KR20180055365A - Exhaust Gas filter regeneration system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an exhaust filtration regeneration system including a burner which uses electric discharge as an ignition source, and more specifically, to the exhaust filtration regeneration system which is excellent in combustion efficiency even under high-speed and low-oxygen conditions and is low in cost. The exhaust filtration generation system according to one embodiment of the present invention comprises: a burner combustor; a first catalytic combustor; and an exhaust filter. The present invention heats the exhaust through the first catalytic combustor to the regeneration temperature of the exhaust filter.

Description

매연 여과 재생 시스템{Exhaust Gas filter regeneration system}Exhaust gas filter regeneration system

본 발명은 전기 방전을 착화 원으로 사용하는 버너를 포함하는 매연 여과 재생 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고유속, 저산소 조건에서도 연소 효율이 우수하고, 가격이 저렴한 매연 여과 재생 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a soot filtration regeneration system including a burner using an electric discharge as an ignition source, and more particularly, to a soot filtration regeneration system which is excellent in combustion efficiency even under high-speed and low-oxygen conditions and is low in cost.

화석 연료를 에너지원으로 하는 내연기관 일예로 디젤엔진은 엔진 내부로 분사된 연료가 연소되는 과정에서 매연이 발생한다. 디젤엔진으로부터 발생되는 매연은 인체에 유해하기 때문에 세계 각국에서는 배출량을 규제하고 있으며 이에 따라 최근의 자동차에는 매연여과필터 기술이 적용되고 있다.In an internal combustion engine using fossil fuel as an energy source, a diesel engine generates soot in the course of combustion of the fuel injected into the engine. Diesel emissions from the diesel engine are harmful to the human body, so emissions are regulated around the world, and therefore, soot filter technology has been applied to recent automobiles.

상기 매연은 크기가 작은 유해 미립자로 구성되어 인체에 해로우며, 상기 디젤자동차에 의한 유해 미립자가 총 대기오염의 40%를 차지한다는 보고가 있다. 이에 따라, 여러 나라들은 배기가스의 배출을 규제하고 있으며 이를 만족하기 위해 배기통로에 삽입되어 매연을 저감시키는 매연여과장치가 사용되고 있다.It has been reported that the soot is composed of harmful particulates having a small size and is harmful to human body, and that the harmful particulate matter by the diesel vehicle accounts for 40% of total air pollution. Accordingly, various countries regulate the discharge of exhaust gas, and in order to satisfy such requirements, a soot filter apparatus is used which is inserted into an exhaust passage to reduce soot.

매연여과필터에 매연이 일정 이상 포집되면 배출가스 온도를 높여 포집된 매연을 주기적으로 태워야 하는데, 이를 위해 엔진 배기관에 경유 버너를 설치하여 배출가스의 온도를 높이는 여러 가지 기술들이 소개되고 있다. When the soot filter is collected in the filter, the temperature of the exhaust gas is raised to periodically burn the collected soot. To this end, various technologies for increasing the temperature of the exhaust gas by installing a gas-oil burner in the engine exhaust pipe have been introduced.

도 1에는 종래의 매연 여과필터 재생용 버너(10)의 개략 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 종래의 버너(10)는 연소 챔버(11) 내부로 연료를 분무하는, 연소분사노즐(12)과, 연소분사노즐(12)에서 분사된 분무 액주(21)가 분무 액적(22)으로 바뀌는 공간에 위치하여 분무 액적(22)을 점화시키는 점화원(13)을 포함하여 이루어진다. 1 is a schematic cross-sectional view of a burner 10 for regenerating a conventional smoke filtering filter. As shown, the conventional burner 10 has a combustion injection nozzle 12 for spraying fuel into the combustion chamber 11 and a spray nozzle 21 injected from the combustion injection nozzle 12, And an ignition source 13 for igniting the spray liquid droplet 22. The ignition source 13 is disposed in a space in which the spray droplet 22 is changed.

하지만 디젤엔진의 배기가스는 운전조건에 따라 산소농도가 6~18%로 변화하는데, 종래의 매연 여과필터 재생용 버너는 산소농도가 낮은 조건에서 착화성 및 연소효율이 나쁜 단점이 있다. However, the exhaust gas of the diesel engine varies in oxygen concentration from 6% to 18% depending on the operating conditions. The conventional burner for regenerating the soot filter has a disadvantage in that the ignitability and the combustion efficiency are poor under low oxygen concentration.

또한, 배기가스의 빠른 유속과 압력으로 인하여 화염이 악화되거나 꺼지는 현상도 발생된다. 이와 같은 산소농도가 낮은 조건에서 착화성 및 연소효율을 높이기 위해서는 과량의 공기를 공급해 주어야 하는데 이로 인해 버너의 크기가 매우 커지고, 가격이 상승하는 단점이 있었다.Also, due to the high flow velocity and pressure of the exhaust gas, the flame may be deteriorated or turned off. In order to improve the ignitability and the combustion efficiency under such a low oxygen concentration condition, it is necessary to supply an excess amount of air, which causes a problem that the size of the burner becomes very large and the price rises.

한국등록특허공보 제10-0828157호Korean Patent Registration No. 10-0828157 한국등록특허공보 제10-0929611호Korean Patent Registration No. 10-0929611

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 디젤 엔진의 배기가스와 같이 고유속, 고압력 및 저산소 조건에서도 연소 성능이 보장되며, 구조가 단순하여 가격이 저렴한 매연 여과 재생 시스템을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a soot filter which is simple in structure and low in cost, Reproducing system.

본 발명의 일실시 예에 따른 매연 여과 재생 시스템은, 배기가스가 유동하는 배기관 상에 구비되며, 제1 연료공급부와 점화장치로 구성된 버너연소기와, 상기 버너연소기의 후단에 구비되며, 제1 촉매를 포함하는 제1 촉매연소기와, 상기 제1 촉매연소기의 후단에 구비되어 매연을 여과하는 매연여과필터를 포함하며, 상기 제1 촉매연소기를 통해 상기 매연여과필터의 재생온도까지 배기가스를 가열한다.A smoke filter regeneration system according to an embodiment of the present invention includes a burner combustor provided on an exhaust pipe through which exhaust gas flows, the burner combustor including a first fuel supply unit and an ignition device, A first catalytic combustor including a first catalytic combustor and a second catalytic combustor disposed downstream of the first catalytic combustor to filter soot, and the exhaust gas is heated to a regeneration temperature of the particulate filter through the first catalytic combustor .

또한, 상기 매연 여과 재생 시스템은, 상기 제1 촉매연소기와 상기 매연여과필터 사이에 구비되며 제2 연료공급부와 제2 촉매를 포함하는 제2 촉매연소기를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 촉매연소기를 통해 상기 매연여과필터의 재생온도까지 배기가스를 가열한다. Further, the smoke filtration regeneration system may further include a second catalytic combustor provided between the first catalytic combustor and the particulate filter, the second catalytic combustor including a second fuel supply part and a second catalyst, And the exhaust gas is heated to a regeneration temperature of the particulate filter through a combustor.

구체적인 실시 예로, 상기 매연 여과 재생 시스템은, 내부에 배기가스가 유동하는 외관; 상기 외관의 내부에 구비되며, 내부가 중공되어 반응부가 형성되는 몸체와, 상기 몸체 상에 구비되며, 상기 반응부로 연료를 공급하는 제1 연료공급부와, 상기 몸체 상에 구비되되 상기 반응부에 설치되는 양전극과, 상기 양전극에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하는 버너연소기; 상기 몸체 상의 상기 버너연소기의 후단에 구비되는 제1 촉매를 포함하는 제 1 촉매연소기; 및 상기 외관상의 상기 몸체 후단에 구비되며, 상기 배기가스의 매연을 여과하는 매연여과필터; 를 포함한다.In a specific embodiment, the smoke filtering and regenerating system comprises: an outer casing through which exhaust gas flows; A first fuel supply unit provided on the body and configured to supply fuel to the reaction unit, and a second fuel supply unit provided on the body, wherein the first fuel supply unit is installed in the reaction unit, And a power supply unit for supplying power to the positive electrode; A first catalytic combustor including a first catalyst disposed at a rear end of the burner combustor on the body; And a soot filter provided at a rear end of the body to filter soot of the exhaust gas; .

다른 실시 예로, 상기 매연 여과 재생 시스템은, 상기 외관상의 상기 제1 촉매연소기와, 상기 매연여과필터 사이에 구비되는 제2 촉매 및 상기 제1 촉매연소기와 상기 제2 촉매 사이로 연료를 공급하는 제2 연료공급부를 포함하는 제2 촉매연소기; 를 더 포함한다.In another embodiment, the smoke filtration regeneration system further includes a second catalyst provided between the first catalytic combustor and the deodorizing filter, and a second catalyst provided between the first catalytic combustor and the second catalyst, A second catalytic combustor including a fuel supply unit; .

또한, 상기 매연여과필터에는 귀금속 촉매가 코팅되는 것을 특징으로 한다.The smoke filtering filter is coated with a noble metal catalyst.

또한, 상기 반응부에는 상기 배기가스 중 일부가 유입되며, 상기 배기가스 중 나머지 배기가스는, 상기 몸체와 상기 외관 사이로 유동하여 상기 버너연소기와 제1 촉매연소기를 바이패스 한 후 상기 제2 촉매연소기의 전단에서 상기 버너연소기와 제1 촉매연소기를 통과한 고온의 배기가스와 혼합되는 것을 특징으로 한다.The other part of the exhaust gas flows between the body and the outer tube, bypasses the burner combustor and the first catalytic combustor, and then flows into the second catalytic combustor. Is mixed with a high-temperature exhaust gas which has passed through the burner combustor and the first catalytic combustor at the front end of the combustion chamber.

또한, 상기 매연 여과 재생 시스템은, 상기 외관상의 상기 제2 연료공급부와 상기 제2 촉매 사이에 구비되며, 상기 제2 연료공급부에서 공급된 연료와 배기가스의 혼합을 위한 배기가스 혼합부가 더 구비된다.The exhaust filter regeneration system may further include an exhaust gas mixing unit provided between the second fuel supply unit and the second catalyst unit for mixing the fuel and the exhaust gas supplied from the second fuel supply unit .

또한, 상기 제1 연료공급부를 통해 공급되는 연료량은 상기 제2 촉매연소기의 전단 배기가스의 온도가 상기 제2 촉매연소기의 활성화온도 만큼 가열되도록 제어된다.The amount of fuel supplied through the first fuel supply unit is controlled so that the temperature of the exhaust gas at the front end of the second catalytic combustor is heated by the activation temperature of the second catalytic combustor.

또한, 상기 제2 연료공급부를 통해 공급되는 연료량은 아래 연료분사량 공식에서 상기 제1 연료공급부를 통해 공급되는 연료량을 뺀 것을 특징으로 한다.Also, the amount of fuel supplied through the second fuel supply unit is characterized by subtracting the amount of fuel supplied through the first fuel supply unit from the fuel injection amount below.

Figure pat00001
Figure pat00001

아울러, 상기 제1 촉매 또는 제2 촉매는, 백금 또는 팔라듐을 세라믹 허니콤이나 폼 등에 코팅하는 것을 특징으로 한다.The first catalyst or the second catalyst may be formed by coating platinum or palladium on a ceramic honeycomb, a foam, or the like.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 매연 여과 재생 시스템은, 고유속, 고압력 및 저산소 연소조건에서도 안정적인 연소가 가능하기 때문에 디젤엔진의 매연 저감 장치에 효율적으로 적용이 가능한 효과가 있다. The smoke filtering and regenerating system of the present invention having the above-described structure has an effect that it can be efficiently applied to a soot reducing apparatus of a diesel engine because stable combustion can be performed even under conditions of high speed, high pressure and low oxygen.

종래 기술에 비해 산화촉매와 매연여과필터를 개별적으로 사용하지 않기 때문에 제작단가가 낮아지고, 생산비용이 저렴해지는 효과가 있다. The oxidation catalyst and the soot filtration filter are not separately used compared with the prior art, so that the manufacturing cost is lowered and the production cost is lowered.

도 1은 기존 매연 여과 재생용 버너의 착화 개념도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 여과 재생 시스템 단면도
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 여과 재생 시스템 단면도FIG. 1 is a conceptual diagram of ignition of a conventional burner for regenerating a soot filter.
2 is a cross-sectional view of a soot filtration regeneration system according to a first embodiment of the present invention
3 is a cross-sectional view of a soot filtration regeneration system according to a second embodiment of the present invention

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

- 실시 예 1 (단일 촉매 연소기 형)Example 1 (Single Catalytic Combustor Type)

도 2에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 매연 여과 재생 시스템(100)의 단면도가 도시되어 있다. 2 is a cross-sectional view of a smoke filtering regeneration system 100 according to a first embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 매연 여과 재생 시스템(100)은 크게 외관(110)과, 몸체(120)와, 버너연소기(130)와, 제1 촉매연소기(140)와, 매연여과필터(150)를 포함하여 구성된다. 또한 버너연소기(130)는 제1 연료공급부(131) 및 점화장치(132)로 구성되며, 제1 촉매연소기(140)는 제1 촉매(141)를 포함하여 구성된다. As shown in the drawings, the smoke filtering regeneration system 100 mainly includes an outer tube 110, a body 120, a burner combustor 130, a first catalytic combustor 140, and a soot filtering filter 150 . The burner combustor 130 includes a first fuel supply unit 131 and an ignition unit 132. The first catalytic combustor 140 includes a first catalyst 141. [

외관(110)은 내부에 배기가스가 유동하도록 일측에 배기가스가 유입되는 유입구(111), 타측에 배기가스가 유출되는 유출구(112)를 포함하여 구성된다. 또한 유입구(111) 상에는 배기가스의 유입온도를 측정하는 제1 온도센서(T1)와, 배기가스의 유량을 측정하는 유량계(F)를 포함하여 구성된다. 또한, 제1 촉매연소기(140)와 매연여과필터(150) 사이에는 매연여과필터(150) 전단의 배기가스 온도를 측정하는 제2 온도센서(T2)가 구비된다. The outer tube 110 includes an inlet 111 through which exhaust gas flows into one side of the exhaust pipe 110 and an outlet 112 through which the exhaust gas flows out from the other side. A first temperature sensor T1 for measuring an inflow temperature of the exhaust gas and a flow meter F for measuring the flow rate of the exhaust gas are formed on the inlet 111. [ A second temperature sensor T2 is provided between the first catalytic combustor 140 and the particulate filter 150 to measure the temperature of the exhaust gas upstream of the particulate filter 150.

몸체(120)는 외관(110)의 내부에 구비되되, 외관(110)의 전단에 구비된다. 몸체(120)의 내부에는 반응부(121)가 형성되며, 반응부(121)의 전단에는 버너연소기(130)가 구비되고, 반응부(121)의 후단에는 촉매연소기(140)가 구비된다. The body 120 is provided inside the outer tube 110, and is provided at a front end of the outer tube 110. A reaction part 121 is formed inside the body 120. A burner combustor 130 is provided at the front end of the reaction part 121 and a catalytic combustor 140 is provided at the rear end of the reaction part 121. [

버너연소기(130)는 상기 반응부(121)의 전단으로 제1 연료를 공급하는 제1 연료공급부(131)와, 반응부(121)로 공급된 연료를 점화시켜 연소시키기 위한 점화장치(132)를 포함하여 구성된다. 제1 연료는 매연여과재생시스템이 적용된 엔진의 연료가 적용될 수 있고, 점화장치(132)는 통상의 매연여과재생시스템에 적용되는 전기 방전을 착화 원으로 하는 점화장치가 적용될 수 있다. 버너연소기(130)는 외관(110) 내부를 유동하는 배기가스 중 일부를 유입시키고, 제1 연료를 연소시켜 배기가스를 가열하는 역할을 수행하게 된다. 도면상에는 도시되지 않았으나, 버너연소기(130)는 제1 연료의 연소특성을 향상시키기 위해 반응부(121)로 공기를 추가 공급시키기 위한 공기공급부(미도시)의 구성이 추가될 수도 있다. The burner combustor 130 includes a first fuel supply part 131 for supplying a first fuel to the front end of the reaction part 121 and an ignition device 132 for igniting and burning the fuel supplied to the reaction part 121. [ . The first fuel may be fuel of the engine to which the smoke filtering regeneration system is applied, and the ignition device 132 may be an ignition device that uses an electric discharge applied to a conventional smoke filtering regeneration system as an ignition source. The burner combustor 130 functions to inject a part of the exhaust gas flowing inside the outer tube 110 and to burn the first fuel to heat the exhaust gas. Although not shown in the drawing, the burner combustor 130 may be provided with an air supply unit (not shown) for additionally supplying air to the reaction unit 121 to improve the combustion characteristics of the first fuel.

제1 촉매연소기(140)는 반응부(121)의 후단에 구비되는 제1 촉매(141)를 포함하여 구성된다. 제1 촉매(141)는 비표면적이 큰 코팅담체 일예로 세라믹이나 금속 재질의 허니콤, 폼, 파이버 등에 백금 또는 팔라듐 등의 귀금속 촉매를 코팅하여 이루어질 수 있다. 제1 촉매연소기(140)는 산소농도가 적은 조건에서 제1 연료공급부(131)를 통해 반응부(121)로 공급된 연료 중 버너연소기(130)에서 연소되지 않은 연료를 연소시키는 역할을 수행한다. The first catalytic combustor 140 includes a first catalyst 141 disposed at a rear end of the reaction unit 121. The first catalyst 141 may be formed by coating a noble metal catalyst such as platinum or palladium on honeycomb, foam or fiber of ceramic or metal material, for example, as a coating material having a large specific surface area. The first catalytic combustor 140 serves to burn unburned fuel in the burner combustor 130 among the fuel supplied to the reaction unit 121 through the first fuel supply unit 131 under a condition of low oxygen concentration .

배기가스 중에 산소가 적은 경우 통상의 버너는 산소와의 혼합특성이 나빠 화염전파가 느리고 연소효율이 낮은 반면에 촉매연소기는 산소와 넓은 면적에서 반응하기 때문에 연소효율이 우수한 효과가 있기 때문이다. When oxygen is low in the exhaust gas, a typical burner has poor mixing characteristics with oxygen, and thus the flame propagation is slow and the combustion efficiency is low. On the other hand, since the catalytic combustor reacts with oxygen in a large area, the combustion efficiency is excellent.

도면상에는 도시되지 않았으나, 버너연소기(130)와 제1 촉매연소기(140) 사이에는 가열된 배기가스의 균일유동 확보를 목적으로 유동교란판(미도시)이 구비될 수 있다.A flow disturbance plate (not shown) may be provided between the burner combustor 130 and the first catalytic combustor 140 for the purpose of securing a uniform flow of the heated exhaust gas.

특히, 몸체(120) 상의 버너연소기(130)와 제1 촉매연소기(140) 사이에는, 하나 또는 다수의 배기가스 유입홀(122)을 형성하여 배기가스 중 일부만 몸체(120) 내부의 반응로(121)로 유입될 수 있도록 구성된다. 이는 배기가스의 빠른 유속과 압력으로 인하여 버너연소기(130)의 화염이 악화되거나 꺼지는 현상을 방지할 수 있다. Particularly, one or a plurality of exhaust gas inlet holes 122 may be formed between the burner combustor 130 and the first catalytic combustor 140 on the body 120 so that only a part of the exhaust gas is exhausted from the reaction chamber 121, respectively. This can prevent the flame of the burner combustor 130 from deteriorating or turning off due to the high flow velocity and pressure of the exhaust gas.

매연여과필터(150)는 외관(110) 상의 후단 내부에 구비될 수 있다. 매연여과필터(150)는 배기가스의 매연을 필터링 하기 위한 통상의 DPF 필터의 구성이 적용될 수 있다. The soot filtering filter 150 may be provided inside the rear end of the outer tube 110. The particulate filter 150 may be a conventional DPF filter for filtering the soot of the exhaust gas.

위와 같은 구성의 매연여과재생시스템(100)은 매연여과필터(150)의 전단 배기가스의 온도를 제2 온도센서(T2)를 통해 측정하여 매연여과필터(150)의 재생온도까지 가열되도록 제1 연료공급부(131)의 제1 연료 공급량을 조절함에 그 특징이 있고, 특히 버너연소기(130)에서 연소되지 않은 연료를 제1 촉매연소기(140)를 통해 연소되도록 하여 매연여과재생시스템(100)의 연소특성을 향상시킴에 그 특징이 있다. The smoke filtering and regenerating system 100 having the above-described structure measures the temperature of the front end exhaust gas of the soot filtering filter 150 through the second temperature sensor T2, And the combustion of the unburned fuel in the burner combustor 130 is firstly burned through the first catalytic combustor 140 so as to regulate the amount of the exhaust gas And the combustion characteristics are improved.

- 실시 예 2 (복수 촉매 연소기 형)- Example 2 (multiple catalytic combustor type)

도 3에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연 여과 재생 시스템(200)의 단면도가 도시되어 있다. 3 is a cross-sectional view of a smoke filtering regeneration system 200 according to a second embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 매연 여과 재생 시스템(200)은 크게 외관(210)과, 몸체(220)와, 버너연소기(230)와, 제1 촉매연소기(240)와, 제2 촉매연소기(250)와, 매연여과필터(250)를 포함하여 구성된다. 또한 버너연소기(230)는 제1 연료공급부(231) 및 점화장치(232)로 구성되며, 제1 촉매연소기(240)는 제1 촉매(241)를 포함하여 구성된다. 아울러 제2 촉매연소기(250)는, 제2 촉매(251), 제2 연료공급부(252) 및 배출가스 혼합부(253)를 포함하여 구성된다. As shown in the figure, the smoke filtering and regenerating system 200 includes an outer casing 210, a body 220, a burner combustor 230, a first catalytic combustor 240, a second catalytic combustor 250, And a smoke filtering filter 250. The burner combustor 230 includes a first fuel supply unit 231 and an ignition device 232. The first catalyst combustor 240 includes a first catalyst 241. The second catalytic combustor 250 includes a second catalyst 251, a second fuel supply unit 252, and an exhaust gas mixing unit 253.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 매연여과재생시스템(200)은 제2 촉매연소기(250)의 구성이 추가되었을 뿐 나머지 구성은 상술된 제1 실시 예의 매연여과재생시스템(100)의 구성과 대동소이하므로 이하 제2 촉매연소기(250)의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다. The configuration of the second catalytic combustor 250 is added to the configuration of the exhaust gas filtering regeneration system 200 according to the second embodiment of the present invention and the other configuration is the same as that of the configuration of the exhaust gas filtering regeneration system 100 of the first embodiment The configuration of the second catalytic combustor 250 will be described in detail.

제2 촉매연소기(250)는 외관(210) 상에 구비되되 제1 촉매연소기(240)와 매연여과필터(260) 사이에 구비될 수 있다. 제2 촉매연소기(250)는 제2 촉매(251)와, 외관(210) 상의 제2 촉매(251) 전단에 제2 연료를 공급하는 제2 연료공급부(252)와, 제2 연료공급부(252)의 후단에 구비되어 제2 연료가 분사된 배기가스를 혼합하는 배기가스 혼합부(253)를 포함하여 구성된다. 제2 촉매(251)는 상술된 제1 촉매와 마찬가지로 비표면적이 큰 코팅담체 일예로 세라믹이나 금속 재질의 허니콤, 폼, 파이버 등에 백금 또는 팔라듐 등의 귀금속 촉매를 코팅하여 이루어질 수 있다. The second catalytic combustor 250 is provided on the outer surface 210 and may be provided between the first catalytic combustor 240 and the particulate filter 260. The second catalytic combustor 250 includes a second catalyst 251, a second fuel supply unit 252 for supplying a second fuel to the front end of the second catalyst 251 on the outer surface 210, a second fuel supply unit 252 And an exhaust gas mixing unit 253 provided at the rear end of the exhaust gas mixing unit 253 for mixing the exhaust gas injected with the second fuel. The second catalyst 251 may be formed by coating a noble metal catalyst such as platinum or palladium on honeycomb, foam or fiber of ceramics or metal such as the above-mentioned first catalyst, which has a large specific surface area.

제1 촉매연소기(240)에서 가열된 배출가스와 버너연소기(230)와 제1 촉매연소기(240)를 통과하지 않고 외관(210)을 통해 바이패스된 배기가스가 혼합되며, 제2 연료공급부(252)에서 공급된 제2 연료가 제2 촉매(251) 상에서 산화되는 열로 위 배출가스를 매연여과필터(260)의 재생 가능한 온도까지 상승시키는 역할을 수행한다. The exhaust gas heated in the first catalytic combustor 240 and the exhaust gas bypassed through the outer pipe 210 without passing through the burner combustor 230 and the first catalytic combustor 240 are mixed, 252 is oxidized on the second catalyst 251 to raise the temperature of the exhaust gas to a regenerable temperature of the particulate filter 260.

위 매연여과재생시스템(200) 운전 시 제1 연료공급부(231)에 공급되는 제1 연료의 연료량은 버너연소기(230)와 제1 촉매연소기(240)를 이용하여 제2 촉매연소기(250)의 입구의 배출가스 온도가 제2 촉매연소기(250)의 활성화온도인 250~400℃가 되도록 공급하고, 제2 연료공급부(252)에서 공급되는 제2 연료의 연료량은 위 제1 온도계(T1) 및 유량계(F)를 통해 측정된 배기가스 유입온도 및 배기가스 유량으로부터 계산한 이론적 연료분사량에서 제1 연료공급부(231)로부터 공급된 제1 연료의 연료량을 뺀 만큼 공급하도록 구성된다. The amount of the fuel of the first fuel supplied to the first fuel supply unit 231 during operation of the exhaust gas filtering and regenerating system 200 is controlled by the burner burner 230 and the first catalytic combustor 240, And the amount of fuel of the second fuel supplied from the second fuel supply unit 252 is supplied to the first and second thermometers T1 and T2, The amount of fuel supplied from the first fuel supply unit 231 is subtracted from the theoretical fuel injection amount calculated from the exhaust gas inflow temperature measured through the flow meter F and the exhaust gas flow rate.

위 이론적 연료분사량은 아래 식으로부터 산출될 수 있다. The above theoretical fuel injection quantity can be calculated from the following equation.

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be construed to be limited to the above-described embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100, 200 : 매연여과재생시스템
110, 210 : 외관
120, 220 : 몸체 121, 221 : 반응부
130, 230 : 버너연소기 131, 231 : 제1 연료공급부
132, 232 : 점화장치
140, 240 : 제1 촉매연소기 141, 241 : 제1 촉매
150, 260 : 매연여과필터
250 : 제2 촉매연소기 251 : 제2 촉매
252 : 제2 연료공급부 253 : 배기가스 혼합부100, 200: Soot filtration regeneration system
110, 210: Appearance
120, 220: body 121, 221: reaction part
130, 230: burner combustors 131, 231: first fuel supply unit
132, 232: Ignition device
140, 240: first catalytic combustor 141, 241: first catalyst
150, 260: Smoke filtering filter
250: second catalytic combustor 251: second catalyst
252: second fuel supply part 253: exhaust gas mixing part

Claims (10)

배기가스가 유동하는 배기관 상에 구비되며, 제1 연료공급부와 점화장치로 구성된 버너연소기와, 상기 버너연소기의 후단에 구비되며, 제1 촉매를 포함하는 제1 촉매연소기와, 상기 제1 촉매연소기의 후단에 구비되어 매연을 여과하는 매연여과필터를 포함하며, 상기 제1 촉매연소기를 통해 상기 매연여과필터의 재생온도까지 배기가스를 가열하는, 매연 여과 재생 시스템.
A burner combustor provided on an exhaust pipe through which exhaust gas flows and having a first fuel supply unit and an ignition device; a first catalytic combustor provided at a rear stage of the burner combustor, the first catalytic combustor including a first catalyst; Wherein the exhaust gas is heated to a regeneration temperature of the particulate filter through the first catalytic combustor, wherein the particulate filter is disposed downstream of the particulate filter.
제 1항에 있어서,
상기 매연 여과 재생 시스템은,
상기 제1 촉매연소기와 상기 매연여과필터 사이에 구비되며 제2 연료공급부와 제2 촉매를 포함하는 제2 촉매연소기를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 촉매연소기를 통해 상기 매연여과필터의 재생온도까지 배기가스를 가열하는, 매연 여과 재생 시스템.
The method according to claim 1,
The smoke filtration regeneration system comprises:
Further comprising a second catalytic combustor disposed between the first catalytic combustor and the second catalytic combustor, the second catalytic combustor being disposed between the first catalytic combustor and the second catalytic combustor, the second catalytic combustor including a second fuel supply unit and a second catalyst, A soot filter regeneration system for heating exhaust gases to a temperature.
내부에 배기가스가 유동하는 외관;
상기 외관의 내부에 구비되며, 내부가 중공되어 반응부가 형성되는 몸체와, 상기 몸체 상에 구비되며, 상기 반응부로 연료를 공급하는 제1 연료공급부와, 상기 몸체 상에 구비되되 상기 반응부에 설치되는 양전극과, 상기 양전극에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함하는 버너연소기;
상기 몸체 상의 상기 버너연소기의 후단에 구비되는 제1 촉매를 포함하는 제 1 촉매연소기; 및
상기 외관 상의 상기 몸체 후단에 구비되며, 상기 배기가스의 매연을 여과하는 매연여과필터;
를 포함하는, 매연 여과 재생 시스템.
An outer tube through which exhaust gas flows;
A first fuel supply unit provided on the body and configured to supply fuel to the reaction unit, and a second fuel supply unit provided on the body, wherein the first fuel supply unit is installed on the reaction unit, And a power supply unit for supplying power to the positive electrode;
A first catalytic combustor including a first catalyst disposed at a rear end of the burner combustor on the body; And
A dust filter provided at a rear end of the body on the outer surface to filter soot of the exhaust gas;
And a filter for regenerating the exhaust gas.
제 3항에 있어서,
상기 매연 여과 재생 시스템은,
상기 외관 상의 상기 제1 촉매연소기와, 상기 매연여과필터 사이에 구비되는 제2 촉매 및 상기 제1 촉매연소기와 상기 제2 촉매 사이로 연료를 공급하는 제2 연료공급부를 포함하는 제2 촉매연소기;
를 더 포함하는, 매연 여과 재생 시스템.
The method of claim 3,
The smoke filtration regeneration system comprises:
A second catalytic combustor including a second catalyst provided between the first catalytic combustor and the smoke filtering filter on the outer surface, and a second fuel supplying unit for supplying fuel between the first catalytic combustor and the second catalytic converter;
Further comprising: an exhaust gas recirculation system.
제 3항에 있어서,
상기 매연여과필터에는 귀금속 촉매가 코팅되는 것을 특징으로 하는, 매연 여과 재생 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the particulate filter is coated with a noble metal catalyst.
제 4항에 있어서,
상기 반응부에는 상기 배기가스 중 일부가 유입되며, 상기 배기가스 중 나머지 배기가스는, 상기 몸체와 상기 외관 사이로 유동하여 상기 버너연소기와 제1 촉매연소기를 바이패스 한 후 상기 제2 촉매연소기의 전단에서 상기 버너연소기와 제1 촉매연소기를 통과한 고온의 배기가스와 혼합되는 것을 특징으로 하는, 매연 여과 재생 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein a part of the exhaust gas flows into the reaction section and the remaining exhaust gas flows between the body and the outer tube to bypass the burner combustor and the first catalytic combustor, Is mixed with the hot exhaust gas passed through the burner combustor and the first catalytic combustor.
제 4항에 있어서,
상기 매연 여과 재생 시스템은,
상기 외관 상의 상기 제2 연료공급부와 상기 제2 촉매 사이에 구비되며, 상기 제2 연료공급부에서 공급된 연료와 배기가스의 혼합을 위한 배기가스 혼합부가 더 구비되는, 매연 여과 재생 시스템.
5. The method of claim 4,
The smoke filtration regeneration system comprises:
Further comprising an exhaust gas mixing portion provided between the second fuel supply portion and the second catalyst on the appearance and for mixing fuel and exhaust gas supplied from the second fuel supply portion.
제 4항에 있어서,
상기 제1 연료공급부를 통해 공급되는 연료량은 상기 제2 촉매연소기의 전단 배기가스의 온도가 상기 제2 촉매연소기의 활성화온도 만큼 가열되도록 제어되는 매연 여과 재생 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the amount of fuel supplied through the first fuel supply portion is controlled so that the temperature of the front end exhaust gas of the second catalytic combustor is heated by the activation temperature of the second catalytic combustor.
제 8항에 있어서,
상기 제2 연료공급부를 통해 공급되는 연료량은 아래 연료분사량 공식에서 상기 제1 연료공급부를 통해 공급되는 연료량을 뺀 것을 특징으로 하는, 매연 여과 재생 시스템.
Figure pat00003

9. The method of claim 8,
And the amount of fuel supplied through the second fuel supply unit is subtracted from the amount of fuel supplied through the first fuel supply unit in the fuel injection amount below.
Figure pat00003

 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 제1 촉매 또는 제2 촉매는,
백금 또는 팔라듐을 세라믹 허니콤이나 폼 등에 코팅하는 것을 특징으로 하는, 매연 여과 재생 시스템.The method according to claim 3 or 4,
The first catalyst or the second catalyst may include,
Platinum or palladium is coated on a ceramic honeycomb, a foam or the like.
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