KR20020078985A

KR20020078985A - 자동차의 삼원촉매컨버터

Info

Publication number: KR20020078985A
Application number: KR1020010019508A
Authority: KR
Inventors: 장한수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-19

Abstract

본 발명은 자동차의 삼원촉매컨버터에 관한 것으로, 양단이 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)에 각각 접합되는 하우징(21)과, 이 하우징(21)의 내부에 위치되면서 하우징(21)의 내면과 접촉되지 않도록 설치되는 담채(22)와, 이 담채(22)의 일면과 배기파이프(2)의 안쪽면에 탄력적으로 지지설치되어 상기 담채(22)의 타면을 배기매니폴드(1)의 안쪽면에 완전 밀착시키도록 된 담채지지수단(23)으로 이루어져, 연소가스의 배출시 상기 담채(22)의 파손이 예방됨으로써 배압증대 현상 및 미정화 연소가스의 배출현상이 예방되고, 제조원가의 절감과 작업공정 및 작업성이 향상되어 생산성이 증진되게 되며, 이로 인해 삼원촉매컨버터(20)의 전체적인 수명이 증진되도록 된 것이다.

Description

자동차의 삼원촉매컨버터{three way catalytic converter of vehicle}

본 발명은 자동차의 삼원촉매컨버터에 관한 것으로, 특히 담채가 배기매니폴드에 밀착되도록 설치되어 미정화가스의 누출이 예방되면서 사용수명이 증진되도록 된 자동차의 삼원촉매컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 삼원촉매컨버터는 배기가스중에 포함된 유독한 삼원 성분인 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC) 및 산화질소(NO_x)를 백금과 로듐의 촉매를 사용하여 동시에 감소시키는 장치로서 도 1에 도시된 바와 같이 배기매니폴드(1)와 소음기(도시않됨)가 장착되는 배기파이프(2)사이에 설치되어 있다.

즉, 상기 삼원촉매컨버터(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)사이에 설치되어 기관의 폭발행정후 상기 배기매니폴드(1)를 통해 배출되는 삼원(CO,HC,NO_x)의 유독성분을 정화시키는 기능을 수행하게 된다.

도 1에 도시된 미설명부호 A는 흡기매니폴드이고, B는 기관의 연소실이다.

여기서, 상기 삼원촉매컨버터(10)의 종래구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)사이에 위치되면서 양단이 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)에 각각 용접으로 접합되는 원통형상의 하우징(11)과, 이 하우징(11)의 안쪽에 위치되는 원통형상의 담채(12)와, 이 담채(12)와 하우징(11)사이에 위치되어 상기 담채(12)의 외주면을 감싸 보호하도록 설치되는 매트(13)와, 상기 담채(13)의 상하단 외곽 테두리부를 감싸도록 각각 도포되어 배기매니폴드(1)로 배출되는 연소가스가 상기 매트(13)로 유입되는 것을 방지하도록 된 상하단실링부재(14,15)로 이루어져 있다.

즉, 상기 담채(12)의 외주면에 매트(13)를 감싸고 이 매트(13)의 외주면으로 하우징(11)을 감싼 상태에서, 이 하우징(11)을 통조림제조방법과 동일하게 일정한 압력을 가하면서 조립하게 되면, 상기 담채(12)와 매트(13)가 하우징(11)의 압력에의해 서로 조립이 완료되게 된다.

이후, 상기 하우징(11)의 상하단을 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)에 각각 용접시킨 다음, 상기 담채(12)의 상단 외곽 테두리부와 하우징(11)사이의 틈새로 실링부재(14)를 도포시키면서 하단 외곽 테두리부와 하우징(11)사이의 틈새로 실링부재(15)를 도포시켜 삼원촉매컨버터(10)의 조립을 완료시키게 된다.

한편, 상기 하우징(11)은 주철로 이루어지고 상기 담채(12)는 세라믹으로 이루어지는데, 상기 배기매니폴드(1)를 통해 고온의 연소가스가 배출될때에 상기 하우징(11)은 재질의 특성상 열팽창을 하게 되는 바, 이때 상기 하우징(11)의 열은 매트(13)에 의해 차단되어 상기 담채(12)쪽으로 전달되는 것이 방지되게 된다.

또한, 상기 담채(12)에는 배기매니폴드(1)에서 배기파이프(2)쪽으로 연통되는 조밀한 공기통로(12a; 도2에 도시됨)들이 다수개가 형성되어 있는데, 이 공기통로(12a)를 통해 연소가스가 통과하면서 정화되도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 삼원촉매컨버터(10)에 의하면, 상기 담채(12)의 일면이 배기매니폴드(1)의 안쪽면과 완전밀착되지 못하고 대략 1∼2㎜의 틈새(C)를 형성함으로 인해, 상기 배기매니폴드(1)를 통해 배출되는 고온의 연소가스가 상기 틈새(C)에서 심한 유동을 발생시키게 되고, 이로 인해 상단실링부재(14) 및 매트(13)가 고온의 연소가스에 의해 점차적으로 파손되는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 상단실링부재(14) 및 매트(13)의 파손이 심할 경우에는 상기 담채(12)의 지지력이 부족해져 연소가스의 배출압력에 의해 상기 담채(12)가 배기파이프(2)쪽으로 이동되면서 파손되는 문제점도 있었다.

또한, 상기 담채(12)가 파손되면 담채(12)의 공기통로(12a) 배열이 흐트러지게 되고, 이로 인해 연소가스가 배기파이프(2)쪽으로 원활하게 이동되지 못하고 담채(12)에 의해 막히게 되어 상기 배기매니폴드(1)의 내부압력이 과도하게 상승되는 배압증대 현상이 발생됨은 물론, 더욱 심하게는 기관의 성능에도 악영향을 미치게 되는 문제점도 있었다.

또한, 상기 담채(12)가 파손되면 연소가스가 담채(12)를 통과하여 배기파이프(2)쪽으로 이동되더라도 그 정화능력이 현격하게 저하될 뿐만 아니라, 이때 연소가스의 배출압력에 의해 상기 담채(12)가 떨리면서 소음이 심하게 발생되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 담채의 일면이 배기매니폴드의 안쪽면과 완전 밀착되도록 설치되어져, 상기 담채가 연소가스의 배출압력에 의해 배기파이프쪽으로 이동되어 파손되는 것이 방지됨으로써 상기 담채의 공기통로 배열도 정상적으로 유지할 수 있게 되므로, 삼원촉매컨버터의 사용수명이 증진되고 배압증대 현상이 발생되는 것도 예방할 수 있게 되며 아울러 미정화가스의 누출도 예방할 수 있도록 된 자동차의 삼원촉매컨버터를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 상기 담채가 저가이면서 제작공정이 단순한 지지수단에 의해 하우징내에 설치되어져, 작업자의 편의성을 향상시키면서 생산성을 증진시킬 수 있도록 된 자동차의 삼원촉매컨버터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 삼원촉매컨버터는, 양단이 배기매니폴드와 배기파이프에 각각 접합되는 하우징과, 이 하우징의 내부에 위치되면서 하우징의 내면과 접촉되지 않도록 설치되는 담채와, 이 담채의 일면과 배기파이프의 안쪽면에 탄력적으로 지지설치되어 상기 담채의 타면을 배기매니폴드의 안쪽면에 완전 밀착시키도록 된 담채지지수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 삼원촉매컨버터의 설치구조를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 종래의 삼원촉매컨버터를 설명하기 위한 종단면도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 삼원촉매컨버터를 설명하기 위한 종단면도 및 개략적인 분리사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 배기매니폴트 2 - 배기파이프

20 - 삼원촉매컨버터 21 - 하우징

22 - 담채 23 - 담채지지수단

23a - 스프링부재 23b - 내열플레이트부재

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 삼원촉매컨버터를 설명하기 위한 종단면도 및 개략적인 분리사시도로서, 본 발명에 따른 삼원촉매컨버터(20)는 도 1을 참조로 전술한 바와 같이 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)사이에 설치되어 기관의 폭발행정후 상기 배기매니폴드(1)를 통해 배출되는 삼원(CO,HC,NO_x)의 유독성분을 정화시키는 기능을 수행하게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 상기 삼원촉매컨버터(20)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)사이에 위치되면서 양단이 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)에 각각 용접으로 접합되는 원통형상의 하우징(21)과, 이 하우징(21)의 내부에 위치되면서 하우징(21)의 내면과 접촉되지 않도록 설치되는 담채(22)와, 이 담채(22)의 일면과 배기파이프(2)의 안쪽면에 탄력적으로 지지설치되어 상기 담채(22)의 타면을 배기매니폴드(1)의 안쪽면에 완전 밀착시키도록 된 담채지지수단(23)으로 이루어져 있다.

한편, 상기 하우징(21)은 주철로 이루어지고 상기 담채(22)는 세라믹으로 이루어지는데, 상기 배기매니폴드(1)를 통해 고온의 연소가스가 배출될때에 상기 하우징(21)은 재질의 특성상 열팽창을 하게 된다.

따라서, 상기 담채(22)는 하우징(21)을 통해 고온의 열이 전달되지 않도록 상기 하우징(21)과 서로 접촉되지 않게 설치된다.

또한, 상기 담채(12)에는 배기매니폴드(1)에서 배기파이프(2)쪽으로 연통되는 조밀한 공기통로(22a)들이 다수개가 형성되어 있는데, 이 공기통로(22a)를 통해 연소가스가 통과하면서 정화되게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 담채지지수단(23)은 상기 담채(22)에 구비된 공기통로(22a)를 밀폐시키지 않도록 설치되게 된다.

여기서, 상기 담채지지수단(23)은, 상기 배기파이프(2)의 안쪽면에 일측이 지지되는 스프링부재(23a)와, 이 스프링부재(23a)와 담채(22)의 일면사이에 위치되어 상기 스프링부재(23a)의 지지력을 향상시키도록 된 내열플레이트부재(23b)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 스프링부재(23a)의 인장력은 상기 배기매니폴드(1)를 통해 배출되는 연소가스의 최대 배기압력을 충분히 지탱할 수 있는 인장력을 갖추고 있다.

또한, 상기 내열플레이트부재(23b)는 상기 담채(22)의 공기통로(22a)를 밀폐시키지 않도록 하기 위해 도우넛모양으로 형성되어 있다.

따라서, 본 발명에 따라 상기 담채(22)가 스프링부재(23a) 및 내열플레이트부재(23b)로 이루어진 담채지지부재(23)에 의해 탄력적으로 지지되면서 그 일면이 배기매니폴트(1)의 안쪽면과 완전히 밀착되도록 설치되면, 상기 배기매니폴드(1)를통해 연소가스가 배출되더라도 상기 스프링부재(23a)의 인장력이 연소가스의 최대 배출압력을 충분히 지탱할 수 있게 되므로, 상기 담채(22)의 일면은 항상 배기매니폴트(1)의 안쪽면과 완전히 밀착된 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 담채(22)가 항상 배기매니폴트(1)의 안쪽면과 완전히 밀착된 상태를 유지하게 되면 상기 담채(22)가 연소가스의 배출시 배기파이프(2)쪽으로 이동되는 것이 방지되게 되며, 이로 인해 상기 담채(22)의 파손도 예방할 수 있게되어 삼원촉매컨버터(20)의 전체적인 수명이 증진되게 된다.

또한, 상기 담채(22)의 파손이 예방되면 담채(22)에 형성된 공기통로(22a)의 배열도 항상 정상상태를 유지할 수 있게 되며, 상기 배기매니폴드(1)의 내부압력이 과도하게 상승되는 배압증대 현상도 예방할 수 있게 된다.

그리고, 상기 담채(22)의 파손이 예방되면 연소가스가 미정화되어 배출되는 것도 예방할 수 있게 되며, 이로 인해 대기가 오염되는 것도 예방할 수 있게 된다.

한편, 상기 담채(22)가 스프링부재(23a) 및 내열플레이트부재(23b)에 의해 하우징(21)내에 설치되게 됨으로써, 도 2를 참조로 전술한 바와 같이 매트(13)와 실링부재(14,15)를 이용해 설치되던 종래의 구조보다 제조원가를 절감시킬 수 있게 되며, 아울러 작업공정 및 작업성을 향상시킬 수가 있게 되어 생산성을 증진시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스프링부재 및 내열플레이트부재로 이루어진 담채지지부재에 의해 담채의 일면이 배기매니폴트의 안쪽면과 완전 밀착되도록 설치되어져, 연소가스의 배출시 상기 담채의 파손이 예방됨으로써 배압증대 현상 및 미정화 연소가스의 배출현상을 예방되고, 제조원가의 절감과 작업공정 및 작업성이 향상되어 생산성이 증진되게 되며, 이로 인해 삼원촉매컨버터의 전체적인 수명이 증진되면서 소비자의 선호도가 향상되는 효과가 있게 된다.

Claims

양단이 배기매니폴드(1)와 배기파이프(2)에 각각 접합되는 하우징(21)과, 이 하우징(21)의 내부에 위치되면서 하우징(21)의 내면과 접촉되지 않도록 설치되는 담채(22)와, 이 담채(22)의 일면과 배기파이프(2)의 안쪽면에 탄력적으로 지지설치되어 상기 담채(22)의 타면을 배기매니폴드(1)의 안쪽면에 완전 밀착시키도록 된 담채지지수단(23)으로 이루어진 자동차의 삼원촉매컨버터.
제 1항에 있어서, 상기 담채(22)에 구비된 공기통로(22a)가 담채지지수단(23)에 의해 밀폐되지 않는 것을 특징으로 하는 자동차의 삼원촉매컨버터.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 담채지지수단(23)이, 상기 배기파이프(2)의 안쪽면에 일측이 지지되는 스프링부재(23a)와, 이 스프링부재(23a)와 담채(22)의 사이에 위치되어 상기 스프링부재(23a)의 지지력을 향상시키도록 된 내열플레이트부재(23b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 삼원촉매컨버터.
제 3항에 있어서, 상기 스프링부재(23a)의 인장력이 배기매니폴드(1)를 통해 배출되는 연소가스의 최대 배기압력을 지탱할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 삼원촉매컨버터.
제 3항에 있어서, 상기 내열플레이트부재(23b)가 담채(22)의 공기통로(22a)를 밀폐시키지 않기 위해 도우넛모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 삼원촉매컨버터.