KR20000003387U

KR20000003387U - 자동차용 연소가스 배기장치

Info

Publication number: KR20000003387U
Application number: KR2019980013533U
Authority: KR
Inventors: 박동만
Original assignee: 박동만
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-02-15

Abstract

본 고안은 자동차 엔진으로부터의 연소가스를 유해성분들의 미연소방출이 없도록 완전 재연소시켜 대기중에 방출토록 함으로써 자동차 배기가스로 인한 대기오염 내지 환경파괴의 문제를 효과있게 해소할 수 있도록 고안된 자동차용 연소가스 배기장치에 관한 것이다.

본 고안은 자동차 엔진에 연결설치되는 배기 매니폴드(70)와 상기 매니폴드(70)로부터의 엔진 연소가스를 소음기를 거쳐 대기중에 방출시키도록 상기 매니폴드(70)에 연결설치되는 배기관(90)을 포함하는 자동차용 연소가스 배기장치로서, 상기 매니폴드(70)로부터의 연소가스가 좁은 직경의 공급관(10)을 통해 원통형 몸통내부로 도입공급되어 재연소되어지는 제1연소통(20)과, 상기 제1 연소통(20)과 동일 또는 유사한 원통형의 몸통을 가지고 그 연소초입부와 상기 제1 연소통(20)의 연소말단부사이에 연통설치된 좁은 직경의 연결관로(50)를 통해 상기 제1 연소통(20)으로부터의 연소기류를 내부에 도입시켜 재연소시키는 제2 연소통(30)과, 상기 제1 및 제2 연소통(20)(30)과 동일 또는 유사한 원통형의 몸통을 가지고 그 연소초입부와 상기 제2 연소통(30)의 연소말단부사이에 연통설치된 좁은 직경의 연결관로(60)를 통해 상기 제2 연소통(30)으로부터의 연소기류를 내부에 도입시켜 재연소시킨 후 배출구(42)로 배출시키도록 된 제3 연소통(40)을 포함하여 구성된 재연소장치(100)를 상기 매니폴드(70) 및 배기관(90) 사이에 연결설치하여서 된 구성을 특징으로 한다.

Description

자동차용 연소가스 배기장치

본 고안은 자동차용 연소가스 배기장치에 관한 것으로, 특히 자동차의 엔진으로부터 배출되는 연소가스를 유해성분들의 미연소방출이 없는 상태로 완전 재연소시켜 대기중에 배출시키도록 함으로써 자동차 배기가스로 인한 대기오염문제를 효과있게 해소할 수 있도록 고안된 자동차용 연소가스 배기장치에 관한 것이다.

현재, 육로교통수단의 주종을 이루고 있는 각종 자동차는 주지하는 바와 같이 휘발유나 경유와 같은 액체연료를 엔진내부에서 연소폭발시키고 그 연소폭발력을 이용하여 주행동력을 얻도록 하고 있는 바, 이러한 자동차의 연소배기가스중에는 아황산이나 CO 또는 CO₂와 같은 대기오염 및 질병을 유발하는 각종 유해성분들이 다량 포함되어 미제거된 상태로 대기중에 방출되고 있기 때문에 자동차 배기가스로 인한 대기오염 내지 환경파괴의 문제가 나날히 심화되고 있는 실정이다.

이러한 자동차 배기가스로 인한 대기오염의 문제를 저감시키기 위해 촉매체를 사용하여 배기가스를 정화시키거나 또는 연료유를 보다 높은 효율로 연소시킬 수 있도록 개질시킨 후 엔진에 공급연소시키도록 하는 등의 방안들이 제안사용되어온 바 있으나, 어느 것이나 다 만족할만한 실효를 거두지 못하거나 그 실효성에 비해 지나치게 고가의 비용이 소요되는 등 실용화되기 어려운 것이 대부분이며, 따라서 자동차의 사용대수가 날로 급증하고 있는 오늘날 그러한 자동차 배기가스로 인한 문제를 보다 근본적으로 실용성있게 해결할 수 있는 방안의 제시가 절실히 요청되고 있다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 연구고안된 것으로, 그 목적은 자동차의 연소배기가스를 유해성분들의 미연소방출이 없도록 완전 재연소시킨 후 대기중에 방출시키도록 함으로써 전술한 종래의 문제점을 보다 근본적으로 실용성있게 해소할 수 있는 더욱 개선된 자동차용 연소가스 배기장치를 제공하고자 하는 것이다.

도1은 본 고안의 장치에 있어서 자동차 엔진으로부터의 연소가스가 완전 재연소되어지는 원리 및 구성을 보여 주는 단면도,

도2는 본 고안의 한 바람직한 실시예에 따른 자동차용 연소가스 배기장치의 전체 구성개요도.

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 연소가스 공급관 11 : 공기 공급관

20,30,40 : 연소통 21,31,41 : 연소챔버

42 : 배출구 50,60 : 연결관로

70 : 배기 매니폴드 80,81 : 소음기

90 : 배기관 100 : 재연소장치

G1,G2,G3 : 연소기류

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 자동차의 엔진에 연결설치되는 배기 매니폴드와 상기 매니폴드로부터의 배기가스를 소음기를 거쳐 대기중에 방출시키도록 상기 매니폴드에 연결설치되는 배기관을 포함하는 자동차용 연소가스 배기장치로서, 상기 매니폴드로부터의 배기가스를 다단계의 연속 재연소과정을 거쳐 완전 재연소시킬 수 있는 복수의 연소통들을 포함하여 이루어진 재연소장치를 상기 매니폴드와 배기관 사이에 연결설치하여서 된 구성을 특징으로 하는 자동차용 연소가스 배기장치를 제공한다.

이하에서, 본 고안을 첨부도면에 예시된 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 있어서 자동차의 엔진으로부터 배출되는 연소가스를 완전 재연소시키기 위한 재연소장치(100)의 기본구성과 그 연소원리를 보여 주는 단면도이다.

여기에 도시된 바와 같이 본 고안의 장치에 적용되는 자동차의 연소가스를 완전 재연소시키기 위한 재연소장치(100)는 자동차 엔진으로부터 배출되는 연소가스가 좁은 직경의 공급관(10)을 통해 일측으로부터 도입공급되고 타측으로부터는 재연소용 공기 공급관(11)을 통해 상기 연소가스의 재연소를 위한 산소를 가진 공기가 공급되어지는 원통형의 연소챔버(21)를 가지고 이 연소챔버(21)내에 상기 연소가스를 공급받아 재연소시키는 제1 연소통(20)과, 상기 제1 연소통(20)의 연소챔버(21)와 동일 또는 유사한 원통형 연소챔버(31)를 내부에 가지고 상기 제1 연소통(20)의 연소챔버(21)의 연소말단부와 그 연소챔버(31)의 연소초입부사이에 연통설치된 좁은 직경의 연결관로(50)를 통해 상기 제1 연소통(20)으로부터의 연소기류(G₁)를 그 연소챔버(31)내부에 도입시켜 재연소시키는 제2 연소통(30)과, 상기 제1 및 제2 연소통(20)(30)의 연소챔버(21)(31)와 동일 또는 유사한 원통형 연소챔버(41)를 내부에 가지고 상기 제2 연소통(30)의 연소챔버(31)의 연소말단부와 그 연소챔버(41)의 연소초입부사이에 연통설치된 좁은 직경의 연결관로(60)를 통해 상기 제2 연소통(30)으로부터의 연소기류(G₂)를 그 연소챔버(31)내부에 도입시켜 재연소시킨 후 그 최종의 연소기류(G₃)를 일측의 배출구(42)로 배출시키는 제3 연소통(40)을 포함하는 구성에 의해 자동차 엔진으로부터의 연소가스를 완전 재연소시키도록 되어 있다.

이러한 재연소장치(100)의 연소원리를 좀더 상세히 설명해 보면, 자동차 엔진으로부터 발생하는 연소가스는 먼저 좁은 관로의 공급관(10)을 통해 상기 공급관(10)보다 큰 직경의 제1 연소통(20)내부로 분출공급되어 흐르게 된다. 이때, 상기 공급관(10)을 통해 제1 연소통(20)내부로 공급되는 연소가스는 고온의 열을 보유하고 있으므로 공기 공급관(11)으로부터 공급되는 공기에 포함되어 있는 산소에 의해 자체보유열로 재발화되어져서 그 재발화된 연소기류가 제1 연소통(20)의 연소챔버(21)내부를 따라 흐르게 되며, 이와 같이 제1 연소통(20)내부에 흐르는 연소기류(G₁)는 상기 좁은 직경의 공급관(10)으로부터 이보다 넓은 직경의 제1 연소통(20)내부로 진입된 직후 그 유속이 떨어지게 되는 동시에 압력은 증가하게 되면서 와류를 일으키게 되고, 따라서 상기 연소기류(G₁)는 제1 연소통(20)내부로 진입된 직후부터 그 이전의 공급관(10)에서 보다 저속, 고압의 상태로 와류를 일으켜 제1 연소통(20) 말단부를 향해 흐르면서 매우 높은 효율로 연소되어지게 된다.

상기와 같이 제1 연소통(20)내부에서 재연소되어진 연소기류(G₁)는 상기 제1 연소통(20)의 말단부위에 연결설치되어 있는 연결관로(50)를 통해 제2 연소통(30)내부로 유입되어 이 제2 연소통(30)내부에서 이차적인 재연소를 이루게 된다. 이때, 상기 제1 연소통(20)내부로부터 이 제1 연소통(20)보다 좁은 직경의 연결관로(50)내부로 유입된 연소기류는 상기 좁은 직경의 연결관로(50)내부를 흐르는 동안 고속, 저압의 상태가 되어 일시적인 연소중단상태에 있게 되고, 이러한 상태로 연결관로(50)를 통과한 후 제2 연소통(30)내부로 분출유입되어 흐르는 연소기류(G₂)는 다시 상기 제2 연소통(30)내에서 저속, 고압의 상태로 와류를 일으켜 흐르게 되면서 자체보유열로 재발화 연소되어지게 되는 것이다.

이어서, 상기와 같이 제2 연소통(30)내부에서 재연소된 연소기류(G₂)는 다시 상기 제2 연소통(30)의 말단부에 연결설치되어 있는 연결관로(60)를 통해 제3 연소통(40)내부로 유입되어 이 제3 연소통(40)내부에서 다시금 재연소되어진다. 이때, 상기 제2 연소통(30)내부로부터 이 제2 연소통(30)보다 좁은 직경의 연결관로(60)내부로 유입된 연소기류는 앞서와 마찬가지로 상기 좁은 직경의 연결관로(60)내부를 흐르는 동안 고속, 저압의 상태가 되어 일시적인 연소중단상태에 있게 되고, 이러한 상태로 연결관로(60)를 통과한 후 제3 연소통(40)내부로 분출유입된 연소기류(G₃)는 다시 상기 제3 연소통(40)내에서 저속, 고압의 상태로 와류를 일으켜 흐르게 되면서 자체보유열로 재발화 연소되어지게 된다.

따라서, 자동차 엔진으로부터의 연소가스를 상기와 같이 구성된 재연소장치(100)로 인입통과시킬 경우 상기 연소가스는 앞에서 설명된 바와 같이 배치된 다단의 연소통(20)(30)(40)들을 통해 연속다단으로 높은 효율로 재연소되어져서 최종의 제3 연소통(40)을 통해서는 연소가스중의 모든 미연소성분들이 완전 재연소되어진 후 미연소 유해성분들이 포함되어 있지 않은 청정한 연소가스(G₄)만이 배출구(42)로 배출되어지게 되는 것이다.

도2는 상기와 같은 연소가스의 완전 재연소장치(100)를 부착하여 구성된 자동차용 연소가스 배기장치의 한 바람직한 구성례를 보여준다.

여기에 도시된 바와 같이 본 고안은 자동차의 엔진에 연결설치되는 배기 매니폴드(70)와, 상기 매니폴드(70)로부터의 자동차 연소가스를 소음기(80)(81)를 거쳐 대기중에 방출시키는 배기관(90)을 포함하는 자동차용 연소가스 배기장치를 구성함에 있어서, 상기 도1의 재연소장치(100)를 상기 매니폴드(70) 및 배기관(90) 사이에 연결설치하여서 된 구성을 특징으로 하는 자동차용 연소가스 배기장치를 제공한다.

도시된 실시예에서, 상기 재연소장치(100)는 그 공급관(10)의 선단을 상기 매니폴드(70)의 후단부에 플랜지이음하여 연결설치하고, 배출구(42)의 후단부는 배기관(90)의 선단부에 플랜지이음 연결설치하여 매니폴드(70) 및 배기관(90) 사이에 설치제공되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 자동차용 연소가스 배기장치는 자동차 주행중 그 자동차의 엔진으로부터 발생한 연소가스가 상기 엔진에 연결설치되어 있는 매니폴드(70)로 모여 배출되고, 이와 같이 매니폴드(70)내부로 배출된 연소가스는 상기 매니폴드(70)의 단부에 연결설치되어 있는 공급관(10)을 통해 재연소장치(100) 내부로 인입되어진다. 상기 공급관(10)을 통해 재연소장치(100)내로 인입된 연소가스는 이 재연소장치(100)의 제1, 제2, 제3 연소통(20)(30)(40)을 차례로 거치면서 전술한 바와 같은 원리로 완전 재연소된 후 연소가스중의 모든 유해성분들이 완전 연소제거된 청정한 배기가스만이 배출구(42) 및 이 배출구(42)에 연결된 배기관(90)을 통해 대기중에 배출되어지도록 되는 것이다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 구성, 작용에 의해 자동차의 연소배기가스를 유해성분들의 미연소방출이 없도록 완전 재연소시켜 유해성분들이 포함되어 있지 않은 청정한 배기가스만이 대기중에 방출되도록 할 수 있으므로, 현재 전세계적으로 큰 문제가 되고 있는 자동차 매연으로 인한 대기오염 내지 환경파괴의 문제를 매우 효과있게 해소할 수 있게 된 신규유용한 고안인 것이다.

Claims

자동차 엔진에 연결설치되는 배기 매니폴드(70)와 상기 매니폴드(70)로부터의 엔진 연소가스를 소음기를 거쳐 대기중에 방출시키도록 상기 매니폴드(70)에 연결설치되는 배기관(90)을 포함하는 자동차용 연소가스 배기장치로서, 상기 매니폴드(70)로부터의 연소가스가 좁은 직경의 공급관(10)을 통해 원통형 몸통내부로 도입공급되어 재연소되어지는 제1연소통(20)과, 상기 제1연소통(20)과 동일 또는 유사한 원통형의 몸통을 가지고 그 연소초입부와 상기 제1연소통(20)의 연소말단부사이에 연통설치된 좁은 직경의 연결관로(50)를 통해 상기 제1연소통(20)으로부터의 연소기류를 내부에 도입시켜 재연소시키는 제2연소통(30)과, 상기 제1 및 제2연소통(20)(30)과 동일 또는 유사한 원통형의 몸통을 가지고 그 연소초입부와 상기 제2연소통(30)의 연소말단부사이에 연통설치된 좁은 직경의 연결관로(60)를 통해 상기 제2 연소통(30)으로부터의 연소기류를 내부에 도입시켜 재연소시킨 후 배출구(42)로 배출시키도록 된 제3 연소통(40)을 포함하여 구성된 재연소장치(100)를 상기 매니폴드(70) 및 배기관(90) 사이에 연결설치하여서 된 구성을 특징으로 하는 자동차용 연소가스 배기장치.