KR102541003B1 - Dpf 세척장치 - Google Patents
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Abstract
디젤엔진의 배기가스에서 발생하는 매연을 제거하는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단에 장착한 상태에서, 세척액공급수단에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 후, 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거함으로써, DPF 내부에 적층된 유해 입자상 물질을 효과적으로 제거하여 세척 효율을 향상시키게 구성된 DPF 세척장치가 개시된다.
Description
본 발명은 DPF 세척장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디젤엔진의 배기가스에서 발생하는 매연을 포집 제거하는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단에 장착한 상태에서, 세척액공급수단에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 후, 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거함으로써, DPF 내부에 적층된 유해 입자상 물질을 효과적으로 제거하여 세척 효율을 향상시키게 구성된 DPF 세척장치에 관한 것이다.
가솔린과 디젤로 대표되는 내연기관은 연료의 폭발과 함께 배출되는 배기가스를 배출하게 되며 강한 압력의 배기가스는 머플러가 없는 경주용 자동차와 같이 큰 소음이 발생하게 되므로 보통의 자동차의 출력 저하를 감수하고 머플러를 장착하게 되었다.
종래에는 단순히 압력을 낮추는 기능을 하는 머플러만 장착하였지만 디젤 엔진의 경우 배기가스에 이산화탄소와 일산화탄소뿐만 아니라 질소산화물, 미세분진 등은 가솔린 엔진 보다 최대 100배 이상 더 많은 유해물질이 배출되어 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)는 2012년 6월 12일 디젤엔진 배기가스를 2A등급(발암 추정 물질)에서 1등급 발암물질로 상향 조정하였을 정도로 심각한 문제점이 발생하게 되었다.
이에 세라믹, 제오라이트, 금속 재질의 미세관이 벌집모양의 구조물로 형성되되, 미세관이 교차로 연통되는 구조(Cross Section)로 제작되어 배기가스의 입자상 물질을 걸러주는 DPF(Diesel Particulate Filter, 매연저감장치)가 장착되고, 포집된 이물질은 일정량이 모이면 고온(섭씨 650도 이상)으로 연소시켜 대기로 배출하도록 하였다.
즉, DPF의 구조 및 원리는 이물질을 거르도록 하고 걸러진 이물질이 내부에 쌓이게 되면 배기가스와 후분사의 열로 이를 강제 연소시켜 제거하도록 하여 쌓인 이물질에 의하여 DPF 입구의 압력과 출구의 압력에 차이가 발생하여 엔진의 출력이 저하되는 것을 방지하도록 하고 있으며, 그 원리는 DPF의 입구의 압력이 일정수치 이상인 경우 ECU(Electronic Control Unit)는 연료가 후분사되도록 지시하고 분사된 연료에 의해 DPF 내에 모여있는 이물질을 태워서 배기하여 DPF의 입구와 출구의 압력차를 줄이도록 하는 것이다.
하지만, DPF는 장시간 사용으로 인해 그 내부에는 입자상 물질이나 그을음 또는 재 등이 축적되는데, 이로 인해 필터가 막히게 되면 DPF의 배압(back pressure)이 증가하여 엔진의 성능 저하 및 연비 저하 등이 유발될 수 있으며 입자상 물질과 같은 대기오염을 가중시키는 주요 원인인 매연을 배출하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 DPF는 정기적으로 세척이 이루어지는데, 대표적인 세척방법으로는 자동차로부터 DPF를 분리하여 작업자가 직접 에어건으로 공기를 분사하여 제거하는 방법과, 별도의 세척장치를 이용하여 자동차로부터 탈거된 DPF를 세척하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, DPF에 직접 공기를 분사하여 유해물질을 제거하는 방법은 유해물질의 비산으로 작업자의 건강을 해칠 우려가 있다는 문제점이 있기 때문에 세척장치를 이용하는 방법을 권장하고 있다. 하지만 이 또한 공기압만을 이용하여 유해물질을 제거하는 것으로, 세척 효율을 향상시키는데 한계가 있었다.
또한, 종래의 기술에 따른 세척장치를 이용하는 방법은 공기압을 주입하는 주입관과 DPF를 연결하는 연결구 간의 결합력이 낮아 공기압을 이용한 세척과정에서 유해물질이 외부로 비산하여 작업자의 건강을 해치는 등의 문제가 발생하였다. 특히, 자동차의 종류에 따라 DPF의 배기구 측의 직경(크기)이 서로 달라 자동차의 종류에 따라 연결구를 교체하여 사용해야 하기 때문에 작업이 번거롭고 불편하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 디젤엔진의 배기가스에서 발생하는 매연을 제거하는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단에 장착한 상태에서, 세척액공급수단에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 후, 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거함으로써, DPF 내부에 적층된 유해 입자상 물질을 효과적으로 제거하여 세척 효율을 향상시키게 구성된 DPF 세척장치를 제공하는 데 있다.
그 목적은 버블이 발생된 세정액을 DPF 내로 직분사하여 DPF의 세척 효율을 월등히 향상시킬 수 있게 한 DPF 세척장치를 제공하는 데 있다.
그 목적은 직경(크기)이 다른 DPF를 모두 장착시켜 DPF를 세척할 수 있는 DPF 세척장치를 제공하는 데 있다.
그 목적은 세정액을 가열하여 65℃ 이상 ~ 95℃ 까지 공급할 수 있어 세정액의 버블 발생을 높일 수 있으며, DPF를 디핑방식으로 세척하여 세척 효율을 향상시킬 수 있게 한 DPF 세척장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적은, 케이스와, 상기 케이스의 상부에 설치되고 세정액 또는 물이 수용되는 세척액 공급통과, 상기 케이스의 내외부에 설치되는 에어 펌프와, 상기 케이스의 내부에 세척액 공급통과 연결되고 상기 에어 펌프에 연결된 제1공기라인을 통해 압축공기를 공급받아 세척액 공급통의 세정액 또는 물을 공급하는 세척액 공급호스와, 상기 에어 펌프에 연결된 제2공기라인을 통해 압축공기를 공급받아 선택적으로 압축공기를 공급하는 압축공기 공급호스와, 상기 세척액 공급호스 및 압축공기 공급호스가 연결되고, 세척액 공급호스로부터 세정액이 유입되면 상기 압축공기 공급호스로부터 압축공기를 유입시켜, 세정액에 버블을 형성하여 버블 세정액을 생성한 후 버블 세정액을 배출시키는 버블발생노즐과, 상기 버블발생노즐에 연결되어 버블 세정액 또는 물을 배출하는 세척액 배출호스를 포함하여 구성된 세척액 공급수단 및 ; 차량에서 분리된 DPF가 장착되고 상기 세척액 배출호스와 연결되며, 세척액 배출호스에서 공급되는 버블 세정액이 DPF 내부로 투입되어 세정된 후 물이 DPF 내부로 투입되어 잔여물을 제거하여 DPF를 세척하게 구성되는 DPF 장착세척수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DPF 세척장치에 의해 달성된다.
그리고 상기 세척액 공급통은 상부에 세척액 또는 물이 투입되는 투입구가 형성되고, 상기 투입구의 일측으로 내부에 투입된 세척액을 가열하는 히터봉이 끼워져 설치되는 설치구가 형성되며, 하부에 상기 세척액 공급호스가 연결되는 세척액 배출구가 형성되며, 상기 제1공기라인은 상기 에어 펌프 및 세척액 공급호스 사이에 설치되고 제1에어압력조절기를 구비하는 제1다이어프램펌프 및 제1다이어프램펌프에 연결되는 제1압력게이지를 포함하여 구성되며, 상기 제2공기라인은 상기 에어 펌프 및 압축공기 공급호스 사이에 설치되고 제2에어압력조절기를 구비하는 제2다이어프램펌프 및 제2다이어프램펌프에 연결되는 제2압력게이지를 포함하여 구성되며, 상기 버블발생노즐은 일측에 세척액 공급호스가 결합되는 제1결합부 및 압축공기 공급호스가 결합되는 제2결합부가 형성되고, 타측에 세척액 배출호스가 결합되는 제3결합부가 형성되며, 내부를 관통하여 세척액이 상기 제1결합부 및 제3결합부로 유동할 수 있도록 유로를 구비하는 노즐몸체와, 상기 유로의 일부분을 형성하되, 상기 노즐몸체의 외부압력보다 낮은 압력을 가지도록 세척액의 유동 경로를 따라 단면적이 감소되었다가 확대되도록 형성되는 버블 발생부와, 상기 노즐몸체에 구비되며, 상기 노즐몸체의 외부압력과 상기 버블 발생부의 압력차에 의해 상기 버블 발생부로 압축공기가 유입되도록 상기 제2결합부에서 버블 발생부에 연결되는 공기유입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 DPF 장착세척수단은, 프레임과, 상기 프레임의 하측에 구비되어 DPF의 하단부가 밀폐되게 안착되며 중앙에 배출구가 형성된 DPF장착부와, 상기 프레임의 상측에 구비되어 상하 이동 가능하게 설치되는 승강판과, 상기 승강판을 상하 이동시키는 승강수단과, 상기 승강판의 하부에 설치되어 승강판의 상하 이동에 의해 DPF의 상부를 밀폐시키고 내부에 분사공간이 형성되는 상부밀폐분사부와, 상기 승강판 및 상부밀폐분사부를 관통하여 설치되고 상기 세척액 배출호스가 연결되어 세척액 배출호스에서 공급되는 버블 세정액 및 물을 DPF의 상부로 직분사하는 세척분사노즐을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 DPF장착부는 상기 프레임의 하단부 양측에서 전방으로 돌출 형성되는 가이드프레임과, 상기 가이드프레임에 놓여져 상기 상부밀폐분사부의 하측으로 위치되게 이동되게 구성되는 슬라이딩판과, 상기 슬라이딩판의 상면 중앙에 일체로 돌출 형성되되, 상면에 DPF의 하단이 밀착 수용되는 원형의 밀착수용홈이 형성되고 이 밀착수용홈 상에는 상기 배출구가 형성되는 DPF안착부를 포함하여 구성되고, 상기 상부밀폐분사부는 다양한 직경을 갖는 DPF가 모두 내면에 밀착됨과 동시에 내부에 분사공간이 형성되도록 보울 형상으로 마련되는 상부밀폐분사구 및 상기 상부밀폐분사구의 내면에 결합되어 DPF의 상단이 밀착되면서 DPF의 상부를 밀폐시키는 밀폐고무판을 포함하여 구성되며, 상기 세척분사노즐은 세척액 또는 물이 안개 분무가 이루어지도록 안개분무노즐로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 DPF장착부에는 배출구의 하측으로 배출구를 선택적으로 개폐시키는 개폐밸브가 설치되어, 상기 DPF장착부 및 상부밀폐분사부에 의해 DPF의 상부 및 하부가 밀폐된 상태에서 세척분사노즐을 통해 DPF 내부로 버블세척액이 분사되면, 상기 개폐밸브를 통해 배출구를 폐쇄시켜 DPF 내부에 버블세척액이 채워지면서 DPF 내부가 버블세척액을 통해 디핑되게 하고, 상기 DPF 내부가 버블세척액에 디핑된 상태에서 상기 개폐밸브를 통해 배출구를 개방시켜 세척분사노즐을 통해 DPF 내부로 분사되는 버블세척액의 압력에 의해 DPF 내부를 디핑한 버블세척액이 배출구를 통해 배출되면서 DPF의 내부를 디핑 세척하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 DPF 세척장치는 디젤엔진의 배기가스에서 발생하는 매연을 포집 제거하는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단에 장착한 상태에서, 세척액공급수단에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 후, 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거함으로써, DPF 내부에 적층된 유해 입자상 물질을 효과적으로 제거하여 세척 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 버블이 발생된 세정액을 DPF 내로 직분사하여 DPF의 세척 효율을 월등히 향상시킬 수 있고, 직경(크기)이 다른 DPF를 모두 장착시켜 DPF를 세척할 수 있으며, 세정액을 65℃ 이상 ~ 95℃ 까지 가열하여 공급할 수 있어 세정액의 버블 발생을 높일 수 있고, DPF를 디핑방식으로 세척하여 세척 효율을 월등히 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 DPF 세척장치를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 바람직한 일실시예에 따른 세척액 공급수단의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 세척액 공급통의 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 버블발생노즐의 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 DPF 장착세척수단의 주요부분을 확대도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 상부밀폐분사부의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 DPF 장착세척수단의 바람직한 다른실시예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 DPF 세척장치의 작동을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 바람직한 일실시예에 따른 세척액 공급수단의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 세척액 공급통의 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 버블발생노즐의 바람직한 일실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 DPF 장착세척수단의 주요부분을 확대도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 상부밀폐분사부의 작용을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 DPF 세척장치에서 DPF 장착세척수단의 바람직한 다른실시예를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 DPF 세척장치의 작동을 설명하기 위한 도면.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 DPF 세척장치는 디젤엔진의 배기가스에서 발생하는 매연을 제거하는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단에 장착한 상태에서, 세척액공급수단에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 후, 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거함으로써, DPF 내부에 적층된 유해 입자상 물질을 효과적으로 세척할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 것으로, 세척액 공급수단(100) 및 DPF 장착세척수단(200)을 포함하여 구성된다.
먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세척액 공급수단(100)은 DPF를 세척하기 위한 세정액과 물을 공급하는 수단으로, 케이스(110), 세척액 공급통(120), 에어 펌프(130), 세척액 공급호스(140), 압축공기 공급호스(150), 버블발생노즐(160) 및 세척액 배출호스(170)를 포함한다.
상기 케이스(110)는 세척액 공급수단을 이루는 후술하는 구성요소들이 설치되는 부분이다.
상기 세척액 공급통(120)은 상기 케이스(110)의 상부에 설치되고 세정액 또는 물이 수용되어 세정액 또는 물을 공급하게 구성된다. 여기서, 본 발명은 순차적으로 세정액을 통해 DPF를 세정한 후, 물을 통해 DPF 내부의 잔여물을 제거하게 구성되기 때문에, 상기 세척액 공급통(120)에는 먼저 세정액이 채워져 공급된 후, 세정액을 통해 DPF의 세정이 완료되면, 상기 세척액 공급통(120)에는 물이 채워진 후 공급되어 DPF 내부의 잔여물을 제거하게 구성된다.
좀 구체적으로, 상기 세척액 공급통(120)은 상부에 세정액 또는 물이 투입되는 투입구(121)가 형성되고, 상기 투입구(121)의 일측으로 내부에 투입된 세정액을 가열하는 히터봉(H)이 끼워져 설치되는 설치구(122)가 형성되며, 하부에 세척액 공급호스(130)가 연결되는 세척액배출구(123)가 형성된다.
여기서, 상기 세척액 공급통(120)에 설치되는 히터봉(H)은 세척액 공급통 내부에 투입된 세정액을 가열하여 세정액이 후술하는 버블발생노즐(160)에서 버블이 발생될 때, 버블이 잘 일어나도록 세정액의 온도를 높여주게 구성되는 것으로, 상기 히터봉(H)은 세정액을 65℃ 이상 ~ 95℃ 까지 가열할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
상기 에어 펌프(130)는 상기 케이스(110)의 내외부에 설치되어 세척액과 세척수를 공급시키는 역할을 수행하고, 외부에서 공급된 압축공기를 후술하는 세척액 공급호스(140), 압축공기 공급호스(150)로 공급하게 구성된다. 여기서, 상기 에어 펌프(130)는 압축공기를 공급할 수 있다면 공지의 펌프가 모두 적용 가능하고, 다이어프램 펌프를 적용하는 것이 바람직하다.
상기 세척액 공급호스(140)는 상기 에어 펌프(130)에 연결된 제1공기라인(141)을 통해 압축공기를 공급받아 세척액 공급통(120)의 세정액 또는 물을 공급하게 구성된다.
여기서, 상기 제1공기라인(141)은 상기 에어 펌프(130) 및 세척액 공급호스(140) 사이에 설치되고 제1에어압력조절기(141b)를 구비하는 제1다이어프램펌프(141a) 및 제1다이어프램펌프(141a)에 연결되는 제1압력게이지(141c)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제1에어압력조절기(141b)는 제1다이어프램펌프(141a)로 주입되는 에어압력을 적절하게 조절하여 펌프를 보호하면서 세척액 공급통(120)의 세정액 또는 물을 세척액 공급호스(140)를 통해 공급되도록 펌핑하게 구성된다.
상기 압축공기 공급호스(150)는 상기 에어 펌프(130)에 연결된 제2공기라인(151)을 통해 압축공기를 공급받아 선택적으로 후술하는 버블발생노즐(160)로 압축공기를 공급하게 구성된다.
여기서, 상기 제2공기라인(151)은 상기 에어 펌프(130) 및 압축공기 공급호스(150) 사이에 설치되고 제2에어압력조절기(151b)를 구비하는 제2다이어프램펌프(151a) 및 제2다이어프램펌프(151a)에 연결되는 제2압력게이지(151c)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 제2에어압력조절기(151b)는 제2다이어프램펌프(151a)로 주입되는 에어압력을 적절하게 조절하여 펌프를 보호하면서 압축공기 공급호스(150)로 압축공기를 공급하게 구성된다.
상기 버블발생노즐(160)은 상기 세척액 공급호스(140) 및 압축공기 공급호스(150)가 연결되고, 세척액 공급호스(140)로부터 세정액이 유입되면 상기 압축공기 공급호스(150)로부터 압축공기를 유입시켜, 세정액에 버블을 형성하여 버블 세정액을 생성한 후 버블 세정액을 배출시키게 구성된다. 즉, 상기 버블발생노즐(160)은 세정액에 버블을 발생시켜 후술하는 DPF 장착세척수단(200)로 공급하여 버블 세정액을 통해 DPF를 세척하여 DPF의 세척효율을 높일 수 있게 구성된다.
좀 더 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 버블발생노즐(160)은 일측에 세척액 공급호스(140)가 결합되는 제1결합부(161a) 및 압축공기 공급호스(150)가 결합되는 제2결합부(161b)가 형성되고, 타측에 세척액 배출호스(170)가 결합되는 제3결합부(161c)가 형성되며, 내부를 관통하여 세척액이 상기 제1결합부 및 제3결합부로 유동할 수 있도록 유로(161d)를 구비하는 노즐몸체(161)와, 상기 유로(161d)의 일부분을 형성하되, 상기 노즐몸체(161)의 외부압력보다 낮은 압력을 가지도록 세척액의 유동 경로를 따라 단면적이 감소되었다가 확대되도록 형성되는 버블 발생부(162)와, 상기 노즐몸체(161)에 구비되며, 상기 노즐몸체(161)의 외부압력과 상기 버블 발생부(162)의 압력차에 의해 상기 버블 발생부(162)로 압축공기가 유입되도록 상기 제2결합부(161b)에서 버블 발생부(162)에 연결되는 공기유입부(163)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 버블발생노즐(160)은 세정액이 세척액 공급호스(140)를 통해 유로(161d)로 유입되고, 이후 세정액은 유로(161d)를 따라 계속 유동하여 버블 발생부(162)를 따라 흐르게 된다. 그리고, 버블 발생부(162)를 따라 세정액이 흐르게 되면, 노즐몸체(161)의 외부압력과 버블 발생부(162)의 압력이 서로 다르게 되고, 상대적으로 압력이 낮은 버블 발생부(162) 측으로 공기유입부(163)를 통해 압축공기 공급호스(150)에서 압축공기가 유입되고, 공기유입부(163)를 통과한 압축공기는 최종적으로 버블 발생부(162)로 유입된다. 이때, 압축공기는 유속이 증가된 세정액에 의해 미세화되어 세정액에 함유된다. 결국, 버블 발생부(162)로 유입된 압축공기는 세정액에서 버블을 효율적으로 발생시키게 된다.
상기 세척액 배출호스(170)는 상기 버블발생노즐(160)에 연결되어 버블 세정액 또는 물을 배출하게 구성된다. 즉, 상기 세척액 배출호스(170)는 상기 버블발생노즐(160)의 제3결합부(161c)에 결합되어, 상기 버블발생노즐(160)에서 공급되는 버블세척액 또는 물을 배출시켜 후술하는 DPF 장착세척수단(200)으로 공급하게 구성된다.
다음으로, DPF 장착세척수단(200)은 차량에서 분리된 DPF가 장착되고 상기 세척액 배출호스(170)와 연결되며, 세척액 배출호스(170)에서 공급되는 버블 세정액이 DPF 내부로 투입되어 세정된 후 물이 DPF 내부로 투입되어 잔여물을 제거하여 DPF를 세척하게 구성된다. 여기서, 상기 DPF 장착세척수단(200)은 상기 세척액 공급수단(100)과 일체로 구성될 수 있지만, 도시된 바와 같이 DPF 장착세척수단(200)은 상기 세척액 공급수단(100)과 분리되어 각각 개별적으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 DPF 장착세척수단(200)은 프레임(210), DPF장착부(220), 승강판(230), 승강수단(240), 상부밀폐분사부(250) 및 세척분사노즐(260)을 포함하여 구성된다.
상기 프레임(210)은 DPF 장착세척수단을 이루는 후술하는 구성요소들이 설치되는 부분이다. 여기서, 상기 프레임(210)은 사각틀 형태로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 DPF장착부(220)는 상기 프레임(200)의 하측에 구비되어 DPF의 하단부가 밀폐되게 안착되며 중앙에 배출구(223b)가 형성된다. 즉, 상기 DPF장착부(220)는 차량에서 분리된 DPF의 하면이 밀폐되면서 안착되어 세척을 위해 DPF가 장착되는 부분이다.
좀 더 구체적으로, 상기 DPF장착부(220)는 상기 프레임(210)의 하단부 양측에서 전방으로 돌출 형성되는 가이드프레임(221)과, 상기 가이드프레임(221)에 놓여져 후술하는 상부밀폐분사부(250)의 하측으로 위치되게 이동되게 구성되는 슬라이딩판(222)과, 상기 슬라이딩판(222)의 상면 중앙에 일체로 돌출 형성되되, 상면에 DPF의 하단이 밀착 수용되는 원형의 밀착수용홈(223a)이 형성되고 이 밀착수용홈 상에는 상기 배출구(223b)가 형성되는 DPF안착부(223)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 밀착수용홈(223a)은 다양한 직경을 갖는 DPF가 내부로 수용되도록 충분한 크기를 갖게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 상기 DPF장착부(220)는 상기 DPF안착부(223)의 밀착수용홈(223a)에 DPF의 하단이 밀착 수용되면서 안착되어 DPF안착부(223)에 DPF의 하면이 밀폐되면서 장착되게 구성되고, DPF안착부(223)에 DPF가 장착된 상태에서 슬라이딩판(223)을 가이드프레임(221)을 따라 프레임(210)의 내부 중앙으로 이동시켜, DPF안착부(223)에 장착된 DPF가 후술하는 상부밀폐분사부(250)의 하측으로 위치되도록 한다.
상기 승강판(230)은 상기 프레임(210)의 상측에 구비되어 상하 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 상기 승강판(230)은 양단에 가이더(231)가 결합되고, 이 가이더(231)는 프레임(210)에 상하방향으로 설치된 가이드봉(232)에 결합되어 가이드되면서 승강판(230)이 유동되지 않고 안정적으로 상하 이동될 수 있게 구성된다.
상기 승강수단(240)은 상기 승강판(230)을 상하 이동시키는 수단으로, 승강판(230)을 승하강시킬 수 있다면 다양한 공지의 수단이 채용될 수 있지만, 도시된 바와 같이, 상기 프레임(210)과 승강판(230) 사이에 설치되어 실린더봉의 신축에 의해 승강판(230)을 승하강시킬 수 있는 승강실린더로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 상부밀폐분사부(250)는 상기 승강판(230)의 하부에 설치되어 승강판(230)의 상하 이동에 의해 DPF의 상부를 밀폐시키고 내부에 분사공간(S)이 형성되게 구성된다. 즉, 상기 상부밀폐분사부(250)는 상기 승강판(230)에 설치되어 승강판(230)이 하측으로 이동되어 DPF장착부(220)에 장착된 DPF의 상부를 덮어 밀폐시키고 내부에 형성된 분사공간(S)을 통해 버블 세척액을 DPF의 상부로 분사시킬 수 있게 구성된다.
좀 구체적으로, 상기 상부밀폐분사부(250)는 다양한 직경을 갖는 DPF가 모두 내면에 밀착됨과 동시에 내부에 분사공간(S)이 형성되도록 보울 형상으로 마련되는 상부밀폐분사구(251) 및 상기 상부밀폐분사구(251)의 내면에 결합되어 DPF의 상단이 밀착되면서 DPF의 상부를 밀폐시키는 밀폐고무판(252)을 포함하여 구성된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부밀폐분사부(250)는 상부밀폐분사구(251)가 상측으로 갈수록 그 직경이 작아지는 보울 형상으로 마련되기 때문에 승강판(230)의 하강에 의해 다양한 직경을 갖는 DPF에 대응되게 DPF의 상단이 상부밀폐분사구의 내면이 밀착되어 다양한 직경을 갖는 DPF를 모두 밀폐시켜 커버할 수 있다.
상기 세척분사노즐(260)은 상기 승강판(230) 및 상부밀폐분사부(250)를 관통하여 설치되고 상기 세척액 배출호스(170)가 연결되어 세척액 배출호스(170)에서 공급되는 버블 세정액 및 물을 DPF의 상부로 직분사하게 구성된다. 여기서, 상기 세척분사노즐(260)은 DPF의 상부로 직분사하여 DPF 내부를 세척할 수 있게 구성되기 때문에 세척효율이 향상되고, 세척분사노즐(260)로는 버블이 발생된 버블 세정액이 분사되기 때문에 DPF 내부의 필터구조가 파손되는 것이 방지된다.
여기서, 상기 세척분사노즐(260)은 세척액 또는 물이 안개 분무가 이루어지도록 안개분무노즐로 구성되어, 세척분사노즐(260)에서 DPF의 상부로 직분사되는 버블 세정액 및 물에 의해 DPF 내부의 필터구조가 파손되는 것이 방지되게 구성되는 것이 바람직하다.
더불어, 본 발명에 따르면, 상기 DPF장착부(220)에는 배출구(223b)의 하측으로 배출구를 선택적으로 개폐시키는 개폐밸브(225)가 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 개폐밸브(225)는 상기 배출구(223b)를 선택적으로 개폐시켜 DPF의 세정을 위해 DPF 내부로 투입되는 세정액이 배출구(223b)를 통해 배출되는 것을 제어하기 위함이다.
이는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 DPF장착부(220) 및 상부밀폐분사부(250)에 의해 DPF의 상부 및 하부가 밀폐된 상태에서 세척분사노즐(260)을 통해 DPF 내부로 버블세척액이 분사되면, 상기 개폐밸브(225)를 통해 배출구(223b)를 폐쇄시켜 DPF 내부에 버블세척액이 채워지면서 DPF 내부가 버블세척액을 통해 디핑되게 하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 DPF 내부가 버블세척액에 디핑된 상태에서 상기 개폐밸브(225)를 통해 배출구(223b)를 개방시켜 세척분사노즐(260)을 통해 DPF 내부로 분사되는 버블세척액의 압력에 의해 DPF 내부를 디핑한 버블세척액이 배출구(223b)를 통해 순차적으로 배출되면서 DPF의 내부를 디핑 세척하도록 한다. 이와 구성에 의해, DPF를 디핑방식으로 세척할 수 있기 때문에 DPF의 세척 효율을 월등히 향상시킬 수 있게 된다.
이제, 도 9를 참조하여 이와 같이 구성된 DPF 세척장치의 작동 관계를 설명한다.
본 발명에 따른 DPF 세척장치는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단(200)에 장착한 상태에서, 먼저 세척액공급수단(100)에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 다음, 다시 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거하여 DPF를 세척한다.
이를 위해, DPF장착세척수단(200)의 세척액 배출호스(170)를 DPF 장착세척수단(200)의 세척분사노즐(260)에 결합시킨다. 그리고, DPF장착부(220)에 챠량에서 분리된 DPF를 장착시킨 다음, 승강수단(240)을 통해 승강판(230)을 하강시켜 DPF장착부(220)에 장착된 DPF의 상부를 상부밀폐분사부(250)로 덮어 밀폐시킨다.
그리고, DPF장착세척수단(100)의 세척액 저장통(120)에 세정액을 투입하고 버블발생노즐(160)에서 세정액에 버블을 생성시킨 다음, 생성된 버블 세정액을 세척액 배출호스(170)를 통해 세척분사노즐(260)로 공급하여, 세척분사노즐(260)을 통해 DPF 내부로 버블 세정액을 직분사시킨다. 그러면, DPF 내부로 분사된 버블 세정액이 DPF의 내부를 세정한 후 배출구(223b)로 배출된다.
그리고, DPF장착세척수단(100)의 세척액 저장통(120)에 물을 투입하고, 물을 세척액 배출호스(170)를 통해 세척분사노즐(260)로 공급하여, 세척분사노즐(260)을 통해 DPF 내부로 물을 직분사시킨다. 그러면, DPF 내부로 분사된 물이 DPF의 내부의 잔여물을 제거한 후 배출구(223b)로 배출된다.
이와 같이 본 발명에 따른 DPF 세척장치는 디젤엔진의 배기가스에서 발생하는 매연을 제거하는 DPF를 차량에서 분리하여 DPF장착세척수단에 장착한 상태에서, 세척액공급수단에서 세정액에 버블을 발생시켜 DPF 내부로 투입하여 세정한 후, 물을 DPF 내부로 투입하여 잔여물을 제거함으로써, DPF 내부에 적층된 유해 입자상 물질을 효과적으로 제거하여 세척 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상기 세척액공급수단의 케이스(120) 및 DPF장착세척수단의 프레임(210)의 외면에는 내부식성, 방열, 방수 기능을 향상시키기 위해 보호처리액으로 스프레이처리된다.
이때, 사용되는 보호처리액은 물유리 20중량%, 질화붕소 10중량%, 폴리아마이드(polyamide) 20중량%, 하이드로콜로이드 10중량%, P-페닐아조아닐린 15중량%, 글루타릴콘센트레이스 5중량% 및 나머지 DMF(N,N-dimethylformamide)로 이루어진다.
여기에서, 물유리는 피착물과의 교합성과 부착력을 강화시키기 위한 것이고, 질화붕소는 내구성 및 내열, 내부식성을 강화시키고, 방열특성을 증대시키는데 기여한다. 또한, 폴리아마이드(polyamide)는 고기능성 수지중 하나로서 아미드 결합을 갖는 합성고분자이며, 자기 윤활성이 풍부하고 마찰계수가 작아 내마모성이 뛰어나므로 계면분리를 억제한다. 그리고, 하이드로콜로이드(Hydrocolloid)는 점착성을 높이고, 유연할 뿐만 아니라 방수 및 발수기능을 강화시켜 젖음성이 생기지 않도록 한다. 아울러, P-페닐아조아닐린은 소수화에 따른 발수특성은 물론 방수, 방습 특성을 강화시킨다. 또한, 글루타릴콘센트레이스(Glutaral Concentrate)는 악취 및 유해성분 분해력이 우수하여 살균, 항균 기능을 강화시킨다. 뿐만 아니라, DMF는 유기용매로서 높은 용해도, 유전율, 자연적 비양자성, 낮은 휘발성 범위와 같은 특징이 있다.
또한, 케이스(120)의 외면에는 도색제를 스프레이 방식으로 도포하여 다양한 색상을 구현할 수 있다.
이때, 도색제 100중량부를 기준으로 에칠헥실메톡시신나메이트(Ethylhexyl methoxycinnamate) 2.5중량부, 3000-4000메쉬의 산화아연(ZnO) 1.5중량부, 네오 폴리올 에스테르(Neopolyol esters) 1.5중량부, 실리카흄이 함유된 폴리에스터실록산 코폴리머 2.5중량부, 부틸레이티드 하이드록시 톨루엔(BHT) 2.5중량부를 더 첨가하여 교반할 수 있다.
여기에서, 에칠헥실메톡시신나메이트는 자외선을 흡수하는 방식으로 차단하여 도색제의 변퇴색을 억제하고, 산화아연은 자외선을 산란시켜 반사함으로써 차단하여 도색제의 변퇴색을 억제한다. 그리고, 네오 폴리올 에스테르는 부가되는 산화아연의 활성을 좋게 하여 점도를 조절하고 균일분산성을 유도하기 위해 첨가된다. 또한, 실리카흄이 함유된 폴리에스터실록산 코폴리머는 기포 생성을 차단하여 균일분산성과 도색제와의 반응성을 좋게 하고, 이를 통해 발생석과 내광성을 향상시키기 위해 첨가된다. 뿐만 아니라, 부틸레이티드 하이드록시 톨루엔(BHT)(disodium ethylenediaminetetraacetate)은 산화를 억제하여 도색제의 안정화와, 변질을 막고 내광성과 발색성을 증대시키기 위해 첨가된다.
한편, 상기 밀폐고무판(252))의 표면은 오염과 물로부터 보호하기 위해 방오방수처리액으로 스프레이코팅된다.
이때 사용되는 방오방수처리액은 폴리락트산 100중량부에 대해, 에레몰 5중량부, 메틸살리실레이트 10중량부, 송진 10중량부, 아크릴에스터 코폴리머 25중량부, 트리클로산 5중량부, 글리세릴 모노스테아레이트 5중량부, 올레아미드 5중량부, 무수 디클로로메탄 5중량부가 혼합 조성된다.
이렇게 하는 이유는 폴리락트산은 친환경 바이오 플라스틱으로서 바인딩 기능을 강화시키고, 에레몰은 내수압특성을 증대시키며, 메틸살리실레이트(Methyl Salicylate)는 연화기능을 강화시켜 인장강도를 증대시킴으로써 밀봉력을 강화한다. 그리고, 송진은 표면의 미세구조와 낮은 표면에너지를 갖추도록 하여 소수성을 강화시킨다. 또한, 아크릴에스터 코폴리머(Acrylic Ester Copolymer)는 점도를 높이고 열에 의한 밀착, 고밀화를 증대시켜 밀폐력을 증대시킨다. 또한, 트리클로산은 항균성을 높이기 위해 첨가되며, 글리세릴 모노스테아레이트는 정전방지 특성과 연화에 따른 인장강도 향상에 기여하도록 첨가되고, 올레아미드(Oleamide)는 슬립성을 강화시키고 균일 분산성을 좋게 하며, 무수 디클로로메탄은 방수성을 높이기 위해 첨가된다.
이상에서와같이 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 세척액 공급수단 110: 케이스
120: 세척액 공급통 130: 에어 펌프
140: 세척액 공급호스 150: 압축공기 공급호스
160: 버블발생노즐 170: 세척액 배출호스
200: DPF 장착세척수단 210: 프레임
220: DPF장착부 230: 승강판
240: 승강수단 250: 상부밀폐분사부
260: 세척분사노즐
120: 세척액 공급통 130: 에어 펌프
140: 세척액 공급호스 150: 압축공기 공급호스
160: 버블발생노즐 170: 세척액 배출호스
200: DPF 장착세척수단 210: 프레임
220: DPF장착부 230: 승강판
240: 승강수단 250: 상부밀폐분사부
260: 세척분사노즐
Claims (5)
- 케이스와, 상기 케이스의 상부에 설치되고 세정액 또는 물이 수용되는 세척액 공급통과, 상기 케이스의 내외부에 설치되는 에어 펌프와, 상기 케이스의 내부에 세척액 공급통과 연결되고 상기 에어 펌프에 연결된 제1공기라인을 통해 압축공기를 공급받아 세척액 공급통의 세정액 또는 물을 공급하는 세척액 공급호스와, 상기 에어 펌프에 연결된 제2공기라인을 통해 압축공기를 공급받아 선택적으로 압축공기를 공급하는 압축공기 공급호스와, 상기 세척액 공급호스 및 압축공기 공급호스가 연결되고, 세척액 공급호스로부터 세정액이 유입되면 상기 압축공기 공급호스로부터 압축공기를 유입시켜, 세정액에 버블을 형성하여 버블 세정액을 생성한 후 버블 세정액을 배출시키는 버블발생노즐과, 상기 버블발생노즐에 연결되어 버블 세정액 또는 물을 배출하는 세척액 배출호스를 포함하여 구성된 세척액 공급수단 및 차량에서 분리된 DPF가 장착되고 상기 세척액 배출호스와 연결되며, 세척액 배출호스에서 공급되는 버블 세정액이 DPF 내부로 투입되어 세정된 후 물이 DPF 내부로 투입되어 잔여물을 제거하여 DPF를 세척하게 구성되고,
상기 세척액 공급통은 상부에 세척액 또는 물이 투입되는 투입구가 형성되고, 상기 투입구의 일측으로 내부에 투입된 세척액을 가열하는 히터봉이 끼워져 설치되는 설치구가 형성되며, 하부에 상기 세척액 공급호스가 연결되는 세척액 배출구가 형성되며,
상기 제1공기라인은 상기 에어 펌프 및 세척액 공급호스 사이에 설치되고제1에어압력조절기를 구비하는 제1다이어프램펌프 및 제1다이어프램펌프에 연결되는 제1압력게이지를 포함하여 구성되며,
상기 제2공기라인은 상기 에어 펌프 및 압축공기 공급호스 사이에 설치되고 제2에어압력조절기를 구비하는 제2다이어프램펌프 및 제2다이어프램펌프에 연결되는 제2압력게이지를 포함하여 구성되며,
상기 버블발생노즐은 일측에 세척액 공급호스가 결합되는 제1결합부 및 압축공기 공급호스가 결합되는 제2결합부가 형성되고, 타측에 세척액 배출호스가 결합되는 제3결합부가 형성되며, 내부를 관통하여 세척액이 상기 제1결합부 및 제3결합부로 유동할 수 있도록 유로를 구비하는 노즐몸체와, 상기 유로의 일부분을 형성하되, 상기 노즐몸체의 외부압력보다 낮은 압력을 가지도록 세척액의 유동 경로를 따라 단면적이 감소되었다가 확대되도록 형성되는 버블 발생부와, 상기 노즐몸체에 구비되며, 상기 노즐몸체의 외부압력과 상기 버블 발생부의 압력차에 의해 상기 버블 발생부로 압축공기가 유입되도록 상기 제2결합부에서 버블 발생부에 연결되는 공기유입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DPF 세척장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
DPF 장착세척수단은,
프레임과,
상기 프레임의 하측에 구비되어 DPF의 하단부가 밀폐되게 안착되며 중앙에 배출구가 형성된 DPF장착부와,
상기 프레임의 상측에 구비되어 상하 이동 가능하게 설치되는 승강판과,
상기 승강판을 상하 이동시키는 승강수단과,
상기 승강판의 하부에 설치되어 승강판의 상하 이동에 의해 DPF의 상부를 밀폐시키고 내부에 분사공간이 형성되는 상부밀폐분사부와,
상기 승강판 및 상부밀폐분사부를 관통하여 설치되고 상기 세척액 배출호스가 연결되어 세척액 배출호스에서 공급되는 버블 세정액 및 물을 DPF의 상부로 직분사하는 세척분사노즐을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DPF 세척장치.
- 제3항에 있어서,
상기 DPF장착부는 상기 프레임의 하단부 양측에서 전방으로 돌출 형성되는 가이드프레임과, 상기 가이드프레임에 놓여져 상기 상부밀폐분사부의 하측으로 위치되게 이동되게 구성되는 슬라이딩판과, 상기 슬라이딩판의 상면 중앙에 일체로 돌출 형성되되, 상면에 DPF의 하단이 밀착 수용되는 원형의 밀착수용홈이 형성되고 이 밀착수용홈 상에는 상기 배출구가 형성되는 DPF안착부를 포함하여 구성되고,
상기 상부밀폐분사부는 다양한 직경을 갖는 DPF가 모두 내면에 밀착됨과 동시에 내부에 분사공간이 형성되도록 보울 형상으로 마련되는 상부밀폐분사구 및 상기 상부밀폐분사구의 내면에 결합되어 DPF의 상단이 밀착되면서 DPF의 상부를 밀폐시키는 밀폐고무판을 포함하여 구성되며,
상기 세척분사노즐은 세척액 또는 물이 안개 분무가 이루어지도록 안개분무노즐로 구성된 것을 특징으로 하는 DPF 세척장치.
- 제3항에 있어서,
상기 DPF장착부에는 배출구의 하측으로 배출구를 선택적으로 개폐시키는 개폐밸브가 설치되어,
상기 DPF장착부 및 상부밀폐분사부에 의해 DPF의 상부 및 하부가 밀폐된 상태에서 세척분사노즐을 통해 DPF 내부로 버블세척액이 분사되면, 상기 개폐밸브를 통해 배출구를 폐쇄시켜 DPF 내부에 버블세척액이 채워지면서 DPF 내부가 버블세척액을 통해 디핑되게 하고,
상기 DPF 내부가 버블세척액에 디핑된 상태에서 상기 개폐밸브를 통해 배출구를 개방시켜 세척분사노즐을 통해 DPF 내부로 분사되는 버블세척액의 압력에 의해 DPF 내부를 디핑한 버블세척액이 배출구를 통해 배출되면서 DPF의 내부를 디핑 세척하도록 구성된 것을 특징으로 하는 DPF 세척장치.
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| KR102541003B1 true KR102541003B1 (ko) | 2023-06-13 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20190137372A (ko) * | 2018-06-01 | 2019-12-11 | 임진섭 | 배기가스 후처리장치의 세척방법 및 세척장치 |
| KR102063982B1 (ko) * | 2019-10-14 | 2020-01-08 | 김승주 | 자동차의 매연저감장치용 세척장치 |
| KR102162564B1 (ko) * | 2020-03-25 | 2020-10-07 | 주식회사 블루텍 | 매연저감장치용 세척장치 |
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- 2022-12-12 KR KR1020220172763A patent/KR102541003B1/ko active IP Right Grant
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