KR970001651Y1

KR970001651Y1 - 자동차용 배기가스 정화장치

Info

Publication number: KR970001651Y1
Application number: KR2019940000514U
Authority: KR
Inventors: 문종빈
Original assignee: 문종빈
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1994-01-13
Publication date: 1997-03-15
Also published as: KR950022869U

Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 배기가스 정화장치

제1도는 종래의 자동차용 배기가스 정화장치.

제2도는 본 고안에 관한 자동차용 배기가스 정화장치.

제3도는 제1배기가스 정화장치의 부분절개 사시도.

제4도는 제2배기가스 정화장치의 부분절개 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1배기가스 정화장치 2 : 제2배기가스 정화장치

3 : 앞배기관 4 : 뒤배기관

5,5',5 : 커넥터부 6 : 통체

7 : 공기공급장치 8 : 회전날개

9 : 회전축 10 : 공기필터

11 : 송풍기용 팬 11a : 임펠러

12 : 공기공급장치 13 : 체크 밸브

14a,14a',14b,14'b,14c : 격벽 15,15' : 통기구

16 : 전기 히터 17 : 탄소 필터

18 : 세공 19 : 유입구

20 : 유출구 21 : 공기공급공

22 : 격판 23 : 굴곡지연판

24 : 수조 25 : 급수통

26 : 급수밸브 27 : 배수밸브

28 : 배출관 29 : 원통필터

본 고안은 자동차용 배기가스를 정화하기 위한 장치에 관한 고안으로써, 특히 1차로 배기가스의 유해성분을 재연소시키고 2차로 이를 탄소필터에 의해 여과하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유색 매연 배기가스에는 CO,HC,SO₂와 같은 불완전 연소가스나 미연소가스 및 NO_X, 매연과 같은 유해물질이 있어 대기중으로 배출됨으로써 여러가지 대기 오염을 유발하고 있으며, 이를 위해서는 완전연소 및 매연집진이 아울러 이루어져야 하는 것이나, 종래의 배기가스 정화장치는 이중 어느 한가지만에 관한 것이었고, 게다가 소음기는 별도로 설치되어야 하는 등 문제점이 많았다.

이를 복합적으로 해결하는 종래의 기술로는 제1도에서 보는 바와같이 본인의 선출원인 공고 제91-1684호와 같은 고안이 있다.

즉, 이 고안은 CO,HC,NOX,SO₂와 같은 유해성분이 포함된 배기가스를 1차로 통체(6)내의 굴곡지연판(23)을 통과시킴으로써, 그 배출속도가 지연되면서 동시에 신선한 공기가 공기흡입공(21)을 통하여 주입됨으로써, 배기가스 자체의 온도(600∼800℃)에 의하여 CO,HC,NO_X와 같은 유해성분을 재연소시키게 된다. 다시 2차로 여기에서 재연소가 곤란한 SO₂, 매연과 같은 유해물질은 수조(24)를 통과함으로써 수조내의 물에 적셔진 원통필터(29)에 의해 용해되게 함으로써 배기가스가 정화되도록 하고 있다.

그러나 이상의 종래의 방식은 배기가스가 고속으로 배출될 때만 베르누이의 정리(Bernoulli's theorem)에 의해 분할관 내의 기압이 떨어지고, 따라서 신선한 공기가 통체(6)내로 흡입됨으로써 이상의 목적을 달성할 수 있기 때문에 저속 운전시나 출발시에는 배기가스의 배출이 고속이 아닌 관계로 신선한 공기의 흡입이 되지 않고, 따라서 차량의 정체가 심한 현 시점에서는 충분한 효과를 거두지 못하고 있는 실정이다. 또한 앞배기관의 배기가스의 온도가 저온일 때에는 배기가스 자체의 온도에 의한 재연소가 충분히 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

아울러 물에 의해 SO₂나 매연을 정화시키기 때문에 이에 따른 급수통(25), 급수밸브(26), 배수밸브(27), 배출관(28) 등과 같은 별도의 복잡한 장치를 부가적으로 필요로 하고, 수시로 물을 공급해 주어야 하는 등 불편한 점이 있었다.

따라서 본 고안에서는 이상의 문제점을 해결하기 위하여 통체(6)에 신선한 공기를 공급하는 방식을 송풍기용 팬(11)을 사용하여 강제송풍 방식을 택하고 배기가스가 저온일 때에도 완전연소가 이루어지도록 전기 히-터(16)를 통체내에 장착하고 있으며, 배기가스가 신선한 공기와 골고루 섞이어 완전연소가 되는 시간적 여유를 갖는 동시에, 소음기를 겸할 수 있도록 격벽(14)을 설치하고 격벽내의 통기구를 엇갈리도록 설치하는 방식을 택하고 있다. 또한, 2차 정화장치(2)는 물에 의한 용해방식이 아닌 탄소필터(17)에 의한 정화방식을 사용하고 있으며, 제1배기가스 정화장치(1)와 제2배기가스 정화장치(2), 그리고 뒤배기관(4)은 수축.이완이 자유로운 밴딩방식에 의해 기존의 제품에의 장착이 용이하고, 충격시 이를 흡수하여 정화장치가 손상되지 않도록 하였다.

이상의 본 고안의 목적달성을 위한 구성으로는 앞배기관, 배기가스를 재연소시키기 위한 제1배기가스 정화장치, 제2배기가스 정화장치, 뒤배기관과 이들을 결합하기 위한 커넥터부로 이루어져 있다.

제1배기가스 정화장치는 통체와 공기공급장치로 이루어지는데, 이는 다시 상기 통체의 입구에 설치되며 회전날개를 갖는 회전자와, 필터를 통해 신선한 공기를 통체내에 공급하기 위한 송풍기용 팬과, 상기 회전날개를 통과한 배기가스의 배출을 지연시키는 격벽과, 격벽에 엇갈리도록 배치된 통기구, 및 격벽 사이에 나착된 전기 히-터로 이루어져다.

제2배기가스 정화장치는 유입구와, 원통형 탄소 필터, 그리고 유출구로 이루어져 있다.

본 고안의 바람직한 일실시례 및 그 작용을 제2도, 제3도 및 제4도를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

미도시된 배기 매니 포울더는 앞배기관(3)에 연결되어 있고, 상기 앞배기관(3)은 커넥터부(5)에 의해 다시 제1배기가스 정화장치(1)에 연결되어 있다.

상기 제1배기가스 정화장치 통체(6) 입구에는 배기가스의 압력에 의해 회전하는 회전날개(8)가 달린 회전자가 입설되어 있으며, 이상의 회전자의 회전축(9)과 연결되어 있고, 임펠러(11a)가 부착된 송풍기용 팬(11)이 통체 외부에 연결되어 있다.

이상의 송풍기용 팬(11)은 공기필터(10)가 부착된 공기공급장치(7)의 공기공급관(12)에 내설되어 있고, 상기 공기공급장치(7)는 다시 제1배기가스 정화장치의 통체(6) 입구에 연결되어 있다. 따라서, 회전자의 회전 토오크에 의한 송풍기용 팬(11)을 회전시키므로 저속 회전시에도 송풍기용 팬(11)의 회전에 의해 강제적으로 통체내에 신선한 공기가 유입된다. 이상의 통체 입구와 송풍기용 팬 사이에는 공기공급의 유입은 자유로우나 배기가스가 공기공급관(12)으로 역류되는 것을 방지하기 위한 공지의 체크밸브(13)가 설치되는 것이 바람직하다.

이상의 통체 내부에는 깔대기 형상을 한 격벽(14a,14'a,14b,14'b,14c)이 제3도에서 보는 바와같이 요부는 요부끼리 돌출부는 돌출부끼리 마주보도록 교대로 내설되어 있고, 이때 홀수번째의 격벽(14a,14b,14c)은 격벽의 중앙부위에 비교적 내경이 큰 통기구가 천공되어 있고, 짝수번째의 격벽(14'a,14'b)에는 격벽의 가장자리 부위에 비교적 내경이 작은 통기구(15')가 천공되어 있어 배기가스가 지그재그방향으로 움직이도록 하여 배출을 지연시킴과 동시에 혼합기체의 포집과 분산을 반복하여, 배기가스가 공기공급장치에 의해 공급된 신선한 공기와 잘 섞이게 하면서 폭발 배기가스의 배출을 지연시켜 소음을 줄이는 작용을 하도록 한다.

또한 첫 번째 격벽(14a)과 두 번째 격벽(14'a) 사이에는 자동온도 감지 스위치를 장착한 전기 히-터(16)가 입설되어 있어, 배기가스가 저온인 상태에서도 배기가스와 신선한 공기와의 혼합기체로 하여금 일정 온도를 유지하게 하여 재연소기킴으로써 배기가스 내의 유해한 배기가스인 CO,HC,NO_X를 산화시킴으로써 무해한 CO₂,H₂O,N₂로 산화 정화시킨다. 이때 격벽의 개수는 차량의 종류나 배기가스 정화의 정도에 따라 적당한 개수를 입설할 수 있으며, 전기 히-터의 개수 역시 겹격 사이에 적당한 개수를 입설할 수 있다.

그러나, SO₂나 매연분진은 제1배기가스 정화장치(1)를 통과하더라도 정화되지 않고 그대로 제2정화장치(2)로 유입된다. 이를 정화하기 위해 제2배기가스 정화장치(2)가 케넥터(5')에 의해 연결된다.

제2배기가스 정화장치(2)에는 탄소 필터(17), 즉 탄소입자가 다수 부착된 다수의 세공(18)을 갖는 원통형의 파상형 포집필터가 장착되어 있다. 그리고 이상의 탄소 필터(17)를 통과한 배기가스 중의 SO₂나 매연분진은 탄소입자나 포집필터에 집진되어지므로 유출구(20)를 통해 뒤배기관(4)으로 방출되는 배기가스는 유해성분이나 분진이 포함되지 않는 무색 무해한 청정한 공기가 될 수 있는 것이다.

이상은 어디까지나 본 고안의 일실시례를 나타내는 것이며 결코 본 고안이 이상의 실시례에 한정되는 것은 아니다.

이때 배기가스는 고온이고 부식성 화학 성분을 포함하고 있기 때문에 이상의 격벽이나 포집필터등은 내열성과 내식성을 갖춘 재질로 하는 것이 바람직하고, 각 망체는 겹수가 많고 망목이 작을수록 유해가스 제거 및 매연분진 집진에 효과적이다.

이상의 본 고안의 특유의 효과로는, 고온(600℃∼8000℃)의 배기가스가 고압(800∼1000㎏/㎡)으로 배출될 경우에는 베르누이 방식에 의해 신선한 공기가 통체내로 흡입되어 혼합기체 자체의 온도(300℃∼350℃)에 의해 재 연소되어 문제가 없으나, 그 외 저온이거나, 저속일 경우에도 강제송풍 장치에 의해 그리고 자동 온도 조절이 되는 전기 히-터에 의해 배기가스의 유해성분(CO,HC,NO_X)을 효과적으로 재연소시킬 수 있다.

또한 산화에 의한 방식이 곤란한 SO2나 매연분진은 탄소입자가 부착된 파상형 포집필터를 통해 제거 및 집진이 이루어지기 때문에 자동차의 유해가스를 어느 상황에서나 효과적이고도 종합적으로 정화시켜 청정한 배기가스를 얻음으로써 대기오염 방지에 기여할 수 있는가 하면 소음기의 역할도 겸할 수 있고, 배기가스의 원할한 배출로 인해 연료 절감의 효과도 갖는 등 여러가지 특징을 지닌 고안이다.

또한 이는 자동차용 뿐만 아니라 일반 내.외연 기관에도 그대로 응용이 될 수 있는 확장성을 갖기 때문에 대기오염을 줄이기 위한 내연기관의 개발 추세에 비추어 앞으로 많은 이용이 예상되는 고안이다.

Claims

배기가스와 외부공기와의 혼합기체를 통체내에서 재연소시키는 자동차용 배기가스 정화장치에 있어서, 통체(6) 입구에 입설된 회전날개(8)가 달린 회전축(9)와, 상기 회전축(9)과 연결되어 있는 송풍기용 팬(11)과, 상기 송풍기용 팬(11)과 함께 통체(6)내에 신선한 외부 공기를 강제로 공급하는 공기 공급 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 정화장치.
제1항에 있어서, 상기 통체(6)는 요부는 요부끼리 돌출부는 돌출부끼리 마주 대하도록 교대로 설치된 깔대기 형상의 격벽(14a,14'a,14b,14'b,14c)과, 홀수번째의 격벽(14a,14b,14c)은 중앙부위에 하나의 대공(15)이 짝수번째의 격벽(14'a,14'b)은 주변부위에 다수의 소공(15')이 각각 천공되어 혼합가스의 배출지연 및 혼합을 행하는 통기구(15,15')와, 상기 격벽(14a)과 격벽(14'a) 사이에 돌설되어 통체(6)의 내부온도를 산화 가능한 일정 온도로 유지시켜 주는 자동온도 조절기가 부착된 전기히-터(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 정화장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통체(6)와 유입구(19)가 수축 이완이 가능한 커넥터(5)에 의해 연결되고 탄소입자가 다수 부착된 다수의 세공(18)을 갖는 원통형의 파상형 포집 필터가 장착된 제2 배기가스 정화장치(2)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기가스 정화장치.