KR20200121576A - 디젤 미립자 필터 재생장치 - Google Patents

디젤 미립자 필터 재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디젤 미립자 필터에 축적된 오염물질인 그을음이나 애쉬를 제거하는 재생장치에 관한 것으로, 오염된 디젤 미립자 필터가 장착되는 마운트와, 상기 마운트의 일단 측에 설치되고 상기 디젤 미립자 필터의 내부로 화염을 분사하는 버너와, 상기 마운트의 타단 측에 설치되고 상기 디젤 미립자 필터와 연결되며 상기 버너의 화염에 의해 산화된 오염물질이 이송되는 덕트와, 상기 버너의 화염이 상기 디젤 미립자 필터 전체에 확산 및 전달될 수 있도록, 그리고 상기 디젤 미립자 필터의 산화된 오염물질을 흡입할 수 있도록 상기 덕트에 진공압을 인가하는 블로워를 포함한다. 여기서, 상기 덕트는, 상기 디젤 미립자 필터, 상기 블로워, 외부 집진기를 연결하는 T자형 배관을 포함하되, 상기 T자형 배관의 분기부에는 벤츄리 구조의 레듀셔가 구비된다.

Description

디젤 미립자 필터 재생장치{APPARATUS OF REGENERATING DIESEL PARTICULATE FILTER}
본 발명은 디젤 미립자 필터 재생장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 디젤 미립자 필터에 축적된 오염물질인 그을음이나 애쉬를 제거하는 재생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤 차량은 뛰어난 연비와 출력에도 불구하고, 디젤 엔진의 특성상 공기 과잉율이 큰 상태에서 연소가 이루어지기 때문에 배출가스 중에는 가솔린 엔진과는 달리 일산화탄소(CO)나 탄화수소의 배출량이 적은 반면 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)이 상당히 많이 배출되는 단점이 있다.
입자상 물질은 대기를 오염시키는 가장 중요한 주원인으로 각종 매체에서 보도되고 있으며, 인체에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이러한 입자상 물질을 저감시키기 위하여 디젤 자동차에는 매연 저감 장치 중 하나인 디젤 미립자 필터(Diesel Particulate Filter; DPF)가 장착되어 있다.
디젤 미립자 필터는 디젤 엔진으로부터 배출되는 입자상 물질을 필터 내에 물리적으로 포집 후 후분사 제어(Post Injection)로 배기가스의 온도를 일정온도 이상으로 승온하여 필터에 포집된 입자상 물질을 연소시켜 제거한다.
매연 저감 장치의 정상적인 기능 유지 및 보수를 위하여 디젤 미립자 필터를 차량에서 분리한 후 축적된 그을음이나 애쉬를 제거하여 사용하고 있다.
등록특허공보 제10-1569885호(2015.11.11.)에는 폐기 매연저감필터의 클리닝을 위한 재생장치와 재생방법이 개시되어 있다.
상술한 재생장치 및 재생방법은, 차량에서 분리된 디젤 미립자 필터에 버너와 필터를 연결한 후, 연소에 필요한 연료 및 산소를 공급하여 화염을 형성함으로써 오염물질을 산화시켜 제거하였다.
그런데 종래의 재생장치는 화염을 생성하는 버너와 산소를 공급하는 송풍기가 필터의 일단 측에 설치되어, 버너에서 발생한 화염이 필터 전체로 확산되거나 전달되지 못하는 단점이 있었다. 이로 인하여, 필터의 재생작업이 원활하게 이루어질 수 없었으며, 화염이 일부분에만 집중되어 필터를 손상시키는 문제가 있었다.
등록특허공보 제10-1569885호(2015.11.11.)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 버너에서 생성된 화염이 필터 전체에 확산 및 전달될 수 있어 디젤 미립자 필터에 축적된 요염물질을 효과적으로 산화 및 제거할 수 있는 디젤 미립자 필터 재생장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 버너에서 생성된 화염이 일부분에만 집중되어 디젤 미립자 필터를 손상시키는 등의 문제를 해결할 수 있는 디젤 미립자 필터 재생장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 디젤 미립자 필터 재생 장치는, 오염된 디젤 미립자 필터가 장착되는 마운트와, 상기 마운트의 일단 측에 설치되고 상기 디젤 미립자 필터의 내부로 화염을 분사하는 버너와, 상기 마운트의 타단 측에 설치되고 상기 디젤 미립자 필터와 연결되며 상기 버너의 화염에 의해 산화된 오염물질이 이송되는 덕트와, 상기 버너의 화염이 상기 디젤 미립자 필터 전체에 확산 및 전달될 수 있도록, 그리고 상기 디젤 미립자 필터의 산화된 오염물질을 흡입할 수 있도록 상기 덕트에 진공압을 인가하는 블로워를 포함한다.
여기서, 상기 덕트는, 상기 디젤 미립자 필터, 상기 블로워, 외부 집진기를 연결하는 T자형 배관을 포함하되, 상기 T자형 배관의 분기부에는 벤츄리 구조의 레듀셔가 구비된다.
상술한 구성의 본 발명은 디젤 미립자 필터의 재생 시 블로워를 작동시킬 경우 벤츄리 구조의 레듀셔가 구비된 T자형 배관의 분기부에 진공압이 인가된다.
따라서 버너에서 생성된 화염이 디젤 미립자 필터 전체에 확산 및 전달될 수 있다. 또한, 저용량의 블로워를 사용하더라도 오염물질을 효과적으로 흡입 및 배출할 수 있으며, 버너에서 생성된 화염이 일부분에만 집중되어 디젤 미립자 필터를 손상시키는 등의 문제를 해결할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 미립자 필터 재생장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 미립자 필터 재생장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 미립자 필터 재생장치 중 덕트의 분기부를 도시한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 미립자 필터 재생장치(100)는 프레임(110)을 포함하여 구성된다.
프레임(110)은 다수의 철 프레임(112~116)으로 이루어진 대략 직육면체의 구조물이다. 이때, 프레임(110)을 구성하는 철 프레임(112~116) 중 하부 철 프레임(116)이 상부 철 프레임(112)보다 더 길게 형성되는데, 이는 오염된 필터(200)를 장착하거나 재생된 필터(200)를 제거하는 과정에서 상부 철 프레임(112)에 의한 간섭을 방지하기 위함이다.
프레임(110)의 내부에는, 오염된 필터(200)가 설치되는 마운트(120), 오염물질을 산화시키기 위한 화염을 생성하는 버너(130), 마운트(120) 및 버너(130)를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 이동수단(140,150)이 설치된다. 또한, 버너(130), 이동수단(140,150) 및 후술할 블로워(180)의 작동을 제어하는 컨트롤러(160)가 설치된다.
프레임(110)의 상부에는 필터(200)에서 산화 및 탈락된 오염물질을 외부로 배출하는 덕트(170) 및 블로워(180)가 설치되고, 하부에는 작업자의 필요에 따라 디젤 미립자 필터 재생장치(100)를 이동시킬 수 있도록 바퀴(190)가 설치된다.
마운트(120)는, 오염된 필터(200)가 장착되는 마운트 패널(122)과, 버너(130)가 내장되는 연소실(126)로 이루어진다.
마운트 패널(122)은 연소실(126)의 상면을 덮는 원판 형상의 판재이다. 마운트 패널(122)의 중앙에는 오염된 필터(200)가 삽입되는 장착공(124)이 형성된다. 이때, 장착공(124)은 후술할 내부 하우징(126b)과 연결되어 버너(130)에서 생성된 화염이 필터(200)의 내부로 분사될 수 있도록 한다.
연소실(126)은, 외부 하우징(126a)과 내부 하우징(126b)으로 이루어진 이중관(double tube) 구조로 이루어진다. 연소실(126)의 내부, 좀 더 상세하게는 내부 하우징(126b)의 내측에는 오염물질을 산화시키기 위한 화염을 생성하는 버너(130)가 설치된다.
외부 하우징(126a)과 내부 하우징(126b)의 둘레에는 다수의 관통공(128a,128b)가 형성된다. 외부 하우징(126a)의 관통공(128a)는 화염 생성 시 필요한 산소를 공급하기 위한 것이고, 내부 하우징(126b)의 관통공(128b)은 버너(130)에서 생성된 화염을 고르게 분산시키기 위한 것이다.
한편, 마운트(120)는 필터(200)의 장착 및 분리가 용이하도록, 그리고 필터(200)와 덕트(170)의 연결 및 분리가 편리하도록 수평방향과 수직방향으로 이동 가능하게 설치된다.
이를 위하여, 프레임(110)에는 마운트(120)를 수평방향으로 이동시키는 제1이동수단(140)이 설치되고, 제1이동수단(140)에는 마운트(120)를 수직방향으로 이동시키는 제2이동수단(150)이 설치된다.
제1이동수단(140)은 마운트(120)를 수평방향으로 이동시켜 필터(200)와 덕트(170)가 동일한 축선(수직축선)상에 위치되도록 한다. 또한, 제2이동수단(150)은 마운트(120)를 수직방향으로 이동시켜 필터(200)를 덕트(170)에 연결하거나 덕트(170)에서 분리시킨다.
도면에 도시되진 않았지만, 제1이동수단(140)과 제2이동수단(150)에 실린더, 모터 등을 추가할 경우 필터(200)의 연결 및 분리과정을 자동으로 진행할 수 있다.
버너(130)는 외부에서 공급된 연료와 공기를 배합하여 필터(200)의 오염물질을 산화시키기 위한 화염을 생성한다. 이러한 버너(130)는 연소실(126)의 내부에 설치되며, 연소실(126)을 통해 마운트(120)에 장착된 필터(200)의 내부로 화염을 분사한다. 이때, 연소실(126)을 구성하는 내부 하우징(126b)의 둘레에는 다수의 관통공(128b)이 형성되어, 버너(130)의 화염이 고르게 분산될 수 있도록 한다.
덕트(170)와 블로워(180)는 필터(200)의 상단에 진공압을 형성함으로써 버너(130)의 화염이 필터(200) 전체로 확산 및 전달될 수 있도록 하고, 필터(200)에서 산화 및 탈락된 오염물질이 효과적으로 배출될 수 있도록 한다.
상술한 덕트(170)는 블로워(180), 필터(200) 및 외부 집진기(미도시)를 연결하는 통로이고, 블로워(180)는 덕트(170)를 통해 고압의 공기를 공급하는 송풍기구이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 덕트(170)는 3개의 가지관(172a~172c)으로 이루어진 T자형 배관(172)을 포함하여 구성된다. 제1가지관(172a)은 블로워(180)에 연결되고, 제2가지관(172b)은 필터(200)에 연결되며, 제3가지관(172c)은 외부 집진기에 연결된다. 이때, 제1가지관(172a)과 제3가지관(172c)는 수평방향으로 배치되며, 제2가지관(172b)는 제1 및 제3가지관(172a,172c)에 대해 직교하도록 배치된다.
T자형 배관(172)의 분기부(174)에는 벤츄리 구조의 레듀셔(176)가 구비된다. 레듀셔(176)는 블로워(180)에 연결되는 제1가지관(172a)에서 외부 집진기에 연결되는 제3가지관(172c)으로 갈수록 직경이 작아지는 벤츄리 구조로 이루어진다.
상술한 구조의 덕트(170)에 고압의 공기를 주입하면, 제1가지관(172a)을 통해 주입된 공기가 레듀셔(176)를 통과하는 과정에서 속도가 빨라지고 압력은 떨어지게 된다. 즉, 레듀셔(176)가 설치된 T자형 배관(172)의 분기부(174)에서 진공압이 발생하게 된다.
T자형 배관(172)의 분기부(174)에서 발생한 진공압은 버너(130)에서 생성된 화염을 필터(200) 전체로 확산 및 전달시킬 수 있고, 필터(200)에서 산화 및 탈락된 오염물질을 효과적으로 흡입하여 외부로 배출시킬 수 있다.
특히, 저용량의 블로워(180)를 사용하더라도 오염물질을 효과적으로 흡입 및 배출할 수 있으며, 버너(130)에서 생성된 화염이 일부분에만 집중되어 필터(200)를 손상시키는 등의 문제를 해결할 수 있다.
한편, 본 실시예의 레듀셔(176)는 제1가지관(172a)에서 제3가지관(172c)으로 갈수록 직경이 작아지는 호퍼 형상으로 형성되되, 그 일측(제2가지관(172b) 측)에는 제 3가지관(172c)을 향해 더 돌출된 연장부(178)가 마련되며, 돌출된 연장부(178)는 레듀셔(176)보다 더 기울어지게 벤딩된다.
이와 같이, 레듀셔(176)의 단부에 연장부(178)를 형성하고 연장부(178)를 레듀셔(176)보다 더 기울어지게 벤딩할 경우, 분기부(174)에서 발생하는 진공압을 더욱 증가시킬 수 있으며, 이를 통하여 버너(130)에서 생성된 화염의 확산 및 전달 효과를 향상시킬 수 있다.
블로워(180)는 고압의 공기를 덕트(170)에 공급하기 위한 통상의 송풍기구로서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 재생장치 110: 프레임
120: 마운트 130: 버너
140: 제1이동수단 150: 제2이동수단
160: 컨트롤러 170: 덕트
180: 블로워

Claims (4)

  1. 오염된 디젤 미립자 필터가 장착되는 마운트;
    상기 마운트의 일단 측에 설치되고 상기 디젤 미립자 필터의 내부로 화염을 분사하는 버너;
    상기 마운트의 타단 측에 설치되고 상기 디젤 미립자 필터와 연결되며 상기 버너의 화염에 의해 산화된 오염물질이 이송되는 덕트; 및
    상기 버너의 화염이 상기 디젤 미립자 필터 전체에 확산 및 전달될 수 있도록, 그리고 상기 디젤 미립자 필터의 산화된 오염물질을 흡입할 수 있도록 상기 덕트에 진공압을 인가하는 블로워를 포함하고,
    상기 덕트는, 상기 디젤 미립자 필터, 상기 블로워, 외부 집진기를 연결하는 T자형 배관을 포함하되, 상기 T자형 배관의 분기부에는 벤츄리 구조의 레듀셔가 구비된 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터 재생 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레듀서는 상기 블로워 측에서 상기 외부 집진기 측으로 갈수록 직경이 작아지는 벤츄리 구조인 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터 재생 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 디젤 미립자 필터가 상기 덕트와 동일한 축선상에 위치되도록 상기 마운트를 수평방향으로 이동시키는 제1이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터 재생 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 디젤 미립자 필터를 상기 덕트에 연결 또는 분리시키기 위하여 상기 마운트를 수직방향으로 이동시키는 제2이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디젤 미립자 필터 재생 장치.
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