KR20110055065A - Exhaust smoke purification device of diesel engine - Google Patents

Exhaust smoke purification device of diesel engine Download PDF

Info

Publication number
KR20110055065A
KR20110055065A KR1020090111936A KR20090111936A KR20110055065A KR 20110055065 A KR20110055065 A KR 20110055065A KR 1020090111936 A KR1020090111936 A KR 1020090111936A KR 20090111936 A KR20090111936 A KR 20090111936A KR 20110055065 A KR20110055065 A KR 20110055065A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
diesel engine
exhaust gas
soot
housing
Prior art date
Application number
KR1020090111936A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101178182B1 (en
Inventor
조원진
Original Assignee
조원진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조원진 filed Critical 조원진
Priority to KR1020090111936A priority Critical patent/KR101178182B1/en
Publication of KR20110055065A publication Critical patent/KR20110055065A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101178182B1 publication Critical patent/KR101178182B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
    • F01N2350/02—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
    • F01N2350/04—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing with means compensating thermal expansion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

PURPOSE: A device for purifying smoke of diesel engine is provided to reduce the fuel consumption at a filter recycle process by recycling a filter in short time. CONSTITUTION: A device for purifying smoke of diesel engine comprises a housing(10), a catalytic converter(20), a filter(30), a front side body(41), a backside body(42) and a blocking plate(40). The housing is installed in a waste gas discharging pipe of a diesel engine. The catalytic converter and the filter are formed in the housing. The catalytic converter and filter collect the smoke, included in the exhaust gas exhausted in the diesel engine. The front side body has the relatively smaller heat expansion degree. The backside body the relatively bigger heat expansion degree. The blocking plate is a hemi spherical shape which is formed by connecting the front side body and backside body.

Description

배기가스의 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치{ exhaust smoke purification device of diesel engine }Exhaust smoke purification device of diesel engine to control the flow of exhaust gas

본 발명은 디젤엔진의 매연정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터를 통과하는 배기가스의 유동 제어를 통해 필터 재생이 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있도록 함으로써 필터 재생 과정에서의 연료 소모를 절감할 수 있도록 하고, 필터 재생 과정에서 산소 농도가 증가하거나 배기 유량이 감소하여 필터가 고온화 될 때 필터의 열적 손상을 방지할 수 있도록 하는 배기가스의 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치에 관한 것이다. The present invention relates to a soot purifier of a diesel engine, and more particularly, it is possible to reduce fuel consumption in a filter regeneration process by allowing the filter regeneration to be performed quickly in a short time through the flow control of the exhaust gas passing through the filter. The present invention relates to a diesel engine soot purifier that controls the flow of exhaust gas so that the oxygen concentration increases or the exhaust flow rate decreases during the filter regeneration process to prevent thermal damage of the filter when the filter becomes hot.

경유를 연료로 하는 디젤엔진은 가솔린엔진에 비해 상대적으로 연료 비용이 저렴한 반면 열효율이 우수하여 대형 차량 등에 널리 적용되고 있다.Diesel engines, which are fueled by diesel, have a relatively low fuel cost compared to gasoline engines, but are widely applied to large vehicles due to their excellent thermal efficiency.

그러나 디젤엔진은 작동중에 다량의 매연을 발생시켜 환경 오염을 유발하게 되는 문제가 있었던바, 디젤엔진 제조사에서는 디젤엔진에 각종의 매연정화장치를 장착하여 매연정화장치를 통해 디젤엔진으로부터의 매연 발생을 최소화하고 있다.However, diesel engines have a problem of generating a large amount of soot during operation, causing environmental pollution. Diesel engine manufacturers are equipped with various soot purifiers in diesel engines to generate soot from diesel engines through soot purifiers. Minimizing.

한편, 기존 디젤엔진의 매연 정화방법의 하나로 필터를 통한 매연 정화방법(DPF: diesel particulate filter)이 있다.On the other hand, one of the methods for purifying smoke of a conventional diesel engine is a diesel particulate filter (DPF) through a filter.

필터를 통한 매연 정화방법은 배기가스 배출 경로에 필터를 마련하여 필터로써 배기가스에 포함된 매연을 포집하는 것으로, 배기가스가 외부로 배출되기 이전에 필터로써 매연을 포집하게 되므로 디젤엔진으로부터 최종 배출되는 배기가스에 포함되는 매연의 배출 정도를 줄일 수 있도록 하는 것이었다.The method of purifying smoke through the filter is to collect the smoke contained in the exhaust gas as a filter by providing a filter in the exhaust gas discharge path, and collect the smoke as a filter before the exhaust gas is discharged to the outside. It was to reduce the amount of soot contained in the exhaust gas.

이와 같은 필터를 통한 매연 정화방법은 최종 배출되는 배기가스에 포함되는 매연의 배출 정도를 줄일 수 있도록 하는 것이기는 하였으나 필터를 통한 매연 포집과정이 지속되는 경우 포집된 매연이 필터의 공극을 막게 되어 배압 증가에 의해 연비가 떨어지게 되므로 필터에서의 매연 포집 정도가 일정 정도에 이르게 되면 필터로부터 포집된 매연을 제거하여 필터를 반복 사용('재생' 이라함)할 수 있도록 해 주어야만 하는 문제가 있었던 바, 필터에 포집된 매연이 일정 정도에 이르렀을 때 디젤엔진 내부에 연료를 추가 공급하여 인위적으로 고온의 배기가스를 배출함으로써 고온의 배기가스를 통해 필터에 포집된 매연을 산화 소진시키는 방법으로 필터를 재생하여 왔다.Although the method of purifying soot through the filter is to reduce the emission of soot contained in the final exhaust gas, the collected soot blocks the pores of the filter when the soot collecting process continues through the filter. As the fuel efficiency decreases due to the increase, when the amount of soot collection in the filter reaches a certain level, there has been a problem that the filter must be removed from the filter so that the filter can be repeatedly used (called 'regeneration'). When the soot collected reaches a certain level, the fuel is regenerated by supplying additional fuel to the diesel engine to artificially discharge high-temperature exhaust gas, thereby oxidizing and exhausting the soot collected in the filter through the high-temperature exhaust gas. come.

이때 필터의 매연을 산화 소진하는 고온의 배기가스는 필터 중앙부로 유동이 집중되어 필터 중앙부의 매연을 먼저 산화 소진한 이후에 열전달에 의해 점차로 필 터 가장자리의 매연을 산화 소진하는 것이었던 바, 필터 중앙부에 포집된 매연 및 필터 가장자리에 포집된 매연을 산화 소진하기까지에는 상당한 시간이 소요되었으므로 재생에 따르는 연료 소모가 상당하게 되고 자칫 고온의 배기가스의 유동이 필터 중앙부로 장시간 집중될 경우 필터에 열적인 손상이 발생하게 되는 문제가 있었다.At this time, the hot exhaust gas that oxidizes and exhausts the soot of the filter is concentrated in the center of the filter, so that the soot at the center of the filter is oxidized and the exhaust gas is gradually oxidized by the heat transfer. It took a long time to oxidize the soot trapped at the filter and the soot trapped at the filter edge, which leads to considerable fuel consumption due to the regeneration, and if the flow of hot exhaust gas is concentrated at the center of the filter for a long time, There was a problem that damage would occur.

이러한 이유로 디젤엔진 제조사에서는 필터를 재생하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하고 필터 재생 과정에서 산소 농도 증가 또는 배기 유량 감소에 따른 고온화로 인한 필터의 열적 손상을 방지할 수 있도록 하는 디젤엔진의 매연정화장치 개발을 시도하고 있으나 현재까지에는 만족할 만한 결과물을 제시하지 못하고 있는 실정이다.For this reason, diesel engine manufacturers can reduce the time it takes to regenerate the filter and clean the soot of the diesel engine to prevent thermal damage of the filter due to high temperatures caused by increased oxygen concentration or reduced exhaust flow during the filter regeneration process. Attempts have been made to develop devices, but until now they have not been able to provide satisfactory results.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 안출한 것으로, 필터를 통과하는 배기가스의 유동 제어를 통해 필터 재생이 단시간 내에 신속하게 이루어질 수 있도록 함으로써 필터 재생 과정에서의 연료 소모를 절감할 수 있도록 하고, 필터 재생 과정에서 산소 농도가 증가하거나 배기 유량이 감소하여 필터가 고온화 될 때 필터의 열적 손상을 방지할 수 있도록 하는 배기가스의 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made in view of the above situation, by reducing the fuel consumption during the filter regeneration process by allowing the filter regeneration can be quickly performed through a control of the flow of exhaust gas passing through the filter, It is an object of the present invention to provide a diesel engine soot purifier that controls the flow of exhaust gas to prevent the thermal damage of the filter when the filter becomes hot due to an increase in oxygen concentration or decrease in exhaust flow rate during the filter regeneration process. .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치는,The soot purification apparatus of a diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention for achieving the above object,

디젤엔진의 배기가스 배출관에 설치되는 하우징 내에 카탈리스틱 컨버터와 필터가 마련되어 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 매연을 필터로써 포집하는 것이되, 필터에 포집된 매연의 농도가 일정 정도 이상에서 디젤엔진의 연소실에 연료가 추가 분사됨에 따라 인위적으로 배출되는 고온의 배기가스를 통해 하우징 내의 필터에 포집된 매연을 산화 소진하는 디젤엔진의 매연정화장치에 있어서,Catalytic converters and filters are provided in the housing installed in the exhaust pipe of the diesel engine to collect the soot contained in the exhaust gas discharged from the diesel engine as a filter, but the concentration of the soot collected in the filter is higher than a certain level. In the exhaust gas purification device of a diesel engine for oxidizing and exhausting the smoke collected in the filter in the housing through the hot exhaust gas artificially discharged as the fuel is injected into the combustion chamber of the diesel engine,

하우징 내의 필터 후방 중앙에 700-1000℃에서 열팽창 하는 것이되 열팽창 정도가 상대적으로 작은 전면체와 열팽창 정도가 상대적으로 큰 후면체가 접합되어 이루어진 반구형의 차단판이 마련되는 것을 특징으로 하는 것이다.Heat expansion at 700-1000 ° C. in the center of the filter in the housing is characterized in that the hemispherical blocking plate is formed by joining a front body having a relatively small thermal expansion and a rear body having a relatively large thermal expansion.

본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치는 필터 후방의 중앙에 반구형으로 된 차단판이 마련된 것인 바, 디젤엔진의 연소실에 연료를 추가 분사하여 고온의 배기가스로써 필터에 포집된 매연을 산화 소진 시키는 필터 재생과정에서 고안의 배기가스에 의해 차단판이 열팽창하여 배기가스의 유동을 필터 중앙부로부터 가장자리로 유도하게 되므로 필터 중앙부에 포집된 매연은 물론 필터 가장자리에 포집된 매연까지도 단시간 내에 산화 소진시킬 수 있어 필터 재생에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 될 뿐만 아니라 필터 재생 과정에서 산소 농도가 증가하거나 배기 유량이 감소하여 필터가 고온화되더라도 필터의 열적 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.In the exhaust gas purifying apparatus of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention, a hemispherical blocking plate is provided at the center of the rear of the filter. The fuel is further injected into the combustion chamber of the diesel engine and collected in the filter as a high temperature exhaust gas In the filter regeneration process to oxidize the exhausted soot, the blocking plate is thermally expanded by the exhaust gas of the present invention to induce the flow of the exhaust gas from the center of the filter to the edge, so that not only the soot collected at the center of the filter but also the soot collected at the edge of the filter within a short time. Oxidation can be exhausted to shorten the time required for filter regeneration, as well as to increase the oxygen concentration or decrease the exhaust flow rate during the filter regeneration process, thereby preventing thermal damage of the filter.

이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치가 디젤엔진에 적용 형태를 보인 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치에서 차단판의 열팽창을 통한 배기가스의 유동 제어를 설명하기 위한 작동상태도이고, 도 4는 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치 적용 이전과 이후의 필터 내부 매연 잔존량과 필터 전단부 배기온도 변화를 보인 그래프이다.1 is a schematic diagram showing an application form of a diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention to a diesel engine, Figure 2 is a diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention. Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the structure, Figure 3 is an operating state diagram for explaining the flow control of the exhaust gas through the thermal expansion of the blocking plate in the smoke purification device of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention, Figure 4 It is a graph showing the amount of smoke remaining in the filter and the exhaust temperature of the front end of the filter before and after the application of the particulate filter for controlling the exhaust gas flow according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치(A)는 하우징(10)과, 카탈리스틱 컨버터(20)와, 필터(30)와, 반구형 차단판(40)으로 이루어진다.As illustrated in FIG. 2, the soot purification apparatus A of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention includes a housing 10, a catalytic converter 20, a filter 30, and a hemispherical blockage. It consists of a plate 40.

상기 하우징(10)은 디젤엔진(100)의 배기가스 배출관(110) 중간에 위치하는 것으로, 전방에 배기가스 유입구(11)가 마련된 것이고, 후방에 배기가스 유출구(12)가 마련된 것이다.The housing 10 is located in the middle of the exhaust gas discharge pipe 110 of the diesel engine 100, and the exhaust gas inlet 11 is provided at the front, and the exhaust gas outlet 12 is provided at the rear.

이와 같은 하우징(10)은 디젤엔진의 연소실에 연료가 추가 분사됨에 따라 인위적으로 배출되는 고온의 배기가스를 통해 하우징 내의 필터에 포집된 매연을 산화 소진하는 디젤엔진의 매연정화장치에 통상적으로 사용되는 것인 바, 상세한 설명은 생략하는 바이다.Such a housing 10 is commonly used in a diesel engine soot purifier which oxidizes and collects soot trapped in a filter in the housing through hot exhaust gas which is artificially discharged as fuel is additionally injected into the combustion chamber of the diesel engine. The detailed description is omitted.

그리고 상기 카탈리스틱 컨버터(20)는 하우징(10)의 배기가스 유입구(11) 후방에 내장되는 것이고 상기 필터(30)는 하우징(10)의 배기가스 유출구(12) 전방에 내장되는 것이다.The catalytic converter 20 is embedded behind the exhaust gas inlet 11 of the housing 10 and the filter 30 is embedded in front of the exhaust gas outlet 12 of the housing 10.

이와 같은 카틸리스틱 컨버터(20) 및 필터(30) 또한 디젤엔진의 연소실에 연 료가 추가 분사됨에 따라 인위적으로 배출되는 고온의 배기가스를 통해 하우징 내의 필터에 포집된 매연을 산화 소진하는 디젤엔진의 매연정화장치에 통상적으로 사용되는 것인 바, 상세한 설명은 생략하는 바이다.The diesel converter 20 and the filter 30 also oxidize and exhaust the soot trapped in the filter in the housing through hot exhaust gas which is artificially discharged as fuel is further injected into the combustion chamber of the diesel engine. It is conventionally used in the soot purifier of the bar, the detailed description is omitted.

상기 반구형 차단판(40)은 하우징(10) 내의 필터(30) 후방 중앙에 설치되는 것으로 700-1000℃에서 열팽창 하는 것이되 열팽창 정도가 상대적으로 작은 전면체와 열팽창 정도가 상대적으로 큰 후면체가 접합되어 이루어진 것이다.The hemispherical blocking plate 40 is installed at the center of the rear of the filter 30 in the housing 10 to be thermally expanded at 700-1000 ° C., but the front body having a relatively small thermal expansion and the rear body having a relatively large thermal expansion are joined. It is done.

이와 같은 반구형 차단판(40)에서 전면체(41)가 후면체(42)에 비해 열팽창 정도가 작은 것(예: 후면체가 특정 온도에서 1.0mm 팽창하는 것이라면 전면체는 동일한 특정 온도에서 0.8mm 팽창하는 것)임으로써 반구형 차단판(40)이 열팽창 할 때 전면체(41)와 후면체(42)의 열팽창 정도 차이로 인해 우산이 펼쳐지듯이 점차로 펼쳐질 수 있게 되며 가열에 의해 차단판(40)의 팽창이 최고조에 도달하였을 때 우산이 뒤집힌 듯한 형태가 될 수 있게 되므로 반구형 차단판(40)의 형태 변화에 따른 배기가스의 유동장애에 의해 필터(30)를 통과하는 배기가스의 유동을 필터(30) 중앙부로부터 필터(30) 가장자리로 유도할 수 있게 된다.In such a hemispherical block 40, the front body 41 has a smaller thermal expansion than the rear body 42 (e.g., if the rear body expands 1.0 mm at a specific temperature, the front body expands 0.8 mm at the same specific temperature). When the hemispherical blocking plate 40 is thermally expanded, due to the difference in thermal expansion degree between the front body 41 and the rear body 42, the umbrella can be gradually expanded as the umbrella is unfolded, and the heating of the blocking plate 40 is performed. When the expansion reaches its peak, the umbrella can be turned upside down, so that the flow of the exhaust gas passing through the filter 30 due to the flow disturbance of the exhaust gas due to the shape change of the hemispherical blocking plate 40 is filtered. ) From the center to the edge of the filter 30.

이때, 반구형 차단판(40)에 적용 가능한 금속으로 열팽창 정도가 작은 전면체(41)는 니켈과 철의 합금이 될 수 있고 열팽창 정도가 큰 후면체(42)는 구리와 아연의 합금이 될 수 있다.At this time, the front body 41 having a low thermal expansion degree may be an alloy of nickel and iron, and the rear body 42 having a high thermal expansion degree may be an alloy of copper and zinc. have.

한편, 반구형 차단판(40)은 단독으로 고정이 불가한바, 하우징(10)의 배기가스 유출구(12) 전방에 방사상의 지지편(51)을 갖는 지지대(50)를 마련하여 지지대(50) 선단을 내측으로 오목한 반구형 차단판(40) 후면 중앙에 고정하여 볼록하게 돌출된 반구형 차단판(40) 전면이 필터(40) 후방의 중앙에 인접할 수 있도록 함으로써 반구형 차단판(40)이 필터(30) 후방 중앙에 위치할 수 있게 된다.On the other hand, the hemispherical blocking plate 40 is not possible to be fixed alone, the support 50 having a radial support piece 51 in front of the exhaust gas outlet 12 of the housing 10 to the front end of the support 50 Is fixed inwardly to the center of the rear hemispherical blocking plate 40 so that the front surface of the convexly protruding hemispherical blocking plate 40 is adjacent to the center of the rear of the filter 40 so that the hemispherical blocking plate 40 is the filter 30. ) Can be located in the rear center.

상기와 같은 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치(A)는 도 1에 도시된 바와 같은 상태로 디젤엔진(100)에 적용되어 매연을 정화하게 된다.The soot purification apparatus A of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention as described above is applied to the diesel engine 100 in a state as shown in FIG. 1 to purify the soot.

디젤엔진(100)이 비재생 운전일 경우 배기가스 온도는 700℃ 이하이므로 700-1000℃에서 열팽창 하는 반구형 차단판(40)은 열팽창 없이 애초의 반구형 상태를 유지하게 된다.When the diesel engine 100 is a non-regeneration operation, since the exhaust gas temperature is 700 ° C. or less, the hemispherical blocking plate 40 thermally expanding at 700-1000 ° C. maintains the initial hemispherical state without thermal expansion.

그러나 필터(30)에 포집된 매연의 농도가 일정 정도 이상이 되었을 때 디젤엔진(100)의 연소실에는 연료가 추가 분사되어 필터(30)를 통과한 배기가스 온도가 700-900℃에 이르게 되는 재생 운전 상태에서는 차단판(40)이 고온 배기가스에 의해 가열되어 열팽창 하는바, 열팽창한 차단판(40)이 배기가스의 진행을 막아 필터 후방에서 배기가스 유동장애를 일으켜 하우징(10) 내에서 필터(30)를 거치는 배기 가스의 유동을 제어하게 된다.However, when the concentration of the soot collected in the filter 30 is above a certain level, fuel is additionally injected into the combustion chamber of the diesel engine 100 so that the exhaust gas temperature passing through the filter 30 reaches 700-900 ° C. In the operating state, the blocking plate 40 is heated by high temperature exhaust gas and thermally expands. The thermally expanding blocking plate 40 blocks the progress of the exhaust gas, causing an exhaust gas flow obstruction behind the filter, and causing the filter in the housing 10. The flow of the exhaust gas passing through the 30 is controlled.

재생 단계별 차단판(40)의 작동에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the blocking plate 40 in each step of regeneration as follows.

재생 운전 초기 상태에서 고온의 배기가스가 필터(30)에 가해진다 할지라도 차단판(40)은 필터(30)에서의 열 차단에 의해 충분히 가열된 상태가 아니므로 열팽창이 없어 도 3a에 도시된 바와 같이 애초의 반구형을 유지하게 된다.Although the high temperature exhaust gas is applied to the filter 30 in the initial state of the regeneration operation, the blocking plate 40 is not sufficiently heated by the heat cut-off in the filter 30, and thus there is no thermal expansion. As shown, the original hemispherical shape is maintained.

따라서 재생 운전 초기 상태에서 필터(30) 후방에서 차단판(40) 팽창에 의한 유동장애는 발생하지 않게 되므로 배기가스의 필터(30) 후방으로의 배출이 원활하게 이루어지며 고온 배기가스 유동은 필터(30) 중앙부로 집중되는바, 재생 운전 초기 상태에서는 고온 배기가스가 필터(30) 중앙부로 유동이 집중되어 특히, 필터(30) 중앙부에 포집된 매연을 산화 소진시킬 수 있게 된다.Therefore, in the initial state of the regeneration operation, the flow barrier due to the expansion of the blocking plate 40 does not occur in the rear of the filter 30, so that the exhaust gas is smoothly discharged to the rear of the filter 30 and the high temperature exhaust gas flow is filtered. 30) In the initial stage of the regeneration operation, the hot exhaust gas is concentrated in the center of the filter 30, and in particular, the smoke collected in the center of the filter 30 can be oxidized and exhausted.

상기와 같은 재생 운전 초기 이후 재생 운전 중기에 이르게 되면 필터(30) 중앙부에 포집된 매연이 고온 배기가스에 의해 발화되므로 필터(30) 후방에 위치하는 차단판(40)에 미치는 온도가 700℃ 이상에 이르게 되므로 차단판(40)이 가열되어 열팽창 하게 된다.When the regeneration operation is reached after the initial regeneration operation as described above, soot collected in the center of the filter 30 is ignited by the high-temperature exhaust gas, and thus the temperature on the blocking plate 40 located behind the filter 30 is 700 ° C. or more. Since the blocking plate 40 is heated to thermal expansion.

이때, 차단판(40)은 열팽창 정도가 다른 전면체(41)와 후면체(42)가 접합되어 이루어진 것이어서 열팽창 과정에서 전면체(41)와 후면체(42)의 열팽창 정도 차 이로 인해 도 3b에 도시된 바와 같이 우산이 펼쳐지듯 점차로 펼쳐지며 900℃에서 일자 형태(단면 형태로 보아 일자 형태이고 실제로는 원판 형태가 되는 것임)로 되어 필터(30) 중앙에서의 유동장애를 일으키게 되는바, 차단판(40)의 열팽창에 의해 배기가스의 진로가 막히며 필터(30)를 통과하는 배기가스 유동은 이전의 필터(30) 중앙부로부터 필터(30) 가장자리로 유도되어 배기가스 유동 제어에 의해 필터(30) 중앙부에 포집된 매연을 산화 소진하면서 단시간 내에 필터(30) 가장자리의 매연까지도 산화 소진시키게 되므로 필터 재생시 연료 소모를 절감할 수 있게 되는 것이다.In this case, the blocking plate 40 is formed by bonding the front body 41 and the rear body 42 having different thermal expansion degrees, and thus, due to the difference in thermal expansion degree between the front body 41 and the rear body 42 during the thermal expansion process, FIG. 3B. As shown in the Umbrella is gradually unfolded as it is unfolded in the form of a date (in the form of a cross-section in the form of a straight line and actually in the form of a disk at 900 ° C.) will cause a flow disturbance in the center of the filter 30, blocking plate The path of the exhaust gas is blocked by the thermal expansion of the 40, and the exhaust gas flow through the filter 30 is guided from the center of the previous filter 30 to the edge of the filter 30 and the filter 30 is controlled by the exhaust gas flow control. By oxidizing and exhausting the soot collected in the center, the soot at the edge of the filter 30 is oxidized within a short time, thereby reducing fuel consumption during filter regeneration.

한편, 상기와 같은 재생 과정에서 디젤엔진(100)이 아이들링 상태 또는 오버런 상태가 될 경우 산소 농도 증가 및 배기 유량 감소에 의해 필터(30)는 900℃ 이상으로 고온화되므로 열적 손상이 발생할 수 있다.On the other hand, when the diesel engine 100 is in an idling state or an overrun state in the regeneration process as described above, thermal damage may occur because the filter 30 is heated to 900 ° C. or higher due to an increase in oxygen concentration and a decrease in exhaust flow rate.

그러나 본 발명에서 차단판(40)은 디젤엔진(100)이 아이들링 상태 또는 오버런 상태로 되어 산소 농도 증가 및 배기 유량 감소에 의해 필터(30)가 900℃ 이상으로 고온화될 경우 재생 운전 중기 상태에서와 같은 일자 형태에서 더욱 팽창하여 도 3c에 도시된 바와 같이 우산이 뒤집혀 펼쳐진 형태가 되므로 재생 운전 중기에 비해 더 크게 필터(30) 중앙에서의 유동장애를 일으켜 필터(30)를 통과하는 배기가스의 유동은 더욱더 필터(30) 가장자리로 유도되는바, 재생 운전 과정에서 디젤엔진(100)이 아이들링 상태 또는 오버런 상태가 된다 할지라도 열 분산에 의해 필터 고열화로 인한 열적 손상을 방지할 수 있게 된다.However, in the present invention, the blocking plate 40 is in the state of regeneration operation when the diesel engine 100 is in an idling state or an overrun state and the filter 30 is heated to 900 ° C. or higher due to an increase in oxygen concentration and a decrease in exhaust flow rate. In the same date form, the inflation is more expanded, and as shown in FIG. 3C, the umbrella is inverted and unfolded, which causes a greater flow disturbance in the center of the filter 30 than during the regeneration operation, and thus the flow of exhaust gas passing through the filter 30. Since it is further guided to the edge of the filter 30, even if the diesel engine 100 is in an idling state or an overrun state during the regeneration operation, it is possible to prevent thermal damage due to filter deterioration due to heat dissipation.

상기와 같은 차단판(40)을 통한 배기가스 유동 제어가 가능한 본 발명에 의한 배기가스의 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치(A)는 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용되기 이전에 비해 보다 단시간 내에 필터(30)의 매연 잔존량을 줄일 수 있도록 하므로 재생에 소요되는 연료를 절감할 수 있게 될 뿐만 아니라 재생 과정에서 필터(30) 고열화로 인한 열적 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다. The exhaust gas purification device (A) of the diesel engine for controlling the flow of exhaust gas according to the present invention capable of controlling the exhaust gas flow through the blocking plate 40 as described above is applied to the present invention as shown in FIG. 4. Compared with this, it is possible to reduce the amount of soot remaining in the filter 30 in a shorter time than the fuel used for regeneration, and to prevent thermal damage due to deterioration of the filter 30 during the regeneration process. .

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.The present invention as described above is not limited to the above-described embodiment, and can be changed within the scope not departing from the gist of the present invention claimed in the claims, and such changes are within the claims described.

도 1은 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치가 디젤엔진에 적용 형태를 보인 개략도1 is a schematic view showing an application form to a diesel engine soot purification apparatus of a diesel engine for controlling the exhaust gas flow in accordance with the present invention

도 2는 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치의 구조를 설명하기 위한 단면도Figure 2 is a cross-sectional view for explaining the structure of the soot purification apparatus of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow in accordance with the present invention

도 3은 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치에서 차단판의 열팽창을 통한 배기가스의 유동 제어를 설명하기 위한 작동상태도3 is an operating state diagram for explaining the flow control of the exhaust gas through the thermal expansion of the blocking plate in the exhaust gas purification device of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 배기가스 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치 적용 이전과 이후의 필터내 매연 잔존량과 필터 전단부 배기온도 변화를 보인 그래프Figure 4 is a graph showing the amount of smoke remaining in the filter and the exhaust temperature of the front end of the filter before and after applying the exhaust gas purification device of the diesel engine for controlling the exhaust gas flow according to the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 하우징 11 : 배기가스 유입구10 housing 11 exhaust gas inlet

12 : 배기가스 유출구 20 : 카탈리스틱 컨버터12: exhaust gas outlet 20: catalytic converter

30 : 필터 40 : 차단판30 filter 40 blocking plate

41 : 전면체 42 : 후면체41: front body 42: rear body

50 : 지지대 51 : 지지편50: support 51: support piece

100 : 디젤엔진 110 : 배기가스 배출관100: diesel engine 110: exhaust gas discharge pipe

A : 디젤엔진의 매연정화장치A: Soot purification device of diesel engine

Claims (1)

디젤엔진의 배기가스 배출관에 설치되는 하우징 내에 카탈리스틱 컨버터와 필터가 마련되어 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 매연을 필터로써 포집하는 것이되, 필터에 포집된 매연의 농도가 일정 정도 이상에서 디젤엔진의 연소실에 연료가 추가 분사됨에 따라 인위적으로 배출되는 고온의 배기가스를 통해 하우징 내의 필터에 포집된 매연을 산화 소진하는 디젤엔진의 매연정화장치에 있어서,Catalytic converters and filters are provided in the housing installed in the exhaust pipe of the diesel engine to collect the soot contained in the exhaust gas discharged from the diesel engine as a filter, but the concentration of the soot collected in the filter is higher than a certain level. In the exhaust gas purification device of a diesel engine for oxidizing and exhausting the smoke collected in the filter in the housing through the hot exhaust gas artificially discharged as the fuel is injected into the combustion chamber of the diesel engine, 하우징 내의 필터 후방 중앙에 700-1000℃에서 열팽창 하는 것이되 열팽창 정도가 상대적으로 작은 전면체와 열팽창 정도가 상대적으로 큰 후면체가 접합되어 이루어진 반구형의 차단판이 마련되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 유동을 제어하는 디젤엔진의 매연정화장치.In the center of the rear of the filter in the housing is a thermal expansion at 700-1000 ℃, a hemispherical blocking plate formed by joining a front body having a relatively small thermal expansion and a rear body having a relatively large thermal expansion is provided with a flow of exhaust gas. Soot purification device of diesel engine to control.
KR1020090111936A 2009-11-19 2009-11-19 exhaust smoke purification device of diesel engine KR101178182B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090111936A KR101178182B1 (en) 2009-11-19 2009-11-19 exhaust smoke purification device of diesel engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090111936A KR101178182B1 (en) 2009-11-19 2009-11-19 exhaust smoke purification device of diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110055065A true KR20110055065A (en) 2011-05-25
KR101178182B1 KR101178182B1 (en) 2012-08-30

Family

ID=44364153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090111936A KR101178182B1 (en) 2009-11-19 2009-11-19 exhaust smoke purification device of diesel engine

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101178182B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102114905B1 (en) * 2020-02-12 2020-05-25 주식회사 테스크 Swirl compact SCR Mixer with Urea Removing Module

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102136530B1 (en) 2019-01-22 2020-07-22 성경애 Device for purifying smoke

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100312347B1 (en) 1999-08-26 2001-11-03 정주호 Controlling device of catalyst converter for purification of exaust gas for automobiles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102114905B1 (en) * 2020-02-12 2020-05-25 주식회사 테스크 Swirl compact SCR Mixer with Urea Removing Module

Also Published As

Publication number Publication date
KR101178182B1 (en) 2012-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3829699B2 (en) Exhaust gas purification system and its regeneration control method
JP4592504B2 (en) Exhaust purification device
JP4290037B2 (en) Engine exhaust purification system
JP5705676B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2007138866A (en) Regeneration control method for exhaust emission control system, and exhaust emission control system
JP2008180154A (en) Exhaust emission control system and control method for exhaust emission control system
JP4636504B2 (en) Diesel smoke filter regeneration system and regeneration method
JP2007023997A (en) Exhaust emission control device
JP6028397B2 (en) Vehicle heating system
JP5282568B2 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system
KR101178182B1 (en) exhaust smoke purification device of diesel engine
JP2010043564A (en) Exhaust emission control device
JP5761517B2 (en) Engine exhaust heat recovery device
JP3747793B2 (en) Fuel injection control method and regeneration control method for continuous regeneration type diesel particulate filter system
JP2008133764A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2003120260A (en) Exhaust emission control device
JP2006226121A (en) Exhaust emission control device and emission control method
JP3780268B2 (en) Diesel engine exhaust gas purification system
JP2007120346A (en) Exhaust emission control device
JP2011021485A (en) Exhaust emission control device for automobile
JP2009115022A (en) Exhaust emission control device
JP2005061236A (en) Exhaust gas purification device for diesel engine
JP2004108255A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2020002872A (en) Exhaust heat recovery structure
JPH04301122A (en) Filter renovator for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee