KR19990008355U - 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치에 관한 것으로, 내부에 촉매를 배설한 촉매케이스와 이에 결합되는 배기매니폴드를 일체형으로 하면서 이 배기매니폴드를 공기층과 단열재층을 각기 층상으로 두도록 삼중관 형태로 제작함으로써, 기관의 냉간시동시 배기가스의 열손실을 공기층에서 막아 촉매의 활성화를 꾀하면서 단열재층을 매개로 주위로 배치되는 여타부품에 대한 열전달을 배제시켜 열해(熱害)를 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 내측으로부터 각기 독립된 공기층(4)과 단열재층(5)을 형성하도록 내측파이프(6)와 중간파이프(7) 및 외측파이프(8)가 각기 폐공간을 마련하여 접합된 배기매니폴드(1)와, 이 배기매니폴드(1)에 일체로 접합되면서 내부에 촉매(3)를 배설한 촉매케이스(2)로 이루어진다.

Description

자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치

본 고안은 자동차의 배기매니폴드에 결합되어 배기가스중 포함된 유해성분을 줄이도록 된 촉매장치에 관한 것으로, 특히 내부에 촉매를 배설한 촉매케이스와 이에 결합되는 배기매니폴드를 일체형으로 하면서 이 배기매니폴드를 삼중관 형태로 제작하여 기관의 냉간시동시 배기가스의 열손실을 막아 촉매의 활성화를 꾀함과 더불어 주위로 배치되는 여타부품에 대한 열해(熱害)를 방지할 수 있도록 된 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동차의 배기가스는 연료 및 공기의 혼합기가 엔진의 실린더내에서 연소된 다음 배기계의 배기다기관을 통해 대기중으로 방출되는 가스인 바, 통상적으로 자동차의 내연기관에서 연료로 사용되고 있는 거의 대부분이 여러 종류의 탄화수소 혼합물인 관계로 연소시 실린더내에서 완전 연소가 이루어지지 못하면 필연적으로 유해 물질이 배출될 수 밖에 없는 실정인데, 이와 같은 완전 연소는 현재의 기술수준으로도 기대할 수 없는 것이다.

따라서 자동차에는 연소후 발생되는 유해한 배기가스를 정화시켜 대기오염을 방지할 목적으로 배기가스 정화장치를 구비하고 있는 바, 이러한 종래의 배기가스 정화장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진의 연소후 배출되는 배기가스를 포집하도록 된 배기매니폴드(11)의 선단부에 촉매케이스(12)가 나사체결되어 결합되고, 이 촉매케이스(12)내에 촉매(13)가 내장되어 있다.

여기서 상기 배기매니폴드(11)와 촉매케이스(12) 사이의 결합부위에는 기밀유지용 개스킷(14)이 개재되어 있으며, 상기 배기매니폴드(11)의 측부에는 보호부재(15)가 설치되어 있어 고온의 배기가스가 배기매니폴드(11)내로 유동되면서 전달하는 열에 의해 여타부품이 받게 되는 열해를 방지할 수 있도록 되어 있다.

도면중 미설명부호 16은 상기 배기매니폴드(11)내로 설치된 산소감지기이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 배기가스 정화장치를 장착한 내연기관에서는, 기관의 초기 시동시인 냉간시동(Cold Start)시에 배기가스에 의한 상기 촉매케이스(12)내에 장착된 촉매(13)의 예열이 미처 이루어지지 못함으로 인해 초기 배출되는 배기가스를 촉매(13)에서 효과적으로 정화시키지 못하고 촉매케이스(12)와 연결된 배기관을 통해 대기중으로 인체의 유해한 공해물질(CO, HC, NOx)이 다량으로 함유된 배기가스를 배출하는, 즉 냉간시동시의 정화효율이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 상기 배기매니폴드(11)에는 주변부품들에 대한 열해를 방지하도록 보호부재(15)가 설치되어 있기는 하지만, 이 보호부재(15)만으로는 만족스러운 효과를 기대할 수 없었다.

그리고, 상기 배기가스 정화장치를 구성하는 배기매니폴드(11)와 촉매케이스(12)는 각기 재질이 주철재의 주형물로 이루어져 있어 중량이 무거우므로 조립시 작업성이 좋지 못한 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 내부에 촉매를 배설한 촉매케이스와 이에 결합되는 배기매니폴드를 일체형으로 하면서 이 배기매니폴드를 공기층과 단열재층을 각기 층상으로 두도록 삼중관 형태로 제작함으로써, 기관의 냉간시동시 배기가스의 열손실을 공기층에서 막아 촉매의 활성화를 꾀하면서 단열재층을 매개로 주위로 배치되는 여타부품에 대한 열전달을 배제시켜 열해(熱害)를 방지할 수 있도록 된 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 자동차의 배기매니폴드에 촉매케이스가 결합된 부위를

도시한 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 배기매니폴드 일체형 촉매장치를 도시한 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1-배기매니폴드 2-촉매케이스

3-촉매 4-공기층

5-단열재층 6-내측파이프

7-중간파이프 8-외측파이프

9-지지부재 10-촉매지지판

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 내측으로부터 각기 독립된 공기층과 단열재층을 형성하도록 내측파이프와 중간파이프 및 외측파이프가 각기 폐공간을 마련하여 접합된 배기매니폴드와, 이 배기매니폴드에 일체로 접합되면서 내부에 촉매를 배설한 촉매케이스로 이루어진다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치를 도시한 단면도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 엔진의 연소후 배출되는 배기가스를 포집하도록 엔진측에 결합되는 배기매니폴드(1)와 이 배기매니폴드(1)에 일단이 결합되면서 타단이 배기관과 연결되는 한편 내부에 촉매(3)를 배설하는 촉매케이스(2)가 스테인레스스틸재의 일체형으로 제작되어 이루어진다.

여기서 상기 배기매니폴드(1)는 내측으로부터 각기 독립된 공기층(4)과 세라믹 화이버가 내장된 단열재층(5)을 동심원상의 층상으로 배치하도록 내측파이프(6)와 중간파이프(7) 및 외측파이프(8)가 각기 폐공간을 형성하도록 된 삼중관형태로 제작되고, 상기 촉매케이스(2)는 배기매니폴드(1)의 선단부위와 용접되어 접합되면서 내부에 지지부재(9)를 매개로 촉매(3)를 배설하고 있다.

또한 상기 촉매케이스(2)내에서 촉매(3)를 장착하도록 이 촉매(3)의 외주면에 안착되는 지지부재(9)는, 이의 하단부가 촉매케이스(2)를 내측벽으로 돌출되게 접합되는 촉매지지판(10)에 의해 고정지지되도록 되어 있다.

이에 따라 상기 배기매니폴드(1)내에 마련된 공기층(4)은 기관의 냉간시동시 배기가스의 열이 외부로 전도되어 빠져 나가므로 인한 배기가스의 열손실을 막아 촉매의 활성화를 꾀하도록 해 주고, 상기 단열재층(5)은 고온의 배기가스열로 인해 배기매니폴드(1)의 주위로 배치되는 여타 부품들이 열해를 입지 않도록 해 준다.

즉, 상기 삼중관 형태의 배기매니폴드(1)에서 내측파이프(6)와 중간파이프(7)가 형성하는 내측 공기층(4)은 기관의 냉간시동시 외부로 전달되어 배출되는 배기가스의 열손실을 막아 촉매의 활성화시간(Light-off time; 촉매의 정화효율이 50% 이상이 되는 시간)을 단축시킴으로써, 냉간시동중 특히 많이 배출되는 배기가스의 유해성분을 최소화시키는데 기여할 수 있게 된다.

또한, 상기 삼중관 형태의 배기매니폴드(1)에서 중간파이프(7)와 외측파이프(8)이 형성하는 외측의 단열재층(5)은 내부에 단열재인 세라믹 화이버가 충진되어 있어 높은 절연효과를 얻을 수 있도록 되어 있어, 고온의 배기가스가 방출하는 열로 인해 배기매니폴드(1)의 주변으로 배치된 다른 부품들이 입게 되는 열해를 방지할 수 있게 된다.

그리고 상기 배기매니폴드(1)와 촉매케이스(2)가 일체형으로 제작되어 있어 차량내 조립시 작업이 간편해 진다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치에 의하면, 내연기관의 배기계통에 장착된 배기매니폴드(1)와 촉매케이스(2)가 각기 일체형으로 제작되면서 배기매니폴드(1)가 공기층(4)과 단열재층(5)을 각기 층상으로 배치한 삼중관 형태로 되어 있어 기관의 냉간시동시 촉매(3)의 조기 활성화를 유도할 수 있어 정화효율이 향상되는 한편, 주변 부품으로의 열전달을 차단할 수 있어 열해를 배제할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 내측으로부터 각기 독립된 공기층(4)과 단열재층(5)을 형성하도록 내측파이프(6)와 중간파이프(7) 및 외측파이프(8)가 각기 폐공간을 마련하도록 형성된 배기매니폴드(1)와, 이 배기매니폴드(1)에 일체로 접합되면서 내부에 촉매(3)를 배설한 촉매케이스(2)로 이루어지는 자동차의 배기매니폴드 일체형 촉매장치.