KR19990015082A - 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치에 관한 것으로, 배기매니폴드와 연결된 촉매케이스에 기관의 냉간시동시에만 작동되는 가열수단을 배설시킴으로써 기관의 냉간시동시 촉매케이스내에 장착된 촉매를 단시간내에 활성화되는 온도에까지 상승시켜 촉매의 정화효율을 높이면서 그에 따른 각종 배기가스의 규제를 만족시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진으로부터 연소후 배출되는 배기가스를 포집하도록 엔진측에 결합되는 배기매니폴드(1)에 결합되면서 내부에 촉매(3)를 배설하는 촉매케이스(2)의 측부에 기관의 냉간시동시만 선택적으로 작동되어 촉매(3)를 예열시키도록 된 가열수단(4)이 구비되어 이루어진다.

또한, 상기 배기매니폴드(1)와 촉매케이스(2) 사이에는 진동으로 인한 배기매니폴드(1)의 파손을 방지하도록 된 촉매장치지지대(7)가 배설된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 배기가스 가열형 촉매장치

본 발명은 자동차의 배기매니폴드상에 장착되어 배기가스중 포함된 유해성분을 줄이도록 된 촉매장치에 관한 것으로, 특히 내부에 촉매를 배설한 촉매케이스의 측부에 가열수단을 배설하여 기관의 냉간시동시 촉매의 활성화를 부가적으로 도움으로써 촉매의 정화효율을 높임과 더불어 각종 배기가스의 규제에도 만족시킬 수 있도록 된 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동차의 배기가스는 연료 및 공기의 혼합기가 엔진의 실린더내에서 연소된 다음 배기계의 배기매니폴드와 배기파이프를 통해 대기중으로 방출되는 것인 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 연소시 실린더 내에서의 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 통상적인 배기가스 정화장치는 엔진의 연소후 배출되는 배기가스를 포집하는 배기매니폴드에 결합되면서 촉매케이스내에 장착된 촉매가 일반적인 것이다.

그런데, 상기 촉매는 통상 배기매니폴드를 통해 배출되는 고온의 배기가스에 의해 예열되어 활성화되는 온도(대략 300 ~ 350℃)에 이르러야 비로소 제 기능을 충분히 발휘할 수 있었는데, 기관의 초기 냉간시동시에는 상기 촉매가 미처 활성화온도에까지 예열되지 못함으로 인해 배기가스의 유해성분을 정화시키는 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

따라서 근래에 들어서는 촉매가 활성화되는 온도(대략 300 ~ 350℃)에 도달하기 전에 배출되는 배기가스를 일시적으로 저장하는 포집장치(Trap Device)를 마련하여, 촉매가 활성화되기 이전까지 배출되는 배기가스의 배출을 일시적으로 억제시켰다가 촉매가 활성화되면 상기 포집장치에 포집된 배기가스를 촉매를 거쳐 유해성분이 저감된 상태에서 배출하는 방법이 대두되었다.

그런데 이와 같은 배기가스 저감방식에서는, 촉매가 활성화되기 이전까지 배출되는 배기가스를 일시적으로 저장하는 포집장치를 별도로 마련하여야 함으로 제조비용이 상승하는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 배기매니폴드와 연결된 촉매케이스에 기관의 냉간시동시에만 작동되는 가열수단을 배설시킴으로써 기관의 냉간시동시 촉매케이스내에 장착된 촉매를 단시간내에 활성화되는 온도에까지 상승시켜 촉매의 정화효율을 높이면서 그에 따른 각종 배기가스의 규제를 만족시킬 수 있도록 된 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 가열형 촉매장치를 도시한 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1-배기매니폴드 2-촉매케이스

3-촉매 3a-제1촉매부

3b-제2촉매부 4-가열수단

5-엔진제어유닛트 6-산소감지기

7-촉매장치지지대

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진으로부터 연소후 배출되는 배기가스를 포집하도록 엔진측에 결합되는 배기매니폴드에 결합되면서 내부에 촉매를 배설하는 촉매케이스의 측부에 기관의 냉간시동시만 선택적으로 작동되어 촉매를 예열시키도록 된 가열수단이 구비되어 이루어진다.

또한, 상기 배기매니폴드와 촉매케이스 사이에는 진동으로 인한 배기매니폴드의 파손을 방지하도록 된 촉매장치지지대가 배설된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 가열형 촉매장치를 도시한 단면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 엔진의 연소후 배출되는 배기가스를 포집하도록 엔진측에 결합되는 배기매니폴드(1)와 이 배기매니폴드(1)에 일단이 결합되면서 타단이 배기머플러와 연결되는 한편 내부에 촉매(3)를 배설하는 촉매케이스(2)의 측부에 기관의 냉간시동시 촉매(3)를 예열시키도록 된 가열수단(4)이 구비되어 이루어진다.

여기서 상기 촉매케이스(2)에 배설된 가열수단(4)은 PTC(Positive Temperat -ure Unit)히터로서 엔진제어유닛트(5)와 연결되어 냉간시동시에만 작동이 시작되었다가 촉매(3)가 활성화되면 작동이 멈추도록 되어 있으며, 또한 이 엔진제어유닛트(5)는 배기매니폴드(1)내로 장착된 산소감지기(6)와 연결되어 있다.

또한, 상기 촉매(3)는 촉매케이스(2)내에 약간의 거리를 두고 이격되게 배치된 제1촉매부(3a)와 제2촉매부(3b)로 이루어져 있는 바, 이 제1촉매부(3a)는 배출되는 배기가스의 일부를 정화시키도록 되어 있으며, 이때 발생하는 열로 배기가스를 더욱 더 가열하여 제2촉매부(3b)가 배기정화작용을 효과있게 할 수 있도록 해 준다.

그리고, 상기 배기매니폴드(1)와 촉매케이스(2) 사이에는 촉매장치지지대(7)가 배설되어 있는 바, 이 촉매장치지지대(7)는 상기 촉매(3)를 내장한 촉매케이스(2)의 무게에 의해 배기매니폴드(1)가 진동으로 인해 발생되는 크랙으로 파손됨을 방지할 수 있도록 해 준다.

한편, 상기 촉매(3)를 배설하고 있는 촉매케이스(2)는 스테인레스튜브로 되어 있으면서 배기매니폴드(1)와는 용접으로 연결되어서, 주철재로 이루어진 종래의 배기계보다 중량을 저감시키면서 열전도특성도 향상시켜 촉매(3)의 활성화를 단축시키도록 되어 있다.

그리고 상기 촉매케이스(2)는 배기머플러(8)와 개스킷(9)을 매개로 기밀이 유지되도록 연결되어 있다.

따라서 상기와 같이 촉매케이스(2)내에 장착된 촉매(3)를 기관의 냉간시동시 예열시켜 조기 활성화시킴으로써, 대기중으로 배출되는 배기가스 중 유해성분의 유출을 최소화시킬 수 있게 되며, 또한 촉매(3)의 정화효율을 높힘으로써 부품의 제기능발휘를 도모할 수 있게 해 준다.

이에 따라 상기 촉매케이스(2)내에 장착된 촉매(3)를 기관의 냉간시동시 가열수단(4)을 매개로 예열시켜 촉매의 활성화시간(Light-off time; 촉매의 정화효율이 50% 이상이 되는 시간)을 단축시키면서 아울러 촉매(3)를 조기 활성화시킴으로써, 냉간시동시 특히 다량으로 배출되는 배기가스의 유해성분을 최소화시킬 수 있게 된다. 또한 촉매(3)의 정화효율을 높힘으로써 부품의 제기능발휘를 도모할 수 있게 해 준다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치에 의하면, 내연기관의 배기계통인 배기매니폴드(1)에 장착된 촉매케이스(2)에 기관의 냉간시동시에만 선택적으로 작동되어 촉매(3)를 활성화시키는 가열수단(4)를 배설함으로써, 기관의 냉간시동시 촉매(3)의 조기 활성화를 유도할 수 있어 정화효율이 향상되는 한편, 각종 배기가스 규제에도 만족시킬 수 있게 되는 이점이 있게 된다.

Claims (3)

1. 엔진으로부터 연소후 배출되는 배기가스를 포집하도록 엔진측에 결합되는 배기매니폴드(1)에 결합되면서 내부에 촉매(3)를 배설하는 촉매케이스(2)의 측부에 기관의 냉간시동시만 선택적으로 작동되어 촉매(3)를 예열시키도록 된 가열수단(4)이 구비되어 이루어진 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배기매니폴드(1)와 촉매케이스(2) 사이에는 진동으로 인한 배기매니폴드(1)의 파손을 방지하도록 된 촉매장치지지대(7)가 배설된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 촉매(3)는 약간의 거리를 두고 이격되게 배치된 제1촉매부(3a)와 제2촉매부(3b)로 이루어져, 이 제1촉매부(3a)는 배출되는 배기가스의 일부를 정화시키면서 이때 발생하는 열로 배기가스를 더욱 더 가열하여 제2촉매부(3b)의 배기정화작용을 증진시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 배기가스 가열형 촉매장치.