KR20090058812A

KR20090058812A - 유동 최적화된 자동차용 배기가스 정화장치

Info

Publication number: KR20090058812A
Application number: KR1020070125577A
Authority: KR
Inventors: 안진렬; 박종근; 구자형
Original assignee: 한국델파이주식회사
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-10
Also published as: KR101045304B1

Abstract

본 발명은 자동차용 배기가스 정화장치에 관한 것으로서, 배기가스가 서포트 매트에 접촉되지 않도록 인너 엔드콘의 형상을 변경시킴으로써, 인너 엔드콘이 삽입된 서포트 매트를 부식시키는 현상을 제거하고, 이에 따라 배기가스 정화장치의 내구성을 향상시키며, 서포트 매트에 포함된 질석(Vermiculite)이 배출되어 담체의 셀(Cell)을 막는 현상을 제거시켜 배기가스 정화율을 향상시키고, 이에 따른 품질 불량율을 감소시키는 자동차용 배기가스 정화장치를 제공하기 위한 것으로서배기가스를 정화하기 위한 담체(Catalyst & DPF)와, 상기 담체를 감싸는 형상으로 형성되는 서포트 매트(Support Mat)와, 상기 담체 및 서포트 매트를 그 내부에 수용하는 쉘(Shell)과, 상기 쉘의 양측에 접합되는 엔드콘(Endcone)을 단부에 포함하는 유입부 및 배출부를 포함하여 이루어져, 배기가스 중에 포함되는 입자상의 물질을 포집하여 정화시키는 자동차용 배기가스 정화장치에 있어서,

상기 유입부 측의 상기 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 배출부 측의 상기 엔드콘 형상은 "∫" 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 정화장치.

배기가스 정화장치, 담체, 유동 최적화, 엔드콘(endcone)

Description

유동 최적화된 자동차용 배기가스 정화장치{Catalystic converter apparatus with optimum exhaust gas flow for vehicle}

본 발명은 자동차용 배기가스 정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스의 유동 스트림라인을 최적화하기 위해 엔드콘 형상을 변경시킨 것으로 즉, 유입부 측의 유입부 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로, 배출부 측의 배출부 엔드콘 형상은 "∫"형상으로 형성함으로써, 배기가스가 유입부를 통해 유입된 후, 와류(vortex) 형성없이 담체(catalyst & DPF) 전면에 균일하게 펴지며 배출부 측에서도 배기가스의 유동 스트림라인이 이상적으로 형성되도록 하여 압력 저하(pressure drop)의 발생을 줄여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 유동 최적화된 자동차용 배기가스 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가솔린 또는 디젤을 연료로 사용하는 가솔린 차량 또는 디젤 차량으로부터 배출되는 배기가스 중에서 일산화 탄소, 탄화 수소, 질소 산화물(Nox), 화산화물 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM)이 포함된다.

여기서, 차량에서 배출되는 일산화 탄소, 탄화 수소, 질소 산화물(Nox), 황산화물 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM) 등의 배기가스 중 입자상 물질은부유 분진의 발생을 가중시킴으로써 대기 오염의 주요 원인으로 알려져 있다.

상술한 바와 같은 대기 오염 물질에 따른 인간의 쾌적한 환경의 요구 및 각국의 환경 규제에 의하여 배기가스에 포함되는 대기 오염 물질에 대한 규제가 점차 증가하고 있으며, 이에 대한 대책으로 다양한 배기가스 여과 방법이 연구되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 배기가스 정화장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 엔드콘 형상에 따른 유동 스트림라인(streamline)을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 자동차에 장착되어 배기가스를 저감시키는 배기가스 정화장치(100)는 배기가스를 여과시키기 위한 담체(Catalyst & DPF, 110)와 이를 보호 및 고정시키기 위한 서포트 매트(Support Mat,120) 및 상기 담체(110)와 서포트 매트(120)를 그 내부에 수용시키는 쉘(Shell,130)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

여기서, 내방에 담체(110)와 서포트 매트(120)를 설치한 쉘(130)의 양측에 접촉되도록 구비되는 엔드콘(160)과, 배기가스 유입을 위하여 구비되되, 상기 엔드콘(160)을 그 일측 단부에 가지는 유입부(140)와, 배기가스를 머플러 등으로 방출하기 위하여 구비되되, 상기 엔드콘(160)을 그 일측 단부에 가지는 배출부(150)가 구비된다.

그리고, 상기 담체(110)를 지지하는 서포트 매트(120)가 배기가스에 의하여 부식되는 것을 방지하도록 형성되는 엔드콘(160)은 내부 온도를 저감시킬 수 있도록 구비된다.

그러나, 상기 엔드콘(160)의 유입부 측과 배출부 측의 형상은 일정한 각도로 경사지게 형성된 형상으로서, 상호 대응되는 형상을 갖는다.

이러한 상기 엔드콘(160) 형상은 도 2에서와 같이, 유동 스트림라인(flow streamline,180)을 나타낼 경우, 유입부 측에서 와류(vortex)(180a)를 형성하여 배기가스의 흐름에 최적화되어 있지 않게 하여 압력 저하(pressure drop)을 발생시켜 엔진의 성능을 저하시키고, 균일성(uniformity)을 나쁘게 하여 정화 기능의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 배기가스의 유동 스트림라인을 최적화하기 위해 엔드콘 형상을 변경시킨 것으로 즉, 유입부 측의 유입부 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로, 배출부 측의 배출부 엔드콘 형상은 "∫"형상으로 형성하여 압력 저하(pressure drop)의 발생을 줄여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 유동 최적화된 자동차용 배기가스 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

배기가스를 정화하기 위한 담체(Catalyst & DPF)와, 상기 담체를 감싸는 형상으로 형성되는 서포트 매트(Support Mat)와, 상기 담체 및 서포트 매트를 그 내부에 수용하는 쉘(Shell)과, 상기 쉘의 양측에 접합되는 엔드콘(Endcone)을 단부에 포함하는 유입부 및 배출부를 포함하여 이루어져, 배기가스 중에 포함되는 입자상의 물질을 포집하여 정화시키는 자동차용 배기가스 정화장치에 있어서,

상기 유입부 측의 상기 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 배출부 측의 상기 엔드콘 형상은 "∫" 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 배기가스의 유동 스트림라인을 최적화하기 위해 엔드콘 형상을 변경시킨 것으로 즉, 유입부 측의 유입부 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로, 배출부 측의 배출부 엔드콘 형상은 "∫"형상으로 형성함으로써, 배기가스가 유입부를 통해 유입된 후, 와류(vortex) 형성없이 담체(catalyst & DPF) 전면에 균일하게 펴지며 배출부 측에서도 배기가스의 유동 스트림라인이 이상적으로 형성되도록 하여 압력 저하(pressure drop)의 발생을 줄여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 엔드콘 형상을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3의 엔드콘 형상에 따른 최적화된 유동 스트림라인(streamline)을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

일반적으로 자동차에 장착되어 배기가스를 저감시키는 배기가스 정화장치(100)는 배기가스를 여과시키기 위한 담체(Catalyst & DPF, 110)와 이를 보호 및 고정시키기 위한 서포트 매트(Support Mat,120) 및 상기 담체(110)와 서포트 매트(120)를 그 내부에 수용시키는 쉘(Shell,130)을 포함하는 구성으로 이루어진다.(도 1 참조)

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 내방에 상기 담체(110)와 서포트 매 트(120)를 설치한 쉘(130)의 양측에 접촉되도록 본 발명에 따른 엔드콘(60)이 구비된다.

그리고, 배기가스 유입을 위하여 구비되되, 상기 엔드콘(60)을 그 일측 단부에 가지는 유입부(140)와, 배기가스를 머플러 등으로 방출하기 위하여 구비되되, 상기 엔드콘(60)을 그 일측 단부에 가지는 배출부(150)가 구비된다.

그리고, 상기 담체(110)를 지지하는 서포트 매트(120)가 배기가스에 의하여 부식되는 것을 방지하도록 형성되는 엔드콘(60)은 내부 온도를 저감시킬 수 있도록 구비된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유입부(140) 측의 유입부 엔드콘(61)의 형상은 아래로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 배출부(150) 측의 배출부 엔드콘(63)의 형상은 "∫" 형상으로 형성되어 이루어진다.

이는 상기와 같이 형성된 상기 엔드콘(60)을 통해, 상기 유입부(140)를 통해 유입된 배기가스는 상기 유입부 엔드콘(61)을 지나 상기 배출부(150) 측의 상기 배출부 엔드콘(63) 측으로 통과하게 되는데, 이때, 상기 엔드콘(60)의 형상이 각각 유입부 및 배출부 측에서의 형상이 최적화된 것으로 도 4에서와 같이, 최적화된 유동 스트림라인(80)을 보여준다.

이는 유입부(140)를 통해 유입된 배기가스가 와류(vortex)를 형성하지 않고 상기 담체(110) 전면에 균일하게 펴져 유입부측 유동 스트림라인(81)은 좋은 균일성(uniformity)을 가지며, 배출부(150) 측에서도 배기가스의 배출부측 유동 스트림라인(83)이 잘 형성된 것을 보여준다.

따라서, 상기와 같은 형상의 엔드콘을 구비함으로써, 즉, 유입부 측의 유입부 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로, 배출부 측의 배출부 엔드콘 형상은 "∫"형상으로 형성함으로써, 배기가스가 유입부를 통해 유입된 후, 와류(vortex) 형성없이 담체(catalyst & DPF) 전면에 균일하게 펴지며 배출부 측에서도 배기가스의 유동 스트림라인이 이상적으로 형성되도록 하여 압력 저하(pressure drop)의 발생을 줄여 엔진의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능 할 것이다.

도 1은 일반적인 자동차용 배기가스 정화장치를 개략적으로 나타내는 단면도,

도 2는 도 1의 엔드콘 형상에 따른 유동 스트림라인(streamline)을 개략적으로 나타내는 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 엔드콘 형상을 개략적으로 나타내는 평면도,

도 4는 도 3의 엔드콘 형상에 따른 최적화된 유동 스트림라인(streamline)을 개략적으로 나타내는 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

60: 엔드콘(endcone) 61: 유입부측 엔드콘

63: 배출부측 엔드콘 80: 최적화된 유동 스트림라인

81: 유입부측 유동 스트림라인 83: 배출부측 유동 스트림라인

Claims

배기가스를 정화하기 위한 담체(Catalyst & DPF)와, 상기 담체를 감싸는 형상으로 형성되는 서포트 매트(Support Mat)와, 상기 담체 및 서포트 매트를 그 내부에 수용하는 쉘(Shell)과, 상기 쉘의 양측에 접합되는 엔드콘(Endcone)을 단부에 포함하는 유입부 및 배출부를 포함하여 이루어져, 배기가스 중에 포함되는 입자상의 물질을 포집하여 정화시키는 자동차용 배기가스 정화장치에 있어서,

상기 유입부 측의 유입부 엔드콘 형상은 아래로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 배출부 측의 배출부 엔드콘 형상은 "∫" 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동 최적화된 자동차용 배기가스 정화장치.