KR19990041516A

KR19990041516A - 자동차용 촉매 컨버터

Info

Publication number: KR19990041516A
Application number: KR1019970062112A
Authority: KR
Inventors: 손유상
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 발명은 촉매의 외주부에 나선형의 헬리컬 플레이트를 설치하여 배기가스와 촉매의 접촉면적을 증대시키며, 사다리꼴 형상의 지지핀으로 촉매를 지지하여 배기가스의 흐름을 촉진시킬 수 있는 자동차용 촉매 컨버터에 관한 것으로, 이 촉매 컨버터는 배기 다기관(14)에서 배출된 배기가스가 유입되는 유입구(32a)와, 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(32b)를 지닌 하우징(32)과, 이 하우징(32)에 내장되어 배기가스 중에 함유되어 있는 유해물질을 제거하는 촉매(36)와, 배기가스와 촉매(36)의 접촉면적을 증대시킬 수 있도록 촉매(36)의 외주부를 감싸고 있는 헬리컬 플레이트(38)와, 촉매(36)의 양단을 지지하고 있는 확장형 지지핀(34)으로 구성된다.

Description

자동차용 촉매 컨버터

본 발명은 자동차용 촉매 컨버터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 촉매의 외주부에 나선형의 헬리컬 플레이트를 설치하여 배기가스와 촉매의 접촉면적을 증대시키며, 사다리꼴 형상의 지지핀으로 촉매를 지지하여 배기가스의 흐름을 촉진시킬 수 있는 자동차용 촉매 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 배출가스를 그 배출원에 따라 구분하여 보면, 연료와 공기의 혼합기가 실린더 내에서 연소된 다음 배기관을 통해 대기로 방출되는 배기가스와, 연료탱크 내의 가솔린이 증발되는 증발가스 및 피스톤과 실린더 벽과의 틈새를 통해 연소실의 혼합기나 미연소가스가 크랭크 케이스로 유출되는 블로바이 가스로 나눌 수 있다.

이중에서, 배기다기관을 통해 엔진으로부터 배출되는 배기가스 내에는 많은 유해가스가 포함되어 있으며, 환경오염을 방지하기 위해서는 이들 유해가스를 대기 중으로 방출되기 전에 촉매기(catalytic converter)에 의해 처리하여 무해한 가스로 변환시켜 방출하여야 한다.

도 1은 일반적인 자동차용 촉매 컨버터의 장착상태를 보인 구성도로, 엔진의 실린더 블록(2)에 일체로 형성된 실린더내에는 커넥팅 로드(4)를 통해 전달되는 크랭크축의 회전력에 의해 실린더의 벽면을 따라 상하 이동하는 피스톤(6)이 설치되어 있다. 실린더 헤드(4)와 피스톤(6)의 헤드부에 의해 제공되는 연소실에는 흡기 다기관(12)을 통해 공기가 유입되며, 연소후에 배기가스는 배기 다기관(14)을 통해 배기 파이프로 배출된다. 또한, 실린더 블록(2)과 실린더 헤드(4)에는 냉각수가 유동하는 워터재킷이 형성되어 있다.

혼합기 형성기구(16)를 지나 유입된 공기는 흡기밸브(8)의 개방시에 연소실로 공급된 다음, 분사밸브에서 분사된 연료와 혼합되어 혼합기를 형성한다. 혼합기는 압축과정을 거쳐 점화플러그에 의해 점화되어 연소되며, 연소된 배기가스는 배기밸브(10)의 개방시에 배기 다기관(14)을 통해 배출된다.

배기 다기관(14)에는 공기비 센서(18)가 설치되어 있어, 엔진제어유닛(engine control unit; ECU)(22)은 이 공기비 센서(18)에서 전달되는 입력신호에 따라 혼합기 형성기구(16)에 제어신호를 보내 유해가스의 배출을 최대한 억제하게 된다. 배기 다기관(14)을 지나 배출되는 배기가스 중에 여러 종류의 유해물질이 함유되어 있으며, 이를 산화 환원반응에 의해 제거하기 위해 다음의 도 2에 도시된 바와 같은 촉매 컨버터(20)를 사용한다.

도 2는 종래의 촉매 컨버터(20)를 도시한 단면도로, 본 출원인이 1994, 10, 17일자로 출원한 국내 공개실용신안공보 제 1101호(공개번호 96-14792호)에 개시된 것이다. 이것은 실용신안등록 청구의 범위 제 1항과 제 2항에 기재된 바와 같이, 배기관의 중간에 설치되도록 축소된 소경부(22)와, 이 소경부(22)의 중간에 확장 형성된 하우징(24)에 매트를 개재하여 설치된 촉매(28)를 구비하되, 이 촉매(28)의 양단은 지지핀(26)에 의해 지지되어 있는 것을 구성상의 요지로 하고 있다.

이러한 구성을 지닌 종래의 자동차용 촉매 컨버터는 배기가스가 지나면서 촉매와 접촉되는 면적이 제한적이므로 산화 및 환원작용에 의한 유해물질의 제거에 한계가 있으며, 지지핀이 촉매와 수직인 방향으로 배치되어 있어, 배기가스의 흐름을 저해하여 소음이 발생되는 문제점을 지니고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 배기가스와 촉매와의 접촉면적을 증대시켜 유해물질의 배출을 최대한 억제하며, 배기가스의 흐름을 촉진하여 소음의 발생을 막을 수 있는 자동차용 촉매 컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 자동차용 촉매 컨버터의 장착상태를 보인 구성도,

도 2는 종래의 자동차용 촉매 컨버터를 보인 단면도,

도 3은 본 발명의 자동차용 촉매 컨버터를 보인 단면도,

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

2:실린더 블록 6:피스톤

12:흡기 다기관 14:배기 다기관

30:촉매 컨버터 32:하우징

32a, 32b:유입, 배출구 34:지지핀

36:촉매 38:플레이트

상기한 본 발명의 목적은 배기 다기관을 통해 엔진에서 배출되는 배기가스 중에 함유되어 있는 유해물질을 제거하기 위한 촉매 컨버터에 있어서, 배기 다기관에서 배출된 배기가스가 유입되는 유입구와, 유입된 배기가스가 배출되는 배출구를 지닌 하우징과, 이 하우징에 내장되어 배기가스 중에 함유되어 있는 유해물질을 제거하는 촉매와, 배기가스와 촉매의 접촉면적을 증대시킬 수 있도록 촉매의 외주부를 감싸고 있는 헬리컬 플레이트와, 촉매의 양단을 지지하고 있는 확장형 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 촉매 컨버터에 의해 달성된다.

이하, 첨부한 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 촉매 컨버터에 대하여 상세히 설명한다.(도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.)

도 3은 본 발명의 자동차용 촉매 컨버터를 보인 단면도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 촉매 컨버터를 통과하는 배기가스와 촉매(36)간의 열 접촉면적을 증대시키기 위한 방안으로, 헬리컬 플레이트(38)를 이용하여 촉매(36)의 외주부를 나선형으로 감았으며, 배기가스의 흐름을 방해하지 않도록 지지핀(34)을 확장형으로 형성하였다.

이것의 전체적인 구성을 보면, 배기 파이프에 연결되는 하우징(32)과, 이 하우징의 내부에 설치되는 촉매(36)와, 이 촉매(36)를 감싸고 있는 헬리컬 플레이트(38) 및 확장형 지지핀(34)으로 이루어져 있다.

여기에서, 하우징(32)에는 배기 다기관(14)에서 배출된 배기가스가 유입되는 유입구(32a)와, 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(32b)가 형성되어 있으며, 양단은 배기 파이프에 연결할 수 있도록 직경이 작은 소단부로 이루어져 있다. 촉매(36)에는 통상, 알루미나의 담체 표면에 백금이나 파라듐을 부착되어 있어 배기가스 중에 함유되어 있는 유해물질(HC, CO, NO_X)을 제거하게 된다.

촉매(36)의 둘레를 감싸고 있는 헬리컬 플레이트(38)는 나선형을 지니고 있으므로, 배기가스와 촉매(36)간의 접촉면적을 최대한 증대시킬 수 있다. 또한, 촉매(36)의 양단을 지지하고 있는 지지핀(34)을 촉매 컨버터(30)의 길이방향으로 연장되면서 사다리꼴 형상을 이루고 있다. 이와 같이, 하우징(32)의 유입구(32a)측에 배치되는 전방단에 비해 하우징(32)의 배출구(32b)측에 배치되는 후방단이 넓게 형성되어 있으므로, 유입구(32a)를 통해 유입된 배기가스의 흐름을 방해하지 않게 된다.

이상으로 설명한 본 발명에 따르면, 촉매의 외주부에 감겨져 있는 배기가스와 촉매와의 접촉면적을 증대시켜 유해물질의 배출을 최대한 억제할 수 있으며, 확장형 지지핀에 의해 배기가스의 흐름을 촉진하여 소음의 발생을 막을 수 있는 이점을 제공하는 것이 가능하다.

Claims

배기 다기관(14)을 통해 엔진에서 배출되는 배기가스 중에 함유되어 있는 유해물질을 제거하기 위한 촉매 컨버터에 있어서,

상기 배기 다기관(14)에서 배출된 배기가스가 유입되는 유입구(32a)와, 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(32b)를 지닌 하우징(32)과,

상기 하우징(32)에 내장되어 배기가스 중에 함유되어 있는 유해물질을 제거하는 촉매(36)와,

배기가스와 촉매(36)의 접촉면적을 증대시킬 수 있도록 상기 촉매(36)의 외주부를 감싸고 있는 헬리컬 플레이트(38)와,

상기 촉매(36)의 양단을 지지하고 있는 확장형 지지핀(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 촉매 컨버터.