KR20130143146A - Flow-through metal fiber substrate structure for catalyst coating to purify the harmful emission gas and purification apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성(通流性) 금속섬유 담체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정화대상인 유해 배기가 담체 구조체 사이의 다양한 부분으로 유동할 수 있도록 마련되어 담체에 작용하는 배압상승의 방지 및 부피최소화가 가능하면서도 접촉면적 증가에 따른 정화 효능이 상승될 수 있는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체에 관한 것이다.The present invention relates to a gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for the purification of harmful exhaust gases, and more particularly, is provided to allow the harmful exhaust gas to be purified to flow to various parts between the carrier structures. The present invention relates to a gas-permeable metal fiber carrier for coating a catalyst for the purification of harmful exhaust gases, which can prevent the back pressure rise and minimize the volume while increasing the purification efficiency according to the increase of the contact area.
차량 등의 배기는 물과 이산화탄소 외에 입자상물질(PM), 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 등과 같은 물질로 이루어져 대기 중으로 배출되고 부유되어 환경오염을 유발할 뿐만 아니라, 시야를 좁게 하고, 폐질환등을 일으키는 원인이 되고 있다.Exhaust from vehicles is composed of particulate matter (PM), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), etc. in addition to water and carbon dioxide. It narrows and causes lung diseases.
이러한 유해 배기를 처리하기 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), SCR(Selective catalytic reduction), TWC(Three Way Catalyst) 또는 DPF(Diesel Particulate Filter) 등의 장치가 사용되고 있으며, 금속 또는 세라믹 등의 재질로 만들어지는 담체가 채용되고 있다.Devices such as Diesel Oxidation Catalyst (DOC), Selective Catalytic Reduction (SCR), Three Way Catalyst (TWC) or Diesel Particulate Filter (DPF) are used to treat these harmful exhausts. Carriers are employed.
여기서, 상기 담체는 가능한 한 높은 정화(저감)효율을 확보하기 위해 유해 배출가스와의 접촉면적이 넓어지도록 설계되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the carrier is designed so that the contact area with the noxious exhaust gas is widened in order to ensure the highest purification (lower) efficiency as possible.
그런데, 배출가스의 높은 정화효율을 확보하기 위해서는 접촉면적이 넓어지도록 마련되는 것이 바람직하지만, 담체(substrate) 부피의 증가와 셀(Cell) 밀도의 증가로 인해 배압이 높아지는 문제점이 발생될 수 있다. However, in order to secure high purification efficiency of the exhaust gas, it is preferable that the contact area be widened. However, the back pressure may increase due to an increase in the substrate volume and an increase in the cell density.
본 발명에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 다음과 같은 과제해결을 목적으로 한다.Gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to the present invention is derived to solve the above-mentioned problems, and aims to solve the following problems.
본 발명은 일 측면으로서, 배압 상승은 방지하면서 유해 배출가스와 담체의 접촉면적이 증가될 수 있는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체의 제공을 목적으로 한다.In one aspect, an object of the present invention is to provide a gas-permeable metal fiber carrier for coating a catalyst for the purification of harmful emissions, which can increase the contact area of the harmful emissions and the carrier while preventing back pressure rise.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 접촉면적 증가에 따라 정화 효능이 상승될 수 있는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체의 제공을 목적으로 한다.In addition, an aspect of the present invention is to provide a gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions, which may increase the purification efficiency with increasing contact area.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 접촉면적 증가에 의해 담체에 부가되는 촉매의 양이 상대적으로 감소될 수 있는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체의 제공을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a gas-permeable metal fiber carrier for coating a catalyst for the purification of harmful emissions, in which the amount of catalyst added to the carrier can be relatively reduced by increasing the contact area.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 유해 배출가스가 통과될 수 있는 복수의 개구가 형성되며, 길이방향으로 배열되는 제1담체부재 및 상기 제1담체부재의 상측 또는 하측에 적층되고, 다공질로 마련되어 요철이 형성되는 제2담체부재를 포함하며, 상기 제1담체부재와 상기 제2담체부재는 서로 적층된 상태에서 감겨져 나선형상을 이루도록 마련된다.Gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention is formed with a plurality of openings through which the harmful emissions can pass, the first carrier member and the longitudinally arranged It is laminated on the upper side or the lower side of the first carrier member, and includes a second carrier member that is porous and formed irregularities, wherein the first carrier member and the second carrier member are provided to be wound in a stacked state to form a spiral shape do.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체에서 상기 제1담체부재 또는 상기 제2담체부재는 와이어 메쉬(Wire Mesh) 또는 메탈 화이버(Metal Fiber)로 형성될 수 있다.The first carrier member or the second carrier member may be a wire mesh or a metal fiber in a gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention. It can be formed into).
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체에서 상기 제2담체부재의 요철은 물결무늬형상으로 형성될 수 있다.In addition, the unevenness of the second carrier member in the gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention may be formed in a wavy pattern.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 상기 제1담체부재의 개구 크기가 다공질로 형성된 상기 제2담체부재의 구멍보다 크게 형성될 수 있다.In addition, the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purifying harmful exhaust gas according to an embodiment of the present invention may be formed larger than the opening of the second carrier member having a porous size of the first carrier member. have.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 상기 제2담체부재가 상기 제1담체부재에 적층된 상태에서 돌려감겨져 원통형상을 형성할 수 있다.In addition, the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention may be wound while the second carrier member is stacked on the first carrier member to form a cylindrical shape. have.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체에서 원통형상의 측면을 통해 유입되는 유해 배출가스는 복수의 개구가 형성된 상기 제1담체부재와 다공질의 상기 제2담체부재 사이를 유동하도록 마련될 수 있다.In addition, the harmful exhaust gas introduced through the cylindrical side surface of the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purifying the harmful exhaust gas according to an embodiment of the present invention is porous with the first carrier member having a plurality of openings. It may be provided to flow between the second carrier member.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체에서 상기 제1담체부재 또는 상기 제2담체부재 중 적어도 하나에는 촉매가 부가될 수 있다.In addition, a catalyst may be added to at least one of the first carrier member and the second carrier member in the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체에서 상기 촉매는 백금(Pt, platinum), 팔라듐(Pd, Palladium), 로듐(Rh,rhodium), 알루미나(Al2O3, Alumina) 제올라이트(zeolite) 또는 바나듐(V, vanadium) 중 하나 이상을 포함하여 마련될 수 있다.In addition, the catalyst in the gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for the purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention is platinum (Pt, platinum), palladium (Pd, Palladium), rhodium (Rh, rhodium), Alumina (Al 2 O 3, Alumina) zeolite (zeolite) or vanadium (V, vanadium) may be provided including one or more.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 구비하는 내연기관 등의 유해 배출가스 정화 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체 및 유입구와 유출구가 형성되며, 상기 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 수용하는 배기부를 포함한다.On the other hand, the harmful exhaust gas purification apparatus, such as an internal combustion engine having a gas permeable metal fiber carrier for the catalyst coating for the purification of harmful exhaust gas according to an embodiment of the present invention purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention A gas permeable metal fiber carrier for the catalyst coating and an inlet and an outlet are formed for the catalyst coating, and an exhaust part for accommodating the gas permeable metal fiber carrier for the catalyst coating for purification of the harmful exhaust gas.
본 발명의 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 다음과 같은 효과 중 적어도 일부를 가진다.Gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention has at least some of the following effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 배압 상승은 방지하면서 유해 배출가스와 담체의 접촉면적이 증가하도록 마련되는 것을 통해 담체 부피를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for the purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention can minimize the carrier volume by providing a contact area between the harmful emissions and the carrier while preventing back pressure rise. It has an effect.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 유해 배출가스와 담체의 접촉면적이 증가에 따라 정화 효능이 상대적으로 상승되는 효과가 있다.In addition, the gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention has an effect of relatively increasing the purification efficiency as the contact area of the hazardous emissions and the carrier increases.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체는 접촉면적 증가와 초기 정화효율 상승에 의해 담체에 부가되는 촉매의 양이 상대적으로 감소되는 효과가 있다.In addition, the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purifying harmful exhaust gas according to an embodiment of the present invention has an effect of relatively reducing the amount of catalyst added to the carrier by increasing the contact area and the initial purification efficiency. have.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체의 사시도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체 중 제1담체부재와 제2담체부재가 배치된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 통해 유해 배출가스가 유동하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체와 종래 담체에서 유해 배출가스의 유동에 따른 온도분포 결과를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치를 도시한 도면이다.
도 6(a) 내지 도 6(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체 중 제2담체부재에서 메탈 화이버의 단위 면적당 중량을 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention.
2 (a) and 2 (b) is a state in which the first carrier member and the second carrier member of the gas permeable metal fiber carrier for the catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention is disposed Figure is shown.
3 is a view illustrating a process of flowing harmful emissions through the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a temperature distribution result according to a flow of a harmful exhaust gas in a conventional gas-transparent metal fiber carrier for catalyst coating and a conventional carrier for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a harmful exhaust gas purification apparatus having a gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 (a) to Figure 6 (c) shows the weight per unit area of the metal fiber in the second carrier member of the gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention Drawing.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다", "구비한다", "갖다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an," "an," "include," "include," and the like are to be construed as including plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Means the presence of, or a combination of, one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, And the like.
이하, 도면을 참조하면서 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail with respect to the gas-permeable
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)는 유해 배출가스가 통과될 수 있는 복수의 개구(111)가 형성되며, 길이방향으로 배열되는 제1담체부재(110)를 포함한다.1 and 2, the gas-permeable
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)는 상기 제1담체부재(110)의 상측 또는 하측에 적층되고, 다공질(121)로 마련되어 요철(122)이 형성되는 제2담체부재(120)를 포함한다.In addition, the gas-permeable
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)는 상기 제1담체부재와 상기 제2담체부재가 서로 적층된 상태에서 감겨져 나선형상을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas-permeable
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)는 유해 배출가스가 방출되는 다양한 장치, 즉, 각종의 내연기관 등으로부터 발생되어 방출되는 유해 배출가스의 정화 장치에 사용될 수 있으며, 상기 내연기관이 사용되는 차량, 건설기계, 발전기, 선박, 기차, 모터사이클의 디젤엔진 또는 가솔린 엔진 등에 적용될 수 있다.On the other hand, the gas permeable metal fiber carrier for
그리고, 본 발명의 명세서에서 사용되는 길이방향은, X-Y 평면을 기준으로 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)에서 유해 배출가스가 투과되는 방향에 수직인 방향을 의미한다.
In addition, the longitudinal direction used in the specification of the present invention is harmful in the gas permeable
이하, 각 구성별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
도 2를 참조하면, 제1담체부재(110)는 유해 배출가스가 통과될 수 있는 복수의 개구(111)가 형성되며, 길이방향으로 배열되도록 마련된다.Referring to FIG. 2, the
여기서, 상기 제1담체부재(110)는 와이어 메쉬(Wire Mesh) 또는 메탈 화이버(Metal Fiber)로 형성될 수 있다.Here, the
도 2를 참조하면, 제2담체부재(120)는 상기 제1담체부재(110)의 상측 또는 하측에 적층되고, 다공질(121)로 마련되어 요철(122)이 형성되며, 상기 제1담체부재(110)에 적층된 상태에서, 일측으로부터 감겨지도록 마련된다.Referring to FIG. 2, the
즉, 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 도 2에 도시된 바와 같이 배치된 상태에서, 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 맞닿도록 적층되며, 이 후, 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 맞닿은 상태에서 일측으로부터 돌려서 감으면, 도 1에 도시된 바와 같은 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 나선형으로 감긴 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)가 형성될 수 있다.That is, in a state where the
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)를 지지하기 위해 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 나선형으로 감긴 외각 부분에는 지지부(130)가 설치될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 지지부(130)는 단면이 원형으로 형성될 수 있으며, 금속재질로 마련될 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 제2담체부재(120)가 상기 제1담체부재(110)에 적층되는 경우, 상기 제2담체부재(120)에는 요철(122)이 형성되어 있으므로, 적층된 상기 제2담체부재(120)의 요철(122)과 상기 제1담체부재(110) 사이에는 공간이 형성될 수 있다.Here, when the
그리고, 정화 대상인 유해 배출가스가 상기 제2담체부재(120)의 요철(122)과 상기 제1담체부재(110) 사이에 형성된 공간을 통해 유동가능하도록 마련된다(도 3 참조).Then, the harmful exhaust gas to be purified is provided to be flowable through the space formed between the
또한, 상기 제2담체부재(120)는 유해 배출가스가 통과될 수 있도록 다공질(121)구조로 마련될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 바와 같이, 정화 대상인 유해 배출가스가 상기 제2담체부재(120)와 상기 제1담체부재(110) 사이를 유동할 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 제2담체부재(120)는 와이어 메쉬(Wire Mesh) 또는 메탈 화이버(Metal Fiber)로 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 제1담체부재(110)의 경우, 와이어 메쉬(Wire Mesh)로 형성되고, 상기 제2담체부재(120)는 메탈 화이버(Metal Fiber)로 형성될 수 있다.Here, the
한편, 상기 제2담체부재(120)에는 요철(122)이 형성되어 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2담체부재(120)의 요철(122)은 물결무늬형상으로 형성될 수 있다.On the other hand, the
그리고, 상기 제1담체부재(110)의 개구(111) 크기가 다공질(121)로 형성된 상기 제2담체부재(120)의 구멍보다 크게 형성되도록 마련될 수 있다.The
도 2를 참조하면, 상기 제1담체부재(110)가 길이방향으로 배치되고, 상기 제1담체부재(110)의 상측 또는 하측에 상기 제2담체부재(120)가 적층된다.Referring to FIG. 2, the
여기서, 상기 제2담체부재(120)가 상기 제1담체부재(110)에 적층된 상태로 일측에서 돌려감으면 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형상의 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)가 형성될 수 있다.Here, when the
도 3을 참조하면, 원통형상의 측면을 통해 유입되는 유해 배출가스는 복수의 개구(111)가 형성된 상기 제1담체부재(110)와 다공질(121)의 상기 제2담체부재(120) 사이를 유동하도록 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3, the harmful exhaust gas flowing through the cylindrical side surface flows between the
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형상의 측면 중 제2담체부재(120)의 요철(122)을 통해 유입되는 유해 배출가스는 상기 제2담체부재(120)와 접촉하면서 걸러지고, 상기 제2담체부재(120)에 맞닿아 있는 제1담체부재(110)의 개구(111)를 통해 상측 또는 하측으로 이동할 수 있으며(도 3 화살표 참조), 또한, 유해 배출가스는 요철(122)이 형성된 다른 제2담체부재(120)와 접촉할 수 있게 된다.Here, as shown in Figure 3, the harmful exhaust gas flowing through the uneven 122 of the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)는 벽면을 통해 유동하는 특성을 가지며, 이를 통해 접촉면적이 증가될 수 있다.That is, the gas-permeable
종래 담체(P)의 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 중 제1담체부재(110)에 대응되는 구성이 개구(111)가 형성되지 않은 평판부재로 마련되므로, 정화대상인 유해 배출가스는 상기 평판부재를 통과하지 못하고 제2담체부재(120)에 대응되는 요철부재의 요철을 통해 직선방향으로만 유동하게 되므로, 상대적으로 접촉면적이 좁아지게 되었다.In the case of the conventional carrier (P), the opening corresponding to the
이러한 접촉면적이 좁아지는 문제를 해결하기 위해 요철부재의 다공질(121) 구멍을 좁히게 되면, 셀의(Cell) 밀도가 증가하여 배기저항에 의한 배압이 상승하는 문제가 발생한다.In order to solve the problem of narrowing the contact area, when the pores of the porous 121 of the uneven member are narrowed, the cell density increases and the back pressure due to the exhaust resistance increases.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)는 상기 제1담체부재(110)에 복수의 개구(111)가 형성되어 있으므로, 정화대상인 유해 배출가스는 상기 제2담체부재(120)에 형성된 요철(122)을 통해 유해 배출가스가 이동하는 방향으로의 직선상의 이동뿐만 아니라 상기 제1담체부재(110)에 형성된 복수의 개구(111)를 통해 상측 또는 하측 방향으로 이동, 즉, 벽면을 통해 유동 가능하게 된다.However, since the gas-permeable
이로 인해, 최초 유입된 부분의 제2담체부재(120)뿐만 아니라 상측과 하측에 형성된 제2담체부재(120)에도 접촉가능하게 되어 종래 담체에 비해 유해 배출가스가 담체와 접촉하는 반응이 상대적으로 증가하게 된다.As a result, the
즉, 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 적층되어 돌려감져진 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)의 측면을 통해 유입되는 유해 배출가스는 최초 유입된 제2담체부재(120)의 요철(122)부분 뿐만 아니라 상측과 하측을 넘나들면서 벽면을 통해 유동하므로 상기 제2담체부재(120)의 다양한 부분에 접촉이 가능해진다.In other words, the
이로부터, 상기 제2담체부재(120)와 제1담체부재(110)에 의해 형성되는 구멍(Cell)을 증가시키지 않아도 접촉면적의 증가가 충분히 가능해지므로, 배압 상승은 방지하면서 유해 배출가스와 담체의 접촉면적 증가에 의해 정화 효능이 상대적으로 상승되는 효과가 인정될 수 있다.From this, since the contact area can be sufficiently increased without increasing the holes formed by the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)(도 4(a) 참조)와 종래 담체(도 4(b) 참조)에서 유해 배출가스 유동에 따른 온도분포 결과를 도시한 도면이다.4 is harmful from the gas-permeable metal fiber carrier 100 (see FIG. 4 (a)) and the conventional carrier (see FIG. 4 (b)) for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention. A diagram illustrating a temperature distribution result according to exhaust gas flow.
즉, 담체 중심부의 일측을 통해 400℃로 가열된 유해 배출가스를 인입시킨 후, 반대편에서 열화상카메라를 통해 촬상된 담체 전체의 온도분포를 도시하였다.That is, after introducing the harmful exhaust gas heated to 400 ℃ through one side of the center of the carrier, the temperature distribution of the entire carrier imaged by the thermal imaging camera on the opposite side is shown.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)(도 4(a) 참조)의 경우, 담체의 중심부에 가열된 유해 배출가스를 분사하더라도 가열된 유해 배출가스가 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120) 사이를 통해 이동하여 담체 전체에 대해서 고르게 유동되므로, 담체 단면 전체에서 온도가 고르게 분포되는 결과를 보여준다.Referring to FIG. 4, in the case of the gas-permeable metal fiber carrier 100 (see FIG. 4 (a)) for catalyst coating for purification of harmful emissions according to an embodiment of the present invention, the harmful substances heated in the center of the carrier Even when the exhaust gas is injected, the heated harmful exhaust gas moves between the
하지만, 전술한 바와 같이, 제1담체부재(110)에 대응되는 구성이 개구(111)가 형성되지 않은 평판부재로 마련되는 종래 담체(P)의 경우, 담체의 중심부에 가열된 유해 배출가스를 분사하게 되면, 담체 중심부에 형성된 통로를 통해서만 가열된 유해 배출가스가 이동하므로, 담체 중심부는 상대적으로 높은 온도 분포임에 비해 담체 외곽측은 상대적으로 낮은 온도 분포가 형성된다(도 4(b) 참조).However, as described above, in the case of the conventional carrier P having a configuration corresponding to the
즉, 도 4의 실험 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)는 유해 배출가스가 상측 또는 하측의 다양한 부분으로 유동하므로, 종래의 담체에 비해 유해 배출가스가 담체에 접촉하는 면적이 상대적으로 증가되는 것을 알 수 있다.That is, as a result of the experiment of FIG. 4, since the gas-permeable metal fiber carrier for
한편, 상기 제1담체부재(110) 또는 상기 제2담체부재(120) 중 적어도 하나에는 촉매가 부가될 수 있다.Meanwhile, a catalyst may be added to at least one of the
즉, 상기 제1담체부재(110) 또는 상기 제2담체부재(120) 중 적어도 하나에 촉매가 코팅되어 있어 상기 제1담체부재(110) 또는 상기 제2담체부재(120)를 통과하는 유해 배출가스 중 유해한 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등을 인체에 무해한 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 질소(N2) 등으로 산화, 환원시키도록 마련될 수 있다.That is, at least one of the
여기서, 촉매에 유해 배출가스를 적극적으로 접촉시키기 위해서는 촉매가 코팅되는 상기 제1담체부재(110) 또는 상기 제2담체부재(120)의 표면적을 증가시키는 방식을 고려할 수 있다.Here, in order to actively contact the harmful exhaust gas with the catalyst, a method of increasing the surface area of the
즉, 상기 제1담체부재(110) 또는 상기 제2담체부재(120)의 표면적이 증가되면 촉매의 코팅면적도 이에 대응되어 증가되며, 유해 배출가스의 접촉면적 또한 증가하므로 유해 배출가스 정화율이 증가될 수 있다.That is, when the surface area of the
본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)에서 상기 제2담체부재(120)의 경우, 메쉬의 일측에 메탈 화이버를 배치할 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 메쉬에 배치되는 메탈 화이버의 양을 조절하여 표면적을 조절할 수 있다.In the case of the
즉, 도 6(a)에서와 같이, 단위 면적당 중량이 150()인 경우, 제2담체부재(120)는 대략 174()의 평균공극크기(Mean Pore Size)를 가지게 되고, 도 6(b)에서와 같이, 단위 면적당 중량이 250()인 경우, 제2담체부재(120)는 대략 151()의 평균공극크기를 가지며, 도 6(c)에서와 같이, 단위 면적당 중량이 350()인 경우, 제2담체부재(120)는 대략 136()의 평균공극크기를 가진다.That is, as shown in Fig. 6 (a), the weight per unit area is 150 ( ), The
여기서, 단위 면적당 메탈 화이버의 중량이 증가할수록 평균공극크기는 감소하므로, 유해 배출가스가 메탈 화이버에 접촉하는 면적이 증가하게 된다.Here, since the average pore size decreases as the weight of the metal fiber per unit area increases, the area where the harmful exhaust gas contacts the metal fiber increases.
또한, 단위 면적당 메탈 화이버의 중량이 감소할수록 평균공극크기는 증가하므로, 유해 배출가스가 메탈 화이버에 접촉하는 면적이 감소하게 된다.In addition, since the average pore size increases as the weight of the metal fiber per unit area decreases, the area where the harmful exhaust gas contacts the metal fiber decreases.
즉, 메탈 화이버 중량 또는 메탈 화이버의 층(layer)의 조절을 통해 유해 배출가스 정화 정도를 조절할 수 있게 된다.That is, it is possible to control the degree of purification of harmful emissions through the control of the metal fiber weight or the layer of the metal fiber.
여기서, 상기 촉매는 백금(Pt, platinum), 팔라듐(Pd, Palladium), 로듐(Rh,rhodium), 알루미나(Al2O3, Alumina) 제올라이트(zeolite) 또는 바나듐(V, vanadium) 중 하나 이상을 포함하여 마련될 수 있다.The catalyst may include one or more of platinum (Pt, platinum), palladium (Pd, Palladium), rhodium (Rh, rhodium), alumina (Al2O3, Alumina) zeolite or vanadium (V, vanadium). Can be.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)는 유해 배출가스가 담체에 접촉되는 면적이 상대적으로 증가하므로 담체에 부가되는 촉매의 양이 상대적으로 감소되는 효과가 있다.In addition, the gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purifying harmful exhaust gas according to an embodiment of the present invention has an amount of catalyst added to the carrier because the area in which the hazardous exhaust gas contacts the carrier is relatively increased. This has a relatively reduced effect.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100) 및 이를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)는 유해 배출가스를 처리하기 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), SCR(Selective catalytic reduction), TWC(Three Way Catalyst) 또는 DPF(Diesel Particulate Filter)로 사용될 수 있다.On the other hand, gas permeable
특히, TWC(Three Way Catalyst)의 경우, 촉매 반응에 의해 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)을 저감할 수 있으며, 또한, SCR(Selective catalytic reduction)의 경우, 질소산화물(NOx)을 저감할 수 있게 된다.
In particular, in the case of TWC (Three Way Catalyst), it is possible to reduce carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxides (NOx) by the catalytic reaction, and in the case of SCR (Selective catalytic reduction), NOx) can be reduced.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)에 대한 실시예의 작용 및 효과를 살펴본다.Hereinafter, the operation and effects of the embodiment of the harmful exhaust
우선, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)를 구비하는 유해 배출가스 정화 장치(300)에 있어서, 각종 차량 등의 배기부(200)가 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)에 연결되며, 상기 배기부(200)를 통해 유출되는 유해 배출가스가 상기 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)에 유입된다.First, referring to FIG. 5, in the harmful exhaust
다음, 상기 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)는 복수의 개구(111)가 형성된 제1담체부재(110)가 길이방향으로 배열되고, 다공질(121)로 마련되어 요철(122)이 형성된 제2담체부재(120)가 상기 제1담체부재(110)의 상측 또는 하측에 적층되며, 상기 제1담체부재(110)와 상기 제2담체부재(120)가 적층된 상태에서, 일측으로부터 돌려감겨져 원통형상의 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)를 형성할 수 있다.Next, the gas-permeable metal fiber carrier for
다음, 원통형상의 측면을 통해 유입되는 유해 배출가스는 복수의 개구(111)가 형성된 상기 제1담체부재(110)와 다공질(121)의 상기 제2담체부재(120) 사이를 유동하므로, 유해 배출가스는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)의 다양한 부분과 접촉하게 되며, 이를 통해 배압 상승은 방지하면서 유해 배출가스와 담체의 접촉면적이 증가될 수 있다.Next, the harmful exhaust gas flowing through the cylindrical side surface flows between the
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체(100)를 구비하는 유해 배출가스 정화장치(300)는 유해 배출가스와 담체의 접촉면적 증가를 통해 유해 배출가스 정화 효능을 상승시킬 수 있다.
In addition, the noxious exhaust
본 발명의 명세서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It is to be understood that within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention, the description of the present invention, the present embodiment, and the drawings attached hereto are only a part of the technical idea included in the present invention, The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention.
100 : 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체
110 : 제1담체부재 111 : 개구
120 : 제2담체부재 121 : 다공질
122 : 요철 130 : 지지부
200 : 배기부
300 : 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 구비하는 정화 장치100: gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions
110: first carrier member 111: opening
120: second carrier member 121: porous
122: unevenness 130: support portion
200:
300: Purifying device having a gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions
Claims (9)
상기 제1담체부재의 상측 또는 하측에 적층되고, 다공질로 마련되어 요철이 형성되는 제2담체부재;를 포함하며,
상기 제1담체부재와 상기 제2담체부재는 서로 적층된 상태에서 감겨져 나선형상을 이루는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.A first carrier member having a plurality of openings through which harmful exhaust gas can pass, and arranged in a longitudinal direction; And
And a second carrier member stacked on an upper side or a lower side of the first carrier member and provided in a porous manner to form irregularities.
And the first carrier member and the second carrier member are wound in a stacked state to form a spiral shape.
상기 제1담체부재 또는 상기 제2담체부재는 와이어 메쉬(Wire Mesh) 또는 메탈 화이버(Metal Fiber)로 형성되는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 1,
The first carrier member or the second carrier member is a gas-permeable metal fiber carrier for coating the catalyst for the purification of harmful emissions, characterized in that formed of a wire mesh (Wire Mesh) or metal fiber (Metal Fiber).
상기 제2담체부재의 요철은 물결무늬형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 1,
The gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful exhaust gases, characterized in that the irregularities of the second carrier member are formed in a wavy pattern.
상기 제1담체부재의 개구 크기가 다공질로 형성된 상기 제2담체부재의 구멍보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 1,
The gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for the purification of harmful exhaust gases, characterized in that the opening size of the first carrier member is formed larger than the hole of the second carrier member formed porous.
상기 제2담체부재가 상기 제1담체부재에 적층된 상태에서 돌려감겨져 원통형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 1,
The gas-permeable metal fiber carrier for coating a catalyst for the purification of noxious exhaust gases, characterized in that the second carrier member is wound in a state of being laminated on the first carrier member to form a cylindrical shape.
원통형상의 측면을 통해 유입되는 유해 배출가스는 복수의 개구가 형성된 상기 제1담체부재와 다공질의 상기 제2담체부재 사이를 유동하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 5,
The harmful exhaust gas introduced through the cylindrical side surface is provided to flow between the first carrier member having a plurality of openings and the porous second carrier member. Ryu metal fiber carrier.
상기 제1담체부재 또는 상기 제2담체부재 중 적어도 하나에는 촉매가 부가되는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 1,
At least one of the first carrier member or the second carrier member is a gas permeable metal fiber carrier for coating the catalyst for the purification of harmful emissions, characterized in that the catalyst is added.
상기 촉매는 백금(Pt, platinum), 팔라듐(Pd, Palladium), 로듐(Rh,rhodium), 알루미나(Al2O3, Alumina) 제올라이트(zeolite) 또는 바나듐(V, vanadium) 중 하나 이상을 포함하여 마련되는 것을 특징으로 하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체.The method of claim 7, wherein
The catalyst may include one or more of platinum (Pt, platinum), palladium (Pd, Palladium), rhodium (Rh, rhodium), alumina (Al2O3, Alumina) zeolite or vanadium (V, vanadium). Gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions.
유입구와 유출구가 형성되며, 상기 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 수용하는 배기부;
를 포함하는 유해 배출가스 정화를 위한 촉매 코팅용 기체 통류성 금속섬유 담체를 구비하는 정화 장치.A gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purifying the noxious exhaust gas according to any one of claims 1 to 8; And
An inlet and an outlet are formed, and an exhaust part for receiving a gas-permeable metal fiber carrier for catalyst coating for the purification of the harmful exhaust gas;
Purification device comprising a gas permeable metal fiber carrier for catalyst coating for purification of harmful emissions comprising a.
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