KR19980019745U - 촉매 컨버터 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차 배기가스를 정화하기 위한 촉매 컨버터 구조에 관한 것으로서, 배기가스가 통과될 다수의 통로가 형성된 모노리드형 담체를 포함한 촉매 컨버터 구조에 있어서, 상기 담체의 통로 벽면에 인접한 다수의 통로와 연결되는 다수의 구멍이 형성된 촉매 컨버터 구조를 제공함으로써, 촉매성분과 접촉하는 배기가스의 양을 증가시켜 촉매 작용 효과를 극대화시킬 수 있다.

Description

촉매 컨버터 구조

제 1 도는 일반적인 3원 촉매 컨버터의 부분 절개도,

제 2 도는 종래 기술에 의한 촉매 담체의 단면 구조도,

제 3 도는 제 2 도의 촉매 담체속을 통과하는 배기가스의 흐름 상태를 도시한 상태도,

제 4 도는 본 고안에 따른 촉매 담체의 단면 구조도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 쿠션2 : 골조용 링

본 고안은 자동차의 유해 배기 가스를 산화 및 환원시키는 촉매 컨버터의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모노리드(monolith)형 촉매 컨버터의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진은 실린더와 실린더 헤드 및 상기 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤의 사이에 형성되는 연소실에서 연료를 연소시켜 발생된 폭발력을 상기 피스톤에 연결된 커넥팅 로드를 통해 크랭크 샤프트를 회전시킴으로서 열에너지를 기계적인 회전력으로 변환하는 장치이다.

상기한 엔진에는 연소된 혼합기를 배기하는 배기 장치가 요구되는 바, 상기 배기 장치는 연소실과 연결된 배기 매니폴드와, 상기한 배기 매니폴드에 연결되어 있는 배기관과, 상기한 배기관과 연결되어 있는 소음기로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 배기 장치는 연소실에서 연소된 후의 연소 가스를 온도와 압력을 낮춰 외부로 배출하게 되는 바, 이는 소음기를 통해 온도와 압력을 낮춰 고온, 고압인 연소 가스가 외부 배출시 발생되는 소음을 감소시키게 된다.

여기서, 상기한 연소 가스에는 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소화합물(NOx), 아황산 가스 등이 포함되어 대기 오염이 유발되기 때문에 이를 제거한 상태로 대기 방출하도록 규제를 하고 있다.

상기와 같이 유해한 배기 가스를 정화하기 위한 장치로서 제 1 도에 도시된 것과 같은 3원 촉매 컨버터가 사용되는 바, 상기 촉매 컨버터는 담체(substrate)에 백금(Pt)과 소량의 로듐(Rh)을 혼합한 것이 부착되어 구성되며, 상기 백금은 주로 일산화탄소와 탄화수소의 산화 작용에 사용되고 로듐은 주로 질소 화합물의 환원 작용을 위해서 작용된다.

상기와 같은 담체(substrate)에는 구슬형(pellet type), 세라믹 일체형(ceramic monolith type) 및 금속 일체형(metal monolith type) 등이 사용되는 바, 제 2 도에는 모노리드 형 촉매 컨버터의 단면 구조가 도시되어 있다.

상기와 같은 모노리드 형 담체가 내장된 촉매 컨버터는 엔진으로부터의 배기가스가 상기 모노리드 담체의 작은 통로를 통과하면서 촉매에 접촉되어 촉매 작용이 일어나도록 하는 것이다.

그런데, 상기와 같이 모노리드 형 담체에 형성된 통로에서 통과되는 배기가스의 흐름은 제 3 도와 같이 포물선 형상의 층류 유동을 형성하게 되어 실질적으로 극히 일부의 배기가스만이 촉매성분에 접촉된다.

즉, 배기 가스가 통과되는 통로는 일정한 관의 형태를 하고 있으므로, 배기 가스가 상기와 같은 관을 통과하는 동안에는 유동이 안정되어 촉매와 접촉되는 배기 가스의 양이 많지 않아 효과적인 촉매 작용을 기대하지 못한다는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모노리드 형 담체를 통과하는 배기 가스의 유동을 보다 활성화시켜 보다 원활한 촉매 작용을 일으키도록 하는 촉매 컨버터 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 배기 가스가 통과될 다수의 통로가 형성된 모노리드형 담체를 포함한 촉매 컨버터 구조에 있어서, 상기 담체의 통로 벽면에 인접한 다수의 통로와 연결되는 다수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

제 4 도는 본 고안에 따른 촉매 컨버터 구조를 도시한 것으로서, 배기 가스가 통과될 다수의 통로가 형성된 모노리드형 담체의 통로 벽면에 인접한 다수의 통로와 연결되는 다수의 구멍이 형성되어 있다.

즉, 한 통로를 통과하던 배기 가스가 인접한 다른 통로로 유입될 수 있도록 통로들을 서로 연결하는 다수의 구멍을 구비한 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같은 구조의 촉매 담체속을 통과하는 배기 가스는 담체내의 한 통로를 통과하면서 인접한 다른 통로에 압력이 상승 또는 하강함에 따라서 인접 통로로 유입 또는 유출되면서 배기 가스가 난류 유동을 할 수 있도록 한다.

따라서, 배기 가스는 통로간을 서로 오가면서 배기 가스 자체의 유동을 난류가 되도록 하여 촉매에 접촉되는 배기 가스양이 증대되므로 촉매 작용이 더욱 원활히 일어나게 된다.

즉, 배기 가스가 촉매 담체를 통과하는 동안 보다 많은 양의 배기 가스가 촉매에 접촉되도록 함으로써, 촉매작용의 효율을 높이는 것이다.

이상과 같이 본 고안은 배기 가스가 통과될 다수의 통로가 형성된 모노리드형 담체를 포함한 촉매 컨버터 구조에 있어서, 상기 담체의 통로 벽면에 인접한 다수의 통로와 연결되는 다수의 구멍이 형성된 촉매 컨버터 구조를 제공함으로써, 촉매성분과 접촉하는 배기 가스의 양을 증가시켜 촉매 작용 효과를 극대화시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 배기 가스가 통과될 다수의 통로가 형성된 모노리드형 담체를 포함한 촉매 컨버터 구조에 있어서, 상기 담체의 통로 벽면에 인접한 다수의 통로와 연결되는 다수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 촉매 컨버터 구조.