KR20010097916A - 자동차용 촉매 변환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 촉매 변환기에 관한 것으로 산소 센서의 장착으로 불가피하게 생성되는 촉매와 매트의 간격부위에,

배기 가스를 차단할 수 있는 스페이서를 더 구비하여 매트의 내구성 증대와 이를 통한 촉매 변환기의 정화 능력 상승을 꾀하여 환경 오염 방지와 출력 향상을 목적으로 창출된 것으로,

상기 촉매 변환기(2)는;

케이스(22)의 중앙부를 기점으로 이등분 구성된 촉매(20)와 매트(21) 상간에, 박판의 금속 부재를 가공하여된 원반형의 중공체로서 그 단면 형상이 개략 레일(rail)형으로,

중앙의 함몰부(27)와 이의 양측 선단으로 돌출부(28)를 형성하고,

상기 함몰부(27)를 통해 케이스(22) 내경과 생성된 공간으로 절연체(29)를 더 충진하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 촉매 변환기{Converter for vehicle}

본 발명은 자동차용 촉매 변환기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 연소된 배기 가스내의 잔존하는 유해물질을 여과하는 촉매 변환기의 구조 개선에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 내연기관에서 연소된 연료의 열에너지를 기계적 에너지로 전환하여 진행하는 것으로,

이러한 연료의 연소에는 부산물인 각종 연소 가스가 발생하고, 이 연소가스는 인체를 물론 환경에 치명적인 유해성분을 함유하고 있다.

상기 연소 가스 즉 배기 가스에는 유해성 가스인 일산화 탄소와 탄화수소 및 질소산화물과 무해성 가스인 수증기, 이산화탄소가 혼합되어 배출된다.

유해성 가스인 일산화탄소는 산소가 부족한 상태에서 연소되었을 때 발생하는 무색무취의 기체로서, 이러한 일산화탄소가 정화되지 않은 상태에서 대기로 방출되면 이 가스를 흡입한 인체에 산소결핍증을 유발하는 문제점을 있다.

질소산화물의 경우 자극적인 냄새가 강한 유해한 가스로서 광화학 스모그의 주원인이 되며, 탄화수소의 경우 연료의 불완전연소에 의하여 발생하는 화합물의 가스나 미립자를 총칭하는 것이다.

상기 탄화수소가 정화되지 않고 대기중으로 방출될 경우 탄화수소에 의한 직접적인 대기오염의 경우보다 대기중에 분해되거나 화학반응을 일으켜 광화학 스모그의 원인 제공을 하는 물질이다.

그리하여 자동차는 연료의 연소를 통해 생성되는 배기 가스내의 각종 유해물질을 여과하기 위해 배기 가스 배출라인 일측에 배기 가스 정화장치인 촉매 변환기를 장착하고,

이러한 촉매 변화기(1)는;

자신은 변화하기 않으면서 적당한 조건하에서 반응 물질이 산화 및 환응반응을 일으키도록 도와주는 반응 촉진제인 백금, 로듐, 파라듐과 같은 촉매를 이용하여 유해 가스를 정화하는 장치로서,

도 1에서와 같이 내방에 벌집과 같은 다수의 중공을 형성한 촉매(10)를 장착한 케이스(11)가 구비되고,

상기 촉매(10)와 케이스(11) 상간에는 유리 섬유(fiber glass)혹은 철망으로 형성된 매트(mat;12)를 더 구비하여 소음 경감과 외부 충격으로부터 촉매(10)의 손상을 방지한다.

상기와 같은 촉매 변환기(1)는 배기 매니폴더 및 배기관과의 체결을 위해 양측 선단으로 엔드 플레이트(13) 및 플랜지(14)를 형성하며,

상기 엔드 플레이트(13)와 케이스(11) 상간에는 이너 링(inner-ring;15)을 개재하여 배기 가스로부터 매트(12)가 직접적으로 노출되는 것을 방지한다.

상기와 같이 구성된 촉매 변환기(1)는;

배출되는 가스를 통해 완전 연소 혹은 불완전 연소를 판단하는 산소 센서를 장착하며, 이를 통해 입력된 데이터를 전자 제어 장치인 E.C.U가 판단하도록 하여연소실내로 공급되는 연료량을 제어하는데,

이를 위해 촉매 변환기(1)는 산소 센서의 장착 공간 확보를 위해 촉매를 비롯한 매트의 구성을 분리 구성하여 케이스(11)의 내방 중앙부에 일정한 규격의 간격(gap;16)을 형성한다.

상기와 같이 산소 센서의 장착을 위해 분리 구성되는 촉매(10) 및 매트(12)는 케이스(11) 내방에 형성된 간격(16)으로 인하여 배기 가스와 직접적인 접촉이이루어 지고,

상기와 같이 배기 가스에 장시간 노출시 열과 각종 유해 가스로 인한 매트의 산화를 촉진하여,

촉매(10)의 보호와 고정을 위한 매트(12)의 궁극적인 역할 수행이 난이한 문제점을 초래하였다.

또한 상기와 같이 매트(12)의 기능 약화는 촉매(10)의 정화 능력을 저하시켜 촉매 변환기(1)를 통한 유해 가스의 여과가 불안정적으로 수행되어 환경 오염은 물론 배기압의 상승을 통한 자동차 출력을 떨어뜨리는 원인으로 작용하였다.

이에 본 발명에서는 상기한 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로 산소 센서의 장착으로 불가피하게 생성되는 촉매와 매트의 간격부위에,

배기 가스를 차단할 수 있는 스페이서를 더 구비하여 매트의 내구성 증대와 이를 통한 촉매 변환기의 정화 능력 상승을 꾀하여 환경 오염 방지와 출력 향상을 그 목적으로 한다.

도 1은 종래 기술이 적용된 자동차용 촉매 변환기를 도시한 전체 단면도,

도 2는 본 발명이 적용된 스페이서를 가지는 자동차용 촉매 변환기를 도시한 전체 단면도,

도 3은 본 발명의 요부인 자동차용 촉매 변환기의 스페이스를 도시한 일부 파절 단면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

2;촉매 변환기 20;촉매

21;매트 22;케이스

26;스페이스 27;함몰부

28;돌출부 29;절연체

이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명이 적용된 스페이서를 가지는 자동차용 촉매 변환기를 도시한 전체 단면도, 도 3은 본 발명의 요부인 자동차용 촉매 변환기의 스페이스를 도시한 일부 파절 단면도로서 함께 설명한다.

상기 목적을 달성하기 위해 개재되는 스페이서를 장착한 자동차용 촉매 변환기(2)는 도 2에서와 같이,

내방에 벌집과 같은 다수의 중공을 형성한 촉매(20) 및 유리 섬유(fiber glass)혹은 철망으로 형성된 매트(mat;21)를 더 구비하여된 케이스(22)와,

상기 케이스(22)는 양측 선단으로;

배기 가스로부터 매트(21)가 직접적으로 노출되는 것을 방지하는 이너 링(23)을 개재한 엔드 플레이트(24)와,

촉매 변환기(2)를 배기라인에 장착하기 위한 볼트를 장착하여 엔드 플레이트(24)와 고정되는 플랜지(25)를 더 형성한다.

상기와 같은 촉매 변환기(2)는 배출되는 배기 가스내의 잔존하는 산소량을 감지하여 연료량의 제어를 위한 산소 센서의 장착을 위해 케이스(22) 중앙부를 기점으로 촉매(20) 및 매트(21)를 이등분 구성하고,

상기 이등분 구성된 촉매(20)와 매트(21) 상간에는 박형의 스페이서(spacer;26)를 더 개재한다.

상기 스페이서(26)는 도 2 및 도 3에서와 같이 박판의 금속 부재를 가공하여된 원반형의 중공체로서,

그 단면 형상이 개략 레일(rail)형으로 중앙의 함몰부(27)와 이의 양측 선단으로 형성된 돌출부(28)로 구성된다.

상기 스페이서(26)는 돌출부(28)를 통하여 케이스(22) 내경과 밀착된 상태로 고정되고, 함몰부(27)를 통해 케이스(22) 내경과 생성된 공간에는 절연체(29)를 충진하여 케이스(22)로의 열전달을 억제한다.

상기와 같은 본 발명의 작용 상태를 종래 구성의 문제점과 비교하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 촉매 변환기(2)는 케이스(22) 내방으로 분리 구성되는 촉매(20) 및 매트(21)중 일부를 조립 지그를 통해 삽입 장착하고,

이어 원반형 중공체인 스페이서(26)를 선(先)조립된 촉매(20)와 매트(21)의 선단과 밀착하도록 압입하고, 이어 스포트 용접(spot welding)등과 같은 고정 수단을 이용하여 스페이서(26)의 견고한 고정 상태를 이룬다.

상기와 같이 촉매(20)와 매트(21) 및 스페이서(26)를 장착한 촉매 변환기(2)의 케이스(22)는 분리 구성되는 나머지 부분의 촉매(20')와 매트(21')를 스페이서(26)와 접착하도록 압입 고정한다.

상기와 같이 조립된 스페이서(26)는 분리 구성된 촉매(20,20') 및 매트(21,21')의 상간에 개재되므로 용접을 통한 고정과 이들의 상호 압입에 의한 이중 고정 구조로서 외부 충격이나 기타 외력에 대한 강성이 증가된다.

더불어 간격부분에 개재된 스페이서(26)로 인해 촉매(20,20')와 매트(21,21')는 배기 가스와의 직접적인 노출이 차단되어,

열과 유해 가스로 인한 매트(21,21')의 산화 작용이 지연 또는 억제되어 내구성이 증대되고, 이로 인한 촉매(20,20')의 견고한 고정과 단열작용의 상승으로 촉매 변환기(2)의 여과성능과 내구성이 향상되는 이점을 갖는다.

이러한 촉매 변환기(2)의 스페이서(26)는 종래 산소 센서의 장착 공간 확보를 위해 불가피하게 분리 구성되는 촉매 및 매트가,

배기 가스와의 직접적인 접촉으로 인한 각종 내구성 저하와 여과 성능 저하등과 같은 문제점을 해결할 수 있다.

이상과 같은 자동차용 촉매 변환기는 배기 가스와 촉매 및 매트와의 직접적인 접촉을 차단하여 촉매의 여과 성능 향상은 물론 촉매 변환기의 내구성 증대를 통한 자동차 출력 유지 및 향상등을 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 중앙부를 기점으로 벌집과 같은 다공망을 형성한 촉매(20) 및 유리 섬유(fiber glass)혹은 철망으로 형성된 매트(mat;21)를 분리 장착한 케이스(22)와,

   원반형의 이너 링(23)을 포함하는 엔드 플레이트(24) 및, 체결용 볼트를 장착하여 엔드 플레이트(24)와 고정되는 플랜지(25)로 형성된 자동차용 촉매 변환기를 구성함에 있어서;

   상기 촉매 변환기(2)는;

   케이스(22)의 중앙부를 기점으로 이등분 구성된 촉매(20)와 매트(21) 상간에,

   박판의 금속 부재를 가공하여된 원반형의 중공체로서 그 단면 형상이 개략 레일(rail)형으로,

   중앙의 함몰부(27)와 이의 양측 선단으로 돌출부(28)를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 촉매 변환기.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 스페이서(26)는;

   함몰부(27)를 통해 케이스(22) 내경과 생성된 공간으로 절연체(29)를 더 충진하여 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 촉매 변환기.