KR960007968B1 - 자동차 내연기관의 배기가스 완전 연소장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차 내연기관의 배기가스 완전 연소장치

제1도는 본 발명이 적어도 적용되는 내연기관의 개략적 사시도.

제2도는 본 발명의 배기 메니폴드에서 분리한 상태의 사시도.

제3도는 본 발명의 설치상태 단면도.

제4도는 제3도의 A-A 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 배기가스 출구

5 : 배기 메니폴드 10 : 고정편

11 : 배기가스 배출공 12 : 배기가스 유도편

13 : 금속망체 연소망 100 : 배기가스 재연소구

본 발명은 자동차의 내연기관에서 발생한 배기가스에 포함되어 있는 미연소 유해 성분을 배기 메니폴드에서 완전히 연소시켜서 배출시킬 수 있게한 내연기관의 배기가스 완전 연소장치에 관한 것이다.

도시대기의 오염은 자동차에서 내뿜는 매연이 80%를 차지하고 있을 정도로 심각한 상황에 이른 상태이며 디젤차량에서 내뿜는 배기가스의 매연에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOX)등 유독가스가 포함되어 있어 자연환경 및 인체에 심각한 피해를 주고 있는 실정이다.

특히 교통인구와 교통량이 급증하는 대도시에서 디젤차량의 매연은 공기 오염을 수분하기 때문에 만성폐질환, 수독맏비등 인체에 치명적인 유독가스로 발암물질까지 포함되어 있다.

현재 자동차 차량에서 배출되는 배기가스의 문제점은 배기가스중에 혼합되어 있는 유해 성분인 일산화탄소, 탄화수소, 황 및 질소산화물, 알데히드, 작은 입자 상태의 부유물등의 배출이고, 내연기관에서 이러한 유해 물질이 생성되는 것을 방지하려면 내연기관의 연소를 향상시키고, 미연소물의 처리와 연료의 증발방지, 그리고 크랭크 케이스에서 가스의 배출 방치를 철저히 요구하고 있는 것이다.

실제로 자동차 연료는 실린더내에서 완전 연소되지 않기 때문에 환경오염의 방지대책은 무엇보다도 내연기관의 배기중 유해성이 섞여서 배출되는 것을 방지하는데 있다.

종래 배기가스중의 유해 성분을 억제하기 위한 방법으로 연소실의 모양을 반구형 연소실, 편형 연소실을 채택하여 연소 효율을 개선하므로써 탄화수소의 농도를 감소시키는 방법, 밸브의 개폐시기를 조절하거나 점화시기를 늦추어 질소산화물의 배출을 감소시키는 방법이 있으나 이는 어느 하나의 유행 성분만을 감소시킬 수 있는 것으로 다른 유해 성분이 그대로 잔존하거나 오히려 증가되는 문제점이 있었다.

또한 배기가스를 재연소기키는 방법으로, 혼합기에 배기가스를 혼합하여 열용량을 크게 하고 최고 연소온도를 저하시켜서 질소산화물의 배출온도를 저하시키므로써, 질소산화물, 일산화탄소, 탄화수소의 발생이 감소될 수 있게 하고 있으나, 이는 배기가스의 약 20%를 회류시켜서 재연소시킴에 따라 만족할 만한 결과를 얻지 못하였으며, 배기가스를 흡입계통으로 도입하기 위한 장치를 구비해야 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와같이 배기가스중의 유해 성분을 감소시키기 위한 시도가 여러가지 방법에 의하여 이루어지고 있으나, 배출되는 배기가스의 유해 성분을 효과적이고, 직접적으로 제거할 수 있는 방법은 아직 알려지지 않고 있다.

본 발명자는 이와같은 디젤연료 사용 자동차에서 내뿜는 매연을 없애기 위하여 수년간의 연구개발끝에 완전 연소장치개발에 성공한 것으로, 본 발명은 배기 메니폴드내에 기관과 배기가스의 온도로 가열되는 특수소재의 연소망을 구비한 배기가스 재연소구를 설치하여 배기가스를 직접적으로 재연소시켜 매연을 없애기 위한 것을 발명의 목적으로 한 것이다.

본 발명은 내연기관의 배기 메니폴드에 있어서, 기관의 배기가스출구쪽 외측 표면과, 배기 메니폴드의 입구측에 접촉되며 개재되는 배기가스 재연소구로 구성하여 배기가스 재연소구가 기관의 온도로 가열되면서 배기가스의 미연소 성분을 재연소시키는 과정에서 발열 온도의 상승을 가져와 배기가스의 완전 연소가 가능하게 되는 특징이 있다.

이와같은 본 발명에 의하면 배기가스 재연소구가 시간이 지남에 따라 점차 상승하는 재연소 온도로 이후에 배출되는 배기가스에 연료의 불완전 연소에 유해 성분이 배출되는 일은 없게 된다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 내연기관기관의 개략적 사시도이고,

제2도는 본 발명의 배기가스 재연소구(100)가 배기 메니폴드로부터 분리된 상태의 사시도이며,

제3도는 본 발명의 설치 상태 단면도를 각각 나타내고 있다.

이에 도시한 바와같이 내연기관용 엔진(1)의 배기가스 출구(2)쪽에 고정되어 소음기(3)을 통해 배기 파이프(4)로 배기가스를 배출토록 하는 배기 메니폴드(5)를 고정함에 있어서, 보울트(6)가 관통되는 홈(7)을 가지고 엔진(1)의 배기가스 출구(2)쪽의 외측 표면(8)과 배기 메니폴드(5)의 입구측 표면(9)에 접촉하는 고정편(10)으로부터 배기 메니폴드(5)의 내측의 배출공(11)을 향하는 배기가스 유도편(12)을 형성하고, 상기 배기가스 유도편(12)의 선단에는 금속망체연소망(13)을 형성하여서 구성된다.

고정편(10)과 배기가스 유도편(12)은 열전도율이 양호한 재질, 예를 들면 구리와 같은 금속재로 만들어져 엔진(1)에서 발생하는 고온의 열을 금속망체연소망(13)에 전달한다.

금속망체연소망(13)은 니켈(Ni)크롬(Cr)강, 또는 이들의 합금강으로 되는 열전도율이 양호한 금속재로 형성하는 것이 바람직하며, 배기가스의 배기에 지장을 주지 않는 범위의 공기 저항이 생기도록 메쉬(mesh)를 구성하고 있다.

배기가스 재연소구(100)의 형상은 도시된 형상에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 범위내에서 얼마든지 변경실시하는 것이 가능하다.

즉 배기가스 유도편(12)은 원형을 비롯한 다각형의 형상으로 만들 수 있고 금속망체연소망(13)은 출구측을 돔(dome)형으로 할 수도 있다.

또한, 금속망체연소망(13)은 하나의 망체형으로 할 수 있고, 여러개의 망체를 가로 또는 세로 방향으로 적층시켜 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 엔진(1)에서 혼합가스를 흡입, 압축, 폭발하여 배기가스 출구(2)와 배기 메니폴드(5)를 통하여 배기가스를 배출시키게 되면, 엔진(1)의 온도가 서서히 상승함에 따라 엔진(1)과 접촉되어 있는 본 발명의 배기가스 재연소구(100)가 엔진(1)의 온도가 배기가스의 온도에 의해 서서히 온도가 상승하기 시작하고, 고온 고압의 배기가스에 의하여 배기가스중의 미연소 성분을 재연소시킬 수 있는 온도까지 상승하여 금속망체연소망(13)에서 미연소 성분을 재연소하기 시작한다.

이러한 재연소는 금속망체연소망(13)이 전열이 양호한 금속으로 되는 가느다란 심선이 망체를 이루고 있음에 따라, 배기 메니폴드(5)의 배출공(11)보다 작을 내경을 가지고 있는 배기가스 유도편(12)를 통과하면서 고온고압의 배기가스가 가지고 있는 높은 풍압으로 인하여 주변의 온도보다 높아지면서 배기가스의 미연소 성분을 연소시키게 되고, 고온으로 가열되어 계속적인 미연소 성분의 재연소가 이루어지는 것이다.

이와같은 본 발명에 의하면 기존의 자동차 내연기관의 형태를 개조하지 않고도 본 발명의 배기가스 재연소구를 배기 메니폴드에 설치하는 것만으로 배출되는 연료의 미연소 성분을 완전히 연소시키게 되어 불완전 연소로 배출되는 배기가스로 인한 환경 오염을 방지할 수 있게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 자동차 내연기관용 엔진(1)의 배기가스출구(2)쪽에 형성되는 배기 메니폴드(5)를 고정한 것에 있어서, 배기 메니폴드(5)의 배기가스 배출공(11)에 엔진(1)과 배기 메니폴드(5)의 재질보다 전열이 양호한 금속망체로 된 금속망체연소망(13)과 배기가스 유도편(12)이 달린 고정편(10)으로 구성된 배기가스 재연소구(100)를 배기 메니폴드(5)에 내장시킨 것을 특징으로 하는 내연기관의 배기가스 완전 연소 장치.