KR200401547Y1 - 디젤입자필터 카세트 - Google Patents

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KR200401547Y1
KR200401547Y1 KR20-2005-0025957U KR20050025957U KR200401547Y1 KR 200401547 Y1 KR200401547 Y1 KR 200401547Y1 KR 20050025957 U KR20050025957 U KR 20050025957U KR 200401547 Y1 KR200401547 Y1 KR 200401547Y1
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Abstract

본 고안은 디젤입자필터 카세트에 관한 것으로서, 디젤엔진의 배기파이프상에 설치되며, 배기가스에 포함되는 입자상 물질을 필터링하는 디젤입자필터가 착탈 가능하게 장착되는 카세트로서, 디젤입자필터의 양측 출입구에 분리 가능하게 각각 밀폐 결합되어 배기파이프상에 설치되며, 배기파이프를 따라 이동하는 배기가스가 디젤입자필터를 통과하도록 관통홀이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 밀폐유닛과, 제 1 밀폐유닛을 디젤입자필터와 결합 및 분리되는 방향으로 왕복 이동시키기 위해 제 1 밀폐유닛에 설치되는 개폐수단을 포함한다. 따라서, 본 고안은 디젤입자필터가 차량으로부터 용이하게 장착 및 분리되도록 함으로써 차량으로부터 분리된 디젤입자필터에 완벽한 재생을 위한 조건을 쉽게 제공할 수 있도록 하여 디젤입자필터의 재생 효율 및 내구성을 증대시키며, 디젤입자필터의 강제 재생을 위한 히터를 차량으로부터 삭제함으로써 재생에 소요되는 에너지 소모에 대한 차량의 부담을 줄이며, 히터 장착에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

디젤입자필터 카세트{DIESEL PARTICULATE FILTER CASSETTE}
본 고안은 디젤입자필터 카세트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤입자필터가 차량으로부터 용이하게 장착 및 분리되도록 함으로써 차량으로부터 분리된 디젤입자필터에 완벽한 재생을 위한 조건을 쉽게 제공할 수 있도록 하는 디젤입자필터 카세트에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤엔진은 내구성이 뛰어난 장점을 가지고 있으나, 가솔린엔진에 비하여 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(Particulate Matter)을 다량으로 배출하는 문제를 가지고 있었다.
디젤엔진으로부터 배출되는 입자상 물질은 0.1 내지 0.4㎛ 정도의 작은 입자로서 대기중에 부유하기 때문에 폐질환 등의 각종 질병을 일으키는 원인이 된다. 따라서, 디젤엔진은 배기에 대해 규제하고 있으며, 이러한 배기규제를 만족시키기 위해서는 디젤입자필터(Diesel Particulate Filter; "DPF"라고도 함)를 채택하여 사용하고 있으며, 이로 인해 디젤엔진을 사용하는 차량의 배기가스에 포함되는 인체에 유해한 슈트(soot)와 같은 입자상 물질을 큰 폭으로 감소시킬 수 있다.
한편, 디젤입자필터는 입자상 물질의 계속적인 포집으로 인해 포집 능력이 저하되면 재생에 의해 원래의 포집 능력을 회복하게 되는데, 이 때, 재생시 손상을 입지 않도록 하는 것이 매우 중요하다. 이러한 디젤입자필터의 재생방법으로는 자연 재생방법과 강제 재생방법이 있는데, 자연 재생방법은 슈트가 충분히 디젤입자필터에 포집된 상태에서 산소가 충분히 공급되어 슈트를 연소시키게 되는데, 이러한 자연 재생방법은 디젤입자필터의 온도를 제어할 수 없으므로 슈트와 같은 입자상 물질의 연소 이상의 온도가 발생할 수 있고, 이로 인해 디젤입자필터가 열적 손상을 받거나 심지어는 용융될 수 있다. 따라서, 이러한 문제로 인해 디젤입자필터는 강제 재생방법에 의해 재생되고 있으며, 이러한 강제 재생방법은 부스트압을 낮추어서 엔진으로 공급되는 공기량을 줄임으로써 자연 재생을 억제하게 되며, 저속 운행차량 및 시내 주행 차량의 매연을 저감할 수 있는 효율적인 방법이다.
그러나, 이러한 디젤입자필터의 강제 재생방법은 차압센서를 이용하여 슈트 포집량을 계산하고, 연료공급량을 인위적으로 증가시켜서 슈트를 디젤입자필터에서 연소시킴에 따라 연비를 저하시키게 되며, 슈트(soot)의 연소로 인해 발생되는 열로 인해 디젤입자필터의 온도가 1000℃를 초과하는 경우가 빈번하여 내구성을 저하시킴으로써 디젤입자필터의 수명을 단축시키는 문제점을 가지고 있었다.
그러므로, 이러한 디젤입자필터를 차량으로부터 분리시켜서 재생조건을 가장 완벽하게 제공하여 재생하도록 할 필요성을 가지게 되었다.
본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 디젤입자필터가 차량으로부터 용이하게 장착 및 분리되도록 함으로써 차량으로부터 분리된 디젤입자필터에 완벽한 재생을 위한 조건을 쉽게 제공할 수 있도록 하여 디젤입자필터의 재생 효율 및 내구성을 증대시키며, 디젤입자필터의 강제 재생을 위한 히터를 차량으로부터 삭제함으로써 재생에 소요되는 에너지 소모에 대한 차량의 부담을 줄이며, 히터 장착에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 디젤입자필터 카세트를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은, 디젤엔진의 배기파이프상에 설치되며, 배기가스에 포함되는 입자상 물질을 필터링하는 디젤입자필터가 착탈 가능하게 장착되는 카세트로서, 디젤입자필터의 양측 출입구에 분리 가능하게 각각 밀폐 결합되어 배기파이프상에 설치되며, 배기파이프를 따라 이동하는 배기가스가 디젤입자필터를 통과하도록 관통홀이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 밀폐유닛과, 제 1 밀폐유닛을 디젤입자필터와 결합 및 분리되는 방향으로 왕복 이동시키기 위해 제 1 밀폐유닛에 설치되는 개폐수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트를 도시한 정단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트를 도시한 측면도이고, 도 3은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트(100)는 디젤엔진의 배기파이프(2) 라 배출되는 배기가스에 포함되는 입자상 물질을 필터링하는 디젤입자필터(1)의 양측 출입구에 각각 결합되어 배기파이프(2)상에 설치되는 제 1 및 제 2 밀폐유닛(110,120)과, 제 1 밀폐유닛(110)을 디젤입자필터(1)와 결합 및 분리되는 방향으로 이동시키는 개폐수단(130)을 포함한다.
제 1 및 제 2 밀폐유닛(110,120)은 배기파이프(2)상에 디젤입자필터(1)를 사이에 두고 서로 마주보도록 설치됨으로써 디젤입자필터(1)의 양측 출입구에 분리 가능하게 각각 밀폐 결합되고, 배기파이프(2를 따라 이동하는 배기가스가 디젤입자필터(1)를 통과하도록 관통홀(111a,121a)이 각각 형성된다.
제 1 밀폐유닛(110)은 제 1 밀폐캡(111)과 제 1 씰링부재(112)를, 제 2 밀폐유닛(120)은 제 2 밀폐캡(121)과 제 2 씰링부재(122)를 각각 포함한다.
제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121) 각각은 일측에 관통홀(111a,121a)이 형성되고, 관통홀(111a,121a) 가장자리에 배기파이프(2)의 플랜지(2a)가 볼트(141) 및 너트(142)로 고정된다. 이 때, 제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121)과 배기파이프(2)의 플랜지(2a)와의 사이에 배기가스 누출을 방지하기 위한 가스켓이나 완충기능을 가지는 부재 등의 삽입부재(145)가 개재됨이 바람직하다.
제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121) 각각은 개방측이 디젤입자필터(1)의 출입구에 끼워지기 위해 삽입부(111b,121b)가 각각 형성되며, 디젤입자필터(1)에 과도하게 삽입되는 것을 억제하기 위해 삽입부(111b,121b)에 디젤입자필터(1)의 플랜지(1a)와 마주 대하도록 플랜지(111c,121c)가 형성된다.
제 1 및 제 2 씰링부재(112,122)는 가스켓이나 오링 등과 같은 환형의 부재로서, 제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121)의 개방측, 즉 삽입부(111b,121b)와 플랜지(111c,121c)에 각각 설치됨으로써 제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121)의 개방측이 디젤입자필터(1)의 출입구와 결합시 기밀을 유지하도록 한다.
제 1 및 제 2 밀폐유닛(110,120)은 후술하게 될 개폐수단(130)의 설치 및 디젤입자필터(1)의 장착을 용이하게 하기 위하여 제 1 및 제 2 프레임(113,123)을 더 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 프레임(113,123) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121)의 외측에 마련되는 결합부(111d,121d)에 볼트(143) 및 너트(144)에 의해 각각 고정됨으로써 제 1 및 제 2 밀폐캡(111,121)을 각각 감싸며, 개폐수단(130)에 의해 서로 연결됨과 아울러 간격이 조절됨으로써 디젤입자필터(1)의 출입구로부터 제 1 밀폐유닛(110)이 분리 내지 결합되도록 한다.
제 1 프레임(113)은 ㄷ자 형상의 부재로서 내측에 제 1 밀폐캡(111)의 외주면을 지지하는 지지판(113a)이 설치된다.
제 2 프레임(123)은 ㄷ자 형상의 부재로서 끝단이 제 2 밀폐캡(121)으로부터 디젤입자필터(1)의 외측까지 연장 형성되며, 디젤입자필터(1)의 외주면을 지지하는 지지홈(123b)이 형성되는 지지판(123a)이 내측에 적어도 하나 이상 설치된다. 따라서, 디젤입자필터(1)를 용이하게 장착 및 분리시키기 위하여 제 2 프레임(123)의 지지판(123a)에 디젤입자필터(1)가 지지되도록 할 수 있다.
개폐수단(130)은 제 1 밀폐유닛(110)을 디젤입자필터(1)와 결합 및 분리되는 방향으로 왕복 이동시키기 위해 제 1 밀폐유닛(110)에 설치된다.
개폐수단(130)은 제 1 밀폐유닛(110)을 디젤입자필터(1)에 착탈되는 방향으로 이동시키기 위하여 다양한 구동수단들이 사용될 수 있다. 예컨대, 모터의 회전력을 랙과 피니언이나, 볼스크루 등을 사용하여 직선운동으로 변환시켜서 제 1 밀폐유닛(110)으로 전달함으로써 제 1 밀폐유닛(110)의 이송을 가능하도록 할 수 있으며, 본 실시예에서 구조가 간단하면서도 동작이 정확한 유압 또는 공압에 의해 구동하는 실린더(131)임이 바람직하다.
개폐수단(130)은 제 1 밀폐유닛(110)을 이동시키기 위하여 반드시 제 2 밀폐유닛(120)과 연결되지 않고 제 1 밀폐유닛(110)에만 설치되어 배기파이프(2)가 설치되는 적당한 위치에 고정될 수 있는데, 본 실시예에서 개폐수단(130)인 실린더(131)는 제한된 공간내의 효율적 설치를 위하여 제 2 밀폐유닛(120)의 제 2 프레임(123)내에 고정되며, 피스톤로드(132)가 제 1 밀폐유닛(110)의 제 1 프레임(113)의 지지판(113a)에 고정된다. 또한, 실린더(131)는 제 1 밀폐유닛(110)을 디젤입자필터(1)로부터 정확하게 착탈시키기 위하여 제 2 밀폐유닛(110,120)의 상측과 하측에 각각 설치된다.
제 2 프레임(123)의 지지판(123a)은 실린더(131)가 제 2 프레임(123) 내측에 설치될 수 있는 공간을 마련하여 주기 위하여 개구(123c)가 형성될 수 있다.
제 1 밀폐유닛(110)이 개폐수단(130)에 의해 이동되는 점을 고려하여 제 2 밀폐유닛(120)의 제 2 밀폐캡(121)에 배기파이프(2)중 배기가스가 유입되는 측이 고정되고, 제 1 밀폐유닛(110)의 제 1 밀폐캡(111)에 배기파이프(2)중 배기가스가 배출되는 측이 고정됨이 바람직하다. 따라서, 제 1 밀폐유닛(110)이 이동하더라도 배기파이프(2)중 배기가스 배출측은 끝단이 자유단을 가지므로 배기파이프(2)가 차량내에 고정된 상태에서 무리한 힘을 받지 않는다.
이와 같은 구조로 이루어진 디젤입자필터 카세트의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실린더(131)를 동작시켜서 제 1 밀폐유닛(110)과 제 2 밀폐유닛(120)과의 간격을 최대한 벌린 다음 디젤입자필터(1)의 일측 출입구를 제 2 밀폐유닛(120)의 제 2 밀폐캡(121)에 마련된 삽입부(121b)에 끼우고, 다시 실린더(131)를 역동작시켜서 제 1 밀폐유닛(110)이 제 2 밀폐유닛(120)으로 이동하도록 하여 디젤입자필터(1)의 다른측 출입구에 제 1 밀폐캡(111)의 삽입부(111b)가 끼워지도록 하며, 동시에 제 1 및 제 2 씰링부재(112,122)에 의해 배기파이프(2)를 따라 이동하는 배기가스가 외부 누출 없이 디젤입자필터(1)를 통과함으로써 배기가스에 포함된 입자상 물질이 필터링되도록 한다.
한편, 디젤입자필터(1)를 재생시키기 위하여 배기파이프(2)로부터 분리하고자 할 경우 실린더(131)를 동작시켜서 제 1 밀폐유닛(110)이 디젤입자필터(1)로부터 분리되도록 한 다음 디젤입자필터(1)의 핸들(1b)을 잡고서 제 2 밀폐유닛(120)으로부터 분리시킴으로써 디젤입자필터(1)를 배기파이프(2)로부터 손쉽게 분리되도록 한다.
제 1 및 제 2 밀폐유닛(110,120)으로부터 분리된 디젤입자필터(1)는 완벽한 재생 조건하에서 재생을 할 수 있게 됨으로써 재생 효율 및 내구성을 증대시킬 수 있다. 또한, 디젤입자필터(1)의 강제 재생을 위한 히터를 차량으로부터 삭제할 수 있게 됨으로써 재생에 소요되는 에너지 소모에 대한 차량의 부담을 줄이며, 히터 장착에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트는 디젤입자필터가 차량으로부터 용이하게 장착 및 분리되도록 함으로써 차량으로부터 분리된 디젤입자필터에 완벽한 재생을 위한 조건을 쉽게 제공할 수 있도록 하여 디젤입자필터의 재생 효율 및 내구성을 증대시키며, 디젤입자필터의 강제 재생을 위한 히터를 차량으로부터 삭제함으로써 재생에 소요되는 에너지 소모에 대한 차량의 부담을 줄이며, 히터 장착에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트를 도시한 정단면도이고,
도 2는 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트를 도시한 측면도이고,
도 3은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이고,
도 4는 본 고안에 따른 밀폐캡과 프레임의 결합부위를 도시한 단면도이고,
도 5는 본 고안에 따른 디젤입자필터 카세트를 도시한 작동상태도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 제 1 밀폐유닛 111 : 제 1 밀폐캡
112 : 제 1 씰링부재 113 : 제 1 프레임
120 : 제 2 밀폐유닛 121 : 제 2 밀폐캡
122 : 제 2 씰링부재 123 : 제 2 프레임
123a : 지지판 130 : 개폐수단
131 : 실린더 132 : 피스톤로드

Claims (5)

  1. 디젤엔진의 배기파이프상에 설치되며, 배기가스에 포함되는 입자상 물질을 필터링하는 디젤입자필터가 착탈 가능하게 장착되는 카세트로서,
    상기 디젤입자필터의 양측 출입구에 분리 가능하게 각각 밀폐 결합되어 상기 배기파이프상에 설치되며, 상기 배기파이프를 따라 이동하는 배기가스가 상기 디젤입자필터를 통과하도록 관통홀이 각각 형성되는 제 1 및 제 2 밀폐유닛과,
    상기 제 1 밀폐유닛을 상기 디젤입자필터와 결합 및 분리되는 방향으로 왕복 이동시키기 위해 상기 제 1 밀폐유닛에 설치되는 개폐수단
    을 포함하는 디젤입자필터 카세트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 밀폐유닛은,
    상기 관통홀이 일측에 형성되고, 상기 관통홀 가장자리에 상기 배기파이프가 고정되며, 개방측이 상기 디젤입자필터의 출입구에 끼워지는 제 1 및 제 2 밀폐캡과,
    상기 제 1 및 제 2 밀폐캡의 개방측에 상기 디젤입자필터의 출입구와 결합시 기밀 유지를 위해 각각 설치되는 제 1 및 제 2 씰링부재
    를 포함하는 디젤입자필터 카세트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 밀폐유닛은,
    상기 제 1 및 제 2 밀폐캡의 외측에 각각 고정되며, 상기 개폐수단에 의해 서로 연결됨과 아울러 간격이 조절되는 제 1 및 제 2 프레임
    을 더 포함하는 디젤입자필터 카세트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 프레임은,
    상기 디젤입자필터의 외측까지 연장 형성되며, 상기 디젤입자필터의 외주면을 지지하는 지지홈이 형성되는 지지판이 내측에 적어도 하나 이상 설치되는 것
    을 특징으로 하는 디젤입자필터 카세트.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 개폐수단은,
    유압 또는 공압에 의해 구동하는 실린더인 것
    을 특징으로 하는 디젤입자필터 카세트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112627943A (zh) * 2020-11-14 2021-04-09 河北虹旭环保科技有限公司 Dpf便携式维护设备

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CN112627943A (zh) * 2020-11-14 2021-04-09 河北虹旭环保科技有限公司 Dpf便携式维护设备

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