기 배기가스 유입구와 가스켓이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)를 체결하여 원형 캐닝의 플랜지가 조립되게 하는 클램프와; 상기 클램프 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지를 밀봉하는 가스켓과; 상기 가스켓과 용접되며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와; 상기 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와 결합되고, 회전 가능한 원형의 형상으로 되어 있으며, 회전에 의해서 개구부가 조절되는 칸막이 사이로 바이패스되어 배기가스의 양을 조절하는 디젤산화촉매(DOC) 스크린(screen)과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 스크린과 연결되며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔에 용접되어 원형 형상의 디젤산화촉매(DOC) 스크린의 회전이 가능하도록 고정하는 디젤산화촉매(DOC) 스크린 샤프트와; 화학적인 촉매활성을 하는 촉매활성물질인 주촉매와 주촉매의 성능 향상 및 수명 연장의 보조적인 역할을 하는 조촉매를 지지해주며 높은 표면적을 제공하는 디젤산화촉매(DOC) 담체와; 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체의 둘레를 감싸며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔과 디젤산화촉매(DOC) 담체를 밀봉하는 매트와; 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체가 밀봉되어 있는 매트가 삽입되며, 일측 면에 스토퍼 링이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔과 용접되어 있고, 상기 내부 캔에 디젤산화촉매(DOC) 담체를 고정하기 위한 링의 형태인 스토퍼 링과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔이 삽입되는 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔의 열을 외부로 방출하는 역할을 하는 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판과 결합되고, 가스켓과 용접되어 있으며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와; 클램프 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지를 밀봉하며, 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와 클램프 사이에 결합되는 가스켓과; 배기가스 배출구와 가스켓이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와 배기가스 배출구가 원형 캐닝의 플랜지에 의해 조립되게 하는 클램프와; 상기 클램프와 결합되며, 배기가스가 병목현상에서의 흐름이 개선되어 배기관 외부로 배출되게 하는 콘(cone) 형태의 배기가스 배출구; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 가스켓의 재질은 흑연이라고 하는 그라파이트(graphite)인 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 매트의 두께는 5 내지 7 mmm인 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체의 형태는 벌집(허니 컴)의 형태인 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스 시켜서 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 배기가스가 유입되는 배기가스 유입구와 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구에 각각 형성되어 있는 원형 캐닝의 플랜지; 을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 플랜지와 플랜지 콘이 결합되어 있는 콘(cone) 형태의 배기가스 배출구의 연결 파이프에 온도센서와 NOx 센서를 장착하여 디젤산화촉매(DOC) 장치 내부의 온도와 질소산화물의 농도를 감지하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 선택적 환원촉매(SCR)용 디젤산화촉매(DOC)의 특성을 고려하여 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스시킴으로써, 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있음은 물론 손쉽게 디젤산화촉매(DOC) 산화성능을 변경할 수 있다.
둘째, 본 발명은 배출가스의 일부가 바이패스 됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 담체의 배압 특성도 낮은 방향으로 개선될 뿐만 아니라 디젤산화촉매(DOC)가 가진 저배압 특성으로 인해 전체 선택적 환원촉매(SCR) 장치가 엔진에 주는 배압 부담을 감소시킬 수 있다.
셋째, 본 발명은 바이패스 통로 입구에는 개구율을 조정할 수 있는 원형으로 회전 가능한 홀 브라켓 형태의 스크린이 이 장착되어 스크린에 따라 개구율이 조정됨으로써, 디젤산화촉매(DOC) 장치의 산화성능 및 배압이 조정된다.
넷째, 본 발명은 저압 디젤산화촉매(DOC)의 경우, 디젤산화촉매(DOC) 담체 외부에 공간을 두는 디젤산화촉매(DOC) snout로 2중 구조가 되게 장착함으로써, 디젤산화촉매(DOC)에 의한 배압의 증가를 줄일 수 있음은 물론 선택적 환원촉매(SCR) 시스템을 위한 NO의 생성 비율을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성을 분해하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 조립 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치에서 온도센서와 질소센서가 표시하여 조립한 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 조립 구성에서 디젤산화촉매(DOC) 담체와 매트 주변의 구성들을 단면으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성에서 플랜지 콘과 파이프를 결합하는 체결부재들을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성에서 플랜지의 형태를 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성을 분해하여 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 조립 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치에서 온도센서와 질소센서가 표시하여 조립한 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 조립 구성에서 디젤산화촉매(DOC) 담체와 매트 주변의 구성들을 단면으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성에서 플랜지 콘과 파이프를 결합하는 체결부재들을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성에서 플랜지의 형태를 나타낸 도면이다.
본 발명인 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치는 배기가스 유입구(01), 클램프(02), 가스켓(03), 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04), 디젤산화촉매(DOC) 스크린(screen)(05), 디젤산화촉매(DOC) 스크린 샤프트(06), 디젤산화촉매(DOC) 담체(07), 매트(08), 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09), 스토퍼 링(10), 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔(11), 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판(12), 배기가스 배출구(13), 플랜지(14), 플랜지 콘(14-1), 온도센서(15), NOx 센서(16), 온도센서 웰딩 너트(17), 파이프(18), NOx 센서 웰딩 너트(19), 디젤산화촉매(DOC) 내부 고정막대(20), 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치(30) 등으로 구성된다.
도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명인 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치(30)는 엔진으로부터 연소된 배기가스가 넓게 분산되어 배기관으로 유입되는 콘(cone) 형태의 배기가스 유입구(01)와; 상기 배기가스 유입구(01)와 가스켓(03)이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)를 체결하여 원형 캐닝의 플랜지(14)가 조립되게 하는 클램프(02)와; 상기 클램프(02) 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지(14)를 밀봉하는 가스켓(03)과; 상기 가스켓(03)과 용접되며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와; 상기 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와 결합되고, 회전 가능한 원형의 형상으로 되어 있으며, 회전에 의해서 개구부가 조절되는 칸막이 사이로 바이패스되어 배기가스의 양을 조절하는 디젤산화촉매(DOC) 스크린(screen)(05)과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 스크린(05)과 연결되며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)에 용접되어 원형 형상의 디젤산화촉매(DOC) 스크린(05)의 회전이 가능하도록 고정하는 디젤산화촉매(DOC) 스크린 샤프트(06)와; 화학적인 촉매활성을 하는 촉매활성물질인 주촉매와 주촉매의 성능 향상 및 수명 연장의 보조적인 역할을 하는 조촉매를 지지해주며 높은 표면적을 제공하는 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)와; 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)의 둘레를 감싸며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)과 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)를 밀봉하는 매트(08)와; 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)가 밀봉되어 있는 매트(08)가 삽입되며, 일측 면에 스토퍼 링(10)이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)과 용접되어 있고, 상기 내부 캔(09)에 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)를 고정하기 위한 링의 형태인 스토퍼 링(10)과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)이 삽입되는 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔(11)과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔(11)의 열을 외부로 방출하는 역할을 하는 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판(12)과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판(12)과 결합되고, 가스켓(03)과 용접되어 있으며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와; 클램프 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지를 밀봉하며, 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와 클램프(02) 사이에 결합되는 가스켓(03)과; 배기가스 배출구(13)와 가스켓(03)이 용접되어 있는 산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와 배기가스 배출구(13)가 원형 캐닝의 플랜지(14)에 의해 조립되게 하는 클램프(02)와; 상기 클램프(02)와 결합되며, 배기가스가 병목현상에서의 흐름이 개선되어 배기관 외부로 배출되게 하는 콘(cone) 형태의 배기가스 배출구(13); 을 구비한다.
상기 본 발명인 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
상기 배기가스 유입구(01)는 엔진으로부터 연소된 배기가스가 넓게 분산되어 배기관으로 유입되는 콘(cone) 형태이다.
상기 클램프(02)는 상기 배기가스 유입구(01)와 가스켓(03)이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)를 체결하여 원형 캐닝의 플랜지(14)가 조립되게 하는 것이다.
상기 가스켓(03)은 상기 클램프(02) 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지(14)를 밀봉하는 것이다. 여기서, 상기 가스켓(03)의 재질은 흑연이라고 하는 그라파이트(graphite)인 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)는 상기 가스켓(03)과 용접되며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 스크린(screen)(05)는 상기 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와 결합되고, 바이패스되는 배기가스의 양을 조절하며, 회전 가능한 원형의 형상으로 되어 있는 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 스크린 샤프트(06)는 상기 디젤산화촉매(DOC) 스크린(05)과 연결되며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)에 용접되어 원형 형상의 디젤산화촉매(DOC) 스크린(05)의 회전이 가능하도록 고정하는 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)는 화학적인 촉매활성을 하는 촉매활성물질인 주촉매와 주촉매의 성능 향상 및 수명 연장의 보조적인 역할을 하는 조촉매를 지지해주며 높은 표면적을 제공하는 것이다. 여기서, 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)의 형태는 벌집(허니 컴)의 형태인 것이다.
상기 매트(08)는 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)의 둘레를 감싸며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)과 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)를 밀봉하는 것이다. 여기서, 상기 매트(08)의 두께는 6 mm가 가장 바람직하나, 이외에도 5 내지 7 mmm도 무방할 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)은 상기 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)가 밀봉되어 있는 매트(08)가 삽입되며, 일측 면에 스토퍼 링(10)이 용접되어 있는 것이다.
상기 스토퍼 링(10)은 상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)과 용접되어 있고, 상기 내부 캔(09)에 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)를 고정하기 위한 링의 형태인 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔(11)은 상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)이 삽입되는 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판(12)은 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔(11)의 열을 외부로 방출하는 역할을 하는 것이다.
상기 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)는 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판(12)과 결합되고, 가스켓(03)과 용접되어 있으며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 것이다.
상기 가스켓(03)은 클램프(02) 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지(14)를 밀봉하며, 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와 클램프(02) 사이에 결합되는는 것이다.
상기 클램프(02)는 배기가스 배출구(13)와 가스켓(03)이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)(04)와 배기가스 배출구(13)가 원형 캐닝의 플랜지(14)에 의해 조립되게 하는 것이다.
상기 배기가스 배출구(13)는 상기 클램프(02)와 결합되며, 배기가스가 병목현상에서의 흐름이 개선되어 배기관 외부로 배출되게 하는 콘(cone) 형태의 것이다.
상술한 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치에서, 상기 배기가스가 유입되는 배기가스 유입구(01)와 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(13)가 연결되어 있는 플랜지(14)를 더 구비하는 것이다.
또한, 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 플랜지(14) 부근에 온도센서(15)와 NOx 센서(16)를 장착하여 디젤산화촉매(DOC) 장치 내부의 온도와 질소산화물의 농도를 감지하는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명은 디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스 시켜서 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 조립 구성에서 디젤산화촉매(DOC) 담체와 매트 주변의 구성들을 단면으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 디젤산화촉매(DOC) 담체(07)와 매트(08) 주변의 구성들은 상술한 바와 같으며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔(09)와 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔(11) 사이에 디젤산화촉매(DOC) 내부 고정막대(20)가 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치의 구성에서 플랜지 콘과 파이프를 결합하는 체결부재들을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 플랜지 콘과 파이프를 결합하는 체결부재들을 살펴보면, 플랜지(14)와 플랜지 콘(14-1)이 파이프(18)에 의해 결합되어 있고, 온도센서(15)를 체결하는 온도센서 웰딩 너트(17)와, NOx 센서(16)를 체결하는 NOx 센서 웰딩 너트(19)를 알 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은, 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치는 디젤 엔진을 갖는 차량에 적용할 수 있으므로 그 적용대상이 광범위하다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.
01: 배기가스 유입구 02 : 클램프
03 : 가스켓 04 : 디젤산화촉매(DOC) 스너트
05 : 디젤산화촉매(DOC) 스크린 06 : 디젤산화촉매(DOC) 스크린 샤프트
07 : 디젤산화촉매(DOC) 담체 08 : 매트
09 : 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔 10 : 스토퍼 링
11 : 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔 12 : 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판
13 : 배기가스 배출구 14 : 플랜지
14-1 : 플랜지 콘 15 : 온도센서
16 : NOx 센서 17 : 온도센서 웰딩 너트
18 : 파이프 19 : NOx 센서 웰딩 너트
20 : 디젤산화촉매(DOC) 내부 고정막대

Claims (7)

  1. 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치에 있어서,
    엔진으로부터 연소된 배기가스가 넓게 분산되어 배기관으로 유입되는 콘(cone) 형태의 배기가스 유입구와;
    상기 배기가스 유입구와 가스켓이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)를 체결하여 원형 캐닝의 플랜지가 조립되게 하는 클램프와;
    상기 클램프 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지를 밀봉하는 가스켓과;
    상기 가스켓과 용접되며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와 결합되고, 회전 가능한 원형의 형상으로 되어 있으며, 회전에 의해서 개구부가 조절되는 칸막이 사이로 바이패스되어 배기가스의 양을 조절하는 디젤산화촉매(DOC) 스크린(screen)과;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 스크린과 연결되며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔에 용접되어 원형 형상의 디젤산화촉매(DOC) 스크린의 회전이 가능하도록 고정하는 디젤산화촉매(DOC) 스크린 샤프트와;
    화학적인 촉매활성을 하는 촉매활성물질인 주촉매와 주촉매의 성능 향상 및 수명 연장의 보조적인 역할을 하는 조촉매를 지지해주며 높은 표면적을 제공하는 디젤산화촉매(DOC) 담체와;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 담체의 둘레를 감싸며, 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔과 디젤산화촉매(DOC) 담체를 밀봉하는 매트와;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 담체가 밀봉되어 있는 매트가 삽입되며, 일측 면에 스토퍼 링이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔과;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔과 용접되어 있고, 상기 내부 캔에 디젤산화촉매(DOC) 담체를 고정하기 위한 링의 형태인 스토퍼 링과;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 내부 캔이 삽입되는 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔과; 상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 캔의 열을 외부로 방출하는 역할을 하는 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판과;
    상기 디젤산화촉매(DOC) 외부 방열판과 결합되고, 가스켓과 용접되어 있으며, 디젤산화촉매(DOC)의 2중 캐닝에 따른 지름 확대부의 직경을 축소하기 위한 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와;
    클램프 내부로 조립되어 원형 캐닝의 플랜지를 밀봉하며, 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와 클램프 사이에 결합되는 가스켓과;
    배기가스 배출구와 가스켓이 용접되어 있는 디젤산화촉매(DOC) 스너트(snout)와 배기가스 배출구가 원형 캐닝의 플랜지에 의해 조립되게 하는 클램프와;
    상기 클램프와 결합되며, 배기가스가 병목현상에서의 흐름이 개선되어 배기관 외부로 배출되게 하는 콘(cone) 형태의 배기가스 배출구; 을 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가스켓의 재질은 흑연이라고 하는 그라파이트(graphite)인 것을 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 매트의 두께는 5 내지 7 mmm인 것을 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 디젤산화촉매(DOC) 담체의 형태는 벌집(허니 컴)의 형태인 것을 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    디젤산화촉매(DOC)의 산화성능을 일정하게 조정하기 위해 일부 배기가스를 디젤산화촉매(DOC) 외곽으로 바이패스 시켜서 일정한 DOC 산화성능을 전제한 상태에서 외곽으로 바이패스 되는 배출가스 바이패스율을 조정하여 디젤산화촉매(DOC) 담체나 촉매를 변경하지 않은 상태에서 디젤산화촉매(DOC) 산화성능에 도달할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 배기가스가 유입되는 배기가스 유입구와 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구에 각각 형성되어 있는 원형 캐닝의 플랜지; 을 더 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지와 플랜지 콘이 결합되어 있는 콘(cone) 형태의 배기가스 배출구의 연결 파이프에 온도센서와 NOx 센서를 장착하여 디젤산화촉매(DOC) 장치 내부의 온도와 질소산화물의 농도를 감지하는 것을 포함함을 특징으로 하는 저압 특성의 가변 배압 디젤산화촉매(DOC) 장치.
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JPH06288233A (ja) * 1993-04-06 1994-10-11 Showa Aircraft Ind Co Ltd 排ガス浄化装置用担体
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