KR19980035780U - 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 필터를 사용하여 디이젤 엔진에 있어서 배기가스내에 포함된 파티클을 제거하기 위한 정화장치에 관한 것으로, 세라믹으로된 파티클 트랩이 내장된 필터를 사용하여 디이젤 엔진으로부터 배출되어 배기가스에 포함되어 있는 파티클을 정화시키는 장치로서, 상기 필터는 횡축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 상기 필터의 내부는 횡축의 하단부에서 횡축과 평행하게 장착되어 필터의 회전과 상관없이 일정위치에 고정되는 격벽이 제공되어 필터의 내부가 항시 2개의 부분으로 분할 되도록 되며, 상기 격벽을 중심으로 격벽 하부의 우측에는 연소실과 연통된 배기가스 파이프가 장착되고, 좌측에는 배기가스 파이프를 통해 배출된 배기가스가 파티클 트랩을 통해 정화된 상태로 배출되는 정화된 배기가스 통로가 설치되며, 상기 격벽 상부의 좌측에는 파티클 트랩에 배기가스 흐름의 역방향으로 압축된 공기를 불어넣는 압축공기 파이프가 제공되고, 우측에는 상기 압축공기 파이프로부터 나온 압축공기에 의하여 트랩으로부터 제거된 파티클이 모이게 되는 백 하우스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치.

Description

디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치

본 고안은 디이젤 엔진에 있어서 배기가스내에 포함된 파티클을 제거하기 위한 정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 정화장치내에서 파티클 제거에 사용되는 필터를 차체적으로 정화시켜 연속적으로 사용할 수 있도록 하는 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 디이젤 엔진에서 연소가 진행될 때, 공기와 연료는 반응상대로서 반응중 부분적으로 혼합되게 된다. 따라서 혼합기 형성, 착화 그리고 연소가 순서적이면서도 단독적으로 이루어지는 것이 아니라 서로 상호간에 영향을 미치면서 동시에 진행된다. 즉, 혼합기의 농도 또는 공기비가 균일하지 않으므로 일부에서는 연소가 진행되는가 하면, 일부에서는 가열과정(기화과정)이 진행되게 된다.

반응대의 농후영역을 가열하는 동안, 반응은 단지 연료입자 표면의 증기포켓에서 진행된다. 이때 탄화수소로부터 탄소입자들이 유리되고, 계속되는 반응에 의해 이들 탄소입자들의 연소가 방해를 받게 되면 탄소입자들은 연소되지 못하고 흑연(soot)의 상태로 대기 중에 방출되게 된다.

연소실에서 진행되는 이와 같은 복잡한 과정들은 혼합기 형성에 영향을 미치는 여러 변수들이 서로 조화를 이루어야 함을 의미한다. 특히 입자상의 유해물질을 가능한 한 낮은 수준으로 유지하기 위해서는 분사펌프 엘리먼트와 연소실 형상이 서로 조화를 이루어야 한다. 이러한 문제들은 엔진 설계시 최적 공통분모를 도출하는 과정에서 충분히 검토되며, 예를 들면, 매연을 비롯한 입자상 배출물에 긍정적으로 작용하는 요소들은 대부분 연료소비율, 질소산화물 그리고 소음 등에 대해서는 부정적으로 작용하기 때문이다.

따라서, 최근에는 이러한 입자상 유해물질(이하 파티클이라 칭함)을 저감시키기 위한 방법으로 배기가스의 출구내에 필터를 장착하여 배기가스내에 포함된 파티클을 저감시키는 방법이 사용되고 있으며, 상기 필터의 내부에는 세라믹으로 구성된 파티클 트랩이 제공된다.

그런데, 이러한 종래의 파티클 제거용 필터에 있어서, 파티클 트랩으로서의 필터를 계속적으로 사용하는 경우 상기 트랩에 파티클이 누적됨에 따라 연소실을 향한 배압이 증가되어 엔진출력이 저감되는 문제점이 있으며, 따라서 필터내에 누적된 파티클을 제거하기 위해서 필터의 정기적인 청소가 필요로하게 된다. 그러나 상기 파티클 트랩의 반복적인 청소 및 재사용은 트랩의 손상을 유발시키게 되고, 이에 따라 정화능력이 저감되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상기 파티클 제거용 필터의 구조를 개선하여 필터의 파티클 트랩을 자동적으로 정화시키므로써 파티클이 필터 트랩에 누적되지 않도록 하여 상기 파티클의 누적에 따른 필터의 정화능력 저감과 필터 정화에 의한 트랩손상을 방지하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따라 배기가스내에 포함된 파티클을 자체적으로 제거하는 정화장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1; 필터2; 하우징

3; 파티클 트랩4; 횡축

5; 격벽6; 연소실

7; 배기가스 파이프8; 정화된 배기가스 통로

9; 압축공기 파이프10; 백 하우스

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 세라믹으로된 파티클 트랩이 내장된 필터를 사용하여 디이젤 엔진으로부터 배출되어 배기가스에 포함되어 있는 파티클을 정화시키는 장치로서, 상기 필터는 횡축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 상기 필터의 내부는 횡축의 하단부에서 횡축과 평행하게 장착되어 필터의 회전과 상관없이 일정위치에 고정되는 격벽이 제공되어 필터의 내부가 항시 2개의 부분으로 분할 되도록 되며, 상기 격벽을 중심으로 격벽 하부의 우측에는 연소실과 연통된 배기가스 파이프가 장착되고, 좌측에는 배기가스 파이프를 통해 배출된 배기가스가 파티클 트랩을 통해 정화된 상태로 배출되는 정화된 배기가스 통로가 설치되며, 상기 격벽 상부의 좌측에는 파티클 트랩에 배기가스 흐름의 역방향으로 압축된 공기를 불어넣는 압축공기 파이프가 제공되고, 우측에는 상기 압축공기 파이프로부터 나온 압축공기에 의하여 트랩으로부터 제거된 파티클이 모이게 되는 백 하우스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치가 제공된다.

또한, 상기 필터의 횡축은 일정한 시간간격을 통해 전기모터에 의해 회전되는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 양호한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1은 본 고안에 따라 배기가스내에 포함된 파티클을 자체적으로 제거하는 정화장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 본 고안에 의하면, 피터(1)는 원통형의 하우징(2)과 상기 하우징(2)내에 장착된 파티클 트랩(3)으로 구성되어 있으며, 상기 필터(1)는 도시되지 않은 전기 모터에 의하여 횡축(4)을 중심으로 회전가능하게 장착되고, 또한, 상기 필터(1)의 내부는 횡축(4)의 하단부에서 횡축(4)과 평행하게 장착되어 필터(1)의 회전과 상관없이 일정위치에 고정된 격벽(5)이 제공되어 필터(1)의 내부는 항시 2개 부분으로 분할되도록 된다.

또한, 상기 격벽(5)을 중심으로 격벽(5) 하부의 우측에는 연소실(6)과 연통된 배기가스 파이프(7)가 장착되고, 좌측에는 배기가스 파이프(7)를 통해 배출된 배기가스가 파티클 트랩(3)을 통해 정화된 상태로 배출되는 정화된 배기가스 통로(8)가 설치되어 있다. 또한 상기 격벽(5) 상부의 좌측에는 파티클 트랩(3)에 배기가스 흐름의 역방향으로 압축된 공기를 불어넣는 압축공기 파이프(9)가 제공되고, 우측에는 상기 압축공기 파이프(9)로부터 나온 압축공기에 의하여 트랩(3)으로부터 제거된 파티클이 모이게 되는 백 하우스(10)가 설치되어 있다.

따라서, 이러한 구성을 갖는 파티클 정화장치의 작동을 살펴보면, 먼저 연소실(6)에서 배출된 배기가스는 배기가스 파이프(7)를 통해 격벽(5) 하부의 트랩(3)을 거쳐 정화된 배기가스 통로(8)로 이동하게 되며, 이 때 배기가스내에 포함된 파티클은 트랩(3)에 의하여 걸러져 트랩(3)내에 유지되게 된다. 이러한 과정을 연속적으로 거친후에 상기 필터(1)는 횡축(4)을 중심으로 180°회전하여 파티클을 유지한 트랩(3)이 격벽(5)의 상부로 이동되고, 상부에 있던 깨끗한 트랩(3)은 하부로 이동되어 계속적으로 배기가스내에 포함된 파티클을 정화시키게 되며, 상부로 이동된 트랩(3)은 좌측에 배열된 압축공기 파이프(9)에로부터 나오는 압축공기에 의하여 내부에 유지되었던 파티클이 필터(1) 우측 상단에 제공된 배 하우스(10)의 내부에 포집되도록 되므로써, 상부의 트랩(3)이 자체적으로 정화되게 된다.

이상 상술된 바와 같이, 본 고안에 따른 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치에 의하면, 한쪽에서는 파티클 트랩을 통해 배기가스에 포함된 파티클을 연속적으로 걸러냄과 동시에 다른 한쪽에서는 트랩에 걸러진 파티클을 자체에 장착된 백 하우스내로 이동시키므로써 트랩의 정화는 물론 파티클의 포집을 용이하게 하여 배기가스내에 포함된 파티클과 질소산화물을 동시에 저감시킬 수 있게 되며, 또한 트랩의 보수유지에 따른 트랩의 손상을 방지하게 되는 효과가 있다.

한편, 본 고안은 상술된 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 세라믹으로된 파티클 트랩이 내장된 필터를 사용하여 디이젤 엔진으로부터 배출되어 배기가스에 포함되어 있는 파티클을 정화시키는 장치로서, 상기 필터는 횡축을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 상기 필터의 내부는 횡축의 하단부에서 횡축과 평행하게 장착되어 필터의 회전과 상관없이 일정위치에 고정되는 격벽이 제공되어 필터의 내부가 항시 2개의 부분으로 분할 되도록 되며, 상기 격벽을 중심으로 격벽 하부의 우측에는 연소실과 연통된 배기가스 파이프가 장착되고, 좌측에는 배기가스 파이프를 통해 배출된 배기가스가 파티클 트랩을 통해 정화된 상태로 배출되는 정화된 배기가스 통로가 설치되며, 상기 격벽 상부의 좌측에는 파티클 트랩에 배기가스 흐름의 역방향으로 압축된 공기를 불어넣는 압축공기 파이프가 제공되고, 우측에는 상기 압축공기 파이프로부터 나온 압축공기에 의하여 트랩으로부터 제거된 파티클이 모이게 되는 백 하우스가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 필터의 횡축은 일정한 시간간격을 통해 전기모터에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 디이젤 엔진의 배기가스내에 포함된 파티클의 자체 정화장치.