KR19980059999U

KR19980059999U - Automotive catalytic converter with preheating structure

Info

Publication number: KR19980059999U
Application number: KR2019970004005U
Authority: KR
Inventors: 손현수
Original assignee: 김영귀; 기아자동차 주식회사
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-11-05

Abstract

본 고안은 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터에 관한 것으로, 특히 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하여, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승시킴으로서, 균일한 촉매 온도분포를 도모하도록 한 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터로, 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위한 촉매 컨버터(1)로, 이 촉매 컨버터(1)를 구성하는 시라우드(10)의 양단이 플렌지부(11)(11')에 의해 일체로 형성됨과 동시에 내측관(100)과 외측관(200)을 이루는 2중관으로 형성되고 상기 내측관(100)과 외측관(200) 사이에 전기히터(300)가 설치되어 초기 시동시 촉매 컨버터(1)를 예열할 수 있도록 구성된다.The present invention relates to an automobile catalytic converter having a preheating structure. In particular, in order to cause an initial synergy effect of the catalyst temperature, a catalyst tube is formed in a double tube and an electric heater is installed between the double tubes to form an outer portion of the catalytic converter. An automobile catalytic converter having a preheating structure designed to achieve a uniform catalyst temperature distribution by raising the negative temperature, a catalytic converter 1 for causing an initial synergistic effect of the catalyst temperature, which constitutes the catalytic converter 1. Both ends of the wood 10 are integrally formed by the flanges 11 and 11 'and formed of a double tube forming the inner tube 100 and the outer tube 200, and the inner tube 100 and the outer tube. An electric heater 300 is installed between the 200 and configured to preheat the catalytic converter 1 at initial startup.

Description

Automotive catalytic converter with preheating structure

본 고안은 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터에 관한 것으로, 특히 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하여, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승시킴으로서, 균일한 촉매 온도분포를 도모하도록 한 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile catalytic converter having a preheating structure. In particular, in order to cause an initial synergy effect of the catalyst temperature, a catalyst tube is formed in a double tube and an electric heater is installed between the double tubes to form an outer portion of the catalytic converter. The present invention relates to an automobile catalytic converter having a preheating structure in which a uniform catalyst temperature distribution is achieved by raising a negative temperature.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와같이 자동차 배기 매니 폴드에 설치되는 프론트 파이프는 프론트 파이프의 외부를 단열재로 둘러 싸도록 형성하므로 써, 배기 매니폴드로 부터 연소되어 나온 배기가스가 촉매를 조기에 활성화 온도(고온의 배기가스 온도)에 도달시켜 배기가스를 정화시킬 수 있도록 하였으며, 이 배기 파이프는 배기 매니폴드로부터 배기 가스를 외부로 방출하는 1본식과 2본식이 있으며 중간에 촉매 컨버터(1)와 소음기(2)가 설치되어 있다.In general, as shown in FIG. 1, the front pipe installed in the vehicle exhaust manifold is formed to surround the outside of the front pipe with insulation so that the exhaust gas combusted from the exhaust manifold activates the catalyst early. It is possible to purify exhaust gas by reaching the temperature (high temperature exhaust gas temperature), and this exhaust pipe has one and two formulas that emit exhaust gas from the exhaust manifold to the outside, and between the catalytic converter 1 and The silencer 2 is provided.

상기 소음기(2)는 엔진에서 배출되는 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로서, 통상 그의 구조는 여러가지 형식이 있지만, 보통 1mm 정도의강판을 원통형상으로 만들어서 그 내부에 몇개의 공간으로 구분하여 배기 가스가 그들의 장벽을 통과한 음파의 간섭, 압력변동의 감소, 배기온도의 저하 등을 일으켜 점차로 소음(消音)되도록 설치된다.The silencer (2) is to reduce the exhaust noise by lowering the temperature and pressure discharged from the engine, and its structure is usually in various forms, but usually by making a steel sheet of about 1mm cylindrically divided into several spaces therein Exhaust gases are installed so that they gradually become noisy, causing interference of sound waves passing through their barriers, reducing pressure fluctuations, and decreasing exhaust temperature.

한편, 배기 규제강화에 대한 대책으로 도 2 또는 도 3에 도시된 바와같이 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터(1)가 필요하였다.On the other hand, as a countermeasure against the exhaust regulation, the catalytic converter 1 is required to cause an initial synergistic effect of the catalyst temperature as shown in FIG. 2 or FIG. 3.

상기 촉매컨버터(1)로서는 펠리형(P)과 모노리드형(M)이 있다.Examples of the catalytic converter 1 include a pellet type (P) and a monolith type (M).

그 중 도 2는 펠리트형(P)으로 촉매작용을 하는 물질을 펠리트라고 불리는 직경 2∼4㎜의 입상 알루미나에 부착시킨 것이며, 도 3에 나타낸 모노리드형(M)은 촉매작용을 하는 물질을 격자상의 알루미나에 부착시킨 것이다.Among them, FIG. 2 is a pelletized material (P) attached to granular alumina having a diameter of 2 to 4 mm called pellets, and the monolith type (M) shown in FIG. It adhered to lattice-shaped alumina.

또한 상기 촉매 컨버터(1)의 앞쪽의 파이프를 이중관으로 하거나 단열재 도포 방법 등을 사용하여 엔진을 시동 한 후 상기 촉매가 난기에 이르는 동안 배기열 손실을 방지하는 방법들이 고안 되고 사용되어 왔었다.In addition, methods for preventing exhaust heat loss during the catalyst warm up after starting the engine by using a pipe in front of the catalytic converter 1 as a double pipe or using a heat insulating material coating method have been devised and used.

그러나, 상기와 같은 방법은 일단 촉매가 라이트오프(Light-off)(정화율이 50％가 되는 시점)온도에 이르러 정화기능이 정상적으로 작용하기 시작한 이후에는 오히려 촉매의 온도를 지나치게 높여 촉매의 수명을 떨어뜨리는 역기능이 문제화되고 있다.However, in the above method, once the catalyst reaches the light-off temperature (at the time when the purification rate reaches 50%) and the purification function starts to operate normally, the catalyst life is excessively increased to increase the lifetime of the catalyst. Falling dysfunction is a problem.

즉, 초기 시동시 촉매 중심부(이하 모노리드라형)(20)는 배기가스의 고열로 인해 순식간에 온도가 상승하지만, 외곽부(이하 시라우드라함)(10)는 촉매 중심부(20)에 비해 온도가 상당히 낮다.That is, the initial temperature of the catalyst center (hereinafter referred to as monolithic type) 20 immediately rises due to the high temperature of the exhaust gas, but the outer part (hereinafter referred to as shiradra) 10 is lower than the temperature of the catalyst center 20. Is quite low.

또한 촉매 컨버터(1)의 전후단에는 두꺼운 플랜지부(11)(11')가 설치되는 데, 이것은 촉매로 전달되는 열흐름의 히트 싱크(Heat sunk)역활을 하기 때문에, 촉매의 균일한 열균포에 나쁜 영향을 미친다.In addition, thick flanges 11 and 11 'are provided at the front and rear ends of the catalytic converter 1, which acts as a heat sunk for the heat flow transferred to the catalyst, and thus uniform thermal balance of the catalyst. Adversely affects.

왜냐하면 두꺼운 플랜지 때문에 열이 촉매의 시라우드(10)로 전달되는 시간이 지연되기 때문이다.This is because the thick flanges delay the transfer of heat to the shroud 10 of the catalyst.

따라서, 중심부(20)와 시라우드(10)와의 온도차에 의한 링 오프 크랙(Ring-off crack)이 발생한다는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that a ring-off crack occurs due to a temperature difference between the central portion 20 and the shroud 10.

본 고안은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하므로서, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승 시킴과 동시에 촉매 온도분포를 균일하게 하여 링오프 크랙을 방지하도록 하는 데에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned shortcomings, and in order to cause the initial synergy effect of the catalyst temperature by forming the shroud of the catalytic converter in a double pipe and installing an electric heater between the double pipe, the outside temperature of the catalytic converter In addition to raising the temperature, the catalyst temperature distribution is uniformed to prevent ring-off cracks.

도 1 은 일반적인 자동차 배기구조를 간략하게 나타낸 도,1 is a view schematically showing a general vehicle exhaust structure;

도 2 는 종래 펠리트형 촉매컨버터를 일부 절결하여 나타낸 도,2 is a view showing a part of the conventional pellet type catalytic converter,

도 3은 종래 모노리드형 촉매컨버터를 일부 절결하여 나타낸 도,3 is a view showing a part of the conventional monolithic catalytic converter cut away,

도 4는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터를 간략하게 나타낸 단면도,Figure 4 is a simplified cross-sectional view showing an automotive catalytic converter having a preheating structure of the present invention,

도 5는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터의 작동상태를 간략적으로 나타낸 순서도.Figure 5 is a flow chart briefly showing the operating state of the automotive catalytic converter having the present invention preheating structure.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 촉매 컨버터 2 : 소음기1: catalytic converter 2: silencer

3 : 프론트 파이프 10 : 시라우드3: front pipe 10: shroud

11,11' : 플랜지부 20 : 촉매 중심부11,11 ': Flange 20: Catalyst center

100 : 내측관 200 : 외측관100: inner tube 200: outer tube

300 : 전기히터300: electric heater

본 고안의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 종래와 동일한 명칭 및 형상에는 동일 붙이고 그에 대한 설명은 생략한다.First, the same names and shapes as in the prior art are the same, and description thereof will be omitted.

도면 중 도 4는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터를 간략하게 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터의 작동상태를 간략적으로 나타낸 순서도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing a motor vehicle catalytic converter having the present invention preheating structure, and FIG. 5 is a flow chart briefly showing an operating state of the motor vehicle catalytic converter having the present invention preheating structure.

본 고안은 도 5에 도시된 바와같이, 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위한 촉매 컨버터(1)로, 이 촉매 컨버터(1)를 구성하는 시라우드(10)의 양단이 플렌지부(11)(11')에 의해 일체로 형성됨과 동시에 내측관(100)과 외측관(200)을 이루는 2중관으로 형성되고 상기 내측관(100)과 외측관(200) 사이에 전기히터(300)가 설치되어 초기 시동시 촉매 컨버터(1)를 예열할 수 있도록 함에 그 기술적 구성상의 특징이 부여된다.5 is a catalytic converter 1 for causing an initial synergistic effect of the catalyst temperature, and both ends of the shroud 10 constituting the catalytic converter 1 are flange portions 11 ( 11 ') is formed integrally and at the same time is formed of a double tube forming the inner tube 100 and the outer tube 200 and the electric heater 300 is installed between the inner tube 100 and the outer tube 200 Its technical construction features are imparted to the preheating of the catalytic converter 1 at the initial start-up.

따라서, 상기와 같이 구성되는 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터는 도 5에 도시된 바와같이, 자동차 초기 시동시 마이컴(도시하지 않음)에서 시라우드(10)의 내측판(100)과 외측판(200) 사이에 설치된 히터(300)를 온시키고, 일정시간 경과 후 시라우드의 온도(T)와 설정온도(Tc)를 비교하여 상기 설정온도(Tc) 보다 낮으면 계속적으로 히터(300)를 가열하고 상기 설정온도(Tc) 보다 높을 경우 히터(300)를 오프시켜 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승시킨다.Therefore, the automobile catalytic converter having the preheating structure configured as described above, as shown in FIG. 5, the inner plate 100 and the outer plate 200 of the shroud 10 in a microcomputer (not shown) during initial startup of the vehicle. The heater 300 installed between the) is turned on, and after a certain time elapses, when the temperature T of the shroud and the set temperature Tc are lower than the set temperature Tc, the heater 300 is continuously heated. When the temperature is higher than the set temperature Tc, the heater 300 is turned off to increase the outer temperature of the catalytic converter.

본 고안은 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하므로서, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승 시킴과 동시에 촉매 온도분포를 균일하게 하여 링오프 크랙을 방지할 수가 있는 유용한 고안이다.The present invention forms a double pipe of the shroud of the catalytic converter and installs an electric heater between the double pipes, thereby increasing the outer temperature of the catalytic converter and uniformly spreading the catalyst temperature to prevent ring-off cracks. That is a useful design.

Claims

In the catalytic converter for generating an initial synergistic effect of the catalyst temperature, both ends of the shroud are integrally formed by the flange portion and formed into a double tube forming an inner tube and an outer tube, and an electric heater between the inner tube and the outer tube. Car catalytic converter having a preheating structure, characterized in that the pre-heating is installed so that the catalytic converter during the initial startup.