KR102549840B1 - 콤바인 - Google Patents

Abstract

여유 공간을 유효하게 활용하여 레이 아웃을 크게 바꾸지 않고도 강화된 배기가스 규제를 충족시키기 위해 배기가스 후처리 장치를 추가 장착한 콤바인이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인은, 기체 조작부와 곡물탱크 사이의 엔진 룸에 기체의 좌우 폭방향을 따라 엔진이 횡행 배치되고, 기체 일측의 탈곡·선별장치와 대향부 타측의 곡물탱크 사이에는 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)와 SCR(Selective Catalytic Reduction)로 구성된 상기 배기가스 후처리 장치가 배치되며, SCR 배출 측에서 연장되는 배기파이프가 상기 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이를 따라 곡물탱크의 상면보다 높게 상향 연장되어 기체 상부로 노출됨을 구성의 요지로 한다.

Description

콤바인{Combine}

본 발명은 콤바인에 관한 것으로, 특히 배기가스 내 오염물질 저감을 위해 배기가스 후처리 장치를 탑재한 콤바인에 관한 것이다.

콤바인(Combine)은 강력한 힘을 필요로 하는 작업특성상 디젤엔진을 일반적으로 채택하고 있다. 그러나 디젤엔진은 잘 알려진 것처럼 다른 연료를 사용하는 엔진에 비해 유해가스, 공해물질이 많이 배출되는 문제가 있으며, 따라서 배기가스 규제를 강화하는 추세에서 그 규제를 총족시키려는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

디젤엔진의 배기가스 오염도를 낮추려는 시도로서 배기가스 정화처리를 위한 장치의 장착을 예로 들 수 있다. 배기가스 내 정화 대상물은 주로 질소 산화물(NOx)과 입자상 물질(이하 'PM'이라 함)이며, 이를 위해 DPF(Diesel Particulate Filter, 디젤입자필터)나 NOx 촉매(DOC, Diesel Oxidation Catalyst)로 구성된 후처리 장치를 일반적으로 채택하고 있다.

특히 최근 유럽이나 북미 등 선진국에서 시행하고 있는 Tier 4 수준의 강력한 배기가스 규제를 총족시키기 위하여, 기존 대형트럭 등에나 적용되던 SCR(Selective Catalytic Reduction, 촉매 환원 장치)을 상기 콤바인에도 적용시키려는 노력이 확산되고 있다. 참고로 SCR은 배기가스에 요소수(NH3 성분)를 분사하여 NOx를 저감시켜주는 장치이다.

그러나 일반적으로 널리 알려진 콤바인(combine)의 경우 다른 농작업 차량과는 다르게, 수확장치, 탈곡장치, 선별장치, 곡물탱크(grain tank) 등의 복잡한 구성의 다양한 장치들이 탑재되는 구성인 관계로, 그 구조가 상당히 복잡하며, 이로 인해 배기가스 후처리 장치를 취부함에 있어 공간적인 제약이 상당히 크다.

전체적인 레이아웃 및 다른 장치들과의 간섭 등을 고려해 종래 기술로서, 후처리 장치를 탈곡장치 상부 또는 주행기체의 하부 측에 취부하는 기술이 제안된 바 있다. 그러나 후처리 장치 취부를 위한 지지구조가 상당히 복잡하고, 특히 정비 측면에서 부적합한 구조이어서 장치 유지보수에 있어 곤란함이 수반되는 문제가 있다.

더욱이, 후처리 장치의 경우 처리 대상물인 질소 산화물을 고온환경에서 산화시켜 흡착, 연소처리하기 때문에 적절한 고온환경을 유지시킬 필요가 있다. 그러나 탈곡장치의 상부나 주행기체의 하부에 배기가스 후처리 장치를 배치하게 되면 주변부 온도를 고온으로 유지시키기 어려워 정화처리 성능이 효과적으로 발휘되지 못하는 문제가 있다.

또한, 종래 대부분의 콤바인은 배기라인의 최종 배출단(배기파이프)이 지면을 향하도록 기체 프레임 저부를 따라 형성된 구성으로 이루어져, 고온 배출 배기가스에 의한 화재의 위험이 있고, 기체 바닥으로 배출된 배기가스가 엔진으로 재유입됨으로써 엔진의 연소 효율을 저하시켜 성능에 악영향을 미치는 구조적인 문제가 있다.

일본특허공개 제2008-031955호 (공개일 2008. 02. 14)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배기가스 후처리 장치를 장치함에 있어 콤바인의 제한된 스페이스(space)를 유효하게 활용하면서 정비의 편의성을 도모할 수 있는 위치에 배기가스 후처리 장치를 취부한 콤바인을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 콤바인의 전체적인 레이아웃(ray-out)을 변경시키지 않으면서도 배기가스 후처리 장치가 고온 환경을 유지할 수 있는 최적의 위치에 후처리 장치를 배치하여 배기가스 정화처리 성능을 극대화할 수 있는 콤바인을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 배기라인을 개선하여 배출 배기가스에 의한 화재를 예방함과 동시에 엔진 측으로 재유입되는 것을 방지할 수 있는 구성의 콤바인을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 배기파이프 일부가 다른 배기파이프에 수용되는 형태로 두 배기파이프를 비접촉 연결하여, 배기파이프의 이음부 소음을 억제하고, 배기가스의 원활한 유동과 배기가스 온도 저감을 도모할 수 있는 콤바인을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 배기파이프 끝단에 역류방지구를 배치하여 우천 시 빗물이 배기파이프를 통해 배기가스 후처리 장치(SCR)로 유입되는 것을 방지할 수 있는 콤바인을 제공하고자 하는 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명은,

탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이에 배치되는 배기가스 후처리 장치;

상기 배기가스 후처리 장치의 배기가스 배출 측에서 연장되고 말단이 기체 상부로 노출된 배기파이프;를 포함하며,

상기 배기파이프는,

상기 배기가스 배출 측에서 상기 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이의 공간부를 경유하여 상기 곡물탱크 최상면보다 높게 기체 상부로 연장되는 제1 배기파이프와,

상기 제1 배기파이프의 말단과 비접촉 연결되며 상기 곡물탱크 최상면과 평행하게 상기 말단에서 기체 후방으로 연장되는 제2 배기파이프로 구성되며,

상기 제2 배기파이프 선단에 제1 배기파이프의 말단이 동심 배치를 이루면서 일부 겹침 구간을 형성하도록 수용된 것을 특징으로 하는 콤바인을 제공한다.

본 발명에 적용된 상기 배기가스 후처리 장치는 바람직하게, 상기 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이 기체 프레임 상의 DOC와, 상기 DOC 상방의 탈곡·선별장치(8)와 곡물탱크 사이에 기체 프레임의 전후 길이방향으로 배치되는 SCR로 구성되며, 엔진 배기가스 유동을 기준으로 상기 SCR 상류에 DOC가 배치된 구성일 수 있다.

이때, 상기 DOC의 입구는 엔진 배기 측에 제1 연결관을 통해 관 접속되며, 상기 DOC의 출구는 제2 연결관를 통해 상기 SCR의 입구에 관 접속되고, 상기 제2 연결관에 상기 SCR의 출구에서 기체 상부로 연장된 제1 배기파이프가 진동방지 브라켓을 통해 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1 배기파이프와 제2 배기파이프 외면부 전체 또는 일부를 둘러싸는 파이프 커버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 겹침 구간의 제2 배기파이프와 제1 배기파이프 사이에 소정의 갭(g)이 형성되며, 상기 갭(g)을 통해 외부공기가 제2 배기파이프 내부로 유입되어 배기가스 중에 혼입되는 구성일 수 있다.

또한, 상기 제2 배기파이프의 배출단에 배기가스 역류방지를 위해 장착되는 역류방지구;를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 역류방지구는 제2 배기파이프에 대해 소정의 각도로 상향 경자지게 배치되되, 상기 제2 배기파이프 배출단의 하단부와 역류방지구 하단부 사이에 소정의 틈이 형성되도록 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 콤바인에 의하면, 엔진에 인접한 곡물탱크와 탈곡·선별장치 사이의 공간에 DOC와 SCR로 구성된 배기가스 후처리 장치가 취부됨으로써, 기존 레이아웃의 큰 변경 없이도 여유 공간을 유효하게 활용하면서 정비의 편의성을 도모할 수 있는 위치에 후처리 장치를 배치하고 있다는 구조적 장점이 있다.

더욱이, 배기가스 후처리 장치가 종래 일반적으로 채택되던 DOC 뿐 아니라, SCR을 포함하는 구성으로 이루어짐에 따라, 월등히 높은 수준의 정화 처리성능이 발휘될 수 있으며, 따라서 종래 콤바인과는 달리 최근 유럽이나 북미 등 선진국에서 시행하고 있는 Tier 4 수준의 강력한 배기가스 규제를 총족시킬 수 있다.

또한, 엔진의 근접 위치에 후처리 장치(DOC)가 취부됨으로써, DOC는 엔진 복사열의 지속적인 영향을 받아 정화처리에 적합한 고온환경을 계속적으로 유지하는 것이 가능하며, 따라서 대상물인 질소 산화물을 고온환경에서 산화시켜 흡착, 연소 처리하는 DOC의 특성을 고려했을 때 배기가스 정화처리 성능 개선에도 큰 효과가 있다.

또, 정화 처리된 배기가스를 최종 배출시키는 배기파이프가 기체 상부에 배치되고 배출단이 기체 후미를 향하도록 구성됨으로써, 배출 배기가스가 엔진으로 재유입되는 것을 명확하게 방지할 수 있어 엔진의 연소 효율을 높게 유지할 수 있고, 습전 작업 시 침수로부터 배기파이프를 보호할 수 있으며, 고온 배기가스로 인한 화재의 위험을 극히 저감시킬 수 있다.

더하여, 제1 배기파이프 일부가 제2 배기파이프에 수용되어 겹쳐지는 형태로 두 배기파이프가 비접촉 연결된 구성을 이룸으로써, 기체 진동에 따른 배기파이프의 이음부 소음문제를 해소할 수 있는 동시에, 이음부 갭(g)을 통한 외기 유입으로 파이프 내 배기가스의 유동성을 개선할 수 있고 배기가스 온도를 저감시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인의 우측면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인의 좌측면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인에 적용되는 탈곡·선별장치의 개략도.
도 5는 곡물탱크를 생략 도시한 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인의 측면도.
도 6은 도 5를 콤바인 평면에서 바라본 도면.
도 7은 도 5를 콤바인 전방의 예취부 측에서 바라본 도면.
도 8은 도 5에 도시된 배기파이프를 절개 도시한 단면도.
도 9는 도 5의 배기파이프 배출단을 확대 도시한 도면.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인을 우측과 좌측에서 각각 바라본 측면도이며, 도 3은 도 1과 도 2를 통해 도시된 콤바인을 위에서 바라본 평면도이다. 이들 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인의 전체적인 구성부터 먼저 개략적으로 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인은 크게, 기체(1)와, 기체(1) 전방의 예취부(3)로 구성된다. 기체(1)는 크롤러 형태의 주행장치(2)를 갖고, 예취부(3)는 상기 주행기체(1) 전단에 전방을 향해 하향 경사지게 설치되는 예취부 프레임(32)을 매개로 주행기체(1)에 승강 가능하게 연결된다.

예취부(3)는 작동방향이 상반되는 2조의 바리칸 타입(bariquant type)의 예취기를 구비하며, 예취기에 의해 베어진 작물은 예취부(3)를 구성하는 반송수단(부호 생략)을 통해 주행기체(1) 측의 공급체인(4)으로 안전하게 반송되고, 공급체인(4)을 통해 기체(1) 일측의 탈곡·선별장치(8)로 이동된다.

탈곡·선별장치(8)를 거치면서 작물 이삭에 대한 탈곡과 동시에, 탈곡 처리된 작물의 낟알과 함께 포함되어 있던 나락과 지푸라기 등을 걸러내기 위한 선별작업이 행해지며, 선별작업을 거쳐 최종 선별된 낟알은 기체의 다른 측방 내측의 곡물탱크(9)로 반송되어 임시 저장되고 오거(auger, 6)를 통해 주행기체(1) 밖으로 배출된다.

예취부(3) 승강 및 기체 주행과 관련한 조작은 주행기체(1) 타측 전방에 마련되는 기체 조작부(7, 운전석)의 여러 레버조작을 통해 행해지고, 기체 조작부(7) 즉, 운전석 하방과 곡물탱크(9) 사이의 여유공간으로는 실질적으로 기체 주행 및 콤바인에 탑재되는 동력 장치 구동을 위한 동력을 출력하는 엔진(10)이 배치된다.

기체 조작부(7)는 도면과 같이 외부에 노출된 구조이거나 캐빈에 의해 보호되는 구성일 수 있으며, 곡물탱크(9)와 기체 조작부(7) 사이로 엔진 룸(부호 생략)이 형성된다. 그리고 출력축이 기체의 좌우 폭방향을 향하도록 엔진 룸에 엔진(10)이 횡행 탑재되며, 기체 조작부(7)와 곡물탱크(9) 사이의 개폐 가능한 방진커버어셈블리(11)가 엔진 룸을 측면에서 덮는다.

방진커버어셈블리(11)는 외기와 함께 도입되는 이물 여과를 위한 로터리 스크린을 비롯해 엔진 냉각을 위한 순환수와 각종 유압장치 구동용 오일, 그리고 흡기 냉각을 위한 냉각 유닛(인터쿨러(110, 도 5), 오일쿨러(115, 도 5), 라디에이터(미도시) 등)들을 모듈화시킨 구성이며, 엔진(10)과 방진커버어셈블리(11) 사이에 엔진(10)의 냉각팬(106, 도 5)이 위치한다.

도 4는 예취부로부터 제공되는 작물의 탈곡 및 선별을 위한 콤바인의 탈곡·선별장치를 개략 도시한 개략도이다.

도 4를 참조하면, 탈곡·선별장치(8)는 탈곡용 탈곡통(50)과, 탈곡통(50) 하방에 배치되는 수망(54)으로 이루어진 탈곡부를 포함한다. 탈곡통(50)의 둘레면에는 작물 이삭에 붙은 낟알을 훑어 내는 급치(52)가 일정한 배열로 부착되어 있으며, 수망(54)은 상기 탈곡통과 소정의 거리를 두고 이격되어 탈곡통의 하부영역을 둘러싸는 형태로 배치된다.

탈곡통(50)은 엔진 동력으로 회전되며, 탈곡통(50)의 회전에 따른 충격작용과 급치에 의한 훑음 작용, 그리고 탈곡통(50)과 수망(54) 사이에서의 마찰작용 등에 의해 탈곡부(5)로 반송된 작물에 대한 탈곡(脫穀)이 행해지고, 이러한 탈곡과정을 거쳐 탈곡된 낟알은 수망(54)을 통과해 그 하방의 선별부로 낙하 공급된다.

선별부는 상기 탈곡부를 통해 탈곡 처리된 곡물을 요동선별하는 요동선별체(80)와, 중량선별을 위해 바람을 일으키는 선별풍 발생기(85)를 포함한다. 요동선별체(80)는 쭉정이나 티클을 걸러낼 때 사용되는 도구인 키를 까부르는 듯 한 모션으로 작동되며, 상기 선별풍 발생기(85)는 요동선별체(80)를 향해 선별을 위한 바람을 제공한다.

다단에 걸친 보다 정밀한 선별을 위해, 요동선별체(80)는 피드 팬(feed pan, 82)과, 피드 팬 후방으로 연속된 채프시브(chaff sieve, 83), 그리고 이들을 감싸는 시브 케이스(81)로 구성된다. 피드 팬(82)은 곡물 진행방향에 대해 경사진 쐐기형 요철편이 일정 간격으로 형성된 구성을 갖고, 채프시브(83)는 소정의 간격으로 이격된 복수의 채프 핀을 구비한다.

채프시브(83)를 통과한 낟알 중 비중이 비교적 무거운 낟알은 상기 선별풍 발생기(85) 후방의 제1 이송스크류(87) 측으로 낙하되고 이를 통해 기체 다른 측방 내측의 상기 곡물탱크(9)로 반송된다. 그리고 채프시브(83)를 통과한 낟알 중 비교적 가벼운 낟알과 검불 등은 선별풍 발생기(85)에 의해 제2 이송스크류(89) 쪽으로 날려진다.

제2 이송스크류(89)로 보내진 선별 대상물(낟알과 검불 등)은 상기 제2 이송 스크류(89)를 통해 상기 피드 팬(82)으로 다시 반송되며, 중량 선별과정에서 걸러진 나락이나 지푸라기와 같은 검불 등은 상기 탈곡부(5)의 후방에 배치된 배진 팬(86)에 흡입된 뒤 기체의 후방에 형성되는 배출구를 통해 기체의 외부로 배출된다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 콤바인 배기라인의 바람직한 실시 예를 보여주기 위해 곡물탱크를 생략 도시한 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 콤바인을 평면에서 바라본 도면이다. 그리고 도 7은 도 5의 콤바인을 전방 예취부 측에서 바라본 도면이다. 이들 도면을 참조하여 콤바인 배기라인을 살펴본다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 엔진(10) 배기 측 배기매니폴드(104)에서 시작된 배기라인(15)이 상기 곡물탱크(9)와 탈곡·선별장치(8) 사이를 경유하여 곡물탱크(9) 상방으로 연장된다. 이때 엔진(10) 후방의 곡물탱크(9)와 이 곡물탱크(9)에 대향되는 상기 탈곡·선별장치(8) 사이의 배기라인(15) 중간에 배기가스 정화처리용 후처리 장치(16)가 배치된다.

엔진(10)은 배기 측 배기매니폴드(104)가 상기 배기가스 후처리 장치(16) 측을 향하고 반대편 흡기매니폴드(102)가 기체 전방을 향하도록 엔진(10) 룸에 횡행 배치되며, 이때 상기 배기매니폴드(104)에는 이 배기매니폴드(104)에서 배출되는 배기가스로 구동되어 흡기 측으로 제공될 공기를 압축시키는 터보차져(108, 사양에 따라 생략 가능)가 연결된다.

터보차져(108)가 압축시킨 공기는 전술한 방진커버어셈블리(11)의 인터쿨러(110)를 통해 냉각되어 압축과정에서 저하된 공기 밀도를 회복하며, 인터쿨러(110)와 엔진(10)의 흡기 측을 잇는 흡기라인을 통해 엔진(10)의 상기 흡기매니폴드(102)로 제공된다. 그리고 상기 흡기매니폴드(102)를 거쳐 엔진(10)의 각 실린더 내에 지정된 순서로 균등하게 공급된다.

터보차져(108)의 배출 측은 곡물탱크(9)와 탈곡·선별장치(8) 사이의 배기라인(15) 상에 설치되는 후처리 장치(16)와 제1 연결관(150)을 통해 배기가스가 유동 가능하게 접속된다. 이에 따라, 터보차져(108)에서 나온 배기가스는 후처리 장치(16)로 유입되고 일련의 정화처리를 거쳐 오염물질이 극히 저감된 상태로 배기파이프(155)를 통해 공기 중에 방출된다.

본 발명에 적용된 배기가스 후처리 장치(16)는 DOC(17, 디젤 산화 촉매, Diesel Oxidation Catalyst)와 SCR(19, 촉매 환원 장치, Selective Catalytic Reduction)로 구성된다. DOC(17)는 질소 산화물(NOx)의 온도를 상승시켜 흡착 제거하며, SCR(19)은 질소 산화물(NOx)에 요소수를 촉매로 하여 가수분해된 암모니아를 반응시켜 환경에 무해한 질소로 전환시킨다.

DOC(17)는 벌집 형태의 허니컴 담체(擔體)에 금속 촉매 예컨대, 백금(Pt)을 채워 SOF(Soluble Organic Fraction, 용해성 유기물질) 성분을 산화시켜 형성된 것일 수 있다. DOC(17)는 구체적으로, 단면이 다각형인 복수의 통공을 갖는 셀 구조체와 이를 둘러싸는 외벽으로 구성되며, 배기가스 유동을 기준으로 상기 SCR(19)에 앞서 배치된다.

DOC(17)는 상기 엔진(10) 인접 후방의 탈곡·선별장치(8)와 곡물탱크(9) 사이, 구체적으로는 도 7과 같이, 엔진(10) 후방의 곡물탱크(9) 하류 측의 경사부(90) 하방의 공간(S)에 취부되되, 엔진(10)의 진동 영향을 상대적으로 덜 받는 배기 측 상기 터보차져(108)보다 낮은 기체 프레임(14) 상에 브라켓(B)으로 고정될 수 있다.

SCR(19)의 입구에 상기 DOC(17)의 출구가 제2 연결관(152)을 통해 배기가스 유동 가능하게 연결됨으로써, DOC(17)를 통해 1차 정화 처리된 배기가스는 연이어 SCR(19)로 흘러 들어가 2차 정화 처리되며, 최종 정화 처리된 배기가스는 SCR(19)의 출구에 연결된 상기 배기파이프(155)가 형성하는 유동경로를 따라 기체 상부로 이동되어 공기 중에 방출된다.

본 발명에 적용된 상기 SCR(19)은 탈곡·선별장치(8)와 곡물탱크(9) 사이에 기체 프레임의 전후 길이방향을 따라 길게 배치되되, 기체 프레임의 전후 길이방향을 기준으로 전단에 DOC(17)에서 연장된 상기 제2 연결관(152)이 접속되는 배기가스 입구(190)가 형성되고, 반대편 후단에 상기 배기파이프(155)가 연결되는 배기가스 출구(192)가 형성된 원통형 구조일 수 있다.

배기파이프(155)(155)는 상기 SCR(19)의 출구에서 상기 탈곡·선별장치(8)와 곡물탱크(9)(9) 사이의 공간부를 경유하여 기체 상부로 연장되어 외부에 노출되고 기체 후미로 연장된다. 구체적으로, 배기파이프(155)는 상기 SCR(19)에 연결되어 기체 상측으로 뻗은 제1 배기파이프(155a)와, 기체 상측에서 제1 배기파이프(155a)와 비접촉 연결되고 기체 후미로 수평 연장되는 제2 배기파이프(155b)로 구성된다.

제1 배기파이프(155a)는 탈곡·선별장치와 곡물탱크(9) 사이의 공간부를 경유하여 상기 곡물탱크(9) 최상면보다 높게 기체 상부로 연장되고 그 말단이 기체 후방을 향해 수평 절곡된 구성일 수 있고, 제2 배기파이프(155b)는 제1 배기파이프(155a)의 말단과 비접촉 연결되며 상기 곡물탱크(9) 최상면과 평행하게 상기 말단에서 기체 후방으로 연장된다.

도 5에서 도면부호 159는 제1 배기파이프(155a)의 진동방지를 위한 진동방지 브라켓으로서, 진동방지 브라켓은 상기 제2 연결관(152)에 상기 SCR의 출구에서 기체 상부로 연장된 상기 제1 배기파이프(155a)를 견고히 고정시킴으로써, 진동으로 인해 SCR의 출구와 상기 제1 배기파이프(155a)를 체결하는 클램프의 풀림을 방지하는 역할을 한다.

또한, 도 5 및 도 6의 도면부호 22와 24는 각각, 연료탱크와 상기 SCR에 공급될 우레아(요소수)가 수용되는 우레아탱크를 가리킨다.

도 8은 도 5에 도시된 배기파이프를 절개 도시한 단면도이다.

도 8을 참조하면, 제1, 제2 배기파이프(155a)(155b) 간 비접촉 연결은, 제2 배기파이프(155b) 선단에 제1 배기파이프(155a)의 말단이 동심 배치를 이루면서 일부 겹침 구간을 형성하도록 수용됨으로써 구현될 수 있다. 즉 제2 배기파이프(155b)의 내경을 제1 배기파이프(155a) 외경보다 크게 하고, 제1 배기파이프(155a)의 일부가 제2 배기파이프(155b)에 겹쳐지도록 함으로써 구현된다.

제1, 제2 배기파이프(155b) 간 상기한 비접촉 연결로 인해, 상기 겹침 구간의 제2 배기파이프(155b)와 제1 배기파이프(155a) 사이에는 소정의 갭(g)이 형성되고, 제2 배기파이프(155b) 내 배기가스 유동으로 상기 갭(g) 주변은 압력저하가 발생하여 갭(g)을 통해 외부공기가 제2 배기파이프(155b) 내부로 유입되고 배기가스 중에 혼입됨에 따라, 공기 중에 최종 배출되는 배기가스의 온도는 낮아지게 된다.

한편, 도 5 및 도 8에서 도면부호 156은 고온 배기가스에 의한 화상이나 배기가스 복사열이 주변 장치에 미치는 악영향을 방지하는 파이프 커버로서, 파이프 커버(156)는 제1 배기파이프(155a)와 제2 배기파이프(155b) 외면부 전체 또는 일부를 둘러싸며 일정 간격 또는 패턴의 타공(배기파이프(155)이 복사열이 외부로 발산되는 구멍)을 다수 형성한 구성일 수 있다.

도 9는 도 5의 배기파이프(155) 배출단을 확대 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 배기가스를 공기 중에 배출시키는 제2 배기파이프(155b)의 배출단에는 배기가스 역류방지 및 배출방향을 안내를 위한 역류방지구(158)가 장착될 수 있다. 여기서 역류방지구(158)는 도면과 같이, 제2 배기파이프(155b)에 대해 소정의 각도로 상향 경자지게 배치될 수 있다.

바람직하게는, 제2 배기파이프(155b) 배출단의 하단부와 역류방지구(158) 하단부 사이에 소정의 틈(C)이 형성되도록 배치함으로써, 우천 시 상기 역류방지구(158)를 따라 흘러내린 빗물이 상기 배출단을 통해 상기 제2 배기파이프(155b) 측으로 유입되지 않고 상기 틈을 통해 역류방지구(158) 하방으로 자연스러운 배출이 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다.

이상에서 살펴본 본 발명의 실시 예에 따른 콤바인에 의하면, 엔진에 인접한 곡물탱크와 탈곡·선별장치 사이의 공간에 DOC와 SCR로 구성된 배기가스 후처리 장치가 취부됨으로써, 기존 레이아웃의 큰 변경 없이도 여유 공간을 유효하게 활용하면서 정비의 편의성을 도모할 수 있는 위치에 후처리 장치를 배치하고 있다는 구조적 장점이 있다.

더욱이, 배기가스 후처리 장치가 종래 일반적으로 채택되던 DOC 뿐 아니라, SCR을 포함하는 구성으로 이루어짐에 따라, 월등히 높은 수준의 정화 처리성능이 발휘될 수 있으며, 따라서 종래 콤바인과는 달리 최근 유럽이나 북미 등 선진국에서 시행하고 있는 Tier 4 수준의 강력한 배기가스 규제를 총족시킬 수 있다.

또한, 엔진의 근접 위치에 후처리 장치(DOC)가 취부됨으로써, DOC는 엔진 복사열의 지속적인 영향을 받아 정화처리에 적합한 고온환경을 계속적으로 유지하는 것이 가능하며, 따라서 대상물인 질소 산화물을 고온환경에서 산화시켜 흡착, 연소 처리하는 DOC의 특성을 고려했을 때 배기가스 정화처리 성능 개선에도 큰 효과가 있다.

또, 정화 처리된 배기가스를 최종 배출시키는 배기파이프가 기체 상부에 배치되고 배출단이 기체 후미를 향하도록 구성됨으로써, 배출 배기가스가 엔진으로 재유입되는 것을 명확하게 방지할 수 있어 엔진의 연소 효율을 높게 유지할 수 있고, 습전 작업 시 침수로부터 배기파이프를 보호할 수 있으며, 고온 배기가스로 인한 화재의 위험을 극히 저감시킬 수 있다.

더하여, 제1 배기파이프 일부가 제2 배기파이프에 수용되어 겹쳐지는 형태로 두 배기파이프가 비접촉 연결된 구성을 이룸으로써, 기체 진동에 따른 배기파이프의 이음부 소음문제를 해소할 수 있는 동시에, 이음부 갭(g)을 통한 외기 유입으로 파이프 내 배기가스의 유동성을 개선할 수 있고 배기가스 온도를 저감시키는 효과가 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 기체 2 : 주행륜
3 : 예취부 4 : 공급체인
6 : 오거 7 : 기체 조작부(운전석)
8 : 탈곡·선별장치 9 : 곡물탱크
10 : 엔진 11 : 방진커버어셈블리
14 : 기체 프레임 15 : 배기라인
16 : 후처리 장치
17 : DOC(Diesel Oxidation Catalyst)
19 : SCR(Selective Catalytic Reduction)
22 : 연료탱크 24 : 우레아탱크
102 : 흡기매니폴드 104 : 배기매니폴드
106 : 냉각팬 108 : 터보차져
110 : 인터쿨러 115 : 오일쿨러
150 : 제1 연결관 152 : 제2 연결관
155 : 배기파이프 155a : 제1 배기파이프
155b : 제2 배기파이프 156 : 파이프 커버
158 : 역류방지구 159 : 진동방지 브라켓

Claims (7)

1. 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이에 배치되는 배기가스 후처리 장치;
   상기 배기가스 후처리 장치의 배기가스 배출 측에서 연장되고 말단이 기체 상부로 노출된 배기파이프;를 포함하며,
   상기 배기파이프는,
   상기 배기가스 배출 측에서 상기 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이의 공간부를 경유하여 상기 곡물탱크 최상면보다 높게 기체 상부로 연장되는 제1 배기파이프와,
   상기 제1 배기파이프의 말단과 비접촉 연결되며 상기 곡물탱크 최상면과 평행하게 상기 말단에서 기체 후방으로 연장되는 제2 배기파이프로 구성되며,
   상기 제2 배기파이프 선단에 제1 배기파이프의 말단이 동심 배치를 이루면서 일부 겹침 구간을 형성하도록 수용되고,
   상기 배기가스 후처리 장치는 DOC와 SCR로 구성되되, 상기 DOC의 입구는 엔진 배기 측에 제1 연결관을 통해 관 접속되며, 상기 DOC의 출구는 제2 연결관를 통해 상기 SCR의 입구에 관 접속되고, 상기 제2 연결관에 상기 SCR의 출구에서 기체 상부로 연장된 제1 배기파이프가 진동방지 브라켓을 통해 고정되며,
   상기 제2 배기파이프의 배출단에 배기가스 역류방지를 위한 역류방지구가 장착되고, 상기 역류방지구는 제2 배기파이프에 대해 소정의 각도로 상향 경사지게 배치되되, 상기 제2 배기파이프 배출단의 하단부와 역류방지구 하단부 사이에 소정의 틈이 형성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배기가스 후처리 장치는,
   상기 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이 기체 프레임 상의 DOC와;
   상기 DOC 상방의 탈곡·선별장치와 곡물탱크 사이에 기체 프레임의 전후 길이방향으로 배치되는 SCR;로 구성되며,
   엔진 배기가스 유동을 기준으로 상기 SCR 상류에 DOC가 배치됨을 특징으로 하는 콤바인.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 배기파이프와 제2 배기파이프 외면부 전체 또는 일부를 둘러싸는 파이프 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콤바인.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 겹침 구간의 제2 배기파이프와 제1 배기파이프 사이에 소정의 갭(g)이 형성되며,
   상기 갭(g)을 통해 외부공기가 제2 배기파이프 내부로 유입되어 배기가스 중에 혼입되는 것을 특징으로 하는 콤바인.
   
6. 삭제
7. 삭제

Images