KR19980026447A - 디젤 미립자 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 디젤 미립자 제거 시스템이 각 분지관에 DP 필터와 히팅 코일을 모두 설치해야 하므로 원가가 높고 어느 하나의 DP 필터에 흡착된 미연소 미립자를 재연소시킬 때에도 모든 히팅 코일을 가열하게 되므로 전력이 낭비되는 문제점이 있기 때문에, DP 필터(52)와 히팅 코일(53)로 구성되어 배기 가스 파이프(50)에 설치된 필터부(51)와, 상기 필터부(51)의 입출구를 각각 연결하는 유입용 우회관(54) 및 배출용 우회관(55)과, 상기 필터부(51)의 입구에 설치되어 필터부(51)의 압력을 감지하는 압력 센서(60)를 포함하여 구성되고, 필터부(51)의 압력이 상승될 경우 배기 가스를 일시 우회시킴과 동시에 역류시켜 짧은 시간에 재연소가 완료되도록 되어 있으므로 원가가 절감되고 전력 소비도 줄어드는 디젤 미립자 제거 시스템에 관한 것이다.

Description

디젤 미립자 제거 시스템

본 발명은 디젤 엔진에서 연소되지 않고 배출되는 미연소 미립자를 제거하는 후처리 방법에 관한 것으로서, 특히 필터를 이용하여 미연소 미립자를 흡착시켜 걸러 낸 후 이를 재연소시킴으로써 미연소 미립자를 제거하는 디젤 미립자 제거 시스템(Diesel Particular Filter system)에 관한 것이다.

디젤 기관에서 배출되는 배기 가스에는 주로 탄화수소 계열의 미연소된 미립자가 많이 포함된다. 미연소된 미립자는 대기중에 방출되면 대기 오염을 유발하므로 이를 해소하기 위해서 후처리를 해야 한다. 후처리 방법에는 가솔린 엔진과 같이 촉매 컨버터를 사용하는 방법과, 배기 가스를 필터링하여 미연소 미립자를 필터에 흡착시켜 걸러 낸 후 이를 재연소시킴으로써 미연소 미립자를 제거하는 디젤 미립자 제거(DPF) 시스템을 사용하는 방법이 있다.

종래의 디젤 미립자 제거 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 배기 가스 파이프(10)에 설치되는 3개의 분지관(11)과, 상기 분지관(10)에 각각 설치되고 미연소 미립자를 흡착시켜 제거하는 DP 필터(Diesel Particular Filter;12)와, 상기 DP 필터(12)의 내부에 각각 설치되어 DP 필터(12)의 미연소 미립자를 재연소시키는 히팅 코일(13)로 구성되어 있다. 이때, 상기 히팅 코일(13)은 히팅 전원(미 도시)과 각각 병렬로 연결되어 동시에 작동되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 디젤 미립자 제거 시스템은 배기 가스 파이프(10)를 통해 배출되는 배기 가스가 분지관(11)을 통과할 때 DP 필터(12)에 미연소 미립자가 흡착되도록 되어 있다.

중앙의 DP 필터(12a)를 메인 필터로 하고, 그 양측의 DP 필터(12b)를 보조 필터로 활용한다. 배기 가스는 배기 가스 파이프(10)를 통해 빠져 나오는 관성에 의해 일단 중앙의 분지관(11a)으로 유입되고, 유입된 배기 가스의 미연소 미립자가 상기 메인 필터(12a)에 흡착된 후 배기 가스는 방출된다. 메인 필터(12a)에 흡착된 미연소 미립자에 의해 중앙의 분지관(11a)이 막히게 되면, 배기 가스는 그 양측의 분지관(11b)을 통과하면서 상기 보조 필터(12b)에 미연소 미립자를 흡착시키게 된다.

이때, 히팅 전원(미 도시)이 메인 필터(12a)의 히팅 코일(13)을 가열하여 메인 필터(12a)에 흡착된 미연소 미립자를 재연소시킴으로써 DP 필터(12)를 재생시킨다. 즉, 하나의 DP 필터(12a)가 미연소 미립자로 인해 배기 가스의 유동을 제한하면, 다른 DP 필터(12b)를 통해 배기 가스를 필터링하고 히팅 코일을 가열하여 미연소 미립자를 재연소시켜 DP 필터(12a)를 재생시키도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 디젤 미립자 제거 시스템은 각 분지관(11)에 DP 필터(12)와 히팅 코일(13)을 모두 설치해야 하므로 원가가 높고 어느 하나의 DP 필터(12)에 흡착된 미연소 미립자를 재연소시킬 때에도 모든 히팅 코일(13)을 가열하게 되므로 전력이 낭비되는 문제점이 있다.

DP 필터와 히팅 코일을 각각 하나만 설치하되 히팅 코일의 가열시 배기 가스를 역류시켜 빠르게 재연소시키고 DP 필터를 순간적으로 재생시킴으로써 부품의 수가 줄어들어 원가가 하락되고, 전력의 낭비도 방비할 수 있는 디젤 미립자 제거 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 디젤 미립자 제거 시스템이 도시된 구성도이고,

도 2는 본 발명에 의한 디젤 미립자 제거 시스템이 도시된 구성도이고,

도 3은 디젤 미립자 제거 시스템의 밸브 제어 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

51 : 필터부 52 : DP 필터

53 : 히팅 코일 54 : 유입 우회관

55 : 배출 우회관 56 : 입구 밸브

57 : 출구 밸브 58 : 유입관 밸브

59 : 배출관 밸브 60 : 압력 센서

A : 규정치 압력 B : 한계치 압력

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배기 가스를 필터링하여 미연소 미립자를 흡착 재연소시키는 디젤 미립자 제거 시스템에 있어서, DP 필터와 히팅 코일로 구성되고 배기 가스 파이프에 설치된 필터부와, 상기 필터부의 입구와 출구에 각각 설치되는 입구 밸브 및 출구 밸브와, 상기 필터부의 입구 밸브 앞쪽에서 분기되고 출구 밸브 앞쪽의 필터부 끝단에 연결되는 유입 우회관과, 상기 필터부의 입구 밸브 안쪽에서 분기되고 출구 밸브 뒤쪽의 배기 가스 파이프에 연결되는 배출 우회관과, 상기 필터부의 입구에 설치되어 필터부의 압력을 감지하는 압력 센서와, 상기 유입 우회관의 입구에 설치된 유입관 밸브와, 상기 배출 우회관의 출구에 설치된 배출관 밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 디젤 미립자 제거 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 DP 필터(52)와 히팅 코일(53)로 구성되고 배기 가스 파이프(50)에 설치된 필터부(51)와, 상기 필터부(51)의 입구와 출구에 각각 설치되는 입구 밸브(56) 및 출구 밸브(57)와, 상기 필터부(51)의 입구 밸브(56) 앞쪽에서 분기되고 출구 밸브(57) 앞쪽의 필터부(51) 끝단에 연결되는 유입 우회관(54)과, 상기 필터부(51)의 입구 밸브(56) 안쪽에서 분기되고 출구 밸브(57) 뒤쪽의 배기 가스 파이프(50)에 연결되는 배출 우회관(55)과, 상기 필터부(51)의 입구에 설치되어 필터부(51)의 압력을 감지하는 압력 센서(60)와, 상기 유입 우회관(54)의 입구에 설치된 유입관 밸브(58)와, 상기 배출 우회관(55)의 출구에 설치된 배출관 밸브(59)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 디젤 미립자 제거 시스템은 배기 가스가 필터부(51)를 통과하면서 미연소 미립자를 DP 필터(52)에 흡착시키도록 되어 있다.

압력 센서(60)의 압력 신호가 규정치(A) 이하일 경우에는 상기 유입관 밸브(58) 및 배출관 밸브(59)는 닫혀 있고 입구 밸브(56) 및 출구 밸브(57)가 열려 있기 때문에, 배기 가스 파이프(50)에서 전량의 배기 가스가 필터부(51)로 공급된다. 필터부(51)에서는 DP 필터(52)가 배기 가스중의 미연소 미립자를 흡착하게 되고, 나머지 배기 가스는 출구를 통해 빠져나간다. 상기 DP 필터(52)에 미연소 미립자가 계속 흡착되면서 필터부(51) 전방의 압력이 점차 높아지게 되고, 이는 상기 압력 센서(60)에 의해 감지된다.

상기 DP 필터(52)에 미연소 미립자가 다량 흡착되어 필터부(51) 내에서의 배기 가스 이동이 원활하지 못할 경우 필터부(51)의 압력이 상승된다. 상기 압력 센서(60)의 압력 신호가 규정치(A) 이상일 경우, 상기 히팅 코일(53)에 전원이 인가되어 가열되면서 DP 필터(52)에 흡착된 미연소 미립자를 재연소시키게 된다. 이때, 연소압으로 인해 상기 필터부(51) 내부 압력이 재차 상승하게 된다.

필터부(51) 내부의 압력이 한계치(B) 이상으로 상승되면 유입관 밸브(58) 및 배출관 밸브(59)를 열고 입구 밸브(56) 및 출구 밸브(57)를 닫게 된다. 따라서, 배기 가스가 배기 가스파이프(50)에서 유입 우회관(54)을 통해 필터부(51)로 공급되어 역류되면서 배기압으로 인해 짧은 시간에 재연소가 완료되게 된다. 미연소 미립자의 재연소가 완료된 배출 가스는 배출 우회관(55)을 통해 배기 가스 파이프(50)로 빠져나가게 된다.

상기 DP 필터(52)에 흡착된 미연소 미립자의 재연소가 완료되면 필터부(51) 내부의 압력이 저하되므로, 상기 유입관 밸브(58) 및 배출관 밸브(59)를 차단하고 필터부(51)의 입구 밸브(56) 및 출구 밸브(57)를 열어 배기 가스가 정상적으로 유동되면서 미연소 미립자가 필터부(51)의 DP 필터(52)에 흡착되도록 하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 디젤 미립자 제거 시스템은 단 하나의 DP 필터와 히팅 코일을 사용하되 미연소 미립자로 인해 압력이 상승될 경우 배기 가스를 일시 우회시킴과 동시에 역류시켜 짧은 시간에 재연소가 완료되도록 되어 있으므로 원가가 절감되고 전력 소비도 줄어드는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 배기 가스를 필터링하여 미연소 미립자를 흡착 재연소시키는 디젤 미립자 제거 시스템에 있어서, DP 필터와 히팅 코일로 구성되어 배기 가스 파이프에 설치된 필터부와, 상기 필터부의 입구와 출구에 각각 설치되는 입구 밸브 및 출구 밸브와, 상기 필터부의 입구 밸브 앞쪽에서 분기되고 출구 밸브 앞쪽의 필터부 끝단에 연결되는 유입 우회관과, 상기 필터부의 입구 밸브 안쪽에서 분기되고 출구 밸브 뒤쪽의 배기 가스 파이프에 연결되는 배출 우회관과, 상기 필터부의 입구에 설치되어 필터부의 압력을 감지하는 압력 센서와, 상기 유입 우회관의 입구에 설치된 유입관 밸브와, 상기 배출 우회관의 출구에 설치된 배출관 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 제거 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 압력 센서의 압력 신호가 규정치 이상일 경우, 상기 히팅 코일에 전원이 인가되어 가열되면서 DP 필터에 흡착된 미연소 미립자를 재연소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 제거 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 압력 센서의 압력 신호가 한계치 이상일 경우, 유입관 밸브 및 배출관 밸브가 열리고 입구 밸브 및 출구 밸브를 닫히도록 구성된 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 제거 시스템.