KR20100116898A - 디젤내연기관용 매연저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디젤내연기관용 매연저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석유연료를 사용하는 디젤내연기관에서 연료가 연소 될 때 대기중의 공기와 반응하여 발생하는 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NOx(질소산화물),SOx(황산화물) 등의 유해가스 및 입자상 물질을 배기구를 통해 배출하기 이전에 배출허용 기준의 규정에 적합하도록 이를 중화 및 저감시키기 위한 디젤내연기관용 매연저감장치에 관한 것이다.
이에 따라 본 발명은 외주면에 다수개의 통공(11a)이 형성된 원통형의 가스실(11)을 내부에 구비하여 배기관(14)을 통해 유입되는 배기가스를 수용하도록 하고, 그 후방에 연소실(12)을 구비하여 상기 가스실(11)과 연소실(12)의 경계에서 중심을 향하는 적어도 둘 이상의 점화플러그(13)를 구비하고, 외부로부터 연결되는 연료파이프(P1) 및 공기파이프(P2)가 상기 가스실(11)의 외주면을 나선형으로 선회한 후 전방을 향해 외부로 인출된 연소기(10);
상기 연소기(10)의 전방에 설치되며 연소기(10)의 가스실(11)을 지나 점화플러그(13)에 근접하게 연장되는 분사노즐(21)이 마련되고 상기 전방을 향해 인출된 공기파이프(P2)가 연결되는 히터(20);
상기 히터(20)의 전방에 설치되며 상기 연소기(10)로부터 인출된 연료파이프(P1)가 연결되는 연료분사기(30);
상기 연소기(10)의 후방에 설치되며 잔류하는 미세한 유해물질(PM)을 후처리 하는 DOC(70) 및 DPF(80)가 순차적으로 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히터(20)의 일 측에 이에 공급되는 연료의 옥테인 값을 높이기 위한 접촉개질(catalytic refroming)방식의 개질박스(22)가 더 설치된 것을 특징으로 한다.
DOC, DPF, 배기가스, 유해물질(PM), 산화촉매

Description

디젤내연기관용 매연저감장치{Device for reducing exhaust gas in diesel engine}
본 발명은 디젤내연기관용 매연저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석유연료를 사용하는 디젤내연기관에서 연료가 연소 될 때 대기중의 공기와 반응하여 발생하는 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NOx(질소산화물),SOx(황산화물) 등의 유해가스 및 입자상 물질을 배기구를 통해 배출하기 이전에 배출허용 기준의 규정에 적합하도록 이를 중화 및 저감시키기 위한 디젤내연기관용 매연저감장치에 관한 것이다.
상기 디젤 내연기관이 배출하는 배기가스에 포함된 가스상 유해물질 및 입자상 유해물질(이하, "유해물질(PM)"로 칭함)은 상기 내연기관을 이루는 구성 및 주변 부속품의 노후화와 운전자의 부적절한 운전습관으로 인해 연료가 불완전 연소할 때 많이 발생하는 것으로 알려져 있으며 이로 인해 대기 환경이 심하게 오염되고 있는 실정이다.
그 결과, 대기 환경오염의 확산을 막기 위해 전 세계적으로 상기 배기가스에 포함된 유해물질의 배출 허용기준을 정하여 규제하고 있으며 이 규정에 따라 디젤 내연기관이 장착된 차량에는 매연저감장치를 설치하도록 하고 있다.
일반적으로 디젤 내연기관이 연료를 연소할 때 발생하는 배기가스에 포함된 CO(일산화탄소), HC(탄화수소), NOx(질소산화물), SOx(황산화물) 등의 가스상의 유해물질을 제거하는 기술에는 플라즈마(dielectric barrier discharge)를 이용하여 배기가스 중의 NO를 NO₂로 산화시킨 후, 암모니아를 첨가하여 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)으로 NO₂를 제거하는 방법이 이용된다.
또한, 유해물질을 연소하는 방법에는 촉매를 이용하는 방법과 연료연소를 통해 유해물질이 연소되는 온도까지 가열하는 방법, 필터의 집진량이 일정 수준에 도달하면 엔진이 특수한 방식으로 구동되도록 하는 엔진 변용법(배기가스를 연소시키거나 NO₂량을 증가시켜 오염물질을 산화시킴)이 적용된다..
한편, 디젤 내연기관의 입자상 유해물질(PM)을 저감시키는 필터의 총칭인 DPF(DIESEL PARTICULATE FILTER)는 촉매 미립자 필터(CATALYTIC PARTICULATE FILTER:CPF)로 구비될 수 있다. 이러한 DPF의 원리는 촉매 내부가 지그재그 형상의 통로로 되어 있어 입자상의 유해물질(PM)이 이곳에 퇴적되도록 하여 배기가스에 포함된 유해물질을 제거 또는 저감시킨다.
또한, 가스상의 유해물질(PM)을 제거하는 DOC(산화촉매)는 그 자체는 변화하지 않고 다른 물질의 화학반응을 돕는 작용을 말하는 것으로 배기가스의 HC와 CO가 무해한 H₂O와 CO₂로 산화되는 것을 돕는다.
이것은 일종의 반응 촉진제로 촉매는 형상이 팔레트형(입상)이나 모노리스형(하니컴)의 것이 있으며 알루미나 또는 세라믹의 표면에 귀금속, 로듐이나 팔라 듐이 코팅되어 있다.
이에 대한 관련 기술로 특허등록 제10-0588545호 "디젤 차량의 입자상 물질의 저감을 위한 필터장치"(이하, "필터장치"라 함)를 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 종래의 필터장치는 스틸 하우징(1)과, 스틸 하우징(1)의 내부에 장착되는 산화촉매(DOC)(2)와, DPF로 통칭되는 촉매 미립자 필터(CATALYTIC PARTICULATE FILTER:CPF)(3)와, CPF(3)의 전방의 압력을 측정하도록 장착되는 제1차압 검출용 파이프(4)와, CPF(3)의 후방의 압력을 측정하도록 장착되는 제2차압 검출용 파이프(5)로 구비된다.
즉, 촉매 미립자 필터(CATALYTIC PARTICULATE FILTER)(3)등으로 구비되는 DPF(DIESEL PARTICULATE FILTER)의 양단에 압력 측정을 위한 제1/제2차압 검출용 파이프(4)(5)를 장착하고, 그 사이에 압력센싱부재(6)를 장착하여, 디젤 차량의 저속/고속 운행시 발생되는 유해물질(PM)이 여기에 축적되게 하여 상기 축적량을 센싱하도록 되어 있다.
그러나, 상술 된 종래의 필터장치는 유해물질(PM)을 필터장치 내에 축적되게 하고 이를 센싱(sensing)하여 축적량이 일정량에 도달하면 DPF/DOC를 제어하여 유해물질(PM)을 제거하는 재생과정을 거치도록 되어 있으나 상기 유해물질은 차량의 운행시 지속적으로 발생되므로 DPF/DOC의 수명 및 성능을 저하시키게 되고 차량의 운행중에는 재생과정을 진행할 수 없는 단점이 있었다.
또한, 공회전 및 저속주행(0~70km/h)상태에서는 배기가스의 낮은 온도로 인해 산화촉매가 거의 이루어지지 않는 문제가 발생하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배기가스 내에 포함된 가스상 유해물질 및 입자상 유해물질 제거 효과를 향상시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량 운행중 실시간으로 유해물질(PM)을 제거함으로써 DPF/DOC를 재생하는 번거로움을 해소하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래 매연처리 기술이 가지고 있는 문제점들을 동시에 극복할 수 있는 매연저감장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외주면에 다수개의 통공이 형성된 원통형의 가스실을 내부에 구비하여 배기관을 통해 유입되는 배기가스를 수용하도록 하고, 그 후방에 연소실을 구비하여 상기 가스실과 연소실의 경계에서 중심을 향하는 적어도 둘 이상의 점화플러그가 구비되고, 외부로부터 연결되는 연료파이프 및 공기파이프가 상기 가스실의 외주면을 나선형으로 선회한 후 전방을 향해 외부로 인출된 연소기;
상기 연소기의 전방에 설치되며 연소기의 가스실을 지나 점화플러그에 근접하게 연장되는 분사노즐이 마련되고 상기 전방을 향해 인출된 공기파이프가 연결되는 히터;
상기 히터의 전방에 설치되며 상기 연소기로부터 인출된 연료파이프가 연결되는 연료분사기;
상기 연소기의 후방에 설치되며 잔류하는 미세한 유해물질(PM)을 후처리하는 DOC 및 DPF가 순차적으로 구비된다.
또한, 상기 히터의 일 측에 이에 공급되는 연료의 옥테인 값을 높이기 위한 접촉개질(catalytic refroming)방식의 개질박스가 더 설치된다.
이와 같은 본 발명에 의한 디젤내연기관용 매연저감장치는 차량 운행시 연료의 연소에 의해 발생하는 배기가스에 포함된 유해물질(PM) 중 비교적 큰 입자상의 유해물질을 실시간으로 연소시켜 선 처리하고 이와 동시에 DPF/DOC를 제어하여 잔류된 유해물질을 후처리 하여 이를 배출함으로써 장치 내에 상기 유해물질(PM)이 축적되지 않아 DPF/DOC를 재생하여야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.
또한, 이로 인해 상기 유해물질(PM)의 제거효율을 향상시킬 수 있으며 DPF/DOC의 수명이 영구적으로 연장되고 상시 고 효율의 매연 제거 및 저감 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 디젤내연기관용 매연저감장치를 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 디젤내연기관용 매연저감장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 구조를 나타낸 결합단면도이다.
본 발명에 의한 내연기관용 매연저감장치(이하, "매연저감장치"라 함)는 엔진의 배기구(manifold)와 머플러(muffler) 사이에 장착되며 유해물질(PM)을 제거 및 저감시키는 필터의 총칭인 DPF(DIESEL PARTICULATE FILTER)(50) 및 DOC(40)를 구비한다.
또한, 이에 앞서 연소장치를 구비하고 있으며 상기 연소장치는 배기관을 통해 유입되는 배기가스를 연소시켜 이에 포함된 유해물질(PM)을 선 처리함으로써 우수한 매연저감 효과를 갖도록 되어 있다.
즉, 배기가스의 온도는 산화촉매의 효과에 영향을 주며 산화촉매가 이루어지는 구간에서 온도가 높을수록 우수한 매연저감 효과를 가질 수 있으므로 상기 연소과정을 거친 고온의 배기가스가 산화촉매 구간에서 우수한 촉매효과를 갖도록 한 것이다.
이에 따라, 본 발명에 의한 매연저감장치는 내부에 원통형의 가스실(11)이 구비되고, 상기 가스실(11)의 후방에 이보다 확장된 연소실(12)이 형성된 원통형의 연소기(10)가 구비되며, 상기 원통형의 가스실(11) 외주면에는 다수개의 통공(11a)이 형성된다.
또한, 상기 연소기(10)의 전방측 외주면에는 엔진의 배기구와 연결되는 배기관(14)이 구비되어 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 상기 연소기(10)의 가스실(11)로 유입되도록 되어있다.
이때, 상기 통공(11a)은 이를 통해 유입되는 배기가스가 가스실(11) 내에서 와류를 일으키도록 경사지게 관통되는 것이 바람직하다.
또한, 외부의 연료펌프(미도시)로부터 연결되는 연료파이프(P1) 및 외부의 컴프레셔(미도시)로부터 연결되는 공기파이프(P2)가 상기 가스실(11)의 외주면을 나선형으로 선회한 후 전방을 향해 외부로 인출되도록 구비된다.
또한, 상기 연소기(10)는 가스실(11)과 연소실(12)의 경계 중심을 향하는 적어도 둘 이상의 점화플러그(13)가 구비된다.
이어서, 상기 연소기(10)의 전방에 연료와 공기를 가열하기 위한 히터가(20) 설치된다. 상기 히터는 연소기(10) 내부의 가스실(11)을 지나 점화플러그(13)에 근접하게 연장되는 분사노즐(21)이 마련되고 상기 연소기(10)의 전방으로 인출된 공기파이프(P2)와 연결되어 공기가 유입되도록 되어 있다.
여기서, 상기 히터(20)의 일 측에는 개질(改質)박스(22)가 구비된다. 상기 개질박스(22)는 히터(20)로 공급된 연료를 열이나 촉매의 작용에 의하여 탄화수소의 구조를 변화시켜 연료의 내폭성(耐爆性)을 높이는 장치이다.
이어서, 상기 히터(20)의 전방에 연료분사기(30)가 설치되며, 상기 연소기(10)의 전방으로 인출된 연료파이프(P1)와 연결되어 연료를 공급받도록 되어 있다.
한편, 상기 연소기(10)의 후방에는 촉매장치(60)가 설치되며, 상기 촉매장치(60)는 내부에 DOC(40) 및 DPF(50)가 순차적으로 배치된다.
상술 된 구성으로 된 본 발명에 의한 매연저감장치는 엔진이 가동되면 배기관(14)을 통해 미립자형태의 유해물질(PM)이 포함된 배기가스가 가스실(11)로 유입된다.
여기서, 상기 배기가스는 상기 통공(11a)에 의해 와류를 일으키며 가스실(11)로 유입된 후 연소실(12)을 향해 흐르게 되고 상기 연료분사기(30)에서 분사 되는 연료가 히터(20)를 통과하면서 상기 히터(20)로 공급되는 공기와 혼합됨과 동시에 가열된 후 분사노즐(21)을 통해 연소실(12)을 향해 분사된다.
이때, 상기 분사된 연료는 점화플러그(13)에 의해 점화되어 연소실(12)에 수용된 배기가스를 연소시키게 되며 이와 같은 작용으로 배기가스에 포함된 HC와 CO가 무해한 H₂O와 CO₂로 산화되는 것이다.
또한, 상기 히터(20)로 공급되는 공기와 연료분사기(30)로 공급되는 연료는 상기 가스실(11)을 통과하면서 예열되므로 히터(20)에서의 가열이 한층 용이하게 된다.
한편, 여기까지 과정에서의 작용만으로 배기가스에 포함된 유해물질(PM)은 대부분 산화되어 배출 허용기준을 충족시키나, 상기 연소기(10)의 후방에 설치된 촉매장치(60)를 더 거친 후 배출되도록 함으로써 이에 내설된 DOC(40) 및 DPF(50)에 의해 미세하게 잔류하는 유해물질(PM)이 완전히 제거되는 것이다.
따라서, 상기 DOC(40) 및 DPF(50)에 유해물질이 거의 축적되지 않으나 미세하게 축적되는 유해물질(PM)은 다시 고열에 의해 지속적으로 연소됨으로써 별도의 재생과정 없이 최적의 매연저감 효과를 나타내게 된다.
이하, 상술 된 구성으로 된 본 고안에 의한 매연저감장치를 차량에 장착한 후 다음과 같이 테스트하였다.
[ 테스트 1 ]
이 경우, 본 발명에 의한 매연저감장치를 장착한 차량을 공회전시키고 이 상태에서 T1,T2,T3 세 지점의 온도변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
T1 : DOC를 통과하기 이전의 배기가스 온도.
T2 : DOC를 통과한 후의 배기가스 온도.
T3 : DPF를 통과한 후의 배기가스 온도.
T1℃ T2℃ T3℃ 시간(h:m:s) speed(km/h)
35 28 53 13:44:16 0
36 28 55 13:44:18 0
37 28 56 13:44:20 0
35 29 54 13:44:22 0
36 29 55 13:44:24 0
36 29 53 13:44:26 0
37 29 54 13:44:28 0
36 28 52 13:44:30 0
위 표에서의 결과와 같이 엔진의 공회전 상태에서의 배기가스 온도는 일정 범위내에서 비교적 낮은 상태를 나타내고 있으며 상기 검사 값은 본 발명에 의한 매연저감장치에 의해 배기가스가 연소되어 가열된 경우임을 감안하면 종래의 DPF 및 DOC만으로 구성된 매연저감장치가 장착된 차량의 경우 배기가스의 산화촉매가 거의 이루어지지 않음을 알 수 있다.
즉, 차량이 정지된 상태에서의 배기가스의 온도는 산화촉매가 거의 이루어지지 않는 온도를 유지하지만 저속에서 고속 주행으로의 속도변화는 배기가스온도에 영향을 주게 되고 이에 따라 산화촉매의 효과가 높아지게 된다.
반면에, 본 발명에 의한 매연저감장치가 장착된 차량의 경우도 산화촉매 효과는 미비하지만 앞서 배기가스를 연소하는 과정에서 유해물질(PM)을 산화시킴으로써 우수한 매연저감 효과를 유지하게 된다.
[ 테스트 2 ]
이 경우는, 본 발명에 의한 매연저감장치를 장착한 차량을 주행시키고 이 상 태에서 T1,T2,T3 세 지점의 온도변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
T1℃ T2℃ T3℃ 시간(h:m:s) speed(km/h)
252 533 440 14:02:46 40
247 526 446 14:02:48 43
240 519 455 14:02:50 48
236 503 460 14:02:52 51
229 488 469 14:02:54 53
222 475 479 14:02:56 52
219 458 486 14:02:58 55
222 441 496 14:03:00 59
223 430 502 14:03:02 59
223 416 507 14:03:04 61
위 표에서의 결과와 같이 차량의 주행속도가 증가함에 따라 T1,T2,T3의 세 지점의 배기가스 측정온도가 점차적으로 높아지게 되며 시속 40km/h의 저속에서 산화촉매가 원활하게 작용하는 500℃이상의 고온에 도달하였음을 알 수 있다.
위와 같이 차량의 주행속도가 저속상태임에도 불구하고 배기가스가 고온에 도달하는 이유는 본 발명에 의한 매연저감장치에 의한 것임을 유념해야한다.
즉, 종래의 DPF 및 DOC 만으로 구성된 매연저감장치가 장착된 차량의 경우 시속 80km/h 이상의 고속주행일 때 배기가스의 온도가 산화촉매 작용이 이루어지는 온도에 도달하여 매연저감 효과를 보일 수 있음과 비교하면 본 발명에 의한 매연저감장치의 효과는 자명하다.
위와 같은 배기가스의 온도는 차량의 주행속도 즉, 엔진의 회전수(RPM)에 따라 변화되며 고효율의 산화촉매 효과를 얻기 위해서는 고속주행을 해야 한다는 결과를 도출해낼 수 있다.
따라서, 종래의 매연저감장치는 시속 80km/h이상의 고속주행시에만 산화촉매 효과를 가질 수 있는 반면, 본 발명에 의한 매연저감장치는 배기가스가 별도의 연소과정을 거쳐 산화되고 고온화된 배기가스가 다시 DPF 및 DOC를 거친 후 배기되도 록함으로써 차량의 주행 유/무에 관계없이 배기가스 내의 유해물질을 실시간으로 연소시키고 디젤 특유의 검은 매연을 배출시키지 않게 된다.
도 1은 종래 매연저감장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 고안에 의한 디젤 내연기관용 매연저감장치를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 구조를 나타낸 결합 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 연소기 20 : 히터
30 : 연료분사기 40 : DOC
50 : DPF 60 : 촉매장치

Claims (2)

  1. 디젤 내연기관을 장착한 차량의 운행시 발생하는 배기가스에 포함된 유해물질(PM)을 제거 및 저감시키기 위해 DPF(DIESEL PARTICULATE FILTER) 및 DOC(산화촉매)가 구비된 디젤내연기관용 매연저감장치에 있어서,
    외주면에 다수개의 통공(11a)이 형성된 원통형의 가스실(11)을 내부에 구비하여 배기관(14)을 통해 유입되는 배기가스를 수용하도록 하고, 그 후방에 연소실(12)을 구비하여 상기 가스실(11)과 연소실(12)의 경계에서 그 중심을 향하는 적어도 둘 이상의 점화플러그(13)를 구비하고, 외부로부터 연결되는 연료파이프(P1) 및 공기파이프(P2)가 상기 가스실(11)의 외주면을 나선형으로 선회한 후 전방을 향해 외부로 인출된 연소기(10);
    상기 연소기(10)의 전방에 설치되며 연소기(10)의 가스실(11)을 지나 점화플러그(13)에 근접하게 연장되는 분사노즐(21)이 마련되고 상기 전방을 향해 인출된 공기파이프(P2)가 연결되는 히터(20);
    상기 히터(20)의 전방에 설치되며 상기 연소기(10)로부터 인출된 연료파이프(P1)가 연결되는 연료분사기(30);
    상기 연소기(10)의 후방에 설치되며 잔류하는 미세한 유해물질(PM)을 후처리하는 DOC(40) 및 DPF(50)가 순차적으로 배치된 것을 특징으로 하는 디젤내연기관용 매연저감장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히터(20)의 일 측에 이에 공급되는 연료의 옥테인 값을 높이기 위한 접촉개질(catalytic refroming)방식의 개질박스(22)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 디젤내연기관용 매연저감장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20180053011A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 송원석 플라즈마 매연저감장치
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