KR20120058543A - 복합형 배출 가스 후처리/공기 정화기 먼지 및 방출 유닛 - Google Patents

복합형 배출 가스 후처리/공기 정화기 먼지 및 방출 유닛 Download PDF

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Abstract

연소 수행부(14) 및 그 연소 수행부(14)의 공기 정화기(16)와 함께 사용되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛(10)이 제공된다. 이 유닛(10)은 기다란 하우징(30)과 먼지 방출기(60)를 포함하며, 상기 하우징은 배출 가스 후처리 장치(40)를 포함하고, 또한 배출 가스 유동(12)을 하우징(30)으로부터 반경방향으로 내보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유출부(34)를 가지며, 먼지 방출기는 배출 가스 유출부(34)에 위치되는 방출 유출부(62)를 포함한다. 배출 가스 유출부(34)와 방출 유출부(62)는 타원형 단면(68, 70)을 가지며, 방출 유출부의 단면(70)은 배출 가스 유출부(34)로부터 안쪽으로 이격되어 배출 가스 유동(12)을 위한 감소된 유동 영역(72)이 형성되고, 그리 하여 방출 유출부(62)를 지나는 배출 가스 유동(12)이 가속된다.

Description

복합형 배출 가스 후처리/공기 정화기 먼지 및 방출 유닛{COMBINED EXHAUST GAS AFTERTREATMENT/AIR CLEANER DUST AND EJECTOR UNIT}
본 발명은 연소 수행부와 함께 사용되는 배출 가스 후처리 시스템 및 공기 정화기 시스템에 관한 것으로, 특히, 디젤 연소 엔진과 같은 연소 엔진과 함께 사용되는 배출 가스 후처리 시스템 및 공기 정화기 시스템에 관한 것이다.
연소 엔진의 유입 공기 정화기에 먼지 방출기를 사용하는 것이 알려져 있으며, 또한 연소 엔진의 배기계를 통과하는 배출 가스 유동을 이용하여 먼지 방출기를 통과하는 공기를 흡인하는 것도 알려져 있다. 일예가 미국 특허 제 4,178,760에서 볼 수 있는데, 여기서는 내연 기관의 배기계에 연결된 제 1 유입부 및 내연 기관의 흡기 필터에 연결된 제 2 유입부를 갖는 먼지 방출기가 나타나 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 연소 수행부의 배출 가스 유동 및 그 연소 수행부의 공기 정화기와 함께 사용되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛이 제공된다. 이 유닛은 기다란 하우징과 먼지 방출기를 포함하며, 상기 하우징은 배출 가스 후처리 장치를 포함하고, 또한 연소 수행부에서 나온 배출 가스 유동을 받아 들이는 배출 가스 유입부 및 그 배출 가스 유동을 하우징으로부터 반경방향으로 내보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유출부를 가지며, 이 배출 가스 유출부는 서로 맞은 편에 있는 두개의 장변 및 이들 장변을 연결하면서 서로 맞은 편에 있는 두개의 단변으로 규정되는 단면을 가지며, 상기 먼지 방출기는 배출 가스 유출부에 위치되는 방출 유출부 및 이 방출 유출부로부터 상기 하우징의 외부로 연장되어 공기 정화기와 연결되는 방출 도관을 포함한다. 방출 유출부는 배출 가스 유출부의 두 장변으로부터 안쪽으로 이격 되어 서로 맞은 편에 있는 두개의 장변 및 방출 유출부의 장변을 연결하고 배출 가스 유출부의 단변으로부터 안쪽으로 이격되어 서로 맞은 편에 있는 두개의 단변으로 규정되는 단면을 갖는다.
일 특징에 따르면, 상기 후처리 장치는 머플러이다.
일 특징에 있어서, 상기 유출부 단면의 단변은 만곡된 변이다.
일 특징으로서, 상기 배출 가스 유출부 단면의 장변은 곧은 변이다.
일 특징에 따르면, 상기 방출 유출부 단면의 장변은 만곡된 변이다.
일 특징에 있어서, 상기 단면은 공통의 축선에 중심을 두고 있다.
일 특징으로서, 상기 방출 유출부는 유출부 단면의 장변에 평행한 방향으로 방출 도관으로부터 바깥쪽으로 벌어져 있다.
일 특징에 따르면, 상기 유닛은 배출 가스 유출부로부터 축방향으로 연장되어 있는 배출 가스 유출 도관을 더 포함한다.
일 특징으로서, 상기 하우징은 원통형 하우징이고, 방출 도관은 원통형 도관이다.
일 특징에 따르면, 상기 하우징은, 후처리 장치의 하류측에 위치되어 그 후처리 장치로부터 배출 가스 유동을 모으는 유출 플레넘을 포함하고, 배출 가스 유출부는 그 플레넘의 방사형 벽에 위치된다. 다른 특징에 있어서, 상기 방출 도관은 상기 플레넘을 통과한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 연소 수행부 및 그 연소 수행부의 공기 정화기와 함께 사용되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛이 제공된다. 상기 유닛은 기다란 하우징과 먼지 방출기를 포함하며, 상기 하우징은 배출 가스 후처리 장치를 포함하고, 또한 연소 수행부에서 나온 배출 가스 유동을 받아 들이는 배출 가스 유입부 및 배출 가스 유동을 하우징으로부터 반경방향으로 내보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유출부를 가지며, 상기 먼지 방출기는 배출 가스 유출부에 위치되는 방출 유출부 및 이 방출 유출부로부터 상기 하우징의 외부로 연장되어 공기 정화기와 연결되는 방출 도관을 포함한다. 배출 가스 유출부와 방출 유출부는 타원형 단면을 가지며, 방출 유출부의 단면은 배출 가스 유출부로부터 안쪽으로 이격되어 배출 가스 유동을 위한 감소된 유동 영역이 형성되고, 그리 하여 방출 유출부를 지나는 배출 가스 유동이 가속된다.
일 특징으로서, 상기 후처리 장치는 머플러이다.
일 특징에 따르면, 상기 하우징은 원통형 하우징이다.
일 특징에 있어서, 상기 방출 도관은 원통형 도관이다.
일 특징으로서, 상기 방출 유출부는 이 방출 유출부의 타원형 단면에 의해 규정되는 장축선을 따라 방출 도관으로부터 바깥쪽으로 벌어져 있다.
일 특징에 따르면, 상기 단면은 공통의 축선에 중심을 두고 있다.
일 특징에 있어서, 상기 유닛은 배출 가스 유출부로부터 축방향으로 연장되어 있는 배출 가스 유출 도관을 더 포함한다.
일 특징으로서, 상기 하우징은, 후처리 장치의 하류측에 위치되어 그 후처리 장치로부터 배출 가스 유동을 모으는 유출 플레넘을 포함하고, 배출 가스 유출부는 그 플레넘의 방사형 벽에 위치된다. 다른 특징에 있어서, 상기 방출 도관은 상기 플레넘을 통과한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 청구 범위와 도면을 포함한 전체 명세서를 통해 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 대상인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛을 포함하는 연소 수행부를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2 는 도 1 의 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛의 입면도이다.
도 3 은 도 2 의 선 3 - 3 을 따라 취한 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 선 4 - 4 을 따라 취한 좌측면도이다.
도 5 는 일반적으로 도 3 의 선 5 - 5 을 따라 취한 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛의 선택된 요소들을 아래쪽에서 본 확대 사시도이다.
도 6 은 도 5 의 선 6 - 6 을 따라 취한 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛의 선택된 요소들의 확대도이다.
도 7 은 도 5 에서 선택된 요소들의 확대 사시도이다.
도 8 은 도 2 - 7 의 방출기 구성 요소를 위쪽에서 본 사시도이다.
복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛(10)은 연소 수행부(14)의 배출 가스 유동(12) 및 연소 수행부(14)의 공기 정화기(16)와 함께 사용되도록 제공된다. 도시된 실시 형태에서, 연소 수행부(14)는 디젤 연소 엔진(18), 엔진(18)에서 나온 배출 가스 유동(12)을 처리하기 위한 후처리 시스템(20) 및 엔진(18)에 들어가는 유입 공기 유동(24)을 처리하기 위한 유입 공기 시스템(22)을 포함한다.
상기 배출 가스 후처리 시스템(20)은 머플러, 디젤 미립자 필터(DPF) 및/또는 선택적 촉매 환원 촉매(SCR) 또는 린(lean) NOx 트랩과 같은 NOx 환원 장치 및 높아진 온도의 배출물을 시스템(20)의 나머지 부분에 선택적으로 공급하는 버너를 포함하여 많은 후처리 요소들을 포함할 수 있다. 유사하게, 유입 공기 시스템(22)은 예컨대 공기 필터, 예열기, 슈퍼 과급기 또는 터보 과급기와 같은 많은 유입 공기 처리 요소들을 포함할 수 있다.
도 2 를 참조하면, 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛(10)은 길이방향 축선(31)을 따라 뻗어 있는 기다란 하우징(30)을 포함하는데, 이 하우징은 연소 엔진(18)으로부터 오는 배출 가스 유동(12)을 반경 방향으로 유닛(30) 안으로 보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유입부(32) 및 하우징(30)으로부터 반경 방향으로 배출 가스 유동(12)을 내보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유출부(34)를 갖는다. 도시되어 있는 일 바람직한 형태에서, 하우징(30)은 원통형이고, 유입부(32)로부터 축방향으로 연장되어 있는 원통형 유입 도관(36)과 유출부(34)로부터 축방향으로 연장되어 있는 원통형 유출 도관(38)을 갖는다.
도 3 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 상기 하우징(30)은 머플러(40)의 형태로 된 배출 가스 후처리 장치를 포함하며, 이 후처리 장치는 구멍 뚫린 원통형 배플 관(46)에 의해 서로 이격된 한쌍의 원반형 배플 플레이트(42, 44)를 포함한다. 도 4 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 상기 배플 플레이트(42)는 원주 방향으로 서로 이격된 일련의 원형 개구(48)를 포함하는데, 이들 원형 개구으로 인해 배출 가스 유동(12)의 일 부분이 배플관(46)을 둘러싸게 된다. 도 3 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 배플 플레이트(42)와 하우징(30)의 원반형 단부 캡(52) 사이에 유입 플레넘(50)이 형성되어 있고, 배플 플레이트(44)와 하우징(30)의 원반형 단부 캡(56) 사이에는 유출 플레넘(54)이 형성되어 있다. 유입 플레넘(50)은 배출 가스 유동(12)을 머플러(40)에 분배하는 역할을 하고, 유출 플레넘(50)은 머플러(40)에서 오는 배출 가스 유동(12)을 모으는 역할을 한다.
도 3 및 5 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 상기 유닛(10)은 먼지 방출기(60)를 더 포함하는데, 이 먼지 방출기는 배출 가스 유출부(34)에 배치된 방출 유출부(62) 및 방출 도관(64)을 가지며, 이 방출 도관은 방출 유출부(62)로부터 플레넘(54)을 통해 하우징(30)의 외부까지 연장되어 공기 정화기(16)와 연결된다 (도 2 에서 가장 잘 볼 수 있음). 도 6 에서 가장 볼 수 있듯이, 상기 배출 가스 유출부(34)와 방출 유출부(62)는 타원형 단면(68, 70)을 가지며, 방출 유출부의 단면(70)은 배출 가스 유출부의 단면(68)으로부터 안쪽으로 이격되어 있어 이들 단면(68, 70) 사이에는 감소된 유동 영역(72)이 형성되어 배출 가스 유동(12)이 방출 유출부(62)를 지날 때 가속된다. 배출 가스 유출부(34)의 단면(68)은, 서로 맞은 편에 있는 두개의 장변(74) 및 이들 장변(74)을 연결하면서 서로 맞은 편에 있는 두개의 단변(76)으로 규정된다. 유사하게, 도 6 ? 8 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 방출 유출부의 단면(70)은, 배출 가스 유출부(34)의 두 장변(74)으로부터 안쪽으로 이격되어 서로 맞은 편에 있는 두개의 장변(78) 및 이들 장변(78)을 연결하고 배출 가스 유출부(34)의 단변(76)으로부터 안쪽으로 이격되어 서로 맞은 편에 있는 두개의 단변(80)으로 규정된다. 도시되어 있는 바람직한 실시 형태에서, 상기 단변(74, 76)은 만곡되어 있고, 장변(74)은 곧게 되어 있으며 그리고 장변(78)은 만곡되어 있다. 바람직하게는, 상기 양 단면은 공통의 축선(82)에 중심을 두고 있으며, 그 축선(82)을 가로질러 통과하는 장축선(84)과 단축선(86)을 규정한다.
바람직하게는, 도 4 ? 8 에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 상기 방출 유출부(62)는 장축선(84)을 따라 방출 도관(64)으로부터 바깥쪽으로 벌어져 있다. 이러한 벌어짐이 먼지 방출 유출부(62)에서의 압력 강하를 줄여주는데 도움이 되는 것으로 생각된다.
작동시, 배출 가스 유동(12)은 머플러(40)를 통과하여 플레넘(54)에 모인 다음에 유출부(34)를 통과하게 되며, 이때 유출부(34, 62)의 타원형 단면(68, 70) 사이의 감소된 유동 영역(72)을 통과하면서 가속되는데, 그리 하여 방출 유출부(62) 주위에 벤튜리 효과가 발생되어 공기 정화기(16)로부터 공기와 먼지가 도관(64)을 통해 흡인된다. 방출된 공기와 먼지는 배출 가스 유동(12)과 함께 후처리 시스템(20)의 나머지 부분을 통과하게 된다.
여기서 도시한 바람직한 실시 형태는 머플러(40)와 관련하여 나타낸 것이지만, 상기 복합형 유닛(10)은 앞에서 언급한 특정의 어떤 예를 포함하여 다른 후처리 장치를 이용할 수 있음을 알아야 한다. 또한, 상기 하우징(30)은 원통형으로 나타나 있지만, 이 하우징(30)에 대해서는 다른 구성 처럼 다른 형상도 가능함을 알아야 한다. 또한, 머플러(40)에 대해 하나의 구성이 나타나 있지만, 다른 구성이 가능하며 또한 각 적용의 특별한 요건에 따라서는 그 다른 구성이 바람직할 수도 있음을 알아야 한다.

Claims (20)

  1. 연소 수행부의 배출 가스 유동 및 그 연소 수행부의 공기 정화기와 함께 사용되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛으로서,
    상기 유닛은 기다란 하우징과 먼지 방출기를 포함하며,
    상기 하우징은 배출 가스 후처리 장치를 포함하고, 또한 연소 수행부에서 나온 배출 가스 유동을 받아 들이는 배출 가스 유입부 및 그 배출 가스 유동을 하우징으로부터 반경방향으로 내보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유출부를 가지며, 이 배출 가스 유출부는 서로 맞은 편에 있는 두개의 장변 및 이들 장변을 연결하면서 서로 맞은 편에 있는 두개의 단변으로 규정되는 단면을 가지며,
    상기 먼지 방출기는 배출 가스 유출부에 위치되는 방출 유출부 및 이 방출 유출부로부터 상기 하우징의 외부로 연장되어 공기 정화기와 연결되는 방출 도관을 포함하며, 이 방출 유출부는 배출 가스 유출부의 두 장변으로부터 안쪽으로 이격 되어 서로 맞은 편에 있는 두개의 장변 및 방출 유출부의 장변을 연결하고 배출 가스 유출부의 단변으로부터 안쪽으로 이격되어 서로 맞은 편에 있는 두개의 단변으로 규정되는 단면을 갖는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 후처리 장치는 머플러인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출부 단면의 단변은 만곡된 변인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출 가스 유출부 단면의 장변은 곧은 변인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방출 유출부 단면의 장변은 만곡된 변인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단면은 공통의 축선에 중심을 두고 있는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방출 유출부는 유출부 단면의 장변에 평행한 방향으로 방출 도관으로부터 바깥쪽으로 벌어져 있는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    배출 가스 유출부로부터 축방향으로 연장되어 있는 배출 가스 유출 도관을 더 포함하는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 원통형 하우징이고, 방출 도관은 원통형 도관인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은, 후처리 장치의 하류측에 위치되어 그 후처리 장치로부터 배출 가스 유동을 모으는 유출 플레넘을 포함하고, 배출 가스 유출부는 그 플레넘의 방사형 벽에 위치되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 방출 도관은 상기 플레넘을 통과하는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  12. 연소 수행부의 배출 가스 유동 및 그 연소 수행부의 공기 정화기와 함께 사용되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛으로서,
    상기 유닛은 기다란 하우징과 먼지 방출기를 포함하며,
    상기 하우징은 배출 가스 후처리 장치를 포함하고, 또한 연소 수행부에서 나온 배출 가스 유동을 받아 들이는 배출 가스 유입부 및 배출 가스 유동을 하우징으로부터 반경방향으로 내보내기 위한 반경 방향 배출 가스 유출부를 가지며,
    상기 먼지 방출기는 배출 가스 유출부에 위치되는 방출 유출부 및 이 방출 유출부로부터 상기 하우징의 외부로 연장되어 공기 정화기와 연결되는 방출 도관을 포함하며,
    배출 가스 유출부와 방출 유출부는 타원형 단면을 가지며, 방출 유출부의 단면은 배출 가스 유출부로부터 안쪽으로 이격되어 배출 가스 유동을 위한 감소된 유동 영역이 형성되고, 그리 하여 방출 유출부를 지나는 배출 가스 유동이 가속되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 후처리 장치는 머플러인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 하우징은 원통형 하우징인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 방출 도관은 원통형 도관인 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 방출 유출부는 이 방출 유출부의 타원형 단면에 의해 규정되는 장축선을 따라 방출 도관으로부터 바깥쪽으로 벌어져 있는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 단면은 공통의 축선에 중심을 두고 있는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  18. 제 12 항에 있어서,
    배출 가스 유출부로부터 축방향으로 연장되어 있는 배출 가스 유출 도관을 더 포함하는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 하우징은, 후처리 장치의 하류측에 위치되어 그 후처리 장치로부터 배출 가스 유동을 모으는 유출 플레넘을 포함하고, 배출 가스 유출부는 그 플레넘의 방사형 벽에 위치되는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
  20. 제 20 항에 있어서,
    상기 방출 도관은 상기 플레넘을 통과하는 복합형 배출 가스 후처리/먼지 방출 유닛.
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