KR102542331B1 - Vertical exhaust gas after treatment apparatus for agricultural machine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 농기계 작동시 배출되는 배기가스를 정화할 수 있는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로서, 일단에서 유입되는 배기가스에 함유된 입자상물질(PM)에 함유된 탄화수소(HC)를 주성분으로 하는 용해성 유기물질(SOF) 산화시켜 물과 이산화탄소로 변환시키는 디젤산화촉매부(100); 디젤산화촉매부의 상측에 배치되는 믹서부(200); 믹서부의 상측에 배치되며, 입자상물질이 포집되었을 때에, 배출가스의 온도를 높여 입자상물질을 연소시키는 디젤필터트랩부(300); 및 디젤필터트랩부의 상측에 적층배치되며, 배기중에 요소수를 주입하여 암모니아를 생성시키고 암모니아와 질소산화물(NOX)을 반응시켜 물과 질소로 변환시키는 선택적환원촉매부(400);를 포함하며, 디젤산화촉매부, 믹서부, 디젤필터트랩부 및 선택적환원촉매부는 각각 캔 형상의 모듈로 형성되고, 하측에서 부터 상측으로 차례로 결합된다.The present invention relates to a vertical exhaust gas post-processing device for agricultural machinery capable of purifying exhaust gas discharged during operation of agricultural machinery, and hydrocarbons (HC) contained in particulate matter (PM) contained in exhaust gas flowing in from one end. A diesel oxidation catalyst unit 100 that oxidizes soluble organic matter (SOF) as a main component and converts it into water and carbon dioxide; A mixer unit 200 disposed above the diesel oxidation catalyst unit; a diesel filter trap unit 300 disposed above the mixer unit and combusting the particulate matter by raising the temperature of the exhaust gas when the particulate matter is collected; And a selective reduction catalyst unit 400 disposed in a stacked manner on the upper side of the diesel filter trap unit, injecting urea water into the exhaust to generate ammonia and reacting ammonia with nitrogen oxides (NOX) to convert them into water and nitrogen. The diesel oxidation catalyst unit, the mixer unit, the diesel filter trap unit, and the selective reduction catalyst unit are each formed as a can-shaped module, and are sequentially coupled from the bottom to the top.

Description

농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치{Vertical exhaust gas after treatment apparatus for agricultural machine}Vertical exhaust gas after treatment apparatus for agricultural machine}

본 발명은 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로서, 기존 엔진룸 공간 안에 수평방향으로 배치되는 후처리 장치를 장착하는 데에 한계가 있어 공간 활용도가 높아지도록 배기 장치를 수직방향으로 배치하여 배기 효율과 유동성능을 확보할 수 있는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical exhaust gas post-processing device for agricultural machinery, and there is a limit to installing the post-processing device horizontally arranged in an existing engine room space. It relates to a vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machinery capable of securing exhaust efficiency and fluidity.

배기 후처리 시스템은 자동차 및 건설기계, 농기계, 선박원동기 등 디젤엔진 사용 환경조건에 적용되는 시스템으로 디젤에서 배출되는 CO, HC 및 NOx를 엔진 이후의 촉매와 필터를 통하여 유해물질을 저감시키는 중요 시스템으로서, 디젤산화촉매, 디젤필터트랩장치 및 선택적 환원 촉매 등의 부품이 있다.Exhaust post-processing system is a system applied to the environmental conditions of diesel engines such as automobiles, construction machinery, agricultural machinery, and marine motors. As a, there are parts such as a diesel oxidation catalyst, a diesel filter trap device, and a selective reduction catalyst.

디젤산화촉매는 필터에 백금, 팔라듐 등을 코팅하여 이들에 의한 촉매작용으로 배기가스 중 산소를 사용하여 PM에 함유된 탄화수소(HC)를 주성분으로 하는 미연소물질(SOP)를 산화하여 물과 이산화탄소로 바꿔준다.The diesel oxidation catalyst coats the filter with platinum, palladium, etc., and the catalytic action by these catalysts uses oxygen in the exhaust gas to oxidize unburned materials (SOP), which is mainly composed of hydrocarbons (HC) contained in PM, to oxidize water and carbon dioxide. change it to

디젤필터트랩장는 기공 DPF에 SCR 촉매(일반적으로, Cu-zeolite, Fe-zeolite)를 코팅하여 SDPF 전단에서 공급되는 NH3 및 배기가스 중의 NOx를 SCR 촉매 상에서 반응시켜, NOx를 물과 N2로 정화시키는 기능을 한다. 또한, SDPF는 필터의 기능을 하므로 DPF의 기능인 배기가스 중의 SOOT를 포집하여, 엔진에서 후 분사를 통하여 배기온도를 상승시키고 이를 통해 SDPF에 포집된 SOOT를 산화/제거시킨다.The diesel filter trap field coats the pore DPF with an SCR catalyst (generally, Cu-zeolite, Fe-zeolite) to react NH3 supplied from the front end of the SDPF and NOx in exhaust gas on the SCR catalyst to purify NOx into water and N2. function. In addition, since the SDPF functions as a filter, it collects SOOT in the exhaust gas, which is the function of the DPF, and raises the exhaust temperature through post-injection in the engine, thereby oxidizing/removing the SOOT collected in the SDPF.

선택적 환원 촉매는 요소수를 배기 중에 주입하여 암모니아를 생성시키고 암모니아와 NOx를 반응시켜 물과 질소로 무해화 한다.The selective reduction catalyst injects urea water into the exhaust to generate ammonia and reacts ammonia with NOx to detoxify it into water and nitrogen.

한편, 디젤엔진에 있어서 배기가스를 저감하는 방법에는 크게 두 가지 방법이 있다. 우선 엔진의 연소 특성을 최적화하여 유해물질의 배출을 원칙적으로 저감하는 방법과 엔진 이후 촉매 및 필터를 통해 제거하는 방법이 있다.Meanwhile, there are largely two methods for reducing exhaust gas in a diesel engine. First of all, there is a method of reducing the emission of harmful substances in principle by optimizing the combustion characteristics of the engine, and a method of removing them through a catalyst and filter after the engine.

DOC 및 DFP가 장착된 후처리 시스템의 경우 디젤 배기물에 대하여 백금(Pt), 파라듐(Pd) 등을 활용한 산화촉매 방법으로 1차적인 저감 후 매연 및 입자상 물질을 물리적으로 포집/제거하도록 하는 2차 저감 방식으로 배기가스의 유해물질을 최소화시킬 수 있다.In the case of a post-treatment system equipped with DOC and DFP, it is designed to physically capture/remove soot and particulate matter after primary reduction by an oxidation catalyst method using platinum (Pt) and palladium (Pd) for diesel exhaust. It is possible to minimize the harmful substances in the exhaust gas through the secondary reduction method.

이에, 점차 엄격해지고 있는 환경규제에 대응하기 위하여 점차 복잡한 형태로 변화하고 있는 배기가스 후처리 시스템의 공간 활용도를 높이기 위한 새로운 방식의 배기 후처리 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, to respond to increasingly stringent environmental regulations, a new type of exhaust post-processing system for increasing the space utilization of the exhaust gas post-processing system, which is gradually changing into a complex form, is provided.

(한국공개특허 제10-1993-0005166호 (1994.10.17)(Korean Patent Publication No. 10-1993-0005166 (1994.10.17)

본 발명의 목적은 기존 엔진룸 공간 안에 수평방향으로 배치되는 후처리 장치를 장착하는 데에 한계가 있어 공간 활용도가 높도록 배기 장치를 수직방향으로 배치하여 배기 효율과 유동성능을 확보할 수 있는 농기계용 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is that there is a limit to mounting a post-processing device disposed horizontally in the existing engine room space, so that the exhaust device is vertically arranged to increase space utilization, thereby securing exhaust efficiency and fluidity. To provide a vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machinery.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 농기계 작동시 배출되는 배기가스를 정화할 수 있는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치(10)는 일단에서 유입되는 배기가스에 함유된 입자상물질(PM)에 함유된 탄화수소(HC)를 주성분으로 하는 용해성 유기물질(SOF)를 산화시켜 물과 이산화탄소로 변환시키는 디젤산화촉매부(100); 디젤산화촉매부의 상측에 배치되는 믹서부(200); 믹서부의 상측에 배치되며, 입자상물질이 포집되었을 때에, 배출가스의 온도를 높여 입자상물질을 연소시키는 디젤필터트랩부(300); 및 디젤필터트랩부의 상측에 적층배치되며, 배기중에 요소수를 주입하여 암모니아를 생성시키고 암모니아와 질소산화물(NOX)을 반응시켜 물과 질소로 변환시키는 선택적환원촉매부(400);를 포함하며, 디젤산화촉매부, 믹서부, 디젤필터트랩부 및 선택적환원촉매부는 각각 캔 형상의 모듈로 형성되고, 하측에서 부터 상측으로 차례로 결합된다.In order to achieve the above object, the vertical exhaust gas post-processing device 10 for agricultural machines capable of purifying the exhaust gas discharged during operation of the agricultural machine according to an embodiment of the present invention is a particulate matter contained in the exhaust gas flowing in from one end. a diesel oxidation catalyst unit 100 that oxidizes soluble organic matter (SOF) containing hydrocarbon (HC ) contained in the material (PM) as a main component and converts it into water and carbon dioxide; A mixer unit 200 disposed above the diesel oxidation catalyst unit; a diesel filter trap unit 300 disposed above the mixer unit and combusting the particulate matter by raising the temperature of the exhaust gas when the particulate matter is collected; And a selective reduction catalyst unit 400 disposed in a stacked manner on the upper side of the diesel filter trap unit, injecting urea water into the exhaust to generate ammonia and reacting ammonia with nitrogen oxides (NOX) to convert them into water and nitrogen. The diesel oxidation catalyst unit, the mixer unit, the diesel filter trap unit, and the selective reduction catalyst unit are each formed as a can-shaped module, and are sequentially coupled from the bottom to the top.

여기서, 디젤산화촉매부, 믹서부, 디젤필터트랩부 및 선택적환원촉매부는 캔 형상의 모듈로 형성되어 서로 맞닿는 부분의 외경이 확폭되도록 플랜지 쉘이 각각 결합되고, 서로 맞닿는 플랜지 쉘을 탈부착 가능하도록 결합시켜, 디젤산화촉매부, 믹서부, 디젤필터트랩부 및 선택적환원촉매부가 수직방향으로 적층배치시키는 클램프;를 더 포함할 수 있다.Here, the diesel oxidation catalyst unit, the mixer unit, the diesel filter trap unit, and the selective reduction catalyst unit are formed as can-shaped modules, and the flange shells are coupled to each other so that the outer diameter of the contacting portion is widened, and the flange shells in contact with each other are combined to be detachable. It may further include a clamp for stacking and disposing the diesel oxidation catalyst unit, the mixer unit, the diesel filter trap unit, and the selective reduction catalyst unit in the vertical direction.

여기서, 디젤산화촉매부(100)는 제1 하우징(110); 제1 하우징의 내측의 외경에 대응되도록 형성되는 제1 촉매(120); 제1 촉매의 하측에 배치되어 촉매를 따라 유입되는 배기가스의 유로를 일정하게 유지되도록 복수의 홀이 형성되는 베플(baffle) 플레이트(130); 제1 하우징의 외측을 감싸는 단열재(140); 및 단열재를 감싸 단열재의 단열 성능을 향상시키는 제1 외측커버(150)를 구비할 수 있다.Here, the diesel oxidation catalyst unit 100 includes a first housing 110; a first catalyst 120 formed to correspond to the outer diameter of the inner side of the first housing; a baffle plate 130 disposed under the first catalyst and having a plurality of holes formed therein to maintain a constant passage of exhaust gas flowing along the catalyst; an insulator 140 surrounding the outside of the first housing; and a first outer cover 150 that wraps around the heat insulating material and improves heat insulating performance of the heat insulating material.

여기서, 믹서부(200)는 제2 하우징(210); 제2 하우징의 내측에 배치되는 중공의 파이프(220); 띠 형상으로 형성되며, 파이프를 중심으로 하측에서 상측을 따라 배치되는 헬리컬 플레이트(230); 및 파이프의 상측에 배치되는 플러그(240)를 구비한다.Here, the mixer unit 200 includes a second housing 210; a hollow pipe 220 disposed inside the second housing; A helical plate 230 formed in a band shape and disposed along the upper side from the lower side with respect to the pipe; and a plug 240 disposed on the upper side of the pipe.

여기서, 디젤필터트랩부(300)는 제3 하우징(310); 및 제3 하우징의 내경에 대응되도록 형성되는 제2 촉매(320);를 구비한다.Here, the diesel filter trap unit 300 includes a third housing 310; and a second catalyst 320 formed to correspond to the inner diameter of the third housing.

여기서, 선택적환원촉매부는 제4 하우징(410); 제4 하우징의 내경에 대응되도록 형성되는 제3 촉매(420); 및 제4 하우징의 타단에 결합되어 유출구(411)를 연결하는 콘연결부(430);를 구비할 수 있다.Here, the selective reduction catalyst unit includes a fourth housing 410; a third catalyst 420 formed to correspond to the inner diameter of the fourth housing; and a cone connection portion 430 that is coupled to the other end of the fourth housing and connects the outlet 411 .

본 발명에 의한 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치는 기존 엔진룸에 장착되던 방식을 벗어나 측면에 수직으로 장착됨으로써 강화된 배출가스 규제에 대응하기 용이하다.The vertical exhaust gas post-processing device for agricultural machinery according to the present invention is mounted vertically on the side of the existing engine room, so it is easy to respond to the strengthened exhaust gas regulations.

또한, 본 발명은 건설기계 및 소형선박에 활용이 가능하여, 현재 지속적으로 감소하고 있는 상용차 시장을 대체할 신시장 개척에 중요한 교두보 역할을 할 수 있다.In addition, the present invention can be used for construction machinery and small ships, so it can play an important role as a bridgehead in developing new markets to replace the commercial vehicle market, which is currently continuously declining.

이에 더하여, 본 발명을 통하여 국내 농기계, 건설기계에서 발생하는 PM에 대하여 90% 이상 필터링이 가능하여, 국내 미세먼지 문제에 대응할 수 있다.In addition, through the present invention, it is possible to filter more than 90% of PM generated from domestic agricultural machinery and construction machinery, thereby responding to the domestic fine dust problem.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치의 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤산화촉매부의 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 믹서부의 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤필터트랩부의 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선택적환원촉매부의 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치에 센서가 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치가 농기계에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
1 is a view of a vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machinery according to an embodiment of the present invention.
2 is a view of a diesel oxidation catalyst unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram of a mixer unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view of a diesel filter trap unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a view of a selective reduction catalyst unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state in which a sensor is mounted in a vertical exhaust gas post-processing device for agricultural machinery according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a state in which a vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machines according to an embodiment of the present invention is mounted on agricultural machines.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information. Like reference numerals refer to like elements in the drawings.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시 되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치의 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치가 농기계에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.1 is a view of a vertical exhaust gas post-processing device for agricultural machines according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows a state in which the vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machines according to an embodiment of the present invention is mounted on an agricultural machine. it is a drawing

도 1 및 도 7을 참조하여 설명하면, 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치(10)는 농기계(A)에 장착되어 농기계의 작동시 배출되는 배기가스를 정화할 수 있는 것으로서, 디젤산화촉매부(DOC, 100), 믹서부(200), 디젤필터트랩부(SDPF, 300) 및 선택적환원촉매부(SCR, 400)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 7 , the vertical exhaust gas post-processing device 10 for agricultural machinery is mounted on the agricultural machine A and can purify the exhaust gas discharged during operation of the agricultural machine, and the diesel oxidation catalyst unit (DOC, 100), a mixer unit 200, a diesel filter trap unit (SDPF, 300) and a selective reduction catalyst unit (SCR, 400).

디젤산화촉매부(DOC, 100)는 일단에서 유입되는 배기가스에 함유된 입자상물질(PM)에 함유된 탄화수소(HC)를 주성분으로 하는 용해성 유기물질(SOF)를 산화시켜 물과 이산화탄소로 변환시킨다.The diesel oxidation catalyst unit (DOC, 100) oxidizes soluble organic matter (SOF), whose main component is hydrocarbon (HC) contained in particulate matter (PM) contained in the exhaust gas flowing in from one end, and converts it into water and carbon dioxide. .

믹서부(200)는 디젤산화촉매부의 상측에 배치된다.The mixer unit 200 is disposed above the diesel oxidation catalyst unit.

디젤필터트랩부(SDPF, 300)는 믹서부(200)의 상측에 배치되며, 입자상물질이 포집되었을 때에, 배출가스의 온도를 높여 입자상물질을 연소시킨다.The diesel filter trap unit (SDPF) 300 is disposed above the mixer unit 200, and when particulate matter is collected, the temperature of the exhaust gas is raised to burn the particulate matter.

선택적환원촉매부(SCR, 400)는 디젤필터트랩부(300)의 상측에 적층배치되며, 배기중에 요소수를 주입하여 암모니아를 생성시키고 암모니아와 질소산화물(NOX)을 반응시켜 물과 질소로 변환시킨다.The selective reduction catalyst unit (SCR, 400) is stacked and disposed on the upper side of the diesel filter trap unit 300, and generates ammonia by injecting urea water into the exhaust and converts ammonia and nitrogen oxides (NOX) into water and nitrogen by reacting let it

이때, 디젤산화촉매부(100), 믹서부(200), 디젤필터트랩부(300) 및 선택적환원촉매부(400)는 하측에서 부터 상측으로 차례로 결합된다. 이를 위하여, 디젤산화촉매부(100), 믹서부(200), 디젤필터트랩부(300) 및 선택적환원촉매부(400)는 각각 캔 형상의 모듈로 형성되고, 서로 맞닿는 부분의 외경이 확폭되도록 플랜지 쉘이 각각 결합된다. 서로 맞닿은 플랜지 쉘은 클램프(500)를 통하여 탈부착 가능하도록 수직방향으로 적층배치되도록 결합될 수 있다. 또한, 각각이 모듈로 형성되고 탈착 및 결합이 용이하기 때문에 교체가 필요한 모듈만 간단하게 교체시킴으로써 전체적인 장치의 유지관리성을 증대시킬 수 있다.At this time, the diesel oxidation catalyst unit 100, the mixer unit 200, the diesel filter trap unit 300 and the selective reduction catalyst unit 400 are sequentially coupled from the bottom to the top. To this end, the diesel oxidation catalyst unit 100, the mixer unit 200, the diesel filter trap unit 300, and the selective reduction catalyst unit 400 are each formed as a can-shaped module, and the outer diameters of the contacting parts are widened. Flange shells are coupled to each other. Flange shells in contact with each other may be coupled to be stacked in a vertical direction so as to be detachable through the clamp 500. In addition, since each module is formed and is easy to attach and detach, it is possible to increase the maintainability of the entire device by simply replacing only the module that needs to be replaced.

이를 통하여, 농기계의 배기가스의 배출효과를 증대시킬 수 있다.Through this, it is possible to increase the exhaust gas emission effect of the agricultural machine.

이하에서, 상기 설명한 디젤산화촉매부(DOC, 100), 믹서부(200), 디젤필터트랩부(SDPF, 300) 및 선택적환원촉매부(SCR, 400)에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the above-described diesel oxidation catalyst unit (DOC, 100), mixer unit 200, diesel filter trap unit (SDPF, 300), and selective reduction catalyst unit (SCR, 400) will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤산화촉매부의 도면이다.2 is a view of a diesel oxidation catalyst unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하여 설명하면, 디젤산화촉매부(100)는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치(10)의 하측에 위치하는 것으로서, 캔 형상의 모듈로 형성되며 제1 하우징(110), 제1 촉매(120), 플레이트(130), 단열재(140) 및 제1 외측커버(150)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 2, the diesel oxidation catalyst unit 100 is located on the lower side of the vertical exhaust gas post-treatment device 10 for agricultural machinery, is formed of a can-shaped module, and includes a first housing 110, A catalyst 120, a plate 130, an insulator 140, and a first outer cover 150 may be provided.

제1 하우징(110)은 중공의 원통형상으로 형성되어 내부에 수용공간이 형성되며, 일측면에 유입구(111)가 형성된다.The first housing 110 is formed in a hollow cylindrical shape, has a receiving space formed therein, and has an inlet 111 formed on one side thereof.

제1 촉매(120)는 제1 하우징(110)의 내측의 외경에 대응되도록 형성되어 제1 하우징(110)의 내측에 배치되며, L형 링(112)을 통해 제1 하우징(110)의 내부에 고정된다. 이때, L형 링(112)과 맞닿는 제1 하우징(110)의 내측은 L형 링(112)에 대응되는 단차홈이 형성되어 L형 링(112)의 견고한 결합상태가 유지되도록 할 수 있다. 또한, L형 링(112)을 통하여 배기가스가 바깥으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.The first catalyst 120 is formed to correspond to the outer diameter of the inside of the first housing 110 and is disposed inside the first housing 110, and is disposed inside the first housing 110 through the L-shaped ring 112. fixed on At this time, a stepped groove corresponding to the L-shaped ring 112 is formed on the inside of the first housing 110 that comes into contact with the L-shaped ring 112 so that the L-shaped ring 112 is firmly coupled. In addition, it is possible to prevent the exhaust gas from leaking out through the L-shaped ring 112.

베플(baffle) 플레이트(130)는 복수의 홀(131)이 형성되며, 제1 촉매(120)의 하측에 배치되어 제1 촉매(120)를 따라 유입되는 배기가스의 유로가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.The baffle plate 130 has a plurality of holes 131 and is disposed below the first catalyst 120 so that the flow path of the exhaust gas introduced along the first catalyst 120 is maintained constant. can

단열재(140)는 제1 하우징(110)의 외측을 감싸도록 형성된다.The insulator 140 is formed to surround the outside of the first housing 110 .

제1 외측커버(150)는 단열재(140)를 감싸 단열재(140)의 단열 성능을 향상시킨다. The first outer cover 150 surrounds the heat insulating material 140 to improve the heat insulating performance of the heat insulating material 140 .

플랜지 쉘(160)은 제1 하우징(110)의 상단에 압입방식으로 견고하게 결합될 수 있다. 그리고, 플랜지 쉘(160)은 클램프(500)로 견고하게 고정될 수 있다.The flange shell 160 may be firmly coupled to the top of the first housing 110 by a press fit method. Also, the flange shell 160 may be firmly fixed with the clamp 500 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 믹서부의 도면이다.3 is a diagram of a mixer unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하여 설명하면, 믹서부(200)는 캔 형상의 모듈로 형성되며 디젤산화촉매부(100)와 연통되도록 디젤산화촉매부(100)의 상측에 배치되는 것으로서, 제2 하우징(210), 파이프(220), 헬리컬 플레이트(230), 플러그(240), 콘(250), 플랜지 쉘(260), 도징 플랜지(270) 및 단열재(280)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the mixer unit 200 is formed as a can-shaped module and disposed above the diesel oxidation catalyst unit 100 to communicate with the diesel oxidation catalyst unit 100, and the second housing 210 ), a pipe 220, a helical plate 230, a plug 240, a cone 250, a flange shell 260, a dosing flange 270 and an insulator 280.

제2 하우징(210)은 중공의 원통형상으로 형성되어 내부에 수용공간이 형성된다. 이때, 제2 하우징(210)의 내측방향으로 내측 제2 하우징(211)이 형성될 수 있다. 후술하는 헬리컬 플레이트(230)는 내측 제2 하우징(211)와 파이프(220)을 통해 안정적인 결합상태가 유지되도록 할 수 있다.The second housing 210 is formed in a hollow cylindrical shape and has an accommodation space therein. At this time, the inner second housing 211 may be formed in the inner direction of the second housing 210 . The helical plate 230 to be described later can maintain a stable coupling state through the inner second housing 211 and the pipe 220 .

파이프(220)는 중공으로 형성되어 제2 하우징(210)의 내측에 배치된다. The pipe 220 is hollow and disposed inside the second housing 210 .

헬리컬 플레이트(230)는 띠 형상으로 형상되며, 파이프(220)의 외주면을 따라 하측에서 상측을 따라 나선구조로 형성된다. 이때, 헬리컬 플레이트(230)의 상단에 복수의 홀(231)이 형성된다. 복수의 홀(231)은 헬리컬 플레이트(230)를 따라 순차적으로 복수로 형성되는 것이 바람직하다. 헬리컬 플레이트(230)는 유동 단면적을 축소하여 유속을 증대시켜 배기가스의 정화성능을 증대시킬 수 있다.The helical plate 230 is shaped like a band and is formed in a spiral structure along the outer circumferential surface of the pipe 220 from the lower side to the upper side. At this time, a plurality of holes 231 are formed at the top of the helical plate 230 . It is preferable that the plurality of holes 231 are sequentially formed in plurality along the helical plate 230 . The helical plate 230 may increase the purification performance of the exhaust gas by reducing the flow cross-sectional area and increasing the flow velocity.

플러그(240)는 파이프(220)의 상측에 배치되며 복수의 홀(241)이 형성되어 유동분포를 균일하게 할 수 있다.The plug 240 is disposed on the upper side of the pipe 220 and has a plurality of holes 241 to make the flow distribution uniform.

콘(250)은 내측 제2 하우징(211)의 상측에 결합되며, 상측 방향을 따라 관경이 작아지도록 형성된다. 이러한 콘(250)은 믹서부(200)의 상단에 위치하는 디젤필터트랩부(300)의 외곽에 집중되는 배기가스의 유동을 억제할 수 있으며, 배기가스와 우레아의 믹싱효과를 증대시킬 수 있다. 이때, 콘(250)에는 적어도 하나 이상의 홀(251)이 형성될 수 있다. 이러한, 홀(251)을 통하여 헬리컬 플레이트(230)의 입구측에서 바운싱된 유동 흐름 위치 이동을 유도할 수 있으며, 헬리컬 플레이트(230)의 하단으로 분포된 액적의 상방향 확산유도를 제공할 수 있다.The cone 250 is coupled to the upper side of the inner second housing 211 and is formed to have a smaller diameter along the upper side. The cone 250 can suppress the flow of exhaust gas concentrated on the outside of the diesel filter trap part 300 located at the top of the mixer part 200, and can increase the mixing effect of the exhaust gas and urea. . At this time, at least one hole 251 may be formed in the cone 250 . Through the hole 251, it is possible to induce a positional movement of the flow bouncing at the inlet side of the helical plate 230, and to induce upward diffusion of droplets distributed to the lower end of the helical plate 230. .

플랜지 쉘(260)은 제2 하우징(210)의 상단 및 하단에 압입방식으로 견고하게 결합될 수 있다. 그리고, 플랜지 쉘(260)은 클램프(500)로 견고하게 고정될 수 있다.The flange shell 260 may be firmly coupled to the upper and lower ends of the second housing 210 by a press fit method. Also, the flange shell 260 may be firmly fixed with the clamp 500 .

도징 플랜지(270)는 제2 하우징(210)의 일측면에 형성되어 내측 제2 하우징(211)의 내측으로 관통되도록 형성될 수 있다. 도징 플랜지(270)의 내측 각도는 대략 75도로 형성될 수 있으며, 도징 플랜지(270)를 통하여 우레아가 분무될 수 있다. 도징 플랜지(270)의 내측 각도가 75도로 형성될 경우, 분사 거리 축소로 내측 정체된 유속 및 온도강하 영역이 최소화되도록 할 수 있다. 우레아 수용액(NH2CO)능 분사하게 되면 배기가스에 포함되어 있는 NOX를 질소, 수증기로 환원시킬 수 있다.The dosing flange 270 may be formed on one side of the second housing 210 and penetrate into the inner second housing 211 . The inner angle of the dosing flange 270 may be formed at approximately 75 degrees, and urea may be sprayed through the dosing flange 270 . When the inner angle of the dosing flange 270 is formed at 75 degrees, the spraying distance can be reduced to minimize the stagnant flow rate and temperature drop area inside. When urea aqueous solution (NH2CO) is sprayed, NOX contained in the exhaust gas can be reduced to nitrogen and water vapor.

단열재(280)는 제2 하우징(210)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있다.The insulator 280 may be formed to surround the outside of the second housing 210 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤필터트랩부의 도면이다.4 is a view of a diesel filter trap unit according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하여 설명하면, 디젤필터트랩부(300)는 캔 형상의 모듈로 형성되는 것으로서, 제3 하우징(310), 제2 촉매(320), 플랜지 쉘(330) 및 단열재(340)를 구비한다.Referring to FIG. 4, the diesel filter trap unit 300 is formed of a can-shaped module, and includes the third housing 310, the second catalyst 320, the flange shell 330 and the insulator 340. provide

제3 하우징(310)은 중공의 원통형상으로 형성되어 내부에 수용공간이 형성된다.The third housing 310 is formed in a hollow cylindrical shape and has an accommodation space therein.

제2 촉매(320)는 제3 하우징의 내경에 대응되도록 형성되어 제3 하우징(310)의 내측에 배치된다. 이때, 제2 촉매(320)는 L형 링(311)을 통해 제3 하우징(310)의 내부에 고정된다. 이때, L형 링(311)과 맞닿는 제3 하우징(310)의 내측은 L형 링(311)에 대응되는 단차홈이 형성되어 L형 링(311)의 견고한 결합상태가 유지되도록 할 수 있다.The second catalyst 320 is formed to correspond to the inner diameter of the third housing and is disposed inside the third housing 310 . At this time, the second catalyst 320 is fixed to the inside of the third housing 310 through the L-shaped ring 311 . At this time, a stepped groove corresponding to the L-shaped ring 311 is formed on the inside of the third housing 310 that comes into contact with the L-shaped ring 311 so that the L-shaped ring 311 can be firmly coupled.

플랜지 쉘(330) 및 단열재(340)는 앞서 설명한 바와 그 구조 및 특징이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the structure and characteristics of the flange shell 330 and the insulator 340 are the same as those described above, a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선택적환원촉매부의 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치에 센서가 장착된 상태를 나타내는 도면이다.5 is a view of a selective reduction catalyst unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing a state in which a sensor is mounted in a vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machinery according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 6을 참고하여 설명하면, 선택적환원촉매부(400)는 제4 하우징(410), 제3 촉매(420), 콘연결부(430), 플랜지 쉘(440), 단열재(450) 및 차압센서(460)를 구비할 수 있다.5 and 6, the selective reduction catalyst unit 400 includes a fourth housing 410, a third catalyst 420, a cone connection unit 430, a flange shell 440, an insulator 450, and A differential pressure sensor 460 may be provided.

제4 하우징(410)은 중공의 원통형상으로 형성되어 내부에 수용공간이 형성된다. 그리고, 제4 하우징(410)의 타측에는 콘연결부(430)가 형성되고, 콘연결부(430)에 유출구(411)를 연결되어 정화된 배기가스가 토출되게 된다.The fourth housing 410 is formed in a hollow cylindrical shape and has an accommodation space therein. And, the cone connection part 430 is formed on the other side of the fourth housing 410, and the outlet 411 is connected to the cone connection part 430 so that the purified exhaust gas is discharged.

제3 촉매(420)는 제4 하우징의 내경에 대응되도록 형성된다.The third catalyst 420 is formed to correspond to the inner diameter of the fourth housing.

플랜지 쉘(440) 및 단열재(450)는 앞서 설명한 바와 그 구조 및 특징이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the structure and characteristics of the flange shell 440 and the insulator 450 are the same as those described above, a detailed description thereof will be omitted.

차압센서(460)는 제4 하우징(410)의 일측면에 결합될 수 있다. 차압센서(460)는 단열재(450)의 일측면에 결합되는 센서고정구(461)를 통하여 견고하게 고정될 수 있다.The differential pressure sensor 460 may be coupled to one side of the fourth housing 410 . The differential pressure sensor 460 may be firmly fixed through a sensor fixture 461 coupled to one side of the heat insulating material 450 .

본 발명에 의한 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치는 기존 엔진룸에 장착되던 방식을 벗어나 측면에 수직으로 장착됨으로써 강화된 배출가스 규제에 대응하기 용이하다.The vertical exhaust gas post-processing device for agricultural machinery according to the present invention is mounted vertically on the side of the existing engine room, so it is easy to respond to the strengthened exhaust gas regulations.

또한, 본 발명은 건설기계 및 소형선박에 활용이 가능하여, 현재 지속적으로 감소하고 있는 상용차 시장을 대체할 신 시장 개척에 중요한 교두보 역할을 할 수 있다.In addition, the present invention can be used for construction machinery and small ships, so it can play an important role as a bridgehead in developing new markets to replace the commercial vehicle market, which is currently continuously declining.

이에 더하여, 본 발명을 통하여 국내 농기계, 건설기계에서 발생하는 PM에 대하여 90% 이상 필터링이 가능하여, 국내 미세먼지 문제에 대응할 수 있다.In addition, through the present invention, it is possible to filter more than 90% of PM generated from domestic agricultural machinery and construction machinery, thereby responding to the domestic fine dust problem.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 디젤산화촉매부 110 : 제1 하우징
120 : 제1 촉매 130 : 플레이트
140 : 단열재 150 : 제1 외측커버
200 : 믹서부 210 : 제2 하우징
220 : 파이프 230 : 헬리컬 플레이트
240 : 플러그 250 : 콘
260 : 플랜지 쉘 270 : 도징 플랜지
280 : 단열재 300 : 디젤필터트랩부
310 : 제3 하우징 320 : 제2 촉매
330 : 플랜지 쉘 340 : 단열재
400 : 선택적환원촉매부 410 : 제4 하우징
420 : 제3 촉매 430 : 콘연결부
440 : 플랜지 쉘 450 : 단열재
460 : 차압센서 500 : 클램프
100: diesel oxidation catalyst unit 110: first housing
120: first catalyst 130: plate
140: insulator 150: first outer cover
200: mixer unit 210: second housing
220: pipe 230: helical plate
240: plug 250: cone
260: flange shell 270: dosing flange
280: insulation material 300: diesel filter trap part
310: third housing 320: second catalyst
330: flange shell 340: insulation
400: selective reduction catalyst unit 410: fourth housing
420: third catalyst 430: cone connection
440: flange shell 450: insulation
460: differential pressure sensor 500: clamp

Claims (6)

농기계 작동시 배출되는 배기가스를 정화할 수 있는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치(10)에 있어서,
일단에서 유입되는 배기가스에 함유된 입자상물질(PM)에 함유된 탄화수소(HC)를 주성분으로 하는 용해성 유기물질(SOF)를 산화시켜 물과 이산화탄소로 변환시키는 디젤산화촉매부(100);
상기 디젤산화촉매부의 상측에 배치되는 믹서부(200);
상기 믹서부의 상측에 배치되며, 상기 입자상물질이 포집되었을 때에, 배출가스의 온도를 높여 상기 입자상물질을 연소시키는 디젤필터트랩부(300); 및
상기 디젤필터트랩부의 상측에 적층배치되며, 배기중에 요소수를 주입하여 암모니아를 생성시키고 상기 암모니아와 질소산화물(NOX)을 반응시켜 물과 질소로 변환시키는 선택적환원촉매부(400);를 포함하며,
상기 믹서부(200)는,
제2 하우징(210);
상기 제2 하우징의 내측에 배치되는 중공의 파이프(220);
띠 형상으로 형성되며, 상기 파이프(220)의 외주면을 따라 하측에서 상측을 따라 나선구조로 형성되는 동시에 복수개의 홀이 형성되는 헬리컬 플레이트(230);
상기 파이프의 상측에 배치되는 플러그(240);
상기 제2 하우징(210)의 상측에 결합되며, 상측 방향을 따라 관경이 작아지도록 형성되며, 하나 이상의 홀(251)이 형성되는 콘(250);
상기 제2 하우징(210)의 상단 및 하단에 압입방식으로 견고하게 결합되는 플랜지 쉘(260);
상기 제2 하우징(210)의 내측방향으로 형성된 내측 제2 하우징(211)의 내측으로 관통되도록 형성된 도징 플랜지(270); 및
상기 제2 하우징(210)의 외측을 감싸도록 형성되는 단열재(280);를 구비하며,
상기 헬리컬 플레이트(230)는 상기 내측 제2 하우징(211)와 파이프(220)을 통해 안정적인 결합상태를 유지하고, 상기 콘(250)은 내측 제2 하우징(211)의 상측에 결합되며, 상측 방향을 따라 관경이 작아지도록 형성되고,
상기 선택적환원촉매부(400)는, 중공의 원통형상으로 형성되어 내부에 수용공간이 형성된 제4 하우징(410); 상기 제4 하우징의 내경에 대응되도록 형성되는 제3 촉매(420); 상기 제4 하우징의 타단에 결합되어 유출구(411)를 연결하는 콘연결부(430); 상기 제4 하우징(410)을 둘러싸는 단열재(450) 및 상기 제4 하우징(410)의 일측면에 결합되는 동시에 단열재(450)의 일측면에 결합되는 센서고정구(461)를 통하여 결합되는 차압센서(460)를 포함하고,
75도의 내측 각도를 갖는 도징 플랜지(270)를 통하여 우레아가 분무되며,
상기 디젤산화촉매부(100), 믹서부(200), 디젤필터트랩부(300) 및 선택적환원촉매부(400)는 각각 캔 형상의 모듈로 형성되고, 하측에서 부터 상측으로 차례로 결합되는 것을 특징으로 하는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치.
In the vertical exhaust gas post-processing device 10 for agricultural machines capable of purifying exhaust gas discharged during operation of agricultural machines,
A diesel oxidation catalyst unit 100 that oxidizes soluble organic matter (SOF) containing hydrocarbon (HC) as a main component contained in particulate matter (PM) contained in exhaust gas introduced from one end to convert it into water and carbon dioxide;
A mixer unit 200 disposed above the diesel oxidation catalyst unit;
a diesel filter trap unit 300 disposed above the mixer unit and combusting the particulate matter by raising the temperature of the exhaust gas when the particulate matter is collected; and
A selective reduction catalyst unit (400) disposed on top of the diesel filter trap unit, generating ammonia by injecting urea water into the exhaust and converting the ammonia and nitrogen oxides (NOX) into water and nitrogen by reacting the exhaust gas, ,
The mixer unit 200,
second housing 210;
a hollow pipe 220 disposed inside the second housing;
A helical plate 230 formed in a band shape, formed in a spiral structure along the outer circumferential surface of the pipe 220 from the lower side to the upper side and having a plurality of holes at the same time;
A plug 240 disposed on the upper side of the pipe;
a cone 250 coupled to the upper side of the second housing 210, formed to have a smaller tube diameter along the upper side, and having one or more holes 251 formed therein;
Flange shell 260 firmly coupled to the top and bottom of the second housing 210 by a press-fitting method;
a dosing flange 270 formed to pass through the inner second housing 211 formed in the inner direction of the second housing 210; and
A heat insulating material 280 formed to surround the outside of the second housing 210;
The helical plate 230 maintains a stable coupled state through the inner second housing 211 and the pipe 220, and the cone 250 is coupled to the upper side of the inner second housing 211, and moves upward. It is formed so that the tube diameter becomes smaller along
The selective reduction catalyst unit 400 includes a fourth housing 410 formed in a hollow cylindrical shape and having an accommodation space therein; a third catalyst 420 formed to correspond to the inner diameter of the fourth housing; a cone connection part 430 coupled to the other end of the fourth housing and connecting the outlet 411; The differential pressure sensor coupled through the heat insulating material 450 surrounding the fourth housing 410 and the sensor fixture 461 coupled to one side of the fourth housing 410 and simultaneously coupled to one side of the insulating material 450 including (460);
Urea is sprayed through a dosing flange 270 having an inside angle of 75 degrees,
The diesel oxidation catalyst unit 100, the mixer unit 200, the diesel filter trap unit 300 and the selective reduction catalyst unit 400 are formed as can-shaped modules, respectively, and are sequentially coupled from the bottom to the top. A vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machinery.
제1항에 있어서,
상기 디젤산화촉매부, 믹서부, 디젤필터트랩부 및 선택적환원촉매부는 상기 캔 형상의 모듈로 형성되어 서로 맞닿는 부분의 외경이 확폭되도록 플랜지 쉘이 각각 결합되고,
서로 맞닿는 상기 플랜지 쉘을 탈부착 가능하도록 결합시켜, 상기 디젤산화촉매부, 믹서부, 디젤필터트랩부 및 선택적환원촉매부가 수직방향으로 적층배치시키는 클램프(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치.
According to claim 1,
The diesel oxidation catalyst unit, the mixer unit, the diesel filter trap unit, and the selective reduction catalyst unit are formed of the can-shaped module, and flange shells are coupled to each other so that the outer diameter of the contacting portion is widened,
A clamp 500 for attaching and detachably coupling the flange shells in contact with each other so that the diesel oxidation catalyst unit, the mixer unit, the diesel filter trap unit and the selective reduction catalyst unit are vertically stacked and arranged. for vertical exhaust gas aftertreatment devices.
제1항에 있어서,
상기 디젤산화촉매부(100)는,
제1 하우징(110);
상기 제1 하우징의 내측의 외경에 대응되도록 형성되는 제1 촉매(120);
상기 제1 촉매의 하측에 배치되어 상기 제1 촉매를 따라 유입되는 배기가스의 유로를 일정하게 유지되도록 복수의 홀이 형성되는 베플(baffle) 플레이트(130);
상기 제1 하우징의 외측을 감싸는 단열재(140); 및
상기 단열재를 감싸 상기 단열재의 단열 성능을 향상시키는 제1 외측커버(150);를 구비하는 것을 특징으로 하는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치.
According to claim 1,
The diesel oxidation catalyst unit 100,
first housing 110;
a first catalyst 120 formed to correspond to an outer diameter of the inner side of the first housing;
a baffle plate (130) disposed under the first catalyst and having a plurality of holes to maintain a constant passage of exhaust gas flowing along the first catalyst;
an insulator 140 surrounding the outside of the first housing; and
A vertical type exhaust gas post-processing device for agricultural machinery, characterized in that it comprises a first outer cover (150) that wraps around the insulator and improves the thermal insulation performance of the insulator.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 디젤필터트랩부(300)는,
제3 하우징(310); 및
상기 제3 하우징의 내경에 대응되도록 형성되는 제2 촉매(320);를 구비하는 것을 특징으로 하는 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치.
According to claim 1,
The diesel filter trap part 300,
a third housing 310; and
A vertical exhaust gas post-treatment device for agricultural machinery, characterized in that it includes a second catalyst 320 formed to correspond to the inner diameter of the third housing.
삭제delete
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