KR102627990B1 - 매연 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매연 저감장치에 관한 것으로, 내부에 공간이 형성되고, 외면에 보호벽이 형성되며, 양측에 각기 인입부와 인출부가 형성된 본체; 상기 본체의 내부 공간에 삽입되며, 보호벽의 내면에 밀착되고 양측 인입부와 인출부에 양단이 노출되도록 결합되며, 배기가스가 통과하는 과정에서 오염물질이 여과되도록 하는 필터부재; 및 상기 필터부재의 외면에 감싸져 결합되며 상기 본체의 내부 공간에 억지끼움되도록 밀착되는 매트부재;를 포함한다.

Description

매연 저감장치{Smoke reduction device applied to ships or vehicles}

본 발명은 매연 저감장치에 관한 것으로, 선박, 차량, 배터리 등 내연기관에 적용되어 배기가스 중의 오염물질을 제거할 수 있도록 하는 매연 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 최근 들어 디젤 엔진을 사용하는 차량의 배기 유니트에 있어서, 기관의 실린더 내에서 연소한 후 배출되는 배기가스 속에 함유된 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물, 납 산화물 등 유해성 가스를 무해성 가스로 정화시켜 배출되도록 하기 위한 배기가스 정화장치에 해당되는 매연 저감장치의 장착이 이루어지고 있다.

특히 디젤 엔진을 사용하는 경유 차량은 매연 저감장치의 장착이 의무화되고 있는데, 이러한 배기가스 후처리 장치의 경우 원형의 케이스로 형성되어 내부에 후처리 물질이 수용되며, 케이스의 양단에는 가스가 유입 및 유출되는 또 다른 케이스가 장착된다.

이러한 케이스를 조립하기 위해서는 케이스 단부를 연장 절곡되도록 할 수 있으며, 절곡된 단부가 삽입되도록 클램프가 제공된다.

일 예로서, 종래 자동차의 배기가스 정화장치는, 케이스와 필터로 이루어지되, 케이스는 필터가 내재되는 원통형상의 몸체부와 상기 몸체부 좌우측으로 각각 엔진 내에서 연소한 연소가스가 배기매니폴드를 통해 유입되기 위한 유입구를 갖는 유입호퍼부와, 타측으로 정화된 상태의 배기가스를 배출하기 위한 배출구를 갖는 배출호퍼부로 이루어지는 구조로 되어 있다.

그러나 종래 기술은 고온에서 촉매필터의 깨짐현상이 발생될 우려가 있었고, 촉매필터와 케이스 간 이격이 발생되어 배기가스가 누출될 우려가 있었다.

한국특허출원 10-2007-0006672호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 촉매필터의 깨짐을 미연에 방지할 수 있도록 외부에 완충기능을 갖는 매트를 부착하고 보호수단을 구비하고, 케이스와에 형성된 엠보가 촉매필터에 밀착되어 고정력을 발휘하여 파손을 방지할 수 있고, 이를 통해 촉매필터의 이격 공간을 최소화함으로써 배기가스의 누설이 방지될 수 있고, 케이스의 변형을 방지할 수 있고, 상대물과의 조립이 안정적으로 이루어질 수 있도록도록 구조를 개선시킨 선박 또는 차량에 적용되는 매연 저감장치매연 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 내부에 공간이 형성되고, 외면에 보호벽이 형성되며, 양측에 각기 인입부와 인출부가 형성된 본체; 상기 본체의 내부 공간에 삽입되며, 보호벽의 내면에 밀착되고 양측 인입부와 인출부에 양단이 노출되도록 결합되며, 배기가스가 통과하는 과정에서 오염물질이 여과되도록 하는 필터부재; 및 상기 필터부재의 외면에 감싸져 결합되며 상기 본체의 내부 공간에 억지끼움되도록 밀착되는 매트부재;를 포함하는 매연 저감장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 본체의 보호벽은 내면에 돌출되게 형성된 지지부;를 포함하고, 상기 지지부는 필터부재의 외면에 밀착 지지되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 매트부재는 압축된 상태로 본체 내에 삽입되어 보호벽의 내면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

상기 매트부재는 세라믹계열의 섬유재질에 공중합체 바인더를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 본체는 내부 공간을 구획하도록 가로 또는 세로방향으로 장착된 리테이너;를 더 포함하고, 상기 리테이너가 필터부재의 전후단 외주면 또는 측면 모서리부를 지지토록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 보호벽에 통공을 형성하고, 상기 통공에 매립 시공되는 암결합부재와, 상기 매트부재의 외부에 형성되며 상기 암결합부재에 결합되는 숫결합부재를 포함하고, 상기 매트부재가 보호벽에 끼움결합되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 통공에 결합되며, 내부에 상기 암결합부재가 결합되는 유동부재;를 포함하고, 상기 유동부재는 암결합부재가 수직 또는 수평방향으로 일정 간격 이동되어 변형력을 흡수토록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 유동부재는 암결합부재의 본체가 끼움결합되는 내측 하우징과, 하우징의 외면에 탄성지지되는 탄성부재와, 탄성부재를 수용하는 외측 하우징을 포함하고, 상기 내측 하우징은 암결합부재가 끼움결합되도록 끼움홈이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 필터부재의 외면에 매트부재를 장착하고, 매트부재와 본체가 끼움결합되도록 함으로써 필터부재를 충격으로부터 보호될 수 있도록 하여 파손을 방지할 수 있다.

또한 본체에 형성된 엠보와 같은 지지구의 밀착에 의해 필터를 고정시킴으로써 유격에 의한 충격발생을 미연에 방지하여 파손을 예방할 수 있게 된다.

아울러 필터부재 외면에 장착된 매트부재와 본체가 항상 견고하게 밀착된 상태로 유지될 수 있어 필터부재와 본체의 내벽 사이의 이격 공간을 최소화함으로써 배기가스의 누설이 방지될 수 있고, 케이스의 변형을 방지할 수 있고, 상대물과의 조립이 안정적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치를 나타낸 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치의 '지지부'를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치의 '매트부재'를 나타낸 단면도.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 ‘포함한다’, ‘갖는다’, ‘이루어진다’ 등이 사용되는 경우 ‘~만’이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ‘~상에’, ‘~상부에’, ‘~하부에’, ‘~옆에’ 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, ‘바로’ 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

첨부된 도면 중에서, 도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치를 나타낸 분해사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치의 '지지부'를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치의 '매트부재'를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 매연 저감장치는,

내부에 공간(102)이 형성되고, 외면에 보호벽(120)이 형성되며, 양측에 각기 인입부(110)와 인출부(112)가 형성된 본체(100);

상기 본체(100)의 내부 공간에 삽입되며, 보호벽(120)의 내면에 밀착되고 양측 인입부(110)와 인출부(112)에 양단이 노출되도록 결합되며, 배기가스가 통과하는 과정에서 오염물질이 여과되도록 하는 필터부재(200); 및

상기 필터부재(200)의 외면에 감싸져 결합되며 상기 본체(100)의 내부 공간에 억지끼움되도록 밀착되는 매트부재(300);를 포함하여 이루어진다.

본체(100)는 육면체 형상이며 내부에 수납되는 필터부재(200)의 갯수는 2개 또는 4개 등 다양한 갯수로 수납될 수 있다.

본체(100)는 가로 및 세로방향으로 보호벽(120)이 배열되어 육면체 형상으로 이루어지되 양단이 개구되어 각기 인입부(110)와 인출부(112)가 형성됨으로써 인입부(110)를 통해 배기가스가 유입되고, 인출부(112)를 통해 배출된다.

상기 본체(100)의 보호벽(120)은 내면에 돌출되게 형성된 지지부(140)가 형성된다.

지지부(140)는 필터부재(200)의 외면에 밀착 지지되어 필터부재(200)의 유동을 방지하고, 필터부재(200)가 외부로 이탈되지 않도록 고정시키게 된다. 도 1a에 나타낸 바와 같이 지지부(140)는 타원형으로 형성되거나 또는 도 1b에 나타낸 바와 같이 지지부(140’)는 사각형으로 형성될 수 있다. 물론 이는 하나의 예시일뿐이므로 지지부의 형상은 다양하게 변형될 수 있음은 당연하다.

필터부재(200)는 배기가스의 오염물질을 제거하기 위한 것이며, 일 예에 따르면 다공성 튜브를 적층형태 또는 마는 형태로 둘러싸고 있다.

필터부재(200)는 유효 접촉 면적을 크게 하고 주어진 공간에 배기가스가 통과하는 길이를 길게 하기 위해 대략 육면체로 형성된 프레임의 내부에 판상의 필터부가 복수개가 적층되는 형태로 장착되거나 또는 판상의 필터부재가 원형으로 말아져서 수납된 형태로 이루어진다.

통상적인 금속합금 표면과 측면에서의 기공율은 거의 비슷하나, 측면의 기공 크기가 표면의 기공에 비해 50％ 수준으로 하여 기공은 작고 기공율이 많도록 하여 포집 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

바람직하게는 표면기공은 400 내지 700㎛이고, 측면기공은 100 내지 300㎛이며, 기공율은 86％± 5％이다. 필터부재는 Ni base에 크롬과 철이 첨가되어 합금화된 것이다.

상기 매트부재(300)는 압축된 상태로 본체(100) 내에 삽입되어 보호벽(120)의 내면, 특히 지지부(140)의 내면에 밀착된다.

일 예에 따르면, 상기 매트부재(300)는, 세라믹계열의 섬유재질 90~95wt%에 공중합체 바인더 5~10wt%를 혼합하여 이루어진 것일 수 있다.

섬유재질이 90wt% 미만이면 내열성이 기준에 미흡하고, 95wt% 이상이면 과도하여 크랙이 발생될 우려가 있다.

공중합체 바인더는 5wt% 미만이면 점착성이 기준에 미흡하여 크랙 발생률이 증가될 우려가 있고, 10wt% 이상이면 과도하여 매트부재의 내열성이 저하될 우려가 있다.

한편 도 4를 참조해보면, 매트부재(300)는 필터부재(200)에 접착되는 접착제가 도포된 제1레이어(310)와, 제1레이어(310)의 외면에 소정 두께로 코팅시켜 형성된 제2레이어(320), 제2레이어(320)의 외면에 접착되는 단열재(330), 단열재(330)의 외면에 부착되는 내열시트(340)와, 상기 내열시트(340)의 외면에 형성된 방열패드층(350)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

방열패드층(350)은 표면에 벌집형상의 돌기(351)와 요홈(352)이 다수 형성되어 요홈(352)에 공기가 체류하고 돌기(351)가 본체(100)의 보호벽(120)의 지지부(140)에 접지될 수 있도록 한다.

또한 본체(100)는 내부 공간을 구획하도록 가로 또는 세로방향으로 장착된 리테이너(160);를 더 포함할 수 있다.

리테이너(160)는 본체(100)의 인입부(110) 및 인출부(112)에 부착되어 필터부재(200)의 전,후단 외주면에 밀착되어 필터부재(200)의 이탈을 방지한다.

또한 리테이너(160)는 본체(100)의 내부에 결합되어 필터부재(200)의 측면 모서리부를 지지하도록 형성된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 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. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100 : 본체 120 : 보호벽
110 : 인입부 112 : 인출부
140 : 지지부
160 : 리테이너 200 : 필터부재
300 : 매트부재 310 : 제1레이어
320 : 제2레이어 330 : 단열재
340 : 내열시트 350 ; 방열패드층

Claims (3)

1. 내부에 공간이 형성되고, 외면에 보호벽이 형성되며, 양측에 각기 인입부와 인출부가 형성된 본체;
   상기 본체의 내부 공간에 삽입되며, 보호벽의 내면에 밀착되고 양측 인입부와 인출부에 양단이 노출되도록 결합되며, 배기가스가 통과하는 과정에서 오염물질이 여과되도록 하는 필터부재; 및
   상기 필터부재의 외면에 감싸져 결합되며 상기 본체의 내부 공간에 억지끼움되도록 밀착되는 매트부재;를 포함하는 매연 저감장치에 있어서,
   상기 본체의 보호벽은 내면에 돌출되게 형성된 지지부;를 포함하고,
   상기 지지부는 필터부재의 외면에 밀착 지지되도록 하며,
   상기 매트부재는 압축된 상태로 본체 내에 삽입되어 보호벽의 내면에 밀착되는 것이며,
   상기 본체는 내부 공간을 구획하도록 가로 또는 세로방향으로 장착된 리테이너;를 포함하고,
   상기 리테이너가 필터부재의 전후단 외주면 또는 측면 모서리부를 지지하며,
   상기 매트부재는 세라믹계열의 섬유재질 90~95wt%에 공중합체 바인더 5~10wt%를 혼합하여 이루어지고,
   상기 매트부재는 본체의 보호벽에 형성된 지지부의 내면에 밀착되고,
   상기 매트부재는 표면에 벌집형상의 돌기와 요홈이 다수 형성되어 요홈에 공기가 체류하고, 돌기가 본체의 보호벽의 지지부에 접지되도록 한 것을 특징으로 하는 매연 저감장치.
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