KR100398101B1 - Device for heating, regenerating and filtering diesel particulate using microwaves - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용하여 배기가스를 가열하고 재생시에 연소용 공기를 공급하여 급속재생이 일어나고, 재생이 진행되는 동안에 배기가스는 다른 트랩으로 방향 전환되어 필터링되므로 재생효율을 높일 수 있으며, 하나의 마이크로웨이브 관련장치를 이용하므로 장치의 효용성을 증대시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치에 관한 것으로, 이 후처리장치는 배기 파이프(28)를 통해서 엔진(20)의 배기 매니폴드(26)로부터 선택적으로 배기가스가 유입되며 촉매담체(32a, 32a')가 내장된 2개의 재생필터(32, 32')와, 상기 배기 파이프(28)를 지나는 배기가스가 2개의 재생필터(32, 32')중 어느 하나로 공급되도록 유동방향을 절환하는 방향절환밸브(30)와, 도파관(40)을 통해서 상기 2개의 촉매담체(32a, 32a')로 공급될 마이크로웨이브를 발생시키는 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기(42, 44)와, 에어밸브(48)의 개방에 따라 어느 하나의 재생필터(32, 32')로 연소용 공기를 공급하여 촉매담체(32a, 32a')를 재생하는 송풍기(46)와, 상기 센서부 내의 각종 센서들로부터 입력되는 신호를 바탕으로 상기 방향절환밸브(30)와 상기 에어밸브(48)에 신호를 보내 배기가스의 흐름 및 촉매담체(32a, 32a')의 재생을 제어하는 제어유닛(ECU)(50)으로 구성된다.The present invention heats the exhaust gas using a microwave and supplies the combustion air during regeneration, rapid regeneration occurs, and during the regeneration process, the exhaust gas is redirected to another trap and filtered, thereby improving regeneration efficiency. The present invention relates to a post-treatment apparatus using a microwave that can increase the utility of the apparatus by using a microwave related device, the post-treatment apparatus of the exhaust manifold 26 of the engine 20 through the exhaust pipe 28 Exhaust gas is selectively introduced from the two regeneration filters 32 and 32 'having the catalyst carriers 32a and 32a' and the exhaust gases passing through the exhaust pipe 28 are two regeneration filters 32 and 32. When generating a microwave to be supplied to the two catalyst carriers (32a, 32a ') through the direction switching valve 30 for switching the flow direction to be supplied to any one of') and the waveguide 40 Supplies the combustion air to at least one of the microwave generators 42 and 44 and one of the regeneration filters 32 and 32 'according to the opening of the air valve 48 to supply the catalyst carriers 32a and 32a'. The exhaust gas flow and the catalyst carrier 32a are transmitted by sending a signal to the direction switching valve 30 and the air valve 48 on the basis of a signal input from the blower 46 for regeneration and various sensors in the sensor unit. 32a '), a control unit (ECU) 50 for controlling the regeneration.

Description

마이크로웨이브를 이용한 후처리장치{DEVICE FOR HEATING, REGENERATING AND FILTERING DIESEL PARTICULATE USING MICROWAVES}Post-processing device using microwaves {DEVICE FOR HEATING, REGENERATING AND FILTERING DIESEL PARTICULATE USING MICROWAVES}

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 마이크로웨이브를 이용하여 배기가스를 가열함과 동시에 연소용 공기를 공급하여 급속재생을 실행하며, 재생이 진행되는 동안에 배기가스를 다른 트랩으로 방향 전환하여 필터링함으로써 재생효율을 높일 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a post-treatment apparatus using a microwave, and more particularly, to heat the exhaust gas and supply the combustion air at the same time to perform rapid regeneration by using the microwave, the exhaust gas while the regeneration is in progress The present invention relates to a post-treatment apparatus using microwaves that can improve regeneration efficiency by redirecting and filtering to another trap.

경유를 연료로 사용하는 디젤차량에서는 연소시에 그을음(soot)이 발생한다. 이 디젤 그을음은 마이크로웨이브(microwave)를 흡수하는 성질을 갖고 있다. 그을음의 이러한 성질을 이용하여 매연 여과장치의 재생장치에서는 마이크로웨이브를 주사하여 그을음을 가열시킬 수 있다. 만일 이러한 방법이 마이크로웨이브를 투과시키는 매질로 구성된 필터담체와 함께 사용된다면 입자상 물질을 선택적으로 가열하는 것이 가능하다. 한편, 필터의 재질이 마이크로웨이브의 에너지를 흡수하지 않고 통과시키는 매질로 구성된 경우에는 그을음과 필터를 모두 가열시키는데 마이크로웨이브 주사를 사용할 수 있다.In diesel vehicles that use light oil as fuel, soot occurs during combustion. This diesel soot has the property of absorbing microwaves. This nature of soot allows the soot to be heated by scanning microwaves in the regeneration apparatus of the soot filtration device. If this method is used with a filter carrier consisting of a medium which permeates microwaves it is possible to selectively heat particulate matter. On the other hand, when the material of the filter is composed of a medium that passes through without absorbing the energy of the microwave, microwave scanning may be used to heat both the soot and the filter.

도 1은 종래 후처리장치의 구성을 보인 개략도이다.전기에너지와 연결되어 있는 전자관(2)에서 생성된 마이크로웨이브는 도파관(4)을 거쳐 필터담체(8)로 유입된다.상기 도파관(4)은 단순한 덕트나 파이프 형태로서 열복사를 전달하는 기능을 갖는다.상기 도파관(4)은 마이크로웨이브를 반사시키고 극초단파 에너지의 누출을 방지하기 위하여 금속으로 만든다.이와 함께, 전자관(2)에는 고온 및 배기가스와의 직접적인 접촉을 방지하기 위한 특별한 장치들이 구비되어야 한다.엔진의 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스는 배기 파이프(11)를 통해서 촉매기 내의 필터담체(8)를 지나면서 정화되며, 이때 정화효율을 높이기 위해 에어 공급라인(10)을 통해서 에어를 주입한다.Figure 1 is a schematic view showing the configuration of a conventional after-treatment device. Microwaves generated in the electron tube (2) connected to the electrical energy flows into the filter carrier (8) via the waveguide (4). Has a function of transferring heat radiation in the form of a simple duct or pipe. The waveguide 4 is made of metal to reflect microwaves and prevent the leakage of microwave energy. In addition, the electron tube 2 has a high temperature and exhaust gas. Special arrangements should be provided to prevent direct contact with the exhaust gas. The exhaust gas from the engine's exhaust manifold is purified through the exhaust pipe 11 and past the filter carrier 8 in the catalyst, where purification efficiency is achieved. Inject air through the air supply line 10 to increase the.

전자관 보호시스템(6)으로는 수냉식 열교환기를 비롯하여, 기계적인 밸브, 및 수정 유리창 등이 사용된다(Gautam et at., 1999. SAE 1999-01-3565; N ing and He, 1999, SAE 1999-01-1470). 한편, 시스템에서 마이크로웨이브의 누출을 방지하기 위하여 배기가스의 입구 및 출구에 패러데이 스크린(Faraday screen)을 설치한다.Electromagnetic tube protection systems 6 include water-cooled heat exchangers, mechanical valves, and quartz glass windows (Gautam et at., 1999. SAE 1999-01-3565; Ning and He, 1999, SAE 1999-01). -1470). Meanwhile, Faraday screens are installed at the inlet and the outlet of the exhaust gas to prevent the leakage of microwaves in the system.

이미 발표된 실험연구의 대부분은 2단계 재생 방법을 채택하고 있다. 즉, 마이크로웨이브를 이용하여 먼저 그을음을 가열시킨다. 이때, 배기가스는 필터를 통과하지 않도록 한다. 이러한 예열과정을 거친 후에, 그을음의 산화를 종결시키기 위해 미리 입력되어 있는 일정한 양의 공기가 필터를 통과하도록 한다. 이러한 재생방법을 적용하는 경우, 공기가 유입되는 순간 상대적으로 빠른 시간 내에 입자상 물질의 급속한 변화가 일어난다. 그에 대한 내용이 도 2에 도시되어 있다.Most of the experimental studies that have been published adopt the two-stage regeneration method. That is, the soot is first heated using a microwave. At this time, the exhaust gas does not pass through the filter. After this preheating process, a predetermined amount of air is passed through the filter to terminate the oxidation of the soot. When the regeneration method is applied, the rapid change of the particulate matter occurs within a relatively quick time when air is introduced. The content thereof is shown in FIG. 2.

도 2는 마이크로웨이브의 재생과정 중의 농도변화에 대한 그래프로, 굵은 실선은 CO₂, 가는 실선은 CO의 시간에 따른 농도 변화를 나타낸다.점선으로 나타낸 수직선은 에어주입이 개시된 시점을 나타낸다.여기서, 에어주입이 개시된 후에 급속한 연소가 일어나서 아주 짧은 시간에 그을음 연소생성물의 피크(peak)가 발생하고 있음을 알 수 있다(Gautam et at., 1999. SAE 1999-01-3565).한편, 필터가 수용할 수 있는 그을음의 최대 부착량을 초과하여 그을음이 부착되면 필터담체(8)의 열적 손상이 발생할 우려가 있다.Figure 2 is a graph of the concentration change during the regeneration process of the microwave, the thick solid line is CO ₂ , the thin solid line is the concentration change with time of CO. The vertical line represented by the dotted line indicates the time when the air injection is started. It can be seen that rapid combustion occurs after the start of the air injection, resulting in a peak of soot combustion products in a very short time (Gautam et at., 1999. SAE 1999-01-3565). If soot adheres in excess of the maximum possible amount of soot, thermal damage of the filter carrier 8 may occur.

또한, 상술한 바와 같이, 상기 시스템은 재생이 일어나는 동안 배기가스는 바이패스관을 거쳐서 곧바로 대기중으로 방출되므로, 정화효율이 저하된다. 또한, 하나의 촉매담체만을 사용하기 때문에 그을음 처리용량에 제한을 주는 문제가 있다.In addition, as described above, since the exhaust gas is discharged directly into the atmosphere through the bypass pipe during the regeneration, the purification efficiency is lowered. In addition, there is a problem of limiting the soot treatment capacity because only one catalyst carrier is used.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 2개의 촉매담체를 설치한 다음 필터에 부착된 그을음의 부착량이 설정량보다 많은지를 판단하여 부착량이 많은 필터로의 그을음의 공급을 차단하여 필터담체의 열적 손상을 막아 정화효율을 높일 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention installs two catalyst carriers and then determines whether the amount of soot attached to the filter is greater than the set amount, thereby blocking the supply of soot to the filter having a large amount of adhesion, thereby thermally damaging the filter carrier. The purpose of the present invention is to provide a post-treatment apparatus using microwaves that can increase the purification efficiency.

도 1은 종래의 후처리장치의 구성을 보인 개략도,1 is a schematic view showing the configuration of a conventional post-treatment device,

도 2는 마이크로웨이브의 재생 과정중의 농도변화를 나타내는 그래프,2 is a graph showing the concentration change during the regeneration process of the microwave,

도 3은 본 발명에 따른 후처리장치의 구성을 보인 개략도,3 is a schematic view showing the configuration of a post-processing apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 후처리장치의 제어과정을 보인 흐름도.4 is a flow chart showing a control process of the post-processing apparatus according to the present invention.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

20:엔진 26:배기 매니폴드20: engine 26: exhaust manifold

28:배기 파이프 30:방향절환밸브28: exhaust pipe 30: directional control valve

32a, 32a':촉매담체 34:엔드 파이프32a, 32a ': Catalyst carrier 34: End pipe

35, 36, 38, 38':센서 40:도파관35, 36, 38, 38 ': Sensor 40: Waveguide

42, 44:마이크로웨이브 발생기 46:송풍기42, 44: microwave generator 46: blower

48:에어밸브 50:제어유닛(ECU)48: air valve 50: control unit (ECU)

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치는 배기 파이프를 통해서 엔진의 배기 매니폴드로부터 선택적으로 배기가스가 유입되며 촉매담체가 내장된 2개의 재생필터와, 상기 배기 파이프를 지나는 배기가스가 2개의 재생필터 중 어느 하나로 공급되도록 유동방향을 절환하는 방향절환밸브와, 도파관을 통해서 상기 2개의 촉매담체로 공급될 마이크로웨이브를 발생시키는 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기와, 엔진의 운전상태를 감지하는 엔진 감지센서를 비롯하여, 배기 파이프에 설치되어 배기가스의 유동을 감지하는 유동 감지센서 및 상기 재생필터에 각각 설치되어 디젤 입자상 물질의 부착량을 감지하는 부착량 감지센서로 이루어진 센서부와, 에어밸브의 개방에 따라 어느 하나의 재생필터로 연소용 공기를 공급하여 촉매담체를 재생하는 송풍기와, 상기 센서부 내의 각종 센서로부터 입력되는 신호를 바탕으로 상기 방향절환밸브와 상기 에어밸브에 신호를 보내 배기가스의 흐름 및 촉매담체의 재생을 제어하는 제어유닛(ECU)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The post-treatment apparatus using the microwave of the present invention for achieving the above object is the exhaust gas is selectively introduced from the exhaust manifold of the engine through the exhaust pipe and the two regeneration filter with a built-in catalyst carrier, and the exhaust pipe A direction switching valve for switching the flow direction to supply the exhaust gas to one of the two regeneration filters, at least one microwave generator for generating microwaves to be supplied to the two catalyst carriers through a waveguide, and an engine operation A sensor unit including an engine sensor for detecting a state, a flow sensor installed in an exhaust pipe to detect a flow of exhaust gas, and a deposition amount sensor installed in each of the regeneration filters to detect an amount of diesel particulate matter; Combustion air by any regeneration filter according to opening of air valve A blower for regenerating the catalyst carrier by supplying a gas, and a control unit for controlling the flow of exhaust gas and regeneration of the catalyst carrier by sending a signal to the directional valve and the air valve based on signals input from various sensors in the sensor unit (ECU).

이하, 첨부한 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a post-processing apparatus using microwaves according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명에 따른 후처리장치의 구성을 보인 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 후처리장치의 제어과정을 보인 흐름도이다.3 is a schematic view showing a configuration of a post-processing apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing a control process of the post-processing apparatus according to the present invention.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 후처리장치에서는 2개의 촉매담체(32a, 32a')를 사용하며, 마이크로웨이브 발생기(42, 44) 및 도파관(40), 그리고 연소용 공기 도입장치인 송풍기(46)와 각종 밸브(30, 48) 및 센서(36, 38, 38')로 구성되어 있다.First, as shown in FIG. 3, in the aftertreatment apparatus according to the preferred embodiment of the present invention, two catalyst carriers 32a and 32a 'are used, and the microwave generators 42 and 44 and the waveguide 40, And it consists of the blower 46 which is a combustion air introduction apparatus, various valves 30 and 48, and the sensors 36, 38, 38 '.

이것의 전체적인 구성을 보면, 엔진(20)의 배기 매니폴드(26)로부터 배출된 배기가스가 지나는 배기 파이프(28)와 엔드 파이프(34)사이에 배치된 2개의 재생필터(32, 32')내의 촉매담체(32a, 32a')와, 상기 배기 파이프(28)를 통해 배출되는 배기가스가 2개의 촉매담체(32a, 32a')중 어느 하나로 공급되도록 유동방향을 절환하는 방향절환밸브(30)와, 도파관(40)을 통해서 상기 2개의 촉매담체(32a, 32a')로 공급될 마이크로웨이브를 발생시키는 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기(42, 44)와, 엔진의 운전상태를 감지하는 엔진 감지센서(35)를 비롯하여, 배기 파이프(28)에 설치되어 배기가스의 유동을 감지하는 유동 감지센서(36) 및 상기 재생필터(32, 32')에 각각 설치되어 디젤 입자상 물질의 부착량을 감지하는 부착량 감지센서(38, 38')로 이루어진 센서부와, 에어밸브(48)의 개방에 따라 어느 하나의 재생필터(32, 32')로 연소용 공기를 공급하여 촉매담체(32a, 32a')를 재생하는 송풍기(46)와, 센서부 내의 각종 센서로부터 입력되는 신호를 바탕으로 상기 방향절환밸브(30)와 상기 에어밸브(48)에 신호를 보내 배기가스의 흐름 및 촉매담체(32a, 32a')의 재생을 제어하는 제어유닛(ECU)(50)을 포함하고 있다.In view of its overall configuration, two regeneration filters 32, 32 'disposed between the exhaust pipe 28 and the end pipe 34 through which the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 26 of the engine 20 passes. Direction switching valve 30 for switching the flow direction so that the catalyst carriers 32a and 32a 'in the inside and the exhaust gas discharged through the exhaust pipe 28 are supplied to any one of the two catalyst carriers 32a and 32a'. And at least one microwave generator (42, 44) for generating microwaves to be supplied to the two catalyst carriers (32a, 32a ') through the waveguide (40), and an engine sensor for sensing an operating state of the engine. In addition to (35), the amount of deposition is installed in the exhaust pipe 28, the flow sensor 36 for detecting the flow of the exhaust gas and the regeneration filter (32, 32 '), respectively, the amount of adhesion to detect the amount of diesel particulate matter Of the sensor section including the sensing sensors 38 and 38 'and the air valve 48 A blower 46 for supplying combustion air to one of the regeneration filters 32 and 32 'to regenerate the catalyst carriers 32a and 32a' and a signal input from various sensors in the sensor unit. And a control unit (ECU) 50 which sends a signal to the directional valve 30 and the air valve 48 to control the flow of the exhaust gas and the regeneration of the catalyst carriers 32a and 32a '.

이와 같이, 2개의 촉매담체(32a, 32a')를 이용한 2원 트랩을 사용함으로써, 배기가스를 여과하여 포집된 입자상 물질을 마이크로웨이브 가열장치를 이용하여 주기적으로 처리할 수 있다.또한, 2개의 트랩의 사용으로, 하나의 필터에서 재생이 진행되는 동안에 배기가스의 흐름을 다른 필터 쪽으로 방향을 절환함으로써, 배기가스의 흐름에 영향을 받지 않고 재생을 진행시킬 수 있다.본 발명에 따른 후처리장치는 전자제어방식으로 모든 제어과정이 완전 자동화되어 있어 운전자의 어떠한 조작도 필요로 하지 않는다.한편, 본 실시예에서 중요한 장치는 배기가스를 여과시키는데 사용하는 벽유동형 필터이다.그리고, 트랩을 장착한 차량은 소음기를 장착하지 않아도 된다.In this way, by using a two-way trap using two catalyst carriers 32a and 32a ', the particulate matter collected by filtering the exhaust gas can be periodically processed using a microwave heating apparatus. By using the trap, it is possible to proceed the regeneration without being affected by the flow of the exhaust gas by switching the flow of the exhaust gas toward the other filter while the regeneration is progressing in one filter. The aftertreatment apparatus according to the present invention. The electronic control system is fully automated and does not require any operator intervention. The important device in this embodiment is a wall-flow filter used to filter the exhaust gas. The vehicle does not have to be equipped with a silencer.

본 발명에 따른 후처리장치를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.흡기계통(22) 내의 공기는 흡기 매니폴드(24)를 통해서 엔진(20)의 실린더내로 공급된 다음 분사된 연료와 함께 연소된다.연소 후에 배기가스는 엔진(20)에 부착된 배기 매니폴드(26)를 통해서 배기 파이프(28)를 거쳐 2개의 촉매담체(32a, 32a') 중 하나로 유입되어 정화된 다음, 엔드 파이프(34)를 거쳐 대기로 방출된다.The aftertreatment apparatus according to the present invention will be described in more detail as follows. The air in the intake cylinder 22 is supplied into the cylinder of the engine 20 through the intake manifold 24 and then burned with the injected fuel. After combustion, the exhaust gas is introduced into one of the two catalyst carriers 32a, 32a 'through the exhaust pipe 28 through the exhaust manifold 26 attached to the engine 20, and then purified, and then the end pipe 34 Is released into the atmosphere via

한편, 마이크로웨이브 발생기(42, 44)에서 발생된 마이크로웨이브는 전자관의 보호시스템(도 1의 6)을 통과한 후에 도파관(40)을 거쳐 촉매담체(32a, 32a')로 유도되어 배기가스를 가열한다.이때, 엔진 감지센서(35)에서 검출한 엔진의 운전상태 및 유동 감지센서(36)에서 검출한 배기가스의 상태가 제어유닛(ECU)(50)으로 전달되면, 제어유닛(ECU)(50)은 이들 입력신호를 바탕으로 재생시기를 판단하여 방향절환밸브(30)에 제어신호를 보내 배기가스의 흐름을 제어함과 동시에, 부착량 감지센서(38, 38')에서 검출한 그을음 양을 바탕으로 재생이 필요한 곳에는 에어밸브(48)에 제어신호를 보내 송풍기(46)로부터의 연소용 공기를 촉매담체(32a, 32a')로 보내 급속한 재생이 일어나도록 한다.재생이 완료된 후에는 에어밸브(48)를 닫아 공기의 공급을 중단한다.Meanwhile, the microwaves generated by the microwave generators 42 and 44 are guided through the waveguide 40 to the catalyst carriers 32a and 32a 'after passing through the protection system (6 in FIG. 1) of the electromagnetic tube to exhaust the exhaust gas. At this time, when the operation state of the engine detected by the engine sensor 35 and the state of the exhaust gas detected by the flow sensor 36 are transmitted to the control unit ECU 50, the control unit ECU 50 determines the regeneration time based on these input signals, sends a control signal to the directional control valve 30 to control the flow of exhaust gas, and the amount of soot detected by the adhesion sensor 38, 38 '. The control signal is sent to the air valve 48 at the place where regeneration is necessary, and the combustion air from the blower 46 is sent to the catalyst carriers 32a and 32a 'so that rapid regeneration occurs. The air supply is closed by closing the air valve 48.

한편, 촉매담체(32a, 32a')의 필터에는 최적 부착량에 도달하기 전까지는 디젤 입자상 물질이 계속 부착된다.이후 재생을 실시하면 필터는 깨끗이 청소된다.재생필터(32, 32')에 설치된 부착량 감지센서(38, 38')는 재생을 제어하기 위하여 입자상물질의 부착량뿐만 아니라 하드웨어를 감시한다.입자상 물질의 부착량은 흡입공기의 유동, 필터의 압력강하 및 필터의 입구온도를 측정하여 종합적으로 판단한다.입자상 물질의 부착량이 일정수준에 도달하면, 제어유닛(ECU)(50)은 에어밸브(48)에 신호를 보내 송풍기(46)로부터의 공기를 촉매담체(32a, 32a')로 보내 재생을 수행한다.On the other hand, diesel particulate matter continues to adhere to the filters of the catalyst carriers 32a and 32a '. After the regeneration is performed, the filter is cleaned. The deposition amount installed on the regeneration filters 32 and 32'. Sensors 38 and 38 'monitor the amount of particulate matter as well as the hardware to control regeneration. The amount of particulate matter is comprehensively determined by measuring the flow of suction air, the pressure drop of the filter and the inlet temperature of the filter. When the deposition amount of particulate matter reaches a certain level, the control unit (ECU) 50 sends a signal to the air valve 48 to send air from the blower 46 to the catalyst carriers 32a and 32a '. Do this.

이와 같이, 제어유닛(ECU)(50)은 후처리장치의 전체적인 작동상황를 감시할 뿐만아니라, 디젤 입자상 물질의 증가로 재생이 필요한 경우에는 각 재생요소들을 작동시키는 역할을 한다.즉, 초기에 제어유닛(ECU)(50)은 그을음이 보다 많이 부착된 트랩으로 배기가스의 유동방향을 바꾸고 그 트랩을 감시한다.이때, 부착량 감지센서(38, 38')로부터 입력된 신호를 바탕으로 그을음의 부착량이 증가하여 그 트랩에 재생이 필요하다고 판단하면, 제어유닛(ECU)(50)은 방향절환밸브(30)에 신호를 보내 배기가스의 흐름을 절환시켜 다른 쪽 재생필터(32, 32')로 공급되도록 한다.필요한 경우에 제어유닛(ECU)(50)은 시스템의 오작동에 대한 경고메시지를 운전자에게 전달하고 일부 진단기능을 수행한다.이러한 일련의 과정을 다음의 도 4에서 설명한다.As such, the control unit (ECU) 50 not only monitors the overall operating status of the aftertreatment device, but also acts to activate each regeneration element when regeneration is required due to the increase in diesel particulate matter. The unit (ECU) 50 changes the flow direction of the exhaust gas to a trap with more soot and monitors the trap. At this time, the amount of soot deposition based on the signal input from the adhesion sensor 38, 38 '. If it is determined that the trap needs to be regenerated, the control unit (ECU) 50 sends a signal to the directional control valve 30 to switch the flow of exhaust gas to the other regeneration filters 32 and 32 '. If necessary, the control unit (ECU) 50 transmits a warning message to the driver of a malfunction of the system and performs some diagnostic functions. This series of steps is described in FIG. 4 below.

엔진이 시동되어 운전이 시작되면, 제어유닛(ECU)(50)은 에러가 체크되었는지를 판단하며, 방향절환밸브(30)에 신호를 보내 2개의 트랩 중 하나의 트랩(가령, 재생필터 32)으로 배기가스가 공급되도록 한다.이때, 에러가 검출된 경우(단계 S1에서 YES)에는 경보를 발생(단계 S2)하여 운전자에게 경보함과 동시에, 에러가 검출되지 않은 경우(단계 S1에서 NO)에는 부착량 감지센서(38)로부터의 입력신호를 바탕으로 디젤 입자상 물질의 부착량을 검출하여(단계 S3), 부착량이 많은 재생필터의 감시를 시작한다(단계 S4).When the engine is started and the operation is started, the control unit (ECU) 50 determines whether an error is checked and sends a signal to the directional valve 30 to trap one of the two traps (for example, the regeneration filter 32). If an error is detected (YES in step S1), an alarm is generated (step S2) to alert the driver, and if an error is not detected (NO in step S1). On the basis of the input signal from the adhesion amount detecting sensor 38, the deposition amount of the diesel particulate matter is detected (step S3), and monitoring of the regeneration filter with a large amount of adhesion is started (step S4).

다음에, 제어유닛(ECU)(50)은 부착량 감지센서(38)로부터 입력된 신호를 바탕으로 에러 체크 여부를 판단하며(단계 S5), 마찬가지로 에러가 검출된 경우(단계 S5에서 YES)에는 경보를 발생(단계 S6)하여 운전자에게 경보함과 동시에, 에러가 검출되지 않은 경우(단계 S5에서 NO)에는 부착량 감지센서(38)로부터의 입력신호를 바탕으로 디젤 입자상 물질의 부착량을 검출한다(단계 S7).Next, the control unit (ECU) 50 judges whether or not an error is checked on the basis of the signal input from the adhesion amount detecting sensor 38 (step S5), and similarly, when an error is detected (YES in step S5). Is generated (step S6) to alert the driver, and when no error is detected (NO in step S5), the deposition amount of the diesel particulate matter is detected based on the input signal from the adhesion amount detecting sensor 38 (step S7).

다음에, 부착량 감지센서(38)로부터의 부착량이 설정량보다 큰지를 판단한다(단계 S8). 이때, 재생필터(32)에 설치된 부착량 감지센서(38)로부터의 부착량이 설정량보다 큰 경우(단계 S8에서 YES)에는 방향절환밸브(30)에 신호를 보내 재생필터(32)로 공급되던 배기가스가 다른쪽 재생필터(32')로 공급되도록 제어한 후에(단계 S9), 부착량 감지센서(38')로부터의 입력신호를 바탕으로 재생필터(32')에 대한 부착량 감시를 시작한다(단계 S10).Next, it is determined whether the deposition amount from the deposition amount detecting sensor 38 is larger than the set amount (step S8). At this time, when the deposition amount from the deposition amount detecting sensor 38 installed in the regeneration filter 32 is larger than the set amount (YES in step S8), the exhaust valve that is supplied to the regeneration filter 32 by sending a signal to the direction switching valve 30. After the gas is controlled to be supplied to the other regeneration filter 32 '(step S9), the deposition amount monitoring on the regeneration filter 32' is started based on the input signal from the adhesion amount detecting sensor 38 '(step S9). S10).

한편, 제어유닛(ECU)(50)은 에어밸브(48)에 제어신호를 보내 송풍기(46)로부터의 공기가 재생필터(32)로 공급되도록 하여 기존 사용하던 촉매담체(32a)에 대한 재생을 수행한다(단계 S12).이후, 설정시간 및 온도의 경과여부를 체크하고(단계 S13), 설정시간 및 온도가 경과한 후에는(단계 S13에서 YES)에는 단계 5로 리턴한다.Meanwhile, the control unit (ECU) 50 sends a control signal to the air valve 48 so that the air from the blower 46 is supplied to the regeneration filter 32, thereby regenerating the catalyst carrier 32a. After that, it is checked whether or not the set time and temperature have elapsed (step S13). After the set time and temperature have elapsed (YES in step S13), the process returns to step 5.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 마이크로웨이브를 이용하여 배기가스를 가열함과 동시에 연소용 공기를 공급하여 급속재생을 실행하며, 재생이 진행되는 동안에 배기가스를 다른 트랩으로 방향 전환하여 필터링함으로써 재생효율을 높일 수 있으며, 하나의 마이크로웨이브 관련장치를 이용하므로 장치의 효용성을 증대시킬 수 있다.According to the present invention described above, by using the microwave heating the exhaust gas and at the same time supplying the combustion air to perform rapid regeneration, the regeneration efficiency by filtering the exhaust gas to another trap while regeneration is in progress It is possible to increase the efficiency of the device by using a microwave related device.

Claims (1)

배기 파이프(28)를 통해서 엔진(20)의 배기 매니폴드(26)로부터 선택적으로 배기가스가 유입되며 촉매담체(32a, 32a')가 내장된 2개의 재생필터(32, 32')와,Exhaust gas is selectively introduced from the exhaust manifold 26 of the engine 20 through the exhaust pipe 28, and two regeneration filters 32 and 32 ′ in which the catalyst carriers 32a and 32a 'are built-in, 상기 배기 파이프(28)를 지나는 배기가스가 2개의 재생필터(32, 32')중 어느 하나로 공급되도록 유동방향을 절환하는 방향절환밸브(30)와,A direction switching valve 30 for switching the flow direction so that the exhaust gas passing through the exhaust pipe 28 is supplied to one of the two regeneration filters 32 and 32 '; 도파관(40)을 통해서 상기 2개의 촉매담체(32a, 32a')로 공급될 마이크로웨이브를 발생시키는 적어도 하나의 마이크로웨이브 발생기(42, 44)와,At least one microwave generator (42, 44) for generating a microwave to be supplied to the two catalyst carriers (32a, 32a ') through the waveguide (40), 엔진의 운전상태를 감지하는 엔진 감지센서(35)를 비롯하여, 배기 파이프(28)에 설치되어 배기가스의 유동을 감지하는 유동 감지센서(36) 및 상기 재생필터(32, 32')에 각각 설치되어 디젤 입자상 물질의 부착량을 감지하는 부착량 감지센서(38, 38')로 이루어진 센서부와,In addition to the engine sensor 35 for detecting the operating state of the engine, installed in the exhaust pipe 28, the flow sensor 36 for detecting the flow of exhaust gas and installed in the regeneration filter (32, 32 '), respectively. And the sensor unit consisting of the adhesion amount detection sensor (38, 38 ') for detecting the deposition amount of the diesel particulate matter, 에어밸브(48)의 개방에 따라 어느 하나의 재생필터(32, 32')로 연소용 공기를 공급하여 촉매담체(32a, 32a')를 재생하는 송풍기(46)와,A blower 46 which regenerates the catalyst carriers 32a and 32a 'by supplying combustion air to one of the regeneration filters 32 and 32' according to the opening of the air valve 48; 상기 센서부 내의 각종 센서로부터 입력되는 신호를 바탕으로 상기 방향절환밸브(30)와 상기 에어밸브(48)에 신호를 보내 배기가스의 흐름 및 촉매담체(32a, 32a')의 재생을 제어하는 제어유닛(ECU)(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 후처리장치.Control to control the flow of exhaust gas and the regeneration of the catalyst carriers 32a and 32a 'by sending signals to the directional valve 30 and the air valve 48 based on signals input from various sensors in the sensor unit. Post processing unit using a microwave, characterized in that it comprises a unit (ECU) (50).