KR200204461Y1 - 산업용 기계의 재연소 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 산업용 기계의 재연소장치에 관한 것이다.

본 고안은 배기가스가 통과되는 라인상에 설치되며 중간 망사 연소판을 매개로 반구형으로된 망사구조의 내외측 연소체가 소정 틈새를 가지며 구형으로 대향되게 결합되어져 엔진으로부터 출력되는 배기가스를 재연소시키게 되는 배기가스 재연소장치에 있어서, 상기 연소체(20)가 배기가스 이동방향을 중심으로 소정간격을 갖는 복수개의 지지편(22)으로 형성되도록 하고 그 외주면에는 시동스위치 온시 전원이 인가되는 히팅코일(60)이 감겨지도록 하며; 대향 결합된 상기 연소체(20)의 결합부 중간에는 복수개의 배기가스 통과홀(52)이 형성된 원적외선 발산용 세라믹 히터판(50)을 제공하고; 상기 연소체(20)의 결합부 외측에는 플랜지(24)를 형성하며 상기 플랜지(24)에는 히팅코일(60)과 세라믹 히터판(50)의 온도에따라 자동으로 온/오프 조절되는 온도조절센서(80);를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이같은 본 고안은, 시동스위치 온동작시 고온의 히팅열이 발산되어져 연소실로부터 배출되는 배기가스를 순차적으로 재가열시켜 배기가스중의 불완전 연소된 유해가스를 시동 초기부터 완전히 연소시킬 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

Description

산업용 기계의 재연소 장치{BURNING DEVICE OF INDUSTRIAL MECHANISM}

본 고안은 산업용 기계의 재연소 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진내에서 1차 연소된 가스를 배출구에서 재연소시켜 배기가스 중의 유해물질이 완전히 제거된 완전연소 상태로 배기가스가 배출될 수 있도록 하므로써 대기오염을 미연에 방지할 수 있도록 하는 산업용 기계의 재연소 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 기계장치 또는 자동차 등의 내연기관에서는 동력을 얻기위해 혼합연료를 사용하게 되고 이 혼합연료는 연소실내에서 강한 폭팔력으로 동력을 얻은후 배출라인을 통해 외부로 배출되게 된다. 상기한 배기가스는, 연소실내에서 완전 연소가 힘들어 유해성 물질이 외부로 방출되게 된다.

특히, 시동초기에는 예열동작이 이루어지기 전 연소실내에서는 많은 양의 혼합연료가 미처 연소되지 못한 불완전연소 상태로 배출라인을 통해 외부로 배출되게 된다.

상기한 불완전연소 즉, 자동차에서 배출되는 가스에는 배기 파이프로부터 나오는 배기가스의 주성분은 수증기와 이산화탄소이며 이외에 일산화탄소 탄화수소 질소산화물 납산화물 탄소입자등이 포함되어 있으며 이 중에서 일산화탄소 질소산화물 탄화수소가 유해물질에 해당된다.

이러한 배기가스가 환경오염의 하나인 광화학 스모그를 생성하며, 우리 인체에도 큰 영향을 미치게 되고, 그 중 일산화탄소는 배기가스중 가장 유독하며 불완전연소상태에서 발생비율이 높다.

이를 즉, 불완전연소를 해결하기 위한 장치들이 다수 제안된 바 있으며 그 한예로 배출라인 즉 배기파이프상에 재연소장치를 구비한 것이 특허등록번호 제201570호로 등록된 바 있다.

이는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이, 반구형으로 구성되고 서로 맞대어 원통형 망체로 되는 외측연소망(11)을 구비하고 외측연소망(11)과 동일형상의 내측연소망(12)을 구비하며 내측연소망(12)의 중간에는 평면망사체인 평면연소망(13)을 구비시킨후 상기 외측연소망(11)과 내측연소망(12) 및 평면연소망(13)의 측면돌출부를 고정편(14)으로 감싸 압착시킨 배기가스 재연소구(10)를 배기가스출구(2)와 배기메니폴드(5)내측 사이에 삽입고정시켜, 통과되는 배기가스 중 미연소 성분을 재연소시키는 것이다.

그러나, 상기와 같은 재연소장치는 배출되는 배기가스 중 미연소 성분 제거시 배기가스의 온도에 의해 가열된 내외측연소망과 평면연소망이 통과되는 배기가스에서 미연소 성분을 연소시킬 수 있도록 하는 것이나, 이는 엔진 초기 시동시 연소장치가 미처 가열되기도 전에 불완전 연소된 배기가스가 배출라인을 통과하게 되므로 유해한 불완전 연소 성분이 외부로 배출되어져 환경오염을 유발하게 되는 문제점이 있게 된다.

또한, 이러한 종래의 연소장치는 배기가스의 고열을 전도받은 연소망이 소정온도로 가열되어져 통과되는 유해성분을 재연소시키도록 하는 것으로 빠르게 통과되는 배기가스중의 유해성분을 재연소 시키기에는 미흡한 문제점이 있게 된다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 엔진이 장착된 차량 또는 보일러 그리고 소각로 등에 구비되는 연소실로부터 연결된 배기라인 상에 설치되어져 고온을 이용하여 배기가스를 가열시키므로써 배기가스중의 불완전 연소된 유해가스를 완전히 연소시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 일반적인 자동차의 엔진과 배기라인을 도시한 사시도,

도 2는 종래 재연소장치가 배기라인에 설치되는 상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 재연소장치를 나타낸 분해 사시도,

도 4는 도 3의 재연소장치가 결합되어 배출라인에 설치된 상태의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20: 내측 연소체 20a,40a: 제1연소체

20b,40b: 제2연소체 22,42: 지지편

24,44: 플랜지 26,46: 절곡홈

28,48: 확산편 40: 외측 연소체

50: 세라믹 히터판 52: 배기가스 통과홀

60: 히팅코일 80: 온도조절센서

E : 배출라인

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 배기가스가 통과되는 라인상에 설치되며 중간 망사 연소판을 매개로 반구형으로된 망사구조의 내외측 연소체가 소정 틈새를 가지며 구형으로 대향되게 결합되어져 엔진으로부터 출력되는 배기가스를 재연소시키게 되는 배기가스 재연소장치에 있어서, 반구형상으로된 상기 연소체가 배기가스 이동방향을 중심으로 소정간격을 갖는 복수개의 지지편으로 형성되도록 하고 그 외주면에는 시동스위치 온시 전원이 인가되는 히팅코일이 감겨지도록 하며; 대향 결합된 상기 연소체의 결합부 중간에는 복수개의 배기가스 통과홀이 형성된 원적외선 발산용 세라믹 히터판을 제공하고; 상기 연소체의 결합부 외측에는 플랜지를 형성하며 상기 플랜지에는 히팅코일과 세라믹 히터판의 온도에 따라 자동으로 온/오프 조절되는 온도조절센서;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연소체의 외측에는, 상기 연소체와 동일 형상이며 외경이 큰 외측 연소체가 소정 틈새를 유지하며 제공되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 특징에 따라 본 고안은, 엔진으로부터 연소되어 배출되는 배기가스가 배출라인에 설치된 연소체를 통과하면서 확산판에 부딪혀 확산됨과 동시에 연소체의 각 틈새로 통과되면서 전원인 인가된 히팅코일과 이 열에 의해 가열된 세라믹 히터판에 의해 재연소되어 외부로 배출되도록 한 것이다.

이하, 본 고안에 따른 산업용 기계의 재연소장치를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 재연소장치를 분해시켜 도시한 것이고, 도 4는 분해된 재연소장치를 결합시켜 엔진 연소실과 연결된 배출라인에 결합시킨 상태를 단면으로 도시한 것이다.

본 고안은, 구형상을 가지며 서로 감싸져 이루어지는 내외측 연소체(20)(40)와, 이들 중간부에 제공되는 세라믹 히터판(50)과, 상기 내외측 연소체(20)(40)의 외면을 감싸는 히팅코일(60)과, 배기가스 배출라인(E) 및 온도조절센서(80)로 구성된다.

상기 내측 연소체(20)는 반구형체의 제1연소체(20a)와 제2연소체(20b)가 대향결합되어 이루어진 것이며, 이들은 각각 융기점을 중심으로 복수개의 지지편(22)들이 소정간격을 가지며 전개되어 반구형의 테두리단을 이룬 것이다.

이들 테두리단에는 각각 플랜지(24)가 소정폭을 가지며 일체로 형성되고, 상기 플랜지(24)의 대향된 내측단에는 상기 세라믹 히터판(50)의 테두리 단부를 고정시키기 위한 절곡홈(26)이 각각 형성된다.

또한, 상기 내측 연소체(20)의 외면에는 배터리(B)와 연결된 히팅코일(60)이 복수갈래로 감겨져 시동스위치 온동작시 히팅열을 발산시켜 상기 지지편(22)들 사이의 틈새로 통과되는 배기가스를 재가열시키게 된다.

그리고, 상기 내측 연소체(20)의 양쪽 융기점에는 원판형상의 확산판(28)이 구비되어 배출라인을 통해 배출되는 배기가스를 확산시킴과 동시에 상기 지지편(22)들을 고정시키는 역할을 하게 된다.

상기 외측 연소체(40)는 상기 내측 연소체(20)와 동일 형상으로 반구형체의 제1연소체(40a)와 제2연소체(40b)가 대향결합되어 이루어진 것이며, 이들은 각각 융기점을 중심으로 복수개의 지지편(42)들이 소정간격을 가지며 전개되어 반구형의 테두리단을 이룬 것이다.

이들 테두리단에는 각각 플랜지(44)가 일체로 형성되고, 상기 플랜지(44)에는 각각 동일방향의 보올트 통과홀(45)이 원둘레 방향으로 복수개 형성되며, 대향된 내측단에는 상기 내측 연소체(20)의 플랜지(24) 단부를 고정시키기 위한 절곡홈(46)이 각각 형성된다.

또한, 상기 외측 연소체(40)의 외면에는 배터리(B)와 연결된 히팅코일(60)이 복수갈래로 감겨져 시동스위치 온동작시 히팅열을 발산시켜 상기 지지편(42)들 사이로 통과되는 배기가스를 재가열 시키게 된다.

또한, 상기 외측 연소체(40)의 양쪽 융기점에는 원판형상의 확산판(48)이 구비되어 배출라인(E)을 통해 배출되는 배기가스를 확산시킴과 동시에 상기 지지편(42)들을 고정시키는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 플랜지(44)에는 상기 히팅코일(60)과 세라믹 히터판(50)에 배터리(B)의 전원을 공급하기 위한 라인이 구비되며, 상기 라인에는 상기 히팅코일(60)과 세라믹 히터판(50)의 적정온도 이상 또는 이하일 경우 스위칭 온/오프시키는 온도조절센서(80)가 구비된다. 상기 온도조절센서(80)는 상기 세라믹 히터판(50)에 구비되도록 하고 상기 세라믹 히터판(50)은 폐열에 의해 가열될 수 있도록 함이 가능할 것이다.

또한, 상기 내외측 연소체(20)(40)의 히팅코일(60)은 열전도성과 내구성이 우수하도록 니켈, 텅스텐, 크롬등이 함유된 소재로 이루어짐이 바람직하다.

상기 세라믹 히터판(50)은, 가열시 원적외선이 발산되는 다공성의 구조로 소정의 두께를 갖는 판상의 구조로 이루어지며 그 표면에는 상하로 관통된 복수개의 배기가스 통과홀(52)이 형성되어 재연소되는 배기가스를 재연소는 물론, 감속시키는 역할을 하게 된다.

이하, 본 고안에 따른 산업용 기계에 구비된 재연소장치의 작동 상태를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 본 고안에 따른 재연소장치를 서로 결합시켜 차량의 배기다기관 또는 보일러와 소각로의 배출라인(E)에 도 4에 도시된 바와같이 플랜지(44)를 이용하여 보올트(47)결합시킨다.

그리고나서, 연소실을 작동시키기 위해 시동스위치를 온동작 시키게 되면, 엔진의 시동과 동시에 배출라인(E)에 설치된 재연소장치에 전원이 인가되어져 히팅코일(60)에는 도 4에 도시된 바와같이 히팅열이 발산되게 된다.

연속해서, 연소실에서 1차 연소된 배기가스는 배출라인(E)을 통해 외부로 배출되게 되며, 이때 배출되는 배기가스는 완전한 연소가 이루어지지 않은 상태로 배출라인(E)에 설치된 재연소장치를 순차적으로 통과하게 된다.

상기 배기가스는 외측 연소체(40)의 제1연소체(40a)에 구비된 확산판(48)에 부딪히면서 감속 또는 확산된 상태로 지지편(42)들 사이의 틈새를 통해 통과하게 되고 이때 전원이 인가된 히팅코일(60)의 히팅열에 의해 연소동작이 이루어지며 동시에 내측 연소체(20)의 제1연소체(20a)를 통과하면서 2차로 연소되게 된다.

그런다음, 세라믹 히터판(50)에 부딪히면서 감속되고 이때 배기가스 통과홀(52)을 통과하는 배기가스는 원적외선 발산열에 의해 연소동작이 이루어지게 되며, 연속해서 내측 연소체(20)의 제2연소체(20b)와 외측 연소체(40)의 제2연소체(40b)를 단계적으로 통과하게 되면서 배기가스에 잔존해 있는 유해물질은 시동 초기부터 완전히 연소되게 되는 것이다.

또한, 온도조절센서(80)가 시동스위치의 오프 동작에 따라 센싱력을 잃게 되면, 폐열에 의해 충분히 가열된 히팅코일(60)과 내외측 연소체(20)(40) 및 이들 중간부에 제공되는 세라믹 히터판(50)이 자체의 고열로 유해 가스를 연속해서 연소하게 되므로 완전 연소가 가능하게 된다. 즉, 시동초기부터 시동이 꺼진 상태후 일정기간 동안에도 연소가 이루어지므로 더욱 완전한 연소가 가능하게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 산업용 기계의 재연소 장치는, 엔진이 장착된 차량 또는 보일러 그리고 소각로 등 연소실을 갖는 모든 산업기계에 적용가능함은 물론 상기 연소실로부터 연결되는 배기라인 상에 설치되도록 하므로써, 시동스위치 온동작시 고온의 히팅열이 발산되어져 배출되는 배기가스를 순차적으로 가열시켜 배기가스중의 불완전 연소된 유해가스를 완전히 연소시킬 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

1. 배기가스가 통과되는 라인상에 설치되며 중간 망사 연소판을 매개로 반구형으로된 망사구조의 내외측 연소체가 소정 틈새를 가지며 구형으로 대향되게 결합되어져 엔진으로부터 출력되는 배기가스를 재연소시키게 되는 배기가스 재연소장치에 있어서,

   반구형상으로된 상기 연소체가 배기가스 이동방향을 중심으로 소정간격을 갖는 복수개의 지지편으로 형성되도록 하고 그 외주면에는 시동스위치 온시 전원이 인가되는 히팅코일이 감겨지도록 하며;

   대향 결합된 상기 연소체의 결합부 중간에는 복수개의 배기가스 통과홀이 형성된 원적외선 발산용 세라믹 히터판을 제공하고;

   상기 연소체의 결합부 외측에는 플랜지를 형성하며 상기 플랜지에는 히팅코일과 세라믹 히터판의 온도에따라 자동으로 온/오프 조절되는 온도조절센서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 기계의 재연소장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연소체의 외측에는, 상기 연소체와 동일 형상이며 외경이 큰 외측 연소체가 소정 틈새를 유지하며 제공되는 것을 특징으로 하는 산업용 기계의 재연소장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 외측 연소체의 외주면에 전원인가시 히팅열을 발산하는 히팅코일이 감겨지도록 하는 것을 특징으로 하는 산업용 기계의 재연소장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 내외측 연소체의 융기부에는 배출되는 배기가스가 부딪혀 확산되도록 확산판을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 기계의 재연소장치.