KR20230174070A - 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치 - Google Patents

분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 한정된 공간에서 연소본체 및 포집본체를 용이하게 설치할 수 있도록 하고, 연결부재를 통하여 포집본체로 전달되는 화염이 사방으로 균일하게 퍼지도록 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치에 관한 것으로, 상호 나란하게 배치되는 연소본체 및 포집본체를 구비하고, 연소본체 및 포집본체를 연결시키는 연결부재의 내부에 유체를 사방으로 분산시키는 분산유도부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치{Exhaust Gas Treatment Apparatus For Vehicle With Dispersion Induction Member}
본 발명은 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 한정된 공간에서 연소본체 및 포집본체를 용이하게 설치 가능하도록 한 차량용 매연 저감 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디젤엔진은 엔진 내부로 분사된 연료가 피스톤의 압축으로 온도가 상승되도록 하여 자기 착화를 통해 연소시켜 출력을 발생시킨다. 상기 디젤엔진은 공기와 연료의 혼합비로써 출력을 조정하도록 되어 있는데, 이러한 과정에서 연료와 공기의 불균일화로 인해 불완전연소가 일어남에 따라 다량의 유해 미립자(매연)가 발생된다. 디젤엔진의 연소과정에서 불완전연소로 인해 발생되는 유해 미립자는 주로 질소산화물(NOx), 입자상 물질(PM, Particulate Matter) 및 수트(Soot,재)로서, 특히 입자상 물질은 폐암을 일으키는 원인으로 규명되기도 하였다.
이러한 단점을 극소화 시키면서 디젤차량의 보급을 높이기 위하여 전 세계적인 매연저감 연구가 이루어지고 있다. 예를 들면 연료와 공기의 혼합비를 최적화하는 기술, 즉 공기를 압축하여 투입된 연료와 적정비율 혼합 및 연소시킴으로써 연료절감과 더불어 매연발생을 억제하고자 하는 기술이 다수 개시된 바 있으나, 이 또한 소요되는 연료를 완전 연소시키기에는 그 기술적 제약조건이 많이 따랐으며, 기술적 한계에 도달된 실정이다.
이에 따라, 여러 나라들은 대기오염의 주요원인 중 하나인 차량에 의한 배기가스의 배출을 규제하고 있으며, 최근에는 이러한 규제에 적극적으로 대처하기 위해서, 디젤차량의 배기통로에 삽입시켜 배기가스를 저감시킬 수 있는 매연저감장치를 차량에 설치하여, 배기가스에 함유되어 있는 유해성분을 산화 및 환원 반응시켜서 정화하도록 하고 있다.
종래 매연저감장치는 내부가 빈 원통 형상으로 형성되는 본체와, 본체 내부에 구비되어 입자상 물질을 포집 재생시키는 촉매필터와, 본체 내부로 화염을 발생시키는 버너부 등으로 구성된다. 이러한 종래 매연저감장치는 본체가 원통 형태로 길게 형성되므로, 차량에 본체가 장착될 때 본체의 긴 길이로 인해 공간 상의 제약이 있는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1505455호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량의 한정된 공간에서 연소본체 및 포집본체를 용이하게 설치 가능하도록 한 차량용 매연 저감 장치를 제공하는 것이다.
또한, 연결부재를 통하여 포집본체로 전달되는 화염이 분산유도부재를 통하여 사방으로 균일하게 퍼진 상태로 촉매필터로 고르게 전달되도록 하여 촉매필터의 효율이 향상되도록 한 차량용 매연 저감 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부가 빈 기둥 형태로 형성되고 길이방향 일측에 배가가스가 유입되도록 유입부가 형성되고 길이방향 타측에 유출부가 형성되며 내부에 연소실이 형성되는 연소본체; 상기 연소실로 화염을 발생시키도록 상기 연소본체에 장착되는 버너; 상기 연소본체의 외측에 나란하도록 위치되며 내부에 DPF 필터가 설치되고, 상기 유출부와 동일한 방향을 향한 상태로 개방되는 길이방향 일측에 안내부가 형성되고 길이방향 타측에 배출부가 형성되는 포집본체; 상기 유출부와 상기 안내부를 상호 연통시키는 연결부재; 및 상기 연결부재의 내부에 위치되며 상기 유출부에서 유출되는 유체를 사방으로 분산시키는 분산유도부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 연결부재는, 상기 유출부를 커버하는 제 1 연결부와, 상기 안내부를 커버하는 제 2 연결부와, 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 사이를 일체로 연결하는 제 3 연결부를 포함하고, 상기 분산유도부재는 상기 제 3 연결부의 내부를 가로지르도록 장착되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 분산유도부재는, 격자 형태로 배열되는 복수 개의 제 1 유도부와 제 2 유도부를 포함하고, 상기 제 1 유도부와 상기 제 2 유도부 사이의 공간에 분산홀이 구비되고, 상기 유출부에서 상기 제 1 연결부로 안내되는 유체는 복수 개의 상기 분산홀을 통과하면서 분산된 상태로 상기 제 2 연결부로 유도되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 분산유도부재는 상기 제 3 연결부의 내부에 착탈 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 제 1 유도부는 상기 제 3 연결부의 내부를 가로지르도록 긴 형태로 형성되고, 복수 개의 상기 제 2 유도부는 복수 개의 상기 제 1 유도부의 길이방향을 따라 병렬로 배열된 상태로 끼움 결합되고, 상기 제 1 유도부의 일단부는 상기 제 3 연결부의 외부로 노출되도록 연장되되, 상기 제 1 유도부의 일단부에 결합플랜지가 형성되고, 상기 제 1 유도부와 상기 제 2 유도부가 상기 제 3 연결부의 내부로 삽입된 상태에서 상기 제 3 연결부의 측부에 상기 결합플랜지가 착탈 가능하게 결합되도록 안내플랜지가 형성되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 유입부와 마주보는 상기 연소실의 일측을 커버하도록 커버판이 장착되고, 상기 커버판에는 배기가스가 유도되도록 복수 개의 유도홀이 관통 형성되고, 상기 커버판의 후방에 상기 버너가 장착되고 상기 커버판의 전방에 DOC 필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 유입부는 상기 연소실의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성되고, 상기 커버판은, 상기 유입부와 마주보도록 위치되는 중앙부와, 상기 중앙부의 외주연을 따라 일체로 형성되는 테두리부를 포함하고, 상기 유도홀은 상기 테두리부에 복수 개가 관통 형성되고, 상기 유도홀의 직경은 상기 중앙부에서 멀어질수록 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 유입부에 차량의 배기가스가 유도되는 연장관이 연결되고, 상기 연장관에 삽입되는 제 1 온도센서와, 상기 연소본체에 삽입되는 제 2 온도센서와, 상기 연결부재에 삽입되는 제 3 온도센서와, 상기 포집본체에 삽입되는 제 4 온도센서와, 상기 제 1 온도센서 내지 상기 제 4 온도센서에서 측정되는 온도값을 전달받아 연료량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
또한, 상기 연결부재 내부로 요소수를 분사하도록 상기 연결부재에 연결되는 인젝터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
상기 연결부재는, 상기 유출부를 커버하는 제 1 연결부와, 상기 안내부를 커버하는 제 2 연결부와, 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 사이를 일체로 연결하는 제 3 연결부를 포함하고, 상기 분산유도부재는 상기 제 3 연결부의 내부를 가로지르도록 장착되고, 상기 인젝터는 상기 제 1 연결부 또는 상기 제 3 연결부에 연결되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 제공한다.
본 발명은 연소실이 위치되는 연소본체와 촉매필터가 위치되는 포집본체가 각각 분리된 상태에서 서로 나란하게 위치되므로, 차량용 매연 저감 장치의 전체 길이가 짧아지게 되어, 차량의 한정된 공간에서 연소본체 및 포집본체를 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연소본체의 내부에 커버판이 구비되므로, 커버판을 통과하는 화염은 사방으로 균일하게 퍼진 상태로 DOC 필터로 고르게 전달되어, DOC 필터의 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 유출부에서 제 1 연결부로 안내되는 유체는 분산유도부재의 분산홀을 통과하면서 고르게 분산된 상태로 제 2 연결부로 유도되므로, 연결부재를 통하여 포집본체로 전달되는 화염은 사방으로 균일하게 퍼진 상태로 촉매필터로 고르게 전달되어, 촉매필터의 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 분산유도부재가 제 3 연결부에 착탈 가능하게 결합되므로, 분산홀이 막히지 않도록 주기적으로 깨끗하게 세척 관리 가능한 효과가 있다.
또한, 연결부재에 인젝터가 구비되므로, 인젝터에서 분사되는 요소수가 분산유도부재를 통하여 사방으로 넓게 퍼진 상태로 포집본체로 안내되므로, 촉매필터의 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 제어부재를 통하여 배기가스의 온도를 적절하게 제어하여 연소본체 및 포집본체에 설치된 각종 필터의 효율이 최적 효율을 유지하도록 제어하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 단면으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 커버판을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 단면으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 분산유도부재가 결합되는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 연결부재를 단면으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 제어부재를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 작용을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 단면으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분산유도부재(210)를 구비하는 차량용 매연 저감 장치는 차량에 설치되는 것으로, 연소본체(100), 버너(110), 연결부재(200), 포집본체(300) 및 장착부재(600)를 포함한다.
연소본체(100)는 내부가 빈 기둥 형태로 형태로 길게 형성되는 것으로, 대략 원통형으로 형성된다. 그리고 개방된 연소본체(100)의 길이방향 일측에 유입부(100a)가 구비되고, 폐쇄된 연소본체(100)의 길이방향 타측에 유출부(100b)가 관통 형성된다. 그리고 연소본체(100)의 내부에 빈 공간인 연소실(100c)이 형성된다. 연소실(100c) 내부에는 커버판(120) 및 DOC 필터(500)가 설치될 수 있다. 커버판(120)은 후술하기로 한다. DOC 필터(500)는 배기가스에 포함된 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 미세먼지(PM)를 인체에 무해하거나 덜 유해한 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 변환시킨다.
그리고 연소본체(100)의 유입부(100a)에는 차량의 배기가스가 유도되는 연장관(130)이 연결되어, 차량의 배기가스가 연장관(130) 및 유입부(100a)를 통하여 연소본체(100) 내부로 유입된다. 그리고 연소본체(100) 내부로 유입되는 배기가스는 연결관(300)을 지나 포집본체(300)로 안내된다.
버너(110)는 연소실(100c)로 화염을 발생시키는 것으로, 연장관(130) 또는 연소본체(100)의 일측에 장착된다. 그리고 버너(110)로 산소 및 연료가 공급되는 상태에서 점화부(미도시)가 불꽃을 발생시키면, 연소실(100c)에 화염이 발생된다. 이러한 화염은 연결관(300)을 지나 포집본체(300)로 안내된다.
포집본체(300)는 연소본체(100)의 외측에 나란하도록 위치되며 유출부(100b)와 동일한 방향을 향한 상태로 개방되는 길이방향 일측에 안내부(300a)가 형성되고 길이방향 타측에 배출부(300b)가 형성된다. 그리고 안내부(300a)와 대향되는 포집본체(300)의 내부 일측에 DPF 필터가 설치된다. DPF 필터(440)는 배기가스에 포함되어 배출되는 입자성물질을 포집한다. DPF 필터(440)는 촉매 기능을 갖는 SDPF 필터(510)로 구성될 수도 있다. 그리고 DPF 필터(440)에 포집된 입자성 물질은 버너(110)에 의하여 점화된 화염에 의하여 제거되어, DPF 필터(440)는 다시 입자성 물질을 포집하여 계속 사용할 수 있게 된다. 그리고 배출부(300b)와 대향되는 포집본체(300)의 내부 타측에 SCR 필터 또는 AOC 필터 등의 촉매필터(520)가 설치될 수 있다.
이처럼 본 발명은 연소실(100c)이 위치되는 연소본체(100)와 촉매필터(520)가 위치되는 포집본체(300)가 각각 분리된 상태에서 서로 나란하게 위치되므로, 차량용 매연 저감 장치의 전체 길이가 짧아지게 되어, 차량의 한정된 공간에서 차량용 매연 저감 장치를 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
연결부재(200)는 유출부(100b)와 안내부(300a)를 상호 연통시키는 것으로, 연결부재(200)는, 유출부(100b)를 커버하는 제 1 연결부(202)와, 안내부(300a)를 커버하는 제 2 연결부(204)와, 제 1 연결부(202)와 제 2 연결부(204) 사이를 일체로 연결하는 제 3 연결부(206)를 포함한다.
분산유도부재(210)는 제 3 연결부(206)의 내부를 가로지르도록 장착되는 것으로, 유출부(100b)에서 유출되는 유체를 사방으로 퍼지도록 분산시킨다. 이러한 분산유도부재(210)는 후술하는 제 2 실시예에서 설명하기로 한다.
장착부재(600)는 포집본체(300)가 안착되는 브라켓(610)과, 포집본체(300)의 외주연 일측을 감싸도록 형성되되 하측은 브라켓(610)의 일측에 결합되는 한 쌍의 제 1 고정부(620)와, 포집본체(300)의 외주연 타측과 연소본체(100)의 외주연 일측을 감싼 상태로 상호 결합시키는 제 2 고정부(630)를 포함한다. 브라켓(610)은 차량에 장착된다. 배출부(300b)는 포집본체(300)의 하측에 관통 형성되고, 배출부(300b)와 대향되는 브라켓(610)의 단부에는 배출안내홀(612)이 관통 형성된다. 그리고 포집본체(300)로 안내된 유체가 배출부(300b) 및 배출안내홀(612)을 통하여 외부로 배출된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 커버판을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 커버판(120)은 예를 들면 윈판 형상 등으로 형성되며 유입부(100a)와 마주보는 연소실(100c)의 일측을 커버하도록 장착된다. 이때, 유입부(100a)는 연소실(100c)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. 그리고 커버판(120)의 후방 즉, 화염의 이동방향의 후방에 버너(110)가 장착되고 커버판(120)의 전방 즉, 화염의 이동방향의 전방에 DOC 필터(500)가 장착된다.
커버판(120)의 구조를 살펴보면, 유입부(100a)와 마주보도록 위치되는 중앙부(122)와, 중앙부(122)의 외주연을 따라 일체로 형성되는 테두리부(124)를 포함한다. 그리고 커버판(120)의 테두리부(124)에 배기가스가 유도되도록 복수 개의 유도홀(124a)이 관통 형성된다. 이때, 유도홀(124a)의 직경은 중앙부(122)에서 멀어질수록 커지도록 형성된다.
그리고 버너(110)에 의하여 생성되는 화염이 유입부(100a)를 지나 테두리부(124)에 부딪힌 후 유도홀(124a)을 통하여 DOC 필터(500)로 전달된다. 이때, 테두리부(124)에 부딪힌 화염은 테두리부(124)의 외주연 방향으로 안내될수록 그 양이 줄어드는 대신, 유도홀(124a)의 크기는 점차 커지므로, 테두리부(124)를 통과하는 화염은 사방으로 균일하게 퍼진 상태로 DOC 필터(500)로 고르게 전달되어, DOC 필터(500)의 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치를 단면으로 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 분산유도부재가 결합되는 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 연결부재를 단면으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재(210)를 구비하는 차량용 매연 저감 장치는 제 1 실시예에서 인젝터 및 제어부재(400)를 더 포함한다.
분산유도부재(210)는 연결부재(200)의 제 3 연결부(206)의 내부에 위치되는 것으로, 격자 형태로 배열되는 복수 개의 제 1 유도부(212)와 제 2 유도부(214)를 포함한다. 제 1 유도부(212)는 제 3 연결부(206)의 내부를 가로지르도록 긴 형태로 형성되고, 복수 개의 제 2 유도부(214)는 복수 개의 제 1 유도부(212)의 길이방향을 따라 병렬로 배열된 상태로 끼움 결합된다. 그리고 제 1 유도부(212)와 제 2 유도부(214) 사이의 공간에 빈 공간의 분산홀(216)이 구비된다. 그리고 유출부(100b)에서 제 1 연결부(202)로 안내되는 유체는 복수 개의 분산홀(216)을 통과하면서 고르게 분산된 상태로 제 2 연결부(204)로 유도되는 효과가 있다.
한편, 분산유도부재(210)는 제 3 연결부(206)의 내부에 착탈 가능하도록 결합될 수 있다. 이를 위하여 제 1 유도부(212)의 일단부는 제 3 연결부(206)의 외부로 노출되도록 연장되되, 제 1 유도부(212)의 일단부에 돌출부(218)가 돌출 형성되고, 돌출부(218)의 단부에 결합플랜지(219)가 형성된다. 그리고 제 1 유도부(212)와 제 2 유도부(214)가 제 3 연결부(206)의 내부로 삽입된 상태에서 제 3 연결부(206)의 측부에 돌출부(218)가 삽입되도록 연장돌출부(206a)가 돌출 형성되고, 연장돌출부(206a)의 단부에 결합플랜지(219)가 착탈 가능하게 결합되도록 안내플랜지(206b)가 형성된다.
그리고 제 1, 2 유도부(212, 214)에 배기가스, 화염 등으로 인한 먼지, 찌꺼기 등이 쌓인 경우, 결합플랜지(219)와 안내플랜지(206b)를 분해시킨 후, 분산유도부재(210)를 제 3 연결부(206)의 외부로 탈거시킨다. 그 후, 제 1, 2 유도부(212, 214)를 세척한 후, 깨끗하게 세척된 제 1, 2 유도부(212, 214)를 제 3 연결부(206) 내부로 삽입시킨다. 그 후, 결합플랜지(219)와 안내플랜지(206b)를 결합시킨다. 이처럼 분산유도부재(210)가 제 3 연결부(206)에 착탈 가능하게 결합되므로, 분산홀(216)이 막히지 않도록 주기적으로 깨끗하게 세척 관리 가능한 효과가 있다.
인젝터는 요소수를 분사하여 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 것으로, SDPF 필터(510) 및 촉매필터(520)에서 요소수는 암모니아로 치환되어 질소산화물과 반응하여 질소와 물을 배출한다. 이러한 인젝터는 예를 들면 제 1 인젝터(220), 제 2 인젝터(222) 및 제 3 인젝터(224) 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제 1 인젝터(220)는 제 1 연결부(202)와 제 3 연결부(206) 사이에 연결된 상태로 분산유도부재(210) 방향으로 요소수를 분사한다. 제 2 인젝터(222)는 제 3 연결부(206)의 측부에 연결된 상태로 분산유도부재(210) 방향으로 요소수를 분사한다. 제 3 인젝터(224)는 제 1 연결부(202)의 상측에 연결된 상태로 분산유도부재(210) 방향으로 요소수를 분사한다. 요소수는 분산유도부재(210)의 분산홀(216)을 통하여 고르게 퍼진 상태로 포집본체(300)로 안내된 후 촉매필터(520)로 공급되어, 질소산화물을 저감시키는 환원제 역할을 한다. 이처럼 본 발명은 연결부재(200)에 제 1, 2, 3 인젝터(220, 222, 224)가 구비되므로, 제 1, 2, 3 인젝터(220, 222, 224)에서 분사되는 요소수가 분산유도부재(210)를 통하여 사방으로 넓게 퍼진 상태로 포집본체(300)로 안내되므로, 촉매필터(520)의 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 제어부재를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 제어부재(400)는 연료의 듀티(duty)량 제어 및 온도 제어를 위한 것으로, 연장관(130)에 삽입되는 제 1 온도센서(410)와, 연소본체(100)에 삽입되는 제 2 온도센서(420)와, 연결부재(200)의 제 2 연결부(204)에 삽입되는 제 3 온도센서(430)와, 포집본체(300)에 삽입되는 제 4 온도센서(440)와, 제 1 온도센서(410) 내지 제 4 온도센서(440)에서 측정되는 온도값을 전달받아 연료량을 제어하는 제어부(450)와, 제어부(450)로부터 제어신호를 전달받아 연료량을 증감시키는 연료공급부(460)를 포함한다.
그리고 버너(110)는 유입부(100a)에 연결되는 연장관(130)의 전측에 장착되고, 유입부(100a)의 반대 방향에 위치되는 연장관(130)의 후측에 제 1 삽입홀(130a)이 형성되고, 유입부(100a)를 향하는 연소본체(100)의 일측에 제 2 삽입홀(102)이 형성되고, 연결부재(200)의 제 2 연결부(204)에 제 3 삽입홀(202a)이 형성되고, 배출부(300b)가 형성되는 포집본체(300)의 타측에 제 4 삽입홀(302)이 형성된다. 그리고 제 1 삽입홀(130a)을 통하여 제 1 온도센서(410)가 연장관(130)에 삽입되고, 제 2 삽입홀(102)을 통하여 제 2 온도센서(420)가 연소본체(100)에 삽입되며, 제 3 삽입홀(202a)을 통하여 제 3 온도센서(430)가 제 2 연결부(204)에 삽입되고, 제 4 삽입홀(302)을 통하여 제 4 온도센서(440)가 포집본체(300)에 삽입된다.
그리고 제어부(450)는 제 1 온도센서(410) 내지 제 4 온도센서(440)에서 측정되는 온도값 중 어느 한 온도 값이 기준치를 초과하면, 연료공급부(460)가 연료량을 감소시키도록 제어하여 배기가스의 온도가 기준치를 초과하지 않도록 적절하게 제어한다. 이처럼 본 발명은 제어부재(400)를 통하여 배기가스의 온도를 적절하게 제어하여 연소본체(100) 및 포집본체(300)에 설치된 각종 필터의 효율이 최적 효율을 유지하도록 제어하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치의 작용을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 먼저, 차량에서 발생되는 배기가스가 연소본체(100)로 공급된다. 이때, 연소본체(100)에 설치된 DOC 필터(500)에서 일산화탄소와 미연소 연료가 물과 산소, 이산화탄소로 환원된다. 이어서, 배기가스는 연결부재(200)를 통하여 포집본체(300)로 공급된다. 이때, 분산유도부재(210)를 통과하면서 배기가스가 사방으로 퍼진 상태로 포집본체(300)로 안내된다.
그리고 포집본체(300)로 안내된 배기가스는 SDPF 필터(510)에 의하여 입자상 물질이 걸러지게 된다. 그 후, 배기가스는 SCR 필터 및 AOC 필터 등의 촉매필터(520)를 차례로 거치면서 질소산화물, 암모니아 등이 저감된 후 배출부(300b)를 통하여 외부로 배출된다. 이때 제 1, 2, 3 인젝터(220, 222, 224)에서 요소수가 분사되어, 요소수가 촉매 역할을 하여, 질소산화물을 질소와 수증기로 환원시킨다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 연소본체
100a: 유입부 100b: 유출부
100c: 연소실 102: 제 2 삽입홀
110: 버너 120: 커버판
122: 중앙부 124: 테두리부
124a: 유도홀 130: 연장관
130a: 제 1 삽입홀
200: 연결부재
202: 제 1 연결부 202a: 제 3 삽입홀
204: 제 2 연결부 206: 제 3 연결부
206a: 연장돌출부 206b: 안내플랜지
210: 분산유도부재 212: 제 1 유도부
214: 제 2 유도부 216: 분산홀
218: 돌출부 219: 결합플랜지
220: 제 1 인젝터 222: 제 2 인젝터
224: 제 3 인젝터
300: 포집본체
300a: 안내부 300b: 배출부
302: 제 4 삽입홀
400: 제어부재
410: 제 1 온도센서 420: 제 2 온도센서
430: 제 3 온도센서 440: 제 4 온도센서
450: 제어부 460: 연료공급부
500: DOC 필터
510: SDPF 필터 520: 촉매필터
600: 장착부재
610: 브라켓 612: 배출안내홀
620: 제 1 고정부 630: 제 2 고정부

Claims (10)

  1. 내부가 빈 기둥 형태로 형성되고 길이방향 일측에 배가가스가 유입되도록 유입부가 형성되고 길이방향 타측에 유출부가 형성되며 내부에 연소실이 형성되는 연소본체;
    상기 연소실로 화염을 발생시키도록 상기 연소본체에 장착되는 버너;
    상기 연소본체의 외측에 나란하도록 위치되며 내부에 DPF 필터가 설치되고, 상기 유출부와 동일한 방향을 향한 상태로 개방되는 길이방향 일측에 안내부가 형성되고 길이방향 타측에 배출부가 형성되는 포집본체;
    상기 유출부와 상기 안내부를 상호 연통시키는 연결부재; 및
    상기 연결부재의 내부에 위치되며 상기 유출부에서 유출되는 유체를 사방으로 분산시키는 분산유도부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재는, 상기 유출부를 커버하는 제 1 연결부와, 상기 안내부를 커버하는 제 2 연결부와, 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 사이를 일체로 연결하는 제 3 연결부를 포함하고,
    상기 분산유도부재는 상기 제 3 연결부의 내부를 가로지르도록 장착되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산유도부재는, 격자 형태로 배열되는 복수 개의 제 1 유도부와 제 2 유도부를 포함하고,
    상기 제 1 유도부와 상기 제 2 유도부 사이의 공간에 분산홀이 구비되고,
    상기 유출부에서 상기 제 1 연결부로 안내되는 유체는 복수 개의 상기 분산홀을 통과하면서 분산된 상태로 상기 제 2 연결부로 유도되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 분산유도부재는 상기 제 3 연결부의 내부에 착탈 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 유도부는 상기 제 3 연결부의 내부를 가로지르도록 긴 형태로 형성되고,
    복수 개의 상기 제 2 유도부는 복수 개의 상기 제 1 유도부의 길이방향을 따라 병렬로 배열된 상태로 끼움 결합되고,
    상기 제 1 유도부의 일단부는 상기 제 3 연결부의 외부로 노출되도록 연장되되, 상기 제 1 유도부의 일단부에 결합플랜지가 형성되고,
    상기 제 1 유도부와 상기 제 2 유도부가 상기 제 3 연결부의 내부로 삽입된 상태에서 상기 제 3 연결부의 측부에 상기 결합플랜지가 착탈 가능하게 결합되도록 안내플랜지가 형성되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부와 마주보는 상기 연소실의 일측을 커버하도록 커버판이 장착되고,
    상기 커버판에는 배기가스가 유도되도록 복수 개의 유도홀이 관통 형성되고,
    상기 커버판의 후방에 상기 버너가 장착되고 상기 커버판의 전방에 DOC 필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유입부는 상기 연소실의 직경보다 작은 직경을 갖도록 형성되고,
    상기 커버판은, 상기 유입부와 마주보도록 위치되는 중앙부와, 상기 중앙부의 외주연을 따라 일체로 형성되는 테두리부를 포함하고,
    상기 유도홀은 상기 테두리부에 복수 개가 관통 형성되고,
    상기 유도홀의 직경은 상기 중앙부에서 멀어질수록 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부에 차량의 배기가스가 유도되는 연장관이 연결되고,
    상기 연장관에 삽입되는 제 1 온도센서와, 상기 연소본체에 삽입되는 제 2 온도센서와, 상기 연결부재에 삽입되는 제 3 온도센서와, 상기 포집본체에 삽입되는 제 4 온도센서와,
    상기 제 1 온도센서 내지 상기 제 4 온도센서에서 측정되는 온도값을 전달받아 연료량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재 내부로 요소수를 분사하도록 상기 연결부재에 연결되는 인젝터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결부재는, 상기 유출부를 커버하는 제 1 연결부와, 상기 안내부를 커버하는 제 2 연결부와, 상기 제 1 연결부와 상기 제 2 연결부 사이를 일체로 연결하는 제 3 연결부를 포함하고,
    상기 분산유도부재는 상기 제 3 연결부의 내부를 가로지르도록 장착되고,
    상기 인젝터는 상기 제 1 연결부 또는 상기 제 3 연결부에 연결되는 것을 특징으로 하는 분산유도부재를 구비하는 차량용 매연 저감 장치.
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