KR20040037724A

KR20040037724A - 배기가스 정화 기능을 갖는 매연 여과장치

Info

Publication number: KR20040037724A
Application number: KR1020020066329A
Authority: KR
Inventors: 김만영
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-07

Abstract

본 발명은 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치에 관한 것으로서,

종래의 매연 여과장치는 단순히 배기가스에 포함되어 있는 매연입자를 포집 제거하는 기능을 가지고 있기 때문에 배기가스중에 포함되어 있는 SOF, CO, HC 와 같은 유해성분을 정화시키기 위한 산화촉매장치를 매연 여과장치의 전단에 설치해야만 하고, 이로인해 엔진 배기계의 배기압이 증가되면서 엔진출력저하, 연비감소, 내구성감소 및 원가상승의 문제점이 발생하고 있으며, 또한 차량의 전체적인 중량이 증가하면서 엔진에 부하로서 작용하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 매연여과장치를 구성하는 세라믹담체의 수평통로상에 배기가스 중의 유해성분을 포집하여 정화시키는 산화촉매코팅층을 형성하므로서 매연여과장치가 배기가스중의 매연 포집기능과 유해성분을 포집 정화시키는 기능을 동시에 갖게되어 매연여과장치의 전단에 별도의 산화촉매장치를 추가로 설치하지 않아도 되며, 이로인해 엔진의 배기압이 낮아져 엔진출력이 향상되며, 전체적인 차량의 중량이 감소되는 부가적인 효과를 기대할 수 있도록 한 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치에 관한 것이다.

Description

배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치{Particulate trap}

본 발명은 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치에 관한 것으로서, 특히 매연여과장치가 배기가스중의 매연 포집기능과 SOF, CO, HC 등과같은 유해성분을 포집 정화시키는 기능을 동시에 갖게되어 매연여과장치의 전단에 별도의 산화촉매장치를 추가로 설치하지 않아도 되며, 이로인해 엔진의 배기압이 낮아져 엔진출력이 향상되며, 전체적인 차량의 중량이 감소되는 부가적인 효과를 기대할 수 있도록 한 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치에 관한 것이다.

디젤트랩(Diesel trap)은 배기가스중의 입자상물질이 대기중으로 배출되지 않도록 입자상물질을 포집하는 기구이며, 실제적인 포집 메카니즘으로 인하여 디젤트랩은 배기가스중의 입자상물질의 고체탄소부분을 포집하는 가장 효과적인 장치로 알려지고 있으며, 모든 디젤트랩 중에서 실제적으로 가장 중요한 것은 디젤 매연여과장치이다.

도 5 내지 도 7 은 종래의 매연 여과장치를 도시한 것으로서,

배기파이프의 도중에 연결되는 입구(2)와 출구(3)가 양측 끝단에 각각 형성되고, 그 사이에는 도 6 과같은 세라믹담체(1)가 삽입되는데, 상기 세라믹담체(1)는 다수의 수평통로(5)가 적층되어 배기가스 중의 매연을 포집하는 벌집 모양의 포집셀(4)을 이루도록 형성되어 있다.

상기와같이 구성된 매연 여과장치는 엔진으로 부터 배출된 배기가스가 입구(2)로 유입되내 출구(3)로 배출되는 과정에서 배기가스가 상기 세라믹담체(1)의 수평통로(5)를 통과할때, 배기가스 중의 매연입자가 상기 수평통로(5)의 내벽면에 포집 제거되는 것이다.

그러나, 종래의 매연 여과장치는 단순히 배기가스에 포함되어 있는 매연입자를 포집 제거하는 기능을 가지고 있기 때문에 배기가스중에 포함되어 있는 SOF, CO, HC 와 같은 유해성분을 정화시키기 위한 산화촉매장치를 매연 여과장치의 전단에 설치해야만 하고, 이로인해 엔진 배기계의 배기압이 증가되면서 엔진출력저하, 연비감소, 내구성감소 및 원가상승의 문제점이 발생하고 있으며, 또한 차량의 전체적인 중량이 증가하면서 엔진에 부하로서 작용하게되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 매연여과장치를 구성하는 세라믹담체의 수평통로상에 배기가스 중의 유해성분을 포집하여 정화시키는 산화촉매코팅층을 형성하므로서 매연여과장치가 배기가스중의 매연 포집기능과 SOF, CO, HC 등과같은 유해성분을 포집 정화시키는 기능을 동시에 갖게되어 매연여과장치의 전단에 별도의 산화촉매장치를 추가로 설치하지 않아도 되며, 이로인해 엔진의 배기압이 낮아져 엔진출력이 향상되며, 전체적인 차량의 중량이 감소되는 부가적인 효과를 기대할 수 있도록 한 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

다수의 수평통로가 적층되어 배기가스중의 매연을 포집하는 벌집모양의 포집셀을 이루도록 형성된 세라믹담체를 포함하는 매연여과장치에 있어서,

상기 세라믹담체를 구성하는 다수의 수평통로 내벽면에 배기가스 중의 유해성분을 포집 정화시키는 산화촉매를 일정두께로 도포하여 산화촉매코팅층을 형성한것을 특징으로 하며,

상기 산화촉매코팅층은 교번되는 위치의 수평통로 내벽면상에 도포되는 것을 특징으로 하며,

또한 상기 산화촉매코팅층은 수평통로의 상측 또는 하측 벽면 중 어느 한곳에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예로서,

상기 세라믹담체를 구성하는 다수의 수평통로 내에 배기가스 중의 유해성분을 포집 정화시키기 위한 산화촉매수단을 삽입하되,

상기 산화촉매수단은 산화촉매가 코팅된 금속망, 산화촉매가 코팅된 금속을 코일 형태로 권회한 촉매코일, 산화촉매가 코팅된 금속링을 일정간격으로 배열한 촉매링중 어느 하나인것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시예를 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 제 2 실시예를 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 제 2 실시예에 적용되는 산화촉매수단의 실시예를 보인 도면.

도 5 는 종래의 매연 여과장치의 외형을 보인 도면.

도 6 은 종래 매연 여과장치에 적용된 세라믹담체를 보인 사시도.

도 7 은 종래 세라믹 담체의 구조를 보인 부분 단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 세라믹 담체 11 : 수평통로

12 : 산화촉매 코팅층 20 : 산화촉매수단

21 : 금속망 22 : 촉매코일

23 : 촉매링

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 10 은 매연여과장치에 삽입되는 세라믹담체를 나타내며, 이 세라믹담체(10)는 배기가스 통과부분이 벌집모양의 포집셀로서 형성되며, 그 단면은 다수의 수평통로(11)가 적층된 형상으로 구성된다.

따라서, 상기 수평통로(11)로 배기가스가 통과할때, 배기가스에 포함되어 있는 매연을 포집하여 제거하게된다.

본 발명에서는 상기 수평통로(11) 상에 배기가스 중의 유해성분, 즉, SOF, CO, HC 등을 포집 정화하는 산화촉매코팅층(12)을 형성하였다.

상기 산화촉매코팅층(12)은 도 1 에 도시한 바와같이 교번되는 위치의 수평통로(11)의 내벽면상에 산화촉매를 일정두께로 도포하여 구현하며, 상기 산화촉매의 성분은 일반적으로 사용되는 Al₂O₃, Pt 이다.

상기와같이 교번 위치의 수평통로(11) 내벽면상에 산화촉매코팅층(12)을 형성하게되면, 세라믹담체(10) 내부로 유입된 배기가스가 수평통로(11)를 통과하면서 매연이 포집 제거되고, 산화촉매코팅층(12)이 형성된 부분을 통과하면서 SOf, HC, CO 등이 포집 정화되게 된다.

도 2 는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 것으로서, 각각의 수평통로(11) 내벽면중 상측 또는 하측에 산화촉매코팅층(12)을 형성한 것으로서, 배기가스가 수평통로(11)를 통과할때 산화촉매코팅층(12)이 형성된 부분으로 유해성분이 포집 정화됨과 동시에 산화촉매코팅층(12)이 형성되지 않은 부분으로 매연이 포집 제거되므로, 상기 설명된 본 발명과 동일한 효과를 기대할 수 있다.

도 3 은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것으로서,

세라믹 담체(10)의 수평통로(11) 내에 배기가스중의 유해성분을 포집 정화시키기 위한 산화촉매수단(20)을 삽입한 것이다.

상기 산화촉매수단(20)은 산화촉매가 코팅된 금속을 코일 형태로 권회한 촉매코일(22)을 사용한다.

상기와같이 수평통로(11) 내에 산화촉매가 코팅된 촉매코일(22)을 삽입하게되면, 배기가스가 수평통로(11) 를 통과할때 SOF, CO, HC 성분들이 상기 촉매코일(22)에 포집 정화되므로서, 세라믹담체(10)의 매연 제거기능과 촉매코일(22)의 유해성분 포집 정화기능을 동시에 구현할 수 있게된다.

한편, 도 4 의 (a)~(c)는 산화촉매수단(20)의 실시예들을 도시한 것이다.

도 4 의 (a)는 산화촉매가 코팅된 와이어 메쉬 타입의 금속망(21)을 나타내며, 도 4 의 (b)는 산화촉매가 코팅된 금속링을 일정간격으로 배열한 촉매링(23)을 도시한 것이며, 도 4 의 (c)는 산화촉매가 코팅된 금속링에 다수의 보강선을 형성하여 조밀해지도록 한 촉매링(23a)을 도시한 것이다.

상기 설명된 금속망(21), 촉매링(23)(23a)을 수평통로(11) 내에 삽입하더라도 배기가스에 포함되어 있는 유해성분, 즉, SOF, CO, HC 등을 포집 정화하는데는 동일한 효과를 기대할 수 있게된다.

상기 설명과같은 본 발명을 적용하게되면, 매연여과장치의 전단부에 별도의 산화촉매장치를 설치하지 않아도 되므로 차량의 전체적인 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 배기계의 엔진배압 감소로 인해 엔진의 출력이 향상되고, 연비개선 및 내구성 향상의 효과를 기대할 수 있게된다.

또한, 차량 생산라인에서 조립공정이 축소되므로 생산량이 증대되는 부가적인 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 매연여과장치를 구성하는 세라믹담체의 수평통로상에 배기가스 중의 유해성분을 포집하여 정화시키는 산화촉매코팅층을 형성하므로서 매연여과장치가 배기가스중의 매연 포집기능과 SOF, CO, HC 등과같은 유해성분을 포집 정화시키는 기능을 동시에 갖게되어 매연여과장치의 전단에 별도의 산화촉매장치를 추가로 설치하지 않아도 되며, 이로인해 엔진의 배기압이 낮아져 엔진출력이 향상되며, 전체적인 차량의 중량이 감소되는 부가적인 효과를 기대할 수 있도록 한 배기가스 정화기능을 갖는 매연 여과장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims

다수의 수평통로(11)가 적층되어 배기가스중의 매연을 포집하는 벌집모양의 포집셀을 이루도록 형성된 세라믹담체(10)를 포함하는 매연여과장치에 있어서,

상기 세라믹담체(10)를 구성하는 다수의 수평통로(11) 내벽면에 배기가스 중의 유해성분을 포집 정화시키는 산화촉매를 일정두께로 도포하여 산화촉매코팅층(12)을 형성한 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.
제 1 항에 있어서,

상기 산화촉매코팅층(12)은 교번되는 위치의 수평통로(11) 내벽면상에 도포되는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.
제 1 항에 있어서,

상기 산화촉매코팅층(12)은 수평통로(11)의 상측 또는 하측 벽면 중 어느 한곳에 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.
다수의 수평통로(11)가 적층되어 배기가스중의 매연을 포집하는 벌집모양의 포집셀을 이루도록 형성된 세라믹담체(10)를 포함하는 매연여과장치에 있어서,

상기 세라믹담체(10)를 구성하는 다수의 수평통로(11) 내에 배기가스 중의유해성분을 포집 정화시키기 위한 산화촉매수단(20)을 삽입한 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.
제 4 항에 있어서,

상기 산화촉매수단(20)은 산화촉매가 코팅된 와이어 메쉬 타입의 금속망(21)인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.
제 4 항에 있어서,

상기 산화촉매수단(20)은 산화촉매가 코팅된 금속을 코일 형태로 권회한 촉매코일(22)인 것을 특징으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.
제 4 항에 있어서,

상기 산화촉매수단(20)은 산화촉매가 코팅된 금속링을 일정간격으로 배열한 촉매링(23)인 것을 특지으로 하는 배기가스 정화기능을 갖는 매연여과장치.