KR20180102536A - 디젤 배기 미립자 수집기용 청소 시스템 - Google Patents

디젤 배기 미립자 수집기용 청소 시스템 Download PDF

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KR20180102536A
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로버트 에스. 살스기버
로버트 벤자민
킬슨 제이. 마제를
켄트 에이. 맥컬리
제이슨 씨. 보드
리차드 디. 테일러
콜 엘 왈도
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에프에스엑스 이큅먼트, 아이엔씨.
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Abstract

디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 장치는 필터의 청정측 및 오염측에 가압 가스의 펄스를 교호적으로 공급하기 위한 건식 청소 시스템, 및 필터의 청정측 및 오염측에 액체 슬러그를 교호적으로 펌핑하기 위한 습식 청소 시스템을 포함한다. 디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 방법은 필터의 청정측 및 오염측에 가압 가스의 펄스를 교호적으로 인가하는 건식 청소 단계, 및 필터의 청정측 및 오염측으로부터 필터를 통해서 교호적으로 급등되는 액체 슬러그로 필터를 습식 청소하는 단계를 포함한다.

Description

디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 장치 및 방법
관련 출원
본원은 2015년 9월 15일에 출원된 미국 가특허출원 제62/283,952호의 이익향유를 주장한다.
본 발명은 일반적으로, 디젤 미립자 필터(DPF), 디젤 산화 촉매(DOC), 및 유사한 방출 제어 구성요소와 같은, 디젤 배기 미립자 수집기를 청소하기 위한 장치에 관한 것이고, 더 구체적으로, 축적된 재료를 수집기로부터 빼내고 제거하기 위해서 DPF, DOC 또는 다른 디젤 배기 미립자 수집기의 단부에 인가되는 유체 펄스 또는 급등(surge)을 이용하는 청소 시스템에 관한 것이다.
주로 검댕(soot)으로 이루어진 미립자 형태인, 디젤 엔진의 배기 스트림으로부터 독성 물질을 수집하기 위해서, 디젤 미립자 필터 및 유사한 방출 구성요소가 이용된다. 대부분의 일반적인 유형의 디젤 미립자 필터(DPF)는 미립자 제거에 매우 효율적인 벽-유동(wall-flow) DPF뿐만 아니라, 덜 효율적인 경향이 있지만 수집된 검댕의 유기 성분을 감소시키도록 동작되는 디젤 산화 촉매(DOC)를 포함한다. 이하의 설명 및 첨부된 청구항에서, 그러한 구성요소를, 디젤 엔진과 함께 사용되거나 다른 배기 스트림으로부터 물질을 수집하기 위해 사용되든지 간에, 디젤 미립자 수집기, 디젤 미립자 필터, DPF(또는 DPF/DOC)라는 용어를 이용하여 집합적으로 지칭할 것이다.
DPF는, 배기의 흡기(오염)측 및 배출구(청정)측에 교호적으로 개방되는 세장형 관의 벌집형 구조를 가지는, 고온 배기 온도를 견딜 수 있는 세라믹 또는 다른 필터 매체로 형성된 필터 본체를 특징으로 한다. 필터 본체는 금속 또는 다른 재료로 형성되고 유입구 연결부 및 배출구 연결부를 가지는 외피 내에 일반적으로 수용되며; 트럭이나 버스에서 사용되는 DPF의 경우에, 외피의 흡기 단부는 엔진으로부터의 배기 파이프에 연결되어 원료(raw) 배기 가스를 필터의 "오염"측으로 유도하는 한편, 외피의 타단부는, 배기 스택(exhaust stack) 또는 유사한 파이프를 통해서 필터의 "청정"측으로부터 대기까지 이어지는 연결부를 가질 수 있다.
그 동작으로 인해서, DPF는, 일반적으로 검댕 및/또는 재(ash) 형태이나 종종 금속 재료의 입자를 포함하는, 배기 스트림으로부터의 미립자를 신속하게 수집하고 제거한다. 배기 시스템의 높은 압력 및 온도로 인해서, 미립자 재료는 필터의 "오염"측에 대해서 강하게 구동되고, 미립자 재료는 결국 유동을 제한하고 엔진의 효율을 감소시키는 지점까지 축적되고 누적된다. 결과적으로, DPF는 축적된 물질을 제거하기 위한 주기적인 청소를 필요로 하는데, 이는, DPF의 매우 높은 비용으로 인해서, 통상적으로 일회용 품목으로 간주되지 않기 때문이다.
많은 축적된 재료가 필터 매체에 강력하게 부착되려는 경향을 가지기 때문에, 필터의 효과적인 청소는 매우 어려운 문제가 되는 경향이 있다. 고압 공기의 제트가 일반적으로 이용되어 왔으나, 비록 많은 경우에 합리적으로 효율적이지만, 미립자를 제거하는 공기의 능력은 유체의 압축성 및 다른 인자에 의해서 최종적으로 제한된다. 물 및 다른 액체가 또한 이용되어 왔으나, 액체보다는 가스와 함께 이용하도록 설계된 필터 매체에 의해서 제공되는 저항은, 청정측으로부터 유체를 강제로 관통시키고자 할 때 그리고 매체의 오염측으로부터 침착물(deposit)을 제거하기 위한 적절한 압력 및 유동을 구축하고자 할 때, 자체적인 어려움을 나타낸다. 그러나, 허용되는 압력차가 제한되는데, 이는, 매우 상당한 비용이 드는, 셀방식의 벽의 파괴 및 파단 그리고 필터의 파괴 가능성 때문이다. 그에 따라, 비록 공기/가스 및 물/액체 접근 방식이 DPF를 청소하기 위해서 이용되었지만, 이제까지, 이용 가능한 시스템의 효율은 전술한 그리고 다른 인자에 의해서 상당히 제한되어 왔다.
따라서, 필터의 매체에 손상을 유발하지 않고, 개선된 침착물 제거 레벨(level)을 제공하는, 디젤 산화 촉매 및 유사한 구성요소를 포함하는, 디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 장치 및 방법의 필요성이 존재한다. 또한, 트럭, 버스 및 유사한 적용예를 위해서 사용된 필터를 청소할 때 신속하고 경제적인 처리(turnaround)를 제공하기 위해서 침착물을 효율적으로 그리고 신속하게 제거하기 위해 이용될 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고, 디젤 산화 촉매 및 유사한 미립자 수집 및/또는 반응 구성요소를 포함하는, 디젤 미립자 필터의 효과적인 청소를 위한 시스템을 제공한다. 본 발명은, 공기 또는 다른 가스를 이용하는 건식 청소 시스템과 함께 이용될 수 있는, 물 또는 물 용액 또는 다른 액체를 이용하는 습식 청소 시스템을 위한 장치를 제공한다. 건식 청소 장치 및 습식 청소 장치는 단일 조립체의 협력 섹션들로서 조합될 수 있거나 독립된 시스템들로서 설치 또는 이용될 수 있다.
습식 청소 시스템은 미립자 물질을 제거하기 위해서 DPF/DOC을 통해서 청소 액체의 고체 덩어리(mass) 또는 슬러그를 구동(drive)할 수 있다. 물은 덩어리의 표면 위에서/뒤에서 인가된 공기 압력에 의해서 또는, 예를 들어 램(ram)에 의한 것과 같은, 다른 메커니즘에 의해서 구동될 수 있다. 액체의 슬러그 또는 덩어리가 필터의 매체를 통해서 앞뒤로 급속히 등락되어(surged or plunged) 미립자의 분리 및 제거를 도울 수 있다. 분리된 재료는 액체 미립자 필터에 의해서 청소 액체로부터 제거될 수 있다.
건식 청소 시스템은 DPF/DOC의 대향되는 "청정"측 및 "오염"측을 향해서 지향된 공기의 펄스를 이용할 수 있고, 분리된 미립자는 분진 수집기로 인출되거나 달리 폐기된다. 시스템은, 청소를 위해서 필터가 내부에 수용되는 캐비넷을 포함할 수 있고, 필터의 오염측으로부터 제거되는 방출물은 작업자에 의한 시각적 체크를 위해서 관찰 지역을 통과할 수 있다. 건식 청소 시스템은 또한 청소 효율을 결정하기 위한 압력차 체크를 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 특징 및 장점이 첨부 도면을 참조한 이하의 구체적인 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 조합 건식/가스 및 습식/액체 필터 청소 장치의 전방 사시도이고, 시스템의 건식측 및 습식측에서의 청소를 위해서 연결된 제1 및 제2 DPF는 장치의 전방에 위치되는 도어 내의 창을 통해서 볼 수 있다.
도 2는, 2개의 DPF 및 그에 연결된 본 발명의 청소 시스템을 구체적으로 도시한, 전방 패널 및 도어를 제거한 상태의, 도 1의 시스템의 전방 사시도이다.
도 3은 도 1 내지 도 3의 시스템의 습식/액체측에서 청소되는 필터의 확대 사시도이고, DPF의 필터 본체 및 다른 내부 양태를 보여주기 위해서 필터가 부분적으로 절개되어 도시되어 있다.
도 4는, 물의 덩어리가 필터의 본체를 통해서 앞뒤로 급등되는 방식을 도시한, 도 3의 설치된 DPF의 제2의 확대된 사시도이다.
도 5는 도 1의 필터 청소 시스템의 후방 사시도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 청소 시스템(10)을 도시한다. 도시된 실시예는, 필터를 청소하기 위해서 공기 또는 다른 가스를 이용하는 건식 청소 섹션(12) 및 물 또는 다른 액체를 이용하는 습식 청소 섹션(14) 모두를 포함하고, 이는 작업 흐름의 효율 및 속력을 향상시키지만, 건식 청소 섹션 및 습식 청소 섹션이 독립적으로 또는 그 중 하나 만이 설치되거나 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 1을 더 참조할 때 확인될 수 있는 바와 같이, 청소 섹션(12, 14)의 각각은 청소 챔버를 포함하고, 그러한 청소 챔버 내에는 청소되는 필터(16)가 배치되고, 선택적으로 창을 가지는 도어를 통해서 조립체의 전방에서 필터(16)에 접근하고, 그러한 창을 통해서 작업자는 청소 프로세스 중에 필터 및 연관된 피팅(fitting)을 관찰할 수 있다.
이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 건식 청소 섹션은 유체로서 공기 또는 다른 가스를 이용한 필터의 청소, 및 가스의 유동으로부터의 분리 분진의 수집을 제공하고, 그리고 또한 청소 프로세스 및 필터 무결성(integrity)을 체크하기 위해서 차압 테스트를 제공하는 반면, 습식 청소 섹션은 유체로서 물 또는 다른 액체를 이용한 필터의 청소 및 분리 미립자를 제거하기 위한 액체의 여과를 제공한다.
a. 건식 청소 섹션
도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 건식 청소 섹션(12)은, 도어(18)와 함께, 피청소 필터(16)를 수용하는 접근 가능 청소 챔버(24)를 제공하는 캐비넷(22)을 포함하고, 필터는 바람직하게, 도시된 바와 같이 흡기 "오염"측이 아래를 향하고 배출구 "청정"측이 위를 향하는 일반적으로 수직인 배향으로 설치되고, 그에 따라 중력이 분리 미립자의 제거를 돕는다. 설명을 위해서, 예를 들어, 도로-주행용 차량을 위해서 이용되는 전형적인 DPF에서와 같이, 금속 하우징(28) 내에 수납되는 필터 본체(26)를 보여주기 위해서, 필터는 부분적으로 절개되어 도시되어 있다. 흡기 및 배출구 파이프(30, 32)는 일반적으로 수직으로 정렬되고, 단부에 위치되는 어댑터 및 신속-연결 피팅(40)에 의해서 공기 파이프(34, 36) 형태의 가스 공급 도관에 연결된다.
공기 압력은 솔레노이드 밸브(46, 48)를 통해서 캐비넷(도 5 참조)의 후방에 위치되는 저장용기 탱크(42, 44)로부터 연결기 라인(34, 36)에 공급되고; 저장 파이프(42, 44)는 압축기 또는 다른 적합한 공급원(미도시)로부터의 고압 공기로 충진되고, 그러한 공기는 솔레노이드 밸브가 개방될 때 라인(34, 36)을 통해서 비교적 높은 압력 펄스로 방출된다. 저장용기 탱크는, 예를 들어, 3" 직경 파이프의 길이로 적절하게 형성될 수 있다. 제2 저장용기 탱크(50) 및 솔레노이드 밸브(52)는, 이하에서 설명되는 바와 같은 이용을 위해서, 습식 청소 섹션의 후방측면 상에 유사하게 설치된다.
그에 따라, 솔레노이드 밸브(48)가 개방될 때, 가압 공기의 펄스가 라인(36)을 통해서 필터(16)의 배출구측 또는 "청정"측에 대해서 지향되어, 필터의 매체를 통해서 공기를 강제하고 축적된 미립자 재료를 "오염"측으로부터 분리한다. 미립자 재료는 필터의 흡기 파이프(30)를 통해서 그리고 라인(34)을 통해서, 작업자가 제거된 재료의 양을 시각적으로 체크할 수 있도록 조립체의 전방에서 관찰하게 개방된 창(56)을 가지는 수집 양동이(54) 내로 낙하된다. 제1 방향을 따른 하나 이상의 펄스 이후에, 대향되는, 반대 방향을 따른 하나 이상의 펄스가 다른 솔레노이드 밸브(46)의 개방에 의해서 필터에 인가될 수 있고, 그에 따라 펄스들이 필터 본체의 유입구 "오염"측에 충돌하여 침착물의 느슨해짐(loosening) 및 분리를 돕는다.
건식 청소 섹션을 이용한 필터의 청소를 위한 하나의 예시적인 시퀀스는 이하와 같고, 예가 제한이 아니라 설명으로서 제공되었다는 것 그리고 이러한 단계가 실시예 및 상황에 따라 달라질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
a. 청정 단부로부터의 3 내지 5개의 공기의 펄스. 펄스의 압력, 지속시간 및 수(1 이상)가 필요에 따라 달라질 수 있다.
b. 오염 단부로부터의 공기의 1 내지 2개의 펄스. 다시, 펄스의 압력, 지속시간 및 수는 필요에 따라 달라질 수 있다.
c. 오염 단부(유입구)로부터의 펄스 중에, DPF의 청정 단부(배출구)를 통해서 외부로 전달되는 공기는, 미립자를 측정하는 센서에 의해서 모니터링될 수 있다.
d. 청정 단부(배출구)로부터의 펄스 중에, 검댕 및 재가 필터의 외부로 송풍된다. 이는, 청정도 및/또는 필터의 무결성을 평가하기 위해서 작업자에 의해서 이용될 수 있고; 선택적으로 미립자 센서가, 관찰 지역 대신에 또는 그에 더하여, 필터의 외부로 송풍되는 검댕 및 재를 모니터링할 수 있다.
e. 더 이상의 검댕 또는 재가 단계 d에서 관찰/측정되지 않을 때까지, 단계 a 내지 d가 필요에 따라 반복된다.
청소 시퀀스 이후에 또는 도중에, 차압 측정을 하여 DPF가 얼마나 효과적으로 청소되었는지를 측정할 수 있다. 공기의 유동은 송풍기(60) 또는 다른 적합한 공급원으로부터 라인(62 및 34)을 통해서 공급되고 측정된 부피 및/또는 압력에서 필터의 본체(26)를 통과한다. 차압이 DPF에 걸쳐 측정되고 새로운 필터에 대한 기준 값에 비교된다. 측정된 차압 및 기준 차압의 비교를 기초로 효율성을 등급화할 수 있고, 그에 따라 필터가 서비스로의 복귀를 위해서 적절히 청소되었는지 또는 부가적인 청소가 요구되는지의 여부를 결정할 수 있다. 차이가 새로운 필터의 차이보다 작다면, 비교는 또한 필터 무결성의 테스트로서 이용될 수 있다.
DPF의 흡기 "오염"측으로부터 분리되고 양동이(54) 내에 수집된 미립자는 분진 수집기(68)의 상단부에 위치되는 팬(66)에 의해서 흡입 라인(64)을 통해서 인출될 수 있다. 유사하게, 필터의 배출구 "청정"측으로부터 분리된 재료는, "T"(72)에서 상부 펄스 라인(36)에 연결되는 흡입 라인(70)을 통해서 인출될 수 있다. 그에 따라, 분진 수집기가 또한 필터의 한 단부 상에서 흡입을 할 수 있고; 예를 들어, 배출구 "청정" 단부 상에서 필터를 펄싱할 때, 분진 수집기는 반대로 관찰 포트를 지나 오염 단부 상에서 흡입을 유도할 수 있다.
분진 수집기는, 일차적인 필터로부터의 검댕/재의 제거를 돕기 위해서 일차적인 필터 내에 내부 펄스 라인을 포함할 수 있다. 검댕 및 재는, 희망하는 바에 따라, 양동이 또는 외부 진공원을 통한 제거를 위해서 분진 수집기의 하단부에 낙하된다.
b. 습식 청소 섹션
전술한 건식 청소 섹션과 유사하게, 습식 청소 섹션(14)은, 필터(16)를 유지하고 전방에서 도어(18)를 통해서 접근할 수 있는 챔버(82)를 둘러싸는 캐비넷(80)을 포함한다. 제1 및 제2 유체 라인(84 및 86)은 액체 공급 도관을 형성한다. 제1 라인(84)은, 어댑터 및 신속-연결 커플러(40)를 이용하여, 필터의 청정측 상의 배출구 파이프(32)에 연결되고, 제2 라인(86)은 유사하게 필터의 "오염"측 상에서 유입구 파이프에 연결된다. 물은 수도꼭지 또는 다른 공급원으로부터 라인(90)을 통해서 혼합 및 재순환 탱크(88)에 공급되고, 희망하는 바에 따라 화학적 첨가제와 혼합되어 액체 청소 용액을 형성할 수 있고; 탱크(88)는 그 청소 효율성을 높이기 위해서 용액을 가열하기 위한 가열기를 포함할 수 있다.
용액은 탱크(88)로부터, 청소되는 DPF/DOC의 레벨 위의 조립체의 상부 부분 상에 위치되는 일차적인 용액 탱크(92)로 펌핑된다. 밸브 개방 시에, 용액이 탱크(92)로부터 아래로 라인(94 및 84)을 통해서 유동되어, 고체 덩어리 또는 액체의 "슬러그"를 가지는 필터의 요소(26)의 부피를 충진한다. 이어서, 솔레노이드 밸브(52)의 개방에 의해서 공기 압력이 저장용기(50)(도 5 참조)로부터 슬러그의 상단부에 적용되어, 중력과 함께 필터 본체의 매체를 통해서 액체 용액을 강제하는 작업을 하는 하향 압력을 생성한다. 이러한 것이 이루어짐에 따라, 액체 유동은 미립자를 필터로부터 분리하고, 그에 따라 분리된 재료는, 필터를 통해서 유동된 액체와 함께, 필터의 흡기 파이프를 통해서 라인(86) 내로 하향 전달된다. 계속 유동됨에 따라, 슬러그(98)의 상부 표면(96)이 필터의 본체(26)에 도달할 수 있고, 그에 따라, 의도된 청소 사이클에 따라, 가압 공기는 액체를 따라 필터 매체로 이동된다.
라인(86)으로부터, 액체 용액은 일반적으로 수평으로 그리고 이어서 상향 유도 라인(100)을 통해서 수직으로, 이의 상부 단부에 위치되는 가압 저장 탱크(102)로 유동된다. 가압 탱크는 상단부에서 공기 또는 다른 가스의 가압된 블랭킷(blanket)으로 유체의 부피를 유지한다. 필터로부터 분리되고 라인(86)을 통해서 운반된 미립자 재료가 인출되고 액체 미립자 필터(104)에 의해서 추출되며, 청소 방출물은 다시 탱크(88)로 순환된다. 필터(104)에 의해서 수집된 미립자 재료는 다시 후속 제거를 위해서 침전물 수집 탱크(106)로 방출된다. 챔버(82) 내의 임의의 액체 유출물은, 배수 개구부(108) 및 수문 양동이(sluice bucket)(110)을 통해서, 탱크(106) 내에 유사하게 수집된다. 특히 다수의 용액이 이용되고, 프로세싱을 위해서, 소비된 용액을 분리 유지하는 것이 바람직한 경우에, 액체 여과 시스템을 또한 이용하여 검댕, 재 및 다른 미립자를 제거하기 위한 청소 용액의 독립적인 프로세싱을 실시할 수 있고; 독립적인 동작을 위해서, 시스템이 초기 침전 탱크를 부가적으로 이용하여, 무거운 고체를 중력 제거할 수 있게 하고, 하나 이상의 필터가 부가적인 검댕 및 재를 제거할 수 있게 하며, 및/또는 화학적 처리가 용액의 화학적 성질을 변화시킬 수 있게 한다.
앞서서 주목한 바와 같이, 필터의 "오염"측으로 통과된 액체 용액은 라인(100) 및 탱크(102) 내에서 압력 하에서 축적된다. 시스템의 밸브의 재정렬에 의해서, 액체 용액은 결과적으로 필터의 오염측으로부터 청정측을 향해서 반대 방향으로 구동될 수 있고, 그 이후에 시퀀스가 반복될 수 있다. 특히, 등락 작용으로 액체 용액을 필터의 매체를 통해서 앞뒤로 작용시키는 것(working)이 침착물 제거에 있어서 매우 효과적이라는 것이 발견되었다. 이러한 유형의 예시적인 청소 사이클이 이하에서 설명된다:
1. DPF/DOC가 습식 청소 챔버 내에 설치된다.
2. 누출을 체크하기 위한 압력 테스트가 실시된다.
3. 만약 필터가 건식측에서 미리 청소되지 않았다면, 청소-전 차압 측정을 할 수 있다.
4. DPF/DOC에 가열된 청소 용액을 충진한다. 과다 용액은, DPF의 유입구 및 배출구를 넘어서 연장되는 도관 시스템 내로 적재된다.
5. 용액은 이하에서 설명되는 바와 같이 필터를 통해서 앞뒤로 "급등"된다.
6. 가압 공기가, 청소되는 DPF의 배출구(청정 단부)에서 배관으로부터 청소 용액의 상단부에 인가된다. 공기 압력 및 인가 지속시간은 가변적이다. 동시에, DPF의 유입구(오염 단부)에 위치되는 배관 상에서 환기 밸브가 개방된다. 인가된 가압 공기로 인해서, 청소 용액이 DPF/DOC을 통해서 배출구로부터 유입구를 향해서 이동되어, 검댕 및/또는 재를 제거한다. 다른 실시예에서, 슬러그는 교호적인 메커니즘에 의해서, 예를 들어 슬러그의 액체 상에 직접적으로 또는 간접적으로 작용하는 하나 이상의 유압 램/피스톤에 의해서, 앞뒤로 급등될 수 있다.
7. DPF으로부터 제거된 검댕 및 재는 필터의 유입구 측 상의 배관 내의 트랩(trap) 또는 "티"("Tee") 내로 침전된다.
8. 공기 압력 및 환기 밸브가 턴 오프된다.
9. 가압 공기는, 청소되는 DPF의 유입구(오염 단부)에서 배관으로부터 청소 용액의 상단부 상으로 인가된다. 공기 압력 및 인가 지속시간은 가변적이다. 동시에, DPF의 배출구(청정 단부)에 위치되는 배관 상에서 환기 밸브가 개방된다. 인가된 가압 공기로 인해서, 이러한 방향으로 DPF/DOC을 통해서 이동되는 청소 용액은 청소 방향으로 이용되는 압력보다 상당히 적고, 그에 따라 바람직하게, 재 및 검댕을 DPF 내로 다시 밀어내지 않고, 다른 청소 사이클을 위해서 필터의 배출구측으로 다시 유체를 서서히 이동시킨다.
10. DPF의 배출구측에 부착된 배관 내에서 측정된 미리 결정된 레벨에 청소 용액이 도달할 때, 공기 압력 및 환기 밸브가 폐쇄된다.
11. 청소 사이클 단계 6 내지 10이 필요에 따라 반복될 수 있다. 반복의 수가 필요에 따라 달라질 수 있다. 단계 6 내지 10의 X번의 사이클의 완료 후에, 이하의 단계가 선택적으로 실시될 수 있다.
12. 가압 공기가, 청소되는 DPF의 배출구(청정 단부)에서 배관으로부터 청소 용액의 상단부에 인가된다. 공기 압력 및 인가 지속시간은 가변적이다.
13. 배수 밸브가, 짧은 기간 동안, 단계 7에서 설명된 트랩 또는 "티" 아래에서 개방된다. 검댕, 재 및 용액이 제거되고, 검댕/재/용액 혼합물의 관찰을 허용하는 관 또는 외장을 통해서 여과 시스템으로 전송된다. DPF/DOC에서 청소 용액이 완전히 배수되지 않는다.
14. 단계 14에서 제거된 부피를 보충하기 위해서 DPF의 배출구 단부로부터 배관 내로 부가적인 용액이 적재된다. 이러한 양은 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
청소 사이클 단계 6 내지 15는, DPF에서 유출되는 더 이상의 검댕 및/또는 재가 관찰 챔버를 통해서 관찰되지 않을 때까지, 반복될 수 있다. 필터로부터 방출된 미립자 검댕/재 그리고 청소 용액의 관찰은, 필터로부터 제거되는 재료의 레벨을 모니터링하는 센서 메커니즘을 이용하여 보충되거나 대체될 수 있다.
15. DPF/DOC의 건조
a. 청소 사이클이 완료된 후에, 모든 나머지 검댕, 재 및 청소 용액이 DPF/DOC 및 연결된 배관으로부터 배수된다.
b. 가압 공기가 필터의 배출구에 부착된 배관을 통해서 DPF/DOC에 인가된다. 공기 압력 및 공기의 부피는 가변적이다.
c. DPF의 유입구에 부착된 배관 내의 밸브는 습식 청소 챔버에 개방된다.
d. (예를 들어, 스핀-다운 차콜 파일러(spin-down charcoal filer), 또는 유사 장치를 포함하는) 증기 포획 시스템이 습식 청소 챔버에 부착될 수 있다.
e. 가압 공기는 청소 용액을 필터 외부로 그리고 습식측 청소 캐비넷 내로 불어 낸다. 증기 및 물 액적이 응축되고 큰 청소 챔버 내로 낙하된다. 수분이 감소된 공기가, 부착된 증기 포획 시스템을 통해서, 청소 챔버로부터 환기된다. 필요한 경우에, 증기 포획 시스템으로부터의 건조 공기가 부가적으로 여과될 수 있다.
f. 희망하는 바에 따라, 시스템으로부터 방출된, 청정 건조 공기가 작업자 공간 내로 HEPA 여과될 수 있거나 외부로 환기될 수 있다.
16. DPF/DOC이 건조된 후에, 최종 차등 공기압 측정이 실시될 수 있다.
c. 제어 시스템
시스템 동작은 PLC 또는 유사한 컴퓨터 시스템에 의해서 제어될 수 있다. 작업자는 DPF/DOC 부품 번호, 일련 번호 및/또는 다른 일자(other date)를 청소 사이클의 시작시에 입력할 수 있다. 제어 시스템은 디스플레이 및 표시부를 이용하여 고장, 경보 및/또는 동작 상태를 작업자에게 경고할 수 있고, 청소 데이터를 외부 컴퓨터 또는 데이터베이스에 전송할 수 있다.
건식 및 습식 청소 섹션이 개별적인 제어부를 가질 수 있고, 구성요소를 공유할 수 없다는 것을 제외하고, 동시에 동작될 수 있다. 건식 및 습식 섹션 모두가 공유 구성요소에 접근할 필요가 있을 때, 그러한 접근을 필요로 하는 제1 섹션이 공유 구성요소를 이용할 수 있는 반면, 다른측 섹션은, 공유 구성요소가 이용 가능할 때까지, "대기" 사이클에 진입한다. 이어서, 동시적인 동작이 재개되고 계속될 수 있다.
첨부된 청구항의 범위가 본원에서 설명된 특별한 실시예에 의해서 제한되지 않고, 전체적으로 명세서와 일치되는 방식으로 해석되어야 한다는 것을 이해할 것이다.

Claims (24)

  1. 배기의 유입 유동을 향해서 지향된 오염측 및 배기의 유출 유동을 향해서 지향된 청정측을 가지는 디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 장치이며:
    필터로부터 미립자를 청소하기 위해서 가스를 이용하는 건식 청소 시스템으로서, 상기 건식 청소 시스템은:
    필터의 청정측과 유체 연통되게 장착될 수 있는 제1 가스 공급 도관;
    필터의 오염측과 유체 연통되게 장착될 수 있는 제2 가스 공급 도관; 및
    제1 및 제2 가스 공급 도관을 통해서 필터의 청정측 및 오염측에 대해서 가스의 펄스를 교호적으로 인가하는 압력 메커니즘을 포함하는, 건식 청소 시스템; 및
    필터로부터 미립자를 제거하기 위해서 액체를 이용하는 습식 청소 시스템으로서, 상기 습식 청소 시스템은:
    필터의 청정측과 유체 연통되게 장착될 수 있는 제1 액체 공급 도관;
    필터의 오염측과 유체 연통되게 장착될 수 있는 제2 액체 공급 도관; 및
    제1 및 제2 액체 공급 도관을 통해서 필터의 청정측 및 오염측으로부터 교호적으로 필터를 통해서 액체의 슬러그를 급등시키는 펌프 메커니즘을 포함하는, 습식 청소 시스템
    을 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    압력 메커니즘은:
    압축 가스의 공급원; 및
    압축 공기를 상기 공급원으로부터 제1 및 제2 가스 공급 도관들에 교호적으로 공급하는 밸브 메커니즘을 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    건식 청소 시스템은:
    제1 및 제2 가스 공급 도관을 필터에 연결하는 연결기 부재를 더 포함하고, 필터의 청정측은 일반적으로 상향 배향되고 필터의 오염측은 일반적으로 하향 배향되며, 그에 따라 중력이 필터로부터 미립자를 제거하는데 도움을 주는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    건식 청소 시스템은:
    필터로부터 제거된 미립자를 수집하는, 일반적으로 필터 아래에서 제2 가스 공급 도관 내에 장착되는 분진 수집 양동이를 더 포함하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    건식 청소 시스템은:
    필터의 상태를 평가하기 위해서, 필터의 오염측과 청정측 사이의 압력 차이를 측정하는 적어도 하나의 센서를 더 포함하는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    습식 청소 시스템의 펌프 메커니즘은:
    가스를, 교호적인 압력으로, 제1 및 제2 액체 공급 도관을 통해서 액체의 슬러그의 대향 측면들에 인가하는 압력 메커니즘을 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    습식 청소 시스템의 펌프 메커니즘은:
    제1 및 제2 액체 공급 라인을 통해서 반대 방향들로 압력을 액체의 슬러그에 교호적으로 인가하는 적어도 하나의 유압 램 메커니즘을 포함하는, 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    습식 청소 시스템은:
    디젤 미립자 필터로부터 슬로싱된 미립자 재료를 수집하는, 제1 및 제2 액체 공급 도관 중 하나와 연통되는 적어도 하나의 액체 미립자 필터를 더 포함하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    내부에 건식 청소 시스템 및 습식 청소 시스템이 함께 장착되는 캐비넷 조립체를 더 포함하는, 장치.
  10. 배기의 유입 유동을 향해서 지향된 오염측 및 배기의 유출 유동을 향해서 지향된 청정측을 가지는 디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 장치이며:
    필터로부터 미립자를 제거하기 위해서 액체를 이용하는 습식 청소 시스템을 포함하고, 습식 청소 시스템은:
    필터의 청정측과 유체 연통되게 장착될 수 있는 제1 액체 공급 도관;
    필터의 오염측과 유체 연통되게 장착될 수 있는 제2 액체 공급 도관; 및
    제1 및 제2 액체 공급 도관을 통해서 필터의 청정측 및 오염측으로부터 교호적으로 필터를 통해서 액체의 슬러그를 급등시키는 펌프 메커니즘을 포함하는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    습식 청소 시스템의 펌프 메커니즘은:
    가압 가스를 액체의 슬러그의 대향 측면들 상의 제1 및 제2 액체 공급 도관에 교호적으로 인가하는 압력 메커니즘을 포함하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 메커니즘은:
    압력을 양의 역방향(positive inverse direction)으로 액체의 슬러그의 적어도 하나의 단부에 교호적으로 인가하는 펌프 메커니즘을 포함하는, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 펌핑 메커니즘은:
    제1 및 제2 액체 공급 도관 중 하나와 유체 연통되게 장착된 적어도 하나의 유압 램 메커니즘을 포함하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    습식 청소 시스템은:
    디젤 미립자 필터로부터 슬로싱된 미립자 재료를 수집하는, 제1 및 제2 액체 공급 도관 중 하나와 연통되는 적어도 하나의 액체 미립자 필터를 더 포함하는, 장치.
  15. 배기의 유입 유동을 향해서 지향된 오염측 및 배기의 유출 유동을 향해서 지향된 청정측, 그리고 배기의 유출 유동을 향해서 지향된 청정측을 가지는 디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 방법이며:
    필터로부터 미립자를 청소하기 위해서 가스를 이용하는 것에 의해서 필터를 건식 청소하는 단계로서, 필터를 건식 청소하는 단계는:
    필터의 청정측을 제1 가스 공급 도관과 유체 연통되게 장착하는 단계;
    필터의 오염측을 제2 가스 공급 도관과 유체 연통되게 장착하는 단계; 및
    제1 및 제2 공급 도관을 통해서 필터의 청정측 및 오염측에 대해서 가스의 가압된 펄스를 교호적으로 인가하는 단계를 포함하는, 단계; 및
    필터로부터 미립자를 제거하는 액체를 이용하여 필터를 습식 청소하는 단계로서, 필터를 습식 청소하는 단계는:
    필터의 청정측을 제1 액체 공급 도관과 유체 연통되게 장착하는 단계;
    필터의 오염측을 제2 액체 공급 도관과 유체 연통되게 장착하는 단계; 및
    제1 및 제2 액체 공급 도관을 통해서 필터의 청정측 및 오염측으로부터 교호적으로 필터를 통해서 액체의 슬러그를 급등시키는 단계를 포함하는, 단계
    를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    필터의 청정측 및 오염측에 대해서 가스의 펄스를 교호적으로 인가하는 단계는:
    압축 가스를 공급원으로부터 제1 및 제2 가스 공급 도관들에 교호적으로 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    필터를 건식 청소하는 단계는:
    제1 및 제2 가스 공급 도관들을 필터에 연결하는 단계를 더 포함하고, 필터의 청정측은 일반적으로 외향으로 배향되고 필터의 오염측은 일반적으로 하향 배향되며, 그에 따라 중력이 필터로부터 미립자를 제거하는데 도움을 주는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    필터를 청소하는 단계는:
    필터로부터 제거된 미립자를, 일반적으로 필터 아래에서 제2 가스 공급 도관 내에 장착되는 분진 수집 양동이 내에서 수집하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    필터의 상태를 평가하기 위해서, 필터의 오염측과 청정측 사이의 압력차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    필터를 통해서 액체의 슬러그를 급등시키는 단계는:
    가스를, 교호적인 압력으로, 제1 및 제2 액체 공급 도관을 통해서 액체의 슬러그의 측면들에 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    필터를 통해서 액체의 슬러그를 급등시키는 단계는:
    제1 및 제2 액체 공급 라인을 통해서 반대 방향들로 압력을 액체의 슬러그에 교호적으로 인가하기 위해서 적어도 하나의 유압 램을 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 배기의 유입 유동을 향해서 지향된 오염측 및 배기의 유출 유동을 향해서 지향된 청정측, 그리고 배기의 유출 유동을 향해서 지향된 청정측을 가지는 디젤 미립자 필터를 청소하기 위한 방법이며:
    필터로부터 미립자를 청소하기 위해서 가스를 이용하는 것에 의해서 필터를 건식 청소하는 단계를 포함하고, 필터를 건식 청소하는 단계는:
    필터의 청정측을 제1 가스 공급 도관과 유체 연통되게 장착하는 단계;
    필터의 오염측을 제2 가스 공급 도관과 유체 연통되게 장착하는 단계; 및
    제1 및 제2 가스 공급 도관들을 통해서 필터의 청정측 및 오염측에 대해서 가스의 가압된 펄스를 교호적으로 인가하는 단계를 포함하는, 방법
  23. 제22항에 있어서,
    필터의 상태를 평가하기 위해서, 필터의 오염측과 청정측 사이의 압력차를 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    필터를 통해서 액체의 슬러그를 급등시키는 단계는:
    가스를, 교호적인 압력으로, 제1 및 제2 액체 공급 도관을 통해서 액체의 슬러그의 측면들에 인가하는 단계를 포함하는, 방법.
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