KR20120003128A

KR20120003128A - 자동차 머플러용 믹서

Info

Publication number: KR20120003128A
Application number: KR1020100063808A
Authority: KR
Inventors: 신현태; 양태성; 홍창락
Original assignee: 주식회사대성정밀
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-01-10
Also published as: KR101163014B1

Abstract

본 발명은 자동차 머플러용 믹서에 관한 것으로써, 제1, 2판부재로 이루어지는 2개의 믹서부가 45°로 전후배치되고, 제1, 2판부재의 경사판부가 배기가스의 배출방향으로 경사지기 때문에 2개의 믹서부를 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄될 수 있음은 물론 배기가스와 환원제의 혼합효율이 보다 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차 머플러용 믹서{MIXER FOR AUTOMOBILE MUFFLER}

본 발명은 제1, 2판부재로 이루어지는 2개의 믹서부가 45°로 전후배치되고, 제1, 2판부재의 경사판부가 배기가스의 배출방향으로 경사지기 때문에 2개의 믹서부를 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄될 수 있음은 물론 배기가스와 환원제의 혼합효율이 보다 크게 향상될 수 있는 자동차 머플러용 믹서에 관한 것이다.

엔진의 배기가스내에 존재하는 산화질소(NOx)의 방출은 매우 바람직하지 않은 것으로 회피되어야 하기 때문에, 산화질소(NOx)는 대게 촉매작용에 의해 환원된다.

그러나, 이를 위해서는 에너지 변환장치의 배기가스 내부에, 예컨대 디젤 엔진 내에 환원제가 존재하여야 한다.

특히, 암모니아(NH₃) 또는 (물에 용해되는)요소와 같은 이러한 환원제 또는 환원제 운반체로써 환원제를 유리시키는 응집물이 에너지 변환장치로부터 나온 직후의 배기가스에 혼합되는 것이 바람직한 것으로 판명되었다.

이러한, 유형의 장치 또는 연소가스 정화장치의 작동시에는 배기가스 또는 기체흐름이 환원제와 충분히 혼합될 수 있도록 하는 것이 종종 문제가 된다.

한편, 엔진의 배기시스템은 배기가스 중에 함유된 산화질소(NOx)를 감소시키기 위해 SCR, DOC, CPE 등과 배기가스 후처리장치를 구비하고 있다.

이 중에서, SCR을 적용한 배기가스 후처리장치(이하, 'SCR 장치'라 한다.)는 배기파이프에 SCR촉매가 연결설치되고, 상기 배기파이프의 내부로 요소(urea) 수용액과 같은 환원제를 분사하기 위한 인젝터가 상기 배기파이프에 장착되도록 구성된다.

상기 SCR 장치는 상기 인젝터를 통해 상기 배기파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH₃)로 전환되고, SCR촉매에 의한 배기가스 중의 산화질소(NOx)와 상기 암모니아(NH₃)의 촉매 반응으로써, 산화질소(NOx)를 질소가스(N₂)와 물(H₂O)로 환원시킨다.

이러한, 종래의 SCR장치는 인젝터와 SCR촉매 사이의 거리에 상응하는 배기파이프의 길이(L) 및 그 직경(D)에 대한 L/D가 3~5의 조건을 만족할 때 배기가스의 열에 의한 환원제의 증발, 열분해 및 가수분해가 원활하게 진행된다.

최근, 배기가스와 환원제의 혼합을 위한 복수의 핀이 배치된 스태틱 믹서가 EP 1712751 A2로 제안된바 있다.

그러나, 상기 스태틱 믹서는 배기가스와 환원제의 혼합을 위한 복수의 핀이 한 평면상태에 배치되어 있어 배기가스와 환원제의 혼합이 균일하게 이루어지는 반면, 배압의 상승을 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 제1, 2판부재로 이루어지는 2개의 믹서부가 45°로 전후배치되고, 제1, 2판부재의 경사판부가 배기가스의 배출방향으로 경사지기 때문에 2개의 믹서부를 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄될 수 있음은 물론 배기가스와 환원제의 혼합효율이 보다 크게 향상될 수 있는 자동차 머플러용 믹서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차 머플러 내에 구비되어 배기가스와 별도로 공급되는 환원제를 균일하게 혼합시키는 자동차 머플러용 믹서에 있어서, 일측부 및 타측부의 외측 및 내측에 각각 반대방향으로 경사진 경사판부가 구비되는 제1 판부재와, 중간부가 상기 제1 판부재의 중간부와 직교 결합되고 일측부 및 타측부의 외측 및 내측에 각각 반대방향으로 경사진 경사판부가 구비되는 제2 판부재로 이루어지는 믹서부 2개가 45°로 전후배치되어 이루어지고, 상기 제1 판부재의 경사판부와 상기 제2 판부재의 경사판부는 배기가스의 배출방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러용 믹서를 제공한다.

여기서, 상기 믹서부 2개가 45°로 일정한 간격으로 이격된 상태로 전후배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 판부재의 경사판부와 상기 제2 판부재의 경사판부는 20°~45°의 각도로 경사져 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 판부재와 상기 제2 판부재의 외측에 각각 위치하는 경사판부의 크기는 상기 제1 판부재와 상기 제4 판부재의 내측에 각각 위치하는 경사판부의 크기보다 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 제1, 2판부재로 이루어지는 2개의 믹서부가 45°로 전후배치되고, 제1, 2판부재의 경사판부가 배기가스의 배출방향으로 경사지기 때문에 2개의 믹서부를 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄될 수 있음은 물론 배기가스와 환원제의 혼합효율이 보다 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 2개의 상기 믹서부 즉, 전측 믹서부와 후측 믹서부가 45°로 일정한 간격으로 이격된 상태로 전후배치되기 때문에 상기 전측 믹서부를 통과하는 과정 중에 혼합되지 못한 일부 배기가스 및 환원제가 상기 후측 믹서부를 통해 보다 용이하게 혼합될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1, 2판부재의 경사판부가 20°~ 45°의 각도로 경사져 형성되기 때문에 2개의 상기 믹서부를 순차적으로 통과하는 배기가스와 환원제가 보다 더욱 용이하게 혼합될 수 있는 효과가 있다.

나아가, 상기 제1 판부재와 제2 판부재의 외측에 각각 위치하는 경사판부의 크기가 상기 제1 판부재와 제2 판부재의 내측에 각각 위치하는 경사판부의 크기보다 상대적으로 크게 형성되기 때문에 2개의 믹서부를 순차적으로 통과하는 배기가스와 환원제의 혼합효율을 보다 더욱 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 자동차 머플러용 믹서를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 분리사시도이고,
도 3은 도 2의 측면도이고,
도 4는 전측 믹서부를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 5는 후측 믹서부를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 6 및 7은 자동차 머플러내에 2개의 믹서부가 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 8은 2개의 믹서부를 배기가스가 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄된 상태를 개략적으로 나타내는 상태도이고,
도 9는 2개의 믹서부를 순차적으로 통과하는 배기가스와 환원제의 혼합효율이 향상된 상태를 개략적으로 나타내는 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 자동차 머플러용 믹서를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리사시도이다.

본 발명의 일실시예인 자동차 머플러용 믹서는 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 전후측이 개방된 상태의 자동차 머플러(도 6, 도 7의 5)내에 전후방향으로 수평구비되는 전후측이 개방된 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10)의 내부에 45°를 이룬 상태(도 2의 점선 참조.)로 전후배치되는 2개의 믹서부(30);를 포함하여 이루어진다.

상기 자동차 머플러(5)와 케이싱(10)은 공지된 기술임과 동시에 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 자명하게 이해하여 실시할 수 있는 사항임으로 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.

도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 전측 믹서부(310)를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 5는 후측 믹서부(330)를 개략적으로 나타내는 정면도이다.

도 2 내지 도 5에서 보는 바와 같이 2개의 상기 믹서부(30)는 전측 믹서부(310)와 후측 믹서부(330)를 포함하여 이루어진다.

상기 전측 믹서부(310)와 후측 믹서부(330)는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 각각 제1 판부재(311, 331)와 제2 판부재(313, 333)로 이루어진다.

상기 제1 판부재(311, 331)의 일측부 및 타측부의 외측 및 내측에 각각 반대방향으로 경사진 집모양의 오각형형태의 경사판부(311a, 331a)가 구비된다.

상기 제2 판부재(313, 333)의 중간부는 상기 제1 판부재(311, 331)의 중간부와 직교결합된다.

상기 제2 판부재(313, 333)의 일측부 및 타측부의 외측 및 내측에 각각 반대방향으로 경사진 집모양의 오각형형태의 경사판부(313a, 333a)가 구비된다.

도 7 및 도 8은 자동차 머플러(5)내에 2개의 믹서부(30)가 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이 이 상기 제1 판부재(311, 331)의 경사판부(311a, 331a)와 제2 판부재(313, 333)의 경사판부(313a, 333a)는 배기가스의 배출방향(도 7 및 도 8의 실선화살표 참조.)으로 경사진다.

엔진에서 발생되는 산화질소(NOx)가 포함된 배기가스는 상기 자동차 머플러(5)의 전측 내부로 유입된 후 2개의 상기 믹서부(30)내를 순차적으로 통과하여 상기 자동차 머플러(5)의 후측 외부로 배출될 수 있다.(도 7 및 도 8의 실선화살표 참조.)

즉, 상기 제1 판부재(311, 331)의 경사판부(311a, 331a)와 제2 판부재(313, 333)의 경사판부(313a, 333a)는 상기 자동차 머플러(5)의 후측방향으로 경사지게 되는 것이다.

도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 상기 자동차 머플러(5)의 전측 상부에는 요소(urea)수용액 등을 포함한 환원제가 유입되는 상측이 개방된 유입관(51)이 형성될 수 있다.

상기 유입관(51)은 공지된 환원제 공급장치(미도시)와 연통되도록 연결될 수 있으며, 상기 환원제 공급장치(미도시)와 상기 유입관(51)을 통해 요소(urea)수용액 등을 포함한 환원제가 상기 자동차 머플러(5)의 내부로 유입(도 7 및 도 8의 점선화살표 참조.)될 수 있다.

상기 자동차 머플러(5) 내부로 유입된 요소(urea)수용액 등을 포함한 환원제는 배기가스와 함께 2개의 상기 믹서부(30)를 통과한 후 상기 케이싱(10)의 후측 외부로 배출될 수 있다.

요소(urea) 수용액 등을 포함한 환원제가 배기가스와 함께 2개의 상기 믹서부(30)를 통과할 시 발생되는 와류현상에 의해 환원제와 배기가스가 혼합될 수 있게 된다.

다음으로, 2개의 상기 믹서부(30) 즉, 상기 전측 믹서부(310)와 후측 믹서부(330)는 45°를 유지한 상태로 도 7에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(10)의 내부에 서로 접한상태로 구비될 수 있겠으나, 바람직하게는 상기 전측 믹서부(310)와 후측 믹서부(330)는 45°를 유지한 상태로 상기 케이싱(10)의 전측 내부와 후측 내부에 도 8에서 보는 바와 같이 일정한 간격으로 이격된 상태로 전후배치되는 것이 좋다.

2개의 상기 믹서부(30) 즉, 상기 전측 믹서부(310)와 후측 믹서부(330)가 45°로 일정한 간격으로 이격된 상태로 전후배치되기 때문에 상기 전측 믹서부(310)를 통과하는 과정 중에 혼합되지 못한 일부 배기가스 및 환원제가 상기 후측 믹서부(330)를 통해 보다 용이하게 혼합될 수 있는 이점이 있게 된다.

다음으로, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 제1 판부재(311, 331)의 경사판부(311a, 331a)와 제2 판부재(313, 333)의 경사판부(313a, 333a)는 배기가스의 배출방향으로 20°~45°의 각도로 경사형성될 수 있다.(도 2의 α1, α2참조.)

상기 제1 판부재(311, 331)의 경사판부(311a, 331a)와 제2 판부재(313, 333)의 경사판부(313a, 333a)가 20°~ 45°의 각도로 경사져 형성되기 때문에 2개의 상기 믹서부(30)를 순차적으로 통과하는 배기가스와 환원제가 보다 더욱 용이하게 혼합될 수 있는 이점이 있게 된다.

다음으로, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 상기 제1 판부재(311, 331)와 상기 제2 판부재(313, 333)의 외측에 각각 위치하는 경사판부(311a₁, 331a₁, 313a₁, 333a₁)의 전체크기는 상기 제1 판부재(311, 331)와 상기 제2 판부재(313, 333)의 내측에 각각 위치하는 경사판부(311a₂, 313a₂, 331a₂, 333a₂)의 전체크기보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다.

상기 제1 판부재(311, 331)와 상기 제2 판부재(313, 333)의 외측에 각각 위치하는 경사판부(311a₁, 331a₁, 313a₁, 333a₁)의 전체크기가 상기 제1 판부재(311, 331)와 상기 제2 판부재(313, 333)의 내측에 각각 위치하는 경사판부(311a₂, 331a₂, 313a₂, 333a₂)의 전체크기보다 상대적으로 크게형성되기 때문에 2개의 상기 믹서부(30)를 순차적으로 통과하는 배기가스와 환원제의 혼합효율을 보다 더욱 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있게 된다.

도 8은 2개의 믹서부(30)를 배기가스가 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄된 상태를 개략적으로 나타내는 상태도이고, 도 9는 2개의 믹서부(30)를 순차적으로 통과하는 배기가스와 환원제의 혼합효율이 향상된 상태를 개략적으로 나타내는 상태도이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 제1, 2판부재(311, 331, 313, 333)로 이루어지는 2개의 상기 믹서부(30)가 45°로 전후배치되고, 상기 제1, 2판부재(311, 331, 313, 333)의 경사판부(311a, 331a, 313a, 333a)가 배기가스의 배출방향으로 경사지기 때문에 도 8에서 보는 바와 같이 2개의 상기 믹서부(30)를 순차적으로 통과하는 과정 중에 배압이 감쇄될 수 있음은 물론 도 9에서 보는 바와 같이 배기가스와 환원제의 혼합효율이 보다 크게 향상될 수 있는 이점이 있다.

5; 머플러, 51; 유입관,
10; 케이싱, 30; 믹서부,
310; 전측 믹서부, 311; 제1 판부재,
311a, 311a₁, 311a₂; 경사판부, 313; 제2 판부재,
313a, 313a₁, 313a₂; 경사판부, 330; 후측 믹서부,
331; 제1 판부재, 331a, 331a₁, 331a₂; 경사판부,
333; 제2 판부재, 333a, 333a₁, 333a₂;경사판부.

Claims

자동차 머플러 내에 구비되어 배기가스와 별도로 공급되는 환원제를 균일하게 혼합시키는 자동차 머플러용 믹서에 있어서,
일측부 및 타측부의 외측 및 내측에 각각 반대방향으로 경사진 경사판부가 구비되는 제1 판부재와, 중간부가 상기 제1 판부재의 중간부와 직교 결합되고 일측부 및 타측부의 외측 및 내측에 각각 반대방향으로 경사진 경사판부가 구비되는 제2 판부재로 이루어지는 믹서부 2개가 45°로 전후배치되어 이루어지고,
상기 제1 판부재의 경사판부와 상기 제2 판부재의 경사판부는 배기가스의 배출방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러용 믹서.
제 1항에 있어서,
상기 믹서부 2개가 45°로 일정한 간격으로 이격된 상태로 전후배치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러용 믹서.
제 1항에 있어서,
상기 제1 판부재의 경사판부와 상기 제2 판부재의 경사판부는 20°~45°의 각도로 경사져 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러용 믹서.
제 1항에 있어서,
상기 제1 판부재와 상기 제2 판부재의 외측에 각각 위치하는 경사판부의 크기는 상기 제1 판부재와 상기 제4 판부재의 내측에 각각 위치하는 경사판부의 크기보다 상대적으로 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 머플러용 믹서.