KR20180112293A - Diesel particualte matter filter - Google Patents

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Abstract

According to one embodiment of the present invention, a diesel smoke filter comprises: a shell having an inlet and an outlet of exhaust gas; and a filter main body provided inside the shell and filtering a particulate substance contained in the exhaust gas. The filter main body comprises: at least one channel where the exhaust gas is introduced or leaked; at least one porous wall disposed between the channels and extended in the longitudinal direction along a flow of the exhaust gas; and at least one plug selectively sealing a front end or a rear end of the channel to distinguish an inlet channel where the rear end of the channel is sealed and a leakage channel where the front end of the channel is sealed. The leakage channel is positioned an edge portion of the filter main body.

Description

디젤 매연 필터{DIESEL PARTICUALTE MATTER FILTER}DIESEL PARTICULATE MATTER FILTER

본 발명은 디젤 매연 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터 외곽부의 플러그 형상이 변경된 구조를 갖는 디젤 매연 필터에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diesel particulate filter, and more particularly, to a diesel particulate filter having a structure in which a plug shape of a filter outer portion is changed.

디젤 매연 필터(Diesel Particulate matter Filter, DPF)는 디젤 내연 기관의 배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter; PM), 즉 매연을 필터링하여 태우는 장치로, 배기가스 흐름 방향으로 여러 개의 채널들이 형성되고, 채널들의 입구 또는 출구에 폐쇄된 부분이 적어도 하나 존재하거나 또는 교대로 배치되는 구조를 갖는다. A diesel particulate matter filter (DPF) is a device for filtering and burning particulate matter (PM) contained in the exhaust gas of a diesel internal combustion engine, in which a plurality of channels are formed in the exhaust gas flow direction , At least one closed portion is present at the entrance or exit of the channels, or alternately arranged.

2006년 EURO-4 배기규제 발효 이후, 대부분의 디젤 차량에 디젤 매연 필터가 장착되기 시작했다. DPF는 입자상 물질이 포집되면 일정 주기로 이를 제거하는 과정을 거치는데, 이러한 과정을 재생(regeneration) 과정이라 하며, 이를 통해 반영구적으로 사용 가능하다.Since the EURO-4 emissions regulations came into effect in 2006, diesel particulate filters have begun to be installed in most diesel vehicles. The DPF collects particulate matter and removes it at regular intervals. This process is called regeneration process and can be used semi-permanently.

필터의 재생 효율을 높이기 위해서는 재생 후 잔류 매연량을 최소화할 필요가 있다. 필터에 퇴적된 매연의 재생 과정은 매연의 주성분인 탄소(C)와 산소(O2)의 산화 반응에 의해서 진행되기 때문에 반응에 필요한 온도와 산소의 공급이 필요하다. 재생 시점에는 내연기관에서 엔진의 제어를 통해 재생에 필요한 분위기를 만들어준다. In order to increase the regeneration efficiency of the filter, it is necessary to minimize the residual soot after regeneration. The regeneration process of soot accumulated in the filter is performed by oxidation reaction of carbon (C) and oxygen (O2), which are main components of soot, so it is necessary to supply the necessary temperature and oxygen for the reaction. At the time of reproduction, an internal combustion engine produces an atmosphere necessary for regeneration through control of the engine.

도 6은 기존의 디젤 매연 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 디젤 매연 필터는 매연 여과 필터를 감싸고 있는 금속 재질의 쉘(1)과, 필터 본체(2)와, 필터 본체(2)와 쉘(1)을 완충하고 잡아주기 위한 고정부재(3)와, 필터 본체(2)의 밀림을 방지하고 쉘(1)과의 직접 접촉에 의한 충격을 보완하기 위한 완충부재(4)와, 배기가스가 유입 또는 유출되는 채널들(5, 6, 7, 8)을 구비한다. 그런데, 재생을 위해 엔진의 배기가스 온도 승온시에 필터 내부의 온도를 확인해 보면, 도 7에 도시된 바와 같이, 필터 본체의 외곽 쪽으로 급격한 온도 저하가 나타나는 영역이 존재함을 확인할 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 필터 내부에 온도 센서를 설치하고, 그 위치의 온도 분포를 확인한 결과, 필터 외곽부에 온도가 낮게 나타나는 영역이 존재하며, 이러한 영역에 퇴적된 매연 입자로 인하여 필터의 재생 효율이 저하된다.6 is a cross-sectional view schematically showing a conventional diesel particulate filter. 6, the diesel particulate filter includes a metal shell 1 surrounding the soot filter, a filter body 2, a filter body 2 and a shell 1 for cushioning and holding the filter body 2 and the shell 1, A cushioning member 4 for preventing the filter body 2 from being pushed and for compensating for an impact caused by direct contact with the shell 1 and a channel 5 for introducing or exiting the exhaust gas , 6, 7, 8). As shown in FIG. 7, when the exhaust gas temperature of the engine is raised for regeneration, the temperature inside the filter is checked. As shown in FIG. 7, it can be seen that there is a region where a sudden drop in temperature occurs toward the outer periphery of the filter body. Further, as shown in Fig. 8, a temperature sensor was provided inside the filter, and the temperature distribution at that position was confirmed. As a result, there was a region where the temperature appeared to be low in the filter outer frame portion. The regeneration efficiency of the filter is lowered.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 필터의 형상을 변경하여 필터 재생에 필요한 온도가 확보된 영역으로 입자상 물질이 퇴적되도록 유도할 수 있는 구조를 갖는 디젤 매연 필터 구조를 제공한다.In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention provides a diesel particulate filter structure having a structure capable of changing the shape of a filter to induce the deposition of particulate matter in a region where a temperature necessary for filter regeneration is secured do.

본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터는, 배기가스의 유입구 및 유출구를 구비하는 쉘, 및 상기 쉘 내부에 구비되며, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 여과하는 필터 본체를 포함하고, 상기 필터 본체는, 배기가스가 유입 또는 유출되는 적어도 하나의 채널과, 상기 채널 사이에 배치되며, 배기가스의 흐름을 따라 길이 방향으로 연장된 적어도 하나의 다공성 월, 및 상기 채널의 전단 또는 후단을 선택적으로 밀폐하여 상기 채널의 후단이 밀폐된 유입채널과 상기 채널의 전단이 밀폐된 유출채널로 구별되도록 하는 적어도 하나의 플러그를 포함하되, 상기 필터 본체의 가장자리 부위에 위치하는 채널은 유출채널이다. A diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention includes a shell having an inlet and an outlet for exhaust gas, and a filter body disposed inside the shell, the filter body filtering particulate matter contained in the exhaust gas, The body includes at least one channel through which exhaust gas is introduced or from which is exhausted, at least one porous wall disposed between the channels and extending longitudinally along the flow of the exhaust gas, and at least one of a front end or a rear end of the channel And at least one plug which is hermetically closed so that the rear end of the channel is separated from the closed inlet channel and the front end of the channel is sealed by the outlet channel, wherein the channel located at the edge of the filter body is an outlet channel.

본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터는, 상기 쉘 및 상기 필터 본체 사이에 구비되며, 상기 필터 본체를 상기 쉘에 탄성적으로 고정하는 고정부재를 더 포함할 수 있다. The diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention may further include a fixing member which is provided between the shell and the filter main body and resiliently fixes the filter main body to the shell.

상기 고정부재는 세라믹 파이버 매트를 포함할 수 있다. The fixing member may include a ceramic fiber mat.

본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터는, 상기 쉘과 상기 필터 본체의 최외곽 채널의 후단 사이에 구비되며, 상기 필터 본체와 쉘의 밀림을 방지하도록 구비되는 완충부재를 더 포함할 수 있다. The diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention may further include a buffer member provided between the shell and a rear end of the outermost channel of the filter body to prevent the filter body and the shell from being pushed .

상기 완충부재는 와이어 메쉬 재질로 형성될 수 있다. The buffer member may be formed of a wire mesh material.

상기 플러그는, 상기 필터 본체의 단면상 온도 분포를 고려하여 선택적으로 채널을 밀폐하도록 구비될 수 있다. The plug may be provided to selectively seal the channel in consideration of the temperature distribution on the cross section of the filter body.

상기 플러그는, 상기 필터 본체의 단면상 온도 분포가 재생 가능 최소 온도보다 작은 영역의 채널 전단을 밀폐하도록 구비될 수 있다. The plug may be provided to seal the channel front end of the region where the temperature distribution on the cross section of the filter body is smaller than the minimum reproducible temperature.

본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터는, 상기 플러그와 연결되고, 상기 채널의 내부에 구비되는 지지체를 더 포함할 수 있다. The diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention may further include a support connected to the plug and provided inside the channel.

상기 채널의 내벽 또는 상기 지지체에는 촉매가 코팅될 수 있다.The inner wall of the channel or the support may be coated with a catalyst.

상기 채널의 내벽 또는 상기 지지체에는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC), 질소산화물 흡장 촉매(Lean NOx Trap, LNT) 또는 선택적 환원 촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 중 적어도 하나가 코팅될 수 있다.At least one of Diesel Oxidation Catalyst (DOC), Lean NOx Trap (LNT), or Selective Catalytic Reduction (SCR) may be coated on the inner wall of the channel or the support.

본 발명의 실시예에 따르면, 필터 재생에 필요한 온도가 확보된 영역으로 입자상 물질이 퇴적되도록 유도할 수 있는 채널 구조를 제공함으로써, 재생 효율이 증대될 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the regeneration efficiency can be increased by providing the channel structure that can induce the particulate matter to be deposited in the region where the temperature required for regenerating the filter is ensured.

또한, 전체 재생 시간 단축 효과로 인하여 연비가 개선되고 엔진 내구성을 향상시킬 수 있다.Further, the fuel consumption can be improved and the durability of the engine can be improved owing to the effect of shortening the overall regeneration time.

또한, 필터 외곽부에 지속적으로 퇴적되는 입자상 물질의 비정상 재생으로 인한 필터 파손 발생 가능성을 최소화할 수 있다.In addition, the possibility of occurrence of filter breakage due to abnormal regeneration of particulate matter continuously deposited on the outer edge of the filter can be minimized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생전 디젤 매연 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생후 디젤 매연 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 'A' 부분의 디젤 매연 필터의 배기가스 흐름을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터의 일부 유입 채널과 유출 채널을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5는 기존의 디젤 매연 필터 정면과 본 발명의 여러 실시예에 따른 디젤 매연 필터 정면을 도시한 도면이다.
도 6은 기존의 디젤 매연 필터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 엔진의 배기가스 온도 승온시에 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터의 단면상 내부 온도 분포를 나타낸 도면이다.
도 8은 엔진의 배기가스 온도 승온시에 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터의 평면상 내부 온도 분포를 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a pre-regeneration diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a post-regeneration diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing the exhaust gas flow of the diesel particulate filter of the portion 'A' of FIG.
4 is a front view schematically showing a part of an inlet channel and an outlet channel of a diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a front face of a conventional diesel particulate filter and a front face of a diesel particulate filter according to various embodiments of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a conventional diesel particulate filter.
7 is a view showing an internal temperature distribution on a cross section of a diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention at the time of temperature rise of the exhaust gas temperature of the engine.
FIG. 8 is a graph showing the temperature distribution inside the plane of the diesel particulate filter according to the embodiment of the present invention at the time of temperature rise of the exhaust gas temperature of the engine.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and only other configurations will be described in the other embodiments.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.The drawings are schematic and illustrate that they are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. Also, to the same structure, element, or component appearing in more than one of the figures, the same reference numerals are used to denote similar features. When referring to a portion as being "on" or "on" another portion, it may be directly on the other portion or may be accompanied by another portion therebetween.

본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate one embodiment of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터에 관하여 설명한다.Hereinafter, a diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재생전 디젤 매연 필터를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생후 디젤 매연 필터를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 'A' 부분의 디젤 매연 필터의 배기가스 흐름을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터의 일부 유입 채널과 유출 채널을 개략적으로 도시한 정면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a pre-regeneration diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a post-regeneration diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention, Is a cross-sectional view schematically illustrating the exhaust gas flow of the diesel particulate filter of the portion 'A' of Fig. 1, and Fig. 4 is a schematic view of a part of the inlet channel and the outlet channel of the diesel particulate filter according to an embodiment of the present invention Front view.

이 때, 디젤 매연 필터는 본 발명의 일 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.At this time, the diesel particulate filter shows only the schematic configuration necessary for the explanation according to the embodiment of the present invention, and is not limited to this configuration.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 매연 필터(100)는, 쉘(10) 및 필터 본체(20)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 to 3, a diesel particulate filter 100 according to an embodiment of the present invention includes a shell 10 and a filter body 20.

쉘(10)은 배기가스의 유입구 및 유출구를 구비한다. 엔진의 배기가스 후단에는 질소산화물 흡장촉매(LNT) 또는 디젤산화촉매(DOC)와 같은 촉매 장치가 구비될 수 있고, 촉매 장치 후단에 배기파이프를 통해 디젤 매연 필터(100)의 유입구가 연결된다. The shell 10 has an inlet and an outlet of the exhaust gas. A catalytic device such as a nitrogen oxide storage catalyst (LNT) or a diesel oxidation catalyst (DOC) may be provided at the downstream end of the engine, and an inlet of the diesel particulate filter 100 is connected to the downstream end of the catalytic device through an exhaust pipe.

엔진은 희박 연소를 제공하는 내연기관으로 디젤차량의 디젤엔진을 포함한다. 엔진은 공기와 연료의 일정한 혼합비로 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다.The engine includes a diesel engine of a diesel vehicle as an internal combustion engine providing lean burn. The engine can generate power by burning at a constant mixing ratio of air and fuel.

쉘(10) 내부에는 유입구로부터 유입된 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)을 여과하는 필터 본체(20)가 구비된다. 필터 본체(20)는 배기가스가 유입 또는 유출되는 적어도 하나의 채널(22)과, 채널(22) 사이에 배치되는 적어도 하나의 다공성 월(24), 및 채널(22)의 전단 또는 후단을 밀폐하는 적어도 하나의 플러그(26)를 포함할 수 있다. Inside the shell 10, a filter body 20 for filtering particulate matter (PM) contained in the exhaust gas introduced from the inlet is provided. The filter body 20 includes at least one channel 22 through which the exhaust gas flows or flows out and at least one porous wall 24 disposed between the channels 22 and a front end or a rear end of the channel 22, (Not shown).

플러그(26)는 채널(22)의 전단 또는 후단을 선택적으로 밀폐하여 채널(22)의 후단이 밀폐된 유입채널과, 채널(22)의 전단이 밀폐된 유출채널로 구별한다. 다공성 월(24)은 유입채널과 유출채널 사이에 배치되어 경계를 정의한다. The plug 26 selectively seals the front end or the rear end of the channel 22 to distinguish the inflow channel from the rear end of the channel 22 and the outflow channel with the front end of the channel 22 closed. The porous wall 24 is disposed between the inlet channel and the outlet channel to define the boundary.

다공성 월(24)은 월 내부에 적어도 하나 이상의 세공(micropore)이 형성되어 있다. 다공성 월(24)은 이웃하는 유입채널과 유출채널을 유체적으로 연통한다. 따라서, 유입채널로 유입된 배기가스는 다공성 월(24)을 통하여 유출채널로 이동할 수 있다. 또한, 다공성 월(24)은 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)은 통과시키지 않는다. 배기가스가 다공성 월(24)을 통하여 유입채널에서 유출채널로 이동할 때, 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)은 다공성 월(24)에 의하여 걸러진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디젤 매연 필터(100) 재생전 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)은 유입채널에 퇴적되게 되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 퇴적된 입자상 물질(PM)은 재생 과정 동안 산화 반응에 의해 제거된다. The porous wall 24 has at least one micropore formed therein. The porous walls 24 fluidly communicate with the adjacent inlet and outlet channels. Thus, the exhaust gas flowing into the inlet channel can be moved to the outlet channel through the porous wall 24. Further, the porous wall 24 does not allow the particulate matter PM contained in the exhaust gas to pass through. As the exhaust gas moves from the inlet channel to the outlet channel through the porous wall 24, the particulate matter PM contained in the exhaust gas is filtered by the porous wall 24. As shown in FIG. 1, particulate matter (PM) contained in the exhaust gas before regeneration of the diesel particulate filter 100 is deposited on the inlet channel, and as shown in FIG. 2, the deposited particulate matter PM It is removed by an oxidation reaction during the regeneration process.

다공성 월(24)은 알루미늄 티타네이트(aluminum titanate), 코디어라이트(codierite), 실리콘 카바이드(silicon carbide) 등에 의하여 제작될 수 있다.The porous walls 24 may be made of aluminum titanate, codierite, silicon carbide, or the like.

한편, 디젤 매연 필터(100)는 필터 본체(20)를 쉘(10)에 탄성적으로 고정하는 고정부재(30)를 더 포함할 수 있다. 고정부재(30)는 쉘(10) 및 필터 본체(20) 사이에 필터 본체(20)의 둘레를 따라 구비될 수 있으며, 세라믹 파이버 매트를 포함할 수 있다. Meanwhile, the diesel particulate filter 100 may further include a fixing member 30 for elastically fixing the filter body 20 to the shell 10. The fixing member 30 may be provided along the periphery of the filter body 20 between the shell 10 and the filter body 20 and may include a ceramic fiber mat.

또한, 디젤 매연 필터(100)는 필터 본체(20)와 쉘(10)의 밀림을 방지하도록 구비된 완충부재(40)를 더 포함할 수 있다. 완충부재(40)는 쉘(10)과 필터 본체(20)의 최외곽 채널의 후단에 구비될 수 있고, 와이어 매쉬 재질로 형성될 수 있다. The diesel particulate filter 100 may further include a buffer member 40 provided to prevent the filter body 20 and the shell 10 from being pushed. The buffer member 40 may be provided at the rear end of the outermost channel of the shell 10 and the filter body 20, and may be formed of a wire mesh material.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 채널(22) 내부에는 플러그(26)와 연결되고 채널(22)이 연장되는 방향에 평행하게 구비되는 적어도 하나의 지지체(28)를 포함할 수 있다. 지지체(28)는 유입채널에만 배치될 수도 있고 유출채널에만 배치될 수도 있다. 또한, 지지체(28)는 유입채널 및/또는 유출채널이 연장되는 방향에 수직 또는 비스듬하게 연장될 수 있다. 지지체(28)는 유입채널 및/또는 유출채널이 연장되는 방향에 수직 또는 비스듬하게 연장되는 경우, 지지체(28)의 양단 중 적어도 하나는 다공성 월(24)에 접촉하지 않을 수 있다3 and 4, the channel 22 may include at least one support 28 connected to the plug 26 and parallel to the direction in which the channel 22 extends. have. The support 28 may be disposed only in the inlet channel or only in the outlet channel. The support 28 may also extend perpendicularly or obliquely to the direction in which the inlet channels and / or outlet channels extend. At least one of the opposite ends of the support 28 may not contact the porous wall 24 when the support 28 extends perpendicularly or obliquely to the direction in which the inlet channel and /

한편, 지지체(28)는 필터의 역할을 수행하기 위하여 구비되는 것이 아니라 촉매를 잡아 두기 위하여 구비되는 것이므로, 반드시 다공성 재질로 제작될 필요가 없다. 즉, 지지체(28)는 다공성 월(24)과 동일한 재질로 제작되거나 다른 재질로 제작될 수 있다. 지지체(28)가 다공성 재질로 제작된다고 하더라도, 지지체(28)에 의하여 구획되는 채널(22)의 두 부분 사이에는 압력 차이가 거의 없으므로, 배기가스는 거의 지지체(28)를 통과하지 않고 지지체(28)와 월(24)을 따라 이동하게 된다. 또한, 지지체(28)는 필터의 역할을 수행할 필요가 없으므로, 지지체(28)를 두껍게 형성할 필요가 없다. 즉, 지지체(28)의 두께는 월(24)의 두께보다 얇게 형성할 수 있으며, 이는 배압의 증가를 최소화하게 된다. On the other hand, the support 28 is not provided to perform a role of a filter but is provided to hold a catalyst, so that it is not necessarily made of a porous material. That is, the support 28 may be made of the same material as the porous wall 24 or may be made of other materials. Even though the support body 28 is made of a porous material, since there is almost no pressure difference between the two parts of the channel 22 defined by the support body 28, the exhaust gas hardly passes through the support body 28, ) And the month (24). Further, since the support 28 does not need to serve as a filter, it is not necessary to form the support 28 thick. That is, the thickness of the support 28 can be made thinner than the thickness of the wall 24, which minimizes the increase in back pressure.

한편, 채널(22)의 내벽 즉, 다공성 월(24) 및 지지체(28)에는 촉매가 코팅될 수 있다. 촉매는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC), 질소산화물 흡장 촉매(Lean NOx Trap, LNT) 또는 선택적 환원 촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 중 적어도 하나일 수 있다. On the other hand, the inner wall of the channel 22, that is, the porous wall 24 and the support 28, can be coated with a catalyst. The catalyst may be at least one of a diesel oxidation catalyst (DOC), a nitrogen oxide trap catalyst (Lean NOx Trap, LNT) or a selective catalytic reduction catalyst (SCR).

도 5는 기존의 디젤 매연 필터 정면과 본 발명의 여러 실시예에 따른 디젤 매연 필터 정면을 도시한 도면이다.5 is a view showing a front face of a conventional diesel particulate filter and a front face of a diesel particulate filter according to various embodiments of the present invention.

도 5를 참조하면, 플러그(26)는 필터 본체(20)의 단면상 온도 분포를 고려하여 선택적으로 채널(22)을 밀폐하도록 구비될 수 있다. 기존의 디젤 매연 필터의 가장자리는 유입채널로 형성되어 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 디젤 매연 필터(100)의 가장자리는 3개의 채널(22)이 플러그(26)로 밀폐되도록 형성할 수 있고, 6개의 채널(22)이 플러그(26)로 밀폐되도록 형성할 수 있다. 도 7에 도시된 필터 내부 위치의 재생에 필요한 최소 온도보다 작은 영역의 채널(22) 전단을 밀폐하도록 플러그(26)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 5, the plug 26 may be provided to selectively seal the channel 22 in consideration of the temperature distribution on the cross-section of the filter body 20. The edge of the conventional diesel particulate filter is formed as an inlet channel. However, the edge of the diesel particulate filter 100 according to the embodiment of the present invention may be formed such that three channels 22 are closed by the plug 26, Six channels 22 can be formed to be sealed by the plug 26. [ The plug 26 may be provided so as to close the front end of the channel 22 in a region smaller than the minimum temperature necessary for regeneration of the filter internal position shown in Fig.

이러한 구조에 의해, 재생에 필요한 최소 온도보다 작은 영역의 채널(22)을 유출채널로 형성함으로써, 채널(22)에 입자상 물질(PM)이 퇴적되지 않도록 할 수 있다. With this structure, it is possible to prevent the particulate matter (PM) from accumulating on the channel (22) by forming the channel (22) in the region that is smaller than the minimum temperature required for regeneration.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 필터 재생에 필요한 온도가 확보된 영역으로 입자상 물질이 퇴적되도록 유도할 수 있는 채널 구조를 제공함으로써, 재생 효율이 증대될 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the regeneration efficiency can be increased by providing the channel structure that can induce the particulate matter to be deposited in the region where the temperature required for regeneration of the filter is ensured.

또한, 전체 재생 시간 단축 효과로 인하여 연비가 개선되고 엔진 내구성을 향상시킬 수 있다.Further, the fuel consumption can be improved and the durability of the engine can be improved owing to the effect of shortening the overall regeneration time.

또한, 필터 외곽부에 지속적으로 퇴적되는 입자상 물질의 비정상 재생으로 인한 필터 파손 발생 가능성을 최소화할 수 있다.In addition, the possibility of occurrence of filter breakage due to abnormal regeneration of particulate matter continuously deposited on the outer edge of the filter can be minimized.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

100: 디젤 매연 필터 10: 쉘
20: 필터 본체 22: 채널
24: 다공성 월 26: 플러그
28: 지지체 30: 고정부재
40: 완충부재 PM: 입자상 물질100: Diesel particulate filter 10: Shell
20: filter body 22: channel
24: Porous Wall 26: Plug
28: support 30: fixing member
40: buffer member PM: particulate matter

Claims (10)

배기가스의 유입구 및 유출구를 구비하는 쉘; 및
상기 쉘 내부에 구비되며, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 여과하는 필터 본체를 포함하고,
상기 필터 본체는,
배기가스가 유입 또는 유출되는 적어도 하나의 채널과,
상기 채널 사이에 배치되며, 배기가스의 흐름을 따라 길이 방향으로 연장된 적어도 하나의 다공성 월, 및
상기 채널의 전단 또는 후단을 선택적으로 밀폐하여 상기 채널의 후단이 밀폐된 유입채널과 상기 채널의 전단이 밀폐된 유출채널로 구별되도록 하는 적어도 하나의 플러그를 포함하되,
상기 필터 본체의 가장자리 부위에 위치하는 채널은 유출채널인 디젤 매연 필터.A shell having an inlet and an outlet of the exhaust gas; And
And a filter body provided inside the shell for filtering particulate matter contained in the exhaust gas,
The filter body includes:
At least one channel through which the exhaust gas flows or flows,
At least one porous wall disposed between the channels and extending longitudinally along the flow of exhaust gas,
And at least one plug for selectively sealing the front end or the rear end of the channel so that the rear end of the channel is distinguished into a closed inlet channel and an outlet channel sealed at the front end of the channel,
Wherein the channel located at an edge portion of the filter body is an outlet channel. 제 1 항에서,
상기 쉘 및 상기 필터 본체 사이에 구비되며,
상기 필터 본체를 상기 쉘에 탄성적으로 고정하는 고정부재를 더 포함하는 디젤 매연 필터.The method of claim 1,
A filter body provided between the shell and the filter body,
And a fixing member for elastically fixing the filter body to the shell. 제 2 항에서,
상기 고정부재는 세라믹 파이버 매트를 포함하는 디젤 매연 필터.3. The method of claim 2,
Wherein the fixing member comprises a ceramic fiber mat. 제 1 항에서,
상기 쉘과 상기 필터 본체의 최외곽 채널의 후단 사이에 구비되며,
상기 필터 본체와 쉘의 밀림을 방지하도록 구비되는 완충부재를 더 포함하는 디젤 매연 필터.The method of claim 1,
And a filter disposed between the shell and a rear end of an outermost channel of the filter body,
Further comprising a cushioning member configured to prevent the filter body and the shell from being pushed. 제 4 항에서,
상기 완충부재는 와이어 메쉬 재질로 형성되는 디젤 매연 필터.5. The method of claim 4,
Wherein the buffer member is formed of a wire mesh material. 제 1 항에서,
상기 플러그는,
상기 필터 본체의 단면상 온도 분포를 고려하여 선택적으로 채널을 밀폐하도록 구비되는 디젤 매연 필터.The method of claim 1,
The plug
Wherein the filter is configured to selectively seal the channel in consideration of the temperature distribution on the cross section of the filter body. 제 6 항에서,
상기 플러그는,
상기 필터 본체의 단면상 온도 분포가 재생 가능 최소 온도보다 작은 영역의 채널 전단을 밀폐하도록 구비되는 디젤 매연 필터.The method of claim 6,
The plug
Wherein a cross-sectional temperature distribution of the filter main body is provided to seal a channel front end in an area smaller than a reproducible minimum temperature. 제 1 항에서,
상기 플러그와 연결되고, 상기 채널의 내부에 구비되는 지지체를 더 포함하는 디젤 매연 필터.The method of claim 1,
And a support connected to the plug and provided inside the channel. 제 8 항에서,
상기 채널의 내벽 또는 상기 지지체에는 촉매가 코팅되는 디젤 매연 필터.9. The method of claim 8,
Wherein the inner wall of the channel or the support is coated with a catalyst. 제 9 항에서,
상기 채널의 내벽 또는 상기 지지체에는 디젤산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC), 질소산화물 흡장 촉매(Lean NOx Trap, LNT) 또는 선택적 환원 촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 중 적어도 하나가 코팅되는 디젤 매연 필터.The method of claim 9,
Wherein the inner wall of the channel or the support is coated with at least one of a diesel oxidation catalyst (DOC), a nitrogen oxide storage catalyst (Lean NOx Trap, LNT) or a selective catalytic reduction (SCR) .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768406A (en) * 2022-04-01 2022-07-22 上海蕙黔化工科技有限公司 Carrier steam treatment device based on catalyst production by impregnation method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3355943B2 (en) * 1996-07-18 2002-12-09 松下電器産業株式会社 Exhaust gas purification method and exhaust gas filter and exhaust gas filter purification device using the same
JP3922077B2 (en) * 2002-04-16 2007-05-30 トヨタ自動車株式会社 Particulate filter and manufacturing method thereof
JP2012246759A (en) * 2011-05-25 2012-12-13 Ibiden Co Ltd Mat material, assembly, and exhaust gas treatment apparatus
JP2013032706A (en) * 2011-07-31 2013-02-14 Toyota Industries Corp Exhaust gas purification device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3355943B2 (en) * 1996-07-18 2002-12-09 松下電器産業株式会社 Exhaust gas purification method and exhaust gas filter and exhaust gas filter purification device using the same
JP3922077B2 (en) * 2002-04-16 2007-05-30 トヨタ自動車株式会社 Particulate filter and manufacturing method thereof
JP2012246759A (en) * 2011-05-25 2012-12-13 Ibiden Co Ltd Mat material, assembly, and exhaust gas treatment apparatus
JP2013032706A (en) * 2011-07-31 2013-02-14 Toyota Industries Corp Exhaust gas purification device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768406A (en) * 2022-04-01 2022-07-22 上海蕙黔化工科技有限公司 Carrier steam treatment device based on catalyst production by impregnation method
CN114768406B (en) * 2022-04-01 2023-09-26 上海蕙黔新材料科技有限公司 Carrier vapor treatment equipment for producing catalyst based on impregnation method

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