KR20140023696A - Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine - Google Patents
Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140023696A KR20140023696A KR1020120089977A KR20120089977A KR20140023696A KR 20140023696 A KR20140023696 A KR 20140023696A KR 1020120089977 A KR1020120089977 A KR 1020120089977A KR 20120089977 A KR20120089977 A KR 20120089977A KR 20140023696 A KR20140023696 A KR 20140023696A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exhaust gas
- dpf
- urea
- chamber
- diesel engine
- Prior art date
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
-
- 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
-
- 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
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- 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
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
-
- 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
- F01N2250/00—Combinations of different methods of purification
- F01N2250/02—Combinations of different methods of purification filtering and catalytic conversion
-
- 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
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- 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
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
- F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관을 병렬식 배열로 구비하여 최소한의 공간에서 레이아웃이 가능하도록 하고, 우레아와의 믹싱 타임을 보다 연장되게 하므로서 믹싱 효율이 향상되도록 하는 동시에 DFP의 양단부 연결을 체해결이 용이한 링형의 클램핑에 의해 결속되게 하므로서 DPF의 클리닝을 손쉽게 할 수 있도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for a diesel engine, and more particularly, to provide a parallel arrangement of pipes to enable layout in a minimum space, and to increase mixing time with urea, thereby improving mixing efficiency. The present invention relates to an exhaust gas aftertreatment system of a diesel engine that facilitates the cleaning of the DPF by allowing the connection of both ends of the DFP to be improved by the ring clamping which is easy to resolve.
일반적으로 디젤엔진은 저연비이면서 우수한 신뢰성을 바탕으로 자동차, 선박, 일반산업용 등 산업 전반에서 사용 용도가 다양하고, 고출력 및 고부하 운전이 가능하여 수요가 계속 증가하고 있다. In general, diesel engines are used in various industries such as automobiles, ships, and general industrial industries with low fuel consumption and excellent reliability, and demand is continuously increasing due to high output and high load operation.
또한, 저연비 차량을 목표로 추진되고 있는 3L 자동차 프로그램(Car Program) 또는 슈퍼카 프로젝트(Super Car Project)에서 디젤엔진 채용이 기정 사실화되고 있어 디젤엔진 차량의 증가가 예상되고 있다. In addition, the adoption of diesel engines in the 3L Car Program or Super Car Project, which is being promoted for low fuel consumption vehicles, is being actualized, and the increase of diesel engine vehicles is expected.
그러나 선진 각국에서 이러한 디젤자동차가 총 대기오염의 40%를 차지할 정도로 대기오염의 주범으로 인식되고 있기도 하다.However, in developed countries, such diesel vehicles are considered to be the main cause of air pollution, accounting for 40% of total air pollution.
이에 대응하기 위하여 각국에서는 디젤엔진의 배기가스 규제를 강화시키고 있다. 이러한 디젤자동차의 대기오염은 주로 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)에 의해 발생한다. In order to cope with this, each country is strengthening the exhaust gas regulations of diesel engines. Air pollution of such diesel cars is mainly caused by nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM).
따라서, 디젤자동차 배기 규제의 주요한 대상물질은 질소산화물과 입자상 물질이며, 이의 대응기술로는 연료 분사시기 지연과 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation,EGR)에 의한 질소산화물 농도 저감과, 입자상 물질을 저감하기 위한 엔진의 연소 성능 개선 및 개량에 중점을 두고 개발되었다.Therefore, the main targets of diesel vehicle emission regulation are nitrogen oxides and particulate matters, and the countermeasures include the delay of fuel injection timing and the reduction of nitrogen oxide concentrations by exhaust gas recirculation (EGR) and particulate matters. It was developed with the focus on improving and improving the combustion performance of the engine to reduce it.
엔진의 배기 가스 중에 함유된 공해 물질인 디젤 입자상 물질(PM) 및 질소산화물(NOx) 등을 감소시키기 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), DPF((Diesel Particulate matter Filter) 및 SCR(Selective Catalyst Reduction) 등과 같은 배기가스 후처리 장치를 구비하고 있다.Diesel Oxidation Catalyst (DOC), Diesel Particulate Matter Filter (DPF), Selective Catalyst Reduction (SCR), etc. to reduce the particulate matter (PM) and nitrogen oxides (NOx), which are pollutants contained in the exhaust gas of the engine. The same exhaust gas aftertreatment device is provided.
이 중에서, SCR은 인젝터를 통해 배기 가스의 유동 방향으로 분사되는 환원제(우레아)가 배기 가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 가수분해되고, 배기 가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 환원시키는 것이다.Among them, in the SCR, the reducing agent (urea) injected in the flow direction of the exhaust gas through the injector is hydrolyzed to ammonia (NH 3) by the heat of the exhaust gas, and nitrogen oxide is nitrogen as a catalytic reaction between the nitrogen oxide in the exhaust gas and ammonia. It is to reduce with gas (N2) and water (H2O).
DOC, DPF 및 SCR을 채용한 배기가스 후처리 장치는 DOC와 DPF를 배기가스의 유동 방향으로 장착하고, DPF의 후단에는 SCR을 장착하며, DPF와 SCR 사이에는 환원제를 분사하기 위한 인젝터를 지닌 우레아 믹싱 챔버를 구비하고 있다.The exhaust gas aftertreatment device employing DOC, DPF and SCR is equipped with DOC and DPF in the direction of exhaust gas flow, SCR is mounted at the rear end of DPF, and urea with injector for injecting reducing agent between DPF and SCR. The mixing chamber is provided.
우레아 믹싱 챔버에서는 EM(emission) 기준 강화에 따라 인젝터를 통한 환원제의 분사압을 증대시켜 그 분사압 증대에 따른 환원제의 분사 속도를 증가시키도록 하고 있다.In the urea mixing chamber, the injection pressure of the reducing agent through the injector is increased according to the strengthening of the EM (emission) standard to increase the injection speed of the reducing agent according to the increase in the injection pressure.
하지만 이들 DOC와 DPF와 SCR을 연속해서 직렬로 연결하는데에는 자동차 하부에 충분한 설치 공간이 제공되어야만 하고, 우레아 믹싱 챔버에 분사된 환원제의 일부가 챔버 내부에서 고형물로 퇴적되면서 SCR의 촉매 활성화 및 질소산화물의 정화 효율을 악화시키는 치명적인 결과를 초래하기도 한다.However, in order to connect these DOCs, DPFs, and SCRs in series in series, sufficient installation space must be provided in the lower part of the vehicle, and some of the reducing agent injected into the urea mixing chamber is deposited as solids inside the chamber, thereby activating SCR catalysts and nitrogen oxides. It can also lead to fatal consequences, degrading the purification efficiency.
또한 종전의 DPF는 DOC와 우레아 믹싱 챔버에 복수의 스크류를 이용하여 플랜지 결합하는 조립 구조로 연결되도록 하고 있어 DPF의 내부를 클리닝하기 위해서는 체결 스크류를 모두 풀고 다시 체결해야 하는 수고가 따르고, 그만큼 요구되는 작업 시간이 길어지면서 클리닝 작업 주기를 지연시키게 되는 원인이 되고 있어 DPF를 통한 미립자 제거 효율이 저하되는 문제점도 갖고 있다.In addition, the conventional DPF is connected to the DOC and the urea mixing chamber in an assembly structure in which a plurality of screws are flanged, so that the cleaning of the inside of the DPF requires the unfastening and refastening of all the fastening screws. As the working time becomes longer, it causes the cleaning cycle to be delayed, so that the efficiency of removing particulates through the DPF is also reduced.
본 발명은 상기한 종래 기술의 폐단과 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 우레아를 믹싱하는 구간이 보다 연장되게 하므로서 믹싱 효율이 보다 향상되도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, the present invention is to provide an exhaust gas after-treatment system of a diesel engine to improve the mixing efficiency by making the mixing period of the urea more prolonged There is this.
또한 본 발명은 직렬로 연결되는 DOC와 DPF에 대해 SCR이 병렬로 연결되게 하므로서 레이아웃 공간을 최소화할 수 있도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an exhaust gas aftertreatment system of a diesel engine that minimizes layout space by allowing SCR to be connected in parallel to DOC and DPF connected in series.
특히 본 발명은 DPF의 링형상 플랜지로 이루어지는 양단부를 링형의 클램프로서 분리 및 결합이 용이하게 연결되게 하므로서 DPF의 보다 잦은 주기적 클리닝이 가능하도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In particular, the present invention provides an exhaust gas after-treatment system of a diesel engine that enables frequent periodic cleaning of the DPF by allowing both ends of the ring-shaped flange of the DPF to be easily connected and separated as a ring clamp. There is this.
이에 상기한 목적 달성을 위하여 본 발명의 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템은, DOC에 DPF를 직렬로 연결하면서 상기 DPF에는 SCR을 연결하는 구성에 있어서, 상기 DPF의 출구에서 입자상 물질을 제거한 배기가스를 직각의 방향으로 유동하도록 안내하는 배기유도 챔버와; 상기 배기유도 챔버의 입구와는 직각의 방향에 형성되는 출구에 일단이 결합되고, 일단으로부터 직각 절곡되도록 하여 타단이 상기 DPF와 평행한 방향으로 형성되며, 절곡부의 외측 주면에는 상기 DPF와 평행한 방향으로 형성되는 타단을 향해 우레아가 분사되도록 우레아 인젝터를 구비하는 엘보우 형상의 믹싱 챔버와; 상기 믹싱 챔버의 배기가스가 배출되는 출구측에 일단이 직렬로 연결되면서 일측에서 상호 직렬로 연결되는 상기 DOC와 DPF와는 병렬로 배열되는 우레아 믹싱 파이프와; 상기 우레아 믹싱 파이프의 출구측 타단에 하단부가 연결되도록 하면서 하부측으로 유입되는 배기가스를 상부로 유도되도록 하여 상기 우레아 믹싱 파이프와 병렬로 배열되도록 한 SCR에 상부가 연결되도록 하는 가이드 챔버의 결합으로 이루어지는 구성이 특징이다.The exhaust gas post-treatment system of the diesel engine of the present invention for achieving the above object, in the configuration for connecting the SPF to the DPF while connecting the DPF in series with the DOC, the exhaust gas from which the particulate matter is removed from the outlet of the DPF An exhaust induction chamber for guiding the flow in a direction perpendicular to the flow direction; One end is coupled to an outlet formed in a direction perpendicular to the inlet of the exhaust induction chamber, and the other end is formed in a direction parallel to the DPF so that the other end is bent at a right angle, and the outer main surface of the bent portion is parallel to the DPF. An elbow-shaped mixing chamber having a urea injector such that urea is injected toward the other end formed of the urea injector; A urea mixing pipe arranged in parallel with the DOC and the DPF connected in series with one end connected in series to an outlet side through which the exhaust gas of the mixing chamber is discharged; The lower chamber is connected to the other end of the outlet side of the urea mixing pipe, and the exhaust gas flowing into the lower side is led to the upper portion, and the upper chamber is connected to the SCR arranged in parallel with the urea mixing pipe. This is a feature.
상기의 구성에서 상기 DPF의 양단부는 각각 DOC와 배기유도 챔버의 서로 다른 외경의 링형 플랜지에 링형 클램프를 결합하여 연결되도록 하며, 상기 믹싱 챔버의 배기가스가 배출되는 출구측 단부에는 복수의 블레이드들이 다양한 각도로 형성된 믹서가 구비되도록 한다.In the above configuration, both ends of the DPF are connected to each other by coupling a ring clamp to ring flanges having different outer diameters of the DOC and the exhaust induction chamber, and a plurality of blades are provided at the outlet end of the mixing chamber through which the exhaust gas is discharged. The mixer is formed at an angle.
또한 본 발명에서 상기 우레아 인젝터는 상기 믹싱 챔버의 배기가스 배출 단부에 구비한 상기 믹서를 향해 우레아를 분사하도록 한다.In the present invention, the urea injector is to inject urea toward the mixer provided in the exhaust gas discharge end of the mixing chamber.
상기한 구성에 따른 배기가스 후처리 시스템을 통해 우레아 믹싱 효율이 보다 향상되게 하므로서 배기가스 정화효율을 향상시키게 됨은 물론 SCR을 DOC와 DPF에 대해 병렬로 설치되도록 하여 보다 좁은 공간에서도 설치가 가능하도록 하는 이점이 있다.Through the exhaust gas aftertreatment system according to the above configuration, the urea mixing efficiency is further improved, and the exhaust gas purification efficiency is improved, and the SCR can be installed in parallel with the DOC and the DPF to allow installation in a narrower space. There is an advantage.
또한 본 발명은 DPF를 연결하는 연결 부위를 링형 클램핑에 의해 연결되게 하므로서 체해결이 용이해지게 하여 DPF의 청소를 손쉽게 할 수 있도록 한다.In addition, the present invention is to facilitate the cleaning of the DPF to facilitate the solution by connecting the connection portion connecting the DPF by the ring-type clamping.
도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템의 연결 구조를 예시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 엘보우 형상의 믹싱 챔버에 적용되는 믹서의 결합 구성을 예시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 DPF의 관연결 수단인 오링형 클램프를 예시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 우레아 인젝터에 의한 우레아 분사 양태를 도시한 믹싱 챔버의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템에서의 가이드 챔버를 유동하는 배기가스의 흐름을 도시한 단면도.1 is a plan view illustrating a connection structure of an exhaust gas aftertreatment system of a diesel engine according to the present invention;
2 is a perspective view illustrating a coupling configuration of a mixer applied to an elbow-shaped mixing chamber according to the present invention;
3 is a perspective view illustrating an O-ring clamp as a pipe connecting means of the DPF according to the present invention;
4 is a cross-sectional view of the mixing chamber showing the urea injection mode by the urea injector according to the present invention;
Figure 5 is a cross-sectional view showing the flow of exhaust gas flowing through the guide chamber in the exhaust gas aftertreatment system according to the present invention.
이에 상기한 구성의 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.When described in more detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the exhaust gas aftertreatment system according to the present invention having the above configuration as follows.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템의 연결 구조를 예시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a connection structure of an exhaust gas aftertreatment system according to the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명은 크게 DOC(10)와 DPF(20)와 배기유도 챔버(30)와 믹싱 챔버(40)와 우레아 믹싱 파이프(50)와 가이드 챔버(60) 및 SCR(70)의 결합으로 이루어지는 구성이다.As shown in the present invention, the
상기의 구성에서 DOC(10)와 DPF(20)와 배기유도 챔버(30)와 SCR(70)은 종전의 배기가스 후처리 시스템에서도 구비되는 구성으로, 본 발명에서는 직렬로 연결되는 DOC(10)와 DPF(20)와 배기유도 챔버(30)에 대해 SCR(70)은 병렬식으로 배치되도록 하는 특징이 있다.In the above configuration, the
즉 본 발명에는 입자상 물질(PM) 중 탄화수소와 일산화탄소의 성분을 각각 촉매에 의한 산화반응으로 물과 이산화탄소로 변환시켜 주는 산화촉매인 DOC(10)와 매연 등의 입자상 물질(PM)을 필터로 걸러주는 입자상 물질 제거용 필터인 DPF(20)가 직렬로 연결 및 배열되도록 하고, DPF(20)의 후단에는 DPF(20)를 통해 입자상 물질이 제거되도록 한 배기가스의 유동 방향을 직각의 방향으로 전환되도록 하는 배기유도 챔버(30)가 직렬로 연결되도록 한다.That is, the present invention filters the particulate matter (PM) such as smoke and DOC (10), which is an oxidation catalyst that converts the components of hydrocarbon and carbon monoxide in the particulate matter (PM) into water and carbon dioxide by an oxidation reaction by a catalyst, respectively. The
배기유도 챔버(30)는 원통의 형상이면서 DPF(20)의 후단부와 연결되는 일측의 입구에 대하여 그에 직각의 방향인 외주면의 일측으로 출구를 형성되도록 하므로서 DPF(20)로부터 유입되는 배기가스가 방향을 직각 방향으로 전환되어 유동하도록 하는 구성이다.The
배기유도 챔버(30)의 입구와는 직각의 방향에서 배기유도 챔버(30)의 출구에 결합되는 구성이 엘보우 형상의 믹싱 챔버(40)이다.An elbow-
믹싱 챔버(40)는 일단이 배기유도 챔버(30)의 출구에 결합되면서 이 일단으로부터 직각 절곡되게 하여 타단이 형성되도록 하고, 이렇게 절곡되는 외측의 절곡면에는 우레아 인젝터(41)가 구비되도록 하며, 타단측 출구에는 도 2에서와 같은 믹서(42)가 구비되도록 하는 구성이다.The
이때 환원제인 우레아를 분사하도록 구비되는 우레아 인젝터(41)는 외측의 절곡면에서 믹싱 챔버(40)의 출구측으로 구비되는 믹서(42)를 향해 우레아가 분사되도록 분사노즐이 위치되도록 하며, 믹서(42)는 도 2에서와 같이 다양한 각도를 갖는 블레이드(42)들을 구비하면서 배기가스에 우레아가 원활하게 믹싱되도록 한다.At this time, the
믹싱 챔버(40)의 출구측으로는 우레아 믹싱 파이프(50)가 연결되도록 하며, 우레아 믹싱 파이프(50)는 믹싱 챔버(40)의 출구에 직렬로 연결되게 하므로서 결국 DOC(10)와 DPF(20)와는 병렬로 배열되는 형상으로 구비되도록 하는 구성이다.The
우레아 믹싱 파이프(50)는 믹싱 챔버(40)의 출구를 통해 배기가스와 우레아를 믹싱되도록 하면서 충분하게 믹싱될 수 있도록 일정 길이로 구비되는 믹싱 챔버의 기능을 하는 구성이다.The
한편 본 발명의 가이드 챔버(60)는 우레아 믹싱 파이프(50)와 SCR(60)간을 연결하는 구성으로서, 일단은 우레아 믹싱 파이프(50)의 출구에 연결되도록 하면서 타단은 배기가스 중에 포함된 질소산화물을 촉매를 이용하여 물과 질소로 환원시켜 주는 SCR(60)에 연결되도록 하되 이때의 SCR(60)은 우레아 믹싱 파이프(50)를 기준으로 DOC(10)와 DPF(20)와는 반대측에서 병렬로 배열되도록 하며, 따라서 가이드 챔버(60)는 우레아 믹싱 파이프(50)와 SCR(60)에 연결되는 양단부가 동일한 방향에 형성되도록 한다.Meanwhile, the
다만 가이드 챔버(60)에서 우레아 믹싱 파이프(50)와 연결되는 일단측 직경보다는 SCR(60)에 연결되는 타단측 직경이 SCR(60)의 외경에 동일한 크기로 확장 형성되는 구성으로 형성되도록 한다.However, the diameter of the other end connected to the
즉 가이드 챔버(60)의 SCR(60)에 연결되는 단부는 SCR(60)측으로 배기가스가 SCR(60)의 전면에 걸쳐 확산 유동하도록 우레아 믹싱 파이프(50)에 연결되는 단부로부터 점차 배기가스의 유동로 내경이 점차 커지도록 하면서 배기가스의 유동에 간섭없이 원활한 흐름이 되도록 한다.That is, the end connected to the
한편 상기의 구성에서 DOC(10)와 배기유도 챔버(30)에 연결되는 DPF(20)와의 연결 부위는 상호 연결단부간 내접 또는 외접되도록 상호 중첩되게 연결되도록 하는 링형 플랜지 연결로 이루어지도록 하면서 이 플랜지 연결 부위에는 외주면으로 도 3에서와 같은 링형상의 클램프(80)에 의해 압착 고정되면서 연결되도록 한다.Meanwhile, in the above configuration, the connection portion between the
이하 본 발명의 배기가스 후처리 시스템을 이용한 작용 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects using the exhaust gas aftertreatment system of the present invention will be described.
본 발명의 배기가스 후처리 시스템은 엔진으로부터 배기되는 배기가스를 DOC(10)로 유도하여 배기가스의 입자상 물질 중 고비점 탄화수소를 정화하도록 하고, 이어서 DPF(20)를 거치면서는 입자상 물질을 걸러주도록 한다.The exhaust gas aftertreatment system of the present invention guides the exhaust gas exhausted from the engine to the
이렇게 고비점 탄화수소와 입자상 물질을 필터링한 배기가스는 배기유도 챔버(30)의 일측으로 유입되어 외주면 일측을 통해서 유출되도록 하고, 배기유도 챔버(30)를 통해 유출되는 배기가스는 엘보우 형상의 믹싱 챔버(40)에 유입되며, 믹싱 챔버(40)를 통해 유동하는 배기가스를 향해 외주면측으로 구비한 우레아 인젝터(41)를 통해 우레아가 분사되도록 한다.The exhaust gas filtered through the high boiling point hydrocarbon and the particulate matter is introduced into one side of the
도 4는 본 발명에 따른 우레아 인젝터에 의한 우레아 분사 양태를 도시한 믹싱 챔버의 단면도로서, 도시한 바와 같이 믹싱 챔버(40)에서 우레아 인젝터(41)를 통해서는 믹싱 챔버(40)의 출구측에 구비되도록 한 믹서(42)를 향해 우레아가 분사되면서 배기가스와의 혼합이 균일하게 이루어질 수 있도록 한다.4 is a cross-sectional view of the mixing chamber showing the urea injection mode by the urea injector according to the present invention, and as shown in the mixing
또한 우레아가 상기 믹서(42)를 향해 분사되도록 하면 우레아가 믹서(42)를 향해 분사되고 배기가스가 유입되면 배기가스의 압력에 의해 분사노즐이 화살표 방향(상부방향)으로 살짝 들리게 되어 우레아가 믹서(42) 전반에 골고루 분사되면서 배기가스와의 혼합이 균일하게 이루어질 수 있다. 즉 분사노즐의 분사방향이 배기가스의 압력에 의해 이동되도록 구성하는 것도 가능하다.In addition, when the urea is injected toward the
우레아가 혼합된 배기가스는 우레아 믹싱 파이프(50)를 통과하면서 배기가스와 우레아의 혼합 효율을 더욱 향상시키게 되며, 우레아 믹싱 파이프(50)를 통과한 배기가스는 가이드 챔버(60)의 일측을 통해 유입된다.The urea-mixed exhaust gas passes through the
도 5는 본 발명에 따른 배기가스 후처리 시스템에서의 가이드 챔버를 유동하는 배기가스의 흐름을 도시한 단면도로서, 도시한 바와 같이 가이드 챔버(60)에서는 우레아 믹싱 파이프(50)와 연결되는 일단부로부터 SCR(70)에 연결되는 타단부측으로 일정 각도를 휘어 유동하도록 한다.5 is a cross-sectional view showing the flow of the exhaust gas flowing through the guide chamber in the exhaust gas aftertreatment system according to the present invention, one end portion connected to the
이를 위해 가이드 챔버(60)는 우레아 믹싱 파이프(50)측 단부와 대응되는 면이 보다 후방으로 연장 형성되도록 하면서 이 믹싱 파이프(50)측 입구와 동일한 방향으로 형성되는 출구측 주면은 SCR(70)의 직경에 대응하도록 점차 내경이 확장되면서 SCR(70)에 연결되도록 하는 구성이다.To this end, the
다시 말해 가이드 챔버(60)에서 믹싱 파이프(50)와 SCR(70)측 단부는 180°의 각도차를 갖도록 하므로서 배기가스가 이들 단부와 마주보는 내주면에 충돌하면서 유동 흐름에 거의 간섭을 받지 않도록 한다.In other words, the mixing
특히 가이드 챔버(60)의 배기가스가 충돌하는 면을 보다 외측으로 돌출되게 하면서 완만한 곡선형상으로 SCR(70)에 연결되지 않으면 결국 SCR(70)측에서는 배기가스가 한쪽으로 집중되어 통과하게 되므로 배기가스를 정화하는 성능과 함께 일측으로 배기가스가 집중되면서 결국 정화 효율이 저하되는 현상을 방지할 수가 있게 된다.Particularly, if the exhaust gas of the
한편 본 발명은 SCR(70)측으로 유도되는 배기가스의 유동 흐름을 최적화할 수가 있고, 유속의 균일도를 고르게 나타나게 할 수가 있으므로 정화성능을 보다 향상시키게 되는 효과가 있게 된다. On the other hand, the present invention can optimize the flow flow of the exhaust gas guided to the
10 : DOC 20 : DPF
30 : 배기유도 챔버 40 : 믹싱 챔버
41 : 우레아 인젝터 42 : 믹서
420 : 블레이드 50 : 우레아 믹싱 파이프
60 : 가이드 챔버 70 : SCR
80 : 클램프10: DOC 20: DPF
30: exhaust induction chamber 40: mixing chamber
41: urea injector 42: mixer
420: blade 50: urea mixing pipe
60: guide chamber 70: SCR
80: clamp
Claims (4)
상기 DPF(20)의 출구에서 입자상 물질을 제거한 배기가스를 직각의 방향으로 유동하도록 안내하는 배기유도 챔버(30)와;
상기 배기유도 챔버(30)의 입구와는 직각의 방향에 형성되는 출구에 일단이 결합되고, 일단으로부터 직각 절곡되도록 하여 타단이 상기 DPF(20)와 평행한 방향으로 형성되며, 절곡부의 외측 주면에는 상기 DPF(20)와 평행한 방향으로 형성되는 타단을 향해 우레아가 분사되도록 우레아 인젝터(41)를 구비하는 엘보우 형상의 믹싱 챔버(40)와;
상기 믹싱 챔버(40)의 배기가스가 배출되는 출구측에 일단이 직렬로 연결되면서 일측에서 상호 직렬로 연결되는 상기 DOC(10)와 DPF(20)와는 병렬로 배열되는 우레아 믹싱 파이프(50)와;
상기 우레아 믹싱 파이프(50)의 출구측 타단에 하단부가 연결되도록 하면서 하부측으로 유입되는 배기가스를 상부로 유도되도록 하여 상기 우레아 믹싱 파이프(50)와 병렬로 배열되도록 한 SCR(70)에 상부가 연결되도록 하는 가이드 챔버(60);의 결합으로 이루어지는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템.
As an exhaust gas aftertreatment system of a diesel engine that connects the DPF 20 to the DOC 10 in series and connects the SCR 70 to the DPF 20 to remove nitrogen oxides and particulate matter from the exhaust gas.
An exhaust induction chamber (30) for guiding the exhaust gas from which the particulate matter is removed at the outlet of the DPF (20) to flow in a right angle;
One end is coupled to the outlet formed in a direction perpendicular to the inlet of the exhaust induction chamber 30, and the other end is formed in a direction parallel to the DPF 20 by bending at a right angle from one end, the outer main surface of the bent portion An elbow-shaped mixing chamber 40 having a urea injector 41 so that urea is injected toward the other end formed in a direction parallel to the DPF 20;
The urea mixing pipe 50 is arranged in parallel with the DOC 10 and the DPF 20 which are connected in series with one end connected in series to the outlet side through which the exhaust gas of the mixing chamber 40 is discharged. ;
The upper part is connected to the SCR 70 which is arranged in parallel with the urea mixing pipe 50 by directing the exhaust gas flowing into the lower side while the lower end is connected to the other end of the outlet side of the urea mixing pipe 50. Exhaust gas aftertreatment system of a diesel engine consisting of a combination of a guide chamber (60).
상기 DPF(20)의 양단부는 상기 DOC(10)와 상기 배기유도 챔버(30)의 서로 다른 외경의 링형 플랜지에 링형 클램프(80)를 결합하여 연결되도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템.
The method according to claim 1,
Both ends of the DPF (20) exhaust gas post-treatment system of the diesel engine to be coupled to the ring clamp (80) to the ring-shaped flange of the outer diameter of the DOC (10) and the exhaust induction chamber (30).
상기 믹싱 챔버(40)의 배기가스가 배출되는 출구측 단부에는 복수의 블레이드(420)들이 다양한 각도로 형성된 믹서(42)가 구비되도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템.
The method according to claim 1,
Exhaust gas after-treatment system of the diesel engine to be provided with a mixer (42) having a plurality of blades (420) formed at various angles at the outlet side end of the exhaust chamber of the mixing chamber (40).
상기 우레아 인젝터(41)는 상기 믹싱 챔버(40)의 배기가스 배출 단부에 구비한 상기 믹서(42)를 향해 우레아를 분사하도록 하는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템.The method according to claim 3,
The urea injector (41) is an exhaust gas aftertreatment system for a diesel engine to inject urea toward the mixer (42) provided at the exhaust gas discharge end of the mixing chamber (40).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120089977A KR20140023696A (en) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120089977A KR20140023696A (en) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140023696A true KR20140023696A (en) | 2014-02-27 |
Family
ID=50269034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120089977A KR20140023696A (en) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20140023696A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105402007A (en) * | 2015-12-17 | 2016-03-16 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | Box type post processing assembly for diesel vehicle |
WO2017215461A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 天纳克(苏州)排放系统有限公司 | Exhaust aftertreatment apparatus |
CN108412593A (en) * | 2018-04-13 | 2018-08-17 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | A kind of parallel tube type post-processing structural assembly |
CN109072753A (en) * | 2016-02-19 | 2018-12-21 | 洋马株式会社 | Engine device |
CN109973185A (en) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 苏州国方汽车电子有限公司 | A kind of exhaust mixed structure for diesel engine vent gas post-processing |
CN112780391A (en) * | 2021-03-09 | 2021-05-11 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Mixer of U-shaped after-treatment system of diesel engine |
-
2012
- 2012-08-17 KR KR1020120089977A patent/KR20140023696A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105402007A (en) * | 2015-12-17 | 2016-03-16 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | Box type post processing assembly for diesel vehicle |
CN109072753A (en) * | 2016-02-19 | 2018-12-21 | 洋马株式会社 | Engine device |
CN109072753B (en) * | 2016-02-19 | 2021-01-29 | 洋马动力科技有限公司 | Engine device |
WO2017215461A1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 天纳克(苏州)排放系统有限公司 | Exhaust aftertreatment apparatus |
CN108412593A (en) * | 2018-04-13 | 2018-08-17 | 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 | A kind of parallel tube type post-processing structural assembly |
CN109973185A (en) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 苏州国方汽车电子有限公司 | A kind of exhaust mixed structure for diesel engine vent gas post-processing |
CN109973185B (en) * | 2019-03-20 | 2021-01-12 | 苏州国方汽车电子有限公司 | Exhaust mixing structure for diesel engine tail gas aftertreatment |
CN112780391A (en) * | 2021-03-09 | 2021-05-11 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Mixer of U-shaped after-treatment system of diesel engine |
CN112780391B (en) * | 2021-03-09 | 2024-03-26 | 广西玉柴机器股份有限公司 | U-shaped post-treatment system mixer of diesel engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5602495B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
KR101416478B1 (en) | Mixing module for post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine | |
US9528411B2 (en) | Emissions cleaning module | |
KR20140023696A (en) | Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine | |
US20130047583A1 (en) | Aftertreatment system | |
GB2512896A (en) | A mixer module and an emissions cleaning module | |
JP5567921B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP2018044528A (en) | Engine exhaust emission control device | |
KR20140023699A (en) | Post treatment exhaust contamination gas decreasing system in diesel engine | |
WO2017170108A1 (en) | Exhaust purification system | |
KR20120130603A (en) | Apparatus for mixing reducing agent of scr system | |
EP3489480B1 (en) | Scr mixer and scr device comprising same | |
KR100999614B1 (en) | Apparatus for reducing nitrogen oxide in exhaust pipe | |
KR101518959B1 (en) | Exhaust gas processing device | |
KR101427950B1 (en) | Mixer of selective catalyst reduction device for exhaust system | |
KR101628098B1 (en) | Exhaust gas purification system for vehicle | |
KR101283507B1 (en) | Apparatus for mixing reducing agent of scr system | |
US10603641B2 (en) | Diesel exhaust fluid mixing body using variable cross-section switchback arrangement | |
JP5567920B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
KR20080048769A (en) | Nox reduction apparatus of exhaust gas | |
JP7211174B2 (en) | Exhaust pipe structure and vehicle | |
CN219242024U (en) | Tail gas aftertreatment system and diesel engine | |
CN110770420A (en) | Exhaust gas purification system | |
JP2020041529A (en) | Exhaust gas emission control system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |