WO2012091188A1 - 건설기계용 배기가스 처리장치 - Google Patents

건설기계용 배기가스 처리장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus for construction machinery. More specifically, in the exhaust gas treatment apparatus for construction machinery, which is connected to the diesel filter (DPF) and discharges the exhaust gas through the diesel filter from the engine to the outside, the exhaust direction so as to communicate with the vent in the tail pipe body having the vent.
  • DPF diesel filter
  • the exhaust gas for construction machinery which reduces the temperature of the exhaust gas discharged
  • the tail pipe is a pipe located at the rear of the heavy equipment muffler, and refers to a pipe that passes through a plurality of partitions and generally discharges pressure stabilized exhaust gas into the air.
  • 1 is a perspective view showing a conventional tail pipe.
  • the conventional tail pipe shape has a limitation in reducing the temperature of hot air from a diesel filter (DPF-Diesel Particulate Filter Trap, hereinafter referred to as 'DPF'). That is, due to the structural problems of the tie pipes, there is a problem in that the heat of the exhaust gas is discharged to the atmosphere without being efficiently reduced.
  • 'DPF' diesel filter
  • DPF is a device that collects particulate matter discharged from diesel engine with filter and burns it, and collects particulate matter and continues to use it. Heat generated from the DPF is discharged to the outside through the tailing pipe.
  • the outer flow at the inner surface of the tailing pipe is heat-exchanged with the outside air sucked from the pipe inlet.
  • excavators In the case of construction machinery-for example, excavators-they often work in forested areas or in confined spaces.
  • the high temperature of the exhaust gas can cause fire and burns. There was a need for reducing the exhaust gas temperature.
  • the present invention is derived to solve the above problems, by allowing the exhaust gas discharged from the tail pipe to be heat-exchanged with the outside air over the entire area in the tail pipe, thereby reducing the maximum temperature of the exhaust pipe efficiently To produce.
  • an exhaust heat dissipation unit having a plurality of tubes communicating with the tail pipe main body installed at the outlet of the diesel filter and respective vents, wherein the tubes are disposed in the transverse direction with respect to the tail pipe main body, And a plurality of exhaust ports penetrating in the exhaust gas discharge direction.
  • the vertical cross-sectional shape of the tie pipe body and the tube preferably has a circular shape, and the number of exhaust ports of the tube is preferably provided with three or five in the exhaust gas discharge direction in the longitudinal direction of the tube, and the number of tubes. Is preferably three in each transverse direction on the same plane with respect to the tail pipe body.
  • the exhaust gas discharged from the tailing pipe is heat-exchanged with the outside air over the entire area of the tailing pipe, thereby efficiently lowering the maximum temperature of the exhaust gas.
  • the accident can be prevented beforehand.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional tail pipe
  • Figure 2 is a perspective view showing a tail pipe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the effect of reducing the exhaust gas temperature according to the present invention.
  • Figure 4a is a front view according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4b is a side view according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a tail pipe according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a plurality of vents 110 penetrated so that external air passes through the inside thereof, and a plurality of vents 110 communicating with respective vents 110 of the tail pipe body 100 installed at the outlet of the diesel filter.
  • It is provided with a tube 200, the tube 200 is installed in the transverse direction with respect to the tiling pipe body 100 and the exhaust gas discharge unit is located in the longitudinal direction of each tube (200) It can be seen that it includes a plurality of vents 210 penetrating in the direction 300. Since the tube 200 is installed to communicate with the vent 110 of the tail pipe body 100, external air may be easily introduced into the tube 200.
  • the air introduced into the tube 200 is discharged to the outside by mixing the hot exhaust gas with the cooler outside air through the plurality of exhaust ports 210 penetrating in the exhaust direction 400.
  • the vent 110 penetrated through the tail pipe body 100 is installed to allow outside air to be sucked in.
  • the vent 110 may be penetrated in a line along the side of the tail pipe body 100 as shown in FIG. 2, but may be in any form capable of effectively sucking outside air (eg, a zigzag shape).
  • the tube 200 located in the tiil pipe body 100 is installed to communicate with the vent 110 of the tiil pipe body 100 and is designed to allow outside air to pass through the tube 200.
  • the tube 200 is provided with a plurality of exhaust ports 210 so that the air sucked from the outside can be discharged through the exhaust ports 210 penetrated in the exhaust direction 400. At this time, the air sucked from the outside is mixed with the high-temperature exhaust gas, thereby reducing the temperature of the exhaust gas.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the effect of reducing the exhaust gas temperature according to the present invention.
  • the long arrow in the direction perpendicular to the tube 200 indicates the exhaust gas of high temperature and high speed, and the arrow coming into the tube 200 indicates the outside air having a relatively low temperature and low speed compared with the exhaust gas.
  • the high-temperature and high-speed exhaust gas is not directly discharged to the outside, and the tube 200 is installed in communication with the tail pipe main body 100 having a plurality of vents 110 so as to be mixed with the outside air.
  • the outside air is sucked into the tube 200 so that the outside air is mixed with the exhaust gas through the exhaust port 210 penetrating in the exhaust gas discharge direction 400 in the longitudinal direction of the tube 200. It is designed.
  • Figure 4a is a front view according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4b is a side view according to an embodiment of the present invention.
  • the vertical cross-sectional shape of the tie pipe body 100 and the tube 200 can be a variety of shapes, there is no need to specifically limit, but usually has a circular shape.
  • the number of the exhaust ports 210 of the tube 200 is preferably provided with three or five in the exhaust gas discharge direction in the longitudinal direction of the tube 200. This is because when the number of the exhaust ports 210 is too small or too large, the exhaust ports 210 may be inadequate to attract external air and mix with the exhaust gas.
  • the number of tubes 200 is preferably three in each transverse direction on the same plane with respect to the tail pipe body 100. If the number of the tubes 200 is less or more than three, rather because it may be inappropriate to attract the outside air and mix with the exhaust gas.
  • the present invention is installed in a diesel filter (DPF), it is used in the exhaust gas treatment apparatus for construction machinery for discharging the exhaust gas through the diesel filter from the engine to the outside.
  • DPF diesel filter

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Abstract

본 발명은 건설기계용 배기가스 처리장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 디젤필터(DPF)에 연결설치되며, 엔진으로부터 디젤필터를 통하는 배기가스를 외부로 배출하는 건설기계용 배기가스 처리장치에 있어서, 외부의 공기가 내부를 지나도록 관통된 다수의 통기구를 구비하며 디젤필터의 배출구에 설치되는 태일 파이프 본체와, 각각의 통기구에 연통하는 다수의 튜브를 구비하며 튜브가 태일 파이프 본체에 관한 횡방향으로 설치되는 배기방열 유닛과, 튜브 각각은 튜브의 길이 방향으로 위치하며, 배기가스 배출 방향으로 관통되는 다수의 배기구를 포함하는 건설기계용 배기가스 처리장치에 관한 것이다.

Description

건설기계용 배기가스 처리장치
본 발명은 건설기계용 배기가스 처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디젤필터(DPF)에 연결설치되며 엔진으로부터 디젤필터를 통하는 배기가스를 외부로 배출하는 건설기계용 배기가스 처리장치에 있어서, 통기구를 갖는 태일 파이프 본체에 통기구와 연통되도록 배기방향으로 배기구를 갖는 다수의 튜브를 구비하여 제작함으로써, 고온의 뜨거운 배기가스와 외부의 공기를 유도하는 튜브 사이의 열교환 효과를 이용함으로써, 대기 중으로 배출되는 배기가스의 온도를 저감시키는 건설기계용 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.
태일 파이프(Tail pipe)는 중장비 머플러의 후미에 위치하는 파이프로서, 여러 개의 간막이를 통과하면서 대체적으로 압력이 안정화된 배기가스가 공기중으로 배출되도록 유도하는 파이프를 말한다. 도 1은 종전의 태일 파이프를 나타낸 사시도이다. 종전의 태일 파이프 형상은 도 1에서 볼 수 있듯이, 디젤필터(DPF-Diesel Particulate Filter Trap, 이하 'DPF' 라 한다)로부터의 뜨거운 공기의 온도 저감에 한계가 있다. 즉, 태일 파이프의 구조적인 문제로 인하여, 배기가스의 열을 효율적으로 저감시키지 못한 상태로 대기로 방출한다는 문제점이 있었다. DPF는 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질을 필터로 포집한 후 이것을 태우고, 다시 입자성 물질을 포집하여 계속 사용하는 기술로서 매연을 80% 이상 저감할 수 있는 장치이다. DPF로부터 발생한 열은 태일 파이프를 통하여 외부로 배출되는데, 종전의 태일 파이프의 구조에서는 태일 파이프 내부 표면에서의 외곽 유동은 파이프 입구로부터 흡입되는 외부의 공기와 열교환이 이루어짐으로써 온도 저감의 효과가 있으나, 외부의 공기와 열교환이 어려운 주유동의 가운데 부분은 열교환을 하지 못하고 대기로 배출되었다. 건설기계 -예를 들면 굴삭기-의 경우에는 산림 지역이나 밀폐된 공간에서 종종 작업하는 경우가 있는데, 배기가스의 온도가 높은 경우에는 화재 및 화상의 원인이 될 수 있다는 문제점이 있었는바, 안전한 작업을 위하여 배기가스 온도 저감의 필요성이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 태일 파이프에서 배출하는 배기가스가 태일 파이프 내의 전 영역에 걸쳐서 외부 공기와 열교환이 되도록 함으로써, 배기가스의 최대 온도를 효율적으로 낮추기 위한 태일 파이프를 제작하는 것이다.
본 발명인 디젤필터(DPF)에 연결설치되며, 엔진으로부터 디젤필터를 통하는 배기가스를 외부로 배출하는 건설기계용 배기가스 처리장치에 있어서, 외부의 공기가 내부를 지나도록 관통된 다수의 통기구를 구비하며, 디젤필터의 배출구에 설치되는 태일 파이프 본체와 각각의 통기구에 연통하는 다수의 튜브를 구비하며, 튜브가 태일 파이프 본체에 관한 횡방향으로 설치되는 배기방열 유닛 및, 각각의 튜브의 길이 방향에 위치하며, 배기가스 배출 방향으로 관통되는 다수의 배기구를 포함한다. 태일 파이프 본체 및 튜브의 수직 단면 형상은 원의 형상을 갖는 것이 바람직하고, 튜브의 배기구의 갯수는 튜브의 길이방향으로 배기가스 배출 방향에 3개 또는 5개를 구비하는 것이 바람직하며, 튜브의 갯수는 태일 파이프 본체에 관한 동일 면상의 각각의 횡방향에서 3개인 것이 바람직하다.
본 발명은 태일 파이프에서 배출하는 배기가스가 태일 파이프 내의 전 영역에 걸쳐서 외부 공기와 열교환이 되도록 함으로써, 배기가스의 최대 온도를 효율적으로 낮출 수 있도록 제작함으로써 작업 중에 높은 배기가스의 온도로 인하여 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종전의 태일 파이프를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 태일 파이프를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 배기가스 온도 저감의 효과를 설명하기 위한 개념도.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 정면도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 측면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 태일 파이프를 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 외부의 공기가 내부를 지나도록 관통된 다수의 통기구(110)를 구비하며, 디젤필터의 배출구에 설치되는 태일 파이프 본체(100)의 각각의 통기구(110)에 연통하는 다수의 튜브(200)를 구비하며, 튜브(200)가 태일 파이프 본체(100)에 관한 횡방향으로 설치되는 배기방열 유닛(300)과, 각각의 튜브(200)의 길이 방향에 위치하며 배기가스 배출 방향(300)으로 관통되는 다수의 배기구(210)를 포함하는 것을 볼 수 있다. 튜브(200)가 태일 파이프 본체(100)의 통기구(110)에 연통되도록 설치됨으로써, 외부의 공기가 튜브(200) 내부로 용이하게 들어올 수 있다. 튜브(200) 내부로 들어온 공기는 배기 방향(400)으로 관통되는 다수의 배기구(210)를 통하여 고온의 배기가스와 상대적으로 이보다 차가운 외부의 공기가 혼합되어서 외부로 배출되는 것이다. 태일 파이프 본체(100)에 관통된 통기구(110)는 외부의 공기가 흡입될 수 있도록 설치된 것이다. 도 2에서와 같이 다수의 통기구(110)를 구비함으로써, 외부의 공기가 원활하게 태일 파이프 본체(100) 내부로 흡입 가능한 것이다. 통기구(110)는 도 2에서와 같이 태일 파이프 본체(100) 측면을 따라서 일렬로 관통될 수도 있지만, 효과적으로 외부의 공기를 흡입할 수 있는 어떠한 형태 - 예를 들면, 지그재그 형태- 도 가능하다. 태일 파이프 본체(100) 내부에 위치하는 튜브(200)는 태일 파이프 본체(100)의 통기구(110)와 연통되도록 설치하여 튜브(200) 내부로 외부의 공기가 통과할 수 있도록 설계된다. 튜브(200)는 다수의 배기구(210)를 구비함으로써, 외부로부터 흡입된 공기가 배기 방향(400)으로 관통된 배기구(210)를 통하여 배출 가능하도록 설계된다. 이 때, 외부로부터 흡입된 공기는 고온의 배기가스와 혼합됨으로써, 배기가스의 온도를 저감시키는 역할을 한다.
도 3은 본 발명에 의한 배기가스 온도 저감의 효과를 설명하기 위한 개념도이다. 튜브(200)에 수직한 방향으로 긴 화살표는 고온 고속의 배기가스를 나타낸 것이고, 튜브(200) 내부로 들어오는 화살표는 배기가스에 비하여 상대적으로 저온 저속인 외부의 공기를 나타낸 것이다. 고온 고속의 배기가스가 그대로 외부로 방출되지 않고, 외부의 공기와 혼합될 수 있도록 다수의 통기구(110)를 구비한 태일 파이프 본체(100)와 연통되는 튜브(200)를 설치하였다. 튜브(200) 내부로는 외부의 공기가 흡입되어서 튜브(200)의 길이방향으로 배기가스 배출방향(400)으로 관통되는 배기구(210)를 통해서 외부의 공기가 배기가스와 혼합되어 배출될 수 있도록 설계한 것이다. DPF로부터 토출되는 고온 고속의 배기가스가 튜브(200)를 통과하게 되면 튜브(200)에 관통되는 배기구(210)에서 최저 압력이 형성이 되고 이로 인하여 음압을 형성됨으로써, 외부의 공기가 유입되게 된다. 외부로부터 들어온 공기는 DPF로부터 토출되는 고온의 배기가스와 혼합되는 것 뿐만 아니라, 튜브(200)에 열이 전달되어서 열을 빼앗기게 되어 배기가스의 온도가 저감될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 정면도이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 측면도이다. 태일 파이프 본체(100) 및 튜브(200)의 수직 단면 형상은 다양한 형상이 가능하고, 특별하게 제한할 필요성은 없으나, 통상적으로는 원의 형상을 갖는다. 튜브(200)의 배기구(210)의 갯수는 튜브(200)의 길이방향으로 배기가스 배출 방향에 3개 또는 5개를 구비하는 것이 바람직하다. 배기구(210)의 갯수가 너무 적거나 많게 되는 경우에는 오히려 외부의 공기를 끌어들여서 배기가스와 혼합시키기에 부적당할 수 있기 때문이다. 튜브(200)의 갯수는 태일 파이프 본체(100)에 관한 동일 면상의 각각의 횡방향에서 3개인 것이 바람직하다. 튜브(200)의 갯수가 3개 보다 적거나 많게 되는 경우에는 오히려 외부의 공기를 끌어들여서 배기가스와 혼합시키기에 부적당할 수 있기 때문이다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부한 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
본 발명은 디젤필터(DPF)에 설치되며, 엔진으로부터 디젤필터를 통하는 배기가스를 외부로 배출하는 건설기계용 배기가스 처리장치에 사용된다.

Claims (4)

  1. 디젤필터(DPF)에 연결설치되며, 엔진으로부터 상기 디젤필터를 통하는 배기가스를 외부로 배출하는 건설기계용 배기가스 처리장치에 있어서,
    외부의 공기가 내부를 지나도록 관통된 다수의 통기구를 구비하며, 상기 디젤필터의 배출구에 설치되는 태일 파이프 본체;
    상기 각각의 통기구에 연통하는 다수의 튜브를 구비하며, 상기 튜브가 상기 태일 파이프 본체에 관한 횡방향으로 설치되는 배기방열 유닛; 및
    상기 각각의 튜브의 길이 방향으로 위치하며, 상기 배기가스 배출 방향으로 관통되는 다수의 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 배기가스 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 태일 파이프 본체 및 상기 튜브의 수직 단면 형상은 원의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 건설기계용 배기가스 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브의 상기 배기구의 갯수는 상기 튜브의 길이방향으로 상기 배기가스 배출 방향에 3개 또는 5개를 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 배기가스 처리장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 튜브의 갯수는 상기 태일 파이프 본체에 관한 동일 면상의 각각의 횡방향에서 3개인 것을 특징으로 하는 건설기계용 배기가스 처리장치.
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