KR20020008520A

KR20020008520A - 자동차의 매연저감장치

Info

Publication number: KR20020008520A
Application number: KR1020000041790A
Authority: KR
Inventors: 천현규
Original assignee: 허종근
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-01-31

Abstract

본 발명은 자동차의 매연저감장치에 관한 것으로서, 이는 특히 공기 청정기나 자동차 내연기관 등에 설치되어 공기를 정화하거나 내연기관에서 배출되는 매연을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 특히 일측에 외부전극(18)이 절연체부(11)와 함께 연설되어져 있고 절연체부(11) 상측에는 나사턱부(16) 및 나사부(15)가 일체로 형성되고 중앙이 비어 있는 몸체와, 이 몸체에서 상기 외부전극(18)의 하나의 극과 몸체의 중공부를 통하여 도전체로 연결되며 중앙에는 수평축방향으로 비유전체가 피복된 전극봉(13)을 수용하는 원통 공간부가 형성되 있는 전극관(14)과, 상기 전극관(14)의 관축을 가로질러 배치되어 있는 전극봉(13)과, 상기 나사턱부(16) 중앙에 전극관(14) 및 전극봉(13)이 유해가스관(3)로에 대해서 수평으로 결합되도록 센터를 잡아주는 중앙표시부(12)가 구비되어져 있는 자동차의 매연저감장치를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명은 공기청정기, 집진장치, 자동차 내연기관의 매연저감 장치등에 설치되어 공기를 청정하거나 내연기관으로 유입 또는 유출되는 가스에서 오존 발생에 의하여 유해성분을 효율적으로 제거할 수 있는 것이다.

Description

자동차의 매연저감장치{Apparatus for reducing pollutants}

본 발명은 자동차의 매연저감장치에 관한 것으로서, 이는 특히 공기청정기나 집진장치, 자동차 내연기관 등에 간단히 설치되어 오존발생에 의한 공기 청정 작용이나 내연기관에서 배출되는 매연을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

공기청정기나 집진장치, 내연기관의 자동차의 매연저감장치 등에는 극방전 자동차의 매연저감장치가 사용되고 있으며, 이 중에서 내연기관의 자동차의 매연저감장치는 탄화수소 연료로 구동되는 내연기관에서 CO₂와H₂O 및 불연소 작용에 의한 CO가스와 인체에 유해한 HC 등의 유해가스 들을 배출하며, 상기 탄화수소 연료는 그것이 고온에서 타는 과정에서 공기중에 NO_x의 질소화합물 들을 생성한다.

상기 유해가스 량은 엔진의 배기가스 속에 불연소 수산화카본 탄소 일산화물의 증가에 야기하는 질산화 화합물 감소시키도록 하는 예정된 연비에 의하여 영향을 받으며 엔진의 많은 동작 조건들에 의하여 변한다.

상기와 같은 유해가스를 오존 발생에 의하여 감소시키는 기술 들을 라디칼(Radical) 기술이라 하고, 이는 원자,분자,이온 등의 상태를 말하며, 원자주변에 존재하는 원자가 정상적인 상태에서는 하나의 궤도 내에 2개씩 짝을 지어 있으나 라디칼 상태는 하나의 궤도 내에 2개의 짝을 이루지 못하고 1개씩 존재하는 전자가 1개 이상 있는 상태를 말하고 있다.

상기 라디칼 상태는 매우 불안정한 상태로 주변의 다른 원자나 분자, 이온 들로 부터 전자를 받아 짝을 이루게 되며 이 과정을 라디칼 반응이라 하며, 이 라디칼 반응은 매우 빠르게 진행되기 때문에 이 상태를 라디칼이라고 화학자 들이 명명하고 있다.

라디칼은 자연계 및 화학 반응 과정에서 짧은 시간 동안이지만 아주 흔하게 존재하는 상태이며, 라디칼 기술은 어떤 물질을 라디칼 상태로 만들어 원하는 목적에 사용한다.

라디칼 중에서는 O,O-,O₂-,OH 등 활성 산소 라디칼 들은 강한 산화력을 갖고 있어 살균,탈취,유기물 분해 등의 효과가 있다. 라디칼의 이러한 유기 화학적 작용은 강한 산화력을 가질수록 전자 친화력이 강하며, 상대적으로 전자 친화력이 낮은 타 물질의 전자적인 결합을 와해시킴으로서 유기물을 분해하거나 무해한 형태로 바꾼다.

이와같이 종래에는 라디칼 기술을 이용한 자동차의 내연감소 장치들이 알려져 있다.

일례로, 이러한 기술의 선행기술로는 미국특허 5,806,305호가 알려져 있으며, 이는 내연기관의 입구 및 배기다기관 출구측에 오존발생 램프를 설치하여 이들 내연기관의 연소 작용 중에 또는 연소 이후 배기다기관으로 빠져나오는 유해가스에 오존이 작용할 수 있도록 설계되어져 있다.

그리고, 이러한 유형은 도 2와 같이 공기발생기(61)에서 배출된 공기는 오존발생 램프에 의한 오존발생기(62)를 통하여 공기 중에 오존이 발생된 이후 이것은다시 내연기관(64)의 공기유입 입구측 관로(63)와 출구측 및 카탈리스트(67)사이의 출구측 관로(65)와 연결된 형태로 설치되어져 있다.

그러나, 이러한 유형은 튜브형 램프를 배기다기관 등에 직접 내장하여 설치하게 되어 있어 그 설치 작업이 까다롭고 신형차에 그 구조를 구비시켜 설치할 수 있으나 이미 출시된 자동차 등의 내연기관에 적용하기 어렵다는 문제점이 있었다.

또다른 선행기술로는 미국특허 6,029,442호가 알려져 있으며, 이는 내연기관 출구측에 설치된 카탈리틱 컨버터의 입출구 사이에 극방전 자동차의 매연저감장치를 설치하여 내연기관에서 배출되는 유해가스에 오존을 작용시킴으로서 일산화 탄소와 질소화합물 등에 오존이 작용하여 인체에 무해한 것들로 변환시키는 유형을 제시하고 있다.

일례로, 이러한 유형은 도 1 과 같이 상기 극방전 자동차의 매연저감장치 (40)는 카탈리틱 컨버터의 입구 또는 출구측과 결합될 수 있도록 한 나사 결합에 의한 연결수단 (46)을 갖고 있고, 원통형 본체(45) 중앙에는 길이막대형 핀 모양의 내부전극(41)과 이 내부전극(41)을 감싸면서 일정한 원통형 내용적을 갖는 원통형외부전극(42)을 포함하여 코로나 방전관을 형성하고 있다.

그러나, 이러한 유형의 자동차 매연저감을 위한 오존 발생기는 유해가스관로 에 설치 될 때 길이막대형 핀모양의 내부전극(41)과 원통형외부전극(42)과의 코로나 방전 공간이 유해가스관로의 유해가스 흐름과 직각 방향에서 방전공간부를 이루고 있어 유해가스관로를 흐르는 유해가스들이 유해가스관 일측에 설치된 이들의 극방전 공간을 우회적으로 통과하게 됨으로서 유해가스관 내를 흐르는 유해가스 들의라디칼 반응이 효율적이지 못하고, 한편으로는 이러한 비효율로 인하여 온존 발생 작용을 극대화하기 어렵다는 문제점이 있었다.

그리고, 상기와 같은 이유에 의하여 이러한 극방전 오존발생기에서 생성되는 오존발생량을 극대화 할 수 없어 관내로 배출되는 유해물질의 효과적인 제거를 기대하기 어려운 것이었다.

본 발명의 목적은 이러한 내연기관의 유해가스 제거와 관련된 자동차의 매연저감장치에서 극방전 공간부가 유해가스가 흐르는 공간부에 수평으로 배치되어 극방전 효율을 극대화 할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래 내연기관 자동차의 매연저감장치의 일례도

도 2는 종래 내연기관 자동차의 매연저감장치가 내연기관 경로에 설치된 상

태를 나타낸 일례도

도 3은 본 발명에서 자동차의 매연저감장치를 정면에서 바라본 일 실시예도

도 4는 본 발명을 측면에서 바라본 참고도

도 5는 본 발명을 평면에서 바라본 참고도

도 6은 본 발명이 유해가스관로에 설치된 상태를 나타낸 개략도

도 7은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 참고도

도 8은 본 발명을 공기 인입구에 설치한 상태의 또다른 실시예도

도 9는 본 발명의 시스템 회로 블록도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1. 자동차의 매연저감장치 11. 절연체부

12. 중앙표시부 13. 전극봉

14. 전극관 15. 나사부

16. 나사턱부 18. 외부전극

2. 공기청정기 3. 유해가스관

본 발명은 특히 상기예의 목적을 구현할 수 있도록 일측에 외부전극이 절연체부와 함께 연설되어져 있고 절연체부 상측에는 나사턱부 및 나사부가 일체로 형성되어져 있으며 중앙이 비어 있는 몸체와, 이 몸체의 상단부에서 상기 외부전극의 하나의 극과 몸체의 중공부를 통하여 도전체로 연결되면서 몸체에 수평으로 고정되어져 있고 중앙에는 수평축방향으로 비유전체가 피복된 전극봉을 수용하는 원통 공간부가 형성 되어져 있는 전극관과, 상기 전극관의 관축을 가로질러 배치되고 일측이 타측 전극을 형성하는 몸체에 연결되어져 있는 전극봉과, 상기 나사턱부 중앙에 전극관 및 전극봉이 유해가스관로에 대해서 수평으로 결합되도록 센터를 잡아주는 중앙표시부가 구비되어져 있는 자동차의 매연저감장치에 특징이 있는 것이다.

이하에서 이를 첨부된 도면과 함께 이를 좀더 구체적으로 설명하여 봄으로서본 발명의 보다 상세한 특징들이 이해될 수 있을 것이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 자동차의 매연저감장치(1)를 나타내었다.

여기서는 상기 자동차의 매연저감장치(1)의 몸체 일측에는 외부전극(18)이 절연체부 (11)와 함께 연설되어져 있고 절연체부(11) 상측에는 나사턱부(16) 및 나사부(15)가 일체로 형성되어져 있다.

또, 상기 몸체의 중앙은 비어 있는 중공부를 갖고 있고 이 몸체의 상단부에는 상기 외부전극(18)의 하나의 극과 몸체의 내부 중공부를 통하여 도전체로 연결 되면서 몸체에 수평으로 전극관(14)이 고정되어져 있다.

상기 전극관(14)의 원통공간부가 형성되어 있고 이 원통공간부 중앙에는 수평축방향으로 비유전체가 피복된 전극봉(13)을 수용하고 있다.

상기 전극봉(13)은 상기 전극관(14)의 관축을 가로질러 배치되고 일측이 타측 전극을 형성하는 몸체에 연결되어져 있으며, 상기 몸체의 나사턱부(16) 중앙에 는 전극관(14) 및 전극봉(13)이 유해가스관(3)로에 대해서 수평으로 결합되도록 센터를 잡아주는 중앙표시부(12)가 구비되어져 있다.

상기 도면 중 미설명 부호 17은 나사턱부(16)와 절연체부(11) 사이에 형성된 중간 연결부이다.

이러한 본 발명은 자동차 내연기관의 배기가스 출구와 카탈리스틱 컨버터 사이에 도 7과 같이 설치되며, 이때는 상기 자동차의 매연저감장치(1)의 전극관(14) 및 전극봉(13)이 도 6과 같이 유해가스관(3)로의 유해가스흐름(4)에 대하여 일직선상으로 정중앙에 배치 되도록 중앙표시점(12)을 기준으로 유해가스관에 나사부(15)를 이용한 나사 결합을 시키면 상기 전극관(14) 및 전극봉(13)은 유해가스 흐름(4)에 대하여 관 공간부 중앙에서 일직선상으로 배치된다.

또, 상기 자동차의 매연저감장치(1)는 이것을 자동차의 공기청정기에 설치할 수 있으며, 이는 도 8과 같이 공기 인입부(22)와 필터부(21)를 갖고 있고 내부에 공기 흐름 공간부를 형성하고 있는 공기 청정기(2)의 일측변에 자동차의 매연저감장치(1)를 설치하면 된다.

또, 도 9는 본 발명과 관련된 자동차의 매연저감장치(1) 구동을 위한 고압트랜스 구동회로를 나타내었다.

여기서는 부하감지부(52), 온도감지부(53), 습도감지부(54)로 부터 감지된 조건에 따라 고압트랜스(55,56) 들을 구동하는 제어부(51)와, 공기청정기(2) 및 유해가스관(3)측에 제각기 설치된 자동차의 매연저감장치(1)를 구동하는 2개의 고압트랜스 (55,56)와 이들 고압트랜스(55,56)를 유해가스관내(3)의 온도 습도 조건이나 자동차의 매연저감장치(1)의 부하 상태에 따라 최적 상태로 구동하기 위한 부하감지부(52) 및 온도감지부(53), 습도감지부(54) 들로 이뤄져 있다.

이러한 상태에서 본 발명은 도 9와 같은 시스템 회로에 전원을 투입하면 제어부(51)는 고압트랜스(55,56)들을 구동하여 고전압을 발생시키고 이들은 도 3 내지 도 5와 같은 자동차의 매연저감장치(1)의 전극관(14)과 전극봉(13)으로 이뤄지는 양전극 들 사이에 가해진다.

상기 자동차의 매연저감장치(1)의 양전극을 이루는 전극관(14)과 전극봉(13)에 고전압이 발생되면 전극관(14) 내에 중심축 방향으로 수평으로 배치된전극봉(13)과 전극관(14) 사이의 내공간부에는 코로나 방전이 일어나고 도 6과 같이 배치된 자동차의 매연저감장치(1)의 전극관(14)과 전극봉(13) 사이를 직선상으로 흐르는 유해가스 흐름(4)은 상기 극방전 공간부에서 라디칼 상태로 되면서 오존을 발생시키고 이들은 인체에 유해한 가스가 무해한 가스로 변환되는 것이다.

이때, 상기 전극관(14)과 전극봉(13)에 의하여 이뤄지는 극방전 유효공간은 유해가스 흐름(4)과 일직선 상으로 배치되어져 있기 때문에 관내의 유해가스는 순방향으로 흐르면서 자연적으로 다량의 코로나 방전이 작용하여 효율적인 오존 발생을 유도 할 수 있는 것이다.

또, 상기 자동차의 매연저감장치(1)가 도 8과 같이 공기청정기(2) 측에 설치되었을 때는 공기인입부(22)르 통하여 필터부(21) 측으로 빠져나가는 공기가 자동차의 매연저감장치(1)의 작용을 받아 정화 및 탈취되면서 필터부(21) 측으로 빠져나가게 되어 공기 정화 작용을 유도할 수 있다.

이러한 본 발명은 공기청정기, 집진장치, 자동차 내연기관의 매연감소 장치 등에 용이하게 적용하여 필요한 곳에서 효율적인 오존발생을 유도함으로서 이러한 장치 및 기기 들의 공기 청정 및 매연저감 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

일측에 외부전극(18)이 절연체부(11)와 함께 연설되어져 있고 절연체부(11) 상측에는 나사턱부(16) 및 나사부(15)가 일체로 형성되어져 있으며 중앙이 비어 있는 몸체와, 이 몸체의 상단부에서 상기 외부전극(18)의 하나의 극과 몸체의 중공부를 통하여 도전체로 연결되면서 몸체에 수평으로 고정되어져 있고 중앙에는 수평축방향으로 비유전체가 피복된 전극봉(13)을 수용하는 원통 공간부가 형성되어져 있는 전극관(14)과, 상기 전극관(14)의 관축을 가로질러 배치되고 일측이 타측 전극을 형성하는 몸체에 연결되어져 있는 전극봉(13)과, 상기 나사턱부(16) 중앙에 전극관(14) 및 전극봉(13)이 유해가스관(3)로에 대해서 수평으로 결합되도록 센터를 잡아주는 중앙표시부(12)가 구비되어져 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 매연저감장치
제 1항에 있어서, 상기 매연저감 장치는 부하감지부(52), 온도감지부(53), 습도감지부(54)로 부터 감지된 조건에 따라 고압트랜스(55,56) 들을 구동하는 제어부(51)와, 공기청정기(2) 및 유해가스관(3)측에 제각기 설치된 자동차의 매연저감장치(1)를 구동하는 2개의 고압트랜스 (55,56)와 이들 고압트랜스(55,56)를 유해가스관내(3)의 온도 습도 조건이나 자동차의 매연저감장치(1)의 부하 상태에 따라 최적 상태로 구동하기 위한 부하감지부(52) 및 온도감지부(53), 습도감지부(54)로 이뤄진 고압트랜스 구동부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 매연저감장치