KR19990040074A - 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법 - Google Patents
경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법에 관한 것으로, (가) 엔진의 회전수 및 배기 가스의 배기 저항을 검출하고 이를 참조하여 상기 배기 필터에 포집된 입자상 매연의 량을 산출하는 단계와, (나) 산출된 매연량이 상기 기준 매연량보다 큰 상태로 소정 시간 동안 지속되면 상기 포집된 매연을 연소시켜 상기 배기 필터의 재생을 개시하는 단계와, (다) 사전 설정된 소정 시간 동안 필터 전면부의 온도가 기준 온도에 도달 및 유지되도록 버너의 화력을 제어하는 단계와, (라) 사전 설정된 소정 시간이 경과하면 배기 필터의 후면부의 온도가 사전 설정된 기준온도를 넘지 못하도록 상기 버너의 화력을 제어하여 매연의 완전 연소가 이루어지도록 하는 단계를 포함한다.
따라서 본 발명은, 본 발명은 배기 필터 재생시 필터 내부의 온도를 최적으로 제어하므로써 매연의 자체 발열로 인한 필터 내부의 온도 상승에 따른 배기 필터의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 디젤기관용 경유 버너식 배기필터 재생 장치에 관한 것으로, 특히, 입자상 매연의 연소를 통한 배기 필터 재생시 필터 내부의 온도를 적절히 제어하여 필터의 손상을 방지하는 경유 버너식 배기필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법 관한 것이다.
잘 알려진 바와같이, 디젤기관은 여러 가지 장점(예를들면, 엔진수명이 길고, 내구성이 뛰어남 등)을 갖는 반면에 대기오염에 심각한 영향을 미치는 입자상 물질을 배출한다는 문제가 있다. 즉, 이러한 입자상 물질은 대략 0.1 - 0.3μm 정도의 아주 작고 가벼운 입자로 대기중에 배출되어 부유하는 데, 인체의 폐에 흡입되어 여러 가지 질병을 일으키는 요인이 되고 있다.
따라서, 이와같이 디젤기관에서 배출되는 인체에 치명적인 입자상 물질을 제거하기 위한 연구가 도처에서 활발하게 진행되고 있는 실정이며, 이러한 연구의 결과로서 경유 버너 방식을 채용하는 다공성벽을 갖는 매연 필터, 즉, 배기 필터(예를들면, 세라믹 필터 등)를 이용하여 입자상 물질을 제거하는 장치가 개발되어 실용화되어 있다.
한편, 이러한 경유 버너 방식의 배기 필터 재생 시스템에 있어서, 배기가스에 포함된 입자상 물질중 필터벽의 세공 직경보다 큰 입자들은 필터벽을 통과하지 못하고 벽에 누적되는 데, 이러한 입자들의 누적으로 인해 필터의 전,후 부분에 압력차, 즉 압력강하가 발생하게 된다.
다른한편, 필터에 수집된 입자상 물질은, 예를들면 대략 500 - 600℃ 정도의 온도에서 점화되는데, 디젤엔진에서 배출되는 배기가스의 온도는 대략 250 - 350℃ 정도이다. 가스버너를 이용하여 필터입구쪽의 온도를 입자상 물질의 점화온도까지 높여준다. 이때, 필터내의 산소농도가 최소한 2% 이상일 때 매연의 연소가 가능하므로, 송풍기 등을 이용한 공기공급장치를 이용하여 외부로 부터의 공기를 필터 입구측으로 공급하는데, 이러한 공기공급장치는 입자 누적으로 인한 압력강하에 따른 배기가스의 유속제어에도 이용된다
또한, 이러한 입자상 매연을 연소시키므로써 배기 필터를 재생하기 위해서는 포집된 매연의 양에 따른 연소시점을 적절히 판단하여야 한다. 즉, 엔진의 회전수 및 배기 저항을 통하여 포집된 매연량을 산출하고, 산출된 매연양이 일정양에 도달하는 시점에서 버너를 점화하므로써 매연을 연소시켜 필터를 재생하게 되는데, 통상적으로 배기 필터의 재생을 위한 연소 시간은 각각 6분 정도의 전반부 및 후반부로써, 약 12분 정도의 시간이 소요된다.
그런데, 상술한 바와같은 종래의 방법으로 입자상 매연을 연소시키므로써 배기 필터의 재생을 실행할 경우, 필터내에 포집된 매연량이 과다하면 매연 연소시 매연의 자체 발열로 인하여 필터 내의 온도가 원하는 제어 온도보다 더 높게 상승하게 될 뿐만 아니라 실질적으로 필터 내에서의 온도제어가 어려워 배기 필터가 손상될 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 디젤 엔진 구동시 입자상 물질이 포집되는 배기 필터의 재생을 위한 매연 연소시, 필터내의 온도를 적절히 제어하여 과열에 의한 필터의 손상없이 배기 필터를 재생할 수 있도록 한 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 졍유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법에 있어서, (가) 엔진의 회전수 및 배기 가스의 배기 저항을 검출하고 이를 참조하여 상기 배기 필터에 포집된 입자상 매연의 량을 산출하는 단계와, (나) 상기 산출된 매연량을 사전 설정된 재생 기준 매연량과 비교하여 상기 산출된 매연량이 상기 기준 매연량보다 큰 상태로 소정 시간 동안 지속되면 상기 포집된 매연을 연소시켜 상기 배기 필터의 재생을 개시하는 단계와, (다) 사전 설정된 소정 시간 동안 상기 배기 필터 전면부의 온도를 검출하여 사전 설정된 기준 온도와 비교하면서 상기 전면부의 온도가 상기 기준 온도에 도달 및 유지되도록 상기 버너의 화력을 제어하는 단계와, (라) 상기 사전 설정된 소정 시간이 경과하면 상기 배기 필터의 후면부의 온도를 검출하여 상기 사전 설정된 기준 온도와 비교하면서 상기 배기 필터의 후면부의 온도가 상기 사전 설정된 기준온도를 넘지 못하도록 상기 버너의 화력을 제어하여 상기 매연의 완전 연소가 이루어지도록 하여 상기 배기 필터의 재생을 완료하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명을 실행하기 위한 경유 버너식 배기필터 재생 장치의 개략적인 블럭도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법을 나타낸 상세 블럭도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 엔진 12 : 배기관
15 : RPM 센서 20 : 압력센서
25 : 필터부 30 : 제어부
35 : 버너 40, 45 : 온도센서
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명을 실행하기 위한 디젤 엔진의 경유 버너식 배기필터 재생 장치의 개략적인 블럭도 이다.
도 1에 도시된 바와같이 본 발명을 실행하기 위한 장치는, 엔진(10)의 회전수를 검출하는 RPM 센서(15), 배기관(12)을 통한 배기 가스의 압력을 측정하는 압력센서(20), 배기 가스로부터 입자상 매연을 필터링하는 필터부(25), RPM 센서(15) 및 압력센서(20)로부터 제공되는 신호에 따라 필터부(25)를 재생하기 위한 제어신호를 발생하는 제어부(30), 제어부(35)의 제어신호에 따라 필터부(25)에 포집된 입자상 매연을 연소하는 버너(35) 및 필터부(25)의 전면부 및 후면부의 온도를 각각 검출하여 제어부(30)로 제공하는 제 1 및 제 2 온도센서(45)를 포함하고 구성된다.
RPM 센서(15)는 엔진(10)구동시 엔진(10)의 회전수(N)를 검출하여 제어부(30)로 제공한다. 또한, 압력센서(20)는 엔진(10)으로부터 배기관(12)을 통하여 필터부(25)로 제공되는 배기 가스의 압력(P), 즉, 필터부(25)에서의 입자상 매연의 포집 상태에 따라 변하는 필터부(25) 입구측에서의 배기 가스의 압력을 검출하여 제어부(30)로 제공한다. 그리고, 압력센서(20)에서 검출되는 배기가스의 압력은 필터부(25)에 입자상 매연이 많이 포집되어 있을수록 및 엔진(10)의 회전수가 많을수록 커진다.
한편, 제어부(30)는 RPM 센서(15)로부터 제공되는 엔진의 회전수(N) 및 압력 센서(20)로부터 제공되는 배기가스의 압력(P)으로부터 필터부(25), 즉, 배기 필터에 포집된 입자상 매연의 량(M)을 산출(P = N×M)하고, 산출된 매연의 량(M)을 사전 설정된 기준 매연량, 즉, 실험치로서 결정된 배기필터의 재생을 위한 기준 매연량(Mmax)과 비교하여 산출된 매연의 량(M)이 기준 매연량(Mmax)보다 커지면 이 상태가 소정시간, 예를들면 약 3분동안 유지되는지를 판별하여, 소정 시간 동안 유지되면 필터부(25)를 재생하기 위한 제어신호를 발생한다. 즉, 제어부(30)는 포집된 매연량(M)이 기준 매연량(Mmax)보다 커지면 곧바로 필터부(25)를 재생하기 위한 제어신호를 발생하는 것이 아니라, 이 상태가 소정 시간, 약 3분 동안 유지될 경우에 필터부(25)를 재생하기 위한 제어신호를 버너(35)로 발생하는데, 이는 재기 가스의 압력이 내부적 및 외부적인 요인으로 순간적으로 변할 수도 있기 때문이다.
또한, 버너(35)는 제어부(30)로부터 필터부(25)를 재생하기 위한 제어신호가 제공되면 소정의 화력을 발생하여 필터부(25)에 포집된 입자상 매연을 점화 및 연소하여 필터부(25)의 재생을 개시한다.
한편 본 발명에 따르면, 상술한 바와같이 버너(35)의 점화에 의한 필터부(25)의 재생이 개시되면, 필터부(25)의 입구측의 소정영역에 장착된 제 1 온도센서(40) 및 필터부(25)의 출구측의 소정 영역에 장착된 제 2 온도센서(45)는 필터부(25) 전면부의 온도(T1) 및 후면부의 온도(T2)를 연속적으로 검출하여 제어부(30)로 제공한다. 그러면, 제어부(30)는 사전 설정된 기준 시간(Tref)동안, 제 1 온도센서(40)로부터 제공되는 전면부의 온도(T1)를 사전 설정된 기준 온도(TM), 즉, 실험치로서 결정된 매연의 적정 연소온도와 비교하면서 전면부의 온도(T1)가 사전 설정된 기준 온도(TM)에 도달 및 유지 되도록 버너(35)의 화력을 제어한다.
그리고, 제어부(30)는 사전 설정된 기준 시간(Tref)이 경과하면, 제 2 온도센서(45)로부터 제공되는 필터부(25) 후면부의 온도(T2)를 사전 설정된 기준 온도(TM)와 비교하여 후면부의 온도(T2)가 사전 설정된 기준 온도(TM)를 넘지 못하도록 버너(35)의 화력을 제어하여 필터부(25)에 포집된 입자상 매연의 완전 연소가 이루어지도록하여 필터부(25)의 재생을 완료한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법을 나타낸 상세 흐름도 이다.
디젤 엔진(10)의 구동이 개시되면, 먼저, 단계(S10)에서 RPM 센서(10)는 엔진(10)의 회전수(N)를 검출하여 제어부(30)로 제공하고, 압력 센서(20)는 배기관(12)을 통하여 필터부(25)로 유입되는 배기 가스의 압력(P)을 검출하여 제어부(30)로 제공한다.
그러면, 단계(S20)에서 제어부(30)는 RPM 센서(15) 및 압력 센서(20)로부터 제공되는 신호, 즉, 엔진의 회전수 및 배기 가스 압력을 기초로하여 필터부(25)에 포집되는 입자상 매연의 량(M)을 산출(P = N×M)한다.
그리고, 단계(S30)에서 제어부(30)는 단계(S20)에서 산출된 입자상 매연의 량(M)을 사전 설정된 필터부(25)의 재생 기준 매연량(Mmax)과 비교하여 입자상 매연의 량(M)이 사전 설정된 필터부(25)의 재생 기준 매연량(Mmax)보다 큰지를 판별한다. 단계(S30)에서, 입자상 매연의 량(M)이 재생 기준 매연량(Mmax)보다 크지 않으면 흐름은 궤환되고, 크면 단계(S40)로 진행한다.
그러면, 단계(S40)에서 제어부(30)는 포집된 입자상 매연의 량(M)이 재생 기준 매연량(Mmax)보다 큰 상태로 소정시간, 예를들면, 약 3분동안 유지되는 지를 판별하는데, 이때, 유지되지 않으면 흐름은 다시 단계(S30)로 궤환하고, 유지되면 단계(S50)로 진행한다.
단계(S40)에서 단계(S50)로 진행하면, 단계(S50)에서 제어부(30)는 버너(35)로 필터부(25)의 재생을 위한 제어신호를 발생하고, 이에따라 버너(35)는 필터부(25)에 포집된 매연을 점화 및 연소하여 필터부(25)의 재생을 개시한다.
그후에, 단계(S60) 및 단계(S70)에서, 제어부(30)는 제 1 온도센서(40)에서 검출되어 제공되는 필터부(25) 전면부의 온도(T1)를 사전 설정된 기준 온도(TM)와 비교하면서, 사전 설정된 기준 시간(Tref)동안 전면부의 온도(T1)가 사전 설정된 기준 온도(TM)에 도달 및 유지 되도록 버너(35)의 화력을 제어한다.
단계(S70)가 완료되면, 단계(S80) 및 단계(S90에서, 제어부(30)는 제 2 온도센서(45)로부터 제공되는 필터부(25) 후면부의 온도(T2)를 사전 설정된 기준 온도(TM)와 비교하여 후면부의 온도(T2)가 사전 설정된 기준 온도(TM)를 넘지 못하도록 버너(35)의 화력을 제어하고, 또한 이 상태를 유지하면서 필터부(25)에 포집된 입자상 매연의 완전 연소가 이루어지도록하여 필터부(25)의 재생을 완료한다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명은 배기 필터 재생시 필터 내부의 온도를 최적으로 제어하므로써 매연의 자체 발열로 인한 필터 내부의 온도 상승에 따른 배기 필터의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Claims (1)
- 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법에 있어서,(가) 엔진의 회전수 및 배기 가스의 배기 저항을 검출하고 이를 참조하여 상기 배기 필터에 포집된 입자상 매연의 량을 산출하는 단계와;(나) 상기 산출된 매연량을 사전 설정된 재생 기준 매연량과 비교하여 상기 산출된 매연량이 상기 기준 매연량보다 큰 상태로 소정 시간 동안 지속되면 상기 포집된 매연을 연소시켜 상기 배기 필터의 재생을 개시하는 단계와;(다) 사전 설정된 소정 시간 동안 상기 배기 필터 전면부의 온도를 검출하여 사전 설정된 기준 온도와 비교하면서 상기 전면부의 온도가 상기 기준 온도에 도달 및 유지되도록 상기 버너의 화력을 제어하는 단계와;(라) 상기 사전 설정된 소정 시간이 경과하면 상기 배기 필터의 후면부의 온도를 검출하여 상기 사전 설정된 기준 온도와 비교하면서 상기 배기 필터의 후면부의 온도가 상기 사전 설정된 기준온도를 넘지 못하도록 상기 버너의 화력을 제어하여 상기 매연의 완전 연소가 이루어지도록 하여 상기 배기 필터의 재생을 완료하는 단계를 포함하는 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970060379A KR19990040074A (ko) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970060379A KR19990040074A (ko) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990040074A true KR19990040074A (ko) | 1999-06-05 |
Family
ID=66093537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970060379A KR19990040074A (ko) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 경유 버너식 배기 필터 재생 장치에서의 배기 필터 재생 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990040074A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230003154A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Marelli Europe S.P.A. | Method to Control a Burner for an Exhaust System of an Internal Combustion Engine |
-
1997
- 1997-11-17 KR KR1019970060379A patent/KR19990040074A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230003154A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Marelli Europe S.P.A. | Method to Control a Burner for an Exhaust System of an Internal Combustion Engine |
| US11859527B2 (en) * | 2021-06-30 | 2024-01-02 | Marelli Europe S.P.A. | Method to control a burner for an exhaust system of an internal combustion engine |
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