KR102659327B1 - 디젤 차량용 dpf의 세정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디젤 차량용 DPF의 세정장치에 관한 것으로서, 디젤 차량에 장착된 매연저감장치의 일종인 DPF(diesel particulate filter)를 세정수와 압축공기를 이용하여 짧은 시간에 효율적으로 세정할 수 있는 디젤 차량용 DPF의 세정장치에 관한 것이다.
본 발명의 디젤 차량용 DPF의 세정장치는 차량의 DPF를 세정할 수 있는 세정공간이 내부에 형성된 세정챔버와, 세정챔버의 상부에 장착되어 상기 DPF를 들어올려 상기 세정공간으로 투입하기 위한 호이스트와, 세정챔버에 설치되어 상기 세정공간으로 투입된 상기 DPF와 연결되는 세정관과, 세정관으로 세정수를 공급하여 상기 DPF에 세정수를 접촉시키기 위한 세정수공급수단과, 세정관을 통해 상기 DPF로 공급되는 세정수에 펄스충격을 가하기 위한 에어펄스생성부와, 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터와, 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수 중의 이물질을 제거하기 위한 필터유닛과, 세정챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위해 상기 세정챔버에 설치되는 배기유닛을 구비한다.
본 발명의 디젤 차량용 DPF의 세정장치는 차량의 DPF를 세정할 수 있는 세정공간이 내부에 형성된 세정챔버와, 세정챔버의 상부에 장착되어 상기 DPF를 들어올려 상기 세정공간으로 투입하기 위한 호이스트와, 세정챔버에 설치되어 상기 세정공간으로 투입된 상기 DPF와 연결되는 세정관과, 세정관으로 세정수를 공급하여 상기 DPF에 세정수를 접촉시키기 위한 세정수공급수단과, 세정관을 통해 상기 DPF로 공급되는 세정수에 펄스충격을 가하기 위한 에어펄스생성부와, 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터와, 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수 중의 이물질을 제거하기 위한 필터유닛과, 세정챔버 내부의 공기를 외부로 배출하기 위해 상기 세정챔버에 설치되는 배기유닛을 구비한다.
Description
본 발명은 디젤 차량용 DPF의 세정장치에 관한 것으로서, 디젤 차량에 장착된 매연저감장치의 일종인 DPF(diesel particulate filter)를 세정수와 압축공기를 이용하여 짧은 시간에 효율적으로 세정할 수 있는 디젤 차량용 DPF의 세정장치에 관한 것이다.
가솔린과 디젤로 대표되는 내연기관은 연료의 폭발과 함께 배출되는 배기가스를 배출하게 되며 강한 압력의 배기가스는 머플러가 없는 경주용 자동차와 같이 큰 소음이 발생하게 되므로 보통의 자동차의 출력 저하를 감수하고 머플러를 장착하게 되었다.
경유를 연료로 사용하는 디젤 차량의 경우 배기가스에 이산화탄소와 일산화탄소뿐만 아니라 질소산화물, 미세분진 등은 가솔린 차량보다 최대 100배 이상 더 많은 유해물질이 배출된다. 이에 디젤 차량에는 배기가스를 정화하고 배기가스 중의 유해한 입자상 물질(PM, particulate matter)을 포집하기 위한 매연저감장치(Diesel Particulate Filter, 이하 DPF라 함)가 장착된다.
DPF는 세라믹, 금속 재질의 미세관이 벌집모양의 구조물로 형성되어 배기가스의 입자상 물질을 걸러낸다. 그리고 DPF에 포집된 이물질은 일정량이 모이면 고온(섭씨 500도 이상)으로 연소시켜 대기로 배출한다.
DPF는 이물질이 내부에 쌓이게 되어 DPF의 입구의 압력이 일정수치 이상인 경우 ECU(Electronic Control Unit)는 더 많은 연료가 분사되도록 지시하고 분사된 연료에 의해 DPF 내에 모여있는 이물질을 태워서 배기하여 DPF의 입구와 출구의 압력차를 줄인다.
하지만 차량이 낮은 rpm으로 주행하여 연료를 추가분사해도 이물질을 연소시킬 만큼의 열이 발생하지 않는 경우, 단거리 주행 후 시동을 끄는 것이 반복되는 경우 등의 환경에서 이물질이 점차 증가하게 되며 이 경우 단기간에 다시 DPF가 작동하여 연료를 더 분사하게 되고 연비가 증가하고 출력이 저하되는 원인이 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 사용 중인 DPF의 주기적인 세정(cleaning)이 요구되고 있다.
매연저감장치(DPF)의 세정에 의한 성능 복원방법에는 DPF를 섭씨 600~700도 정도의 고온으로 가열하여 입자상 물질(PM)을 연소시키는 방법, 공기 중에서 압축공기를 불어넣어 세정하는 방법, 물이나 세척액에 DPF를 잠기게 한 후 세척액을 진동시켜 세정하는 방법 등 여러가지 방법이 시도되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-2063982호에는 자동차의 매연저감장치용 세척장치가 개시되어 있다.
상기 세척장치는 외부로 노출된 공간에서 DPF의 세척이 진행되므로 주변이 오염될 우려가 높다. 또한, DPF를 세척장치에 장착하는 과정이 수작업으로 이루어지므로 세척과정이 힘들다는 문제점이 있다. 또한, 세척수만을 이용하여 세척하므로 세척효율이 높지 않다는 문제점이 있다. 또한, 세척 전반적인 과정을 자동화시키기 어렵다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 외부와 격리된 세정공간에서 DPF를 세정수와 압축공기를 이용하여 세정할 수 있고, DPF의 세정시 세척수 외에도 과산화수소를 이용하여 세정을 진행함으로써 짧은 시간에 효율적으로 DPF를 세정할 수 있는 디젤 차량용 DPF의 세정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 세정공간과 건조공간을 함께 구비함으로써 세정 및 건조가 일련의 공정으로 진행될 수 있는 DPF의 세정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디젤 차량용 DPF의 세정장치는 차량의 DPF를 세정할 수 있는 세정공간이 내부에 형성된 세정챔버와; 상기 세정챔버의 상부에 장착되어 상기 DPF를 들어올려 상기 세정공간으로 투입하기 위한 호이스트와; 상기 세정챔버에 설치되어 상기 세정공간으로 투입된 상기 DPF와 연결되는 세정관과; 상기 세정관으로 세정수를 공급하여 상기 DPF에 세정수를 접촉시키기 위한 세정수공급수단과; 상기 세정관을 통해 상기 DPF로 공급되는 세정수에 펄스충격을 가하기 위한 에어펄스생성부와; 상기 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터와; 상기 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수 중의 이물질을 제거하기 위한 필터유닛과; 상기 세정챔버 내부의 공기 및 증기를 외부로 배출하기 위해 상기 세정챔버에 설치되는 배기유닛;을 구비한다.
상기 세정수공급수단은 세정수가 저장되며 상기 히터가 설치되는 저장탱크와, 상기 저장탱크와 연결된 제 1세정수공급라인과, 상기 제 1세정수공급라인과 연결된 펌프와, 상기 펌프와 상기 필터유닛의 유입구를 연결하는 제 2세정수공급라인과, 상기 필터유닛의 유출구와 상기 세정관을 연결하는 제 3세정수공급라인과, 상기 제 3세정수공급라인에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브와, 상기 세정챔버와 상기 저장탱크를 연결하는 세정수회수라인과, 상기 세정관과 송풍라인으로 연결되어 상기 세정관으로 공기를 주입하기 위한 블로워를 구비한다.
상기 에어펄스생성부는 공기압축기와, 상기 공기압축기와 연결되는 제 1고압에어라인과, 상기 제 1고압에어라인과 연결된 에어레귤레이터와, 상기 에어레귤레이터와 연결된 제 2고압에어라인과, 상기 제 2고압에어라인과 연결되는 에어탱크와, 상기 에어탱크와 상기 세정관을 연결하여 상기 세정관으로 압축공기를 공급하기 위한 제 3고압에어라인과, 상기 제 3고압에어라인에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브를 구비한다.
상기 세정공간으로 투입된 상기 DPF에 세정수를 접촉시키기 전에 과산화수소를 접촉시켜 상기 DPF를 과산화수소로 처리하기 위한 과산화수소처리수단;을 더 구비한다.
상기 세정챔버와 나란하게 설치되어 상기 세정챔버에서 세정된 상기 DPF를 건조시키는 건조챔버;가 더 구비된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 외부와 격리된 세정챔버의 내부에서 DPF를 세정수와 압축공기를 이용하여 세정할 수 있으므로 주위의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 세정수와 압축공기를 이용하여 DPF를 세정하므로 짧은 시간에 효율적으로 DPF를 세정할 수 있다.
또한, 본 발명은 호이스트를 장착하여 DPF를 세정챔버에 투입하거나 세정챔버로부터 꺼낼 수 있으므로 세정작업을 용이하게 진행할 수 있다.
또한, 본 발명은 DPF의 세정시 세척수 외에도 과산화수소를 이용하여 세정을 진행함으로써 짧은 시간에 세정효과를 크게 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 세정공간과 건조공간을 함께 구비함으로써 세정 및 건조가 일련의 공정으로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 디젤 차량용 DPF의 세정장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 디젤 차량용 DPF의 세정장치의 사시도이고,
도 4는 도 3의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 디젤 차량용 DPF의 세정장치의 사시도이고,
도 4는 도 3의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디젤 차량용 DPF의 세정장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 디젤 차량용 DPF의 세정장치는 차량의 DPF(1)를 세정할 수 있는 세정공간(11)이 내부에 형성된 세정챔버(10)와, 세정챔버(10)의 상부에 장착되어 DPF(1)를 들어올려 세정공간(11)으로 투입하기 위한 호이스트(20)와, 세정챔버(10)에 설치되어 세정공간(11)으로 투입된 DPF(1)와 연결되는 세정관(18)과, 세정관(18)으로 세정수를 공급하여 DPF(1)에 세정수를 접촉시키기 위한 세정수공급수단(30)과, 세정관(18)을 통해 DPF(1)로 공급되는 세정수에 펄스충격을 가하기 위한 에어펄스생성부(50)와, 세정수공급수단(30)을 통해 공급되는 세정수를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터(70)와, 세정수공급수단(30)을 통해 공급되는 세정수 중의 이물질을 제거하기 위한 필터유닛(75)과, 세정챔버(10) 내부의 공기 및 증기를 외부로 배출하기 위해 세정챔버(10)에 설치되는 배기유닛(80)을 구비한다.
세정챔버(10)는 하부에 캐스터(3)가 장착된 지지프레임(2)의 상부에 설치된다. 세정챔버(10)는 사각의 박스 형태로 이루어진다. 세정챔버(10)는 내부에 DPF(1)를 세정할 수 있는 세정공간(11)이 형성된다.
세정챔버(10)의 전면에는 여닫이 형태의 전면도어(13)가 설치된다. 전면도어(13)는 작업자가 손으로 열고 닫을 수 있다. 전면도어(13)에는 투명한 창(14)이 마련되어 세정공간(11)에서 이루어지는 DPF 세정과정을 작업자가 육안으로 볼 수 있다.
세정챔버(10)의 상부에는 미닫이 형태의 상부도어(15)가 설치된다. 상부도어(15)는 실린더(17)에 의해 자동으로 열고 닫을 수 있다.
세정챔버(10)의 일측에는 제어반(19)이 설치된다. 제어반(19)은 마이컴, 다수의 조작버튼, 디스플레이, 각종 구동회로들로 이루어진다. 제어반(19)은 본 발명을 이루는 구성들의 작동을 제어한다. 작업자는 제어반(19)을 통해 자동으로 세정과정을 설정하거나 수동으로 세정과정을 설정할 수 있다.
세정챔버(10)의 후면에는 기계실(5)이 마련된다. 기계실(5)에는 후술할 공기압축기(51), 펌프(35), 블로워(47), 필터유닛(75), 각종 배관들이 위치한다.
호이스트(20)는 세정챔버(10)의 상부에 장착된다. 호이스트(20)는 DPF를 들어올리거나 내릴 수 있으며, 전후 방향으로 이동시킬 수 있는 구조를 갖는다. 작업자는 호이스트(20)를 이용하여 무거운 DPF를 들어올려 세정챔버(10)의 내부로 투입할 수 있다. DPF는 전면도어(13)나 상부도어(15)를 통해 세정공간(11)으로 투입된다.
세정공간(11)으로 투입된 DPF(1)는 별도의 고정도구를 이용하여 세정챔버(10) 내부의 특정한 위치에 고정시킬 수 있다.
세정관(18)은 세정챔버(10)에 설치된다. 세정관(18)은 세정챔버(10)의 외부에서 내부로 일정길이 연장된다. 세정챔버(10)의 내부로 연장된 세정관(18)의 단부는 DPF(1)와 연결된다. 이때 세정관(18)과 DPF(1)는 통상적인 커플링(19)에 의해 연결된다. DPF(1)는 차량의 종류에 따라 크기와 형태가 매우 다양하므로 커플링 역시 차종에 맞게 다수로 준비한다. 커플링(19)에 의해 DPF(1)의 일측과 세정관(18)의 연결부위는 수밀이 유지될 수 있다.
세정수공급수단(30)을 통해 세정관(18)으로 공급되는 세정수는 DPF(1)의 내부를 통과하여 DPF(1)의 타측으로 배출된다. DPF(1)의 타측으로 배출된 세정수는 세정챔버(10)의 바닥에 형성된 배수구를 통해 저장탱크(31)로 회수된다.
세정수공급수단은 세정수가 저장되는 저장탱크(31)와, 저장탱크(31)와 연결된 제 1세정수공급라인(33)과, 제 1세정수공급라인(33)과 연결된 펌프(35)와, 펌프(35)와 필터유닛(75)의 유입구를 연결하는 제 2세정수공급라인(37)과, 필터유닛(75)의 유출구와 세정관(18)을 연결하는 제 3세정수공급라인(39)과, 제 3세정수공급라인(39)에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브(41)와, 세정챔버(10)와 저장탱크(31)를 연결하는 세정수회수라인(43)과, 세정관(18)과 송풍라인(45)으로 연결되어 세정관(18)으로 공기를 주입하기 위한 블로워(47)를 구비한다.
저장탱크(31)는 세정챔버(10)의 하방에 위치하는 지지프레임(2)의 내측에 설치된다. 저장탱크(31)에는 세정수가 일정량 저장된다. 세정수로 물을 이용할 수 있다. 또한, 물에 통상적인 약품을 첨가하여 세정수로 이용할 수 있음은 물론이다.
저장탱크(31)에는 히터(70)가 설치된다. 히터(70)는 하나 또는 둘 이상이 설치될 수 있다. 히터(70)는 저장탱크(31)에 저장된 세정수를 가열하는 역할을 한다.
저장탱크(31)에는 세정수의 온도를 측정하기 위한 온도센서(71) 및 수위를 측정하기 위한 수위센서(72)가 설치된다.
제 1세정수공급라인(33)은 저장탱크(31)와 펌프(35)를 연결한다. 제 1세정수공급라인(33)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(34)가 설치된다. 제 1세정수공급라인(33)에는 드레인관(46)이 분기된다.
펌프(35)는 제 1세정수공급라인(33)과 연결되어 저장탱크(31)에 저장된 세정수를 세정관(18)으로 펌핑하는 역할을 한다.
제 2세정수공급라인(37)은 펌프(35)와 필터유닛(75)의 유입구를 연결한다. 펌프(35)에서 토출되는 세정수는 제 2세정수공급라인(37)을 통해 필터유닛(75)으로 유입된다.
필터유닛(75)은 하우징 및 하우징의 내부에 설치되는 필터카트리지로 이루어지는 통상적인 구조를 갖는다. 필터유닛(75)에는 세정수가 유입되는 유입구 및 여과된 세정수가 배출되는 유출구가 마련된다. 유입구는 제 2세정수공급라인(37)과 연결되고, 유출구는 제 3세정수공급라인(39)과 연결된다.
필터유닛(75)은 하나 이상이 설치될 수 있다. 도시된 예에서는 3개의 필터유닛(75)이 병렬로 연결되어 설치된다.
필터유닛(75)의 상부에는 필터 압력측정용 배관(76)이 연결된다. 필터 압력측정용 배관(76)은 저장탱크(31)와 연결된다. 필터 압력측정용 배관(76)에는 필터유닛(75)을 통과하는 세정수의 압력을 측정하기 위한 아날로그식 압력계(77)가 설치된다. 또한, 필터 압력측정용 배관(76)에는 별도의 압력센서(78)가 설치되고, 압력센서(78)에 의해 측정된 압력값은 제어반(19)으로 송출된다.
필터유닛(75)의 하부에는 세정수를 외부로 배출하기 위한 드레인관(79)이 설치된다. 그리고 드레인관(79)에서는 리턴관(74)이 분기된다. 리턴관(74)은 필터 압력측정용 배관(76)과 합류된다.
DPF 세정 전에 세정수를 필터 압력측정용 배관(76)으로 공급하여 필터유닛(75)의 압력을 측정하여 필터의 오염여부를 미리 판단할 수 있다. 필터 압력측정용 배관(76)을 통해 측정되는 압력이 설정된 값 이상이면 이물질에 의해 필터가 막혀 여과기능을 할 수 없는 것으로 판단될 경우 필터유닛(75)의 필터카트리지를 교체한다.
제 3세정수공급라인(39)은 필터유닛(75)의 유출구와 세정관(18)을 연결하도록 설치된다. 필터유닛(75)을 통과하여 여과처리된 세정수는 제 3세정수공급라인(39)을 통해 세정관(18)으로 유입된다.
제 3세정수공급라인(39)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(41)가 설치된다. 밸브(41)로 전자식 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다. 밸브(41)가 개방되면 세정수는 세정관(18)을 통해 DPF(1)의 내부를 통과한다. DPF(1)에서 배출된 세정수는 세정수회수라인(43)을 통해 저장탱크(31)로 회수된다.
세정수회수라인(43)은 세정챔버(10)의 바닥에 형성된 배수구와 연결된다. 세정수회수라인(43)에는 유로를 개폐하기 위한 밸브(44)가 설치된다. 밸브(44)로 전자식 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다.
블로워(47)는 송풍라인(45)에 의해 세정관(18)과 연결된다. 세정수에 의해 DPF(1)의 세정 후 블로워(47)가 작동하면 세정관(18)으로 공기가 공급된다. 세정관(18)으로 공급된 공기는 DPF(1)를 통과하면서 DPF(1) 내부에 남아있는 잔여 수분을 제거하는 역할을 한다.
한편, DPF(1)의 오염정도를 판단하기 위해 세정관(18)을 통해 DPF(1)로 세정수를 공급하여 세정수의 압력을 테스트할 수 있다. 이를 위해 DPF압력측정용 배관(47)이 설치될 수 있다. DPF압력측정용 배관(47)은 세정관(18)으로부터 분기된다. DPF압력측정용 배관(47)은 테스트챔버(49)와 연결된다. 테스트챔버(49)로 유입된 세정수를 저장탱크(31)로 배출하기 위한 세정수배출관(48)이 설치된다. 테스트챔버(49)는 압력센서(40)와 연결되어 압력이 측정된다. 특정된 압력값에 의해 DPF(1)의 오염정도를 미리 판단할 수 있다.
에어펄스생성부(50)는 DPF(1)의 세정시 세정관(18)으로 고압의 압축공기를 간헐적으로 공급하여 DPF(1)로 공급되는 세정수에 펄스충격을 가한다. DPF(1)의 내부는 입자상 물질(PM)을 포집하기 위하여 미로 형상으로 되어 있고, 포집된 입자상 물질(PM)이나 그을음 또는 질소산화물들이 고착되어 있어서 세정수만으로는 분리 및 제거하기 쉽지 않을 뿐 아니라 세정시간이 길어진다. 고압의 압축공기를 일정시간 마다 세정수에 공급함으로써 DPF(1)에 펄스충격을 가함으로써 고착화된 입자상 물질이나 그을음 또는 질소산화물들을 용이하게 제거할 수 있다.
도시된 에어펄스생성부(50)는 공기압축기(51)와, 공기압축기(51)와 연결되는 제 1고압에어라인(53)과, 제 1고압에어라인(53)과 연결된 에어레귤레이터(55)와, 에어레귤레이터(55)와 연결된 제 2고압에어라인(57)과, 제 2고압에어라인(57)과 연결되는 에어탱크(59)와, 에어탱크(59)와 세정관(18)을 연결하여 세정관(18)으로 압축공기를 공급하기 위한 제 3고압에어라인(61)과, 제 3고압에어라인(61)에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브(63)를 구비한다. 밸브(63)로 전자식 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다.
공기압축기(51)가 작동하면 고압의 압축공기가 에어레귤레이터(55)를 통과하여 에어탱크(59)에 저장되고, 밸브(63)의 개폐에 의해 고압의 압축공기가 세정관(18)으로 공급된다.
배기유닛(80)은 세정챔버(10)의 상부에 설치된다. 배기유닛(80)은 세정챔버(10) 내부의 공기 및 증기를 외부로 배출하는 역할을 한다.
배기유닛(80)은 세정공간(11)과 연결되어 세정챔버(10)의 외부로 일정 길이 연장되는 배기덕트(81)와, 배기덕트(81)의 단부에 설치되는 팬유닛(83)을 구비한다.
상술한 본 발명의 DPF의 세정장치는 외부와 격리된 세정챔버의 내부에서 DPF를 세정수와 압축공기를 이용하여 세정할 수 있으므로 주위의 오염을 방지할 수 있다. 그리고 세정수와 압축공기를 이용하여 DPF를 세정하므로 짧은 시간에 효율적으로 DPF를 세정할 수 있다. 또한, 본 발명은 호이스트를 장착하여 DPF를 세정챔버에 투입하거나 세정챔버로부터 꺼낼 수 있으므로 세정작업을 용이하게 진행할 수 있다.
한편, 본 발명은 DPF의 세정 후 DPF를 건조시키기 위한 건조수단이 더 구비될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 건조수단은 세정챔버(10)와 나란하게 설치되며 DPF(1)를 건조할 수 있는 건조공간(91)이 내부에 형성된 건조챔버(90)와, 건조챔버(90)의 상부에 장착되어 DPF(1)를 들어올려 건조공간(91)으로 투입하기 위한 호이스트(100)와, 건조챔버(90)에 설치되어 건조공간(91)으로 열풍을 유입시키기 위한 건조관(110)과, 건조관(110)과 연결되어 건조관(110)으로 공기를 공급하기 위한 블로워(120)와, 블로워(120)와 건조관(110)을 연결하는 연결관(115)에 설치되어 공기를 가열하는 히터(125)와, 건조챔버(90) 내부의 공기 및 증기를 외부로 배출하기 위해 건조챔버(90)에 설치되는 배기유닛(130)과, DPF(1)로부터 분리된 수분을 수거하기 위해 건조챔버(90)와 수분회수라인(145)으로 연결된 폐수탱크(140)를 구비한다.
건조챔버(90)는 하부에 캐스터(103)가 장착된 지지프레임(100)의 상부에 설치된다. 건조챔버(90)는 사각의 박스 형태로 이루어진다. 건조챔버(90)는 내부에 DPF(1)를 건조할 수 있는 건조공간(91)이 형성된다.
건조챔버(90)의 전면에는 여닫이 형태의 전면도어(93)가 설치된다. 전면도어(93)는 작업자가 손으로 열고 닫을 수 있다. 전면도어(93)에는 투명한 창(94)이 마련되어 건조공간(91)에서 이루어지는 DPF 건조과정을 작업자가 육안으로 볼 수 있다.
건조챔버(90)의 상부에는 미닫이 형태의 상부도어(95)가 설치된다. 상부도어(95)는 실린더에 의해 자동으로 열고 닫을 수 있다.
건조챔버(90)의 후면에는 기계실(105)이 마련된다. 기계실(105)에는 블로워(120), 히터(125), 각종 배관들이 위치한다.
호이스트(110)는 건조챔버(90)의 상부에 장착된다. 호이스트(110)는 DPF를 들어올리거나 내릴 수 있으며, 전후 방향으로 이동시킬 수 있는 구조를 갖는다. 작업자는 호이스트(110)를 이용하여 무거운 DPF를 들어올려 건조챔버(90)의 내부로 투입할 수 있다. DPF는 전면도어(93)나 상부도어(95)를 통해 건조공간(91)으로 투입된다.
건조공간(91)으로 투입된 DPF(1)는 별도의 고정도구를 이용하여 건조챔버(90) 내부의 특정한 위치에 고정시킬 수 있다.
건조관(110)은 건조챔버(90)에 설치된다. 건조관(110)은 건조챔버(90)의 외부에서 내부로 일정길이 연장된다.
블로워(120)는 건조관(110)으로 공기를 공급한다. 블로워(120)는 연결관(115)에 의해 건조관(110)과 연결된다.
히터(125)는 연결관(115)에 설치되어 공기를 가열한다. 히터(125)를 통해 가열되어 발생된 열풍은 건조관(110)을 따라 이동하여 건조챔버(90)의 내부로 공급된다.
배기유닛(130)은 건조챔버(90) 내부의 공기 및 증기를 외부로 배출시킨다.
배기유닛(130)은 건조챔버(90)의 상부에 설치된다. 배기유닛(130)은 건조공간(91)과 연결되어 건조챔버(90)의 외부로 일정 길이 연장되는 배기덕트(131)와, 배기덕트(131)의 단부에 설치되는 팬유닛(133)을 구비한다.
폐수탱크(140)는 수분회수라인(145)을 통해 건조챔버(90)와 연결된다. 건조과정에서 DPF(1)로부터 분리된 수분은 수분회수라인(145)을 통해 폐수탱크(140)로 유입된다.
폐수탱크(140)는 건조챔버(90)의 하방에 위치하는 지지프레임(100)의 내측에 설치된다. 폐수탱크(140)에는 건조챔버(90)로부터 배출된 폐수가 저장된다. 폐수탱크(140)에는 수위를 측정하기 위한 수위센서(141)가 설치된다.
도 3에서 미설명 부호는 도 1과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 본 발명은 또 다른 예로 도 1 및 도 2의 실시예에 과산화수소처리수단이 더 구비될 수 있다.
과산화수소처리수단은 세정공간으로 투입된 DPF에 과산화수소를 접촉시켜 상기 DPF를 과산화수소로 처리하기 위함이다. 이러한 과산화수소처리는 세정수로 세정하기 이전에 전처리 공정으로서 수행할 수 있다.
과산화수소에 의한 전처리 공정은 DPF에 부착된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 과산화수소로 농도 30 내지 80%의 과산화수소수를 이용할 수 있다.
과산화수소(H2O2)는 수소와 산소가 결합된 화합물로서, 산화력이 매우 높아 상온에서도 쉽게 분해가 된다. 과산화수소의 분해에 의해 유리되는 산소원자나 수산화라디칼은 매우 활성이 강하고 반응성이 풍부하여 강력한 산화 및 분해작용을 갖는다.
과산화수소는 초과산화 이온(superoxide ion: O2-), 수산화 라디칼(hydroxyl radical:ㆍOH)과 함께 대표적인 활성산소에 해당한다. 이러한 활성산소(active oxygen species)는 보통으로 존재하는 기저상태의 삼중항산소(3O2)보다 반응성이 크고 활성이 풍부하다.
도시되지는 않았지만 과산화수소처리수단은 세정챔버의 내부에 설치되는 처리조와, 처리조에 과산화수소를 공급하기 위한 과산화수소공급부로 이루어질 수 있다.
처리조는 상부가 개방된 통 구조로 이루어진다. 처리조는 세정챔버의 내부에 탈부착이 가능하도록 설치된다. 따라서 과산화수소처리과정 동안에만 처리조는 세정챔버의 내부에 위치한다. 과산화수소처리가 완료되면 처리조는 세정챔버의 외부로 이동시킨다.
과산화수소공급부는 과산화수소가 저장된 과산화수소저장탱크와, 과산화수소저장탱크와 처리조를 연결하는 과산화수소공급라인으로 이루어진다. 세정챔버에 처리조를 설치한 후 호이스트를 이용하여 DPF를 처리조의 내부로 로딩시킨 후 과산화수소공급라인을 처리조와 연결하여 처리조의 내부로 과산화수소를 공급한다. 과산화수소에 DPF가 잠겨있는 상태로 일정 시간, 가령 20 내지 60분 동안 방치하면 강력한 산화작용과 분해작용을 갖는 과산화수소에 의해 DPF에 부착된 오염물질을 빠른시간 안에 효과적으로 제거할 수 있다.
과산화수소 처리 후 처리조를 세정챔버의 내부에서 제거한 후 커플링으로 세정관을 DPF로 연결시킨 다음 세정수에 의해 세정공정을 진행할 수 있다.
한편, 본 발명은 또 다른 예로 도 1 및 도 2의 실시예에서 배기유닛의 배기덕트를 통해 배출되는 유해물질을 제거하기 위한 광촉매분해모듈이 더 구비될 수 있다.
도 5를 참조하면, 광촉매분해모듈(150)은 메쉬망 구조를 갖는 광촉매부(160)와, 자외선광을 조사하는 광조사부(170)가 교대로 번갈아가면서 배치된 구조를 갖는다. 도시된 예에서는 3개의 광촉매부(160) 사이에 각각 광조사부(170)가 하나씩 배치된다.
광촉매부(160)는 환형의 제 1프레임(161)과, 제 1프레임(161)의 내측에 설치되는 망체(162)와, 망체(162)의 표면에 형성된 바인더층(163)과, 바인더층(163)에 고정된 광촉매(164)와, 바인더층(164)의 표면에 부착된 반사입자(165)로 이루어진다.
제 1프레임(161)은 좌우 양측에 돌기(167)가 형성된다.
망체(162)는 제 1프레임(161)의 내측에 형성된다. 망체(162)는 금속 또는 합성수지 소재로 형성된다.
바인더층(163)은 아크릴 또는 우레탄 등의 고분자수지로 이루어진 바인더를 망체(162)의 외측면에 도포하여 형성시킬 수 있다.
광촉매(164)로 이산화티탄 입자를 이용할 수 있다. 광촉매(164)는 자외선광이 조사되면 전자, 전공대가 형성되어 강한 산화력을 가지는 하이드록시 라디칼(-OH)과 슈퍼옥사이드를 생성하고 하이드록시 라디칼과 슈퍼옥사이드가 공기 중의 악취, 세균, 각종 유기화합물을 산화 분해시킨다.
광촉매(164)는 구형으로 이루어질 수 있다. 광촉매(164)는 바인더층(163)이 경화되기 전에 바인더층(163)에 도포된다. 바인더층(163)이 경화되면 광촉매(164)의 일부분이 바인더층(163)에 매몰되어 고정된다.
반사입자(165)는 빛을 산란시킬 수 있는 금속이나 유리 등을 이용할 수 있다. 반사입자(165)는 바인더층(163)의 표면에 다수가 불규칙하게 배치되어 있다.
광조사부(170)는 환형의 제2프레임(171)과, 제 2프레임(171)의 내측에 일정 간격으로 설치되는 자외선 LED(175)로 이루어진다.
제 2프레임(171)은 좌우 양측에 홈(173)이 마련된다. 제 2프레임(171)의 홈(173)에 제 1프레임(161)의 돌기(167)가 삽입된다.
도시되지 않았지만 제 2프레임(173)의 내측면에 기판이 설치되고, 기판에 다수의 자외선 LED(175)가 장착된다.
자외선 LED(175)에서 자외선광이 조사되면 광촉매(164)가 광활성화되면서 광촉매분해모듈(150)을 통과하는 공기 중의 유해물질을 분해할 수 있다. 특히, 반사입자(165)로부터 반사되는 빛에 의해 광촉매(164) 주위의 광량을 증대시킬 수 있고 이에 따라 광촉매의 광활성을 더욱 높일 수 있다.
상술한 광촉매분해모듈(150)은 배기덕트의 내부에 설치되어 배기덕트를 통과하는 공기 중의 유해물질을 제거할 수 있다. 이러한 광촉매분해모듈(150)은 탈취 효과가 우수하다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: DPF 10:세정챔버
11: 세정공간 18: 세정관
20: 호이스트 30: 세정수공급수단
50: 에어펄스생성부 70: 히터
80: 배기유닛
11: 세정공간 18: 세정관
20: 호이스트 30: 세정수공급수단
50: 에어펄스생성부 70: 히터
80: 배기유닛
Claims (5)
- 차량의 DPF를 세정할 수 있는 세정공간이 내부에 형성된 세정챔버와;
상기 세정챔버의 상부에 장착되어 상기 DPF를 들어올려 상기 세정공간으로 투입하기 위한 호이스트와;
상기 세정챔버에 설치되어 상기 세정공간으로 투입된 상기 DPF와 연결되는 세정관과;
상기 세정관으로 세정수를 공급하여 상기 DPF에 세정수를 접촉시키기 위한 세정수공급수단과;
상기 세정관을 통해 상기 DPF로 공급되는 세정수에 펄스충격을 가하기 위한 에어펄스생성부와;
상기 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터와;
상기 세정수공급수단을 통해 공급되는 세정수 중의 이물질을 제거하기 위한 필터유닛과;
상기 세정챔버 내부의 공기 및 증기를 외부로 배출하기 위해 상기 세정챔버에 설치되는 배기유닛과;
상기 배기유닛을 통해 배출되는 유해물질을 제거하기 위한 광촉매분해모듈;을 구비하고,
상기 배기유닛은 상기 세정공간과 연결되어 상기 세정챔버의 외부로 일정 길이 연장되는 배기덕트와, 상기 배기덕트의 단부에 설치되는 팬유닛을 구비하며,
상기 광촉매분해모듈은 상기 배기덕트의 내부에 설치되고,
상기 광촉매분해모듈은 메쉬망 구조를 갖는 광촉매부와, 자외선광을 조사하는 광조사부가 교대로 번갈아가면서 배치되며,
상기 광촉매부는 환형의 제 1프레임과, 상기 제 1프레임의 내측에 설치되는 망체와, 상기 망체의 표면에 형성된 바인더층과, 상기 바인더층에 고정된 광촉매와, 상기 바인더층의 표면에 부착되어 빛을 산란시키는 반사입자를 구비하고,
상기 광조사부는 환형의 제2프레임과, 상기 제 2프레임의 내측에 일정 간격으로 설치되는 자외선 LED를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 DPF의 세정장치. - 제 1항에 있어서, 상기 세정수공급수단은 세정수가 저장되며 상기 히터가 설치되는 저장탱크와, 상기 저장탱크와 연결된 제 1세정수공급라인과, 상기 제 1세정수공급라인과 연결된 펌프와, 상기 펌프와 상기 필터유닛의 유입구를 연결하는 제 2세정수공급라인과, 상기 필터유닛의 유출구와 상기 세정관을 연결하는 제 3세정수공급라인과, 상기 제 3세정수공급라인에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브와, 상기 세정챔버와 상기 저장탱크를 연결하는 세정수회수라인과, 상기 세정관과 송풍라인으로 연결되어 상기 세정관으로 공기를 주입하기 위한 블로워를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 DPF의 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 에어펄스생성부는 공기압축기와, 상기 공기압축기와 연결되는 제 1고압에어라인과, 상기 제 1고압에어라인과 연결된 에어레귤레이터와, 상기 에어레귤레이터와 연결된 제 2고압에어라인과, 상기 제 2고압에어라인과 연결되는 에어탱크와, 상기 에어탱크와 상기 세정관을 연결하여 상기 세정관으로 압축공기를 공급하기 위한 제 3고압에어라인과, 상기 제 3고압에어라인에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 DPF의 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 세정공간으로 투입된 상기 DPF에 세정수를 접촉시키기 전에 과산화수소를 접촉시켜 상기 DPF를 과산화수소로 처리하기 위한 과산화수소처리수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 DPF의 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 세정챔버와 나란하게 설치되어 상기 세정챔버에서 세정된 상기 DPF를 건조시키는 건조챔버;가 더 구비된 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 DPF의 세정장치.
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