KR20030070260A

KR20030070260A - 디젤자동차용 배출가스정화장치

Info

Publication number: KR20030070260A
Application number: KR1020020009724A
Authority: KR
Inventors: 구자형
Original assignee: 한국델파이주식회사
Priority date: 2002-02-23
Filing date: 2002-02-23
Publication date: 2003-08-30

Abstract

본 발명은 디젤자동차용 배출가스정화장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 배기관을 하나의 단일 구성으로 형성하되, 배출가스의 유입을 버너 전방과 전, 후방 필터 상간으로 분리 유입되도록 하여 배출가스정화장치의 구성 간소화와 여과 및 재생신뢰도 향상에 따른 환경오염 방지와 여과시간 연장에 의한 연료손실 최소화를 이루기 위해 창출된 것으로,

상기 배출가스정화장치(3)는,

상기 전,후방필터(33,34)의 이격공간 외주연으로 체결포트(36)를 더 구비하고, 상기 체결포트(36)에는 소정의 직경을 가지며 다수의 절곡부위를 형성하여 버너(31)와 전방필터(33) 상간을 관통하며, 내방에는 배출가스의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(39)가 내장된 배기관(35)이 플랜지(38)를 통해 체결되는 것을 특징으로 한다.

Description

디젤자동차용 배출가스정화장치{Catalytic converter apparatus for exhaust gas in vehicle using diesel fuel}

본 발명은 디젤자동차용 배출가스정화장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 디젤자동차의 배출가스내 포함된 분진을 포집하여 이를 제거하기 위해 배기 라인에 구비되는 배출가스정화장치에 있어서,

포집 필터의 재생시 분진의 제거와 배출가스의 여과 작용을 동시에 수행 가능하도록 한 배출가스정화장치의 개선안에 관한 것이다.

일반적으로 디젤자동차용 배출가스정화장치는 디젤엔진이 배출하는 가스내에 함유된 유해 성분을 연소시켜 제거하는 장치로 도 1에서와 같이,

엔진(10)으로부터 발생되는 배출가스를 각각의 실린더에 연결된 배기 매니폴더(12)를 통하여 배출하며, 배출된 가스는 배기관(11)을 통해 제어밸브(13,14)를 거치면서 분리되어 각각 머플러(15)와 정화장치(16)로 이송된다.

상기와 같이 연소가스를 배출하는 디젤엔진(10)은,

스로틀센서와 회전수센서 및 압력을 지시하는 바로메터 등에서 측정된 신호값을 ECU(17)로 보내고, 여기에 최적의 연소상태로 제어하기 위한 각각의 센서로부터 입력된 신호를 기초로 하여 솔레노이드를 제어한다.

상기 솔레노이드는 배기관의 후방에서 정화장치(16)와 머플러(15) 측으로 분리되는 중도에 위치한 제어밸브(13,14)를 제어하고, 분진소각에 필요한 연소기의 연료 공급을 제어하는 연료펌프(18)를 단속함과 아울러,

연료펌프(18)의 구동력으로 작용하는 공기압축기(19)로부터 공기 급송을 제어하는 공기압조절기를 제어하여 연소기에 장착되는 노즐의 연료와 공기의 분사량을 조절한다.

상기 ECU(17)의 제어신호는 각각의 제어를 수행하고 점화트랜스를 제어함으로서 점화봉이나 글로우플러그로 이루어진 점화수단에 스파크를 유발시켜 연소 작업을 수행한다.

이와 같은 배출가스정화장치(16)는 일정량의 분진이 필터(21)에 포집되면 버너(20)를 통하여 포집된 분진을 연소하며,

이 때 정화장치(16)는 재생되는 필터(21)를 일정 온도까지 상승시켜야 하기 때문에, 모든 배출가스를 정화장치를 통하여 배출하지 않고 일정량의 배출가스는 머플러(15)를 통하여 여과 과정 없이 직접 대기로 배출하는 문제점을 야기하였다.

이러한 배출가스의 배출은 환경오염을 초래하는 주원인으로 작용함은 물론 별도의 머플러를 추가 장착하게 됨으로서 부품수의 증가로 인한 생산 단가 상승을 야기하는 문제점을 안고 있었다.

그리하여 도 2 및 도 3에서와 같이 배출가스정화장치(16)로 유입되는 배기관(11)을 분리함과 아울러, 배출가스를 여과하는 필터(21)를 전,후방으로 분리 구성함으로써 배출가스의 여과와 재생이 동시에 가능하도록 하였다.

상기와 같이 분리된 필터(21)와 배기관(11)으로 인해 배출가스의 정화성능향상과 머플러(15)의 삭제를 통한 전체 배기시스템의 구성 간소화는 이룩하였으나, 분리된 배기관(11)을 형성하기 위한 작업성이 다소 저하되고, 배출가스의 흐름을 제어하는 밸브(23)가 증가함에 따라 고장발생 확률이 높아져 유지 및 보수성이 결여되는 단점을 안고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 배기관을 하나의 단일 구성으로 형성하되, 배출가스의 유입을 버너 전방과 전, 후방 필터 상간으로 분리 유입되도록 하여 배출가스정화장치의 구성 간소화와 여과 및 재생신뢰도 향상에 따른 환경오염 방지와 여과시간 연장에 의한 연료손실 최소화를 그 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 디젤자동차용 배출가스정화장치의 구성을 도시한 전체 구성도,

도 2는 종래 기술이 적용된 디젤자동차용 배출가스정화장치의 일례를 도시한 간략 구성 사시도,

도 3은 도 2의 배출가스정화장치를 절개한 전단면도,

도 4는 본 발명이 적용된 디젤자동차용 배출가스정화장치의 전체 구성을 도시한 단면도,

도 5는 본 발명인 디젤자동차용 배출가스정화장치의 사용상태를 도시한 사용상태도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

3;배출가스정화장치

30;본체

31;버너

33,34;전,후방피터

35;배기관

36;체결포트

39;컨트롤밸브

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

도 4는 본 발명이 적용된 디젤자동차용 배출가스정화장치의 전체 구성을 도시한 단면도, 도 5는 본 발명인 디젤자동차용 배출가스정화장치의 사용상태를 도시한 사용상태도로서 함께 설명한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 디젤자동차용 배출가스정화장치(3)는 도 4에서와 같이, 원통형을 비롯한 다양한 형상을 가지는 본체(30)로 그 일측에는 포집된 분진을 소각하기 위한 버너(31)가 구비되고, 타측에는 배출가스를 비롯한 소각된 분진의 연소가스를 배출하기 위한 배출구(32)가 구비된다.

상기 본체(30) 내방에는 버너(31)와 인접하여 일정 거리 이격된 부위에 세라믹 담체로 구성된 전방필터(33)가 장착되고, 전방필터(33) 후측에도 이와 동일한 재질의 후방필터(34)를 이격하여 개재하되, 후방필터(34)의 용적이 전방필터(33)에 비하여 감소되도록 형성한다.

또한 상기 본체(30)는 전,후방필터(33,34)의 이격공간 외주연으로 배기관(35)을 연결하기 위한 체결포트(36)를 더 구비한다.

상기와 같이 구성된 배출가스정화장치(3)의 본체(30)는 버너(31)와 전방필터 (33)상간에 배출가스를 이송하기 위한 배기관(35)을 관통 구비하며, 이러한 배기관(35)은 도 4 및 도 5에서와 같이,

소정의 직경을 가지며 다수의 절곡부위를 형성한 것으로 버너(31)와 전방필터(33) 상간에 개재되는 부위에 배출가스를 배출하기 위한 관통공(37)이 형성되고, 이러한 배기관(35)을 연장하여 그 선단을 전방필터(33)와 후방필터(34)의 이격공간 외주연에 형성된 체결포트(36)와 플랜지(38)를 통해 연결하여 후방필터(34)로 배출가스가 유입될 수 있도록 한다.

더불어 상기 배기관(35) 내방 일측에는 배출가스의 여과와 필터 재생시 배출가스의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(39)가 내장된다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 디젤자동차용 배출가스정화장치(3)는,

통상 운행시 전방필터(33)로 유입되는 배출가스의 원활한 이송과 아울러 배출양을 증대하기 위해 배기관(35) 내방에 장착된 컨트롤밸브(39)를 통해 후방필터(34)로의 유로를 폐쇄한다.

상기 컨트롤밸브(39)를 통해 후방필터(34)로의 유로를 차단한 배출가스정화장치(3)는 일반적인 주행시 배기관(35)을 통해 이송된 배출가스는 전량 전방필터(33)를 통과하며 포함된 분진과 이물질을 여과하여 대기로 방출된다.

상기와 같이 배출되는 가스는 전방필터(33)에서 대부분의 분진이나 이물질이 여과되고, 비여과된 분진이나 이물질은 후방필터(34)에서 재여과됨으로서 오염물질 배출을 최소화할 수 있다.

이와 같이 전방필터(33)의 지속적인 여과작용으로 일정량의 분진이나 이물질이 포집될 경우 여과성능저하를 방지하기 위해 분진을 연소시키는 재생작용이 수행된다.

이러한 전방필터(33) 재생시에는 배기관(35) 내방에 개재된 컨트롤밸브(39)를 개방하여 배출가스가 전방필터(33) 보다는 후방필터(34)로의 유입량이 증가하도록 하며, 이와 동시에 배출가스정화장치(3) 일측에 구비된 버너(31)의 열원을 통해 전방필터(33)에 포집된 분진등을 연소시켜 여과성능 유지가 가능하도록 한다.

또한 본 발명인 배출가스정화장치(3)는 전방필터(33) 재생이 완료된 폐열을 이용하여 후방필터(34)의 재생이 가능한데, 이는 전방필터(33)를 재생한 폐열과 더불어 엔진으로부터 이송되는 배출가스가 혼합되며 온도가 상승하여 후방필터(34)의 재생이 가능하다.

상기와 같이 버너(31)를 통해 전방필터(33)의 재생이 완료됨과 동시에 그 폐열을 이용하여 후방필터(34)에 포집된 분진을 소각 재생함으로서 필터재생시간을 현격히 단축시킬 수 있음은 물론, 전방필터 재생시에도 배출가스의 여과 작용은 항상 유지될 수 있도록 한다.

이상에서와 같이 각 분진을 포집한 각 필터재생 작업중에도 배출가스의 여과 작용이 이루어짐으로 종래 필터 재생시 배출가스를 여과 작용 없이 배출함으로 인해 야기되는 문제점을 해결할 수 있다.

더불어 본 발명인 배출가스정화장치(3)는 단일 구성의 배기관(35)을 이용하되 배출가스의 유입을 이원화함으로서 구성 간소화를 이룰 수 있으며, 또한 필터재생과 배출가스 정화가 동시에 가능하여, 별도 구비되는 머플러를 삭제할 수 있어 원가 절감은 물론 차체중량을 감소시켜 연비 향상을 도모할 수 있다.

이상과 같은 본 발명인 디젤자동차용 배출가스정화장치는 배출가스내의 분진과 각종 이물질을 여과하는 필터를 전,후방 이원구성하여 필터재생과 아울러 배출가스 여과작용이 동시에 가능하도록 하여 배출가스의 오염도를 절감시켜 친환경적제품 생산이 용이함은 물론,

별도 장착되는 머플러의 삭제가 가능하여 생산원가 절감 및 차제중량 감소에 따른 연료소비량 개선 등의 장점을 가지는 유용한 발명이다.

Claims

원통형을 비롯한 다양한 형상을 가지며 내방에는 세라믹 담체로 구성된 전방필터(33)와 후방필터(34)를 이격하여 개재한 본체(30)와, 상기 본체(30) 일측에는 포집된 분진을 소각하기 위한 버너(31)가 구비되고, 타측에는 배출가스를 비롯한 소각된 분진의 연소가스를 배출하기 위한 배출구(32)가 구비된 디젤자동차용 배출가스정화장치를 구성함에 있어서;

상기 배출가스정화장치(3)는,

상기 전,후방필터(33,34)의 이격공간 외주연으로 체결포트(36)를 구비하고,

상기 체결포트(36)에는 소정의 직경을 가지며 다수의 절곡부위를 형성하여 버너(31)와 전방필터(33) 상간을 관통하며, 내방에는 배출가스의 흐름을 제어하는 컨트롤 밸브(39)가 내장된 배기관(35)이 플랜지(38)를 통해 체결되는 것을 특징으로 하는 디젤자동차용 배출가스정화장치.