KR101035995B1 - Exhaust gas filtering device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기가스 여과 장치에 관한 것으로, 배기관과 연결된 외부 케이스, 상기 케이스 내에 구비되어 배기가스를 여과하는 여과유닛(filtering unit), 상기 여과부로 배기가스를 공급하는 여과로(filtering path), 배기가스가 상기 여과부를 우회하여 배출되도록 상기 외부 케이스 내에 형성된 바이패스(bypass) 및 배기 가스가 상기 여과로와 상기 바이패스로 선택적으로 유입되도록 상기 외부 케이스 내에 구비된 절환장치를 포함하며, 배기 가스 여과 장치 내에 포집된 입자상 물질이 증가하여 배기 가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가할 경우, 배기가스를 우회 배출하여 배기가스 여과장치의 파손을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 엔진 부품(EGR, 터보차저 등)의 파손 및 출력저하를 방지할 수 있다.The present invention relates to an exhaust gas filtering device, comprising: an outer case connected to an exhaust pipe, a filtering unit provided in the case for filtering exhaust gas, a filtering path for supplying exhaust gas to the filtering part, and exhaust gas. And a switching device provided in the outer case such that a bypass formed in the outer case and exhaust gas are selectively introduced into the filtration path and the bypass so that gas is discharged by bypassing the filtration unit. When the particulate matter collected in the apparatus increases and the pressure in the exhaust gas filtration apparatus is excessively increased, exhaust gas is bypassed and the breakage of the exhaust gas filtration apparatus can be prevented. In addition, damage to engine parts (EGR, turbocharger, etc.) and output reduction can be prevented.
배기가스, 필터, 머플러 Exhaust Gas, Filters, Mufflers
Description
본 발명은 배기가스 여과 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기 가스 여과 장치 내에 포집된 입자상 물질이 증가하여 배기 가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가할 경우, 배기가스를 우회 배출하여 배기가스 여과장치의 파손을 방지할 수 있는 배기가스 여과 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas filtering device, and more particularly, when the particulate matter trapped in the exhaust gas filtering device increases and the pressure in the exhaust gas filtering device increases excessively, the exhaust gas is bypassed to exhaust the exhaust gas filtering device. The present invention relates to an exhaust gas filtration device capable of preventing breakage.
내연 기관의 연소로 배출되는 배기가스에는 질소산화물(NOx), 이산화탄소, 애쉬(ass) 등 여러 가지 유해 성분이 포함되어 있으며, 이들 유해 성분을 제거하기 위한 장치나 방법들이 고안되어 왔다.Exhaust gases emitted by combustion of internal combustion engines contain various harmful components such as nitrogen oxides (NOx), carbon dioxide, and ash, and apparatuses and methods for removing these harmful components have been devised.
특히, 디젤엔진용 차량에서는 디젤 입자상 물질 제거용 필터(Diesel Particular Filter: DPF), 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst: DOC)등의 배기가스 여과 장치 또는 후처리 장치를 사용하여 입자상 물질(particulate matter) 등을 제거하고 있다.Particularly, in diesel engine vehicles, particulate matter may be formed using an exhaust gas filtration device or a post-treatment device such as a diesel particulate filter (DPF) or a diesel oxidation catalyst (DOC). It is removing the back.
그러나, 배기가스 여과 장치를 장시간 사용하게 되면, 입자상 물질 등의 과도한 포집으로 여과장치 내의 압력 상승을 유발하여 여과장치가 파손되거나 엔진의 성능을 저감 시키는 원인이 되기도 한다. However, if the exhaust gas filtration device is used for a long time, excessive collection of particulate matter or the like may cause an increase in pressure in the filtration device, resulting in damage to the filtration device or reduction of engine performance.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은, 배기 가스 여과 장치 내에 포집된 입자상 물질이 증가하여 배기 가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가할 경우, 배기가스를 우회 배출하여 배기가스 여과장치의 파손을 방지할 수 있는 배기가스 여과 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to exhaust the particulate matter trapped in the exhaust gas filtration device, so that the pressure in the exhaust gas filtration device increases excessively. It is to provide an exhaust gas filtration device that can bypass the gas discharge to prevent damage of the exhaust gas filtration device.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는 배기관과 연결된 외부 케이스, 상기 케이스 내에 구비되어 배기가스를 여과하는 여과유닛(filtering unit), 상기 여과부로 배기가스를 공급하는 여과로(filtering path), 배기가스가 상기 여과부를 우회하여 배출되도록 상기 외부 케이스 내에 형성된 바이패스(bypass) 및 배기 가스가 상기 여과로와 상기 바이패스로 선택적으로 유입되도록 상기 외부 케이스 내에 구비된 절환장치를 포함할 수 있다.Exhaust gas filtration device according to a first embodiment of the present invention for achieving this object is provided in the outer case connected to the exhaust pipe, a filtering unit (filtering unit) for filtering the exhaust gas provided in the case, supply the exhaust gas to the filtering unit A filtering path, a bypass formed in the outer case so that exhaust gas is discharged by bypassing the filtration unit, and an exhaust gas provided in the outer case so as to selectively flow into the filtering path and the bypass. It may include a switching device.
상기 여과유닛은, 상기 외부 케이스의 길이 방향을 따라 구비된 다공성 튜브, 상기 다공성 튜브의 외주방향에 구비된 여과체, 상기 여과체를 지지하도록 상기 다공성 튜브의 가로방향으로 구비된 제1 플랜지, 상기 여과체를 지지하도록 상기 다공성 튜브의 가로방향으로 구비되며, 배기가스 통로가 형성된 제2 플랜지 및 상기 여과체를 감싸며 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지를 연결하는 자켓을 포함 할 수 있다.The filtration unit, the porous tube provided along the longitudinal direction of the outer case, the filter body provided in the outer circumferential direction of the porous tube, the first flange provided in the horizontal direction of the porous tube to support the filter body, the It is provided in the transverse direction of the porous tube to support the filter body, and may include a second flange formed with an exhaust gas passage and a jacket surrounding the filter medium and connecting the first flange and the second flange.
상기 여과체는 상기 다공성 튜브의 길이 방향을 따라 복수개로 구비된 원통형 형상일 수 있다.The filter body may have a cylindrical shape provided in plurality in the longitudinal direction of the porous tube.
상기 여과체는 상기 다공성 튜브 주위에 복수개의 층으로 구비될 수 있다.The filter medium may be provided in a plurality of layers around the porous tube.
상기 여과체는 디젤 입자상 물질 제거용 필터(Diesel Particular Filter: DPF), 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst: DOC), 질소 산화물 제거 장치 (Selective Catalytic Reduction: SCR, Lean NOx Trap : LNT), 삼원촉매(Three Way Catalyst)를 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The filter medium is a diesel particulate filter (DPF), diesel oxidation catalyst (DOC), nitrogen oxide removal device (Selective Catalytic Reduction: SCR, Lean NOx Trap: LNT), three-way catalyst ( At least one from the group including Three Way Catalyst).
상기 절환장치는, 상기 배기관과 상기 다공성 튜브의 전방을 연결하는 절환부, 상기 절환부에 구비되어 상기 여과로와 상기 바이패스를 차단하는 바이패스 밸브 및 상기 바이패스 밸브를 선택적으로 열도록 구비된 작동부를 포함하되, 상기 다공성 튜브의 후방은 막혀있고, 상기 제1 플랜지에는 배기가스 통로가 형성될 수 있다.The switching device is provided with a switching unit for connecting the front of the exhaust pipe and the porous tube, the switching unit is provided to selectively open the bypass valve and the bypass valve to block the filtration passage and the bypass. Including an operating unit, the rear of the porous tube is blocked, the first flange may be formed with an exhaust gas passage.
상기 작동부는, 다이어프램, 솔레노이드를 포함하는 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 할 수 있다.The operating unit may be any one selected from the group consisting of a diaphragm and a solenoid.
상기 절환부에는 상기 절환부를 선택적으로 차단하도록 차단 밸브가 구비될 수 있다.The switching unit may be provided with a shutoff valve to selectively block the switching unit.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 절환장치는, 상기 다공성 튜브를 차단하도록 구비된 바이패스 밸브, 토출구가 형성되고, 상기 제2 플랜지와 결합된 바이패스 밸브 커버 및 상기 바이패스 밸브와 상기 바이패스 밸브 커버 사이에 구비되어 상기 바이패스 밸브에 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함할 수 있다.In the switching device of the exhaust gas filtering device according to the second embodiment of the present invention, a bypass valve provided to block the porous tube, a discharge port is formed, the bypass valve cover and the bypass coupled to the second flange It may include an elastic portion provided between the valve and the bypass valve cover to provide an elastic force to the bypass valve.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는, 상기 제1 플랜지에는 배기가스 통로가 형성되며, 상기 절환장치는, 상기 외부 케이스와 상기 제1 플랜지 사이에 형성된 챔버, 상기 챔버와 상기 다공성 튜브를 선택적으로 차단하는 차단 밸브, 상기 제1 플랜지에 형성된 배기가스 통로를 차단하는 바이패스 밸브, 상기 챔버의 압력을 이용하여 상기 바이패스 밸브를 선택적으로 여는 작동부를 포함할 수 있다.In the exhaust gas filtering device according to the third embodiment of the present invention, an exhaust gas passage is formed in the first flange, and the switching device includes a chamber formed between the outer case and the first flange, the chamber and the porous body. It may include a shut-off valve for selectively blocking the tube, a bypass valve for blocking the exhaust gas passage formed in the first flange, an operation unit for selectively opening the bypass valve by using the pressure of the chamber.
상기 작동부는, 상기 챔버와 연결된 작동부 케이스, 상기 작동부 케이스 내에 구비된 탄성부 및 상기 탄성부에 탄성 지지되며, 상기 바이패스 밸브와 연결된 커넥터를 포함할 수 있다.The operation part may include an operation part case connected to the chamber, an elastic part provided in the operation part case, and a connector elastically supported by the elastic part and connected to the bypass valve.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 여과 장치에서, 상기 여과유닛은, 상기 외부 케이스의 길이 방향을 따라 적층된 여과체 및 상기 여과체를 지지하도록 구비된 제3 플랜지를 포함할 수 있다.In the exhaust gas filtration apparatus according to the third embodiment of the present invention, the filtration unit may include a filter body stacked in the longitudinal direction of the outer case and a third flange provided to support the filter body.
상기 여과체를 지지하도록 구비된 자켓을 더 포함할 수 있다.It may further include a jacket provided to support the filter body.
상기 제3 플랜지를 선택적으로 열도록 상기 제3 플랜지에 구비된 바이패스 밸브 및 상기 바이패스 밸브를 선택적으로 열도록 구비된 작동부를 포함할 수 있다.It may include a bypass valve provided on the third flange to selectively open the third flange and an operating unit provided to selectively open the bypass valve.
상기 작동부는, 다이어프램 또는 솔레노이드를 포함하는 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 할 수 있다.The actuator can be any one selected from the group comprising a diaphragm or solenoid.
본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치에서, 상기 작동부는, 바이패스 밸브 지지부 및 상기 바이패스 밸브 지지부와 상기 바이패스 밸브 사이에 구비되어 상기 바이패스 밸브에 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함할 수 있다.In the exhaust gas filtration apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, the operation part includes a bypass valve support part and an elastic part provided between the bypass valve support part and the bypass valve to provide elastic force to the bypass valve. can do.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 여과장치에 의하면, 배기 가스 여과 장치 내에 포집된 입자상 물질이 증가하여 배기 가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가하더라도, 배기가스를 우회 배출하여 배기가스 여과장치의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 엔진 부품(EGR, 터보차저 등)의 파손 및 출력저하를 방지할 수 있다.As described above, according to the exhaust gas filtering device according to the embodiment of the present invention, even if the particulate matter trapped in the exhaust gas filtering device increases and the pressure in the exhaust gas filtering device increases excessively, the exhaust gas is bypassed and exhausted. Breakage of the filtration device can be prevented. In addition, damage to engine parts (EGR, turbocharger, etc.) and output reduction can be prevented.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이고, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 여과체의 구성을 도시한 사시도이며, 도3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 여과유닛의 구성을 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a filter body of the exhaust gas filtration device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 1 is a perspective view showing the configuration of the filtration unit of the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention.
도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 구성을 설명한다.1 to 3, the configuration of the exhaust gas filtration apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는 배기관(110)과 연결된 외부 케이스(120), 상기 케이스(120) 내에 구비되어 배기가스를 여과하는 여과유닛(filtering unit), 상기 여과부로 배기가스를 공급하는 여과로(filtering path), 배기가스가 상기 여과부를 우회하여 배출되도록 상기 외부 케이스(120) 내에 형성된 바이패스(bypass) 및 배기 가스가 상기 여과로와 상기 바이패스로 선택적으로 유입되도록 상기 외부 케이스(120) 내에 구비된 절환장치를 포함한다.Exhaust gas filtration device according to a first embodiment of the present invention is an
상기 여과유닛은 상기 외부 케이스(120)의 길이 방향을 따라 구비된 다공성 튜브(130), 상기 다공성 튜브(130)의 외주방향에 구비된 여과체(140), 상기 여과체(140)를 지지하도록 상기 다공성 튜브(130)의 가로방향으로 구비된 제1 플랜지(150), 상기 여과체(140)를 지지하도록 상기 다공성 튜브(130)의 가로방향으로 구비되며, 배기가스 통로(156)가 형성된 제2 플랜지(155) 및 상기 여과체(140)를 감싸며 상기 제1 플랜지(150)와 상기 제2 플랜지(155)를 연결하는 자켓(160)을 포함한다.The filtration unit is to support the
여기서, 상기 다공성 튜브(130)의 후방은 다공성 튜브 커버(132)에 의하여 닫혀있고, 상기 제1 플랜지(150)에는 배기가스 통로(151)가 형성된다.Here, the rear of the
상기 다공성 튜브(130)와 상기 자켓(160)은 상기 여과체(140)를 지지하며, 배기 가스가 상기 여과체(140)로 원활히 유입될 수 있도록 복수개의 구멍이 형성되어 있고, 열충격에 강한 소재로 형성된다.The
본 발명의 제1 실시예에서 상기 여과로는, 도1의 (a)에 도시된, 상기 다공성 튜브(130)와 상기 여과체(140)를 지나는 화살표 방향으로 정의될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the filtration path may be defined in the direction of the arrow passing through the
본 발명의 제1 실시예에서 상기 바이패스는 도1의 (b)에 도시된 화살표가 지 나는 상기 제1 플랜지(150)의 배기가스 통로(151)와 상기 외부 케이스(120)와 상기 자켓(160)사이의 공간으로 정의될 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the bypass includes the
상기 절환장치는 상기 배기관(110)과 상기 다공성 튜브(130)의 전방을 연결하는 절환부(170), 상기 절환부(170)에 구비되어 상기 여과로와 상기 바이패스를 차단하는 바이패스 밸브(180) 및 상기 바이패스 밸브(180)를 선택적으로 열도록 구비된 작동부(190)를 포함한다.The switching device is provided in the
상기 작동부(190)는 기계적인 다이어프램(192)이나 엑추에이터로 하거나, 전기적인 솔레노이드(194)로 할 수 있다.The
상기 절환부(170)에는 상기 절환부(170)를 선택적으로 차단하도록 차단 밸브(172)가 구비된다.The
상기 제1 플랜지(150), 제2 플랜지(155)와 상기 여과체(140) 사이에는 실링 매트(sealing mat; 158)가 구비되어 배기 가스가 누출되는 것을 방지한다.A sealing
상기 여과체(140)는, 도2의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 튜브의 길이 방향을 따라 복수개로 구비된 원통형 형상의 필터(142)로 할 수 있다.As shown in (a) of FIG. 2, the
또한, 도2의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 튜브(130) 주위로 복수개의 층으로 된 필터(144,146)로 구비될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2B, a plurality of layers of
상기 여과체는 세라믹 계열인 SiC, Cordierite, AT, SiN 등으로 구성할 수도 있고, 금속 계열로 Foil type, foam type, wire mesh type, metal fiber 등으로 구성할 수도 있다.The filter medium may be composed of ceramic-based SiC, Cordierite, AT, SiN, or the like, or may be composed of a metal-based foil type, foam type, wire mesh type, metal fiber, or the like.
상기 여과체(140)는 디젤 입자상 물질 제거용 필터(Diesel Particular Filter: DPF), 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst: DOC), 질소 산화물 제거 장치 (Selective Catalytic Reduction: SCR, Lean NOx Trap : LNT), 삼원촉매(Three Way Catalyst)를 포함하는 그룹으로부터 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The
즉, 상기 여과체(140)를 다른 종류의 필터를 차례로 적층하여 배기 가스에 함유된 질소산화물(NOx), 이산화탄소, 애쉬(ass) 등 여러 유해 성분을 동시에 여과할 수도 있으며, 이는 DPF, DOC 또는 삼원촉매 등을 따로 설치하는 경우보다 공간을 절약할 수 있으며, 여과 효율을 증대 할 수 있고, 생산 비용도 절감할 수 있다.That is, the
이하, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 작동을 설명한다.1 to 3, the operation of the exhaust gas filtration apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
도1의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 일반적인 작동을 도시한 단면도이다.Figure 1 (a) is a cross-sectional view showing the general operation of the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention.
일반적인 작동 상태에서, 배기가스는 상기 배기관(110), 상기 절환부(170), 상기 다공성 튜브(130), 상기 여과체(140), 상기 배기가스 통로(156)을 통과하여 배출된다.In a general operating state, exhaust gas is discharged through the
도1의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 비정상적인 상태의 작동을 도시한 단면도이다.Figure 1 (b) is a cross-sectional view showing the operation of the abnormal state of the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention.
비정상적인 상태는 상기 여과체(140) 내에 입자상 물질(PM)등이 과도하게 축적되어 배기가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가하는 경우이다.The abnormal state is a case where the particulate matter PM or the like is excessively accumulated in the
먼저, 설정된 경고 압력으로 배기가스 여과 장치 내의 압력이 증가하면, 운 전자에게 경고등(warning light)이나 경고 알람(alarm) 등으로 경고하게 된다.First, when the pressure in the exhaust gas filtering device is increased to the set warning pressure, the driver is warned by a warning light or a warning alarm.
여기서 설정된 경고 압력은 운전자가 압력 상승을 인지하고 여과 장치를 정비하거나 교체하는데 필요한 시간을 고려하여 설정될 수 있으며, 미도시한 압력 센서에서 측정된 압력을 미도시한 ECU(electronic control unit)가 운전자에게 경고하게 된다.The warning pressure set here may be set in consideration of the time required for the driver to recognize the pressure rise and to service or replace the filtration device. Will alert you.
설정된 경고 압력으로 운전자에게 경고한 이후에, 여과 장치의 정비나 교체가 없이 차량을 계속해서 작동시키게 되면 배기가스 여과 장치 내의 압력이 더욱 증가하게 된다.After warning the driver at the set warning pressure, if the vehicle continues to operate without maintenance or replacement of the filtration device, the pressure in the exhaust filtration device will be further increased.
배기가스 여과 장치 내의 압력이 작동 압력에 도달하게 되며, 상기 ECU는 상기 작동부(190)를 작동시키게 된다.The pressure in the exhaust gas filtration device reaches an operating pressure, and the ECU causes the
여기서, 상기 작동 압력은 상기 배기가스 여과 장치의 파손이 방지될 수 있는 최대한의 압력으로 설정될 수 있다.Here, the operating pressure may be set to the maximum pressure that can be prevented from damaging the exhaust gas filtering device.
상기 작동부(190)는 상기 작동부(190)와 연결된 상기 바이패스 밸브(180)를 열게 되고, 배기가스는 상기 바이배스 밸브(180), 상기 배기가스 통로(151,156)을 통과하여 배출되며, 상기 차단 밸브(172)로 상기 절환부(170)를 차단하여 상기 여과 유닛으로 배기가스가 흐르지 않도록 할 수도 있다.The
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치는 입자상 물질(PM)등이 과도하게 축적되어 배기가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가하는 경우에 배기가스를 우회시켜 배기가스 여과 장치가 파손되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the exhaust gas filtration apparatus according to the first embodiment of the present invention bypasses the exhaust gas when the particulate matter (PM) or the like is excessively accumulated and the pressure in the exhaust gas filtration apparatus is excessively increased. The filtration apparatus can be prevented from being damaged.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a second embodiment of the present invention.
이하, 도4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of the exhaust gas filtration apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성 중 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성과 유사하며, 동일한 구성에 대해 중복되는 설명은 생략한다.The configuration of the exhaust gas filtration device according to the second embodiment of the present invention is similar to the configuration of the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention, and the overlapping description of the same configuration is omitted.
발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는 외부 케이스(420), 다공성 튜브(430), 여과체(440), 제1 플랜지(450), 제2 플랜지(455), 자켓(460), 배기가스 통로(456), 실링 매트(458)를 포함한다.Exhaust gas filtration device according to a second embodiment of the present invention is the
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 절환장치는 상기 다공성 튜브를 차단하도록 구비된 바이패스 밸브(480) 토출구(492)가 형성되고, 상기 제2 플랜지(455)와 결합된 바이패스 밸브 커버(490) 및 상기 바이패스 밸브(480)와 상기 바이패스 밸브 커버(490) 사이에 구비되어 상기 바이패스 밸브(480)에 탄성력을 제공하는 탄성부(494)를 포함한다.In the switching device of the exhaust gas filtration device according to the second embodiment of the present invention, a
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 작동을 설명하면, 일반적인 작동 상태에서 배기가스는, 도4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 튜브(430), 상기 여과체(440), 상기 배기가스 통로(456)을 통과하여 배출된다.Referring to the operation of the exhaust gas filtration apparatus according to the second embodiment of the present invention, the exhaust gas in the normal operating state, as shown in Figure 4 (a), the
상기 여과체(440) 내에 입자상 물질(PM)등이 과도하게 축적되어 배기가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가하게 되면, 도4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 튜브(430) 내의 배기가스의 압력에 의하여 상기 바이패스 밸브(480)가 열리게 된다.When the particulate matter PM is excessively accumulated in the
상기 탄성부(494)의 탄성력은 상기 배기가스 여과 장치가 파손되지 않는 범위에서 설정될 수 있다.The elastic force of the
본 발명의 제2 실시예에 따른 배기가스 여과 장치도 압력센서(미도시)를 구비하여 운전자에게 정비나 교체 경고를 할 수 있으며, 이러한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.Exhaust gas filtration device according to a second embodiment of the present invention also has a pressure sensor (not shown) to warn the driver of maintenance or replacement, a detailed description of this configuration will be omitted.
도5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a third embodiment of the present invention.
이하, 도5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of the exhaust gas filtration apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성 중 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성과 유사하며, 동일한 구성에 대해 중복되는 설명은 생략한다.The configuration of the exhaust gas filtration device according to the third embodiment of the present invention is similar to the configuration of the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention, and the overlapping description of the same configuration is omitted.
발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는 배기관(510), 외부 케이스(520), 다공성 튜브(530), 다공성 튜브 커버(532), 여과체(540), 제1 플랜지(550), 제2 플랜지(555), 자켓(560), 배기가스 통로(556) 및 실링 매트(558)를 포함한다.Exhaust gas filtration device according to a third embodiment of the present invention is the
본 발명의 제3 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는, 상기 제1 플랜지(550)에는 배기가스 통로(551)가 형성되며, 상기 절환장치는 상기 외부 케이스(520)와 상기 제1 플랜지(550) 사이에 형성된 챔버(570), 상기 챔버(570)와 상기 다공성 튜브(530)를 선택적으로 차단하는 차단 밸브(572), 상기 제1 플랜지(550)에 형성된 배기가스 통로(551)를 차단하는 바이패스 밸브(580), 상기 챔버(570)의 압력을 이용하여 상기 바이패스 밸브(580)를 선택적으로 여는 작동부를 포함한다.In the exhaust gas filtering device according to the third embodiment of the present invention, an
상기 작동부는 상기 챔버(570)와 연결된 작동부 케이스(592), 상기 작동부 케이스(592) 내에 구비된 탄성부(594) 및 상기 탄성부(594)에 탄성 지지되며, 상기 바이패스 밸브(580)와 연결된 커넥터(596)를 포함한다.The operation part is elastically supported by an
이하, 도5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 작동을 설명하면, 도5의 (a)는 본 발명의 제3 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 일반적인 작동을 도시한 단면도이다.Hereinafter, referring to FIG. 5, the operation of the exhaust gas filtration device according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5A illustrates the general operation of the exhaust gas filtration device according to the third embodiment of the present invention. It is sectional drawing.
일반적인 작동 상태에서, 배기가스는 상기 배기관(510), 상기 챔버(570), 상기 다공성 튜브(530), 상기 여과체(540), 상기 배기가스 통로(556)을 통과하여 배출된다.In a normal operating state, exhaust gas is discharged through the
도5의 (b)는 본 발명의 제3 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 비정상적인 상태의 작동을 도시한 단면도이다.Figure 5 (b) is a cross-sectional view showing the operation of the abnormal state of the exhaust gas filtration device according to a third embodiment of the present invention.
비정상적인 상태, 즉, 설정된 경고 압력으로 배기가스 여과 장치 내의 압력이 증가하면, 운전자에게 경고등이나 경고 알람(alarm) 등으로 경고하게 된다.If the abnormal state, that is, the pressure in the exhaust gas filtering device increases due to the set warning pressure, the driver is warned by a warning light or a warning alarm.
설정된 경고 압력으로 운전자에게 경고한 이후에, 여과 장치의 정비나 교체가 없이 차량을 계속해서 작동시키게 되면 배기가스 여과 장치 내의 압력이 더욱 증가하게 된다.After warning the driver at the set warning pressure, if the vehicle continues to operate without maintenance or replacement of the filtration device, the pressure in the exhaust filtration device will be further increased.
배기가스 여과 장치 내의 압력이 작동 압력에 도달하게 되며, 상기 ECU는 상기 차단 밸브(572)를 작동시켜 상기 다공성 튜브(530)의 입구를 막게 된다.The pressure in the exhaust gas filtration device reaches an operating pressure, and the ECU actuates the
그러면, 상기 챔버(570) 내의 압력이 급격히 증가하게 되고, 상기 작동부 케이스(592) 내부의 압력도 증가하여 상기 탄성부(594)가 압축되며 상기 바이패스 밸브(580)가 열리게 된다.Then, the pressure in the
그러면 배기가스는 상기 챔버(570), 상기 배기가스 통로(551,556)를 통해 배출되며, 상기 배기가스 여과 장치의 파손을 방지하게 된다.Exhaust gas is then discharged through the
본 발명의 실시예에서는 배기가스를 여과하는 단계에서 배기가스의 흐림이 안쪽에서 바깥쪽으로 흐르는, 즉 outward type에 대하여만 설명하였으나, inward type 으로 구성하는 것도 가능하다.In the exemplary embodiment of the present invention, the exhaust gas flows from the inside to the outside in the step of filtering the exhaust gas, that is, only the outward type has been described. However, the inward type may be configured.
즉, 도 1, 도4 및 도5의 도시된 방향과 반대로 배기가스가 유입되도록 구성할 수도 있으며, 배기가스의 방향을 제외한 구성과 원리는 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.That is, it may be configured so that the exhaust gas flows in the opposite direction to the directions shown in FIGS.
도6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 도6을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치를 설명한다.Hereinafter, an exhaust gas filtration device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.
본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성 중 본 발명의 제1 실시예에 따른 배기가스 여과 장치와 중복되는 설명은 생략한다.In the configuration of the exhaust gas filtration device according to the fourth embodiment of the present invention, descriptions overlapping with the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention will be omitted.
발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는 배기관(610) 및 외부 케이스(620)를 포함한다.The exhaust gas filtering device according to the fourth embodiment of the present invention includes an
본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치에서, 여과유닛은 상기 외부 케이스(620)의 길이 방향을 따라 적층된 여과체(640) 및 상기 여과체(640)를 지 지하도록 구비된 제3 플랜지(650)를 포함한다.In the exhaust gas filtration apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the filtration unit is provided to support the
상기 여과체(640)를 지지하도록 자켓(660)이 구비되어 상기 여과체(640)가 열에 의한 변형을 방지하도록 지지할 수 있다.A
상기 제3 플랜지(650)에는 배기가스 통로(651)가 형성되고, 상기 배기가스 통로(650)를 막도록 바이패스 밸브(680)가 구비된다.An
상기 바이패스 밸브(680)는 작동부(690)와 연결되며, 상기 작동부(690)는 상기 바이패스 밸브(680)를 선택적으로 열게 된다.The
상기 작동부(690)는, 본 발명의 제1 실시예와 마찬가지로 다이어프램 또는 솔레노이드를 포함하는 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 할 수 있다.The
본 발명의 제4 실시예에서 상기 여과로는, 도6의 (a)에 도시된, 상기 여과체(640)를 지나는 화살표 방향으로 정의될 수 있다.In the fourth embodiment of the present invention, the filtration path may be defined in the direction of the arrow passing through the
본 발명의 제4 실시예에서 상기 바이패스는 도6의 (b)에 도시된 화살표가 지나는 상기 제3 플랜지(650)의 배기가스 통로(651)와 상기 외부 케이스(620)와 상기 자켓(660)사이의 공간으로 정의될 수 있다.In the fourth embodiment of the present invention, the bypass includes an
본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 작동을 설명하면, 일반적인 작동 상태에서 배기가스는, 도6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 여과체(640)를 통과하여 배출된다.Referring to the operation of the exhaust gas filtration apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the exhaust gas is discharged through the
본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치에서는, 상기 배기관(610)으로 유입된 배기가스가 직접 상기 여과체(640)를 통과하여 여과되어 배출된다.In the exhaust gas filtration apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, the exhaust gas introduced into the
도6의 (b)는 본 발명의 제4 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 비정상적인 상태의 작동을 도시한 단면도이다.6B is a cross-sectional view showing the operation of an abnormal state of the exhaust gas filtration device according to the fourth embodiment of the present invention.
비정상적인 상태는 상기 여과체(640) 내에 입자상 물질(PM)등이 과도하게 축적되어 배기가스 여과 장치 내의 압력이 과도하게 증가하는 경우이다.The abnormal state is a case where particulate matter (PM) or the like is excessively accumulated in the
먼저, 설정된 경고 압력으로 배기가스 여과 장치 내의 압력이 증가하면, 운전자에게 경고등이나 경고 알람(alarm) 등으로 경고하게 된다.First, when the pressure in the exhaust gas filtering device increases with the set warning pressure, the driver is warned by a warning light or an alarm.
여기서 설정된 경고 압력은 운전자가 압력 상승을 인지하고 여과 장치를 정비하거나 교체하는데 필요한 시간을 고려하여 설정될 수 있으며, 미도시한 압력 센서에서 측정된 압력을 미도시한 ECU(electronic control unit)가 운전자에게 경고하게 된다.The warning pressure set here may be set in consideration of the time required for the driver to recognize the pressure rise and to service or replace the filtration device. Will alert you.
설정된 경고 압력으로 운전자에게 경고한 이후에, 여과 장치의 정비나 교체가 없이 차량을 계속해서 작동시키게 되면 배기가스 여과 장치 내의 압력이 더욱 증가하게 된다.After warning the driver at the set warning pressure, if the vehicle continues to operate without maintenance or replacement of the filtration device, the pressure in the exhaust filtration device will be further increased.
배기가스 여과 장치 내의 압력이 작동 압력에 도달하게 되며, 상기 ECU는 상기 작동부(690)를 작동시키게 된다.The pressure in the exhaust gas filtering device reaches the operating pressure, and the ECU causes the
상기 작동부(690)는 상기 작동부(690)와 연결된 상기 바이패스 밸브(680)를 열게 되고, 배기가스는 상기 바이배스 밸브(680), 상기 배기가스 통로(651)를 통과하여 배출되어 배기가스 여과 장치의 파손을 방지할 수 있다.The
도7은 본 발명의 제5 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a fifth embodiment of the present invention.
이하, 도7을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치를 설명한다.Hereinafter, an exhaust gas filtration device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 구성 중 본 발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치와 중복되는 설명은 생략한다.In the configuration of the exhaust gas filtration device according to the fifth embodiment of the present invention, a description overlapping with the exhaust gas filtration device according to the fourth embodiment of the present invention will be omitted.
발명의 제4 실시예에 따른 배기가스 여과 장치는 배기관(710) 및 외부 케이스(720), 여과체(740), 제3 플랜지(750), 자켓(760) 및 바이패스 밸브(780)를 포함한다.The exhaust gas filtering device according to the fourth embodiment of the present invention includes an
본 발명의 제5 실시예에서 상기 여과로는, 도7의 (a)에 도시된, 상기 여과체(740)를 지나는 화살표 방향으로 정의될 수 있다.In the fifth embodiment of the present invention, the filtration path may be defined in the direction of the arrow passing through the
본 발명의 제5 실시예에서 상기 바이패스는 도7의 (b)에 도시된 화살표가 지나는 상기 외부 케이스(720)와 상기 자켓(760)사이의 공간과 상기 제3 플랜지(750)의 배기가스 통로(751)로 정의될 수 있다.In the fifth embodiment of the present invention, the bypass is a space between the
본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치에서, 작동부는 바이패스 밸브 지지부(790) 및 상기 바이패스 밸브 지지부(790)와 상기 바이패스 밸브(780) 사이에 구비되어 상기 바이패스 밸브(780)에 탄성력을 제공하는 탄성부(792)를 포함한다.In the exhaust gas filtration apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, an operating part is provided between the bypass
본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치의 작동을 설명하면, 일반적인 작동 상태에서 배기가스는, 도7의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 여과체(740)를 통과하여 배출된다.Referring to the operation of the exhaust gas filtration apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, the exhaust gas is discharged through the
도6의 (b)는 본 발명의 제4 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 비정상적인 상태의 작동을 도시한 단면도이다.6B is a cross-sectional view showing the operation of an abnormal state of the exhaust gas filtration device according to the fourth embodiment of the present invention.
상기 여과체(740) 내에 입자상 물질(PM)등이 과도하게 축적되어 배기가스 여 과 장치 내의 압력이 과도하게 증가하게 되면, 도7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 외부 케이스(720)와 상기 자켓(760)사이의 공간의 배기가스의 압력에 의하여 상기 바이패스 밸브(780)가 열리게 된다.When the particulate matter PM or the like is excessively accumulated in the
상기 탄성부(794)의 탄성력은 상기 배기가스 여과 장치가 파손되지 않는 범위에서 설정될 수 있다.The elastic force of the elastic portion 794 may be set in a range that does not damage the exhaust gas filtering device.
본 발명의 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치도 압력센서(미도시)를 구비하여 운전자에게 정비나 교체 경고를 할 수 있으며, 이러한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.Exhaust gas filtration device according to a fifth embodiment of the present invention also has a pressure sensor (not shown) to warn the driver of maintenance or replacement, a detailed description of this configuration will be omitted.
본 발명의 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 배기가스 여과 장치도 도 6 및 도7의 도시된 방향과 반대로 배기가스가 유입되도록 구성할 수도 있으며, 배기가스의 방향을 제외한 구성과 원리는 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.Exhaust gas filtration devices according to the fourth and fifth embodiments of the present invention may also be configured to allow the exhaust gas to flow in the opposite direction to those shown in FIGS. 6 and 7. Since the same, detailed description is omitted.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and easily changed and equalized by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. It includes all changes to the extent deemed acceptable.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a first embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 여과체의 구성을 도시한 사시도이다.Fig. 2 is a perspective view showing the structure of a filter body of the exhaust gas filtration device according to the first embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 여과유닛의 구성을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing the configuration of a filtration unit of an exhaust gas filtration device according to a first embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a second embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a third embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a fourth embodiment of the present invention.
도7은 본 발명의 제5 실시예에 의한 배기가스 여과 장치의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an exhaust gas filtration device according to a fifth embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110,510,610,710: 배기관 110,510,610,710: exhaust pipe
120,420,520,620,720: 외부 케이스 120,420,520,620,720: outer case
130,430,530: 다공성 튜브 130,430,530: porous tube
132,532: 다공성 튜브 커버132,532: porous tube cover
140,440,540,640,740: 여과체 140,440,540,640,740: filter media
150,450,550: 제1 플랜지 150,450,550: first flange
151,156,456,551,556,651,751: 배기가스 통로 151,156,456,551,556,651,751: exhaust gas passage
155,455,555: 제2 플랜지 155,455,555: second flange
158,458,558: 실링 매트 158,458,558: sealing mat
160,460,560: 자켓 160,460,560: jacket
170: 절환부 170: switching part
172: 차단 밸브 172: shutoff valve
180,480,580,680,780: 바이패스 밸브 180,480,580,680,780: bypass valve
190,690: 작동부 190,690: Actuator
192: 다이어프램 192: diaphragm
194: 솔레노이드 194: solenoid
490: 바이패스 밸브 커버 490: bypass valve cover
492: 토출구 492: discharge port
494: 탄성부 494: elastic part
590: 작동부 590: operating part
592: 작동부 케이스 592: operating part case
594: 탄성부 594: elastic part
596: 커넥터596: connector
650,750: 제3 플랜지650,750: third flange
790: 바이패스 밸브 지지부 790: bypass valve support
792: 탄성부792: elastic portion
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